專利名稱：改進從行車到駐車轉換的方法
技術領域：
本發(fā)明提供一種在自動變速器中用于改進從行車到駐車轉換的方法。
背景技術：
在一些情況下，當車輛在驅動中停止時，會產生″撞齒″情況?！遄昌X″情況發(fā)生在輸出齒輪上的一個齒與駐車棘爪齒相對齊時。當轉換選擇器被移到駐車位置時，在變速器輸出軸中所儲存的潛在的扭轉能量被釋放。這種能量的釋放導致輸出齒輪以旋轉的方式開始加速，直到駐車棘爪能夠接合進入相鄰的輸出齒輪的齒之間。當這些發(fā)生時，駐車齒與一個輸出齒輪齒碰撞，產生可能令人不愉快的噪音。

發(fā)明內容
根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實施例，在車輛停下來時通過使用專門的離合器或離合器組合，可以避免由駐車齒與一個輸出齒輪齒相接觸所產生的可能令人不愉快的噪音。這種離合器或者離合器組合的應用鎖定了具有能量儲存在其中的變速器輸出軸。然后當轉換選擇器被移動到駐車位置時，離合器或者離合器組合通過滑動離合器盤以可控方式釋放儲存的能量。該可控的滑動減少了在駐車棘爪和輸出齒輪之間的相對運動，并且因此減少了當駐車棘爪齒接觸輸出齒輪齒時所產生的噪音。
本發(fā)明的方法提供了一種以下述方式進行的改進的進入駐車的轉換方式。當車輛停止時，離合器或者離合器組合投入使用，從而使得變速器輸出軸被停止。當變速器被轉換進入駐車狀態(tài)時，駐車棘爪與安裝到變速器輸出軸上的輸出齒輪相接合。由于變速器輸出軸被停止并且輸出齒輪被安裝到其上，因此在駐車棘爪和輸出齒輪之間的相對運動被最小化，并且由駐車棘爪齒與輸出齒輪齒接觸所產生的任何噪音被減少。在駐車棘爪與輸出齒輪接合之后，離合器或者離合器組合件通過使離合器盤滑動以可控方式被緩慢地釋放。
在本發(fā)明的一個方面，離合器或者離合器組合件在較低的離合器壓力水平下被應用，從而使得隨后的車輛加速不會被阻礙。
在本發(fā)明的另一個方面，一算法確定在離合器或者離合器組合件被釋放之前，車輛的駕駛員是否已經(jīng)完全松開了制動器。
在本發(fā)明的又一個方面，一算法確定在離合器或者離合器組合件被釋放之前，車輛的駕駛員是否已經(jīng)部分松開了制動器。
在本發(fā)明的再一個方面，一算法確定在離合器或者離合器組合件被釋放之前，車輛的駕駛員是否已經(jīng)踩下油門。
本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點以及其它特征和優(yōu)點，將從在結合附圖時對實施本發(fā)明的最佳方式的下面的詳細描述中容易地顯現(xiàn)。
附圖簡述

圖1是包括一自動變速器的動力系的示意圖；圖2是表示變速器離合器起動與對應的速比之間關系的真值表；圖3a是本發(fā)明的與輸出齒輪相接合的駐車棘爪的部分側視圖；圖3b是本發(fā)明的與輸出齒輪相對齊的駐車棘爪齒的部分側視圖；和圖4是描述本發(fā)明方法的流程圖。
具體實施例方式
本發(fā)明提供一種在自動變速器中用于改進從行車到駐車轉換的方法。更確切地說，本發(fā)明提供一種用于實施從行車到駐車轉換的方法，從而使得駐車齒92(如圖3a所示)與輸出齒輪齒96(如圖3a所示)接合時不會產生令人不愉快的噪音。本發(fā)明將在下文中在典型的動力系10(如圖1所示)的范圍內進行描述，該動力系10用于說明目的。但是，需要理解的是，本發(fā)明的教導同樣可應用于許多可選擇的變速器。
參見圖1，車輛動力系10包括發(fā)動機12，變速器14，和在發(fā)動機12和變速器輸入軸18之間提供流體耦合的液力變矩器16。液力變矩器離合器19在一定條件下有選擇地進行結合，以在發(fā)動機12和變速器輸入軸18之間提供機械耦合。變速器輸出軸20以多種常規(guī)方式中的一種連接到車輛的驅動輪上。圖示的實施例描述了一種四輪驅動(FWD)的應用，其中輸出軸20連接到分動器21上，該分動器21還連接到后驅動軸R和前驅動軸F上。通常，該分動器21可手動轉換以可選擇地確定多種驅動情況的一種，這些驅動情況包括兩輪驅動和四輪驅動、和高或者低的速度范圍、具有介于兩輪和四輪驅動情況中間的一種中間情況的多種組合。
變速器14具有三個相互連接的行星齒輪組，總體用附圖標記23、24和25進行標明。行星齒輪組23包括太陽輪部件28、齒圈部件29、和行星齒輪架裝置30。行星齒輪架裝置30包括多個行星小齒輪，這些小齒輪以可旋轉的方式安裝在支架部件上并且以與太陽輪部件28和齒圈部件29兩者都嚙合的關系進行設置。行星齒輪組24包括太陽輪部件31、齒圈部件32、和行星齒輪架裝置33。行星齒輪架裝置33包括多個行星小齒輪，這些小齒輪以可旋轉的方式安裝在支架部件上并且以與太陽輪部件31和齒圈部件32兩者都嚙合的關系進行設置。行星齒輪組25包括太陽輪部件34，齒圈部件35，和行星齒輪架裝置36。行星齒輪架裝置36包括多個行星小齒輪，這些小齒輪以可旋轉的方式安裝在支架部件上并且以與太陽輪部件34和齒圈部件35兩者都嚙合的關系進行設置。
輸入軸18持續(xù)地驅動齒輪組23的太陽輪28，有選擇地通過離合器C1驅動齒輪組24、25的太陽輪31、34，并且有選擇地通過離合器C2驅動齒輪組24的支架33。齒輪組23、24、25的齒圈29、32、35分別通過離合器(即，制動器)C3、C4和C5被有選擇地連接到基體42。
如圖2中表示，離合器C1-C5的狀態(tài)(即，接合或非接合)能夠被控制來提供六個前進速比(1，2，3，4，5，6)，一倒檔速比(R)或一空檔情況(N)。例如，第一前進速比通過接合離合器C1和C5來獲得。從一個前進速比到另一個的轉換通常是通過分離一個離合器(稱為分離離合器)同時接合另一個離合器(稱為接入離合器)來實現(xiàn)的。例如變速器14通過分離離合器C5同時接合離合器C4來從第一速比轉換到第二速比。
液力變矩器離合器19和變速器離合器C1-C5是通過電液控制系統(tǒng)進行控制的，所述電液控制系統(tǒng)通常用附圖標記44進行標識?？刂葡到y(tǒng)44的液壓部分包括將液壓流體從容器48中吸出的泵46，壓力調節(jié)器50，其可將泵輸出的一部分返回到容器48中以在管道52中產生調整的壓力，輔助的壓力調節(jié)閥54，由車輛的駕駛員操作的手控閥56和多個電磁操縱的流體控制閥58、60、62和64。
電液控制系統(tǒng)44的電子部分主要具體表現(xiàn)在變速器控制單元66或者控制器中，該控制器以微處理器為基礎并且為常規(guī)的結構。變速器控制單元66基于多個輸入信號68控制電磁操縱的流體控制閥58-64以獲得所需的變速器速比。這樣的輸入信號包括，例如，表示變速器輸入速度TIS、駕駛員扭矩命令TQ、變速器輸出速度TOS、液壓流體溫度Tsump和換檔類型ST(例如，從3檔到2檔的換低速檔)的信號。用于產生這樣的信號的傳感器實際上可以為常規(guī)的，并且為了簡化表述在此省略。
手控閥56的控制桿82連接到傳感器和顯示模塊84上，該模塊84基于控制桿的位置在線路86上產生診斷信號；這樣的信號通常被稱為PRNDL信號，因為它表示了車輛駕駛員已經(jīng)選擇的變速器范圍(P，R，N，D或者L)的其中的一個。最后，流體控制閥60裝配有壓力開關74、76、78，用于基于各自的繼動閥位置在線路80上提供診斷信號給控制單元66。接著，控制單元66監(jiān)控多個診斷信號，以便于用電子的方式驗證受控制部件的正確操作。
電磁操縱的流體控制閥58-64通常特征為開/閉型或者調制型中之一。為了減少成本，電液控制系統(tǒng)44構造成使得調制型流體控制閥的數(shù)目最少，因為調制閥通常使用起來更昂貴。為此，流體控制閥60為一組三個開/閉繼動閥，在圖1中作為一個合并的塊示出，并且所述流體控制閥60與手控閥56一起使用，以便在僅具有兩個調制閥62、64的情況下，使每個離合器C1-C5能夠可控地接合和分離。對于所選取的任意速比，控制單元66激活繼動閥60的特定組合，用于將調制閥62、64之一到連接到接入離合器上，并且將調制閥62、64中的另一個連接到分離離合器上。然而，需要理解的是，在可替換的實施例中變速器14可以采用額外的調制閥。
調制閥62、64中的每個包含一個由可變的控制壓力施壓的常規(guī)的壓力調節(jié)閥，該可變的控制壓力是由電流控制的執(zhí)行電動機(未示出)所產生的。流體控制閥58也是調制閥，并且控制在線路70、72中通向變矩器離合器19的流體供給路徑，以便于有選擇地接合和釋放變矩器離合器19。變速器控制單元66確定壓力命令，以便于在平穩(wěn)地釋放所述分離離合器的同時接合所述接入離合器，從而從一個速比轉換到另一個速比，所述變速器控制單元66產生相應的執(zhí)行電動機的電流命令，然后根據(jù)電流命令供給電流到各自的執(zhí)行電動機中。因此，離合器C1-C5通過閥58-64和它們各自的致動部件(例如電磁線圈、電流控制執(zhí)行電動機)對壓力命令產生響應。
如上所述，從一個速比到另一個速比的每個轉換包括一個注滿或者準備階段，在該階段期間所述接入離合器的應用腔被注滿以便為扭矩傳輸做準備。提供給所述應用腔的流體壓縮內部復位彈簧(未示出)，由此向一活塞施力(未示出)。一旦該應用腔被充滿了，活塞就施加壓力到離合器盤，超越初始復位彈簧的壓力產生最大轉矩(torque capacity)。此后，離合器傳送與離合器壓力相關的轉矩，并且該轉換可使用多種控制策略來完成。通常的控制策略包括在一經(jīng)驗確定的注滿時間內，指令所述接入離合器具有最大壓力，然后繼續(xù)進行隨后的轉換階段。注入應用腔中并由此使得離合器獲得最大轉矩所需的流體容積稱為″離合器容積″。
參見圖3a，詳細顯示了具有駐車齒92的駐車棘爪90和具有多個齒96的輸出齒輪94。輸出齒輪94連接到輸出軸20上(如圖1所示)，從而使得這些部件一起旋轉。當適當?shù)亟雍蠒r，駐車齒92設置在一對相鄰的輸出齒輪齒96之間，如圖3a所示。如圖3b所示，當車輛停下來時駐車齒可能會與一個輸出齒輪齒96相對齊，這被稱為″撞齒情況″。如果變速器從″撞齒情況″轉換到駐車，那么存儲在輸出軸20中的潛在能量被釋放，導致輸出軸20和輸出齒輪94旋轉直到駐車齒94接合進入一對相鄰的輸出齒輪齒96之間。當駐車齒92進入接合并與一個輸出齒輪齒96接觸時，在駐車棘爪90和輸出齒輪94之間的相對運動會引起令人不愉快的噪音。
本發(fā)明的方法適用于在從行車轉換到駐車期間，當駐車齒92與一個輸出齒輪齒96接合時，防止任何令人不愉快的噪音，這將在下面進行詳細描述。更確切地說，本發(fā)明的方法適合于當車輛停下來時通過應用一個或多個離合器鎖定變速器輸出軸20(如圖1所示)。對于典型的變速器14，采用制動離合器C4(如圖1所示)使當車輛停下來時來鎖定變速器輸出軸20，但是對于其它的變速器可能需要不同的離合器或者離合器的組合件。當變速器14轉換到駐車時，通過使C4離合器盤(未示出)滑動，離合器C4以可控的方式被釋放。所述可控的滑動限制了變速器輸出軸20和連接在其上的輸出齒輪94的轉速，從而減少了駐車棘爪90和輸出齒輪94之間的相對運動，從而使得當駐車齒92接觸一個輸出齒輪齒96時所產生的噪音被最小化并且不會令人不愉快。
當該方法應用到變速器14時，根據(jù)本發(fā)明的用于在自動變速器中改進從行車到駐車轉換的方法現(xiàn)在將進行描述。但是，需要理解的是，應用到變速器14的本發(fā)明的方法僅僅為了示例的目的，并且該方法同樣也可應用到任意數(shù)目的可替換的變速器結構中。
用于在自動變速器中改進行車到駐車轉換的方法包括在圖4中詳細顯示的算法100。更確切地說，圖4示出了表示控制單元66所實施步驟的一系列方框圖。
在步驟102處，算法100確定車輛是否停止且處于驅動中。如果車輛沒有停止并且處于驅動中，算法重復步驟102。如果車輛停止并且處于驅動中，算法100進行到步驟104。當車輛停止并且處于驅動時，典型的變速器14處于第一檔并且因此離合器C1和C5(如圖1所示)接合，但是，在其它的變速器中，可能需要不同的離合器組合接合以獲得第一檔速比。在步驟104處，算法保持變速器輸出軸20(如圖1所示)。對于典型的變速器14，在步驟104通過應用離合器C4(如圖1所示)可保持變速器輸出軸20，在其它變速器上可能需要不同的離合器或者離合器組合來鎖定輸出軸。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，在步驟104中在低壓下應用離合器C4，這將在下面詳細描述。
由于在步驟104處采用離合器C4來保持變速器輸出軸20，因此C4離合器的完全接合可防止或者削弱車輛的加速。因此，離合器C4優(yōu)選在低壓下應用以確保如果駕駛員是加速而不是轉換到駐車時，車輛的運行不會受到影響。因此，本發(fā)明的方法提供了在定義范圍內的C4離合器壓力值，所述的范圍定義為，當駐車齒92與一個輸出齒輪齒96接觸時壓力值足夠大以防止令人不愉快的噪音，并且如果駕駛員在停止后加速時壓力值不足以達到會對車輛操縱產生影響。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，在關閉油門從3檔到2檔的調低速檔期間，在步驟104中應用的C4離合器壓力被計算。對本發(fā)明而言，關閉油門從3檔到2檔的調低速檔是在油門關閉的同時發(fā)生從第三檔速比到第二檔速比的轉換。如授予Runde等人的美國專利5,211,079中所描述的，在關閉油門3-2調低檔期間，計算C4離合器壓力，該C4離合器壓力非常一致地為超過離合器復位彈簧壓力的一閾值，上述專利的全部內容參考并結合在此。通過為了實現(xiàn)本發(fā)明目的采用該C4壓力值，如果駕駛員加速，那么C4離合器隨時準備好發(fā)出一所需的較高壓力的指令而不會影響車輛運行。
在步驟106中，算法確定駕駛員是否已經(jīng)完全松開制動踏板，充分減少制動壓力以引起明顯的車輛運動，或者踩下油門。對本發(fā)明來說，明顯的車輛運動定義為超出一預定的限制值。車輛運動可以被檢測，例如，通過固定在驅動軸R(如圖1所示)上的位置/速度傳感器(未示出)。如果步驟106中的情況都沒有被滿足，那么算法100進行到步驟110。如果步驟106的任何情況都已經(jīng)滿足，算法100進行到步驟108。在步驟108中，通過使C4離合器盤(未示出)滑動，離合器C4以可控的方式被釋放，以使當駐車齒92與一個輸出齒輪齒96接觸時(如圖3a所示)所產生的任何噪音最小化。
在步驟110中，算法100確定變速器14是否已經(jīng)轉換入空檔。如果變速器14沒有轉換到空檔，那么該算法100進行到步驟116。如果變速器14已經(jīng)轉換到空檔，那么該算法100進行到步驟112。在步驟112中，C4離合器壓力被增加。由于車輛處于空檔并且不能加速，因此不再需要在C4離合器壓力上的限制，該壓力上的限制可允許無限制的車輛加速，并且在步驟112處C4離合器壓力可以安全地增加。如果變速器14在步驟112之后轉換到駐車檔，那么增加的C4離合器壓力將允許變速器輸出軸20(如圖1所示)更好的保持，以進一步使當駐車齒92與一個輸出齒輪齒96接觸時(如圖3a所示)所產生的任何噪音最小化。如果在一預定的時間段之后，變速器14仍然處于空檔，則算法100進行到步驟114。在步驟114中，通過使C4離合器盤(未示出)滑動，離合器C4以可控方式被釋放，從而使得儲存在變速器輸出軸20中的潛在能量被緩慢地釋放。在步驟114中，離合器C4被釋放時如果變速器轉換到駐車檔，那么將不會存在令人不愉快的噪音，因為離合器C4以可控速率被釋放，該可控的速度適合于限制在駐車齒92和輸出齒輪齒96之間的相對運動。
在步驟116中，算法100確定變速器14是否已經(jīng)轉換入倒車檔。如果變速器沒有轉換到倒車檔，那么該算法100進行到步驟130。如果變速器已經(jīng)轉換到倒車檔，那么該算法100進行到步驟118。在步驟118中，在一預定的時間段上C4離合器壓力保持不變。該預定的時間段適合于允許接入離合器獲得能量以轉換到倒車檔。對于典型的變速器14，用于轉換到倒車檔的接入離合器為C3離合器(如圖1所示)，但是，對其它變速器所述接入離合器可以不同。在步驟120中，通過使C4離合器盤(未示出)滑動，離合器C4以可控方式被釋放，從而使得儲存在變速器輸出軸20中的潛在能量被緩慢地釋放。當離合器C4被釋放時，如果在步驟120期間駐車檔被選中，那么算法100增加C4離合器壓力以保持輸出軸20。在駐車檔已經(jīng)被選擇之后，C4離合器壓力以可控的方式被釋放以允許駐車棘爪90緩慢地與輸出齒輪94接合(如圖3a所示)。
在步驟130中，算法100確定變速器14是否已經(jīng)轉換入駐車檔。如果變速器14還未轉換到駐車檔，那么該算法100返回到步驟102。如果變速器14已經(jīng)轉換到駐車檔，那么該算法100進行到步驟132。在步驟132中，C4離合器壓力被增加以保持變速器輸出軸20(如圖1所示)。在步驟134中，C4離合器壓力以可控的方式被釋放以允許駐車棘爪90緩慢地接合輸出齒輪94(如圖3a所示)。在步驟136中，算法100確定變速器14是否已經(jīng)轉換到驅動檔。在步驟136處，如果變速器14還未轉換到驅動檔，那么算法100進行到步驟138。在步驟136處，如果變速器14已經(jīng)轉換到驅動檔，那么算法100進行到步驟140。在步驟138中，算法100確定C4離合器壓力是否已經(jīng)減少到零。在步驟138處，如果C4離合器壓力還未減少到零，那么算法100返回到步驟134。在步驟136處，如果變速器14已經(jīng)轉換到驅動檔，那么算法進行到步驟140。在步驟140中，C4離合器壓力被增加以保持輸出軸20。在步驟142中，C4離合器壓力以可控的方式被釋放以允許駐車棘爪90緩慢地與輸出齒輪94接合。在完成步驟142之后，算法100返回到步驟102。
盡管已經(jīng)詳細描述了用于實施本發(fā)明的最佳方式，然而本領域技術人員將認識到用于實施本發(fā)明的多個可選擇的設計和實施例都在附加的權利要求范圍之內。
權利要求
1.一種在具有自動變速器的車輛中提供改進的轉換到駐車的方法，所述的自動變速器具有多個離合器和有一個輸出齒輪連接到其上的輸出軸，該方法包括應用一制動離合器，其中該制動離合器的應用可約束變速器輸出軸；當車輛轉換到駐車時，將駐車棘爪與輸出齒輪相接合，其中在駐車棘爪和輸出齒輪之間的相對運動通過制動離合器被最小化，并且駐車棘爪和輸出齒輪的接合不會產生令人不愉快的噪音；和釋放制動離合器。
2.如權利要求1的方法，其中所述應用制動離合器包括在低壓下使用制動離合器，從而使得車輛運動不會被阻礙。
3.如權利要求1的方法，進一步包括確定何時車輛制動器已經(jīng)完全釋放，并且隨后只有當車輛制動已經(jīng)完全釋放時才釋放制動離合器。
4.如權利要求1的方法，進一步包括確定何時車輛制動器已經(jīng)部分釋放，從而使得明顯的車輛運動被檢測到，并且隨后只有當明顯的車輛運動被檢測到時才釋放制動離合器。
5.如權利要求1的方法，進一步包括確定何時已經(jīng)踩下油門，并且隨后只有踩下油門時才釋放制動離合器。
6.如權利要求1的方法，進一步包括確定何時變速器被轉換到空檔，并且隨后只有當變速器轉換到空檔時才釋放制動離合器。
7.如權利要求1的方法，其中所述的釋放制動離合器包括以可控的方式緩慢地釋放制動離合器。
8.一種在具有自動變速器的車輛中提供改進的轉換到駐車的方法，所述的自動變速器具有多個離合器和一個輸出齒輪連接到其上的輸出軸，該方法包括確定何時車輛被停止；當車輛停止時應用一制動離合器，其中制動離合器的應用可約束變速器輸出軸；確定在車輛停止之后車輛制動器是否已經(jīng)被釋放，并且如果車輛制動器已被釋放，則隨后釋放制動離合器；和當車輛轉換到駐車時，將駐車棘爪與輸出齒輪相接合，其中在駐車棘爪和輸出齒輪之間的相對運動通過制動離合器被最小化，并且駐車棘爪和輸出齒輪的接合不會產生令人不愉快的噪音。
9.如權利要求8的方法，其中所述應用制動離合器包括在低壓下使用制動離合器，從而使得車輛運動不會被阻礙。
10.如權利要求8的方法，進一步包括確定在車輛停止之后是否踩下油門，并且如果踩下油門則釋放制動離合器。
11.如權利要求8的方法，進一步包括確定變速器是否被轉換到空檔，并且如果變速器轉換到空檔，則隨后釋放制動離合器。
12.一種在具有自動變速器的車輛中提供改進的轉換到駐車的方法，所述的自動變速器具有多個離合器和一個輸出齒輪連接到其上的輸出軸，該方法包括確定何時車輛被停止；當車輛停止時應用一制動離合器，其中制動離合器的應用可約束變速器輸出軸；確定在車輛停止之后車輛制動是否已被釋放，并且如果車輛制動已被釋放，則隨后以可控的方式緩慢地釋放制動離合器；確定在車輛停止之后油門是否被踩下，并且如果油門被踩下，則隨后以可控的方式緩慢地釋放制動離合器；當車輛轉換到駐車時，將駐車棘爪與輸出齒輪相接合，其中在駐車棘爪與輸出齒輪之間的相對運動通過制動離合器被最小化，并且駐車棘爪與輸出齒輪的接合不會產生令人不愉快的噪音。
13.如權利要求12的方法，其中所述應用制動離合器包括在低壓下使用制動離合器，從而使得車輛運動不會被阻礙。
14.如權利要求12的方法，進一步包括確定變速器是否被轉換到空檔，并且如果變速器轉換到空檔，則隨后以可控的方式緩慢地釋放制動離合器。
全文摘要
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，當車輛停下來時應用離合器。該離合器的應用鎖定了具有能量儲存在其中的變速器輸出軸。然后當轉換選擇器被移動到駐車位置時，通過使離合器盤滑動，離合器以可控方式釋放儲存的能量。該可控的滑動減少了當駐車棘爪齒與輸出齒輪齒接觸時產生的噪音。
文檔編號F16H61/22GK1877167SQ200610089908
公開日2006年12月13日 申請日期2006年5月25日 優(yōu)先權日2005年5月25日
發(fā)明者S·F·詹姆斯, P·F·麥考利, J·K·朗德, S·克呂姆珀, A·L·米切爾 申請人:通用汽車公司