專利名稱：車輛自動傳動裝置的齒輪傳動系的制作方法
技術領域：
本發明涉及車輛中所用的一自動傳動裝置的齒輪傳動系。尤其是，本發明涉及用于一5個前進速度和1個倒車速度的自動傳動裝置的一齒輪傳動系。
通常，車輛的自動傳動系統設有根據車輛的運行條件的變化自動地控制換檔傳動比的一傳動控制裝置(TCU)。
典型的TCU控制設置在一齒輪傳動系中的多個摩擦元件，使之成為起作用或不起作用的狀態，以選擇一行星齒輪組(即一太陽輪、一齒圈，或一行星架)的三個基本元件之一作為一輸入元件、一反作用元件或者一輸出元件，從而控制輸出的轉數。
特別是，可實現5個前進速度和1個倒車速度的一齒輪傳動系包括多個重型和大尺寸的離合器和制動器以及多個不起作用的摩擦元件，導致動力和空間效率的降低。
因此，本發明意在設法解決上述問題。
本發明的一目的是提供一種用于自動傳動裝置的一齒輪傳動系，其重量輕且尺寸小巧，同時提供改進的動力效率。
為達到上述目的，本發明提供用于一自動傳動裝置的一齒輪傳動系，該齒輪傳動系包括一第一行星齒輪組，其具有可變化地連接到一輸入軸和一傳動裝置殼體上的一第一元件，可變化地連接到輸入軸和傳動裝置殼體上的一第二元件，和連接到一傳動軸上以將動力傳輸到其上的一第三元件；一第二行星齒輪組，其具有連接到傳動軸上以將動力傳輸到其上的一第四元件，可變化地連接到輸入軸上的一第五元件，和固定地連接到第二元件上以提供一組合元件的一第六元件，該組合元件可變化地連接到輸入軸上；和摩擦裝置，用于可變化地將第一、第二、第五和第六元件連接到輸入軸或傳動裝置殼體上。
最好是，第一和第二行星齒輪組是雙齒輪行星齒輪組。
最好是，第一元件是一第一太陽輪，第二元件是一第一行星架，和第三元件是一第一齒圈，第四元件是一第二行星架，第五元件是一第二太陽輪，和第六元件是一第二齒圈。
最好是，摩擦裝置包括設置在輸入軸與第二太陽輪之間的一第一離合器；設置在輸入軸與第一行星架和第二齒圈的組合之間的一第二離合器；設置在輸入軸與第一太陽輪之間的一第三離合器；設置在傳動裝置殼體與第一太陽輪之間的一第一制動器；和設置在第一行星架與傳動裝置殼體之間的一第二制動器。
在上述本發明的齒輪傳動系中，通過操作第一離合器和第一制動器而實現一第一速度；通過操作第二離合器和第一制動器而實現一第二速度；通過操作第一和第二離合器而實現一第三速度；通過操作第二和第三離合器而實現一第四速度；通過操作第一和第三離合器而實現一第五速度；和通過操作第一離合器和第二制動器而實現一倒車速度。
結合于說明書內并且構成說明書一部分的附圖描述了本發明的一實施例，該附圖與所作的描述一起用于解釋本發明的原理，圖中
圖1是根據本發明一優選實施例的用于一自動傳動裝置的一齒輪傳動系的一示意圖；圖2是根據本發明一優選實施例的在每一換檔范圍內摩擦元件的一操作圖表；圖3是通過一杠桿類比(lever analogy)方法用于表示根據本發明一優選實施例的第一和第二速度的換檔傳動比的一圖；圖4是通過一杠桿類比方法用于表示根據本發明一優選實施例的一第三速度的一換檔傳動比的一圖；圖5是通過一杠桿類比方法用于表示根據本發明一優選實施例的一第四速度的一換檔傳動比的一圖；圖6是通過一杠桿類比方法用于表示根據本發明一優選實施例的一第五速度的一換檔傳動比的一圖；圖7是通過一杠桿類比方法用于表示根據本發明一優選實施例的一倒車速度的一換檔傳動比的一現參照附圖詳細地描述本發明的一優選實施例。
圖1表示根據本發明一優選實施例的一齒輪傳動系的一示意圖。
本發明的齒輪傳動系包括繞一輸入軸1設置的第一和第二行星齒輪組PG1、PG2。第一行星齒輪組PG1是一雙齒輪型的，其包括可變化地連接到一傳動裝置殼體3和輸入軸1上的一太陽輪S1；可變化地連接到太陽輪S1、輸入軸1和傳動裝置殼體3上的一行星架Ca1；和連接到傳動軸5上以向其傳輸動力的一齒圈R1。
第二行星齒輪組PG2也是一雙齒輪型的，其包括可變化地連接到輸入軸1上的一太陽輪S2；連接到傳動軸5上以向其傳遞動力的一行星架Ca2；和固定地連接到第一行星齒輪組PG1的行星架Ca1上同時可變化地連接的輸入軸1上的一齒圈。
對于上述可變化的連接，一第一離合器C1設置于輸入軸1與第二行星齒輪組PG2的太陽輪S2之間，一第二離合器C2設置于輸入軸1與第一行星齒輪組PG1和第二行星齒輪組的齒圈R2的組合之間，并且一第三離合器C3設置在輸入軸1與第一行星齒輪組PG1的太陽輪S1之間。
另外，一第一制動器B1設置在第一行星齒輪組PG1的太陽輪S1與傳動裝置殼體3之間，一第二制動器B2設置在傳動裝置殼體3與固定的行星架Ca1和齒圈R2的組合之間。
作為上述的結果，通過選擇地操作第一、第二和第三離合器C1、C2、C3和第一和第二制動器B1、B2，實現了5個前進速度和1個倒車速度并且被傳輸給傳動軸5。摩擦元件的選擇操作是通過TCU控制。分別固定于第一和第二行星齒輪組PG1、PG2上的第一和第二傳輸驅動齒輪7、9分別與傳動軸5上的第一和第二傳輸驅動齒輪11、13嚙合。
即，如圖2的摩擦元件操作圖表所示，摩擦元件在每一速度下被操作。下面將采用圖2的操作圖表和圖3～7的杠桿類比圖來論述換檔過程，其中第一和第二行星齒輪組PG1、PG2由第一～第五杠桿L1～L5來表示。
位于每一杠桿上的第一～第五節點N1～N5表示第一和第二行星齒輪組PG1、PG2的每一元件。即，第一節點N1表示第二行星齒輪組PG2上的太陽輪S2，第二節點N2表示彼此固定的行星架Ca1和齒圈R2，第三節點N3表示第二行星齒輪組PG2的行星架Ca2，第四節點N4表示第一行星齒輪組PG1的齒圈R1，和第五節點N5表示第一行星齒輪組PG1的太陽輪S1。
第一前進速度下面結合圖3描述第一前進速度的一速度傳動比。
當第一離合器C1和第一制動器B1如圖2所示由TCU操作時，第三和第四節點N3、N4變為輸出元件，第五節點N5變為反作用元件，而第一節點N1作為輸入元件操作。
第三節點N3的一輸出速度被表示為固定在“1”，并且第四節點N4的一輸出速度低于第三節點N3的輸出速度“1”。
因此，從輸出節點N3出發連接輸出速度“1”到反作用節點N5的一延長線成為圖3上的一第一前進速度線l1。
因此，垂直地連接輸入節點N1到第一速度線L1的一線成為一第一輸入速度線D1。第一輸入速度線D1高于輸出速度“1”。
因此，可注意到一輸出轉數遠小于一輸入轉數，并且經一第一速度換檔傳動比實現了一速度的降低。
第二前進速度在上述第一前進速度狀態，如果車速和節氣門的開度增大，則TCU如圖2的操作圖表所示斷開第一離合器C1并操作第二離合器C2。因此，在圖3所示的第一杠桿L1上，輸入元件從第一節點N1變為第二節點N2，而第三和第四節點變為輸出元件并且第五節點變為反作用元件。
仍然假定第三節點N3的一輸出速度被固定在“1”，并且第四節點N4的一輸出速度低于第三節點N3的輸出速度“1”。
因此，從第四節點N4出發連接輸出速度到反作用節點N5的一延長線變為第二前進速度線l2。
因此，垂直地連接輸入節點N2到第二前進速度線l2的一線變為第二輸入速度線D2。
第二輸入速度線D2高于輸出速度“1”，但低于第一輸入速度線D1。
因此，可注意到第二速度的一輸出轉數小于一輸入轉數，但輸出動力高于第一速度的。
第三前進速度在上述第二前進速度狀態，如果車速和節氣門開度增大，則傳動控制裝置斷開第一制動器B1并操作第一離合器C1。因此，在圖4所示的第二杠桿L2上，第三和第四節點N3、N4作為輸出元件操作，而第一和第二節點N1、N2變為輸入元件，第二節點N2也用作一半反作用元件。
仍然假定第三節點N3的一輸出速度被固定在“1”，并且第四節點N4的一輸出速度低于第三節點N3的輸出速度“1”。
因此，連接第一和第二節點N1、N2的值“1”的一延長線構成一第二個第三前進速度線l3”。
另外，當第二節點N2的該值被連接到第四節點N4的輸出和第五節點N5的可選值上時，產生一第一個第三速度線l3’。這里，垂直地連接第一和第二節點N1、N2輸入元件到第二個第三前進速度線l3”的一線代表輸入速度D3。
即，可注意到對于在第三速度下與第二速度下的一輸出轉數相同的情況，第三輸入速度線D3小于第二輸入速度線D2，因此第三前進速度下的速度大于第二前進速度下的速度。另外，第三前進速度的輸出可以被視為與第二前進速度的相同。
第四前進速度在上述第三前進速度狀態，如果車速和節氣門開度增大，則TCU斷開第一離合器C1并操作第三離合器C3。因此，在圖5所示的第三杠桿L3上，第三和第四節點N3、N4作為輸出元件操作，而第二和第五節點N2、N5變為輸入元件，第二節點N2也用作一半反作用元件。
仍然假定第三節點N3的一輸出速度被固定在“1”，并且第四節點N4的一輸出速度低于第三節點N3的輸出速度“1”。
因此，連接輸出節點N3的輸出速度“1”到半反作用節點N2的輸出的一延長線變為一第一個第四前進速度線l4’，而連接輸出節點N4的輸出速度到半反作用節點N2的輸出的一延長線變為一第二個第四前進速度線l4”。
因此，垂直地連接輸出節點N5到第二個第四前進速度線的一線變為一第四輸入速度線D4，實現具有比第三速度一較高速度的一輸出。即，可注意到在第四前進速度，獲得了一超速檔，其中一輸出轉數高于一輸入轉數。
第五前進速度在上述第四前進速度狀態，如果車速和節氣門開度增大，則TCU斷開第二離合器C2并操作第一離合器C1。因此，在圖6所示的第四杠桿L4上，第三和第四節點N3、N4作為輸出元件操作，而第一和第五節點N1、N5變為輸入元件。此時，第二節點N2用作一半反作用元件。
仍然假定第三節點N3的一輸出速度被固定在“1”，并且第四節點N4的一輸出速度低于第三節點N3的輸出速度“1”。
因此，連接輸出節點N3的輸出速度“1”到半反作用節點N2的輸出的一延長線變為一第一個第五前進速度線l5’，而連接輸出節點N4的輸出速度到半反作用節點N2的輸出的一延長線變為一第二個第五前進速度線l5”。
因此，垂直地連接輸出節點N1和N5到各個第一和第二個第五前進速度線的一線分別變為第五輸入速度線D5，實現具有比第四速度一較高速度的一輸出。即，可注意到在第五前進速度，獲得了一超速檔，其中一輸出轉數高于第四前進速度的。
倒車速度如果駕駛員改變選擇器操作桿到倒車R范圍，則TCU控制第一離合器C1和第二制動器B2，以如圖2所示地操作。因此，在圖7所示的第五杠桿L5上，第三和第四節點N3、N4作為輸出元件操作，而第一節點N1作為輸入元件操作。第二節點N2用作反作用元件。
仍然假定第三節點N3的一輸出速度被固定在“1”，并且第四節點N4的一輸出速度低于第三節點N3的輸出速度“1”。
因此，連接輸出節點N3的輸出速度“1”到反作用節點N2的一延長線變為一第一倒車速度線lR’，而連接輸出節點N4的輸出到反作用節點N2的一延長線變為一第二倒車速度線1R”。
因此，垂直地連接輸出節點N1到相應的第一倒車速度線1R’的一線變為一實際的倒車輸入速度線r1，實現倒車換檔。即，可注意到倒車速度的輸入與輸出相反。
雖然上面詳細描述了本發明的優選實施例，但應當清楚地懂得，對于本領域普通技術人員所顯而易見的有關在此所教導的基本發明構思的許多變化和／或修改，仍然落在由權利要求書所限定的本發明的實質和保護范圍之內。
權利要求
1．用于一自動傳動裝置的一齒輪傳動系，包括一第一行星齒輪組，其包括可變化地連接到一輸入軸和一傳動裝置殼體上的一第一元件，可變化地連接到輸入軸和傳動裝置殼體上的一第二元件，和連接到一傳動軸上以將動力傳輸到其上的一第三元件；一第二行星齒輪組，其包括連接到傳動軸上以將動力傳輸到其上的一第四元件，可變化地連接到輸入軸上的一第五元件，和固定地連接到第二元件上以提供一組合元件的一第六元件，該組合元件可變化地連接到輸入軸上；和摩擦裝置，用于可變化地將第一、第二、第五和第六元件連接到輸入軸或傳動裝置殼體上。
2．如權利要求1所述的齒輪傳動系，其特征是第一行星齒輪組是一雙齒輪行星齒輪組。
3．如權利要求1所述的齒輪傳動系，其特征是第一元件是一第一太陽輪，第二元件是一第一行星架，和第三元件是一第一齒圈。
4．如權利要求1所述的齒輪傳動系，其特征是第二行星齒輪組是一雙齒輪行星齒輪組。
5．如權利要求1所述的齒輪傳動系，其特征是第四元件是一行星架，第五元件是一太陽輪，和第六元件是一齒圈。
6．如權利要求3所述的齒輪傳動系，其特征是第四元件是一第二行星架，第五元件是一第二太陽輪，和第六元件是一第二齒圈。
7．如權利要求6所述的齒輪傳動系，其特征是摩擦裝置包括設置在輸入軸與第二太陽輪之間的一第一離合器；設置在輸入軸與第一行星架和第二齒圈的組合之間的一第二離合器；設置在輸入軸與第一太陽輪之間的一第三離合器；設置在傳動裝置殼體與第一太陽輪之間的一第一制動器；和設置在第一行星架與傳動裝置殼體之間的一第二制動器。
8．如權利要求7所述的齒輪傳動系，其特征是通過操作第一離合器和第一制動器而實現一第一速度；通過操作第二離合器和第一制動器而實現一第二速度；通過操作第一和第二離合器而實現一第三速度；通過操作第二和第三離合器而實現一第四速度；通過操作第一和第三離合器而實現一第五速度；和通過操作第一離合器和第二制動器而實現一倒車速度。
全文摘要
用于一自動傳動裝置的一齒輪傳動系,包括一第一行星齒輪組,其具有可變化地連接到一輸入軸和一傳動裝置殼體上的一第一元件,可變化地連接到輸入軸和傳動裝置殼體上的一第二元件,和連接到一傳動軸上以將動力傳輸到其上的一第三元件;一第二行星齒輪組,其具有連接到傳動軸上以將動力傳輸到其上的一第四元件,可變化地連接到輸入軸上的一第五元件,和固定地連接到第二元件上以提供一組合元件的一第六元件,該組合元件可變化地連接到輸入軸上;和多個摩擦元件,用于可變化地將第一、第二、第五和第六元件連接到輸入軸或傳動裝置殼體上。
文檔編號F16H3/66GK1280077SQ99126188
公開日2001年1月17日 申請日期1999年12月17日 優先權日1999年7月8日
發明者樸鐘述 申請人:現代自動車株式會社