DE19530488A1 - Automatikgetriebe-Kraftübertragungsstrang für ein Fahrzeug - Google Patents
Automatikgetriebe-Kraftübertragungsstrang für ein FahrzeugInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Automatikgetriebe-Kraftübertra
gungsstrang für ein Fahrzeug.
Im allgemeinen enthält ein Automatikgetriebe für ein Kraft
fahrzeug eine Getriebesteuereinheit, die automatisch mehrere
Kupplungen und Bremsen steuert, die im Räderwerk angebracht
sind, um die Zahnverhältnisse der Planetenräder abhängig von
der Geschwindigkeit und der Last einzustellen. Obwohl der
Kraftübertragungsstrang normalerweise eine Mehrfach-Plane
tengetriebeeinheit und und mindestens fünf Reibelemente ent
halten muß, um vier Vorwärtsgeschwindigkeiten und eine Rück
wärtsgeschwindigkeit zu erzeugen, sind zum Verbessern des
Schaltvorgangs tatsächlich eine Mehrfach-Planetengetriebe
einheit, sieben Reibelementen und drei Eine-Richtungs-Kupp
lungen erforderlich. Dies bewirkt einen komplizierten Aufbau
des Kraftübertragungsstrangs und erhöht das Gewicht.
Ferner verfügt ein herkömmliches Automatikgetriebe über eine
begrenzte Anzahl von Gängen, so daß in unvermeidlicher Weise
Stöße beim Schalten auftreten und auch der Schaltbereich ge
schwindigkeitsmäßig aufgrund der begrenzten Anzahl von Zahn
verhältnissen beschränkt ist, was es erschwert, das optimale
Verhältnis von Kraftstoff zu Leistung zu erzielen. Darüber
hinaus treten Schaltvorgangsstöße im Bereich niedriger Ge
schwindigkeit häufig wegen des großen Eingangsdrehmoments
und der häufigen Schaltvorgärige auf. Außerdem müssen im
Hochgeschwindigkeitsbereich die Eingangswelle und das Räder
werk direkt verbunden sein, um den Kraftübertragungswir
kungsgrad zu verbessern. Jedoch verfügt ein herkömmliches
Getriebe über keine derartige Einrichtung.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, einen Automatikgetriebe-
Kraftübertragungsstrang für ein Fahrzeug mit einer Einrich
tung zum Ausführen eines kontinuierlichen Schaltvorgangs im
Niedergeschwindigkeitsbereich zu schaffen, um Schaltvor
gangsstöße zu verringern.
Es ist eine andere Aufgabe der Erfindung, einen Automatik
getriebe-Kraftübertragungsstrang für ein Fahrzeug, der ein
Räderwerk direkt mit der Ausgangswelle eines Motors verbin
det, zu schaffen, um den Kraftübertragungswirkungsgrad zu
verbessern.
Es ist noch eine andere Aufgabe der Erfindung, einen Automa
tikgetriebe-Kraftübertragungsstrang für ein Fahrzeug mit
verringerter Anzahl von Eine-Richtungs-Kupplungen und Reib
elementen zu schaffen, um den Aufbau des Kraftübertragungs
strangs zu vereinfachen.
Erfindungsgemäße Automatikgetriebe-Kraftübertragungsstränge
entsprechen den Varianten der Lehren der beigefügten Ansprü
che 1 und 4.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von durch Figuren
veranschaulichten Ausführungsbeispielen näher beschrieben.
Fig. 1 ist ein schematisches Diagramm zum Veranschaulichen
eines Automatikgetriebe-Kraftübertragungsstrangs für ein
Fahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 2 ist ein Kurvendiagramm, das die Beziehung zwischen
den Drehmomenten der Turbine und des Stators sowie der Ab
triebsgeschwindigkeit bei einem automatischen, kontinuierli
chen Schaltmodus beim Automatikgetriebe von Fig. 1 veran
schaulicht;
Fig. 3 ist ein Kurvendiagramm, das die Beziehung zwischen
dem Abtriebsdrehmoment eines erfindungsgemäßen Automatikge
triebes und der Abtriebsgeschwindigkeit im automatischen,
kontinuierlichen Schaltmodus veranschaulicht;
Fig. 4 ist ein Kurvendiagramm, das schematisch Geschwindig
keitsverhältnisse bei einem erfindungsgemäßen Automatikge
triebe-Kraftübertragungsstrang mittels Hebelanalogie veran
schaulicht;
Fig. 5 ist ein Kurvendiagramm, das die Verteilung der Zahn
verhältnisse bei einem erfindungsgemäßen Automatikgetriebe-
Kraftübertragungsstrang mit dem bei einem herkömmlichen Au
tomatikgetriebe mit fünf Gängen vergleicht;
Fig. 6 ist eine Tabelle, die die Kombination von Betriebs
elementen beim erfindungsgemäßen Automatik-Kraftübertra
gungsstrang für die Schaltstufen zeigt; und
Fig. 7 ist ein Diagramm, das schematisch den Automatikge
triebe-Kraftübertragungsstrang gemäß einem anderen Ausfüh
rungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht.
Gemäß Fig. 1 umfaßt der Automatikgetriebe-Kraftübertra
gungsstrang gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung
einen von einem Motor E angetriebenen Drehmomentwandler TC,
einen ersten Schaltteil A mit einer Mehrfach-Planetengetrie
beeinheit 2 zum Umsetzen des Drehmoments des Drehmomentwand
lers mit geeigneten Zahnverhältnissen, und einen zweiten
Schaltteil B mit einer Einfach-Planetengetriebeeinheit 4 zum
zusätzlichen Verringern der Zahnverhältnisse des ersten
Schaltteils A oder durch einfaches Übertragen von dessen Ab
triebskraft. Der Drehmomentwandler TC besteht aus einem di
rekt mit der Kurbelwelle des Motors verbundenen Laufrad I,
einem dem Laufrad gegenüberstehend angeordneten, durch Öl
angetriebenen Turbinenrad T und einem zwischen dem Laufrad I
und dem Turbinenrad T angeordneten Stator S zum Umlenken des
Ölstroms zum Unterstützen der Laufradrotation. Der Drehmo
mentwandler TC kann denselben Aufbau aufweisen, wie er im
US-Patent Nr. 3,613,479 offenbart ist.
Ein Gehäusemantel 6 verbindet das Laufrad I mit dem Motor E,
mit einem Reibelement C1 zum direkten Übertragen der Motor
kraft an eine erste Welle (Eingangswelle). Diese erste Welle
8 ist über eine Nabe 16 mit einem ersten Planetenträger 14
verbunden, der mehrere erste Kegelräder 12 der Mehrfach-Pla
netengetriebeeinheit 2 trägt. Die ersten Kegelräder 12 grei
fen an einem ersten, zwischen ihnen angeordneten Sonnenrad
18 und einem sie umgebenden ersten Tellerrad 20 an.
Das erste Tellerrad 20 ist funktionsmäßig über ein erstes
Kraftübertragungsteil 22 mit einem zweiten Sonnenrad 24 ver
bunden, dessen Umfang an mehreren zweiten Kegelrädern 26 an
greift, die ihrerseits in ein umgebendes zweites Tellerrad
28 eingreifen. Das erste Tellerrad 20 ist so konstruiert,
daß es über ein drittes Reibelement B2, das am Getriebege
häuse 30 angebracht ist, als Gegenkraftelement wirkt, wäh
rend das zweite Tellerrad 28 so konstruiert ist, daß es über
ein zweites Reibelement B1, das am Gehäuse angebracht ist,
als Gegenkraftelement bei Rückwärtslauf dient.
Das erste Sonnenrad 18 ist funktionsmäßig über ein zweites
Kraftübertragungsteil 32 mit dem Turbinenrad T verbunden.
Der erste und ein zweiter Planetenträger 14 und 34 des er
sten und zweiten Kegelrads 12 und 26 sind einander zugeord
net, und sie empfangen das Drehmoment vom Stator S des Dreh
momentwandlers TC über ein drittes und viertes Kraftübertra
gungsteil 36 und 38. Das vierte Kraftübertragungsteil 38 em
pfängt selektiv das Drehmoment vom Stator S mittels der
Funktion eines vierten Reibelements C2 zum Verbinden des
vierten Kraftübertragungsteils 38 mit dem dritten Kraftüber
tragungsteil 36, das direkt mit dem Stator S verbunden ist.
Das dritte Kraftübertragungsteil 36 wird von einer ersten
Eine-Richtungs-Kupplung F1 ergriffen, so daß verhindert wer
den kann, daß sich der Stator S in Gegenuhrzeigerrichtung
dreht, gesehen von der Motorseite her.
Die Nabe 16 verfügt über einen Verlängerungsteil, der mit
einem dritten Tellerrad 40 des zweiten Schaltteils B verbun
den ist, so daß die Einfach-Planetengetriebeeinheit 4 die
Abtriebszahnverhältnisse des ersten Schaltteils herabsetzen
oder einfach empfangen kann. Das dritte Tellerrad 40 der
Einfach-Planetengetriebeeinheit 4 umgibt mehrere dritte Ke
gelräder 42, um in diese einzugreifen. Ein dritter Planeten
träger 44, der die dritten Kegelräder 42 hält, ist über ein
fünftes Kraftübertragungsteil 46 mit einer zweiten Welle
(Abtriebswelle) 48 verbunden. Ein drittes Sonnenrad 50
greift in die umgebenden dritten Kegelräder 42 ein und kann
selektiv als Gegenkraftelement dienen, wenn ein am Getriebe
gehäuse 30 angebrachtes sechstes Reibelement B3 betätigt
wird. Mittels einer zweiten Eine-Richtungs-Kupplung F2 wird
verhindert, daß sich das dritte Sonnenrad gesehen von der
Motorseite aus in Gegenuhrzeigerrichtung dreht. Das dritte
Tellerrad 40 und der dritte Planetenträger 44 sind so kon
struiert, daß sie sich gemeinsam drehen, wenn ein fünftes
Reibelement C3 in einem dritten Geschwindigkeitsmodus betä
tigt wird.
Wenn der Motor betrieben wird, wird das Laufrad I des Dreh
momentwandlers TC, das über den Gehäusemantel 6 mit der Ab
triebswelle des Motors verbunden ist, gedreht, wodurch Öl im
Drehmomentwandler zum Turbinenrad ausgestoßen wird. Dann
wird die Reibkraft des Turbinenrads über das zweite Kraft
übertragungsteil 32 an das erste Sonnenrad 18 der Mehrfach-
Planetengetriebeeinheit 2 übertragen. In diesem Fall wird
verhindert, daß sich der Stator S des Drehmomentwandlers TC
in der Richtung entgegengesetzt zu der des Motors dreht,
wenn die erste Eine-Richtungs-Kupplungs F1 betätigt wird,
wodurch das Drehmoment des Drehmomentwandlers verstärkt
wird. Das Drehmoment des Turbinenrads T wird über das zweite
Kraftübertragungsteil 32 an das erste Sonnenrad 18 übertra
gen, damit sich das erste Kegelrad 12 in Gegenuhrzeigerrich
tung dreht, gesehen von der Motorseite her. Jedoch arbeitet
in den Bereichen "N" und "P", wie in Fig. 6 dargestellt,
keines der Elemente, so daß die Motorkraft nicht übertragen
wird.
Wenn der (nicht dargestellte) Schalthebel in den Vorwärts
bereich "D" gestellt wird, ist der Eingriffszustand für das
dritte Reibelement B2 des ersten Schaltteils A hergestellt,
um das zweite Sonnenrad 24 und das erste Tellerrad 20 der
Mehrfach-Planetengetriebeeinheit 2 zu verriegeln. Dann dient
das erste Sonnenrad 18 als Eingangselement und das erste
Tellerrad 26 als Gegenkraftelement, so daß der erste Plane
tenträger 14 als Abtriebselement dient.
Die Zahnverhältnisse können durch eine Hebelanalogie be
schrieben werden, wie in Fig. 4 dargestellt. Es sei angenom
men, daß das linke Ende eines Hebels L ein erster Knoten N1
ist, der aus dem zweiten Sonnenrad 24 und dem ersten Teller
rad 20 besteht, ein erster benachbarter Punkt als zweiter
Knoten N2 aus dem ersten und zweiten Planetenträger 14 und
34 besteht, ein zweiter benachbarter Punkt als dritter Kno
ten N3 aus dem zweiten Tellerrad 28 besteht und das rechte
Ende als vierter Knoten N4 aus dem ersten Sonnenrad 18 be
steht. So ist der vierte Knoten N4 der Eingangspunkt und der
erste Knoten N1 der festgelegte Punkt. Dann wird eine Linie
L1 mit willkürlich festgelegter Länge vertikal ausgehend vom
vierten Knoten N4 gezogen, um die Eingangsgeschwindigkeit zu
repräsentieren. Danach wird eine Verbindungslinie L2 gezo
gen, die das obere Ende der Eingangsgeschwindigkeitslinie L1
mit dem ersten Knoten N1 verbindet. Zum Beispiel wird dann,
wenn die kürzeste Linie L3 zwischen dem zweiten Knoten N2
und der Verbindungslinie L2 gezogen wird, die Linie L3 die
Abtriebsgeschwindigkeitslinie im zweiten Knoten N2. Demgemäß
kann das Zahnverhältnis durch das Verhältnis Eingangsge
schwindigkeitslinie/Ausgangsgeschwindigkeitslinie (L1/L3)
wiedergegeben werden, das als Zahnverhältnis für den ersten
Gang angesehen wird.
Das Zahnverhältnis für den ersten Gang wird über den ersten
Planetenträger 14 an den zweiten Schaltteil B übertragen. So
wird das Drehmoment des ersten Schaltteils A an das dritte
Tellerrad 40 der Einfach-Planetengetriebeeinheit 4 übertra
gen, verringert um die Gegenkraft des dritten Sonnenrads 50,
wie über den dritten Planetenträger 44 auszugeben.
Auf entsprechende Weise können die Zahnverhältnisse des
zweiten Schaltteils B ebenfalls durch eine Hebelanalogie be
schrieben werden, wie durch das Bezugssymbol "1" auf der
rechten Seite von Fig. 4 repräsentiert. In diesem Fall ist
angenommen, daß das linke Ende des Hebels "1" ein fünfter
Knoten N5 ist, der aus dem Tellerrad 40 besteht, ein erster
benachbarter Punkt ein sechster Knoten N6 aus dem dritten
Planetenträger 44 ist und das rechte Ende ein siebter Knoten
N7 aus dem dritten Sonnenrad SO ist. Das Drehmoment des er
sten Schaltteils A wird in den fünften Knoten N5 eingegeben,
wobei angenommen ist, daß dessen Wert aus der Länge einer
Linie L3 besteht, die willkürlich vertikal ausgehend vom
fünften Knoten N5 gezogen ist. Eine Linie L4, die das obere
Ende der Linie L3 mit dem siebten Knoten N7 verbindet, kenn
zeichnet das Untersetzungsverhältnis für den Abtrieb, so daß
die kürzeste Linie L5 vom sechsten Knoten N6 zur Linie L4
die Abtriebsgeschwindigkeit des zweiten Schaltteils reprä
sentiert, wobei es sich um das endgültige Zahnverhältnis des
gesamten Räderwerks handelt. Dieses endgültige Zahnverhält
nis wird vom dritten Planetenträger 44 über das fünfte
Kraftübertragungsteil 46 an ein (nicht dargestelltes) Diffe
rentialgetriebe übertragen, um die Antriebsachse des Fahr
zeugs anzutreiben.
Im ersten Gang wird der Wert für das endgültige Zahnverhält
nis dadurch erhalten, daß das Untersetzungsverhältnis der
Mehrfach-Planetengetriebeeinheit 2 mit dem Untersetzungsver
hältnis der Einfach-Planetengetriebeeinheit 4 multipliziert
wird. Obwohl das dritte Sonnenrad 46 durch Betätigen der
zweiten Eine-Richtungs-Kupplung F2 in einer Richtung ge
sperrt wird, wird die Motorbremse im Schubbetrieb nicht ge
halten, weswegen das sechste Reibelement B3 von Hand betä
tigt wird, um die Motorbremse zu halten. Wenn die Geschwin
digkeit des Stators S einen vorgegebenen Wert erreicht oder
wenn der Drehmomentwandler TC in den Kopplungszustand ge
langt, betätigt die Getriebesteuereinheit das vierte Reib
element C2 so, daß es den Stator S direkt mit dem vierten
Kraftübertragungsteil 38 verbindet. Da das Drehmoment des
Stators S zur ersten Geschwindigkeit des vierten Kraftüber
tragungsteils 38 addiert wird, wird die Drehzahl des ersten
Planetenträgers 14 über die im ersten Gang erhöht. In diesem
Fall verringert sich das Drehmoment des Turbinenrads T um
den vom Stator S an das vierte Kraftübertragungsteil 38
übertragenen Wert, was das Gesamtabtriebsmoment verringert.
Dies repräsentiert einen kontinuierlichen Schaltvorgang vor
dem Vornehmen eines Hochschaltens in den zweiten Gang, wofür
die Beziehung zwischen der Abtriebsgeschwindigkeit und dem
Drehmoment in den Fig. 2 und 3 veranschaulicht ist. Der kon
tinuierliche Schaltvorgang beginnt gerade dann, wenn das
Drehmoment des Stators S an den ersten Planetenträger 14
übertragen wird. In diesem Fall wird das Drehmoment des
Laufrads konstant gehalten, jedoch nimmt das Drehmoment des
Turbinenrads ab, während das Drehmoment des Stators zunimmt.
Wenn die Abtriebsgeschwindigkeit zunimmt, verringert sich
die Rate des Getriebedrehmoments, so daß der Schaltvorgang
kontinuierlich ausgeführt wird, bis der Drehmomentwandler
wieder den Kopplungszustand einnimmt, wo das Zahnverhältnis
automatisch abhängig von der Fahrzeuglast bestimmt wird.
Eine kleine Fahrzeuglast bewirkt, daß der Drehmomentwandler
in einer relativ kurzen Zeitspanne den Kopplungszutand er
reicht, wodurch die Zeit zum direkten Verbinden des Stators
S mit dem vierten Kraftübertragungsteil 38 verkürzt ist,
während eine große Fahrzeuglast bewirkt, daß der Drehmoment
wandler nach relativ langer Zeit in den Kopplungszustand ge
langt, wodurch er länger arbeitet als im Niedergeschwindig
keitsbereich.
Bei einem derartigen Schaltmodus wird, wenn das vierte Reib
element C2 freigegen wird, um das Drehmoment vom Stator S an
das vierte Kraftübertragungsteil 38 zu unterbrechen, der
Schaltvorgang unmittelbar in den ersten Geschwindigkeitsmo
dus ausgeführt, um das Drehmoment zu erhöhen, was zu einem
starken Effekt beim Niedertreten des Fahrpedals führt. An
dererseits bewirkt das Aufrechterhalten der Verbindung zwi
schen dem Stator S und dem vierten Kraftübertragungsteil 38,
daß der Stator wie beim Abwürgen ein Drehmoment in Gegen
richtung erfährt, so daß die Geschwindigkeit des Stators S
abnimmt und das Drehmoment des Turbinenrads T zunimmt, was
zu einer Erhöhung des Gesamtdrehmoments führt, was zu einem
kleinen Effekt beim Niedertreten des Fahrpedals führt. Dabei
tritt kein Schaltstoß auf, jedoch werden Schaltstöße, wie
sie auftreten können, wenn der Stator mittels des vierten
Reibelements C2 mit dem vierten Kraftübertragungsteil 38
verbunden oder von diesem gelöst wird, durch den Drehmoment
wandler TC absorbiert, der als Dämpfer wirkt, da der Stator
S im Drehmomentwandler TC enthalten ist. In diesem Fall wird
der Wert des endgültigen Zahnverhältnisses dadurch erhalten,
daß das Untersetzungsverhältnis der Mehrfach-Planetengetrie
beeinheit mit dem Untersetzungsverhältnis der Einfach-Plane
tengetriebeeinheit 4 multipliziert wird. Selbstverständlich
wird die Motorbremse nicht gehalten, wenn Schubbetrieb vor
liegt.
Wenn in diesem automatischen, kontinuierlichen Schaltmodus
die Drehzahl des Stators S einen vorgegebenen Wert erreicht
oder der Drehmomentwandler TC in den Kopplungszustand ge
langt, wenn die Fahrgeschwindigkeit zunimmt, gibt die Ge
triebesteuereinheit das dritte Reibelement B2 frei und be
tätigt das erste Reibelement C1. So wird die Motorabtriebs
kraft über das erste Reibelement C1 an die erste Welle 8 des
ersten Planetenträgers 14 der Mehrfach-Planetengetriebeein
heit 2 und über das zweite Kraftübertragungsteil 32 an das
erste Sonnenrad 18 übertragen. Im Ergebnis empfängt die
Mehrfach-Planetengetriebeeinheit 2 die Kraft der zwei Ein
gangselemente.
Demgemäß dienen, wie es in Fig. 4 dargestellt ist, der erste
und vierte Knoten N1 und N4 des ersten Schaltteils A als
Eingangsanschluß, weswegen die Abtriebsgeschwindigkeit des
ersten Schaltteils A durch eine gerade Linie L8 repräsen
tiert werden kann, die vertikal ausgehend vom zweiten Knoten
N2 zur Linie L7 gezogen wird, die die oberen Enden der Ein
gangsgeschwindigkeitslinien L1 und L6 verbindet. Demgemäß
ist die Planetengetriebeinheit 2 direkt mit dem Motor ver
bunden, um das Zahnverhältnis des zweiten Gangs zu erzeugen,
wobei der zweite Schaltteil B wie im ersten Gang eine Ge
schwindigkeitsuntersetzung vornimmt. Da in diesem Fall das
vierte Reibelement C2 nicht betätigt ist, läuft der Stator S
leer, was zu verlustfreiem Lauf des Drehmomentwandlers TC
führt. Dieser Schaltvorgang wird ausgeführt, wenn beinahe
keine Differenz oder nur eine sehr kleine zwischen den Dreh
zahlen des Turbinenrads T und des ersten Planetenträgers 14
sowie der Drehzahl des Motors vorliegt, wodurch Schaltstöße
minimiert werden. Der Wert des endgültigen Zahnverhältnisses
im zweiten Gang wird dadurch erhalten, daß das Unterset
zungsverhältnis der Mehrfach-Planetengetriebeeinheit, wenn
diese direkt durchgeschaltet, d. h. 1 ist, mit dem Unter
setzungsverhältnis der Einfach-Planetengetriebeeinheit mul
tipliziert wird.
Wenn die Fahrgeschwindigkeit erhöht wird, betätigt die Ge
triebesteuereinheit zusätzlich das vierte Reibelement C2 des
ersten Schaltteils A und das fünfte Reibelement C3 des zwei
ten Schaltteils B, so daß das erste und zweite Schaltteil
direkt mit dem Motor verbunden sind, um das Zahnverhältnis
des dritten Gangs zu erzeugen. Demgemäß kann die Abtriebs
geschwindigkeit des ersten Schaltteils A durch die Linie L8
repräsentiert werden, mit einem Abtrieb über den zweiten
Schaltteil B ohne jede Modifizierung. In diesem Fall ist der
Motor direkt mit dem Drehmomentwandler verbunden, zusammen
mit allen Elementen des ersten und zweiten Schaltteils, wes
wegen optimaler Kraftübertragungswirkungsgrad gewährleistet
ist und die Motorbremse gehalten werden kann, wenn Schubbe
trieb vorliegt. Ferner treten wegen des geringen Motordreh
moments nur geringe Schaltstöße auf.
Wie in Fig. 6 dargestellt, kann die Motorbremse im Bereich
"III" im Schubbetrieb gehalten werden, da das vierte und
sechste Reibelement C2 und B3 betätigt sind. Auf ähnliche
Weise kann im Bereich "II" des automatischen, kontinuierli
chen Schaltmodus die Motorbremse gehalten werden, da das
vierte und sechste Reibelement C2 und B3 betätigt sind.
Außerdem kann im Bereich "L" die Motorbremse gehalten wer
den, da das dritte und vierte Reibelement B2 und B3 betätigt
sind.
Vorstehend ist der Schaltablauf für Vorwärtsfahrt beschrie
ben. Wie in Fig. 5 dargestellt, verfügt der erfindungsgemäße
Automatikgetriebe-Kraftübertragungsstrang über ein Zahnver
hältnis im ersten Gang, das mit dem bei einem herkömmlichen
Fünfgang-Automatikgetriebe übereinstimmt, und er führt bis
in das Zahnverhältnis des vierten Gangs einen kontinuierli
chen, automatischen Schaltvorgang aus, wodurch Schaltstöße
im Bereich niedriger Geschwindigkeiten beseitigt sind, wo
herkömmlich starke Schaltstöße auftreten können.
Wenn der Schalthebel auf den Rückwärtsbereich "R" gestellt
wird, betätigt die Getriebesteuereinheit das zweite Reibele
ment B1 des ersten Schaltteils A sowie das sechste Reibele
ment B3 des zweiten Schaltteils B, so daß das erste Sonnen
rad 18 der Mehrfach-Planetengetriebeinheit 2 als Eingangs
element dient, das Tellerrad 28 als Gegenkraftelement dient
und der dritte Planetenträger 44 als Abtriebselement dient.
Dann kann, wie es in Fig. 4 dargestellt ist, das Zahnver
hältnis bei Rückwärtslauf durch eine gerade Linie L11 reprä
sentiert werden, die vertikal ausgehend vom zweiten Knoten
N2 zur geraden Linie L9 gezogen wird, die das obere Ende der
Eingangsgeschwindigkeitslinie L1 mit dem dritten Knoten N3
verbindet. Das Zahnverhältnis bei Rückwärtslauf wird erneut
durch das dritte Sonnenrad 50 und das Gegenkraftelement des
zweiten Schaltteils B untersetzt und über die zweite Welle
48 an das (nicht dargestellte) Differentialgetriebe übertra
gen.
Wenn es erforderlich ist, den zweiten Gang zu halten, z. B.
wenn auf rutschigen Straßen Schlupf der Antriebsräder auf
tritt, betätigt die Getriebesteuereinheit das dritte und
fünfte Reibelement B2 und C3, damit der erste Schaltteil A
einen Schaltvorgang auf den ersten Gang ausführt und die
Einfach-Planetengetriebeeinheit 4 des zweiten Schaltteils B
direkt mit dem Motor verbunden wird, um im zweiten Schalt
teil B andere Zahnverhältnisse für den ersten und zweiten
Gang einzustellen, wie in Fig. 4 dargestellt. Dieser Ge
schwindigkeitsmodus bewirkt, daß die Motorbremse im Schub
betrieb gehalten wird, und er kann auch dann verwendet wer
den, wenn der Schalthebel auf den Bereich "II" gestellt
wird. Die Reibelemente werden selektiv entsprechend den
Gangverhältnissen kombiniert, wie in der Tabelle von Fig. 6
dargestellt.
Wie vorstehend beschrieben, können die Vorteile des erfin
dungsgemäßen Automatikgetriebes wie folgt zusammengefaßt
werden:
- 1) Ein Schaltvorgang wird automatisch und kontinuierlich insbesondere im Niedergeschwindigkeitsbereich ausgeführt, wo die Betriebszeit kurz ist und Stöße beim Schaltvorgang stark und häufig auftreten könnten, wodurch der Schaltvorgang ver bessert ist.
- 2) Im Hochgeschwindigkeitsbereich, in dem Schaltstöße ver nachlässigbar sind, jedoch ein hoher Kraftübertragungswir kungsgrad erforderlich ist, ist der Schaltmechanismus direkt mit dem Motor verbunden, was den Kraftstoffnutzungsgrad maximiert.
- 3) Die Anzahl von Reibelementen und Eine-Richtungs-Kupplun gen ist im Vergleich zur Anzahl bei einem herkömmlichen Automatikgetriebe verringert, wodurch trotz verbesserten Betriebs die Herstellkosten und das Gewicht verringert sind.
In Fig. 7 ist ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung
dargestellt, bei dem der Aufbau des zweiten Schaltteils B
geringfügig anders ist als beim ersten Ausführungsbeispiel,
wobei jedoch der erste Schaltteil A denselben Aufbau wie in
Fig. 1 aufweist. Bei diesem Ausführungsbeispiel verwendet
der zweite Schaltteil B das dritte Sonnenrad 50 allein oder
das dritte Sonnenrad 50 und den dritten Planetenträger 44
gemeinsam als Eingänge, den dritten Planetenträger 44 als
Abtrieb und das dritte Tellerrad 40 als Gegenkraftelement.
Der Schaltvorgang ist derselbe wie beim ersten Ausführungs
beispiel.
Die zweite Eine-Richtungs-Kupplung F2 ergreift das dritte
Tellerrad 40 im ersten Gang, im kontinuierlichen Schaltsta
dium und im zweiten Gang, während das fünfte Reibelement C3
so betätigt wird, daß die Einfach-Planetengetriebeeinheit 4
vollständig gedreht wird. Im Rückwärtslauf wird das sechste
Reibelement B3 betätigt, um zu verhindern, daß sich die Ein
fach-Planetengetriebeeinheit in derselben Richtung wie der
Motor dreht, so daß das dritte Tellerrad 40 als Gegenkraft
element wirkt. Das erfindungsgemäße Getriebe ist wirkungs
voller auf ein Fahrzeug mit vorne liegendem Motor und Hin
terradantrieb anwendbar als auf ein Fahrzeug mit vorne lie
gendem Motor und Vorderradantrieb.
Claims (4)
1. Automatikgetriebe-Kraftübertragungsstrang für ein
Fahrzeug, gekennzeichnet durch:
- a) einen Drehmomentwandler (TC) zum Ändern des Drehmoments und der Drehzahl der von einem Motor abgegebenen Kraft;
- b) einen ersten Schaltteil (A) mit einer Mehrfach-Planeten getriebeeinheit (2), die an einer Eingangswelle (8) mit einem ersten Tellerrad (20) angebracht ist, das über ein erstes Kraftübertragungsteil (22) mit einem zweiten Sonnen rad (24) verbunden ist, wobei das erste Tellerrad über ein am Gehäuse (30) des Getriebes angebrachtes Reibelement so gesteuert wird, daß es als Gegenkraft oder Eingangselement wirkt, mehreren ersten Kegelrädern (12), die mit den Innen zähnen des ersten Tellerrads in Eingriff stehen, wobei ein erster Planetenträger (14) mit der Nabe (16) der Eingangs welle und einem vierten Kraftübertragungsteil (38) verbunden ist, um wahlweise als Eingangs- oder Abtriebselement zu wir ken, einem ersten Sonnenrad (18), das über ein zweites Kraftübertragungsteil (32) mit dem Turbinenrad (T) des Dreh momentwandlers verbunden ist, um als Eingangselement zu wir ken, mehreren zweiten Kegelrädern (28), die direkt mit dem Stator (S) des Drehmomentwandlers verbunden sind, um über einen zweiten Planetenträger (34) sowie ein drittes und viertes Kraftübertragungsteil (36, 38) als Eingangselement zu dienen, wobei die Kraftübertragungsteile über ein Reib element miteinander verbunden sind, und einem zweiten Son nenrad (24), das durch ein Reibelement gesteuert wird, um als Gegenkraftelement zu dienen; und
- c) einen zweiten Schaltteil (B) mit einer Einfach-Planeten getriebeeinheit (4) mit einem dritten Tellerrad (40) zum Em pfangen des Abtriebs des ersten Schaltteils, mehreren drit ten Kegelrädern (42), die mit den Innenzähnen des dritten Tellerrads in Eingriff stehen, einem dritten Planetenträger (44) zum Tragen der dritten Kegelräder, wobei der dritte Planetenträger durch ein Reibelement selektiv mit dem drit ten Tellerrad verbindbar ist und wobei die dritten Kegelrä der über ein fünftes Kraftübertragungsteil (46) mit einer Abtriebswelle (48) verbunden sind, und einem dritten Sonnen rad (50), das durch eine Eine-Richtungs-Kupplung und ein Reibelement gesteuert wird, um als Gegenkraftelement zu die nen.
2. Automatikgetriebe-Kraftübertragungsstrang nach Anspruch
1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Schaltteil (A) über
ein Reibelement verfügt, um den zweiten Planetenträger (34)
wahlweise mit dem Stator (S) des Drehmomentwandlers (TC) zu
verbinden.
3. Automatikgetriebe-Kraftübertragungsstrang nach einem
der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der
zweite Schaltteil (B) an einer Welle angebracht ist, die auf
einer Linie liegt, die gerade ausgehend von der Eingangswel
le (8) hinter dem ersten Schaltteil (A) verlängert ist.
4. Automatikgetriebe-Kraftübertragungsstrang für ein Fahr
zeug, gekennzeichnet durch:
- a) einen Drehmomentwandler (TC) zum Ändern des Drehmoments und der Drehzahl der von einem Motor abgegebenen Kraft;
- b) einen ersten Schaltteil (A) mit einer Mehrfach-Planeten getriebeeinheit (2), die an einer Eingangswelle (8) mit einem ersten Tellerrad (20) angebracht ist, das über ein erstes Kraftübertragungsteil (22) mit einem zweiten Sonnen rad (24) verbunden ist, wobei das erste Tellerrad über ein am Gehäuse (30) des Getriebes angebrachtes Reibelement so gesteuert wird, daß es als Gegenkraft oder Eingangselement wirkt, mehreren ersten Kegelrädern (12), die mit den Innen zähnen des ersten Tellerrads in Eingriff stehen, wobei ein erster Planetenträger (14) mit der Nabe (16) der Eingangs welle und einem vierten Kraftübertragungsteil (38) verbunden ist, um wahlweise als Eingangs- oder Abtriebselement zu wir ken, einem ersten Sonnenrad (18), das über ein zweites Kraftübertragungsteil (32) mit dem Turbinenrad (T) des Dreh momentwandlers verbunden ist, um als Eingangselement zu wir ken, mehreren zweiten Kegelrädern (28), die direkt mit dem Stator (S) des Drehmomentwandlers verbunden sind, um über einen zweiten Planetenträger (34) sowie ein drittes und viertes Kraftübertragungsteil (36, 38) als Eingangselement zu dienen, wobei die Kraftübertragungsteile über ein Reib element miteinander verbunden sind, und einem zweiten Son nenrad (24), das durch ein Reibelement gesteuert wird, um als Gegenkraftelement zu dienen; und
- c) einen zweiten Schaltteil (B) mit einer Einfach-Planeten getriebeeinheit (4) mit einem dritten Tellerrad (40) zum di rekten Erhalten des Drehmoments der Eingangswelle, einem dritten Planetenträger (44) zum Tragen mehrerer dritter Ke gelräder (42), der selektiv über ein Reibelement mit dem dritten Sonnenrad verbindbar ist und einem dritten Tellerrad (40), das wahlweise als Gegenkraftelement wirkt, wenn eine Eine-Richtungs-Kupplung und ein Reibelement betätigt werden.
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