CN103375576A - 用于调节原地换挡的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于调节原地换挡的方法。具体地，提供了一种用于对变速器进行换挡的方法，所述变速器具有输入构件、输出构件、至少四个行星齿轮组、多个联接构件和多个扭矩传递装置。所述扭矩传递装置中的至少一个是爪式离合器或带式离合器。该方法包括施加扭矩传递机构以将行星齿轮组的第一构件与行星齿轮组的另外构件或固定构件互连。该方法还包括：在施加所述扭矩传递机构之后，施加爪式离合器或带式离合器以将行星齿轮组的第二构件与行星齿轮组的另外构件或固定构件互连。在施加所述爪式离合器或带式离合器之后，释放所述扭矩传递机构。

Description

用于调节原地换挡的方法

技术领域

本发明总体上涉及用于对多挡变速器进行换挡的方法，且更具体地涉及用于对具有多个行星齿轮组和多个扭矩传递装置的变速器进行换挡的方法，其中，所述扭矩传递装置中的一个是高增益离合器。

背景技术

该部分的内容仅提供与本发明有关的背景信息，且可能会或可能不会构成现有技术。

典型的多挡变速器使用摩擦离合器、行星齿轮装置和固定互连件的组合来实现多个传动比。行星齿轮组的数量和物理设置通常由封装、成本和期望速度比决定。

当期望限制或消除滑移时，爪式离合器、带式离合器或其他高增益离合器可被用于变速器中。当脱离时，与多片式摩擦离合器相比，来自爪式离合器或带式离合器的旋转损失贡献是极小的。此外，可能期望一些高增益离合器，这是因为所述高增益离合器可能比摩擦离合器占据更少的空间。

虽然当前变速器实现了其预期目的，但是对新式和改进的变速器配置的需要实质上是持续不断的，所述新式和改进的变速器配置展现了改进的性能（尤其是从效率、响应性和平滑性的角度看）和改进的封装（主要是减少了尺寸和重量）。虽然爪式离合器、带式离合器或其他高增益离合器可能占据比摩擦离合器更少的空间，但是将这些离合器与变速器的旋转构件接合可能是困难的，或者伴随有粗暴换挡。因此，需要这样的变速器，该变速器具有效率以及提供用于平滑换挡的封装空间。

发明内容

提供了一种用于对变速器进行换挡的方法，所述类型的变速器具有输入构件、输出构件、至少三个行星齿轮组、多个联接构件和多个扭矩传递装置。所述行星齿轮组中的每个包括第一、第二和第三构件。扭矩传递装置例如是离合器和制动器。所述扭矩传递装置中的一个是高增益离合器，例如爪式离合器或带式离合器。该方法被设置成用于使高增益离合器平滑地接合。

此处讨论的“换挡”包括：通过将PRNDL换挡杆从任何状态移动到“行驶”或“倒挡”状态从而能够被启用的任何换挡。这还包括线控来对变速器进行换挡，其中，换挡由驾驶员指令从驻车（Park）、空挡（Netural）、倒挡（Reverse）或行驶状态（Drive State）到行驶（Drive）或倒挡状态（Reverse State）。

在一个变形中，提供了一种用于对机动车辆的变速器进行换挡的方法，用于对具有多个行星齿轮组或一组行星齿轮组的变速器进行换挡，所述行星齿轮组中的每一个具有第一、第二和第三构件。该方法包括步骤：施加扭矩传递机构以将一组行星齿轮组的第一构件与该组行星齿轮组的另一构件或固定构件互连。该方法还包括步骤：施加高增益离合器，以将该组行星齿轮组的第二构件与该组行星齿轮组的另一构件或固定构件互连，这包括在施加所述扭矩传递机构时施加所述高增益离合器。所述高增益离合器例如可以是爪式离合器或带式离合器。该方法包括步骤：当施加所述高增益离合器时，释放所述扭矩传递机构。

在可与本文所述的其他变形结合或独立于所述其他变形的另一变形中，提供了用于对具有多个行星齿轮组或一组行星齿轮组的变速器进行换挡的方法。所述行星齿轮组中的每一个具有第一、第二和第三构件。所述方法包括步骤：施加扭矩传递机构以将该组行星齿轮组的第一构件与该组行星齿轮组的另一构件或固定构件互连。该方法还包括步骤：确定该组行星齿轮组的第二构件的实际速度。此外，该方法包括步骤：将所述第二构件的实际速度与预定上阈值比较。如果所述第二构件的实际速度超过了所述预定上阈值，则所述方法包括对施加到所述扭矩传递机构的流体压力进行调整。该方法包括：重复确定所述第二构件的实际速度的步骤、将所述第二构件的实际速度与预定上阈值比较的步骤、以及调整被施加到所述扭矩传递机构的流体压力的步骤，直到所述第二构件的实际速度下降成小于或等于所述预定上阈值。如果所述第二构件的实际速度小于或等于所述预定上阈值，则所述方法包括步骤：当施加所述扭矩传递机构时，施加高增益离合器（例如，爪式离合器或带式离合器），以将所述第二构件与该组行星齿轮组的另一构件或固定构件互连。该方法还包括步骤：在施加所述高增益离合器之后，释放所述扭矩传递机构。

本发明还包括：取决于车辆静止还是以低速滑行（roll）、或在发动机和变速器之间是否存在变矩器或液力联轴节、或车辆是否利用摩擦离合器来发动，来执行预期换挡的不同方法。

本发明还包括以下方案：

1. 一种用于对机动车辆的变速器进行换挡的方法，所述变速器具有多个行星齿轮组，每个行星齿轮组都具有第一构件、第二构件和第三构件，所述方法包括：

施加扭矩传递机构以将所述多个行星齿轮组的第一构件与所述第一构件、所述第二构件和所述第三构件中的另外构件或者固定构件互连；

在施加所述扭矩传递机构之后，施加高增益离合器以将所述多个行星齿轮组的第二构件与所述第一构件、所述第二构件和所述第三构件中的另外构件或所述固定构件互连，所述高增益离合器是爪式离合器和带式离合器中的一种；以及

在施加所述高增益离合器之后，释放所述扭矩传递机构。

2. 根据方案1所述的方法，其中，所述第一构件和所述第二构件作为所述多个行星齿轮组中的第一行星齿轮组的元件被提供。

3. 根据方案2所述的方法，其中，所述扭矩传递机构作为第一制动器被提供，并且施加所述扭矩传递机构的步骤包括将所述第一行星齿轮组的第一构件与所述固定构件互连；且其中，所述高增益离合器作为第二制动器被提供，并且施加所述高增益离合器的步骤包括将所述第一行星齿轮组的第二构件与所述固定构件互连，所述方法还包括：

在施加所述高增益离合器的步骤之前施加第三制动器；以及

在施加所述高增益离合器的步骤之后，释放所述第三制动器。

4. 根据方案3所述的方法，其中，施加所述第三制动器的步骤包括：将所述多个行星齿轮组中的第三行星齿轮组的第一构件与所述固定构件互连。

5. 根据方案4所述的方法，还包括：在施加所述第一制动器、所述第二制动器和所述第三制动器的步骤以及在释放所述第一制动器和所述第三制动器的步骤期间，施加第四制动器。

6. 根据方案2所述的方法，其中，所述扭矩传递机构作为第一制动器被提供，并且施加所述扭矩传递机构的步骤包括将所述第一行星齿轮组的第一构件与所述固定构件互连；且其中，所述高增益离合器作为第二制动器被提供，并且施加所述高增益离合器的步骤包括将所述第一行星齿轮组的第二构件与所述固定构件互连，所述方法还包括在施加所述第二制动器之前制动所述机动车辆。

7. 根据方案6所述的方法，其中，在施加所述第二制动器之前制动所述机动车辆的步骤包括：发送信号给车辆制动系统，以使得所述车辆制动系统自动地制动所述机动车辆。

8. 根据方案2所述的方法，其中，所述扭矩传递机构作为第一制动器被提供，并且施加所述扭矩传递机构的步骤包括将所述第一行星齿轮组的第一构件与所述固定构件互连；且其中，所述高增益离合器作为第二制动器被提供，并且施加所述高增益离合器的步骤包括将所述第一行星齿轮组的第二构件与所述固定构件互连，所述方法还包括提供：

输入构件；

输出构件；

第一互连构件，所述第一互连构件将所述多个行星齿轮组中的第四行星齿轮组的第一构件与所述多个行星齿轮组中的第二行星齿轮组的第二构件持续互连；

第二互连构件，所述第二互连构件将所述第四行星齿轮组的第二构件与所述多个行星齿轮组中的第三行星齿轮组的第三构件持续互连；

第三互连构件，所述第三互连构件将所述第四行星齿轮组的第三构件与所述第一行星齿轮组的第二构件持续互连；

第四互连构件，所述第四互连构件将所述第二行星齿轮组的第一构件与所述第一行星齿轮组的第三构件持续互连；

第五互连构件，所述第五互连构件将所述第二行星齿轮组的第三构件与所述第三行星齿轮组的第二构件持续互连；以及

第一离合器、第二离合器、第三制动器和第四制动器，其中，所述第一制动器、所述第二制动器、所述第三制动器和所述第四制动器以及所述第一离合器和所述第二离合器均可选择性地接合，以将所述第一构件、所述第二构件和所述第三构件中的至少一个与所述第一构件、所述第二构件和所述第三构件以及所述固定构件中的至少一个其他构件互连；

其中，所述第一制动器、所述第二制动器、所述第三制动器和所述第四制动器以及所述第一离合器和所述第二离合器能够以至少两个的组合的形式选择性地接合，以在所述输入构件和所述输出构件之间建立至少十个前进挡速度比和至少一个倒挡速度比。

9. 根据方案8所述的方法，还包括：

使得所述第一离合器可选择性地接合，以将所述第三行星齿轮组的第一构件与所述第二行星齿轮组的第一构件、所述第一行星齿轮组的第三构件和所述输入构件互连；

使得所述第二离合器可选择性地接合，以将所述第二行星齿轮组的第三构件和所述第三行星齿轮组的第二构件与所述输入构件、所述第二行星齿轮组的第一构件以及所述第一行星齿轮组的第三构件互连；

使得所述第三制动器可选择性地接合，以将所述第三行星齿轮组的第一构件与所述固定构件互连；以及

使得所述第四制动器可选择性地接合，以将所述第三行星齿轮组的第二构件和所述第二行星齿轮组的第三构件与所述固定构件互连；

其中，所述第四行星齿轮组的第三构件、所述第一行星齿轮组的第二构件、所述第二行星齿轮组和所述第三行星齿轮组的第一构件被设置为太阳轮构件；其中所述第二行星齿轮组、所述第三行星齿轮组和所述第四行星齿轮组的第二构件以及所述第一行星齿轮组的第三构件被设置为行星齿轮行星架构件；且其中，所述第一行星齿轮组和所述第四行星齿轮组的第一构件以及所述第二行星齿轮组和所述第三行星齿轮组的第三构件被设置为齿圈构件。

10. 根据方案1所述的方法，其中，所述第一构件被设置为所述多个行星齿轮组中的第二行星齿轮组的构件，并且所述第二构件被设置为所述多个行星齿轮组中的第一行星齿轮组的构件。

11. 根据方案10所述的方法，其中，所述扭矩传递机构作为第一离合器被提供，并且施加所述扭矩传递机构的步骤包括将所述第二行星齿轮组的第一构件与所述第二行星齿轮组的第三构件以及输入构件互连；且其中，所述高增益离合器作为第一制动器被提供，并且施加所述高增益离合器的步骤包括将所述第一行星齿轮组的第二构件与所述固定构件互连，所述方法还包括：

在施加所述第一制动器之前施加第三扭矩传递机构以从倒挡传动比换挡为前进挡传动比，施加所述高增益离合器的步骤包括当施加所述第三扭矩传递机构时施加所述第一制动器；以及

在施加所述高增益离合器的步骤之后，释放所述第三扭矩传递机构。

12. 根据方案11所述的方法，其中，施加所述第三扭矩传递机构的步骤包括：将所述多个行星齿轮组中的第四行星齿轮组的第一构件与所述固定构件互连。

13. 根据方案12所述的方法，还包括：在施加所述第一制动器、所述第一离合器和所述第三扭矩传递机构的步骤以及释放所述第一离合器和所述第三扭矩传递机构的步骤期间，施加第四扭矩传递机构，以将所述第四行星齿轮组的第二构件、所述多个行星齿轮组中的第三行星齿轮组的第二构件以及所述第二行星齿轮组的第一构件与所述固定构件互连。

14. 根据方案10所述的方法，其中，所述扭矩传递机构作为第一离合器被提供，并且施加所述扭矩传递机构的步骤包括将所述第二行星齿轮组的第一构件与所述第二行星齿轮组的第三构件以及输入构件互连；且其中，所述高增益离合器作为第一制动器被提供，并且施加所述高增益离合器的步骤包括将所述第一行星齿轮组的第二构件与所述固定构件互连，所述方法还包括：在施加所述第一制动器之前制动所述机动车辆。

15. 根据方案14所述的方法，其中，在施加所述第一制动器之前制动所述机动车辆的步骤包括：发送信号给车辆制动系统，以使得所述车辆制动系统自动地制动所述机动车辆。

16. 根据方案10所述的方法，其中，所述扭矩传递机构作为第一离合器被提供，并且施加所述扭矩传递机构的步骤包括将所述第二行星齿轮组的第一构件与所述第二行星齿轮组的第三构件以及输入构件互连；且其中，所述高增益离合器作为第一制动器被提供，并且施加所述高增益离合器的步骤包括将所述第一行星齿轮组的第二构件与所述固定构件互连，所述方法还包括提供：

第一互连构件，所述第一互连构件将所述第一行星齿轮组的第一构件与所述多个行星齿轮组中的第三行星齿轮组的第三构件、所述多个行星齿轮组中的第四行星齿轮组的第三构件、以及输出构件持续互连；

第二互连构件，所述第二互连构件将所述第一行星齿轮组的第三构件与所述第二行星齿轮组的第二构件持续互连；

第三互连构件，所述第三互连构件将所述第二行星齿轮组的第一构件与所述第三行星齿轮组的第二构件以及所述第四行星齿轮组的第二构件持续互连；以及

第二离合器、第三离合器、第二制动器、第三制动器和第四制动器，其中，所述第一制动器、所述第二制动器、所述第三制动器和所述第四制动器以及所述第一离合器、所述第二离合器和所述第三离合器均可选择性地接合，以将所述第一构件、所述第二构件和所述第三构件中的至少一个与所述第一构件、所述第二构件和所述第三构件以及所述固定构件中的至少一个其他构件互连；

其中，所述第一制动器、所述第二制动器、所述第三制动器和所述第四制动器和所述第一离合器、所述第二离合器和所述第三离合器能够以至少两个的组合的形式选择性地接合，以在所述输入构件和所述输出构件之间建立至少九个前进挡速度比和至少一个倒挡速度比。

17. 根据方案16所述的方法，还包括：

使得所述第二离合器可选择性地接合，以将所述第三行星齿轮组的第一构件与所述第二行星齿轮组的第三构件和所述输入构件互连；

使得所述第三离合器可选择性地接合，以将所述第四行星齿轮组的第三构件、所述第三行星齿轮组的第三构件、所述第一行星齿轮组的第一构件以及所述输出构件与所述第三行星齿轮组的第二构件、所述第四行星齿轮组的第二构件以及所述第二行星齿轮组的第一构件互连；

使得所述第二制动器可选择性地接合，以将所述第四行星齿轮组的第一构件与所述固定构件互连；

使得所述第三制动器可选择性地接合，以将所述第二行星齿轮组的第一构件以及所述第三行星齿轮组和所述第四行星齿轮组的第二构件与所述固定构件互连；以及

使得所述第四制动器可选择性地接合，以将所述第三行星齿轮组的第一构件与所述固定构件互连；

其中，所述第三行星齿轮组和所述第四行星齿轮组的第一构件、所述第一行星齿轮组的第二构件、所述第二行星齿轮组的第三构件被设置为太阳轮构件；其中所述第二行星齿轮组、所述第三行星齿轮组和所述第四行星齿轮组的第二构件以及所述第一行星齿轮组的第一构件被设置为行星齿轮行星架构件；且其中，所述第二行星齿轮组的第一构件以及所述第一行星齿轮组、所述第三行星齿轮组和所述第四行星齿轮组的第三构件被设置为齿圈构件。

18. 根据方案10所述的方法，其中，所述扭矩传递机构作为第一离合器被提供，并且施加所述扭矩传递机构的步骤包括将所述第二行星齿轮组的第一构件与所述第二行星齿轮组的第三构件以及输入构件互连；且其中，所述高增益离合器作为第一制动器被提供，并且施加所述高增益离合器的步骤包括将所述第一行星齿轮组的第二构件与所述固定构件互连，所述方法还包括提供：

第一互连构件，所述第一互连构件将所述第一行星齿轮组的第一构件与所述多个行星齿轮组中的第三行星齿轮组的第三构件以及输出构件持续互连；

第二互连构件，所述第二互连构件将所述第一行星齿轮组的第三构件与所述第二行星齿轮组的第二构件持续互连；

第三互连构件，所述第三互连构件将所述第二行星齿轮组的第一构件与所述第三行星齿轮组的第二构件以及所述多个行星齿轮组中的第四行星齿轮组的第二构件持续互连；

第四互连构件，所述第四互连构件将所述第三行星齿轮组的第一构件与所述第四行星齿轮组的第一构件持续互连；以及

第二离合器、第三离合器、第二制动器、第三制动器和第四制动器，其中，所述第一制动器、所述第二制动器、所述第三制动器和所述第四制动器以及所述第一离合器、所述第二离合器和所述第三离合器均可选择性地接合，以将所述第一构件、所述第二构件和所述第三构件中的至少一个与所述第一构件、所述第二构件和所述第三构件以及所述固定构件中的至少一个其他构件互连；

其中，所述第一制动器、所述第二制动器、所述第三制动器和所述第四制动器和所述第一离合器、所述第二离合器和所述第三离合器能够以至少两个的组合的形式选择性地接合，以在所述输入构件和所述输出构件之间建立至少十个前进挡速度比和至少一个倒挡速度比。

19. 根据方案18所述的方法，还包括：

使得所述第二离合器可选择性地接合，以将所述第三行星齿轮组和所述第四行星齿轮组的第一构件与所述第二行星齿轮组的第三构件和所述输入构件互连；

使得所述第三离合器可选择性地接合，以将所述第三行星齿轮组的第三构件、所述第一行星齿轮组的第一构件以及所述输出构件与所述第四行星齿轮组的第二构件、所述第三行星齿轮组的第二构件以及所述第二行星齿轮组的第一构件互连；

使得所述第二制动器可选择性地接合，以将所述第三行星齿轮组和所述第四行星齿轮组的第一构件与所述固定构件互连；

使得所述第三制动器可选择性地接合，以将所述第二行星齿轮组的第一构件以及所述第三行星齿轮组和所述第四行星齿轮组的第二构件与所述固定构件互连；以及

使得所述第四制动器可选择性地接合，以将所述第四行星齿轮组的第三构件与所述固定构件互连；

其中，所述第三行星齿轮组的第一构件、所述第一行星齿轮组的第二构件、所述第二行星齿轮组和所述第四行星齿轮组的第三构件被设置为太阳轮构件；其中所述第二行星齿轮组和所述第三行星齿轮组的第二构件以及所述第一行星齿轮组和所述第四行星齿轮组的第一构件被设置为行星齿轮行星架构件；且其中，所述第二行星齿轮组的第一构件、所述第四行星齿轮组的第二构件以及所述第一行星齿轮组和所述第三行星齿轮组的第三构件被设置为齿圈构件。

20. 根据方案1所述的方法，还包括：

确定所述第二构件的实际速度；

将所述第二构件的实际速度的绝对值与预定上阈值比较；

在所述第二构件的实际速度的绝对值超过所述预定上阈值的情况下，调整被施加到所述扭矩传递机构的流体压力；以及

在所述第二构件的实际速度的绝对值小于或等于所述预定上阈值的情况下，执行施加所述高增益离合器的步骤。

21. 根据方案20所述的方法，还包括：重复确定所述第二构件的实际速度的步骤、将所述第二构件的实际速度的绝对值与预定上阈值比较的步骤、以及调整被施加到所述扭矩传递机构的流体压力的步骤，直到所述第二构件的实际速度的绝对值下降成小于或等于所述预定上阈值。

22. 根据方案21所述的方法，还包括：

将所述第二构件的所述实际速度提供给PID控制器；以及

将所述预定上阈值提供给所述PID控制器；

其中，调整被施加到所述扭矩传递机构的流体压力的步骤包括：基于由所述PID控制器确定的估计的期望流体压力来选择将施加到所述扭矩传递机构的期望流体压力。

23. 一种用于对具有多个行星齿轮组的变速器进行换挡的方法，每个行星齿轮组具有第一构件、第二构件和第三构件，所述方法包括：

施加扭矩传递机构以将所述多个行星齿轮组的第一构件与所述第一构件、第二构件和所述第三构件中的另外构件或固定构件互连；

确定所述多个行星齿轮组的第二构件的实际速度；

将所述第二构件的实际速度的绝对值与预定上阈值比较；

在所述第二构件的实际速度的绝对值超过所述预定上阈值的情况下，调整施加到所述扭矩传递机构的流体压力；

重复确定所述第二构件的实际速度的步骤、将所述第二构件的实际速度的绝对值与所述预定上阈值比较的步骤、以及调整被施加到所述扭矩传递机构的流体压力的步骤，直到所述第二构件的实际速度的绝对值下降成小于或等于所述预定上阈值；

在所述第二构件的实际速度的绝对值小于或等于所述预定上阈值的情况下，在施加所述扭矩传递机构时施加高增益离合器，以将所述第二构件与所述第一构件、所述第二构件和所述第三构件中的另外构件或固定构件互连，所述高增益离合器是爪式离合器和带式离合器中的一种；以及

在施加所述高增益离合器之后，释放所述扭矩传递装置。

24. 根据方案23所述的方法，还包括：

将所述第二构件的所述实际速度提供给PID控制器；以及

将所述预定上阈值提供给所述PID控制器；

其中，调整被施加到所述扭矩传递机构的流体压力的步骤包括：基于由所述PID控制器确定的估计的期望流体压力来选择用于所述扭矩传递机构的期望流体压力。

本发明的其它特征、方面和优势通过参考后述说明和附图将显而易见，在附图中，相同的附图标记表示同样的部件、元件或特征。

附图说明

本文所述的附图仅用于说明目的，并不旨在以任何方式限制本发明的范围。

图1A是用于根据本发明的方法的实施方式的十挡变速器的杠杆图；

图1B是用于根据本发明的方法的实施方式的十挡变速器的示意图；

图1C是真值表，该真值表表示了各个扭矩传递元件在如图1-2所示的变速器的可用前进挡和倒挡速度比或传动比的每个中的接合状态；

图2A是图1A的变速器的杠杆图，其示出了根据本发明原理的以空挡操作的图1A的变速器；

图2B是图1A和图2A的变速器的杠杆图，其示出了根据本发明原理的方法的实施方式的应用；

图3是根据本发明原理的换挡图，其示出了当输入被连接到变矩器时对图1A-1B的变速器进行换挡的方法的实施方式；

图4是示出了根据本发明原理的方法的实施方式的框图；

图5A是图1A的变速器的杠杆图，其示出了根据本发明原理的反向旋转的图1A的变速器；

图5B是图1A和图5A的变速器的杠杆图，其示出了根据本发明原理的方法的实施方式的部分应用；

图6是根据本发明原理的换挡图，其示出了当输入被直接连接到发动机或马达而没有变矩器时对图1A-1B的变速器进行换挡的方法的实施方式；

图7A是根据本发明原理的图1A的变速器的杠杆图，其中图1A的变速器以空挡操作并且被直接连接到发动机或马达而没有变矩器；

图7B是图1A和图7A的变速器的杠杆图，其示出了根据本发明原理的方法的实施方式的部分应用；

图7C是根据本发明原理的结合图4的方法使用的控制系统的示意图；

图7D是示出了有关执行根据本发明原理的方法的实施方式的结果的图形；

图8A是用于根据本发明原理的方法的实施方式的九挡变速器的杠杆图；

图8B是用于根据本发明的方法的实施方式的九挡变速器的示意图；

图8C是真值表，该真值表表示了各个扭矩传递元件在如图8A-8B所示的变速器的可用前进挡和倒挡速度比或传动比的每个中的接合状态；

图9A是根据本发明原理的换挡图，其示出了当输入被连接到变矩器时对图8A-8B的变速器进行换挡的方法的实施方式；

图9B是根据本发明原理的换挡图，其示出了当输入被直接连接到发动机或马达而没有变矩器时对图8A-8B的变速器进行换挡的方法的实施方式；

图10A是用于根据本发明的方法的实施方式的十挡变速器的杠杆图；

图10B是用于根据本发明的方法的实施方式的十挡变速器的示意图；

图10C是真值表，该真值表表示了各个扭矩传递元件在如图10A-10B所示的变速器的可用前进挡和倒挡速度比或传动比的每个中的接合状态；

图11A是根据本发明原理的换挡图，其示出了当输入被连接到变矩器时对图10A-10C的变速器进行换挡的方法；以及

图11B是根据本发明原理的换挡图，其示出了当输入被直接连接到发动机或马达而没有变矩器时对图10A-10C的变速器进行换挡的方法。

具体实施方式

以下说明本质上仅为示范性的，且绝不意图限制本发明、其应用或使用。

在本发明的一些形式中，通过借助四个行星齿轮组、四个制动器和三个离合器来实现九个或十个前进挡，九挡或十挡变速器以相对小的封装被提供。然而，在其他变形中，可添加附加的制动器、离合器、行星齿轮组或其他部件，并且本发明可用于具有更少或更多数量的挡位状态的变速器中，这是因为原地换挡（garage shift）会独立于变速器中存在的挡位状态的数量。

本文所述的九挡或十挡自动变速器在四个行星齿轮组的元件之间具有永久机械连接设置。如本文所使用的，联接或互连是指元件之间的例如借助刚性构件或轴的直接、持续和永久的联接或互连。在另一方面，选择性联接或互连是指借助离合器或制动器的选择性联接，其中离合器或制动器可被接合和脱离，使得当被接合时，选择性联接或互连的元件一起旋转，但是当脱离时，选择性联接或互连的元件独立地自由旋转。

现参考图1A，其以杠杆图的形式示出了十挡变速器10的实施方式。杠杆图是机械装置（例如，自动变速器）的部件的示意性表示。每个单独杠杆表示行星齿轮组，其中，行星齿轮的三个基本机械部件各自用节点表示。因此，单个杠杆包括三个节点：一个用于太阳轮；一个用于行星齿轮行星架；以及一个用于齿圈。在一些情况下，两个杠杆可结合成具有不止三个节点（通常，四个节点）的单个杠杆。例如，如果两个不同杠杆上的两个节点通过固定连接件被互连，那么这两个节点可被表示为单个杠杆上的单个节点。每个杠杆的节点之间的相对长度可以用于表示每个相应齿轮组的齿圈－太阳轮比（ring-to-sun ratio）。继而，这些杠杆比被用于改变变速器的传动比，以实现合适的比率和比率级数（ratio progression）。各个行星齿轮组的节点之间的机械联接或互连由细的水平细线表示，且扭矩传递装置（例如离合器和制动器）表示为交织的指形物。对杠杆图的形式、目的和使用的进一步阐述可见于Benford和Leising的SAE论文810102 “The Lever Analogy: A New Tool in Transmission Analysis”，该论文作为参考全部引入本文。

变速器10包括输入轴或构件12、第一行星齿轮组14、第二行星齿轮组16、第三行星齿轮组18、第四行星齿轮组20以及输出轴或构件22。在图1A的杠杆图中，第一行星齿轮组14具有三个节点：第一节点14A、第二节点14B、第三节点14C。第二行星齿轮组16具有三个节点：第一节点16A、第二节点16B、第三节点16C。第三行星齿轮组18具有三个节点：第一节点18A、第二节点18B、第三节点18C。第四行星齿轮组20具有三个节点：第一节点20A、第二节点20B、第三节点20C。

输入构件12持续地联接到第二行星齿轮组16的第一节点16A以及第一行星齿轮组14的第三节点14C。输出构件22被持续地联接到第三行星齿轮组18的第三节点18C以及第四行星齿轮组20的第二节点20B。第四行星齿轮组20的第一节点20A被联接到第二行星齿轮组16的第二节点16B。第四行星齿轮组20的第二节点20B被联接到第三行星齿轮组18的第三节点18C。第四行星齿轮组20的第三节点20C被联接到第一行星齿轮组14的第二节点14B。第二行星齿轮组16的第三节点16C被联接到第三行星齿轮组18的第二节点18B。

第一扭矩传递装置（例如，第一制动器36）将第一行星齿轮组14的第一节点14A与固定构件或变速器壳体50选择性地连接。第二制动器34将第四行星齿轮组20的第三节点20C以及第一行星齿轮组14的第二节点14B与固定构件或变速器壳体50选择性地连接。

第二制动器34是高增益离合器，例如爪式离合器或带式离合器。例如，第二制动器34可能展现高扭矩，即使在低压力被施加到其上时也是如此。高增益离合器34在完全接合之后可能承载高水平的扭矩。高增益离合器34的示例包括具有接近零、或可忽略的零旋转损失的爪式离合器。爪式离合器可具有其中形成有沟槽的齿，这些齿可与形成于固定构件50的表面上的另一组齿中的第二组沟槽选择性地接合，然而，爪式离合器可以具有其他合适形状。因而，爪式离合器可具有带有相对的齿和沟槽的两个半部，一个半部被连接到固定构件50或另一构件，而另一半部被连接到轴42。爪式离合器不是借助摩擦而是借助爪式离合器的半部的齿和沟槽的相互作用和啮合来接合。在另一变形中，高增益离合器34可以是具有摩擦带或非摩擦带的带式离合器，所述摩擦带或非摩擦带例如围绕轴或鼓被收紧。

第一离合器26将输入构件或轴12、第二行星齿轮组16的第一节点16A以及第一行星齿轮组14的第三节点14C选择性地连接到第三行星齿轮组18的第一节点18A。第二离合器28将输入构件或轴12、第二行星齿轮组16的第一节点16A以及第一行星齿轮组14的第三节点14C选择性地连接到第三行星齿轮组18的第二节点18B和第二行星齿轮组16的第三节点16C。

第三制动器30将第三行星齿轮组18的第一节点18A选择性地连接到固定构件或变速器壳体50。第四制动器32将第二行星齿轮组16的第三节点16C和第三行星齿轮组18的第二节点18B选择性地连接到固定构件或变速器壳体50。

第一和第二离合器26、28以及第一、第三和第四制动器36、30、32可以是摩擦盘离合器，例如在离合器组中具有多个交织摩擦盘和/或非摩擦盘。摩擦离合器在被施加时可能具有滑移，从而提供了平滑换挡过渡。

现参考图1B，杆状图示出了根据本发明的十挡变速器10’的实施方式的示意性布局。在图1B中，图1A的杠杆图的附图标记继续适用。离合器和联接件被对应地示出，然而行星齿轮组的节点此时显现为行星齿轮组的部件，例如太阳轮、齿圈、行星齿轮和行星齿轮行星架。图1B是如图1A的杠杆图中所示的变速器的一个可能实施方式。

例如，行星齿轮组20包括太阳轮构件20C、齿圈构件20A、以及可旋转地支承一组行星齿轮20D（仅示出其中的一个）的行星齿轮行星架构件20B。第四行星齿轮组20在该变形中是简单行星齿轮组，但是在本发明的其他变形中，第四行星齿轮组20可以是复合行星齿轮组。太阳轮构件20C被连接到第一轴或互连构件42以与其共同旋转。齿圈构件20A被连接到第二轴或互连构件44以与其共同旋转。行星架构件20B被连接到输出轴或构件22以与其共同旋转。在该实施方式中，行星齿轮20D均构造成与太阳轮构件20C以及齿圈构件20A都互啮。

行星齿轮组16包括太阳轮构件16A、齿圈构件16C以及可旋转地支承一组行星齿轮16D（仅示出其中的一个）的行星齿轮行星架构件16B。第二行星齿轮组16在该变形中是简单行星齿轮组，但是在本发明的其他变形中，第二行星齿轮组16可以是复合行星齿轮组。太阳轮构件16A被连接到输入轴或构件22以与其共同旋转。齿圈构件16C被连接到第三轴或互连构件46以与其共同旋转。行星架构件16B被连接到第二轴或互连构件44以与其共同旋转。行星齿轮16D在该实施方式中均构造成与太阳轮构件16A和齿圈构件16C都互啮。

行星齿轮组18包括太阳轮构件18A、齿圈构件18C以及可旋转地支承一组行星齿轮18D（仅示出其中的一个）的行星齿轮行星架构件18B。第三行星齿轮组18在该变形中是简单行星齿轮组，但是在本发明的其他变形中，第三行星齿轮组18可以是复合行星齿轮组。太阳轮构件18A被连接到第四轴或互连构件48以与其共同旋转。齿圈构件18C被连接到输出轴或构件22以与其共同旋转。行星架构件18B被连接到第三轴或互连构件46以及第五轴或互连构件52以与其共同旋转。行星齿轮18D在该变形中均构造成与太阳轮构件18A和齿圈构件18C都互啮。

行星齿轮组14包括太阳轮构件14B、齿圈构件14A以及可旋转地支承一组行星齿轮14D（仅示出其中的一个）的行星齿轮行星架构件14C。第一行星齿轮组14在该变形中是简单行星齿轮组，但是在本发明的其他变形中，第一行星齿轮组14可以是复合行星齿轮组。太阳轮构件14B被连接到第一轴或互连构件42以与其共同旋转。齿圈构件14A被连接到第六轴或互连构件54以与其共同旋转。行星架构件14C被连接到输入轴或构件12以与其共同旋转。行星齿轮14D在该实施方式中均构造成与太阳轮构件14B和齿圈构件14A都互啮。

输入轴或构件12持续连接到发动机（未示出）、变矩器的涡轮（未示出）或电动马达（未示出）。输出轴或构件22持续连接到最终传动单元或分动箱（未示出）。

扭矩传递装置（即，离合器26、28以及制动器30、32、34、36）允许轴或互连构件、行星齿轮组的构件和变速器壳体的选择性互连。例如，第一离合器26可选择性地接合，以将输入轴或构件12与第四轴或互连构件48连接。第二离合器28可选择性地接合，以将输入轴或构件12与第三轴或互连构件46连接。

第三制动器30可选择性地接合，以将第四轴或互连构件48与固定元件或变速器壳体50连接，以便限制构件48相对于变速器壳体50旋转。第四制动器32可选择性地接合，以将第五轴或互连构件52与固定元件或变速器壳体50连接，以便限制构件52相对于变速器壳体50旋转。作为诸如爪式离合器或带式离合器之类的高增益离合器的第二制动器34可选择性地接合，以将第一轴或互连构件42与固定元件或变速器壳体50连接，以便限制构件42相对于变速器壳体50旋转。第一制动器36可选择性地接合，以将第六轴或互连构件54与固定元件或变速器壳体50连接，以便限制构件54相对于变速器壳体50旋转。

现参考图1B和图1C，将描述十挡变速器10’的操作。将理解的是，变速器10’能够以至少十个前进挡速度比或扭矩比以及至少一个倒挡速度比或扭矩比将扭矩从输入轴或构件12传递到输出轴或构件22。借助一个或多个扭矩传递机构（即，第一离合器26、第二离合器28、第一制动器36、第二制动器34、第三制动器30和第四制动器32）的接合，得到了各个前进挡以及倒挡速度比或扭矩比，如在下文将解释的那样。

图1C是示出了被启用或接合以实现各种挡位状态的扭矩传递机构的各种组合的真值表。该表中的“X”意指特定的离合器或制动器被接合以实现期望的挡位状态。“O”代表该特定的扭矩传递装置（即，制动器或离合器）被接通或激活，但是不承载扭矩。在图1C中没有使用“O”。还示出了各个挡位状态的实际数值传动比，但是应当理解的是，这些数值仅是示例性的，并且这些数值可在较大范围内被调整，以适应于变速器10’的各种应用和操作标准。当然，取决于所选择的齿轮直径、齿轮齿数以及齿轮构造，也可实现其他传动比。

例如，为了建立倒挡，第一离合器26和第四制动器32被接合或启用。第一离合器26将输入轴或构件12连接到第四轴或互连构件48。第四制动器32将第五轴或互连构件52连接到固定元件或变速器壳体50，以便限制构件52相对于变速器壳体50旋转。类似地，通过离合器和制动器的接合的不同组合来实现十个前进挡比率，如图1C所示。

将理解的是，对十挡变速器10’的操作和挡位状态的前述说明假设：首先，在给定挡位状态中未具体提及的所有离合器均无效或脱离；其次，在至少相邻挡位状态之间的换挡（即，改变挡位状态）期间，在两个挡位状态下均接合或启用的离合器将保持接合或启用。

现参考图2A、图2B、图3和图4，将描述用于操作变速器10’的方法。图2A示出了当车辆发动机或电动马达在开动时变速器10或10’的杠杆图。在该实施方式中，图2A示出了用于具有变矩器的动力系的变速器。由此，输入构件12通过变矩器从发动机或马达接收扭矩，并且遍历变速器10、10’的齿轮组14、16、18、20传送扭矩。杠杆从它们的竖直位置的角度位移表明了节点从与每个杠杆相关联的竖直线移位的运动。至与其杠杆相关联的竖直线的左侧的节点是沿着负向方向旋转，而至与其杠杆相关联的竖直线的右侧的节点是沿着正向方向旋转。

在图2A中，车辆处于空挡。如图2A所示，当车辆发动并且处于空挡时下述节点经历运动：14A、14B、14C、20A、20C、16A和16B，这是因为这些节点中的每个都从与其杠杆相关联的竖直线移位。更具体地，节点14A、14C、20A、16A和16B沿正向方向旋转；而节点14B和20C沿负向方向旋转。当车辆处于空挡时，输出轴22不旋转，并且类似地，节点18A、18B、18C、16C和20B在空挡中不旋转。在一些实施方式中，第四制动器32在所有的倒挡、行驶和空挡中以稳态的方式被施用，以制动节点18B和16C。

如在上文关于高增益离合器34讨论的那样，可能期望以零或低的旋转速度来接合高增益离合器34，以便接合高增益离合器34的相对表面（如果是爪式离合器），和/或接合高增益离合器34而不存在对于车辆乘员而言显现的沉重换挡的突然感觉。因此，在施用高增益离合器34之前可能期望减慢或停止节点14B，高增益离合器34作用在节点14B上。

因此，在图4中示出了用于对机动车辆的变速器（例如，变速器10）进行换挡的方法100。方法100可用于上述变速器10、10’或者其他变速器。为了便于参考，将首先描述用于变速器10的方法100。方法100包括步骤102：施用扭矩传递装置（例如，第一制动器36）以将多个行星齿轮组的第一构件与另一构件互连。因此在变速器10中，通过将第一制动器36施用到第一行星齿轮组14的第一节点14A，可执行方法100。

如图2B所示，当施用第一制动器36时，第一节点14A停止旋转，并且第一杠杆的其他节点14C、14B也停止旋转。因此，第二节点14B停止，也就是说，在即将到来的高增益离合器34上的滑移速度是零或可忽略的，并且高增益离合器34（其可以是爪式离合器或带式离合器）可被容易地且平滑地施加到零速或十分低速的节点14B。因此，方法100包括步骤104：施用高增益离合器34，以在施用第一制动器36时将第一行星齿轮组14的第二节点14B与固定构件50互连。由于第三节点14C被连接到输入构件12，因此输入构件12通过在空挡中施加第一制动器36也被停止。

在该实施方式中，并且在本文所述的其他实施方式中，扭矩传递装置可使得压力被施加到其上而不必使其完全接合，以执行本发明的方法100。例如在一些变形中，第一制动器36可以使压力施加到其上，以部分地但非全部地接合第一制动器36，由此减慢节点14A但是允许一些滑移。在这种情况下，第二节点14B将减慢，但是不必完全停止。在其他实施方式中，在施用第二制动器34之前，第一制动器36可完全接合并锁定。

在图1B的实施方式中，第一节点14A是齿圈构件14A，第二节点14B是太阳轮构件14B，第三节点14C是行星齿轮行星架构件14C。由此，第一制动器36被施加到齿圈构件14A上以使第一行星齿轮组14的节点14A、14B、14C停止，然后第二制动器34（其是高增益离合器，例如爪式离合器或带式离合器）可被平滑地施加到太阳轮构件14B。

参考图1C，通常第一制动器36并不被施用在空挡、第一挡或倒挡传动比。因此，在施用高增益离合器34之后，方法100包括步骤106：释放首先被施用的扭矩传递机构。在该实施方式中，步骤106包括：在施用高增益离合器34（即，第二制动器34）之后，释放第一制动器36。

现参考图3，换挡图示出了方法100在连接到变矩器的变速器10中的应用。为了从空挡换挡为行驶挡，可施用第一制动器36，接着施用第二制动器34，如上文所述。第一制动器36可完全接合，或者可仅使得压力施加到其上从而使其部分地接合并滑移。换句话说，第一制动器36可被施用，但不完全接合或锁定；但是在其他变形中，该第一制动器可能被完全施用并锁定。

现参考图5A-5B，为了滑行原地换挡，当变速器以倒挡速度比运行时，驾驶员将变速器10设置到行驶挡中，使得变速器10必须换挡到第一挡位。在该情况下，方法100包括了在施用具有高增益离合器的第二制动器34之前施用第三制动器30的另一步骤。这是因为在倒挡速度比中，输出部22是旋转的，且因此连接到输出部22的节点18C和20B也都是旋转的。将制动器施加到第三行星齿轮组的第一构件18A，与所使用的其他制动器一起，有助于降低第一行星齿轮组14的第二节点14B的滑移速度，这在接合第二制动器34（其是爪式离合器或带式离合器）之前是期望的。在施用第二制动器34之后，方法100可包括释放第三制动器30的步骤。

例如，在该变矩器应用中，第四制动器32可以以稳态的方式在全部的空挡、倒挡和第一挡位传动比中被施加。换句话说，第四制动器32被施加到第三行星齿轮组18的第二节点18B和第二行星齿轮组16的第三节点16C。因此，第四制动器32在整个空挡、倒挡和第一挡位中都保持接合。换句话说，在施用第一、第二和第三制动器36、34、30的步骤以及释放第一和第三制动器36、30的步骤期间，保持施用第四制动器32。因此，当施用第三制动器30时，结果是，输出构件22将停止旋转，这是因为第三节点18C被连接到输出构件22，而第三行星齿轮组18的另两个节点18A、18B由第三和第四制动器30、32停止。

例如，参考图5A，输出部22被示出为沿倒挡方向旋转。因此，图5A示出了在换挡为行驶挡之前当沿倒挡方向移动时杠杆的节点的运动。输入部12和输出部22都旋转，并且因此节点18A、18C、16A、16B、20A、20B、20C、14A、14B和14C也旋转。更具体地，节点18C、20B、20C和14B沿负向方向旋转，而节点18A、16A、16B、20A、14A和14C沿正向方向旋转。

参考图5B，执行步骤102以施用第一制动器36，所述第一制动器使得第一行星齿轮组14的第一节点14A（或第一构件）停止旋转。第四制动器32也作为稳态制动器在图5B中被施用，该第四制动器使得节点18B和16C停止旋转。然而，这并不导致第一行星齿轮组14的第二构件14B停止旋转。如上所述，使高增益离合器34接合的目标在于使第二构件14B具有零速度、可忽略的速度或低速度。如图5B所示，使第一制动器36接合具有使得第二构件14B减慢的效果（与图5A相比，其中从竖直线到第一行星齿轮组14所用的杠杆的箭头在图5B中与图5A中的相同箭头相比更短，这表明在应用第一制动器36之后第二构件14B以较低速率旋转）。然而，第二构件14B仍然以比用于启用高增益离合器34所期望的速度更高的速度旋转，这是因为如果在施用高增益离合器34之前仅施用第一制动器36，那么会导致“硬换挡”（但是并不那么硬）。在本发明的一些变形中，稍微不太硬的换挡将是可接受的，并且这构成本发明的变形。

然而在其他变形中，在施用高增益离合器34之前，可能期望将第二构件14B进一步减慢至零或接近零的滑移速度。因此，除了施用第一制动器36，并且当第四制动器32以稳态被施用时，还施用第三制动器30。第三制动器30使得第三行星齿轮组18的第一节点18A停止旋转。这样，由于第四制动器32也如图5B所示的那样作为稳态离合器被施用，因此第三行星齿轮组18的三个节点中的两个被制动（18A和18B）。由于第三行星齿轮组18的前两个节点18A、18B被制动，因此第三行星齿轮组18的第三节点18C也将停止旋转。由于第三节点18C被连接到输出构件22以与其共同旋转，结果是该输出构件22也将停止旋转。实质上，通过将第四制动器32施加到第三行星齿轮组18的第二节点18B以及将第一制动器30施加到第三行星齿轮组的第一节点18A，可使车辆停止。在输出构件22处于零（或接近零）速度的情况下，那么第一制动器36有效地使得第二构件14B停止旋转，如在上文关于图2A和图2B被解释并例示的那样。

图3还示出了当从倒挡换挡为行驶挡时施用第一离合器26。这是因为，根据图1C的真值表，当变速器10处于倒挡传动比时，第一离合器26被接合。

在另一变形中，替代或是除了当执行从倒挡至行驶挡的滑行原地换挡时施用第三制动器30以外，车辆在施用第二制动器（高增益离合器）34之前可借助车辆制动系统而被简单地制动。例如，在接收到倒挡至行驶挡的换挡指令之后，可发送车辆制动指令，停止车辆在倒挡中的滑行。在这种情形中，由于施用了车辆制动器，所以第三行星齿轮组18的第三节点18C实质上由输出轴22制动。因此，在该变形中，第一制动器36被施用，并且车辆借助制动系统被制动。第四制动器32也被持续地施用，如上文所述的那样。结果是，在第一行星齿轮组14的第二节点14B上的滑移速度是零或可忽略，并且于是可平滑地施用高增益离合器（第二制动器34）。为了在没有使用者干预的情况下完成该变形，方法100包括：发送信号给车辆制动系统以使得车辆自动地制动该机动车辆，例如借助车辆牵引控制系统来实现。因此，驾驶员可以倒挡滑行，接着将车辆设置在行驶挡，并且高增益离合器34将被平滑地施用，并且对驾驶员来说几乎没有或没有明显的换挡作用。

在又另一变形中，变矩器被省除，并且扭矩传递机构中的一个被用于发动车辆。参考图6，换挡图描述了在不同换挡情形中以有效或稳态的方式被施用的各个扭矩传递机构。在图6的实施方式中，使用第四制动器32以利用变速器10来发动车辆。第四制动器32在空挡和行驶挡中被施用，并且高增益离合器34被施用。

当执行其中车辆停止在倒挡或者滑行在倒挡中并且其中驾驶员将车辆置为行驶挡的原地换挡时，“硬换挡”可能源自高增益离合器34的施用，如果高增益离合器34仅与第四制动器32一起被施用的话。因此，使用方法100，其中，在施用第二制动器34（步骤104）之前施用第一制动器36（步骤102），然后在施用第二制动器34之后释放第一制动器36（步骤106）。每个扭矩传递装置借助使得流体被应用到其上从而可被部分地接合，而不是完全接合并锁定所述扭矩传递装置；或者在其他实施方式中，扭矩传递装置可被完全接合。

然而，当从倒挡或者倒挡滑行换挡到行驶挡时，方法100的附加步骤可用于这样的变速器10，该变速器10并不联接到变矩器，而是替代地直接联接到马达或发动机的输出轴。这是因为施用第一制动器36将不会具有使得第一行星齿轮组14的第三节点14C或第二节点14B停止旋转的效果，原因在于输入构件12不能够停止（从而不会使得马达/发动机失速）。因此，在没有变矩器的情况下，输入部12将需要与马达或发动机输出一起保持运动。

例如，参考图7A-7B，示出了用于变速器10的杠杆图，其中输入构件12借助马达或发动机被直接驱动，而不在发动机和变速器10之间布置变矩器。图7A示出了当车辆处于空挡时变速器的节点、输入部和输出部的运动。由此，输出构件22是不动的，并且输入构件12必须持续旋转以避免马达或发动机失速。节点18A、18B、16A、16B、20A、14C和14A沿正向方向旋转，而节点20C和14B沿负向方向旋转。

由此，类似于上文示出并描述的变形，第一行星齿轮组14的第二构件14B沿负向方向旋转，这对于施用高增益离合器34来说可能是不想要的。为了平滑地接合高增益离合器34（使得，变速器10可推进到第一挡位），可能期望使第二构件14B停止旋转。方法100可被用于在施用第二制动器（高增益离合器）34之前施用第一制动器36。然而，参考图7B，在该实施方式中，输入构件12不能够停止旋转（以便不会失速），并且第一行星齿轮组14的第三节点14C被持续连接到输入构件12以与其共同旋转，使得第三构件14C也不会停止旋转。因此，第二构件14B必须也继续旋转而不能停止。因此，当第一制动器36被施加到第一构件14A时，第二构件14B和第三构件14C都继续旋转，但是第一行星齿轮组14的第二构件14B从负向旋转经过零速从而改变至正向旋转。

因此在该实施方式中，方法100包括：当第二构件14B在其如图7B所示沿正向方向旋转之前达到零速或接近零速时，施用第二制动器（高增益离合器）34。因此，现参考图7C，算法和闭环控制系统200可用于确定第二构件14B何时处于零速或接近零速。用于期望的第二节点14B速度的预定上阈值202被输入到控制系统200。在一些变形中，预定上阈值202接近零。

为了使第二构件14B达到处于预定上阈值202或低于该预定上阈值的速度，压力被施加到第一制动器36，而不使第一制动器36完全接合。如图7A-7B所示，当不施用第一制动器36时，第二节点14B沿负向方向旋转（图7A），而当第一制动器36完全接合时（图7B），第二节点14B沿正向方向旋转；因此，当第一制动器36部分地接合时，施加小于其完全接合压力的压力量（处于图7A（零）和图7B（完全）中所施加的压力之间）。为了使得期望量的压力被施加到第一制动器36，可使用控制系统200（见图7C）。

因此，方法100包括在控制系统的框204处确定第二构件14B的实际速度的附加步骤。实际速度可能以任何合适的方式被确定，例如通过测量或估计被确定。方法100包括：将第二构件14B的实际速度的绝对值与预定上阈值速度202比较。方法100可包括例如将第二构件14B的实际速度和预定上阈值202提供给PID控制器206。

如果第二构件14B的实际速度的绝对值（或幅度大小）超过预定上阈值202，那么PID控制器206估计由变速器10施加到第一制动器36的压力的量或者压力的变化量。因此，PID控制器206发送信号给变速器10，以指令变速器10向第一制动器36施加估计的期望流体压力，所述估计的期望流体压力基于第二构件14B的实际速度和预定上阈值202。

在一些变形中，PID控制器206并不用于确定估计的压力，但是利用PID控制器206的强指令曲线（strong command profile）可有助于将实际速度移动得越来越接近零，而不会过冲到正向旋转范围，这有助于稳定结果。例如，如图7D所示，速度S以竖轴描述，而时间T以横轴描述。实际速度曲线A低于时间T轴，这是因为第二构件14B沿负向方向旋转（除非其过冲零目标值，这在图7C中未示出）。PID控制器206可使得第二构件14B的实际速度A接近零（或预定上阈值202，其优选地接近零），而不过冲到正向速度范围。

确定第二构件14B的实际速度A、将实际速度A的绝对值与预定上阈值202比较、以及调整施加到第一制动器36的流体压力的这些步骤被重复，直到实际速度A的绝对值下降成小于或等于预定上阈值202。

往回参考图6，其示出了用于变速器10的各种情形的换挡表，其中该变速器未被连接到变矩器。例如，当从倒挡换挡为行驶挡时，第一离合器26、第一制动器36、第四制动器32和第二制动器34被施用。在施用第二制动器34之前，第一制动器36如上所述的那样接合，并且诸如PID控制器206之类的控制器确定向第一制动器36施加多大流体压力以得到在第二构件14B上的零或接近零的滑移速度。一旦存在期望滑移速度，则施用第二制动器34。然后，第一制动器36被释放。第四制动器32和第一离合器26也被释放，并且它们可以在施用第二制动器34之前或之后被释放。

如图6所示，当车辆以倒挡滑行并且车辆换挡为行驶挡时，施用附加的制动器（第三制动器30）。这种情况发生是为了对输出构件22加以制动，这与关于图5A和5B上述的情形相似，不同之处在于，图6使得变速器10在不具有变矩器的情况下被应用，如图7A-7D所示。因此，在施用第二制动器34之前施用第一制动器36和第三制动器30，然后第一制动器36和第三制动器30被释放。在另选方式中，输出构件22借助车辆制动系统来制动，如上文所述。为了第一挡位发动的行驶，第二制动器34以稳态的方式被施用，并且施用第四制动器32。为了第一稳态挡位换挡的行驶，第二和第四制动器34、32以稳态的方式被施用。

现参考图8A-8C，以杠杆图形式示出了根据本发明的变速器110的另一实施方式。变速器110可以是九挡变速器。变速器110包括输入轴或构件112、第一行星齿轮组114、第二行星齿轮组116、第三行星齿轮组118、第四行星齿轮组120以及输出轴或构件122。

第一行星齿轮组114具有三个节点：第一节点114A；第二节点114B；以及第三节点114C。第二行星齿轮组116具有三个节点：第一节点116A；第二节点116B；以及第三节点116C。在图8A的杠杆图中，用于第三行星齿轮组118和第四行星齿轮组120的杠杆被结合成单个的四节点杠杆，其包括：第一节点118A；第二节点120A；第三节点118B、120B；以及第四节点118C、120C。因此，第三行星齿轮组118的第二构件118B被直接联接到第四行星齿轮组120的第二构件120B，并且第三行星齿轮组118的第三构件118C被直接联接到第四行星齿轮组120的第三构件120C。

输入构件112持续联接到第二行星齿轮组116的第三节点116C。输出构件122被联接到第一行星齿轮组114的第一节点114A以及第三和第四行星齿轮组118、120的组合杠杆的第四节点118C、120C（其可另选地被描述为两个不同杠杆的两个第三节点118C、120C）。第一行星齿轮组114的第三节点114C被联接到第二行星齿轮组116的第二节点116B。第二行星齿轮组116的第一节点116A被联接到第三和第四行星齿轮组118、120的组合杠杆的第三节点118B、120B（其可另选地被描述为两个不同杠杆的两个不同的第二节点118B、120B）。

第一离合器126将第二行星齿轮组116的第三节点116C和输入构件或轴112选择性地连接到第三和第四行星齿轮组118、120的组合杠杆的第三节点118B、120B以及第二行星齿轮组116的第一节点16A。第二离合器124将第二行星齿轮组116的第三节点116C和输入构件或轴112选择性地连接到第三和第四行星齿轮组118、120的组合杠杆的第一节点118A。第三离合器128将第二行星齿轮组116的第一节点116A以及第三和第四行星齿轮组118、120的组合杠杆的第三节点118B、120B选择性地连接到第三和第四行星齿轮组118、120的组合杠杆的第四节点118C、120C以及第一行星齿轮组114的第一节点114A。

第一制动器136将第一行星齿轮组114的第二节点114B选择性地连接到固定构件或变速器壳体150。第四制动器130将第三和第四行星齿轮组118、120的组合杠杆的第一节点118A选择性地连接到固定构件或变速器壳体150。第二制动器132将第三和第四行星齿轮组118、120的组合杠杆的第二节点120A选择性地连接到固定构件或变速器壳体150。第三制动器134将第三和第四行星齿轮组118、120的组合杠杆的第三节点118B、120B以及第二行星齿轮组116的第一节点116A选择性地连接到固定构件或变速器壳体150。

在另选实施方式中，本发明构想了包括单向离合器138。单向离合器138将第三和第四行星齿轮组118、120的组合杠杆的第三节点118B、120B以及第二行星齿轮组116的第一节点116A选择性地连接到固定构件或变速器壳体150。

现参考图8B，杆状图示出了根据本发明的一个方面的九挡变速器110的实施方式的示意性布局。在图8B中，图8A的杠杆图中的附图标记继续适用。离合器和联接件被对应地示出，而行星齿轮组的节点此时显现为行星齿轮组的部件，例如太阳轮、齿圈、行星齿轮和行星齿轮行星架。在本发明的实施方式中，四个行星齿轮组114、116、118和120是简单行星齿轮组，如下文所述的那样。但是本发明构想到其他实施方式，所述实施方式将简单行星齿轮组替换为具有由单个行星架构件支承的两组或更多组行星小齿轮的复合行星齿轮组的全部或组合。

行星齿轮组114包括太阳轮构件114B、齿圈构件114C以及可旋转地支承一组行星齿轮114D（仅示出其中的一个）的行星齿轮行星架构件114C。太阳轮构件114B被连接到第一轴或互连构件142以与其共同旋转。齿圈构件114C被连接到第二轴或互连构件144以与其共同旋转。行星架构件114A被连接到第三轴或互连构件146以及输出轴或构件122以与其共同旋转。行星齿轮114D均构造成与太阳轮构件114B和齿圈构件114C都互啮。

行星齿轮组116包括太阳轮构件116C、齿圈构件116A以及可旋转地支承一组行星齿轮116D（仅示出其中的一个）的行星齿轮行星架构件116B。太阳轮构件116C被连接到输入轴或构件112以与其共同旋转。齿圈构件116A被连接到第四轴或互连构件148以与其共同旋转。行星架构件116B被连接到第二轴或互连构件144以与其共同旋转。行星齿轮116D均构造成与太阳轮构件116C和齿圈构件116A都互啮。

行星齿轮组118包括太阳轮构件118A、齿圈构件118C以及可旋转地支承一组行星齿轮118D（仅示出其中的一个）的行星齿轮行星架构件118B。太阳轮构件118A被连接到第五轴或互连构件152以与其共同旋转。齿圈构件118C被连接到第三轴或互连构件146以及第六轴或互连构件154以与它们共同旋转。行星架构件118B被连接到第四轴或互连构件148以及第七轴或互连构件156以与它们共同旋转。行星齿轮118D均构造成与太阳轮构件118A和齿圈构件118C都互啮。

行星齿轮组120包括太阳轮构件120A、齿圈构件120C以及可旋转地支承一组行星齿轮120D（仅示出其中的一个）的行星齿轮行星架构件120B。太阳轮构件120A被连接到第八轴或互连构件158以与其共同旋转。齿圈构件120C被连接到第六轴或互连构件154以及第九轴或互连构件160以与它们共同旋转。行星架构件120B被连接到第七轴或互连构件156以及第十轴或互连构件162以与它们共同旋转。行星齿轮120D均构造成与太阳轮构件120A和齿圈构件120C都互啮。

输入轴或构件112通过变矩器的涡轮、液力联轴节、摩擦发动离合器或其他起动装置（未示出）持续连接到发动机（未示出）、或所述输入轴或构件可被直接连接到发动机的输出轴或电动马达。输出轴或构件122持续连接到最终传动单元或分动箱（未示出）。

扭矩传递机构（即，离合器124、126、128以及制动器130、132、134、136）允许轴或互连构件、行星齿轮组的构件和变速器壳体的选择性互连。离合器124、126、128以及制动器130、132、134、136可以是摩擦式、爪式或同步器式的装置等等。在所述的实施方式中，第一制动器136是关于图1A-1B在上文描述的类型的高增益离合器，例如爪式离合器或带式离合器，而其余的离合器124、126、128以及制动器130、132、134是摩擦式离合器，如上文所述的那样。

第一离合器126可选择性地接合，以将输入轴或构件112连接到第四轴或互连构件148。第二离合器124可选择性地接合，以将输入轴或构件112连接到第五轴或互连构件152。第三离合器128可选择性地接合，以将第九轴或互连构件160连接到第十轴或互连构件162。

第一制动器136可选择性地接合，以将第一轴或互连构件142连接到固定元件或变速器壳体150，以限制构件142相对于变速器壳体150旋转。第二制动器132可选择性地接合，以将第八轴或互连构件158连接到固定元件或变速器壳体150，以限制构件158相对于变速器壳体150旋转。第三制动器134可选择性地接合，以将第十轴或互连构件162连接到固定元件或变速器壳体150，以限制构件162相对于变速器壳体150旋转。第四制动器130可选择性地接合，以将第五轴或互连构件152连接到固定元件或变速器壳体150，以限制构件152相对于变速器壳体150旋转。

另选地，在本发明的另一实施方式中，单向离合器或飞轮138将第三和第四行星齿轮组118、120的行星架构件118B和120B以及第二行星齿轮组116的齿圈116A选择性地连接到变速器壳体150。因此，通过使用飞轮138实现第一到第二传动比的换挡。在该实施方式中，于是在倒挡和第一挡位中不施用第三制动器134，如图8C的表中所示。

现参考图8B和8C，将描述九挡变速器110的操作。将理解的是，变速器110能够以至少九个前进挡速度比或扭矩比以及至少一个倒挡速度比或扭矩比将扭矩从输入轴或构件112传递到输出轴或构件122。借助扭矩传递机构（即，第一离合器126、第二离合器124、第三离合器128、第一制动器136、第二制动器132、第三制动器134和第四制动器130）中两个或更多个的接合，获得每个前进挡以及倒挡速度比或扭矩比，如在下文将解释的那样。

图8C是示出了被启用或接合以实现各种挡位状态的扭矩传递机构的各种组合的真值表。还示出了各个挡位状态的实际数值传动比，但是应当理解的是，这些数值仅是示例性的，并且这些数值可在较大范围内被调整，以适应于变速器110的各种应用和操作标准。当然，取决于所选择的齿轮直径、齿轮齿数以及齿轮构造，也可实现其他传动比。

具体参考图8C，其示出了这样的真值表，该真值表描述了各个扭矩传递元件在变速器110的可用前进挡和倒挡速度比或传动比的每个中的接合状态。因此，通过第二离合器124和第三制动器134的接合或启用来建立倒挡。第二离合器124将输入轴或构件112连接到第五轴或互连构件152。第三制动器134将第十轴或互连构件162连接到固定元件或变速器壳体150，以便限制构件162相对于变速器壳体150旋转。类似地，通过离合器和制动器的接合的不同组合来实现九个前进挡比率，如图8C所示。

虽然在图8B中示出并描述了十个互连构件142、144、146、148、152、154、156、158、160、162，但是应当理解的是，一起旋转的任何互连构件可能形成为单件或者与其所连接的元件以其他方式连接到一起。例如，互连构件148、156和162可另选地被描述或形成为单个互连构件，这是因为它们彼此一起并且与它们所连接的构件120B、118B、116A一起旋转。

现参考图9A，该换挡图是对方法100的例示和实现，方法100用于对连接到变矩器的变速器进行换挡，用于图8A-8C的变速器110。因此，如图4所述的方法100被施加到如图8A-8C所示的变速器110。如上所述，方法100包括步骤102：施加扭矩传递机构以将行星齿轮组的第一构件与另一构件互连。在图8A-8B的变速器110的变形中，第一构件可以是被连接到第一离合器126的任何构件。由此，第一构件可以是第二行星齿轮组116的齿圈构件116A、或者第三或第四行星齿轮组118、120的行星齿轮行星架构件118B、120B（被共同连接到第一离合器126的一侧）、或太阳轮构件116C（被连接到在第一离合器126的另一侧上的输入构件112）。

方法100还包括步骤104：当扭矩传递机构被施用时，施用高增益离合器（爪式离合器或带式离合器）以将第二构件与另一构件互连。因此在该实施方式中，当施用第一离合器126时，第一制动器136（是高增益离合器）被施加到第一行星齿轮组114的第二构件114B，由此将第二构件114B连接到固定构件150。如图9A所示，第一离合器126和第一制动器136是启用的，以从空挡换挡为行驶挡。在该实施方式中，第三制动器134在空挡、倒挡和行驶挡、以及它们之间的换挡期间也以稳态的方式被施用。因此，类似于关于图1A-1B的变速器10在上文更深入讨论的那样，在接合第一制动器136之前接合第一离合器126（当第三制动器134以稳态被施用时），从而在施用第一制动器136之前减慢或停止第一行星齿轮组114的第二构件114B，由此形成平滑的换挡转变。在施用第一制动器136之后，释放第一离合器126。

该换挡图的其余部分示出了各个其他换挡元件，这些换挡元件以启用或稳态的方式被施用，以针对具有连接到其输入构件112的变矩器的变速器110来执行方法100。除了被施用的确切扭矩传递构件外，关于图6的换挡图的上述说明同样适合于图9A的换挡图。例如，为了从倒挡换挡为行驶挡，该实施方式的方法100包括：在施用第一制动器136之前施用第一和第二离合器126、124（当第三制动器134以稳态被施用时）。当施用第一和第二离合器126、124时，那么施用第一制动器136。在施用第一制动器136之后，方法100包括释放第一和第二离合器126、124。

在从倒挡至行驶挡的滑行原地换挡中，该实施方式中的方法100包括以稳态的方式施用第三制动器134。方法100还包括在施用第一制动器136之前施用第一和第二离合器126、124。此外，方法100包括：在施用第一制动器136之前，施用第三离合器128或第二制动器132。当第一和第二离合器126、124以及第三离合器128或第二制动器132被施用时，那么施用第一制动器136。在施用第一制动器136之后，方法100包括：释放第一和第二离合器126、124以及第三离合器128或第二制动器132。

最后，图9A示出了，在行驶挡至第一挡位发动中，第三制动器134和第一制动器136以稳态的方式被施用；并且行驶挡在至稳态第一挡位中，第三制动器134和第一制动器136以稳态的方式被施用。

现参考图9B，另一换挡图示出了用于不具有变矩器的变速器110的方法100的实施方式，且其中输入构件112被直接连接到发动机的输出轴和/或电动马达的轴。因此，例如为了从空挡换挡为行驶挡，第一离合器126和第三制动器134被施用，且然后高增益离合器136被施用。更具体地，首先，第一离合器126和第三制动器134被施用，并且当它们被施用时，第一制动器136也被施用。在第一制动器136被施用后，第一离合器126和第三制动器134被释放。在图9B中示出了用于不具有变矩器的变速器110的原地换挡的情形的其余部分。

除了被施用的确切扭矩传递构件以外，关于图6的换挡图的上述描述也适于图9B的换挡图。例如，为了从倒挡换挡为行驶挡，该实施方式中的方法100包括：在施用第一制动器136之前施用第一和第二离合器126、124以及第三制动器134。当第一和第二离合器126、124以及第三制动器134被施用时，然后第一制动器136也被施用。在第一制动器136被施用之后，方法100包括释放第一和第二离合器126、124以及第三制动器134。

在从倒挡至行驶挡的滑行原地换挡中，该实施方式中的方法100包括：在施用第一制动器136之前施用第一和第二离合器126、124以及第三制动器134。此外，方法100包括：在施用第一制动器136之前，施用第三离合器128或第二制动器132。当第一和第二离合器126、124、第三制动器134、以及第三离合器128或第二制动器132被施用时，然后施用第一制动器136。在施用第一制动器136之后，方法100包括：释放第一和第二离合器126、124、第三制动器134、以及第三离合器128或第二制动器132。

最后，图9B示出了，在行驶挡至第一挡位发动中，第一制动器136以稳态的方式被施用并且第三制动器134被启用；并且在行驶挡至稳态第一挡位中，第三制动器134和第一制动器136以稳态的方式被施用。

应当理解的是，包括前文所述的各个可选步骤的本文所述的方法100等同地适合于图8A-8C和9A-9B的实施方式，因而在描述这些附图的段落中不再被描述。因此，用于图8A-8C的变速器110的方法100可包括利用如图7C所示的控制系统200来确定将要施加到第一离合器126的期望压力。此外，举例来说，方法100可包括：通过使用车辆制动系统来制动输出构件122，或者借助一个或多个扭矩传递机构来制动输出构件122，如上所述。

如上所述，在图9A-9B中启用的离合器和/或被稳态施用的离合器中的每个均使压力被施加到它们上，使得这些离合器根据需要部分地接合或者可完全接合或锁定。

现参考图10A-10C，其以杠杆图的形式示出了根据本发明的变速器210的另一实施方式。变速器210是十挡变速器210，并且在图10A中以杠杆图形式被示出。变速器210包括输入轴或构件212、第一行星齿轮组214、第二行星齿轮组216、第三行星齿轮组218、第四行星齿轮组220以及输出轴或构件222。在图10A的杠杆图中，第一行星齿轮组214具有三个节点：第一节点214A；第二节点214B；以及第三节点214C。第二行星齿轮组216具有三个节点：第一节点216A；第二节点216B；以及第三节点216C。第三行星齿轮组218具有三个节点：第一节点218A；第二节点218B；以及第三节点218C。第四行星齿轮组220具有三个节点：第一节点220A；第二节点220B；以及第三节点220C。

输入构件212持续联接到第二行星齿轮组216的第三节点216C。输出构件222被联接到第一行星齿轮组214的第一节点214A以及第三行星齿轮组218的第三节点218C。第一行星齿轮组214的第一节点214A被联接到第三行星齿轮组218的第三节点218C。第一行星齿轮组214的第三节点214C被联接到第二行星齿轮组216的第二节点216B。第二行星齿轮组216的第一节点216A被联接到第三行星齿轮组218的第二节点218B。第三行星齿轮组218的第一节点218A被联接到第四行星齿轮组220的第一节点220A。第三行星齿轮组218的第二节点218B被联接到第四行星齿轮组220的第二节点220B。

第一离合器228将输入构件或轴212以及第二行星齿轮组216的第三节点216C选择性地连接到第二行星齿轮组216的第一节点216A、第三行星齿轮组218的第二节点218B以及第四行星齿轮组220的第二节点220B。第二离合器226将输入构件或轴212以及第二行星齿轮组216的第三节点216C选择性地连接到第三行星齿轮组218的第一节点218A以及第四行星齿轮组220的第一节点220A。第三离合器230将第二行星齿轮组216的第一节点216A、第三行星齿轮组218的第二节点218B以及第四行星齿轮组220的第二节点220B选择性地连接到第三行星齿轮组218的第三节点218C、第一行星齿轮组214的第一节点214A以及输出构件或轴222。

第一制动器238将第一行星齿轮组214的第二节点214B选择性地连接到固定构件或变速器壳体250。第二制动器234将第三行星齿轮组218的第一节点218A以及第四行星齿轮组220的第一节点220A选择性地连接到固定构件或变速器壳体250。第三制动器236将第二行星齿轮组216的第一节点216A、第三行星齿轮组218的第二节点218B以及第四行星齿轮组220的第二节点220B选择性地连接到固定构件或变速器壳体250。第四制动器232将第四行星齿轮组220的第三节点220C选择性地连接到固定构件或变速器壳体250。

第一制动器238是高增益离合器，例如如上所述的爪式离合器或带式离合器。其余的离合器226、228、230和制动器232、234、236根据需要可以是摩擦式离合器或者任何其他类型的合适离合器。

现参考图10B，杆状图示出了用于本发明的方法的十挡变速器210的实施方式的示意性布局。在图10B中，图10A的杠杆图的附图标记继续适用。离合器和联接件被对应地示出，而行星齿轮组的节点此时显现为行星齿轮组的部件，例如太阳轮、齿圈、行星齿轮和行星齿轮行星架。在本发明的实施方式中，四个行星齿轮组214、216、218和220是简单行星齿轮组，如下文所述的那样。但是本发明构想到其他实施方式，所述实施方式将简单行星齿轮组替换为具有由单个行星架构件支承的两组或更多组行星小齿轮的复合行星齿轮组的全部或组合。

例如，行星齿轮组214包括太阳轮构件214B、齿圈构件214C以及可旋转地支承一组行星齿轮214D（仅示出其中的一个）的行星齿轮行星架构件214C。太阳轮构件214B被连接到第一轴或互连构件242以与其共同旋转。齿圈构件214C被连接到第二轴或互连构件244以与其共同旋转。行星架构件214A被连接到输出轴或构件222以与其共同旋转。行星齿轮214D均构造成与太阳轮构件214B和齿圈构件214C都互啮。

行星齿轮组216包括太阳轮构件216C、齿圈构件216A以及可旋转地支承一组行星齿轮216D（仅示出其中的一个）的行星齿轮行星架构件216B。太阳轮构件216C被连接到输入轴或构件212以与其共同旋转。齿圈构件216A被连接到第三轴或互连构件246以与其共同旋转。行星架构件216B被连接到第二轴或互连构件244以与其共同旋转。行星齿轮216D均构造成与太阳轮构件216C和齿圈构件216A都互啮。

行星齿轮组218包括太阳轮构件218A、齿圈构件218C以及可旋转地支承一组行星齿轮218D（仅示出其中的一个）的行星齿轮行星架构件218B。太阳轮构件218A被连接到第四轴或互连构件248和第五轴或互连构件252以与它们共同旋转。齿圈构件218C被连接到输出轴或构件222以与其共同旋转。行星架构件218B被连接到第三轴或互连构件246以及第六轴或互连构件254以与它们共同旋转。行星齿轮218D均构造成与太阳轮构件218A和齿圈构件218C都互啮。

行星齿轮组220包括太阳轮构件220C、齿圈构件220B以及可旋转地支承一组行星齿轮220D（仅示出其中的一个）的行星齿轮行星架构件220A。太阳轮构件220C被连接到第七轴或互连构件256以与其共同旋转。齿圈构件220B被连接到第八轴或互连构件258以及第六轴或互连构件254以与它们共同旋转。行星架构件220A被连接到第五轴或互连构件252以及第九轴或互连构件260以与它们共同旋转。行星齿轮220D均构造成与太阳轮构件220C和齿圈构件220B都互啮。

输入轴或构件212持续连接到发动机（未示出）、变矩器的涡轮（未示出）或电动马达（未示出）。输出轴或构件222持续连接到最终传动单元或分动箱（未示出）。

扭矩传递机构（即，离合器226、228、230以及制动器232、234、236、238）允许轴或互连构件、行星齿轮组的构件和变速器壳体的选择性互连。例如，第一离合器228可选择性地接合，以将输入轴或构件212与第三轴或互连构件246连接。第二离合器226可选择性地接合，以将输入轴或构件212与第四轴或互连构件248连接。第三离合器230可选择性地接合，以将输出轴或构件222与第六轴或互连构件254连接。

第一制动器238可选择性地接合，以将第一轴或互连构件242连接到固定元件或变速器壳体250，以便限制构件242相对于变速器壳体250旋转。第四制动器232可选择性地接合，以将第七轴或互连构件256连接到固定元件或变速器壳体250，以便限制构件256相对于变速器壳体250旋转。第二制动器234可选择性地接合，以将第九轴或互连构件260连接到固定元件或变速器壳体250，以便限制构件260相对于变速器壳体250旋转。第三制动器236可选择性地接合，以将第八轴或互连构件258连接到固定元件或变速器壳体250，以便限制构件258相对于变速器壳体250旋转。

现参考图10B和10C，将描述十挡变速器210的操作。要认识到的是，变速器210能够以至少十个前进挡速度比或扭矩比以及至少一个倒挡速度比或扭矩比将扭矩从输入轴或构件212传递到输出轴或构件222。借助扭矩传递机构（即，第一离合器228、第二离合器226、第三离合器230、第一制动器238、第二制动器234、第三制动器236和第四制动器236）中一个或多个的接合，可得到每个前进挡以及倒挡速度比或扭矩比，如在下文将解释的那样。

图10C是示出了被启用或接合以实现各种挡位状态的扭矩传递机构的各种组合的真值表。还示出了各个挡位状态的实际数值传动比，但是应当理解的是，这些数值仅是示例性的，并且这些数值可在较大范围内被调整，以适应于变速器210的各种应用和操作标准。当然，取决于所选择的齿轮直径、齿轮齿数以及齿轮构造，也可实现其他传动比。

例如为了建立倒挡，第二离合器226和第三制动器236被接合或启用。第二离合器226将输入轴或构件212连接到第四轴或互连构件248。第三制动器236将第八轴或互连构件258连接到固定元件或变速器壳体250，以限制构件258相对于变速器壳体250旋转。类似地，通过离合器和制动器的接合的不同组合来实现十个前进挡比率，如图10C所示。

将理解的是，对如图10C所示的十挡变速器210的操作和挡位状态的前述说明假设：首先，在给定挡位状态中未具体提及的所有离合器均无效或脱离；其次，在至少相邻挡位状态之间的换挡（即，改变挡位状态）期间，在两个挡位状态下均接合或启用的离合器将保持接合或启用。

现参考图11A，换挡图示出了针对图10A-10C的变速器210的用于对连接到变矩器的变速器进行换挡的方法100的实施方式。因此，如图4所述的方法100被施加到如图10A-10C所示的变速器210。如上所述，方法100包括步骤102：施加扭矩传递机构，以将行星齿轮组的第一构件与另一构件互连。在图10A-10B的变速器210的变形中，第一构件可以是被连接到第一离合器228的任何构件。由此，第一构件可以是第二或第四行星齿轮组216、220的齿圈构件216A、220B、或第三行星齿轮组218的行星齿轮行星架构件218B（被共同连接到第一离合器228的一侧）、或太阳轮构件216C（被连接到在第一离合器228的另一侧上的输入构件212）。

方法100还包括步骤104：当扭矩传递机构被施用时，施用高增益离合器（爪式离合器或带式离合器）以将第二构件与另一构件互连。因此在该实施方式中，当施用第一离合器228时，第一制动器238（是高增益离合器）被施加到第一行星齿轮组214的第二构件214B，由此将第二构件214B连接到固定构件250。如图11A所示，第一离合器228和第一制动器238被启用，以从空挡换挡为行驶挡。第三制动器236在空挡、倒挡和行驶挡期间也以稳态的方式被施用。在施用第一制动器238之后，释放第一离合器228。

该换挡图的其余部分示出了各个其他换挡元件，这些换挡元件以启用或稳态的方式被施用，以针对具有连接到其输入构件212的变矩器的变速器210来执行方法100。除了被施用的确切的扭矩传递构件外，关于图6的换挡图的上述说明同样适合于图11A的换挡图。

例如，为了从倒挡换挡为行驶挡，该实施方式的方法100包括：在施用第一制动器238之前施用第一和第二离合器228、226。如上所述，第三制动器236在空挡、倒挡和行驶挡期间也以稳态的方式被施用。当施用第一和第二离合器228、226以及第三制动器236时，然后施用第一制动器238。在施用第一制动器238之后，方法100包括释放第一和第二离合器228、226（但第三制动器236保持以稳态的方式被施用）。

在从倒挡至行驶挡的滑行原地换挡中，该实施方式中的方法100包括：在施用第一制动器238之前施用第一和第二离合器228、226。同样，如图中所示的，第三制动器236在倒挡、空挡以及至少对于第一挡位而言的行驶挡中保持以稳态的方式被施用。此外，方法100包括：在施用第一制动器238之前，施用第三离合器230或第二制动器234。当第一和第二离合器228、226、第三制动器236、以及第三离合器230或第二制动器234被施用时，然后施用第一制动器238。在施用第一制动器238之后，方法100包括：释放第一和第二离合器228、226、第三制动器236、以及第三离合器230或第二制动器234。

最后，图11A描述了，在行驶挡至第一挡位发动中，第一制动器238和第三制动器236以稳态的方式被施用；并且在行驶挡至稳态第一挡位中，第一制动器238和第三制动器236以稳态的方式被施用。

现参考图11B，另一换挡图示出了用于不具有变矩器的变速器210的方法100的实施方式，且其中输入构件212被直接连接到发动机的输出轴和/或电动马达的轴。因此，例如为了从空挡换挡为行驶挡，第一离合器228和第三制动器236被施用，然后高增益离合器238被施用。更具体地，首先，第一离合器228和第三制动器236被施用，并且当它们被施用时，第一制动器238也被施用。在第一制动器238被施用之后，第一离合器228和第三制动器236被释放。在图11B中示出了用于不具有变矩器的变速器210的原地换挡的情形的其余部分。

除了被施用的确切的扭矩传递构件以外，关于图6的换挡图的上述描述也适于图11B的换挡图。例如，为了从倒挡换挡为行驶挡，该实施方式中的方法100包括：在施用第一制动器238之前，施用第一和第二离合器228、226以及第三制动器236。当第一和第二离合器228、226以及第三制动器236被施用时，然后第一制动器238也被施用。在第一制动器238被施用之后，方法100包括释放第一和第二离合器228、226以及第三制动器236。

在从倒挡至行驶挡的滑行原地换挡中，该实施方式中的方法100包括：在施用第一制动器238之前，施用第一和第二离合器228、226以及第三制动器236。此外，方法100包括：在施用第一制动器238之前，施用第三离合器230或第二制动器234。当第一和第二离合器228、226、第三制动器236、以及第三离合器230或第二制动器234被施用时，然后施用第一制动器238。在施用第一制动器238之后，方法100包括：释放第一和第二离合器228、226、第三制动器236、以及第三离合器230或第二制动器234。

最后，图11B示出了，在行驶挡至第一挡位发动中，第一制动器238以稳态的方式被施用，并且第三制动器236被启用；并且在行驶挡至稳态第一挡位中，第三制动器236和第一制动器238以稳态的方式被施用。

应当理解的是，包括前文所述的各个可选步骤的本文所述的方法100等同地适合于图10A-10C和11A-11B的实施方式，因而在描述这些附图的段落中不再被描述。因此，用于图10A-10C的变速器210的方法100可包括利用如图7C所示的控制系统200来确定将施加到第一离合器228的期望压力。此外，举例来说，方法100可包括：通过使用车辆制动系统来制动输出构件222，或借助一个或多个扭矩传递装置来制动输出构件222，如上所述。

如上所述，在图11A-11B中启用的离合器和/或被稳态施用的离合器中的每一个均使得压力被施加到其上，使得这些离合器根据需要部分地接合或者可完全接合或锁定。

此外，虽然方法100被描述成用于图1A-1C、8A-8C和10A-10C所述的变速器，但是本文所述的方法100可用于任何其他合适的变速器。对本发明的描述本质上仅是示例性的，并且不偏离本发明实质的变形皆被认为落入本发明的范围内。这种变形被认为不偏离本发明的精神和范围。

Claims (10)

1.一种用于对机动车辆的变速器进行换挡的方法，所述变速器具有多个行星齿轮组，每个行星齿轮组都具有第一构件、第二构件和第三构件，所述方法包括：

施加扭矩传递机构以将所述多个行星齿轮组的第一构件与所述第一构件、所述第二构件和所述第三构件中的另外构件或者固定构件互连；

在施加所述扭矩传递机构之后，施加高增益离合器以将所述多个行星齿轮组的第二构件与所述第一构件、所述第二构件和所述第三构件中的另外构件或所述固定构件互连，所述高增益离合器是爪式离合器和带式离合器中的一种；以及

在施加所述高增益离合器之后，释放所述扭矩传递机构。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一构件和所述第二构件作为所述多个行星齿轮组中的第一行星齿轮组的元件被提供。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述扭矩传递机构作为第一制动器被提供，并且施加所述扭矩传递机构的步骤包括将所述第一行星齿轮组的第一构件与所述固定构件互连；且其中，所述高增益离合器作为第二制动器被提供，并且施加所述高增益离合器的步骤包括将所述第一行星齿轮组的第二构件与所述固定构件互连，所述方法还包括：

在施加所述高增益离合器的步骤之前施加第三制动器；以及

在施加所述高增益离合器的步骤之后，释放所述第三制动器。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，施加所述第三制动器的步骤包括：将所述多个行星齿轮组中的第三行星齿轮组的第一构件与所述固定构件互连。

5.根据权利要求4所述的方法，还包括：在施加所述第一制动器、所述第二制动器和所述第三制动器的步骤以及在释放所述第一制动器和所述第三制动器的步骤期间，施加第四制动器。

6.根据权利要求2所述的方法，其中，所述扭矩传递机构作为第一制动器被提供，并且施加所述扭矩传递机构的步骤包括将所述第一行星齿轮组的第一构件与所述固定构件互连；且其中，所述高增益离合器作为第二制动器被提供，并且施加所述高增益离合器的步骤包括将所述第一行星齿轮组的第二构件与所述固定构件互连，所述方法还包括在施加所述第二制动器之前制动所述机动车辆。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，在施加所述第二制动器之前制动所述机动车辆的步骤包括：发送信号给车辆制动系统，以使得所述车辆制动系统自动地制动所述机动车辆。

8.根据权利要求2所述的方法，其中，所述扭矩传递机构作为第一制动器被提供，并且施加所述扭矩传递机构的步骤包括将所述第一行星齿轮组的第一构件与所述固定构件互连；且其中，所述高增益离合器作为第二制动器被提供，并且施加所述高增益离合器的步骤包括将所述第一行星齿轮组的第二构件与所述固定构件互连，所述方法还包括提供：

输入构件；

输出构件；

第一互连构件，所述第一互连构件将所述多个行星齿轮组中的第四行星齿轮组的第一构件与所述多个行星齿轮组中的第二行星齿轮组的第二构件持续互连；

第二互连构件，所述第二互连构件将所述第四行星齿轮组的第二构件与所述多个行星齿轮组中的第三行星齿轮组的第三构件持续互连；

第三互连构件，所述第三互连构件将所述第四行星齿轮组的第三构件与所述第一行星齿轮组的第二构件持续互连；

第四互连构件，所述第四互连构件将所述第二行星齿轮组的第一构件与所述第一行星齿轮组的第三构件持续互连；

第五互连构件，所述第五互连构件将所述第二行星齿轮组的第三构件与所述第三行星齿轮组的第二构件持续互连；以及

第一离合器、第二离合器、第三制动器和第四制动器，其中，所述第一制动器、所述第二制动器、所述第三制动器和所述第四制动器以及所述第一离合器和所述第二离合器均可选择性地接合，以将所述第一构件、所述第二构件和所述第三构件中的至少一个与所述第一构件、所述第二构件和所述第三构件以及所述固定构件中的至少一个其他构件互连；

其中，所述第一制动器、所述第二制动器、所述第三制动器和所述第四制动器以及所述第一离合器和所述第二离合器能够以至少两个的组合的形式选择性地接合，以在所述输入构件和所述输出构件之间建立至少十个前进挡速度比和至少一个倒挡速度比。

9.根据权利要求8所述的方法，还包括：

使得所述第一离合器可选择性地接合，以将所述第三行星齿轮组的第一构件与所述第二行星齿轮组的第一构件、所述第一行星齿轮组的第三构件和所述输入构件互连；

使得所述第二离合器可选择性地接合，以将所述第二行星齿轮组的第三构件和所述第三行星齿轮组的第二构件与所述输入构件、所述第二行星齿轮组的第一构件以及所述第一行星齿轮组的第三构件互连；

使得所述第三制动器可选择性地接合，以将所述第三行星齿轮组的第一构件与所述固定构件互连；以及

使得所述第四制动器可选择性地接合，以将所述第三行星齿轮组的第二构件和所述第二行星齿轮组的第三构件与所述固定构件互连；

其中，所述第四行星齿轮组的第三构件、所述第一行星齿轮组的第二构件、所述第二行星齿轮组和所述第三行星齿轮组的第一构件被设置为太阳轮构件；其中所述第二行星齿轮组、所述第三行星齿轮组和所述第四行星齿轮组的第二构件以及所述第一行星齿轮组的第三构件被设置为行星齿轮行星架构件；且其中，所述第一行星齿轮组和所述第四行星齿轮组的第一构件以及所述第二行星齿轮组和所述第三行星齿轮组的第三构件被设置为齿圈构件。

10.一种用于对具有多个行星齿轮组的变速器进行换挡的方法，每个行星齿轮组具有第一构件、第二构件和第三构件，所述方法包括：

施加扭矩传递机构以将所述多个行星齿轮组的第一构件与所述第一构件、第二构件和所述第三构件中的另外构件或固定构件互连；

确定所述多个行星齿轮组的第二构件的实际速度；

将所述第二构件的实际速度的绝对值与预定上阈值比较；

在所述第二构件的实际速度的绝对值超过所述预定上阈值的情况下，调整施加到所述扭矩传递机构的流体压力；

重复确定所述第二构件的实际速度的步骤、将所述第二构件的实际速度的绝对值与所述预定上阈值比较的步骤、以及调整被施加到所述扭矩传递机构的流体压力的步骤，直到所述第二构件的实际速度的绝对值下降成小于或等于所述预定上阈值；

在所述第二构件的实际速度的绝对值小于或等于所述预定上阈值的情况下，在施加所述扭矩传递机构时施加高增益离合器，以将所述第二构件与所述第一构件、所述第二构件和所述第三构件中的另外构件或固定构件互连，所述高增益离合器是爪式离合器和带式离合器中的一种；以及

在施加所述高增益离合器之后，释放所述扭矩传递装置。

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