CN109695714A - 变速器驻车控制*** - Google Patents

Abstract

驻车阀执行多重功能，其中脱离驻车档回路在所述阀处于脱离驻车档位置时连接到管路压力，并在所述阀处于驻车档位置时通气。当释放特定的离合器时，所述脱离驻车档回路将所述驻车阀偏向所述脱离驻车档位置。为了引起接合驻车档，控制器命令低管路压力，从而减小将所述驻车阀偏向所述脱离驻车档位置的力。一旦所述阀到达所述管路压力回路不再流体连接到所述脱离驻车档回路的中间位置，所述控制器便命令增加管路压力，从而增加将所述驻车阀偏向所述驻车档位置的力。

Description

变速器驻车控制***

技术领域

本公开涉及用于机动车辆的自动变速器的液压控制***领域。更具体地，本公开涉及一种接合和脱离驻车棘爪的***。

背景技术

很多车辆在宽范围的车速(包括向前和向后移动两者)下使用。然而，一些类型的发动机只能在窄速度范围内高效运转。因此，能以各种传动比高效传输动力的变速器被频繁使用。当车辆处于低速时，变速器通常以高传动比运转使得它放大发动机扭矩用于改善的加速度。在高车速下，以低传动比运转变速器允许与安静、燃料高效巡航相关联的发动机转速。通常，变速器具有安装至车辆结构的壳体、通过发动机曲轴驱动的输入轴以及通常经由差速器总成驱动车轮的输出轴，该差速器总成允许车辆转弯时左轮和右轮的转速稍微不同。

离散传动比变速器能够经由各种动力流动路径传输动力，每个动力流动路径与不同的传动比相关联。特定的动力流动路径通过接合特定的换挡元件(诸如离合器或制动器)而建立。从一个齿轮比换挡到另一个齿轮比涉及改变哪些换挡元件被接合。在很多变速器中，通过以受控的压力引导流体至换挡元件来控制每个换挡元件的扭矩容量。控制器通过向阀体发送电信号而调节该压力。

当驻车时，变速器可以接合驻车棘爪，该驻车棘爪将变速器轴保持静止以防止车辆滚动。驻车***被设计成在长期无人看管时段期间保持接合而不消耗任何动力。通常，驻车棘爪响应于驾驶员选择驻车挡而接合，并响应于驾驶员选择任何其他档位(诸如倒挡、空挡、行驶挡或低速挡)而分离。然而，存在变速器可能超控驾驶员选择的一些状况。

发明内容

一种接合变速器驻车机构的方法包括减小命令管路压力，并然后增加命令管路压力。最初在滑阀处于脱离驻车档(out-of-park)位置时减小命令管路压力会建立将滑阀推向驻车档位置的净力。在滑阀到达驻车档位置与脱离驻车档位置之间的中间位置时，增加命令管路压力会增加将滑阀推向驻车档位置的净力。脱离驻车档回路中的压力可迫使滑阀移向脱离驻车档位置。脱离驻车档回路可以响应于滑阀处于驻车档位置而通气，并且响应于滑阀处于驻车档位置而流体连接到管路压力回路。响应于滑阀处于中间位置，脱离驻车档回路可能是死头的(dead-headed)。

变速器驻车***包括阀孔和滑阀以及控制器。滑阀机械连接到驻车棘爪。控制器被编程为响应于驾驶员命令通过减小命令管路压力迫使滑阀从脱离驻车档位置移向驻车档位置而接合驻车档。响应于滑阀到达驻车档位置与脱离驻车档位置之间的中间位置，控制器被编程为增加命令管路压力。孔和滑阀可以限定流体连接到脱离驻车档回路的第一腔室。第一端口可以在驻车档位置使第一腔室通气并在脱离驻车档位置和中间位置关闭。第二端口可以在脱离驻车档位置将第一腔室流体连接到管路压力回路并在驻车档位置和中间位置关闭。孔和滑阀可以限定第二腔室，使得第二腔室中的流体压力迫使滑阀移向脱离驻车档位置。第一止回阀可以交替地将第二腔室流体连接到脱离驻车档回路和第一离合器应用回路中具有较大压力的任一个。孔和滑阀可以限定第三腔室，使得第三腔室中的流体压力迫使滑阀移向脱离驻车档位置。第二止回阀可以交替地将第三腔室流体连接到脱离驻车档回路和第二离合器应用回路中具有较大压力的任一个。控制器还可以被编程为响应于驾驶员命令通过减小第一离合器应用回路和第二离合器应用回路中的命令压力而接合驻车档。

附图说明

图1是变速器***的示意图。

图2是适用于图1的变速器***的变速箱的变速器齿轮传动装置的示意图。

图3是用于图1的变速器的液压控制***的流体供应子***的示意图。

图4是用于图1的变速器的液压控制***的驻车子***的示意图。

图5是图4的驻车子***的驻车阀总成的横截面，该驻车阀总成处于对应于接合驻车档的位置。

图6是图4的驻车子***的驻车阀总成的横截面，该驻车阀总成处于对应于脱离驻车档的位置。

图7是图4的驻车子***的驻车阀总成的横截面，该驻车阀总成处于接合驻车档与脱离驻车档之间的中间位置。

图8是示出在驻车档的接合期间操作图1的变速器***的方法的流程图。

具体实施方式

本文描述了本公开的实施例。然而，应当理解，所公开的实施例仅仅是示例，并且其他实施例可以采用各种替代形式。附图未必按比例绘制；一些特征可能会被放大或最小化以显示特定部件的细节。因此，本文中公开的具体结构和功能细节不应被解释为限制性的，而仅仅是作为用于教导本领域技术人员以多种方式采用本发明的代表性基础。如本领域普通技术人员将理解的，参考任何一个附图示出和描述的各个特征可以与一个或多个其他附图中示出的特征进行组合以获得未明确示出或描述的实施例。所示特征的组合提供了典型应用的代表性实施例。然而，对于特定的应用或实现方式，可能需要符合本公开教导的特征的各种组合和修改。

图1示意性地示出了车辆变速器。粗实线表示机械动力流连接。细实线表示液压流体的流动。虚线表示信息信号的流动。在输入轴10处提供通常来自内燃发动机曲轴的动力。液力联轴节12包括可驱动地连接到输入轴10的泵轮和可驱动地连接到涡轮轴14的涡轮。每当泵轮比涡轮旋转得更快时，动力便经由移动的流体从泵轮传递到涡轮。液力联轴节12可以是变矩器，它还包括定子，当泵轮远比涡轮旋转得快时，该定子重新引导流体，使得涡轮扭矩是泵轮扭矩的倍数。变速箱16包括齿轮传动和换挡元件，这些元件构造成在涡轮轴14与输出轴18之间建立各种动力流动路径。可以通过接合换挡元件的指定子集来建立每个动力流动路径。在低车速下，可以建立在涡轮轴与输出轴之间提供扭矩倍增和速度降低的动力流动路径，以优化车辆性能。在较高的车速下，可以建立提供速度倍增的动力流动路径以最小化燃料消耗。

变速箱16内的大多数换挡元件通过以升高的压力将液压流体供应到离合器应用腔室而接合。(变速箱16还可包括被动接合的单向离合器或电致动元件。)每个换挡元件可以包括离合器组，该离合器组具有用花键联接到一个部件的摩擦板，该摩擦板与用花键联接到不同部件的隔板交错。流体迫使活塞挤压离合器组，使得摩擦板与隔板之间的摩擦力将各部件联接在一起。每个换挡元件的扭矩容量与流体压力的变化成比例地变化。由输入轴10驱动的泵20从油底壳22抽取流体并将其以升高的压力输送到阀体24。阀体24以根据来自动力传动***控制器26的信号控制的压力将流体输送到离合器应用腔室。除了提供给离合器应用腔室的流体之外，阀体还提供用于润滑的流体并将流体提供给变矩器12。流体最终在环境压力下从变速箱18排回到油底壳22。

示例变速器在图2中示意性示出。变速器利用四个简单的行星齿轮组30、40、50和60。中心齿轮36固定地联接到中心齿轮46，齿轮架32固定地联接到环形齿轮68，环形齿轮48固定地联接到中心齿轮56，环形齿轮58固定地联接到中心齿轮66，涡轮轴14固定地联接到齿轮架42，并且输出轴18固定地联接到齿轮架62。通过制动器70选择性地保持环形齿轮38不旋转，并且通过制动器72选择性地保持中心齿轮36和46不旋转。涡轮轴14通过离合器74选择性地联接到环形齿轮58和中心齿轮66。中间轴28通过离合器76选择性地联接到齿轮架52、通过离合器78选择性地联接到齿轮架32和环形齿轮68，并且通过离合器80选择性地联接到环形齿轮48和中心齿轮56。表1列出了每个行星齿轮组的齿轮齿的建议比率。

表1

环形38/中心36	2.20
		环形48/中心46	1.75
环形58/中心56	1.60
		环形68/中心66	3.70

如表2所示，以四个的组合来接合离合器和制动器在涡轮轴14与输出轴18之间建立十个前进传动比和一个倒档传动比。X表示需要离合器来建立传动比。(X)表示可以应用离合器，但不需要离合器建立动力流动路径。在第1个齿轮中，可以在不改变传动比的情况下应用离合器78或离合器80而不是应用离合器76。当齿轮组具有如表1所示的齿数时，传动比具有表2中所示的值。

表2

驻车棘爪82选择性地将输出轴18联接到变速器壳，以在驻车时防止车辆移动。与换挡元件70-80不同，驻车棘爪82被设计成一旦接合就保持接合而无需任何外部动力。

图3示意性地示出了构成流体供应子***的阀体24的一部分。在美国专利申请公布2013/0014498和2013/0017112中讨论了类似的流体供应子***，这些专利申请通过引用以其整体并入本文。由变速器输入轴驱动的泵20从油底壳22抽取流体并将流体输送到泵出回路102。泵20是正排量泵。忽略泄漏，无论泵入口和泵出口处的相对压力如何，正排量泵都会在泵轴的每转输送一定量的流体。每转输送的流体量称为泵排量。泵20的排量基于排量减小回路104中的压力而在预定义的限度内变化。旋转泵轴所需的扭矩随着泵出口处的压力相对于入口处的压力增加而增加，并且还与泵排量成比例地增加。

在正常操作期间，防回流阀106打开，使得流体从泵出回路102自由地流到管路压力回路108，并且两个回路中的压力基本相等。控制器26通过向管路压力可变力螺线管(VFS)110发送命令来调节这两个回路中的压力。流体从泵出回路102流过孔口112，通过管路压力VFS 110中的阀门开口，然后流入管路压力(LP)控制回路116。从泵输出回路102到LP控制回路116的压降根据管路压力VFS 110中的开口的大小而变化。管路压力VFS 110中的开口的大小基于滑阀的移动而变化。来自控制器26的电流在滑阀上产生趋于扩大该开口的磁力。LP控制回路116中的流体作用在滑阀的区域上以产生趋向于减小该开口大小的力。达到平衡，在该平衡下，LP控制回路116中的压力与电流成比例。

主调节阀118调节泵20的排量，以便将泵出回路102中的压力保持与LP控制回路116中的压力成比例。LP控制回路116中的压力在主调节阀118中的滑阀上产生力。泵出回路102中的压力在滑阀上沿相反方向产生力。当泵出回路102中的压力超过LP控制回路116中的压力时，滑阀移动以允许从泵出回路102流向排量减小回路104。回路104中的压力导致从泵20到泵出回路102中的流动速率降低。由泵出回路102和管路压力回路108供给的部件建立这些回路中的压力与流动速率之间的关系。因此，流动速率的降低导致泵出回路102中的压力降低，直到达到平衡。

当车辆停止时，例如当在交通灯处等待时，动力传动***控制器26可关闭发动机以节省燃料。当驾驶员通过释放制动器并踩下加速踏板而再次要求扭矩时，控制器重新起动发动机。为了在发动机重新起动后作出快速响应，重要的是将一些离合器保持在接合状态。保持这些离合器的流体流动由电动泵120提供，该泵直接供给管路压力回路108。在发动机停机时段期间，控制器26通过控制驱动泵120的电动马达的速度来调节管路压力回路108中的压力。在这些发动机停机时段期间，控制器26还将通往管路压力VFS 110的电流设定到中间电平，从而使得LP控制回路116中的压力处于中间水平。响应于LP控制压力的这种减小，防回流阀106的滑阀移动到管路压力回路与泵出回路102隔离的位置，从而减少必须由电动泵120供给的部件的数量。在下文将描述的情况下，控制器26可以将通往管路压力VFS110的电流设定为低电平，这将防回流阀106的滑阀移动到管路压力回路108与泵出回路102隔离并流体连接到通气回路122的位置。在这种状况下，管路压力回路108中的压力迅速下降到环境压力。

图4示意性地示出了阀体24的驻车控制子***。驻车阀130的滑阀机械地连接到驻车机构82，使得滑阀在一个方向上的移动与驻车机构接合，并且在相反方向上的移动使驻车机构脱离。驻车阀130的结构在下文更详细地描述。驻车机构内的弹簧使***偏向接合。而且，泵出回路102中的压力作用在滑阀的区域上，以使***偏向驻车接合。液压控制***还包括一组离合器应用回路，这些回路被引导至每个液压控制的换挡元件的应用腔室。离合器应用回路中的流体压力被控制在零与泵出回路102或管路压力回路108中的压力之间的水平。这些离合器应用回路包括分别与换档元件B和D接合的回路132和134。驻车阀130在脱离驻车档时将脱离驻车档回路136流体连接到管路压力回路108，并在接合驻车档时使脱离驻车档回路136通气。液压回路138和140将驻车阀偏向脱离位置。止回阀142将回路138流体连接到离合器B应用回路132或脱离驻车档回路136，其中任一个具有较高压力。类似地，止回阀144将回路140流体连接到离合器D应用回路134或脱离驻车档回路136，其中任一个具有较高压力。

当驻车机构接合时，驻车机构本身和泵出回路102中的压力都趋向于将驻车阀130保持在接合位置。为了脱离驻车机构，通过向应用回路132和134命令全压力来接合离合器B和D。止回阀142和144分别将这些离合器应用回路流体连接到回路138和140。回路138和140中的压力迫使驻车阀进入脱离位置。一旦处于脱离位置，驻车阀130便将脱离驻车档回路136流体连接到管路压力回路108。因此，即使随后释放离合器B和D，驻车阀也趋向于保持在脱离位置。为了重新接合驻车机构，泵出回路102中的压力降低到驻车机构弹簧迫使驻车阀移向接合位置的水平。为了更快地接合驻车档，可以经由如上所述的防回流阀106排放管路压力。在发动机运转时，泵出回路102将具有迫使滑阀移向接合位置的压力。

图5示出了处于对应于驻车档的位置的驻车阀130的横截面。该阀包括具有孔和多个端口的壳体150。滑阀152在孔内滑动。滑阀152经由诸如洞154的特征机械地连接到驻车机构。驻车机构包括弹簧，该弹簧在滑阀152上施加回弹力156，该回弹力趋向于将滑阀推向左侧(棘爪接合位置)。泵出回路102连接到端口158，以向腔室160提供流体。腔室160中的压力使滑阀152向左偏置，从而趋向于将驻车机构保持在接合位置。

端盖162通过固定夹164相对于壳体150保持就位。端盖162、壳体150和滑阀152配合以限定腔室166和168。回路138和140分别连接到端口170和172，以分别向腔室166和168提供流体。这些腔室中的流体压力作用在滑阀152的单独区域上，从而将滑阀152向右偏置。端口174、176和178分别连接到通气口122、脱离驻车档回路136和管路压力回路108。当滑阀152处于图5所示的位置时，它将端口174和176流体连接，使得脱离驻车档回路136中的压力大致等于环境压力。

紧固销180示为处于缩回位置，在该缩回位置，它不与滑阀152接合。销180可以通过弹簧或其他力偏向该位置。当电流被供应给螺线管182时，它向销180施加磁力，该磁力推动销与滑阀152接合。

图6示出了驻车阀130的横截面，该驻车阀处于对应于行驶挡、倒挡或空挡的位置。通过接合换挡元件B和D，阀从图5的位置移动到图6的位置。这些换挡元件的离合器应用压力作用在滑阀152左侧的区域上，该区域比泵出压力作用在滑阀152右侧上的区域大，从而产生净向右力。当管路压力足够高时，该净力克服驻车机构复位弹簧的力，从而将滑阀152推向图6所示的位置并使驻车棘爪脱离。注意，在从图5的位置到图6的位置过渡期间，腔室166和168的容积均增加。

在滑阀152处于该位置的情况下，端口176流体连接到端口178，使得管路压力回路108流体连接到脱离驻车档回路136。由于止回阀142和144的行为，即使稍后释放换档元件B和D，管路压力也将继续供应到端口170和172。

为了重新接合驻车档，减小管路压力，同时将换挡元件B和D脱离。在初始移动阶段期间，腔室166和168中的压力等于管路压力，因为它们经由脱离驻车档回路136流体连接到管路压力回路。如果泵出回路102经由防逆流阀流体连接到管路压力回路108，则净液压力较小，并且通过驻车机构复位弹簧力156提供移动滑阀的力。如果管路压力回路经由防逆流阀通气，则泵出回路102中的压力用于使滑阀向左移动。

当滑阀152朝向图5的接合位置移动时，它必须经过图7中所示的位置。在该位置，端口176不与端口174或端口178流体连接。因此，脱离驻车档回路136不与通气口122或管路压力回路108流体连接。在这种状况下，脱离驻车档回路136是死头的(它不提供除泄漏之外的流体离开路径)。注意，为了使滑阀152继续向左移动，腔室166和168的容积必须继续减小。然而，由于这些腔室连接到脱离驻车档回路136，因此没有供此流体逸出的路径。当流体处于正常操作温度下时，粘度足够低，使得滑阀与壳体之间的泄漏足以提供足够的逸出路径。然而，当流体是冷的时，滑阀移动剩余路径到达图5的位置所需的时间可能过长。

图8示出了缩短驻车阀移动到图5的位置所需的时间的过程。该过程响应于驾驶员选择驻车而开始。在200处，如果换档元件72和76尚未释放，则将它们释放。在202处，控制器命令低管路压力。如上所讨论，这也产生低泵出压力的命令。在低管路压力下，滑阀152上的向右力最小化并且滑阀开始向左移动。该方法在204处暂停，直到滑阀152进入或经过图7中所描绘的液压锁定区。这可以由位置传感器确定。

在206处，控制器检查驻车棘爪是否已经接合。如果不是，则控制器在208处命令高管路压力。这具有增加泵出压力以及增加滑阀152上的向左力的作用。因为滑阀进入或经过液压锁定区，所以脱离驻车档回路136不与管路压力回路流体连接。因此，增加的管路压力不被供给到腔室166和168以施加向右力。一旦在206处接合驻车档，控制器便在210处恢复正常管路压力调度。

虽然上文描述了示例性实施例，但是这些实施例不旨在描述由权利要求涵盖的所有可能的形式。说明书中使用的词语为描述性而非限制性词语，并且应理解，可在不脱离本公开的精神和范围的情况下作出各种改变。如前所述，各种实施例的特征可以组合以形成可能未明确描述或说明的本发明的另外实施例。尽管各种实施例可能已被描述为在一个或多个期望的特性方面提供优于其他实施例或现有技术实现方式的优点或相比其他实施例或现有技术实现方式是优选的，但是，本领域的普通技术人员认识到，一个或多个特征或特性可被折衷以实现期望的整体***属性，所述期望的整体***属性取决于具体的应用和实现方式。因此，描述为在一个或多个特性方面不如其他实施例或现有技术实现方式理想的实施例并不在本公开的范围之外，并且对于特定应用可能是期望的。

Claims (11)

1.一种接合变速器驻车机构的方法，其包括：

当驻车阀滑阀处于脱离驻车档位置时，减小命令管路压力以建立将所述滑阀推向驻车档位置的净力；以及

响应于所述滑阀到达所述驻车档位置与所述脱离驻车档位置之间的中间位置，增加所述命令管路压力以增加将所述滑阀推向所述驻车档位置的所述净力。

2.根据权利要求1所述的方法，其中：

脱离驻车档回路中的压力迫使所述滑阀移向所述脱离驻车档位置；

所述脱离驻车档回路响应于所述滑阀处于所述驻车档位置而通气；以及

所述脱离驻车档回路响应于所述滑阀处于所述驻车档位置而流体连接到管路压力回路。

3.根据权利要求2所述的方法，其中响应于所述滑阀处于所述中间位置，所述脱离驻车档回路是死头的。

4.一种接合变速器驻车机构的方法，其包括：

响应于驾驶员命令接合驻车档，减小命令管路压力以建立将驻车阀滑阀从脱离驻车档位置推向驻车档位置的净力；以及

响应于所述滑阀到达所述驻车档位置与所述脱离驻车档位置之间的中间位置，增加所述命令管路压力。

5.根据权利要求4所述的方法，其中：

脱离驻车档回路中的压力迫使所述滑阀移向所述脱离驻车档位置；

所述脱离驻车档回路响应于所述滑阀处于所述驻车档位置而通气；以及

所述脱离驻车档回路响应于所述滑阀处于所述驻车档位置而流体连接到管路压力回路。

6.根据权利要求5所述的方法，其中响应于所述滑阀处于所述中间位置，所述脱离驻车档回路是死头的。

7.一种变速器驻车***，其包括：

阀孔和滑阀，所述滑阀机械连接到驻车棘爪；以及

控制器，所述控制器被编程为

响应于驾驶员命令接合驻车档，减小命令管路压力以迫使所述滑阀从脱离驻车档位置移向驻车档位置，以及

响应于所述滑阀到达所述驻车档位置与所述脱离驻车档位置之间的中间位置，增加所述命令管路压力。

8.根据权利要求7所述的变速器驻车***，其中：

所述孔和滑阀限定流体连接到脱离驻车档回路的第一腔室；

第一端口在所述驻车档位置使所述第一腔室通气并在所述脱离驻车档位置和所述中间位置关闭；以及

第二端口在所述脱离驻车档位置将所述第一腔室流体连接到管路压力回路并在所述驻车档位置和所述中间位置关闭。

9.根据权利要求8所述的变速器驻车***，其中所述孔和滑阀限定第二腔室，使得所述第二腔室中的流体压力迫使所述滑阀移向所述脱离驻车档位置，并且还包括第一止回阀，所述第一止回阀交替地将所述第二腔室流体连接到所述脱离驻车档回路和第一离合器应用回路中具有较大压力的任一个。

10.根据权利要求9所述的变速器驻车***，其中所述孔和滑阀限定第三腔室，使得所述第三腔室中的流体压力迫使所述滑阀移向所述脱离驻车档位置，并且还包括第二止回阀，所述第二止回阀交替地将所述第三腔室流体连接到所述脱离驻车档回路和第二离合器应用回路中具有较大压力的任一个。

11.根据权利要求10所述的变速器驻车***，其中所述控制器还被编程为响应于所述驾驶员命令接合驻车档，减小所述第一离合器应用回路和所述第二离合器应用回路中的命令压力。