CN101861482B

CN101861482B - 用于变速传动装置的控制器

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Publication number: CN101861482B
Application number: CN200880116244.9A
Authority: CN
Inventors: S·B·奎因; A·L·米勒; S·R·安德森
Original assignee: Fallbrook Intellectual Property Co LLC
Current assignee: Fallbrook Intellectual Property Co LLC
Priority date: 2007-11-16
Filing date: 2008-11-14
Publication date: 2014-05-07
Anticipated expiration: 2028-11-14
Also published as: US20190049004A1; TW200936914A; TW201604449A; WO2009065055A3; WO2009065055A2; US11125329B2; CN101861482A; TWI541460B; US10100927B2; US20220003312A1; US8996263B2; TWI545279B; US20090132135A1; CN103939602A; CN103939602B; US20150051801A1

Abstract

在这里公开了用于包括变速器或其它CVT的可变比率传动装置和电子可控可变比率传动装置的电子控制器。所述电子控制器可以配置成接收指示与耦合到传动装置的引擎关联的参数的输入信号。电子控制器还可以接收一个或多个控制输入。电子控制器可以根据输入信号和控制输入确定有效范围与有效变速器模式。通过控制一个或多个电子螺线管，电子控制器可以控制可变比率传动装置的最终传动比，其中一个或多个电子螺线管控制可变比率传动装置的一个或多个部分的比率。

Description

用于变速传动装置的控制器

对相关申请的交叉引用

本申请要求于2007年11月16日提交的、标题为“CONTROLLERFOR A CONTINUOUSLY VARIABLE TRANSMISSION”的美国临时申请No.60/988,560的权益，该申请的全部内容通过引用包含于此。

背景技术

无极变速传动装置(CVT)与基本上无极变速的传动装置在各种应用中越来越获得认同。控制由CVT提供的比率的过程由于CVT所给出比率持续可变或者微小分级而复杂化。此外，CVT中可以实现的比率范围对有些应用可能是不够的。传动装置可以实现CVT与一个或多个附加CVT级、一个或多个固定比率范围划分器(splitter)或其某种组合的组合，以便扩展可用比率的范围。由于传动装置可能具有获得相同最终传动比的多种配置，因此CVT与一个或多个附加级的组合进一步将比率控制过程复杂化。

例如，不同的传动装置配置可以不同方式跨不同的传动装置级成倍地增加输入力矩，以实现相同的最终传动比。但是，有些配置与提供相同最终传动比的其它配置相比提供更大的灵活性或者更好的效率。

用于优化传动装置控制的标准对于相同传动装置的不同应用可以不同。例如，基于将输入力矩施加到传动装置的原动机(primemover)的类型，为燃料效率而优化传动装置控制的标准可以不同。此外，对于给定的传动装置与原动机对，用于优化传动装置控制的标准可以依赖于是优化燃料效率还是优化性能而不同。

在此描述的系统与方法用于解决在控制传动装置最终传动比过程中涉及的复杂且有时候是相互矛盾(competing)的标准。

发明内容

在这里描述了用于包括变速器或其它CVT的可变比率传动装置和电子可控可变比率传动装置的电子控制器。电子控制器可以配置成接收指示与耦合到传动装置的引擎关联的参数的输入信号。电子控制器还可以接收一个或多个控制输入。电子控制器可以根据输入信号和控制输入确定有效范围和有效变速器模式。通过控制一个或多个电子螺线管，电子控制器可以控制可变比率传动装置的最终传动比，其中电子螺线管控制可变比率传动装置的一个或多个部分的比率。

本发明的各方面包括控制可变比率传动装置的方法。该方法包括：接收多个输入信号；至少部分地基于该多个输入信号从多个控制范围中确定有效的控制范围；基于多个输入信号和有效的控制范围从多个变速器模式中确定有效的变速器模式；及基于输入信号和有效变速器模式控制变速器的运转。

本发明的各方面包括控制可变比率传动装置的方法。该方法包括接收一个或多个电子输入值，及控制施加到控制螺线管的电流以改变变速器控制活塞的位置，其中该控制活塞运转以通过改变变速器中至少一个旋转行星齿轮的旋转轴角度来改变由变速器提供的比率。

本发明的各方面包括一种控制器系统，该控制器系统包括：配置成存储切换规律(shift schedule)图的切换规律模块；耦合到切换规律模块的切换点模块，其中切换点模块配置成接收多个电子输入信号并配置成至少部分地基于多个电子输入信号和切换规律图从多个控制范围中确定有效的控制范围；配置成基于多个电子输入信号和有效控制范围确定变速器模式的变速器模式模块；以及配置成基于变速器模式控制变速器比率的控制模块。

本发明的各方面包括一种控制器系统，该控制器系统包括：具有可变比率变速器的传动装置，其中变速器的比率是至少部分地基于变速器中至少一个旋转行星齿轮的纵轴位置改变的；以及配置成接收多个输入并生成控制输出的电子控制器，该控制输出基于多个输入改变变速器中至少一个旋转行星齿轮的纵轴位置。

附图说明

结合附图，根据以下给出的具体描述，本公开的实施方式的特征、目的与优点将变得更加明显，其中附图中相同的元件使用相同的标号。

图1是包括可变比率传动装置的驱动装置的简化功能性框图。

图2是具有电子控制的可变比率传动装置实施方式的简化功率流示意图。

图3A是具有电子控制的可变比率传动装置的简化图。

图3B是变速器实施方式的简化图。

图3C是可变比率传动装置实施方式的简化流体流示意图。

图4是用于可变比率传动装置的电子控制器实施方式的简化功能性框图。

图5是由电子控制器实现的传动装置切换曲线实施方式的简化图。

图6是由电子控制器实现的引擎速度图实施方式的简化图。

图7是由电子控制器实现的变速器图实施方式的简化图。

图8是由电子控制器实现的变速器图实施方式的简化图。

图9是由电子控制器实现的引擎速度限制图实施方式的简化图。

图10是由电子控制器实现的变速器速率限制图实施方式的简化图。

图11是将估计的引擎力矩映射到节流阀位置的简化图。

图12是管线压力规律(line pressure schedule)实施方式的简化图。

图13是管线压力控制图实施方式的简化图。

图14是离合器应用轮廓(profile)实施方式的简化图。

图15是离合器压力控制图实施方式的简化图。

图16是力矩变换器离合器曲线实施方式的简化图。

图17是控制可变比率传动装置的方法的实施方式的简化流程图。

图18是控制可变比率传动装置中的变速器的方法的实施方式的简化流程图。

图19是可以在可变比率传动装置上实现的阀门系统的实施方式的流体流图实施方式的示意图。

具体实施方式

在这里描述用于可变比率传动装置的电子控制器，该电子控制器对具有无极变速部分的可变比率传动装置启用电子控制，其中的无极变速部分例如无极变速传动装置(CVT)、无限变速传动装置(IVT)或变速器。电子控制器可以配置成接收指示与耦合到传动装置的引擎关联的参数的输入信号。参数可以包括节流阀位置传感器值、车速、齿轮选择器位置、用户可选择的模式配置，等等，或者其某种组合。电子控制器还可以接收一个或多个控制输入。电子控制器可以基于输入信号和控制输入确定有效范围和有效变速器模式。电子控制器可以通过控制一个或多个电子螺线管来控制可变比率传动装置的最终传动比，其中电子螺线管控制可变比率传动装置的一个或多个部分的比率。

在此描述的电子控制器是在无极变速传动装置的环境下描述的，例如在标题为“CONTINUOUSLY VARIABLE TRANSMISSIONSAND METHODS THEREFOR”的国际申请No.PCT/US2008/053347中所述类型的无极变速传动装置，该申请转让给本申请的受让人，该申请的全部内容通过引用包含于此。但是，电子控制器不限于控制特定类型的传动装置，而是可以配置成控制多种可变比率传动装置中的任何一种。

如在此所使用的，术语“操作性连接到”、“操作性耦合到”、“操作性链接到”、“可操作连接到”、“可操作耦合到”、“可操作链接到”及类似的术语指元件之间的关系(机械的、链接、耦合等)，由此一个元件的运转会导致另一个元件对应的、随后的或同时的运转或动作。应当指出，在使用所述术语描述各种实施方式时，典型地描述链接或耦合元件的特定结构或者机构。但是，除非特别声明，否则，当使用所述术语中的一个时，这些术语指示实际链接或耦合可以采用多种形式，在特定实例中，这对于相关技术领域中的普通技术人员是显而易见的。

术语“径向的”在此用于指示与传动装置或变速器的纵轴垂直的方向或位置。在此所使用的术语“轴向的”指沿与传动装置或变速器的主轴或纵轴平行的轴的方向或位置。为了清晰和简洁，有时，类似标记的类似部件(例如，控制活塞582A和控制活塞582B)将统一地用单个标记指称(例如，控制活塞582)。

图1是驱动设备100的实施方式的简化功能性框图，所述驱动设备100在此称为驱动装置100。在有些实施方式中，驱动装置100包括操作性耦合在原动机102和负载114之间的传动装置101。原动机102向传动装置101传输功率，而传动装置101将功率传输给负载114。原动机102可以是任何数量功率发生设备中的一个或多个，而负载114可以是任何数量被驱动设备或部件中的一个或多个。原动机102的例子包括但不限于引擎，所述引擎包括但不限于内燃机和外燃机、例如电动机的发动机，等等，及其某种组合。负载的例子包括，但不限于，传动链差分组件、功率输出组件、发电机组件、泵组件，等等。

在一种实施方式中，传动装置101包括输入接口104、变速器106、输出接口110和副变速箱(range box)112。输入接口104操作性地耦合到原动机102。变速器106可以操作性地耦合在输入接口104和输出接口110之间。副变速箱112操作性地耦合在输出接口110和负载114之间。

例如电子控制器的控制器108可以配置成监视驱动装置100的一个或多个状态、属性或特性。控制器108可以配置成从用户接口107接收一个或多个输入，其中该用户接口107一般是在驱动装置100和控制器108本地。控制器108可以可选地包括配置成从远程控制器(未示出)接收一个或多个输入的远程接口109。

控制器108可以耦合到原动机102并可以配置成监视或以别的方式确定原动机102的一个或多个特性。在原动机102包括内燃机的特定实施方式中，控制器可以配置成监视例如节流阀位置、引擎速度等等或者其某种组合。

控制器108还可以耦合到传动装置101中的一个或多个级，并可以配置成监视或以别的方式确定传动装置101的一个或多个特性。例如，控制器108可以配置成监视或以别的方式确定输入接口104、变速器106、输出接口110和副变速箱112的每一个中的各种机械特性、流体压力和温度。

控制器108可以耦合到用户接口107，以便接收或监视本地提供的输入。用户接口107可以例如包括齿轮切换控制器，一般将其称为变速杆(gear shift lever)。用户接口107还可以包括一个或多个手动模式选择器，可以有选择地启动这些选择器，来控制驱动装置100的运行模式。手动模式选择器可以是例如一个或多个开关或可编程元件。在特定的例子中，手动模式选择器可以选择性地指示经济模式、性能模式、豪华模式等。手动模式选择器不需要是相互排斥的，它们可以同时或者以别的方式并发地启动或停用。

控制器108可以通过远程接口109耦合到远程控制器(未示出)并可以配置成从远程控制器接收一个或多个输入。远程接口109可以是有线接口、无线接口等等或者是其某种组合。在一种实施方式中，远程接口109可以支持有线通信标准。在另一种实施方式中，远程接口109可以支持无线通信标准。在其它实施方式中，远程接口109可以支持私有的(proprietary)有线或无线通信接口。可选地，远程接口109可以配置成支持有线和无线接口的组合。

控制器108可以通过远程接口109从远程控制器接收一个或多个控制输入或监视输入。控制器108可以配置成例如从远程控制器接收可编程的更新、表格、运行图(operational map)、其它信息等等或者其某种组合。

控制器108可以配置成至少部分地基于输入来提供一个或多个输出，该输出可以用于控制驱动装置100的运行特性。例如，控制器108可以基于输入和一个或多个预定运行图、算法或过程的组合来控制驱动装置100(尤其是传动装置101)的运行特性。控制器108还可以配置成提供传送或以别的方式指示驱动装置100一个或多个方面的状态、特性或情况的一个或多个输出。例如，控制器108可以配置成控制用户接口107中的一个或多个指示器或者通过远程接口109向远程控制器提供诊断信息。

如以下将更具体描述的，控制器108可以配置成控制传动装置101的最终传动比，包括由变速器106提供的传动比和由副变速箱112实现的传动比。控制器108还可以配置成控制运行特性，例如切换特性。

在一种实施方式中，控制器108可以配置成控制多个螺线管阀门(未示出)，所述多个螺线管阀门可以控制输入接口104、变速器106和副变速箱112中每一个的各方面。控制器108可以配置成利用开环控制来控制一个或多个螺线管阀门。可选地或者附加地，控制器108可以配置成在闭环控制中控制一个或多个螺线管阀门，其中闭环控制利用提供到控制器108的一个或多个输入或者由到控制器108的一个或多个输入监视的反馈信息。

输入接口104可以配置成从原动机102接收功率并将这种功率传输到变速器106。输出接口110可以配置成组合来自变速器106的功率(即，以给定旋转速度施加的力矩)并将这种组合后的功率传输到副变速箱112。在这里公开的是，输入接口104和输出接口110都没有必要限定到特定的相应的物理和/或运行配置。因此，输入接口104可以包括适于提供这种分布式功率传输和分布功能性的任何齿轮或耦合结构，而输出接口110可以包括适于提供这种组合的功率传输功能性的任何齿轮或耦合结构。输入接口104的例子包括，但不限于，力矩变换器组件、液压离合器耦合、手动致动的离合器组件、计算机控制的离合器组件、磁流变离合器耦合等等，或者其某种组合。

变速器106可以配置成用于使得从输入接口104分配到其的功率以与该功率关联的力矩和/或旋转速度选择性地可变(即，选择性地可调节)的方式传输到输出接口110。

副变速箱112提供了各种齿轮选择和离合器接合功能，而且其用于扩展可以从传动装置101获得的最终传动比的范围。这种齿轮选择功能的例子包括，但不限于，可用副变速箱齿轮比的选择性接合与各种负载驱动方向的选择性接合。这种离合器接合功能的例子包括，但不限于，各种离合器接合操作的被动实现与各种离合器接合操作的主动实现。

图2是具有电子控制的可变比率传动装置101的简化图。图2的可变比率传动装置101可以是例如图1中所说明的驱动装置实施方式中所实现的传动装置。

传动装置101包括四个主要的子系统。这些子系统包括具有锁定离合器212的力矩变换器210、变速器220(或者称为CVT元件)、可以实现为组合行星式齿轮组的功率组合器230及两速副变速箱240。两速副变速箱240可以实现为例如Ravigneaux齿轮组及离合器242、244和246。为了清晰，通过两速副变速箱240来说明传动装置101。为了支持换向器(reverser)，其它实施方式可以省略副变速箱240及关联的离合器242、244和246，而其它实施方式可以实现不止一个副变速箱240或者是能够具有多于两种速度的副变速箱240。

总传动比是由力矩变换器210、变速器220和副变速箱240确定的。在两种不同的副变速箱240配置中，由变速器220支持的比率范围可以在由传动装置101支持的比率范围中产生重叠。因此，有多种途径来实现在重叠范围区域中出现的给定总比率。

在此描述由控制系统(尤其是控制器108)所选的、用于执行比率选择与控制的策略的实施方式。总的来说，在低车速的情况下，依赖变速器220进行更精确的引擎控制与更平滑的运转。

传动装置控制器108从一个或多个系统传感器与驱动装置接受输入，并操作一个或多个液压螺线管阀门243、245、247、213和221，以便控制范围离合器(range clutch)242、244、246、变速器220和力矩变换器离合器(TCC)212。控制器108可以配置成至少部分地基于一个或多个传感器输入独立地应用和释放螺线管阀门213、221、243、245和247中的每一个。

图3A是具有电子控制的可变比率传动装置101的简化图。在一种实施方式中，传动装置101可以包括力矩变换器子组件800、主轴1000、变速器1200、组合设备1400、副变速箱1600和传动装置外壳1800。传动装置外壳1800可以包括外罩1810(即，第一外壳部分)和可分离地连接到外罩1810的后壳1820(即，第二外壳部分)。在所说明的实施方式中，力矩变换器子组件800、主轴1000、变速器1200、组合设备1400和副变速箱1600可操作地以轴向对准的方式安装到传动装置外壳1800上或内部。因此，在这里，传动装置外壳1800配置成容纳并支撑传动装置101的各种子组件和/或部件。在其它实施方式中，力矩变换器子组件800、变速器1200、组合设备1400和副变速箱1600中的任何一个可以相对于其它部件以平行轴的配置方式布置。

在某些实施方式中，变速器1200和主轴1000可以可操作地耦合在力矩变换器子组件800的功率输出部分与组合设备1400的功率输入部分之间。在操作中，力矩变换器子组件800通过主轴1000将功率传输到变速器1200。变速器1200将功率提供给组合设备1400的第一功率输入部分1410。主轴1000将功率提供给组合设备1400的第二功率输入部分1405。来自变速器1200和主轴1000的功率可以以选择性可变的比率(例如，来自变速器1200的功率与来自主轴1000的功率相比)提供给组合设备1400并可以由组合设备1400组合。组合设备1400将组合后的功率通过组合设备1400的功率输出部分1401输送到副变速箱1600。功率输出部分1401可以包括行星式齿轮组的承载体和/或传输轴。

在一种实施方式中，变速器1200安装到主轴1000上。在一种配置中，变速器1200和主轴1000构成力矩划分单元。更具体而言，经变速器1200或者经主轴1000传输到组合设备1400的力矩比是依赖变速器1200的力矩比设置而选择性地变化的。为此，变速器1200以使得与功率关联的力矩和/或旋转速度选择性持续可变(即，可调节)的方式将功率传输到组合设备1400。因此，变速器1200可以配置成接收第一规格的功率(例如，第一力矩和第一旋转轴速度)并输出第二规格的功率(例如，第二力矩和第二旋转轴速度)。

力矩变换器子组件800是输入接口104的一种实施方式，例如，由此提供通过例如主轴1000将来自附着到力矩变换器子组件800的原动机的功率传输到变速器1200的功能性。在其它实施方式中，不同类型的输入接口，例如手动控制的离合器子组件、计算机控制的离合器组件或者飞轮，可以代替力矩变换器子组件800来实施。组合设备1400是输出接口的一种实施方式，由此提供组合从变速器1200和主轴1000接收到的功率并将该功率传输到副变速箱1600的功能性。在一种实施方式中，副变速箱1600接收来自组合设备1400的功率并输出该功率，还一起提供以上参考图1所讨论的各种齿轮选择和离合器接合功能性中的一个或多个。如以下进一步讨论的，副变速箱1600结合变速器1200使得传动装置101能以多种模式运行(即，多模式传动)。

在一种实施方式中，变速器1200可以包括输入负载凸轮与牵引环子组件2000A、输出负载凸轮与牵引环子组件2000B、行星齿轮与变速杆(planet-and-shift-lever)子组件2100的阵列、切换凸轮与太阳齿轮(shift-cam-and-sun)子组件2200及定子总管(stator-manifold)子组件2300。在一种实施方式中，切换凸轮与太阳齿轮子组件2200是由定子总管子组件2300支撑的。切换凸轮与太阳齿轮子组件2200是以使得该切换凸轮与太阳齿轮子组件2200沿主轴1000的纵轴LA1平移的方式被支撑的。行星齿轮与变速杆子组件2100围绕主轴1000成角度地排列，并由切换凸轮与太阳齿轮子组件2200和定子总管子组件2300联合支撑。行星齿轮与变速杆子组件2100中的每一个都是以方便所有行星齿轮与变速杆子组件2100绕延伸通过行星齿轮与变速杆子组件2100中的每一个的行星齿轮2102的相应参考轴TA1同步旋转的方式被支撑的。通过这种同步旋转，在给定的时间点，所有行星齿轮与变速杆子组件2100都处于相同的相对旋转位置。与行星齿轮与变速杆子组件2100中每一个关联的轴TA1延伸通过相应行星齿轮2102的中心点，所述行星齿轮2102基本上与从纵轴LA1延伸通过相应行星齿轮2102的中心点的径向参考轴RA1垂直。

在有些实施方式中，主轴1000包括第一端部分1005、中心部分1010及第二端部分1015。第一端部分1005以使得主轴1000关于功率输出部分805不相对旋转的方式耦合到力矩变换器子组件800的功率输出部分805(例如，变换器涡轮的输出轮轴)。主轴1000的中心部分1010以使得主轴1000关于输入负载凸轮与牵引环子组件2000A不相对旋转的方式耦合到输入负载凸轮与牵引环子组件2000A。主轴1000的第二端部分1015以使得主轴1000关于第一功率输入部分1405不相对旋转的方式耦合到组合设备1400的第一功率输入部分1405。变速器1200的输出负载凸轮与牵引环子组件2000B以使得输出负载凸轮与牵引环子组件2000B关于第一功率输入部分1410不相对旋转的方式耦合到组合设备1400的第一功率输入部分1410。由此，主轴1000合适地配置成将来自力矩变换器子组件800的功率(a)直接传输到组合设备1400并且(b)经变速器1200传输到组合设备1400。

每个行星齿轮2102都由输入负载凸轮与牵引环子组件2000A、输出负载凸轮与牵引环子组件2000B和切换凸轮与太阳齿轮子组件2200定位。主轴1000可以配置成将力矩施加到输入负载凸轮与牵引环子组件2000A上。通过在输入负载凸轮与牵引环子组件2000A与每个行星齿轮2102之间的相应输入牵引接口TI1上的牵引，力矩被输入负载凸轮与牵引环子组件2000A施加到行星齿轮2102上，由此使每个行星齿轮2102都关于各自的行星轴2104旋转。如在此所使用的，输入牵引接口TI1是在输入负载凸轮与牵引环子组件2000A与相应的行星齿轮2102之间的接触区域定义的。优选地，但不是必需地，在每个输入牵引接口TI1和每个输出牵引接口TI2处的牵引是通过由牵引流体形成的弹性流体动力层来提供的。

通过在输入负载凸轮与牵引环子组件2000A和每个行星齿轮2102之间的相应输出牵引接口TI2的牵引，力矩被行星齿轮2102施加到输出负载凸轮与牵引环子组件2000B上，由此使得输出负载凸轮与牵引环子组件2000B关于主轴1000旋转。如在此所使用的，输出牵引接口TI2是在输出负载凸轮与牵引环子组件2000B与相应行星齿轮2102之间的接触区域定义的。如图3A所示，输出负载凸轮与牵引环子组件2000B可以耦合到组合设备1400。因此，力矩可以通过变速器1200从主轴1000传输到组合设备1400。

如以上参照图3A所讨论的，经变速器1200或者经主轴1000传输到组合设备1400的力矩比可以依赖变速器1200的力矩比而选择性地变化。对于行星齿轮与变速杆子组件2100的给定倾斜，力矩比指输入牵引接口TI1与输出牵引接口TI2相对于轴LA2的相对位置。当输入牵引接口TI1处行星齿轮2102的切向表面速率与输出牵引接口TI2处行星齿轮2102的切向表面速率相同时，力矩比基本上等于1并且没有对应的力矩倍增(multiplication)。通过行星齿轮与变速杆子组件2100的倾斜，输入牵引接口TI1处行星齿轮2102的切向表面速率与输出牵引接口TI2处行星齿轮2102的切向表面速率之比是选择性可调节的。如以下进一步讨论的，切换凸轮与太阳齿轮子组件可以配置成使得切换凸轮与太阳齿轮子组件2200的平移造成行星齿轮与变速杆子组件2100的这种倾斜。行星齿轮与变速杆子组件2100从对应于力矩比为1的位置的倾斜方向指示力矩倍增是大于1(即，力矩输出大于力矩输入)还是小于1(即，力矩输入大于力矩输出)。

如图3A中所描述的，输入牵引接口TI1和输出牵引接口TI2相对于延伸通过切向参考轴TA1的径向参考轴RA1在角度上等距。因此，当每个行星齿轮2102的纵轴LA2与主轴1000的纵轴LA1平行时，力矩比为1。这种等距的配置提供了平衡的调节范围，使得行星齿轮与变速杆子组件2100在第一调节方向的完全调节导致与在第二方向完全调节时相同的绝对力矩倍增值。在其它实施方式中，当力矩比为1.0且纵轴LA2与纵轴LA1平行时，输入牵引接口TI1和输出牵引接口TI2可以相对于参考轴TA1不等距。这种不等距的配置提供了调节范围的偏置，使得行星齿轮与变速杆子组件2100在第一调节方向的完全调节导致与在第二调节方向完全调节时不同的绝对力矩倍增值。

如图3A的实施方式中所说明的，变速器1200可以在主轴1000的轴向反作用凸缘1020和轴向锁定螺母1305之间轴向约束到主轴1000上。轴向锁定螺母1305包括配置成与主轴1000的对应螺纹部分1025匹配的带螺纹孔。轴向反作用凸缘1020可以固定地附着到主轴1000上，与主轴1000的第二端部分1015相邻。带螺纹部分1025可以是主轴1000的整体部件，与主轴1000的中心部分1010相邻。在一种实施方式中，主轴1000包括反摇动导向表面1028，该表面配置成接合轴向锁定螺母1305的匹配反摇动导向表面，用于限制轴向锁定螺母1305关于主轴1000的摇动。

主轴1000第一端部分1005处的第一接合延伸1030可以配置成接合或支撑轴承组件(bearing assembly)810，该轴承组件与力矩变换器子组件800的某些部件或者其它支撑部件连接。主轴1000第二端部分1015处的第二接合延伸1035可以配置成接合或支撑与组合设备1400的某些部件连接的轴承组件1415。在有些实施方式中，轴承组件810、1415每个都只包括一个衬套或轴承部件。在其它实施方式中，轴承部件810、1415每个都包括一个衬套或轴承部件及配置成接合相应接合延伸1030、1035的匹配表面的密封部件。

图3B是变速器1200实施方式的简化图，其中变速器1200可以是例如图3A传动装置中的变速器。在所说明的变速器1200的实施方式中，行星齿轮与变速杆子组件2100中的每一个都包括可旋转地安装到行星齿轮轴2104上的行星齿轮2102，其中行星齿轮轴2104可以设置到行星齿轮的中心孔2103上。隔开的行星齿轮轴承(planet bearing)2108、内部隔片2110和外部隔片2112可以同轴地安装到行星齿轮轴2104上。在有些实施方式中，内部隔片2110位于行星齿轮轴承2108之间，且行星齿轮轴承2108中的每个都位于相应的外部隔片2112和内部隔片2110之间。因此，每个行星齿轮2102以承重和可旋转的方式可旋转地安装到相应的行星齿轮轴2104上。变速器1200不限于用于将每个行星齿轮2102可旋转地安装到相应的行星齿轮轴2104上的特定行星齿轮轴承与隔片布置。例如，在有些实施方式中，可以实现利用多于两个或少于两个行星齿轮轴承及多于两个或少于两个隔片的行星齿轮轴承和隔片布置(即，内部位置和/或外部位置)。

行星齿轮轴变速杆2106(“变速杆2106”)可以固定地附着到行星齿轮轴2104的相对的端部分2107，使得行星齿轮2102位于变速杆2106之间。行星齿轮轴2104延伸通过每个变速杆2106的行星齿轮轴孔2111。在一种实施方式中，相对的端部分2107包括斜辊轴肩(skewroller shoulder)2109，斜辊2122安装在该斜辊轴肩2109上。每个斜辊2122可以通过垫圈2124和弹簧挡圈2126保持在适当的位置，其中弹簧挡圈2126可以接合在斜辊轴肩2109中的槽中。在这里，在有些实施方式中，变速杆2106可以包括用于提供与变速器1200的其它部件的间隙的一个或多个特征(未示出)，例如凹槽、通道等。

在有些实施方式中，切换导辊轴2116可以接合到每个变速杆2106的切换导辊轴孔2117中和行星齿轮轴2104的对应轴捕获特征2119中。在一种实施方式中，切换导辊轴孔2117与行星齿轮轴孔2111相交并且通常是垂直的。切换导辊轴孔2117与变速杆2106的第一端部分2121相邻。轴捕获特征2119的例子包括，但不限于，通常表征为凹口、切口、通道、底座等的特征。切换导辊轴2116和对应的轴捕获特征2119可以配置成限制(例如，基本上排除)切换导辊轴2116关于接合的轴捕获特征2119的径向移位。因此，当切换导辊轴2116安装到行星齿轮轴2104上(其中切换导辊轴2116接合在切换导辊轴孔2117和对应的轴捕获特征2119中)时，切换导辊轴2116与对应轴捕获特征2119的这种匹配配置限制了变速杆2106沿行星齿轮轴2104的纵轴LA2的移位。切换导辊2114可以安装到每个切换导辊轴2116的相对的端部分上。每个切换导辊轴2116可以通过例如垫圈2118和弹簧挡圈2120固定到合适的位置，其中弹簧挡圈2120可以接合到切换导辊轴2116的槽2191中。在其它实施方式中，切换导辊轴2116可以通过例如干涉配合、压力配合等固定。侧面2244可以配置成基本上约束变速杆2106的运动，由此限制相应的变速杆2106绕变速器1200纵轴LA1的旋转。

在变速器1200的实施方式中，切换凸轮与太阳齿轮子组件2200可以包括太阳齿轮2202、轴承2204、切换凸轮2206、控制活塞2208、活塞管2210、垫片2212、内部密封2214和外部密封2216。如图3C所示，在有些实施方式中，控制活塞2208可以经活塞管2210耦合到切换凸轮2206。控制活塞2208和切换凸轮2206可以通过例如压力配合接口安装到活塞管2210上。太阳齿轮2202可以经轴承2204操作性地耦合到切换凸轮2206。轴承2204可以配置成传输太阳齿轮2202和切换凸轮2206之间的轴向和径向负载。太阳齿轮2202和切换凸轮2206可以配置成接纳轴承2204。变速器1200不限于特定类型的轴承。例如，角面接触轴承是用于轴承2204的合适的轴承类型。

例如，通过在电子控制器控制之下的电子螺线管，控制活塞2208的位置可以可选择地控制。控制器可以利用闭环控制来监视传动装置的状态并调节电子螺线管，并由此相应地调节控制活塞2208的位置。

图3C是可变比率传动装置实施方式的简化流体流图300。流体流图300可以说明例如图3A的传动装置中的流体流。流体流图300示意性地说明了通过使用一个或多个电子螺线管对流体流和流体压力的控制。图3C的流图300中所说明的流体流和控制是说明性的，不意图限制可以在传动装置中可以实现的控制的类型与数量。尽管该流体流图一般性地将电子螺线管(例如213)示出为控制流体排出，但电子螺线管不限于控制流体排出，而是可以配置成控制进入的流体流或室容积，以实现期望的控制。

在图3C的例子中，流体，例如传动装置中的液压用流体，包含在油箱(sump)350中。泵310将流体从油箱中抽出，给其加压并将其分布到传动装置中的一条或多条控制路径。泵310可以例如通过输入接口由原始运动驱动。在一个例子中，内燃机驱动力矩变换器，而力矩变换器驱动泵310。泵310一般包括一个或多个用于控制、调节或以别的方式限制流体压力的机构(未示出)。这种机制包括，但不限于，螺线管、回止球(check ball)、膜片、调节器等或者其某种组合。管线压力(line pressure)可以是静态的，或者可以是由控制器动态调节的。为了清晰，没有示出压力调节器。

来自泵310的加压流体沿多条控制通路分布。每条控制通路的大小都可以设计成在控制通路中整个流控制范围上最小化在泵310输出端所经历的流体压力的下降。

第一控制通路可以例如耦合到力矩变换器并操作成控制力矩变换器离合器的接合与脱离。在控制器控制之下的第一电子螺线管213可以选择性地控制力矩变换器离合器活塞312，以便选择性地控制施加到力矩变换器离合器的压力。例如，当力矩变换器离合器没有接合时，第一电子螺线管213可以基本上断电，其中断电指当前通过螺线管的流动相对于致动电流是不显著的。在第一控制通路中提供的流体允许排回油箱350，由此防止产生足够的压力来致动力矩变换器离合器。第一电子螺线管213可以接合成基本上限制流体从第一控制通路的排出，由此使得能够在第一控制通路中增大压力并接合力矩变换器离合器。

第二控制通路可以结合第二电子螺线管221和变速器控制活塞320实现，以控制由变速器提供的比率。控制器可以控制到第二电子螺线管221的电流的量，以控制流体通过第二控制通路的排出，并由此控制变速器控制活塞320的位置。如以上关于图3B所描述的，变速器控制活塞320的位置控制切换凸轮与太阳齿轮子组件和行星齿轮与变速杆子组件，其中切换凸轮与太阳齿轮子组件和行星齿轮与变速杆子组件控制由变速器提供的比率。

第三控制通路可以结合第三电子螺线管243和范围离合器控制活塞342来实现，以控制范围离合器的接合。控制器可以向第三电子螺线管243提供致动电流以接合范围离合器控制活塞342并使流体压力能够接合离合器。相反，控制器可以抑制到第三电子螺线管243的电流，以使范围离合器控制活塞342脱落并使第三控制通路中的流体能够排到油箱350，由此抑制施加到范围离合器的压力。范围离合器的位置可以用于控制副变速箱的比率。

类似地，第四控制通路可以结合第四电子螺线管245和前向离合器(forward clutch)控制活塞344来实现，以控制前向离合器的接合。控制器可以向第四电子螺线管245提供致动电流，以便接合前向离合器控制活塞344，并可以抑制到第四电子螺线管245的电流，以便脱离前向离合器控制活塞344。

同样，第五控制通路可以结合第五电子螺线管247和反向离合器(reverse clutch)控制活塞346来实现，以控制反向离合器的接合。控制器可以向第五电子螺线管247提供致动电流，以便接合反向离合器控制活塞346，并可以抑制到第五电子螺线管247的电流，以便脱离反向离合器控制活塞346。

图4是用于可变比率传动装置的电子控制器108实施方式的简化功能性框图。控制器108可以是例如图1中所说明的控制器，并可以用于例如控制图3A的传动装置。电子控制器108的功能分解成系统输入、控制器输出、范围控制、变速器控制、力矩变换器离合器锁定与诊断。

控制器108实现了用于控制副变速箱与变速器的策略。控制器108确定作为驾驶员(用户)功能的适当功能和切换点模块410中的车辆输入。切换逻辑模块430确定要应用的适当离合器及它们所需的力矩容量。应用的速率和对应的螺线管电流在切换质量控制模块450中计算。控制器108还确定何时启动对变速器的使用。

控制器108还可以配置成包括诊断与故障模式，以便在有可能发生故障的情况下启用避免危险或破坏性情况并允许减少的功能性操作的能力。主要的电气和液压故障以及高度劣化的性能可以解决。

控制器108包括配置成从驱动系统中一个或多个传感器或控制装置接收输入的多个模块。进入电子控制器的每个外部信号都可以代表传感器测量值或控制状态。在使用输入信息之前，可以先对输入数据进行信号调节、缩放、错误检查等或者其某种组合。

输入信号和控制状态可以是模拟信号、数字信号或者模拟信号与数字信号的组合。用于特定实现方式的模拟输入的初始补充在表1中列出，作为说明性例子。控制器108不需要支持全部的输入类型补充。例如，前三个模拟信号类型可以是产品控制器108中实现。其它模拟输入可以在产品实现中支持或者可以为了潜在的使用而包括在开发单元中。

输入

范围

激励

变量

单位

范围

类型

节流阀位置

0-5V

5V

throttle

％

0-100

电位计

油箱温度

0-5V

5V

Tsump

deg.C

-50...200

热控管

变速器温度

0-5V

5V

Tcool

deg.C

-50...200

热控管

P1伺服压力

0-5V

P1

kPa(gauge)

0-3400

换能器

P2伺服压力

0-5V

P2

kPa(gauge)

0-3400

换能器

反向离合器压力

0-5V

0-3400

换能器

前向离合器压力

0-5V

Pfwd

kPa(gauge)

0-3400

换能器

直接离合器压力

0-5V

Pdir

kPa(gauge)

0-3400

换能器

手动低离合器压力

0-5V

Pmlow

kPa(gauge)

0-3400

换能器

管线压力

0-5V

Pline

kPa(gauge)

0-3400

换能器

润滑油压力

0-5V

Plube

kPa(gauge)

0-3400

换能器

伺服位置A

+/-5V

XservoA

mm

+/-15.5

换能器

伺服位置B

+/-5V

XservpB

mm

+/-15.5

换能器

表1模拟输入

控制器108还可以配置成接受一个或多个数字输入。在一种实施方式中，有效信号被拉到地。即，控制器108提供上拉功能。

控制器108，尤其是接收传感器与状态输入的控制器模块，可以配置成调节或者以别的方式处理所接收到的输入信号。例如，控制器108可以对输入信号执行信号调节，以便减少或者以别的方式减轻噪声影响。例如，控制器108可以调节由热控管提供的输入。控制器108可以在每个热控管输入处实现上拉电阻，以形成分压器，其中接头电压提供对电阻的指示。

一般来说，控制器108执行从输入电压到工程单位的线性变换，如表1中所指示的。缩放、移位或以别的方式被调节或处理过的输入，例如热控管输入，可以基于校准来变换。查找表可以用于执行这种校准。预先确定的输入信号范围可以被控制器108用来检查传感器故障。错误值的检测将由控制器108作标记，用于诊断例程。

一个或多个值可以预先确定并存储在控制器108的一个或多个模块中。例如，物理尺寸可以用作估计不直接测量的变量的参数。在一种实例中，用于副变速箱的、基于特定Ravigneaux齿轮组模型的参数是：

P1m＝3.62比率nring/nsum1

P2m＝2.77比率nring/nsum2

变速器球(行星齿轮)的特定实现方式的半径是：

Rballm＝31.75e-5m模型变速器球半径

多个模块结合一个或多个预定的图、算法或者在控制器108中模块中实现的过程对传感器进行操作，以确定一个或多个控制信号。一个或多个输出控制模块可以操作成向它们相应的控制目的地提供一个或多个控制信号。

控制器108的输出可以主要是螺线管控制，用于控制传动装置中的电子螺线管。此外，控制器108可以配置成提供一条或多条诊断信息。控制器108可以配置成例如将这种诊断信息作为驱动器报警灯来提供。

传动装置的电子控制是通过电液螺线管实现的。螺线管及其通用特性的列表在表2中给出，作为说明性例子。采用几种不同类型的螺线管。它们可以包括变力螺线管(VFS)、变排放螺线管(VBS)、开/关移位螺线管和脉宽调制开/关螺线管(PWM)。VFS和VBS类型一般用于闭环电流控制，以维持控制的精度。开/关螺线管一般不需要反馈。

螺线管

反馈

电压

电流

频率

变量

单位

范围

缺省

管线压力VFS

电流

9-14V

1A

300Hz

iLine

mA

0-1000

press.

低VBS

电流

9-14V

1A

300Hz

iLow

mA

0-1000

press.

直接VBS

电流

9-14V

1A

300Hz

iDirect

mA

0-1000

exh.

反向VBS

电流

9-14V

1A

300Hz

iReverse

mA

0-1000

press.

比率VBS

电流

9-14V

1A

300Hz

iRatio

mA

0-1000

press.

前向移位

无

9-14V

1A

0Hz

ManShift

logic

0-1

exh.

前向顺序

无

9-14V

1A

0Hz

FwdOn

logic

0-1

exh.

TCC PWM

无

9-14V

1.5A

32Hz

TCCduty

％

0-100

exh.

表2螺线管控制输出

控制器108可以利用例如微计算机定时器生成PWM信号。脉冲是根据占空比以适当的频率与宽度生成的。窄脉冲代表低占空比，而宽脉冲代表高占空比。尽管VFS和VBS不是特别指定为PWM螺线管，但VFS和VBS可以使用PWM信号作为其控制的一部分。但是，在这种情况下，来自控制器108的适当输出模块调节平均电流反馈跟踪命令的占空比。控制器108可以相对高的频率生成PWM信号，所述频率一般比非PWM控制螺线管的更新速率高，而且比螺线管的响应时间高，因此螺线管阀门实际上不在每个脉冲循环开和关，相反，它提供平滑的响应。实质上，电子螺线管的响应时间特性作为低通滤波器操作，以平滑PWM信号。

控制器108包括配置成从一个或多个切换规律模块412、多个传感器接收输入的切换点模块410，其中的多个传感器包括，但不限于，车速传感器、节流阀位置传感器、一个或多个控制状态传感器，例如切换位置杆状态传感器等。

表3中传感器信号与开关输入的列表代表到传动装置控制器108的数字输入。表3是传感器信号与开关输入的一种实施方式的说明性例子。

输入	范围	感测	变量	逻辑	类型
						压力开关N	0-12V	接地	PRNDLN	代码	布尔值
压力开关R	0-12V	接地	PRNDLR	代码	布尔值
						压力开关P	0-12V	接地	PRNDLP	代码	布尔值
零节流阀开关	0-12V	接地	throttle0	倒置的	布尔值
						100％节流阀开关	0-12V	接地	throttle100	倒置的	布尔值
PRNDL停车开关	0-12V	接地	ParkSwitch	倒置的	布尔值
						PRNDL手动+	0-12V	接地	ManualUp	倒置的	布尔值
PRNDL手动-	0-12V	接地	ManualDown	倒置的	布尔值
						刹车	0-12V	接地	BrakeSwitch	倒置的	布尔值
性能/经济开关	0-12V	接地	Performance	TRUE	布尔值

表3数字输入

压力开关总管解码的实施方式在表4中示出，作为说明性例子。关于三个输入行(N、R和P)中的每一个，逻辑0代表闭合开关，1代表打开，或者浮动。因为空档和停车在液压方面是相同的，所以只需要两位(N和P)来识别四种可能的状态。停车和空档可以通过PRNDL杆上的停车开关来区分。解码后的PRNDL位置由变速杆表示。

范围	N	R	P	杆
					停车	1	0	1	0
反向	0	0	1	1
					空档	1	0	1	2
驾驶	1	M	0	3
					低速	0	M	0	4

表4压力总管逻辑

在驾驶和低速(Low)状态中，第三个压力总管位R指示手动低速离合器的状态。当离合器加压时，表项目M是逻辑1，当排放时表项目为逻辑0。

表5中列出的五个速度输入可以由通过磁性检取装置的齿轮频率来感测。每个速度传感器都生成脉冲链，所述脉冲链触发例如切换点模块410或者可选的速度传感器调节模块(未示出)中的定时器电路。定时器可以确定每个脉冲的周期，而且该周期的倒数是脉冲链的频率。比趋势短得多或大得多的持续时间的脉冲可以假定为代表噪声，并可被放弃。持续的错误或丢失脉冲可以报告给诊断例程。

在一种实施方式中，频率可以缩放。例如，脉冲频率可以除以每次旋转的脉冲个数，其结果再乘以60，以达到单位为rpm的轴速。车速可以从忽略滑动的尾部轴速来估计，其中滑动是可以忽略的。

输入

脉冲/Rev

类型

电压

变量

单位

范围

类型

引擎速度

TBD

Hall

5V

Ne

rpm

0-10000

无符号

涡轮速度

TBD

Hall

5V

Nturb

rpm

0-10000

无符号

变速器输出速度

TBD

Hall

5V

Nvar

rpm

0-10000

无符号

反向环速度

TBD

Hall

5V

Nring

rpm

0-10000

无符号

尾部轴速

TBD

Hall

5V

Ntail

rpm

0-10000

无符号

表5速度输入

切换点模块410对输入进行操作，以确定在多个范围的哪一个中进行操作。配置成控制图3A中具有两个比率的副变速箱与CVT变速器的传动装置的电子控制器108可以几乎实现比率范围中无限个数的比率组合。控制器108，尤其是切换点模块410，配置成基于预定个数的控制范围提供传动装置控制。范围的个数及用于每个预定控制范围的跨度可以存储在例如切换规律模块412中。例如，控制器108可以实现三个控制范围。切换点模块410可以基于输入确定相关的控制范围并可以通过变量ngear识别有效的控制范围。表6是传动装置控制范围指定的实施方式的例子。在一个例子中，切换点模块410基于存储在切换规律模块412中的切换曲线来确定合适的范围。

ngear	变速器	范围
			1	低速传动	低
2	引擎速度控制	低
			3	超速传动	直接

表6传动装置控制范围指定

切换点模块410还可以确定并输出变速器标志值。切换点模块410可以至少部分地基于ngear控制范围状态来确定变速器标志的状态。当有效变速器控制启用时，切换点模块410可以输出例如那些控制范围状态中的有效变速器标志。

在第一控制范围中，控制器108将变速器和副变速箱控制成低速，给出最大可能的低速传动。在第二控制范围中，控制器108控制变速器比率，且比率范围可以朝一比一切换并进入超速传动，同时副变速箱仍保持低速。在第三控制范围中，控制器108控制副变速箱切换到一比一(直接的)，变速器控制成以完全超速传动操作。

切换点模块410将ngear值和合适的切换标志提供给切换逻辑模块430。切换逻辑模块430对输入值进行操作并输出切换控制命令及管线压力阀门控制。例如，切换逻辑模块430可以基于由切换点模块410提供的ngear值确定控制范围的当前状态。切换逻辑模块430对有效升档标志进行操作，以指挥传动装置的升档。相反，切换逻辑模块对有效降档标志进行操作，以指挥传动装置的降档。

切换逻辑模块430还可以配置成指挥力矩变换器离合器的应用，以控制力矩变换器是否接合到锁定状态。控制器108可以锁定力矩变换器离合器，以便更有效地对传动装置进行操作。以类似于范围控制策略的方式，切换点模块410结合切换逻辑模块430可以确定力矩变换器锁定的条件。控制器108应用力矩变换器离合器的条件可以由驾驶员输入和车速来确定。在一种实施方式中，切换点模块410可以实现力矩变换器锁定的条件，作为多个预定控制范围中的另一个范围值。在这种实施方式中，切换点模块410可以实现附加的力矩变换器锁定离合器，作为存储在切换规律模块412中的附加切换策略。

切换逻辑模块430可以配置成将管线压力阀门控制信息直接提供给管线压力螺线管，以便调节传动装置中的管线压力。这在以下进一步具体讨论。切换逻辑模块430还可以配置成直接控制力矩变换器离合器螺线管，以便有选择地接合或脱离力矩变换器离合器。

切换逻辑模块430将切换命令(升档或者低档)发送到切换质量控制模块450，该切换质量控制模块450用于控制适当的压力控制螺线管以实现特定的切换质量。如随后将进一步具体解释的，通过实现特定的切换轮廓(profile)，切换质量控制模块450可以对来自切换逻辑模块430的切换控制进行操作。通过例如基于切换轮廓控制施加到适当的切换螺线管的电流，切换质量控制模块450实现特定的切换轮廓。

切换质量控制模块450可以实现不同的切换轮廓，以提供不同的切换特性。例如，当传动装置以性能模式运行时，切换质量控制模块450可以实现快速的第一切换轮廓，而当传动装置以豪华模式运行时，可以实现平缓的第二切换轮廓。

变速器模式模块420用于控制由变速器提供的比率。变速器模式模块420可以根据几种不同的模式确定变速器何时可以被控制。一般来说，引擎速度是受变速器控制的，以便实现例如性能或燃料经济的目标。可选地，可以规定特定的比率。在这些情况中的每一种中，目标可以变换成期望的瞬时引擎(或者涡轮)速度。变速器阀门可以动态调节，以跟踪这种调整点。完全的超速传动和低速传动可以在运行的末端规定。

变速器模式模块420可以配置成接收传感器和控制状态输入，其中传感器和控制状态输入可以与在切换点模块410接收到的传感器和控制状态输入相同、不同或者至少部分重叠。变速器模式模块420还从切换点模块410接收变速器标志值。

控制器108，尤其是变速器模式模块420，可以将对变速器比率的动态控制限定到变速器标志为有效的那些情况。如果变速器标志为有效，则变速器模式模块420可以基于各种输入确定变速器模式和对应的变速器控制。可选地，如果变速器标志为无效，则变速器模式模块420基于输入信号确定变速器的静止状态。在可选实施方式中，变速器模式模块420还可以从切换点模块410接收ngear值，并部分地基于ngear值和变速器标志的状态确定变速器控制的状态。

变速器模式模块420可以基于输入信号确定多个变速器模式中有效的一个。控制器108可以例如实现多种变速器模式。尽管对控制器108可以实现的变速器模式的个数实质上是没有限制的，但利用少于大约十种变速器模式就可以满足大部分驾驶条件。每种变速器模式允许控制器108控制变速器(或者CVT)根据驾驶员输入、引擎和车辆条件提供良好的驾驶性能。各种变速器模式与其运行条件的例子在以下提供。

变速器模式模块420将变速器模式值输出到引擎速度调整点模块440。引擎速度调整点模块440运行，以控制变速器，以便控制引擎速度或依赖于变速器模式的变速器比率中的至少一个。

引擎速度调整点模块440可以例如部分地基于一种或多种算法、引擎图等或者其某种组合来确定期望的引擎速度。各种引擎图和算法可以存储在引擎速度调整点模块440的存储器中或者其它可以被引擎速度调整点模块440访问的存储器中。

引擎速度调整点模块440将目标引擎速度提供给闭环算法控制模块460。闭环算法控制模块460接收目标引擎速度和实际引擎速度作为输入值。实际的引擎速度可以基于一个或多个传感器值(例如由机轴传感器或飞轮传感器提供的值)来确定。

引擎速度调整点模块440生成控制输出，以将实际的引擎速度保持在目标引擎速度的错误容差之内。在一种实施方式中，引擎速度调整点模块440输出用于控制变速器阀门的电流信号。在特定的例子中，引擎速度调整点模块440调制提供给电子螺线管的电流，其中该螺线管控制变速器中变速器控制活塞的位置。

引擎速度调整点模块440可以例如比较目标引擎速度与实际引擎速度，并生成用于控制输出信号的误差信号。引擎速度调整点模块440可以实现回路滤波器和回路增益，以实现期望的控制特性。例如，回路滤波器的较低带宽可以消除对于控制输出的不希望的寄生效应，但这是以速度作为代价的，其中引擎速度调整点模块440可以对目标引擎速度或实际引擎速度中的突然变化作出反作用。

引擎速度调整点模块440可以控制变速器的比率螺线管，使得测量的引擎速度反馈跟踪调整点。引擎速度调整点模块440可以执行PI(比例+积分)控制。等式的一般形式在下面示出。

在比例控制中，调整点与反馈量之间的差值代表闭环误差。这个差值乘以一个比例常量，以便根据需要增加或减小螺线管电流和对应的变速器比率。

e0＝Neset-Ne

u0＝Kvarp*e0，Kvarp＝1e-4A/rpm，比例增益

引擎速度调整点模块440可以积累误差的积分，以最小化控制回路中的稳态误差。引擎速度调整点模块440可以在离散的时间近似这种积分。

e1＝e1+Ts*e0，

uI＝Kvari*e1，

Kvari＝0A/rpm/sec积分增益

Talg＝0.01sec采样时间间隔

引擎速度调整点模块440可以将控制动作的和限定到螺线管的可用范围之内。引擎速度调整点模块440可以基于以下提供的伪代码执行比率限制。

if(u0+u1＞iRatioMax)

iRatio＝iRatioMax

冻结e1的值

else if(u0+u1＜iRatioMin)

iRatio＝iRatioMin

冻结e1的值

else

iRatio＝u0+u1

控制器108中的各种模块的功能可以实现为硬件、软件或者作为硬件和软件的组合。控制器108可以包括处理器492或计算机及一个或多个处理器可读或计算机可读的介质。所述一个或多个处理器可读或计算机可读的介质可以实现为例如存储器494。处理器可读或计算机可读的介质可以利用一个或多个指令、数据或者设置成软件指令的信息来编码，当它们被处理器或计算机执行时，实现控制器108中的一个或多个模块的部分或全部的功能。

图5是由电子控制器实现的传动装置切换曲线500的实施方式的简化图。如上所述，控制器可以实现三个不同的ngear控制范围。

适当的范围是由控制器根据切换曲线(例如图5所示的那些曲线)确定的。根据作为节流阀的函数的车速，来校准阈值。V12是将传动装置引导为ngear＝2的曲线。其启用作为引擎速度的函数的变速器比率控制。V21是使整个传动装置进入低速的降档曲线。曲线varlow显示变速器在2-1降档之前将进入低比率。应当指出，到低速的变换是以稍微有些低的速度进行的，以防止不规则振荡。V23是向副变速箱发出升档信号ngear＝3的曲线。这使得副变速箱从低速向高速切换，这可以是直接的。控制器108命令变速器达到预定的比率，例如根据varhigh曲线的预定超速传动比率。V32曲线向副变速箱发出降档的信号ngear＝2，从直接(direct)换到低速，并使得变速器返回到控制模式。

切换曲线可以实现为存储在切换规律模块中的表值。表值和切换曲线可以改变，以实现特定的车辆性能标准。例如，切换规律模块可以配置成存储对应于多个可选择的用户可选传动装置特性的多条切换曲线。控制器可以基于用户可选特性的值来选择或者以别的方式访问特定的切换曲线实例。在一个例子中，用户接口可以允许用户选择性能模式或者经济模式。对于每个用户可选择的模式，不同的切换曲线可以存储在切换规律模块中，并且一旦被用户激活，就可以被控制器访问。各种切换曲线可以基于最大引擎力矩，并可以根据耦合到传动装置的原动机的类型和特性而不同。

以下提供包括在切换曲线中的数据的说明性例子。

Th_set＝[0 10 20 40 60 90 91 100] pct 节流阀角度

V12＝[12 12 12 20 25 30 30 30] kph 1-2 升档

V21＝[10 10 10 10 10 10 10 10] kph 2-1 降档

V23＝[45 45 60 80 100 125 130 130]kph 2-3 升档

V32＝[42 42 50 73 92 120 125 125] kph 3-2 降档

Tconfirm sec 切换点的延迟时间

以上所述的变速器控制可以例如利用表7所列出的五种变速器控制模式来实现。这些变速器控制模式允许传动装置根据驾驶员输入、引擎和车辆条件提供好的驾驶性能。

变速器模式	名称	功能
			0	空闲	低速传动
1	发动	低速传动
			2	驾驶	引擎速度控制
3	高速	超速传动
			4	手动	比率控制
5	滑动	比率控制
			6	低速空转	比率控制
7	反向	比率控制

表7变速器控制模式定义

图6是由电子控制器实现的引擎速度图600的实施方式的简化图。变速器控制模式可以直接由变速器模式模块来实现。

变速器模式模块可以基于用于变速器模式的预定控制值直接实现模式0、1和3的比率控制。在模式0和1中，变速器模式模块可以配置成将变速器比率设置成预定的低速传动值，例如最小低速传动比。相反，在模式3中，变速器模式模块可以配置成将变速器比率设置成预定的超速传动值，例如最大超速传动比。

模式2是变速器的主要动态控制模式。由控制器(尤其是变速器模式模块)实现的用于模式2的控制策略可以根据特定标准将引擎速度维持在某个最佳的运行点。变速器的比率改变成满足闭环引擎速度控制系统。引擎速度调整点功能基于所选的运行标准。用于这种策略的标准基于靠近每个节流阀的最大引擎力矩建立的引擎速度调整点。这种性能标准可以通过在引擎图600上绘制引擎调整点来看到。

Th_setv＝[0 10 20 40 60 90 100]pct 节流阀角度

Ne_set2＝[1500 1500 1675 2450 3200 4200 4200]rpm 引擎速度调整点模式2

图7是由电子控制器实现的变速器比率图700的实施方式的简化图。通过用于对应模式的一个或多个查找表，变速器模式模块可以实现图7的变速器比率图700。以下提供包括在查找表中的信息类型的一个例子。变速器模式模块可以将预定的比率映射成对应的螺线管控制值。

V_set＝[0 10 20 40 60 90 100 120]kph 车速模式4、5、6

Ratio_set4＝[1.88 1.88 .55 .55 .55 .55 .55 .55]变速器比率调整点模式4

Ratio_set5＝[1.88 1.88 1.5 1.15 .75 .55 .55 .55]变速器比率调整点模式5&6

图8是由电子控制器实现的变速器比率图702的实施方式的简化图。在图8的实施方式中，变速器比率图是在查找表中实现的，并由变速器模式模块用于控制模式7中的变速器比率，对应于反向。以下提供包括在查找表中的信息类型的一个例子。变速器模式模块可以将预定的比率映射成对应的螺线管控制值。

V_set＝[0 10 20 40 60 90 100 120]kph 车速调整点模式7

Ratio_set7＝[100 100 100 100 100 55 55 55]变速器比率调整点模式7

图9是由电子控制器实现的引擎速度限制图900的实施方式的简化图。电子控制器可以实现基于车速的引擎速度限制，以便限制或者以别的方式阻止由于超过合理的引擎速度限制而出现的引擎损坏。

在图9的实施方式中，引擎速度限制图900是在查找表中实现的，并由控制器用于控制引擎速度，例如通过向引擎控制模块提供反馈。以下提供包括在查找表中的信息类型的例子。

Veh_limit＝[20 40 60 80 100 120]kph 对于Neset限制的车速

Neset_limit＝[4000 4000 4000 5000 6000 6000]rpm Neset限制

可选地，表9中所指示的变速器控制模式可以在每种情况下完全利用引擎速度控制来实现。即，尽管可以指示其它运行目标，例如低速传动、超速传动或者比率控制，但那些目标通常可以变换成每种情况下期望的引擎速度。在模式零、一和三中，超出范围的速度可以用于强迫控制朝比率的一个极端饱和(saturate)。对于模式四至七，变速器输出速度和期望的比率用于计算对应的引擎速度。在这些情况下，期望的比率作为车速的函数来校准。计算后的引擎速度调整点可以利用一阶滤波器来滤波，以阻止太突然的控制行为。

图10是由电子控制器实现的变速器速率限制图902的实施方式的简化图。限制还可以用于限制降档方向中比率变化的速率。比率阀门电流的限制值(iRatioMax和iRatioMin)可以是车速的函数。速率限制图可以实现为查找表。以下提供查找表中的数据类型的例子。

iRat0＝0.7A无电流

V_limit＝[10 20 40 60 80 100 120]kph 针对变速器阀门限制的车速

iRsol_limitset＝[1.85 .8 .78 .75 .75 .75]A 电流限制

图11是将估计的引擎力矩映射到节流阀位置的简化图904。引擎力矩图可以针对耦合到传动装置的特定类型的原动机预先确定。引擎力矩图可以作为查找表存储在存储器中。控制器108可以估计作为节流阀的函数的引擎力矩。离合器容量需求是作为引擎力矩的函数来计算的。

控制器可以根据表8的逻辑来实现传动装置范围选择，该逻辑可以在图4所说明的切换逻辑中实现。

表8切换控制逻辑

表9螺线管控制逻辑

控制器可以例如利用以下伪代码实现表8的切换控制逻辑中的模式，其中参数Vrev和Vmanlow是代表车速阈值的常量，高于该阈值，控制器将禁止相应的切换。

if杆处于停车或者空档

释放所有的离合器

if杆切换到反向

if Vkph≤Vrev

应用反向离合器

else

禁止反向范围，直到Vkph≤Vrev，然后应用离合器

if杆切换到驾驶

根据停车、反向或者空档(ngear＜3)

应用前向离合器

根据低速

保持前向离合器锁定并释放手动低速离合器

根据空档，其中ngear＝3

应用直接离合器，然后锁定前向离合器

if杆切换到低速

根据停车或者反向

应用手动低速离合器，然后锁定前向离合器

根据驾驶或者空档

if Vkph＞VmanLow

禁止切换

else if以单向保持提供动力

锁定手动低速离合器并保持前向离合器锁定

else

应用手动低速离合器，然后锁定前向离合器

if杆处于驾驶

if检测到ngear＝3的升档

应用直接离合器，避开单向(前向离合器锁定)

if检测到ngear＜3的降档

释放直接离合器并保持前向锁定从而保持单向

控制器可以基于切换控制逻辑确定各种离合器的应用，并可以通过选择性地启用或者禁用施加到控制螺线管的电流来实现逻辑。例如，通过根据表9所示的控制来设置螺线管输出，控制器可以实现表8的逻辑。表中所指示的值代表电气状态，0表示关，1表示开。对于调制后的螺线管(反向、低速和直接)，该值指示稳态值。在比率螺线管的情况下，字母C指示螺线管被控制成实现在描述变速器控制的部分中所描述的速度或比率目标。

如以上关于图3C中的流体流图所描述的，由泵提供的流体管线压力可以被控制器动态调节或者以别的方式动态控制，以便在多种运行模式的每一种中实现特定的传动装置性能。

图12是管线压力规律906的实施方式的简化图。管线控制器可以动态地将管线压力调节到可以映射到各种传动装置运行模式的多种等级。如图12的管线压力规律906中所示，控制器可以控制螺线管或者其它的压力调节器，以实现三种不同的管线压力。第一种最低的管线压力可以在传动装置被选择成处于空档或停车的时候实现。第二种中间管线压力可以在传动装置被选择成处于驾驶或低速的时候使用。第三种最高的管线压力可以在当传动装置被选择成处于反向的时候使用。以下提供用于管线压力的值的例子。

Plinemin＝6.8e5 n/m^2 最小管线压力

lineSF＝1.25 用于最小管线压力的安全因子

PlineSetMin＝8.5e5 n/m^2 最低调整点

PlineSetNom＝13.6e5 n/m^2 额定管线压力

PlineSetMax＝22e5n/m^2 用于高力矩反向的最大管线压力

PLinemset＝le5*[6 8 10 12 14 16 18 20 221]

llinem＝[1 0.78 0.7 0.63 0.55 0.47 0.37 0.2 0]A螺线管阀门电流安培值

图13是管线压力控制图908的实施方式的简化图。管线压力控制图908可以用于校准用来控制管线压力的电子螺线管。在一种实施方式中，该图的部分可以作为查找表存储在存储器中，并可以被控制器访问，以便基于图12的规律设置管线压力。可选地，只有对应于图12管线压力规律中期望管线压力的那些信息可以存储在存储器中，以被控制器访问。

图14是离合器应用轮廓1402的实施方式的简化图。

在齿轮比变化过程中离合器的接合与脱离过程中，自动范围传动装置的切换质量需要对动力传动系统的动态特性的控制。主要的性能标准是具有良好离合器耐用性的平滑切换。切换的切换质量基于施加到离合器的液压的幅度与定时。这种控制系统有几个参数，所述参数可被调节以便调制液压并由此调制所产生的离合器力矩。

如图14所示，离合器施加力矩调整点轮廓1402基于多个校准参数。除了同步离合器所需的动态力矩，所需的离合器力矩还必须平衡到达副变速箱的静态输入力矩。作为例子，用于升档的力矩离合器调整点基于以下参数：

Tfc＝Kcratio*Tinest+Kcratio le*(Ne0-Ne1)/tshift

其中：

Kcratio＝要输入的力矩比率离合器

le＝引擎惯量

Ne＝引擎速度

Tshift＝切换时间

为了简化切换质量校准，所需的离合器调整点使用基于单个系数的步进输入和估计的副变速箱输入力矩。可以使用低速力矩斜坡来进行微调。

应当指出，除了步进的值，在图14中定义的TfCH，还有三个校准参数与该应用关联。

dTfCH＝力矩斜坡的斜率，Nm/sec

TdoneCH＝斜坡的持续时间，sec

TfCHmax＝锁定的最大力矩

所提供的例子适于图2传动装置中的直接离合器的控制。类似的参数也可以为反向和低速离合器定义。

用于切换质量校准的主要参数是步进系数Kcxx。系数值越大，切换越短。越短的切换造成越大的动力传动系统干扰。

前向离合器/手动

TfCLmax＝540 nm 最大力矩

Kcls310＝2.0 nm/nm 驾驶第一齿轮

Kclp400＝1.15nm/nm 手动低速

dTfCL＝10 nm/sec 力矩斜坡

TdoneCL＝2.0 sec 用于最大力矩系列的定时器

Tmandone＝2.0sec 用于最大力矩手动的定时器

反向离合器

TfCRmax＝1600nm 最大力矩

Kcrl00＝8 nm/nm

Kcrl01＝16 nm/nm

dTfCR＝200 nm/sec

TdoneCR＝5

直接离合器

TfCHmax＝400

Kch330＝0.45

dTfCH＝20

TdoneCH＝5

接合离合器所需的液压基于所需的离合器力矩与离合器特性。图15是离合器压力控制图1404的实施方式的简化图。控制器，尤其是切换质量控制模块，可以将一个或多个离合器压力控制图1404作为查找表存储在存储器中。切换质量控制模块可以访问离合器压力控制图，来实现如图14的离合器应用力矩调整点轮廓中所提供的切换质量。

尽管控制器可以控制力矩变换器中锁定离合器的操作，作为附加的控制范围，但力矩变换器锁定离合器的接合与脱离不需要控制成与例如用于接合副变速箱范围的直接离合器相同的程度。控制器一般在力矩变换器以接近100％效率运行的情况下应用锁定离合器，因此到锁定状态的过渡不会导致像当切换由副变速箱提供的范围时所发生的一样大的过渡。

图16是力矩变换器离合器曲线1602的实施方式的简化图。控制器根据类似于上述控制范围选择的逻辑来应用力矩变换器离合器。为了效率，控制器可以通过光节流阀以低速锁定力矩变换器离合器。当随着节流阀位置传感器的百分比感测驱动器进入节流阀时，控制器解锁离合器，以允许变换器倍增力矩。

力矩变换器锁定可以在低油温时被抑制，以便允许液力耦合中的损耗加热油。此外，变换器在过高的温度保持锁定，以便阻止附加热量的生成。

力矩变换器离合器控制策略基于未锁定的开放转换器相位中最小操作的标准。用于开放变换器的条件是提供好的启动并增强切换质量。控制器可以将力矩变换器离合器曲线的参数存储在存储器中。以下提供所存储参数的例子。

Th_settcc＝[0 10 20 40 60 90 91 100]pct 节流阀角度

VTClock＝[14 14 18 28 34 44 44 44] kph 力矩变换器锁定

VTCunlock＝[12 12 12 12 22 34 34 34]kph 力矩变换器解锁

因此，控制器可以根据各种实施方式及在此所述的特征配置成控制传动装置，尤其是具有至少一个基本上无极变速部分(例如变速器、CVT或者IVT)的传动装置。以上所述的例子使用具有变速器并结合两速副变速箱的示例传动装置。在控制传动装置的过程中，控制器执行各种策略和处理，这些策略和处理使得传动装置运行在各种条件和对应标准下最优。

图17是控制可变比率传动装置的方法1700的实施方式的简化流程图。方法1700可以例如在图4的控制器中实现，以控制图2和3A的可变比率传动装置。

方法1700在块1710处开始，其中控制器，例如在切换点模块和变速器模式模块，接收可以包括传感器值及控制输入值的输入信号。

控制器前进到块1712并基于输入值确定有效的控制范围。例如，切换点模块可以从多个控制范围中确定有效的控制范围。每个控制范围可以对应于一定范围的传动比。两个或多个控制范围可以包括重叠的比率。

控制器前进到块1714并且变速器模式模块从多个变速器模式中确定有效的变速器模式。变速器模式模块可以基于输入值和有效的控制范围或者可以基于有效控制范围的信号，例如变速器标志，确定变速器模式。

控制器前进到块1716并确定副变速箱配置，其可以包括副变速箱离合器接合配置、副变速箱比率等或者其某种组合。

控制器前进到块1718并确定可以基于输入信号和有效控制范围的力矩变换器离合器的状态。控制器前进到块1720并基于模式和输入值配置变速器。控制器前进到块1722并基于其确定的配置来配置副变速箱。控制器前进到块1724并基于控制器确定其应当接合还是脱离来配置力矩变换器离合器。

图18是控制可变比率传动装置中的变速器的方法1750的实施方式的简化流程图。方法1750可以例如由运行在图3A-3C的传动装置上的图4的控制器来实现。

方法1750在块1752开始，其中控制器，例如在切换点模块和变速器模式模块，接收可以包括传感器值与控制输入值的输入信号。

控制器前进到块1754，在那里切换点模块可以基于输入确定变速器模式。控制器前进到块1756，在那里切换点模块确定有效的控制范围。控制器前进到块1758，在那里控制器利用例如切换点模块来基于控制范围、输入信号和存储在切换规律模块中并从该切换规律模块访问的切换规律确定副变速箱比率。

控制器前进到块1760，在那里变速器模式模块可以例如部分地基于变速器模式来确定期望的变速器比率。控制器前进到块1762且引擎速度调整点模块将该比率映射到目标引擎速度。

控制器前进到块1764并控制变速器实现目标引擎速度。控制器可以例如利用闭环控制模块来监视引擎速度并控制螺线管，以实现目标引擎速度，其中螺线管控制变速器中的旋转行星齿轮的纵轴位置。

图19是可以在例如传动装置101的可变比率传动装置上实现的阀门系统2500实施方式的流体流图实施方式的示意图。由图19中所示出的符号和示意性标号代表的关联硬件对相关领域中的普通技术人员是显而易见的。阀门系统2500可以包括配置成与多个压力控制阀门流体相通的泵阀门子系统2502。在一种实施方式中，泵阀门子系统2502适于与在传动装置101上提供的泵806(图3A)合作。泵阀门子系统2502可以包括压力调节阀2504。其中，压力调节阀2504控制阀门系统2500的系统压力(在这里，有时候称为“管线压力”)。压力调节阀2504与多个力矩变换器控制阀门2506A、2506B、2506C流体相通。其中，力矩变换器控制阀门2506适于控制例如力矩变换器210的接合与脱离。

在一种实施方式中，阀门系统2500包括与压力调节阀2504流体相通的手动阀2508。手动阀2508可以可操作地耦合到PRNDL杆。手动阀2508适于与例如参考表4所述的压力开关总管合作。在一种实施方式中，副变速箱1600包括与阀门系统1500相通的液压摩擦离合器，其中阀门系统1500控制每个离合器的接合与脱离，就像通过控制逻辑控制的那样。图19说明了用于副变速箱中每个离合器的液压连接。反向离合器2510、前向离合器2512、直接离合器2514及手动低速离合器2516都是通过作用在离合器表面上的液压来接合与脱离的。以上提到的离合器可以基本上类似于包括在副变速箱1600中的离合器。加压流体到每个离合器的通路在传动装置情况下是通过孔实现的，例如阀门系统2500中的端口。阀门系统2500可以包括与反向离合器2510流体相通的一组反向离合器控制阀2518A和2518B。阀门系统2500可以包括与直接离合器2514流体相通的直接离合器控制阀2520。阀门系统2500可以包括与前向离合器2512流体相通的前向离合器控制阀2522。阀门系统2500可以包括与手动低速离合器2516流体相通的手动低速离合器控制阀2524。手动低速离合器控制阀2524配置成与前向离合器控制阀2522流体相通。在一种实施方式中，阀门系统2500包括配置成调节提供给手动低速离合器控制阀2524的压力的离合器调节阀2526。每个控制阀可以适于与例如表2中所指示的电液螺线管合作。

在一种实施方式中，手动阀2508用于将管线压力引向用于副变速箱控制的合适的阀门集合。当选择“P”或“N”时，手动阀移动到阻塞管线压力到所有离合器控制阀的位置。当选择“R”时，手动阀移动到将管线压力引向反向离合器控制阀2518的位置。“D”或“L”的选择将手动阀移动到将管线压力引向用于直接离合器2514、前向离合器2512和手动低速离合器2516的控制阀的位置。

在一种实施方式中，“D”或“L”的选择启用直接离合器2514、前向离合器2512和手动低速离合器2516的配合，就像由控制逻辑管理的那样。前向离合器2512和手动低速离合器2516利用前向离合器控制阀2522(图19中的“Fwd顺序(Sequence)阀”)、手动低速离合器控制阀2524(图19中的“Fwd/Man切换(Shift)阀”)和离合器调节阀2526(图19中的“Fwd/Man(低速(Low))Reg阀”)控制。前向离合器控制阀2522和低速离合器控制阀2524是与通常排出的On/Off螺线管通信的方向性控制阀门。

在一种实施方式中，“R”的选择将手动阀移动到将管线压力引向反向离合器控制阀1518的位置。反向离合器控制阀可以包括两个压力调节器阀，被动阀2518B和主动阀2518A。主动阀2518A(图19中的“反向(Reverse)Reg阀”)经通常加压的可变排出螺线管与控制系统通信。调节后的压力从主动阀2518A引向反向离合器2510，还引向被动阀2518B(图19中的“反向推进(reverse boost)阀”)。当手动阀选择从“R”改变且控制逻辑调整合适的螺线管命令时，反向离合器压力排出。

在一种实施方式中，阀门系统2500包括配置成与例如管线压力和传动装置101的润滑油系统通信的润滑油压力调节器2528。润滑油系统压力或者是利用被动的压力调节器调节的，或者是以与主压力调节器相同的方式利用螺线管主动控制的。阀门系统2500可以包括配置成与管线压力流体相通的螺线管压力调节器2530。螺线管压力调节器2530将加压的流体提供给阀门系统2500中的多个螺线管。在一种实施方式中，阀门系统2500包括配置成与力矩变换器控制阀门2506流体相通的力矩变换器调节器阀2531。阀门系统2500包括配置成例如与变速器1200合作的比率控制阀2532。在一种实施方式中，比率控制阀2532是中心开放的压力控制阀。

控制器不限于控制传动装置，还可以用于根据提供给控制器的各种输入信号来提供诊断信息。控制器可以配置成当检测到故障模式时控制传动装置，以便阻止传动装置的灾难性故障并允许在故障模式下的受限运行。

电子故障可以分成两类：功率损耗和控制器损毁。在这两种情况下，运行的合理恢复(可能功能减少)通常是可能的。

在电能完全损耗的情况下，所有的螺线管将以零电流运行。受螺线管控制的内部压力将回复到缺省的压力状态。传动装置中的液压系统可以设计成使得这代表可用的“跛行回家(limp home)”模式。变速器可以缺省为完全超速传动，而力矩变换器可以缺省为未锁定状态。副变速箱的状态可以依赖PRNDL位置，并可以例如在低速传动控制下运行。在驾驶情况中，缺省范围是低速，而在反向情况中，缺省范围是反向。这方便了车辆启动和以合理的速度驾驶。此外，如果故障在高车速下发生，单向离合器可以超限运动，以阻止过高的引擎速度。

尽管控制器电路设计成具有高鲁棒性，但可能性很小的失控还可以利用看门狗定时器来解决。这是一种在正常运行过程中需要周期性定时器复位的内部电路。如果控制器程序挂起并且在规定的间隔内不执行复位，则定时器复位控制器系统。这使得控制器恢复联机并保持对系统的控制。

可以解决两种普通类型的液压故障模式。这些类型包括压力损耗和过多的背压。

意外的低压可以以两种途径来检测。控制器可以直接测量或者以别的方式接收指示各种系统压力水平的信号，并可以将该值与期望的范围进行比较。即使没有对压力的直接测量，压力的损耗也会导致过多的离合器滑移，就像速度输入所指示的那样。在任何一种情况下，过多的离合器滑移都将劣化摩擦片，而低变速器压力将导致失控。

用于这种情况的规定对策是通过释放所有离合器将传动装置放到空档。这从摩擦片和变速器除去了所有负载。尽管车辆在这种情况下不能驾驶，但它阻止了潜在破坏性的部件磨损。也可以向驾驶员给出传动装置故障的指示。

控制器可以测量或者以别的方式监视润滑油压力输入变量。在润滑油压力损失或者意外地低的情况下，破坏性的情况就要发生。在这种情况下，传动装置将立即换到空档，使得没有部件需要承载功率。控制器可以点亮诊断灯。

如果离合器包被释放但捕捉到残余的压力，则将导致不期望的离合器拖拉。同样，这可以通过监视压力或速度来检测。对这种情况最安全的响应是提醒驾驶员停车。

两个温度传感器可以在控制器系统中实现。第一个监视油箱中的油，以指示平均流体温度。第二个位于变速器中，以感测溅到球(行星齿轮)接触片上的牵引流体的温度。

变速器冷却液中的温度极限是即将发生的灾难性故障的信号。如果检测到这种情况，则传动装置将立即通过释放所有离合器而置成空档。这给变速器卸载，并最小化任何进一步潜在破坏性的接触片滑动功率。尽管车辆不能驾驶，但对这种情况而言，失效是最安全的折中并能阻止进一步的磨损。

低流体温度增加粘性，限制了在某些电路中的流动。这不被认为是故障，但它会潜在地损害性能。当低于校准的阈值时，通过阻止力矩变换器离合器锁定，控制系统可以将油加热到合理的工作温度。

高流体温度会加速摩擦与牵引属性的恶化。当高于校准的阈值时，移动车辆的变换器可以被控制成总是运行锁定的，以便减少进一步的发热。如果温度持续升高，则警告灯将提醒驾驶员。

系统速度测量允许跨每个摩擦离合器的滑动计算。如果在已知离合器以高安全因子应用的情况下检测到滑动，则将断定摩擦材料已经基本上劣化了。将提醒驾驶员这种错误，且离合器将打开，以防止进一步的损害和过多的发热。

输入可以提供给控制器，以测量变速器伺服位置。环接触半径可以从这个信息计算，由此计算球形变速器的机械比。这可以与速度比进行比较，以便确定在环接触片处的滑动。如果确定滑动高于校准的阈值，则变速器被卸载，以阻止潜在的损害。就像在高变速器润滑油温度的情况下，这是通过将传动装置切换到空档来实现的，导致车辆功率的损失。

如在此所使用的，术语“耦合到”或“连接到”是用于指间接的耦合及直接的耦合或连接。当两个或更多个块、模块、设备或装置耦合时，在这两个耦合的块之间可以有一个或多个中间块。

结合在此所公开的实施方式中所描述的各种说明性逻辑块、模块、控制器和电路可以利用设计成执行在此所述功能的通用处理器、数字信号处理器(DSP)、精简指令集计算机(RISC)处理器、专用集成电路(ASIC)、场可编程门阵列(FPGA)或者其它可编程的逻辑设备、离散门或晶体管逻辑、离散硬件部件或者其任何组合来实现或执行。通用处理器可以是微处理器，但可选地，处理器可以是任何处理器、控制器、微控制器或者状态机。

控制器或处理器还可以实现为计算设备的组合，例如，DSP和微处理器、多个微处理器、一个或多个微处理器结合DSP内核的组合或者任何其它这种配置。

结合在此所公开的实施方式所描述的方法、处理或算法的步骤可以直接实现在硬件中、作为一条或多条要由处理器执行的可编程指令、编码到处理器或计算机可读介质上并由处理器或计算机执行的数据或信息实现在软件模块中或者实现在两者的组合中。

方法或处理中的各种步骤或动作可以以所示次序执行，或者可以其它次序执行。此外，一个或多个处理或方法步骤可以忽略，或者一个或多个处理或方法步骤可以添加到方法或处理中。附加的步骤、块或动作可以添加到方法和处理的现有元素的开始、结束或者中间。

提供对所公开实施方式的以上描述是为了使本领域的任何普通技术人员都能制造或使用该公开内容。在不背离本公开内容主旨与范围的情况下，对这些实施方式的各种修改对本领域普通技术人员是显而易见的，而且在此定义的通用原理可以应用到其它实施方式。因此，本公开内容不意图限定到在此所示的实施方式，而是要符合与在此所公开原理和创新特征一致的最广的范围。

Claims

1.一种控制可变比率传动装置的方法，该传动装置具有纵轴，该方法包括：

提供围绕所述纵轴径向布置的多个行星齿轮与变速杆子组件，其中所述传动装置的传动比对应于所述行星齿轮与变速杆子组件的旋转轴的角度；

提供可操作性地耦合到每个行星齿轮与变速杆子组件的切换凸轮与太阳齿轮子组件，所述切换凸轮与太阳齿轮子组件位于每个行星齿轮与变速杆子组件的径向内侧，所述切换凸轮与太阳齿轮子组件具有可操作性地耦合到多个控制活塞的太阳齿轮，所述太阳齿轮和控制活塞与所述纵轴对准；

接收一个或多个电子输入值；

控制施加到控制螺线管的电流，以改变所述控制活塞的轴向位置，由此改变所述旋转轴的所述角度；

基于所述一个或多个电子输入值来从多个控制范围中确定有效控制范围；及

基于该有效控制范围来控制耦合到变速器的副变速箱的比率。

2.如权利要求1所述的方法，还包括：

基于所述一个或多个电子输入值来确定变速器模式；并且

其中控制施加到所述控制螺线管的电流是基于所述变速器模式进行的。

3.如权利要求1所述的方法，还包括：

访问引擎图；并且

其中控制施加到所述控制螺线管的电流是基于所述引擎图和所述一个或多个电子输入值进行的。

4.如权利要求1所述的方法，还包括：

基于包括输入车速值的一个或多个电子输入值来确定变速器比率；

将所述变速器比率映射成目标车速；并且

其中控制施加到所述控制螺线管的电流是基于所述输入车速值和所述目标车速值进行的。

5.如权利要求1所述的方法，其中所述多个控制范围包括至少两个具有重叠的比率范围的控制范围。

6.一种控制器系统，该系统包括：

传动装置，具有可变比率变速器，该可变比率变速器具有围绕纵轴径向布置的多个行星齿轮与变速杆子组件，其中所述变速器的比率基于所述变速器中的至少一个旋转球形行星齿轮的旋转轴的位置变化，所述传动装置具有可操作性地耦合到每个行星齿轮与变速杆子组件的切换凸轮与太阳齿轮子组件，所述切换凸轮与太阳齿轮子组件位于每个行星齿轮与变速杆子组件的径向内侧，所述切换凸轮与太阳齿轮子组件具有可操作性地耦合到多个控制活塞的太阳齿轮，所述太阳齿轮和控制活塞与所述纵轴对准；及

电子控制器，配置成接收多个输入并生成控制输出，该控制输出基于所述多个输入而改变所述变速器中的所述切换凸轮与太阳齿轮子组件的轴向位置，

其中所述传动装置还包括耦合到所述变速器的副变速箱，并且其中所述电子控制器还配置成控制所述副变速箱的比率。

7.如权利要求6所述的控制器系统，还包括耦合到所述传动装置的电子螺线管，并且其中所述电子控制器配置成控制通过所述电子螺线管的电流，以控制所述变速器的比率。