УСТРОЙСТВО ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ КОРОБКИ ПЕРЕДАЧ
AUTOMATIC GEARBOX SHIFTER

Уровень техники
Настоящее изобретение относится к устройству переключения автоматической коробки передач, обеспеченной в системе передачи движущей силы транспортного средства.
В качестве трансмиссии, обеспеченной в системе передачи движущей силы транспортного средства, известна механическая автоматическая коробка передач.
Механическая автоматическая коробка передач дает возможность автоматического переключения передач посредством приведения в действие переключателя, приводящего в действие механизм переключения передач, а также соединяющего и разъединяющего сцепление. Например, как показано на фиг.14А и фиг.14В, устройство переключения автоматической коробки передач снабжено переключающим валом 100, выполненным с возможностью перемещения в направлении sf переключения и в направлении se выбора передач, переключающими выступами 120, выступающими наружу, соответственно, на частях переключающих штоков 110, расположенных параллельно в направлении se выбора, и вилками 131, 132, 133 переключения, которые объединены с другими частями переключающих штоков 110 соответственно.
Переключающий вал 100 снабжен регулировочным пальцем (элементом выбора) 140, выступающим в радиальном направлении, и парой упоров 121, 122, выполненных на каждом из переключающих выступов 120 на расстоянии в направлении sf переключения.
В вышеописанной механической коробке передач переключающий вал 100 перемещается посредством переключателя для расположения регулировочного пальца 140 между парой упоров 121, 122, тем самым прижимая и перемещая пару упоров 121, 122 избирательно в одну или другую сторону в направлении sf переключения. Затем вилка 131 переключения приводит в действие соответствующую передачу (не показана).
В этой связи была разработана автоматическая коробка передач с двойным сцеплением, в которой два сцепления расположены между вышеупомянутой автоматической коробкой передач и двигателем, представляющим собой источник движения. Данная автоматическая коробка передач снабжена первым вторичным валом и вторым вторичным валом, при этом первый и второй вторичные валы меняют усилие вращения, сообщаемое каждым из сцеплений, и передают его каждому из соответствующих вспомогательных валов, а затем измененное усилие вращения передается от каждого из вспомогательных валов выходным шестерням коробки передач.
В вышеописанной автоматической коробке передач с двойным сцеплением состояние, в котором одна передача соединена с одним из сцеплений посредством первого вторичного вала, переключают в состояние, в котором требуемая передача соединена с другим сцеплением посредством второго вторичного вала. В этом случае операция переключения на требуемую передачу осуществляется заранее, а затем одно из сцеплений разъединяют. Таким образом, отсутствует необходимость в нейтральном положении в процессе переключения передач, и переключение скоростей получается «плавным».
Устройство переключения, установленное в вышеописанной автоматической коробке передач, представляет собой, например, устройство, показанное на фиг.15А, где текущей передачей является передача четвертой скорости, а переключение производится на требуемую передачу, например на первую скорость, при этом текущая передача удерживается в том же состоянии, в котором и была. Как показано на фиг.15В, сразу вслед за этим выполняют отвод предыдущей передачи (четвертая скорость) одновременно с синхронизацией требуемой передачи. Далее последует описание со ссылкой на «след», показанный штрихпунктирной линией с двойными точками. В данном процессе отвода, во-первых, необходимо плавно выполнить этап (1) отклонения в направлении выбора из положения требуемой передачи (первая скорость), этап (2) переключения для возвращения на нейтральную линию N, этап (3) выбора для перемещения к соответствующей передаче (четвертая скорость), этап (4) переключения на передачу (четвертая скорость), этап выбора (5) для вхождения в передачу (четвертая скорость) и отвод (6) для перемещения на нейтральную линию N (показана двойным пунктиром) передачи (четвертая скорость). Кроме того, в заявке на патента Японии 2001-304411 А предложено устройство переключения, включающее в себя пару упоров, выступающих из каждого переключающего выступа. Так как расстояние между упорами в направлении переключения увеличено, элемент переключения может перемещаться лишь между парой упоров на переключающем выступе, работающем в данный момент, находясь в нейтральном положении между парой упоров на переключающем выступе требуемой передачи, что упрощает перемещение элемента переключения.
Как описано выше, в автоматической коробке передач с двойным сцеплением во время переключения необходимо осуществлять переключение на требуемую передачу и отвод текущей передачи в данном порядке. Следовательно, перемещение регулировочного пальца 140 имеет сложный характер, что приводит к увеличению времени переключения.
В частности, по методике, описанной в заявке на патента Японии 2001-304411 А, для решения проблемы сложности движения регулировочного пальца 140 элемент переключения (регулировочный палец) может быть размещен в промежутке между парой упоров, когда элемент переключения перемещается в направлении выбора передачи, даже при перемещении переключающего штока или любой передачи. Для этого требуемо обеспечить пару упоров с относительно большим расстоянием между ними. При этом возникает проблема, состоящая в том, что вышеописанное большее расстояние приводит к ухудшению эффективности передачи нагрузки. Например, как показано фиг.13, необходимо, чтобы расстояние между парой упоров 121 было больше, как показано в состоянии L1 (сплошная линия), чем в состоянии L1' (штрихпунктирная линия с двумя точками). Следовательно, упоры 121 прижимаются элементом 140 переключения, который находится в сильно наклонном положении относительно направления переключения.
В этом случае, когда усилие со стороны упоров 121, воздействующее на поверхность стенки крутящим моментом Т переключающего вала 100, представляет собой тангенциальную силу F, расстояние от точки контакта а элемента 140 переключения с упорами 121 до центра С вала 100 переключения составляет L2, и угол наклона линии, соединяющей точку контакта а с центром С вала в направлении переключения, представляет собой угол α, а составляющая тангенциальной силы F в направлении переключения, т.е. составляющая силы P1, которая позволяет поверхности стенки упора 121 перемещаться в направлении переключения или в ортогональном направлении, может быть получена с помощью нижеследующей формулы (1).
PI=F·COSα=T·COSα/L2……(1)
Из приведенной выше формулы (1), при условии, что расстояние L2 постоянно вне зависимости от угла α, очевидно, что компонент силы Р1 возрастает с увеличением угла а в диапазоне от 0 до 90 градусов. Следовательно, как описано в заявке на патент Японии 2001-304411 А, большее расстояние L1 между парой упоров 12 увеличивает силу Р1, нажимающую на поверхность стенки упора 121 в направлении переключения, т.е. в ортогональном направлении, при этом необходимо, чтобы сила Р1, нажимающая в направлении переключения, была больше во время переключения на требуемую передачу, чем во время отвода. Однако трудно перемещать переключающий выступ 129 в направлении переключения с более высокой эффективностью передачи, и для получения рабочего усилия вследствие пониженной эффективности передачи требуется более мощный источник движения (например, электродвигатель), что приводит к увеличению габаритов устройства и потерям энергии. В качестве альтернативы большее рабочее усилие требует большего передаточного отношения понижающей передачи и соответствующим образом увеличивает время перемещения элемента переключения. Это вызывает проблему уменьшения времени переключения.
Раскрытие изобретения
Следовательно, задачей изобретения является создание устройства переключения автоматической коробки передач, в котором прижимающая сила рычага в направлении переключения будет относительно большой, время переключения может быть уменьшено, а удобство переключения с помощью рычага, выполненного за одно целое с переключающим валом, повышено.
Для решения поставленной задачи согласно изобретению предложено устройство переключения автоматической коробки передач, содержащее:
элемент переключения передач, включающий:
вал, установленный в корпусе коробки передач с возможностью относительного перемещения в направлении выбора; и
рычаг, выступающий в радиальном направлении относительно центральной оси вала и перемещающийся в выбранном направлении при его удержании в отведенном положении, в котором рычаг перемещается в направлении выбора, а затем поворачивается вокруг центральной оси для выполнения переключения передачи; и множество переключающих штоковых элементов, каждый из которых содержит:
шток, установленный в корпусе для осуществления относительного перемещения;
вилку переключения, выступающую из штока и выполняющую переключение передачи; и
переключающий выступ, выступающий из штока и выполненный с возможностью взаимодействия с рычагом;
при этом участок взаимодействия переключающего выступа, который взаимодействует с рычагом, включает пару столбчатых выступов, расположенных в положениях, различных по направлениям переключения и выбора,
причем один из столбчатых выступов включает воспринимающую давление поверхность с одной стороны, которая воспринимает прижимающее усилие в одном направлении направления переключения со сторон рычага,
а другой столбчатый выступ включает воспринимающую давление поверхность с другой стороны, которая воспринимает прижимающее усилие в направлении, противоположном направлению прижимающего усилия со стороны рычага,
при этом, когда переключающий выступ удерживается в нейтральном положении, воспринимающая давление поверхность с одной стороны и воспринимающая давление поверхность с другой стороны приблизительно расположены на базовой ортогональной поверхности, которая наложена на центральную ось вала и которая ортогональна относительно штока, и
рычаг поворачивается вокруг центральной оси из отведенного положения для приложения прижимающего усилия в одном направлении к воспринимающей давление поверхности с одной стороны, тем самым переключая вилку переключения в одном направлении, и рычаг поворачивается в обратном направлении вокруг центральной оси из отведенного положения для приложения прижимающего усилия в другом направлении к воспринимающей давление поверхности с другой стороны, тем самым переключая вилку переключения в другом направлении.
Рычаг может выступать из вала, образуя пару рычагов раздвоенной формы, и удерживаться таким образом, что участок взаимодействия переключающего выступа расположен в промежуточной части между обоими рычагами, удерживаемыми в отведенном положении.
Автоматическая коробка передач может содержать множество шестерен. Шестерни могут быть разделены на первую и вторую группы. Могут быть предусмотрены первый вторичный вал и второй вторичный вал, соответствующие первой группе и второй групп, соответственно. Первый и второй вторичные валы сцеплены посредством двойного сцепления с выходным валом двигателя.
Автоматическая коробка передач может иметь выходную шестерню для вывода усилия вращения, переключаемого передачей. Множество шестерен может быть разделено на третью группу и четвертую группу. Первый и второй вспомогательный валы соответствуют третьей группе и четвертой группе соответственно и передают выходной шестерне коробки передач переключаемое усилие вращения. Вал может иметь: выступающий рычаг для переключения каждой шестерни третьей группы в первое положение; и выступающий рычаг для переключения каждой шестерни четвертой группы во второе положение. Первое и второе положения разнесены с заданным промежутком в направлении выбора.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 - схематичный чертеж компоновки системы передачи движущей силы в транспортном средстве, снабженной устройством переключения автоматической коробки передач согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения.
Фиг.2 - схематичный вид сверху, поясняющий конструкцию устройства переключения передач, представленного на фиг.1.
Фиг.3 - схематичный вид в перспективе устройства переключения передач, представленного на фиг.1.
Фиг.4 - вид сбоку рычага элемента переключения передач и выступающего участка штока в нейтральном положении, используемых в устройстве переключения передач, представленном на фиг.1.
Фиг.5А и Фиг.5В соответственно представляют собой вид сверху и вид сбоку, на которых показаны выступающий участок штока и рычаг элемента переключения передач, в нейтральном положении прижимающий выступающий участок, которые используются в устройстве переключения передач, представленном на фиг.1.
Фиг.6А и Фиг.6В - виды сверху рычага элемента переключения передач и выступающего участка штока в нейтральном положении, используемых в устройстве переключения передач, представленном на фиг.1. Фиг.6А иллюстрирует время переключения в одном направлении, а Фиг.6В иллюстрирует время переключения в другом (противоположном) направлении.
Фиг.7А и Фиг.7В соответственно представляют собой вид сверху и вид сбоку, на которых проиллюстрирована работа рычага и выступающего участка при переключении с первой скорости на вторую посредством устройства переключения передач, представленного на фиг.1.
Фиг.8А и Фиг.8В соответственно представляют собой вид сверху и вид сбоку, на которых проиллюстрирована работа рычага и выступающего участка при переключении с пятой скорости на шестую посредством устройства переключения передач, представленного на фиг.1.
Фиг.9 - схематичный вид сверху, иллюстрирующий устройство переключения передач автоматической коробки передач согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг.10А и Фиг.10В соответственно представляют собой вид сверху и вид сбоку, на которых показаны выступающий участок штока и рычаг элемента переключения передач, в нейтральном положении нажимающий на выступающий участок, которые используются в устройстве переключения передач, представленном на фиг.9.
Фиг.11А и Фиг.11В соответственно представляют собой вид сверху и вид сбоку, на которых проиллюстрирована работа рычага и выступающего участка при переключении с первой скорости на вторую посредством устройства переключения передач, представленного на фиг.9.
Фиг.12А и Фиг.12В соответственно - вид сверху и вид сбоку, на которых проиллюстрирована работа рычага и выступающего участка при переключении с пятой скорости на шестую посредством устройства переключения передач, представленного на фиг.9.
Фиг.13 - вид, поясняющий работу рычага и выступающего участка известного устройства переключения передач.
Фиг.14А и Фиг.14В - вид сверху и вид сбоку соответственно, на которых показаны рычаг и выступающий участок во время переключения на задний ход посредством известного устройства переключения передач.
Фиг.15А и Фиг.15B - иллюстрируют рычаг и выступающий участок во время отвода с четвертой скорости при удержании переключения на первую скорость посредством известного устройства переключения передач. Фиг.15A - вид сверху, на котором проиллюстрирован случай, когда текущей передачей является четвертая скорость, и производится переключение на первую скорость, а Фиг.15В - вид сверху, на котором проиллюстрирован случай осуществления отвода передачи четвертой скорости.
Фиг.16 - схематичный вид сбоку штока, который можно принять в качестве модифицированного примера вместо штока, применяемого в устройстве переключения передач, представленном на фиг.1.
Подробное описание вариантов осуществления
Далее будет приведено описание устройства переключения передач автоматической коробки передач согласно варианту осуществления настоящего изобретения со ссылками на фиг.1-2.
Как показано на фиг.1, автоматическая коробка передач 1 представляет собой автоматическую коробку передач с двойным сцеплением и снабжена двумя сцеплениями 2, 3 внутри корпуса 100, двумя соосными вторичными валами 4, 5 и двумя вспомогательными валами 6, 7. На первом вторичном валу 4 энергия передается через первое сцепление 2 от выходного вала 9 двигателя 8. На втором вторичном валу 5 энергия передается посредством второго сцепления 3 от выходного вала 9. Гидравлическая цепь 90 управления управляет этими двумя сцеплениями 2, 3, соединяя и разъединяя их.
Кроме того, соединением и разъединением муфт 2, 3 можно управлять не только посредством гидравлической цепи управления, но и методом электрического управления, используя электродвигатель.
Первый вспомогательный вал 6 и второй вспомогательный вал 7 расположены соответственно отдельно таким образом, что оси первого вспомогательного вала 6 и второго вспомогательного вала 7 параллельны осям первого вторичного вала 4 и второго вторичного вала 5. Выходная шестерня g2 вспомогательного вала 6 и выходная шестерня g3 вспомогательного вала 7 имеют конструкцию, позволяющую передавать энергию понижающей передаче g1 дифференциала 10 на задней ступени автоматической коробки передач 1.
Шестерня 11 первой скорости, шестерня 12 второй скорости, шестерня 13 третьей скорости и шестерня 14 шестой скорости установлены с возможностью поворота на первом вспомогательном валу 6 таким образом, чтобы они могли вращаться друг относительно друга. Шестерня 15 четвертой скорости, шестерня 16 пятой скорости и шестерня 17 заднего хода установлены с возможностью поворота на втором вспомогательном валу 7 таким образом, чтобы они могли вращаться друг относительно друга, и шестерня 18 парковочной передачи также надежно присоединена к ним.
Как показано на фиг.2 и фиг. 3, автоматическая коробка передач 1 снабжена четырьмя вилками 20-23 переключения, выступающими из штока, как будет описано ниже. Как показано на фиг.1, первая вилка 20 переключения и вторая вилка 21 переключения расположены таким образом, чтобы поступательно перемещаться вдоль оси первого вспомогательного вала 6, а третья и четвертая вилки 22, 23 переключения размещены таким образом, чтобы поступательно перемещаться вдоль оси второго вспомогательного вала 7.
Эти вилки 20-23 переключения могут поступательно перемещаться, при этом соединение или разъединение шестерни 12 второй скорости и шестерни 14 шестой скорости с вспомогательным валом 6 посредством механизма синхронизации может быть избирательно выполнено посредством первой вилки 20 переключения, а избирательное соединение или разъединение шестерни 11 первой скорости и передачи 13 второй скорости с вспомогательным валом 6 посредством механизма синхронизации может быть выполнено посредством второй вилки 21 переключения. Кроме того, соединение или разъединение шестерни 15 четвертой скорости и шестерни 17 заднего хода с вспомогательным валом 7 посредством механизма синхронизации может быть избирательно выполнено посредством третьей вилки 22 переключения, а избирательное соединение или разъединение шестерни 16 пятой скорости с вспомогательным валом 6 посредством механизма синхронизации может быть выполнено посредством четвертой вилки 23 переключения. Шестерня 11 первой скорости, шестерня 13 третьей скорости и шестерня 16 пятой скорости присоединены к первому вторичному валу 4. Шестерня 12 второй скорости, шестерня 15 четвертой скорости, шестерня 14 шестой скорости и шестерня 17 заднего хода присоединены ко второму вторичному валу 5. В автоматической коробке передач 1 с двойным сцеплением передачи можно избирательно переключать на первую скорость, третью скорость и пятую скоростью посредством сцепления 2. Передачи можно избирательно переключать на вторую, четвертую и шестую скорости, а также на задний ход посредством второго сцепления 3.
Далее будет приведено описание части первого варианта осуществления устройства переключения, применяемого в вышеописанной автоматической коробке передач 1.
Устройство переключения автоматической коробки передач расположено внутри корпуса 100 (см. фиг.1) для передачи усилия поступательного перемещения вилкам 20-23 переключения. Устройство переключения передач показано на фиг.2 и фиг.3.
Как показано на фиг.2 и фиг.3, устройство переключения автоматической коробки передач 1 снабжено элементом 55 переключения передач (см. фиг.2), включающим в себя вал, проходящим в выбранном направлении, и привод 70, снабженный на его одном конце множеством штоков 30, оси которых проходят в направлении переключения, перпендикулярном валу 50. Устройство переключения также снабжено вилками 20-23 переключения, объединенными со штоками 30 для переключения передач с шестернями 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17 внутри автоматической коробки передач 1, и выступами, включающими в себя участки взаимодействия, выполненные с возможностью взаимодействия с рычагами 51, которые выполнены по отдельности выступающим образом на штоках 30, как показано на фиг.3 и фиг.1.
Кроме того, процесс переключения включает в себя перемещение вилок переключения для выполнения операций переключения передачи и отвода передачи, когда вилку перемещают таким образом, чтобы освободить механизм переключения.
Как показано на фиг.4, элемент 55 переключения передач включает в себя вал 50, установленный в корпусе 100 с возможностью относительного перемещения в направлении se выбора, и рычаг 51, выполненный таким образом, что пара рычагов 511 выступает из части вала 50 в радиальном направлении относительно центральной оси (осевой линии выбора) Lc вала 50 и имеет раздвоенную форму. Пара рычагов 51 может быть разнесена в направлении выбора в соответствии с переключающим выступом 40. Таким образом, пара рычагов 51 находится на расстоянии друг от друга, и перемещение рычага 51 в выбранном направлении в процессе выполнения операции переключения не обязательно, результатом чего является уменьшение времени переключения.
Как показано на фиг.4, рычаг 51 удерживается в состоянии, когда переключающий выступ 40 расположен между парой рычагов 511, то есть в отведенном положении (показанном сплошной линией на фиг.4).
Отведенное положение Е установлено в качестве положения, в котором пара рычагов 511 может перемещаться в направлении выбора (перпендикулярно плоскости фиг.4), не взаимодействуя между собой, при любом положении переключающего выступа 40. При этом отведенное положение Е установлено в промежутке между двумя рычагами 511, то есть представляет собой положение, в котором оба рычага 511 расположены под одним углом (α1/2) к переключающему выступу, находящемуся в нейтральном положении.
Как показано штрихпунктирной линией с двумя точками на фиг.4, пара рычагов 511, соответствующих рычагу 51, вращается вокруг центральной оси Lc выбора с максимальным углом αS поворота во время операции переключения. Следовательно, рычаги 511 выполнены таким образом, что угол поворота остается в пределах 180 градусов (половина оборота) или меньше, даже если угол поворота (тот же, что αS) во время работы на холостом ходу в противоположном направлении добавляется к максимальному углу поворота αS, и угол поворота (2αS) делается относительно малым.
Таким образом, устройство переключения автоматической коробки передач 1 имеет преимущество, состоящее в том, что время переключения посредством рычага 51 можно сделать относительно коротким.
Как показано на фиг.4, фиг.5А и фиг.5В, элемент 55 переключения передач снабжен приводом 70, который является источником движения для переключения, валом 50, установленным в корпусе 100 с возможностью относительного перемещения в выбранном направлении, и рычагом 51, выполненным таким образом, что пара рычагов 511 выступает из вала 50 в радиальном направлении и имеет раздвоенную форму.
Кроме того, как показано на фиг.2, рычаги 51 выступают относительно первого положения Е1 и второго положения Е2 (см. фиг.2), разнесенных с заданным промежутком е по направлению вдоль вала 50.
Далее, как показано на фиг.4, шток 30 установлен в корпусе 100 с возможностью относительного перемещения, и обеспечено множество штоков, как показано на фиг.3. Каждый шток 30 снабжен корпусом 301 штока, вилками 20-23 переключения, выступающими из корпуса 301 штока и предназначенными для выполнения переключения передачи, и переключающим выступом 40, выступающим из корпуса 301 штока и выполненным с возможностью взаимодействия с рычагом 51.
Кроме того, на фиг.16 показан модифицированный пример штока 30. В данном варианте осуществления шток 30а имеет форму полой трубы, установленной снаружи неподвижного вала 400. Кроме того, вилка 20а переключения и переключающий выступ 40а расположены на штоке 30а и выступают относительно него. Шток 30а установлен с возможностью относительного перемещения в направлении se переключения по неподвижному валу 400, закрепленному в корпусе 100. В этом случае он функционирует, по существу, аналогично штоку 30, представленному на фиг.4. В частности, можно легко уменьшить габариты самой коробки передач в осевом направлении, а также ее вес.
При этом, как показано на фиг.3 и фиг.4, переключающий выступ 40, расположенный на штоке 30 и выступающий относительно него, снабжен парой столбчатых выступов 401, 402, выступающих из корпуса 301 штока.
Участок взаимодействия переключающего выступа 40, выполненного с возможностью взаимодействия с рычагом 51, включает в себя пару столбчатых выступов 401, 402, расположенных на штоке 30 в различных положениях в направлении sf переключения и направлении se выбора.
Кроме того, переключающий выступ представляет собой не пару выступов, выступающих относительно штока, а может иметь общее основание, выступающее из штока, с выступами раздвоенной формы на переднем конце (выполняющими роль участка взаимодействия), расположенными в разных положениях в направлении переключения и в направлении выбора.
Как показано на фиг.4, фиг.5А и фиг.5В, воспринимающая давление поверхность fp1 с одной стороны для восприятия прижимающего усилия в направлении u1, действующего со стороны одного из рычагов 511 рычага 51, поворачиваемого из нейтрального положения (соответствующего положению отвода) в направлении sf переключения, выполнена на одном из столбчатых выступов 401.
Воспринимающая давление поверхность fp2 с другой стороны для восприятия прижимающего усилия в противоположном направлении u2 со стороны другого рычага 511 рычага 51 выполнена на другом столбчатом выступе 402.
В частности, когда шток 30 удерживается в нейтральном положении, воспринимающая давление поверхность fp1 с одной стороны и воспринимающая давление поверхность fp2 с другой стороны выполнены таким образом, что накладываются на ось Lc выбора вала 50 (проходящую перпендикулярно плоскости фиг.4) и расположены на базовой ортогональной поверхности fs1, ортогональной относительно центральной оси Le каждого штока, которая показана на фиг.4 в качестве поверхности, ортогональной относительно плоскости фиг.4.
Поверхность, наложенная на ось Lc выбора выла 50 (проходящую перпендикулярно направлению на плоскости фиг.4), а также ортогональная относительно центральной оси L каждого штока 30, определена в качестве базовой ортогональной поверхности fs1 (показана на фиг.4). Когда шток 30 удерживается в нейтральном положении, воспринимающая давление поверхность fp1 с одной стороны и воспринимающая давление поверхность fp2 с другой стороны расположены на базовой ортогональной поверхности fs1.
Вышеупомянутое положение, в котором воспринимающая давление поверхность fp1 с одной стороны и воспринимающая давление поверхность fp2 с другой стороны расположены на базовой ортогональной поверхности fs1, включает в себя положение, в котором воспринимающая давление поверхность fp1 с одной стороны и воспринимающая давление поверхность fp2 с другой стороны наложены на базовую ортогональную поверхность fs1, а также положение, в котором воспринимающая давление поверхность fp1 с одной стороны и воспринимающая давление поверхность fp2 с другой стороны отклонены вперед и назад в пределах допуска на сборку, составляющего ±5°.
Другими словами, прижимающее усилие, действующее на воспринимающую давление поверхность столбчатого выступа, включает в себя прижимающее усилие PsO, прикладываемое к воспринимающей давление поверхности fpO, как показано на фиг.5В, которая расположена на базовой ортогональной поверхности fs1, и прижимающее усилие PpO' (=cosP x ps0), приложенное к воспринимающей давление поверхности, отклоненной на угол ±β относительно воспринимающей давление поверхности fpO и имеющей немного меньшую величину. Следовательно, вышеупомянутое позиционирование задано соответствующим образом в таком диапазоне, чтобы установить достаточно большое значение по сравнению с прижимающим усилием Р1 в известном уровне техники (фиг.13).
Кроме того, как показано на фиг.5А, воспринимающая давление поверхность fp1 с одной стороны на одном из столбчатых выступов 401 и воспринимающая давление поверхность fp2 с другой стороны на другом из столбчатых выступов 402 расположены близко друг к другу, с заданной величиной h1, поддерживаемой в направлении se выбора.
В вышеупомянутой компоновке воспринимающая давление поверхность fp1 с одной стороны воспринимает прижимающее усилие Ps1 со стороны одного из рычагов 511 рычага 51, приблизительно в ортогональном положении относительно одного направления u1, при этом один из столбчатых выступов 401 и шток 30 можно плавно переключать в одном направлении (фиг.6А). Воспринимающая давление поверхность fp2 с другой стороны воспринимает прижимающее усилие Ps2 со стороны другого рычага 511 рычага 51, приблизительно в ортогональном положении относительно другого (противоположного) направления u2, при этом другой столбчатый выступ 402 и шток 30 можно переключить в противоположном направлении (фиг.6В). Другими словами, так как воспринимающая давление поверхность fp1 с одной стороны и воспринимающая давление поверхность fp2 с другой стороны расположены приблизительно на базовой ортогональной поверхности fs1, прижимающие усилия Ps1 и Ps2 со стороны рычага 51, вращающегося вокруг оси Lc выбора, наложенной на базовую ортогональную поверхность fs1, заданы от ортогонального направления к воспринимающим давление базовыми поверхностям fp1 и fp2.
Следовательно, прижимающие усилия Ps1 и Ps2 в одном направлении и в противоположном направлении, приложенные со стороны рычага 51, почти полностью передаются с большей эффективностью переключающему выступу и вилке переключения, выполненной за одно целое с ним (включая уменьшение при передаче, составляющее примерно 10%). Таким образом, эффективность коробки передач может быть выше, обеспечивая надежное и плавное переключение.
Кроме того, как описано выше, относительно большое усилие операции переключения (операции осуществления переключения) может быть приложено к переключающему выступу и вилке переключения, выполненной за одно целое с ним, что позволяет уменьшить время переключения.
Кстати, как показано на фиг.2 и 3, обеспечена первая группа, шестерни которой расположены на первом вторичном валу 4 (передачи первой, пятой и третьей скоростей), вторая группа, шестерни которой расположены на втором вторичном валу 5 (вторая и четвертая скорость, а также задний ход), третья группа, шестерни которой расположены на первом вспомогательном валу 6 (первая, вторая, третья и шестая скорости), и четвертая группа, шестерни которой расположены на втором вспомогательном валу (четвертая и пятая скорости и задний ход). Рычаг 51 в первом положении Е1 для переключения каждой из передач (первой, второй, третьей, шестой скоростей) с шестернями третьей группы и рычаг 51 во втором положении Е2 для переключения каждой из передач (четвертой и пятой скоростей, а также заднего хода) с шестернями четвертой группы обеспечены на вале 50 таким образом, что они разнесены в направлении se выбора с заданным промежутком e. Таким образом, из четырех выбранных положений Se1-Se4 в направлении выбора рычаг 51 в первом положении Е1 противоположен Se1 и Se3, а рычаг 51 во втором положении Е2 противоположен Se2 и Se4, что делает возможным осуществление выбора передачи.
Исходя из того что вал 50 последовательно перемещается в выбранном направлении на величину переключения de (фиг.2), сначала рычаг 51 в первом положении Е1 находится напротив Se1, затем рычаг 51 оказывается во втором положении Е2 напротив Se2, затем рычаг 51 в первом положении Е1 находится напротив Se3 и, наконец, рычаг 51 во втором положении Е2 находится напротив Se4.
Рычаги 51 и в первом, и во втором положениях Е1, Е2 разнесены с заданным промежутком е (см. фиг.2), что позволяет избежать перемещения вала 50 дальше заданного промежутка е.
Рычаг 51 в первом положении Е1 переключает каждую из передач третьей группы, а рычаг 51 во втором положении Е2 переключает каждую из передач в четвертой группе. Следовательно, устранена необходимость в перемещении рычага 51 в заданном направлении дальше заданного интервала е в третьей и четвертой группах. Кроме того, перемещение вала 50 в направлении se выбора стало относительно небольшим. Удобство в использовании системы выбора операции улучшено.
Как показано на фиг.2 и фиг.3, вал 50 вращается вокруг оси Lc выбора в направлении переключения посредством электродвигателя 701 переключения передач и понижающей передачи Gsf, работающей вместе с ним, а также перемещается поступательно посредством электродвигателя 702 выбора передачи и понижающей передачи, работающей вместе с ним, в направлении оси Lc выбора передачи. Электродвигатель 701 переключения передач и электродвигатель 702 выбора передачи вместе образуют привод 70. Каждый из приводов 70 приводится в действие и управляется блоком 62 электронного управления, основываясь на работе рычага переключения скоростей (не показан на чертежах), текущем состоянии двигателя 8 (не проиллюстрирован) и других факторах. Данные переключатели переключают устройство с текущей скорости на требуемую.
Блок 62 электронного управления управляет включением сцеплений 2, 3 во время переключения скоростей. Более конкретно, текущая передача, находящаяся в положении, в котором одно из сцеплений 2, 3 соединено, переключается на требуемую передачу, в которой операция переключения выполняется заранее путем соединения другого сцепления 3, 2, не присоединенного к двигателю, удерживая при этом текущую передачу. Другими словами, в положении, когда операция переключения на требуемую передачу завершена, сцепления 2, 3 переключаются, будучи соединенными, что обеспечивает «плавное» переключение скоростей.
Далее со ссылками на фиг.7А и фиг.7В следует описание случая, когда текущей передачей является передача первой скорости (со стороны сцепления 2), и происходит переключение на передачу второй скорости (со стороны сцепления 3). В этом случае текущей передачей является первая, рычаг 51 в первом положении Е1, который удерживается в нейтральном положении, перемещают на линию переключения с шестой скорости на вторую (Se3 на фиг.2), а затем рычаг 51 поворачивают. Затем столбчатый выступ 402 переключающего выступа 40 переключают на передачу второй скорости (штрихпунктирная линия с двумя точками на фиг.7В, фиг.6В).
Затем сцепления 2 и 3 постепенно соединяют, обеспечивая тем самым «плавное» переключение. Далее рычаг 51 в первом положении Е1 устанавливается в нейтральное положение на линии переключения с шестой скорости на вторую, а затем перемещается в направлении выбора переключения и возвращается в нейтральное положение на линии переключения с первой скорости на третью (Se1 на фиг.2). В данном положении рычаг 51 в первом положении Е1 поворачивается, при этом столбчатый выступ 402, находящийся напротив рычага 51 на переключающем штоке 30 с первой скорости на вторую (показанном штрихпунктирной линией с двумя точками), возвращается от первой скорости в нейтральное положение для завершения процесса r возврата.
В частности, когда передачу переключают на требуемую, после перемещения в направлении выбора от текущей передачи (первая скорость) через нейтральное положение в нейтральное положение со стороны требуемой передачи (вторая скорость), воспринимающая давление поверхность fp2 с другой стороны столбчатого выступа 402, может воспринимать прижимающее усилие Ps2 с более высокой эффективностью в направлении u2 (см. фиг.6В) со стороны одного из рычагов 511 (рычага 51) в ортогональном направлении. Следовательно, усилие переключения со стороны рычага 511 (рычага 51 в первом положении Е1) может передаваться с более высокой эффективностью передачи. И относительно большое усилие операции переключения (операции осуществления переключения) также может быть приложено со стороны рычага к переключающему выступу и вилке переключения, выполненной за одно целое с ней для уменьшения времени переключения скоростей.
Кроме того, во время последующей операции отвода шестерня возвращается через нейтральное положение требуемой передачи (вторая скорость) в нейтральное положение предыдущей передачи (первая скорость), и воспринимающая давление поверхность fp2 с другой стороны прижимается рычагом 51 в первом положении Е1 (один из рычагов 511) для осуществления возврата шестерни предыдущей передачи в нейтральное положение (см. фиг.7А), завершая тем самым процесс отвода. Следовательно, операция отвода может быть выполнена относительно плавно, что также уменьшает время переключения скорости.
Далее со ссылками на фиг.8А и фиг.8В следует описание случая, когда текущей передачей является пятая, а переключение производится на шестую передачу.
Текущей передачей является передача пятой скорости (сплошная линия), и привод 70 удерживает оба рычага 51 в первом и втором положениях Е1, Е2 в нейтральном положении. Затем привод 70 обеспечивает перемещение рычага 51 в первое положение Е1 в направлении выбора по линии переключения с шестой передачи на вторую (см. Se3 на фиг.2), прикладывая прижимающее усилие Ps1 в направлении u1 к воспринимающей давление поверхности fp1 с одной стороны столбчатого выступа 401 в передаче шестой скорости (требуемая передача) посредством одного из рычагов 511 (рычага 51 в первом положении Е1), тем самым переключая передачу на шестую скорость (см. фиг.8В и фиг.6В).
Затем сцепления 2 и 3 постепенно соединяют, обеспечивая тем самым «плавное» переключение. Затем производится операция отвода. На данном этапе, после того как оба рычага 51 в первом и втором положениях Е1, Е2 поворачивают в нейтральное положение, рычаг 51 во втором положении Е2 возвращается на линию переключения передач с парковочной на пятую скорость, в область предыдущей передачи пятой скорости (предыдущая передача), а один из рычагов 511 во втором положении Е2 (рычаг 51 во втором положении Е2) поворачивается, обеспечивая нажатие на воспринимающую давлению поверхность fp1 столбчатого выступа 401 на предыдущей пятой скорости (предыдущая передача). Процесс r возврата (см. фиг.8А) выполняется для завершения процесса отвода.
Когда передачу переключают на требуемую после перемещения в направлении выбора от текущей передачи (пятая скорость) к требуемой передаче (шестая скорость), воспринимающая давление поверхность fp1 с одной стороны столбчатого выступа 401 может воспринимать с более высокой эффективностью прижимающее усилие Ps1 в направлении u1 (см. фиг.6А) со стороны одного из рычагов 511 (рычага 51 в первом положении Е1) в ортогональном направлении. Следовательно, усилие включения передачи со стороны рычага 51 может быть передано с более высокой эффективностью передачи, при этом относительно большое усилие операции переключения (операции осуществления переключения) может быть приложено со стороны рычага к переключающему выступу и вилке переключения, выполненной за одно целое с ним, что позволяет уменьшить время переключения.
Кроме того, в процессе отвода передачи рычаг 51 во втором положении Е2 перемещается в направлении выбора и возвращается к предыдущей передаче (пятая скорость) от требуемой передачи (шестая передача), при этом воспринимающая давление поверхность fp1 с одной стороны столбчатого выступа 401 прижимается одним из рычагов 511 рычага 51 во второе положение. Затем процесс r возврата для возврата предыдущей передачи в нейтральное положение (см. фиг.8) выполняют для завершения процесса отвода передачи. Следовательно, операция отвода также может быть выполнена относительно плавно для уменьшения времени переключения скоростей.
Вышеописанная автоматическая коробка передач 1 принадлежит к типу коробок передач с двойным сцеплением, и настоящее изобретение представляет собой устройство переключения автоматической коробки передач 1 с двойным сцеплением, способное передавать усилие включения передачи от рычага 51 с более высокой эффективностью передачи, а также обеспечивать приложение относительно большого усилия операции переключения (операции осуществления переключения) со стороны рычага 51 переключающему выступу 40 и вилке переключения 20, выполненной за одно целое с ним, что позволяет уменьшить время переключения. Таким образом, при использовании настоящего изобретения, в частности, функция увеличения скоростей переключения согласуется с функцией двойного сцепления, дополнительно улучшая удобство переключения передач.
Далее со ссылкой на фиг.9 - фиг.12В следует описание части второго варианта осуществления, применяемого в устройстве переключения, автоматической коробки передач 1 согласно изобретению.
Кроме того, устройство переключения передач согласно второму варианту осуществления аналогично по конструкции устройству согласно первому варианту осуществления за исключением того, что каждый из рычагов 51, расположенных в первом и втором положениях Е1, Е2 внутри элемента 55 переключения передач, выполнен в виде единого элемента с выступом. Следовательно, повторное описание аналогичных аспектов будет опущено.
Как показано на фиг.9, фиг.10А и фиг.10В, положением рычагов 51, расположенных в первом и втором положениях Е1, Е2 на вале 50 и выполненных в виде единого элемента, управляет привод 70а, в результате чего их положения отклоняются на заданную величину h1 (см. фиг.10А) в направлении se выбора, а также таким образом, чтобы контактировать с воспринимающей давление поверхностью fp1 с одной стороны на одном из столбчатых выступов 401 в ортогональном состоянии во время поворота q1 в одном направлении (фиг.10В) и контактировать с воспринимающей давление поверхностью fp2 другой стороны столбчатых выступов 402 в ортогональном состоянии во время поворота q2 в противоположном направлении (фиг.10В).
Как показано на фиг.10А и фиг.10В, привод 70а для приведения в действие вала 50 включает в себя электродвигатель 701а переключения передач и электродвигатель 702а выбора передачи. Привод 70а управляется блоком 62а электронного управления, который приводят в действие, основываясь на работе рычага переключения скоростей (не показан), текущем состоянии двигателя 8 (не показан) и других факторах. Например, вал 50 поступательно перемещают в направлении оси Lc выбора, а также поворачивают вокруг нее в направлении выбора, обеспечивая такое управление, при котором производится переключение с текущей передачи на требуемую.
В частности, при переключении передач в двух положениях Se1, Se3 выбора, напротив которых расположен рычаг 51 в первом положении Е1, и при переключении в двух положениях Se2, Se4 выбора, напротив которых расположен рычаг 51 во втором положении Е2, положениями рычагов 51 управляют таким образом, что они отклоняются на заданную величину h1 в направлении se выбора, а также таким образом, чтобы они контактировали с воспринимающей давление поверхностью fp1 с одной стороны столбчатого выступа и воспринимающей давление поверхностью fp2 другой стороны столбчатых выступов 402 во время поворота q2 в противоположном направлении.
Далее со ссылками на фиг.11А и фиг.11В следует описание случая, когда текущей передачей является передача первой скорости (со стороны сцепления 2), и происходит переключение на передачу второй скорости (со стороны сцепления 3).
В этом случае рычаг единой формы (далее - просто «единый рычаг») 51а перемещают в направлении выбора к линии переключения с шестой скорости на вторую (см. Se3 на фиг.2), удерживая его при этом в отведенном положении, в котором единый рычаг 51а подвижен в направлении выбора. Затем единый рычаг 51а начинает поворот q2 (см. фиг.11В) для выполнения операции переключения, при этом столбчатый выступ 402 переключающего выступа 40 переключается на передачу второй скорости. Затем операция переключения на вторую скорость завершается, и сцепления 2 и 3 постепенно соединяют, обеспечивая «плавное» переключение. После этого единый рычаг 51а поворачивают и перемещают в направлении выбора в отведенное положение, в котором он подвижен в направлении выбора, возвращают на линию переключения с первой скорости на третью (см. Se1 на фиг.2) для поворота на данной линии переключения, тем самым завершая процесс r возврата столбчатого выступа 402, расположенного напротив единого рычажного выступа 51а на переключающем штоке 30, с первой скорости на третью, с передачи первой скорости в нейтральное положение. Затем единый рычаг 51а возвращают в отведенное положение, в котором он подвижен в направлении выбора.
Когда производят переключение передачи на требуемую после перемещения в направлении выбора в нейтральное положение требуемой передачи (второй скорости), воспринимающая давление поверхность fp2 с другой стороны столбчатого выступа 402 может воспринимать прижимающее усилие Ps21 в направлении u2 путем вращения q2 единого рычага 51а в ортогональном направлении (см. фиг.11В). Следовательно, усилие переключения со стороны рычага 51а может передаваться с более высокой эффективностью передачи. Относительно большое усилие операции переключения (операции осуществления переключения) может быть приложено со стороны единого рычага 51а к переключающему выступу 40 и вилке переключения 20, выполненной за одно целое с ним, что позволяет уменьшить время переключения.
Кроме того, при последующей операции отвода передачи единый рычаг 51а возвращается в отведенное положение, соответствующее предыдущей передаче (первая скорость), при этом воспринимающая давление поверхность fp2 с другой стороны столбчатого выступа 402 прижимается путем вращения q2 единого рычага 51а для осуществления процесса возврата в нейтральное положение. Следовательно, операция отвода может быть выполнена плавно, что уменьшает время переключения передачи.
Кроме того, единый рычаг 51а может быть перемещен в направлении выбора одновременно с поворотом q2 в направлении переключения. В этом случае время переключения может быть дополнительно уменьшено.
Далее со ссылками на фиг.12А и фиг.12В следует описание случая, когда текущей передачей является передача пятой скорости, и происходит переключение на передачу шестой скорости.
В этом случае текущей передачей является передача пятой скорости (показана сплошной линией), единый рычаг 51а в первом положении Е1 перемещается в направлении выбора по линии переключения с шестой передачи на вторую (см. Se3 на фиг.2), и осуществляется поворот q1 рычага 51а (см. фиг.12В), при этом прижимающее усилие Ps1 приложено 2 в направлении u1 к воспринимающей давление поверхности fp1 с одной стороны столбчатого выступа 401 в передаче шестой скорости (требуемая передача), и производится переключение на шестую скорость.
Затем операция переключения на шестую скорость завершается, и сцепления 2 и 3 постепенно соединяют, обеспечивая тем самым «плавное» переключение скоростей.
Затем, в ходе операции отвода, каждый единый рычаг 51а поворачивается, возвращаясь в отведенное положение, а затем возвращается на линию переключения с парковочной передачи на пятую для предыдущей скорости (предыдущей передачи). Единый рычаг 51а во втором положении Е2 поворачивают, чтобы нажать на воспринимающую давление поверхность fp1 с одной стороны (поверхность правой стороны на фиг.12А и фиг.12В) столбчатого выступа 401 предыдущей передачи пятой скорости (предыдущей передачи) для завершения процесса возврата.
Когда передачу переключают на требуемую (шестая скорость), воспринимающая давление поверхность fp1 с одной стороны столбчатого выступа 401 может эффективно воспринимать прижимающее усилие Ps2 в направлении u2 при помощи вращения q1 единого рычага 51а в ортогональном направлении (см. фиг.12В). Следовательно, можно передать усилие включения передачи от единого рычага 51а с большей эффективностью. Кроме того, сравнительно большое усилие операции переключения (операции осуществления переключения) может быть приложено со стороны единого рычага 51а к переключающему выступу 40 и вилке переключения 20, выполненной за одно целое с ним, что позволяет уменьшить время переключения.
Кроме того, во время последующей операции отвода единый рычаг 51а возвращается в отведенное положение, соответствующее предыдущей передаче (пятая скорость), и воспринимающая давление поверхность fp1 с одной стороны столбчатого выступа 401 прижимается при помощи поворота q1 единого рычага 51а для осуществления возврата предыдущей передачи в нейтральное положение. Следовательно, операция отвода может быть выполнена плавно, что уменьшает время переключения передачи.
Кроме того, единый рычаг 51а может быть перемещен в направлении выбора одновременно с поворотом q1 в направлении переключения. В этом случае время переключения может быть дополнительно уменьшено.
Вышеописанная автоматическая коробка передач 1 принадлежит к типу коробок передач с двойным сцеплением, и настоящее изобретение представляет собой устройство переключения скоростей в автоматической коробке передач 1 с двойным сцеплением, способное передавать усилие включения передачи от рычага 51 с более высокой эффективностью передачи, а также обеспечивать приложение относительно большого усилия операции переключения (операции осуществления переключения) со стороны единого рычага 51а к переключающему выступу 40 и вилке переключения 20, выполненной за одно целое с ним, что позволяет уменьшить время переключения. Таким образом, при использовании настоящего изобретения, в частности, функция улучшения скорости переключения согласуется с функцией двойного сцепления, дополнительно улучшая удобство переключения передач.
Настоящее изобретение также применимо к устройству переключения автоматической коробки передач с одним сцеплением, в дополнение к вышеописанному типу с двойным сцеплением, при этом автоматическая коробка передач обеспечивает те же преимущества.
Согласно аспекту настоящего изобретения, когда пара столбчатых выступов переключающего выступа находится в нейтральном положении, воспринимающая давление поверхность с одной стороны, к которой прикладывается прижимающее усилие в одном направлении со стороны рычага, и воспринимающая давление поверхность с другой стороны, к которой прикладывается прижимающее усилие в другом направлении со стороны рычага, расположены на ортогональной базовой поверхности. Следовательно, прижимающее усилие в одном направлении и прижимающее усилие в другом направлении, прикладываемые со стороны рычага в нейтральном положении, почти полностью передаются с более высокой эффективностью передачи к воспринимающим давление поверхностям с одной и с другой стороны в ортогональном направлении. Таким образом, увеличивается эффективность передачи, и относительно большое усилие операции переключения может быть приложено со стороны переключающего выступа и вилки переключения, выполненной за одно целое с ним, в одном или противоположном ему направлении, что позволяет сократить время переключения.
Согласно аспекту настоящего изобретения рычаг выступает таким образом, что имеет раздвоенную форму, и предусмотрены воспринимающая давление поверхность с одной стороны, к которой прикладывают прижимающее усилие в одном направлении, а также воспринимающая давление поверхность с другой стороны, к которой прикладывают прижимающее усилие в другом направлении, причем воспринимающие давление поверхности расположены на базовой ортогональной поверхности, и прижимающие усилия могут быть приложены в направлении, ортогональном обеим воспринимающим давление поверхностям, с более высокой эффективностью передачи, что повышает эффективность коробки передач. Сравнительно большое усилие переключения может быть приложено к переключающему выступу и вилке переключения, выполненной за одно целое с ним, в одном направлении со стороны одного из рычагов или со стороны другого рычага в противоположном направлении. Таким образом, можно уменьшить время переключения передач, а в частности - сделать угол поворота вокруг центральной оси вала сравнительно малым, что позволяет также обеспечить сравнительно малое время переключения передачи.
Настоящее изобретение применимо к устройству переключения автоматической коробки передач, в которой усилие вращения может переключаться и передаваться избирательно к каждому из вспомогательных валов автоматической коробки передач посредством первого и второго вторичного валов двойного сцепления, а также посредством зубчатых передач. В частности, процесс переключения передач может быть сокращен для увеличения скорости переключения, при этом устройство переключения синхронизировано с двойным сцеплением для дополнительного повышения удобства.
Согласно аспекту настоящего изобретения рычаг в первом положении переключает каждую из шестерен третьей группы, а рычаг во втором положении переключает каждую из шестерен четвертой группы, при этом отсутствует необходимость в перемещении рычага в направлении выбора относительно третьей и четвертой групп. Кроме того, вал может быть перемещен в направлении выбора на относительно небольшое расстояние, что улучшает удобство в использовании элементов системы выбора операции и уменьшает ее габариты.