DE10307789A1

DE10307789A1 - Automatikgetriebe

Info

Publication number: DE10307789A1
Application number: DE10307789A
Authority: DE
Inventors: Nobutada Sugiura; Minoru Todo; Yoshinobu Nozaki; Hideo Tomomatsu
Original assignee: Aisin AW Co Ltd; Toyota Motor Corp
Current assignee: Aisin AW Co Ltd; Toyota Motor Corp
Priority date: 2002-02-26
Filing date: 2003-02-24
Publication date: 2003-09-04
Also published as: JP2003247612A; US6835158B2; CN1324250C; CN1441178A; JP3789831B2; US20030224900A1

Abstract

Durch die vorliegende Erfindung wird ein Automatikgetriebe mit einer Struktur bereitgestellt, gemäß der eine erste Bremse, eine dritte Bremse und ein Hydraulikstellglied für die dritte Bremse so angeordnet sind, daß sie in der axialen Richtung im wesentlichen ausgerichtet und von hinten sequentiell auf einer Außendurchmesserseite bezüglich der radialen Richtung angeordnet sind. Außerdem sind ein erstes Planetengetriebe, eine erste Einwegkupplung und eine zweite Einwegkupplung in der axialen Richtung von hinten sequentiell auf einer Innendurchmesserseite bezüglich der radialen Richtung angeordnet. D. h. die Komponenten können mit einer effizienten Raumausnutzung in der radialen und der axialen Richtung angeordnet werden. Außerdem wird, weil ein Träger des ersten Planetengetriebes über die erste Einwegkupplung mit einer dritten Bremse verbunden ist, eine Rückwärtsdrehbewegung des Trägers durch Ausrücken der dritten Bremse ermöglicht, so daß 6 Vorwärtsgangstufen bereitgestellt werden können.

Description

Auf die Offenbarung der Patentanmeldung Nr. 2002- 050331, eingereicht am 26. Februar 2002, einschließlich der Beschreibung, der Zeichnungen und der Zusammenfassung wird hierin in ihrer Gesamtheit durch Verweis Bezug genommen.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein in einem Fahrzeug, z. B. einem Automobil, angeordnetes Automatikgetriebe. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere eine Struktur eines Getriebeabschnitts, der vorzugsweise in einem Automatikgetriebe verwendet werden soll, das mehrere Kupplungen aufweist, die zusammen in einer vorderen Hälfte angeordnet sind, und einen Getriebeabschnitt in einer hinteren Hälfte aufweist.
Es ist ein in einem Fahrzeug, z. B. in einem Automobil, angeordnetes Automatikgetriebe bekannt, das mehrere Kupplungen aufweist, die zusammen in einer vorderen Hälfte angeordnet sind, und einen Getriebeabschnitt in einer hinteren Hälfte aufweist.
Die Fig. 11 und 12 zeigen bekannte Beispiele eines derartigen Automatikgetriebes. Die in diesen schematischen Ansichten dargestellten Automatikgetriebe sind in der JP-A- 04-285347 in den Fig. 1 bzw. 3 dargestellt. Diese Automatikgetriebe weisen Kupplungen C1 und C2 auf, die zusammen in einer vorderen Hälfte angeordnet sind, und einen Getriebeabschnitt (einen ersten, einen zweiten und einen dritten Planetengetriebesatz G1, G2 und G3) in einer hinteren Hälfte, und stellen unter Verwendung des in den Figuren dargestellten Getriebezugs fünf Vorwärtsgänge bereit.
Bezugszeichen, die für das Verständnis der verwandten Technik nicht notwendig sind, werden nicht näher erläutert.
In jüngster Zeit entstand hinsichtlich der Verbesserung des Kraftstoffverbrauchs eine starke Nachfrage nach Mehrgang-Automatikgetrieben. Gleichzeitig entstand hinsichtlich der Montierbarkeit eine starke Nachfrage nach einer besseren Kompaktifizierung der Automatikgetriebeeinheit selbst. Die Forderung, mehr Gänge oder Gangstufen in den Automatikgetrieben bereitzustellen, widerspricht jedoch der Forderung, die Automatikgetriebe kompakter zu machen. Außerdem müssen Automatikgetriebe geeignet steuerbar sein. D. h., es muß beispielsweise ein bequemer Schaltvorgang ohne Schaltruck durch eine einfache Steuerung realisiert werden. Im allgemeinen werden, um dies zu realisieren, gemäß einem Verfahren weit verbreitet Einwegkupplungen verwendet.
In den in den Fig. 11 und 12 dargestellten Automatikgetrieben ist jedoch keine Einwegkupplung vorgesehen, so daß, weil daraus abgeleitet werden kann, daß ein Schaltvorgang durch ein Kupplung-Kupplung-Schaltverfahren ausgeführt wird, ein Problem hinsichtlich einer unzulänglichen Steuerbarkeit auftritt.
Wenn hierbei beispielsweise versucht wird, 6 Vorwärtsgänge unter Verwendung einer Einwegkupplung bereitzustellen, die ein Basiselement der Struktur der vorstehend erläuterten verwandten Technik ist, könnte hinsichtlich der in den Fig. 11 und 12 dargestellten Strukturen eine Konstruktion in Betracht gezogen werden, gemäß der eine Einwegkupplung parallel zu einer dritten Bremse B3 und in Beziehung zu einem vorgegebenen Drehelement (in Fig. 11 einem Sonnenrad S1, in Fig. 12 einem Träger PC1) angeordnet ist.
In diesem Fall würde jedoch durch Anordnen der Einwegkupplung in den vorstehend beschriebenen Positionen in Beziehung zu dem vorgegebenen Drehelement die Einwegkupplung eine Rückwärtsdrehbewegung der vorgegebenen Drehelemente stoppen oder blockieren, weil die Eingangswelle I und das vorgegebene Drehelement direkt verbunden sind. Infolgedessen wäre es unmöglich, 6 Gänge bereitzustellen.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die vorstehend erwähnten Probleme zu lösen und ein Automatikgetriebe bereitzustellen, das eine kompakte Struktur hat und ausgezeichnet steuerbar ist, indem ein Einwegkupplung-Schaltvorgang ermöglicht wird.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Patentansprüche gelöst.
Gemäß den Merkmalen von Patentanspruch 1 kann die erste Einwegkupplung zum Ein- und Ausrücken des zweiten Drehzahländerungselements des ersten Planetengetriebes so konstruiert sein, daß, weil sie außerdem die dritte Bremse ein- und ausrückt, eine Rückwärtsdrehbewegung des zweiten Drehzahländerungselements durch Ausrücken der ersten und der dritten Bremse ermöglicht wird. Dadurch können beispielsweise 6 Vorwärtsgänge geschaltet werden. Außerdem wird, weil ein Einwegkupplung-Schaltvorgang unter Verwendung der ersten Einwegkupplung ausgeführt werden kann, eine einfache Struktur erhalten und die Steuerbarkeit verbessert.
Gemäß Patentanspruch 2 kann das erste Drehzahländerungselement so konstruiert sein, daß eine Rückwärtsdrehbewegung unter Verwendung der zweiten Einwegkupplung und der dritten Kupplung möglich ist.
Gemäß den Merkmalen von Patentanspruch 3 kann das erste Planetengetriebe so konstruiert sein, daß es ein Sonnenrad, einen Träger, zwei Ritzel und ein Hohlrad aufweist, und unter Verwendung des ersten Planetengetriebes und eines Planetengetriebesatzes können mindestens 6 Vorwärtsgänge geschaltet werden.
Erfindungsgemäß sind die räumlichen Positionsbeziehungen der jeweiligen Komponenten vorgegeben. Erfindungsgemäß sind die erste Bremse, die dritte Bremse und das Hydraulikstellglied für die dritte Bremse in der axialen Richtung im wesentlichen miteinander ausgerichtet von hinten sequentiell und bezüglich einer radialen Richtung auf einer Außendurchmesserseite angeordnet. Das erste Planetengetriebe, die erste Einwegkupplung und die zweite Einwegkupplung sind in der axialen Richtung von hinten sequentiell auf einer Innendurchmesserseite angeordnet. D. h., die erste und die dritte Bremse, das Hydraulikstellglied für die zweite Bremse, das erste Planetengetriebe und die erste und die zweite Einwegkupplung können bezüglich der radialen und der axialen Richtung unter effizienter Raumausnutzung angeordnet werden, was dazu beiträgt, das Automatikgetriebe kompakter zu machen.
Insbesondere gemäß Patentanspruch 5 kann die erste Einwegkupplung so konstruiert sein, daß sie, anstatt direkt mit einem Getriebegehäuse verbunden zu sein, über die dritte Bremse mit dem Getriebegehäuse verbunden ist. Die erste Einwegkupplung führt daher die Grundfunktionen einer Einwegkupplung aus, wenn die dritte Bremse eingerückt ist, d. h. sie ermöglicht eine Vorwärtsdrehbewegung und verhindert eine Rückwärtsdrehung des ersten Planetengetriebeträgers. Gleichzeitig kann sich der erste Planetengetriebeträger, weil die erste Einwegkupplung einen Freilaufzustand annimmt, wenn die dritte Bremse ausgerückt ist (d. h. einen Zustand, der einem Zustand ohne Einwegkupplung gleicht), in die Vorwärts- oder in die Rückwärtsrichtung drehen. Weil diese Rückwärtsdrehung des ersten Planetengetriebes ermöglicht wird, können 6 Vorwärtsgänge bereitgestellt werden.
Fig. 1 zeigt eine Gesamtguerschnittansicht einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Automatikgetriebes;
Fig. 2 zeigt eine vergrößerte Querschnittansicht zum Darstellen eines Teils eines Drehmomentwandlers in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 3 zeigt eine vergrößerte Querschnittansicht zum Darstellen eines in einem vorderen Abschnitt einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Mehrgang-Gangschaltmechanismus angeordneten Kupplungsabschnitts;
Fig. 4 zeigt eine vergrößerte Querschnittansicht zum Darstellen eines in einem hinteren Abschnitt der ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Mehrgang-Gangschaltmechanismus angeordneten Getriebeabschnitts;
Fig. 5 zeigt ein schematisches Diagramm der ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Mehrgang-Gangschaltmechanismus;
Fig. 6 zeigt eine Funktions- oder Operationstabelle der ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Mehrgang- Gangschaltmechanismus;
Fig. 7 zeigt ein Geschwindigkeitsdiagramm der ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Mehrgang-Gangschaltmechanismus;
Fig. 8 zeigt eine vergrößerte Querschnittansicht zum Darstellen eines in einem vorderen Abschnitt einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Mehrgang-Gangschaltmechanismus angeordneten Kupplungsabschnitts;
Fig. 9 zeigt ein schematisches Diagramm der zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Mehrgang-Gangschaltmechanismus;
Fig. 10 zeigt eine Funktions- oder Operationstabelle für die zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Mehrgang-Gangschaltmechanismus;
Fig. 11 zeigt ein schematisches Diagramm eines herkömmlichen Automatikgetriebes; und
Fig. 12 zeigt ein schematisches Diagramm eines anderen herkömmlichen Automatikgetriebes;

Ausführungsform 1

Nachstehend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Fig. 1 zeigt eine Gesamtguerschnittansicht eines erfindungsgemäßen Automatikgetriebes, und die Fig. 2, 3 und 4 zeigen vergrößerte Querschnittansichten von Abschnitten davon. In der nachstehenden Beschreibung wird die linke Seite der Fig. 1 bis 4 als "Vorderseite" (vorne) und die rechte Seite als "Rückseite" (hinten) bezeichnet.
Wie in Fig. 1 dargestellt, weist ein Automatikgetriebe 1 einen Mehrgang-Gangsschaltmechanismus 6 mit einem Drehmomentwandler 2 und drei Planetengetrieben (einem ersten Planetengetriebe 3, einem zweiten Planetengetriebe 4 und einem dritten Planetengetriebe 5) auf. Der Drehmomentwandler 2 und der Mehrgang-Gangschaltmechanismus 6 sind auf einer Welle seriell angeordnet und in einem festen bzw. stabilen Gehäuse angeordnet, das aus einem Drehmomentwandlergehäuse 7 und einem Getriebegehäuse 9 gebildet wird. Das zweite und das dritte Planetengetriebe 4 und 5 bilden einen Planetengetriebesatz.
Wie in Fig. 2 detailliert dargestellt ist, weist der Drehmomentwandler 2 ein Pumpenrad 11 auf, das auf einer Abdeckung 10 angeordnet ist, die mit einer Motorabtriebswelle (im Diagramm nicht dargestellt) verbunden ist, ein mit einer Eingangswelle 12 des Mehrgang-Gangschaltmechanismus 6 verbundenes Turbinenrad 13 und einen über eine Einwegkupplung 15 gehaltenen Stator 16. Außerdem weist der Drehmomentwandler 2 eine Lock-up- oder Überbrückungskupplung 19 auf, die mit der Abdeckung 10 mechanisch verbunden ist und über ein Federdämpfungselement 17 mit der Eingangswelle 12 verbunden ist. Außerdem ist ein Pumpengehäuse 20 zwischen dem Drehmomentwandlergehäuse 7 und dem Getriebegehäuse 9 (vgl. Fig. 1) befestigt. Ferner ist eine Ölpumpe 21 vorgesehen, und die Abdeckung 10 wird im Pumpengehäuse 20 drehbar gehalten. Außerdem ist eine Pumpenabdeckung 22 an einer Rückseite des Pumpengehäuses 20 befestigt, und ein Innenring der Einwegkupplung 15 ist fixiert, und alle Ölkanäle sind auf der Pumpenabdeckung 22 ausgebildet.
Wie in Fig. 1 dargestellt, wird die vordere Hälfte oder die Vorderseite (Drehmomentwandlerseite) des Mehrgang-Gangschaltmechanismus 6 aus einem Kupplungsabschnitt 23 gebildet, und die hintere Hälfte (Abtriebswellenseite) wird aus einem Getriebeabschnitt 24 gebildet.
Drei Kupplungen, d. h. eine erste Kupplung C1, eine zweite Kupplung C2 und eine dritte Kupplung C3, sind jeweils zusammen mit Hydraulikstellgliedern 55, 49 bzw. 46 (die nachstehend beschrieben werden) im Kupplungsabschnitt 23 angeordnet. Von diesen drei Kupplungen sind die zweite Kupplung C2 und die dritte Kupplung C3 auf einer Außendurchmesserseite angeordnet, wobei die zweite Kupplung C2 weiter vorne und die dritte Kupplung C3 dahinter angeordnet ist. D. h., die zweite Kupplung C2 und die dritte Kupplung C3 sind so angeordnet, daß sie in der axialen Richtung im wesentlichen ausgerichtet sind, so daß auf der Außendurchmesserseite eine Rückseite der zweiten Kupplung C2 einer Vorderseite der dritten Kupplung zugewandt ist. Die erste Kupplung C1 ist an einer Innendurchmesserseite der zweiten Kupplung C2 und der dritten Kupplung C3 angeordnet. D. h., die erste Kupplung C1 überlappt die zweite Kupplung C2 in der axialen Richtung nicht und ist auf einer Innendurchmesserseite der dritten Kupplung C3 angeordnet.
Nachstehend wird der Kupplungsabschnitt 23 unter Bezug auf Fig. 3 (die eine vergrößerte Ansicht des in Fig. 1 dargestellten Kupplungsabschnitts 23 zeigt) ausführlicher beschrieben.
Die erste, die zweite und die dritte Kupplung C1, C2 und C3 werden durch die Außenumfangsfläche eines Vorsprungs oder Ansatzes 22a der Pumpenabdeckung 22 drehbar gehalten und sind so angeordnet, daß eine Drehbewegung von einer mit der Eingangswelle 12 (einem Eingangselement) verbundenen Buchse 25 übertragen wird. Der vordere Abschnitt der Buchse 25 ist flanschförmig ausgebildet, und ein drittes Trommelelement 26 (eine Kupplungstrommel) ist am Außenumfangsabschnitt eines Flanschabschnitts 25a der Buchse befestigt. Eine Keilnut 26a ist auf einer Innenumfangsfläche des dritten Trommelelements 26 ausgebildet. Mehrere Antriebsplatten 27 (äußere Reibungsplatten) der dritten Kupplung C3 und ein zweites Trommelelement 29 (eine Kupplungstrommel) stehen mit der Keilnut 26a so in Eingriff, daß das zweite und das dritte Trommelelement 29 und 26 sich auf integrale Weise drehen.
Ein Flanschabschnitt 29a ist auf einer Innendurchmesserseite des zweiten Trommelelements 29 ausgebildet, das durch die Buchse 25 so gehalten wird, daß es auf öldichte Weise in der axialen Richtung beweglich ist. Eine Keilnut 29c ist auf einer Außenumfangsfläche eines Trommelabschnitts 29b des zweiten Trommelelements 29 ausgebildet. Das zweite Trommelelement 29 steht mit der Keilnut 29a des dritten Trommelelements 26 in Eingriff, und eine Keilnut 29d ist auf einer Innenumfangsfläche des Trommelelements 29 ausgebildet. Mehrere Antriebsplatten 31 (äußere Reibungsplatten) der zweiten Kupplung C2 stehen mit der Keilnut 29d in Eingriff. Außerdem ist ein an der Eingangswelle 12 fixiertes erstes Trommelelement 32 (eine Kupplungstrommel) auf einer Innendurchmesserseite der zweiten und der dritten Kupplung C2 und C3 angeordnet. Eine Keilnut 32b ist auf einer Innenumfangsfläche eines Trommelabschnitts 32a ausgebildet, der auf einer Außendurchmesserseite des ersten Trommelelements 32 angeordnet ist. Mehrere Antriebsplatten 33 (äußere Reibungsplatten) der ersten Kupplung C1 stehen mit der Keilnut 32b in Eingriff.
Gleichzeitig sind eine erste Nabe 35, eine zweite Nabe 36 und eine dritte Nabe 37 vom kleinsten Durchmessers ausgehend auf verschiedenen Radien sequentiell angeordnet. Keilnuten 35a, 36a und 37a sind auf einer Außenumfangsfläche der ersten, der zweiten und der dritten Nabe 35, 36 bzw. 37 ausgebildet. Außerdem stehen mehrere angetriebene Scheiben 39 (innere Reibungsplatten) der ersten Kupplung C1, mehrere angetriebene Scheiben 40 (innere Reibungsplatten) der zweiten Kupplung C2 und mehrere angetriebene Scheiben 41 (innere Reibungsplatten) der dritten Kupplung C3 mit der Keilnut 35a der ersten Nabe 35, der Keilnut 36a der zweiten Nabe 36 bzw. der Keilnut 37a der dritten Nabe 37 in Eingriff. Außerdem sind die erste Nabe 35, die zweite Nabe 36 und die dritte Nabe 37 mit einer Zwischenwelle verbunden und daran fixiert, die aus einer Mittelwelle 42, einer auf die Mittelwelle 42 angepaßten zweiten Hohlwelle 43 bzw. einer auf die zweite Hohlwelle 43 angepaßten dritten Hohlwelle 45 gebildet wird. D. h., die Mittelwelle 42, die zweite Hohlwelle 43 und die dritte Hohlwelle 45 werden auf der gleichen Welle drehbar gehalten und durch eine Buchse oder ein ähnliches Element beabstandet gehalten.
Außerdem ist der Flanschabschnitt 29a des zweiten Trommelelements 29 öldicht befestigt, so daß das Hydraulikstellglied 46 für die dritte Kupplung auf dem Flanschabschnitt 25a der Buchse 25 an einer Rückseite davon in der axialen Richtung angeordnet ist. Ein Endabschnitt 29e des zweiten Kupplungselements 29, das sich über die Eingriffsfläche der zweiten Kupplung C2 hinaus erstreckt, ist der dritten Kupplung C3 zugewandt, so daß das zweite Kupplungselement 29 mit dem Flanschabschnitt 29a einen Abschnitt eines Kolbens für die dritte Kupplung bildet. Ein zweiter Kolben 47 ist derart öldicht angeordnet, daß das Hydraulikstellglied 49 für die zweite Kupplung auf dem Flanschabschnitt 29a des zweiten Trommelelements 29 an einer Rückseite davon in einer axialen Richtung angeordnet ist. Ein Endabschnitt 47a einer Außendurchmesserseite des zweiten Kolbens 47 ist der zweiten Kupplung C2 zugewandt. Außerdem ist eine Ausgleichplatte 50, deren axiale Bewegung durch einen auf die Buchse 25 angepaßten Sprengring geregelt wird, auf öldichte Weise an einer Rückseite (bezüglich der axialen Richtung) des zweiten Kolbens 47 angeordnet. Eine Rückstellfeder 51 wird im zusammengedrückten Zustand bereitgestellt, und eine Ausgleichkammer 52, die den Zentrifugal-Hydraulikdruck der Hydraulikstellglieder 46 und 49 für die dritte und die zweite Kupplung ausgleicht, ist zwischen der Ausgleichplatte 50 und einer Rückseite des zweiten Kolbens 47 ausgebildet.
Außerdem ist das erste Trommelelement 32 in der axialen Richtung an einer Rückseite der Ausgleichplatte 50 angeordnet. Ein erster Kolben 53 ist auf öldichte Weise so angeordnet, daß das Hydraulikstellglied 55 für die erste Kupplung auf dem ersten Trommelelement 32 in der axialen Richtung an einer Rückseite davon angeordnet ist. Ein Endabschnitt 53a des ersten Kolbens 53 ist der ersten Kupplung C1 zugewandt. Außerdem ist eine Ausgleichplatte 56, deren axiale Bewegung durch einen auf die Eingangswelle 12 angepaßten Sprengring geregelt wird, auf öldichte Weise an einer Rückseite (eine Rückseite in der axialen Richtung) des ersten Kolbens 53 befestigt. Eine Rückstellfeder 57 wird im zusammengedrückten Zustand bereitgestellt, und eine Ausgleichkammer 59, die den Zentrifugal-Hydraulikdruck des Hydraulikstellglieds 55 ausgleicht, ist zwischen der Ausgleichplatte 56 und einer Rückseite des ersten Kolbens 53 ausgebildet.
D. h., hinsichtlich des dritten Trommelelements 26 und des zweiten Trommelelements 29 erstreckt sich eine durch die Keilnuten 26a und 29d gebildete Innenumfangsfläche linear. Das dritte Trommelelement 26 paßt auf eine Außenumfangsfläche des zweiten Trommelelements 29 und erstreckt sich vom zweiten Trommelelement 29 über eine vorgegebene Länge in die axiale Richtung. Daher sind die dritte Kupplung C3 und die zweite Kupplung C2, auf denen das dritte Trommelelement 26 bzw. das zweite Trommelelement 29 angepaßt sind, in der axialen Richtung im wesentlichen ausgerichtet. Die dritte Kupplung C3 ist in der axialen Richtung auf der Rückseite der zweiten Kupplung C2 angeordnet, so daß eine Außenumfangsfläche ihrer Antriebsplatten 27, nur durch eine Plattendicke des zweiten Trommelelements 26 beabstandet, im wesentlichen auf einer Außenumfangsseite der zweiten Kupplung C2 angeordnet ist.
Die erste Kupplung C1 ist auf einer Innendurchmesserseite der zweiten und der dritten Kupplung C2 und C3 angeordnet, und ein großer Teil der Ausgleichkammer 59 des Hydraulikstellglieds 55 für die erste Kupplung ist auf einer Innendurchmesserseite der ersten Kupplung C1 angeordnet. Die erste Kupplung C1 ist auf einer Innenumfangsseite der zweiten und der dritten Kupplung C2 bzw. C3 so angeordnet, daß sie unabhängig von der zweiten und der dritten Kupplung C2 und C3 betätigbar ist.
Hiermit ist die Beschreibung des Kupplungsabschnitts 23 abgeschlossen, in dem die erste, die zweite und die dritte Kupplung C1, C2 und C3 und die Hydraulikstellglieder 55, 49 und 46, die diese Kupplungen betätigen, zusammen angeordnet sind. Nachstehend wird der Getriebeabschnitt 24 beschrieben.
Wie in Fig. 1 dargestellt, ist der Getriebeabschnitt 24 in der hinteren Hälfte des Mehrgang-Gangschaltmechanismus 6 angeordnet und damit hinter dem Kupplungsabschnitt 23. Den drei Planetengetrieben (dem ersten Planetengetriebe 3, dem zweiten Planetengetriebe 4 und dem dritten Planetengetriebe 5) sind Blockier- oder Verriegelungsmechanismen (erster bis fünfter Blockiermechanismus) zugeordnet. Gemäß dieser Ausführungsform besteht der erste Blockiermechanismus aus einer ersten Bremse B1, der zweite Blockiermechanismus aus einer zweiten Bremse B2, der dritte Blockiermechanismus aus einer dritten Bremse B3 und einer ersten Einwegkupplung F1, der vierte Blockiermechanismus aus einer vierten Bremse B4 und einer dritten Einwegkupplung F3 und der fünfte Blockiermechanismus aus einer zweiten Einwegkupplung F2.
Wie in Fig. 4 ausführlich dargestellt ist, ist der Getriebeabschnitt 24 so konstruiert, daß das erste Planetengetriebe, das ein auf der dritten Hohlwelle 45 ausgebildetes Sonnenrad S1 (erstes Drehzahländerungselement) aufweist, das zweite Planetengetriebe 4, das einen mit der zweiten Hohlwelle 43 verbundenen Träger CR2 aufweist, und das dritte Planetengetriebe 5, das ein auf der Zwischenwelle 31 ausgebildetes Sonnenrad S3 aufweist, von der Vorderseite (der Seite des Eingangselements 12) ausgehend nacheinander sequentiell angeordnet sind. Außerdem sind die dritte Bremse B3, die erste Einwegkupplung F1 und die zweite Einwegkupplung F2 in einem Bereich zwischen dem Kupplungsabschnitt 23 und dem ersten Planetengetriebe 3 in der axialen Richtung angeordnet. Außerdem ist die dritte Einwegkupplung F3 in einem Bereich zwischen dem zweiten Planetengetriebe 4 und dem dritten Planetengetriebe 5 in der axialen Richtung angeordnet.
Die dritte Bremse B3 ist eine Mehrscheibenbremse. Mehrere äußere Bremsplatten 61 stehen mit einer auf dem Getriebegehäuse 9 ausgebildeten Keilnut 9a in Eingriff. Außerdem stehen mehrere innere Bremsscheiben 64 der dritten Bremse B3 mit einer Nabe 63 in Eingriff, die an einem Außenring 62 der ersten Einwegkupplung F1 fixiert ist. Ein Innenring 65 der Einwegkupplung F1 ist mit einem Träger C1 (einem zweiten Drehzahländerungselement) des ersten Planetengetriebes 3 integral ausgebildet. Die dritte Bremse B3 und die erste Einwegkupplung F1 sind an verschiedenen radialen Positionen so angeordnet, daß sie sich in der axialen Richtung im wesentlichen überlappen. D. h., die dritte Bremse B3 und die erste Einwegkupplung F1 sind so angeordnet, daß sie sich in der axialen Richtung wesentlich überlappen, während die dritte Bremse B3 bezüglich der radialen Position außen und die Einwegkupplung F1 innen angeordnet ist.
Ein Hydraulikstellglied 66 für die dritte Bremse ist in der axialen Richtung an einer Vorderseite der dritten Bremse B3 angeordnet. Das Hydraulikstellglied 66 besteht aus einem Zylinder 67 und einem Kolben 69. Der Zylinder 67 ist mit dem Getriebegehäuse 9 so verbunden, das er sich weder in der axialen noch in einer Drehrichtung bewegen kann. Der Kolben 69 ist auf öldichte Weise im Zylinder 67 so eingepaßt, daß ein hinterer Endabschnitt 69a des Kolbens 69 der dritten Bremse B3 zugewandt ist. Außerdem sind ein Außenring 70 der zweiten Einwegkupplung und eine Innenumfangsfläche des Zylinders 67 keilverzahnt. Ein Innenring 71 der zweiten Einwegkupplung F2 wird aus der dritten Hohlwelle selbst gebildet. Außerdem sind das Hydraulikstellglied 66 für die dritte Bremse und die zweite Einwegkupplung F2 an verschiedenen radialen Positionen so angeordnet, daß sie sich in der axialen Richtung im wesentlichen überlappen (d. h. mindestens in einem Abschnitt). Eine Rückstellfeder 73 ist an einer Innenseite des Kolbens 69 und an einer Außenseite der zweiten Einwegkupplung F2 angeordnet, um den Kolben 69 zurückzustellen. Der Kolben 69 ist mit einer kurzen Länge ausgebildet und weist keinen Erweiterungsabschnitt auf, während ein nachstehend beschriebener Kolben 83 einen Erweiterungsabschnitt aufweist, der sich zu einer Bremse mit einer zwischen kammähnlichen Zähnen angeordneten Rückstellfeder 73 hin erstreckt. Die Rückstellfeder 73 wird durch ein Halterungselement 74 auf einer Innenseite des Kolbens 69 gehalten und ist durch ein Verbindungselement 78 mit dem Kolben 69 verbunden.
Nachstehend werden die Positionsbeziehungen der dritten Bremse B3, des Hydraulikstellgliedes 66 und der ersten und der zweiten Einwegkupplung F1 und F2 beschrieben. An einer radial äußeren Seite ist das Hydraulikstellglied 66 in axialer Richtung vorne und die dritte Bremse B3 dahinter angeordnet. Die erste und die zweite Einwegkupplung F1 und F2 sind so angeordnet, daß sie im wesentlichen vollständig in einen Raum eingepaßt sind, der durch das Hydraulikstellglied 66, eine Innenseite der dritten Bremse B3 und die Außenseite der dritten Hohlwelle 45 umschlossen ist. Auf diese Weise können, wie nachstehend beschrieben wird, 6 Vorwärtsgänge bereitgestellt werden, und gleichzeitig werden die dritte Bremse B3, das Hydraulikstellglied 66 und die erste und die zweite Einwegkupplung F1 und F2 kompakt angeordnet.
Das erste Planetengetriebe 3 besteht aus einem Doppelritzel- oder Doppelplanetengetriebe (vgl. Fig. 5) mit einem mit dem Sonnenrad S1 kämmenden Ritzel P1a und einem mit einem Hohlrad R1 (einem dritten Drehzahländerungselement) kämmenden Ritzel P1b. Der Träger CR1, der die wechselseitig kämmenden Ritzel P1a und P1b hält, wird auf der dritten Hohlwelle 45 unter Verwendung eines Vorsprungs 72 drehbar gehalten, und das Sonnenrad S1 ist mit der dritten Hohlwelle 45 integral ausgebildet. Außerdem wird das Hohlrad R1 in einem Zustand drehbar gehalten, in dem seine axiale Position durch eine Platte 75 eingestellt wird, die am hinteren Ende des Hohlrades R1 keilverzahnt ist und mit einem Hohlrad R2 des zweiten Planetengetriebes 4 keilverzahnt ist. Der Träger CR1 des ersten Planetengetriebes 3 ist, wie vorstehend beschrieben wurde, mit dem Innenring 65 der ersten Einwegkupplung F1 integral ausgebildet. Daher wird der Träger CR1 durch die dritte Hohlwelle 45 drehbar gehalten und ist bezüglich des Getriebegehäuses 9 über die erste Einwegkupplung F1 mit der dritten Bremse B3 verbunden. Außerdem ist der Träger CR1, wie nachstehend beschrieben wird, über die erste Bremse B1 direkt verbunden.
Die erste Bremse B1 ist eine Mehrscheibenbremse. Mehrere äußere Bremsplatten 76 stehen mit einer auf dem Getriebegehäuse 9 ausgebildeten Keilnut 9b (die mit der Keilnut 9a kontinuierlich ausgebildet ist) in Eingriff und werden so gehalten, daß ihre Bewegung in Vorwärtsrichtung einstellbar ist. Eine innere Bremsscheibe 79 der ersten Bremse steht mit einer auf einer Außenumfangsfläche eines schalenförmigen Elements 80, das ein Teil des Trägers CR1 ist, ausgebildeten Keilnut in Eingriff. Eine flache Außenfläche 80a des schalenförmigen Elements 80 erstreckt sich so, daß sie eine Außendurchmesserseite des ersten Planetengetriebes 3 abdeckt.
Die erste Bremse B1, die mit einer auf einer Außenumfangsfläche der flachen Außenfläche 80a ausgebildeten Keilnut in Eingriff steht, ist so angeordnet, daß sie eine Außendurchmesserseite des ersten Planetengetriebes 3 in der axialen Richtung im wesentlichen überlappt. (D. h., die erste Bremse B1 ist so angeordnet, daß sie innerhalb der Breite des dritten Planetengetriebes 3 einpaßbar ist).
Ein Hydraulikstellglied 81 für die erste Bremse ist an einer Rückseite der ersten Bremse B1 angeordnet. Das Hydraulikstellglied 81 weist einen Zylinder 82 und den Kolben 83 auf. Der Zylinder 82 ist an einem abgestuften Abschnitt 9c des Getriebegehäuses 9 mit kleinerem Durchmesser angeordnet und fixiert, und der Kolben 83 ist öldicht im Zylinder 82 eingepaßt. Das Hydraulikstellglied 81 ist in der axialen Richtung in einem überspannenden oder gespreizten Zustand an einer Außendurchmesserseite des ersten und des zweiten Planetengetriebes 3 und 4 angeordnet. D. h., an einer Außendurchmesserseite des ersten Planetengetriebes 3 sind die erste Bremse B1, die ein vorgegebenes Drehelement (CR1) des ersten Planetengetriebes blockiert, und das Hydraulikstellglied 81 der ersten Bremse so angeordnet, daß mindestens ein Abschnitt davon das erste Planetengetriebe 3 in der axialen Richtung überlappt. Der Kolben 83 erstreckt sich zur ersten Bremse B1 hin, die kammähnliche Zähne aufweist, und die Rückstellfeder 85 ist zwischen den kammähnlichen Zähnen angeordnet.
Das zweite Planetengetriebe 4 ist ein Einzelritzel- oder einfaches Planetengetriebe. Der Träger CR2, der ein Ritzel P2 trägt, ist mit der zweiten Hohlwelle 43 keilverzahnt. Außerdem steht ein Sonnenrad S2 mit der Zwischenwelle 31 durch eine Keilverzahnung integral in Eingriff. Das Hohlrad R2 steht ebenfalls mit dem Hohlrad R1 des ersten Planetengetriebes 3 durch eine Keilverzahnung integral in Eingriff. Das zweite Planetengetriebe 4 hat einen kleineren Durchmesser als das erste Planetengetriebe 3, das ein Doppelplanetengetriebe ist. Daher ist am vorderen Ende des Hohlrades R2 ein sich radial nach außen erstreckender Flanschabschnitt 86 ausgebildet. Ein Außenumfangsabschnitt des Flanschabschnitts 86 und der Platte 75 sind mit einer Innenumfangsfläche des Hohlrades R1 integral verbunden. Das Hydraulikstellglied 81 für die erste Bremse, mit Ausnahme seines erweiterten Kolbenabschnitts, ist zusammen mit der zweiten Bremse B2 an einer Außendurchmesserseite des zweiten Planetengetriebes 4 angeordnet, das einen kleineren Durchmesser hat. Daher wird durch das Hydraulikstellglied eine vorgegebene Druckaufnahmefläche bereitgestellt, obwohl das Getriebegehäuse 9 aufgrund des abgestuften Abschnitts 9c mit kleinerem Durchmesser einen kleineren Durchmesser hat, und das Hydraulikstellglied hat eine der für die erste Bremse B1 erforderlichen Drehmomentkapazität entsprechende Drehmomentkapazität.
Die zweite Bremse B2 ist an einer Rückseite des Hydraulikstellgliedes 81 für die erste Bremse angeordnet. Die zweite Bremse 81 ist eine Mehrscheibenbremse. Mehrere äußere Bremsplatten 87 stehen mit einer inneren Keilnut 9d des Getriebegehäuses 9 in Eingriff, das den vorstehend beschriebenen Abschnitt mit kleinerem Durchmesser aufweist. Eine innere Bremsscheibe 89 steht mit einer auf einer Außenumfangsfläche des Hohlrades R2 ausgebildeten Keilnut in Eingriff. Die zweite Bremse B2 ist an einer Außendurchmesserseite des zweiten Planetengetriebes 4 so angeordnet, daß sie das zweite Planetengetriebe 4 in der axialen Richtung überlappt. (d. h., die zweite Bremse B2 ist so angeordnet, daß sie innerhalb der Breite des zweiten Planetengetriebes 4 einpaßbar ist).
Ein Hydraulikstellglied 90 für die zweite Bremse ist an einer Rückseite der zweiten Bremse B2 angeordnet. Das Hydraulikstellglied 90 weist einen Zylinder 91 und einen Kolben 92 auf. Der Zylinder 91 ist an einer Innenumfangsfläche des Getriebegehäuses 9 angeordnet und befestigt, und der Kolben 92 ist auf öldichte Weise im Zylinder 91 eingepaßt. Der Kolben 92 hat eine kurze Länge, während der Kolben 83 einen Erweiterungsabschnitt aufweist, der sich zu einer Bremse mit kammähnlichen Zähnen erstreckt, zwischen denen die Rückstellfeder 85 angeordnet ist. Das Hydraulikstellglied 90 ist an einer Rückseite der zweiten Bremse B2 so angeordnet, daß ein Abschnitt einen hinteren Endabschnitt des zweiten Planetengetriebes 4 überlappt, oder so, daß ein Endabschnitt des Kolbens 92 im wesentlichen mit der zweiten Bremse ausgerichtet ist. Außerdem sind in einem Außendurchmesserabschnitt der äußeren Bremsplatten 87 und der inneren Bremsscheibe 89 der zweiten Bremse B2 Nuten in einem vorgegebenen Intervall ausgebildet. Eine Rückstellfeder 96 ist in zusammengedrücktem Zustand zwischen einer an einem Endabschnitt des Kolbens 92 angeordneten Halterungsplatte 95 und einem unbeweglichen Element, z. B. dem Getriebegehäuse 9, in einem Nutenabschnitt 93 des Getriebegehäuses angeordnet.
Die dritte Einwegkupplung F3 ist an einer Rückseite des Hydraulikstellgliedes 90 der zweiten Bremse 132 angeordnet, d. h. in einem Abschnitt zwischen dem zweiten Planetengetriebe 4 und dem dritten Planetengetriebe 5. Eine hintere Trägerplatte 97 des zweiten Planetengetriebes 4 und ein Hohlrad R3 des dritten Planetengetriebes 5 sind durch ein Verbindungselement 99 miteinander verbunden. Die dritte Einwegkupplung F3 weist einen Außenring 100 auf, der eine ortsfeste oder unbewegliche Seite darstellt, und einen Innenring 101, die eine bewegliche Seite darstellt. Eine Außenumfangsfläche des Außenrings 100 ist mit dem Getriebegehäuse 9 keilverzahnt, und eine Innenumfangsfläche des Innenrings 101 ist mit einem Vorsprungabschnitt 99a des Verbindungselements 99 keilverzahnt.
Die Breite des Außenring 100, der dem Eingriffsabschnitt des Eingriffselements 102, das z. B. eine Walze, ein Klotz oder ein ähnliches Element sein kann, zugewandt ist, entspricht der Breite dieses Eingriffsabschnitts und wird nach außen gerichtet schmäler, so daß der Außenring sich sowohl von seinem vorderen als auch von seinem hinteren Ende verjüngt, und nur an einem Außendurchmesserende des Außenrings erstreckt sich eine Rückseite davon flanschförmig. Daher wird durch den Außenring 100, und da er eine dem Eingriffselement 102, das in der axialen Richtung relativ lang ist, angepaßte Verbindungsfläche aufweist, und den Eingriff mit dem Getriebegehäuse 9 durch die Verwendung des flanschförmigen Abschnitts auch eine vorgegebene axiale Länge gewährleistet. Außerdem weist der Außenring 100 eine vorgegebene Drehmomentkapazität auf, und eine Vorderseite des Außenrings ist konkav ausgebildet, wodurch ein konkaver Abschnitt 100a gebildet wird. Ein hinterer Abschnitt des Hydraulikstellgliedes 90 für die zweite Bremse ist im konkaven Abschnitt 100a aufgenommen, so daß das zweite Planetengetriebe 4 einer zweiten Bremsenvorrichtung, die das Hydraulikstellglied 90 aufweist, an einer Außendurchmesserseite angeordnet werden kann (wobei mindestens ein Abschnitt in einer axialen Richtung überlappt), was zu einer axialen Verkürzung des Automatikgetriebes insgesamt beiträgt. D. h., das Hydraulikstellglied 90 ist in einem Abschnitt zwischen dem zweiten Planetengetriebe 4 und der dritten Einwegkupplung F3 angeordnet und hat eine kompakte Struktur.
Die Breite des Innenrings 101 entspricht der Breite des Eingriffsabschnitts des Eingriffselements 102 und verjüngt sich zu einer Innendurchmesserseite. Auf die gleiche Weise wie vorstehend beschrieben wurde, wird durch den Innenring 101 durch eine Kontakt- oder Verbindungsfläche eine geeignete Drehmomentkapazität und ein Keilverzahnungsraum zwischen dem Verbindungselement 99 und der hinteren Trägerplatte 97 bereitgestellt.
Das dritte Planetengetriebe 5 ist an einer Rückseite der dritten Einwegkupplung F3 angeordnet und besteht aus dem einfachen Planetengetriebe. Das Hohlrad 3 steht an einer Außenumfangsfläche eines Flanschs 99b des Verbindungselements 99 in Eingriff und ist mit dem Träger CR2 verbunden. Gleichzeitig ist das Sonnenrad S3 an einem hinteren Endabschnitt der Zwischenwelle 31 mit der Zwischenwelle 31 integral ausgebildet. Außerdem ist ein Träger CR3, der ein Ritzel P3 hält, auf einer Abtriebswelle 105 integral ausgebildet. Die Zwischenwelle 31 hat eine Stufenstruktur, wobei ein Abschnitt des Sonnenrades S3 den größten Durchmesser der Struktur bildet und der Durchmesser in Vorwärtsrichtung sequentiell kleiner wird. Die Abtriebswelle 105 erweitert sich in eine Flanschform, so daß sie den Träger CR3 bildet. Ein Vorsprungabschnitt 31a am hinteren Ende der Zwischenwelle 31 und ein Hohlabschnitt 105a am vorderen Ende der Abtriebswelle 105 stehen derart in Eingriff, daß die Abtriebswelle 105 drehbar gehalten und eine axiale Bewegung der Abtriebswelle verhindert wird. Die Zwischenwelle 31 wird drehbar gehalten, wobei ein vorderer Endabschnitt der Zwischenwelle mit der Eingangswelle 12 (vgl. Fig. 3) in Eingriff steht und beide Endabschnitte der Zwischenwelle durch das Getriebegehäuse über die Eingangswelle 12 bzw. die Abtriebswelle 105 indirekt gehalten werden. Außerdem wird ein vorderer Endabschnitt der Abtriebswelle 105 durch einen Flanschabschnitt 9f einer Rückseite 9e des Getriebegehäuses 9 über ein Lager indirekt gehalten. Außerdem wird ein hinterer Abschnitt der Abtriebswelle 105 durch eine (an einem hinteren Abschnitt des Getriebegehäuses 9, in Fig. 3 nicht dargestellt, befestigte) Gehäuseerweiterung über ein Lager direkt gehalten.
Die vierte Bremse B4 ist an der Rückseite der dritten Einwegkupplung F3 angeordnet. Die vierte Bremse B4 ist eine Mehrscheibenbremse. Mehrere äußere Bremsplatten 106 stehen zusammen mit dem Außenring 100 der dritten Einwegkupplung F3 mit der inneren Keilnut 9d einer Innenumfangsfläche des Getriebegehäuses 9 in Eingriff. Außerdem wird die vierte Bremse B4 durch einen (nicht dargestellten) Sprengring so gehalten, daß ihre axiale Bewegung einstellbar ist. Eine innere Bremsscheibe 107 steht mit einer auf einer Außenumfangsfläche des Hohlrades R3 ausgebildeten Keilnut in Eingriff. Die vierte Bremse B4 ist auf einer Außenumfangsfläche des dritten Planetengetriebes 5 ausgebildet, wobei sie das dritte Planetengetriebe 5 in der axialen Richtung im wesentlichen überlappt (d. h. mindestens ein Abschnitt der Bremse überlappt).
Ein Hydraulikstellglied 109 für die vierte Bremse ist an der Rückseite der vierten Bremse B4 und des dritten Planetengetriebes 5 angeordnet. Das Hydraulikstellglied 109 ist ein Doppelkolbenstellglied, wobei eine Innenumfangsfläche eines hinteren Endabschnitts, die Rückseite 9e und der Flanschabschnitt 9f des Getriebegehäuses 9 als Zylinder wirken, und weist einen ersten Kolben 110, ein Zwischenhalterungselement 111 und einen zweiten Kolben 112 auf. Der erste Kolben 110 ist auf öldichte Weise in den Zylinder eingepaßt und weist einen nach vorne hervorstehenden Erweiterungsabschnitt 110a an einer Außendurchmesserseite davon auf und einen in die Rückwärtsrichtung hervorstehenden Nabenabschnitt 110b an einer Innendurchmesserseite davon. Der Erweiterungsabschnitt 110a steht mit der inneren Keilnut 9d in Eingriff und ist der vierten Bremse B4 zugewandt.
Eine Innendurchmesserseite des Zwischenhalterungselements 111 ist in den Nabenabschnitt 11b so eingepaßt, daß das Zwischenhalterungselement 111 auf öldichte Weise im Zylinder angeordnet werden kann. Ein außendurchmesserseitiger Erweiterungsabschnitt steht mit der Rückseite 9e des Getriebegehäuses 9 in Kontakt. Eine Außendurchmesserseite des zweiten Kolbens 112 steht mit einer Innenumfangsfläche des vorstehend erwähnten außendurchmesserseitigen Erweiterungsabschnitts in Kontakt, so daß der zweite Kolben 112 auf öldichte Weise an einem Innendurchmesserabschnitt in den Zylinder einpaßbar ist und mit dem Nabenabschnitt 110b des ersten Kolbens 110 in Kontakt steht. Die Rückstellfeder 113 ist im zusammengedrückten Zustand zwischen dem ersten Kolben 110 und einer auf dem Flanschabschnitt 9f des Getriebegehäuses 9 angeordneten Halterungsplatte 114 angeordnet.
Daher hat das Stellglied 109 für die vierte Bremse eine große Druckaufnahmefläche, für die die hintere Endfläche des Getriebegehäuses 9 genutzt wird, und es kann, weil das Stellglied zwei Kolben, d. h. den ersten und den zweiten Kolben 110 bzw. 112, aufweist, sogar eine noch größere Druckaufnahmefläche bereitgestellt werden. Durch das Hydraulikstellglied 109 für die vierte Bremse kann außerdem eine große Druckkraft bereitgestellt werden, die der spezifizierten Drehmomentkapazität der vierten Bremse B4 entspricht. Ein Parkzahnrad 115 ist auf einer Außendurchmesserseite des Trägers CR3 integral angeordnet, und die Abtriebswelle 105 wird durch Verriegeln oder Einrasten des Parkzahnrades 115 unter Verwendung einer sich vollständig durch das Getriebegehäuse 9 erstreckenden Parkstange 116 fixiert. Außerdem paßt der erste Kolben 110 des Hydraulikstellgliedes 109 für die vierte Bremse auf das Parkzahnrad 115, wobei hierfür lediglich eine Vertiefung in der Parkstange 116 ausgebildet ist. Der erste Kolben 110 ist an einer Rückseite einer Außendurchmesserseite des dritten Planetengetriebes 5 angeordnet und überlappt es leicht in der axialen Richtung.
Nachstehend wird eine Funktions- oder Arbeitsweise des Mehrgang-Gangschaltmechanismus mit der vorstehend beschriebenen Struktur unter Bezug auf Fig. 5, die eine schematische Ansicht des Mehrgang-Gangschaltmechanismus 6 des Automatikgetriebes 1 zeigt, Fig. 6, die eine Funktions- oder Operationstabelle für den Gangschaltmechanismus zeigt und Fig. 7 beschrieben, die ein Geschwindigkeitsdiagramm für den Gangschaltmechanismus zeigt.
Funktionell kann der Mehrgang-Gangschaltmechanismus 6 in eine vordere Getriebeeinheit 130 (erste Getriebeeinheit), die das erste Planetengetriebe 3 aufweist, und eine hintere Getriebeeinheit 131 (zweite Getriebeeinheit) eingeteilt werden, die das zweite Planetengetriebe 4 und das dritte Planetengetriebe 5 aufweist. Die hintere Getriebeeinheit 131 besteht aus insgesamt vier Drehelementen, einem ersten Drehelement 137, das beide Sonnenräder S2 und S3 aufweist, die durch die Zwischenwelle 31 miteinander verbunden sind, ein zweites Drehelement 136, das den Träger CR2 und das Hohlrad R3 aufweist, die durch das Verbindungselement. 99 verbunden sind, ein drittes Drehelement 135, das die wechselseitig verbundenen Hohlräder R1 und R2 aufweist, und ein viertes (Abtriebs-)Drehelement 138, das den mit der Abtriebswelle 105 verbundenen Träger CR3 aufweist.
Das erste Drehelement 137 ist über die Zwischenwelle 31 mit der ersten Kupplung C1 verbunden, die an einer Innendurchmesserseite des Kupplungsabschnitts 23 angeordnet ist. Das zweite Drehelement 136 ist über die zweite Hohlwelle 43 an einer Außendurchmesserseite des Kupplungsabschnitts 23mit der an einer Vorderseite angeordneten zweiten Kupplung C2 verbunden. Das Sonnenrad S1, das ein Eingangselement des ersten Planetengetriebes 3 darstellt, ist an einer Außendurchmesserseite des Kupplungsabschnitts 23 über die dritte Hohlwelle 45 mit der an einer Rückseite angeordneten dritten Kupplung C3 verbunden.
Wie in Fig. 6 dargestellt, ist in einer ersten Vorwärtsgangstufe (in der Tabelle durch 1. Gang bezeichnet) die erste Kupplung eingerückt, die dritte Einwegkupplung F3 eingerückt, und steht die Eingangswelle 12 mit den Sonnenrädern S2 und S3 (d. h. mit dem ersten Drehelement 137) in Eingriff. Die Rückwärtsdrehbewegung des Trägers CR2 und des Hohlrades R3 (d. h. des zweiten Drehelements 136) wird durch die dritte Einwegkupplung F3 blockiert, und die Drehbewegung (RIN) der Eingangswelle 12 wird dem Sonnenrad S3 des dritten Planetengetriebes 5 über die erste Kupplung C1 direkt zugeführt. Daher wird durch das Hohlrad R3, das aufgrund des eingerückten Zustands der dritten Einwegkupplung F3 blockiert ist, der im Geschwindigkeitsdiagramm von Fig. 7 durch die Linie L1 dargestellte Zustand erhalten, und vom mit der Abtriebswelle 105 verbundenen Träger CR3 (d. h. vom Abtriebsdrehelement 138) wird eine Vorwärtsdrehbewegung der ersten Gangstufe erhalten. Das Sonnenrad S2 des zweiten Planetengetriebes 4 dreht sich im Leer- oder Freilauf.
In diesem Fall wird in der ersten Gangstufe und beim Anfahren des Fahrzeugs ein großes Drehmoment ausgeübt. Dieses Drehmoment wird durch die dritte Einwegkupplung F3 aufgenommen. Wie in Fig. 4 dargestellt, ist die dritte Einwegkupplung F3 in der axialen Richtung zwischen dem zweiten und dem dritten Planetengetriebe 4 und 5 in einem relativ langen Zwischenraum angeordnet, so daß die Bereiche ihres Eingriffselements 102 (einer Walze oder eines Klotzes), mit dem der Außenring 100 und der Innenring 101 in Kontakt stehen, besonders breit sind, wodurch das große Drehmoment zuverlässig aufgenommen wird. Außerdem wird die erste Kupplung C1 durch das auf einer Innendurchmesserseite des Kupplungsabschnitts 23 unabhängig angeordnete Hydraulikstellglied 55 für die erste Kupplung betätigt.
Wie in Fig. 6 dargestellt, sind in einer zweiten Vorwärtsgangstufe (in der Tabelle als 2. Gang bezeichnet), außer daß die erste Kupplung C1 wie in der ersten Gangstufe eingerückt ist, die dritte Bremse B3 eingerückt, die dritte Einwegkupplung F3 ausgerückt und die erste und die zweite Einwegkupplung F1 und F2 eingerückt. In diesem Zustand ist das Planetengetriebe 3 auf einen blockierten Zustand eingestellt, weil der Träger CR1 durch die erste Einwegkupplung F1 blockiert wird und das Sonnenrad S1 durch die zweite Einwegkupplung F2, die durch Blockieren der dritten Bremse B3 blockiert wird, auf einen blockierten Zustand eingestellt ist. Dadurch ist das mit dem Hohlrad R1 verbundene Hohlrad R2 des zweiten Planetengetriebes 4 ebenfalls auf einen blockierten Zustand eingestellt.
Außerdem wird die Drehbewegung der Eingangswelle 12 dem zweiten Planetengetriebe 4 vom Sonnenrad S2 über die erste Kupplung C1 und über das Sonnenrad S3 dem dritten Planetengetriebe 5 zugeführt. Hinsichtlich des zweiten Planetengetriebes 4 ist Drehbewegung des Hohlrades R2 auf die vorstehend beschriebene Weise blockiert (Drehzahl = 0), wodurch der im Geschwindigkeitsdiagramm von Fig. 7 durch die Linie L2 dargestellte Zustand erhalten wird, und die Vorwärtsdrehbewegung der zweiten Gangstufe wird von dem mit der Abtriebswelle 105 verbundenen Träger CR3 erhalten.
In diesem Fall wird das Drehmoment der Drehbewegung des Hohlrades R2 über die erste und die zweite Einwegkupplung F1 und F2 verteilt und durch die dritte Bremse B3 aufgenommen. In einem Zustand, in dem die Drehmomentaufnahmekapazität der ersten Einwegkupplung F1 ausgenutzt wird, kann die Drehmomentlastkapazität der zweiten Einwegkupplung F2 und der dritten Bremse B3 um diesen Wert reduziert werden, so daß die Kapazität und die Größe der zweiten Einwegkupplung F2 und der dritten Bremse B3 reduziert werden können. Dadurch können die dritte Bremse B3 und ihr Hydraulikstellglied 66 und die erste und die zweite Einwegkupplung F1 und F2 zusammen im vorderen Abschnitt des ersten Planetengetriebes 3 kompakt angeordnet werden.
Wie in Fig. 6 dargestellt, ist in einer dritten Vorwärtsgangstufe (in der Tabelle durch 3. Gang bezeichnet) außer daß die erste Kupplung C1 wie in der ersten und in der zweiten Gangstufe eingerückt ist, die dritte Kupplung C3 eingerückt, wird der eingerückte Zustand der dritten Bremse B3 beibehalten, ist die zweite Einwegkupplung F2 ausgerückt und bleibt die erste Einwegkupplung F1 im eingerückten Zustand. In diesem Zustand wird die Drehbewegung der Eingangswelle 12, die über die erste Kupplung C1 bereits der hinteren Getriebeeinheit 131 zugeführt wird, auch dem Sonnenrad S1 der vorderen Getriebeeinheit 131 über die dritte Kupplung C3 zugeführt, und der Träger CR1 wird durch die erste Einwegkupplung F1 blockiert.
Dadurch erreicht das erste Planetengetriebe 3 den im Geschwindigkeitsdiagramm von Fig. 7 durch die Linie L3 dargestellten Zustand, weil die Drehbewegung der Eingangswelle 12 dem Sonnenrad S1 zugeführt wird und der Träger CR1 blockiert ist. Eine Vorwärtsdrehbewegung RV1 wird vom Hohlrad R1 als Ausgangs- oder Abtriebselement der vorderen Getriebeeinheit 130 auf das Hohlrad R2 des zweiten Planetengetriebes 4 als Ausgangs- oder Abtriebselement der hinteren Getriebeeinheit 131 übertragen. Gleichzeitig wird in der hinteren Getriebeeinheit 131, weil die Drehbewegung RIN der Eingangswelle 12 den Sonnenrädern S2 und S3 zugeführt wird, die dem Hohlrad R2 zugeführte Drehbewegung RV1 kombiniert, wie im Geschwindigkeitsdiagramm von Fig. 7 durch die Linie L4 dargestellt ist, und vom mit der Abtriebswelle 105 verbundenen Träger CR3 wird eine Drehbewegung der dritten Gangstufe erhalten.
In diesem Fall nehmen die dritte Bremse B3 und die erste Einwegkupplung F1 das Reaktionskraftdrehmoment des zum ersten Planetengetriebe 3 übertragenen Drehmoments auf, aber in der dritten Gangstufe ist es, weil das Drehmoment, das über das in der vorderen Getriebeeinheit 130 angeordnete erste Planetengetriebe 3 übertragen wird, und das Drehmoment, das durch die erste Kupplung C1 in der hinteren Getriebeeinheit 131 direkt übertragen wird, kombiniert werden, ausreichend, wenn das Reaktionskraftdrehmoment, das durch die dritte Bremse B3 und die erste Einwegkupplung F1 aufgenommen wird, lediglich ein Teil des gesamten übertragenen Drehmoments ist. Dadurch können die dritte Bremse B3 und die erste Einwegkupplung F1 kleinformatig und mit geringer Drehmomentkapazität ausgebildet und zusammen mit anderen Blockiermechanismen, d. h. mit der ersten Einwegkupplung F1 und dem Hydraulikstellglied 66 für die dritte Bremse B3, in einem relativ kleinen Raum an der Vorderseite des ersten Planetengetriebes 3 angeordnet werden.
Außerdem bewegt die dritte Kupplung C3 das zweite Trommelelement 29 durch Zuführen eines Öldrucks zum Hydraulikstellglied 46 in der axialen Richtung nach hinten, und der Endabschnitt 29e ist mit den Antriebsplatten 27 und den angetriebenen Scheiben 41 durch eine Druckkraft verbunden. In diesem Fall nimmt die zweite Kupplung C2, die mit dem zweiten Trommelelement 29 keilverzahnt ist, einen ausgerückten Zustand an, so daß die Bewegung des zweiten Trommelelements 29 nicht verhindert wird. Die Bewegung des zweiten Trommelelements 29 hat keinen Einfluß auf die zweite Kupplung C2.
Wie in Fig. 6 dargestellt, ist in einer vierten Vorwärtsgangstufe (in der Tabelle durch 4. Gang bezeichnet), außer daß die erste Kupplung C1 wie in der ersten, der zweiten und der dritten Gangstufe und die dritte Kupplung C3 wie in der dritten Gangstufe eingerückt ist, die zweite Kupplung C2 eingerückt und die erste Einwegkupplung ausgerückt. In diesem Zustand wird die Drehbewegung der Eingangswelle 12, die über die erste Kupplung C1 bereits den Sonnenrädern S2 und S3 der hinteren Getriebeeinheit 131 zugeführt wird, über die zweite Kupplung C2 auch dem Träger CR2 und dem Hohlrad R3 zugeführt. Die gesamte hintere Getriebeeinheit 131, d. h. das zweite und das dritte Planetengetriebe 4 und 5, wird direkt gedreht, wodurch der im Geschwindigkeitsdiagramm von Fig. 7 durch die Linie L5 dargestellte Zustand erhalten wird, und vom mit der Abtriebswelle 105 verbundenen Träger CR3 wird die Drehbewegung der vierten Gangstufe erhalten.
In diesem Fall sind, wie in Fig. 6 dargestellt, die dritte Kupplung C3 und die dritte Bremse B3 eingerückt. Hinsichtlich des ersten Planetengetriebes 3 wird jedoch, während die Drehbewegung der Eingangswelle 12 über die zweite Kupplung C2 dem Sonnenrad S1 zugeführt wird, weil das zweite Planetengetriebe 4 sich in einem direkten Verbindungszustand mit der Eingangswelle 12 vorwärts dreht, die Drehbewegung der Eingangswelle 12 auch dem Hohlrad R1 zugeführt, das mit dem Hohlrad R2 des zweiten Planetengetriebes 4 verbunden ist. Dadurch wird der im Geschwindigkeitsdiagramm von Fig. 7 durch die Linie L6 dargestellte Zustand erhalten, und das gesamte erste Planetengetriebe 3, das die vordere Getriebeeinheit 130 bildet, dreht sich in einem direkten Verbindungszustand im Leer- oder Freilauf. Außerdem sind hinsichtlich der vierten Gangstufe sowohl die vordere Getriebeeinheit 130 als auch die hintere Getriebeeinheit 131 auf einen direkten Verbindungszustand eingestellt, und die durch Bremsen- und Einwegkupplungen gebildeten Blockiermechanismen sind nicht betätigt bzw. eingerückt und nehmen somit keine Reaktionskraft auf.
Die zweite Kupplung C2 bewegt den Kolben 47 durch Zuführen eines Öldrucks zum Hydraulikstellglied 49 in der axialen Richtung nach hinten, und der hintere Endabschnitt 47a des Kolbens 47 ist mit den Kupplungsplatten 31 und den Kupplungsscheiben 40 durch eine Druckkraft verbunden. In diesem Fall wird die dritte Kupplung C3 auf ähnliche Weise wie vorstehend beschrieben in einem Blockierzustand gehalten, und das zweite Trommelelement 29, das ein Reaktionskraftaufnahmeelement (Zylinderelement) des Kolbens 47 wird, wird in dieser Position gehalten und hat keinen Einfluß auf die Bewegung des Kolbens 47. Außerdem wird das zweite Trommelelement 29 in einer eingerückten Position der dritten Kupplung gehalten und hat keinen Einfluß auf den Einrückvorgang der zweiten Kupplung C2.
Wie in Fig. 6 dargestellt, ist in einer fünften Vorwärtsgangstufe (in der Tabelle durch 5. Gang bezeichnet) die erste Kupplung C1 ausgerückt, werden die zweite und die dritte Kupplung C2 und C3 im eingerückten Zustand gehalten und ist die erste Bremse B1 eingerückt. In diesem Zustand wird die Drehbewegung der Eingangswelle 12 dem Träger CR2 des in der hinteren Getriebeeinheit 131 angeordneten zweiten Planetengetriebes 4 und dem Hohlrad R3 des dritten Planetengetriebes 5 über die Kupplung C2 zugeführt. Die Drehbewegung der Eingangswelle 12 wird außerdem über die dritte Kupplung C3 dem Sonnenrad S1 des ersten Planetengetriebes 3 zugeführt, das in der vorderen Getriebeeinheit 130 angeordnet ist. Dadurch wird, weil der Träger CR1 durch die erste Bremse B1 blockiert ist, in der vorderen Getriebeeinheit 130 der im Geschwindigkeitsdiagramm von Fig. 7 durch die Linie L3 dargestellte Zustand erhalten, und die verzögerte Vorwärtsdrehbewegung RV1 wird vom Hohlrad R1 zum Hohlrad R2 der hinteren Getriebeeinheit 131 übertragen. Gleichzeitig wird auf die gleiche Weise wie vorstehend beschrieben, weil die Drehbewegung der Eingangswelle 12 dem Träger CR2 der hinteren Getriebeeinheit 131 und dem Hohlrad R3 zugeführt wird, im Geschwindigkeitsdiagramm von Fig. 7 der durch die Linie L7 dargestellte Zustand erhalten, und durch den Träger CR3 wird an der Abtriebswelle 3 eine Drehbewegung der fünften Gangstufe erhalten.
In diesem Fall ist die dritte Bremse B3, wie in Fig. 6 dargestellt, eingerückt, weil die erste Einwegkupplung F1 auf einen Leer- oder Freilaufzustand eingestellt ist, ist jedoch die dritte Bremse B3 nicht am Schaltvorgang beteiligt.
Die erste Bremse B1 nimmt in der fünften Gangstufe die Reaktionskraft des übertragenen Drehmoments auf. In der fünften Gangstufe, in der ein Hochgeschwindigkeitszustand vorliegt, ist es jedoch ausreichend, wenn die Drehmomentkapazität der ersten Bremse B1 klein ist. Außerdem ist es, weil das von einem Weg über die zweite Kupplung C2 und von einem Weg über die dritte Kupplung C3 übertragene Drehmoment in der hinteren Getriebeeinheit 131 kombiniert wird und der Abtriebswelle 105 zugeführt wird, ausreichend, wenn die Drehmomentkapazität der ersten Bremse B1, die den Träger CR1 und das Hohlrad R1 blockiert, einem Teil des gesamten übertragenen Drehmoments entspricht, und es ist ferner ausreichend, wenn diese Drehmomentkapazität klein ist. Daher kann die erste Bremse B1 in der axialen Richtung in einer relativ kurzen Länge auf einer Außendurchmesserseite des ersten Planetengetriebes 3 angeordnet werden. Außerdem kann das Hydraulikstellglied 81 für die erste Bremse ebenfalls auf einer Außendurchmesserseite in einem relativ kurzen und kleinen Raum in der axialen Richtung so angeordnet werden, daß es das erste und das zweite Planetengetriebe 3 und 4, die nebeneinander angeordnet sind, überspannt, und die dritte Bremse B3 und ihr Hydraulikstellglied 81 können in einem relativ kleinen Raum auf einer Außendurchmesserseite des ersten Planetengetriebes 3 angeordnet werden.
Die erste Kupplung C1 bewegt den Kolben 53 durch die Rückstellfeder 57 in die axiale Richtung nach vorne, indem der Öldruck des Hydraulikstellglieds 55 und damit der auf die Kupplungsplatten 33 und die Kupplungsscheiben 39 ausgeübte Druck freigegeben wird. In diesem Fall dreht sich das erste Trommelelement 32 mit einer relativ hohen Drehzahl, und der durch diese Drehbewegung erhaltene Zentrifugalöldruck wird auf das Öl in der Ausgleichkammer 59 ausgeübt, so daß der Öldruck des Hydraulikstellgliedes 55 schnell abgeleitet wird.
Wie in Fig. 6 dargestellt, werden in einer sechsten Vorwärtsgangstufe (in der Tabelle durch 6. Gang bezeichnet) die zweite und die dritte Kupplung C2 und C3 in einem eingerückten Zustand gehalten, ist die erste Bremse B1 ausgerückt, die zweite Bremse B2 eingerückt und die dritte Bremse B3 ausgerückt. In diesem Zustand wird die Drehbewegung der Eingangswelle 12 über die zweite Kupplung C2 dem Träger CR2 des zweiten Planetengetriebes 4 zugeführt, das in der hinteren Getriebeeinheit 131 angeordnet ist, und dem Hohlrad R3 des dritten Planetengetriebes 5. Gleichzeitig drehen sich, weil das Hohlrad R2 durch die zweite Bremse B2 blockiert wird, die Sonnenräder S2 und S3 unter Ausnutzung der Drehbewegung des Trägers CR2 mit einer höheren Drehzahl in die Vorwärtsrichtung als in der vorstehend beschriebenen fünften Gangstufe. Durch Ausnutzen der Drehbewegung des Hohlrades R3 und der Drehbewegung des Sonnenrades S3 mit hoher Drehzahl wird der Abtriebswelle 105 vom Träger CR3 eine Drehbewegung für die sechste Gangstufe zugeführt, deren Drehzahl höher ist als in der fünften Gangstufe. Diese sechste Gangstufe entspricht im Geschwindigkeitsdiagramm von Fig. 7 der Linie L8. In diesem Fall nehmen die erste und die dritte Bremse B1 und B3, wie in Fig. 6 dargestellt, einen eingerückten Zustand an und sind daher am Schaltvorgang nicht beteiligt. Außerdem trägt die dritte Kupplung C3, weil sie im eingerückten Zustand verbleibt, nicht zum Schaltvorgang bei, weil die zweite Einwegkupplung F2 ausgerückt ist und der Träger CR1 des ersten Planetengetriebes 3 auf den Leer- oder Freilaufzustand eingestellt ist.
Außerdem nimmt die zweite Bremse B2 in der sechsten Gangstufe die Reaktionskraft des übertragenen Drehmoments auf. In der sechsten Gangstufe, in der eine noch höhere Geschwindigkeit erreicht wird als in der fünften Gangstufe, ist es jedoch ausreichend, wenn die Drehmomentkapazität der zweiten Bremse klein ist. Daher kann die zweite Bremse B2 ähnlich wie die erste Bremse B1 in einer relativ kurzen Länge in der axialen Richtung auf einer Außendurchmesserseite des zweiten Planetengetriebes 4 angeordnet werden, und ihr Hydraulikstellglied 90 kann in einem relativ kleinen Raum an einer Vorderseite der dritten Einwegkupplung F3 angeordnet sein.
Wie in Fig. 6 verdeutlicht ist, werden die Schaltvorgänge von der ersten bis zur vierten Gangstufe unter Verwendung einer Einwegkupplung ausgeführt, und der Schaltvorgang von der vierten zur fünften Gangstufe und von der fünften zur sechsten Gangstufe wird durch einen Kupplung-Bremse- Schaltvorgang ausgeführt.
Wie vorstehend beschrieben wurde, kann hinsichtlich der ersten, der zweiten und der dritten Kupplung C1, C2 und C3 die erste Kupplung C1 vollständig unabhängig von der zweiten und der dritten Kupplung C2 und C3 betätigt werden. Die zweite und die dritte Kupplung C2 und C3 werden dagegen teilweise ineinandergreifend oder zusammenwirkend betätigt. Daher ist es problematisch, glatte Schaltvorgänge beim Herunterschalten zu ermöglichen, wenn durch Ausrücken nur der zweiten Kupplung C2 von einem Zustand, in dem die zweite und die dritte Kupplung C2 und C3 eingerückt sind, von der vierten Gangstufe in die dritte Gangstufe heruntergeschaltet wird, und wenn durch Ausrücken der dritten Kupplung C3 von einem Zustand, in dem die zweite Kupplung C2 bereits eingerückt ist, von der dritten Gangstufe in die zweite Gangstufe heruntergeschaltet wird.
Wenn ein Schaltvorgang von der vierten Gangstufe zur dritten Gangstufe ausgeführt wird, wird zunächst der Öldruck des Hydraulikstellgliedes 49 durch den auf das Öl in der Ausgleichkammer 52 ausgeübten Zentrifugalöldruck schnell freigegeben. Außerdem wird, weil die dritte Kupplung C3 in einem eingerückten Zustand gehalten wird, das zweite Trommelelement 29 in der gleichen Position gehalten. Die zweite Kupplung C2 wird durch die dritte Kupplung C3 nicht beeinflußt, und die Antriebsplatten 31 und die angetriebenen Scheiben 40 sind ausgerückt.
Bei einem Schaltvorgang zum Herunterschalten von der dritten in die zweite Gangstufe wird die dritte Kupplung C3 ausgerückt. In diesem Fall ist die zweite Kupplung C2 jedoch bereits ausgerückt, und der zweite Kolben 47 ist durch die Wirkung der Rückstellfeder 51 auf einen Zustand eingestellt, in dem er mit der Rückseite des zweiten Trommelelements 29 in Kontakt steht. Eine durch den Zentrifugalöldruck der Ausgleichkammer 52 erzeugte Kraft wird direkt auf das zweite Trommelelement 29 ausgeübt, wodurch der Zentrifugalöldruck ausgeglichen und der Öldruck des Hydraulikstellgliedes 46 schnell freigegeben wird. Außerdem wird, weil die zweite Kupplung C2 bereits ausgerückt ist, das zweite Trommelelement 29, das einen Teil eines Kolbens bildet, durch die zweite Kupplung C2 nicht beeinflußt und bewegt sich in axialer Richtung nach vorne, wodurch der Öldruck der Antriebsplatten 27 und der angetriebenen Scheiben 41 der dritten Kupplung C3 freigegeben wird.
Auf diese Weise werden die zweite und die dritte Kupplung C2 und C3 auch bei einem Schaltvorgang zum Herunterschalten glatt und gleichmäßig betätigt.
Wie in Fig. 6 dargestellt, ist die dritte Kupplung C3 im Rückwärtsgang (in der Tabelle durch R bezeichnet) eingerückt, und die dritte und die vierte Bremse B3 und B4 und die erste Einwegkupplung F1 sind eingerückt oder blockiert. In diesem Zustand wird die Drehbewegung der Eingangswelle 12 über die dritte Kupplung C3 dem Sonnenrad S1 der vorderen Getriebeeinheit 130 zugeführt. Weil der Träger CR1 durch die erste Einwegkupplung F1 blockiert ist, wird im Geschwindigkeitsdiagramm von Fig. 7 der durch die Linie L3 dargestellte Zustand erhalten, und die Vorwärtsdrehbewegung RV1 wird vom Hohlrad R1 zum Hohlrad R2 der hinteren Getriebeeinheit 131 übertragen. Hinsichtlich der hinteren Getriebeeinheit 131 wird, weil das Hohlrad R3 und der Träger CR2 durch die vierte Bremse B4 blockiert sind, der im Geschwindigkeitsdiagramm von Fig. 7 durch die Linie L10 dargestellte Zustand erhalten, und vom Träger CR3 wird eine Rückwärtsdrehbewegung an die Abtriebswelle 3 ausgegeben.
In diesem Rückwärtsgangzustand wird der Vierten Bremse B4, die das Hohlrad R3 und den Träger CR2 blockiert, ein größeres Verzögerungsdrehmoment zugeführt. Die vierte Bremse B4 ist in der axialen Richtung relativ lang und überlappt im wesentlichen das dritte Planetengetriebe 5 auf einer Außendurchmesserseite des dritten Planetengetriebes 5. Außerdem weist das Hydraulikstellglied 109 der vierten Bremse eine relativ große Druckaufnahmefläche am hinteren Ende 9e des Getriebegehäuses 9 und eine Doppelkolbenstruktur auf. Dadurch kann eine große Druckkraft ausgeübt und ein einer großen Reaktionskraft entsprechendes Drehmoment zuverlässig aufgenommen werden.
Wie in Fig. 6 dargestellt, wird während eines Motorbremszustands (antriebsloser Zustand, Coasting), zusätzlich zum normalen Betrieb, in der dritten Gangstufe und im Rückwärtsgang die erste Bremse B1 eingerückt, und der Träger CR1 wird hinsichtlich des Leer- oder Freilaufzustands der ersten Einwegkupplung F1 sicher blockiert, in der zweiten Gangstufe die zweite Bremse B2 eingerückt und das Hohlrad R2 sicher blockiert und in der ersten Gangstufe die vierte Bremse B4 eingerückt und das Hohlrad R3 sicher blockiert.
Außerdem wird während des Motorbremszustands in der zweiten Gangstufe zusätzlich zur grundsätzlich für die Motorbremsfunktion verwendeten zweiten Bremse B2 auch die erste Bremse B1 eingerückt. Das Hohlrad R2 wird durch direktes Einrücken der zweiten Bremse B2 und der ersten Bremse B1 blockiert, die durch den Träger CR1 betätigt wird. Die Drehmomentkapazität der zweiten Bremse B2 kann reduziert werden, und die Größe der zweiten Bremse B2 kann dementsprechend vermindert werden. Wenn die zweite Bremse B2 für die Motorbremsfunktion in der zweiten Gangstufe verwendet wird, ist es ausreichend, wenn die Drehmomentkapazität der zweiten Bremse klein ist, so daß es ausreichend ist, wenn für die zweite Bremse B2 in einem Außendurchmesserabschnitt des zweiten Planetengetriebes 4 ein relativ kleiner Raum bereitgestellt wird. Außerdem ist es, wie vorstehend beschrieben wurde, während der Motorbremsfunktion in der zweiten Gangstufe außerdem ausreichend, wenn die zweite Bremse B2 eine kleine Drehmomentkapazität aufweist, falls sie in Kombination mit der ersten Bremse B1 betätigt wird. Dadurch kann eine hochgradig zuverlässige Bremsfunktion bereitgestellt werden, obwohl die zweite Bremse B2 einschließlich ihres Hydraulikstellgliedes 90 in einem relativ kleinen Raum angeordnet ist.
Außerdem wird, wie vorstehend beschrieben, wenn das Drehmoment von der Eingangswelle 12 dem zweiten Planetengetriebe 4 zugeführt wird, das Drehmoment von den Sonnenrädern S2 und S3 in der zweiten Gangstufe, von den Sonnenrädern S1, S2 und S3 in der dritten Gangstufe, von den Sonnenrädern S2 und S3 in der vierten Gangstufe, von den Sonnenrädern S1 und S2 und dem Hohlrad R3 in der fünften Gangstufe bzw. von den Sonnenrädern S2 und S3 und vom Hohlrad R3 in der sechsten Gangstufe der vorderen Getriebeeinheit 130 und der hinteren Getriebeeinheit 131 zugeführt. Dadurch wird das Eingangsdrehmoment nicht nur dem zweiten Planetengetriebe 4 zugeführt. Das zweite Planetengetriebe 4 kann kleiner ausgebildet werden, um ein optimales Übersetzungsverhältnis zu erhalten, und kann aufgrund des verteilten Eingangsdrehmoments, wie vorstehend beschrieben, auch hinsichtlich der Festigkeit bzw. Stabilität kleiner ausgebildet werden. Das Hydraulikstellglied 81 kann auf der Außendurchmesserseite des zweiten Planetengetriebes 4 angeordnet werden, das einen kleineren Durchmesser hat, so daß das zweite Planetengetriebe 4 in der axialen und in der radialen Richtung kompakter ausgebildet werden kann, während es eine Drehmomentkapazität aufweist, gemäß der das Drehmoment der ersten Bremse B1 aufnehmen kann.
Außerdem können, obwohl die erste, die zweite und die dritte Kupplung C1, C2 und C3, die das Eingangsdrehmoment zum ersten, zum zweiten bzw. zum dritten Planetengetriebe 3, 4 und 5 übertragen, vorzugsweise eine größere radiale Abmessung aufweisen, um eine ausreichende Drehmomentkapazität bereitzustellen, ihre Durchmesser reduziert werden, und die Kupplungen können so angeordnet werden, daß die Kupplungen, die einen größeren Durchmesser haben, zur Ausgangswelle hin ausgerichtet sind, weil der Kupplungsabschnitt 23 auf der Seite des Drehmomentwandlers 2 des Mehrgang-Gangschaltmechanismus 6 angeordnet ist. Dadurch kann ein Automatikgetriebe mit einer Gesamtstruktur bereitgestellt werden, die für eine Installation in einem Fahrzeug mit einem Automatikgetriebe und mit vorne angeordnetem Motor und Hinterradantrieb geeignet ist.

Ausführungsform 2

Fig. 8 zeigt eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Fig. 8 zeigt eine Querschnittansicht eines Kupplungsabschnitts dieser Ausführungsform des Automatikgetriebes und entspricht Fig. 3, die die vorstehend beschriebene erste Ausführungsform zeigt. Die folgende Beschreibung bezieht sich hauptsächlich auf Abschnitte und Komponenten, die sich von der ersten Ausführungsform unterscheiden.
Zusätzlich zur Struktur der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform ist die zweite Ausführungsform derart strukturiert, daß eine vierte Kupplung an einer Vorderseite der ersten Kupplung C1 so angeordnet ist, daß sie bezüglich der ersten Kupplung C1 im wesentlichen axial ausgerichtet ist, wobei ein eingangsseitiges Element der ersten und der vierten Kupplung C1 und C4 integral ausgebildet ist, ein ausgangsseitiges Element der vierten Kupplung C4 und die Sonnenräder S2 und S3 des zweiten und des dritten Planetengetriebes 4 und 5 integral ausgebildet sind und außerdem eine vierte Einwegkupplung F0 zwischen dem ausgangsseitigen Element der ersten Kupplung C1 und dem ausgangsseitigen Element der vierten Kupplung C4 angeordnet ist.
Nachstehend wird die Struktur der zweiten Ausführungsform näher erläutert.
Wie in Fig. 8 dargestellt, weist in dieser Ausführungsform eine in der ersten Kupplung C1 angeordnete erste Kupplungstrommel 140 einen Flanschabschnitt 140a und einen Trommelabschnitt 140b auf. Ein Innendurchmesserabschnitt des Flanschabschnitts 140a ist am hinteren Ende der mit der Abtriebswelle 12 integral ausgebildeten Buchse 25 befestigt, und der Trommelabschnitt 140b erstreckt sich von einer Außendurchmesserseite des Flanschabschnitts 140a nach hinten. Eine Keilnut 140c ist auf einer Innenumfangsfläche des Trommelabschnitts 140b ausgebildet, und mehrere Antriebsplatten 141 (äußere Reibungsplatten) der ersten Kupplung C1 stehen mit einem hinteren Hälftenabschnitt der Keilnut 140c so in Eingriff, daß sie in einer axialen Richtung beweglich sind. Angetriebene Scheiben 142 (innere Reibungsscheiben), die durch die Antriebsplatten 141 ein- und ausgerückt werden, stehen mit einer auf einer Außenumfangsfläche eines Außenrings 143 der vierten Einwegkupplung F0 ausgebildeten Keilnut 143a in Eingriff. Ein Innenring 144 der vierten Einwegkupplung F0 ist mit einer Außenumfangsfläche der Zwischenwelle 31 keilverzahnt.
Eine vierte Kupplungstrommel 145 der vierten Kupplung 145 ist auf einer Innenseite der ersten Kupplungstrommel 140 angeordnet. Die vierte Kupplungstrommel 145 weist einen Flanschabschnitt 145a und einen Trommelabschnitt 145b auf. Eine Innendurchmesserseite des Flanschabschnitts 145a ist an einer Außenumfangsfläche der Eingangswelle 12 befestigt, und der Trommelabschnitt 145b erstreckt sich von einer Außendurchmesserseite des Flanschabschnitts 145a nach hinten. Eine Keilnut 145c ist auf einer Innenumfangsfläche des Trommelabschnitts 145b ausgebildet, und mehrere Antriebsplatten 146 der vierten Kupplung C4 stehen mit der Keilnut 145c so in Eingriff, daß sie in der axialen Richtung beweglich sind. Angetriebene Scheiben 147, die durch die Antriebsplatten 146 ein- und ausgerückt werden, stehen mit einer auf einer Außenumfangsfläche einer vierten Nabe 149 ausgebildeten Keilnut 149a so in Eingriff, daß sie in der axialen Richtung beweglich sind.
Eine (in Fig. 8 nicht dargestellte) Keilnut ist auf einer Außenumfangsfläche des Trommelabschnitts 145b der vierten Kupplungstrommel 145 ausgebildet und steht mit der Keilnut 140c des Trommelabschnitts 140b der ersten Kupplungstrommel 140c in Eingriff. Ein Ende 145d des Trommelabschnitts 145b ist so angeordnet, daß es einer Vorderseite der ersten Kupplung C1 zugewandt ist. Die gesamte vierte Kupplungstrommel 145 wird durch die erste Kupplungstrommel 140 und die Eingangswelle 12 so gehalten, daß sie in der axialen Richtung beweglich ist. Zwischen einer Vorderseite des Flanschabschnitts 145a und einer Rückseite des Kupplungsabschnitts 140a der ersten Kupplungstrommel 140 ist eine öldichte vierte Hydraulikkammer 150 ausgebildet. Die vierte Kupplungstrommel 145 wird außer als Kupplungstrommel der vierten Kupplung C4 auch als Kolben des ersten Hydraulikstellgliedes verwendet, das die erste Kupplung C1 ein- und ausrückt.
Ein vierter Kolben 151 eines vierten Hydraulikstellgliedes ist auf einer Innenseite der vierten Kupplungstrommel 145 angeordnet. Der vierte Kolben 151 weist einen Flanschabschnitt 151a und einen Trommelabschnitt 151b auf und wird durch die vierte Kupplungstrommel 145 und eine Außenumfangsfläche der Eingangswelle 12 so gehalten, daß er in der axialen Richtung beweglich ist. Der vierte Kolben 151 ist so angeordnet, daß ein Ende 151c des Trommelabschnitts 151b einer Vorderseite der vierten Kupplung C4 zugewandt ist, und zwischen einer Vorderseite des Flanschabschnitts 151a und einer Rückseite des Flanschabschnitts 145a der vierten Kupplungstrommel 145 wird eine öldichte vierte Hydraulikkammer 152 gebildet.
Es ist eine vierte Ausgleichplatte 153 vorgesehen, wobei eine Innendurchmesserseite der vierten Ausgleichplatte an einer Rückseite des vierten Kolbens 151 an einer Außenumfangsfläche der Eingangswelle 12 befestigt ist. Eine Rückstellfeder 154 wird im zusammengedrückten Zustand bereitgestellt, und eine vierte Ausgleichkammer 155 ist zwischen einer Vorderseite der vierten Ausgleichplatte 153 und einer Rückseite des vierten Kolbens 151 ausgebildet.
Nachstehend wird die Funktionsweise des Mehrgang- Gangschaltmechanismus mit der vorstehend beschriebenen Struktur unter Bezug auf Fig. 9, die ein schematisches Diagramm des Mehrgang-Gangschaltmechanismus 6 zeigt, und Fig. 10 beschrieben, die eine Funktions- oder Operationstabelle des Mehrgang-Gangschaltmechanismus 6 zeigt. Die von den Operationen der ersten und der vierten Kupplung C1 und C4 und der vierten Einwegkupplung F0 verschiedenen Operationen sind mit den vorstehend unter Bezug auf die erste Ausführungsform beschriebenen Operationen identisch und werden daher nicht näher erläutert. Nachstehend werden hauptsächlich die Operationen der ersten und der vierten Kupplung C1 und C4 und der vierten Einwegkupplung F0 beschrieben.
Wie in Fig. 9 dargestellt, sind in dieser Ausführungsform die erste Kupplung C1 und die vierte Kupplung C4 zwischen der Eingangswelle 12 und der Zwischenwelle 31angeordnet, und die vierte Einwegkupplung F0 ist zwischen der ersten Kupplung C1 und der Zwischenwelle 31 angeordnet.
Durch Vergleichen der Funktions- oder Operationstabelle von Fig. 10 für die zweite Ausführungsform und der Funktions- oder Operationstabelle von Fig. 6 für die erste Ausführungsform ist ersichtlich, daß in der zweiten Ausführungsform in der ersten bis vierten Gangstufe die vierte Kupplung C4 nur während des Motorbremszustands eingerückt ist und die vierte Einwegkupplung F0 eingerückt ist. Aufgrund dieses Unterschieds kann der Schaltvorgang von der vierten Gangstufe zur fünften Gangstufe, der in der ersten Ausführungsform als Kupplung-Bremse-Schaltvorgang ausgeführt wurde, in der zweiten Ausführungsform als Einwegkupplung-Schaltvorgang und damit glatt und gleichmäßig ausgeführt werden. Außerdem kann das Drehmoment während des Motorbremszustands in der ersten bis vierten Gangstufe, das in der ersten Ausführungsform nur durch die erste Kupplung C1 übertragen wurde, in der zweiten Ausführungsform durch die erste und die vierte Kupplung C1 und C4 übertragen werden. Aus diesem Grunde können die erste Kupplung C1 und das erste Hydraulikstellglied, das die erste Kupplung C1 betätigt, kompakter ausgebildet werden.
Die zweite Ausführungsform ist vorstehend unter Bezug auf den Mehrgang-Gangschaltmechanismus 6 beschrieben worden, das erfindungsgemäße Automatikgetriebe ist jedoch nicht darauf beschränkt, sondern die vorliegende Erfindung kann auch dann angewendet werden, wenn das Automatikgetriebe einen Kupplungsabschnitt 23 aufweist, in dem mindestens vier Kupplungen zusammen angeordnet sind.

Claims

1. Automatikgetriebe mit einer Eingangswelle, einem ersten Planetengetriebe, einem Planetengetriebesatz, der mindestens vier Drehelemente aufweist, und einer Abtriebswelle, wobei das Automatikgetriebe die Drehbewegung der Eingangswelle unter Verwendung des ersten Planetengetriebes und des Planetengetriebesatzes in Drehbewegungen für mehrere Gangstufen umwandelt und zur Abtriebswelle überträgt;
wobei das erste Planetengetriebe aufweist:
ein erstes Drehzahländerungselement, dem die Drehbewegung der Eingangswelle zugeführt wird;
ein zweites Drehzahländerungselement, das durch einen ersten Blockiermechanismus und einen dritten Blockiermechanismus ein- und ausgerückt wird; und
ein drittes Drehzahländerungselement, das eine Drehbewegung mit einer von der Drehzahl der Eingangswelle verschiedenen Drehzahl zum Planetengetriebesatz überträgt; und
wobei der erste Blockiermechanismus aus einer ersten Bremse gebildet wird; und
der dritte Blockiermechanismus aus einer ersten Einwegkupplung, die das zweite Drehzahländerungselement ein- und ausrückt, und aus einer dritten Bremse gebildet wird, die die erste Einwegkupplung ein- und ausrückt.

2. Automatikgetriebe nach Anspruch 1, wobei das erste Drehzahländerungselement mit einer zweiten Einwegkupplung verbunden ist und die Drehbewegung der Eingangswelle über eine dritte Kupplung übertragen wird.

3. Automatikgetriebe nach Anspruch 1 oder 2, wobei das erste Planetengetriebe zwei Ritzel aufweist, das erste Drehzahländerungselement ein Sonnenrad ist, das zweite Drehzahländerungselement ein Träger ist, das dritte Drehzahländerungselement ein Hohlrad ist, und unter Verwendung des ersten Planetengetriebes und des Planetengetriebesatzes mindestens sechs Vorwärtsgangstufen eingestellt werden können.

4. Automatikgetriebe nach Anspruch 2 oder 3, wobei
die erste Bremse auf einer Außendurchmesserseite des ersten Planetengetriebes angeordnet ist;
die dritte Bremse auf einer Vorderseite der ersten Bremse so angeordnet ist, daß sie mit der ersten Bremse in der axialen Richtung im wesentlichen ausgerichtet ist;
ein Hydraulikstellglied für die dritte Bremse auf einer Vorderseite der dritten Bremse so angeordnet ist, daß es mit der dritten Bremse in der axialen Richtung im wesentlichen ausgerichtet ist; und
die erste Einwegkupplung an einer Vorderseite des ersten Planetengetriebes angeordnet ist, die zweite Einwegkupplung an einer Vorderseite der ersten Einwegkupplung angeordnet ist und die erste und die zweite Einwegkupplung so angeordnet sind, daß sie an einer Innendurchmesserseite der dritte Bremse und des Hydraulikstellgliedes für die dritte Bremse angeordnet sind.

5. Automatikgetriebe nach Anspruch 4, wobei in einem ersten Zustand (z. B. in der 5. Gangstufe), außer daß ein direkt verbundener Zustand (z. B. der 4. Gangstufe) der Vorwärtsgangstufen eingerichtet ist, die erste Bremse eingerückt und der Träger des ersten Planetengetriebes blockiert ist, und wobei bei einem Schaltvorgang vom ersten Zustand in einen zweiten Zustand (z. B. in die 6. Gangstufe), außer daß der direkt verbundene Zustand eingerichtet ist, die erste und die dritte Bremse ausgerückt sind und die zweite Einwegkupplung auf den Leer- oder Freilaufzustand eingestellt ist und eine Rückwärtsdrehbewegung des Trägers des ersten Planetengetriebes ermöglicht wird.