CN100470100C - 改进从行车到驻车转换的方法 - Google Patents

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Abstract

根据本发明的优选实施例，当车辆停下来时应用离合器。该离合器的应用锁定了具有能量储存在其中的变速器输出轴。然后当转换选择器被移动到驻车位置时，通过使离合器盘滑动，离合器以可控方式释放储存的能量。该可控的滑动减少了当驻车棘爪齿与输出齿轮齿接触时产生的噪音。

Description

改进从行车到驻车转换的方法
技术领域
本发明提供一种在自动变速器中用于改进从行车到驻车转换的方法.
背景技术
在一些情况下，当车辆在驱动中停止时，会产生＂撞齿＂情况.＂撞齿＂情况发生在输出齿轮上的一个齿与驻车棘爪齿相对齐时.当转换选择器被移到驻车位置时，在变速器输出轴中所储存的潜在的扭转能量被释放.这种能量的释放导致输出齿轮以旋转的方式开始加速，直到驻车棘爪能够接合进入相邻的输出齿轮的齿之间.当这些发生时，驻车齿与一个输出齿轮齿碰撞，产生可能令人不愉快的噪音。
发明内容
根据本发明一优选实施例，在车辆停下来时通过使用专门的离合器或离合器组合，可以避免由驻车齿与一个输出齿轮齿相接触所产生的可能令人不愉快的噪音.这种离合器或者离合器组合的应用锁定了具有能量储存在其中的变速器输出轴.然后当转换选择器被移动到驻车位置时，离合器或者离合器组合通过滑动离合器盘以可控方式释放储存的能量.该可控的滑动减少了在驻车棘爪和输出齿轮之间的相对运动，并且因此减少了当驻车棘爪齿接触输出齿轮齿时所产生的噪音。
本发明的方法提供了一种以下述方式进行的改进的进入驻车的转换方式.当车辆停止时，离合器或者离合器组合投入使用，从而使得变速器输出轴被停止.当变速器被转换进入驻车状态时，驻车棘爪与安装到变速器输出轴上的输出齿轮相接合.由于变速器输出轴被停止并且输出齿轮被安装到其上，因此在驻车棘爪和输出齿轮之间的相对运动被最小化，并且由驻车棘爪齿与输出齿轮齿接触所产生的任何噪音被减少.在驻车棘爪与输出齿轮接合之后，离合器或者离合器组合件通过使离合器盘滑动以可控方式被缓慢地释放。
在本发明的一个方面，离合器或者离合器组合件在较低的离合器压力水平下被应用，从而使得随后的车辆加速不会被阻碍.
在本发明的另一个方面，一算法确定在离合器或者离合器组合件被释放之前，车辆的驾驶员是否已经完全松开了制动器。
在本发明的又一个方面，一算法确定在离合器或者离合器组合件被释放之前，车辆的驾驶员是否已经部分松开了制动器.
在本发明的再一个方面，一算法确定在离合器或者离合器组合件被释放之前，车辆的驾驶员是否已经踩下油门.
本发明的上述特征和优点以及其它特征和优点，将从在结合附图时对实施本发明的最佳方式的下面的详细描述中容易地显现.
附图简述
图1是包括一自动变速器的动力系的示意图；
图2是表示变速器离合器起动与对应的速比之间关系的真值表；
图3a是本发明的与输出齿轮相接合的驻车棘爪的部分侧视图；
图3b是本发明的与输出齿轮相对齐的驻车棘爪齿的部分侧视图；和
图4是描述本发明方法的流程图.
具体实施方式
本发明提供一种在自动变速器中用于改进从行车到驻车转换的方法.更确切地说，本发明提供一种用于实施从行车到驻车转换的方法，从而使得驻车齿92(如图3a所示)与输出齿轮齿96(如图3a所示)接合时不会产生令人不愉快的噪音.本发明将在下文中在典型的动力系10(如图1所示)的范围内进行描述，该动力系10用于说明目的。但是，需要理解的是，本发明的教导同样可应用于许多可选择的变速器.
参见图1，车辆动力系10包括发动机12，变速器14，和在发动机12和变速器输入轴18之间提供流体耦合的液力变矩器16.液力变矩器离合器19在一定条件下有选择地进行结合，以在发动机12和变速器输入轴18之间提供机械耦合.变速器输出轴20以多种常规方式中的一种连接到车辆的驱动轮上.图示的实施例描述了一种四轮驱动(FWD)的应用，其中输出轴20连接到分动器21上，该分动器21还连接到后驱动轴R和前驱动轴F上.通常，该分动器21可手动转换以可选择地确定多种驱动情况的一种，这些驱动情况包括两轮驱动和四轮驱动、和高或者低的速度范围、具有介于两轮和四轮驱动情况中间的一种中间情况的多种组合.
变速器14具有三个相互连接的行星齿轮组，总体用附图标记23、24和25进行标明.行星齿轮组23包括太阳轮部件28、齿圈部件29、和行星齿轮架装置30。行星齿轮架装置30包括多个行星小齿轮，这些小齿轮以可旋转的方式安装在支架部件上并且以与太阳轮部件28和齿圈部件29两者都啮合的关系进行设置.行星齿轮组24包括太阳轮部件31、齿圈部件32、和行星齿轮架装置33.行星齿轮架装置33包括多个行星小齿轮，这些小齿轮以可旋转的方式安装在支架部件上并且以与太阳轮部件31和齿圈部件32两者都啮合的关系进行设置。行星齿轮组25包括太阳轮部件34，齿圈部件35，和行星齿轮架装置36。行星齿轮架装置36包括多个行星小齿轮，这些小齿轮以可旋转的方式安装在支架部件上并且以与太阳轮部件34和齿圈部件35两者都啮合的关系进行设置.
输入轴18持续地驱动齿轮组23的太阳轮28，有选择地通过离合器C1驱动齿轮组24、25的太阳轮31、34，并且有选择地通过离合器C2驱动齿轮组24的支架33。齿轮组23、24、25的齿圈29、32、35分别通过离合器(即，制动器)C3、C4和C5被有选择地连接到基体42.
如图2中表示，离合器C1-C5的状态(即，接合或非接合)能够被控制来提供六个前进速比(1，2，3，4，5，6)，一倒档速比(R)或一空档情况(N).例如，第一前进速比通过接合离合器C1和C5来获得.从一个前进速比到另一个的转换通常是通过分离一个离合器(称为分离离合器)同时接合另一个离合器(称为接入离合器)来实现的.例如变速器14通过分离离合器C5同时接合离合器C4来从第一速比转换到第二速比.
液力变矩器离合器19和变速器离合器C1-C5是通过电液控制系统进行控制的，所述电液控制系统通常用附图标记44进行标识.控制系统44的液压部分包括将液压流体从容器48中吸出的泵46，压力调节器50，其可将泵输出的一部分返回到容器48中以在管道52中产生调整的压力，辅助的压力调节阀54，由车辆的驾驶员操作的手控阀56和多个电磁操纵的流体控制阀58、60、62和64.
电液控制系统44的电子部分主要具体表现在变速器控制单元66或者控制器中，该控制器以微处理器为基础并且为常规的结构.变速器控制单元66基于多个输入信号68控制电磁操纵的流体控制阀58-64以获得所需的变速器速比.这样的输入信号包括，例如，表示变速器输入速度TIS、驾驶员扭矩命令TQ、变速器输出速度TOS、液压流体温度Tsump和换档类型ST(例如，从3档到2档的换低速档)的信号.用于产生这样的信号的传感器实际上可以为常规的，并且为了简化表述在此省略.
手控阀56的控制杆82连接到传感器和显示模块84上，该模块84基于控制杆的位置在线路86上产生诊断信号；这样的信号通常被称为PRNDL信号，因为它表示了车辆驾驶员已经选择的变速器范围(P，R，N，D或者L)的其中的一个.最后，流体控制阀60装配有压力开关74、76、78，用于基于各自的继动阀位置在线路80上提供诊断信号给控制单元66.接着，控制单元66监控多个诊断信号，以便于用电子的方式验证受控制部件的正确操作.
电磁操纵的流体控制阀58-64通常特征为开/闭型或者调制型中之一.为了减少成本，电液控制系统44构造成使得调制型流体控制阀的数目最少，因为调制阀通常使用起来更昂贵.为此，流体控制阀60为一组三个开/闭继动阀，在图1中作为一个合并的块示出，并且所述流体控制阀60与手控阀56一起使用，以便在仅具有两个调制阀62、64的情况下，使每个离合器C1-C5能够可控地接合和分离.对于所选取的任意速比，控制单元66激活继动阀60的特定组合，用于将调制阀62、64之一到连接到接入离合器上，并且将调制阀62、64中的另一个连接到分离离合器上.然而，需要理解的是，在可替换的实施例中变速器14可以采用额外的调制阀.
调制阀62、64中的每个包含一个由可变的控制压力施压的常规的压力调节阀，该可变的控制压力是由电流控制的执行电动机(未示出)所产生的.流体控制阀58也是调制阀，并且控制在线路70、72中通向变矩器离合器19的流体供给路径，以便于有选择地接合和释放变矩器离合器19.变速器控制单元66确定压力命令，以便于在平稳地释放所述分离离合器的同时接合所述接入离合器，从而从一个速比转换到另一个速比，所述变速器控制单元66产生相应的执行电动机的电流命令，然后根据电流命令供给电流到各自的执行电动机中.因此，离合器C1-C5通过阀58-64和它们各自的致动部件(例如电磁线圈、电流控制执行电动机)对压力命令产生响应.
如上所述，从一个速比到另一个速比的每个转换包括一个注满或者准备阶段，在该阶段期间所述接入离合器的应用腔被注满以便为扭矩传输做准备.提供给所述应用腔的流体压缩内部复位弹簧(未示出)，由此向一活塞施力(未示出).一旦该应用腔被充满了，活塞就施加压力到离合器盘，超越初始复位弹簧的压力产生最大转矩(torque capacity).此后，离合器传送与离合器压力相关的转矩，并且该转换可使用多种控制策略来完成.通常的控制策略包括在一经验确定的注满时间内，指令所述接入离合器具有最大压力，然后继续进行随后的转换阶段.注入应用腔中并由此使得离合器获得最大转矩所需的流体容积称为＂离合器容积＂.
参见图3a，详细显示了具有驻车齿92的驻车棘爪90和具有多个齿96的输出齿轮94.输出齿轮94连接到输出轴20上(如图1所示)，从而使得这些部件一起旋转.当适当地接合时，驻车齿92设置在一对相邻的输出齿轮齿96之间，如图3a所示.如图3b所示，当车辆停下来时驻车齿可能会与一个输出齿轮齿96相对齐，这被称为＂撞齿情况＂.如果变速器从＂撞齿情况＂转换到驻车，那么存储在输出轴20中的潜在能量被释放，导致输出轴20和输出齿轮94旋转直到驻车齿94接合进入一对相邻的输出齿轮齿96之间.当驻车齿92进入接合并与一个输出齿轮齿96接触时，在驻车棘爪90和输出齿轮94之间的相对运动会引起令人不愉快的噪音.
本发明的方法适用于在从行车转换到驻车期间，当驻车齿92与一个输出齿轮齿96接合时，防止任何令人不愉快的噪音，这将在下面进行详细描述.更确切地说，本发明的方法适合于当车辆停下来时通过应用一个或多个离合器锁定变速器输出轴20(如图1所示)。对于典型的变速器14，采用制动离合器C4(如图1所示)使当车辆停下来时来锁定变速器输出轴20，但是对于其它的变速器可能需要不同的离合器或者离合器的组合件.当变速器14转换到驻车时，通过使C4离合器盘(未示出)滑动，离合器C4以可控的方式被释放.所述可控的滑动限制了变速器输出轴20和连接在其上的输出齿轮94的转速，从而减少了驻车棘爪90和输出齿轮94之间的相对运动，从而使得当驻车齿92接触一个输出齿轮齿96时所产生的噪音被最小化并且不会令人不愉快.
当该方法应用到变速器14时，根据本发明的用于在自动变速器中改进从行车到驻车转换的方法现在将进行描述.但是，需要理解的是，应用到变速器14的本发明的方法仅仅为了示例的目的，并且该方法同样也可应用到任意数目的可替换的变速器结构中.
用于在自动变速器中改进行车到驻车转换的方法包括在图4中详细显示的算法100.更确切地说，图4示出了表示控制单元66所实施步骤的一系列方框图.
在步骤102处，算法100确定车辆是否停止且处于驱动中.如果车辆没有停止并且处于驱动中，算法重复步骤102。如果车辆停止并且处于驱动中，算法100进行到步骤104.当车辆停止并且处于驱动时，典型的变速器14处于第一档并且因此离合器C1和C5(如图1所示)接合，但是，在其它的变速器中，可能需要不同的离合器组合接合以获得第一档速比.在步骤104处，算法保持变速器输出轴20(如图1所示).对于典型的变速器14，在步骤104通过应用离合器C4(如图1所示)可保持变速器输出轴20，在其它变速器上可能需要不同的离合器或者离合器组合来锁定输出轴.根据本发明的优选实施例，在步骤104中在低压下应用离合器C4，这将在下面详细描述.
由于在步骤104处采用离合器C4来保持变速器输出轴20，因此C4离合器的完全接合可防止或者削弱车辆的加速.因此，离合器C4优选在低压下应用以确保如果驾驶员是加速而不是转换到驻车时，车辆的运行不会受到影响.因此，本发明的方法提供了在定义范围内的C4离合器压力值，所述的范围定义为，当驻车齿92与一个输出齿轮齿96接触时压力值足够大以防止令人不愉快的噪音，并且如果驾驶员在停止后加速时压力值不足以达到会对车辆操纵产生影响.
根据本发明的优选实施例，在关闭油门从3档到2档的调低速档期间，在步骤104中应用的C4离合器压力被计算.对本发明而言，关闭油门从3档到2档的调低速档是在油门关闭的同时发生从第三档速比到第二档速比的转换.如授予Runde等人的美国专利5,211,079中所描述的，在关闭油门3-2调低档期间，计算C4离合器压力，该C4离合器压力非常一致地为超过离合器复位弹簧压力的一阈值，上述专利的全部内容参考并结合在此.通过为了实现本发明目的采用该C4压力值，如果驾驶员加速，那么C4离合器随时准备好发出一所需的较高压力的指令而不会影响车辆运行.
在步骤106中，算法确定驾驶员是否已经完全松开制动踏板，充分减少制动压力以引起明显的车辆运动，或者踩下油门.对本发明来说，明显的车辆运动定义为超出一预定的限制值.车辆运动可以被检测，例如，通过固定在驱动轴R(如图1所示)上的位置/速度传感器(未示出).如果步骤106中的情况都没有被满足，那么算法100进行到步骤110.如果步骤106的任何情况都已经满足，算法100进行到步骤108.在步骤108中，通过使C4离合器盘(未示出)滑动，离合器C4以可控的方式被释放，以使当驻车齿92与一个输出齿轮齿96接触时(如图3a所示)所产生的任何噪音最小化。
在步骤110中，算法100确定变速器14是否已经转换入空档.如果变速器14没有转换到空档，那么该算法100进行到步骤116。如果变速器14已经转换到空档，那么该算法100进行到步骤112。在步骤112中，C4离合器压力被增加.由于车辆处于空档并且不能加速，因此不再需要在C4离合器压力上的限制，该压力上的限制可允许无限制的车辆加速，并且在步骤112处C4离合器压力可以安全地增加。如果变速器14在步骤112之后转换到驻车档，那么增加的C4离合器压力将允许变速器输出轴20(如图1所示)更好的保持，以进一步使当驻车齿92与一个输出齿轮齿96接触时(如图3a所示)所产生的任何噪音最小化。如果在一预定的时间段之后，变速器14仍然处于空档，则算法100进行到步骤114。在步骤114中，通过使C4离合器盘(未示出)滑动，离合器C4以可控方式被释放，从而使得储存在变速器输出轴20中的潜在能量被缓慢地释放。在步骤114中，离合器C4被释放时如果变速器转换到驻车档，那么将不会存在令人不愉快的噪音，因为离合器C4以可控速率被释放，该可控的速度适合于限制在驻车齿92和输出齿轮齿96之间的相对运动。
在步骤116中，算法100确定变速器14是否已经转换入倒车档。如果变速器没有转换到倒车档，那么该算法100进行到步骤130。如果变速器已经转换到倒车档，那么该算法100进行到步骤118。在步骤118中，在一预定的时间段上C4离合器压力保持不变。该预定的时间段适合于允许接入离合器获得能量以转换到倒车档.对于典型的变速器14，用于转换到倒车档的接入离合器为C3离合器(如图1所示)，但是，对其它变速器所述接入离合器可以不同.在步骤120中，通过使C4离合器盘(未示出)滑动，离合器C4以可控方式被释放，从而使得储存在变速器输出轴20中的潜在能量被缓慢地释放.当离合器C4被释放时，如果在步骤120期间驻车档被选中，那么算法100增加C4离合器压力以保持输出轴20.在驻车档已经被选择之后，C4离合器压力以可控的方式被释放以允许驻车棘爪90缓慢地与输出齿轮94接合(如图3a所示).
在步骤130中，算法100确定变速器14是否已经转换入驻车档。如果变速器14还未转换到驻车档，那么该算法100返回到步骤102。如果变速器14已经转换到驻车档，那么该算法100进行到步骤132。在步骤132中，C4离合器压力被增加以保持变速器输出轴20(如图1所示).在步骤134中，C4离合器压力以可控的方式被释放以允许驻车棘爪90缓慢地接合输出齿轮94(如图3a所示).在步骤136中，算法100确定变速器14是否已经转换到驱动档.在步骤136处，如果变速器14还未转换到驱动档，那么算法100进行到步骤138.在步骤136处，如果变速器14已经转换到驱动档，那么算法100进行到步骤140.在步骤138中，算法100确定C4离合器压力是否已经减少到零。在步骤138处，如果C4离合器压力还未减少到零，那么算法100返回到步骤134。在步骤136处，如果变速器14已经转换到驱动档，那么算法进行到步骤140.在步骤140中，C4离合器压力被增加以保持输出轴20。在步骤142中，C4离合器压力以可控的方式被释放以允许驻车棘爪90缓慢地与输出齿轮94接合.在完成步骤142之后，算法100返回到步骤102.
尽管已经详细描述了用于实施本发明的最佳方式，然而本领域技术人员将认识到用于实施本发明的多个可选择的设计和实施例都在附加的权利要求范围之内.

Claims (13)

1.一种在具有自动变速器的车辆中提供改进的转换到驻车的方法，所述的自动变速器具有多个离合器和有一个输出齿轮连接到其上的输出轴，该方法包括：
应用一制动离合器，其中该制动离合器的应用可约束变速器输出轴；
确定何时车辆制动器换到空档，并且随后响应变速器转换到空档来释放制动离合器；
当车辆转换到驻车时，将驻车棘爪与输出齿轮相接合，其中在驻车棘爪和输出齿轮之间的相对运动通过制动离合器被最小化，并且驻车棘爪和输出齿轮的接合不会产生令人不愉快的噪音；和
释放制动离合器。
2.如权利要求1的方法，其中所述应用制动离合器包括在低压下使用制动离合器，从而使得车辆运动不会被阻碍。
3.如权利要求1的方法，进一步包括确定何时车辆制动器已经完全释放，并且随后只有当车辆制动已经完全释放时才释放制动离合器。
4.一种在具有自动变速器的车辆中提供改进的转换到驻车的方法，所述的自动变速器具有多个离合器和有一个输出齿轮连接到其上的输出轴，该方法包括：
应用一制动离合器，其中该制动离合器的应用可约束变速器输出轴；
确定何时车辆制动器已经部分释放，从而使得明显的车辆运动被检测到，并且随后只有当明显的车辆运动被检测到时才释放制动离合器；
当车辆转换到驻车时，将驻车棘爪与输出齿轮相接合，其中在驻车棘爪和输出齿轮之间的相对运动通过制动离合器被最小化，并且驻车棘爪和输出齿轮的接合不会产生令人不愉快的噪音；和
释放制动离合器。
5.如权利要求1的方法，进一步包括确定何时已经踩下油门，并且随后只有踩下油门时才释放制动离合器。
7.如权利要求1的方法，其中所述的释放制动离合器包括以可控的方式缓慢地释放制动离合器。
8.一种在具有自动变速器的车辆中提供改进的转换到驻车的方法，所述的自动变速器具有多个离合器和一个输出齿轮连接到其上的输出轴，该方法包括：
确定何时车辆被停止；
当车辆停止时应用一制动离合器，其中制动离合器的应用可约束变速器输出轴；
确定在车辆停止之后车辆制动器是否已经被释放，并且如果车辆制动器已被释放，则随后释放制动离合器；和
当车辆转换到驻车时，将驻车棘爪与输出齿轮相接合，其中在驻车棘爪和输出齿轮之间的相对运动通过制动离合器被最小化，并且驻车棘爪和输出齿轮的接合不会产生令人不愉快的噪音。
9.如权利要求8的方法，其中所述应用制动离合器包括在低压下使用制动离合器，从而使得车辆运动不会被阻碍。
10.如权利要求8的方法，进一步包括确定在车辆停止之后是否踩下油门，并且如果踩下油门则释放制动离合器。
11.如权利要求8的方法，进一步包括确定变速器是否被转换到空档，并且如果变速器转换到空档，则随后释放制动离合器。
12.一种在具有自动变速器的车辆中提供改进的转换到驻车的方法，所述的自动变速器具有多个离合器和一个输出齿轮连接到其上的输出轴，该方法包括：
确定何时车辆被停止；
当车辆停止时应用一制动离合器，其中制动离合器的应用可约束变速器输出轴；
确定在车辆停止之后车辆制动是否已被释放，并且如果车辆制动已被释放，则随后以可控的方式缓慢地释放制动离合器；
确定在车辆停止之后油门是否被踩下，并且如果油门被踩下，则随后以可控的方式缓慢地释放制动离合器；
当车辆转换到驻车时，将驻车棘爪与输出齿轮相接合，其中在驻车棘爪与输出齿轮之间的相对运动通过制动离合器被最小化，并且驻车棘爪与输出齿轮的接合不会产生令人不愉快的噪音。
13.如权利要求12的方法，其中所述应用制动离合器包括在低压下使用制动离合器，从而使得车辆运动不会被阻碍。
14.如权利要求12的方法，进一步包括确定变速器是否被转换到空档，并且如果变速器转换到空档，则随后以可控的方式缓慢地释放制动离合器。
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