CN102032300B - 变速器中平行的反作用制动器的控制 - Google Patents

Abstract

一种用于控制自动变速器的制动器的方法，其中该自动变速器包括在行星小齿轮架和外壳之间与超越制动器平行设置的第一制动器，该方法包括：在正扭矩条件下，利用超越制动器以提供等于或小于参考制动器扭矩的制动器扭矩；当制动器扭矩大于参考制动器扭矩时，增加第一制动器的扭矩容量；以及完全结合第一制动器。

Description

变速器中平行的反作用制动器的控制

技术领域

本发明总体上涉及一种用于机动车辆的自动变速器的行星齿轮传动（planetary gearing），并且，更具体地，涉及控制一种与超越制动器平行设置的摩擦制动器。

背景技术

典型地，自动变速器包括单向制动器（OWB），作为一挡中的反作用元件在一挡和二挡位之间产生非同步的1-2挂高挡和2-1挂低挡，其又被称作是超越制动器。用于一挡的反作用元件具有高的扭矩比来输入扭矩，因此需要体积大、质量重、价格高的单向制动器。

一种增加是变速器速比的数量，这增加了反作用单向制动器上的扭矩比。用于具有一系列速比范围的变速器的一挡反作用部件上的扭矩比如下：4速~1.8、5-速~2.1、6-速2.4、8-速~2.7。增加的扭矩比需要明显更大、更重和更昂贵的单向制动器。

一挡反作用单向制动器通常与液压驱动摩擦制动器平行设置，其与倒挡接合并且在手动选择的一挡操作中提供发动机制动。尽管该制动器可以具有足够承载一挡扭矩的扭矩容量（torque capacity），但其必须为以下由变速器产生的速比的数量在倒挡中所需的扭矩比确定大小：4-速~3.32、5-速~3.8、6-速~4.6、8-速~5.9。

发明内容

一种用于控制自动变速器的制动器的方法，其中，自动变速器包括在行星小齿轮架和外壳之间与超越制动器平行设置的第一制动器，所述方法包括：在正扭矩条件下利用超越制动器提供等于或小于参考制动器扭矩的制动器扭矩，当制动器扭矩大于参考制动器扭矩时增加第一制动器的扭矩容量，以及完全接合第一制动器。

制动器控制策略改进了超越或单向控制变速器装置（例如行星齿轮单元中摇杆单向制动器）的耐久性，并且产生高品质的非同步1-2和2-1换挡事件。

制动控制允许在高扭矩事件过程中在一挡使用第一或液压制动器和超越制动器，而不影响非同步1-2和2-1换挡事件。

由于由单向制动器传送的最大扭矩受液压制动器的影响而减小，所以单向制动器的成本、重量和包装体积也减小。

典型地，单向制动器仅在一或两点起作用，引起不正常的支架偏移和较高的轮齿负载，而液压制动器典型地绕行星架360度起作用，引起行星架中正常的偏移方式和改进的轮齿负载。行星架偏移减小并且齿轮稳健性得到改进。

通过以下详细说明、权利要求和附图，将会明白较佳实施例的适用性范围。应该了解的是，说明书和具体实施例尽管说明了本发明的首选实施例，但仅仅是通过举例说明的方式给出的。对所属技术领域的技术人员来说，所述的实施例和例子的各种变化和修饰将是显而易见的。

附图说明

结合附图并参照以下说明，本发明将更容易被理解。

图1是用于包括拉威挪齿轮组（Ravigneaux gear set）的自动变速器的动态总成的一部分的横截面。

图2表示用于控制图1中所示的摩擦制动器的策略的逻辑流程图。

具体实施方式

参照图1，设置在变速器外壳12中的拉威挪型行星齿轮总成10包括：第一和第二太阳齿轮（图中未示出）；被支承用于绕轴16转动的行星小齿轮架14；长小齿轮轴18，每个长小齿轮轴绕轴16成角度地间隔并且支承在架14上；长行星小齿轮20，每个长行星小齿轮绕轴16成角度地间隔，被支承用于在长小齿轮轴18之一上转动并且与第一太阳齿轮之一啮合；短小齿轮轴22，绕轴16成角度地间隔并且支承在架14上；一组被支承用于在短小齿轮轴22上转动并且与第二太阳齿轮和长小齿轮20啮合的短行星小齿轮24；以及与长小齿轮20啮合并且与太阳齿轮和小齿轮20、24共轴设置的环形齿轮26。包括环形齿轮26、圆盘27和输出轴28的整体环形齿轮总成被支承用于绕轴16转动。

架总成14包括第一盘30；与第一盘轴向间隔的第二盘32；以及设置在末端盘30、32之间的第三盘34。架盘30、32、34支承小行星轴18、22，小行星20、24在其上分别被支承用于转动。

变速器外壳12在内表面形成有轴向花键齿40，花键齿40与在摇杆单向或超越制动器44的外环42的圆周边缘上形成的外花键齿啮合。制动器44的内环46上的环形导槽由架盘32接合。美国7,383,930号专利公开了与制动器44类似的摇杆单向离合器的结构和操作。

低/反向液压驱动摩擦制动器50包括：盘52，盘52在它们的外边缘与外壳12花键联接；以及板54，其间插有盘52并且在它们的内边缘与架14的中间盘34花键联接。伺服活塞55轴向向右移动以迫使盘52和板54产生相互摩擦接触。由于外环42没有轴向位移的可能，所以驱动活塞的力在外壳12上起作用。

超越制动器交替地接合，以保证动态布置的组件不会在相对外壳12的一个方向上转动，并且超越制动器分离以解离组件从而在相反的方向上自由转动。当第一组件的速度在一个方向上大于第二组件的速度时，超越离合器交替地接合以保证动态布置的两个组件不会相对转动，并且当第二组件的速度大于第一组件的速度时，超越离合器分离以解离组件从而使组件相对彼此转动。

现在参照图2，其表示在高扭矩事件过程中，在一挡利用液压低/反向制动器50从而将单向制动器44上的扭矩负载保持在可接受的量值并且降低行星架14的偏离的控制策略。

在步骤60，进行测试以确定变速器是否在一挡运行。如果测试60的结果为逻辑假，则在步骤62终止平行辅助控制。如果测试60的结果为逻辑真，则在步骤64，OWB 44处于功率流状态，并且启动平行制动器辅助控制。

在步骤66，进行测试以确定在一挡是否需要发动机制动，即，一挡是手动选择的（1M）还是自动选择的（1A）。

如果测试66的结果为假，表明不需要发动机制动，并且变速器在挡1A，在步骤68，在低正扭矩条件和负扭矩条件下，制动器50保持分离，而输出轴28的速度大于250 rpm。低正扭矩条件的上限最好是最大扭矩的一半。为了准备反向接合，在步骤68，在低正扭矩条件和负扭矩条件下，通过施加满行程压力使制动器50满行程，而输出速度小于250 rpm。在步骤68，在较高的正扭矩条件下，制动器50在全部输出速度下完全接合以提供平行制动器辅助。

在正扭矩条件下，扭矩通过输出轴28从发动机传送到车轮。在负扭矩条件下，例如当车辆下山行驶时，扭矩通过输出轴28从车轮传送到发动机。在负扭矩条件过程中，单向制动器44超越。

作为对施加到启动伺服活塞55的伺服缸的压力的量值的响应，制动器50交替地接合和分离。满行程压力是施加到该伺服的以下压力的量值，该压力使得通过将伺服活塞55、盘52和板54移动到相互摩擦接触而不通过制动器传送扭矩从而将它们之间的余隙消除。当满行程压力存在于启动活塞55的伺服缸中时，低/反向制动器50实质上不具有扭矩传送能力。

在步骤70，进行测试以确定从负扭矩条件到正扭矩条件的转变是否基于发动机扭矩信号发生。

如果测试70的结果为假，则在步骤72，制动器50中的启动压力保持在低量值以阻止发动机制动。

如果测试70的结果为真，则在步骤74监测超越的变速齿轮比，即大于第一齿轮比的比。限制低/反向制动器50中的压力变化率直到第一齿轮比产生。这对于阻止来自低反向制动器50的可能的冲撞或扭矩干扰来说是必需的，来自低反向制动器50的可能的冲撞或扭矩干扰会增加发动机速度，这样的发动机速度的增加比通过发动机燃烧扭矩增加发动机速度而从负扭矩到正扭矩的转变快。

如果测试66的结果为真，表明发动机制动是需要的并且变速器在挡1M，在步骤76，保持制动器50在所有时刻满行程，维持制动器50中足够的扭矩容量以应对所有负扭矩条件，而不允许制动器打滑。对于正扭矩条件，维持制动器50中的压力正好高于满行程压力，直到由单向制动器44承载的制动器反作用扭矩超过平行制动器辅助所需要的制动器扭矩，平行制动器辅助所需要的制动器扭矩被称为参考制动器反作用扭矩。

除了架14使用中的偏移和NVH效应以外，还参考单向摇杆制动器44的耐久极限、所需的使用寿命、强度和性能特点确定参考制动器反作用扭矩。

在步骤78，进行测试以确定是否需要分离低/反向制动器50，例如当已经命令从一挡挂高挡。如果测试78的结果为真，并且不管变速器是否在挡1M或挡1A操作，在步骤80，启动低/反向制动器50的压力减小为一量值，在该量值时，解离并完全分离制动器。

按照专利法的规定，已经对较佳实施例进行了说明。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。

Claims (7)

1.一种用于控制自动变速器的制动器的方法，其中，该自动变速器包括在行星小齿轮架和外壳之间与超越制动器平行设置的第一制动器，其特征在于，所述方法包含以下步骤：

(a)在正扭矩条件下，利用超越制动器提供等于或小于参考制动器扭矩的制动器扭矩；

(b)当超越制动器承载的制动器扭矩超过参考制动器扭矩时，增加第一制动器的扭矩容量；以及

(c)完全接合第一制动器。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(a)进一步包含使第一制动器满行程。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包含(a)在负扭矩条件下利用第一制动器产生制动器扭矩。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包含分离第一制动器以允许换挡发生。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包含：

在负扭矩条件下，在当前挡位由变速器自动产生时，利用超越制动器提供制动器扭矩；

当输出轴的速度大于预先确定的速度时，完全分离第一制动器；以及

当输出轴速度小于预先确定的速度时，使第一制动器满行程。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，进一步包含：

在正扭矩条件下，完全接合第一制动器而不管输出轴速度。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，进一步包含：

如果从负扭矩条件到正扭矩条件变化的情况发生，限制第一制动器的扭矩容量的改变率，直到穿过变速器的速比相当于变速器的一个挡位。