特許 6971328 自動車用変速機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6971328

(24)【登録日】2021年11月4日

(45)【発行日】2021年11月24日

(54)【発明の名称】自動車用変速機

(51)【国際特許分類】

   F16H 3/66 20060101AFI20211111BHJP

   B60K 6/365 20071001ALI20211111BHJP

   B60K 6/48 20071001ALI20211111BHJP

   B60K 6/547 20071001ALI20211111BHJP

【ＦＩ】

   F16H3/66 Z

   B60K6/365ZHV

   B60K6/48

   B60K6/547

【請求項の数】15

【全頁数】20

(21)【出願番号】特願2019-557627(P2019-557627)

(86)(22)【出願日】2018年3月26日

(65)【公表番号】特表2020-517873(P2020-517873A)

(43)【公表日】2020年6月18日

(86)【国際出願番号】EP2018057565

(87)【国際公開番号】WO2018197127

(87)【国際公開日】20181101

【審査請求日】2020年12月17日

(31)【優先権主張番号】102017206803.5

(32)【優先日】2017年4月24日

(33)【優先権主張国】DE

(73)【特許権者】

【識別番号】500045121

【氏名又は名称】ツェットエフ、フリードリッヒスハーフェン、アクチエンゲゼルシャフト

【氏名又は名称原語表記】ＺＦ ＦＲＩＥＤＲＩＣＨＳＨＡＦＥＮ ＡＧ

(74)【代理人】

【識別番号】100147485

【弁理士】

【氏名又は名称】杉村 憲司

(74)【代理人】

【識別番号】230118913

【弁護士】

【氏名又は名称】杉村 光嗣

(74)【代理人】

【識別番号】100186716

【弁理士】

【氏名又は名称】真能 清志

(72)【発明者】

【氏名】ステファン ベック

(72)【発明者】

【氏名】ヨハネス グラックレー

(72)【発明者】

【氏名】ミヒャエル トゥルーベンバッハ

(72)【発明者】

【氏名】カイ ボーントレーガー

(72)【発明者】

【氏名】ピーター ツィーマー

(72)【発明者】

【氏名】ヨハネス カルテンバッハ

(72)【発明者】

【氏名】ミヒャエル ヴェクス

(72)【発明者】

【氏名】ゲーアハルト ニーデルブルッケル

(72)【発明者】

【氏名】ジェンズ モラウ

【審査官】 前田 浩

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００５−１７２１２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−２２４５４７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｈ ３／００

Ｂ６０Ｋ ６／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

自動車用変速機（Ｇ）であって、変速機入力部（ＧＷ１‐Ａ）と、変速機出力部（ＧＷ２‐Ａ）と、第１（Ｐ１）、第２（Ｐ２）、第３（Ｐ３）、第４（Ｐ４）、及び第５遊星歯車セット（Ｐ５）と、を備え、前記遊星歯車セット（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５）は、それぞれ、複数の要素（Ｅ１１、Ｅ１２、Ｅ１３、Ｅ２１、Ｅ２２、Ｅ２３、Ｅ３１、Ｅ３２、Ｅ３３、Ｅ１４、Ｅ２４、Ｅ３４、Ｅ１５、Ｅ２５、Ｅ３５）を備え、前記変速機（Ｇ）が第１（Ｂ１）、第２（Ｂ２）、第３（Ｋ１）、第４（Ｋ２）、第５（Ｋ３）、及び第６シフト要素（Ｂ３；Ｋ４）を備え、前記シフト要素を選択的に作動させることにより、前記変速機入力部（ＧＷ１‐Ａ）と前記変速機出力部（ＧＷ２‐Ａ）との間で、異なる速度（１乃至１０、Ｒ１及びＲ２）を切り替えて、前記遊星歯車セット（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５）を介する異なるパワーフロー経路を実現可能であり、
第２遊星歯車セット（Ｐ２）の第３要素（Ｅ３２）及び第３遊星歯車セット（Ｐ３）の第２要素（Ｅ２３）は、相対回転不能に相互接続され、共に第１シフト要素（Ｂ１）を介して、相対回転不能な構成要素（ＧＧ）に固定可能であり、
第４遊星歯車セット（Ｐ４）の第１要素（Ｅ１４）は、第２シフト要素（Ｂ２）を用いて、同様に相対回転不能な構成要素（ＧＧ）に固定可能であり、
前記変速機入力部（ＧＷ１‐Ａ）は、第２遊星歯車セット（Ｐ２）の第１要素（Ｅ１２）と相対回転不能に接続され、第２遊星歯車セット（Ｐ２）の第２要素（Ｅ２２）は、第４遊星歯車セット（Ｐ４）の第３要素（Ｅ３４）と相対回転不能に接続し、
第４遊星歯車セット（Ｐ４）の第２要素（Ｅ２４）は、前記変速機出力部（ＧＷ２−Ａ）と相対回転不能に接続され、第３シフト要素（Ｋ１）を介して、第５遊星歯車セット（Ｐ５）の第２要素（Ｅ２５）と相対回転不能に接続可能であり、さらに、第５遊星歯車セット（Ｐ５）の第２要素（Ｅ２５）は、第４シフト要素（Ｋ２）を用いて、第４遊星歯車セット（Ｐ４）の第１要素（Ｅ１４）と相対回転不能に接続可能であり、
第３遊星歯車セット（Ｐ３）の第１要素（Ｅ１３）は、第５遊星歯車セット（Ｐ５）の第３要素（Ｅ３５）と相対回転不能に接続し、第５遊星歯車セット（Ｐ５）の第１要素（Ｅ１５）は、常時、相対回転不能な構成要素（ＧＧ）に固定され、
第３遊星歯車セット（Ｐ３）の第３要素（Ｅ３３）は、第５シフト要素（Ｋ３）を介して、第２遊星歯車セット（Ｐ２）の第２要素（Ｅ２２）及び第４遊星歯車セット（Ｐ４）の第３要素（Ｅ３４）と相対回転不能に接続可能であり、
第１遊星歯車セット（Ｐ１）では、第１遊星歯車セット（Ｐ１）の第１要素（Ｅ１１）の、相対回転不能な構成要素（ＧＧ）との第１連結、第１遊星歯車セット（Ｐ１）の第２要素（Ｅ２１）の、前記変速機入力部（ＧＷ１−Ａ）との第２連結、及び第１遊星歯車セット（Ｐ１）の第３要素（Ｅ３１）の、第３遊星歯車セット（Ｐ３）の第３要素（Ｅ３３）との第３連結が存在し、これらの連結のうち、２つの連結は、常時の相対回転不能な接続として存在し、一方残りの連結では、第６シフト要素（Ｂ３；Ｋ４）を用いて、相対回転不能な接続を作り出すことが可能であることを特徴とする、変速機（Ｇ）。

【請求項2】

請求項１に記載の変速機（Ｇ）であって、第１遊星歯車セット（Ｐ１）の第２要素（Ｅ２１）は前記変速機入力部（ＧＷ１−Ａ）と相対回転不能に接続し、第１遊星歯車セット（Ｐ１）の第３要素（Ｅ３１）は、第３遊星歯車セット（Ｐ３）の第３要素（Ｅ３３）と相対回転不能に接続し、一方、第１遊星歯車セット（Ｐ１）の第１要素（Ｅ１１）は、第６シフト要素（Ｂ３）を用いて、相対回転不能な構成要素（ＧＧ）に固定可能であることを特徴とする、変速機（Ｇ）。

【請求項3】

請求項１に記載の変速機（Ｇ）であって、第１遊星歯車セット（Ｐ１）の第１要素（Ｅ１１）は相対回転不能な構成要素（ＧＧ）に固定され、第１遊星歯車セット（Ｐ１）の第３要素（Ｅ３１）は、第３遊星歯車セット（Ｐ３）の第３要素（Ｅ３３）と相対回転不能に接続し、一方、第１遊星歯車セット（Ｐ１）の第２要素（Ｅ２１）は、第６シフト要素（Ｋ４）を用いて、前記変速機入力部（ＧＷ１‐Ａ）と相対回転不能に接続可能であることを特徴とする、変速機（Ｇ）。

【請求項4】

請求項１に記載の変速機（Ｇ）であって、第１遊星歯車セット（Ｐ１）の第１要素（Ｅ１１）は相対回転不能な構成要素（ＧＧ）に固定され、第１遊星歯車セット（Ｐ１）の第２要素（Ｅ２１）は、前記変速機入力部（ＧＷ１‐Ａ）と相対回転不能に接続し、一方、第１遊星歯車セット（Ｐ１）の第３要素（Ｅ３１）は、第６シフト要素（Ｋ４）を用いて、第３遊星歯車セット（Ｐ３）の第３要素（Ｅ３３）と相対回転不能に接続可能であることを特徴とする、変速機（Ｇ）。

【請求項5】

請求項１〜４の何れか一項に記載の変速機（Ｇ）であって、前進第１速（１）は第１（Ｂ１）、第４（Ｋ２）、及び第５シフト要素（Ｋ３）を作動させることにより、前進第２速（２．１）は第１（Ｂ１）、第２（Ｂ２）、及び第５シフト要素（Ｋ３）を作動させることにより、又は前進第２速（２．２）は第１（Ｂ１）、第２（Ｂ２）、及び第６シフト要素（Ｂ３又はＫ４）を作動させることにより、又は前進第２速（２．３）は第１（Ｂ１）、第２（Ｂ２）、及び第３シフト要素（Ｋ１）を作動させることにより、又は前進第２速（２．４）は第１（Ｂ１）、第２（Ｂ２）、及び第４シフト要素（Ｋ２）を作動させることにより、前進第３速（３）は第２（Ｂ２）、第４（Ｋ２）、及び第５シフト要素（Ｋ３）を作動させることにより、前進第４速（４）は第２（Ｂ２）、第４（Ｋ２）、及び第６シフト要素（Ｂ３又はＫ４）を作動させることにより、前進第５速（５）は第２（Ｂ２）、第３（Ｋ１）、及び第６シフト要素（Ｂ３又はＫ４）を作動させることにより、前進第６速（６）は第２（Ｂ２）、第５（Ｋ３）、及び第６シフト要素（Ｂ３又はＫ４）を作動させることにより、前進第７速（７）は第３（Ｋ１）、第５（Ｋ３）、及び第６シフト要素（Ｂ３又はＫ４）を作動させることにより、前進第８速（８）は第４（Ｋ２）、第５（Ｋ３）、及び第６シフト要素（Ｂ３又はＫ４）を作動させることにより、前進第９速（９）は第３（Ｋ１）、第４（Ｋ２）、及び第６シフト要素（Ｂ３又はＫ４）を作動させることにより、前進第１０速（１０）は第３（Ｋ１）、第４（Ｋ２）、及び第５シフト要素（Ｋ３）を作動させることにより、後退第１速（Ｒ１）は第１（Ｂ１）、第４（Ｋ２）、及び第６シフト要素（Ｂ３又はＫ４）を作動させることにより、並びに後退第２速（Ｒ２）は第１（Ｂ１）、第３（Ｋ１）、及び第５シフト要素（Ｋ３）を作動させることにより切り替え可能であることを特徴とする、変速機（Ｇ）。

【請求項6】

請求項１〜５の何れか一項に記載の変速機（Ｇ）であって、追加第１速（Ｚ１）は第１（Ｂ１）、第３（Ｋ１）、及び第６シフト要素（Ｂ３又はＫ４）を作動させることにより、追加第２速（Ｚ２）は第１（Ｂ１）、第３（Ｋ１）、及び第４シフト要素（Ｋ２）を作動させることにより、並びに追加第３速（Ｚ３）は第２（Ｂ２）、第３（Ｋ１）、及び第５シフト要素（Ｋ３）を作動させることにより切り替え可能であることを特徴とする、変速機（Ｇ）。

【請求項7】

請求項１〜６の何れか一項に記載の変速機（Ｇ）であって、各遊星歯車セット（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５）はマイナス遊星歯車セットとして存在し、前記各遊星歯車セット（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５）の各第１要素（Ｅ１１、Ｅ１２、Ｅ１３、Ｅ１４、Ｅ１５）は各太陽歯車であり、前記各遊星歯車セット（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５）の各第２要素（Ｅ２１、Ｅ２２、Ｅ２３、Ｅ２４、Ｅ２５）は各遊星キャリアであり、前記各遊星歯車セット（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５）の各第３要素（Ｅ３１、Ｅ３２、Ｅ３３、Ｅ３４、Ｅ３５）は各内歯車であることを特徴とする、変速機（Ｇ）。

【請求項8】

請求項１〜７の何れか一項に記載の変速機（Ｇ）であって、各遊星歯車セットがプラス遊星歯車セットとして存在し、前記各遊星歯車セットの各第１要素は各太陽歯車であり、前記各遊星歯車セットの各第２要素は各内歯車であり、前記各遊星歯車セットの各第３要素は各遊星キャリアであることを特徴とする、変速機（Ｇ）。

【請求項9】

請求項１〜８の何れか一項に記載の変速機（Ｇ）であって、１つ又は複数のシフト要素（Ｂ１、Ｂ２、Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３、Ｂ３；Ｂ１、Ｂ２、Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３、Ｋ４）は、それぞれ、摩擦結合型シフト要素として実現されていることを特徴とする、変速機（Ｇ）。

【請求項10】

請求項１〜９の何れか一項に記載の変速機（Ｇ）であって、第１シフト要素は形状結合型シフト要素として実現されていることを特徴とする、変速機（Ｇ）。

【請求項11】

請求項１〜１０の何れか一項に記載の変速機（Ｇ）であって、前記変速機入力部（ＧＷ１‐Ａ）は、パワーテイクオフ（ＰＴＯ）と相対回転不能に連結されていることを特徴とする、変速機（Ｇ）。

【請求項12】

請求項１〜１１の何れか一項に記載の変速機（Ｇ）であって、前記変速機入力部（ＧＷ１−Ａ）は駆動軸（ＧＷ１）に構成され、前記変速機出力部（ＧＷ２−Ａ）は出力軸（ＧＷ２）に構成され、前記駆動軸（ＧＷ１）及び前記出力軸（ＧＷ２）は、相互に同軸に位置することを特徴とする、変速機（Ｇ）。

【請求項13】

請求項１〜１２の何れか一項に記載の変速機（Ｇ）であって、電気機械（ＥＭ）が備えられ、前記電気機械（ＥＭ）のロータ（Ｒ）は、回転可能な構成要素と連結されていることを特徴とする、変速機（Ｇ）。

【請求項14】

請求項１〜１３の何れか一項に記載の変速機（Ｇ）であって、さらに分離クラッチ（Ｋ０）が備えられ、前記変速機入力部（ＧＷ１‐Ａ）は、前記分離クラッチ（Ｋ０）を介して、連結軸（ＡＮ）と相対回転不能に接続可能であることを特徴とする、変速機（Ｇ）。

【請求項15】

請求項１〜１４の何れか一項に記載の変速機（Ｇ）を備える自動車のドライブトレイン。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、変速機入力部と、変速機出力部と、第１、第２、第３、第４、及び第５遊星歯車セットと、を備えた自動車用変速機に関する。遊星歯車セットは、それぞれ、複数の要素を備える。自動車用変速機には、第１、第２、第３、第４、第５、及び６シフト要素が備えられている。これらのシフト要素を選択的に作動させることにより、変速機入力部と変速機出力部との間で、異なる速度を切り替えて、遊星歯車セットを介する異なるパワーフロー経路を実現可能である。

【背景技術】

【0002】

したがって、この場合、変速機は多段変速機と称する。つまり、対応するシフト要素が作動することにより、変速機の変速機入力部と変速機出力部との間で、複数の異なる変速比を速度として切り替え可能である。これは、好適には自動的に行われる。シフト要素の配置に応じて、これらはクラッチ又はブレーキである。この種の変速機は、主に自動車で使用され、それぞれの自動車の駆動機関のトラクション力を異なる基準に適するよう提供する。

【0003】

韓国特許出願公開第第２０１６００７２６９６号から、５つの遊星歯車セットを備えた変速機が既知である。５つの遊星歯車セットは、それぞれ、各１つの太陽歯車、各１つの遊星キャリア、及び各１つの内歯車の形状である複数の要素から構成される。さらに、６つのシフト要素が備えられている。６つのシフト要素を選択的に作動させることにより、変速機の変速機入力部と変速機出力部との間で、異なる速度を実現できる。この場合、全体として、変速機入力部と変速機出力部との間で、前進１０速及び後退１速を切り替えることができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】韓国特許出願公開第第２０１６００７２６９６号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明の課題は、変速機入力部と変速機出力部との間で前進１０速及び後退１速を有する、従来技術から既知の変速機に対して代替的な実施形態を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

この課題は、請求項１の上位概念に基づいて、そこに記載の特徴に関連して解決される。請求項１に続く従属請求項は、それぞれ、本発明の有利な発展実施形態を表す。さらに、本発明による変速機が使用される自動車のドライブトレインは、請求項１５の主題である。

【0007】

本発明により、変速機は、変速機入力部と、変速機出力部と、第１、第２、第３、第４、及び第５遊星歯車セットと、を備える。この場合遊星歯車セットは、それぞれ、複数の要素を備え、変速機入力部から変速機出力部へとパワーフローを導くよう機能する。さらに、６つのシフト要素が備えられている。シフト要素を選択的に作動させることにより、変速機入力部と変速機出力部との間で、異なる速度を切り替えて、遊星歯車セットを介する異なるパワーフロー経路を実現可能である。

【0008】

本発明の意味において、変速機入力部は、好適には駆動軸の端部に構成されている。駆動軸を介して、駆動運動が変速機に導入される。本発明の範囲において、変速機出力部は、出力軸の端部に画定できる。出力軸を介して、その都度切り替えられた速度に応じて変速された駆動運動が、変速機から導き出される。しかしながら、変速機出力部を、歯車の歯部により構成することもできる。変速された駆動運動は、歯車に作用可能である。好適には、変速機入力部及び変速機出力部は、軸方向で、変速機の相互に反対側に位置する端部に備えられている。

【0009】

本発明の意味において、「軸」との用語は、変速機の回転可能な構成部分、と理解される。変速機の関連するコンポーネントが、この構成部分を介して、軸方向及び／又は径方向で相対回転不能に相互接続されている。または、その種の接続を、この構成部分を介して、対応するシフト要素が作動すると、作り出すことが可能である。そのため、各軸は中間部品として存在することもできる。中間部品を介して、各コンポーネントは、例えば径方向で変速機出力部と接続される。

【0010】

本発明の意味において、「軸方向」との用語は、変速機入力軸の方向の配向を意味する。この方向に沿って、遊星歯車セットは、相互に同軸で配置されている。次いで、「径方向」との用語は、変速機入力軸上に存在する軸の直径方向の配向、と理解される。

【0011】

遊星歯車セットは、軸方向で、好適には、第１遊星歯車セット、第２遊星歯車セット、第３遊星歯車セット、第４遊星歯車セット、及び第５遊星歯車セットの順番で配置されている。しかしながら、原則的には、本発明の範囲において、他の配置をとることもできる。

【0012】

本発明は、以下の技術的教示を含む。つまり、第２遊星歯車セットの第３要素及び第３遊星歯車セットの第２要素は、相対回転不能に相互接続され、共に第１シフト要素を介して、相対回転不能な構成要素に固定できる。また、第４遊星歯車セットの第１要素も、第２シフト要素を用いて、この相対回転不能な構成要素に固定可能である。さらに、変速機入力部は、第２遊星歯車セットの第１要素と相対回転不能に接続されている。第２遊星歯車セットの第２要素は、第４遊星歯車セットの第３要素と相対回転不能に接続している。これに対して、第４遊星歯車セットの第２要素は、変速機出力部と相対回転不能に接続され、第３シフト要素を介して、第５遊星歯車セットの第２要素と相対回転不能に接続できる。さらに、第５遊星歯車セットの第２要素は、第４シフト要素を用いて、第４遊星歯車セットの第１要素と相対回転不能に接続可能である。さらに、第３遊星歯車セットの第１要素は、第５遊星歯車セットの第３要素と相対回転不能に接続している。第５遊星歯車セットの第１要素は、常時、相対回転不能な構成要素に固定されている。第３遊星歯車セットの第３要素は、第５シフト要素を介して、第２遊星歯車セットの第２要素及び第４遊星歯車セットの第３要素と相対回転不能に接続できる。最後に、第１遊星歯車セットでは、第１遊星歯車セットの第１要素の、相対回転不能な構成要素との第１連結、第１遊星歯車セットの第２要素の、変速機入力部との第２連結、及び第１遊星歯車セットの第３要素の、第３遊星歯車セットの第３要素との第３連結が存在する。これらの連結のうち、２つの連結は、常時の相対回転不能な接続として存在する。一方残りの連結では、第６シフト要素を用いて、相対回転不能な接続を作り出すことが可能である。

【0013】

換言すると、本発明による変速機では、つまり、第２遊星歯車セットの第３要素及び第３遊星歯車セットの第２要素が、常時、相対回転不能に相互接続されている。一方、第２遊星歯車セットの第２要素と第４遊星歯車セットの第３要素との間には、常時の相対回転不能な接続が存在する。同様に、第３遊星歯車セットの第１要素及び第５遊星歯車セットの第３要素は、常時、相対回転不能に相互接続されている。一方、第５遊星歯車セットの第１要素は、常時、相対回転不能な構成要素に固定されている。変速機入力部は、さらに、第２遊星歯車セットの第１要素と、常時、相対回転不能に接続している。一方、第４遊星歯車セットの第２要素及び変速機出力部は、常時、相対回転不能に相互接続されている。

【0014】

第１シフト要素の作動により、第２遊星歯車セットの第３要素及び第３遊星歯車セットの第２要素が、共に、相対回転不能な構成要素に固定される。第２シフト要素を閉じることにより、第４遊星歯車セットの第１要素も、相対回転不能な構成要素で停止させることができる。第２シフト要素の相対回転不能な構成要素は、個別に構成されてもよい。第３シフト要素を閉じることにより、第５遊星歯車セットの第２要素は、第４遊星歯車セットの第２要素と相対回転不能な接続を有する。それに伴って、第５遊星歯車セットの第２要素が、結果的に変速機出力部とも相対回転不能な接続を有する。さらに、第５遊星歯車セットの第２要素は、第４シフト要素の作動によっても、第４遊星歯車セットの第１要素と相対回転不能に接続できる。第５シフト要素は、閉じられた状態で、第２遊星歯車セットの第２要素及び第４遊星歯車セットの第３要素を、共に、第３遊星歯車セットの第３要素と接続する。

【0015】

第１遊星歯車セットの場合、本発明による変速機では、第１遊星歯車セットの要素の３つの連結が存在する。そのため、第１連結は、第１遊星歯車セットの第１要素が相対回転不能な構成要素と連結する形状で存在する。一方、第１遊星歯車セットの第２要素の場合、変速機入力部への第２連結が存在する。次に、第３連結は、第１遊星歯車セットの第３要素が第３遊星歯車セットの第３要素と連結する形状で存在する。この場合、前述の３つの連結のうち、２つの連結は、常時の相対回転不能な接続として実現されている。一方、その都度の残りの連結は、第６シフト要素を閉じることによってのみ、相対回転不能に作り出される接続として存在する。

【0016】

本発明の意味において、「連結」との用語は、常時の相対回転不能な接続として存在する接続、又は、各シフト要素の作動によってのみ相対回転不能に作り出される接続、と理解される。

【0017】

変速機の相対回転不能な構成要素は、本発明によれば、変速機の常時静止しているコンポーネントであり、好適には、変速機ハウジング、又はその種の変速機ハウジングの一部、又は変速機ハウジングと堅固に接続されたコンポーネントである。第５遊星歯車セットの第１要素は、相対回転不能な構成要素と相対回転不能に接続され、したがって常時静止している。同様に、第２遊星歯車セットの第３要素及び第３遊星歯車セットの第２要素、並びに第４遊星歯車セットの第１要素は、それぞれ関連するシフト要素の作動によってのみ、停止できる。

【0018】

本発明による変速機では、第１及び第２シフト要素はブレーキとして構成されている。ブレーキは、制御の際に、変速機の各回転可能なコンポーネント又は相対回転不能に相互接続された回転可能なコンポーネントを停止するよう制動し、相対回転不能な構成要素に固定する。これに対して、第３、第４、及び第５シフト要素はクラッチとして存在する。クラッチは、作動すると、その都度、変速機の関連する回転可能なコンポーネントの回転運動を相互に同期させ、続いて回転不能に相互接続する。第１遊星歯車セットの連結のうちの何れの連結において、第６シフト要素を介する相対回転不能な接続が作り出されるかに応じて、第６シフト要素は、ブレーキ又はクラッチとなる。

【0019】

好適には、第１シフト要素は、軸方向で、第３遊星歯車セットと第４遊星歯車セットとの間に備えられている。一方、第２シフト要素は、特に、第５遊星歯車セットの、変速機入力部と反対に位置し、変速機出力部に面して位置する側にある。好適には、第３シフト要素及び第４シフト要素は共に、軸方向で、第４遊星歯車セットと第５遊星歯車セットとの間に備えられ、さらに好適には軸方向で直接に、相互に隣接する。さらに、第３及び第４シフト要素は、この場合、実質的に同じ径方向の高さに備えられている。この場合、第３及び第４シフト要素の空間的配置により、これら２つのシフト要素の共通供給を考慮できる。第５シフト要素は、軸方向で、好適には第１遊星歯車セットと第２遊星歯車セットとの間に位置する。

【0020】

遊星歯車セットの回転可能な要素の相対回転不能な各接続は、本発明によれば、１つ又は複数の介在する軸を介して実現することが好適である。これらの軸は、この場合、要素の位置が空間的に密である際には、軸方向及び／又は径方向の短い中間部材として存在してもよい。具体的には、遊星歯車セットの常時相対回転不能に相互接続された要素は、それぞれ、相対回転不能に相互接続された個別コンポーネントとして又はワンピースとして存在できる。後者の場合には、各要素及び場合によって存在する軸は、共通の構成部分によって構成される。このケースは、特に、各要素が変速機において空間的に密に近接して位置する場合に実現される。

【0021】

遊星歯車セットにおいて、各シフト要素の作動によってのみ相対回転不能に相互接続される要素では、同様に、１つ又は複数の介在する軸を介して接続が実現される。

【0022】

全体として、本発明による変速機は、設計がコンパクトであり、構成部分に対する負荷が低く、噛み合い効率が良好であり、伝達損失が僅かであることを特徴とする。

【0023】

本発明の一実施形態に対応して、第１遊星歯車セットの第２要素は、変速機入力部と相対回転不能に接続している。第１遊星歯車セットの第３要素は、第３遊星歯車セットの第３要素と相対回転不能に接続している。一方、第１遊星歯車セットの第１要素は、第６シフト要素を用いて、相対回転不能な構成要素に固定できる。

【0024】

この場合つまり、第１遊星歯車セットの第２要素は、変速機入力部と、常時、相対回転不能に接続されている。第１遊星歯車セットの第３要素は、第３遊星歯車セットの第３要素と相対回転不能に接続されている。一方、第１遊星歯車セットの第１要素は、第６シフト要素の作動によってのみ、相対回転不能な構成要素に固定される。この場合、第６シフト要素は、軸方向で、第１遊星歯車セットの変速機入力部に面する側に位置することが好適である。

【0025】

本発明の代替的な実施形態の可能性によれば、第１遊星歯車セットの第１要素は相対回転不能な構成要素に固定されており、一方、第１遊星歯車セットの第３要素は、第３遊星歯車セットの第３要素と相対回転不能に接続している。これに対して、第１遊星歯車セットの第２要素は、第６シフト要素を用いて、変速機入力部と相対回転不能に接続できる。

【0026】

このバリエーションでは、つまり、第１遊星歯車セットの第１要素は、常時、相対回転不能な構成要素に固定されており、一方、第１遊星歯車セットの第３要素は、第３遊星歯車セットの第３要素と、常時、相対回転不能に接続している。第１遊星歯車セットの第２要素は、第６シフト要素を閉じることにより、変速機入力部と相対回転不能に接続される。この場合、第６シフト要素は、軸方向で、第１遊星歯車セットと第２遊星歯車セットとの間に位置することが好適であり、さらに好適には、軸方向で第５シフト要素に隣接し、第５シフト要素に対して径方向内側に備えられている。

【0027】

本発明の更なる代替的な実施形態によれば、第１遊星歯車セットの第１要素は相対回転不能な構成要素に固定されており、一方、第１遊星歯車セットの第２要素は、変速機入力部と相対回転不能に接続している。これに対して、第１遊星歯車セットの第３要素は、第６シフト要素を用いて、第３遊星歯車セットの第３要素と相対回転不能に接続できる。

【0028】

この場合つまり、第１遊星歯車セットの第１要素は、再び、常時、相対回転不能な構成要素に固定されている。第１遊星歯車セットの第２要素は、常に、変速機入力部と相対回転不能に接続されている。一方、第１遊星歯車セットの第３要素の、第３遊星歯車セットの第３要素に対する相対回転不能な接続は、第６シフト要素を閉じることによってのみ作り出される。この場合、第６シフト要素は、軸方向で、好適には第１遊星歯車セットの歯車面にあり、それに伴って第１遊星歯車セットと実質的に同じ軸方向の高さで、第１遊星歯車セットを径方向で包囲するよう位置する。

【0029】

本発明による変速機の前述のバリエーションでは、前進１０速及び後退２速を、３つのシフト要素を選択的に閉じることにより実現することができる。この場合、前進第１速は第１、第４、及び第５シフト要素を作動させることにより切り替えられる。一方、前進第２速は第１、第２、及び第５シフト要素を閉じることにより形成される。しかしながら、これに対して代替的に、前進第２速を、第１、第２、及び第６シフト要素を閉じること、又は第１、第２、及び第３シフト要素を作動させること、又は第１第２、及び第４シフト要素を作動させることによっても、実現できる。さらに、前進第３速は第２、第４、及び第５シフト要素を作動させることにより生じる。一方、前進第４速は第２、第４、及び第６シフト要素を作動させることにより、切り替え可能である。さらに、前進第５速は第２、第３、及び第６シフト要素を閉じることにより実現できる。前進第６速に切り替えるには、第２、第５、及び第６シフト要素を作動させる。これに対して、前進第７速は第３、第５、及び第６シフト要素を作動させることにより生じる。一方、前進第８速は第４、第５、及び第６シフト要素を作動させることにより切り替え可能である。前進第９速は第３、第４、及び第６シフト要素を作動させることにより切り替えることができる。一方、前進第１０速に切り替えるには、第３、第４、及び第５シフト要素が閉じられる。

【0030】

後退第１速は第１、第４、及び第６シフト要素を作動させることにより生じる。一方、後退第２速は第１、第３、及び第５シフト要素を閉じることにより切り替えられる。

【0031】

遊星歯車セットの固定変速比が適切に選択された場合、これにより、自動車分野での使用に適した変速比列が実現される。この場合、先行する前進速に関与していたシフト要素のうちの１つのシフト要素を開き、続く前進速を実現するために他の１つのシフト要素を閉じる。そのため、前進速を連続的に順番に従って切り替えるために、常に２つのシフト要素の状態を変化させる。これにより、速度の間の切り替えを極めて迅速に進行させることができる、という結果にもなる。

【0032】

有利には、本発明による変速機では、後退速を、変速機に前置接続された駆動機関を介する駆動用に実現することができる。これは、電気機械が故障した場合にも自動車の後退走行を実現可能とするために、変速機における電気機械の配置に対して代替的又は補完的にも実現することができる。

【0033】

本発明の発展実施形態において、追加第１速は第１、第３、及び第６シフト要素を作動させること、追加第２速は第１、第３、及び第４シフト要素を作動させること、並びに追加第３速は第２、第３、及び第５シフト要素を作動させることにより切り替えることができる。これらの追加速度も、本発明による変速機の前述の個々のバリエーションにおいて実現できる。

【0034】

本発明の更なる実施形態の可能性は、各遊星歯車セットがマイナス遊星歯車セット（シングルピニオン式遊星歯車セット）として存在することである。その場合、各遊星歯車セットの各第１要素は各太陽歯車であり、各遊星歯車セットの各第２要素は各遊星キャリアであり、各遊星歯車セットの各第３要素は各内歯車である。太陽歯車、遊星キャリア、及び内歯車の要素から、当業者にとって原則的に既知の態様で、マイナス遊星歯車セット（シングルピニオン式遊星歯車セット）が構成される。遊星キャリアは、少なくとも１つの、しかしながら好適には複数の、遊星歯車を導く。遊星歯車は、それぞれ個別に、太陽歯車及び周囲の内歯車の両方と噛み合う。この場合、５つの遊星歯車セットのうち、１つ又は複数の遊星歯車セットが、この種のマイナス遊星歯車セット（シングルピニオン式遊星歯車セット）として構成されている。しかしながら、特に好適には、全ての遊星歯車セットが、マイナス遊星歯車セット（シングルピニオン式遊星歯車セット）として存在する。これにより、特にコンパクトな構成が実現される。

【0035】

これに対して代替的又は補完的にも、各遊星歯車セットがプラス遊星歯車セット（ダブルピニオン式遊星歯車セット）として存在する。プラス遊星歯車セット（ダブルピニオン式遊星歯車セット）の場合、各遊星歯車セットの各第１要素は各太陽歯車であり、各遊星歯車セットの各第２要素は各内歯車であり、各遊星歯車セットの各第３要素は各遊星キャリアである。プラス遊星歯車セット（ダブルピニオン式遊星歯車セット）でも、同様に、太陽歯車、内歯車、及び遊星キャリアの要素が存在する。遊星キャリアは、少なくとも１つの遊星歯車対を導く。遊星歯車対では、一方の遊星歯車は内側の太陽歯車と、他方の遊星歯車は周囲の内歯車と噛み合う。また、対の遊星歯車は相互に噛み合う。本発明による変速機では、１つ又は複数の遊星歯車セットが、この種のプラス遊星歯車セット（ダブルピニオン式遊星歯車セット）として構成されてよい。

【0036】

個々の要素の結合が許す場合、マイナス遊星歯車セット（シングルピニオン式遊星歯車セット）をプラス遊星歯車セット（ダブルピニオン式遊星歯車セット）に移行させることができる。その場合、マイナス遊星歯車セット（シングルピニオン式遊星歯車セット）としての実施形態と比較して、内歯車及び遊星キャリアの結合を相互に交換し、変速機固定変速比を、それぞれ、１だけ高める必要がある。逆に、変速機の要素の結合がそれを可能とする場合、プラス遊星歯車セット（ダブルピニオン式遊星歯車セット）も、マイナス遊星歯車セット（シングルピニオン式遊星歯車セット）により置き換えることができる。この場合、プラス遊星歯車セット（ダブルピニオン式遊星歯車セット）と比較して、同様に、内歯車及び遊星キャリアの結合を相互に交換し、変速機固定変速比を、それぞれ、１だけ低減させる必要がある。しかしながら、既述のように、好適には、全ての遊星歯車セットが、マイナス遊星歯車セット（シングルピニオン式遊星歯車セット）として構成されている。

【0037】

本発明の更なる実施形態により、１つ又は複数のシフト要素は、それぞれ、摩擦結合型シフト要素として実現されている。摩擦結合型シフト要素には、負荷がかかった状態で切り替え可能であるため、トラクション力を中断させずに速度間の変更を実行可能である、という利点がある。しかしながら、特に好適には、第１シフト要素は、例えば噛合型クラッチ又はロックシンクロナイザ装置のような形状結合型シフト要素として構成されている。第１シフト要素は、最初の２つの前進速及び２つの後退速の実現に関与するため、この場合、自動車が停止している際に閉じられる。摩擦結合型シフト要素に対して、形状結合型シフト要素には、開かれた状態で、ごく僅かなスリップモメントのみが発生するために、より高い効率が実現される、という利点がある。

【0038】

本発明の発展実施形態において、変速機入力部は、パワーテイクオフと相対回転不能に連結されている。この場合、本発明による変速機は、つまりパワーテイクオフを備えている。パワーテイクオフを介して、補助ユニット等を駆動することができる。この場合、パワーテイクオフは、変速機の変速機入力部に直接に連結されてよい。しかしながら、好適には、パワーテイクオフが第１遊星歯車セットの第２要素に回転不能に接続されている。この場合、さらに好適には、パワーテイクオフは、軸方向で、第１遊星歯車セットと変速機入力部との間に位置する。

【0039】

本発明の更なる実施形態により、変速機入力部は駆動軸に構成され、変速機出力部は出力軸に構成されている。駆動軸及び出力軸は、相互に同軸に位置する。この場合、好適には、変速機入力部は変速機の一方の軸方向端部に備えられている。一方、変速機出力部は、変速機の、これに対して反対側の軸方向端部に構成されている。この種の配置は、特に、ドライブトレインが自動車の走行方向に配向された自動車における使用に適している。しかしながら、これに対して代替的に、変速機出力部を変速機入力部に対して横向きに配向させ、自動車の走行方向に対して横向きのドライブトレインに適した構造を実現することもできる。この場合、変速機出力部は歯部により構成できる。歯部は、変速機入力軸に対して軸線方向で平行に配置された軸の歯部と噛み合う。この場合、駆動軸の車軸差動装置をこの軸上に配置することができる。

【0040】

本発明の発展実施形態には、電気機械が備えられている。電気機械のロータは、変速機の回転可能な構成要素のうちの１つの回転可能な構成要素と、相対回転不能に連結されている。好適には、この場合、電気機械のステータは、変速機の相対回転不能な構成要素と、相対回転不能に接続されている。電気機械は、ここでは、異なる機能を実現するために、電気モータ的に及び／又は発電機的に作動することができる。特に、この場合、純粋な電気走行、電気機械を介するブースト、電気機械を介する、制動及び回生及び／又は変速機における同期を実行できる。電気機械のロータは、この場合、構成要素に対して同軸に位置することができる、又はそれに対して軸方向にオフセットして配置することができる。後者の場合には、例えば平歯車段の形状である１つ又は複数の介在する変速比段を介して、又はチェーン駆動などの牽引機構駆動を介しても、連結を実現することができる。

【0041】

しかしながら、好適には、電気機械のロータは、変速機入力部と相対回転不能に連結されている。これにより、自動車の純粋な電気走行が適切な方法で実現される。さらに好適には、シフト要素のうちの１つ又は複数のシフト要素は、電気走行用の内部始動要素として使用される。特に、第１シフト要素、第４シフト要素、又は第５シフト要素はそれに適している。なぜなら、これらは、それぞれ、後退速のうちの１つの後退速と前進第１速の両方で閉じられているためである。しかしながら、更なる選択肢として、別個の発進クラッチを使用することもできる。発進クラッチは、電気機械と変速機歯車セットとの間に位置する。

【0042】

純粋な電気走行のために、速度のうちの１つの速度に、変速機において切り替えられる。この場合、反対方向の回転運動が電気機械を介して始動され、これにより、自動車の後退走行が各前進速の変速比で生じることで、前進速において、自動車の後退走行も実現可能である。結果的に、前進速の変速比を、電気的前進走行と電気的後退走行の両方に使用することができる。しかしながら、電気機械のロータは、変速機入力部を除いて、変速機の残りの回転可能な構成要素のうちの１つの回転可能な構成要素にも、結合できる。

【0043】

特に電気機械の上述の配置と組み合わせて実現される、本発明の更なる実施形態の可能性により、さらに、分離クラッチを備える。変速機入力部は、分離クラッチを介して、連結軸と相対回転不能に接続可能である。この場合、連結軸は、自動車のドライブトレイン内部で、駆動機関へ結合するよう機能する。分離クラッチを装備することには、純粋な電気走行の過程で駆動機関への接続を中断可能であり、それによって駆動機関が引きずられない、という利点がある。この場合分離クラッチは、好適には、例えば多板クラッチのような摩擦結合型シフト要素として構成されている。しかしながら、分離クラッチは、同様に、例えば噛合型クラッチ又はロックシンクロナイザ装置のような形状結合型シフト要素として存在してもよい。

【0044】

一般に、例えばハイドロダイナミック式トルクコンバータ又は摩擦クラッチである始動要素を変速機に前置接続することは、原則的に可能である。この場合、この始動要素は変速機の構成部分であってよい。始動要素は、内燃機関と変速機の変速機入力部との間のスリップ回転数を可能にすることで、始動プロセスを構成するよう機能する。この場合、変速機のシフト要素のうちの１つのシフト要素又は存在しうる分離クラッチを摩擦型シフト要素とし、これらをそうした始動要素として構成することもできる。さらに、変速機の各軸上に、原則的に、変速機ハウジングへの又は他の軸へのフリーホイールを配置することができる。

【0045】

本発明による変速機は、特に自動車のドライブトレインの一部であり、特に内燃機関として構成された自動車の駆動機関と、パワーフロー方向で自動車の駆動輪へ続く、ドライブトレインの更なるコンポーネントとの間に配置されている。この場合、変速機の変速機入力部は、常時、内燃機関のクランク軸と相対回転不能に連結されている、又は介在する分離クラッチ又は始動要素を介して、クランク軸と接続可能である。内燃機関と変速機との間には、さらに、ねじり振動ダンパを備えることもできる。出力側では、変速機が、自動車のドライブトレイン内部で、好適には自動車の駆動軸のトランスアクスルと連結されている。しかしながら、この場合、インターアクスルディファレンシャルへの結合が存在してもよい。インターアクスルディファレンシャルを介して、自動車の複数の被動軸への分配が行われる。この場合、トランスアクスル又はインターアクスルディファレンシャルは、変速機と共に、共通のハウジング内に配置されてよい。同様に、ねじり振動ダンパも、共にこのハウジングに一体化されてよい。

【0046】

変速機の２つの構成要素が、相対回転不能に、「接続」又は「連結」されている、又は「相互接続している」との用語は、本発明の意味において、これらの構成要素の常時接続を意味する。そのため、これらの構成要素は、相互に独立して回転することができない。これに関連して、これらの構成要素が遊星歯車セットの要素、又は軸、又は変速機の相対回転不能な構成要素であってよい場合、これらの構成要素の間にはシフト要素は備えられず、対応する構成要素は相互に堅固に連結されている。

【0047】

これに対して、シフト要素が変速機の２つの構成要素の間に存在する場合、これらの構成要素は、常時には、相対回転不能に相互連結されておらず、介在するシフト要素の作動によってのみ、相対回転不能に連結される。この場合、本発明の意味において、シフト要素の作動とは、関連するシフト要素が閉じられた状態に移行され、その結果、それに直結された構成要素の回転運動が相互に同期されることを意味する。関連するシフト要素が形状結合型シフト要素として構成されている場合、これを介して直接に相対回転不能に相互接続された構成要素は、同一の回転数で作動する。一方、摩擦結合型シフト要素の場合、関連するシフト要素の作動の後も、構成要素の間に回転数差が存在する可能性がある。しかしながら、これらの意図した又は意図していない状態は、本発明の範囲において、シフト要素を介する各構成要素の相対回転不能な接続と称される。

【0048】

本発明は、主請求項またはそれに従属する請求項に記載の特徴の、特定の組み合わせに限定されるものではない。さらに個々の特徴が、請求項から、本発明の好適な実施形態に関する以下の記載から、または直接的に図面から明らかである限り、それらの個々の特徴を互いに組み合わせる可能性が生じる。請求項において符号を使用して図面を参照する記載は、請求項の保護の範囲を限定するものではない。

【0049】

以下に詳説する本発明の有利な実施形態を、図面に記載する。

【図面の簡単な説明】

【0050】

【図1】本発明による変速機が使用される自動車のドライブトレインの概略図である。

【図2】本発明の第１実施形態に対応する変速機の概略図である。

【図3】本発明の第２実施形態による変速機の概略図である。

【図4】本発明の第３実施形態に対応する変速機の概略図である。

【図5】本発明の第４実施形態による変速機の概略図である。

【図6】本発明の第５実施形態に対応する変速機の概略図である。

【図7】図２乃至図６の変速機の例示的なシフトプランである。

【発明を実施するための形態】

【0051】

図１は、自動車のドライブトレインの概略図を示す。内燃機関ＶＫＭは、介在するねじり振動ダンパＴＳを介して、変速機Ｇと接続されている。トランスアクスルＡＧは、出力側で変速機Ｇに対して後置されている。トランスアクスルＡＧを介して、駆動力が、自動車の駆動軸の駆動輪ＤＷに分配される。変速機Ｇ及びトランスアクスルＡＧは、この場合、共通の変速機ハウジングに組み込まれてよい。次いで、ねじり振動ダンパＴＳも変速機ハウジングに統合できる。さらに、図１から分かるように、内燃機関ＶＫＭ、ねじり振動ダンパＴＳ、変速機Ｇ、及びトランスアクスルＡＧもが、自動車の走行方向に配向されている。

【0052】

図２は、本発明の第１実施形態による変速機Ｇの概略図を示す。図２で分かるように、変速機Ｇは、第１遊星歯車セットＰ１、第２遊星歯車セットＰ２、第３遊星歯車セットＰ３、第４歯車セット、及び第５遊星歯車セットＰ５を備える。遊星歯車セットＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、及びＰ５は、それぞれ、第１要素Ｅ１１又はＥ１２又はＥ１３又はＥ１４又はＥ１５、第２要素Ｅ２１又はＥ２２又はＥ２３又はＥ２４又はＥ２５、及び第３要素Ｅ３１又はＥ３２又はＥ３３又はＥ３４又はＥ３５を備える。この場合、第１要素Ｅ１１又はＥ１２又はＥ１３又はＥ１４又はＥ１５は、それぞれ、常に各遊星歯車セットＰ１又はＰ２又はＰ３又はＰ４又はＰ５の太陽歯車により構成されている。一方、第２要素Ｅ２１又はＥ２２又はＥ２３又はＥ２４又はＥ２５は、それぞれ、遊星歯車セットＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、及びＰ５において、各１つの遊星キャリアとして存在する。次に、残りの第３要素Ｅ３１又はＥ３２又はＥ３３又はＥ３４又はＥ３５は、それぞれ、各遊星歯車セットＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５の各内歯車により構成されている。

【0053】

この場合、遊星歯車セットＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、及びＰ５は、それぞれ、マイナス遊星歯車セット（シングルピニオン式遊星歯車セット）として構成されている。マイナス遊星歯車セット（シングルピニオン式遊星歯車セット）では、各遊星キャリアは、１つの、しかしながら好適には複数の遊星歯車を回転可能に支承して導く。遊星歯車は、個別に、径方向内側の太陽歯車と、又周囲の内歯車とも噛み合う。

【0054】

しかしながら、結合が許す場合、遊星歯車セットＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、及びＰ５のうちの１つ又は複数の遊星歯車セットは、プラス遊星歯車セット（ダブルピニオン式遊星歯車セット）として構成されてよい。プラス遊星歯車セット（ダブルピニオン式遊星歯車セット）の場合、遊星キャリアは少なくとも１つの遊星歯車対を導く。遊星歯車対の遊星歯車のうち、１つの遊星歯車は、径方向内側の太陽歯車と噛み合い、１つの遊星歯車は、径方向で包囲する内歯車と噛み合う。また、歯車対の遊星歯車は、相互に噛み合う。マイナス遊星歯車セット（シングルピニオン式遊星歯車セット）としての各実施形態と比較すると、プラス遊星歯車セット（ダブルピニオン式遊星歯車セット）に移行させるためには、各第２要素Ｅ２１又はＥ２２又はＥ２３又はＥ２４又はＥ２５を各内歯車により構成し、各第３要素Ｅ３１又はＥ３２又はＥ３３又はＥ３４又はＥ３５を各遊星キャリアにより構成しなければならない。さらに、変速機固定変速比を、それぞれ、１だけ高める必要がある。

【0055】

この場合、第１遊星歯車セットＰ１、第２遊星歯車セットＰ２、第３遊星歯車セットＰ３、第４遊星歯車セットＰ４、及び第５遊星歯車セットＰ５は、軸方向で、第１遊星歯車セットＰ１、第２遊星歯車セットＰ２、第３遊星歯車セットＰ３、第４遊星歯車セットＰ４、及び第５遊星歯車セットＰ５の順番で、変速機入力部ＧＷ１‐Ａと変速機出力部ＧＷ２‐Ａとの間に配置されている。

【0056】

変速機入力部ＧＷ１‐Ａ及び変速機出力部ＧＷ２‐Ａは、相互に同軸であり、変速機Ｇの反対側の軸方向端部に備えられている。この場合、変速機入力部ＧＷ１‐Ａは、図１の自動車のドライブトレインにおいて、内燃機関ＶＫＭへ結合するよう機能する。一方、変速機Ｇは、変速機出力部ＧＷ２‐Ａで、後続のトランスアクスルＡＧと接続されている。

【0057】

図２から分かるように、変速機Ｇは、全体で６つのシフト要素を備える。６つのシフト要素は、第１シフト要素Ｂ１、第２シフト要素Ｂ２、第３シフト要素Ｋ１、第４シフト要素Ｋ２、第５シフト要素Ｋ３、及び第６シフト要素Ｂ３の形状で構成されている。この場合、シフト要素Ｂ１、Ｂ２、Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３、及びＢ３は、それぞれ、摩擦結合型シフト要素として構成され、好適には、多板型シフト要素として存在する。さらに、第３シフト要素Ｋ１、第４シフト要素Ｋ２、第５シフト要素Ｋ３は、クラッチとして構成されている。一方、第１シフト要素Ｂ１、第２シフト要素Ｂ２、及び第６シフト要素Ｂ３は、ブレーキとして存在する。

【0058】

この場合、第１遊星歯車セットＰ１の第２要素Ｅ２１及び第２遊星歯車セットＰ２の第１要素Ｅ１２は、相対回転不能に相互接続され、共に駆動軸ＧＷ１と相対回転不能に接続している。駆動軸ＧＷ１は、軸方向端部で変速機入力部ＧＷ１‐Ａを画定する。これに対して、第１遊星歯車セットＰ１の第３要素Ｅ３１は、第３遊星歯車セットＰ３の第３要素Ｅ３３と相対回転不能に接続されている。第３遊星歯車セットＰ３の第２要素Ｅ２３は、第２遊星歯車セットＰ２の第３要素Ｅ３２と相対回転不能に接続し、第２遊星歯車セットＰ２の第３要素Ｅ３２と共に、第１シフト要素Ｂ１を用いて、相対回転不能な構成要素ＧＧに固定できる。この場合、相対回転不能な構成要素ＧＧは、好適には変速機Ｇの変速機ハウジング又はその種の変速機ハウジングの一部である。

【0059】

さらに、第３遊星歯車セットＰ３の第１要素Ｅ１３は、第５遊星歯車セットＰ５の第３要素Ｅ３５と相対回転不能に接続されている。第５遊星歯車セットＰ５の第１要素Ｅ１５は、常時、相対回転不能な構成要素ＧＧに固定されている。さらに、第４遊星歯車セットＰ４の第１要素Ｅ１４は、第２シフト要素Ｂ２を閉じることにより、相対回転不能な構成要素ＧＧに固定できる。さらに、第４遊星歯車セットＰ４の第１要素Ｅ１４は、第４シフト要素Ｋ２の作動により、第５遊星歯車セットＰ５の第２要素Ｅ２５と相対回転不能に接続できる。

【0060】

第５遊星歯車セットＰ５の第２要素Ｅ２５は、第４遊星歯車セットＰ４の第１要素Ｅ１４と相対回転不能に接続可能であることに加えて、さらに第３シフト要素Ｋ１を用いて、第４遊星歯車セットＰ４の第２要素Ｅ２４と相対回転不能に接続できる。第４遊星歯車セットＰ４の第２要素Ｅ２４は、常時、出力軸ＧＷ２と相対回転不能に接続されている。この場合、出力軸ＧＷ２は、変速機Ｇの、変速機入力部ＧＷ１−Ａと反対側に位置する軸方向端部で、変速機出力部ＧＷ２‐Ａを構成する。これに対応して、第３シフト要素Ｋ１を閉じると、結果的に、第５遊星歯車セットＰ５の第２要素Ｅ２５が、出力軸ＧＷ２と相対回転不能に接続される。

【0061】

さらに、第４遊星歯車セットＰ４の第３要素Ｅ３４は、常時、第２遊星歯車セットＰ２の第２要素Ｅ２２と相対回転不能に接続され、第５シフト要素Ｋ３を閉じることにより、共に、第１遊星歯車セットＰ１の第３要素Ｅ３１及び第３遊星歯車セットＰ３の第３要素Ｅ３３と相対回転不能に接続できる。最後に、第１遊星歯車セットＰ１の第１要素Ｅ１１は、第６シフト要素Ｂ３を介して、相対回転不能な構成要素ＧＧに固定できる。

【0062】

第１シフト要素Ｂ１は、軸方向で、第３遊星歯車セットＰ３と第４遊星歯車セットＰ４との間に位置する。一方、第２シフト要素Ｂ２は、軸方向で、第５遊星歯車セットＰ５の変速機出力部ＧＷ２−Ａに面する側に備えられている。

【0063】

さらに図２から分かるように、第３シフト要素Ｋ１及び第４シフト要素Ｋ２は共に、軸方向で、第４遊星歯車セットＰ４と第５遊星歯車セットＰ５との間に位置し、この場合、軸方向で直接に、相互に隣接する。さらに、第３シフト要素Ｋ１及び第４シフト要素Ｋ２は、径方向で、実質的に同じ高さに配置されている。したがって、第３シフト要素Ｋ１及び第４シフト要素Ｋ２の空間的な配置により、変速機Ｇでは、１つの共通の供給ラインを介する、両方のシフト要素Ｋ１及びＫ２の共通供給を考慮できる。

【0064】

第５シフト要素Ｋ３は、軸方向で、第１遊星歯車セットＰ１と第２遊星歯車セットＰ２との間に備えられている。一方、第６シフト要素Ｂ３は、軸方向で、第１遊星歯車セットＰ１の変速機入力部ＧＷ１−Ａに面する側に配置されている。

【0065】

さらに図３は、本発明の第２実施形態に対応する変速機Ｇの概略図を示す。この場合、図３は、実質的に、図２による前出のバリエーションに対応する。この場合唯一の差異は、追加的に、パワーテイクオフＰＴＯが備えられていることである。パワーテイクオフＰＴＯは、変速機入力部ＧＷ１−Ａと相対回転不能に接続されている。具体的には、パワーテイクオフが、第１遊星歯車セットＰ１の第２要素Ｅ２１と相対回転不能に連結されている。第１遊星歯車セットＰ１の第２要素Ｅ２１は、駆動軸ＧＷ１と相対回転不能に接続されているため、変速機入力部ＧＷ１−Ａとも相対回転不能に接続している。その他の点では、図３の実施形態は図２のバリエーションに対応する。そのため、その他の点に関する記述が参照される。

【0066】

図４は、本発明の第３実施形態による変速機Ｇの概略図を示す。この場合、この実施形態の可能性も、図２によるバリエーションにほぼ対応する。図２のバリエーションと異なり、第１遊星歯車セットＰ１の第１要素Ｅ１１は、常時、相対回転不能な構成要素ＧＧに固定されている。一方、第１遊星歯車セットＰ１の第２要素Ｅ２１と駆動軸ＧＷ１との間の相対回転不能な接続は、第６シフト要素Ｋ４を閉じることでのみ、作り出される。この場合、第６シフト要素Ｋ４は、軸方向で、第１遊星歯車セットＰ１と第２遊星歯車セットＰ２との間に備えられ、軸方向で第５シフト要素Ｋ３に隣接して位置する。さらにこの場合、第６シフト要素Ｋ４は、第５シフト要素Ｋ３に対して径方向内側に位置する。シフト要素Ｋ３及びＫ４をこのように空間的に配置することにより、この場合にも、必要に応じて共通供給を考慮可能であろう。それ以外は、図４の実施形態の可能性は図２のバリエーションに対応する。そのため、それに関する記述が参照される。

【0067】

さらに、図５は、本発明の第４実施形態に対応する変速機Ｇの概略図を示す。これも、図２による実施形態の可能性に、ほぼ対応する。しかしながら、この場合の差異は、第１遊星歯車セットＰ１の第１要素Ｅ１１が、常時、相対回転不能な構成要素ＧＧに固定されていることである。一方、第１遊星歯車セットＰ１の第３要素Ｅ３１の、第３遊星歯車セットＰ３の第３要素Ｅ３３との相対回転不能な接続は、第６シフト要素Ｋ４が閉じられた状態でのみ、作り出される。この場合、この第６シフト要素Ｋ４は、軸方向で第１遊星歯車セットＰ１の歯車面にあり、第１遊星歯車セットＰ１を径方向で包囲する。第５シフト要素Ｋ３の近傍に空間的に配置することにより、この場合、第５シフト要素Ｋ３及び第６シフト要素Ｋ４の共通供給を実現できる。それ以外は、図５の実施形態は図２のバリエーションに対応する。そのため、それに関する記述が参照される。

【0068】

最後に、図６は本発明の第５実施形態に対応する変速機Ｇの概略図を示す。この場合、この実施形態も、同様に実質的に、図２のバリエーションに対応する。それとは異なり、追加的に電気機械ＥＭが備えられている。電気機械ＥＭのステータＳは、相対回転不能な構成要素ＧＧに固定されている。一方、電気機械ＥＭのロータＲは、駆動軸ＧＷ１と相対回転不能に接続されている。さらに、駆動軸ＧＷ１は、変速機入力部ＧＷ１‐Ａにおいて、介在する分離クラッチＫ０を介して、連結軸ＡＮと相対回転不能に接続できる。この場合分離クラッチＫ０は、多板型シフト要素として構成されている。連結軸ＡＮが、介在するねじり振動ダンパＴＳを用いて、内燃機関ＶＫＭのクランク軸と接続されている。ロータＲが駆動軸ＧＷ１と相対回転不能に接続されているために、電気機械ＥＭは、駆動軸ＧＷ１に対して同軸に位置する。

【0069】

この場合、電気機械ＥＭを介して、純粋な電気走行を実現できる。その場合、変速機入力部ＧＷ１−Ａを連結軸ＡＮから分離し、内燃機関ＶＫＭが引きずられないように、分離クラッチＫ０が開かれる。その他の点では、図６の実施形態は図２のバリエーションに対応する。そのため、その他の点に関する記述が参照される。

【0070】

図７において、図２乃至図６の変速機Ｇのための例示的なシフトプランを表で示す。表から分かるように、この場合、全体で前進１０速１乃至１０、並びに後退２速Ｒ１及びＲ２を実現できる。Ｘが付されたシフトプランの欄は、前進速１乃至１０、並びに後退速Ｒ１及びＲ２の何れにおいて、その都度、シフト要素Ｂ１、Ｂ２、Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３、及びＢ３又はＫ４のうちの、何れのシフト要素が閉じられているかを示す。前進速１乃至１０、並びに後退速Ｒ１及びＲ２のそれぞれにおいて、この場合、その都度、シフト要素Ｂ１、Ｂ２、Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３、及びＢ３又はＫ４のうちの３つのシフト要素が閉じられている。前進速１乃至１０を連続して切り替える場合には、前進第２速のバリエーション２．２及び２．３を除いて、関与していたシフト要素のうちの１つのシフト要素を開き、続いて、他の１つのシフト要素を閉じる。

【0071】

図７で分かるように、前進第１速１は、第１シフト要素Ｂ１、第４シフト要素Ｋ２、及び第５シフト要素Ｋ３を作動させることで切り替える。第４シフト要素Ｋ２を開き、続いて第２シフト要素Ｂ２を閉じることにより、前進第１速１から前進第２速２．１を形成する。これに対して代替的に、第４シフト要素Ｋ２及び第５シフト要素Ｋ３の両方を開き、第２シフト要素Ｂ２及び第６シフト要素Ｂ３又はＫ４を閉じることにより、前進第２速２．２にも切り替えることができる。さらに代替的に、第４シフト要素Ｋ２及び第５シフト要素Ｋ３を開き、第２シフト要素Ｂ２及び第３シフト要素Ｋ１を閉じることにより、前進第２速２．３を形成することができる。同様に、第５シフト要素Ｋ３を開き、第２シフト要素Ｂ２を閉じることにより、前進第１速１から前進第２速２．４が生じる。この場合、前進第１速に対して２つのシフト要素のシフト状態のみが変えられるため、前進速２．１及び２．４を使用することが好適である。

【0072】

さらに、第２シフト要素Ｂ２、第４シフト要素Ｋ２、及び第５シフト要素Ｋ３を閉じることにより、前進第３速３に切り替えられる。第５シフト要素Ｋ３を開き、第６シフト要素Ｂ３又はＫ４を閉じることにより、前進第３速３から前進第４速４が生じる。続いて、第４シフト要素Ｋ２を開き、第３シフト要素Ｋ１を作動させることにより、前進第５速５が生じる。第３シフト要素Ｋ１を開き、第５シフト要素Ｋ３を閉じることにより、前進第５速５から前進第６速６に切り替えられる。前進第７速７に切り替えるには、次いで、第２シフト要素Ｂ２を開き、第３シフト要素Ｋ１を閉じる。

【0073】

第３シフト要素Ｋ１を非作動状態に移行させ、第４シフト要素Ｋ２を作動状態に移行させることで、前進第７速７から前進第８速８に切り替える。前進第９速９に更にシフトアップするには、続いて、第５シフト要素Ｋ３を開き、第３シフト要素Ｋ１を閉じる。最後に、第６シフト要素Ｂ３又はＫ４を非作動状態に移行させ、続いて第５シフト要素Ｋ３を作動状態に移行させることにより、前進第９速９から前進第１０速１０に切り替える。

【0074】

これに対して、自動車の後退走行が、内燃機関ＶＫＭを介する駆動でも実現できる第１後退速Ｒ１へは、第１シフト要素Ｂ１、第４シフト要素Ｋ２、及び第６シフト要素Ｂ３又はＫ４を閉じることにより、切り替える。これに対して、第１シフト要素Ｂ１、第３シフト要素Ｋ１、及び第５シフト要素Ｋ３を作動させることにより、第２後退速Ｒ２が生じる。

【0075】

図２乃至図６の変速機では、さらに、追加速Ｚ１乃至Ｚ３も実現できる。しかしながら、これらは、各変速機Ｇの変速比列に、良好には適合しない。この場合、第１シフト要素Ｂ１、第３シフト要素Ｋ１、及び第６シフト要素Ｂ３又はＫ４を閉じることにより、追加第１速Ｚ１が生じる。一方、第１シフト要素Ｂ１、第３シフト要素Ｋ１、及び第４シフト要素Ｋ２を作動させることにより、追加第２速Ｚ２を実現可能である。最後に、第２シフト要素Ｂ２、第３シフト要素Ｋ１、及び第５シフト要素Ｋ３を閉じることにより、追加第３速Ｚ３に切り替えられる。

【0076】

図２乃至図６で示すように、第１シフト要素Ｂ１は摩擦結合型シフト要素として構成されている。しかしながら、第１シフト要素Ｂ１は、例えばロックシンクロナイザ装置又は噛合型シフト要素のような形状結合型シフト要素としても実現できる。

【0077】

さらに、図３乃至図５の実施形態に対応する変速機Ｇは、図６によるバリエーションと同様に、ハイブリッド化することもできる。さらに、図３に示すバリエーションと同様に、パワーテイクオフＰＴＯを、図４乃至図６の実施形態においても実現できる。

【0078】

本発明による実施形態を用いて、変速機を、コンパクトな構成で、良好な効率を有して実現することができる。

【符号の説明】

【0079】

Ｇ 変速機
ＧＧ 相対回転不能な構成要素
Ｐ１ 第１遊星歯車セット
Ｅ１１ 第１遊星歯車セットの第１要素
Ｅ２１ 第１遊星歯車セットの第２要素
Ｅ３１ 第１遊星歯車セットの第３要素
Ｐ２ 第２遊星歯車セット
Ｅ１２ 第２遊星歯車セットの第１要素
Ｅ２２ 第２遊星歯車セットの第２要素
Ｅ３２ 第２遊星歯車セットの第３要素
Ｐ３ 第３遊星歯車セット
Ｅ１３ 第３遊星歯車セットの第１要素
Ｅ２３ 第３遊星歯車セットの第２要素
Ｅ３３ 第３遊星歯車セットの第３要素
Ｐ４ 第４遊星歯車セット
Ｅ１４ 第４遊星歯車セットの第１要素
Ｅ２４ 第４遊星歯車セットの第２要素
Ｅ３４ 第４遊星歯車セットの第３要素
Ｐ５ 第５遊星歯車セット
Ｅ１５ 第５遊星歯車セットの第１要素
Ｅ２５ 第５遊星歯車セットの第１要素
Ｅ３５ 第５遊星歯車セットの第３要素
Ｂ１ 第１シフト要素
Ｂ２ 第２シフト要素
Ｋ１ 第３シフト要素
Ｋ２ 第４シフト要素
Ｋ３ 第５シフト要素
Ｂ３ 第６シフト要素
Ｋ４ 第６シフト要素
１ 前進第１速
２．１ 前進第２速
２．２ 前進第２速
２．３ 前進第２速
２．４ 前進第２速
３ 前進第３速
４ 前進第４速
５ 前進第５速
６ 前進第６速
７ 前進第７速
８ 前進第８速
９ 前進第９速
１０ 前進第１０速
Ｒ１ 後退第１速
Ｒ２ 後退第２速
Ｚ１ 追加第１速
Ｚ２ 追加第２速
Ｚ３ 追加第３速
ＧＷ１ 駆動軸
ＧＷ１‐Ａ 変速機入力部
ＧＷ２ 出力軸
ＧＷ２‐Ａ 変速機出力部
ＰＴＯ パワーテイクオフ
ＥＭ 電気機械
Ｓ ステータ
Ｒ ロータ
ＡＮ 連結軸
Ｋ０ 分離クラッチ
ＶＫＭ 内燃機関
ＴＳ ねじり振動ダンパ
ＡＧ トランスアクスル
ＤＷ 駆動輪

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】