雙態(tài)離合器組件的移庫換擋控制的制作方法
【專利摘要】一種車輛，包括內燃發(fā)動機、配置為響應于制動命令而減慢車輛的制動器促動器、和變速器。變速器包括每一個具有多個節(jié)點的多個齒輪組、連續(xù)連接到發(fā)動機和其中一個齒輪組的節(jié)點的輸入構件、倒車離合器、雙態(tài)離合器組件和控制器。雙態(tài)離合器組件至少連接到輸入構件所連接的同一齒輪組，且在進入倒車檔位狀態(tài)時與倒車離合器應用?？刂破鲌?zhí)行一方法，以在車輛在校準速度閾值以上前進時響應于請求的到倒車檔位狀態(tài)的移庫換擋而將制動命令傳遞到制動器促動器，且由此減慢車輛直到獲得跨雙態(tài)離合器組件的校準目標轉差。
【專利說明】雙態(tài)離合器組件的移庫換擋控制
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及雙態(tài)離合器組件的移庫換擋(garage shift)控制。
【背景技術】
[0002]機動車輛變速器通常使用互連的齒輪元件和離合器，以聯接可旋轉變速器輸入和輸出構件，以由此建立期望的變速器速度比。離合器被可以配置為具有一系列間隔開的摩擦片的流體促動裝置。液壓活塞被促動，以便將摩擦片壓縮一起，且由此經過接合的離合器傳遞扭矩，或停止離合器一側和任何互連齒輪元件或節(jié)點的旋轉。片式離合器通常通過可變的轉差率控制，從而離合器的狀態(tài)可從完全應用(fully applied)到完全釋放以及二者之間的任何狀態(tài)變化。
[0003]在一些變速器中，雙態(tài)離合器組件(包括可選擇單向離合器、飛輪元件、和/或爪形離合器)被單獨使用或與旋轉和/或制動片式離合器聯合使用，如上所述，以建立一個或多個檔位狀態(tài)。不同于常規(guī)的片式離合器，雙態(tài)離合器組件具有正好兩個可能的狀態(tài):完全應用和完全釋放狀態(tài)。在被應用(applied)時，阻止雙態(tài)離合器組件沿兩旋轉方向的旋轉。在釋放時，雙態(tài)離合器組件沿一個旋轉方向空轉(freewheel),且由此雙態(tài)離合器的一側相對于另一側可以有效地滑動。

【發(fā)明內容】

[0004]本文公開一種車輛，其包括具有雙態(tài)離合器組件和制動器促動器組，后者可以經由防抱死制動系統(tǒng)(ABS)邏輯而被控制。變速器包括一個或多個齒輪組，其至少一個節(jié)點連接到雙態(tài)離合器組件?？刂破髯詣拥貦z測變速器的被請求的移庫換擋。如在本文使用的，術語“移庫換擋”意思是任何變速器到倒車檔位狀態(tài)的手動請求或自動請求的命令換擋。在做出這種請求時，控制器確定車輛是否以低閾值速度以上的速度前進。如果是，則控制器啟動制動器促動器，從而以限定的速率將車輛到低于閾值速度，且隨后例如經由ABS邏輯的執(zhí)行來命令雙態(tài)離合器組件的應用。以這種方式做出的制動器應用的目的是模擬主動接合倒車離合器(即常規(guī)的摩擦片離合器)的感覺，同時延遲倒車離合器的接合。
[0005]本方法的核心是在執(zhí)行請求的移庫換擋之前對雙態(tài)離合器組件進行自動轉差控制。在閾值速度以上請求移庫換擋時，雙態(tài)離合器組件的應用和倒車離合器的隨后或同時的接合被延遲。這樣的目的是有助于使得雙態(tài)離合器組件上的過早接合的影響最小化。同時，限定速率下的自動制動器控制模擬倒車離合器的立即接合的感覺，同時還使得雙態(tài)離合器組件的請求應用執(zhí)行期間和隨后的到倒車的換擋期間司機感受的任何噪聲、振動和不順性最小化。
[0006]具體說，本文公開的車輛包括內燃發(fā)動機、配置為響應于制動命令而減慢車輛的制動器促動器組、和具有控制器的變速器。變速器包括每一個具有多個節(jié)點的多個齒輪組、和連續(xù)連接到發(fā)動機和齒輪組中一個的節(jié)點的輸入構件。變速器還包括倒車離合器，即常規(guī)的旋轉摩擦片離合器，其選擇性地將連接到齒輪組中一個的另一節(jié)點。變速器的雙態(tài)離合器組件至少連接到與輸入構件所連接的齒輪組相同的齒輪組，且在進入到倒車檔位狀態(tài)時被應用。
[0007]控制器與發(fā)動機、倒車離合器和雙態(tài)離合器組件通信，且包括處理器?？刂破骺刹僮鳛椋谲囕v以校準閾值以上的速率行進時，經由處理器響應于到倒車檔位狀態(tài)的請求移庫換擋而將制動命令傳遞到制動器促動器組，以由此以限定速率減慢車輛，直到獲得跨雙態(tài)離合器組件的校準目標轉差。
[0008]還公開一種方法，其包括，當車輛以閾值速度以上的速度前進時，經由控制器在車輛中檢測如上所述的變速器的到倒車檔位狀態(tài)的請求換擋。方法還包括，響應于到倒車檔位狀態(tài)的請求移庫換擋將制動命令傳遞到制動器促動器組，和經由制動器促動器以限定的速率減慢車輛直到獲得跨雙態(tài)離合器組件的校準目標轉差。該方法繼續(xù)經由控制器應用雙態(tài)離合器組件和接合倒車離合器，以由此將變速器換擋到倒車檔位狀態(tài)。
[0009]一個實施例中的變速器包括每一個具有多個節(jié)點的第一、第二和第三齒輪組、輸入構件、倒車離合器、雙態(tài)離合器組件和控制器。輸入構件選擇性地連接到第一齒輪組且連續(xù)連接到第二齒輪組，且還接收來自發(fā)動機的輸入扭矩。倒車離合器選擇性地連接輸入構件到第一齒輪組的節(jié)點。雙態(tài)離合器組件至少連接到輸入構件所連接的同一齒輪組，且選擇性地在變速器換擋到倒車檔位狀態(tài)時被應用。
[0010]在該實施例中，控制器與發(fā)動機、倒車離合器和雙態(tài)離合器組件通信，包括處理器，且可操作為在車輛以校準閾值速度以上的速率前進時響應于到倒車檔位狀態(tài)的請求移庫換擋而將一組制動命令傳遞到制動器促動器組?？刂破骼^續(xù)傳遞制動命令，直到跨雙態(tài)離合器組件獲得校準目標轉差。其后，控制器將離合器控制信號傳遞到雙態(tài)離合器組件和倒車離合器，且僅在跨雙態(tài)離合器組件獲得校準目標轉差之后由此將變速器換擋到倒車檔位狀態(tài)。
[0011]在下文結合附圖進行的對實施本發(fā)明的較佳模式做出的詳盡描述中能容易地理解上述的本發(fā)明的特征和優(yōu)點以及其他的特征和優(yōu)點。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是具有自動變速器和控制器的示例性車輛的示意圖，所述控制器在如本文所述的移庫換擋期間控制變速器的雙態(tài)離合器組件的狀態(tài)；
[0013]圖2是圖1的變速器的示例性實施例的示意圖；
[0014]圖3是描述在本方法執(zhí)行中被控制的車輛參數的一組跡線；
[0015]圖4是描述用于響應于請求移庫換擋而將圖2的變速器換擋為倒車的方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0016]參見附圖，其中幾幅圖中相似的附圖標記指示類似部件，示例性車輛10示意性地顯示在圖1中。車輛10包括內燃發(fā)動機12或其他原動機、自動變速器14和控制器50。控制器50配置為控制變速器14的移庫換擋，即變速器14從停止或從前進狀態(tài)到倒車的換擋。在將車輛10倒退到車庫以外時通常不必須執(zhí)行這種操作，但是使用本方法可以控制任何倒車換擋。[0017]控制器50執(zhí)行實施方法100的指令或邏輯，其例子顯示在圖4中且額外參考圖3在下文中描述?？刂破?0執(zhí)行方法100，以精確地經由離合器命令(箭頭11)為圖2的雙態(tài)離合器組件的應用計時，且由此使得特別是移庫換擋期間作用在雙態(tài)離合器組件25上的力的影響最小化。在下文中參考圖2描述這種雙態(tài)離合器組件25。相對于常規(guī)的方法，本方法100的執(zhí)行有助于在換擋到倒車期間減少車輛10中的噪聲、振動和不順性水平。
[0018]在圖1所示的車輛10的發(fā)動機12可以經由液壓動力扭矩轉換器組件(未示出)或經由另一扭矩傳遞機構(例如輸入離合器)聯接到變速器14。變速器14的輸入構件13從發(fā)動機12接收輸入扭矩(箭頭T1X變速器14最終經由輸出構件15將輸出扭矩(箭頭Ttj)輸送到兩輪、四輪或全輪驅動構造中的一些或所有車輪19。
[0019]車輛10還包括制動器促動器組36，其對來自控制器50的一組制動命令(箭頭B1'B2、B3、B4)做出響應。制動器促動器36按照需要被控制，以應用摩擦制動墊、制動鼓和/或摩擦于電子制動部件的任何其他合適的組合來以限定速率讓車輛10減速。與變速器14和制動器促動器36每一個通信的控制器50被防抱死制動系統(tǒng)(ABS)邏輯52程控，或可存取所述邏輯52。
[0020]在可行實施例中，控制器50可以從一組速度傳感器54接收各個車輪的速度(箭頭N1、N2、N3、N4)，且由此可計算每一個車輪19和道路表面之間的轉差率。控制器50自動地在需要時啟動ABS邏輯52，以經由制動命令(箭頭B1-B4)快速循環(huán)制動器促動器36且由此防止車輪15抱死，如本領域已知的。
[0021]當需要時，圖1的控制器50還在低閾值速度以上進行移庫換擋期間選擇性地啟動ABS邏輯52。制動器促動器36經由ABS邏輯52的應用在應用本文所述的雙態(tài)離合器組件25之前以限定速率減少車輛速度，例如參考圖2。因此，控制器50可以與停車、倒車、空檔、前進、低速(PRNDL)閥門24通信，從而控制器50直接地或經由發(fā)動機控制模塊(未示出)接收PRNDL設定(箭頭17)。使用傳感器54或其他傳感器，控制器50還確定車輛速度(箭頭Nltl),其在如下所述的方法100執(zhí)行時被使用。
[0022]結構上，控制器50可以包括至少一個處理器53以及實體的、非瞬時存儲器55，例如只讀存儲器(ROM)、隨機訪問存儲器(RAM)、電可編程只讀存儲器(EPR0M)、高速時鐘、模擬-數字(A/D)和數字-模擬(D/A)電路、和任何的輸入/輸出(I/O)電路或裝置、以及信號調制和緩沖電路。用于執(zhí)行控制雙態(tài)離合器組件25的轉差的方法100的指令記錄在存儲器55中且經由處理器(一個或多個)53執(zhí)行。
[0023]參見圖2，圖1的變速器14的示例性實施例顯示為示意性的桿系圖，如本領域技術人員所理解的。變速器14的至少一個節(jié)點連接到雙態(tài)離合器組件25，例如可選擇單向離合器、飛輪元件(例如元件F1)、爪形離合器或任何其他離合器裝置，其具有完全應用/接合和完全釋放的雙態(tài)狀態(tài)，如上所述。
[0024]如上所述，控制器50檢測變速器14的請求移庫換擋。這種移庫換擋要求雙態(tài)離合器組件25與一個或多個倒車離合器相關聯地應用。然而，雙態(tài)離合器組件25不能總是一旦被請求就應用。例如，跨雙態(tài)離合器組件25的轉差在移庫換擋請求時可能會太高，或車輛速度可能太高，從而雙態(tài)離合器組件25的立即應用會影響雙態(tài)離合器組件25和/或造成移庫換擋的不可接受不順性?？刂破?0經由執(zhí)行方法100的指令而解決該具體的控制問題，所述方法包括選擇性啟動圖1所示的ABS邏輯52。圖1的ABS邏輯52的選擇性使用由此模擬了立即換擋到倒車的期望的片式離合器感覺。
[0025]在圖2所示的示例性構造中，變速器14可以分別包括第一、第二、和第三齒輪組20、30、和40。第一齒輪組20可以包括相應的第一、第二、和第三節(jié)點21、22、和23。第二和第三齒輪組30和40也可以類似地具有相應第一、第二和第三節(jié)點。對于第二齒輪組30，第一、第二和第三節(jié)點分別是節(jié)點31、32和33。第三齒輪組40包括相應的第一、第二、和第三節(jié)點41、42、和43。
[0026]相對于第一齒輪組20，第一節(jié)點21經由互連構件18連續(xù)連接到第三齒輪組40的第二節(jié)點42。第二節(jié)點22經由第一旋轉離合器C456選擇性地連接到發(fā)動機12和輸入構件13。同樣，第三節(jié)點23經由第二旋轉離合器C35R選擇性地連接到發(fā)動機12和輸入構件
13。第三節(jié)點23經由第一制動離合器CB26選擇性地連接到變速器的靜止構件45。
[0027]如針對所有離合器而在本文使用的，字母“C”是指“離合器”，“B”是指“制動器”，且各種附圖標記是指具體的向前驅動檔位模式，例如“R”為倒車，“I”是第一檔位，“2”代表第二齒輪等，直到第六檔位。離合器中沒有“B”則是指具體離合器為旋轉離合器。因此，離合器C35R用作圖2實施例中的倒車離合器，且需要在移庫換擋期間在將變速器14換擋到倒車時接合。
[0028]在圖2的第二齒輪組30中，第一節(jié)點31經由雙態(tài)離合器組件25選擇性地連接到第一齒輪組20的第二節(jié)點22。雙態(tài)離合器組件25的接合將節(jié)點22和31鎖定到變速器14的靜止構件45。第二節(jié)點32經由另一互連構件28連續(xù)地連接到第三齒輪組40的第三節(jié)點43。第三節(jié)點33直接地或經由再一互連構件26連續(xù)連接到輸入構件13。第三齒輪組40的第一節(jié)點41經由第二制動離合器CB1234選擇性地連接到靜止構件45。在輸出構件15執(zhí)行如上所述的輸出扭矩(箭頭Ttj)的情況下，第二節(jié)點42連續(xù)連接到變速器14的輸出構件15。
[0029]控制器50示意性地如圖2所示，如上所述，可以實施為與發(fā)動機12和PRNDL閥門24通信的任何數字計算機裝置或多個這樣的裝置。在該示例性離合器C35R中，控制器50由此接收PRNDL設定(箭頭17)，且選擇性地傳遞離合器控制信號(箭頭11)，以按照需要應用雙態(tài)離合器組件25，以及倒車離合器。
[0030]在傳遞離合器控制信號(箭頭11)之后，在應用雙態(tài)離合器組件25之前，控制器50等待直到跨雙態(tài)離合器組件25的轉差達到閾值的低轉差，例如為0RPM±5RPM或盡可能接近零。制動命令(箭頭Bx)，其共同代表圖1所示的制動器命令(箭頭B1-B4),最終經由控制器50傳遞到制動器促動器36，出于簡單的目的其中僅一個制動器促動器在圖2被顯示。目標轉差可以被確定為在獲得目標車輛速度時出現，如參考圖3和4描述的。
[0031]參見圖3，一組跡線60示出了在請求移庫換擋執(zhí)行期間用在圖2的雙態(tài)離合器組件25控制中的兩個車輛控制參數。第一參數是車輛速度，其顯示為跡線N10。第二參數是制動命令(一個或多個)(跡線BX)，其可以實施為四種不同的制動命令，即針對圖1所示的每一個車輪19具有一個制動命令。水平軸線代表時間(t)，而垂直軸線代表量值(M)。
[0032]在h，圖1的車輛10以低速率前進。在約h，司機可以在車輛10仍然在前進的同時請求換擋到倒車，通常通過將PRNDL桿移動到倒車(R)。因為車輛速度(跡線N10)仍然相對較高，在本方法中雙態(tài)離合器組件25和倒車離合器(例如圖2的離合器C35R)不立即被應用。[0033]代替地，在較短時間之后約t2時刻，圖1和2的控制器50將制動命令(跡線BX)傳遞到圖1所示的各種制動器促動器36。在制動器促動器36對接收制動命令(跡線BX)造成響應之后，圖1的車輛10以限定的速率(經校準的或是經計算的)減慢，如圖3的t2和t5之間所示。在車輛10在約t5時停止之前或同時，圖2的雙態(tài)離合器組件25被應用，例如在t3。實際的實際時刻可以以這樣的方式確定，使得在應用的時刻跨雙態(tài)離合器組件25發(fā)生的轉差水平最小化，例如在一個實施例為0±5RPM。
[0034]參考圖4描述了用于在移庫換擋期間控制圖2的雙態(tài)離合器組件25的示例性方法。在初始化(*)時，控制器50執(zhí)行步驟102，其中請求移庫換擋被檢測。步驟102可以實現PRNDL閥門設定(圖1和2的箭頭17)的測量或任何其他合適的信號的接收/測量。控制器50循環(huán)重復步驟102直到該狀態(tài)被檢測，且隨后前進到步驟104。
[0035]在步驟104，控制器50接下來檢測車輛10的當前速度，例如通過經由圖1的傳感器54測量、和/或經由變速器輸出速度傳感器51測量、通過計算、或使用其他合適的手段測量各車輪的速度。一旦車輛速度已經被確定，則方法100前進到步驟106。 [0036]在步驟106，在請求移庫換擋到倒車時，控制器50確定車輛10是否以高于校準閾值速度的速度前進。若如此，則方法100前進到步驟108。否則，方法100前進到步驟112。
[0037]步驟108可以實現圖1示意性地所示的ABS邏輯52的啟動。因此，圖1的制動器促動器36接收制動命令(圖1的箭頭B1-B4),且因此，其被命令為以限定的速率(例如校準或計算的速率)來應用制動器，以減慢車輪19。方法100隨后前進到步驟110。
[0038]在步驟110，控制器50確定跨圖2的雙態(tài)離合器組件25的轉差是否等于或低于閾值，即校準的目標轉差。在示例性實施例中步驟Iio可以包括監(jiān)測車輛速度(圖3的跡線N10),以確定該值何時下降到低校準速度閾值以下。通在可能的車輛速度范圍內測量或計算跨雙態(tài)離合器組件25的轉差水平，這種閾值可脫機(offline)確定為校準值。替換地，跨雙態(tài)離合器25的轉差可以實時地計算。如本領域技術人員所理解的，在多齒輪組變速器中，例如圖2的示例性變速器14中，得知變速器14的任何三個節(jié)點的速度允許控制器50確定任何其他節(jié)點的速度。如果跨雙態(tài)離合器組件25的轉差低于校準閾值，則方法100前進到步驟112。或者，重復步驟108。
[0039]在步驟112，控制器50傳遞離合器控制信號(圖1和2的箭頭11)，且由此應用圖2的雙態(tài)離合器組件25。步驟112還可以包括在雙態(tài)離合器組件25的應用的同時或其后立刻應用倒車離合器，該離合器是圖2所示示例性實施例中的離合器C35R。方法100隨后前進到步驟114。
[0040]在步驟114，控制器50可以關閉圖1的ABS邏輯52。在步驟112，倒車離合器的接合允許渦輪速度下降，且由此車輛將繼續(xù)在變速器14響應于換擋到倒車而將輸出扭矩方向逆轉(圖1和2的箭頭Ttj)時減慢。這種效果在圖3中顯示在〖4和t5之間。t5之后，圖1的車輛10可以響應于司機的請求輸出扭矩(例如加速器踏板(未示出)的下壓)再次開始提高速度。其后，變速器14的運行經由現有的控制算法控制。
[0041]盡管已經對執(zhí)行本發(fā)明的較佳模式進行了詳盡的描述，但是本領域技術人員可得知在所附的權利要求的范圍內的用來實施本發(fā)明的許多替換設計和實施例。
【權利要求】
1.一種車輛,包括: 內燃發(fā)動機； 制動器促動器組，配置為響應于制動命令減慢車輛；和 變速器，具有: 多個齒輪組，每一個具有多個節(jié)點； 輸入構件，其連續(xù)連接到發(fā)動機和其中一個齒輪組的節(jié)點； 倒車離合器，選擇性地將輸入構件連接到其中一個齒輪組的另一節(jié)點； 雙態(tài)離合器組件，至少連接到輸入構件所連接的同一齒輪組，且在變速器換擋到倒車檔位狀態(tài)時與倒車離合器應用；和 控制器，與發(fā)動機、倒車離合器和雙態(tài)離合器組件通信，其中控制器包括處理器且可操作為: 在車輛以高于校準閾值的速率前進時，響應于請求的到倒車檔位狀態(tài)的移庫換擋而將制動命令傳遞到制動器促動器組； 經由制動器促動器組，以限定的速率減慢車輛，直到獲得跨雙態(tài)離合器組件的校準目標轉差；和 在獲得目標轉差時應用雙態(tài)離合器組件。
2.如權利要求1所述的車輛，進一步包括停車、倒車、空檔、前進、低速(PRNDL)閥門，其中控制器與PRNDL閥門通信`且配置為通過經由處理器處理來自PRNDL閥門的信號而檢測請求的移庫換擋。
3.如權利要求1所述的車輛，其中控制器包括記錄的防抱死制動系統(tǒng)(ABS)邏輯，且響應于檢測的請求移庫換擋，通過啟動ABS邏輯而選擇性地將制動命令傳遞到制動器促動器組。
4.如權利要求1所述的車輛，其中控制器進一步配置為在傳遞制動命令時連續(xù)計算跨雙態(tài)離合器組件的轉差水平，且在計算的轉差低于校準目標轉差時應用雙態(tài)離合器組件。
5.如權利要求1所述的車輛，其中控制器配置為在應用雙態(tài)離合器組件之后傳遞控制信號到倒車離合器，以由此接合倒車離合器。
6.一種用于車輛的變速器，所述車輛具有發(fā)動機和制動器促動器組，變速器包括: 第一、第二、和第三齒輪組，每一個具有多個節(jié)點； 輸入構件，其選擇性地連接到第一齒輪組且連續(xù)連接到第二齒輪組，其中輸入構件接收來自發(fā)動機的輸入扭矩； 倒車離合器，選擇性地將輸入構件連接到第一齒輪組的節(jié)點； 雙態(tài)離合器組件，至少連接到輸入構件所連接的同一齒輪組，其中雙態(tài)離合器在變速器換擋到倒車檔位狀態(tài)時選擇性地應用；和 控制器，與發(fā)動機、倒車離合器和雙態(tài)離合器組件通信，其中控制器包括處理器且可操作為: 在車輛以高于校準閾值速度的速率前進時，響應于請求的到倒車檔位狀態(tài)的移庫換擋而將一組制動命令傳遞到制動器促動器組； 繼續(xù)傳遞制動命令，以通過限定的速率減慢車輛，直到獲得跨雙態(tài)離合器組件的校準目標轉差；和傳遞相應的離合器控制信號到雙態(tài)離合器組件和倒車離合器，以由此僅在獲得跨雙態(tài)離合器組件的校準目標轉差之后將變速器換擋到倒車檔位狀態(tài)。
7.如權利要求6所述的變速器，其中雙態(tài)離合器組件連接到第一和第二齒輪組。
8.如權利要求6所述的變速器，進一步包括與控制器通信的變速器輸出速度傳感器，且其中所述控制器可操作為至少部分地通過處理來自變速器輸出速度傳感器的速度信號而確定車輛何時以高于校準閾值速度的速率前進。
9.如權利要求6所述的變速器，其中控制器包括實體非瞬時存儲器，其上記錄了防抱死制動系統(tǒng)(ABS)邏輯，且其中控制器配置為選擇性地啟動ABS邏輯以傳遞制動命令。
10.如權利要求6所述的變速器，進一步包括與控制器通信的停車、倒車、空檔、前進、低速(PRNDL)閥門，其中所述控制器配置為，至少部分地通過經由控制器處理來自PRNDL閥門的信號而檢測請 求的移庫換擋。
【文檔編號】F16H61/688GK103791073SQ201310530184
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2013年10月31日 優(yōu)先權日:2012年10月31日
【發(fā)明者】R.B.德魯戈斯, J.E.馬拉諾 申請人:通用汽車環(huán)球科技運作有限責任公司