SE445319B - Automatisk transmission for ett motorfordon - Google Patents

Description

8006380-3 2 koppling för bakhjulsdriften, varvid växlingen mellan framhjulsdriften och fyrhjulsdriften kan utföras i enlighet med olika körförhâllanden hos fordonet och varvid flerlammelkopplingen kan manövreras automatiskt med den hydraulolja, som används i den automatiska transmissionen, i enlighet med fordonets körförhållanden.

Uppfinningen anvisar därför en automatisk transmis- sion för ett motorfordon, i vílken transmission ingår dels en momentomvandlare, som är ansluten till motorns vevaxel, dels en automatisk växellåda, vilken är an- sluten till en turbinaxel på momentomvandlaren och har flera hydrauliskt manövrerade servodon för att åstadkomma flera olika driftlägen och en utgángsaxel, dels en slutväxel , som är operativt ansluten mellan utgångsaxeln och fordonets framhjul för att överföra växellàdans uteffekt till framhjulen, dels en hydraul- oljemanövermekanism, vilken har till uppgift att manöv- rera servodonen och vilken omfattar såväl en manuell ventil för val av växelládans driftläge som en tryck- reglerventil, vilken är ansluten till en ledning för systemtryck mellan en oljepump och den manuella ventilen för att skapa ett systemtryck i motsvarighet till motorns driftförhállanden, dels en framàtdriftledning, som ansluter oljepumpen till en framátdriftkoppling via den manuella ventilen, dels en backdriftledning, i vilken hydrauloljan strömmar, när den manuella ven- tilen är inställd i backläge, dels en koppling för att överföra uteffekten till fordonets bakhjul.

Denna transmission kännetecknas av att kopplingen är en hydrauliskt manövrerad, normalt urkopplad kopp- ling för att operativt ansluta den automatiska växel- ládans utgångsaxel till bakhjulen och därigenom överföra uteffekten till dessa, att det finns en växelventil med en normalt stängd port, som via en ledning ansluter ledningen för systemtrycket till kopplingen, och med en ändport, vilken är via en ledning ansluten till framåtdriftledningen och via en ledning till backdrift- ledningen, att manövermekanismen är så anordnad att LI! 10 15 20 25 30 35 8006380-3 3 systemtrycket ökar med ökad motorlast, när systemtrycket ökar till ett förutbestämt värde, och att växelventilen är manövrerbar av det ökade systemtrycket för att fortplanta detta till kopplingen för inkoppling av den för fyrhjulsdrift.

Uppfinningen beskrivs närmare i det följande med hänvisning till de bifogade ritningarna, på vilka fig l visar en längdsektion genom en automatisk transmis- sion för fyrhjulsdrift, fig 2 visar transmissionen enligt fig 1 schematiskt, fig 3 visar ett schema över en hydrauloljemanövermekanism och fig 4 visar ett diagram över fordonets hastighet som en funktion av systemtrycket i mekanismen enligt fig 3.

I fig 1 och 2 anger hänvisningsbeteckningen 1 generellt en automatisk transmission med en vridmoment- omvandlare 2, en automatisk växellåda 3, en slutväxel 4 och en hydrauloljemanövermekanism 5.-Ett kopplingsdon 6 av flerlamelltyp är monterat på den bakre delen av växellådan 3.

Vridmomentomvandlaren eller kort momentomvandlaren 2 har ett pumphjul 2a, ett turbinhjul 2b och en stator 2c.

Pumphjulet 2a är anslutet till vevaxeln eller utgångsaxeln 8 från motorn via en drivplatta 9, och en turbinaxel 10 är förlängd till den automatiska växellådan 3. Motorns effekt överförs på känt sätt till turbinaxeln 10 allt- efter lasten. En på drivplattan 9 fäst kåpa ll är anslu- ten till en oljepumpdrivaxel 12, som sträcker sig genom turbinaxeln l0 och är hopkopplad med en oljepump 13 i den bakre delen av växellådan 3. Således drivs oljepum- pen 13 av motorn.

Den automatiska växellådan 3 har en planetväxel 15 och flera servodon för att åstadkomma olika driftomrâden.

Servodonen omfattar en låg- och backväxelbroms 16, en framâtkoppling 17 och en backkoppling 18. Turbinaxeln 10 är ansluten till ett framåtsolhjul l5a i planetväxeln 15 via framåtkopplingen 17 och är dessutom ansluten till ett backsolhjul l5b via backkopplingen 18 och en anslut- 10 15 20 25 30 35 ' 8006380-3 4 ningskåpa 19. Genom manövrering av kopplingarna 17, 18 med hydraulolja överförs effekten från turbinaxeln 10 till solhjulet l5a eller l5b. Ett bromsband 20 finns på en På anslutningskâpan 19 monterad trumma 18a för att låsa _ backsolhjulet l5b.

I planetväxeln 15 är ett kort drev l5c och ett långt drev l5d uppburna av'en hållare l5e på vilken låg- och back- växelbromsen 16 är anordnad. Mellan bromsen 16 och ett centrumstöd 21 finns det en envägskoppling 22. Hållaren l5e kan låsas genom manövrering av bromsen l6 och envägs- kopplingen 22. Planetväxelns 15 ringdrev l5f är anslutet till en på turbinaxeln 10 monterad utgângsaxel 23. Pla- netväxeln har också en parkeringsspärr 24.

Utgångsaxeln 23 är roterbart lagrad i ett hus 25 mel- lan momentomvandlarens 2 hus 7 och växellâdans 3 hus 14.

' Slutväxeln 4 är placerad i huset 25 och omfattar en pinjong 26 och ett till en differential 28 anslutet kron- hjul 29. Pinjongen 26 drivs av utgångsaxeln 23 via ett ' reduktionshjul 27.

Kopplingsdonet 6 har en bakre drivaxel 31 som är ro- terbart lagrad i ett hus 30 och en hydrauliskt manöv- rerad flerlamellkoppling 35. Flerlamellkopplingen 35 har en på den bakre drivaxeln 31 monterad trumma 35a och ett till ett överföringshjul 34 anslutet nav 35b. Överföringshjulet 34 är anslutet till en axel 33, vilken är hopkopplad med pinjongen 26 via en knut 32. Den bakre drivaxeln 31 är ansluten till en kardanaxel 37 via en , universalknut 36.

Manövermekanismen 5 finns i ett hus 38 i ett oljetråg 39. Med hänvisning till fig 3 är en ledning 40' från ol- jepumpen 13 ansluten till en tryckreglerventil 41 för att skapa ett systemtryck i hydrauloljekretsen. Systemtrycket påtrycks en manuell ventil 42 via en ledning 40 och pâ- trycks också momentomvandlaren 2 och nödvändiga smörj- partier via ledningar 43; Den manuella ventilen 42 har till uppgift att ändra den automatiska transmissionens inställning i olika växellägen, såsom friläge N,parke- 10 15 20 25 30 35 8006380-3 5 ringsläge P, backläge R, körläge D för helautomatisk växling, läge 1 och läge 2 för körning på ettans respek- tive ettans och tvåans växlar. I läget D pâtrycks system- trycket en regulatorventil 45,,en l-2~växlingsventil 46 och framåtkopplingen 17 via ledningar 44. Systemtrycket påtrycks också en andra låsventil 48 och en 2-3-växlings- ventil 49 via ledningar 47 och en ventil 48 via en led- ning 50.

I backläget R påtrycks systemtrycket 1-2-växlings- ventilen 46 via en ledning 51 för att upphäva ventilens ' funktion och dessutom pâtrycks systemtrycket låg- och backväxelbromsen 18 via en ledning 52. Systemtrycket på- trycks slutligen också tryckreglerventilens 41 port 4la och 2-3-växlingsventilen 49 via ledningar 43.

Regulatorventilen 45 har till uppgift att skapa ett regulator- eller styrtryck efter fordonets hastighet.

Regulatortrycket tillförs växlingsventilerna 46 och 49, en l-2-inkopplingsventil 55 och en tryckmodifieringsventil 56 via ledningar 54.

Systemtrycket 1 ledningen 40 fortplantas också till en vakuumstrypventil 57 som manövreras med en vakuumstyr- membran för att skapa ett stryptryck i motsvarighet till motorlasten. Stryptrycket påtrycks en port 56a i tryck- modifieringsventilen 56, 2-3-växlingsventilen 49, 2-3-in- kopplingsventilen 55 och en port 4lb på tryckreglerventi- lens 41 tryckökningssida. En annan port 56b hos tryckmo- difieringsventilen 56 är ansluten till en port 4lc på tryckreglerventilens 41 tryckminskningssida via en led- ning 59.

När styrtrycket är lågt i D-läget påverkas inte tryck- modifieringsventilen 56, så att stryptrycket verkar på porten 4lb endast för att öka systemtrycket.

Om tryckmodifieringsventilen 56 pâverkas av ett högre regulatortryck i motsvarighet till ökad fordonshastighet an- sluts portarna 56a och 56b till varandra, så att ett stryptryck påtrycks ventilens 41 port 41c via ledningen 59. Stryptrycket verkar på ventilens 41 kolv mot stryp- 10 15 20 25 30 35 6 trycket från porten 41b, så att systemtrycket medelst ventilen 41 minskas.

Fig 4 visar variationen hos systemtrycket. När för- gasarens strypventil är helt öppen varierar systemtryc- _ ket enligt kurvan a. Kurvan b visar systemtrycket när strypventilen är stängd. Det framgår att systemtrycket ökar brant när motorns hastighet sjunker till en förut- bestämd låg hastighet? l R-läget kommer inget styrtryck från regulatorn 45, varför tryckmodifieringsventilen 56 inte pâverkas. Härigenom fortplantas stryptryck till ven- tilens 4l port 4lb och påtrycks systemtrycket i ledningen . 53 porten 4la. Till följd därav varierar systemtrycket inte som en funktion av ändringen i fordonshastigheten såsom visas med kurvorna c och d utan trycket ökar i hela hastighetsomrâdet.

Dessutom ansluts l-2-växlingsventilen 46 till en på- tryckssida av bromsbandets 20 servo 20' via den andra lâsventilen 48 och ledningen 60 för att utöva system- trycket. 2-3-växlingsventilen 49 är ansluten till servons 20' utloppssida, 2-3-inkopplingsventilen 55 och backkopp- lingen 16 via ledningar 61 för-att fortplanta system-_ trycket.

I den ovan beskrivna hydrauloljekretsen för den auto- matiska transmissionen finns.det en växelventil 63 för anslutning av ledningen 40 till kopplingen 35. Växelven- tilen 63 har en slid 63b som är glidbart anbragt i en-cy- linder 63a och är belastad ät höger medelst en fjäder 63d.

En ändport 63c motsatt fjädern är ansluten till ledningen 44 via en ledning 64 och en normalt stängd port 63e är ansluten till ledningen 40 via en ledning 65. Ventilen 63 har dessutom en port 63fÜansluten till kopplingen 35°, via en ledning 66 och en dräneringsport 63g. Fjädern 63d har till uppgift att balansera systemtrycket PL i fig 4 över kurvan d.

I mekanismen ingår vidare en strypservoventil 67 för funktionsfördröjning vid växling till läget 2 eller läget l och en nedväxlingsventil 68 som pâverkas med en solenoid 62. 10 15 20 25 30 35 8006380-3 7 I drift fortplantas systemtryck, som regleras med tryckreglerventilen 41, till den manuella ventilen 42 och momentomvandlaren 2 för aktivering av denna. Vid lätt last i D-läget är systemtrycket lågt såsom visas i_fig 4. Därigenom leds det låga systemtrycket till framâtkopplingen 17 via den manuella ventilen 42. Ut- gångseffekten från turbinaxeln 10 överförs på så sätt till framåtsolhjulet l5a. Eftersom hållaren l5e är låst av envägskopplingen 22 roterar utgângsaxeln 23 med maxi- malt utväxlingsförhållande. Utgångsaxelns 23 rotation överförs till differentialen 28 via reduktionshjulet 27 och till kopplingsdonet 6 via axeln 33 och kugghjulet 34.

Eftersom systemtrycket är lågt befinner sig växelç ventilens 63 S115 63b i det högra läget så att porten 63e är stängd och portarna 63f och 63g är anslutna till I varandra. Därmed är kopplingen 35 urkopplad och endast framhjulen drivs i den första växeln. När regulatortryc- ket ökar med ökande fordonshastighet aktiveras l-2-väx- lingsventilen 46 för att mata systemtrycket i ledningen 44 till servon 20' via ledningen 60 för ansättning av Abromsen 20. Backsolhjulet l5b låses, så att andra växeln är ilagd. När regulatortrycket ökar ytterligare påverkas också 2-3-växlingsventilen 49 för fortplantning av system- trycket i ledningen 47 till servons 20' frigöringssida och till backkopplingen l6 via ledningen 61. Därmed frigörs bromsen 20 och inkopplas backkopplingen 16, så att den automatiska transmissionen ligger i direktväxeln med tur- binaxeln 10 hopkopplad med utgångsaxeln 23._Motorns ut- effekt överförs direkt till utgângsaxeln. Vid körning med låg hastighet i direktväxeln befinner sig, eftersom regulatortrycket på tryckmodifieringsventilens 56 högra sida är lâgt,'slïden*i sitt högra ändläge för stängning av porten 56b. Därmed verkar stryptrycket på tryckreg~ lerventilen via porten 4lb, så att systemtrycket är högt.

När motorns last ökar och systemtrycket överstiger systemtrycket PL i fig 4, förflyttas växelventilens 63 m I5 20 w_ 35 8006380-3 8 slid 63b till vänster mot verkan av fjädern 63d för att stänga porten 639 och ansluta portarna 63e och 63f till varandra. Därmed fortplantas systemtrycket i ledningen 4Q_till kopplingen 45 för hopkqppling av trumman 35a med _ navet 35b, så att bakhjulen drivs via drivaxeln 31 och kardanaxeln 37. Således drivs fordonet nu på alla fyra hjulen. När regulatortrycket ökar allteftersom fordonets hastighet ökar förflyttas tryckmodifieringsventilens 56 slid åt vänster för öppning av porten 56b. Därmed fort- plantas stryptrycket till tryckreglerventilens 41 port 4lb via ledningen 59 för att minska systemtrycket. Till följd därav återgår växelventilen 63 till det normala lä- get för urkoppling av kopplingen så att transmissionen återgår till framhjulsdrift.

När läget l eller 2 väljs utövas systemtrycket också på växelventilen 63 via ledningen 44. På så sätt växlas fyrhjulsdrift automatiskt på samma sätt som den föregå- ende operationen.

I R-läget fortplantas systemtrycket i ledningen 40 till låg- och backväxelbromsen 18 via ventilen 42, led-' , ningen 51, l-2-växlingsventilen 46 och ledningen 52, så att bromsen ansätts. Dessutom påtrycks systemtrycket backkopplingen 16 via ledningen 53, 2-3-växlingsventilen 49 och ledningen 61. Således överförs turbinaxelns 10 uteffekt till backsolhjulet l5b via backkopplingen 16 och anslutningskåpan 19. Eftersom hållaren l5e är låst av låg- och backväxelbromsen 18, roterar utgångsaxeln 23 bakåt med stort utväxlingsförhållande. I R-läget fort- plantas systemtrycket i ledningen 53 till växelventilens 63 port 63c via ledningen 69, Om systemtrycket går över nivån PL vid en ökning av lasten, aktiveras växelventi- len 63 för att ansluta ledningen 40 till kopplingen 45.

Därmed körs fordonet bakåt med fyrhjulsdrift. När system- trycket minskar med minskande last återgår växelventilen 63 till utgångsläget för urkoppling av kopplingen 35 för framhjulsdrift. I ' 10 15 20 25 tflmïvqåtw- wmumv -w f- - 8006380-5 9 Det må påpekas att ett annat systemtryck än system- trycket i ledningarna 44 och 53 kan utnyttjas för akti- vering av växelventilen 63, och dessutom kan systemtryc- ket i ledningen 40, vilket inte har någon relation till den automatiska transmissionens driftläge, användas.

Då enligt uppfinningen en flerlamellkoppling, som manövreras av systemtrycket i den automatiska tranamssionen, finns för att överföra motorns uteffekt till bakhjulen kan,växling från framhjulsdrift till fyrhjulsdrift ske i varje drifttillstånd. Dessutom växlas transmissionen automatiskt till fyrhjulsdrift vid tung last med låg has- tighet hos fordonet, där framhjulen har benägenhet att slira. Således kan körbarheten under olika förhållanden underlättas och kan accelerationsförmågan förbättras.

Eftersom flerlamellk0PPlin9@fl för drivningen av bakhju- len skall påverkas av den automatiska transmissionens systemtryck kan konstruktionen förenklas och är det en- kelt att konvertera en automatisk transmission för fram- hjulsdrift till en sådan för fyrhjulsdrift.

Eftersom kopplingen 35 manövreras av systemtrycket varierar kopplingens kapacitet efter motorlasten. Däri- genom arbetar kopplingen som en vridmomentbegränsare.

Därmed kan det torsionsfenomen i kraftöverföringen, S0m orsakas av skillnaden i varvtal hos fram- och bakhjulen vid fyrhjulsdrift, upphävas helt för att skydda drivsys- temet. Detta bidrar ytterligare till förbättrad körbarhet.

Claims (1)

10 15 20 25 30 35 8006380-3 10 PATENTKRAV Automatisk transmission för ett motorfordon, i vilken transmission ingår dels en momentomvandlare (2), som är ansluten till motorns vevaxel (8), dels en automatisk växellåda (3), vilken är ansluten till en turbinaxel (10) på momentomvandlaren (2) och har flera hydrauliskt manövrerade servodon (16, 17, 18) för att åstadkomma flera olika driftlägen och en ut- gångsaxel (23), dels en slutväxel (4), som är opera- tivt ansluten mellan utgàngsaxeln (23) och fordonets framhjul för att överföra växellådans (3) uteffekt till framhjulen, dels en hydrauloljemanövermekanism (5), vilken har till uppgift att manövrera servodonen (16, 17, 18) och vilken omfattar såväl en manuell ventil (42) för val av växellâdans (3) driftläge som 'en tryckreglerventil (41), vilken är ansluten till en ledning (40', 40) för_systemtryck mellan en oljepump (13) och den manuella ventilen (42) för att skapa ett systemtryck i motsvarighet till motorns driftför- hållanden, dels en framåtdriftledning (44), som ansluter oljepumpen (13) till en framàtdriftkoppling (17) via den manuella ventilen (42), dels en backdriftledning (53), i vilken hydrauloljan strömmar, när den manuella ventilen (42) är inställd i backläge, dels en koppling (35) för att överföra uteffekten till fordonets bak- hjul, k ä n n e t e c k n a d av att kopplingen är en hydrauliskt manövrerad, normalt urkopplad kopp- lilng (35) för att operativt ansluta den automatiska växellådans (3) utgàngsaxel (23) till bakhjulen och därigenom överföra uteffekten_til1 dessa, att det finns en växelventil (63) med en normalt stängd port (63e), som via en ledning (65) ansluter ledningen (40', 40) för systemtrycket till kopplingen (35), och med en ändport (63c), vilken är via en ledning (64) ansluten till framåtdriftledningen (44) och via en ledning (69) till backdriftledningen (53), att 8006380-3 11 manövermekanismen (5) är så anordnad att systemtrycket ökar med ökad motorlast, när systemtrycket ökar till ett förutbestämt värde, och att växelventilen (63) är manövrerbar av det ökade systemtrycket för att fortplanta detta till kopplingen (35) för inkoppling av den för fyrhjulsdrift.