專利名稱：控制自動變速器的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及控制自動變速器的方法，并涉及以該方法控制的自動變速器。
背景技術(shù)：
具有內(nèi)燃發(fā)動機和具有扭矩轉(zhuǎn)換器的自動變速器的機動車輛在以選擇的檔位狀 態(tài)停止時，例如在“D”檔位置時，不必要地消耗大量燃料，這是因為內(nèi)燃發(fā)動機經(jīng)扭矩轉(zhuǎn)換 器相對于靜止轉(zhuǎn)換器渦輪工作。而且，所述操作狀態(tài)，特別是在柴油發(fā)動機中，可導(dǎo)致動力 傳動系中不希望的振動干擾和噪聲。DE 19912480A1公開了自動變速器，其具有三個單行星齒輪組并具有液壓扭矩轉(zhuǎn) 換器，該自動變速器具有“制動空擋(braked neutral)”位置。在“制動空擋”位置，太陽齒 輪和第一行星齒輪組的行星齒輪架通過兩個制動離合器以相對外殼不可旋轉(zhuǎn)的方式固定， 這是由于第一和第二制動離合器同時作用的結(jié)果，其結(jié)果是直接連接到第一行星齒輪組的 環(huán)形齒輪的驅(qū)動輸出軸被類似地鎖定。而且，連接到第三行星齒輪組的第三制動離合器被 打開。以該方式，沒有扭矩能夠在輸入軸和輸出軸之間傳輸，且輸入軸可自由旋轉(zhuǎn)。當車輛 以選擇的檔位狀態(tài)(D，l，2，3，4等)達到靜止時，“制動空擋”位置是通過變速器控制器自動 選擇的。然而，第三制動離合器的完全打開導(dǎo)致在起動過程中不可接受的震動，這是因為 第三制動離合器必須首先快速設(shè)置在接觸位置。在起動前短時間內(nèi)從“制動空擋”位置離 開時完全防止沖擊(jerk)幾乎是不可能的，特別是如果油門踏板在腳制動器釋放后被快 速壓下。這與車輛由于渦輪機慣性質(zhì)量的制動器而被驅(qū)動的效果相關(guān)。因為腳制動器已經(jīng) 釋放，車輛經(jīng)歷輕微加速，一旦渦輪機靜止，該加速就停止。渦輪機被制動越快并因此車輛 也越快準備起動，則將更明顯感覺到?jīng)_擊。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供控制自動變速器的方法，其能夠有效地減少燃料消耗和怠速 振動，并在車輪制動器釋放時防止向后滾動，且在起動過程中離開“制動空擋”位置時防止 沖擊。所述目的是利用根據(jù)本發(fā)明特征和本發(fā)明的自動變速器的方法實現(xiàn)的。依靠同時致動第一和第二制動離合器，其中第三制動離合器至少間歇地處于打滑 狀態(tài)，在“制動空擋”位置可以在輸入軸和輸出軸間傳輸?shù)尿?qū)動扭矩量通過打滑第三制動離 合器而被調(diào)整。該方法在下面被稱為“NIC”，即空擋怠速控制。設(shè)置在NIC位置的旋轉(zhuǎn)渦 輪機的低驅(qū)動扭矩由在靜止時閉合的第一和第二制動離合器提供，且不經(jīng)輸出軸傳輸?shù)杰?輛，并因此實現(xiàn)車輛驅(qū)動軸與發(fā)動機扭矩的完全分離。整個控制是以變速器殼體內(nèi)被旁通 的驅(qū)動軸進行的。傳輸?shù)捷敵鲚S的扭矩和振動以該方式被有效降低。然而，同時該打滑第三 制動離合器處于活動狀態(tài)。當駕駛員通過致動油門踏板并因此增加發(fā)動機速度而給出命令 起動車輛時，第三制動離合器可非?？焖俚貒Ш?，同時第一和/或第二制動離合器打開，其結(jié)果是，即使輸入軸在NIC位置幾乎不傳輸任何驅(qū)動扭矩，非常自然的車輛起動是可能的。這里引用制動器離合器，但這不能理解為對特定技術(shù)設(shè)計的限制。這里，制動離合 器應(yīng)理解為合適的離合器，其可相對變速器殼體牢固地支撐或制動軸或齒輪，以便軸或齒 輪更慢地旋轉(zhuǎn)或不再旋轉(zhuǎn)。根據(jù)本發(fā)明，顯然這里指出的制動離合器也可設(shè)計為制動器帶 (brake band)或任何其他合適形式以便實現(xiàn)制動功能。渦輪機優(yōu)選為至少間歇地以一定速度旋轉(zhuǎn)，該速度優(yōu)選接近每分鐘50到100轉(zhuǎn)， 在內(nèi)燃發(fā)動機的怠速速度以下。作為相應(yīng)打滑扭矩的結(jié)果，所述速度是在第三制動離合器 設(shè)定的。作為內(nèi)燃發(fā)動機和輸入軸之間低速差的結(jié)果，僅存在小的牽引力矩(drag torque) 并因此僅會產(chǎn)生低水平振動和噪聲。第二，作為第三制動離合器的牽引操作的結(jié)果，其中第 三制動離合器是主動式的并將在以全部離合器壓力作用時嚙合，其結(jié)果是如果第一和/或 第二制動器離合器同時釋放，全部變速器扭矩被立即施加到輸出軸。這可導(dǎo)致第三制動離 合器與第一和第二制動離合器同時被致動。根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例，保持第一和第二制動離合器的致動直到渦輪機速度為 零，或如果車輛停止在斜坡上，直到發(fā)動機扭矩增加到足夠的水平從而防止制動離合器釋 放時向后滾動。以該方式，特別地，首先可以防止離開怠速操作時車輛不期望的前向移動， 該現(xiàn)象可常常發(fā)生，這通常也稱為“空擋怠速離開沖擊(neutral idle exit jerk)”，并其 基于內(nèi)燃發(fā)動機開始發(fā)生驅(qū)動扭矩之前短時間內(nèi)渦輪機速度快速減小的慣性效果；第二， 可以該方式防止駕駛員已經(jīng)釋放腳剎，但發(fā)動機扭矩還沒有上升到足夠高的階段內(nèi)不期望 的向后滾動。渦輪機的慣性運動的制動導(dǎo)致當渦輪機和車輛經(jīng)輸入離合器嚙合時車輛慣性運 動的加速。根據(jù)本發(fā)明，如果第一和第二制動離合器保持被致動直到渦輪機速度為零，則可 防止所述效果。雖然在所述制動階段，在渦輪機和車輛之間有離合器連接，也可進一步導(dǎo)致 積極效果，即輸入離合器可快速鎖定而不用進一步調(diào)節(jié)，這使得車輛可更快地起動。根據(jù)本 發(fā)明所述優(yōu)選實施例，慣性扭矩被制動離合器提供，因為制動離合器保持被致動直到渦輪 機速度為零。根據(jù)本發(fā)明進一步的優(yōu)選實施例，第三制動離合器臨時性完全釋放以便能夠稍微 旋轉(zhuǎn)第三行星齒輪組的齒輪，并因而在NIC位置之前通過從副軸釋放負載而從換擋位置除 去任何殘余負載，該副軸用作扭轉(zhuǎn)彈簧。根據(jù)本發(fā)明進一步的實施例，同時致動第一和第二制動離合器僅在車輛靜止時發(fā) 生。這是重要的，因為第一和第二制動離合器的無意致動將導(dǎo)致變速器鎖定，這在車輛移動 時是必須避免的。因為所述換擋狀態(tài)是邏輯提供的，必需對輸出速度或必須采用的車輛移 動速度進行可靠的或冗余監(jiān)視。


本發(fā)明進一步實施例可從說明書和其它實施方式看出。本發(fā)明在下面基于優(yōu)選實 施例參考

，其中圖1示出六檔自動變速器示意圖，其中根據(jù)本發(fā)明的控制是在一個優(yōu)選實施例中 實現(xiàn)的以及圖2示出圖1中六檔自動變速器的致動表。
具體實施例方式根據(jù)本發(fā)明的控制自動變速器的方法和設(shè)備是在六檔自動變速器1中實現(xiàn)的，該 自動變速器在圖1中示意示出并將三個單級行星齒輪組A，B和C彼此組合。每個行星齒輪 組A，B, C分別具有一個太陽齒輪SA，SB, SC, 一個行星齒輪PRA，PRB, PRC, 一個行星齒輪架 PA, PB, PC和一個環(huán)形齒輪HA，HB, HC。圖2示出變速器1的相關(guān)的換擋表。扭矩轉(zhuǎn)換器3的渦輪機2連接到變速器1的輸入軸4。輸入軸4進而穩(wěn)固地連接到 第二行星齒輪組B的第二太陽齒輪SB。輸入軸4可通過第一換擋離合器Cl固定到第一行星 齒輪架PA，也就是說可旋轉(zhuǎn)地穩(wěn)固連接第一行星齒輪架PA，并可通過第二換擋離合器C2固定 到第一太陽齒輪SA,也就是說可旋轉(zhuǎn)地穩(wěn)固連接第一太陽齒輪SA。這里，換擋離合器應(yīng)理解 為指可相對彼此固定兩個旋轉(zhuǎn)變速器部件，如軸或齒輪，以便以相同速度旋轉(zhuǎn)的合適離合器。第一行星齒輪組A的第一太陽齒輪SA分配有第一制動離合器Bi，所述第一太陽 齒輪SA可通過第一制動離合器Bl相對殼體5固定。第一行星齒輪組A的第一行星齒輪架 PA被分配以第二制動器離合器B2，所述第一行星齒輪架PA可類似地通過第二制動離合器 B2相對殼體5固定。為了支撐殼體5上第三太陽齒輪SC，提供了第三制動離合器B3。第一行星齒輪架PA也穩(wěn)固地連接到第二行星齒輪組B的第二環(huán)形齒輪HB，第二行 星齒輪架PB穩(wěn)固地連接到第三行星齒輪組C的第三環(huán)形齒輪HC，且第三行星齒輪架PC穩(wěn) 固地連接到第一行星齒輪組A的第一環(huán)形齒輪HA。第三行星齒輪架PC也連接到輸出軸6。具有3個齒輪組A，B和C的自動變速器的第一齒輪中常用換擋布置是第二和第三 制動離合器B2，B3的鎖合(closure)。這引起車輛如下驅(qū)動。渦輪機扭矩驅(qū)動行星齒輪組 B的太陽齒輪SB。環(huán)形齒輪HB是通過第二制動離合器B2固定到殼體的，結(jié)果是行星齒輪 架PB旋轉(zhuǎn)，且因此，環(huán)形齒輪HC也旋轉(zhuǎn)。因為第三制動離合器B3閉合，太陽齒輪SC是靜 止的，結(jié)果是行星齒輪架PC且因此輸出軸6被驅(qū)動。在NIC位置，作為致動制動離合器Bl和B2的結(jié)果，行星齒輪組A的行星齒輪架PA 和太陽齒輪SA固定到殼體5。第一行星齒輪架PA，且借助該第一行星齒輪架，第三行星齒 輪架PC和輸出軸6也以該方式鎖定。這都發(fā)生在變速器內(nèi)部。渦輪機2產(chǎn)生的扭矩經(jīng)第 二太陽齒輪SB驅(qū)動第二行星齒輪架PB，且借助所述第二行星齒輪架PB和連接其上的第三 環(huán)形齒輪HC，結(jié)果繞行星軸旋轉(zhuǎn)的第三行星齒輪PRC驅(qū)動第三太陽齒輪SC，其中行星軸是 靜止的因為其被鎖定。第三太陽齒輪SC的速度是通過打滑連接其上的制動離合器B3確定 的，這進而通過反作用經(jīng)所述鏈路確定渦輪機旋轉(zhuǎn)速度。所述驅(qū)動系產(chǎn)生的行星齒輪架PC 上反作用力不被經(jīng)驅(qū)動軸連接的車輛支持，這就是駕駛過程中的情形，但根據(jù)本發(fā)明被更 剛性的內(nèi)變速器元件和第一和第二制動離合器Bl和B2支持。因為制動離合器B3的打滑是通過渦輪機速度決定的，因而可以已知方式確定渦 輪機扭矩或變速器輸入扭矩。因而可以設(shè)定渦輪機和發(fā)動機扭矩最優(yōu)比率從而保持燃料消 耗和盡可能低的車輛振動，同時優(yōu)化起動舒適性，也就是說，從NIC位置的無沖擊和快速起 動是可能的。不排除考慮與第二制動離合器B2并行設(shè)置自由飛輪，在駕駛過程中，該自由飛輪在第一檔位中執(zhí)行第二制動離合器B2的功能，而所述自由飛輪可以在過速模式(overrun mode)中過速。在任何情形中，在NIC位置，第二制動離合器B2嚙合。
權(quán)利要求
一種控制自動變速器的方法，所述自動變速器具有在內(nèi)燃發(fā)動機驅(qū)動的車輛內(nèi)的液壓扭矩轉(zhuǎn)換器，所述自動變速器(1)具有至少兩個，優(yōu)選三個行星齒輪組(A，B，C)，其中第一行星齒輪組(A)具有第一制動離合器(B1)和第二制動離合器(B2)，通過同時致動所述第一和第二制動離合器(B1，B2)，這兩個離合器被制動，或以相對殼體(5)不可旋轉(zhuǎn)方式固定在“制動空擋”位置，結(jié)果直接連接到所述第一行星齒輪組(A)的輸出軸被類似地制動或鎖定，其中第三行星齒輪組(C)嚙合連接到輸入軸(4)和所述第一行星齒輪組(A)，且所述第三行星齒輪組(C)可以通過第三制動離合器(B3)相對所述殼體(5)被固定，其中，當所述第三制動離合器(B3)處于打滑狀態(tài)時，所述第一和第二制動離合器(B1，B2)至少間歇地發(fā)生同時制動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，至少間歇地發(fā)生第一、第二和第三制動離合器(B1，B2，B3)的同時致動。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中渦輪機(2)，其被連接到所述扭矩轉(zhuǎn)換器(3)的輸入軸(4)，所述渦輪機⑵至少間歇 地以一速度旋轉(zhuǎn)，該速度接近，優(yōu)選在50到100轉(zhuǎn)每分鐘，該速度在所述內(nèi)燃發(fā)動機怠速以 下。
4.根據(jù)前述任一個權(quán)利要求所述的方法，其中所述第一和第二制動離合器(Bi，B2)的同時致動被保持，直到所述內(nèi)燃發(fā)動機能夠傳 輸前向推力給所述車輛并防止所述車輛例如在斜坡上向后滾動。
5.根據(jù)前述任一個權(quán)利要求所述的方法，其中所述第三制動離合器(B3)被臨時完全釋放，以便能夠輕微旋轉(zhuǎn)所述第三行星齒輪組 (C)的齒輪和/或從所述輸出軸釋放負載。
6.根據(jù)前述任一個權(quán)利要求所述的方法，其中僅在車輛靜止時，所述第一和第二制動離合器(B1，B2)發(fā)生所述同時致動。
7.一種自動變速器，其執(zhí)行根據(jù)前面任一個權(quán)利要求所述的方法。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的自動變速器，其中所述制動離合器(Bi)被分配給所述第一行星齒輪組(A)的第一太陽齒輪(SA)，而第二 制動離合器(B2)被分配給所述第一行星齒輪組(A)的第一行星齒輪架(PA)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的變速器，其中所述制動離合器(B3)被分配給所述第三行星齒輪組(C)的第三太陽齒輪(SC)。
10.根據(jù)權(quán)利要求7，8或9所述的變速器，其中所述輸入軸可通過所述第一換擋離合器(Cl)相對所述第一行星齒輪架(PA)被固定， 并且通過所述第二換擋離合器(C2)相對所述第一太陽齒輪(SA)被固定。
11.根據(jù)權(quán)利要求7到10中任一個所述的變速器，其中所述輸入軸被穩(wěn)固地連接到所述第二行星齒輪組(B)的第二太陽齒輪(SB)，所述第一 行星齒輪架(PA)被穩(wěn)固地連接到所述第二行星齒輪組(B)的第二環(huán)形齒輪(HB)，所述第二 行星齒輪架(PB)被穩(wěn)固地連接到所述第三行星齒輪組(C)的第三環(huán)形齒輪(HC)，而所述第 三行星齒輪架(PC)被穩(wěn)固地連接到所述第一行星齒輪組(A)的第一環(huán)形齒輪(HA)并被連 接到所述輸出軸。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種控制自動變速器的方法，其具有在內(nèi)燃發(fā)動機驅(qū)動的車輛內(nèi)的液壓扭矩轉(zhuǎn)換器，自動變速器(1)具有三個行星齒輪組(A，B，C)，其中第一行星齒輪組(A)具有第一制動離合器(B1)和第二制動離合器(B2)，通過同時致動第一和第二制動離合器(B1，B2)這兩個離合器被制動，或以相對殼體(5)不可旋轉(zhuǎn)方式固定在“制動空擋”位置，結(jié)果直接連接到第一行星齒輪組(A)的輸出軸(6)類似地被制動或鎖定。第三行星齒輪組(C)以齒輪連接到輸入軸(4)和第一行星齒輪組(A)，并可通過第三制動離合器(B3)相對殼體(5)固定。本發(fā)明特征在于當?shù)谌苿与x合器(B3)處于打滑狀態(tài)時，第一和第二制動離合器(B1，B2)至少間歇地發(fā)生同時制動。因而可以相對內(nèi)燃發(fā)動機控制扭矩轉(zhuǎn)換器的渦輪機速度，因此可快速舒適地換擋到掛擋狀態(tài)。
文檔編號F16H61/00GK101839333SQ20101013562
公開日2010年9月22日 申請日期2010年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月20日
發(fā)明者M·塔爾 申請人:福特環(huán)球技術(shù)公司