CN104565350B - 使变速器换档的方法 - Google Patents

Abstract

公开了一种使变速器换档的方法。使变速器换低档的方法通过在惯性阶段结束时短暂地增大即将分离元件的扭矩容量而避免了输出轴振动。然后当所测量的变速器传动比开始减小时将即将分离元件的扭矩容量降低到零。该方法适用于涉及多个即将分离元件和多个即将接合元件的换低档，例如，在十速变速器中从第十档换到第六档。

Description

使变速器换档的方法

技术领域

本公开涉及机动车辆的自动变速器领域。更具体地，本公开涉及在传动比之间进行变换的方法。

背景技术

一些车辆在包括前进运动和倒车运动两者的宽车速范围内使用。然而，某些类型的发动机仅能够在窄车速范围内有效运转。因此，经常采用能够在多个传动比下有效传递动力的变速器。变速器传动比是输入轴的转速与输出轴的转速之比。当车速较低时，变速器通常以高传动比运转，从而它使发动机扭矩倍增以提高加速度。在高车速下，使变速器以低传动比运转，而允许与安静、节能的巡航有关的发动机转速。

当驾驶条件改变时，自动变速器从一个传动比变换到另一个传动比。例如，当车辆利用低传动比巡航且驾驶员请求增大车轮扭矩时，变速器必须换低档以进入更高的传动比。对于驾驶员请求的车轮扭矩的突然变化，在单个换档事件中变速器可能会跳过一个或更多个可适用的档位。一些自动变速器具有多个换档元件(例如，离合器或制动器)并通过接合换档元件中的特定子集来选择特定传动比。为了执行从一个传动比到另一个传动比的换档，释放一个或更多个先前接合的换档元件并接合先前分离的一个或更多个换档元件。如果平稳地完成转换，则能使乘客舒适度最大化。如果快速地完成转换，则能使性能最大化。这些考量经常冲突。

发明内容

一种使变速器换档的方法包括：在以第一变速器传动比操作时，保持第一即将分离元件处于完全接合状态，在惯性阶段期间降低第一即将分离元件的扭矩容量，然后在惯性阶段结束时增大第一即将分离元件的扭矩容量，以防止输出轴振动。在惯性阶段结束时接合第一即将接合离合器。然后响应于所测量的变速器传动比减小，将第一即将分离离合器的扭矩容量降低到零。所述方法可用作两次过渡换档的一部分，所述两次过渡换档包括在惯性阶段期间释放第二即将分离离合器并接合第二即将接合离合器。元件可以是制动器或离合器。

所述方法还包括：在换低档的惯性阶段期间，释放第二即将分离元件并接合第二即将接合元件。

所述方法还包括：在换低档的惯性阶段期间，调节第一即将分离元件的扭矩容量，以控制变速器传动比的增大率。

在另一实施例中，变速器至少包括第一元件、第二元件和控制器，所述控制器被配置为通过在惯性阶段结束时增大第一离合器的扭矩容量而从第一传动比换低档到第二传动比，其中，在所述第一传动比下，第一离合器接合且第二离合器分离，在所述第二传动比下，第一离合器分离且第二离合器接合。变速器还可包括在第一传动比下接合并在第二传动比下分离的第三离合器以及在第一传动比下分离并在第二传动比下接合的第四离合器。

一种变速器，包括：第一元件和第二元件；控制器，被配置为通过在惯性阶段结束时命令第一元件的扭矩容量增大而从第一传动比换低档到第二传动比，从而抑制由于换低档而导致的输出轴振动，其中，在所述第一传动比下，第一元件接合且第二元件分离，在所述第二传动比下，第一元件分离且第二元件接合。

所述变速器还包括第三元件和第四元件，其中，控制器还被配置为在换低档的惯性阶段期间使第三元件分离并接合第四元件。

附图说明

图1是示例性变速器传动系的示意性图；

图2是示出了在执行换低档期间转速关系的图表；

图3是示出了在执行换低档期间扭矩关系的图表；

图4是示出了换档方法的流程图。

具体实施方式

在此描述本公开的实施例。然而，应理解公开的实施例仅仅是示例，并且其它实施例可采用各种和可选形式来实施。附图不一定成比例地绘制；一些特征可被夸大或最小化，以显示特定组件的细节。因此，在此公开的具体结构和功能细节不应被解释为限制，而仅作为用于教导本领域技术人员以不同的方式应用本发明的代表性基础。如本领域普通技术人员将理解的，参照任一附图示出和描述的各种特征可与在一个或更多个其它附图中示出的特征相组合，以产生未明显示出或描述的实施例。示出的特征的组合为典型应用提供代表性实施例。然而，对于特定应用或实施方式，可期望与本公开的教导一致的特征的各种组合和修改。

图1中示意性地示出了示例性的变速器。该变速器利用四个简单行星齿轮组20、30、40和50。中心齿轮26固定到中心齿轮36，行星架22固定到环形齿轮58，环形齿轮38固定到中心齿轮46，环形齿轮48固定到中心齿轮56，输入轴60固定到行星架32，输出轴62固定到行星架52。环形齿轮28通过制动器66选择性地保持不旋转，中心齿轮26和36通过制动器68选择性地保持不旋转。输入轴60通过离合器70选择性地结合到环形齿轮48和中心齿轮56。中间轴64通过离合器72选择性地结合到行星架42，通过离合器74选择性地结合到行星架22和环形齿轮58，并通过离合器76选择性地结合到环形齿轮38和中心齿轮46。

如表1所示，使离合器和制动器中的四个相组合地结合在输入轴60和输出轴62之间建立了十个前进传动比和一个倒车传动比。X指示接合相应的换档元件以建立传动比。

表1

66

68

70

72

74

76

传动比

阶

倒档

X

X

X

X

-4.79

102％

第一档

X

X

X

X

4.70

第二档

X

X

X

X

2.99

1.57

第三档

X

X

X

X

2.18

1.37

第四档

X

X

X

X

1.80

1.21

第五档

X

X

X

X

1.54

1.17

第六档

X

X

X

X

1.29

1.19

第七档

X

X

X

X

1.00

1.29

第八档

X

X

X

X

0.85

1.17

第九档

X

X

X

X

0.69

1.24

第十档

X

X

X

X

0.64

1.08

通过逐渐接合一个换档元件(称为即将接合(oncoming)元件(ONC))同时逐渐释放另一换档元件(称为即将分离(offgoing)元件(OFG))来执行所有的单阶和双阶换档。在这些换档中的每次换档期间，称为保持元件的三个换档元件被保持完全接合同时一个换档元件被保持完全分离。在其他变速器传动系中，保持元件的数量可能会不同。

在换低档期间，发动机转速必须增大，以与新传动比匹配。在某些动力被转移以增大发动机转速而不是被传递至输出轴时，输出扭矩会减小。此外，因为换档元件在换档期间打滑，某些动力被转换成热，而加剧了输出扭矩的不足。

有时，期望换低档跳过两个以上的速比阶。例如，如果在高速路上以高档位巡航的同时车辆驾驶员踩下加速踏板以超过另一车辆，则换档时序(scheduling)算法可请求多阶换低档。对于某些多阶换低档，必须释放两个换档元件，并且必须接合两个换档元件。例如，为了从示例性的变速器中的第十档换到示例性的变速器中的第六档，制动器68(OFG1)和离合器76(OFG2)必须释放，且离合器70(ONC1)和制动器66(ONC2)必须接合。通过(例如)暂时换到第八档而能够以两步的方式完成这样的换档，与以单个步骤进行换档相比，以那样的方式完成换档需要更多的时间并会导致更多的输出扭矩扰动。由于输出扭矩的波动直接转化成车辆加速度的波动，所以输出扭矩的波动往往会使驾驶员烦恼。

图2和图3示出了在图1的变速器中从第十档换到第六档的转速和扭矩关系。假设输出转速基本上不变，图2中的线60示出了随时间变化的输入转速。其余的线描述了各离合器和制动器的相对转速。各线之间的比例不必然相同。假设输入扭矩基本上不变，图3中的线62示出了随时间变化的输出扭矩。其余的线描述了各离合器和制动器传递的扭矩。再一次地，各线之间的比例不必然相同。图4是示出了控制换档元件以完成换档(诸如图2和图3中所示的换档)的方法的流程图。

在图4中的框122处，通过如图3中于点84和86之间所示出的逐渐减小制动器68的命令扭矩容量来开始换低档。当扭矩容量变得小于保持第十档所需要的扭矩容量时，制动器68将开始打滑且输入转速将开始增大，这标记了惯性阶段的开始。如图3中的线62所示，由于动力被转移以增大发动机转速，所以输出扭矩在该阶段减小。制动器68(OFG1)的扭矩容量确定输出扭矩减小多少以及发动机转速增大地多快，如图4中的框124所示。如果制动器68的扭矩容量接近于零，那么将传递到输出轴的发动机动力非常少但是发动机转速将快速增大。另一方面，如果制动器68的扭矩容量保持在接近于制动器68在第十档下所可能传递的水平，那么大部分的发动机动力将传递到输出轴而发动机转速将缓慢增大。

如图2所示，随着输入轴的转速增大，离合器70(ONC1)的转速差和制动器66(ONC2)的转速差减小。在此期间，供应到离合器70和制动器66的压力会增大以准备进行后续的接合，但是未增大到足以施加充足的扭矩。当离合器70(ONC1)的转速差在图2中的点88处以及图4中的框126处到达零时，离合器76(OFG2)的扭矩容量快速减小为零，且离合器70(ONC1)的扭矩容量快速增大，如图4中的框128所示。制动器68(OFG1)的扭矩容量保持，以控制输入转速的变化率，如图4中的框130所示。

当制动器66(ONC2)的转速差在图2中的点90处以及图4中的框132处到达零时，惯性阶段结束且扭矩阶段开始。制动器66(ONC2)的扭矩容量在图3中的点92和94之间以及图4中的框134处快速增大。在点92之前接合制动器66会使得输出扭矩进一步降低。因为制动器66未立刻到达足以使环形齿轮28停止的扭矩容量，所以制动器66的旋转方向可短暂地改变，如图2中的点96所示。如图2中的点98所示，输入转速还可短暂地超过与最终的传动比关联的转速。由于制动器66将输入转速拉回到其最终值，所以各变速器组件中过剩的能量会留(windup)在诸如车辆驱动轴的多个轴中。除非采取措施来消散这种能量，否则输出轴将会如图3中的100处的虚线所示的那样振荡。

除了立刻释放制动器68(OFG1)以外，制动器68的扭矩容量在图3中的点92和94之间以及图4中的框136处以可校准的速率增大。当输入转速在图2中的点98处以及图4中的框138处开始减小时，制动器68的扭矩容量以可校准的速率减小，如图3中的点102和104之间以及图4中的框140所示。还可通过即将分离换档元件68的相对转速的方向改变或即将分离换档元件76的相对转速的方向改变或者第二即将接合换档元件66的方向改变来确定点102。在点92和104之间，制动器68吸收能量，以抑制任何振动并使扭矩传递平稳，如图3中的106所示。

虽然上文描述了示例性实施例，但是并不意味着这些实施例描述了权利要求所包含的所有可能的形式。说明书中使用的词语为描述性词语而非限制性词语，并且应理解，在不脱离本公开的精神和范围的情况下可做出各种改变。如上所述，可组合各个实施例的特征以形成本发明的可能未明确描述或示出的进一步的实施例。虽然多个实施例可能已经被描述为提供优点或在一个或更多个期望特性方面优于其它实施例，但是本领域普通技术人员意识到，根据特定的应用和实施方式，可以折中一个或更多个特性或特性以实现期望的全部***属性。这些属性可包括但不限于：成本、强度、耐用性、生命周期成本、可销售性、外观、包装、尺寸、可维修性、重量、可制造性、装配的便利性等。因此，被描述为在一个或更多个特性方面比其它实施例或现有技术实施方式更不令人期望的实施例并不在本公开的范围之外并且可期望用于特定应用。

Claims (10)

1.一种使变速器换档的方法，包括：

在以第一变速器传动比操作时，命令第一即将分离元件具有足够的扭矩容量，以防止第一即将分离元件打滑，并命令第一即将接合元件的扭矩容量为零；

在从第一变速器传动比到第二变速器传动比的换低档的惯性阶段期间，减小第一即将分离元件的扭矩容量，使得第一即将分离元件发生打滑并使输入转速与输出转速之比增大；

响应于输入转速与输出转速之比达到第二变速器传动比，增大第一即将分离元件的扭矩容量，以吸收导致传动系振动的过剩能量，并增大第一即将接合元件的扭矩容量，以建立第二变速器传动比。

2.根据权利要求1所述的使变速器换档的方法，所述方法还包括：

响应于输入转速与输出转速之比减小，将第一即将分离元件的所命令的扭矩容量减小为零。

3.根据权利要求1所述的使变速器换档的方法，所述方法还包括：

响应于第一即将分离元件的打滑转速减小，将第一即将分离元件的所命令的扭矩容量减小为零。

4.根据权利要求1所述的使变速器换档的方法，其中，第一即将分离元件是制动器。

5.根据权利要求1所述的使变速器换档的方法，其中，第一即将接合元件是离合器。

6.根据权利要求1所述的使变速器换档的方法，所述方法还包括：

在以第一变速器传动比操作时，命令第二即将分离元件具有足够的扭矩容量，以防止第二即将分离元件打滑，并命令第二即将接合元件的扭矩容量为零；

在从第一变速器传动比到第二变速器传动比的换低档的惯性阶段期间，将第二即将分离元件的扭矩容量减小到零，并将第二即将接合元件的扭矩容量增大到足以防止第二即将接合元件打滑的水平。

7.根据权利要求6所述的使变速器换档的方法，其中，第二即将分离元件是离合器。

8.根据权利要求6所述的使变速器换档的方法，其中，第二即将接合元件是制动器。

9.一种使变速器换档的方法，包括：

在换低档的惯性阶段期间，命令第一即将分离元件的扭矩容量为正；

响应于变速器传动比达到换低档所换到的值，增大第一即将分离元件的扭矩容量，以吸收过剩能量；

响应于变速器传动比减小，将第一即将分离元件的所命令的扭矩容量减小为零。

10.根据权利要求9所述的使变速器换档的方法，所述方法还包括：

响应于变速器传动比达到换低档所换到的值，将第一即将接合元件的扭矩容量增大到足以防止第一即将接合元件打滑的水平。