專利名稱：控制變速器跨越升擋的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及機(jī)動(dòng)車自動(dòng)變速器中的擋位變換控制，尤其涉及不連續(xù)的擋位之間的升擋控制。
背景技術(shù)：
單點(diǎn)螺線管、液壓系統(tǒng)閥或者離合器的故障會(huì)導(dǎo)致自動(dòng)變速器無(wú)法使用，需要變速器執(zhí)行跨擋位升擋，如從第一擋升擋至第三擋(1-3)，從第三擋升擋至第五擋(3-5)，從第二擋升擋至第六擋(2-6)等。這些換擋比連續(xù)擋位之間的升擋能量高得多，并且由于要接合的離合器上過多的能量會(huì)導(dǎo)致額外的離合器損傷，要接合的離合器的接合對(duì)產(chǎn)生升擋的目標(biāo)擋位來(lái)說(shuō)是必須 這導(dǎo)致延時(shí)升擋直至機(jī)動(dòng)車駕駛員停止。停止(backouts)指的是機(jī)動(dòng)車駕駛員釋放油門踏板。通常，存在故障時(shí)執(zhí)行要求的升擋時(shí)，要接合的離合器引起速比變化，但是慣性扭矩仍會(huì)過量導(dǎo)致先前未損壞的離合器損壞。通常，當(dāng)能夠影響變速器升擋的故障或錯(cuò)誤發(fā)生時(shí)，變速器被鎖定于單個(gè)擋位上。盡管該過程導(dǎo)致變速器進(jìn)ー步損壞的風(fēng)險(xiǎn)較低并且很容易執(zhí)行，但其缺點(diǎn)包括需要保持低車速，尤其是在第一或第二擋位駕駛時(shí)，以及損及機(jī)動(dòng)車起動(dòng)性能問題，尤其在高擋位駕駛時(shí)。在行業(yè)中存在這樣ー種需求提供一種在影響升擋的故障出現(xiàn)后控制變速器的方法，這樣變速器的所有擋位都可操作和可利用，從而允許機(jī)動(dòng)車駕駛員在方便時(shí)再維修機(jī)動(dòng)車。

發(fā)明內(nèi)容
—種控制變速器擋位變換至所需擋位的方法，包括解離要解離的變速器控制元件，改變發(fā)動(dòng)機(jī)速度至所需擋位的同步速度，減小發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩以及接合要接合的變速器控制兀件。故障模式升擋能量消耗監(jiān)控策略將高能量換擋轉(zhuǎn)換成實(shí)質(zhì)上沒有扭矩被要接合的控制元件傳輸?shù)膿Q擋。當(dāng)能量管理控制基于所需擋位和當(dāng)前的變速器輸出速度計(jì)算目標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)速度吋，要解離的離合器的扭矩傳輸能力(有時(shí)稱為最大扭矩)驟降。然后該控制利用發(fā)動(dòng)機(jī)速度限制將發(fā)動(dòng)機(jī)速度降至目標(biāo)擋位的同步速度。在發(fā)動(dòng)機(jī)速度接近目標(biāo)速度吋，要接合的離合器接合。這樣，實(shí)質(zhì)上沒有能量通過要接合的離合器傳輸，因?yàn)殡x合器沒有降低發(fā)動(dòng)機(jī)速度至同步速度。要接合的離合器不克服發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩或慣性扭矩以與所需擋位的速比同歩。通過下述詳細(xì)的描述、權(quán)利要求和附圖，優(yōu)選實(shí)施例的應(yīng)用范圍將變得顯而易見。應(yīng)該理解，雖然本說(shuō)明書和具體示例說(shuō)明了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但是只是通過例證方式給出。具體描述的實(shí)施例和示例的各種改變和改進(jìn)對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯而易見的。


結(jié)合附圖并參照以下說(shuō)明將更容易地理解本發(fā)明，其中圖I是自動(dòng)變速器的示意圖；圖2是表示圖I中變速器的摩擦控制元件在每個(gè)擋位的施加和釋放狀態(tài)的圖表；以及圖3是表示圖I中變速器升擋期間各種參數(shù)變化的圖表。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在參照附圖，圖I表示自動(dòng)變速器的運(yùn)動(dòng)學(xué)設(shè)置。變矩器10包括與內(nèi)燃機(jī)的曲軸14連接的葉輪12、裝有葉片的渦輪葉輪16、以及裝有葉片的定子葉輪18。葉輪、定子和渦輪葉輪形成環(huán)形流體流動(dòng)回路，由此，葉輪12與渦輪16通過流體流動(dòng)連接。定子18可旋轉(zhuǎn)地支承于固定的定子軸上，盡管在反方向上的自由輪轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)是允許的，但是超速制動(dòng)器20將定子錨定到軸上以防止定子在葉輪旋轉(zhuǎn)方向的反方向上旋轉(zhuǎn)。變矩器10包括位于變矩器葉輪殼體23內(nèi)的閉鎖離合器22。當(dāng)離合器22接合吋，渦輪16和葉輪12與變速器輸入軸24機(jī)械連接；當(dāng)離合器22解離時(shí)，渦輪16與葉輪22通過流體流動(dòng)連接并且機(jī)械地?cái)嚅_連接。變矩器10中容納的流體從機(jī)油泵總成25的輸出端供應(yīng)并且返回油槽，泵的入口與油槽液壓連接。變速器10裝在變速器殼體27中，變速器殼體25與車輛結(jié)構(gòu)固定不旋轉(zhuǎn)。發(fā)動(dòng)機(jī)通過變矩器10驅(qū)動(dòng)輸入端24。輸出端26與車輛的車輪可驅(qū)動(dòng)地連接，優(yōu)選地，通過差速器和ー組變速齒輪(圖中未示出)驅(qū)動(dòng)。變速器10包括兩個(gè)周轉(zhuǎn)齒輪組28、30。第一齒輪組28包括第一太陽(yáng)齒輪32、第ー環(huán)形齒輪34、第一托架36，以及承載于托架36上旋轉(zhuǎn)并與第一太陽(yáng)齒輪32和第一環(huán)形齒輪34相接合的第一組行星齒輪38。太陽(yáng)齒輪32連續(xù)地固定不旋轉(zhuǎn)，優(yōu)選地通過連接于殼體27或前支承，固定于殼體上。環(huán)形齒輪34固定于輸入端24。第二齒輪組30包括第二太陽(yáng)齒輪40 ;第三太陽(yáng)齒輪41 ;第三環(huán)形齒輪42 ;第ニ托架44 ;ー組支承于第二托架44上旋轉(zhuǎn)的短行星齒輪46 ;—組支承于第二托架44上旋轉(zhuǎn)并與第三太陽(yáng)齒輪41、第三環(huán)形齒輪42和短行星齒輪46相接合的長(zhǎng)行星齒輪48。輸出端26固定于第三環(huán)形齒輪42。前進(jìn)離合器50 (C1234)可選擇地開啟和關(guān)閉托架36和第三太陽(yáng)齒輪41之間的驅(qū)動(dòng)連接。傳動(dòng)離合器52 (C35R)可選擇地開啟和關(guān)閉托架36和第二太陽(yáng)齒輪40之間的驅(qū)動(dòng)連接。中間制動(dòng)器56 (CB26)交替地釋放和保持第二太陽(yáng)齒輪40和離合器52的輸出端不旋轉(zhuǎn)。下/反向制動(dòng)器58 (CBLR)交替地釋放和保持托架44不旋轉(zhuǎn)。超速離合器60(C456)可選擇地開啟和關(guān)閉托架44和環(huán)形齒輪34之間的驅(qū)動(dòng)連接，其固定于輸入端24。離合器交替地連接和斷開兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)部件。制動(dòng)器交替地保持轉(zhuǎn)動(dòng)部件不旋轉(zhuǎn)和釋放該轉(zhuǎn)動(dòng)部件使其其可自由旋轉(zhuǎn)。變速器10包含三個(gè)離合器50、52和60以及兩個(gè)制動(dòng)器56和58，其有時(shí)稱為摩擦元件或控制元件。
離合器50、52、60和制動(dòng)器56、58包括盤，其通過花鍵與第一構(gòu)件連接，以及摩擦片，其通過花鍵與第二構(gòu)件連接、這些盤和片彼此交錯(cuò)。當(dāng)在驅(qū)動(dòng)控制元件的伺服機(jī)構(gòu)上施加液壓時(shí)，離合器的盤和片強(qiáng)制相互摩擦接觸，從而增加控制元件的扭矩傳遞能力并且可驅(qū)動(dòng)地連接第一和第二構(gòu)件。當(dāng)從伺服機(jī)構(gòu)排出液壓時(shí)，控制元件不傳遞扭矩，允許第一和第二構(gòu)件獨(dú)立旋轉(zhuǎn)。雖然已經(jīng)將離合器50、52、60和制動(dòng)器56、58具體闡述并描述為液壓驅(qū)動(dòng)的多盤離合器和制動(dòng)器，本發(fā)明還可以用替代類型的可釋放連接實(shí)施，包括但不限于爪形離合器和制動(dòng)器、可控單向離合器和制動(dòng)器、磁力驅(qū)動(dòng)的離合器和制動(dòng)器或電驅(qū)動(dòng)的離合器和制動(dòng)器。如圖2表格所示，第三擋位通過接合離合器50、52產(chǎn)生。第五擋位通過接合離合器52和60產(chǎn)生。當(dāng)產(chǎn)生從第三擋位到第五擋位的升擋 時(shí)，離合器52保持接合，前進(jìn)離合器50 (C1234)是要解離的元件，超速離合器60 (C456)是要接合的元件。如圖3所示，當(dāng)電子控制器在時(shí)間70要求3-5升擋時(shí)，要解離的控制元件C1234的驅(qū)動(dòng)伺服壓カ72在整個(gè)升擋期間沿相對(duì)陡的斜線下降至實(shí)質(zhì)上為零的壓カ75。但是要接合的控制元件C456的伺服壓カ76保持較低并在延遲時(shí)間段內(nèi)排出。發(fā)動(dòng)機(jī)速度68在升擋要求發(fā)生前實(shí)質(zhì)上保持不變。要求升擋之后，控制器確定發(fā)動(dòng)機(jī)的同步速度78，也就是目標(biāo)擋位(第五擋)中的變速器輸出端26的速度等于當(dāng)前擋位(第三擋)中的輸出端速度時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)速度。然后，控制器控制發(fā)動(dòng)機(jī)速度80朝同步速度78穩(wěn)定降低，同時(shí)要接合的控制元件C456保持?jǐn)嚅_?？刂破饕矞p少發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩82至實(shí)質(zhì)上為零的扭矩84，同時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)速度沿斜線80降低。優(yōu)選地，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)速度降至大約200_300rpm并大于同步速度78時(shí),要接合的控制元件C456的壓カ76在82處上升至沖擊壓力，其取代啟動(dòng)要接合的控制元件C456的伺服系統(tǒng)的液壓活塞，從而去除伺服系統(tǒng)中的間隙。伺服壓カ在離合器C456被沖擊后可在86處降低井隨后上升至起始?jí)亥?8。要接合的控制元件C456的最大扭矩沿斜線90増加，使離合器C456在管路壓カ92處變得與驅(qū)動(dòng)壓カ完全接合。3-5升擋完成后，控制器在94處增加發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩，并在96處增加發(fā)動(dòng)機(jī)極限速度。升擋98后的發(fā)動(dòng)機(jī)速度比升擋68前的更低。因發(fā)動(dòng)機(jī)速度處于同步速度的同時(shí)要接合的離合器C456變成接合狀態(tài)，所以離合器不傳輸慣性扭矩，在將發(fā)動(dòng)機(jī)速度與目標(biāo)擋位的輸出端速度同步時(shí)這通常是需要的。因發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩84基本上為零的同時(shí)要接合的離合器C456為接合狀態(tài)，所以離合器不傳輸發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩。因此，升擋在由要接合的離合器C456傳輸?shù)呐ぞ睾苄〉那闆r下產(chǎn)生，直至升擋完成后。雖然已經(jīng)參照要解離和要接合的控制元件是離合器對(duì)3-5升擋進(jìn)行了說(shuō)明，該控制可用于擋位變換，其中制動(dòng)器為共同參與控制元件，或離合器和制動(dòng)器兩者均參與擋位變換。該控制可用于升擋和降擋。按照專利法的規(guī)定，已經(jīng)對(duì)優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行了說(shuō)明。但是，需要注意的是，還可以實(shí)施與詳細(xì)說(shuō)明和描述的實(shí)施例不同的替代實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種控制變速器擋位變換至所需擋位的方法，其特征在于，包含 Ca)解離要解離的變速器控制元件； (b)改變發(fā)動(dòng)機(jī)速度至所需擋位的同步速度； (C)減小發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩； Cd)接合要接合的變速器控制元件。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，步驟(a)進(jìn)ー步包含 降低驅(qū)動(dòng)要解離的控制元件的伺服系統(tǒng)中的液壓；以及 降低要解離的控制元件的最大扭矩。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，步驟(b)進(jìn)ー步包含 增加驅(qū)動(dòng)要接合的控制元件的伺服系統(tǒng)中的液壓； 増加要接合的控制元件的最大扭矩。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，步驟(d)進(jìn)ー步包含 通過增加驅(qū)動(dòng)要接合的控制元件的伺服系統(tǒng)中的液壓沖擊要接合的控制元件； 通過增加所述伺服系統(tǒng)中的液壓至啟動(dòng)壓カ増加要接合的控制元件的最大扭矩； 通過增加所述伺服系統(tǒng)中的液壓至管路壓カ使要接合的控制元件完全接合。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，步驟(b)包含 在擋位變換開始之后的一段時(shí)間內(nèi)使發(fā)動(dòng)機(jī)速度朝同步速度降低。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在干，進(jìn)ー步包含在要接合的控制元件接合后增加發(fā)動(dòng)機(jī)速度。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，步驟(c)包含 在擋位變換開始后的一段時(shí)間內(nèi)減小發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在干，進(jìn)ー步包括含要接合的控制元件接合后増加發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩。
全文摘要
一種控制變速器擋位變換至所需擋位的方法，包括解離要解離的變速器控制元件，改變發(fā)動(dòng)機(jī)速度至所需擋位的同步速度，減小發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩，以及接合要接合的變速器控制元件。
文檔編號(hào)F16H59/02GK102818005SQ201210185138
公開日2012年12月12日 申請(qǐng)日期2012年6月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月8日
發(fā)明者理查德·R·海瑟威, 愛德華·卡滕斯基, 佩德羅·S·盧漢 申請(qǐng)人:福特全球技術(shù)公司