АВТОМАТИЧЕСКАЯ КОРОБКА ПЕРЕДАЧ АВТОТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА
AUTOMATIC TRANSMISSION OF THE MOTOR VEHICLE

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Область техники, к которой относится изобретение
[0001] Изобретение относится к автоматической коробке передач транспортного средства, в частности к технике предотвращения нерегулярных изменений крутящего момента, передаваемого от приводного вала автоматической коробки передач транспортного средства.
2. Описание предшествующего уровня техники
[0002] Из уровня техники известна автоматическая коробка передач транспортного средства, которая состоит из множества планетарных редукторов и множества устройств зацепления, при этом она переключается в один из множества режимов включения передачи, когда выбранное одно (несколько) из устройств зацепления переводится из состояния зацепления и состояние расцепления. В упомянутой автоматической коробке передач транспортного средства были предложены некоторые технические решения для предотвращения нерегулярных изменений крутящего момента в двигателе внутреннего сгорания, передаваемого от приводного вала автоматической коробкой передач. Например, в опубликованной японской заявке на патент №2006-283955 (JP 2006-283955 A) инерционный элемент расположен в автоматической коробке передач в непосредственной близости от вращающегося элемента таким образом, чтобы этот вращающийся элемент и инерционный элемент могли входить в зацепление друг с другом под воздействием силы магнитного поля. Соответственно, можно менять момент инерции автоматической коробкой передач через зацепление друг с другом тела вращения и инерционного элемента. Таким образом, нерегулярные изменения крутящего момента двигателя могут гаситься в автоматической коробке передач за счет увеличения момента инерции автоматической коробки передач в случае нерегулярных изменений крутящего момента двигателя внутреннего сгорания.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0003] Как описано в публикации JP 2006-283955 A, нерегулярные изменения крутящего момента на приводном валу автоматической коробки передач предотвращаются или снижаются за счет изменения инерционного момента автоматической коробки передач транспортного средства. Тем не менее, компоновка с раздельным инерционным элементом может увеличить массу автоматической коробки передач, при этом КПД автоматической коробки передач может понизиться. Кроме того, для зацепления инерционного элемента с телом вращения потребуется отдельный узел или приспособление, что приведет к увеличению издержек производства.
[0004] В настоящем изобретении предложена автоматическая коробка передач транспортного средства, содержащая множество планетарных редукторов и множество устройств зацепления, отличающаяся тем, что нерегулярные изменения крутящего момента от автоматической коробки передач транспортного средства могут предотвращаться без значительного увеличения количества компонентов.
[0005] Автоматическая коробка передач транспортного средства в соответствии с одним из объектов настоящего изобретения содержит множество устройств зацепления и множество планетарных редукторов. Упомянутое множество устройств зацепления выполнено с возможностью реализации множества режимов включения автоматической коробки передач транспортного средства, в соответствии с комбинацией зацепленных и расцепленных состояний множества устройств зацепления. Каждый из планетарных редукторов включает в себя вращающиеся элементы. По меньшей мере, один из вращающихся элементов одного из множества планетарных редукторов входит в зацепление с одним из вращающихся элементов другого планетарного редуктора или с одним из устройств зацепления через участок шлицевого зацепления. Каждый из вращающихся элементов, отличный, по меньшей мере, от одного из вращающихся элементов, присоединяемых с использованием участка шлицевого зацепления, соединяется с другим вращающимся элементом или жестко закрепленным элементом напрямую либо через одно из устройств зацепления. По меньшей мере, один из упомянутых вращающихся элементов, присоединяемый с использованием участка шлицевого зацепления, выполнен с возможностью совместного вращения, при этом отсутствует передача крутящего момента через участок шлицевого зацепления, когда автоматическая коробка передач находится в заданном режиме включения передачи в качестве одного из множества режимов переключения передач.
[0006] С помощью автоматической коробки передач транспортного средства, выполненной в соответствии с упомянутым ранее объектом настоящего изобретения, когда установлен заданный режим включения передачи, упомянутый ранее, по меньшей мере, один вращающийся элемент, на который не передается крутящий момент, совместно вращается с другим вращающимся элементом. В этот момент, по меньшей мере, один упомянутый вращающийся элемент, присоединяемый с использованием участка шлицевого зацепления, вращается, и при этом сталкивается со шлицевыми зубьями, образуя люфт, возникающий в направлении вращения участка шлицевого зацепления. При низких оборотах двигателя внутреннего сгорания меняющееся смещение участка шлицевого зацепления является большим из-за нерегулярных изменений крутящего момента двигателя; из-за этого на участке шлицевого зацепления периодически повторяются толчки. Возникающие от этого толчки поглощают инерционную энергию нерегулярных изменений крутящего момента двигателя, при этом нерегулярные изменения крутящего момента, передаваемого от приводного вала автоматической коробки передач, могут гаситься. Кроме того, для гашения нерегулярных изменений крутящего момента нет необходимости добавлять новый элемент, например, инерционный элемент, с целью предотвращения нерегулярных изменений крутящего момента.
[0007] В автоматической коробке передач транспортного средства в соответствии с упомянутым ранее объектом настоящего изобретения, упомянутая ранее автоматическая коробка передач транспортного средства может дополнительно содержать согласующее кольцо. По меньшей мере, один упомянутый вращающийся элемент, присоединяемый с использованием участка шлицевого зацепления, может перекрывать часть другого упомянутого вращающегося элемента и упомянутого устройства зацепления, если смотреть в радиальном направлении на автоматическую коробку передач транспортного средства. Упомянутое согласующее кольцо может быть установлено на участке, отличном от участка шлицевого зацепления, таким образом, чтобы упомянутое согласующее кольцо находилось в контакте, по меньшей мере, с одним вращающимся элементом, присоединяемым с использованием участка шлицевого зацепления, и частью другого упомянутого вращающегося элемента и упомянутого устройства зацепления.
[0008] С помощью автоматической коробки передач транспортного средства, сконфигурированной как было описано ранее, по мере увеличения оборотов двигателя внутреннего сгорания уменьшается меняющееся смещение участка шлицевого зацепления и становится менее вероятным возникновение толчков на участке шлицевого зацепления; в силу этих обстоятельств, эффект гашения нерегулярных изменений крутящего момента от таких толчков уменьшается. С другой стороны, когда упомянутое согласующее кольцо расположено между упомянутым ранее, по меньшей мере, одним вращающимся элементом и частью упомянутого вращающегося элемента другого планетарного редуктора или устройства зацепления, люфт на участке шлицевого зацепления, по существу, устраняется. Соответственно, люфт, возникающий в контуре передачи мощности, состоит исключительно из люфта, возникающего на зацепляющихся частях шестерен и т.п., отличного от участка шлицевого зацепления; таким образом, люфт в достаточной мере уменьшается. В результате, повторяемость толчков между поверхностями зубцов, приводящих к люфту, возрастает даже после того, как увеличиваются обороты двигателя, а нерегулярные изменения крутящего момента могут гаситься через поглощение инерционной энергии толчков.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0009] Особенности, преимущества, а также техническая и промышленная значимость примерных вариантов осуществления настоящего изобретения будут описаны ниже со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых одинаковыми ссылочными позициями обозначены одинаковые элементы, и где:
На фиг. 1 представлена структурная схема приводного механизма транспортного средства, к которому применяется настоящее изобретение:
На фиг. 2 представлена таблица операций зацепления автоматической коробки передач транспортного средства, приведенной на фиг. 1;
На фиг. 3 представлен вид в разрезе автоматической коробки передач транспортного средства, приведенной на фиг. 1;
На фиг. 4 представлен увеличенный вид участка в поперечном разрезе, который обведен штрихпунктирной линией на фиг. 3;
На фиг. 5 представлен корпус вращения, на который крутящий момент не передается при установке режима включения восьмой передачи;
На фиг. 6 представлена модель вибрации приводного механизма транспортного средства, учитывающая люфт, возникающий в автоматической коробке передач, когда в автоматической коробке передач происходят нерегулярные изменения крутящего момента от двигателя внутреннего сгорания;
На фиг. 7А представлено изображение первого люфта, приведенного на фиг. 6;
На фиг. 7B представлено изображение второго люфта, приведенного на фиг. 6;
На фиг. 8А показана зависимость между углом относительного смещения на втором люфте, приведенном на фиг. 6, и временем при малых оборотах двигателя;
На фиг. 8B показана зависимость между углом относительного смещения на втором люфте, приведенном на фиг. 6, и временем при высоких оборотах двигателя; а также
На фиг. 9 показана зависимость между оборотами двигателя внутреннего сгорания и нерегулярным изменением крутящего момента на приводном валу.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
[0010] Один вариант осуществления настоящего изобретения будет описан подробно со ссылкой на прилагаемые чертежи. В следующем варианте осуществления некоторые элементы или участки на чертежах упрощены или трансформированы по мере необходимости, а соотношения размеров, форм и т.д. соответствующих элементов или их частей не обязательно являются точными.
[0011] На фиг. 1 представлена структурная схема приводного механизма 10 транспортного средства, к которому применяется настоящее изобретение. Приводной механизм 10 транспортного средства содержит двигатель внутреннего сгорания 12, гидротрансформатор 14 и автоматическую коробку передач 16. Гидротрансформатор 14 и автоматическая коробка передач 16 в большинстве случаев выполнены симметрично относительно центральной линии (ось RC), нижняя половина каждого устройства ниже центральной линии на фиг. 1 не показана. Ось RC на фиг. 1 является осью вращения двигателя 12, гидротрансформатора 14 и автоматической коробки передач 16.
[0012] На фиг. 1 гидротрансформатор 14 выполнен с возможностью вращения вокруг оси RC и включает в себя насосное колесо 14р, находящееся в зацеплении с двигателем 12, и турбинное колесо 14t, находящееся в зацеплении с входным валом 32 коробки передач в качестве входного поворотного элемента автоматической коробки передач 16. Механический масляный насос 34 входит в зацепление с насосным колесом 14р. Масляный насос 34 создает гидравлическое давление для управления переключением передач автоматической коробки передач 16 и подачи смазочного масла, например, на каждую часть контура передачи мощности автоматической коробки передач 16. Гидротрансформатор 14 оборудован фрикционной муфтой 15 для соединения насосного колеса 14р с турбинным колесом 14t напрямую.
[0013] Автоматическая коробка передач 16 представляет собой многоступенчатую планетарную коробку передач, которая является частью контура передачи мощности от двигателя 12 на приводные колеса (не показаны), а также функционирует как автоматическая коробка передач с двумя или более режимами включения передачи. В автоматической коробке передач 16 выбранные из множества устройств фрикционного зацепления (с первой муфты C1 по четвертую муфту C4, первый тормоз B1 и второй тормоз B2) и обгонная муфта F1 входят в зацепление таким образом, что образуется множество режимов включения передачи (положений переключателя передач), имеющих различные передаточные отношения (отношения скоростей). Например, автоматическая коробка передач 16 является многоступенчатой коробкой передач, которая выполняет так называемое межмуфтовое переключение передач, часто применяемое в известных транспортных средствах. Автоматическая коробка передач 16 имеет первый планетарный редуктор 36 с двойным сателлитом, второй планетарный редуктор 38 с одинарным сателлитом и третий планетарный редукторов 40 с двойным сателлитом, которые выполнены по типу зубчатой передачи Равиньё на одной оси (на оси RC). Автоматическая коробка передач 16 выполнена с возможностью изменения оборотов входного вала 32 коробки передач и подачи результирующей вращательной мощности от приводного вала 24 коробки передач. С первой муфты C1 по четвертую муфту C4, первый тормоз B1, второй тормоз B2 и обгонная муфта F1 представляют собой устройства зацепления согласно настоящему изобретению.
[0014] Первый планетарный редуктор 36 имеет первую солнечную шестерню S1 в качестве зубчатого колеса с внешним зацеплением, первый зубчатый венец R1 в качестве зубчатого колеса с внутренним зацеплением, концентрически вращающийся с первой солнечной шестерней S1, первые сателлиты P1, каждый из которых состоит из пары сопряженных зубчатых колес, находящиеся в зацеплении с первой солнечной шестерней S1 и первым зубчатым венцом R1, а также первое водило CA1, которое поддерживает первые сателлиты P1 таким образом, чтобы эти сателлиты P1 могли вращаться вокруг своей оси, а также вращаться вокруг оси RC. Первая солнечная шестерня S1, первое водило CA1 и первый зубчатый венец R1 представляют собой вращающиеся элементы одного из планетарных редукторов согласно настоящему изобретению.
[0015] Второй планетарный редукторов 38 имеет вторую солнечную шестерню S2 в качестве зубчатого колеса с внешним зацеплением, второй зубчатый венец R2 в качестве зубчатого колеса с внутренним зацеплением, концентрически вращающийся со второй солнечной шестерней S2, вторые сателлиты P2, находящиеся в зацеплении со второй солнечной шестерней S2 и вторым зубчатым венцом R2, а также второе водило CA2, которое поддерживает вторые сателлиты P2 таким образом, чтобы эти сателлиты Р2 могли вращаться вокруг своей оси, а также вращаться вокруг оси RC. Вторая солнечная шестерня S2, второе водило C2 и второй зубчатый венец R2 представляют собой вращающиеся элементы одного из планетарных редукторов согласно настоящему изобретению.
[0016] Третий планетарный редукторов 40 имеет третью солнечную шестерню S3 в качестве зубчатого колеса с внешним зацеплением, третий зубчатый венец R3 в качестве зубчатого колеса с внутренним зацеплением, концентрически вращающийся с третьей солнечной шестерней S3, а также третьи сателлиты P3, каждый из которых состоит из пары сопряженных зубчатых колес, находящиеся в зацеплении с третьей солнечной шестерней S3 и третьим зубчатым венцом R3, а также третье водило CA3, которое поддерживает третьи сателлиты P3 таким образом, чтобы эти сателлиты P3 могли вращаться вокруг своей оси, а также вращаться вокруг оси RC. Третья солнечная шестерня S3, третье водило CA3 и третий зубчатый венец R3 представляют собой вращающиеся элементы одного из планетарных редукторов согласно настоящему изобретению.
[0017] В данном варианте осуществления второе водило СА2 второго планетарного редуктора 38 и третье водило CA3 третьего планетарного редуктора 40 образуют общий элемент, при этом второй зубчатый венец R2 второго планетарного редуктора 38 и третий зубчатый венец R3 третьего планетарного редуктора 40 образуют общий элемент. Кроме того, каждый второй сателлит Р2 второго планетарного редуктора 38 функционирует в качестве одной из пары сопряженных зубчатых колес, образующих каждый третий сателлит P3 третьего планетарного редуктора 40, таким образом, чтобы второй 38 и третий планетарные редукторы 40 взаимодействовали, образуя так называемую зубчатую передачу типа Равиньё. В последующем описании второе водило CA2 и третье водило CA3 будут обозначены как «водило RCA» в качестве общего элемента, а второй зубчатый венец R2 и третий зубчатый венец R3 будут обозначены как «зубчатый венец RR» в качестве общего элемента. Водило RCA и зубчатый венец RR представляют собой вращающиеся элементы планетарных редукторов согласно изобретению.
[0018] Первая солнечная шестерня S1 связана с корпусом 18 в качестве жестко закрепленного элемента. Первое водило CA1 находится в зацеплении с входным валом 32 коробки передач и входит в зацепление со второй солнечной шестерней S2 через четвертую муфту C4. Первый зубчатый венец R1 находится в зацеплении с третьей солнечной шестерней S3 через первую муфту C1, а также входит в зацепление со второй солнечной шестерней S2 через третью муфту C3. Вторая солнечная шестерня S2 связана с корпусом 18 через первый тормоз B1. Водило RCA находится в зацеплении с входным валом 32 коробки передач через вторую муфту C2, а также связано с корпусом 18 через второй тормоз B2. Водило RCA связано с корпусом 18 через обгонную муфту F1, выполненную параллельно со вторым тормозом B2. Зубчатый венец RR находится в зацеплении с приводным валом 24 коробки передач.
[0019] Вышеупомянутые первая муфта C1, вторая муфта C2, третья муфта C3, четвертая муфта C4, первый тормоз B1 и второй тормоз B2 (которые будут именоваться просто «муфтой C», «тормозом B», или «устройством зацепления», если только они не имеют особенных отличий) представляют собой гидравлические устройства фрикционного зацепления, часто используемые в известных автоматических коробках передач, а также имеют вид мокрых многодисковых муфт и тормозов, приспособленных для прижимания с помощью гидравлических приводов, или ленточных тормозов, приспособленных для сжатия пакетом с помощью гидравлических приводов. Каждая из выполненных таким образом муфт C и тормозов B переключается между зацепленным состоянием и расцепленным состоянием, когда его допустимая величина крутящего момента (т.е., сила сцепления) изменяется с помощью гидравлического контура управления (не показан), расположенного в автоматической коробке передач 16.
[0020] Путем управления зацеплением и расцеплением муфт C и тормозов B, каждое положение передач восьми скоростей переднего хода и одной скорости заднего хода устанавливается операций водителя по ускорению, скоростью транспортного средства V и так далее, как показано в таблице операций зацепления на фиг. 2. На фиг. 2 позиции с «1-й» по «8-ю» относятся к режимам переключения с первой передачи по восьмую передачу при движении вперед, а позиция «Rev» относится к режиму включения заднего хода, при этом передаточное отношение γ (= обороты Nin на входном валу коробки передач / обороты Nout на приводном валу коробки передач) автоматической коробки передач 16, соответствующее каждому режиму включения передачи, определяется как подходящее для каждого передаточного отношения (= количество зубьев солнечной шестерни / количество зубьев зубчатого венца) первого планетарного редуктора 36, второго планетарного редуктора 38 и третьего планетарного редуктора 40.
[0021] Как указано в таблице операций зацепления на фиг. 2, режим включения первой передачи «1-я» происходит, когда в зацепление входят первая муфта C1 и второй тормоз B2. Режим включения второй передачи «2-я» происходит, когда в зацепление входят первая муфта C1 и первый тормоз B1. Режим включения третьей передачи «3-я» происходит, когда в зацепление входят первая муфта C1 и третья муфта C3. Режим включения четвертой передачи «4-я» происходит, когда в зацепление входят первая муфта C1 и четвертая муфта C4. Режим включения пятой передачи «5-я» происходит, когда в зацепление входят первая муфта C1 и вторая муфта C2. Режим включения шестой передачи «6-я» происходит, когда в зацепление входят вторая муфта C2 и четвертая муфта C4. Режим включения седьмой передачи «7-я» происходит, когда в зацепление входят вторая муфта C2 и третья муфта C3. Режим включения восьмой передачи «8-я» происходит, когда в зацепление входят вторая муфта C2 и первый тормоз B1. Режим включения передачи заднего хода «Rev» происходит, когда в зацепление входят третья муфта C3 и второй тормоз B2.
[0022] На фиг. 3 представлен вид в поперечном разрезе автоматической коробки передач 16 на фиг. 1. Упомянутая автоматическая коробка передач 16 содержит входной вал 32 коробки передач, приводной вал 24 коробки передач, первый планетарный редуктор 36, второй планетарный редуктор 38, третий планетарный редуктор 40, с первой муфты C1 по четвертую муфту C4, первый тормоз B1 и второй тормоз B2, в корпусе 18 в качестве жестко закрепленного элемента. Входной вал 32 коробки передач, с первого планетарного редуктора 36 по третий планетарный редуктор 40, с первой муфты C1 по четвертую муфту C4, первый тормоз B1 и второй тормоз B2 расположены как правило симметрично относительно оси RC; в силу этого, нижняя половина этих элементов ниже оси RC не показана на фиг. 3.
[0023] Входной вал 32 коробки передач выполнен с возможностью вращения вокруг оси RC. Входной вал 32 коробки передач состоит из первого вращающегося вала 32а, расположенного ближе к гидротрансформатору 14 в направлении оси RC, и второго вращающегося вала 32b. Один концевой участок второго поворотного вала 32b, если смотреть в направлении оси RC, образует шлицевое соединение с первым вращающимся валом 32а, таким образом, что второй поворотный вал 32b вращается как единое целое с первым вращающимся валом 32а. Один концевой участок первого поворотного вала 32а, который ближе к гидротрансформатору 14, если смотреть в направлении оси R, соединен с турбинным колесом 14t гидротрансформатора 14 таким образом, чтобы мощность могла передаваться между первым вращающимся валом 32а и турбинным колесом 14t.
[0024] Первый планетарный редуктор 36, приводной вал 24 коробки передач, второй планетарный редуктор 38 и третий планетарный редуктор 40 расположены в таком порядке, со стороны гидротрансформатора 14 (правая часть на фиг. 3) в направлении оси RC.
[0025] Первый планетарный редуктор 36 имеет форму планетарного редуктора с двойным сателлитом. Первая солнечная шестерня S1 первого планетарного редуктора 36 соединена с промежуточным элементом 42, который расположен в радиальном направлении наружу от первого поворотного вала 32а. Промежуточный элемент 42 соединен с корпусом 18 в качестве жестко закрепленного элемента. Соответственно, первая солнечная шестерня S1 удерживается в состоянии, отличном от вращения. Первое водило CA1 соединено с четвертой муфтой C4. Первый зубчатый венец R1 имеет форму кольца, при этом элемент 62 фрикционного зацепления первой муфты C1 и элемент 56 фрикционного зацепления третьей муфты C3 расположены на радиально внешней стороне первого зубчатого венца R1.
[0026] Четвертая муфта C4 включает в себя барабан сцепления 46, элемент 48 фрикционного зацепления, помещенный между барабаном сцепления 46 и первым водилом CA1, поршень 50, выполненный с возможностью нажатия на элемент 48 фрикционного зацепления, пружину (не показана), которая смещает поршень 50 от элемента 48 фрикционного зацепления в направлении оси RC.
[0027] Барабан сцепления 46 имеет цилиндрическую форму с двойным дном и установлен с возможностью вращения вокруг оси RC. Элемент 48 фрикционного зацепления, который состоит из множества фрикционных дисков, расположен между радиально цилиндрически наружным участком барабана сцепления 46 и цилиндрическим элементом 52, соединенным с первым водилом CA1. Поршень 50 имеет нажимной участок, образованный в месте, примыкающем к элементу 48 фрикционного зацепления, если смотреть в направлении оси RC. Когда поршень 50 перемещается в направлении элемента 48 фрикционного зацепления в направлении оси RC, элемент 48 фрикционного зацепления прижимается поршнем 50, таким образом, чтобы четвертая муфта C4 входила в зацепление или пробуксовывала. Если четвертая муфта C4 входит в зацепление, первое водило CA1 и барабан сцепления 46 зацепляются друг с другом. Поршень 50 управляется с помощью гидравлического давления, подаваемого в камеру 53 масляного давления, в виде маслонепроницаемого пространства, окруженного и образованного поршнем 50 и барабаном сцепления 46.
[0028] Третья муфта C3 включает в себя барабан сцепления 54, элемент 56 фрикционного зацепления, помещенный между внешней периферийной поверхностью первого зубчатого венца R1 и внутренней периферической поверхностью барабана сцепления 54, поршень 58, выполненный с возможностью нажимания на элемент 56 фрикционного зацепления, и пружину (не показана), которая смещает поршень 58 в сторону от элемента 56 фрикционного зацепления в направлении оси RC.
[0029] Барабан сцепления 54 выполнен в форме цилиндра с дном и установлен с возможностью вращения вокруг оси RC. Элемент 56 фрикционного зацепления, который состоит из множества фрикционных дисков, расположен между внутренней периферийной поверхностью цилиндрического участка барабана сцепления 54 и внешней периферийной поверхностью первого зубчатого венца R1. Поршень 58 имеет нажимной участок, образованный в месте, примыкающем к элементу 56 фрикционного зацепления, если смотреть в направлении оси RC. Когда поршень 58 перемещается в направлении элемента 56 фрикционного зацепления в направлении оси RC, элемент 56 фрикционного зацепления прижимается поршнем 58 таким образом, чтобы третья муфта C3 входила в зацепление или пробуксовывала. Если третья муфта C3 входит зацепление, первый зубчатый венец R1 и барабан сцепления 54 зацепляются друг с другом. Поршень 58 управляется с помощью гидравлического давления, подаваемого в камеру 59 масляного давления в виде маслонепроницаемого пространства, окруженного и образованного поршнем 58 и барабаном сцепления 54.
[0030] Первая муфта C1 включает в себя барабан сцепления 60, элемент 62 фрикционного зацепления, помещенный между барабаном сцепления 60 и первым зубчатым венцом R1, поршень 64, выполненный с возможностью нажатия на элемент 62 фрикционного зацепления, и пружину 65, которая смещает элемент 62 фрикционного зацепления от элемента 62 фрикционного зацепления в направлении оси RC.
[0031] Барабан сцепления 60 выполнен в виде цилиндрического элемента, в котором образованы участок 60а малого диаметра и участок 60b большого диаметра, и установлен с возможностью вращения вокруг оси RC. Элемент 62 фрикционного зацепления, который состоит из множества фрикционных дисков, расположен между внутренней периферийной поверхностью участка 60b большого диаметра барабана сцепления 60 и внешней периферийной поверхностью первого зубчатого венца R1. Поршень 64 имеет нажимной участок, образованный в месте, примыкающем к элементу 62 фрикционного зацепления, если смотреть в направлении оси RC. Когда поршень 64 перемещается в направлении элемента 62 фрикционного зацепления в направлении оси RC, элемент 62 фрикционного зацепления прижимается поршнем 64 таким образом, чтобы первая муфта C1 входила в зацепление или пробуксовывала. Если первая муфта C1 входит в зацепление, барабан сцепления 60 и первый зубчатый венец R1 зацепляются друг с другом. Поршень 58 управляется с помощью гидравлического давления, подаваемого в камеру 67 масляного давления, в виде маслонепроницаемого пространства, окруженного и образованного поршнем 64 и барабаном сцепления 60.
[0032] Первый тормоз B1 содержит соединительный барабан 66, соединенный с барабаном сцепления 54, элемент 68 фрикционного зацепления, расположенный между корпусом 18 и соединительным барабаном 66, поршень 70, выполненный с возможностью нажимания на элемент 68 фрикционного зацепления, и пружину (не показана), которая смещает поршень 70 в сторону от элемента 68 фрикционного зацепления в направлении оси RC.
[0033] Соединительный барабан 66 имеет форму цилиндрического элемента, в котором образованы участок 66а малого диаметра и участок 66b большого диаметра, и установлен с возможностью вращения вокруг оси RC. Элемент 68 фрикционного зацепления, который состоит из множества фрикционных дисков, расположен между внешней периферийной поверхностью участка 66b большого диаметра соединительного барабана 66 и внутренней стенкой корпуса 18. Поршень 70 имеет нажимной участок, образованный в месте, примыкающем к элементу 68 фрикционного зацепления, если смотреть в направлении оси RC. Когда поршень 70 перемещается в направлении элемента 68 фрикционного зацепления в направлении оси RC, элемент 68 фрикционного зацепления прижимается поршнем 70 таким образом, чтобы первый тормоз B1 входил в зацепление или пробуксовывал. Если первый тормоз B1 входит в зацепление, соединительный барабан 66 и корпус 18 зацепляются друг с другом и соединительный барабан 66 перестает вращаться. Поршень 70 управляется с помощью гидравлического давления, подаваемого в камеру 71 масляного давления в виде маслонепроницаемого пространства, окруженного и образованного корпусом 18 и поршнем 70.
[0034] Вторая солнечная шестерня S2 второго планетарного редуктора 38 образует шлицевое соединение с концевым участком цилиндрического участка 66а малого диаметра соединительного барабана 66. Третья солнечная шестерня S3 третьего планетарного редуктора 40 имеет в целом цилиндрическую форму и ее концевой участок, расположенный ближе к гидротрансформатору 14, если смотреть в направлении оси RC, образует шлицевое соединение с участком 60а малого диаметра сцепления 60.
[0035] Общее водило RCA второго планетарного редуктора 38 и третьего планетарного редуктора 40 поддерживает вторые сателлиты Р2 и третьи сателлиты P3 таким образом, чтобы эти сателлиты Р2, P3 могли вращаться вокруг своей оси и вращаться вокруг оси RC. Элемент 74 фрикционного зацепления второй муфты C2 и элемент 78 фрикционного зацепления второго тормоза B2, который будет описан далее, расположены на радиально внешней стороне водила RCA. При том что водило RCA не показано на радиально внутренней стороне элемента 74 фрикционного зацепления второй муфты C2 на фиг. 3, водило RCA находится в другой фазе в направлении вдоль окружности. Общий зубчатый венец RR второго планетарного редуктора 38 и третьего планетарного редуктора 40 образованы в виде кольца, а ее радиально внутренняя часть образует шлицевое соединение с приводным валом 24 коробки передач.
[0036] Вторая муфта C2 включает в себя барабан сцепления 72, элемент 74 фрикционного зацепления, помещенный между барабаном сцепления 72 и водилом RCA, поршень 76, выполненный с возможностью нажимания на элемент 74 фрикционного зацепления, и пружину 77, которая смещает поршень 76 от элемента 74 фрикционного зацепления в направлении оси RC.
[0037] Барабан сцепления 72 представляет собой цилиндрический элемент с дном и установлен с возможностью вращения вокруг оси RC. Элемент 74 фрикционного зацепления расположен между внутренней периферической поверхностью барабана сцепления 72 и внешней периферийной поверхностью (не показано на фиг. 3) водила RCA. Поршень 76 имеет нажимной участок, образованный в месте, примыкающем к элементу 74 фрикционного зацепления, если смотреть в направлении оси RC. Когда поршень 76 перемещается в направлении элемента 74 фрикционного зацепления в направлении оси RC, элемент 74 фрикционного зацепления прижимается поршнем 76 таким образом, чтобы вторая муфта C2 входила в зацепление или пробуксовывала. Если вторая муфта C2 входит в зацепление, барабан сцепления 72 и водило RCA зацепляются друг с другом. Поршень 76 управляется с помощью гидравлического давления, подаваемого в камеру 79 масляного давления, в виде маслонепроницаемого пространства, окруженного и образованного поршнем 76 и барабаном сцепления 72.
[0038] Второй тормоз B2 включает в себя элемент 78 фрикционного зацепления, помещенный между внешней периферийной поверхностью водила RCA и внутренней стенкой корпуса 18, поршень 80, выполненный с возможностью нажатия на элемент 78 фрикционного зацепления, и пружину (не показана), которая смещает поршень 80 в сторону от элемента 78 фрикционного зацепления в направлении оси RC.
[0039] Элемент 78 фрикционного зацепления, который состоит из множества фрикционных дисков, расположен между внешней периферийной поверхностью водила RCA и внутренней стенкой корпуса 18. Поршень 80 состоит из 80а поршня элемента и удлинитель 80b. Удлинитель 80b имеет нажимной участок, образованный в месте, примыкающем к элементу 78 фрикционного зацепления, если смотреть в направлении оси RC. Когда поршень 80 перемещается в направлении элемента 78 фрикционного зацепления в направлении оси RC, элемент 78 фрикционного зацепления прижимается к поршню 80 таким образом, чтобы второй тормоз B2 входил в зацепление или пробуксовывал. Если второй тормоз B2 входит в зацепление, водило RCA и корпус 18 соединяются друг с другом и водило RCA перестает вращаться. Поршень 80 управляется с помощью гидравлического давления, подаваемого в камеру 81 масляного давления, имеющую вид маслонепроницаемого пространства, которое окружено и образовано поршнем 80 и корпусом 18.
[0040] На фиг. 4 представлен увеличенный вид участка, который обведен штрихпунктирной линией на фиг. 3. Как показано на фиг. 4, входной вал 32 коробки передач установлен вокруг оси RC в качестве ее центра, а третья солнечная шестерня S3 третьего планетарного редуктора 40 расположена на радиально внешней стороне входного вала 32 коробки передач. Барабан сцепления 60, который образует первую муфту C1, расположен на радиально внешней стороне третьей солнечной шестерни S3.
[0041] Шлицевые зубья 83 выполнены на наружной круговой поверхности участка третьей солнечной шестерни S3, расположенной ближе к гидротрансформатору 14 (участок справа на фиг. 4) в направлении оси RC. Кроме того, шлицевые зубья 85 образованы во внутренней периферийной поверхности участка барабана сцепления 60, который перекрывает шлицевые зубья 83 третьей солнечной шестерни S3, если смотреть в радиальных направлениях. Шлицевые зубья 83 третьей солнечной шестерни S3 и шлицевые зубья 85 барабана сцепления 60 находятся в зацеплении друг с другом, при этом образуется участок шлицевого зацепления 82, который соединяет третью солнечную шестерню S3 и барабан сцепления 60, такие, что эти компоненты не могут вращаться относительно друг друга (хотя происходит относительное вращение, когда возникает люфт), однако могут перемещаться относительно друг друга в направлении оси RC.
[0042] Согласующее кольцо 84 устанавливается в положение, смежное с положением зацепления шлицевых зубьев 83 и шлицевых зубьев 83, которые образуют участок шлицевого зацепления 82 (т.е. участок, отличающийся от участка шлицевого зацепления 82), чтобы располагаться в той части, где третья солнечная шестерня S3 и барабан сцепления 60 перекрывают друг друга, если смотреть в радиальном направлении, при этом согласующее кольцо 84 находится в контакте как с третьей солнечной шестерней S3, так и с барабаном сцепления 60. На внутренней периферийной поверхности барабана сцепления 60 образована кольцевая канавка 86, а согласующее кольцо 84 расположено в кольцевом пространстве, образованном кольцевой канавкой 86.
[0043] Согласующее кольцо 84 имеет кольцеобразный кольцевой участок 84а и множество выступов 84b, которые поднимаются радиально внутрь от кольцевого участка 84а. Кольцевой участок 84а согласующего кольца 84 находится в прилегающем контакте с барабаном сцепления 60, а выступы 84b находятся в прилегающем контакте с третьей солнечной шестерней S3 таким образом, чтобы вызвать сопротивление вращению между третьей солнечной шестерней S3 и барабаном сцепления 60. А именно, согласующее кольцо 84 ограничивает относительное вращение, которое допускается в диапазоне люфта, возникающего в направлении вращения между шлицевыми зубьями 83 третьей солнечной шестерни S3 и шлицевыми зубьями 85 барабана сцепления 60. Другими словами, так как относительное вращение ограничено на участке шлицевого зацепления 82, люфт, возникающий в направлении вращения участка шлицевого зацепления 82 между шлицевыми зубьями 83 третьей солнечной шестерни S3 и шлицевыми зубьями 85 барабана сцепления 60, очевидно, устраняется.
[0044] Когда выполняется установка заданного режима включения передачи (например, режим включения восьмой передачи «8-я») в автоматической коробке передач 16, как было описано ранее, образуется вращающийся элемент, который включает в себя участок шлицевого зацепления 82 и не участвует в передаче мощности. А именно, вращающийся элемент вращается совместно с другими частями, при этом крутящий момент на них не передается. Этот вращающийся элемент вращается совместно благодаря зацеплению шестерен, хотя крутящий момент на вращающийся элемент не передается. Например, при установке передачи в режим включения восьмой передачи «8-я» вторая муфта C2 и первый тормоз B1 входят в зацепление, а другие устройства фрикционного зацепления расцепляются.
[0045] В это время, заштрихованная область на виде в поперечном разрезе автоматической коробки передач 16, показанной на фиг. 5, совместно вращается с другими частями без передачи крутящего момента. Заштрихованная область соответствует вращающемуся элементу 88, который вращается совместно без передачи крутящего момента, переходящего на него в режиме включения восьмой передачи «8-я». Вращающейся элемент 88 состоит из третьей солнечной шестерни S3 и вращающихся элементов (барабана сцепления 60, элемента 62 фрикционного зацепления, поршня 64, пружины 65 и т.д.), которые образуют первую муфту C1. Вращающийся элемент 88 также включает в себя участок шлицевого зацепления 82, вставленный между солнечной шестерней S3 и барабаном сцепления 60.
[0046] Так как третья солнечная шестерня S3 и третий сателлит P3 находятся в зацеплении друг с другом, третья солнечная шестерня S3 совместно вращается в соответствии с вращением третьего сателлита P3. Кроме того, барабан сцепления 60 первой муфты C1, которая находится в шлицевом зацеплении с третьей солнечной шестерней S3, и заштрихованные вращающиеся элементы (такие как поршень 64), которые образуют первую муфту C1, также совместно вращаются. Так как первая муфта C1 расцепляется в режиме включения восьмой передачи «8-я», фрикционные диски элемента 62 фрикционного зацепления первой муфты C1, которые находятся в шлицевом зацеплении с барабаном сцепления 60, совместно вращаются вместе с барабаном сцепления 60.
[0047] Далее будет описан результат, полученный при таком выполнении вращающегося элемента 88, который вращается при отсутствии переходящего на него крутящего момента, когда в автоматической коробке передач 16 установлен заданный режим включения передачи, например, режим включения восьмой передачи «8-я». На фиг. 6 представлена модель вибрации приводного механизма 10 транспортного средства, учитывающая люфт, возникающий в автоматической коробке передач 16, когда в автоматической коробке передач 16 происходят нерегулярные изменения крутящего момента от двигателя 12.
[0048] На фиг. 6 ссылочной позицией 90 обозначен инерционный элемент (который будет именоваться «инерционным элементом 90»), соответствующий двигателю 12, а ссылочной позицией 92 обозначен инерционный элемент (который будет именоваться «инерционным элементом 92»), который соответствует автоматической коробке передач 16, в то время как ссылочной позицией 94 обозначен инерционный элемент (который будет именоваться «инерционным элементом 94»), что представляет собой контур передачи мощности от приводного вала 24 коробки передач на приводные колеса (не показан). Инерционный элемент 90 имеет инерционную массу вращающихся элементов двигателя 12, а инерционный элемент 92 имеет инерционную массу вращающихся элементов автоматической коробки передач 16, в то время как инерционный элемент 94 имеет общую величину соответствующих инерционных масс вращающихся элементов, которые образуют контур передачи мощности от приводного вала 24 коробки передач на приводные колеса (не показаны). Пружина 96 в качестве модели вибрации вставлена между инерционным элементом 90 и инерционным элементом 92, а пружина 98 в качестве модели вибрации вставлена между инерционным элементом 92 и инерционным элементом 94.
[0049] В автоматической коробке передач 16 люфт возникает на зацепляющихся участках различных шестерен и участках шлицевого зацепления. Если это представить в моделированном виде, инерционный элемент 92 разделен на три инерционных элемента, т.е. первый инерционный элемент 92а, второй инерционный элемент 92b и третий инерционный элемент 92c, как показано на фиг. 6. Первый инерционный элемент 92а и второй инерционный элемент 92b представляют собой инерционные элементы, на которые передается крутящий момент, когда установлен заданный режим переключения передач, например режим включения восьмой передачи «8-я». Третий инерционный элемент 92c является инерционным элементом, на который крутящий момент не передается, когда установленнный режим переключения передач. Первый инерционный элемент 92а и второй инерционный элемент 92b соответствуют вращающимся элементам (за исключением корпуса 18 и т.д.), которые не заштрихованы на фиг. 5, в том случае, когда установлен режим включения восьмой передачи «8-я». Третий инерционный элемент 92c соответствует вращающимся элементам (т.е. вращающемуся элементу 88), которые заштрихованы на фиг. 5, в том случае, когда установлен режим включения восьмой передачи «8-я».
[0050] Первый люфт 100 установлен между первым инерционным элементом 92а и вторым инерционным элементом 92b. Первый люфт 100 обеспечивается путем моделирования всех люфтов, возникающих на контуре передачи мощности, через который передается крутящий момент, когда установлен заданный режим переключения передач, в качестве единого люфта. Второй люфт 102 установлен между вторым инерционным элементом 92b и третьим инерционным элементом 92c. Второй люфт 102 обеспечивается путем моделирования всех люфтов, образованных между вращающимися элементами, которые вращаются совместно, при этом крутящий момент на них не передается, когда установлен заданный режим переключения передач, в качестве единого люфта.
[0051] На фиг. 7A показано изображение первого люфта 100 на фиг. 6, а на фиг. 7B показано изображение второго люфта 102 на фиг. 6. В левой части на фиг. 7А представлено изображение люфта, возникающего между первым инерционным элементом 92а и вторым инерционным элементом 92b, а в правой части на фиг. 7А показана зависимость между вращательным смещением (вращательные нерегулярные изменения) на первом люфте 100 и временем, когда нерегулярные изменения крутящего момента передаются от двигателя 12. В левой части на фиг. 7А заштрихованный участок относится к первому инерционному элементу 92а, а участок в виде вилки с двумя зубцами относится ко второму инерционному элементу 92b. Зазор между двумя зубцами участка в виде вилки соответствует ширине люфта между первым инерционным элементом 92а и вторым инерционным элементом 92b, другими словами, люфт (общее значение) возникает между вращающимися элементами, через которые передается крутящий момент в случае, когда установлен заданный режим переключения передач. Первый инерционный элемент 92а вставляется в область люфта таким образом, чтобы он мог перемещаться относительно второго инерционного элемента 92b.
[0052] На фиг. 7А, так как крутящий момент передается между первым инерционным элементом 92а и вторым инерционным элементом 92b, крутящий момент также передается через первый люфт 100. Соответственно, как показано на фиг. 7А, первый инерционный элемент 92а приводится в состояние, в котором он прижат к одной стороне (стороне привода) двух зубцов второго инерционного элемента 92b. А именно, люфт закрыт на стороне привода между первым инерционным элементом 92а и вторым инерционным элементом 92b.
[0053] В правой части на фиг. 7А представлена зависимость между вращательным смещением на первом люфте 100 при передаче нерегулярных изменений крутящего момента двигателя 12 и временем. Вращательное смещение по вертикальной оси достигается путем извлечения только вращательного смещения (вращательные нерегулярные изменения) за счет нерегулярных изменений крутящего момента двигателя 12. Верхняя волнистая линия и нижняя волнистая линия в правой части на фиг. 7А обозначают соответствующие вращательные смещения двух зубцов второго инерционного элемента 92b, как показано в левой части на фиг. 7А. Как показано на фиг. 7А, второй инерционный элемент 92b сдвигается вверх и вниз с течением времени из-за нерегулярных изменений крутящего момента двигателя 12. Заштрихованный участок в правой части на фиг. 7А относится к первому инерционному элементу 92а, приведенному в левой части на фиг. 7А, при этом первый инерционный элемент 92а прижат к верхней стенке (к стороне привода) второго инерционного элемента 92b. Таким образом, при первом люфте 100 первый инерционный элемент 92а постоянно прижат к верхней стенке (к стороне привода) второго инерционного элемента 92b за счет передачи крутящего момента, а первый и второй инерционный элементы 92а, 92b не сдвигаются относительно друг друга, в пределах ширины люфта второго инерционного элемента 92b.
[0054] Далее будет описана фиг. 7B. В левой части на фиг. 7B показано изображение люфта, возникающего между вторым инерционным элементом 92b и третьим инерционным элементом 92c. В правой части на фиг. 7B показана зависимость между вращательным смещением (вращательные нерегулярные изменения) во втором люфте 102 и временем, когда нерегулярные изменения крутящего момента передаются от двигателя 12. В левой части фиг. 7B заштрихованный участок относится к третьему инерционному элементу 92c, а участок в виде вилки с двумя зубцами относится ко второму инерционному элементу 92b. Зазор между двумя зубцами второго инерционного элемента 92b соответствует ширине люфта между вторым инерционным элементом 92b и третьим инерционным элементом 92c, другими словами, люфт (общее значение) возникает между вращающимися элементами, на которые крутящий момент не передается, в заданном режиме переключения передач. Третий инерционный элемент 92c входит в зону люфта таким образом, чтобы он мог вращаться относительно второго инерционного элемента 92b.
[0055] На фиг. 7B, поскольку крутящий момент не передается между вторым инерционным элементом 92b и третьим инерционным элементом 92c, упомянутый третий инерционный элемент 92c может свободно перемещаться (свободно вращаться) в диапазоне люфта второго инерционного элемента 92b. Соответственно, как показано в левой части на фиг. 7B, третий инерционный элемент 92c свободно перемещается (свободно вращается) в диапазоне люфта второго инерционного элемента 92b.
[0056] В правой части на фиг. 7B показана зависимость между вращательным смещением (вращательные нерегулярные изменения) во втором люфте 102, когда происходит передача нерегулярных изменений крутящего момента двигателя 12, и временем. Вращательное смещение по вертикальной оси достигается путем извлечения только вращательного смещения (вращательные нерегулярные изменения) за счет нерегулярных изменений крутящего момента двигателя 12. В правой части на фиг. 7B, верхняя волнистая линия и нижняя волнистая линия обозначают соответствующие вращательные смещения двух зубцов второго инерционного элемента 92b, показанного в левой части фиг. 7B. Как показано на фиг. 7B, второй инерционный элемент 92b осциллирует вверх и вниз с течением времени из-за нерегулярных изменений крутящего момента двигателя 12. Заштрихованная область в левой части фиг. 7B обозначает третий инерционный элемент 92c, показанный в левой части фиг. 7B. Как показано в правой части на фиг. 7B, третий инерционный элемент 92c движется (свободно вращается) в пределах диапазона люфта, со временем сталкиваясь с верхними и нижними стенками второго инерционного элемента 92b.
[0057] На фиг. 8А и фиг. 8B показана взаимосвязь между вращательными смещениями второго инерционного элемента 92b и третьего инерционного элемента 92c, когда передаются нерегулярные изменения крутящего момента двигателя 12, и временем. На фиг. 8А показано состояние в области малых оборотов двигателя, а на фиг. 8B показано состояние в области высоких оборотов двигателя. Две волнистые линии, приведенные на фиг. 8А и фиг. 8B, относятся к вращательным смещениям двух зубцов второго инерционного элемента 92b, показанного на фиг. 7B, и зазор между этими двумя волнистыми линиями указывает на люфт (ширину люфта). Вращательное смещение фиг. 8А и фиг. 8B получают путем извлечения только компонента смещения, вызванного нерегулярными изменениями крутящего момента двигателя 12, и вращательное смещение, равное нулю, соответствует смещению в момент, когда нерегулярные изменения крутящего момента не передаются. Как показано на фиг. 8А и фиг. 8B, вращательное смещение второго инерционного элемента 92b изменяются вверх и вниз (волнообразным образом) со временем из-за нерегулярных изменений крутящего момента двигателя 12.
[0058] Кроме того, ломаная линия между двумя волнистыми линиями (по ширине люфта второго инерционного элемента 92b) указывает на вращательное смещение третьего инерционного элемента 92c. Как показано на фиг. 8А, третий инерционный элемент 92c перемещается (свободно вращается) в пределах ширины люфта, сталкиваясь со временем со вторым инерционным элемента 92b. Эта ситуация будет пояснена со ссылкой на автоматическую коробку передач 16 на фиг. 5. В случае, когда установлен режим включения восьмой передачи «8-я», вращающийся элемент 88 (соответствующий третьему инерционному элементу 92c), на которой крутящий момент не передается и который отмечен штриховкой, совместно вращается вместе с другими вращающимися элементами, при этом сталкиваясь с зубьями шестерни и шлицевыми зубьями, что создает люфт во вращающемся элементе 88. Более конкретно, люфт, образованный в вращающемся элементе 88, включает в себя боковой люфт шестерен, возникший между третьей солнечной шестерней S3 и барабаном сцепления 60, и шлицевой люфт, возникающий на соединительном шлицевом участке 82.
[0059] Как было описано ранее, когда в автоматической коробке передач 16 установлен режим включения восьмой передачи «8-я», вращающийся элемент 88 вращается совместно, и при этом сталкивается с зубьями шестерни, которые образуют боковой люфт шестерен между третьей солнечной шестерней S3 и барабаном сцепления 60, и шлицевыми зубьями, которые образуют шлицевой люфт на участке шлицевого зацепления 82. Некоторые результаты, обеспечиваемые с помощью этой конструкции, будут описаны далее. На фиг. 9 показана зависимость между оборотов двигателя [об/мин] и нерегулярным изменением крутящего момента на приводном валу [дБ]. В этом случае нерегулярное изменение крутящего момента на приводном валу обозначают величину нерегулярного изменения крутящего момента, снимаемого с приводного вала 24 автоматической коробки передач 16, когда нерегулярные изменения крутящего момента двигателя 12 передаются на автоматическую коробку передач 16. Линия затухания толчков, обозначенная пунктирной линией, указывает на величину нерегулярных изменений крутящего момента на приводном валу, когда вращающийся элемент 88 совместно вращается при столкновении с зубьями шестерни, которые образуют боковой люфт шестерни между третьей солнечной шестерней S3 и барабаном сцепления 60, и шлицевыми зубьями, которые образуют шлицевой люфт на участке шлицевого зацепления 82. Линия добавленного инерционного момента, обозначенная штрихпунктирной линией, обозначает величину нерегулярных изменений крутящего момента на приводном валу, когда вращающийся элемент 88 вращается как единое целое с вращающимися элементами, на которые передается крутящий момент. А именно, линия добавленного инерционного момента относится к величине нерегулярных изменений крутящего момента на приводном валу, когда инерционная масса вращающегося элемента 88 добавляется к инерционной массе вращающихся элементов, на которые передается крутящий момент. Линия добавленного безынерционного момента, обозначенная штрихпунктирной линией, относится к величине нерегулярных изменений крутящего момента на приводном валу, когда вращающийся элемент 88 вращается совместно, не сталкиваясь с зубьями шестерни, образующими боковой люфт шестерни между третьей солнечной шестерней S3 и барабаном сцепления 60, и шлицевыми зубьями, образующими шлицевой люфт на участке шлицевого зацепления 82. А именно, линия добавленного безынерционного момента показывает величину нерегулярных изменений крутящего момента на приводном валу, когда инерционная масса вращающегося элемента 88 не добавляется ко всем вращающимся элементам, на которые передается крутящий момент. Все упомянутые линии: линия затухания толчков, линия добавленного инерционного момента, а также линия добавленного безынерционного момента получены аналитическим путем.
[0060] На линии добавленного безынерционного момента, обозначенной штрихпунктирной линией, пик нерегулярных изменений крутящего момента на приводном валу проявляется в диапазоне относительно высоких оборотов двигателя, а величина нерегулярных изменений крутящего момента на приводном валу уменьшается по мере увеличения оборотов двигателя. Нерегулярные изменения крутящего момента на приводном валу уменьшаются по мере увеличения оборотов двигателя, поскольку нерегулярные изменения крутящего момента двигателя 12 уменьшаются по мере увеличения оборотов двигателя. На линии дополнительного инерционного момента, обозначенной одной штрихпунктирной линией, пик нерегулярных изменений крутящего момента на приводном валу проявляется при пониженных оборотах двигателя, чем на линии добавленного безынерционного момента, а величина нерегулярных изменений крутящего момента на приводном валу уменьшается по мере увеличения оборотов двигателя. Отсюда следует, что, когда обороты двигателя относительно высокие, нерегулярные изменения крутящего момента на приводном валу на линии добавленного инерционного момента меньше, чем на линии добавленного безынерционного момента. Это происходит потому, что на линию добавленного инерционного момента накладывается момент инерции вращающегося элемента 88.
[0061] На линии затухания толчков, обозначенной пунктирной линией, пик нерегулярных изменений крутящего момента на приводном валу проявляется при пониженных оборотах двигателя, чем на линии добавленного инерционного момента, а величина нерегулярных изменений крутящего момента на приводном валу уменьшается, когда повышаются обороты двигателя. Таким образом, нерегулярные изменения крутящего момента на приводном валу становятся меньше на линии затухания толчков, чем на линии добавленного инерционного момента, когда обороты двигателя становится равными заданному значению или превышают его (например, нижнему пределу диапазона оборотов во время движения транспортного средства).
[0062] Сплошной линией на фиг. 9 обозначена величина нерегулярных изменений крутящего момента на приводном валу в этом варианте осуществления. Когда обороты двигателя 12 низкие, нерегулярные изменения крутящего момента у двигателя 12 большие; соответственно, изменение величины нерегулярных изменений крутящего момента на приводном валу происходит в соответствии с линией затухания толчков. А именно, вращающийся элемент 88 совместно вращается при столкновении с поверхностями зубьев, образующих люфт (боковой люфт шестерни и шлицевой люфт).
[0063] Таким образом, заштрихованная область на фиг. 5 совместно поворачивается и при этом периодически сталкивается с зубьями шестерни, образующими боковой люфт шестерни между третьей солнечной шестерней S3 и барабаном сцепления 60, и шлицевыми зубьями, образующими шлицевой люфт на участке шлицевого зацепления 82, притом заштрихованная область, как представляется, соединена, по существу, с вращающимися элементами, которые не заштрихованы. А именно, инерционная масса вращающихся элементов, которые заштрихованы, рассматривается как добавленная. Другими словами, это можно наблюдать в виде линии добавленного инерционного момента на фиг. 9. Кроме того, поскольку вращающейся элемент 88 совместно поворачивается и при этом сталкивается с зубьями шестерни, образующими боковой люфт шестерни, и шлицевыми зубьями, образующими шлицевой люфт, часть инерционной энергии, производимой нерегулярными изменениями крутящего момента, расходуется через столкновение, и нерегулярные изменения крутящего момента на приводном валу дополнительно уменьшаются. Соответственно, нерегулярные изменения крутящего момента на приводном валу дополнительно меньше на линии затухания толчков, чем на линии добавленного инерционного момента, как показано на фиг. 9. Таким образом, как и в случае, когда, например, установлен режим включения восьмой передачи «8-я», вращающейся элемент 88, который не способствует передаче крутящего момента, осциллирует, сталкиваясь с поверхностями зубьев, образующих люфт (боковой люфт шестерни и шлицевой люфт), при этом нерегулярные изменения крутящего момента на приводном валу двигателя могут уменьшиться. В этой связи, обороты двигателя, при которых нерегулярные изменения крутящего момента на приводном валу становятся равными заданному целевому значению NV (например, заданное значение шума вибраций) или меньшими, показано на фиг. 9, могут понижаться относительно линии добавленного инерционного момента.
[0064] Предположим случай, когда фрикционная муфта 15 входит в зацепление в диапазоне оборотов двигателя, которые равны целевому значению NV или ниже его. Если фрикционная муфта 15 находится в зацеплении, выходная мощность двигателя может напрямую передаваться на приводные колеса, при этом повышается экономия топлива. С другой стороны, характеристики NV, вероятно, будут ухудшаться, поскольку нерегулярные изменения крутящего момента двигателя 12, которые снижают характеристики NV, также передаются напрямую. В этом варианте осуществления, в котором нерегулярные изменения крутящего момента, переходящие на приводной вал 24, уменьшаются, даже если фрикционная муфта 15 входит в зацепление на более низких оборотах двигателя, чем у известного аналога, могут быть достигнуты характеристики NV, эквивалентные таковым у известного аналога. Соответственно, нижний предел рабочей области фрикционной муфты 15 может быть уменьшен с оборотов NE1 двигателя (известный пример) до оборотов Ne2 двигателя (данный вариант осуществления изобретения). В результате транспортное средство может двигаться в протяженной области с фрикционной муфтой 15, находящейся в зацеплении, что приводит к повышению экономии топлива.
[0065] Кроме того, как показано на фиг. 9, так как обороты двигателя повышаются, нерегулярные изменения крутящего момента на приводном валу смещаются от линии затухания толчков к линии добавленного безынерционного момента. Это происходит потому, что поскольку скорость двигателя увеличивается, нерегулярные изменения крутящего момента уменьшаются и не происходит столкновения с зубьями шестерен и шлицевыми зубьями, образующими люфт. Точнее, как показано на фиг. 8B, по мере повышения оборотов двигателя, вращательное смещение уменьшается, поскольку уменьшаются нерегулярные изменения крутящего момента двигателя. Таким образом, при уменьшающемся вращательном смещении, вращающийся элемент 88, заштрихованный на фиг. 5, который не участвует в передаче крутящего момента, с меньшей вероятностью столкнется с поверхностями зубьев, образующими люфт. Соответственно, когда обороты двигателя повышаются, нерегулярные изменения крутящего момента на приводном валу смещаются от линии затухания толчков, обозначенной пунктирной линией на фиг. 9, к линии добавленного безынерционного момента, обозначенной штрихпунктирной линией.
[0066] Как было описано ранее, так как нерегулярные изменения крутящего момента двигателя 12 уменьшаются по мере повышения оборотов двигателя, число (частота) столкновений с зубьями шестерен и шлицевыми зубьями, которые образуют боковой люфт шестерни и шлицевой люфт во вращающемся элементе 88, который не способствует передаче крутящего момента, уменьшается, и почти никаких столкновений не наблюдается в области высоких оборотов двигателя. Точнее, нерегулярные изменения крутящего момента на приводном валу смещаются к линии добавленного безынерционного момента. На фиг. 9, если переход от линии затухания толчков к линии добавленного безынерционного момента происходит в то время, когда двигатель 12 работает на пониженных оборотах, переключение может иметь место в области, где нерегулярные изменения крутящего момента на приводном валу являются большими, и превышать целевое значение NV, как обозначено пунктирной линией. В этом случае эффект затухания нерегулярных изменений крутящего момента на приводном валу, который достигается на линии затухания толчков, вряд ли может быть получен, и нерегулярные изменения крутящего момента на приводном валу становятся большими.
[0067] Для решения обозначенной выше проблемы на участке шлицевого зацепления 82 дополнительно предусмотрено согласующее кольцо 84 так, чтобы автоматическая коробка передач 16 работала в соответствии с линией затухания толчков, пока двигатель не достигнет заданных оборотов. Если согласующее кольцо 84 вставлено между третьей солнечной шестерней S3 и барабаном сцепления 60, люфт между третьей солнечной шестерней S3 и барабаном сцепления 60 становится, по существу, равным нулю. Соответственно, люфт (общее значение), образовавшийся в контуре передачи мощности, состоит только из первого люфта 100. Поскольку первый люфт 100 образован между поверхностями зубьев зацепленных шестерен, оно значительно меньше, чем второй люфт 102 с фиг. 6. Таким образом, так как люфт в контуре передачи мощности можно рассматривать только как люфт, образованный первым люфтом 100, люфт представляется небольшим. С люфтом, уменьшенным таким образом, частота столкновений, которые происходят в люфте, увеличивается по сравнению со случаем, когда согласующее кольцо 84 не предусмотрено. В результате, обороты двигателя, при которых нерегулярные изменения крутящего момента на приводном валу смещаются от линии затухания толчков к линии добавленного безынерционного момента, может сместиться в сторону более высоких оборотов. При установленном, таким образом, согласующем кольце 84 возникновение толчков в люфте более вероятно. Соответственно, обороты двигателя, при которых нерегулярные изменения крутящего момента на приводном валу смещаются от линии затухания толчков к линии добавленного безынерционного момента, повышаются, а обороты двигателя, при которых нерегулярные изменения крутящего момента на приводном валу становятся равными заданному значению NV или меньшими, могут сместиться в сторону пониженных оборотов двигателя. Таким образом, рабочая область фрикционной муфты может сместиться в сторону пониженных оборотов двигателя, при этом может увеличиться экономия топлива. При пониженных оборотах двигателя 12 нерегулярные изменения крутящего момента на приводном валу изменяются вдоль линии затухания толчков, даже если предусмотрено согласующее кольцо 84, так как нерегулярные изменения крутящего момента двигателя 12 велики в области низких оборотов двигателя 12 и на согласующем кольце 84 возникает проскальзывание.
[0068] Поскольку в случае, когда в автоматической коробке передач 16 был установлен режим включения восьмой передачи «8-я», описанном в качестве примера, по существу, те же самые результаты могут быть получены и в любом другом режиме переключения передач, так как вращающейся элемент, через который крутящий момент не передается, образуется аналогичным образом при установке режимов включения других передач.
[0069] Как было описано ранее, в соответствии с этим вариантом осуществления, когда, например, в автоматической коробке передач 16 установлен режим включения восьмой передачи «8-я», вращающийся элемент 88, на который крутящий момент не передается, вращается от вращающихся элементов, на которые крутящий момент передается. В этот момент, вращающийся элемент 88, который имеет участок шлицевого зацепления 82, вращается от зацепления со шлицевыми зубьями, между которыми возникает шлицевой люфт, в направлении вращения участка шлицевого зацепления 82. При пониженных оборотах двигателя толчки повторяются на участке шлицевого зацепления 82, так как меняющееся смещение участка шлицевого зацепления из-за нерегулярных изменений крутящего момента двигателя 12 является большим. Инерционная энергия, создаваемая нерегулярными изменениями крутящего момента двигателя 12, расходуется из-за толчков, при этом нерегулярные изменения крутящего момента, передаваемого от приводного вала 24 автоматической коробки передач 16, могут быть устранены или уменьшены. Кроме того, для предотвращения или снижения нерегулярных изменений крутящего момента нет необходимости добавлять новый компонент, например инерционный элемент, для гашения нерегулярных изменений крутящего момента.
[0070] Кроме того, в данном варианте осуществления, когда обороты двигателя 12 повышаются, диапазон смещения участка шлицевого зацепления 82 уменьшается, при этом снижается вероятность возникновения толчков на участке шлицевого зацепления 82. Соответственно, снижается и эффект гашения нерегулярных изменений крутящего момента от толчков. В данном варианте осуществления предусмотрено согласующее кольцо 84 с тем, чтобы люфт на участке шлицевого зацепления 82 становился, по существу, равным нулю. Соответственно, люфт, возникающий в контуре передачи мощности, складывается исключительно из люфта, возникающего на участках зацепления шестерен; таким образом, люфт в достаточной мере уменьшается. В результате, частота толчков от люфта возрастает даже при увеличении оборотов двигателя, а нерегулярные изменения крутящего момента могут гаситься за счет поглощения инерционной энергии этих толчков.
[0071] Принимая во внимание, что один из вариантов осуществления настоящего изобретения был уже описан подробно со ссылкой на чертежи, настоящее изобретение может применяться и в других формах.
[0072] В описанном ранее варианте осуществления согласующее кольцо 84 установлено между третьей солнечной шестерней S3 и барабаном сцепления 60. Тем не менее, может быть использован любой элемент, такой как уплотнительное кольцо, отличный от согласующего кольца 84, при условии, что он может обеспечивать трение между третьей солнечной шестерней S3 и барабаном сцепления 60. Кроме того, третья солнечная шестерня S3 и барабан сцепления 60 могут быть запрессованы, вместо установки согласующего кольца 84, таким образом, чтобы уменьшить или устранить люфт на участке шлицевого зацепления 82.
[0073] Принимая во внимание, что автоматическая коробка передач 16 из описанного ранее варианта осуществления представляет собой многоступенчатую коробку передач, имеющую восемь передач для движения вперед, упомянутый соединительный механизм автоматической коробки передач не ограничивается этим в данном варианте осуществления. Данное изобретение может быть применимо к любой конструкции, в которой образуется вращающийся элемент, через который крутящий момент не передается, когда коробка передач находится в заданном режиме переключения передач.
[0074] При том что участок шлицевого зацепления 82 расположен между третьей солнечной шестерней S3 и барабаном сцепления 60 первой муфты C1 в описанном ранее варианте осуществления, он не обязательно находится между третьей солнечной шестерней S3 и барабаном сцепления 60, а может быть расположен между вращающимся элементом, который составляет планетарную передачу, и вращающимся элементом, который представляет собой еще одну планетарную передачу. Точнее, участок шлицевого зацепления может быть предусмотрен в случае необходимости при условии, что он расположен во вращающемся элементе, через который крутящий момент не передается в заданном режиме переключения передач.
[0075] При том что согласующее кольцо 84 расположено в кольцевой канавке, выполненной в барабане сцепления 60 в описанном ранее варианте осуществления, оно может располагаться со стороны третьей солнечной шестерни S3.
[0076] Следует понимать, что описанное выше является лишь одним из вариантов осуществления изобретения и что изобретение может быть осуществлено с различными изменениями и улучшениями, основанными на знаниях специалистов в данной области техники.