СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ПЕРЕКЛЮЧЕНИЕМ ПЕРЕДАЧ В АВТОМАТИЧЕСКОЙ ТРАНСМИССИИ
GEARSHIFT CONTROL SYSTEM IN AUTOMATIC TRANSMISSION

Настоящее изобретение относится к системе управления переключением передач в автоматической трансмиссии, предусмотренной в кинематической цепи транспортного средства.
Существует автоматизированная механическая трансмиссия, в которой в кинематической цепи транспортного средства в качестве трансмиссии не используется гидротрансформатор.
Эта автоматизированная механическая трансмиссия устраняет необходимость в гидротрансформаторе путем приведения в действие управления переключением передач (выбора и осуществления переключения шестерен), а также включения и выключения сцепления, которое в коробке передач с ручным управлением должно выполняться исполнительным механизмом. Например, как показано на фиг.8А и 8В, система управления переключением автоматической трансмиссии включает в себя стержень 100 переключения передач, который может перемещать в направлении sf переключения и в направлении se выбора переключающие выступы 120, выполненные, соответственно, на одной из частей множества штоков 110 механизма переключения передач, которые размещаются при выборе направления se таким образом, чтобы выступать в радиальном направлении наружу от него, и вилки 131, 132, 133 переключения, которые соединяются как одно целое с другими частями штоков 110 механизма переключения передач, соответственно.
При этом управляющий палец (рычажная часть) 140 размещается на стержне 100 переключения передач таким образом, чтобы выступать из него в радиальном направлении, а на каждом переключающем выступе 120 пара концов 121 захвата выполнена таким образом, чтобы их разделял промежуток в направлении sf переключения.
В автоматизированной механической трансмиссии, скомпонованной так, как описано выше, путем перемещения стержня 100 переключения передач посредством исполнительного механизма (не показан) пара концов 121 захвата одного из штоков 110 механизма переключения передач избирательно перемещается в одном или другим из направлений sf переключения посредством управляющего пальца 140, так что вилка 131 переключения, которая связана со штоком 110, перемещает зубчатое колесо, противоположное вилке 131 переключения.
В этой связи была разработана автоматическая трансмиссия с двойным сцеплением, в которой два сцепления помещены между автоматической трансмиссией, подобной описанной выше, и двигателем как источником мощности. Эта автоматическая трансмиссия включает в себя первый и второй главные валы, причем один и другой из главных валов изменяет скорость вращающей силы, переданной на них с присоединенных сцеплений для передачи на противоположные валы, к которым они обращены, причем вращение с измененной скоростью передается с каждого из этих противоположных валов на сторону выходной шестерни трансмиссии. Автоматическая трансмиссия с двойным сцеплением и с конфигурацией, описанной выше, при переключении передач из состояния, при котором одна шестерня находится в зацеплении с одним из сцеплений посредством первого главного вала, переключается в состояние, в котором заданная шестерня находится в зацеплении с другим сцеплением посредством второго главного вала, и когда это происходит, возможно исключение нейтрального состояния во время переключения передачи за счет постепенного выключения одного из сцеплений при постепенном включении другого сцепления на стороне заданной шестерни, что обеспечивает реализацию плавного переключения передачи без какого-либо прерывания силового потока во время переключения передачи.
В системе управления переключением передач, примененной в трансмиссии, описанной выше, например так, как показано на фиг.9А, предполагается, что переключение передачи производится от четвертой шестерни, которая является шестерней, находящейся в настоящий момент в зацеплении, на заданную шестерню, например, первую шестерню, при сохранении состояния, при котором действующая шестерня остается в зацеплении. Сразу после этого, как показано на фиг.9В, в процессе синхронизации скорости вращения заданной шестерни реализуется отделение от предыдущей шестерни (в данном случае четвертой шестерни) при переключении передачи. Для описания этого процесса путем ссылки на место, обозначенное на чертеже штрихпунктирной линией с двумя штрихами, при отделении шестерни из предыдущего положения передачи требуется быстро выполнить следующие операции: во-первых, операцию (1), при которой управляющий палец смещается из положения заданной шестерни (первой шестерни) в направлении выбора, операцию переключения (2), при которой управляющий палец возвращается к нейтральной линии N, операцию выбора (3), при которой управляющий палец перемещается в направлении шестерни (четвертой шестерни), операцию переключения (4), при которой управляющий палец перемещается в направлении шестерни (четвертой шестерни), операцию выбора (5), при которой управляющий палец достигает позиции шестерни (четвертой шестерни) и операцию отделения при переключении передач (6), при которой управляющий палец отделяет шестерню, переводя шестерню (четвертую шестерню) в ее нейтральное положение (обозначенное штрихпунктирной линией с двумя штрихами).
Кроме того, в JP-A-2001-304411 раскрыта автоматическая трансмиссия, в которой пара концов захвата выполнена на каждом переключающем выступе таким образом, чтобы разделяться между собой широким промежутком в направлении переключения, так что управляющий палец может входить между парой концов захвата на переключающем выступе заданной шестерни, которая находится в нейтральном положении только будучи перемещенной в направлении выбора из положения между парой концов захвата на переключающем выступе, который находится в смещенном состоянии, так чтобы упростить перемещение элемента переключения.
Таким образом, в автоматической трансмиссии с двойным сцеплением, поскольку перемещение шестерни на заданную шестерню и отделение шестерни от той шестерни, в зацеплении с которой она находится, должны выполняться в процессе переключения передач в этом порядке, перемещение управляющего пальца 140 становится сложным, становясь причиной увеличения длительности переключения передачи, и в этой области требуются улучшения.
Кроме того, в сходном решении, описанном в JP-A-2001-304411, для того чтобы рычажная часть (управляющий палец) элемента переключения могла войти между парой концов захват, когда рычажная часть движется непосредственно в направлении выбора, каждая из пар концов захвата должна располагаться таким образом, чтобы быть отделенными друг от друга относительно широким промежутком. В этом случае, как показано на фиг.7, в случае, если интервал L1 между парой концов 121 захвата увеличивается, рычажная часть 140 элемента переключения нажимает на конец 121 захвата таким образом, что рычажная часть 140 сильно наклоняется в направлении переключения. Когда это происходит, предполагается, что сила, воздействующая на конец 121 захвата под воздействием крутящего момента Т управляющего стержня 100, является тангенциальной силой F, расстояние от точки контакта между рычажной частью 140 элемента переключения и концом 121 захвата до осевой линии С управляющего стержня 100 является расстоянием L2, а угол наклона линии, соединяющей точку контакта а с осевой линией С в направлении направления переключения является углом α, составляющая сила тангенциальной силы F, в направлении переключения, и составляющая сила Р1, которая представляет силу для перемещения конца 121 захвата в направлении переключения, определяется с помощью следующей формулы (1).
В приведенной выше формуле (1) найдено, что расстояние L2 является по существу постоянным вне зависимости от угла α, составляющая сила Р1 уменьшается при возрастании угла α в пределах от 0 до 90 градусов. Кроме того, найдено, что расстояние L2 уменьшается дополнительно при возрастании угла α в пределах от 0 до 90 градусов. Следовательно, в случае, если интервал L1 между парой концов 121 захвата увеличивается, как в JP-A-2001-304411, сила Р1, которая нажимает на конец 121 захвата в направлении переключения, уменьшается, и становится затруднительным перемещать переключающий выступ, который связан с концом 121 захвата, в направлении переключения с достаточной эффективностью.
Поэтому целью изобретения является создание системы контроля автоматической трансмиссии с изменяющейся скоростью переключения, которая может упростить процесс перемещения рычажной части, которая выполнена за одно целое с элементом переключения, во время переключения передачи таким образом, чтобы увеличить возможности управления изменением скорости, и, кроме того, которая может поддерживать относительно большое давление, приложенное в направлении перемещения рычажной частью таким образом, чтобы сократить время управления изменением скорости.
Для того чтобы добиться этой цели, создана система управления переключением передач в автоматической трансмиссии, которая содержит:
элемент переключения, включающий в себя стержневую часть, которая располагается таким образом, что его ось выбора ориентирована в направлении выбора, и включающий в себя рычажную часть, которая выполнена на стержневой части и выступает из нее;
множество элементов штоков механизмов переключения, имеющих стержневые части штока и размещенных таким образом, что оси переключения стержневых частей штока ориентированы в направлении переключения;
вилочные части переключения, выполненные на стержневых частях штока, выступающие из них и используемые для выполнения переключения шестерен в пределах блока шестерен с изменяемой скоростью;
элементы переключающих выступов, выполненные на стержневых частях штока, выступающие из них и обращенные к рычажной части,
при этом рычажная часть элемента переключения перемещается для выбора и переключения шестерни и прижимается к выбранному элементу переключающего выступа, так что переключение передачи на заданную шестерню обеспечивается вилочной частью переключения, которая связана с элементом переключающего выступа, на который нажимают посредством стержневой части штока,
элементы переключающих выступов включают в себя части в форме стоек,
рычажная часть включает в себя пару рычажных частей, выступающих из стержневой части таким образом, чтобы располагаться друг против друга, и
пара рычажных частей движется для выбора в направлении оси выбора с целью выбора элемента переключающего выступа с последующим поворотом вокруг оси выбора,
для приложения давления в направлении переключения с одной стороны имеющей форму стойки части выбранного элемента переключающего выступа одной из пары рычажных частей таким образом, чтобы вызвать со стороны вилочной части переключения элемента штока механизма переключения, связанного с элементом переключающего выступа, выполнение операции переключения, и для приложения давления в направлении переключения с другой стороны имеющей форму стойки части другой из пары рычажных частей таким образом, чтобы вызвать со стороны вилочной части переключения элемента штока механизма переключения, связанного с элементом переключающего выступа, выполнение операции разъединения.
Имеющая форму стойки часть элемента переключающего выступа может иметь пару боковых поверхностных участков, которые ориентированы в противоположных друг другу направлениях в направлении переключения. При приложении давления посредством одной из пары рычажных частей со стороны одного из боковых поверхностных участков имеющей форму стойки части элемента переключающего выступа, вилочная часть переключения элемента штока механизма переключения, которая связана с элементом переключающего выступа, может быть применена для выполнения операции переключения. Когда давление приложено другой рычажной частью со стороны другого поверхностного участка, вилочная часть переключения может быть применена для выполнения операции выключения.
Имеющая форму стойки часть элемента переключающего выступа может выступать из элемента штока механизма переключения по существу перпендикулярно, если смотреть на элемент штока механизма переключения сбоку. Имеющая форму стойки часть элемента переключающего выступа может быть представлена таким образом, что центральная ось в том направлении, в котором выступает имеющая форму стойки часть элемента переключающего выступа, пересекает ось выбора, которая является осью вращения рычажного элемента, когда вилочная часть переключения элемента штока механизма переключения находится в нейтральном положении.
Пара рычажных частей может выступать из стержневой части в виде вилки с образованием заданного угла между их обращенными в противоположные стороны поверхностями. Угол между обращенными в противоположные стороны поверхностями может быть задан таким образом, что пара рычажных частей перемещается для выбора без пересечения с элементами переключающего выступа, располагающимися в соответствующих позициях переключения.
На каждой из пары рычажных частей может быть сформирована головка таким образом, чтобы выступать из дальнего конца ее основной части в направлении другой рычажной части.
Автоматическая трансмиссия может содержать множество шестерен, которые разделяются на первую и вторую группы, и первый и второй главные валы, которые ассоциируются с первой и второй группами соответственно. Оба главных вала могут быть соединены с валом для передачи приводного усилия двигателя посредством двойного сцепления.
Пара рычажных элементов, предназначенных для переключения соответствующих шестерен первой группы, может быть сформирована в первой позиции на стержневой части. Пара рычажных элементов, предназначенных для переключения соответствующих шестерен второй группы, может быть сформирована во второй позиции на стержневой части. Первая позиция и вторая позиция могут быть отделены друг от друга определенным промежутком в заданном направлении.
Для того чтобы достичь цели, поставленной перед изобретением, также создан блок управления переключением передач, который содержит:
стержень, проходящий в заданном направлении и снабженный парой рычагов, которые отходят в радиальном направлении от стержня и которые поворачиваются вокруг оси стержня;
шток, проходящий в направлении переключения, от которого отходит переключающий выступ,
причем при повороте рычагов для нажима на переключающий выступ, расположенный между рычагами, выполняется операция переключения передачи или операция выключения передачи.
Настоящее изобретение станет более понятным из подробного описания, приведенного ниже, и из прилагаемых чертежей, которые приведены исключительно в качестве иллюстрации и которые не служат для ограничения объема настоящего изобретения. На чертежах:
фиг.1 - схематическая блок-схема кинематической цепи транспортного средства, снабженной системой управления переключением передач автоматической трансмиссии, как один вариант реализации изобретения;
фиг.2 - схематическая блок-схема системы управления переключением передач с фиг.1 при наблюдении сверху;
фиг.3 - схематический вид в перспективе части системы управления переключением передач с фиг.1;
фиг.4 - вид в увеличенном масштабе выступающей, имеющей форму стойки части, расположенной против пары рычажных частей в пределах системы управления переключением передач;
фиг.5А и 5В - пояснительные схемы работы рычажных частей и выступающей части, происходящей в то время, когда система управления переключением передач на фиг.1 производит переключение с первой шестерни на вторую шестерню. На фиг.5А показан вид в плане, а на фиг.5В показан вид сбоку;
фиг.6А и 6В - пояснительные схемы работы рычажной части и выступающей части, происходящей в то время, когда система управления переключением передач на фиг.1 производит переключение с пятой шестерни на шестую шестерню. На фиг.6А показан вид в плане, а на фиг.6В показан вид сбоку;
фиг.7 - пояснительная схема работы рычажной части и выступающей части, происходящей в то время, когда переключение передачи выполняется существующей системой управления переключением передач;
фиг.8А и 8В - схемы рычажной части и выступающей части существующей системы управления переключением передач. На фиг.8А показан вид в плане, а на фиг.8В показан вид сбоку;
фиг.9А и 9В - схемы работы рычажной части и выступающей части, происходящей в то время, когда существующая система управления переключением передач производит переключение с четвертой шестерни на первую шестерню. На фиг.9А показан вид в плане, а на фиг.9В показан вид сбоку.
Далее будет описана со ссылкой на фиг.1 и 2 система управления переключением передач автоматической трансмиссии как вариант реализации изобретения.
Как показано на фиг.1, автоматическая трансмиссия 1 является автоматической трансмиссией с двойным сцеплением и включает в себя два сцепления 2, 3, два главных вала 4, 5, размещенных концентрично относительно друг друга, и два противоположных вала 6, 7. Мощность передается на первый главный вал 4 через первое сцепление 2 от передающего движущую силу вала 9, который передает движущую силу от двигателя 8, в то время как мощность передается от передающего движущую силу вала 9 на второй главный вал 5 через второе сцепление 3. Следует отметить, что включение и выключение двух сцеплений осуществляется не показанной здесь схемой управления (например, гидравлической, электрической или механической схемой управления).
Первый противоположный вал 6 и второй противоположный вал 7 располагаются таким образом, чтобы быть отделенными друг от друга таким образом, что их оси становятся параллельными первому главному валу 4 и второму главному валу 5. Кроме того, выходная шестерня g2 противоположного вала 6 и выходная шестерня g3 противоположного вала 7 выполнены обе для передачи мощности на редуктор g1 дифференциала, расположенного на задней ступени автоматической трансмиссии 1.
Первая ведомая шестерня 11, вторая ведомая шестерня 12, третья ведомая шестерня 13 и шестая ведомая шестерня 14 удерживаются с возможностью вращения на первом противоположном валу 6. Четвертая ведомая шестерня 15, пятая ведомая шестерня 16 и реверсивная ведомая шестерня 17 удерживаются с возможностью вращения на противоположном валу 7. Кроме того, на противоположном валу 7 установлена парковочная шестерня 18.
Далее, первая ведомая шестерня 11, третья ведомая шестерня 13 и пятая ведомая шестерня 16, которые являются шестернями первой группы, соединяются с первым главным валом 4 таким образом, что вращение первого главного вала 4 может передаваться на шестерни, соединенные с ним. Вторая ведомая шестерня 12, четвертая ведомая шестерня 15, шестая ведомая шестерня 14 и реверсивная шестерня 17 являются шестернями второй группы и соединяются со вторым главным валом 5 таким образом, что вращение второго главного вала 5 может передаваться на шестерни, соединенные с ним.
Кроме того, как показано на фиг.1, секция трансмиссии 101 включает в себя четыре вилки 20-23 переключения передачи. Первая вилка 20 переключения и вторая вилка 21 переключения установлены так, чтобы скользить вдоль оси первого противоположного вала 6, в то время как третья вилка 22 переключения и четвертая вилка 23 переключения установлены так, чтобы скользить вдоль оси второго противоположного вала 7.
Путем перемещения вилок 20-23 переключения для скольжения способом, описанным выше, вторая ведомая шестерня 12 и шестая ведомая шестерня 14 могут избирательно соединяться или отсоединяться (смещаться по направлению к валу или от него) от противоположного вала 6 с помощью первой вилки 20 переключения, в то время как первая ведомая шестерня 11 и третья ведомая шестерня 13 могут избирательно соединяться или отсоединяться (смещаться по направлению к валу или от него) от противоположного вала 7 с помощью второй вилки 21 переключения. В дополнение к этому четвертая ведомая шестерня 15 и реверсивная шестерня 17 могут избирательно соединяться или отсоединяться (смещаться по направлению к валу или от него) от противоположного вала 7 с помощью третьей вилки 22 переключения, в то время как пятая ведомая шестерня 16 может избирательно соединяться или отсоединяться (смещаться по направлению к валу или от него) от противоположного вала 7 с помощью четвертой вилки 23 переключения.
Таким образом, в секции 101 трансмиссии автоматической трансмиссии с двойным сцеплением избирательное переключение на любую шестерню первой группы, образуемой первой шестерней, третьей шестерней и пятой шестерней, должно осуществляться через первое сцепление 2, в то время как избирательное переключение на любую шестерню второй группы, образуемой второй шестерней, четвертой шестерней, шестой шестерней и реверсивной шестерней, должно осуществляться через второе сцепление 3.
Как показано на фиг.2 и 3, система управления переключением передач автоматической трансмиссии, скомпонованная так, как описано выше, включает в себя переключающий элемент 55, имеющий стержневую часть 50, продвинутую в направлении se выбора, и исполнительный механизм, предусмотренный в его части, пары рычажных частей (пальцев) 51, которые выполнены таким образом, чтобы отходить в радиальном направлении от первой позиции Е1 и второй позиции Е2 на стержневой части 50, множество штоков механизма переключения (элементов штоков переключения) 30, которые располагаются, как показано на фиг.2, 3, 5А и 5В, таким образом, чтобы их оси были ориентированы в направлении sf переключения, пересекающем стержневую часть 50 под прямым углом, а вилки 20-23 переключения соединяются, соответственно, со множеством штоков механизма переключения 30 и приспособлены для перемещения шестерен 11, 12, 13, 14, 15, 16 и 17, расположенных в автоматической трансмиссии 1, и переключающие выступы 40 соединяются, соответственно, с множеством штоков 30 механизма переключения, выполненных таким образом, чтобы располагаться против рычажных частей 51, и каждый из них содержит отдельный выступ 401 в форме стойки, размещенный на нем таким образом, чтобы отходить от него.
В этой системе управления переключением передач автоматической трансмиссии 1 пары рычажных частей 51 выполнены на первой позиции Е1 и второй позиции Е2 переключающего элемента 55 таким образом, чтобы отходить от него, в то время как каждая пара имеет вильчатую форму, ограничивающую определенный внутренний угол α0 между ее обращенными в противоположные стороны поверхностями. Эти рычажные части 51 перемещаются с целью выбора и переключения исполнительного механизма, так что переключение передачи на заданную шестерню осуществляется любой вилкой 20-23 переключения, соединенной с выбранным таким образом переключающим выступом 40.
В данном случае, как показано на фиг.3, каждый шток механизма переключения (например, шток механизма переключения от первой до третьей шестерен) 30 включает в себя часть 301 штока механизма переключения, которая располагается таким образом, что ось Ls переключения ориентирована в направлении sf переключения, часть 21 вилки переключения, предназначенную для переключения шестерен в блоке шестерен автоматической трансмиссии, и переключающий выступ 40, обращенный к рычажным частям 51, причем часть 21 вилки переключения и переключающий выступ 40 помещаются на части 301 штока механизма переключения таким образом, чтобы отходить от него. Другие штоки механизма переключения имеют такую же конфигурацию.
Как показано на фиг.2 и 3, вилки 20-23 переключения закреплены соответственно на четырех штоках 30 механизма переключения, расположенных с возможностью перемещения в направлении sf переключения. Кроме того, на штоках 30 механизма переключения помещаются переключающие выступы 40. Как показано на фиг.3 и 4, переключающий выступ 40 имеет базовую часть 400, которая наклонно выступает вверх от части 301 штока механизма переключения, и имеющая форму стойки часть 401, которая выступает из дальнего конца базовой части, причем базовая часть 400 и имеющая форму стойки часть 401 выполнены как одно целое. Кроме того, как показано на фиг.4, центральная ось Lh по направлению, в котором выступает имеющая форму стойки часть 401, сформирована таким образом, чтобы ее продолжение пересекало ось выбора Lc по существу под прямыми углами при наблюдении за штоком 30 механизма переключения сбоку. Кроме того, как показано на фиг.5В и 6В, имеющая форму стойки часть 401 помещается таким образом, что продолжение центральной оси Lh пересекает ось выбора Lc, когда вилки 20-23 переключения штоков 30 механизма переключения располагаются в позиции N на нейтральной линии (далее упоминаются просто как нейтраль N).
Далее, как показано на фиг.5А и 5В, имеющая форму стойки часть 401 переключающего выступа 40 имеет пару боковых лицевых частей f0 с противоположной ориентацией в направлении перемещения sf. В данном случае, когда давление прикладывают со стороны одной из боковых поверхностных частей одной из рычажных частей 51, которая будет описана позже, вилка 20-23 переключения на штоке 301 механизма переключения, которая связана с переключающим выступом 40, приводится в действие для выполнения операции переключения передач, в то время как давление, приложенное с другой боковой поверхностной части другой рычажной частью 51, которая будет описана позже, присоединенная вилка 20-23 переключения приводится в действие для выполнения операции выключения передачи.
Переключающий выступ 40, скомпонованный так, как описано выше, может быть выполнен только путем формовки как одного целого базовой части 400 и имеющей форму стойки части 401 на ней как единого выступающего элемента, а величина, на которую переключающий выступ 40 выступает из части 301 штока механизма переключения, может быть уменьшена до как можно более низкого уровня, так что свобода размещения может быть значительно увеличена при возможном достижении эффекта снижения затрат.
Кроме того, на фиг.5А, 5В, 6А и 6В, которые будут использованы при описании назначения системы управления переключением передач автоматической трансмиссии 1, базовая часть опущена, а имеющая форму стойки часть 401 показана схематически как выступающая непосредственно из штока 30 механизма переключения.
Далее, как показано на фиг.3 и 4, пары рычажных частей формируются, соответственно, в первой позиции Е1 и во второй позиции Е2 на стержневой части 50 таким образом, чтобы выступать из нее в форме вилки.
Каждая пара рычажных частей 51, которые сформированы, соответственно, в первой позиции Е1 и во второй позиции Е2 на стержневой части 50 таким образом, чтобы выступать из нее, выполнены таким образом, чтобы совместно скользить вдоль операционной оси Lc в направлении se выбора под воздействием двигателя 702 выбора (исполнительного механизма), который будет описан позже, так, чтобы перемещаться для выбора среди четырех штоков 30 механизма переключения, и, кроме того, применяется для разворота rd вокруг операционной оси Lc с помощью двигателя 701 переключения (исполнительного механизма) таким образом, чтобы выполнить операцию переключения в направлении sf переключения.
В данном случае каждая пара рычажных частей 51 выполнена таким образом, чтобы выступать в форме вилки с заданным внутренним углом α0, образуемым между их обращенными в противоположные стороны поверхностями таким образом, чтобы перемещать в направлении sf переключения в положение выключения (далее упоминается как нейтральное положение; см. штрихпунктирную линию с тремя точками ns на фиг.5В), где рычажные части 51 не пересекаются с соответствующим переключающим выступом 40 в тех положениях переключения (подходящие положения переключения), в которых переключающие выступы 40 могут располагаться в таком состоянии, что рычажные части 51 находятся в свободном состоянии, в котором они не подвергаются воздействию усилия переключения, развиваемого исполнительными механизмами, то есть в таком состоянии, при котором стержневая часть 50 находится в своем нейтральном положении.
В частности, как показано на фиг.4, пара рычажных частей 51, которые сформированы, соответственно, в первой позиции Е1 (и скомпонована также аналогичным образом во второй позиции Е2) на стержневой части 50 таким образом, чтобы выступать из нее в форме вилки с внутренним углом α0, образуемым между их обращенными в противоположные стороны поверхностями, причем каждая рычажная часть включает в себя основную часть m1, имеющую форму рычага, и головную часть m2, которая выполнена таким образом, чтобы выступать из дальнего конца основной части m1 по направлению к другой, обращенной в противоположную сторону рычажной части 51. Здесь, поскольку головная часть m2 выполнена таким образом, чтобы выступать из части, размещенной возле дальнего конца основной части m1 по направлению к другой, обращенной в противоположную сторону рычажной части 51, головная часть m2 движется вокруг боковой стороны имеющей форму стойки части 401 в таком состоянии, что часть, расположенная рядом с дальним концом основной части m1, и обращена против дальнего конца имеющей форму стойки части без столкновения между ними, а головная часть m2 прикладывает давление Ps в направлении переключения под подходящим углом со стороны имеющей форму стойки части 401, не допуская столкновения основной части m1 с имеющей форму стойки части 401.
Когда это происходит, головная часть m2 одной из рычажных частей 51 вводится в соприкосновение с одной из поверхностей (боковых стенок) имеющей форму стойки части 401, которые располагаются друг против друга в направлении переключения после поворота таким образом, чтобы приложить к ней давление Ps для смещения штока 30 механизма переключения в одно из положений переключения. Кроме того, головная часть m2 другой рычажной части 51 вводится в соприкосновение с другой из поверхностей (боковых стенок) имеющей форму стойки части 401, которые располагаются друг против друга в направлении переключения после поворота таким образом, чтобы приложить к ней давление Ps для смещения штока 30 механизма переключения в одно из положений переключения.
В данном случае, принимая во внимание то, что внутренний угол α0, который образован парой осей центра качаний (чередующиеся длинная и короткая пунктирные линии на фиг.5В и 6В, которые пересекают ось выбора Lc (обозначенную позицией С на фиг.5В и 6В) под прямыми углами и соединяют положения соприкосновения между соответствующими криволинейными головными частями 2m пары рычажных частей 51 с осью выбора Lc, при конфигурации пары головных частей m2, которые выполнены таким образом, чтобы выступать в направлении другой, противоположно направленной стороны рычажной части, внутренний угол α0 можно в определенной степени сузить. Благодаря этому при раскачивании избыточный поворот вверх пары рычажных частей 51 вокруг оси выбора Lc может быть сдержан, пространство над стержневой частью 50 может быть сделано относительно небольшим, что может способствовать миниатюризации системы управления переключением передач.
Кроме того, как показано на фиг.2 и 3, пары рычажных частей 51 помещаются на стержневой части 50, соответственно, на первой позиции Е1 и на второй позиции Е2 таким образом, чтобы их в направлении переключения разделял определенный интервал е. Пара рычажных частей 51 на первой позиции Е1 предназначена для переключения соответствующих шестерен (первой, второй, третьей и шестой шестерен), входящих в первую группу, а пара рычажных частей 51 на второй позиции Е2 предназначена для переключения соответствующих шестерен (четвертой, пятой и реверсивной шестерен), входящих во вторую группу. При такой компоновке пара рычажных частей 51 на первой позиции Е1 расположена против позиций Se1, Se3 выбора из четырех позиций Se1-Se4 выбора, а пара рычажных частей 51 на второй позиции Е2 расположена против позиций Se2, Se4 выбора, что позволяет быстро выполнять операцию выбора.
В данном случае, поскольку пары рычажных частей 51, которые выполнены на первой и второй позициях (E1, E2), отделены друг от друга заданным интервалом е, расстояние перемещения, равное заданному интервалу е, может быть исключено из расстояния их перемещения, и таким образом можно добиться более быстрого выполнения операции перемещения. А именно, поскольку пара рычажных частей 51 в первой позиции Е1 предназначена для переключения соответствующих шестерен из первой группы, в то время как пара рычажных частей 51 во второй позиции Е2 предназначена для переключения соответствующих шестерен из второй группы, каждая пара рычажных частей 51 может не предусматривать перемещения для выбора в размере заданного интервала е, который установлен между первой и второй группами, и поэтому расстояние перемещения в направлении выбора, на которое должна переместиться для выбора стержневая часть 50, может быть относительно небольшим, что позволяет улучшить управляемость системы, приведенной в действие для выбора.
Как показано на фиг.2 и 3, стержень переключения передач 50 приводится во вращение вокруг операционной оси Lc в направлении переключения двигателем переключения 701 и механизмом понижающей передачи Gsf, который связан с двигателем 701 и, кроме того, перемещается вдоль операционной оси Lc под воздействием двигателя выбора 702 и механизма Gsf понижающей передачи, который связан с двигателем 702. Эти двигатели переключения 701 и выбора 702 образуют основную часть исполнительного механизма, управление включением которого осуществляет электронный блок управления 62 (ЭБУ) на основе действия рычага переключения передач (не показан) и условий работы двигателя 8. Например, эти двигатели включаются и выключаются последовательно при переключении передач с находящейся в настоящий момент в зацеплении шестерни на заданную шестерню.
ЭБУ 62 при переключении передач управляет работой сцеплений 2, 3. В частности, при переключении передач ЭБУ 62 производит переключение из состояния, при котором одно из сцеплений 2 или 3 находится в зацеплении с определенной шестерней, в состояние, при котором другое сцепление 3 или 2 постепенно входит в зацепление со следующей шестерней во время постепенного отделения одного из сцеплений 2 или 3, так что реализуется переключение передач, при котором не происходит прерывания силового потока.
Далее со ссылкой на фиг.5А и 5В будет описан вариант, при котором происходит повышение передачи с находящейся в настоящее время в зацеплении первой шестерни (расположенной на стороне первого сцепления 2) на вторую шестерню (расположенную на стороне второго сцепления 3).
В этом случае, как показано сплошными линиями на фиг.5А, переключение на находящуюся в настоящее время в зацеплении первую шестерню уже завершено, и исполнительный механизм возвращает обе пары рычажных выступов 51 на первой и второй позициях (Е1 и Е2) на нейтраль N вместе со стержневой частью 50 и далее удерживает их в положении выключения (см. штрихпунктирную линию с тремя точками ns на фиг.5В), которое является нейтральным положением, в котором можно избежать пересечения пар рычажных частей 51 с соответствующими, имеющими форму стойки частями 401.
Далее исполнительный механизм приводит в действие пару рычажных частей 51 на первой позиции Е1 для выбора и вызывает перемещение пары рычажных частей 51 к линии переключения передач от шестой до второй шестерни, причем пара рычажных частей 51 в первой позиции поворачивается таким образом, чтобы переместить имеющую форму стойки часть 401 переключающего выступа 40 из нейтрали на вторую шестерню.
После этого, когда переключение передачи на вторую шестерню закончено, первое сцепление 2 выключается, в то время как второе сцепление 3 включено, так что может быть выполнено переключение передачи без прерывания силового потока. Кроме того, в этом варианте реализации в связи с применением двойного сцепления в ожидании следующей операции переключения передачи или так называемого повышающего переключения на третью шестерню исполнительный механизм возвращает пары рычажных частей 51 на первой и второй позициях (Е1, Е2) в нейтральное положение (положение выключения: см. штрихпунктирную линию с тремя точками ns на фиг.5В) вместе со стержневой частью 50 таким образом, чтобы избежать пересечения пар рычажных частей 51 с соответствующими, имеющими форму стойки частями 401 (см. штрихпунктирную линию с двумя точками на фиг.5В). После этого исполнительный механизм возвращает пару рычажных частей 51 в первой позиции на линию переключения от первой до третьей шестерни, причем пара рычажных частей 51 в первой позиции поворачивается таким образом, чтобы вернуть имеющую форму стойки часть 401, расположенную против линии переключения от первой до третьей шестерни, от первой шестерни до нейтрали N, при продолжении операции переключения для выполнения переключения на третью шестерню с целью подготовки к повышающей операции для третьей шестерни.
С другой стороны, когда требуется вернуть первую шестерню на нейтраль N, пара рычажных частей 51 на первой позиции Е1 приводится в действие для перемещения с целью выбора на линию переключения от первой до третьей шестерни, в то время как пару рычажных частей 51 поворачивают таким образом, чтобы выполнить операцию отвода имеющей форму стойки части 401, расположенную против штока 30 механизма переключения от первой до третьей шестерни, от первой шестерни до нейтрали N (см. штрихпунктирную линию с двумя точками на фиг.5В).
Таким образом, с переключающим выступом 40 линии переключения от первой до третьей шестерни, на линии переключения от первой до третьей шестерни, пара рычажных частей 51 на первой позиции Е1 прикладывает давление А к одной f0 из поверхностей имеющей форму стойки части 401 переключающего выступа 40 таким образом, чтобы выполнить переключение на первую шестерню. После этого, вернувшись в нейтральное положение (положение выключения: см. штрихпунктирную линию с тремя точками ns на фиг.5В), пару рычажных частей 51 на первой позиции Е1 перемещают для выбора на линию переключения от шестой до второй шестерни, так чтобы выполнить переключение на вторую шестерню. После этого пару рычажных частей 51 возвращают на линию переключения от первой до третьей шестерни, где одна из пары рычажных частей 51 (положение, обозначенное позицией n1 на фиг.5В) приводится в соприкосновение с другой f0 из боковых поверхностей переключающего выступа 40, чтобы приложить давление F, так что осуществляется операция выключения передачи относительно первой шестерни. Когда это происходит, как показано на фиг.5В, «операция перемещения шестерни (включение передачи)» и «операция отвода шестерни (выключение передачи)» могут быть осуществлены посредством имеющей форму стойки выступающей части 401 одного переключающего выступа 40, и величина, на которую выступает переключающий выступ 40, может быть уменьшена до как можно более низкого уровня. Кроме того, повышается степень свободы размещения, и возможно достижение эффекта снижения затрат.
Кроме того, при операции выключения передачи, которая происходит после того, как пара рычажных частей 51 на первой позиции Е1 выполняет переключение передачи на заданную шестерню (вторую шестерню), исполнительный механизм возвращает пару рычажных частей 51 на первой позиции Е1 в нейтральное положение (положение выключения: см. штрихпунктирную линию с тремя точками ns на фиг.5В) таким образом, чтобы возвратить предыдущую шестерню (первую шестерню) на нейтраль N. Таким образом, операция выключения передачи может быть легко завершена путем, описанным выше, так что количество шагов, вовлеченных в операцию выключения передачи, может быть уменьшено и, следовательно, может быть сокращена длительность переключения передачи.
Далее будет получено следующее преимущество, когда пара рычажных частей 51 на первой позиции Е1 поворачивается для перемещения имеющей форму стойки части 401 переключающего выступа 40 на вторую шестерню после ее перемещения для выбора на линию переключения от шестой до второй шестерни (см. фиг.5А), или когда пара рычажных частей 51 выполняет повышающую операцию на третью шестерню после выполнения операции выключения передачи на линии переключения от первой до третьей шестерни (см. положение, обозначенное позицией n2 на фиг.5В).
А именно, предполагается, что сила, приложенная к обращенной в противоположном направлении поверхности f0 имеющей форму стойки части 401 одной из пары рычажных частей 51 в положении, обозначенном позицией n2 на фиг.5В, является тангенциальной силой F, расстоянием от точки контакта а между одной из пары рычажных частей 51 и имеющей форму стойки частью 401 до центральной оси С ведущего вала 100 является расстояние L2, углом наклона линии, которая соединяет точку контакта а с центральной осью С на направлении переключения, является угол α2. В данном случае составляющая Р1 (обозначенная на фиг.5А и 5В как Ps) тангенциальной силы F в направлении переключения определяется с помощью выражения (1), упомянутого выше. Из выражения (1) ясно, что при уменьшении угла α составляющая Р1 (обозначенная на фиг.5А и 5В как Ps) приближается по своему значению к тангенциальной силе F, т.е. составляющая Р1 возрастает, и это обеспечивает то, что операция переключения передач выполняется правильно, позволяя уменьшить длительность операции переключения передач.
Кроме того, при выполнении «операции отвода шестерни (выключения передачи)» так, как показано штрихпунктирной линией с двумя точками (обозначена позицией ns) на фиг.5В, хотя давление со стороны другой из пары рычажных частей 51 рассеивается по сравнению с усилием выполнения переключения передач из-за увеличения угла наклона α2, применение усилия, равного по величине тому, которое требуется при выполнении «операции перемещения шестерни (включения передачи)», является необязательным, и поэтому возможно выполнение операции плавного выключения передачи.
Далее, как показано на фиг.1, когда изобретение применяется в качестве системы управления переключением передач в автоматической трансмиссии 1, в которой сила вращения передается через шестерни на расположенные перед ними противоположные валы 6, 7 автоматической трансмиссии через первый и второй главные валы 4, 5 двойного сцепления, поскольку процесс переключения передач может быть сокращен для увеличения скорости переключения передач, система управления переключением передач может повысить управляемость переключением передач в сочетании с двойным сцеплением.
Далее, со ссылкой на фиг.6А и 6В будет описан вариант, при котором выполняется повышающая операция относительно включенной в настоящий момент шестерни, которая в данном случае является пятой шестерней, до шестой шестерни.
В этом случае находящаяся в настоящий момент в зацеплении шестерня является пятой шестерней (см. сплошные линии на фиг.6А). Исполнительный механизм вызывает поворот пары рычажных частей 51 на второй позиции Е2 в нейтральное положение на линии переключения пятой шестерни (положение выключения: см. штрихпунктирную линию с двумя точками ns на фиг.6В) (пару рычажных частей 51 на первой позиции Е1 также поворачивают одновременно). После этого исполнительный механизм перемещает пару рычажных частей 51 на первой позиции Е1 для выбора на линию переключения от шестой до второй шестерни (пара рычажных частей 51 на второй позиции Е2, будучи сблокирована, также выполняет такое действие) так, чтобы переместить переключающий выступ 40 на стороне шестой шестерни (заданной шестерни) на шестую шестерню от нейтрали N (см. сплошную линию на фиг.6В).
При операции выключения передачи пару рычажных частей 51 на первой позиции Е1 возвращают в нейтральное положение линии переключения от шестой до второй шестерни (положение выключения: см. штрихпунктирную линию с двумя точками ns на фиг.6В), а пару рычажных частей 51 на второй позиции Е2 поворачивают в нейтральное положение (положение выключения) на линии переключения пятой шестерни. После этого рычажные части 51 поворачивают для выполнения операции выключения передачи путем отвода имеющей форму стойки части 401 обращенного в противоположную сторону штока механизма переключения 30 пятой шестерни из положения пятой шестерни к нейтрали N. Кроме того, когда переключение передачи от пятой шестерни завершается, происходит выключение первого сцепления 2 и включение второго сцепления 3, чтобы произвести переключение передачи без прерывания силового потока.
Когда это происходит, при операции выключения передачи обе пары рычажных частей 51 на первой и второй позициях (Е1, Е2) возвращают в нейтральное положение (положение выключения: см. штрихпунктирную линию с двумя точками ns на фиг.6В), и после этого одной из пары рычажных частей 51 на второй позиции Е2 выполняют поворот имеющей форму стойки части 401 штока 30 механизма переключения пятой шестерни таким образом, чтобы вызвать возвращение к нейтрали N. Таким образом, эти последовательности операций должны осуществляться только для выполнения операции выключения передачи и, по сравнению с обычной системой управления переключением передач, операция выключения передачи может выполняться более плавно, позволяя уменьшить длительность переключения передачи.
Более того, как показано на фиг.6В, поскольку угол α2 оси вращения (обозначенной линией их чередующихся длинных и коротких штрихов) рычажной части 51, которая приходит в соприкосновение с центральной осью имеющей форму стойки выступающей части 401 в точке с (позиция оси выбора), относительно мал, составляющая (обозначенная на фиг.6А и 6В как Ps) тангенциальной силы F в направлении переключения, которая прикладывается рычажной частью 51 к боковым поверхностям f0 выступающей части 401, обращенных в направлении, противоположном направлению переключения sf, может оставаться относительно большой, обеспечивая выполнение операции переключения и сокращение длительности переключения передачи.
Автоматическая трансмиссия 1, описанная ранее, является автоматической трансмиссией с двойным сцеплением, которая включает в себя два сцепления 2, 3 и два главных вала 4, 5 и скомпонована таким образом, что позволяет избирательно изменять вращательную силу в отношении скорости вращения, которую требуется передать на расположенные напротив противоположные валы 6, 7 автоматической трансмиссии через шестерни 11-17 через посредство первого и второго главных валов 4, 5. Поскольку изобретение применяется в качестве системы управления переключением передач автоматической трансмиссии 1, сконфигурированной так, как описано выше, функция сокращения процесса переключения передач с целью повышения скорости переключения передач может сочетаться с функцией двойного сцепления для того, чтобы повысить управляемость переключения передач.
Кроме того, в дополнение к автоматической трансмиссии 1 с двойным сцеплением, которая включает в себя два сцепления 2, 3, два главных вала 4, 5 и два противоположных вала 6, 7, изобретение может быть также применено к автоматической трансмиссии с двойным сцеплением, которая включает в себя один противоположный вал.
Кроме того, изобретение может быть также применено к обычной автоматической трансмиссии с одним сцеплением, и в этом случае могут быть также обеспечены некоторые функции и преимущества, перечисленные для настоящего варианта реализации.
Согласно аспекту изобретения пара рычажных частей может свободно двигаться в направлении оси выбора для выбора без пересечения с элементами переключающего выступа после их поворота вокруг оси выбора с целью достижения нейтрального положения и посредством формы рычажной части, которая подходит для приложения давления с той или с другой стороны, имеющей форму стойки части выбранного элемента переключающего выступа, к элементу переключающего выступа прикладывается давление, позволяющее вилочной части переключения, связанной с элементом переключающего выступа, выполнить операцию зацепления шестерни или переключения передачи, или операцию отделения шестерни, или операцию выключения передачи. Благодаря этому может быть сокращен процесс изменения скорости рычажных частей, что позволяет повысить управляемость переключения передач.
Кроме того, поскольку операция, при которой одна из пары рычажных частей входит в соприкосновение с одной из боковых частей выбранного элемента переключающего выступа для того, чтобы приложить к нему давление, а операция, при которой другая из пары рычажных частей входит в соприкосновение с другой боковой частью таким образом, чтобы приложить к ней давление, могут быть выполнены в соответствии с требованиями, «операция включения передачи (зацепление шестерни)» и «операция выключения передачи (расцепление шестерни)» могут быть осуществлены одним переключающим выступом в форме стойки, а величина, на которую выступает элемент переключающего выступа, может быть уменьшена до как можно более низкого уровня, так что свобода размещения значительно увеличена при возможном достижении эффекта снижения затрат.
Согласно аспекту изобретения поскольку стороны имеющей форму стойки части элемента переключающего выступа, с которой рычажный элемент входит в соприкосновение, выполнены с приданием им плоской формы, давление, которое развивает рычажный элемент, может быть воспринято поверхностями гарантированным образом, позволяя осуществлять «операции включения передачи (зацепление шестерни)» и «операции выключения передачи (расцепление шестерни)».
Согласно аспекту изобретения поскольку имеющая форму стойки часть элемента переключающего выступа выступает из штока механизма переключения по существу перпендикулярно, если смотреть на шток механизма переключения сбоку, и помещается таким образом, что центральная ось в направлении выступа имеющей форму стойки части пересекает ось выбора, когда часть вилочного переключения штока механизма переключения находится в нейтральном положении, при выполнении операции переключения передач (зацепления шестерни) угол, под которым одна из пары рычажных частей вводится в соприкосновение с элементом переключающего выступа, становится подходящим (угол между направлением, в котором палец входит в соприкосновение с боковой поверхностью элемента переключающего выступа, приближается к 90 градусам), так что давление, развиваемое пальцем, передается в форме усилия выполнения переключения передач с высокой эффективностью. С другой стороны, при выполнении операции выключения передачи (расцепление шестерни), хотя давление со стороны другой пары рычажных частей рассеивается, поскольку при выполнении операции выключения передачи (расцепление шестерни не требует усилия, такого же большого, как усилия, требующегося при выполнении переключения передачи (зацепления шестерни), можно выполнить плавную операцию выключения передачи.
Согласно аспекту изобретения пара рычажных частей, которые раздваиваются для сохранения установленного внутреннего угла между их обращенными в противоположные стороны поверхностями, могут легко перемещаться в направлении выбора без пересечения с соответствующими элементами переключающего выступа, которые находятся в нужных позициях переключения, так что возможно осуществление быстрого перемещения выбора.
Согласно аспекту изобретения головная часть движется вокруг боковой стороны имеющей форму стойки части без того, чтобы дальняя концевая часть основной части каждой рычажной части пересекалась с дальним концом имеющей форму стойки части элемента переключающего выступа, и допускается, чтобы головная часть прилагала давление в направлении переключения с боковой стороны имеющей форму стойки части. Таким образом, при выполнении операции переключения передачи (зацепление шестерни) головная часть рычажной части вводится в соприкосновение с элементом переключающего выступа под более подходящим углом (угол между направлением, в котором палец входит в соприкосновение с боковой поверхностью элемента переключающего выступа, приближается к 90 градусам), так что давление, развиваемое пальцем, передается в форме усилия, выполняющего переключение передач с высокой эффективностью, а управление переключением передачи реализуется таким образом легко и устойчиво.
Согласно аспекту изобретения изобретение может быть применено к системе управления переключением передач для автоматической трансмиссии, в которой происходит избирательное изменение скорости вращательной силы для передачи через шестерни на противоположные валы трансмиссии, которые размещаются против друг друга, через первый и второй главные валы двойного сцепления, и когда это происходит, в частности, поскольку процесс переключения передач может быть сокращен для повышения скорости переключения передачи, причем система управления переключением передач может повысить управляемость переключения передачи во взаимодействии с двойным сцеплением.
Согласно аспекту изобретения при рычажных элементах на первой позиции, выполненных для переключения соответствующих шестерен первой группы, и рычажных элементов на второй позиции, выполненных для переключения соответствующих шестерен второй группы, соответствующие рычажные части могут быть выполнены таким образом, чтобы не проходить заданный интервал между первой и второй группами, так что величину перемещения стержневой части в направлении выбора для выбора можно сделать относительно небольшой, таким образом позволяя улучшить управляемость системы, применяемой для выбора.
Согласно описанию изобретения можно видеть, что то же самое может варьироваться многими способами. Такие изменения не должны рассматриваться как отклонения от существа и объема изобретения, и все такие модификации, как должно быть очевидно специалисту в данной области техники, должны входить в объем прилагаемой формулы изобретения.