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Die vorliegende Erfindung betrifft ein automatisch schaltbares Getriebe mit vier Planetenradsätzen und fünf Reibschlusselementen. Zum besseren Verständnis der Beschreibung wird für das automatisch schaltbare Getriebe im Folgenden der umgangssprachlich geläufigere Begriff Automatikgetriebe verwendet.
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Die
DE 10 2010 002 823 A1 beschreibt ein mehrstufiges Leistungsgetriebe mit vier Umlaufgetriebeanordnungen, die jeweils ein erstes, zweites und drittes rotierendes Element, mit bestimmten Verbindungen dazwischen, aufweisen, und weiterhin eine Eingangswelle, eine Ausgangswelle, drei Kupplungen und zwei Bremsen aufweisen. Die Kupplungen und Bremsen werden in Kombinationen von drei betätigt, um acht Vorwärtsgangstufen und eine Rückwärtsgangstufe zu erzeugen.
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Die Druckschriften
US 2008 / 0 269 005 A1 zeigt ein weiteres automatisch schaltbares Getriebe mit einer Mehrganggetriebevorrichtung.
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In den letzten Jahren wurden in dem Automatikgetriebegebiet viele Versuche unternommen, Mehrgang-Automatikgetriebe so auszulegen, dass die Kraftstoffwirtschaftlichkeit verbessert wird.
US 7 753 819 B2 offenbart zum Beispiel ein Automatikgetriebe, das vier Planetenradsätze und fünf Reibschlusselemente koaxial mit einer Eingangswelle umfasst, um acht Vorwärtsgänge und einen Rückwärtsgang vorzusehen. In dieser Patentschrift 1 sind ein erster Planetenradsatz, ein dritter Planetenradsatz, ein vierter Planetenradsatz (von Doppelplaneten-Ausführung) und ein zweiter Planetenradsatz in dieser Reihenfolge von einem axialen Ende des Automatikgetriebes entlang der Achse des Automatikgetriebes angeordnet. Die Eingangswelle ist immer mit einem Träger des ersten Planetenradsatzes gekoppelt. Ein Ausgang ist immer mit einem Hohlrad des vierten Planetenradsatzes gekoppelt.
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In
US 7 753 819 B2 verlaufen zum Beispiel ein Kopplungselement (d.h. ein Verbindungselement), das den Träger des ersten Planetenradsatzes mit der Eingangswelle koppelt, ein Kopplungselement, das das Hohlrad des vierten Planetenradsatzes mit dem Ausgang koppelt, und ein Kopplungselement, das die Planetenradsätze koppelt, durch die Außen- oder Innenumfangsseiten der Planetenradsätze. Dies vergrößert die Größe des Automatikgetriebes in einer Richtung senkrecht zur Achsenrichtung (d.h. in der radialen Richtung). Insbesondere verlaufen zusätzlich zur Eingangswelle drei Kopplungselemente durch die Innenumfangsseite des vierten Planetenradsatzes. Dies vergrößert die Größe des Teils des Automatikgetriebes um den vierten Planetenradsatz herum in der Richtung senkrecht zur Achsenrichtung erheblich. Ferner ist der Ausgang mit dem Hohlrad des vierten Planetenradsatzes gekoppelt, um an den den vierten Planetenradsatz bildenden Zahnrädern eine große Kraft anzulegen. Ein Verkleinern der Zahnräder ist somit schwierig.
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Im Hinblick auf das Vorstehende besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein neuartiges Automatikgetriebe mit vier Planetenradsätzen und fünf Reibschlusselementen in reduzierter Größe in der Richtung senkrecht zu der Achsenrichtung vorzusehen.
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Zum Verwirklichen dieser Aufgabe sieht die vorliegende Erfindung ein Automatikgetriebe vor. Das Automatikgetriebe umfasst in einem Getriebegehäuse: einen Eingang; einen Ausgang; einen ersten Planetenradsatz einer Doppelplaneten-Ausführung mit einem ersten Sonnenrad, einem ersten Träger und einem ersten Hohlrad; einen zweiten Planetenradsatz einer Einzelplaneten-Ausführung mit einem zweiten Sonnenrad, einem zweiten Träger und einem zweiten Hohlrad; einen dritten Planetenradsatz der Einzelplaneten-Ausführung mit einem dritten Sonnenrad, einem dritten Träger und einem dritten Hohlrad; einen vierten Planetenradsatz der Einzelplaneten-Ausführung mit einem vierten Sonnenrad, einem vierten Träger und einem vierten Hohlrad; eine erste Kupplung; eine zweite Kupplung; eine dritte Kupplung; eine erste Bremse; und eine zweite Bremse. Der Eingang, der Ausgang, die ersten bis vierten Planetenradsätze, die ersten bis dritten Kupplungen und die erste und die zweite Bremse sind koaxial angeordnet. Der dritte Träger und das vierte Sonnenrad sind immer mit dem Eingang gekoppelt. Der Ausgang ist immer mit dem vierten Hohlrad gekoppelt. Der erste Träger ist immer mit dem dritten Sonnenrad gekoppelt. Das zweite Sonnenrad ist immer mit dem dritten Hohlrad gekoppelt. Das erste Hohlrad ist immer mit dem zweiten Hohlrad gekoppelt. Die erste Kupplung koppelt den zweiten Träger mit dem vierten Träger und entkoppelt diesen davon. Die zweite Kupplung koppelt das zweite Sonnenrad und das dritte Hohlrad mit dem vierten Träger und entkoppelt diese davon. Die dritte Kupplung koppelt den ersten Träger und das dritte Sonnenrad mit dem zweiten Träger und entkoppelt diese davon. Die erste Bremse koppelt das erste Hohlrad und das zweite Hohlrad mit dem Getriebegehäuse und entkoppelt diese davon. Die zweite Bremse koppelt das erste Sonnenrad mit dem Getriebegehäuse und entkoppelt dieses davon.
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In dieser Konfiguration ist das vierte Sonnenrad des vierten Planetenradsatzes immer mit dem Eingang gekoppelt und der Ausgang ist immer mit dem vierten Hohlrad gekoppelt. Somit verläuft kein Kopplungselement durch die Außen- oder Innenumfangsseite des vierten Planetenradsatzes. Diese Konfiguration reduziert eine Größenzunahme des Automatikgetriebes um den vierten Planetenradsatz herum in der Richtung senkrecht zur Achsenrichtung (d.h. in der radialen Richtung), ohne die den vierten Planetenradsatz bildenden Zahnräder zu verkleinern. Ferner sind die ersten bis vierten Planetenradsätze ordnungsgemäß entlang der Achse des Automatikgetriebes angeordnet, um die Anzahl an Kopplungselementen zu minimieren, die durch die Außen- oder Innenumfangsseiten der Planetenradsätze mit Ausnahme des vierten Planetenradsatzes tritt. Dies bewirkt eine Reduzierung der radialen Größe des Automatikgetriebes.
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Bei dem Automatikgetriebe können die ersten bis vierten Planetenradsätze entlang einer Achse des Automatikgetriebes angeordnet sein. Von den ersten bis vierten Planetenradsätzen kann sich der vierte Planetenradsatz am nächsten zu einem axialen Ende des Automatikgetriebes befinden, und der erste Planetenradsatz kann sich am nächsten zu einem anderen axialen Ende befinden.
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Bei dieser Konfiguration tritt kein Kopplungselement durch die Außen- oder Innenumfangsseite des vierten Planetenradsatzes, der sich am nächsten zu dem einen axialen Ende des Automatikgetriebes befindet. Dies reduziert die radiale Größe des Automatikgetriebes an dem einen Ende. Bei dem ersten Planetenradsatz, der sich am nächsten zu dem anderen Ende befindet, ist dagegen das erste Hohlrad mit der ersten Bremse gekoppelt und das erste Sonnenrad ist mit der zweiten Bremse gekoppelt. In der Achsenrichtung des Automatikgetriebes ist die zweite Bremse an einer Seite des ersten Planetenradsatzes gegenüber dem zweiten Planetenradsatz angeordnet. Dies reduziert die radiale Größe des Teils des Automatikgetriebes um die zweite Bremse (d.h. an dem anderen Ende des Automatikgetriebes). Daher ist die radiale Größe des Automatikgetriebes an beiden axialen Enden reduziert. Während die erste Bremse für gewöhnlich an der Außenumfangsseite des ersten Planetenradsatzes vorgesehen ist, verläuft kein Kopplungselement durch die Außen- oder Innenumfangsseite des ersten Planetenradsatzes. Dies reduziert eine Zunahme der Größe des Teils des Automatikgetriebes um den ersten Planetenradsatz herum. Weiterhin tritt/treten nur ein oder zwei Kopplungselemente durch die Außen- oder Innenumfangsseiten des zweiten und dritten Planetenradsatzes. Dies reduziert eine Zunahme der radialen Größe eines axial dazwischenliegenden Teils des Automatikgetriebes.
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Bei dieser Anordnung können die ersten bis vierten Planetenradsätze von dem einen axialen Ende in der Reihenfolge von vierter Planetenradsatz, dritter Planetenradsatz, zweiter Planetenradsatz und erster Planetenradsatz entlang der Achse angeordnet sein. Die erste und die zweite Kupplung können in einer Achsenrichtung des Automatikgetriebes zwischen dem dritten und vierten Planetenradsatz angeordnet sein. Die dritte Kupplung kann in der Achsenrichtung zwischen dem ersten und zweiten Planetenradsatz angeordnet sein.
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Bei dieser Konfiguration sind die erste und die zweite Kupplung entlang des Radius des Automatikgetriebes angeordnet. Das Getriebegehäuse umfasst eine Zwischenwand, die benachbart zu der ersten und der zweiten Kupplung ist und sich radial erstreckt. Von der Zwischenwand wird Hydrauliköl auf eine Weise zu der ersten und der zweiten Kupplung befördert. Die dritte Kupplung befindet sich zwischen dem ersten und dem zweiten Planetenradsatz. Ein Kopplungselement, das das erste Hohlrad mit dem zweiten Hohlrad koppelt, befindet sich radial außerhalb der dritten Kupplung. An einer Seite des ersten Planetenradsatzes gegenüber dem zweiten Planetenradsatz befindet sich eine Endwand des Getriebegehäuses. Um der dritten Kupplung Hydrauliköl in einfacher Weise zuzuführen, ist ein Öldurchlass, der von der Endwand durch die Innenumfangseite des ersten Planetenradsatzes tritt, vorgesehen. Daher sind die Strukturen zum Zuführen von Hydrauliköl zu den ersten bis dritten Kupplungen vereinfacht.
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In diesem Fall kann der Ausgang in der Achsenrichtung zwischen der ersten und der zweiten Kupplung und dem vierten Planetenradsatz angeordnet sein. Das Getriebegehäuse kann zwischen dem Ausgang und der ersten und zweiten Kupplung in der Achsenrichtung eine Zwischenwand umfassen, die sich in einer Richtung senkrecht zur Achsenrichtung erstreckt und den Ausgang lagert. Der ersten und der zweiten Kupplung kann über die Zwischenwand Hydrauliköl zugeführt werden.
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Bei dieser Konfiguration wird der ersten und der zweiten Kupplung über die den Ausgang tragende Zwischenwand Hydrauliköl in einfacher Weise zugeführt. Dies vereinfacht die Struktur zum Befördern von Hydrauliköl zu der ersten und zweiten Kupplung weiter.
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Weiterhin kann das Hydrauliköl der dritten Kupplung über eine Endwand des Getriebegehäuses an dem anderen axialen Ende und ein durchgehendes Element, das eine Mitte des ersten Planetenradsatzes von der Endwand durchsetzt, zugeführt werden.
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Auf diese Weise wird das Hydrauliköl über die Endwand und das durchgehende Element in einfacher Weise der dritten Kupplung zugeführt.
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Alternativ können die ersten bis vierten Planetenradsätze in der Reihenfolge vierter Planetenradsatz, zweiter Planetenradsatz, dritter Planetenradsatz und erster Planetenradsatz von dem einen axialen Ende entlang der Achse angeordnet sein. Die erste und die zweite Kupplung können in einer Achsenrichtung des Automatikgetriebes zwischen dem zweiten und vierten Planetenradsatz angeordnet sein. Die dritte Kupplung kann in der Achsenrichtung zwischen dem ersten und dritten Planetenradsatz angeordnet sein.
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Diese Konfiguration vereinfacht die Struktur zum Befördern von Hydrauliköl von der ersten bis dritten Kupplung wie die Anordnung der ersten bis vierten Planetenradsätze entlang der Achse von dem einen axialen Ende in der Reihenfolge vierter Planetenradsatz, dritter Planetenradsatz, zweiter Planetenradsatz und erster Planetenradsatz.
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Auch in diesem Fall kann der Ausgang in der Achsenrichtung zwischen der ersten und der zweiten Kupplung und dem vierten Planetenradsatz angeordnet sein. Das Getriebegehäuse kann in der Achsenrichtung zwischen dem Ausgang und der ersten und zweiten Kupplung eine Zwischenwand umfassen, die sich in einer Richtung senkrecht zur Achsenrichtung erstreckt und den Ausgang trägt. Der ersten und der zweiten Kupplung kann über die Zwischenwand Hydrauliköl zugeführt werden.
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Das Hydrauliköl kann mittels einer Endwand des Getriebegehäuses an dem anderen axialen Ende der dritten Kupplung und eines Durchgangselements, das eine Mitte des ersten Planetenradsatzes von der Endwand durchsetzt, zugeführt werden.
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Bei dem Automatikgetriebe kann das Automatikgetriebe acht Vorwärtsgänge und einen Rückwärtsgang vorsehen. Die erste Kupplung, die zweite Kupplung und die erste Bremse können eingerückt werden, um einen Rückwärtsgang vorzusehen. Die erste Kupplung, die dritte Kupplung und die erste Bremse können eingerückt werden, um einen ersten Gang vorzusehen. Die erste Kupplung, die erste Bremse und die zweite Bremse können eingerückt werden, um einen zweiten Gang vorzusehen. Die erste Kupplung, die dritte Kupplung und die zweite Bremse können eingerückt werden, um einen dritten Gang vorzusehen. Die erste Kupplung, die zweite Kupplung und die zweite Bremse können eingerückt werden, um einen vierten Gang vorzusehen. Die erste Kupplung, die zweite Kupplung und die dritte Kupplung können eingerückt werden, um einen fünften Gang vorzusehen. Die zweite Kupplung, die dritte Kupplung und die zweite Bremse können eingerückt werden, um einen sechsten Gang vorzusehen. Die zweite Kupplung, die dritte Kupplung und die erste Bremse können eingerückt werden, um einen siebten Gang vorzusehen. Die zweite Kupplung, die erste Bremse und die zweite Bremse können eingerückt werden, um einen achten Gang vorzusehen.
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Bei dieser Konfiguration sind die Reibschlusselemente ordnungsgemäß eingerückt, um zuverlässig acht Vorwärtsgänge und einen Rückwärtsgang vorzusehen. In jeweiligen Getriebestufen ist von den fünf Reibschlusselementen die Anzahl an ausgerückten Reibschlusselementen, die einen höheren Drehwiderstand als eingerückte Reibschlusselemente aufweisen, kleiner als die Anzahl der eingerückten Reibschlusselemente. Dies ermöglicht eine effiziente Kraftübertragung.
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Wie vorstehend beschrieben reduziert das Automatikgetriebe gemäß der vorliegenden Erfindung in der Richtung senkrecht zu der Achsenrichtung eine Zunahme der Größe des Teils des Automatikgetriebes um den vierten Planetenradsatz, ohne die den vierten Planetenradsatz bildenden Zahnräder zu verkleinern. Ferner sind die ersten bis vierten Planetenradsätze ordnungsgemäß entlang der Achse des Automatikgetriebes angeordnet, und die Anzahl an Kopplungselementen, die durch die Außen- oder Innenumfangsseiten der Planetenradsätze mit Ausnahme des vierten Planetenradsatzes treten, ist bestmöglich reduziert. Dies führt zu einer Reduzierung einer Größenzunahme des Automatikgetriebes in der Richtung senkrecht zu der Achsenrichtung.
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Die vorliegende Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen und Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
- 1 ist eine schematische Darstellung, die ein Automatikgetriebe nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
- 2 ist eine Tabelle, die Einrückzustände von erster bis dritter Kupplung und erster und zweiter Bremse in jeweiligen Getriebestufen des Automatikgetriebes sowie Übersetzungen in den jeweiligen Getriebestufen und Gangsprünge zwischen den Getriebestufen zeigt.
- 3 veranschaulicht eine Variante der Ausführungsform und entspricht 1.
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Nun wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Verweis auf die Zeichnungen eingehend beschrieben.
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1 ist eine schematische Darstellung eines Automatikgetriebes 1 nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Dieses Automatikgetriebe 1 ist in einem Fahrzeug eingebaut und stellt acht Vorwärtsgänge und einen Rückwärtsgang bereit.
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Das automatisch schaltbare Getriebe (Automatikgetriebe) 1 umfasst in einem Getriebegehäuse 2 eine Eingangswelle 3, erste bis vierte Planetenradsätze PL1-PL4, ein Abtriebsrad 7 und fünf hydraulische Reibschlusselemente CL1, CL2, CL3, B1 und B2. Die Eingangswelle 3 ist ein mit einer Leistungsquelle 4 (im Einzelnen einer Ausgangswelle der Leistungsquelle 4) gekoppelter Eingang. Das Abtriebsrad 7 ist ein Ausgang, zu dem durch Kraftübertragungswege, die durch die ersten bis vierten Planetenradsätze PL1, PL2, PL3 und PL4 gebildet sind, Leistung, die zu der Eingangswelle 3 eingeleitet wird, übertragen wird. Die Reibschlusselemente CL1, CL2, CL3, B1 und B2 ändern die Leistungsübertragungswege.
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Die Eingangswelle 3, die ersten bis vierten Planetenradsätze PL1, PL2, PL3 und PL4, das Abtriebsrad 7 und die fünf Reibschlusselemente CL1, CL2, CL3, B1 und B2 sind koaxial angeordnet.
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In dieser Ausführungsform erstreckt sich die Eingangswelle 3 von einem axialen Ende (dem rechten von 1) durch das gesamte Automatikgetriebe 1 zu dem anderen axialen Ende (dem linken von 1). Ein axiales Ende der Eingangswelle 3 ist mit der Leistungsquelle 4 gekoppelt. Von der Leistungsquelle 4 wird Leistung zu der Eingangswelle 3 eingeleitet. Statt des einen axialen Endes kann das andere axiale Ende der Eingangswelle 3 mit der Leistungsquelle 4 gekoppelt sein. Alternativ können zwei Leistungsquellen 4 vorgesehen sein, und jede Leistungsquelle 4 kann mit einem Ende der Eingangswelle 3 gekoppelt sein.
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Die Leistungsquelle 4 kann eine Brennkraftmaschine oder ein Elektromotor sein. Die Eingangswelle 3 kann direkt mit der Leistungsquelle 4 gekoppelt sein oder zum Beispiel mittels eines Drehmomentwandlers oder einer einrückenden/ausrückenden Kupplung indirekt damit gekoppelt sein. Wenn zwei Leistungsquellen 4 jeweils mit einem Ende der Eingangswelle 3 gekoppelt sind, kann zum Beispiel eine der Leistungsquellen 4, die mit einem Ende der Eingangswelle 3 gekoppelt ist, eine Brennkraftmaschine sein und die andere Leistungsquelle 4, die mit dem anderen Ende gekoppelt ist, kann ein Elektromotor sein.
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In dieser Ausführungsform ist das Fahrzeug ein FF-Fahrzeug (Fahrzeug mit Frontmotor und Vorderradantrieb). Die Leistungsquelle 4 und das Automatikgetriebe 1 sind an der Front des Fahrzeugs eingebaut. In diesem Zustand erstrecken sich die Ausgangswelle der Leistungsquelle 4 und die Eingangswelle 3 des Automatikgetriebes 1 horizontal entlang der Breite des Fahrzeugs.
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Der erste Planetenradsatz PL1 ist koaxial mit der Eingangswelle 3 angeordnet und umfasst ein erstes Sonnenrad S1, einen ersten Träger C1 und ein erstes Hohlrad R1. Der erste Träger C1 weist Doppelritzel P1 auf. D.h. der erste Planetenradsatz PL1 ist von einer Doppelplaneten-Ausführung.
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Der zweite Planetenradsatz PL2 ist koaxial zu der Eingangswelle 3 angeordnet und umfasst ein zweites Sonnenrad S2, einen zweiten Träger C2 und ein zweites Hohlrad R2. Der zweite Träger C2 weist Einzelritzel P2 auf. D.h. der zweite Planetenradsatz PL2 ist von einer Einzelplaneten-Ausführung.
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Der dritte Planetenradsatz PL3 ist koaxial zu der Eingangswelle 3 angeordnet und umfasst ein drittes Sonnenrad S3, einen dritten Träger C3 und ein drittes Hohlrad R3. Der dritte Träger C3 weist Einzelritzel P3 auf. D.h. der dritte Planetenradsatz PL3 ist ebenfalls von der Einzelplaneten-Ausführung.
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Der vierte Planetenradsatz PL4 ist koaxial zu der Eingangswelle 3 angeordnet und umfasst ein viertes Sonnenrad S4, einen vierten Träger C4 und ein viertes Hohlrad R4. Der vierte Träger C4 weist ein Einzelritzel P4 auf. D.h. der vierte Planetenradsatz PL4 ist ebenfalls von der Einzelplaneten-Ausführung.
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Entlang der Eingangswelle 3 (d.h. entlang der Achse des Automatikgetriebes 1) sind der vierte Planetenradsatz PL4, der dritte Planetenradsatz PL3, der zweite Planetenradsatz PL2 und der erste Planetenradsatz PL1 in dieser Reihenfolge von dem einen Ende (näher zu der Leistungsquelle 4) der Eingangswelle 3 angeordnet.
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Der dritte Träger C3 und das vierte Sonnenrad S4 sind immer mit der Eingangswelle 3 gekoppelt. Der erste Träger C1 ist immer mit dem dritten Sonnenrad S3 gekoppelt. Das zweite Sonnenrad S2 ist immer mit dem dritten Hohlrad R3 gekoppelt. Das erste Hohlrad R1 ist immer mit dem zweiten Hohlrad R2 gekoppelt. Ferner ist das Abtriebsrad 7 immer mit dem vierten Hohlrad R4 gekoppelt.
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Das Abtriebsrad 7, das immer mit dem vierten Hohlrad R4 gekoppelt ist, ist koaxial mit der Eingangswelle 3 angeordnet und wird von dem vierten Hohlrad R4 angetrieben. Das Abtriebsrad 7 ist in der Eingangswellenrichtung zwischen der ersten und zweiten Kupplung CL1 und CL2 und dem vierten Planetenradsatz PL4 angeordnet. Wie später beschrieben wird, sind die erste und die zweite Kupplung CL1 und CL2 in der Eingangswellenrichtung zwischen dem dritten und vierten Planetenradsatz PL3 und PL4 angeordnet.
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Das vierte Sonnenrad S4 ist immer mit der Eingangswelle 3 gekoppelt und das Abtriebsrad 7 ist immer mit dem vierten Hohlrad R4 gekoppelt. Somit verläuft kein Kopplungselement durch die Außen- oder Innenumfangsseite des vierten Planetenradsatzes PL4. Daher weist das Getriebegehäuse 2 in der Eingangswellenrichtung an dem einen Ende, das dem Teil um den vierten Planetenradsatz PL4 und das Abtriebsrad 7 entspricht, einen kleineren Außendurchmesser als ein Zwischenteil auf.
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Die fünf Reibschlusselemente bestehen aus: einer ersten Kupplung CL1, einer zweiten Kupplung CL2, einer dritten Kupplung CL3, einer ersten Bremse B1 und einer zweiten Bremse B2 und sind koaxial zu der Eingangswelle 3 angeordnet. Die ersten bis dritten Kupplungen CL1-CL3 sind Lamellenkupplungen. Die erste und die zweite Bremse B1 und B2 sind in dieser Ausführungsform von Lamellenkupplungsausführung, können aber auch von einer Bandausführung sein.
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Die erste Kupplung CL1 koppelt den zweiten Träger C2 mit dem vierten Träger C4 und entkoppelt diesen davon. Die zweite Kupplung C2 koppelt das zweite Sonnenrad S2 und das dritte Hohlrad R3 mit dem vierten Träger C4 und entkoppelt diese davon. Die dritte Kupplung CL3 koppelt den ersten Träger C1 und das dritte Sonnenrad S3 mit dem zweiten Träger C2 und entkoppelt diese davon.
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Die erste und die zweite Kupplung CL1 und CL2 sind in der Eingangswellenrichtung zwischen dem dritten und vierten Planetenradsatz PL3 und PL4 angeordnet. Die zweite Kupplung CL2 befindet sich radial in der ersten Kupplung CL1. Die dritte Kupplung CL3 ist in der Eingangswellenrichtung zwischen dem ersten und dem zweiten Planetenradsatz PL1 und PL2 angeordnet.
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Die erste Bremse B1 koppelt das erste und das zweite Hohlrad R1 und R2 mit dem Getriebegehäuse 2 und entkoppelt diese davon. Die zweite Bremse B2 koppelt das erste Sonnenrad S1 mit dem Getriebegehäuse 2 und entkoppelt dieses davon.
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Die erste Bremse B1 ist radial außerhalb des ersten Hohlrads R1 angeordnet, d.h. zwischen dem ersten Planetenradsatz PL1 (d.h. dem ersten Hohlrad R1) und dem Getriebegehäuse 2. Die zweite Bremse B2 ist in der Eingangswellenrichtung an einer Seite des ersten Planetenradsatzes PL1 (an dem anderen Ende) gegenüber dem zweiten Planetenradsatz PL3 angeordnet. Der Außendurchmesser des Getriebegehäuses 2 an dem anderen Ende (an dem der zweiten Bremse B2 zugeordneten Teil) ist so klein wie an dem einen Ende.
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Das Abtriebsrad 7 kämmt mit einem Gegenantriebsrad 13, das ein Gegeneingang eines Gegenmechanismus 11 ist, wodurch das Gegenantriebsrad 13 angetrieben wird. Dieser Gegenmechanismus 11 umfasst eine Vorgelegewelle 12, das Gegenantriebsrad 13 und ein Gegenabtriebsrad 14. Die Vorgelegewelle 12 erstreckt sich parallel zu der Eingangswelle 3. Das Gegenantriebsrad 13 ist an der Vorgelegewelle 12 angeordnet und wird von dem Abtriebsrad 7 angetrieben. Das Gegenabtriebsrad 14 ist ein Gegenausgang, der an der Vorgelegewelle 12 angeordnet ist. Die Vorgelegewelle 12, das Gegenantriebsrad 13 und das Gegenabtriebsrad 14 drehen integral. Das Gegenabtriebsrad 14 kämmt mit einem Differentialhohlrad 22, das ein Differentialeingang eines Differentialmechanismus 21 ist, wodurch das Differentialhohlrad 22 angetrieben wird. Die Vorgelegewelle 12 befindet sich näher am Heck des Fahrzeugs und oberhalb der Eingangswelle 3. Die Vorgelegewelle 12 ist von Gegenlagern (in dieser Ausführungsform von Kegelrollenlagern) 15 drehbar gelagert, die an beiden Enden der Vorgelegewelle 12 vorgesehen sind.
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Der Differentialmechanismus 21 umfasst ein Differentialgehäuse 23, das an dem Differentialhohlrad 22 befestigt ist. Das Differentialhohlrad 22 und das Differentialgehäuse 23 sind von Differentiallagern (in dieser Ausführungsform von Kegelrollenlagern) 28 drehbar an der Mittelachse des Differentialhohlrads 22 gelagert.
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Die Mittelachse des Differentialhohlrads 22 fällt mit den Mittelachsen der rechten und der linken Antriebswelle 26 zusammen, was später beschrieben wird.
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Das Differentialgehäuse 23 umfasst innen zwei Differentialritzel 24 und zwei Differentialseitenräder 25, die koaxial mit dem Differentialhohlrad 22 positioniert sind. Jedes der Differentialritzel 24 ist an dem Differentialgehäuse 23 fixiert und kämmt mit den zwei Differentialseitenrädern 25. Jedes Differentialritzel 24 dreht zusammen mit dem Differentialgehäuse 23 an der Mittelachse des Differentialhohlrads 22 und dreht allein an der Mittelachse des Differentialritzels 24. Wenn das Differentialgehäuse 23 an der Mittelachse des Differentialhohlrads 22 dreht, überträgt jedes Differentialritzel 24 die Drehung auf die zwei Differentialseitenräder 25. Wenn zu diesem Zeitpunkt die gleiche Last an den zwei Differentialseitenrädern 25 angelegt wird, dreht das Differentialritzel 24 nicht allein und überträgt die Drehung des Differentialgehäuses 23 auf die zwei Differentialseitenräder 25 bei der gleichen Drehzahl. Wenn an den zwei Differentialseitenrädern 25 unterschiedliche Lasten angelegt werden, dreht das Differentialritzel 24 allein, um Differentialdrehungen zu den zwei Differentialseitenrädern 25 zu übertragen.
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Jedes der zwei Differentialseitenräder 25 ist mit der rechten oder linken Antriebswelle 26 gekoppelt, die koaxial mit den Differentialseitenrädern 25 positioniert ist. Die rechte und die linke Antriebswelle 26 erstrecken sich entlang der Breite des Fahrzeugs (d.h. der Richtung parallel zu der Eingangswelle 3 und der Vorgelegewelle 12) und sind mit den rechten und linken Vorderrädern (nicht gezeigt) gekoppelt. Auf diese Weise wird die an dem Abtriebsrad 7 erzeugte Leistung mittels des Gegenmechanismus 11 und des Differentialmechanismus 21 auf die Vorderräder des Fahrzeugs übertragen. Die rechte und die linke Antriebswelle 26 sind näher an dem Heck des Fahrzeugs als die Vorgelegewelle 12 und unterhalb der Vorgelegewelle 12 positioniert.
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Das Getriebegehäuse 2 umfasst in der Eingangswellenrichtung eine Zwischenwand 2a zwischen dem Abtriebsrad 7 und der ersten und der zweiten Kupplung CL1 und CL2. Die Zwischenwand 2a erstreckt sich in der Richtung senkrecht zu der Eingangswelle (d.h. entlang des Radius der Eingangswelle 3) und lagert das Abtriebsrad 7. Die Oberfläche der Zwischenwand 2a, die dem vierten Planetenradsatz PL4 zugewandt ist (in 1 rechts), wird als Widerlagerfläche 2b bezeichnet, die das Abtriebsrad 7 in der Schubrichtung (d.h. entlang der Eingangswelle 3) lagert. An einem unteren Teil der Widerlagerfläche 2b der Zwischenwand 2a ist ein Vorsprung ausgebildet. Der Vorsprung ragt entlang der Eingangswelle 3 hin zu dem Abtriebsrad 7 (d.h. hin zu dem vierten Planetenradsatz PL4). Die radial äußere Fläche des Vorsprungs ist eine radiale Lagerfläche 2c, die das Abtriebsrad 7 mittels Lagern 10 (in dieser Ausführungsform Kegelrollenlager) radial lagert. Das Innenumfangsende der Zwischenwand 2a biegt sich hin zu der ersten und zweiten Kupplung CL1 und CL2 und erstreckt sich zu einer Position radial in einem zweiten Kolben 65 der zweiten Kupplung CL2, der später beschrieben wird.
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Wie in 1 einfach dargestellt ist, umfasst die erste Kupplung CL1 einen ersten Kolben 60, der entlang der Eingangswelle gleiten kann, und eine erste einrückende Hydraulikkammer 61. Der vierte Träger C4 ist mit der ersten und der zweiten Kupplung CL1 und CL2 durch ein Kopplungselement 62 gekoppelt. Dieses Kopplungselement 62 biegt sich, um erste und zweite Aussparungen 62a und 62b nahe den Enden der ersten und der zweiten Kupplung CL1 und CL2 zu umfassen. Die ersten und zweiten Aussparungen 62a und 62b sind in der Eingangswellenrichtung hin zu dem vierten Planetenradsatz PL4 ausgespart. Die zweite Aussparung 62b befindet sich radial in der ersten Aussparung 62a. Der Teil des Kopplungselements 62, der der radial äußeren Wand der ersten Aussparung 62a entspricht, ist mit der ersten Kupplung CL1 gekoppelt. Der Teil des Kopplungselements 62, der der radial inneren Wand der zweiten Aussparung 62b entspricht, ist mit der zweiten Kupplung CL2 gekoppelt. Die erste einrückende Hydraulikkammer 61 ist durch die erste Aussparung 62a und den ersten Kolben 60 festgelegt.
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Der erste Kolben 60 liefert der ersten einrückenden Hydraulikkammer 61 Hydrauliköl, um gegen Kupplungsscheiben und Reibscheiben entlang der Eingangswelle zu pressen und diese einzurücken, wodurch die erste Kupplung CL1 eingerückt wird.
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Die Kupplungsscheiben und die Reibscheiben sind abwechselnd entlang der Eingangswelle in der ersten Kupplung CL1 angeordnet. Auch wenn dies nicht gezeigt ist, umfasst die erste Kupplung CL1 eine Zentrifugalausgleich-Hydraulikkammer an der Seite des ersten Kolbens 60 gegenüber der einrückenden Hydraulikkammer 61. Wenn im Einzelnen die erste Kupplung CL1 ausgerückt ist, bewegt die Zentrifugalkraft Öl in der ersten einrückenden Hydraulikkammer 61 weg von der Eingangswelle 3. Dies bewegt den ersten Kolben 60 hin zu einer Position, in der die Kupplungsscheiben und die Reibscheiben eingerückt werden. Das der Zentrifugalausgleich-Hydraulikkammer zugeführte Öl behindert die Bewegung des Kolbens 60 aufgrund der Zentrifugalkraft (ebenso wie die anderen Reibschlusselemente).
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Die zweite Kupplung CL2 umfasst einen zweiten Kolben 65 und eine zweite einrückende Hydraulikkammer 66. Der zweite Kolben 65 kann entlang der Eingangswelle gleiten. Die zweite einrückende Hydraulikkammer 66 ist durch die zweite Aussparung 62b, ein Trennelement 67 und den zweiten Kolben 65 festgelegt. Das Trennelement 67 ist in der zweiten Aussparung 62b angeordnet. Der Teil der zweiten Aussparung 62b an der Seite des Trennelements 67 gegenüber dem zweiten Kolben 65 ist ein Hydraulikölzufuhrdurchlass 68 für die erste Kupplung CL1. Dieser Hydraulikölzufuhrdurchlass 68 koppelt einen Hydraulikölzufuhrdurchlass 2d, der später beschrieben wird, mit der ersten einrückenden Hydraulikkammer 61.
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Die dritte Kupplung CL3 umfasst einen dritten Kolben 71 und eine dritte einrückende Hydraulikkammer 72. Der dritte Kolben 71 kann entlang der Eingangswelle gleiten. Die dritte einrückende Hydraulikkammer 72 ist durch ein Kopplungselement 73, das den ersten Träger C1 mit dem dritten Sonnenrad S3 koppelt, und den dritten Kolben 71 festgelegt. Das Kopplungselement 73 ist ebenfalls mit der dritten Kupplung CL3 gekoppelt.
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Die erste Bremse B1 umfasst einen vierten Kolben 75 und eine vierte einrückende Hydraulikkammer 76. Der vierte Kolben 75 kann entlang der Eingangswelle gleiten.
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Die vierte einrückende Hydraulikkammer 76 ist durch das Getriebegehäuse 2 und den vierten Kolben 75 festgelegt.
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Die zweite Bremse B2 umfasst einen fünften Kolben 78 und eine fünfte einrückende Hydraulikkammer 79. Der fünfte Kolben 78 kann entlang der Eingangswelle gleiten. Die fünfte einrückende Hydraulikkammer 79 ist in der Eingangswellenrichtung an dem anderen Ende durch eine Endwand 2f des Getriebegehäuses 2 und den fünften Kolben 78 festgelegt.
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Der ersten und der zweiten Kupplung CL1 und CL2 wird über eine Zwischenwand 2a Hydrauliköl zum Steuern der ersten und zweiten Kupplung CL1 und CL2 zugeführt. Der Hydraulikölzufuhrdurchlass 2d für die erste Kupplung CL1 (d.h. die erste einrückende Hydraulikkammer 61) ist an einem Umfangsteil der Zwischenwand 2a vorgesehen. Der Hydraulikölzufuhrdurchlass 2d ist in 1 in der Zwischenwand 2a oberhalb der Eingangswelle 3 gezeigt. Analog ist ein Hydraulikölzufuhrdurchlass 2e für die zweite Kupplung CL2 (d.h. die zweite einrückende Hydraulikkammer 66) in der Zwischenwand 2a an einer umlaufend zu dem Hydraulikölzufuhrdurchlass 2d unterschiedlichen Position angeordnet. Der Hydraulikölzufuhrdurchlass 2e ist in 1 in der Zwischenwand 2a unterhalb der Eingangswelle 3 gezeigt. Diese Hydraulikölzufuhrdurchlässe 2d und 2e sind zu der radial äußeren Fläche des gebogenen Innenumfangsendes der Zwischenwand 2a freigelegt. In dem Teil des Kopplungselements 62, der der radial inneren Wand der zweiten Aussparung 62b entspricht, sind Hydraulikölzufuhrlöcher ausgebildet. Eines der Hydraulikölzufuhrlöcher koppelt die Öffnung des Hydraulikölzufuhrdurchlasses 2d mit dem Hydraulikölzufuhrdurchlass 68. Das andere koppelt die Öffnung des Hydraulikölzufuhrdurchlasses 2e mit der zweiten einrückenden Hydraulikkammer 66. In dem Teil des Kopplungselements 62, der der radial äußeren Wand der zweiten Aussparung 62b entspricht, die auch die radial innere Wand der ersten Aussparung 62a ist, ist ein Hydraulikölzufuhrloch ausgebildet. Dieses Hydraulikölzufuhrloch koppelt den Hydraulikölzufuhrdurchlass 2d mit dem Hydraulikölzufuhrdurchlass 68. Nahe den Öffnungen der Hydraulikölzufuhrdurchlässe 2d und 2e sind zwischen der Zwischenwand 2a und dem Teil des Kopplungselements 62, der der radial inneren Wand der zweiten Aussparung 62b entspricht, (nicht gezeigte) Abdichtelemente vorgesehen. Die Strukturen zum Zuführen von Hydrauliköl zu den Zentrifugalausgleich-Hydraulikkammern der ersten und der zweiten Kupplung CL1 und CL2 sind die gleichen wie die Strukturen zum Zuführen von Hydrauliköl zu der ersten und zweiten einrückenden Hydraulikkammern 61 und 66 oder ähneln diesen.
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Somit wird das Hydrauliköl für Steuerung mittels der Hydraulikölzufuhrdurchlässe 2d und 68 der ersten Kupplung CL1 (d.h. der ersten einrückenden Hydraulikkammer 61) zugeführt. Das Hydrauliköl für Steuerung wird der zweiten Kupplung CL2 (d.h. der zweiten einrückenden Hydraulikkammer 66) mittels des Hydraulikölzufuhrdurchlasses 2e zugeführt. Auf diese Weise wird das Hydrauliköl für Steuerung unter Nutzen der Zwischenwand 2a in einfacher Weise der ersten und der zweiten Kupplung CL1 und CL2 zugeführt, und die Struktur zum Zuführen von Hydrauliköl zu der ersten Kupplung CL1 wird vereinfacht.
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Hydrauliköl zum Steuern der dritten Kupplung CL3 wird mittels der Endwand 2f des Getriebegehäuses 2 und eines durchgehenden Elements 81 der dritten Kupplung CL3 zugeführt. Das durchgehende Element 81 durchsetzt von der Endwand 2f die Mitte des ersten Planetenradsatzes PL2. Das durchgehende Element 81 ist ein hülsenartiges Element, durch das die Eingangswelle 3 tritt, und ist koaxial zu der Eingangswelle 3 positioniert. Das durchgehende Element 81 ist in dieser Ausführungsform integral mit der Endwand 2f und ragt von der Endwand 2f zu einer Position radial in dem dritten Kolben 71.
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Der Hydraulikölzufuhrdurchlass 2g für die dritte Kupplung CL3 ist durch die Endwand 2f und das durchgehende Element 81 vorgesehen. Der Hydraulikölzufuhrdurchlass 2g liegt zu der Außenumfangsfläche des durchgehenden Elements 81 nahe dessen vorstehender Spitze frei. In das Kopplungselement 73 ist ein Hydraulikölzufuhrloch geschnitten. Dieses Hydraulikölzufuhrloch koppelt die Öffnung des Hydraulikölzufuhrdurchlasses 2g mit der dritten einrückenden Hydraulikkammer 72. Dadurch wird das Hydrauliköl für Steuerung mittels des Hydraulikölzufuhrdurchlasses 2g, der durch die Endwand 2f und das durchgehende Element 81 tritt, der dritten Kupplung CL3 (d.h. der dritten einrückenden Hydraulikkammer 72) zugeführt. Somit wird die Struktur zum Zuführen von Hydrauliköl zu der dritten Kupplung CL3 ebenfalls vereinfacht.
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Hydrauliköl zum Steuern der ersten Bremse B1 wird der vierten einrückenden Hydraulikkammer 76 der ersten Bremse B1 mittels eines Hydraulikölzufuhrdurchlasses 2h in dem Getriebegehäuse 2 zugeführt. Hydrauliköl zum Steuern der zweiten Bremse B2 wird der fünften einrückenden Hydraulikkammer 79 der zweiten Bremse B2 mittels des Hydraulikölzufuhrdurchlasses 2i in dem Getriebegehäuse 2 zugeführt.
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Nun wird beschrieben, wie Gänge des Automatikgetriebes 1 gewechselt werden.
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2 zeigt Einrückzustände der ersten Kupplung CL1, der zweiten Kupplung CL2, der dritten Kupplung CL3, der ersten Bremse B1 und der zweiten Bremse B2 in jeder Getriebestufe. Die offenen Kreise stellen ein Einrücken dar, und die Leerstellen stellen ein Ausrücken dar.
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2 zeigt auch Übersetzungen (d.h. Untersetzungsverhältnisse) in den jeweiligen Getriebestufen und Gangsprünge zwischen den Getriebestufen, wobei die Anzahl von Zähnen der jeweiligen Zahnräder, die die ersten bis vierten Planetenradsätze PL1-PL4 bilden, wie nachstehend festgelegt sind. Die Gangsprünge werden durch Dividieren der Übersetzung in dem ersten Gang durch die Übersetzung in dem zweiten Gang, der Übersetzung in dem zweiten Gang durch die Übersetzung in dem dritten, der Übersetzung in dem dritten Gang durch die Übersetzung in dem vierten Gang, der Übersetzung in dem vierten Gang durch die Übersetzung in dem fünften Gang, der Übersetzung in dem fünften Gang durch die Übersetzung in dem sechsten Gang, der Übersetzung in dem sechsten Gang durch die Übersetzung in dem siebten Gang und der Übersetzung in dem siebten Gang durch die Übersetzung in dem achten Gang erhalten. In 2 beträgt der Übersetzungsbereich, der durch Dividieren der Übersetzung in dem ersten Gang durch die Übersetzung in dem achten Gang erhalten wird, 7,242.
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Die Anzahl an Zähnen der enthaltenen Zahnräder ist wie folgt:
- das erste Sonnenrad S1: 42, das erste Hohlrad R1: 108, das Doppelritzel P1: 33,
- das zweite Sonnenrad S2: 56, das zweite Hohlrad R2: 108, das Einzelritzel P2: 26,
- das dritte Sonnenrad S3: 54, das dritte Hohlrad R3: 86, das Einzelritzel P3: 16 und
- das vierte Sonnenrad S4: 40, das vierte Hohlrad R4: 108, das Einzelritzel P4: 34.
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Diese Zähnezahlen sind Beispiele und nicht darauf beschränkt.
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Die erste Kupplung, CL1 die zweite Kupplung CL2 und die erste Bremse B1 werden eingerückt, um den Rückwärtsgang vorzusehen. Zu diesem Zeitpunkt drehen der dritte Träger C3 und das vierte Sonnenrad S4, die mit der Eingangswelle 3 gekoppelt sind, bei einer Drehzahl N0 in der gleichen Richtung wie die Eingangswelle 3, wobei die Drehzahl der Eingangswelle 3 N0 beträgt. Sofern nichts Gegenteiliges angegeben ist, sollen sich die Zahnräder in der gleichen Richtung wie die Eingangswelle 3 drehen. Wenn die Zahnräder in der Gegenrichtung zur Eingangswelle 3 drehen, wird dies angegeben.
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Die erste Bremse B1 wird eingerückt, um das erste und das zweite Hohlrad R1 und R2 zu fixieren, damit das erste und das zweite Hohlrad R1 und R2 nicht gedreht werden. Die erste und die zweite Kupplung CL1 und CL2 werden eingerückt, um das zweite Sonnenrad S2, den zweiten Träger C2, das dritte Hohlrad R3 und den vierten Träger C4 bei der gleichen Drehzahl zu drehen. Da das zweite Sonnenrad S2 und der zweite Träger C2 bei der gleichen Drehzahl drehen, dreht das zweite Hohlrad R2 ebenfalls bei der gleichen Drehzahl. Da aber das zweite Hohlrad R2 fest ist, sind auch das zweite Sonnenrad S2 und der zweite Träger C2 fest. Dadurch sind das dritte Hohlrad R3 und der vierte Träger C4 ebenfalls fest.
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Da der vierte Träger C4 fest ist und das vierte Sonnenrad S4 bei N0 dreht, dreht das vierte Hohlrad R4 (d.h. das Abtriebsrad 7) bei einer Drehzahl, die niedriger als N0 ist, in der Gegenrichtung zu der Eingangswelle 3.
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Da das dritte Hohlrad R3 fest ist und der dritte Träger C3 bei N0 dreht, dreht der erste Träger C1, der mit dem dritten Sonnenrad S3 und dem dritten Sonnenrad S3 gekoppelt ist, bei einer Drehzahl N1, die höher als N0 ist. Da das erste Hohlrad R1 fest ist und der erste Träger C1 bei N11 dreht, dreht das erste Sonnenrad S1 bei einer Drehzahl, die höher als N11 ist, in der Gegenrichtung zu der Eingangswelle 3.
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Die erste Kupplung CL1, die dritte Kupplung CL3 und die erste Bremse B1 werden eingerückt, um einen ersten Gang vorzusehen. Zu diesem Zeitpunkt drehen der dritte Träger C3 und das vierte Sonnenrad S4, die mit der Eingangswelle 3 gekoppelt sind, bei der Drehzahl N0.
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Die erste Bremse B1 wird eingerückt, um das erste und das zweite Hohlrad R1 und R2 zu fixieren, damit das erste und das zweite Hohlrad R1 und R2 nicht gedreht werden. Die erste Kupplung CL1 und die dritte Kupplung CL3 werden eingerückt, um den ersten Träger C1, den zweiten Träger C2, das dritte Sonnenrad S3 und den vierten Träger C4 bei einer Drehzahl N12, die niedriger als N0 ist, und das zweite Sonnenrad S2 und das dritte Hohlrad R3 bei einer Drehzahl N13, die höher als N0 ist, zu drehen.
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Da der vierte Träger C4 bei N12 dreht und das vierte Sonnenrad S4 bei N0 dreht, dreht das vierte Hohlrad R4 (d.h. das Abtriebsrad 7) bei einer Drehzahl N1, die niedriger als N12 ist.
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Da das erste Hohlrad R1 fest ist und der erste Träger C1 bei N12 dreht, dreht das erste Sonnenrad S1 in der Gegenrichtung zu der Eingangswelle 3.
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Die erste Kupplung CL1, die erste Bremse B1 und die zweite Bremse B2 werden eingerückt, um einen zweiten Gang vorzusehen. Zu diesem Zeitpunkt drehen der dritte Träger C3 und das vierte Sonnenrad S4, die mit der Eingangswelle 3 gekoppelt sind, bei der Drehzahl N0.
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Die erste Bremse B1 und die zweite Bremse B2 werden eingerückt, um das erste Sonnenrad S1, das erste und das zweite Hohlrad R1 und R2 zu fixieren, damit das erste Sonnenrad S1, das erste und das zweite Hohlrad R1 und R2 nicht gedreht werden. Da das erste Sonnenrad S1 und das erste Hohlrad R1 fest sind, ist auch der erste Träger C1 fest, um das dritte Sonnenrad S3 zu fixieren, das mit dem ersten Träger C1 gekoppelt ist, damit das dritte Sonnenrad S3 nicht gedreht wird.
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Da das dritte Sonnenrad S3 fest ist und der dritte Träger C3 bei N0 dreht, dreht das zweite Sonnenrad S2, das mit dem dritten Hohlrad R3 und dem dritten Hohlrad R3 gekoppelt ist, bei einer Drehzahl N14, die höher als N0 und N13 ist.
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Da das zweite Hohlrad R2 fest ist und das zweite Sonnenrad S2 bei N14 dreht, dreht der zweite Träger C2 bei einer Drehzahl N15, die niedriger als N14 und höher als N12 ist. Die erste Kupplung CL1 wird eingerückt, um den vierten Träger C4 bei N15 zu drehen.
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Da der vierte Träger C4 bei N15 dreht und das vierte Sonnenrad S4 bei N0 dreht, dreht das vierte Hohlrad R4 (d.h. das Abtriebsrad 7) bei einer Drehzahl N2, die niedriger als N15 und höher als N1 ist.
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Die erste Kupplung CL1, die dritte Kupplung CL3 und die zweite Bremse B2 werden eingerückt, um einen dritten Gang vorzusehen. Zu diesem Zeitpunkt drehen der dritte Träger C3 und das vierte Sonnenrad S4, die mit der Eingangswelle 3 gekoppelt sind, bei der Drehzahl N0.
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Die zweite Bremse B2 wird eingerückt, um das erste Sonnenrad S1 zu fixieren, damit das erste Sonnenrad S1 nicht gedreht wird. Die erste Kupplung CL1 und die dritte Kupplung CL3 werden eingerückt, um den ersten Träger C1, den zweiten Träger C2, das dritte Sonnenrad S3 und den vierten Träger C4 bei einer Drehzahl N16, die niedriger als N0 und höher als N12 ist; das zweite Sonnenrad S2 und das dritte Hohlrad R3 bei einer Drehzahl N17, die höher als N0 ist; und den ersten Träger C1 und das dritte Sonnenrad S3 bei einer Drehzahl N18, die niedriger als N16 ist, zu drehen.
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Da der vierte Träger C4 bei N16 dreht und das vierte Sonnenrad S4 bei N0 dreht, dreht das vierte Hohlrad R4 (d.h. das Abtriebsrad 7) bei einer Drehzahl N3, die niedriger als N16 und höher als N2 ist.
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Die erste Kupplung CL1, die zweite Kupplung CL2 und die zweite Bremse B2 werden eingerückt, um einen vierten Gang vorzusehen. Zu diesem Zeitpunkt drehen der dritte Träger C3 und das vierte Sonnenrad S4, die mit der Eingangswelle 3 gekoppelt sind, bei der Drehzahl N0.
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Die zweite Bremse B2 wird eingerückt, um das erste Sonnenrad S1 zu fixieren, damit das erste Sonnenrad S1 nicht gedreht wird. Die erste und die zweite Kupplung CL1 und CL2 werden eingerückt, um das erste Hohlrad R1, das zweite Sonnenrad S2, den zweiten Träger C2, das zweite Hohlrad R2, das dritte Hohlrad R3 und den vierten Träger C4 bei einer Drehzahl N19 zu drehen, die niedriger als N0 und höher als N18 ist. Der erste Träger C1 und das dritte Sonnenrad S3 drehen bei einer Drehzahl N20, die höher als N19 und N16 ist.
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Da der vierte Träger C4 bei N19 dreht und das vierte Sonnenrad S4 bei N0 dreht, dreht das vierte Hohlrad R4 (d.h. das Abtriebsrad 7) bei einer Drehzahl N4, die niedriger als N19 und höher als N3 ist.
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Die erste Kupplung CL1, die zweite Kupplung CL2 und die dritte Kupplung CL3 werden eingerückt, um einen fünften Gang vorzusehen. Zu diesem Zeitpunkt drehen der dritte Träger C3 und das vierte Sonnenrad S4, die mit der Eingangswelle 3 gekoppelt sind, bei der Drehzahl N0.
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Die erste Kupplung CL1 und die dritte Kupplung CL3 werden eingerückt, um den ersten Träger C1, den zweiten Träger C2, das dritte Sonnenrad S3 und den vierten Träger C4 bei der gleichen Drehzahl zu drehen. Das dritte Hohlrad R3 und das zweite Sonnenrad S2, die durch das Einrücken der zweiten Kupplung CL2 mit dem vierten Träger C4 gekoppelt sind, drehen ebenfalls bei der gleichen Drehzahl. Da das dritte Sonnenrad S3 und das dritte Hohlrad R3 bei der gleichen Drehzahl drehen, dreht auch der dritte Träger C3 bei der gleichen Drehzahl wie das dritte Sonnenrad S3 und das dritte Hohlrad R3. Dadurch drehen der erste Träger C1, das zweite Sonnenrad S2, der zweite Träger C2, das dritte Sonnenrad S3, das dritte Hohlrad R3 und der vierte Träger C4 bei N0.
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Da das zweite Sonnenrad S2 und der zweite Träger C2 bei N0 drehen, dreht das erste Hohlrad R1, das mit dem zweiten Hohlrad R2 und dem zweiten Hohlrad R2 gekoppelt ist, ebenfalls bei N0. Da der erste Träger C1 und das erste Hohlrad R1 bei N0 drehen, dreht das erste Sonnenrad S1 ebenfalls bei N0.
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Da das vierte Sonnenrad S4 und der vierte Träger C4 bei N0 drehen, dreht das vierte Hohlrad R4 (d.h. das Abtriebsrad 7) bei einer Drehzahl N5, die gleich N0 und höher als N4 ist.
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Die zweite Kupplung CL2, die dritte Kupplung CL3 und die zweite Bremse B2 werden eingerückt, um einen sechsten Gang vorzusehen. Zu diesem Zeitpunkt drehen der dritte Träger C3 und das vierte Sonnenrad S4, die mit der Eingangswelle 3 gekoppelt sind, bei der Drehzahl N0.
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Die zweite Bremse B2 wird eingerückt, um das erste Sonnenrad S1 zu fixieren, damit das erste Sonnenrad S1 nicht gedreht wird. Die zweite Kupplung CL2 und die dritte Kupplung CL3 werden eingerückt, um das zweite Sonnenrad S2, das dritte Hohlrad R3 und den vierten Träger C4 bei einer Drehzahl N21, die höher als N0 ist; den ersten Träger C1, den zweiten Träger C2 und das dritte Sonnenrad S3 bei einer Drehzahl N22, die niedriger als N0 ist; und das erste und das zweite Hohlrad R1 und R2 bei einer Drehzahl N23, die niedriger als N22 ist, zu drehen.
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Da der vierte Träger C4 bei N21 dreht und das vierte Sonnenrad S4 bei N0 dreht, dreht das vierte Hohlrad R4 (d.h. das Abtriebsrad 7) bei einer Drehzahl N6, die höher als N21 und N5 ist.
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Die zweite Kupplung CL2, die dritte Kupplung CL3 und die erste Bremse B1 werden eingerückt, um einen siebten Gang vorzusehen. Zu diesem Zeitpunkt drehen der dritte Träger C3 und das vierte Sonnenrad S4, die mit der Eingangswelle 3 gekoppelt sind, bei der Drehzahl N0.
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Die erste Bremse B1 wird eingerückt, um das erste und das zweite Hohlrad R1 und R2 zu fixieren, damit das erste und das zweite Hohlrad R1 und R2 nicht gedreht werden. Die zweite Kupplung CL2 und die dritte Kupplung CL3 werden eingerückt, um den ersten Träger C1, den zweiten Träger C2 und das dritte Sonnenrad S3 bei einer Drehzahl N24, die niedriger als N0 ist; und das zweite Sonnenrad S2, das dritte Hohlrad R3 und den vierten Träger C4 bei einer Drehzahl N25, die höher als N0 und N21 ist, zu drehen.
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Da der vierte Träger C4 bei N25 dreht und das vierte Sonnenrad S4 bei N0 dreht, dreht das vierte Hohlrad R4 (d.h. das Abtriebsrad 7) bei einer Drehzahl N7, die höher als N25 und N6 ist.
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Die zweite Kupplung CL2, die erste Bremse B1 und die zweite Bremse B2 werden eingerückt, um einen achten Gang vorzusehen. Zu diesem Zeitpunkt drehen der dritte Träger C3 und das vierte Sonnenrad S4, die mit der Eingangswelle 3 gekoppelt sind, bei der Drehzahl N0.
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Die erste Bremse B1 und die zweite Bremse B2 werden eingerückt, um das erste Hohlrad R1, das erste Sonnenrad S2 und das zweite Hohlrad R2 zu fixieren, damit das erste Hohlrad R1, das erste Sonnenrad S1 und das zweite Hohlrad R2 nicht gedreht werden. Da das erste Hohlrad R1 und das erste Sonnenrad S1 fest sind, ist auch der erste Träger C1 fest, um das dritte Sonnenrad S3 zu fixieren, das mit dem ersten Träger C1 gekoppelt ist, damit das dritte Sonnenrad S3 nicht gedreht wird.
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Da das dritte Sonnenrad S3 fest ist und der dritte Träger C3 bei N0 dreht, drehen das zweite Sonnenrad S2, das mit dem dritten Hohlrad R3 gekoppelt ist, und das dritte Hohlrad R3 bei einer Drehzahl N14, die höher als N0 ist. Die erste Kupplung CL1 wird eingerückt, um den vierten Träger C4 bei N14, die höher als N25 ist, zu drehen.
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Da der vierte Träger C4 bei N14 dreht und das vierte Sonnenrad S4 bei N0 dreht, dreht das vierte Hohlrad R4 (d.h. das Abtriebsrad 7) bei einer Drehzahl N8, die höher als N14 und N7 ist.
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Da das zweite Sonnenrad S2 bei der gleichen Drehzahl N14 wie das dritte Hohlrad R3 dreht und das zweite Hohlrad R fest ist, dreht der zweite Träger C2 bei einer Drehzahl, die niedriger als N14 ist.
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In dieser Ausführungsform ist von den ersten bis vierten Planetenradsätzen PL1, PL2, PL3 und PL4 das vierte Sonnenrad S4 des vierten Planetenradsatzes PL4, das sich in der Eingangswellenrichtung am nächsten zu dem einen Ende (näher an der Leistungsquelle 4) des Automatikgetriebes 1 befindet, immer mit der Eingangswelle 3 gekoppelt und das Abtriebsrad 7 ist immer mit dem vierten Hohlrad R4 gekoppelt. Somit verläuft kein Kopplungselement durch die Außen- oder Innenumfangsseite des vierten Planetenradsatzes PL4. Nur die Eingangswelle 3 verläuft durch die Innenumfangsseite des vierten Planetenradsatzes PL4. Dies reduziert die radiale Größe des Teils des Automatikgetriebes 1 um den vierten Planetenradsatz PL4 herum (d.h. das eine Ende des Automatikgetriebes 1 (oder des Getriebegehäuses 2)), ohne die den vierten Planetenradsatz PL4 bildenden Zahnräder zu verkleinern.
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Bei dem ersten Planetenradsatz PL1, der sich in der Eingangswellenrichtung am nächsten zu dem anderen Ende des Automatikgetriebes 1 befindet, ist das erste Hohlrad R1 mit der ersten Bremse B1 gekoppelt und das erste Sonnenrad S1 ist mit der zweiten Bremse B2 gekoppelt. Somit ist in der Eingangswellenrichtung die zweite Bremse B2 an der Seite des ersten Planetenradsatzes PL1 gegenüber dem zweiten Planetenradsatz PL2 angeordnet. Dies reduziert die radiale Größe des Teils des Automatikgetriebes 1 um die zweite Bremse B2 herum (d.h. das andere Ende des Automatikgetriebes 1 (oder des Getriebegehäuses 2)).
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Ferner durchsetzt das durchgehende Element 81 die Innenumfangsseite des ersten Planetenradsatzes PL1 und die erste Bremse B1 ist an der Außenumfangsseite vorhanden. Es tritt aber kein Kopplungselement durch die Außen- oder Innenumfangsseite des ersten Planetenradsatzes PL1. Dies reduziert eine Zunahme der Größe des Teils des Automatikgetriebes 1 um den ersten Planetenradsatz PL1 herum.
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Das den ersten Träger C1 und die dritte Kupplung CL3 mit dem dritten Sonnenrad S3 koppelnde Kopplungselement ist das einzige Kopplungselement, das durch die Innenumfangsseite des zweiten Planetenradsatzes PL2 tritt. Durch die Außenumfangsseite des zweiten Planetenradsatzes PL2 tritt kein Kopplungselement. Das den zweiten Träger C2 mit der ersten Kupplung CL1 koppelnde Kopplungselement ist das einzige Kopplungselement, das durch die Außenumfangsseite des dritten Planetenradsatzes PL3 tritt. Durch die Innenumfangsseite des dritten Planetenradsatzes PL3 tritt kein Kopplungselement. Nur die Eingangswelle 3 tritt durch die Innenumfangsseite des dritten Planetenradsatzes PL3. Dies reduziert eine Zunahme der radialen Größe des Automatikgetriebes 1 in der Eingangswellenrichtung an dem dazwischen liegenden Teil. Dies bewirkt eine Reduzierung der radialen Größe des Automatikgetriebes 1.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt und kann innerhalb des Schutzumfangs der Ansprüche abgewandelt werden.
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In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform sind zum Beispiel die ersten bis vierten Planetenradsätze PL1, PL2, PL3 und PL4 entlang der Eingangswelle von dem einen Ende der Eingangswelle in der Reihenfolge vierter Planetenradsatz PL4, dritter Planetenradsatz PL3, zweiter Planetenradsatz PL2 und erster Planetenradsatz PL1 angeordnet. Wie in 3 gezeigt können die ersten bis vierten Planetenradsätze PL1, PL2, PL3 und PL4 entlang der Eingangswelle von dem einen Ende der Eingangswelle in der Reihenfolge vierter Planetenradsatz PL4, zweiter Planetenradsatz PL2, dritter Planetenradsatz PL3 und erster Planetenradsatz PL1 angeordnet werden. In diesem Fall sind die erste und die zweite Kupplung CL1 und CL2 in der Eingangswellenrichtung zwischen dem zweiten und vierten Planetenradsatz PL2 und PL4 angeordnet. Die dritte Kupplung CL3 ist in der Eingangswellenrichtung zwischen dem ersten Planetenradsatz PL1 und dem dritten Planetenradsatz PL3 angeordnet. Analog zu der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ist das Abtriebsrad 7 in der Eingangswellenrichtung zwischen der ersten und zweiten Kupplung CL1 und CL2 und dem vierten Planetenradsatz PL4 angeordnet. Die das Abtriebsrad 7 tragende Zwischenwand 2a ist in der Eingangswellenrichtung zwischen dem Abtriebsrad 7 und der ersten und zweiten Kupplung CL1 und CL2 angeordnet. Das Hydrauliköl wird über die Zwischenwand 2a der ersten und der zweiten Kupplung CL1 und CL2 zugeführt. Analog zu der vorstehend beschriebenen Ausführungsform wird das Hydrauliköl der dritten Kupplung CL3 über eine Endwand 2f des Getriebegehäuses 2 an dem anderen Ende und das durchgehende Element (hülsenähnliches Element) 81, das die Mitte des ersten Planetenradsatzes PL1 von der Endwand 2f durchsetzt, zugeführt. Die anderen Konfigurationen sind ähnlichen denen der vorstehend beschriebenen Ausführungsform.
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Während das Automatikgetriebe 1 in dieser Ausführungsform in dem FF-Fahrzeug eingebaut ist, kann es so in einem FR-Fahrzeug (Fahrzeug mit Frontmotor und Hinterradantrieb) eingebaut werden, dass sich eine Eingangswelle 3 entlang der Länge des Fahrzeugs erstreckt. Eine Leistungsquelle 4 ist mit dem anderen Ende der Eingangswelle 3 gekoppelt, das die Vorderseite des Fahrzeugs ist. Die ersten bis vierten Planetenradsätze PL1, PL2, PL3 und PL4 sind wie in 1 oder 3 gezeigt angeordnet. Von diesen befindet sich der vierte Planetenradsatz PL4 am nächsten zum Heck des Fahrzeugs. Im Gegensatz zu der Ausführungsform könnte kein Abtriebsrad 7 bzw. kein Gegenmechanismus 11 vorgesehen sein. Die Ausgangswelle, die der mit dem vierten Hohlrad R4 des vierten Planetenradsatzes PL4 am nächsten zum Heck des Fahrzeugs gekoppelte Ausgang ist, ist koaxial mit der Eingangswelle 3 vorgesehen. Diese Ausgangswelle erstreckt sich horizontal entlang des Automatikgetriebes 1 hin zum Heckende des Fahrzeugs und ist mit einer (nicht gezeigten) Gelenkwelle gekoppelt.
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Die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen sind lediglich Beispiele und sollen nicht so ausgelegt werden, dass sie den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung beschränken. Der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung ist durch die Ansprüche festgelegt. Alle Änderungen und Abwandlungen der Ansprüche und Äquivalente fallen in den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- automatisch schaltbares Getriebe (Automatikgetriebe)
- 2a
- Zwischenwand
- 2f
- andere Endwand
- 3
- Eingangswelle (Eingang)
- 7
- Abtriebsrad (Ausgang)
- 81
- durchgehendes Element
- PL1
- erster Planetenradsatz
- PL2
- zweiter Planetenradsatz
- PL3
- dritter Planetenradsatz
- PL4
- vierter Planetenradsatz
- S1
- erstes Sonnenrad
- S2
- zweites Sonnenrad
- S3
- drittes Sonnenrad
- S4
- viertes Sonnenrad
- C1
- erster Träger
- C2
- zweiter Träger
- C3
- dritter Träger
- C4
- vierter Träger
- R1
- erstes Hohlrad
- R2
- zweites Hohlrad
- R3
- drittes Hohlrad
- R4
- viertes Hohlrad
- CL1
- erste Kupplung (Reibschlusselement)
- CL2
- zweite Kupplung (Reibschlusselement)
- CL3
- dritte Kupplung (Reibschlusselement)
- B1
- erste Bremse (Reibschlusselement)
- B2
- zweite Bremse (Reibschlusselement)
