专利名称：控制变速器跨越升挡的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及机动车自动变速器中的挡位变换控制，尤其涉及不连续的挡位之间的升挡控制。
背景技术：
单点螺线管、液压系统阀或者离合器的故障会导致自动变速器无法使用，需要变速器执行跨挡位升挡，如从第一挡升挡至第三挡(1-3)，从第三挡升挡至第五挡(3-5)，从第二挡升挡至第六挡(2-6)等。这些换挡比连续挡位之间的升挡能量高得多，并且由于要接合的离合器上过多的能量会导致额外的离合器损伤，要接合的离合器的接合对产生升挡的目标挡位来说是必须 这导致延时升挡直至机动车驾驶员停止。停止(backouts)指的是机动车驾驶员释放油门踏板。通常，存在故障时执行要求的升挡时，要接合的离合器引起速比变化，但是惯性扭矩仍会过量导致先前未损坏的离合器损坏。通常，当能够影响变速器升挡的故障或错误发生时，变速器被锁定于单个挡位上。尽管该过程导致变速器进ー步损坏的风险较低并且很容易执行，但其缺点包括需要保持低车速，尤其是在第一或第二挡位驾驶时，以及损及机动车起动性能问题，尤其在高挡位驾驶时。在行业中存在这样ー种需求提供一种在影响升挡的故障出现后控制变速器的方法，这样变速器的所有挡位都可操作和可利用，从而允许机动车驾驶员在方便时再维修机动车。
发明内容
—种控制变速器挡位变换至所需挡位的方法，包括解离要解离的变速器控制元件，改变发动机速度至所需挡位的同步速度，减小发动机输出扭矩以及接合要接合的变速器控制兀件。故障模式升挡能量消耗监控策略将高能量换挡转换成实质上没有扭矩被要接合的控制元件传输的换挡。当能量管理控制基于所需挡位和当前的变速器输出速度计算目标发动机速度吋，要解离的离合器的扭矩传输能力(有时称为最大扭矩)骤降。然后该控制利用发动机速度限制将发动机速度降至目标挡位的同步速度。在发动机速度接近目标速度吋，要接合的离合器接合。这样，实质上没有能量通过要接合的离合器传输，因为离合器没有降低发动机速度至同步速度。要接合的离合器不克服发动机扭矩或惯性扭矩以与所需挡位的速比同歩。通过下述详细的描述、权利要求和附图，优选实施例的应用范围将变得显而易见。应该理解，虽然本说明书和具体示例说明了本发明的优选实施例，但是只是通过例证方式给出。具体描述的实施例和示例的各种改变和改进对本领域的技术人员来说将是显而易见的。
结合附图并參照以下说明将更容易地理解本发明，其中图I是自动变速器的示意图；图2是表示图I中变速器的摩擦控制元件在每个挡位的施加和释放状态的图表；以及图3是表示图I中变速器升挡期间各种參数变化的图表。
具体实施例方式
现在參照附图，图I表示自动变速器的运动学设置。变矩器10包括与内燃机的曲轴14连接的叶轮12、装有叶片的涡轮叶轮16、以及装有叶片的定子叶轮18。叶轮、定子和涡轮叶轮形成环形流体流动回路，由此，叶轮12与涡轮16通过流体流动连接。定子18可旋转地支承于固定的定子轴上，尽管在反方向上的自由轮转运动是允许的，但是超速制动器20将定子锚定到轴上以防止定子在叶轮旋转方向的反方向上旋转。变矩器10包括位于变矩器叶轮壳体23内的闭锁离合器22。当离合器22接合吋，涡轮16和叶轮12与变速器输入轴24机械连接；当离合器22解离时，涡轮16与叶轮22通过流体流动连接并且机械地断开连接。变矩器10中容纳的流体从机油泵总成25的输出端供应并且返回油槽，泵的入口与油槽液压连接。变速器10装在变速器壳体27中，变速器壳体25与车辆结构固定不旋转。发动机通过变矩器10驱动输入端24。输出端26与车辆的车轮可驱动地连接，优选地，通过差速器和ー组变速齿轮(图中未示出)驱动。变速器10包括两个周转齿轮组28、30。第一齿轮组28包括第一太阳齿轮32、第ー环形齿轮34、第一托架36，以及承载于托架36上旋转并与第一太阳齿轮32和第一环形齿轮34相接合的第一组行星齿轮38。太阳齿轮32连续地固定不旋转，优选地通过连接于壳体27或前支承，固定于壳体上。环形齿轮34固定于输入端24。第二齿轮组30包括第二太阳齿轮40 ;第三太阳齿轮41 ;第三环形齿轮42 ;第ニ托架44 ;ー组支承于第二托架44上旋转的短行星齿轮46 ;—组支承于第二托架44上旋转并与第三太阳齿轮41、第三环形齿轮42和短行星齿轮46相接合的长行星齿轮48。输出端26固定于第三环形齿轮42。前进离合器50 (C1234)可选择地开启和关闭托架36和第三太阳齿轮41之间的驱动连接。传动离合器52 (C35R)可选择地开启和关闭托架36和第二太阳齿轮40之间的驱动连接。中间制动器56 (CB26)交替地释放和保持第二太阳齿轮40和离合器52的输出端不旋转。下/反向制动器58 (CBLR)交替地释放和保持托架44不旋转。超速离合器60(C456)可选择地开启和关闭托架44和环形齿轮34之间的驱动连接，其固定于输入端24。离合器交替地连接和断开两个转动部件。制动器交替地保持转动部件不旋转和释放该转动部件使其其可自由旋转。变速器10包含三个离合器50、52和60以及两个制动器56和58，其有时称为摩擦元件或控制元件。
离合器50、52、60和制动器56、58包括盘，其通过花键与第一构件连接，以及摩擦片，其通过花键与第二构件连接、这些盘和片彼此交错。当在驱动控制元件的伺服机构上施加液压时，离合器的盘和片強制相互摩擦接触，从而增加控制元件的扭矩传递能力并且可驱动地连接第一和第二构件。当从伺服机构排出液压时，控制元件不传递扭矩，允许第一和第二构件独立旋转。虽然已经将离合器50、52、60和制动器56、58具体阐述并描述为液压驱动的多盘离合器和制动器，本发明还可以用替代类型的可释放连接实施，包括但不限于爪形离合器和制动器、可控单向离合器和制动器、磁力驱动的离合器和制动器或电驱动的离合器和制动器。如图2表格所示，第三挡位通过接合离合器50、52产生。第五挡位通过接合离合器52和60产生。当产生从第三挡位到第五挡位的升挡 时，离合器52保持接合，前进离合器50 (C1234)是要解离的元件，超速离合器60 (C456)是要接合的元件。如图3所示，当电子控制器在时间70要求3-5升挡时，要解离的控制元件C1234的驱动伺服压カ72在整个升挡期间沿相对陡的斜线下降至实质上为零的压カ75。但是要接合的控制元件C456的伺服压カ76保持较低并在延迟时间段内排出。发动机速度68在升挡要求发生前实质上保持不变。要求升挡之后，控制器确定发动机的同步速度78，也就是目标挡位(第五挡)中的变速器输出端26的速度等于当前挡位(第三挡)中的输出端速度时的发动机速度。然后，控制器控制发动机速度80朝同步速度78稳定降低，同时要接合的控制元件C456保持断开。控制器也減少发动机扭矩82至实质上为零的扭矩84，同时发动机速度沿斜线80降低。优选地，当发动机速度降至大约200_300rpm并大于同步速度78时,要接合的控制元件C456的压カ76在82处上升至冲击压力，其取代启动要接合的控制元件C456的伺服系统的液压活塞，从而去除伺服系统中的间隙。伺服压カ在离合器C456被冲击后可在86处降低井随后上升至起始压カ88。要接合的控制元件C456的最大扭矩沿斜线90増加，使离合器C456在管路压カ92处变得与驱动压カ完全接合。3-5升挡完成后，控制器在94处增加发动机扭矩，并在96处增加发动机极限速度。升挡98后的发动机速度比升挡68前的更低。因发动机速度处于同步速度的同时要接合的离合器C456变成接合状态，所以离合器不传输惯性扭矩，在将发动机速度与目标挡位的输出端速度同步时这通常是需要的。因发动机扭矩84基本上为零的同时要接合的离合器C456为接合状态，所以离合器不传输发动机扭矩。因此，升挡在由要接合的离合器C456传输的扭矩很小的情况下产生，直至升挡完成后。虽然已经參照要解离和要接合的控制元件是离合器对3-5升挡进行了说明，该控制可用于挡位变换，其中制动器为共同參与控制元件，或离合器和制动器两者均參与挡位变换。该控制可用于升挡和降挡。按照专利法的規定，已经对优选实施例进行了说明。但是，需要注意的是，还可以实施与详细说明和描述的实施例不同的替代实施例。
权利要求
1.一种控制变速器挡位变换至所需挡位的方法，其特征在于，包含 Ca)解离要解离的变速器控制元件； (b)改变发动机速度至所需挡位的同步速度； (C)减小发动机输出扭矩； Cd)接合要接合的变速器控制元件。
2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，步骤(a)进ー步包含 降低驱动要解离的控制元件的伺服系统中的液压；以及 降低要解离的控制元件的最大扭矩。
3.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，步骤(b)进ー步包含 增加驱动要接合的控制元件的伺服系统中的液压； 増加要接合的控制元件的最大扭矩。
4.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，步骤(d)进ー步包含 通过增加驱动要接合的控制元件的伺服系统中的液压冲击要接合的控制元件； 通过增加所述伺服系统中的液压至启动压カ増加要接合的控制元件的最大扭矩； 通过增加所述伺服系统中的液压至管路压カ使要接合的控制元件完全接合。
5.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，步骤(b)包含 在挡位变换开始之后的一段时间内使发动机速度朝同步速度降低。
6.根据权利要求I所述的方法，其特征在干，进ー步包含在要接合的控制元件接合后增加发动机速度。
7.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，步骤(c)包含 在挡位变换开始后的一段时间内减小发动机扭矩。
8.根据权利要求I所述的方法，其特征在干，进ー步包括含要接合的控制元件接合后増加发动机扭矩。
全文摘要
一种控制变速器挡位变换至所需挡位的方法，包括解离要解离的变速器控制元件，改变发动机速度至所需挡位的同步速度，减小发动机输出扭矩，以及接合要接合的变速器控制元件。
文档编号F16H59/02GK102818005SQ201210185138
公开日2012年12月12日 申请日期2012年6月6日 优先权日2011年6月8日
发明者理查德·R·海瑟威, 爱德华·卡滕斯基, 佩德罗·S·卢汉 申请人:福特全球技术公司