Система управления переключением передач в автоматической трансмиссии - RU2395738C2
Код документа: RU2395738C2
Чертежи
Описание
Настоящее изобретение относится к системе управления переключением передач в автоматической трансмиссии, предусмотренной в кинематической цепи транспортного средства.
Существует автоматизированная механическая трансмиссия, в которой в кинематической цепи транспортного средства в качестве трансмиссии не используется гидротрансформатор.
Эта автоматизированная механическая трансмиссия устраняет необходимость в гидротрансформаторе путем приведения в действие управления переключением передач (выбора и осуществления переключения шестерен), а также включения и выключения сцепления, которое в коробке передач с ручным управлением должно выполняться исполнительным механизмом. Например, как показано на фиг.8А и 8В, система управления переключения автоматической трансмиссии включает в себя стержень 100 переключения передач, который может перемещать в направлении sf переключения и в направлении se выбора, переключающие выступы 120, выполненные, соответственно, на одной из частей множества штоков 110 механизма переключения передач, которые размещаются при выборе направления se таким образом, чтобы выступать в радиальном направлении наружу от него, и вилки 131, 132, 133 переключения, которые соединяются как одно целое с другими частями штоков 110 механизма переключения передач, соответственно.
Кроме того, управляющий палец (рычажная часть) 140 размещается на стержне 100 переключения передач таким образом, чтобы выступать из него в радиальном направлении, а на каждом переключающем выступе 129 пара концов 121 захвата выполнена таким образом, чтобы их разделял промежуток в направлении sf переключения.
В автоматизированной механической трансмиссии, скомпонованной так, как описано выше, путем перемещения стержня 100 переключения передач посредством исполнительного механизма (не показан) пара концов 121 захвата одного из штоков 110 механизма переключения передач избирательно перемещается в одном или другом из направлений sf переключения посредством управляющего пальца 140, так что вилка 131 переключения, которая связана со штоком 110, перемещает зубчатое колесо, противоположное вилке 131 переключения.
В этой связи была разработана автоматическая трансмиссия с двойным сцеплением, в которой два сцепления помещены между автоматической трансмиссией, подобной описанной выше, и двигателем как источником мощности. Эта автоматическая трансмиссия включает в себя первый и второй главные валы, причем один и другой из главных валов изменяет скорость вращающей силы, переданной на них с присоединенных сцеплений для передачи на противоположные валы, к которым они обращены, причем вращение с измененной скоростью передается с каждого из этих противоположных валов на сторону выходной шестерни трансмиссии. Автоматическая трансмиссия с двойным сцеплением при переключении передач из состояния, при котором одна шестерня находится в зацеплении с одним из сцеплений посредством первого главного вала, переключается в состояние, в котором заданная шестерня находится в зацеплении с другим сцеплением посредством второго главного вала, и когда это происходит, возможно исключение нейтрального состояния во время переключения передачи путем выключения одного из сцеплений при сохранении включения другого сцепления с заданной шестерней, что делает возможным реализацию плавного переключения передачи без какого-либо прерывания силового потока во время переключения передачи.
В системе управления переключением передач, примененной в трансмиссии, описанной выше, например, так, как показано на фиг.9А, предполагается, что переключение передачи производится от четвертой шестерни, которая является шестерней, находящейся в настоящий момент в зацеплении, на заданную шестерню, например первую шестерню, при сохранении состояния, при котором действующая шестерня остается в зацеплении. Сразу после этого, как показано на фиг.9В, во то время как происходит переключение включенного состояния сцепления на сцепление со стороны заданной шестерни, реализуется отделение от предыдущей шестерни (в данном случае, четвертой шестерни) при переключении передачи. Для описания этого путем ссылки на место, обозначенное на чертеже штрихпунктирной линией с двумя штрихами, при отделении шестерни из предыдущего положения передачи требуется быстро выполнить следующие операции: во-первых, операцию (1), при которой управляющий палец смещается из положения заданной шестерни (первой шестерни) в направлении выбора, операцию переключения (2), при которой управляющий палец возвращается к нейтральной линии N, операцию выбора (3), при которой управляющий палец перемещается в направлении шестерни (четвертой шестерни), операцию переключения (4), при которой управляющий палец перемещается в направлении шестерни (четвертой шестерни), операцию выбора (5), при которой управляющий палец достигает позиции шестерни (четвертой шестерни) и операцию отделения при переключении передачи (6), при которой управляющий палец отделяет шестерню, переводя шестерню (четвертую шестерню) в ее нейтральное положение (обозначенное штрихпунктирной линией с двумя штрихами).
Кроме того, в JP-A-2001-304411 описана автоматическая трансмиссия, в которой пара концов захвата выполнена на каждом переключающем выступе таким образом, чтобы разделяться между собой широким промежутком в направлении переключения, так что управляющий палец может входить между парой концов захвата на переключающем выступе заданной шестерни, которая находится в нейтральном положении только будучи перемещенной в направлении выбора из положения между парой концов захвата на переключающем выступе, который находится в смещенном состоянии, так чтобы упростить перемещение элемента переключения.
Таким образом, в автоматической трансмиссии с двойным сцеплением, поскольку перемещение шестерни на заданную шестерню и отделение шестерни от той шестерни, в зацеплении с которой она находится, должны выполняться в процессе переключения передач в этом порядке, перемещение управляющего пальца 140 становится сложным, становясь причиной увеличения длительности переключения передачи, и в этой области требуются улучшения.
Кроме того, в сходном решении, описанном в JP-A-2001-304411, для того чтобы рычажная часть (управляющий палец) элемента переключения могла войти между парой концов захвата, когда рычажная часть движется непосредственно в направлении выбора, каждая из пар концов захвата должна располагаться таким образом, чтобы быть отделенными друг от друга относительно широким промежутком. В этом случае, как показано на фиг.7, в случае, если интервал L1 между парой концов захвата 121 увеличивается, рычажная часть 140 элемента переключения нажимает на конец захвата 121 таким образом, что рычажная часть 140 сильно наклоняется в направлении переключения. Когда это происходит, предполагается, что сила, воздействующая на конец 121 захвата под воздействием крутящего момента Т управляющего стержня 100, является тангенциальной силой F, расстояние от точки контакта между рычажной частью 140 элемента переключения и концом захвата 121 до осевой линии С управляющего стержня 100 является расстоянием L2, а угол наклона линии, соединяющей точку контакта а с осевой линией С в направлении переключения является углом α, и составляющая сила тангенциальной силы F, в направлении переключения, и составляющая сила Р1, которая представляет силу для перемещения конца захвата 121 в направлении переключения, определяется с помощью следующей формулы (1)
В приведенной выше формуле (1) найдено, что расстояние L2 является по существу постоянным вне зависимости от угла α, составляющая сила Р1 уменьшается при возрастании угла α в пределах от 0 до 90 градусов. Кроме того, найдено, что расстояние L2 уменьшается дополнительно по мере возрастания угла α в пределах от 0 до 90 градусов. Следовательно, в случае если интервал L1 между парой концов захвата 121 увеличивается, как в JP-A-2001-304411, сила Р1, которая нажимает на конец захвата 121 в направлении переключения, уменьшается, и становится затруднительным перемещать переключающий выступ, который связан с концом захвата 121, в направлении переключения с достаточной эффективностью.
Сущность изобретения
Поэтому целью изобретения является создание системы управления автоматической трансмиссии с изменяющейся скоростью переключения, которая может упростить процесс перемещения рычажной части, которая выполнена за одно целое с элементом переключения, во время переключения передачи таким образом, чтобы увеличить возможности управления изменением скорости, и, кроме того, которая может поддерживать относительно большое давление, приложенное в направлении перемещения рычажной частью таким образом, чтобы сократить время управления изменением скорости.
Для того чтобы достичь этой цели, создана система контроля переключения передач в автоматической трансмиссии, которая содержит:
элемент переключения, включающий в себя стержневую часть, которая располагается таким образом, что его ось выбора ориентирована в направлении выбора, и включающий рычажную часть, которая выполнена на стержневой части таким образом, чтобы она выступала из нее по радиусу;
вилочные части переключения, предназначенные для выполнения переключения шестерен в пределах блока шестерен с изменяемой скоростью;
множество элементов штоков механизмов переключения, соединенных с вилочными частями переключения и размещенных таким образом, что оси переключения стержневых частей штока ориентированы в направлении переключения; и
элементы переключающих выступов, выступающие из элементов штока механизма переключения и обращенные к рычажной части,
при этом рычажная часть элемента переключения перемещается для выбора и переключения шестерни и прижимается к выбранному элементу переключающего выступа, так что переключение передачи на заданную шестерню обеспечивается вилочной частью переключения, которая связана с элементом переключающего выступа, на который осуществляют нажим,
элементы переключающих выступов включают в себя детали в форме стоек, и
рычажная часть движется для выбора в направлении оси выбора с целью выбора элемента переключающего выступа с последующим поворотом вокруг оси выбора
для приложения давления в направлении переключения с одной стороны имеющей форму стойки детали выбранного элемента переключающего выступа таким образом, чтобы вызвать со стороны вилочной части переключения элемента штока механизма переключения, связанного с элементом переключающего выступа, выполнение операции переключения, и
для приложения давления в направлении переключения с другой стороны имеющей форму стойки детали таким образом, чтобы вызвать со стороны вилочной части переключения элемента штока механизма переключения, связанного с элементом переключающего выступа, выполнение операции разъединения.
Имеющая форму стойки деталь элемента переключающего выступа может иметь пару боковых поверхностных участков, которые ориентированы в противоположных друг другу направления в направлении переключения. При приложении давления посредством рычажной части со стороны одного из боковых поверхностных участков имеющей форму стойки детали элемента переключающего выступа вилочная часть переключения элемента штока механизма переключения, которая связана с элементом переключающего выступа, может быть применена для выполнения операции переключения. Когда давление прикладывают со стороны другого поверхностного участка, вилочная часть переключения может быть применена для выполнения операции выключения.
Имеющая форму стойки деталь элемента переключающего выступа может выступать из элемента штока механизма переключения по существу перпендикулярно к направлению переключения. Имеющая форму стойки деталь элемента переключающего выступа может быть представлена таким образом, что центральная ось в том направлении, в котором выступает имеющая форму стойки деталь элемента переключающего выступа, пересекает ось выбора, которая является осью вращения рычажного элемента, когда вилочная часть переключения элемента штока механизма переключения находится в нейтральном положении.
Автоматическая трансмиссия может содержать множество шестерен, которые разделяются на первую и вторую группы, и первый и второй главные валы, которые связаны с первой и второй группами соответственно. Оба главных вала могут быть соединены с валом для передачи движущей силы двигателя через посредство двойного сцепления.
Рычажный элемент, предназначенный для переключения соответствующих шестерен первой группы, может быть сформирован в первой позиции на стержневой части, а рычажный элемент, предназначенный для переключения соответствующих шестерен второй группы, может быть сформирован во второй позиции на стержневой части. Первая позиция и вторая позиция могут быть отделены друг от друга заданным промежутком в заданном направлении.
Для того чтобы достичь цели, поставленной перед изобретением, также создан блок управления переключением передач, который содержит:
стержень, проходящий в направлении выбора и снабженный рычагом, отходящим в радиальном направлении от стержня и который может поворачиваться вокруг оси стержня;
шток, проходящий в направлении переключения, от которого отходит переключающий выступ,
при этом переключающий выступ имеет первую и вторую поверхности, ориентированные в противоположных направлениях по направлению переключения, и
при повороте рычага для нажима на одну из первой и второй поверхностей выполняется операция переключения передачи или операция выключения передачи.
Настоящее изобретение станет более понятным из подробного описания, приведенного ниже, и из прилагаемых чертежей, которые приведены исключительно в качестве иллюстрации и которые не служат для ограничения объема настоящего изобретения. На чертежах:
фиг.1 - схематическая блок-схема кинематической цепи транспортного средства, снабженной системой управления переключением передач автоматической трансмиссии, как один вариант реализации изобретения;
фиг.2 - схематическая блок-схема системы управления переключением передач с фиг.1, если смотреть сверху;
фиг.3 - схематический вид в перспективе части системы управления переключением передач с фиг.1;
фиг.4А и 4В - пояснительные схемы работы рычажной части элемента переключения и выступающей части штока механизма переключения, которые используются в системе управления переключением передач с фиг.1. На фиг.4А показано положение в то время, когда выполняется операция переключения передачи, а на фиг.4 В показано положение в то время, когда выполняется операция переключения передачи в направлении, противоположном первой операции переключения передачи;
фиг.5А и 5В - пояснительные схемы работы рычажных частей и выступающей детали, выполняемой во время повышения передачи с первой шестерни на вторую шестерню с помощью системы управления переключением передач с фиг.1. На фиг.5А показан вид в плане, а на фиг.5В показан вид сбоку;
фиг.6А и 6В - пояснительные схемы работы рычажной части и выступающей детали, выполняемой во время повышения передачи с пятой шестерни на шестую шестерню с помощью системы управления переключением передач с фиг.1. На фиг.6А показан вид в плане, а на фиг.6В показан вид сбоку;
фиг.7 - пояснительная схема работы рычажной части и выступающей детали, происходящей в то время, когда переключение передачи выполняется существующей системой управления переключением передач;
фиг.8А и 8В - схемы работы рычажной части и выступающей детали системы управления переключением передач согласно предшествующему уровню техники. На фиг.8А показан вид в плане, а на фиг.8В показан вид сбоку; и
фиг.9А и 9В - схемы работы рычажной части и выступающей детали, происходящей в то время, когда система управления переключением передач производит переключение с четвертой шестерни на первую шестерню. На фиг.9А показан вид в плане, а на фиг.9В показан вид сбоку.
Далее будет описана со ссылкой на фиг.1 и 2 система управления переключением передач автоматической трансмиссии как вариант реализации изобретения.
Как показано на фиг.1, автоматическая трансмиссия 1 является автоматической трансмиссией с двойным сцеплением и включает в себя два сцепления 2, 3, два главных вала 4, 5, размещенных концентрично относительно друг друга, и два противоположных вала 6, 7. Мощность передается на первый главный вал 4 через первое сцепление 2 от передающего движущую силу вала 9, который передает движущую силу от двигателя 8, в то время как мощность передается от передающего движущую силу вала 9 на второй главный вал 5 через второе сцепление 3. Следует отметить, что включение и выключение двух сцеплений осуществляется не показанной здесь схемой управления (например, гидравлической, электрической или механической схемой управления).
Первый противоположный вал 6 и второй противоположный вал 7 располагаются таким образом, чтобы быть отделенными друг от друга таким образом, что их оси становятся параллельными первому главному валу 4 и второму главному валу 5. Кроме того, выходная шестерня g2 противоположного вала 6 и выходная шестерня g3 противоположного вала 7 выполнены для передачи мощности на редуктор g1 дифференциала, расположенного на задней ступени автоматической трансмиссии 1.
Первая ведомая шестерня 11, вторая ведомая шестерня 12, третья ведомая шестерня 13 и шестая ведомая шестерня 14 удерживаются с возможностью вращения на первом противоположном валу 6. Четвертая ведомая шестерня 15, пятая ведомая шестерня 16 и реверсивная ведомая шестерня 17 удерживаются с возможностью вращения на противоположном валу 7. Кроме того, на противоположном валу 7 установлена парковочная шестерня 18.
Далее, первая ведомая шестерня 11, третья ведомая шестерня 13 и пятая ведомая шестерня 16, которые являются шестернями первой группы, соединяются с первым главным валом 4 таким образом, что вращение первого главного вала 4 может передаваться на шестерни, соединенные с ним. Вторая ведомая шестерня 12, четвертая ведомая шестерня 15, шестая ведомая шестерня 14 и реверсивная шестерня 17 являются шестернями второй группы и соединяются со вторым главным валом 5 таким образом, что вращение второго главного вала 5 может передаваться на шестерни, соединенные с ним.
Кроме того, как показано на фиг.1, секция трансмиссии 101 включает в себя четыре вилки 20-23 переключения передачи. Первая вилка 20 переключения и вторая вилка 21 переключения установлены так, чтобы скользить вдоль оси первого противоположного вала 6, в то время как третья вилка 22 переключения и четвертая вилка 23 переключения установлены так, чтобы скользить вдоль оси второго противоположного вала 7.
Путем перемещения вилок 20-23 переключения для скольжения способом, описанным выше, вторая ведомая шестерня 12 и шестая ведомая шестерня 14 могут избирательно соединяться или отсоединяться (смещаться по направлению к валу или от него) от противоположного вала 6 с помощью первой вилки 20 переключения, в то время как первая ведомая шестерня 11 и третья ведомая шестерня 13 могут избирательно соединяться или отсоединяться (смещаться по направлению к валу или от него) от противоположного вала 7 с помощью второй вилки 21 переключения. В дополнение к этому четвертая ведомая шестерня 15 и реверсивная шестерня 17 могут избирательно соединяться или отсоединяться (смещаться по направлению к валу или от него) от противоположного вала 7 с помощью третьей вилки 22 переключения, в то время как пятая ведомая шестерня 16 может избирательно соединяться или отсоединяться (смещаться по направлению к валу или от него) от противоположного вала 7 с помощью четвертой вилки 23 переключения.
Таким образом в секции трансмиссии 101 автоматической трансмиссии с двойным сцеплением избирательное переключение на любую шестерню первой группы, образуемой первой шестерней, третьей шестерней и пятой шестерней, должно осуществляться через первое сцепление 2, в то время как избирательное переключение на любую шестерню второй группы, образуемой второй шестерней, четвертой шестерней, шестой шестерней и реверсивной шестерней, должно осуществляться через второе сцепление 3.
Как показано на фиг.2 и 3, система управления переключением передач автоматической трансмиссии, скомпонованная так, как описано выше, включает в себя переключающий элемент 55, имеющий стержневую часть 50, продвинутую в направлении se выбора, и исполнительный механизм, предусмотренный в его части, рычажные части (пальцы) 51, которые выполнены таким образом, чтобы отходить в радиальном направлении от первой позиции Е1 и второй позиции Е2 на стержневой части 50, множество штоков 30 механизма переключения, которые располагаются, как показано на фиг.2, 3, 4А и 4В, таким образом, чтобы их оси были ориентированы в направлении sf переключения, пересекающем стержневую часть 50 под прямым углом, а вилки 20-23 переключения соединяются, соответственно, со множеством штоков 30 механизма переключения и приспособлены для перемещения ведомых шестерен 11, 12, 13, 14, 15, 16 и 17, расположенных в автоматической трансмиссии 1, и переключающие выступы 40 соединяются, соответственно, со штоками 30 механизма переключения, выполненными таким образом, чтобы располагаться против рычажных частей 51, и каждый из них содержит отдельный выступ 401 в форме зубца (имеющая форму стойки деталь), размещенный на нем таким образом, чтобы отходить от него.
В этой системе управления переключением передач автоматической трансмиссии 1 переключение передачи на заданную шестерню осуществляется любой вилкой 20-23 переключения, соединенной с переключающим выступом 40 выбранными рычажными частями на первой позиции Е1 и на второй позиции Е2 переключающего элемента 55, который приводится в действие исполнительным механизмом для перемещения с целью выбора и переключения передачи.
Как показано на фиг.2 и 3, вилки 20-23 переключения закреплены соответственно на четырех штоках 30 механизма переключения, расположенных с возможностью перемещения в направлении sf переключения. Кроме того, на штоках 30 механизма переключения помещаются переключающие выступы 40. Выступающая деталь (имеющая форму стойки деталь) 401 выполнена на каждом из переключающих выступов 40 таким образом, чтобы выступать из соответствующего штока 30 механизма переключения по существу перпендикулярно направлению sf переключения, как показано на фиг.4В.
Далее, как показано на фиг.4А и 4В, выступающая деталь 401 переключающего выступа 40 имеет пару боковых лицевых частей f0 с противоположной ориентацией в направлении sf перемещения. Когда давление прикладывают со стороны одной из боковых поверхностных частей рычажной части 51, вилки 20-23 переключения приводятся в действие для выполнения операции переключения передач, в то время как при давлении, приложенном к другой боковой поверхностной части, вилки 20-23 переключения приводятся в действие для выполнения операции выключения передачи.
Приведенные в движение исполнительным механизмом для совместного скольжения вдоль операционной оси Lc (обозначена позицией с на фиг.4А и 4В) в направлении se выбора (на фиг.4А и 4В перпендикулярно поверхности листа бумаги, на котором показаны чертежи), рычажные части 51 на первой позиции Е1 и на второй позиции Е2 могут двигаться между четырех штоков 30 механизма переключения и, кроме того, могут поворачиваться в направлении sf переключения при вращении вокруг операционной оси Lc.
Кроме того, как показано на фиг.4А, рычажная часть 51 может войти в соприкосновение с одной из обращенных в противоположные стороны поверхностей (боковых стенок) выступающей детали 401, к которой рычажная часть 51 обращена после поворота, то есть к выбранной выступающей части 401 для приложения к ней давления Ps таким образом, чтобы сместить шток 30 механизма переключения для перевода его в одну из позиций переключения. С другой стороны, как показано на фиг.4В, рычажная часть 51 может войти в соприкосновение с другой из обращенных в противоположные стороны поверхностей (боковых стенок) выступающей детали 401, к которой рычажная часть 51 обращена после поворота, для приложения к ней давления Ps таким образом, чтобы сместить шток 30 механизма переключения для перевода его в другую позицию переключения.
Кроме того, как показано на фиг.2 и 3, рычажные части 51 помещаются на стержневой части 50 в первой позиции Е1 и во второй позиции Е2 таким образом, чтобы их в направлении переключения разделял определенный интервал е в направлении переключения. Рычажная часть 51 в первой позиции Е1 предназначена для переключения соответствующих шестерен (первой, второй, третьей и шестой шестерен), входящих в группу с первой стороны (на фиг.1 - нижняя сторона), а рычажная часть 51 на второй позиции Е2 предназначена для переключения соответствующих шестерен (четвертой, пятой и реверсивной шестерен), входящих в группу со второй стороны (на фиг.1 - верхняя сторона). При такой компоновке, как показано на фиг.2, рычажная часть 51 на первой позиции Е1 расположена против позиций выбора Se1, Se3 из четырех позиций выбора Se1-Se4, а рычажная часть 51 на второй позиции Е2 расположена против позиций выбора Se2, Se4, что позволяет быстро выполнять операцию выбора.
Таким образом, хотя рычажные части 51 на первой и второй позициях E1, E2 отделены друг от друга заданным интервалом е, от рычажных частей 51 может не требоваться перемещение на заданный интервал е. А именно, поскольку рычажная часть 51 на первой позиции Е1 предназначена для переключения соответствующих шестерен из группы с первой стороны, в то время как рычажная часть 51 на второй позиции Е2 предназначена для переключения соответствующих шестерен из группы со второй стороны, каждая рычажная часть 51 может не предусматривать перемещения для выбора в размере заданного интервала е, до группы шестерен, которые должны быть переключены другой рычажной частью 51, так что расстояние перемещения, на которое должна переместиться для выбора стержневая часть 50, может быть относительно небольшим, что позволяет улучшить управляемость системы, приведенной в действие для выбора.
Далее, при перемещении в направлении выбора se относительно четырех штоков 30 механизма переключения рычажная часть 51 может двигаться без пересечения с соответствующими выступающими частями 401 переключающих выступов 40. А именно, как показано на фиг.4А и 4В, рычажная часть 50 временно удерживается в области поворота при выключении е1, в которой возможна фиксация положения выключения, отнесенная дальше вверх, чем каждый переключающий выступ 40 (например, дальше вверх от линии, обозначенной позицией b) на определенное расстояние hr, после чего допускается ее свободное движение в направлении выбора se.
Кроме того, как показано на фиг.2 и 3, стержень 50 переключения передач приводится во вращение вокруг операционной оси Lc в направлении переключения двигателем 701 переключения и механизмом Gsf понижающей передачи, который связан с двигателем 701 и, кроме того, перемещается вдоль операционной оси Lc под воздействием двигателя 702 выбора и механизма Gsf понижающей передачи, который связан с двигателем 702. Эти двигатели переключения 701 и выбора 702 образуют исполнительный механизм, и включением этих составляющих элементов исполнительного механизма, или приводов, управляет электронный блок управления (ЭБУ) 62 на основе действия рычага переключения передач (не показан) и условий работы двигателя 8. Например, эти приводы включаются и выключаются последовательно при переключении передач с находящейся в настоящий момент в зацеплении шестерни на заданную шестерню.
ЭБУ 62 при переключении передач управляет работой сцеплений 2, 3. В частности, при переключении передач ЭБУ 62 производит переключение из состояния, при котором одно из сцеплений 2 или 3 находится в зацеплении с определенной шестерней, в состояние, при котором другое сцепление, 3 или 2, входит в зацепление со следующей шестерней при сохранении зацепления действующей шестерни с одним из сцепления 2 или 3. Затем предыдущая шестерня отделяется в момент времени, когда скорость вращения следующей шестерни синхронизируется со скоростью вращения двигателя, так что может быть реализовано переключение передачи без прерывания силового потока.
Далее со ссылкой на фиг.5А и 5В будет описан вариант, при котором происходит повышение передачи с находящейся в настоящее время в зацеплении первой шестерни (расположенной на стороне первого сцепления 2) на вторую шестерню (расположенную на стороне второго сцепления 3).
В этом случае, как показано сплошными линиями на фиг.5А, переключение на находящуюся в настоящее время в зацеплении первую шестерню уже завершено, и исполнительный механизм смещает оба рычажных выступа 51 на первой и второй позициях Е1 и Е2 от линии переключения и поворачивает их в положение выключения (см. область поворота при выключении е1 на фиг.5В). Затем исполнительный механизм выбирает и поворачивает рычажную часть 51 на первой позиции Е1 к линии переключения от шестой до второй шестерни, а затем вызывает поворот той же рычажной части 5 таким образом, чтобы переместить имеющую форму стойки выступающую часть 401 переключающего выступа 40, находящегося в нейтральном положении N, на вторую шестерню.
После этого, когда синхронизация скорости вращения второй шестерни закончена, первое сцепление 2 выключается, в то время как второе сцепление 3 включено, так что может быть выполнено плавное переключение передачи без прерывания силового потока. Кроме того, в этом варианте реализации в связи с применением двойного сцепления в ожидании следующей операции переключения передачи или так называемого повышающего переключения на третью шестерню исполнительный механизм перемещает рычажные части 51 на первой и второй позициях Е1, Е2 от линии переключения и поворачивает их в положение выключения. После этого исполнительный механизм выбирает и поворачивает рычажную часть 51 на первой позиции и после этого возвращает рычажную часть 51 на линию переключения от первой до третьей шестерни, причем рычажная часть 51 поворачивается не только для возвращения имеющей форму стойки выступающей части 401 штока 30 механизма переключения с первой до третьей шестерни, каковая рычажная часть 51 располагается теперь против своей позиции нейтрали N от положения первой шестерни, но и продолжает также перемещать тот же шток 30 механизма переключения на третью шестерню с целью подготовки к повышающей операции для третьей шестерни.
Кроме того, когда требуется вернуть первую шестерню на нейтраль N, обе рычажные части 51 на первой и второй позициях Е1, Е2 перемещаются с линии переключения и поворачиваются в положения выключения, после чего рычажная часть 51 на первой позиции Е1 выбирается и поворачивается таким образом, чтобы вернуться на линию переключения от первой до третьей шестерни. Затем в этой позиции рычажная часть 51 поворачивается для выполнения операции возвращения (см. фиг.5В), при которой имеющая форму стойки выступающая часть 401 штока 30 механизма переключения от первой до третьей шестерни, к которой обращена теперь рычажная часть 51, возвращается в нейтральное положение из положения первой шестерни.
Таким образом, с переключающим выступом 40 на линии переключения от первой до третьей шестерни рычажная часть 51 на первой позиции Е1 выбирает и перемещается к линии переключения от первой до третьей шестерни, причем рычажная часть 51 входит в соприкосновение с одной f0 из обеих боковых поверхностей имеющей форму стойки выступающей части 401 переключающего выступа таким образом, чтобы приложить к ней давление F, посредством которого операция переключения передачи на первую шестерню выполняется путем операции поворота рычажной части 51. После этого рычажную часть 51 на первой позиции Е1 выбирают для перемещения на линию переключения от шестой до второй шестерни, так чтобы завершить повышающее переключение на вторую шестерню. После этого рычажную часть 51 на первой позиции Е1 выбирают для возвращения на линию переключения от первой до третьей шестерни, где рычажная часть 51 прикладывает давление F к другой f0 из боковых поверхностей переключающего выступа 40, чтобы осуществить операцию выключения передачи. Когда это происходит, как показано на фиг.5В, «операция перемещения шестерни (включение передачи)» и «операция отвода шестерни (выключение передачи)» могут быть осуществлены посредством имеющей форму стойки выступающей части 401 одного переключающего выступа 40, и величина, на которую выступает переключающий выступ 40, может быть уменьшена до как можно более низкого уровня. Кроме того, повышается степень свободы размещения, и возможно достижение эффекта снижения затрат.
Далее, рычажную часть 51 на первой позиции Е1 выбирают для перемещения из нейтрального положения находящейся в настоящий момент в зацеплении шестерни на нейтральное положение со стороны заданной шестерни с последующим переключением передачи на заданную шестерню. В операции выключения передачи, которая произойдет после этого, исполнительный механизм перемещает обе рычажные части 51 на первой и второй позициях Е1, Е2 с линии переключения и возвращает их в положение выключения, после чего рычажную часть 51 на первой позиции Е1 выбирают для поворота с целью завершения операции выключения при переключении передачи, при которой предыдущая шестерня (первая шестерня) возвращается в свое нейтральное положение. Таким образом может быть уменьшено количество шагов, вовлеченных в операцию выключения передачи, так чтобы осуществить плавное выполнение операции выключения передачи, что позволяет сократить длительность переключения передачи.
Кроме того, при выбранном перемещении на линию переключения от шестой до второй шестерни будет получено следующее преимущество, когда рычажная часть 51 на первой позиции Е1 поворачивается для перемещения имеющей форму стойки выступающей части 401 переключающего выступа 40 на вторую шестерню после ее перемещения для выбора на вторую шестерню (см. фиг.5А), или когда рычажная часть 51 выполняет повышающую операцию на третью шестерню после выполнения операции выключения передачи. А именно, как показано на фиг.5В, угол α2 центральной оси вращения рычажной части 51, которая входит в соприкосновение с имеющей форму стойки выступающей частью 401, чья центральная ось пересекает операционную ось Lc (обозначенную на фиг.5 В позицией с) стержневой части 50, относительно мал. Поэтому давление Ps, которое прикладывается рычажной частью 51 к поверхностям f0 имеющей форму стойки выступающей части 401, обращенной в противоположном направлении по направлению sf переключения, может поддерживаться относительно большим.
А именно, как показано на фиг.5В, предполагая, что сила, приложенная к обращенным в противоположном направлении поверхностям f0 выступающей части 401 рычажной частью 51, является тангенциальной силой F, расстоянием от точки контакта а между рычажной частью 51 и имеющей форму стойки выступающей частью 401 до центральной оси С ведущего вала 100 является расстояние L2, углом наклона линии, которая соединяет точку контакта а с центральной осью С в направлении переключения, является угол α, а составляющая Р1 (обозначенная на фиг.5А и 5В как Ps) тангенциальной силы F в направлении переключения определяется с помощью выражения (1), упомянутого выше. Из выражения (1) ясно, что при уменьшении угла α составляющая Р1 (обозначенная на фиг.5А и 5В как Ps) приближается по своему значению к тангенциальной силе F, т.е. составляющая Р1 возрастает, и это обеспечивает то, что операция переключения передач выполняется правильно, позволяя уменьшить длительность операции переключения передач.
Кроме того, при выполнении «операции отвода шестерни (выключения передачи)» так, как показано штрихпунктирной линией с двумя точками на фиг.5В, хотя давление со стороны другой из пары рычажных частей 51 рассеивается по сравнению с усилием выполнения переключения передач из-за увеличения угла наклона α2, применение усилия, равного по величине тому, которое требуется при выполнении «операции перемещения шестерни (включения передачи)», является необязательным и, поэтому, возможно выполнение операции плавного выключения передачи.
Далее, как показано на фиг.1, когда изобретение применяется в качестве системы контроля переключения передач в автоматической трансмиссии 1, в которой сила вращения передается через шестерни на расположенные перед ними противоположные валы 6, 7 автоматической трансмиссии через первый и второй главные валы 4, 5 двойного сцепления, поскольку процесс переключения передач может быть сокращен для увеличения скорости переключения передач, система управления переключением передач может повысить управляемость переключением передач в сочетании с двойным сцеплением.
Далее, со ссылкой на фиг.6А и 6В будет описан вариант, при котором выполняется повышающая операция относительно включенной в настоящий момент шестерни, которая в данном случае является пятой шестерней, до шестой шестерни.
В этом случае находящаяся в настоящий момент в зацеплении шестерня является пятой шестерней (см. сплошные линии на фиг.6А). Исполнительный механизм смещает обе рычажные части 51 на первой и второй позиции Е1, Е2 и поворачивает их в положение выключения. После этого исполнительный механизм выбирает и поворачивает рычажную часть 51 на первой позиции Е1 и перемещает рычажную часть 51 на линию переключения от шестой до второй шестерни, где рычажная часть 51 смещает переключающий выступ 40 на шестую шестерню (заданную шестерню) на стороне шестой шестерни. При начале операции выключения передачи с находящейся в настоящий момент в зацеплении пятой шестерни исполнительный механизм смещает обе рычажные части 51 на первой и второй позициях Е1, Е2 и поворачивает их в положение выключения (см. положение выключения е1 на фиг.6В). После этого исполнительный механизм поворачивает рычажную часть 51 на второй позиции Е2 на линию переключения пятой шестерни на предыдущей стороне пятой шестерни (предыдущей находившейся в зацеплении шестерни) и возвращает ту же рычажную часть 51 в направлении переключения таким образом, чтобы вернуть предшествующую пятую шестерню (находившуюся ранее в зацеплении шестерню) в ее нейтральное положение, после чего операция выключения передачи завершается. Кроме того, после завершения синхронизации скорости вращения шестой шестерни со скоростью вращения двигателя выключается первое сцепление 2, в то время как второе сцепление 3 продолжает действовать, так что переключение передачи производится без прерывания силового потока.
В этом случае при операции выключения передачи обе рычажные части 51 на первой и второй позициях Е1, Е2 смещают с линии переключения, и после этого рычажную часть 51 на второй позиции Е2 поворачивают в направлении выключения передач таким образом, чтобы вернуться в нейтральное положение. Таким образом, упомянутые выше операции должны выполняться только для завершения операции выключения передач, и затем, в сравнении с обычно системой управления переключения передач, операция выключения передачи может быть выполнена более плавно при сокращении при этом длительности переключения передач.
Более того, как показано на фиг.6В, поскольку угол α2 оси вращения (обозначенной линией их чередующихся длинных и коротких штрихов) рычажной части 51, которая приходит в соприкосновение с центральной осью имеющей форму стойки выступающей части 401 в точке с (позиция оси выбора) относительно мал, составляющая (обозначенная на фиг.6А и 6В как Ps) тангенциальной силы F в направлении переключения, которая прикладывается рычажной частью 51 к боковым поверхностям f0 выступающей детали 401, обращенных в направлении, противоположном направлению sf переключения, может оставаться относительно большой, обеспечивая выполнение операции переключения и сокращение длительности переключения передачи.
Автоматическая трансмиссия 1, описанная ранее, является автоматической трансмиссией с двойным сцеплением, которая включает в себя два сцепления 2, 3 и два главных вала 4, 5 и скомпонована таким образом, что позволяет избирательно изменять вращательную силу в отношении скорости вращения, которую требуется передать на расположенные напротив противоположные валы 6, 7 автоматической трансмиссии через ведомые шестерни 11-17 посредством первого и второго главных валов 4, 5. Поскольку изобретение применяется в качестве системы управления переключением передач автоматической трансмиссии 1, сконфигурированной так, как описано выше, функция сокращения процесса переключения передач с целью повышения скорости переключения передач может сочетаться с функцией двойного сцепления для того, чтобы повысить управляемость переключения передач.
Кроме того, в дополнение к автоматической трансмиссии 1 с двойным сцеплением изобретение может быть также применено к обычной автоматической трансмиссии с одним сцеплением, и в этом случае могут быть также обеспечены некоторые функции и преимущества, перечисленные для настоящего варианта реализации.
В отличие от существующих технических решений, при которых рычажный элемент перемещается для вхождения в пазы на переключающих выступах, которые включают в себя пары левых и правых частей захвата для операции переключения, согласно аспекту изобретения степени свободы повышаются при сборке рычажного элемента, который может поворачиваться вокруг оси выбора для того, чтобы достичь положения выключения, чтобы быть выбранным для перемещения в направлении оси выбора, и переключающих выступов, на которых выполнены имеющие форму стойки части, и форма переключающего выступа упрощена с тем преимуществом, что это снижает издержки производства. Кроме того, путем избирательного приведения рычажного элемента, который поворачивается вокруг оси выбора, в соприкосновение с имеющей форму стойки частью переключающего выступа с обеих ее сторон таким образом, чтобы приложить к ней давление, «операция включения передачи (зацепление шестерни)» и «операция выключения передачи (расцепление шестерни)» могут быть осуществлены одним переключающим выступом в форме стойки, так что количество выступающих частей, выполненных на переключающем выступе, уменьшается в как можно большей степени с целью упростить форму переключающего выступа.
Согласно аспекту изобретения, поскольку стороны имеющей форму стойки детали элемента переключающего выступа, с которой рычажный элемент входит в соприкосновение, выполнены с приданием им плоской формы, давление, которое развивает рычажный элемент, может быть воспринято поверхностями гарантированным образом, делая таким образом возможным осуществление «операции включения передачи (зацепление шестерни)» и «операции выключения передачи (расцепление шестерни)».
Согласно аспекту изобретения за счет размещения оси вращения пальца (рычажной части) на центральной оси в том направлении, в котором выступает имеющая форму стойки часть элемента переключающего выступа, при выполнении операции переключения передачи (зацепления шестерни) угол, под которым палец входит в соприкосновение с имеющей форму стойки частью элемента переключающего выступа, становится чрезвычайно малым, т.е. угол соприкосновения между пальцем и боковой поверхностью имеющей форму стойки части элемента переключающего выступа становится близок к 90 градусам, так что давление, приложенное пальцем, передается в форме усилия выполнения переключения передач с высокой эффективностью. С другой стороны, при выполнении операции выключения передачи (расцепление шестерни), хотя давление пальца рассеивается, это не создает проблем, поскольку усилие, которое столь же велико, как усилие, которое требуется при выполнении операции переключения передач (зацепление шестерни), не является обязательным при выполнении операции выключения передачи (расцепления шестерни).
Согласно аспекту изобретения изобретение может быть применено к системе управления переключением передач для автоматической трансмиссии, в которой происходит избирательное изменение скорости вращательной силы для передачи через шестерни на противоположные валы трансмиссии, которые размещаются против друг друга, через первый и второй главные валы двойного сцепления, и когда это происходит, в частности, поскольку процесс переключения передач может быть сокращен для повышения скорости переключения передачи, система управления переключением передач может повысить управляемость переключения передачи во взаимодействии с двойным сцеплением.
Согласно аспекту изобретения при рычажном элементе на первой позиции, выполненном для переключения соответствующих шестерен первой группы, и рычажном элементе на второй позиции, выполненном для переключения соответствующих шестерен второй группы, соответствующие рычажные части могут быть выполнены таким образом, чтобы не проходить заданный интервал между первой и второй группами, так что величину перемещения стержневой части в направлении выбора можно сделать относительно небольшой, обеспечивая таким образом возможность улучшения управляемости системы, выбранной для операции.
Согласно описанию изобретения можно видеть, что то же самое может варьироваться многими способами. Такие изменения не должны рассматриваться как отклонения от сущности и объема изобретении, и все такие модификации, как должно быть очевидно специалисту в данной области техники, должны входить в объем прилагаемой формулы изобретения.
Реферат
Изобретение относится к системе управления переключением передач в автоматической трансмиссии. Система содержит элемент переключения, включающий в себя стержневую часть и рычажную часть, вилочные части переключения, множество элементов штоков механизмов переключения, соединенных с вилочными частями переключения. Рычажная часть перемещается для выбора и переключения шестерни и прижимается к выбранному элементу переключающего выступа. Каждый из элементов переключающих выступов включает в себя отдельный выступ в форме зубца. Рычажная часть движется для выбора в направлении оси выбора с последующим поворотом вокруг оси выбора для приложения давления в направлении переключения с одной стороны отдельного выступа в форме зубца выбранного элемента переключающего выступа и для приложения давления в направлении переключения с другой стороны отдельного выступа в форме зубца. Технический результат заключается в сокращении времени управления изменением скорости. 4 з.п. ф-лы, 14 ил.
