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DE4442482A1 - Automatisches Schaltgetriebe für Fahrzeuge - Google Patents

Automatisches Schaltgetriebe für Fahrzeuge

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Publication number
DE4442482A1
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DE
Germany
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clutch
drive
output shaft
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transmission according
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DE4442482A
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English (en)
Inventor
Jun Ralph W Baxter
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dana Inc
Original Assignee
Dana Inc
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Publication date
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Ceased legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K17/00Arrangement or mounting of transmissions in vehicles
    • B60K17/34Arrangement or mounting of transmissions in vehicles for driving both front and rear wheels, e.g. four wheel drive vehicles
    • B60K17/344Arrangement or mounting of transmissions in vehicles for driving both front and rear wheels, e.g. four wheel drive vehicles having a transfer gear
    • B60K17/346Arrangement or mounting of transmissions in vehicles for driving both front and rear wheels, e.g. four wheel drive vehicles having a transfer gear the transfer gear being a differential gear
    • B60K17/3467Arrangement or mounting of transmissions in vehicles for driving both front and rear wheels, e.g. four wheel drive vehicles having a transfer gear the transfer gear being a differential gear combined with a change speed gearing, e.g. range gear
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K23/00Arrangement or mounting of control devices for vehicle transmissions, or parts thereof, not otherwise provided for
    • B60K23/08Arrangement or mounting of control devices for vehicle transmissions, or parts thereof, not otherwise provided for for changing number of driven wheels, for switching from driving one axle to driving two or more axles
    • B60K23/0808Arrangement or mounting of control devices for vehicle transmissions, or parts thereof, not otherwise provided for for changing number of driven wheels, for switching from driving one axle to driving two or more axles for varying torque distribution between driven axles, e.g. by transfer clutch

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Arrangement And Driving Of Transmission Devices (AREA)
  • General Details Of Gearings (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft ein automatisches Schaltgetriebe oder Schaltgehäuse für Fahrzeuge, das einen Zweiradantrieb, einen Allradantrieb und einen Vierradantrieb erlaubt. Ins besondere wird das Getriebe hydraulisch geschaltet und elek­ tronisch gesteuert, um die oberen und die unteren Gänge, den Zweiradantrieb, den Allradantrieb oder einen zeitweiligen Vierradantrieb zu schalten.
Vierradantriebe werden zusehends populär sowohl bei Personen­ kraftwagen als auch bei leichten Lastkraftwagen. Allgemein sieht ein solches Fahrzeug hierbei entweder Zweiradantrieb oder Vierradantrieb vor, wobei die gewünschte Art des An­ triebes vom Fahrer manuell gewählt werden kann. Die Einrich­ tungen für die Übertragung des Drehmomentes sehen keine ein­ fache Arbeitsweise vor. Die Schaltgetriebe verwenden Plane­ tenräder, um wahlweise ein Drehmoment an die Ausgangswellen für Zweiradantrieb oder Vierradantrieb zu legen. Beim Vierrad­ antrieb sind die Ausgangswellen differentiell angetrieben, wo­ bei das Drehmoment zwischen den Ausgangswellen aufgeteilt wird, um eine unterschiedliche Drehzahl der Wellen zu erlau­ ben. Alternativ können die Ausgangswellen selektiv blockiert werden, um die Wellen ohne Schlupf zwischen ihnen anzutreiben. Getriebe oder Drehmomentübertragungsgehäuse dieser Art er­ fordern gewöhnlich manuell betätigbare Schalteinrichtungen im Fahrerhaus, um zwischen Zweiradantrieb und Vierradantrieb umzuschalten.
Ferner sind bei den bisherigen Fahrzeugen Schalteinrichtungen vorgesehen, um in die oberen und in die unteren Gänge zu schalten für schnelle Fahrt und für langsame Fahrt. Hierbei traten verschiedene Probleme auf. Das Umschalten auf die oberen oder die unteren Gänge wird allgemein vom Fahrer manuell ausgeführt. Eine automatische Steuerung der Schaltung zwischen oberen und unteren Gängen war nicht vorgesehen.
Andererseits ist eine Kontrolle des Fahrers hinsichtlich der Antriebsmethode des Fahrzeuges in vielen Fällen erwünscht, verbunden mit der Möglichkeit, manuell die einzelnen Gänge zu schalten, und ebenso ein Differentialzahnrad in Zwei­ radantrieb, freien Vierradantrieb oder in Vierradantrieb mit Sperrdifferential zu schalten.
Es ist nun eine Aufgabe der Erfindung, ein automatisches Schalt­ getriebe oder Schaltgehäuse für ein Fahrzeug zu schaffen, wo­ bei automatisch ein zentrales Differentialgetriebe und das Übertragungsgehäuse geschaltet werden, um niedere Gänge und hohe Gänge zu schalten. Das Übertragungsgehäuse (transfer case) soll außerdem vom Fahrer schaltbar und an die Antriebsbedingun­ gen anpaßbar sein.
Erfindungsgemäß ist hierzu ein automatisches Schaltgetriebe oder Übertragungsgehäuse (transfer case) vorgesehen mit einem Gehäuse, in welchem eine drehbar angetriebene Eingangswelle ge­ lagert ist, ferner eine erste Ausgangswelle, die drehbar mit einer der vorderen oder hinteren Achsen des Fahrzeuges ge­ koppelt ist sowie mit einer zweiten Ausgangswelle, die dreh­ bar mit der anderen Vorderachse oder Hinterachse gekoppelt ist. Ein erstes Planetendifferentialgetriebe hat eine Betriebspo­ sition für einen ersten Hochgeschwindigkeitsbereich, wobei Drehmoment von der Eingangswelle auf eine oder beide Vorder­ achsen oder Hinterachsen des Fahrzeuges übertragen wird, ohne Drehzahlreduzierung durch das Planetengetriebe. Dieses erste Planetengetriebe hat ein Sonnenrad, das mit der Eingangswelle verbunden ist und mit ihr rotiert, einen Zahnring sowie Plane­ tenräder, die auf einem Träger gelagert sind, wobei das Pla­ netengetriebe mit wenigstens einer der Ausgangswellen ge­ koppelt ist. Eine erste Kupplung, die dem ersten Planetenge­ triebe zugeordnet ist, bewirkt ein vorgegebenes Ausgangs-An­ triebsverhältnis mit einer oder beiden Ausgangswellen. Ein zweites Planetengetriebe ist der ersten Ausgangswelle zuge­ ordnet und hat eine zweite ihm zugeordnete Kupplung, um die Drehmomentübertragung auf die zweite Ausgangswelle bei Vier­ radantrieb zu steuern. Es können Mittel vorgesehen sein, um die Drehzahl der ersten und der zweiten Ausgangswelle zu messen, und die zweite Kupplung kann betätigt werden, um selek­ tiv das zweite Planetengetriebe zu sperren, wenn eine vorge­ gebene Differenz der Drehzahlen zwischen der ersten und der zweiten Ausgangswelle auftritt. Der Betrieb der Kupplung wird automatisch bewirkt, derart, daß das von der Eingangswelle auf­ genommene Drehmoment selektiv übertragen wird, um die erste und die zweite Ausgangswelle in vorgegebener Weise anzutreiben. Ein Vierradantrieb wird bewirkt durch eine vordere Ausgangs­ kupplung, die selektiv Drehmoment auf die vordere Ausgangswelle überträgt.
Eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung wird nach­ folgend anhand der Zeichnung erläutert, in der
Fig. 1 einen Längsschnitt eines automatischen Schaltgetriebes (oder Schaltgehäuses) der Erfindung zeigt.
Fig. 2 zeigt in Form eines Blockdiagrammes Be­ triebsparameter des automatischen Getriebes.
Fig. 3 zeigt ein Blockdiagramm bei Allradantrieb.
Fig. 4 zeigt ein Blockdiagramm bei automatischem Vierradantrieb.
Fig. 5 zeigt in Form eines Blockdiagrammes den Betrieb einer Hydraulikpumpe und eines Elektromotors zur Betätigung der verschie­ denen Antriebsweisen des Getriebes.
Fig. 6 zeigt in einem Längsschnitt eine alter­ native Ausführungsform der Erfindung.
Fig. 1 zeigt das automatische Schaltgetriebe oder Übertra­ gungsgehäuse (transfer case) 10, nachfolgend immer Schaltge­ triebe genannt, das zum Antriebszug eines Fahrzeuges ge­ hört,um selektiv Drehmoment auf die vorderen und/oder hinte­ ren Achsen eines Fahrzeuges zu übertragen. Das Schaltge­ triebe 10 hat ein Gehäuse 12 mit einer Eingangswelle 14, die an eine Getriebeausgangswelle zur Rotation mit dieser ange­ koppelt ist. Ein Planetengetriebe 16 hat ein Sonnenrad 18, das auf der Eingangswelle 14 zur Drehung mit dieser mon­ tiert ist. Planetenräder 20 sind auf einem Träger 22 ange­ ordnet zur Kopplung der Drehung des Sonnenrades 18 mit einem Zahnring 24 des Planetengetriebes 16 in vorgegebenem Über­ setzungsverhältnis. Eine mehrscheibige Kupplung 26 wird durch ein hydraulisches Steuersystem 27 betätigt, um den Pla­ netenträger 22 mit den Zahnring 24 zu blockieren für eine direkte Verbindung und Drehung mit diesem. Bei Betätigung der Kupplung 26 wird durch das Planetengetriebe 16 ein Über­ setzungsverhältnis von 1 : 1 erreicht. Alternativ, wenn die Kupplung 26 abgeschaltet ist, dreht sich der Zahnring 24 mit vorgegebenem Übersetzungsverhältnis relativ zur Eingangs­ welle 14. Der Zahnring 24 ist mit einer Zwischenwelle 28 ge­ koppelt und treibt diese an. Dem Planetengetriebe 16 ist eine Schalteinrichtung 30 zugeordnet, die eine Bremse 32, z. B. eine Bandbremse und eine Betätigungseinrichtung 34 aufweist, die mit dem hydraulischen Steuersystem gekoppelt ist. Die Betätigungseinrichtung 34 kann ein Kolben sein, der in und außer Eingriff mit dem Band 32 bewegbar ist. Die Schalteinrichtung 30 wird selektiv betätigt, um Druck auf das Band 32 auszuüben und den Zahnring 24 selektiv zu be­ aufschlagen. Eine Beaufschlagung des Ringes 24 führt zu einer Reduzierung des Übersetzungsverhältnisses beim Antrieb der Zwischenwelle 28. Durch eine Betätigung der Schalteinrichtung 30 wird das Getriebe in einen niedrigen Geschwindigkeitsbe­ reich geschaltet, während eine Abschaltung einen hohen Ge­ schwindigkeitsbereich zur Folge hat. Die Schalteinrichtung 30 überträgt selektiv Antriebskraft auf die Welle 28 mit oder ohne Drehmoment-Multiplikation. Die Tätigkeit der Schalteinrichtung 30 wird gesteuert durch das hydraulische System 27 und das elektronische Steuersystem des Getriebes 10, und es erlaubt eine sanfte gleichmäßige Schaltung in Be­ trieb.
Die Welle 28 trägt ein Kettenrad und treibt dies drehbar an sowie eine Kettenanordnung 36, die mit einer vorderen Aus­ gangswelle 38 über eine Mehrscheibenkupplung 40 gekoppelt ist. Die Kupplung 40 wird hydraulisch durch das elektroni­ sche Steuersystem 60 betätigt. Bei Betätigung der Kupplung 40 treibt die Kette 36 die vordere Ausgangswelle 38 für einen selektiven Vierradantrieb. Die Welle 28 ist ferner mit einer hinteren Ausgangswelle 42 über ein Allrad-Plane­ tengetriebe 44 gekoppelt. Das Planetengetriebe 44 hat ein Sonnenrad 46, das drehbar durch die Welle 28 angetrieben ist sowie Planetenräder 48 auf einem Träger 50, die mit einem Zahnring 52 gekoppelt sind. Der Zahnring 52 treibt die hin­ tere Ausgangswelle 42 an in einem durch die Planetenräder 50 gegebenen Übersetzungsverhältnis.
Das Planetengetriebe 44 ermöglicht Differential-freie und Differential-gesperrte Antriebsweisen bei Vierradantrieb. Eine hydraulisch gesteuerte Mehrscheibenkupplung 54 wird benutzt, um selektiv das Planetengetriebe 44 zu sperren, wenn eine Drehzahldifferenz zwischen den vorderen und den hinteren Ausgangswellen 38 und 42 durch das automatische Steuersystem gemessen wird. Die Betriebsweise mit gesperrtem Differential verhindert einen Schlupf zwischen den Ausgangs­ wellen und kann automatisch vorgesehen werden, wenn ein vor­ gegebener Radschlupf zwischen den vorderen und den hinteren Ausgangswellen auftritt, der den Unterschied übersteigt, der für einen maximalen Wende-Winkel erforderlich ist. Die Kupplung 54 hat ausreichend Kapazität, so daß sie bei Antrieb mit Sperrdifferential zeitweise benutzt werden kann. Alternativ, wenn die Kupplung 54 abgeschaltet ist, ergibt sich ein freier Differentialbetrieb, also ohne Sperrung des Differentiales. Bei Vierradantrieb können die vorderen und hinteren Ausgangswellen 38 und 42 mit unter­ schiedlichen Drehzahlen rotieren, während Allradantrieb für konstante Drehzahlantriebsbedingungen vorgesehen ist. Das Getriebe 10 ermöglicht somit automatisch Zweiradantrieb und Vierradantrieb sowie einen Vierradantrieb mit freiem Differential und einen solchen mit gesperrtem Differential. Auch können die oberen und unteren Antriebsbereiche bzw. Gänge automatisch geschaltet werden während des Betriebes. Das Getriebe 10 kann ferner manuell in die einzelnen An­ triebsweisen und in die verschiedenen Gänge geschaltet wer­ den. Es können vom Fahrer kontrollierte oder betätigte Schalter (nicht gezeigt) vorgesehen werden im Fahrerhaus zur Überbrückung oder Übergehung des elektronischen Steuer­ systemes 60, welches das hydraulische Steuersystem 27 be­ tätigt.
Die automatische Steuerung der verschiedenen Funktionen wird durch ein elektronisches Steuersystem 60 durchgeführt. Das elektronische Steuersystem 60 hat z. B. einen Mikroprozessor, der den Fahrzeugbetrieb über eine Mehrzahl von nicht gezeig­ ten Sensoren in konventioneller Weise überwacht. Das Steuer­ system 60 wird nachfolgend im Detail beschrieben. Das Steuersystem 60 betätigt das hydraulische System 27 im Gehäu­ se 12. Das hydraulische Steuersystem 27 umfaßt einen Sammel­ behälter 62, der mit einem Behälter verbunden ist, der Hy­ draulikfluid enthält sowie elektronisch gesteuerte Solenoid- Ventile 64 und 66, die zwischen dem Sammelbehälter 62 und Speiseleitungen zu den verschiedenen Kupplungen, Kolbenbe­ tätigern etc. angeordnet und mit diesen gekoppelt sind, welche hydraulisch gesteuert werden. Der hydraulische Druck wird durch eine Hydraulikpumpe 68 erzeugt, die vom Getriebe selbst oder mittels eines Elektromotores 70 angetrieben wird. Die Pumpe 68 ist mit der Zwischenwelle 72 gekoppelt, die se­ lektiv die vordere Ausgangswelle 38 über die Kette 36 an­ treibt. Die Antriebsverbindung erfolgt durch eine Einweg­ kupplung 74. Die Zwischenwelle bewirkt den Antrieb über die Kette 36, unabhängig ob das Fahrzeug im Zweiradantrieb oder im Vierradantrieb ist, und wenn das Fahrzeug vorwärts ange­ trieben wird, treibt diese Welle die Hydraulikpumpe 68 über die Kupplung 74. Alternativ, wenn das Fahrzeug rückwärts an­ getrieben oder angehalten wird, rotiert die Welle 72 in ent­ gegengesetzter Richtung, oder sie wird nicht angetrieben und kann daher die Pumpe 68 nicht antreiben. Der Elektromotor 70 wird somit benutzt, um die Pumpe 68 zu treiben, wenn das Fahrzeug stillsteht oder rückwärts angetrieben wird. Die Pumpe 68 liefert einen Druck an den Sammelbehälter 62, der seinerseits das Hydraulikfluid unter Druck an die elektro­ nisch gesteuerten Ventile 64 und 66 gibt. Das hydraulische Steuersystem ist geeignet im Gehäuse 12 eingebaut, wobei die Druckversorgung in das Gehäuse integriert ist.
Eine automatische Schaltung des Getriebes erfolgt durch das elektronische Steuersystem 60. Ein Blockdiagramm des Steuer­ systemes 60 ist in Fig. 2 dargestellt, wobei eine Prozeß- Einheit 80, z. B. ein Mikroprozessor an Bord des Fahrzeuges eingebaut ist mit Eingängen von geeigneten Sensoren zur Überwachung der Fahrzeugfunktion. Eingänge zum Mikroprozessor 80 umfassen Informationen über die Betriebsdrehzahl des Fahr­ zeugmotors, z. B. durch Messung der Drehzahl einer Ausgangs­ welle vom Fahrzeuggetriebe 82. Diese Drehzahl, mit der das Fahrzeug zu irgendeinem Zeitpunkt arbeitet, ist Eingang bei 84, und der Schaltgetriebebereich (transfer case range) ist Eingang bei 86. Der Mikroprozessor 80 hält als Eingang auch den hydraulischen Druck im hydraulischen Betätigungssystem bei 88, um sicherzustellen, daß ein geeigneter hydraulischer Druck aufrechterhalten wird, und um richtig die hydraulische Steuerung des Gehäuses bzw. Schaltgetriebes zu betätigen. Zusammen mit diesen Eingängen werden sowohl die Drehzahlen von Vorder- und Hinterachsen bei 90 und 92 überwacht und eingegeben, die ebenfalls Signale an den Mikroprozessor 80 bilden. Aufgrund dieser Eingänge erzeugt der Mikroprozessor 80 Steuersignale für die Arbeitsweise des Schaltgetriebes 94, und er wählt automatisch die gewünschte Betriebsweise bei 96.
In Fig. 3 ist der Allradantrieb bei 100 dargestellt, und er kann im hohen Geschwindigkeitsbereich 102 oder dem niedrigen Geschwindigkeitsbereich 104 arbeiten. Das elektronische Steuersystem wählt automatisch den oberen oder unteren Geschwindigkeitsbereich bzw. die oberen oder unteren Gänge aufgrund von Eingängen der Drehzahl der vorderen Achse bei 106 oder der Drehzahl der hinteren Achse bei 108 sowie aufgrund von Informationen darüber, ob die vordere Ausgangs­ kupplung betätigt ist bei 110. Beim Allradantrieb wird die hintere Ausgangskupplung benutzt, um selektiv eine Drehmoment­ aufteilung zwischen der vorderen und hinteren Ausgangswelle einzustellen. Beim Allradantrieb 100 stellt das automatische Steuersystem selektiv die hintere Ausgangskupplung ein, um die richtige Drehmomentaufteilung zwischen den vorderen und hinteren Ausgangswellen zu bewirken, oder um die hintere Ausgangskupplung zu benutzen, um das zugehörige Planetenge­ triebe zu blockieren und damit auf Sperrdifferential zu schalten, wobei dieser Eingang mit 112 bezeichnet ist. Eine Rückkopplung hinsichtlich des Zustandes der hinteren Aus­ gangskupplung wird an das Steuersystem gegeben, um automatisch diese Merkmale zu steuern.
Ebenso, wie in Fig. 4 gezeigt, hat der automatische Vierrad­ antrieb 120, gesteuert durch das elektronische Steuersystem, als Eingänge die Motordrehzahl bei 122, die Drehzahl mit der das Getriebe arbeitet bei 124, die Drehzahlen von Vorder- und Hinterachse bei 126 und 128, und ebenso eine Rückkopplung von den Funktionen des Schaltgetriebes einschließlich des Zu­ standes der vorderen und hinteren Ausgangskupplungen 130 und 132 und des Bereiches des Schaltgetriebes (transfer case range) bei 134. Das elektronische Steuersystem steuert dann die Funktion der vorderen und hinteren Ausgangskupplungen 130 und 132 und ebenso den Bereich des Schaltgetriebes bei 134, um den gewünschten Fahrzeugbetrieb automatisch zu bewirken. Das Steuersystem für den automatischen Vierradantrieb bei 120 steuert dann die Tätigkeit der vorderen Ausgangskupplung bei 130, der hinteren Ausgangskupplung bei 132 und den Schalt­ getriebebereich bei 134, um einen Vierradantrieb im gewünsch­ ten Geschwindigkeitsbereich zu bewirken. Das Schalten vom hohen Geschwindigkeitsbereich in den tiefen Geschwindigkeits­ bereich kann automatisch durchgeführt werden auf der Basis bestimmter Betriebsparameter, z. B. wenn die Motordrehzahl oberhalb eines vorgegebenen Schwellwertes liegt, und das Übersetzungsverhältnis des Fahrzeuggetriebes kann ohne Si­ cherheitsrisiko verändert werden. Ebenso kann die Betätigung der vorderen Ausgangskupplung, um Energie an die vordere Aus­ gangswelle für den Vierradantrieb zu legen, unter vorgege­ benen Bedingungen bewirkt werden, die im Steuersystem einge­ stellt sind. Eine automatische Steuerung oder Kontrolle der Schaltung des Schaltgetriebes in gewünschte Antriebsarten kann aufgrund bestimmter Betriebscharakteristiken des Fahr­ zeuges durch das elektronische Steuersystem vorgenommen wer­ den, wobei der Fahrer die automatische Steuerung überbrücken bzw. umgehen kann.
Das elektronische Steuersystem steuert das hydraulische Steuer­ system. Das letztere hat eine hydraulische Pumpe, die ent­ weder vom Schaltgetriebe (transfer case) selbst oder einem Elektromotor angetrieben wird. Wie Fig. 5 zeigt, hängt die Arbeit des Elektromotors bei 140 davon ab, ob der Druck im Hydrauliksystem oberhalb einer vorgegebenen Schwelle liegt, die durch das elektronische Steuersystem bei 142 eingestellt wird. Ein vorgegebener Druck, beispielsweise 35 kp/cm² wird für das hydraulische Steuersystem eingestellt und das elektronische Steuersystem überwacht den Druck im hydraulischen System und schaltet selektiv den Elektromotor bei 144 oder 146 entsprechend ein oder aus. Auf diese Weise wird der hydrau­ lische Druck auf dem gewünschten Betriebsniveau zu allen Zeiten während des Fahrzeugbetriebes gehalten.
In Fig. 6 ist eine weitere Ausführungsform des Schaltge­ triebes oder Übertragungsgehäuses (transfer case) darge­ stellt, wobei dieselben Bezugszeichen für dieselben Merk­ male verwendet werden. Bei dieser Ausführungsform wird insbesondere die Steuerung zwischen hohen und niedrigen Geschwindigkeitsbereichen während des Betriebes durch eine Kupplung 100 durchgeführt anstelle der oben beschriebenen Bandbremse. Die Kupplung 100 ist eine Mehrscheiben-Kupplung, die hydraulisch betätigt wird, um den Zahnring des Plane­ tengetriebes 16 zu beaufschlagen. Bei dieser Ausführungs­ form wird ferner eine Tellerfeder 102 verwendet, um eine Kraft auf die Kupplungsscheiben auszuüben, um den Antrieb für eine oder beide der hinteren und vorderen Ausgangswellen aufrechtzuerhalten, auch wenn der hydraulische Druck im hy­ draulischen Steuersystem wegfallen sollte. Die Betätigung der Kupplung 100 führt ebenso wie oben zu einem Kurzschließen des Zahnringes des Planetensystemes, was wie gewünscht zu einer Reduzierung des Übersetzungsverhältnisses oder einem niedrigen Drehzahlbereich führt.

Claims (15)

1. Automatisches Schaltgetriebe für Fahrzeuge, gekenn­ zeichnet durch ein Gehäuse mit einer drehbar ange­ triebenen Eingangswelle, einer ersten Ausgangswelle, die drehbar mit einer der vorderen oder hinteren Achsen eines Fahrzeuges gekoppelt ist sowie einer zweiten Ausgangswelle, die drehbar mit der anderen dieser beiden Achsen des Fahrzeuges gekoppelt ist, ein erstes Planetengetriebe, das der Eingangswelle zugeordnet ist, und das ein Sonnenrad aufweist, das mit der Eingangswelle verbunden ist zur Drehung mit dieser, ferner einen Zahnring und Planetenräder, die auf einem Träger gelagert sind, wobei die Pla­ netenräder treibend mit einer der Ausgangswellen ge­ koppelt sind, eine erste Kupplung, welche dem er­ sten Planetengetriebe zugeordnet ist, und die ein vorgegebenes Ausgangsantriebsverhältnis an wenigstens eine der ersten oder zweiten Ausgangswellen legt, ein zweites Planetengetriebe, welches der ersten Ausgangs­ welle zugeordnet ist, und dem eine zweite Kupplung zugeordnet ist, um selektiv die Drehmomentübertragung zur zweiten Ausgangswelle zu steuern, eine dritte Kupplung, die der zweiten Ausgangswelle zugeordnet ist, und die selektiv betätigbar ist, um die zweite Ausgangs­ welle anzutreiben, derart, daß Drehmoment selektiv über­ tragen wird, um die zweite Ausgangswelle anzutreiben sowie durch Steuereinrichtungen, um automatisch die erste, die zweite oder die dritte Kupplung zu betätigen, um einen Zweiradantrieb, einen Vierradantrieb oder einen Allradantrieb einzuschalten.
2. Schaltgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Kupplung betätigt wird, um den Planeten­ träger des ersten Planetengetriebes mit dem Zahnring zu blockieren, wobei der Zahnring mit der ersten Aus­ gangswelle gekoppelt ist, um diese in einem Über­ setzungsverhältnis von 1 : 1 mit der Eingangswelle an­ zutreiben.
3. Schaltgetriebe nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Einrichtungen, um selektiv den Zahnring des ersten Planetengetriebes kurz zu schließen bzw. zu blockie­ ren, und daß diese Einrichtungen selektiv durch die Steuereinrichtung betätigbar sind, wobei durch das Kurzschließen des Zahnringes des ersten Planeten­ getriebes eine Reduzierung des Übersetzungsverhältnis­ ses beim Antrieb von einer der beiden Ausgangswellen während des Betriebes des Fahrzeuges bewirkt.
4. Schaltgetriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß diese Einrichtungen zum Kurzschließen des Zahn­ ringes eine Bremse umfassen, die selektiv durch einen Kolben betätigbar ist, um in Eingriff mit dem Zahnring zu treten.
5. Schaltgetriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß diese Einrichtung zum Kurzschließen des Zahnringes eine vierte Kupplung ist, die selektiv betätigbar ist zum Eingriff mit dem Zahnring.
6. Schaltgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die erste Kupplung betätigbar ist, um die erste Ausgangswelle anzutreiben, und daß die dritte Kupplung betätigbar ist, um die zweite Ausgangswelle anzutreiben, um automatisch einen Vierradantrieb einzuschalten.
7. Schaltgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung Mittel umfaßt, um die Dreh­ zahl der ersten und der zweiten Ausgangswelle zu messen, daß sie automatisch die zweite Kupplung be­ tätigt, um selektiv das zweite Planetengetriebe zu blockieren, wenn eine vorgegebene Drehzahldifferenz zwischen der ersten und der zweiten Ausgangswelle gemessen wird, um einen relativen Schlupf zwischen der ersten und der zweiten Ausgangswelle zu verhin­ dern.
8. Schaltgetriebe nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch Einrichtungen, um selektiv den Zahnring des ersten Planetengetriebes kurz zu schließen, der durch die Steuereinrichtung betätigt wird, wobei durch das Kurzschließen des Zahnringes eine Reduzierung des Übersetzungsverhältnisses bei der Übertragung des Drehmomentes zur ersten und zur zweiten Ausgangs­ welle bewirkt.
9. Schaltgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung ein elektronisches Steuer­ system und ein hydraulisches Schaltsystem umfaßt, wo­ bei das elektronische Steuersystem Eingangssig­ nale entsprechend des momentanen Fahrzeugbetrie­ bes empfängt und automatisch die Arbeitsweise des Schaltgetriebes aufgrund dieser Eingangssignale auswählt, wobei das elektronische Steuersystem dieses hydraulische Schaltsystem betätigt, um selektiv die erste, die zweite oder die dritte Kupplung zu betätigen, um eine gewünschte Betriebs­ weise auszuwählen.
10. Schaltgetriebe nach Anspruch 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Eingangssignale die Motordreh­ zahl, die Getriebedrehzahl, die Vorderachsen­ drehzahl, die Hinterachsendrehzahl sowie hydrau­ lische Drucksignale umfassen, die an einen Mikro­ prozessor gelegt werden, welcher so programmiert ist, daß er die Tätigkeit der dritten Kupplung steuert, um automatisch Zweiradantrieb oder Vier­ radantrieb auszuwählen, wobei ferner die zweite Kupplung selektiv betätigt wird, um einen freien Differentialbetrieb oder einen Betrieb mit Dif­ ferentialsperre bei Vierradantrieb zu schalten.
11. Schaltgetriebe nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch Einrichtungen zum Kurzschließen des Zahn­ ringes des ersten Planetengetriebes, das durch die Steuereinrichtung betätigbar ist, wobei durch das Kurzschließen des Zahnringes eine Reduzierung des Übersetzungsverhältnisses bei der Drehmoment­ übertragung zu den Ausgangswellen bewirkt wird, wobei diese Eingangssignale den Getriebe­ bereich für die automatische Auswahl eines niedrigen Antriebsbereiches im Fahrzeugbe­ trieb umfassen.
12. Schaltgetriebe nach Anspruch 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das hydraulische Schalt­ system einen Sammelbehälter umfaßt, der mit einem hydraulischen Fluid-Behälter verbunden ist, daß ferner elektronisch gesteuerte Solenoid-Ventile zwischen dem Sammelbehälter und den Zufuhrleitungen zur ersten, zweiten und dritten Kupplung eingebaut sind zur Be­ tätigung der letzteren, und daß der hydrau­ lische Druck im System durch eine hydraulische Pumpe im Gehäuse erzeugt wird.
13. Schaltgetriebe nach Anspruch 12, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die hydraulische Pumpe mit Einrichtungen gekoppelt ist, um die zweite Ausgangswelle über eine Einweg-Kupplung derart anzutreiben, daß der Antrieb dieser Einrich­ tungen zum Antreiben der zweiten Ausgangs­ welle in einer ersten Drehrichtung die Pumpe antreibt, um einen hydraulischen Druck zu erzeugen, der an den Sammelbehälter gelegt wird.
14. Schaltgetriebe nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch einen Elektromotor, der der hydraulischen Pumpe zugeordnet ist und der betätigt wird, um einen hydraulischen Druck zu erzeugen, wenn die hydraulische Pumpe nicht mit den Einrichtungen zum Antrieb der zweiten Ausgangswelle über die Einweg-Kupplung verbunden ist.
15. Schaltgetriebe nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Wähleinrichtungen zum Wählen der Betriebs­ weise, die im Fahrerhaus des Fahrzeuges angeordnet sind, um eine gewünschte Antriebsweise zu wählen, daß ferner durch diese Wähleinrichtung die Steuer­ einrichtung umgehbar ist, um eine Antriebsweise zu wählen, wenn diese gewählte Antriebsweise eine sichere Fahrzeugfunktion ist, die ausgeführt wer­ den kann auf der Basis der momentanen Betriebs­ weise des Fahrzeuges.
DE4442482A 1993-11-30 1994-11-29 Automatisches Schaltgetriebe für Fahrzeuge Ceased DE4442482A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

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DE4442482A Ceased DE4442482A1 (de) 1993-11-30 1994-11-29 Automatisches Schaltgetriebe für Fahrzeuge

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