车辆用传动装置及其控制方法

专利名称：车辆用传动装置及其控制方法
技术领域：
本发明涉及一种自动传动装置，具有至少二种转速比，特别适用於机动车辆。
本发明也涉及控制该传动装置的方法。
专利WO-A-9207206提供一种习知的自动传动系统，其中有一个离合器选择性地连接一个差动齿轮(例如周转齿轮系)的二个旋转机构，依二个相应的力是那一个较大。这种方式由安装成轴向可动的螺旋形齿部来产生一个端点推力，用以释放离合器以抵抗弹簧和/或由离心力转速计装置所产生的力，用来接合该离合器。
当该离合器被释放时，该差动齿轮的第三旋转机构必需被阻止旋转，为此目的使用一个自由轮来阻止该第三机构使其不会沿反方向转动。
这种型式的传动系统具有很大的优点，因为其基本操作即不需要外部动力、传感器，也不需要控制电路。该传动装置本身可以产生用来控制其本身的力量，同时这些力量是控制参数的量度。
然而，这种传动装置不能直接使保持反操作最佳化，也就是说，当加速器踏板被释放时，使引擎对该车辆施加某种程度的制动效果。在这种情况下，引擎的抵抗转矩只依其旋转速度来决定，因此不能指示驾驶员所需的减速。另外，假如经由螺旋形齿部反作用检测到有转矩，该反作用就改变保持反操作时的方向，因此不再释放该离合器。另外，在自由轮结构的情况下，即使该齿部反作用能够释放该离合器而产生减速(减速器)操作状态中的一种时，另外一种状态将不能令人满意当保持反操作时，差动齿轮的第三旋转机构不会沿反方向转动，但是沿正常方向高速转动，该自由轮不能加以阻止这种情况。
本发明的目的是提供一种传动装置，其形式是利用可变化的相对力量来控制选择连接装置，但是，也可在相对力量所确定的不同状况下进行减速器操作，尤其是当车辆引擎处于保持反操作运转时。
该附加应力装置将一个力引导入该传动装置，同时使正常控制该装置的相对力量中之一增加或再现，以便进一步促成在只利用相对应力装置自动控制的情况时，使该装置依照传动比中之一进行操作。
最好的方式是齿轮的组合是一套差动齿轮，包含有数个具有相互啮合齿部的旋转元件，而且该选择连接装置是一个可操作地安装在二个旋转元件之间的离合器，用来使该差动齿轮依照第一个和第二个传动比，进行选择性操作，同时有一个自由轮用来当离合器促成二个元件之间相对旋转时阻止差动齿轮的旋转反作用元件，不会依反方向转动。在这种情况中，可以获得下列的优点—因所说的启动装置，稳住装置可以选择地阻止独立于自由轮的该旋转反作用元件，和—操作装置用来同时操作在阻止方向上的稳住装置和释放在离合器方向上的附加应力装置。
启动操作装置，促成当它趋于沿正常方向转动进行离合器的释放和反作用构件本身的稳住。因此，差动齿轮作为一个减速器来操作所需的状态可以达到，即使该装置的输入轴受到负转矩时，也就是，沿旋转方向的反向施加在其本身的转矩(保持反转矩)时，亦可实现。
依照本发明的第二目的是提供一种用於控制依照第一目的的传动装置的方法，其中相对的应力装置包括有弹性装置用来连接该连接装置，其特征是为了将该装置的输出轴设定在运动状态，附加应力装置被启动，用来将选择连接装置与该弹性装置相对的置于不连接状态，以便以最短的传动比开始运动。
传统上，当传动比对应于低输出速度(当与输入速度比较)时，就称它为“短”或“低”。在相反的情况下该传动比称为“长”或“高”。
依照本发明第三目的是提供一种用於控制如第一目的的传动装置的方法，其特征是当施加到该装置输入轴的转矩是在该轴旋转方向的反方向时，附加应力装置被选择地启动，用来使齿部组合以其最短的传动比进入操作。
依照本发明第四目的是提供一种用於控制如第一目的的传动装置的方法，其特征是当检测到车辆驾驶员需要强动力时，就启动该附加应力装置。
依照本发明第五目的是提供一种用於控制如第一目的的传动装置的方法，其特征是该附加应力的装置被启动，使其施加一个力到选择连接装置，该力不超过趋向于使连接装置连接的离心载重的力量，除非该载重的力对应一个速度，使其能够从二个传动比之较高者变为较低者，而不会在该装置的输入产生超速。
由下面对关於非限制性实施例的说明，可对本发明的其他细节和优点具有更完全的了解。
在附图中

图1是一个四传动比的传动系统的纵向剖面图，该系统包含有数个连续的依照本发明的传动装置，在图中之上部表示静止位置，在图中之底部表示中间位置；图2是图1左手部份的放大图；图3至图5是与图1上半相似的视图，但是分别有关於第2齿轮，第4齿轮和第3齿轮保持反向的操作；图6是图1至5所示起动器泵的正面图；图7是图1至5所示传动系统的液压图；图8是图1至5所示传动系统的液压图改型；图9对应图1左上部分，但示出的是第二实施例形式的情况；和图10对应图1右手部分，但示出的是第三实施例形式的情况。
图1示出四传动比的系统，特别用于汽车，其中包含有三个连续的传动装置(或组件)1a，1b和1c，各具有二传动比，串联式地装在传动系统的输入轴2a和输出轴2c之间。输入轴2a也构成组件1a的输入轴。它不需要离合器的介入，直接连接到车辆引擎5的输出轴。同时，该输出轴2c构成组件1c的输出轴，并包含有一个齿轮，该齿轮被设计成由啮合差动的输入而被驱动，用以驱动一部车辆的驱动轮。人工操作的顺向齿轮/反向齿轮的反向器，可以插入到该齿轮和差动输入之间。
输入轴2a的运转通过整个传动系统，第一组件1a离开车辆的引擎最远。第三组件1c最接近引擎，以致带齿的输出轮非常靠近引擎。组件1b和1c被配置成包围输入轴2a，而不与其连接在一起而旋转。沿传动系统中心线12，在输入轴2a和输出轴2c之间，设有二个连续的中间轴2ab，2bc，它们分别构成被定位在上游的组件1a，1b的输出轴，并分别为被定位在下游的组件1b，1c的输入轴。输入轴2a，中间轴2ab，2bc和输出轴2c相对于传动外壳4成轴向固定。因此，输入轴2a被支持成可以旋转和被轴承3a轴向地固定在一个轮壳111中。该轮壳111本身被支持成可以旋转，并被轴承3ab相对于外壳成轴向地固定。中间轴2ab被轴向地固定，由轴向阻挡器B1固定到输入轴2a形成可自由旋转的方式。中间轴2bc和输出轴2c各被滚珠轴承3bc，3c相对于外壳4所支承。
每一个组件均能够进行减速或直接驱动的操作。当三个组件进行减速操作时，可以获得第一传动比，当第1组件1a进行直接驱动和其他二个进行减速操作时，可以获得第二传动比，当前二个组件1a和1b进行直接驱动和第三个1c进行减速操作时，可以获得第三传动比，和当该三个组件均进行直接驱动时，可以获得第四传动比。
下面将参照图2对组件1b进行详细的说明，该说明也适用於与组件1b相同的组件1c，唯一的不同是其输入轴为轴2bc和其输出轴为由轴承3c加以支持的轴2c。
周转齿轮系7包括一个具有内齿的冠状轮8和一个具有外齿的太阳齿轮9，两者均与行星齿轮11啮合，以相等的角度间隔，被一个行星齿轮载体13支持成包围该传动装置的中心线12，该行星齿轮载体13被牢固地连接到输出轴2bc上。行星齿轮11可以围绕行星齿轮载体13的偏心耳轴14自由地旋转。太阳齿轮9可以围绕传动装置的中心线12相对输出轴2bc自由地转动，它包围输出轴2bc。然而，自由轮装置16可以防止太阳齿轮9倒转，亦即沿输入轴2ab的正常旋转方向的反方向旋转。
冠状轮8由花键轴17连接成可以旋转，但是对该组件的输入轴2ab成可以以轴向自由滑动的关系。
离合器18b被配置成包围冠状轮8。它包含有圆形碟盘19的堆叠与圆形碟盘2 2互相交替。碟盘19被连接成对冠状轮8可以相对旋转并可以轴向地滑动。为此目的，碟盘19具有接合在花键轴21上的内齿，形成与冠状轮8成为一体。碟盘22被连接成可以旋转之方式，并可相对于行星载体13进行轴向滑动。为此，有一个笼子20在其径向内面具有花键轴23，其中在其一侧以可轴向滑动的方式接合在碟盘22的内齿，和其另外一侧接合在行星齿轮载体13的外齿24。
碟盘19和22之堆叠可以在保持板26(它与行星齿轮载体13形成一体)和可动板27(它与冠状轮8形成一体)之间被轴向地压挤。因此，板27可以和冠状轮8一起轴向地移动。
笼子20用来支持离心载重29，该载重29被配置成一个包围该离合器18b的环。
因此，该载重对其相关之组件1b的输出轴2bc形成可旋转的连接方式。
每个载重具有一个固体本体31，它成径向围绕状被置于碟盘19和22的外面，并具有一个启动器尖端32，它依靠在保持板26的外面，其固定方式是利用贝勒维尔弹簧34。
尖端32被连接于固体本体31，其方法是利用一个角度臂33，该臂被支枢在笼子20上，该笼子20包围一个几何轴28，该轴被定位成与该装置的中心线12形成相切的状态。WO-A-91/13275专利描述一种有益的安置方法以用人工方式来安装该载重。该载重的重心G被定位在该固体本体31的里面或与其接近，其位置与轴28具有一个设定距离，该距离的大小以使与该装置的中心线12相平行而定。
因此，行星齿轮载体13易使载重29的本体31在其离心力F8的影响下沿径向围绕其切线轴28向外旋转，使它们从依靠在笼子20阻挡器36所界定的静止位置移动到具有一定距离的位置，如图4所示。
此种方式的结果是在尖端32和载重支枢轴28之间会产生一个相对的轴向位移，因而在尖端32和笼子20之间也产生一个相对的轴向位移。关于位移的方向则相应于载重29的离心距离，笼子20成轴向地依靠在冠状轮8上，利用轴向阻挡器B2形成相当自由的旋转。
因此，笼子20与尖端32的相对位移所造成的相对移动使尖端32和离合器18b的可动板27被引靠在一起。此相对移动可以相应于贝勒维尔弹簧34的压缩和/或可动板27在沿离合器18b的接合方向向固定板26方向的移动。
当传动系统停止在图1和图2所示的顶部时，贝勒维尔弹簧34利用静止的载重29对笼子20传送一个力，用来接合该离合器18b，促使模组1b的输入轴2ab被与输出轴2bc连接一起旋转，该模组被假设为直接驱动操作，所能够传送的转矩可以高达贝勒维尔弹簧保持力量所设定的最大值。
冠状轮8的齿，行星齿轮11和太阳齿轮9为螺旋形。因此，在负载下啮合的每一对齿，其相对端会产生推力，其大小与所传送的周围力大小成正比，因而与输入轴2ab的转矩和输出轴2bc的转矩成正比。齿的螺旋形间距角度的选择以使端点推力Pac的方向产生在冠状轮8为准，这时后者产生一个转矩，使被冠状轮8轴向吸引的可动板27向远离离合器保持板26的方向移动。不仅与冠状轮8而且也与太阳齿轮9相啮合的行星齿轮11承受二个相对的轴向反作用PS1和PS2，用来使其互相平衡，太阳齿轮9由於它与行星齿轮11啮合，而承受一个端点推力Pap，其强度与冠状轮8的端点推力Pac相等，但方向相反。太阳齿轮9的推力Pap经由阻挡器B3，行星齿轮载体13和轴承3bc被传送到外壳4。因此，端点推力Pac施加在可动离合器板27和外壳，因而施加到离合器保持板26，其方向倾向於释放该离合器18b。由阻挡器B2传送到笼子20的该力也倾向於使载重29的尖端32与保持板26互相靠近，因而使载重29保持在其静止位置并压缩该贝勒维尔弹簧34。
这种情况以图3来表示。假设已经达到此种状态，下面将说明模组1b的基本操作。假如由输入轴2ab传送到该模组的转矩是使冠状轮8的端点推力Pac足以压缩该贝勒维尔弹簧34和将载重29保持在图3所示的静止位置，如图3所示，则保持板26与离合器的可动板27之间的距离是使碟盘19和22滑动互相靠在一起，而不会相互传送转矩。在这种情况下，行星齿轮载体13可以以与输入轴2ab不同的速度旋转，并倾向於被负载稳定住，该负载必需由该模组的输出轴2bc加以驱动。其结果是行星齿轮11作为移动反向器，也就是说，使太阳齿轮9沿冠状轮8旋转方向的相反方向转动，但是受到自由轮16的阻挡。因此太阳齿轮9被自由轮16稳定住，行星齿轮载体13的转动速度便介於太阳齿轮9的零速度和冠状轮8与输入轴2ab的转速之间。因此该模组进行治速器操作。假如旋转速度增加和所提供的转矩保持不变，则会达到某一点，在该点处，离心力产生一个轴向的拉力，它介於保持板26和可动板27之间大於端点推力Pac，因此该可动板27被推向板26籍以实现直接驱动。
当离心器18b被接合时，周转齿轮系就不再进行工作，也就是说，它们不再传送任何力，所以不会产生任何端点推力。因此，由於离心力所产生的端点推力本身可以完全地施加，以用来使板26和27吸引在一起。这时对於转送进入直接驱动的处理可以具有较佳的了解；当碟盘19和22开始互相摩擦和传送一部分动力时，这些齿就被释放相同的程度，端点推力Pac减小相同的数量，且离心力的增力变得更加重要，直至离合器18b完全激励直接驱动。
然后可以使输出轴2ab的旋转速度减小，和/或使要被传送的转矩增加，达到某一点，在该点载重29不再提供离合器18b充足的吸入力量来发送转矩。在这种情况下，该离合器18b开始滑移。该太阳齿轮9的速度一直减小，直至达到零。自由轮16稳定住太阳齿轮，以及齿力量Pac将再度促使离合器的不接合，然后使该模组以减速器操作进行动作。因此，当减速器操作和直接驱动操作之间每一次发生变更时，轴向力量Pac将向稳定新建传动比的方向变化。这是极其有利的一点，一方面可以避免某些重要操作点的比例的不断变更，另一方面可以保证离合器18b的滑移只是暂时的。
贝勒维尔弹簧34具有双重目的。一方面是当传动系统在静止时用来吸引离合器，它可以实现该模组的输入和输出轴之间的机械连接。由于可以保证所有的三个模组均具有此种功能，所以当车辆静止时它被引擎保持(当后者本身停止时)。当静止时，假如离合器18b被释放，该车辆将不会被阻止向前自由移动，因为在这种情况下，由引擎5稳定住得冠状轮8将使太阳齿轮9依正常方向转动，未被自由轮16阻止。
另一方面，贝勒维尔34使该模组以相当低的速度进行直接驱动，其中与速度的平方成正比的离心力会很小，甚至为要被传送的转矩很小时，以不可行的方式，致使保持或倾向於转回到减速器操作。
下面将比较说明模组1a和模组1b间的不同。
所用的周转齿轮系统在冠状轮上具有输入，在行星齿轮载体上具有输出，它不易获得大於14∶1的减速比。在该减速比的条件下，当传送进入第2齿轮时，引擎的减速将为40％。对於从第一传送到第二齿轮，这种方式有一点低。假如输入是经由太阳齿轮，输出是经由行星齿轮载体，则减速比实际上至少为3，该值太高。与此相对，假如输入经由太阳齿轮，输出经由冠状输，则实际上任何减速比均可获得，但是在这种情况下，冠状轮沿太阳齿轮的反方向转动，这是个不能容许的缺点，因为当该模组以直接驱动操作和减速器操作进行动作时，冠状轮的旋转方向是不相同的。
为了用一个步骤解决所有这些问题，将该模组1a的输入轴2a连接到太阳齿轮9a，其输出轴2ab被冠状轮8a驱动，为了使冠状轮8a的旋转方向与太阳齿轮9a的相同(甚至当减速器操作时)，所以将每一个行星齿轮利用二个啮合在一起的串联的行星齿轮11a来代替，其中之一与太阳齿轮9a啮合，另外一个与冠状轮8a啮合。行星齿轮载体13a经由自由轮16a连接到轮壳111。
该轮壳111与起动制动器38的动叶轮37形成一体。
如图6所示，制动器38包含有一个齿轮泵，其动叶轮37包含有一个驱动太阳齿轮，以用来驱动四个泵吸，行星齿轮39用液压方式将它们互相并列在一个吸气口41和配送气口42之间，这二个气口均可被连接到传动系统的润滑油储存器42上。有一个阀40被装在配送管子42，用来促使或阻止油脂流经该泵，或者甚至设置一个损失头，该损失头可以在泵的出口进行调整。当阀40被关闭时，油脂的流动被阻止，使该泵停止，促使动叶轮37不能转动，且该自由轮16a促使行星齿轮载体13a只沿正常方向转动。相应地，假如阀40被打开，动叶轮37可以自由地转动。在这种情况下，利用自由轮16a使行星齿轮载体13a可以沿驱动轮壳111的反方向转动，达到依图6所示的方向泵吸。阀40被打开以自动地获得自然状况，也就是，当该车辆静止(输出轴2c不动)的同时输入轴2a转动时，使输入轴2a和输出轴2c不连接。利用此种功能，通常被装在引擎5和传动系统之间的离合器或转矩变换器可以不要。为了达到输出轴2c的运动的逐步设定，阀40被逐渐地闭合，利用阀40的损失头的增加，以逐步地阻止该动叶轮37。
有一个变化器被与阀40并列装配，有一个止回阀45用来使油脂到达包围阀40的位置，假如要沿反方向流动时就加以包围，如图6所示，即，假如油脂要经由送气口42流入，和要经由吸气口41排放时就加以包围。由於设有该止回阀45，所以自由轮16a可以不要，利有该止回阀45以液压方式来实现该自由轮的功能。此种方法可以不需要自由轮所占用的不可忽略的空间，但是当模组1a以直接驱动动作时，会由於液压摩擦造成损失，还有一个情况是行星齿轮载体13a以与输入轴2a相同的速度沿正常方向转动。
如图2所示，制动器38的液压泵形成部分可以以一种特别简单的方式来制成每一个行星齿轮39只简单地被包围在盖子49的洞穴48内，被固定在与引擎5相对应的外壳4的端点。该洞穴的周边表面51以不透油的方式接触在行星齿轮39的齿上，并且洞穴48的基座表面52和外壳4的外端表面53用不透油的方式接解在每一个行星齿轮39的二个径向面。另外，在其齿的两侧，动叶轮37具有二个相对的圆形面54和56，其中之一以不透油的方式接触在盖子49的内基座，而另外一个则接触在外壳4的外面53。行星齿轮的齿尖端和行星齿轮的径向面与盖子49和外壳4的各种不透油方式的接触也被引导到旋转中的行星齿轮。
如同其他的模组1b和1c，该模组1a的载重29的笼子20a与模组的输出轴2ab形成一体的旋转，但是也与后者轴向地形成一体。因此，笼子20a和其轴28与载重29并不具有任何轴向的可动性。
相对地，载重29的尖端32并不再依靠城保持板26上，而是在离合器18a的可动板27上，仍然是利用贝勒维尔弹簧34来定位。如同其他的模组，该可动板27与冠状轮8a形成一体，它可以轴向地移动，因为与笼子20a相关的栓槽17a被连接成对输出轴2ab形成可旋转的方式。保持板26则与输入轴2a形成一体。
模组1a的操作与模组1b和1c相似。载重或贝勒维尔弹簧34用来对离合器18a施加一个力，该力用来决定可传动的转矩，且当减速器操作时，冠状轮8a的螺旋形齿的轴向力沿离合器的释放方向推压该可动板27。
下面将说明这三个模组1a，1b和1c的一般操作。
在全部模组1a-1c均以减速器操作(图1的底部部分)进行动作的情况下，可以获得传动装置的第1传动比，在模组1a中速度最高，转矩最低，如三箭头Fa和单向头Pac所示。因此，当车辆加速时，第一模组1a首先进入直接驱动操作，如图3所示。第二模组1b的转矩会减小，因为第一模组的齿轮不再使其增加，但第2模组的旋转速度保持不变，因此低於变更前的第一模组，因为它们是由於车轮的旋转速度所造成的。因此，假如由引擎配送的转矩保持不变，在第二模组达到可以进行直接驱动的状况之前，需要更进一步地增加车辆的速度；按这种方式直至传动装置的全部模组都变成直接驱动，如图4所示。因此，这些模组基本上都是相同的，其本身被组织成可以自然地获得速度比的逐级传送。上述有关模组1a的说明在这方面并无差异。
为保证在指定状况下，以直接驱动进行动作的模组当中，向下移位的一个永远是最靠近输出轴2c者，所以可以使具有较少的离合器，较轻的载重，或较少的碟盘。但是在对所传动的转矩作出响应时，会产生一些轻微偏差，每一相邻模组间具有百分之几分变化。
下面将参照图2来说明有关设在模组1b和1c的附加装置，依该装置可以有选择性地以减速器操作进行动作，其状态不同於贝勒维尔弹簧34，离心载重29和冠状轮8的齿部的轴向力量。
为达到此目的，模组1b具有一个制动器43用来使太阳齿轮9与外壳4成为相对稳定的关系，而与自由轮16无关。换言之，制动器43被安装在太阳齿轮9和外壳4之间，与自由轮16形成并列状态。液压活塞44被安装成可以轴向地滑动，籍以选择性地制动和释放该制动器43。制动器43和活塞44为环形，以传动系统的中心线12作为其自身的中心线。活塞44与液压室46b邻近，该液压室可有选择性地供给加压油脂，以使沿制动器43的施加制动方向推压该活塞44，该方向与回动弹簧55的动作方向相反。
另外，活塞44被刚性地连接到一个推压器47上，该推压器47可以经由轴向阻挡器B4依靠在笼子20。其组合是在对制动器43施加制动之前，当该室46b中的压力将活塞44推入到制动器43和笼子20的位置时，该组合件就被充分地推压，以释放该离合器18b。
因此，当活塞44在施加制动的位置时，太阳齿轮就被稳定住，甚至在保持操作的情况下，行星齿轮载体13的转动比冠状轮8快时，其结果是因由离合器18b被释放，而使这些模组以减速器操作进行动作。
因此，上述组合件43，44，46b和47构成一装置，当车辆的驾驶员希望增加引擎的制动效果，例如下坡时，可以让驾驶员用来进行减速器操作。
如上所述，当车辆静止时，贝勒维尔弹簧34用来使全部模组处於直接驱动状态。当车辆进行时，齿部力量Pac必需使全部模组成为减速器操作，促使移动该系统时是在第一传动比。这种方式可能产生不受欢迎的系统震动。为避免此问题，当原动机转动，但输出轴2c尚未动作时，该制动器43，活塞44和推压器47组合件将模组1b置于其“减速器”状态，以使从输出轴2c的动作开始起就使传动系统以其第一传动比操作。
以实现上述功能的观点来看，为了供给液压室46b，可以使用液压，选用足够高的压力来克服载重29在反方向所产生的轴向力，载重的旋转速度是围绕中心线12的旋转速度。
但是为安全起见，亦可使供给液压室46b的压力只限于一个值，促成活塞44的轴向力量不会超过载重29的相反力量，除非该载重的旋转速度低到足以进入减速器操作以便不会使引擎5超速。
假如驾驶员需要更快速的性能使输入轴2a进行高速旋转时，可以供给液压室46b一个稳定不变的压力，它在笼子20产生一个力，该力来自由载重所产生的吸引力。因此，对于载重在某一指定的旋转速度下，其直接驱动可传动的转矩较小，而对在其以上的速度时，对于指定的转矩，以减速器操作进行动作的传动系统转回到直接驱动时其速度较高。
活塞44也可以被用来加速该直接驱动操作和减速器操作间的过渡。当驾驶员突然需要引擎的全部动力时，就加以检测，并将一个突增压力(至少持续一或二秒)发送进入室46b。该突增压力瞬时地释放离合器18b，促使其立即实现减速器操作。当室46b中不再有任何压力时，该模组不会反回到直接驱动操作，因为具有强动力传动的减速器操作已上升到一个强齿部端点推力Pac用来维持减速器操作。换言之，当齿部力量在稳定新建传动比的方向上系统地变化时，只要在所希望变更的方向上施加一个突增力量即可，以使该模组的内部力量再次控制后者。也可以保证该压力的突增不能克服载重的力量，除非输出轴的速度低于某一临界值。
模组1c具有一个制动器43，一个活塞44，一个室46c和一个推压器47，以及一个阻挡器B4，这些都与模组1b相同。
相反，模组1a则不相同。它具有一个与液压室46a邻近活塞44a，但是没有如同43的制动器与自由轮16a形成并列状态。另外，活塞44的动作是经由阻挡器B5，不是轴向不动的笼子20a，而是在离合器18a的释放方向上，离合器18a的可动板27和冠状轮8a。此组合的目的只是用来实现当车辆静止但轴2a已经进行旋转时，使离合器18a被释放，假如阀40在开放位置就被激励。当驾驶员完全按下加速器踏板如上所述时，活塞44亦可以被用来促成减速器操作，进行所谓的“racy”驱动或发送一个突增压力。相对地，当引擎在保持反操作时，该活塞44不能用来获得减速器操作。实际上可在第一传动比创建保持操作。
下面回到图1和3至5，作为一个整体，参照传动系统的一些不同状态。
在图1的顶部，该传动系统处于直接驱动操作状态，因为所有的离合器18a，18b，18c均被接合，起动制动器38被阻挡，阀40被其回动弹簧50保持在关闭位置。利用回动弹簧55的动作将活塞44和44a推向其不动作的位置。
在图1的底部所示的状态下，阀40被显示为处于开放位置以释放动叶轮37。图中所示的液压室46a，46b，46c被用来释放离合器18a，18b和18c，并压缩相应的贝勒维尔弹簧34，以及活塞的回动弹簧55。在这种情况下，引擎5为闲置，输出轴2c为静止(车辆静止)。然后，起动装置38促使输入轴2a进行转动，而模组1a的输出轴2ab不做任何旋转，且其他的二个模组1b和1c也不做任何旋转。行星齿轮载体13a和轮壳11沿正常方向的相反方向转动，以实现上述状态。在这种状态下，动叶轮37将其惯性作用施加到热引擎5所具有的传统式的飞轮上。这是个很大的优点，因为热引擎飞轮的主要用途是当闲置时用来防止未被连接到惯性负载的该引擎，当热引擎的活塞中之一达到其气体压缩行程的端点时，就使其不能够继续旋转。相对地，当正常操作时，传统式热引擎的飞轮用来阻止车辆的加速性能。当车辆静止时，动叶轮37才转动，另一方面，同样的闲置稳定状态是通过引擎5使用较小的飞轮实现的，另外，当正常操作时因为动叶轮37停止，所以动叶轮37的惯性就消失。
为了从对应于图1底部所示的状态的中性操作转换成第一传动比的操作状态，所以使阀40逐步地闭合以将第1模组的输出轴2ab逐步地设定在旋转运动状态，该运动的传动是通过减小每一个模组的速度实现的，直至输出轴2c。如上所述，当车辆达到某一速度时，例如5公里/小时，液压室46a，46b和46c的压力可以被释放，使齿部力量Pac，离心力Fa和弹簧34的弹性力在该组合的自动控制中发挥其作用。
图5显示传动组合件的直接驱动状态，模组1c的液压室46c被用来启动制动器43并同时用来释放该模组的离合器18c。因此，该模组的活塞44强制后者进入减速器操作状态，创建一个较大的引擎效果，或者快速启动转回到减速器操作状态以达成快速加速的目的。
下面将参照图7来说明，图7是一个液压图，用于控制该室46a，46b和46c的液压压力和控制活塞44和44a。
利用图1至5未显示的一种方式，在传动系统输入轴上，设有一个液压入口泵57，它由轴2a加以驱动，因此以引擎5的速度转动，同时，在传动系统输出轴或该输出轴下游设有一个液压出口泵58。泵57被设计成用来配送一个压力，无论该引擎的旋转速度如何，该压力都是一个常数，例如利用释放阀59来维持200kpa的压力。相应地，出口泵58的动作如同一个转速计泵，用来配送一个压力，该压力与传动输出轴的速度成正比，换言之，与车辆的速度成比例。
在释放阀59的上游，入口泵供给中压分路61，它可以连接于传动润滑电路60。在阀59的下游，入口泵供给低压分路62，其中该压力被固定在100kpa，比如，利用一个热释放阀63来固定。每一个液压室46a，46b和46c可以通过该入口阀64的二个分支61和62的其中之一来供给，系统式地发送这二个压力的最高者，它们被接收进入与其有关之室，同时防止该压力使其不会进入其他的分路。低压力分路62的供给受一个性能阀66的控制，当该阀在开放位置时，施加一个压力到室46a，b和c，促成该模组以减速器操作进行动作。当操作人工控制67时，该压力可以永久地施加，或是当加速器踏板被完全按下，该突增持续一或二秒时，利用阻尼器68使其动作。
利用个别有关的阀69a，69b或69c来决定从分支61将中压分别发送到每一个室46a，46b或46c。当阀69a，69b和69c静止时，相应的室46a，46b和46c就供有中压，促使相应的模组以减速器操作进行动作或准备好进行动作。出口泵58的压力施加到第一个阀上，借以使后者移动到闭合位置。对于第1模组1a的阀69a，当车辆的速度大约为5km/h时，该阀就移动到闭合位置。
当车辆的速度分别超过30和50km/h和当凸轮71可以在标示为“4”，“3”和“2”的三个位置之间移动，在位置“4”时，另外二个阀69b和69c就移动进入闭合位置。当受人工选择器控制的凹轮在位置“3”，甚至于位置“2”时，各个阀69b和69c的回动弹簧72就被更进一步地压缩，用来增加向开放位置的回转力量，促使各个阀移动进入闭合位置所需的车辆速度变为更高。
另外，各个阀69b和69c，沿其进入闭合位置的方向选择性地接收，除了对应于车辆的速度的压力外，尚包括分路61的中压力。假如通常在闭合位置的闲置阀73被出口泵58的压力推压到开放位置时，就发生此种现象。当控制阀74本身在开放位置时，泵58的压力就施加到闲置阀73。当车辆的加速器踏板76被按下时，控制阀74就开放。
下面将说明图7所示的液压电路的操作。
当车辆静止，加速器踏板被释放，引擎空转时，该控制阀74是在闭合位置，而且出口泵58所产生的压力为零，所以这三个室46a，46b和46c被供给，而且这三个模组准备好以减速器操作进行动作。
能够从入口泵57的中压电路61吸取能量的起动装置77可以被启动，以逐渐地闭合起动制动器38的阀门40。
当车辆的速度达到大约5km/h时，阀69a就进行闭合，使室46a不再受到加压压力(假设在此阶段该性能阀66被闭合)。
另外，要使车辆被置于运动状况时，就必需操作加速器踏板76，使控制阀74被激励，累积在出口泵58的配送电路的压力将闲置阀73推压到开放位置。利用这种方式使分路61的中压力将另外二个阀69b和69c推压到闭合位置，借以使室46b和46c排放换言之，当车辆已经起动，只要加速器踏板76被操作时，室46a至46c就没有压力，让贝勒维尔34，载重29和螺旋形齿部所产生的力量用来处置其比例的变更，而不受外界的影响。
在某一车辆速度时，假如驾驶员释放加速器踏板76，该闲置阀就闭合，各个阀69b和69c的位置由出口泵58所产生的压力来加以控制。也就是，当车辆的速度降低到小于50km/h时，最初的直接驱动传动就自动的向下移入第3齿轮，当该速度沿向下方向通过30km/h的临界值时，就进入第二齿轮。
当凸轮71在位置“3”时，该临界值就增加，当该凸轮在位置“2”时，甚至更进一步地增加。利用该凸轮71，当行经下坡时，车辆驾驶员可以产生增加的引擎制动效果。为达此目的，出口泵58经由可自动调整的扩增阀78配送，当液压制动系统79的压力变得较大时，用来闭合所有的阀。为此，装在制动电路的压力检拾器81产生一个电信号来操作阀78。对于指定的车辆速度，该阀78越被闭合时，在该出口泵58的配送回路的压力就越增加。
当车辆静止，假如驾驶员操作加速器76，该控制阀就开放，但是出口泵58所供给的压力为零，其结果是闲置阀保持在闭合位置。
因此，只有当车辆静止，或当加速器76被释放和车辆速度低于某一个临界值时，各个个别阀才在开放位置。
当各个个别阀在开放位置时，其出口必需与相应的室46a，46b和46c沟通。当它们在闭合位置和性能阀66在开放位置时，室46a，46b和46c被供给低压力，如上所述，当加速器踏板76被操作时用来修改传动系统的性能。图7二次显示加速器踏板76，分别接近阀66和74，但是只使用相同的一个。
图8所示实例对应于一种简化的方式，下面只说明它与图7的不同之处。
其中没有出口泵，控制阀或闲置阀。
入口泵57作为转速计泵用来配送一个压力，该压力逐渐地增加，例如高压2000rpm，然后保持为常数。
此压力只施加到三个个别阀69a，69b和69c的控制入口，覆盖一个相当大的区域，如双箭头的符号87所示。另外，泵57所产生的压力经由个别阀69a，69b和69c施加到室46a，46b和46c，这些个别阀被其回动弹簧72a，72b和72c保持在开放位置，以此方式增加强度。
当室46a，46b或46c在加压状态时，状态稳定器管子或通道88在一个相当小的区域(如单箭头所示)将泵57的压力施加到相应的个别阀69a，69b或69c以使该压力的动作方向与弹簧72a，72b和72c相同。凸轮71以互为一体的二个凸轮71b和71c来代替。在位置3，凸轮71c压缩该弹簧72c使其弹力克服泵57在相反方向产生的最大力量，因此可以防止直接驱动操作。除此之外，在位置“2”，凸轮71b压缩该弹簧72b以防止该系统变为第三传动比。
当凸轮71b和71c在位置“4”和引擎闲置时，该三个个别阀就被开放，使该三个模组以减速器操作进行动作。当引擎的旋转速度达到1400转/分时，第一模组的阀69a就闭合，并容许进入第二传动比，其条件由齿部力量，贝勒维尔弹簧34和离心载重29来加以界定。当引擎的旋转速度达到1600rpm至1800rpm时，个别阀69b容许进入第三传动比，然后个别阀69c容许进入直接驱动。每一次有一个阀闭合时，该状态稳定管子88就被排放，以稳定闭合状态。
当以保持操作进行动作时，从直接驱动(第四传动比)开始，当引擎的旋转速度下降到小于1300rpm时，就利用排气阀69c的状态稳定管子88来设定一个新的临界值，阀69c形成开放，且第三模组转回到减速器操作。此种状态一直维持到引擎的旋转速度小于1800rpm，因为阀69c的开放已再次充填管子88。
利用个别阀69b可以进行一种相类似的处理后，第三传动比变换成第二传动比。
在图9所示实例中，只描述与图2所示者的不同之处，制动器38不是使用液压泵而是使用一个碟盘制动器。制动器的动叶轮37是与轮壳111形成一体的一个碟盘。该碟盘37与固定到外壳4的测径器82合作，因此可以防止围绕中心线12的转动。弹簧83倾向于永久地抓住测径器82，因此使轮壳111不能动。在这种情况下，自由轮16a使行星齿轮载体13a只能沿正常方向转动。液压插座84可以供给，用来使测径器移动分开，以对抗该弹簧所施加的力量。在这种情况下，行星齿轮载体13a可以利用自由轮16a来驱动轮壳111的相反方向转动，用来获得中性状态。
为将车辆逐渐地设定在运动状态，所以使插座84的压力逐渐地被释放。
起动制动器38被装在外部，即外壳4的自由端(形成与引擎5对立)，以使需时可以以非常简单的维护操作更换测径器82的摩擦衬套。
此种配置是可行的，因为第一模组1a已经移动到外壳4的自由端而不是在引擎端，另外，这第一模组1a的输出轴2ab被连接到其周转齿轮系的冠状轮8a上。实际上可以看出，假如冠状轮8a被连接到模组1a(模组1b和1c的情况也同样)的输入轴2a，则在与引擎5相对的周转齿轮系71具有一个径向突缘连接轴2a和冠状轮8a，从该周转齿轮系一侧，该突缘可以阻止行星齿轮载体和外壳的外侧之间的任何直接连接。因此在第一模组1a的周转齿轮系7a的此种特殊配置具有二个优点，如上所述，可以使第一和第二传动比之间具有较佳的步降，并且可以使起动器装置38被定位在外壳4的外面。很明显，轴承3a和3ab适于被密封。
依另一实施例时，如图10所示，在引擎5的输出轴和传动轴入输2a之间也可以具有传统式的离合器86。在这种情况下，不设置制动器38，轮壳111被永久地连接到外壳4。
很显然，本发明并不只限于上面所描述和说明的实例。
用以校正模组的自动操作所施加的力量除了液压外亦可以利用如同弹力的自然力量。
该传动系统并不一定需要配置成连续模组的方式。
权利要求
1.一种传动装置，包括有交互啮合的齿部(7)组合和选择连接装置(18a，18b)，由相对的应力装置(29，34)来施压，其所产生的力量至少有一个(Fa，Pac)的变化是单一地依照该传动装置，且至少为操作参数的一个，该齿部的组合依照该选择连接装置，连接状态或不连接状态用来创建二种不同的传动；其特征是将附加应力(44，46，47)选择性地施加到该连接装置上(18a，18b)，有一个附加力用来促使该传动装置处于连接状态和不连接状态中的一种。
2.根据权利要求1所述传动装置，其特征是该附加应力装置，当它们施加附加力量时，促成该传动装置按其最短的传动比进行操作。
3.根据权利要求1或2所述传动装置，其特征是该应力的相应装置包括有离心力载重(29)，用来将选择连接装置推向连接状态。
4.根据权利要求1至3所述传动装置，其特征是该应力的相应装置包括有发送装置，沿不连接的方向对该选择连接装置发送一个力，该力大小按所发送的转矩来决定。
5.根据权利要求1至3所述传动装置，其特征是该应力相应装置包括有发送装置，沿不连接的方向对该离合器发送一个推斥齿部力量，当在有负载时，啮合齿的其中之一会受到力的作用。
6.如权利要求5所述传动装置，其特征是该选择连接装置被安装成当它在连接状态时，用来代替该齿部发送动力，致使当该连接装置在连接状态时，该齿部至少被部分地排放。
7.根据权利要求1至6所述任何一项的传动装置，其特征是该齿部的组合包括一个差动齿轮含有数个旋转元件用来带动交互啮合的齿部，且该选择连接装置是一个离合器(18b)，被装在二个旋转元件(8，13)之间，依照这二个传动比中的第一或第二个，使该差动齿轮选择性地操作。
8.根据权利要求7所述传动装置，其特征是包括有一个自由轮(16)，用来防止差动齿轮的旋转反作用元件(9)，当该离合器(18b)促使这二个旋转元件(13，8)之间的相对旋转时，防止该元件(9)沿反方向转动；稳定装置(43)，选择性地锁定该旋转反作用元件(9)，而与自由轮(16)无关；和启动装置(46a，46b，46c)，用来沿锁定方向同时启动该稳定装置(43)，和依释放离合器(18b)的方向启动该附加应力(417)的装置。
9.根据权利要求8所述装置，其特征是该稳定装置包括一个制动器(43)，并被安装成与该自由轮(16)形成并列。
10.如权利要求8或9所述装置，其特征是该启动装置包含有一个插座(44，46b，46c)。
11.根据权利要求10所述装置，其特征是该插座具有一个活塞(44)用来宜接启动该稳住装置(43)和经由一个轴向阻挡器(B4)沿释放方向推压该离合器(18b)。
12.如权利要求1至11所述任何一项的装置，其特征是当旋转速度下降到低于一个设定临界值时，该装置(69a，69b，69c)用来控制该附加应力装置的启动，且该装置(66，71，71b，71c)选择性地控制该启动而与所设定的临界值无关。
13.根据权利要求12所述装置，其特征是利用一个转速计泵(57)来检测该旋转速度，该转速计泵(57)被定位在传动系统的输入轴的上游。
14.根据权利要求12或13所述装置，其特征是用以选择性地启动控制附加应力装置而与临界值无关，该装置包括有人工控制装置(71，71b，71c)用来修改施加在该旋转速度之特性压力的弹簧(72，72b，72c)的拉力。
15.根据权利要求1至14所述装置，其特征是该应力的相应装置包含有弹性装置(34)用来将选择连接装置推向连接状态。
16.一种用于控制如权利要求15所述传动装置的方法，其特征是为将该装置的输出轴(2c)设定在运动状态，所以使附加应力(47)装置启动，用来将选择连接装置设定在不连接的状态，以抵抗该弹性装置(34)，促使设定成以最短的传动比开始运动
17.根据权利要求16所述方法，其特征是为要在中间位置操作，所以这些附加应力(47，44a)装置同时被启动，其方向是不与输入离合器(38)连接在一起，当传动装置的输出轴(2c)达到零速时，用来激励传动装置的输入轴(2c)使其进行转动。
18.一种用于控制如权利要求1至15所述任何一项传动装置的方法，其特征是当施加到该装置的输入轴(2a)的转矩是该轴的旋转方向的相反方向时，该附加应力装置就被启动，使齿部的组合以其最短的传动比进行操作。
19.根据权利要求18所述方法，其特征是当对设有传动装置的车辆施加制动时，该附加应力装置就被启动，以促使传动装置取其短传动比进行操作。
20.一种用于控制如权利要求1至15所述任何一项的传动装置的方法，其特征是当车辆的驾驶员要求强动力时，促使该传动装置以短传动比进行操作。
21.根据权利要求20所述方法，其中用以控制传动装置的装置包括有稳定装置，用来稳定离合器的每一个状态，其方法是在每一个状态变更后，变换状态变更的条件，其特征是当检测到需要强动力时，就经由突增用以启动附加应力装置。
22.一种用于控制如权利要求3所述传动装置的方法，其特征是该附加应力(47，47)的装置被启动，使其施加一个力到选择连接装置(44，47)，该力不超过离心载重(29)的力量，除非该载重的力量相应于一个速度使其能够从二个传动比最短者通过，而不会在该装置的输入轴(2a)产生超速。
全文摘要
一种传动装置包含一个周转齿轮系，具有一个冠状轮被接到输入轴且具有太阳齿轮被自由轮阻止不会沿反方向转动。行星齿轮载体被接到输出轴。冠状轮和行星齿轮载体可被离合器连接，该离合器被载重和弹簧接合用来构成直接驱动。若该接合足以使转矩被发送，则太阳齿轮减速后被自由轮稳定住。然后该装置以减速器操作进行动作，同时由于螺旋齿部使端点推力出现和释放该离合器。当车辆的引擎保持反操作进行运作时，可用来选择性地促成减速器操作。
文档编号F16D43/12GK1120861SQ9419122
公开日1996年4月17日 申请日期1994年2月17日 优先权日1993年2月18日
发明者卢曼·安东诺夫 申请人:安东诺夫自动远东公司