DE19961474B9

DE19961474B9 - Automatisch schaltbares Fünfganggetriebe

Info

Publication number: DE19961474B9
Application number: DE19961474A
Authority: DE
Inventors: Jong-Sool Park
Original assignee: Hyundai Motor Co
Current assignee: Hyundai Motor Co
Priority date: 1999-07-08
Filing date: 1999-12-20
Publication date: 2008-03-27
Anticipated expiration: 2019-12-21
Also published as: KR20010009233A; KR100341747B1; JP2001032891A; DE19961474B4; AU6066499A; US6231471B1; CN1280081A; DE19961474A1; CN1093050C; AU757633B2

Abstract

Automatisch schaltbares Fünfganggetriebe, mit:
einem ersten einfachen Planetengetriebe (PG1), das ein mit einer Antriebswelle (1) variierbar verbundenes erstes Sonnenrad (S1), ein mit der Antriebswelle (1) variierbar verbundenes erstes Hohlrad (R1), und einen mit einer Abtriebswelle (5) verbundenen ersten Planetenradträger (Ca1) aufweist;
einem zweiten einfachen Planetengetriebe (PG2), das ein mit dem ersten Sonnenrad (S1) fest verbundenes und mit der Antriebswelle (1) variierbar verbundenes zweites Sonnenrad (S2), einen mit der Antriebswelle (1) variierbar verbundenen zweiten Planetenradträger (Ca2), und ein mit der Abtriebswelle (5) verbundenes zweites Hohlrad (R2) aufweist;
einem dritten einfachen Planetengetriebe (PG3), das ein mit der Verbindung des ersten und des zweiten Sonnenrades (S1, S2) fest verbundenes drittes Sonnenrad (S3), einen mit dem Getriebegehäuse (3) variierbar verbundenen dritten Planetenradträger (Ca3), und ein mit dem ersten Planetenradträger (Ca1) fest verbundenes und mit der Abtriebswelle (5) verbundenes drittes Hohlrad (R3) aufweist;
Kupplungen (C1, C2, C3) zum variierbaren Verbinden des...

Description

Die Erfindung betrifft ein automatisch schaltbares Getriebe, und insbesondere ein automatisch schaltbares Fünfganggetriebe mit fünf Vorwärtsgängen und einem Rückwärtsgang.
Die JP 02-076 949 A, JP 08-086 334 A und JP 08-082 351 A offenbaren jeweils ein automatisch schaltbares Fünfganggetriebe, das drei einfache Planetengetriebe und sechs Reibelemente zum Schalten von fünf Vorwärtsgängen und einem Rückwärtsgang aufweist.
Mit der Erfindung wird ein automatisch schaltbares Fünfganggetriebe geschaffen, welches ein geringes Gewicht aufweist und in den Abmessungen kompakt ist, wobei gleichzeitig die Leistungseffizienz verbessert wird.
Dies wird erfindungsgemäß durch ein automatisch schaltbares Fünfganggetriebe nach den Merkmalen aus dem Anspruch 1 erreicht
Die Erfindung wird mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
1 ein Schema eines automatisch schaltbaren Fünfganggetriebes nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;
2 eine Tabelle, aus welcher der Betrieb von Reibelementen im jeweiligen Schaltbereich des Getriebes aus 1 ersichtlich ist;
3 ein Hebeldiagramm, das ein Schaltverhältnis des Getriebes aus 1 im ersten Vorwärtsgang im Fahrbereich "D" darstellt;
4 ein Hebeldiagramm, das ein Schaltverhältnis des Getriebes aus 1 im zweiten Vorwärtsgang im Fahrbereich "D" darstellt;
5 ein Hebeldiagramm, das ein Schaltverhältnis des Getriebes aus 1 im dritten Vorwärtsgang im Fahrbereich "D" darstellt;
6 ein Hebeldiagramm, das ein Schaltverhältnis des Getriebes aus 1 im vierten Vorwärtsgang im Fahrbereich "D" darstellt;
7 ein Hebeldiagramm, das ein Schaltverhältnis des Getriebes aus 1 im fünften Vorwärtsgang im Fahrbereich "D" darstellt, und
8 ein Hebeldiagramm, das ein Schaltverhältnis des Getriebes aus 1 im Rückwärtsgang darstellt.
Mit Bezug auf die Zeichnung wird ein Getriebe nach einer Ausführungsform der Erfindung beschrieben.
Wie aus 1 ersichtlich, weist das Getriebe ein erstens, ein zweites und ein drittes einfaches Planetengetriebe PG1, PG2 und PG3 auf, die um eine Antriebswelle 1 herum angeordnet sind. Das erste einfache Planetengetriebe PG1 ist ein Planetengetriebe mit Einzelplanetenrädern und weist ein Sonnenrad S1, das mit der Antriebswelle 1 variierbar verbunden ist, ein Hohlrad R1, das mit der Antriebswelle 1 variierbar verbunden ist, und einen Planetenradträger Ca1 auf, der mit einer Abtriebswelle 5 verbunden ist. Das Sonnenrad S1 ist auch mit dem Hohlrad R1 variierbar verbunden.
Das zweite einfache Planetengetriebe PG2 ist ein Planetengetriebe mit Doppelplanetenrädern und weist ein Sonnenrad S2, das mit dem Sonnenrad S1 des ersten einfachen Planetengetriebes PG1 fest verbunden ist und mit der Antriebswelle 1 variierbar verbunden ist, einen Planetenradträger Ca2, der mit der Antriebswelle 1 und der Verbindung der Sonnenräder S1 und S2 variierbar verbunden ist, und ein Hohlrad R2 auf, das mit der Abtriebswelle 5 verbunden ist.
Das dritte einfache Planetengetriebe PG3 ist ein Planetengetriebe mit Einzelplanetenrädern und weist ein Sonnenrad S3, das mit der Verbindung der Sonnenräder S1 und S2 fest verbunden ist, einen Planetenradträger Ca3, der mit dem Getriebegehäuse 3 variierbar verbunden ist, und ein Hohlrad R3 auf, das mit dem Planetenradträger Ca1 des ersten einfachen Planetengetriebes PG1 fest verbunden ist und mit der Abtriebswelle 5 verbunden ist.
Bei den oben beschriebenen variierbaren Verbindungen ist eine erste Kupplung C1 zwischen der Antriebswelle 1 und dem Planetenradträger Ca2 des zweiten einfachen Planetengetriebes PG2 angeordnet, eine zweite Kupplung C2 ist zwischen der Antriebswelle 1 und dem Hohlrad R1 angeordnet, und eine dritte Kupplung C3 ist zwischen der Antriebswelle 1 und der Verbindung der Sonnenräder S1 und S2 angeordnet. Außerdem ist eine erste Bremse B1 zwischen dem Planetenradträger Ca3 des dritten einfachen Planetengetriebes PG3 und dem Getriebegehäuse 3 angeordnet.
Infolgedessen werden durch den selektiven Betrieb der ersten, der zweiten und der dritten Kupplung C1, C2 und C3 und der ersten Bremse B1 fünf Vorwärtsgänge und ein Rückwärtsgang realisiert und auf die Abtriebswelle 5 übertragen. Der selektive Betrieb der Reibelemente wird von einer TCU gesteuert. Ein erstes und ein zweites Antriebs-Übertragungsrad 7 und 9 sind an dem Hohlrad R2 des zweiten einfachen Planetengetriebes PG2 und der Verbindung des Planetenradträgers Ca1 des ersten einfachen Planetengetriebes PG1 mit dem Hohlrad R3 des dritten einfachen Planetengetriebes PG3 festgelegt und stehen mit einem ersten und einem zweiten angetriebenen Übertragungsrad 11 und 13 der Abtriebswelle 5 in Eingriff.
Das heißt, die Reibelemente werden in dem jeweiligen Gang betrieben, wie in der Tabelle in 2 gezeigt. Der Schaltvorgang wird nachfolgend unter Verwendung der Tabelle in 2 und der Hebeldiagramme in den 3 bis 8 erläutert, wobei das erste, das zweite und das dritte einfache Planetengetriebe PG1, PG2 und PG3 durch den ersten bis sechsten Hebel L1 bis L6 dargestellt sind.
Der erste bis sechste Knotenpunkt N1 bis N6, die an dem jeweiligen Hebel liegen, bezeichnen jeweils ein Element des ersten, des zweiten und des dritten einfachen Planetengetriebes PG1, PG2 und PG3. Das heißt, der erste Knotenpunkt N1 bezeichnet den Planetenradträger Ca2 des zweiten einfachen Planetengetriebes PG2, der zweite Knotenpunkt N2 bezeichnet das Hohlrad R1 des ersten einfachen Planetengetriebes PG1, der dritte Knotenpunkt N3 bezeichnet die Verbindung des Planetenradträgers Ca1 des ersten einfachen Planetengetriebes PG1 mit dem Hohlrad R3 des dritten einfachen Planetengetriebes PG3, der vierte Knotenpunkt N4 bezeichnet das Hohlrad R2 des zweiten einfachen Planetengetriebes PG2, der fünfte Knotenpunkt N5 bezeichnet den Planetenradträger Ca3 des dritten einfachen Planetengetriebes PG3, und der sechste Knotenpunkt N6 bezeichnet die Verbindung der Sonnenräder S1, S2 und S3 des ersten, des zweiten und des dritten einfachen Planetengetriebes PG1, PG2, und PG3.
ERSTER VORWÄRTSGANG
Ein Übersetzungsverhältnis des ersten Vorwärtsganges wird nachfolgend mit Bezug auf 3 erläutert.
Im ersten Vorwärtsgang sind, da die erste Kupplung C1 und die erste Bremse B1 von der TCU betrieben werden, wie aus 2 ersichtlich, beim ersten Hebel L1 in 3 der dritte und der vierte Knotenpunkt N3 und N4 die Abtriebselemente, der fünfte Knotenpunkt N5 ist das Reaktionselement, und der erste Knotenpunkt N1 wirkt als Antriebselement.
Es wird angenommen, dass eine Abtriebsdrehzahl des dritten Knotenpunktes N3 bei "1" festgelegt ist, und eine Abtriebsdrehzahl des vierten Knotenpunktes N4 ist niedriger als die Abtriebsdrehzahl "1" des dritten Knotenpunktes N3.
Dementsprechend ist eine verlängerte Linie, welche die von dem Abtriebs-Knotenpunkt N3 abgegebene Abtriebsdrehzahl "1" mit dem Reaktions-Knotenpunkt N5 verbindet, eine Linie l1 des ersten Vorwärtsganges.
Daher ist eine Linie, die den Antriebs-Knotenpunkt N1 mit der Linie l1 des ersten Vorwärtsganges vertikal verbindet, eine Linie D1 der ersten Antriebsdrehzahl, welche höher als die Abtriebsdrehzahl "1" ist.
Dementsprechend wird angemerkt, dass die Abtriebsdrehzahl viel kleiner als die Antriebsdrehzahl ist, und eine Verringerung der Drehzahl wird durch ein Schaltverhältnis des ersten Ganges realisiert.
ZWEITER VORWÄRTSGANG
Im Zustand des oben beschriebenen ersten Vorwärtsganges trennt bei Betätigung des Gaspedals des Fahrzeuges und Erhöhung der Fahrzeuggeschwindigkeit die TCU die erste Kupplung C1 und kuppelt die zweite Kupplung C2, wie aus der Tabelle in 2 ersichtlich ist. Dementsprechend wird, wie aus 4 ersichtlich, beim zweiten Hebel L2 das Antriebselement vom ersten Knotenpunkt N1 in den zweiten Knotenpunkt N2 geändert, wobei der dritte und der vierte Knotenpunkt N3 und N4 die Abtriebselemente sind, und der fünfte Knotenpunkt N5 ist das Reaktionselement.
Daher ist eine verlängerte Linie, welche die von dem vierten Knotenpunkt N4 abgegebene Abtriebsdrehzahl mit dem Reaktions-Knotenpunkt N5 verbindet, eine Linie l2 des zweiten Vorwärtsganges.
Dementsprechend ist eine Linie, die den Antriebs-Knotenpunkt N2 mit der Linie l2 des zweiten Vorwärtsganges vertikal verbindet, eine Linie D2 der zweiten Antriebsdrehzahl, die höher als die Abtriebsdrehzahl "1", jedoch niedriger als die Linie D1 der ersten Antriebsdrehzahl ist.
Dementsprechend wird angemerkt, dass die Abtriebsdrehzahl im zweiten Gang niedriger als eine Antriebsdrehzahl, jedoch höher als die Drehzahl im ersten Gang ist.
DRITTER VORWÄRTSGANG
Im Zustand des oben beschriebenen zweiten Vorwärtsganges löst bei Betätigung des Gaspedals des Fahrzeuges und Erhöhung der Fahrzeuggeschwindigkeit die TCU die erste Bremse B1 und kuppelt die erste Kupplung C1. Dementsprechend wirken, wie aus 5 ersichtlich, beim dritten Hebel L3 der dritte und der vierte Knotenpunkt N3 und N4 als Abtriebselemente, und der erste und der zweite Knotenpunkt N1 und N2 sind die Antriebselemente.
Ferner wird angenommen, dass die Antriebsdrehzahlen D3 des ersten und des zweiten Knotenpunktes N1 und N2 höher als "1", jedoch niedriger als die Drehzahlen im zweiten Gang sind.
Daher ist eine verlängerte Linie, welche die von dem Abtriebs-Knotenpunkt N3 abgegebene Abtriebsdrehzahl "1" mit der Antriebsdrehzahl des zweiten Knotenpunktes N2 verbindet, eine erste Linie l3' des dritten Vorwärtsganges, und eine verlängerte Linie, welche die Abtriebsdrehzahl des Abtriebs-Knotenpunktes N4 mit der Antriebsdrehzahl des zweiten Knotenpunktes N2 verbindet, eine zweite Linie l3'' des dritten Vorwärtsganges.
Dementsprechend wird angemerkt, dass sich im dritten Vorwärtsgang der Planetenradträger Ca3 des fünften Knoten punktes N5 und die Verbindung der Sonnenräder S1, S2 und S3 mit einer niedrigeren Drehzahl als bei den anderen Elementen drehen.
VIERTER VORWÄRTSGANG
Im Zustand des oben beschriebenen dritten Vorwärtsganges trennt bei Betätigung des Gaspedals des Fahrzeuges und Erhöhung der Fahrzeuggeschwindigkeit die TCU die erste Kupplung C1 und kuppelt die dritte Kupplung C3. Dementsprechend wirken, wie aus 6 ersichtlich, beim vierten Hebel L4 der dritte und der vierte Knotenpunkt N3 und N4 als Abtriebselemente, und der zweite und der sechste Knotenpunkt N2 und N6 sind die Antriebselemente.
Ferner wird angenommen, dass die Antriebsdrehzahl D4 des zweiten und des sechsten Knotenpunktes N2 und N6 dieselbe wie die Abtriebsdrehzahl "1" des Abtriebs-Knotenpunktes N3 ist. Das heißt, dass im vierten Gang die Antriebsdrehzahl dieselbe wie die Abtriebsdrehzahl ist.
Dementsprechend ist eine verlängerte Linie, welche die Abtriebsdrehzahl "1" des Abtriebs-Knotenpunktes N3 mit der Antriebsdrehzahl des zweiten Knotenpunktes N2 verbindet, eine erste Linie l4' des vierten Vorwärtsganges, und eine verlängerte Linie, welche die Antriebsdrehzahl des Abtriebs-Knotenpunktes N4 mit der Antriebsdrehzahl des sechsten Knotenpunktes N6 verbindet, eine zweite Linie l4'' des vierten Vorwärtsganges.
FÜNFTER VORWÄRTSGANG
Im Zustand des oben beschriebenen vierten Vorwärtsganges trennt bei Betätigung des Gaspedals des Fahrzeuges und Erhöhung der Fahrzeuggeschwindigkeit die TCU die zweite Kupplung C2 und kuppelt die erste Kupplung C1. Dementsprechend wirken, wie aus 7 ersichtlich, beim fünften Hebel L5 der dritte und der vierte Knotenpunkt N3 und N4 als Abtriebselemente, und der erste und der sechste Knotenpunkt N1 und N6 sind die Antriebselemente.
Ferner wird angenommen, dass die Antriebsdrehzahl D5 des zweiten und des sechsten Knotenpunktes N2 und N6 dieselbe wie die Abtriebsdrehzahl des vierten Ganges ist. Das heißt, dass im fünften Gang ein Overdrive erreicht wird, bei welchem die Abtriebsdrehzahl höher als die Antriebsdrehzahl ist.
Dementsprechend ist eine verlängerte Linie, welche die Abtriebsdrehzahl "1" des Abtriebs-Knotenpunktes N3 mit der Antriebsdrehzahl des Antriebs-Knotenpunktes N6 verbindet, eine erste Linie l5' des fünften Vorwärtsganges, und eine verlängerte Linie, welche die Abtriebsdrehzahl des Abtriebs-Knotenpunktes N4 mit der Antriebsdrehzahl des Antriebs-Knotenpunktes N1 verbindet, ist eine zweite Linie l5'' des fünften Vorwärtsganges.
RÜCKWÄRTSGANG
Wenn der Fahrer den Wahlhebel in einen Rückwärtsbereich R ändert, steuert die TCU die dritte Kupplung C3 und die erste Bremse B1, um diese zu betreiben, wie aus 2 ersichtlich ist. Dementsprechend wirken, wie aus 7 ersichtlich, beim sechsten Hebel L6 der dritte und der vierte Knotenpunkt N3 und N4 als Abtriebselemente, und der sechste Knotenpunkt N6 wirkt als Antriebselement. Der fünfte Knotenpunkt N5 wirkt als Reaktionselement.
Dementsprechend ist eine verlängerte Linie, welche die Abtriebsdrehzahl "1" des Abtriebs-Knotenpunktes N3 mit dem Reaktions-Knotenpunkt N5 verbindet, eine Linie lR1 des Rückwärtsganges.
Daher ist eine Linie, welche den Antriebsknotenpunkt N6 mit der Linie lR1 des Rückwärtsganges vertikal verbindet, eine tatsächliche Antriebslinie R1 des Rückwärtsganges, wodurch das Rückwärtsschalten realisiert wird. Es wird angemerkt, dass der Antrieb des Rückwärtsganges entgegengesetzt zum Abtrieb ist.

Claims

Automatisch schaltbares Fünfganggetriebe, mit: einem ersten einfachen Planetengetriebe (PG1), das ein mit einer Antriebswelle (1) variierbar verbundenes erstes Sonnenrad (S1), ein mit der Antriebswelle (1) variierbar verbundenes erstes Hohlrad (R1), und einen mit einer Abtriebswelle (5) verbundenen ersten Planetenradträger (Ca1) aufweist; einem zweiten einfachen Planetengetriebe (PG2), das ein mit dem ersten Sonnenrad (S1) fest verbundenes und mit der Antriebswelle (1) variierbar verbundenes zweites Sonnenrad (S2), einen mit der Antriebswelle (1) variierbar verbundenen zweiten Planetenradträger (Ca2), und ein mit der Abtriebswelle (5) verbundenes zweites Hohlrad (R2) aufweist; einem dritten einfachen Planetengetriebe (PG3), das ein mit der Verbindung des ersten und des zweiten Sonnenrades (S1, S2) fest verbundenes drittes Sonnenrad (S3), einen mit dem Getriebegehäuse (3) variierbar verbundenen dritten Planetenradträger (Ca3), und ein mit dem ersten Planetenradträger (Ca1) fest verbundenes und mit der Abtriebswelle (5) verbundenes drittes Hohlrad (R3) aufweist; Kupplungen (C1, C2, C3) zum variierbaren Verbinden des zweiten Planetenradträgers (Ca2), des ersten Hohlrades (R1) und der Verbindung des ersten, des zweiten und des dritten Sonnenrades (S1, S2, S3) mit der Antriebswelle (1); und einer Bremse (B1) zum variierbaren Verbinden des dritten Planetenradträgers (Ca3) mit dem Getriebegehäuse (3), wobei das erste und das dritte einfache Planetengetriebe (PG1, PG3) jeweils Einzelplanetenräder aufweisen und das zweite einfache Planetengetriebe (PG2) Doppelplanetenräder aufweist.