CN1040411C - 增强的自动插入式变速器换挡控制 - Google Patents

Abstract

用于控制自动组合式变速器付变速器部分自动换挡的气动控制系统，付变速器部分的换挡由一差动面积活塞/气缸致动器组件控制，它具有一与低挡操作相关的第一腔和与高档操作相关的第二腔。各腔的加压和排放由分别独立控制的电磁阀所控制，每个阀根据来自ECU的控制信号工作。

Description

增强的自动插入式变速器换挡控制

本发明涉及一种用于控制自动或半自动车辆组合式变速器的辅助部分插入式变速器致动器的控制系统或方法。更具体地说，本发明涉及用于控制自动或半自动组合式车辆变速器插入式变速器部分致动器的控制系统或方法，其中，使用一个两位流体促动的致动器，使非同步爪式离合器接合或脱离，以有选择地与一低档或一高档插入式变速器部分速比相接合。

在先有技术中，具有一或多个与主变速器部分串连的辅助部分的这种类型的组合式齿轮换档变速器已广为公众所知。这种变速器典型地与重型车辆有关，例如大型卡车，拖拉机，半挂车和类似车辆。

在具有一个插入式变速器辅助部分的组合式变速器中，插入式变速器辅助部分的传动比级少于主变速器部分的传动比级，各主变速器部分传动比可由插入式变速器部分分开或再划分。具有插入式变速器辅助部分的组合式齿轮换档变速器的例子见于美国专利No.4,290,515；No.3,799,002和No.4,527,447，其内容在这里合并进行参考。

在一联合的分段及插入式变速器辅助部分中，分段及插入式变速器速比被提供，允许主变速器在至少两个分段内通过其速比进行逐步换档，也允许主变速器部分速比在至少一个分段内进行划分。具有单一联合分段/插入式变速器辅助部分的组合变速器的例子参见美国专利No.3,283,613；No.3,648,546和No.4,754,665；其内容在这里合并进行参考。委托人已知的RT/RTO 11613和RT/RTO 14718“Eaton Roadranger”变速器是联合分段/插入式变速器的例子。

另一例子是“Ecosplit”型变速器，由德国弗里德里希港的Fridrichshatan股份公司的齿轮制造厂出售，这是一种16前进档式的变速器，它在主变速器前面使用一分离的两档插入式变速器辅助部分，在主变速器后面使用一分离的两档分段部分。

应该注意到，术语主部分和辅助部分是相对的，主部分和辅助部分的指定是可颠倒的。辅助部分的类型(或是分段式或是插入式变速器)也是可颠倒的。换句话说，假如通常所考虑的是一个有两档分段型辅助部分的四档主部分，如果通常指定的辅助部分被认为是主部分，那么通常指定的主部分将被认为是四档插入式变速器辅助部分。根据通常所接受的变速器工业的惯例，并如本发明描述中所使用的，组合式变速器的主变速器部分是包含最大(或至少不小于)数量前进档速比的部分，它允许空档位置的选择，并包含倒档速比，和/或通过变速器杆或变速扶手或变速轴/变速销组件的操作进行换档(在手动或半自动变速器中)而不同于主从阀/油缸或类似布置。

在自动或半自动组合式变速器中，用于控制插入式变速器部分非同步爪式离合器的全或半自动换档的插入式变速器换档控制系统和方法在先有技术中是已知的。这种半自动变速器系统的例子可以参见美国专利No.4,722,248，其内容在这里合并进行考虑。这种先有技术的自动或半自动变速器，特别是那些使用了可选择一低档或一高档插入式变速器速比的两档插入式变速器部分的变速器，利用了一液压操纵的差动面积活塞致动器，其中，较小的活塞表面积持续受压，迫使致动器导致低档插入式变速器部分速比接合，与较大面积活塞表面相关的致动器腔被有选择地加压或卸压，导致高档插入式变速器部分速比的接合与脱离。

由于插入式变速器离合器擦掠而使换档偶然出现噪音，在寒冷天气条件下，因不能得到由大活塞表面所产生的全部力，所以低档插入式变速器离合器的分离是困难的，并且，在电磁控制器的电器失效情况下，插入式变速器部分将不顾操作者的意见，自动停留在低档速比上，所以，这种先有技术的插入式变速器部分控制系统/方法不能完全令人满意。

根据本发明，先有技术的缺点将被减小或克服，它提供了一种控制系统/方法，用于控制全或半自动组合变速器中的插入式变速器自动换档，它减少了插入式变速器离合器的擦掠，将减小低温时的换档失效，并潜在地提供更长的插入式变速器离合器寿命，在控制线圈电气失效时，将使插入式变速器离合器保持接合在其所在的插入式变速器部分速比上。

上述内容是如此实现的，它提供了可单独控制的阀，最好是电磁控制阀，用于有选择地控制与一两位置差动面积活塞致动器的小面积活塞面和大面积活塞面两者相关连的致动器气缸腔的加压和卸压。所以，在插入变速器换档过渡瞬间，由于检测到致动器是在非接合位置，这是由于在较大的非同步转动时试图接合插入式变速器离合器所造成的，该控制允许致动器的两个腔卸压，直至检测到接合离合器基本同步转动，于是，就减少了插入式变速器离合器爪牙的擦掠。最好，随着爪式离合器接近同步，使相应的气缸被再加压，而使插入式变速器爪式离合器能快速和平稳地接合。另外，在寒冷天气情况下，通过与大面积活塞面相关的致动器腔加压，同时使另一腔保持卸压，而可使用一个相对较高的力使低档插入式变速器爪式离合器分离，并接合高档插入式变速器离合器。另外，各个控制腔的阀最好被偏压至一卸压位置，由此，控制线圈的电气失效将导致电磁控制阀使两个腔卸压，允许插入式变速器离合器保持在其所在的接合传动比上。

所以，本发明的一个目的是提供一种用于控制全或半自动组合变速器的自动插入式变速器换档的新的和改进的控制系统/方法。

通过阅读最佳实施例的详细描述，并参照有关附图，对本发明上述和其他目的和优点将更为清楚。

图1是一个半自动机械变速器系统的示意图，它具有半自动插入式变速器部分换档装置。

图1A是图1系统中所用变速器的示意图，是一具有联合分段及插入式变速器辅助部分的组合式变速器；

图1B是图1中变速器系统半自动换档各档位置图的示意图；

图2是先有技术的插入式变速器换档控制系统的示意图；

图3是本发明插入式变速器自动换档控制系统的示意图。

在下面的描述中将使用的某些术语仅仅是为了方便和参考，而不用于限定。词“向上”，“向下”，“向左”和“向右”将指图中的方法，以作参考。词“向前”，“向后”分别指通常装在车辆上的变速器前和后端，分别是图1所示变速器的左和右侧。词“向内”和“向外”分别是指朝向和背离装置和所指部件几何中心的方向。以上适用于上面特别提到的词，派生出的词和同样含义的词。

术语“组合式变速器”用于指一个变速或换档变速器，它具有一个多前进档的主变速器部分，和与之串连的至少一个多档辅助变速器部分，由此，在主变速器部分所选择的齿轮减速可与在辅助变速器部分另外选择的齿轮减速相组合。“同步离合器组件”和同样含义的词是指一强制的爪式离合器组件，它通过一强制离合器的方式使一选定的齿轮不可转动地与一轴相连接，其中，只有当所述离合器的部件基本同步转动，和较大的容量摩擦与离合器部件一起被利用，并在离合器接合的初始，足以使离合器部件和与之一起转动的所有元件以基本同步的速度转动时，所述离合器才能接合。

图1是显示了一个半自动变速器系统100，它有一组合式变速器110，具有一主部分112，它与一联合分段及插入式变速器的辅助部分114串连。在高档主部分和高档分段部分位置(既，11和12档位置)，插入式变速器在11和12档之间的换档是自动的。这种类型的变速器系统的例子可参见美国专利No.4,722,248，其内容在此合并进行参考。

组合式变速器110包括一与一辅助部分114相连的主部分112该辅助部分114由本发明的插入式变速器换档控制系统和方法所控制。主部分112通过离合器C可操纵地与车辆发动机E的驱动轴20相连，辅助部分的输出轴94一般通过驱动轴的方式可操纵地连接于车辆的驱动轮(未示)。

从变速器110可得到的速比可手动地选择，它是通过先压下离合器踏板116，使与发动机驱动轴脱离，然后按所规定的变速杆各档位置图使变速杆118定位，使所希望的主部分的特定速比进行接合，然后，在所希望的特定速比包含在辅助部分114的不同速比之中的情况下，通过操纵一个或多个致动器，例如电动换档钮或液力促动阀120，提供一个操作指令，实现所希望的在辅助部分114中的接合，这在组合式变速器的操作中已为本领域专业人员所知。

为了本发明的目的，这里所使用的术语“组”是指当操作者手动地选择了一特定速比时，从一车辆变速器和特别是从一组合式变速器所能得到的特定的一组速比；这里使用的术语“顺序相关”是指在所选的组中可以得到的速比之间没有可以另一组中得到的居中的速比，例如，示于图1B的组“自动”中的，其中，自动换档在速比11和12之间实现，而不在速比4和11或12之间实现，因为其他组包含了在速比4和速比11、12之间的速比。通常，变速器是这种类型的，具有若干前进档，可由操作者选择的其中一组是顺序相关的，并少于由变速器提供的速比总数，自动换档在顺序相关的速比的至少两个之间实现。

在系统100中，最好所有速比-除了最高速比和在包括最高速比的组中与最高速比顺序相关的那些速比-可由操作者手动选择，它是通过如果必要，操作促动钮120(既予选择)，然后，压下离合器踏板116，使离合器C将主变速器部分112与发动机驱动件分离，然后使变速杆118定位，在所需速比接合之后，放松踏板116。

换档控制系统被操作，能使在最高组中的至少顺序相关速比之间进行自动换档，并最好在各组中所有顺序相关速比之间自动换档，只要包括在组中的最低速比由操作者选择。

本发明的控制系统包括用于检测和在所需的特定档位对能自动换档的装置提供一适当指令122的装置。能自动换档的装置包括一控制装置124的逻辑电路，离合器控制装置126，自动燃料控制器128和换档致动器130。一控制装置124的逻辑电路用于接收信息并根据其进行工作，信息包括：输入转速信号132，速比档位信号122，输出转速信号134和加速器踏板位置信号136，以根据需要触发和提供一个自动换档。通常，自动换档是由包括阀、致动装置和本领域专业人员所熟知装置的换档致动器130完成的，换档致动器130是根据从控制装置124的逻辑电路收到的信号138的性质完成换档操作，逻辑电路除了通过信号134提供的输出轴94的有关输出转速的信息，还依次提供信号140至离合器控制装置126，控制装置126再提供信号142用于离合器C的自动操纵，并与提供和接收至自动燃料控制装置128的信号136相协调，该信号136与加速踏板144的人工操纵相对应。

上述的实现自动换档的装置已为本领域专业人员所知，除了只有包含在至少包括最高档的组中的一个速比可由操作者手动接合时，它才可操作。上述自动换档的例子可详细地参见美国专利No.4,361,060；No.4,527,447；No.3,478,851，所有内容合并在此进行参考。

控制装置124的逻辑电路最好是以微处理机为基础的控制器形式，或ECU形式，正如公开在美国专利No.4,595,986中的，其在此合并进行参考。

虽然，本发明的描述是与图1的半自动系统有关，它也可用于更多的全自动系统，例如描述在美国专利No.4,361,060中的类型，其内容在此合并进行参考。

在图1A中可以看到具有一联合分段及插入式变速器辅助部分114的组合式变速器110的结构。现在参见图1A，其中示意地显示了一已知的并取得高度商业成功的13档组合式变速器110。变速器110包括一主变速器部分112，它与一具有分段插入式变速器式齿轮换档机构的辅助变速器部分114相串连。典型地，变速器110装在一单一外壳中，并包括一输入轴16，它通过一可选择地脱开的常啮合摩擦主离合器C由一发动机，例如柴油机E驱动，主离合器C有一与发动机曲轴20驱动连接的输入或驱动部分18，和一可转动地固定在变速器输入轴16上的被动部分22。

在主变速器部分112，输入轴16装有一输入齿轮24，用于以大致相同转速同步地驱动一组大致相同的主部分中间轴组件26和26a。在图示的变速器10中，两个大致相同的主部分中间轴组件被提供在主轴28正好相对两侧，主轴通常与输入轴16同轴对准。各个主部分中间轴组件26和26a包括由壳体H中轴承32和34支承的主部分中间轴30，壳体仅示意地显示了一部分。各主部分中间轴30具有固定在该处用于旋转的一组相等的主部分中间轴齿轮38、40、42、44，46和48，一组主部分驱动或主轴齿轮50、52、54、56和58围绕主轴28，并每次通过滑动离合器套环60、62和64可选择地与主轴28接合，与之一起转动，这在本领域是已知的，也可使用离合器套环60将输入齿轮24接合在主轴28上，以在输入轴16和主轴28之间提供一直接驱动关系。最好，各主部分主轴齿轮围绕主轴28，与相关的中间轴齿轮组连续啮合，并由其浮动地支承，其安装方式和其优点被更详细地公开于美国专利No.3,105,395和No.3,335,616中，其内容合并在此进行参考。典型地，通过与变速杆壳体组件(未示)相连的换档拨叉(未示)的方式使离合器套环60，62和64轴向定位，这在先有技术中是已知的，离合器套环60，62和64是已知的非同步双作用爪式离合器类型的。

可以理解，虽然图示的变速器110是已知的并取得商业成功的多个相同中间轴，浮动主轴和浮动主轴齿轮式的，同时本发明的辅助变速器部分是特别地适用于这种变速器结构，但本发明的优点同样可应用于单中间轴或不相同多中间轴的类型。

主部分主轴齿轮58是倒档齿轮，它通过一通常居中的中间齿轮(未示)的方式与中间轴齿轮48连续啮合，应该注意到，当主变速器部分112提供5个可选择的前进档速比时，最低的前进档速比，既，由驱动连接的主轴驱动齿轮56与主轴28提供的速比，通常是这样一个高的齿轮减速，它被认为一个低的或“爬行”档，它仅用于恶劣条件下的车辆起动，而通常不用于高变速器分段和/或可以在低变速器分段不被分开。所以，当图示的主部分12提供了5个前进档时，通常说成是“4+1”的主部分，仅有4个前进档与辅助变速器部分14相组合。

爪式离合器60、62和64是三位离合器，可将其定位于图示的中间非接合位置，或最右边的接合和最左边的接合位置。

辅助变速器部分114与主变速器部分112相串连，为一三层，三速联合分段/插入式变速器类型。主轴28延伸进入辅助部分114并装有一个固定在其上的辅助驱动齿轮70，该辅助驱动齿轮以相等转速同步地驱动一组辅助部分中间轴组件72和72A。各辅助中间轴组件72和72A包括由壳体H的轴承76和78支承的辅助中间轴74，并装有三个被固定与其一起转动的辅助部分中间轴齿轮80、82和84。辅助部分中间轴齿轮80与辅助驱动齿轮70常啮合，同时辅助部分中间轴齿轮82和84分别与辅助被动齿轮86和88常啮合。辅助部分被动齿轮86同轴地围绕与主轴28同轴的短轴90，短轴90还装有一同步两位滑动离合器组件92，辅助部分被动齿轮88同轴地围绕输出轴94，该轴94装有一两位可滑动爪式离合器套环96，该爪式离合器套环与用于主变速器部分112的爪式离合器套环60、62和64的结构和功能是大致相同的。离合器组件92和96都是两位离合器组件，可将其有选择地定位于轴向最右位置或最左位置，但通常不位于两者之间的中间非接合位置。典型地，是通过由遥控流体致动活塞组件定位的换档拨叉的方式使离合器组件92和96在所选定的轴向位置轴向定位，这是已知的先有技术。

可将同步离合器组件92移动至最左位置，驱动地接合辅助驱动齿轮70和主轴28至辅助短轴90，或可以有选择地将其轴向定位在最右位置，有选择地使辅助被动齿轮86与辅助短轴90转动地接合。可将滑动离合器套环96轴向定位于最左位置，使短轴90与输出轴94转动地接合，或将其轴向定位于最右位置，使辅助驱动齿轮88与输出轴94转动地接合。

辅助部分中间轴齿轮80和辅助部分驱动齿轮70构成了三齿轮层辅助变速器部分114的第一齿轮层，辅助部分中间轴齿轮82和辅助部分被动齿轮86构成了第二齿轮层，辅助中间轴齿轮84和辅助部分被动齿轮88构成了第三齿轮层。正如可理解的，当离合器套环96位于使辅助被动齿轮88与输出轴94驱动接合的最右位置时，主轴28将通过辅助驱动齿轮70，辅助中间轴齿轮80，辅助中间轴齿轮84和辅助驱动齿轮88而驱动输出轴94，而与同步离合器组件92的位置无关，于是，三齿轮层的辅助变速器部分114提供了三个可选速比中最大的一个。

同步离合器组件92是一分段换档离合器，用于在辅助部分中进行分段换档，而滑动爪式离合器套环96是一插入式变速器离合器，用于在辅助部分进行插入式变速器换档。一换档拨叉96A用于使非同步爪式离合器套环96有选择地轴向定位。

变速器110和插入式变速器离合器96进一步细节可参见美国专利No.4,754665；No.4,788,889和No.4,964,313，其内容在此合并进行参考。

图2显示了用于控制两档插入式变速器部分自动换档的先有技术的控制系统160。插入变速器爪式离合器套环96的轴向定位是通过与气动差动面积活塞/气缸致动器组件162相连的换档叉或拨叉96A的方式进行的。

组件162限定了一个气缸室164，其中，密封并可滑动地装有一差动面积活塞166，它有一第一较小表面积的面168和一相反的第二较大表面积的面170。活塞166将气缸分成与第一面相连的第一腔168A和与第二面相连的第二腔170A。

向腔168A加压将产生一个力，推换档拨叉96A向左与低档插入式变速器速比接合，而向腔170A加压将产生一个力推换档拨叉96A向右与高档插入式变速器速比接合。

导管172使低档腔168A与来自气源174(通常为一车内的压缩机和/或湿式贮气瓶)和过滤器/调节器组件176的压缩空气源常连接。在重型车辆上，通到变速器和其他致动器的压缩空气被典型地调整到60至80psi。

腔170A与导管178连接，导管178将高档腔170A与一两位三通阀180流体连通，该阀被偏压使导管178与排气口连接并可选择地运动至使导管178与压缩空气的加过滤器的并经调节的气源相连的位置。根据来自控制装置124的指令输出信号，阀180可由一个阀致动器182有选择地操作，如同一电磁致动阀。

在操作中，使第一腔168A常加压，以一个力推动低档插入变速器爪式离合器进入接合。为了接合高档插入式变速器离合器，使阀180处于其加压或第二位置，使第二高档腔170A加压，将有一个力推动高档插入变速器爪式离合器接合，该力等于调节空气的增压乘以第二(170)和第一(168)活塞面积之差的积。

在一特定实例中，第一面168的表面积是大约1.11平方英寸(A＝1.11in)，第二面170的表面积是大约2.46平方英寸(A＝2.46in)，调节压力是60psi(ps＝60psi)。所以，由第一面的加压产生的力是大约66.4Ibs，朝向左面，由第二面加压产生的力是大约147.7Ibs，朝向右面，由两个面的加压产生的力是大约81.3Ibs，朝向右面。于是，当阀180是在其正常的或排气位置时，一个大约66.4Ibs的力推动插入式变速器套环96与低档插入式变速器速比接合，(图1A直接档)，当阀180位于加压位置时，一个大约81.3Ibs的力向右推动插入式变速器离合器套环96而进入高档插入式变速器速比的接合，(图1A超速档)。

图2中的先有技术控制系统通常是有效的。然而，在某些情况下，希望有所改进。当腔168A被持续加压时，离合器套环96被持续地推向左或向右，于是，既使在接合爪式离合器齿时显著的非同步情况被检测到，离合器齿也被推动形成擦掠接合，可能引起不适当的有噪音的插入式变速器换档和/或引起离合器齿的磨损。并且，在离合器接合之后，一个恒定的力被持续地施加在离合器套环上，这可导致换档元件的磨损和/或受力。另外，在阀致动器182电气失效的情况下，插入式变速器部分将在低档位置不动，这可能是违背车辆操作者意志的。

另外，因为腔168A被持续地加压，由加压腔170A所提供的全部可得到的力(大约147.7Ibs)不能对低档速比提供强力的脱离和/或对高档插入式变速器速比提供强力的接合，如某种情况下，例如寒冷天气系统100操作所希望的那样。

本发明的用于两档插入式变速器部分自动换档的控制系统200示于图3。如同步先有技术的系统160一样，一个两位的差动面积活塞致动器162被采用，以使插入式变速器离合器96定位，压缩空气由气源174和过滤器/调节器176提供。

系统控制装置(ECU)124，根据来自燃料控制器，致动器位置传感器201，和速度传感器的各种输入信号而工作，对燃料控制器和两个控制阀202和204发出指令输出信号。

阀202和204各为一两位三通阀，用于分别使控制口202A和204A或与调节空气源，或与排气口相连。阀202和204可独立操作，阀202控制致动器腔168A的加压或卸压，阀204控制致动器腔170A的加压或卸压。最好，如图3所示，阀202和204是偏置到其排气位置的电磁控制阀。因为阀是可独立操作的，所以两个致动器腔168A和170A的每一个可独立地和逐一地进行加压或卸压，在电力失效的情况下，两腔都不加压，而这种加压会导致致动器呈现可能的不希望有的错误位置。

系统200的操作如下所述。

对于向上换档程序，当控制装置124已确定达到了一个换档点时，换档程序开始。换档点的选择是根据对控制器的多种输入信号，例如上述美国专利No.4,361,060中使用的逻辑线路。当向上换档时，使低档和高档电磁控制阀202和204通电。由于差动面积活塞的作用，在插入式变速器离合器上向高档插入式变速器速比位置提供一个净力。同时，使燃料控制器减少对发动机供油，而产生一个扭矩中断。当扭矩中断发生时，插入式变速器离合器96将服从于在高档速比方向的净力，而使插入式变速器离合器从低档速比上脱离。因为插入式变速器离合器是由一两位活塞/气缸致动器162驱动，插入式变速器离合器被驱动穿过空档，并朝着与高档爪式离合器接合的方向驱动。然而，因为在接合爪式离合器元件之间通常有一个高的初始差速，滑动插入式变速器离合器元件被与高档齿轮一起转动的离合器元件排斥，而发生很小的爪式离合器齿的擦掠。当该系统通过位置传感器201检测到插入式变速器离合器已走到空档位置时，两个电磁阀202和204被关闭，而使插入式变速器离合器上的力减至零。此时插入式变速器离合器“漂浮”在空档区域，等待达到同步转速。

同时，一旦插入式变速器的空档被检测到，自动燃料控制器以一同步的方式被操作，使发动机转速提高与所希望的齿轮同步。这最好通过一封闭环路控制来完成。当发动机转速接近同步时，根据接近同步的程度和离合器致动器的作用时间，使高档电磁阀204自身通电，提供一个全部的力使插入式变速器离合器接合进入高档位置。这有助于达到充分的爪式离合器的接合。一旦系统已经确定插入式变速器被充分接合，发动机的供油被返还至操作者控制。最好，使高档电磁阀204保持通电一段足够的时间(大约两秒)，以确保高档爪式离合器的连续接合。然后，使线圈断电，以增加线圈和驱动电路的可靠性。

控制系统200的向下换档的操作程序与上述向上换档的程序是相同的，除了仅是低档电磁控制阀202被通电，驱动插入式变速器离合器进入空档，然后进入低档插入式变速器操作位置。一个重要的问题是，因为保持在啮合齿轮上的低扭矩闭锁作用，向下换档时所要求的脱离力要小的多。所以，气动致动器活塞/气缸被设计成：当从高档向低档换档时(既，向下换档)，具有较低的力，当从低档向高档换档时(既，向上换档)，具有较高的力。

上述系统也可用于全力插入式变速器换档控制规则，它在低温(低于30°F)下插入式变速器离合器低档脱离阻力很大时，对于换入插入式变速器高档是很有用的。通过独立地控制高档阀204，可利用加压流体作用在活塞面170上的全部力，使插入式变速器离合器从其低档位置脱离。

简言之，在向上换档期间，当两个电磁阀已被启动时，如果在减小供油后的一个预定时间内(大约1.0至2.0秒)，插入式变速器低档的脱离还未被检测到，使低档电磁阀202断电，同时使高档电磁204保持通电，于是，就提供了一个使低档脱离的最大的力。同时，使燃料控制器增加然后减少发动机的供油，以产生另一个穿过插入式变速器部分的扭矩中断。在向下换档期间，虽然施加在插入式变速器离合器上的力不能增加，但如果在一个预定时间内(通常大约1至2秒)没有检测到高档的脱离，发动机燃料控制器就再对发动机提供一个瞬间的增加供油。然后减少供油，以产生一个穿过接合的插入变速器爪式离合器的扭矩中断。

在检测到所需的换档完成了一段预定时间之后，如上所述，使所有电磁线圈断电，以增加电磁线圈、致动器和驱动装置的寿命和可靠性。为了确保持续的接合，可使适当的电磁线圈定时地(每20～60秒)通电一个短时间(1.0～2.0秒)，以确保所需的插入变速器档位爪式离合器完全地和连续地接合。

如前所述，当两个电磁控制阀202和204被偏置在其排气位置时，电气的失效将只使阀运动至或保持在其排气位置，于是，使插入变速器离合器保持在它所在的位置。

上面虽然对本发明以带有一定特殊性的最佳形式作了描述，但可以理解，最佳实施例的描述仅是以举例方式进行的，可以采取许多细部结构的变化以及部件的组合和布置，而不脱离后面本发明权利要求中所要求的精神和范围。

Claims (22)

1.一种用于控制自动车辆变速器系统(100)的方法，该系统包括一组合式变速器，它包括一主变速器部分(112)和与之串连的辅助变速器部分(114)，辅助变速器部分具有一高挡辅助部分速比和一低挡辅助部分速比；用于接合所述辅助部分速比之一的非同步爪式离合器装置(96)；一个两位流体促动的致动器(162)，用于使辅助部分换挡至所选定的高挡或低挡之一；所述致动器包括一差动面积活塞(166)，它具有第一活塞面(170)，以产生一个力促使所述高挡的接合，和一第二活塞面(168)，它小于所述第一面并与之相反，以产生一个力促使所述低挡的接合；一个位置传感器(201)，用于检测所述致动器是在高挡接合位置、低挡接合位置，还是在中间位置，并产生指示其位置的信号；一燃油控制的发动机(E)，它可驱动地与所述变速器连接；一燃料控制器(128)，用于控制提供至所述发动机的燃油量；一第一两位控制阀(202)，用于有选择地使所述第一活塞面加压或卸压；一第二两位控制阀(204)，用于有选择地使所述第二活塞面加压或卸压；所述两控制阀可独立操作；转速检测装置，用于检测所述爪式离合器的基本同步或非基本同步状态，并提供所指示的转速信号，一控制装置(124)，用于接受输入信号，包括来自所述位置和转速传感器的信号，并根据预定的逻辑规则处理该信号，对所述燃料控制器和所述第一和第二阀产生指令输出信号，其特征在于，所述方法包括下列步骤：

(i)当检测到从所述低挡到所述高挡的换挡选择时，使所述第一和第二阀处于加压位置，监测所述致动器的位置，并使所述燃料控制器减少对发动机的燃油供给；然后，

(a)如果检测到致动器运动至高挡接合位置时，将燃料控制返还给操作者，并保持至少第二阀在加压位置至一预定时间，然后，使两个阀处于排气位置；或

(b)如果检测到致动器运动至并保持在中间位置时，使两个阀运动至卸压位置，使燃料控制器向发动机供油，使其以同步转动为目标进行转动，直至检测到高挡爪式离合器的基本同步转动，使至少第二阀处于加压位置，然后当检测到致动器器运动至高挡接合位置时，将燃料控制返还给操作者，并将至少第二阀保持在加压位置至一预定时间，然后使两个阀处于卸压位置。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在完成上述的步骤(i)(a)和(i)(b)之后，定时地使使第二阀从卸压位置运动至加压位置，然后再回到卸压位置，同时使第一阀保持卸压位置。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于：还包括步骤(i)(c)：如果检测到致动器保持在低挡位置至一时间间隔，将第一阀保持在加压位置，同时使第二阀处于卸压位置，使供应到发动机的燃油量瞬间地增加然后减少。

4.如权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，所述辅助变速器部分是一插入式辅助变速器部分。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制系统是气动的。

6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述控制阀是电磁控制阀。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述电磁控制阀通常偏置于卸压位置。

8.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述控制装置是基于微处理机的控制装置。

9.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述定时地使第一阀从卸压位置运动至加压位置大约每10至60秒发生，并且所述第一阀被保持在加压位置大约1至2秒。

10.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述检测高挡离合器基本同步转动，是作为接近目标转速的发动机速率和致动器反应时间的函数进行检测的。

11.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述预定时间间隔是大约一秒。

12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述辅助变速器部分是一插入式辅助变速器部分。

13.一种用于控制自动车辆变速器系统(100)的系统(200)，变速器系统(100)包括一组合式变速器(110)，它有一与一辅助变速器部分(114)串连的主变速器部分，辅助变速器部分有一高挡辅助部分速比和一低挡辅助部分速比，用于接合所述辅助部分速比之一的非同步爪式离合器装置(96)；一个两位流体促动致动器(162)，用于使辅助部分换挡至所选定的高挡或低挡之一；所述致动器包括一差动面积活塞(166)，具有一第一活塞面(170)用于产生一个力促使所述高挡的接合，和一第二活塞面(168)，它小于所述第一面并与之相反，用于产生一个力以促使所述低挡的接合；一位置传感器(201)，用于检测所述的致动器是在高挡接合位置，低挡接合位置、还是在中间位置，并产生所指示的位置信号；一燃料控制的发动机(E)，可驱动地与所述变速器相连；一个用于控制供给所述发动机燃油量的燃料控制器(128)；一个第一两位控制阀(202)，用于有选择地使所述第一活塞面加压或卸压；一个第二两位控制阀(204)，用于有选择地使所述第二活塞面加压或卸压；所述控制阀可单独操作；转速检测装置(150，152，154)，用于检测所述爪式离合器的基本同步或非基本同步状态，并提供所指示的转速信号；一控制装置(124)，用于接受输入信号，包括来自所述位置和转速传感器的信号，并根据预定的逻辑规则处理该信号，以对所述燃料控制器和第一和第二阀产生指令输出信号，所述系统包括：一装置，可有效地检测从所述低挡至所述高挡的换挡选择，以使所述第一阀和第二阀处于加压位置，并监视所述致动器位置和使所述燃料控制器减少向发动机供油，然后

(a)如果检测到致动器运动至高挡接合位置，将燃料控制返还给操作者，并将至少第二阀保持在加压位置至一段预定时间，然后使两个阀处于卸压位置，或，

(b)如果检测到致动器运动至和保持在中间位置，使两个阀运动至卸压位置，使燃料控制器向发动机供油，以同步转动为目标进行转动，直至检测到高挡爪式离合器的基本同步转动，使至少第二阀处于加压位置，然后，当检测到致动器运动至高挡接合位置时，将燃料控制返还给操作者，并保持至少第二阀在加压位置至一预定时间，然后使两个阀处于卸压位置。

14.如权利要求13所述的系统，其特征在于还包括：一装置，在上述的(i)(a)和(i)(b)步骤完成之后，定时地使第二阀从卸压位置运动至加压位置，然后返回至卸压位置，同时使第一阀保持在卸压位置。

15.如权利要求14所述的系统，其特征在于：另外还包括

(c)一装置，如果检测到致动器保持在低挡位置至一时间间隔，可使第一阀保持在加压位置，而使第二阀处于卸压位置，并使供给到发动机的燃油量瞬间地增加后再减少。

16.如权利要求13、14或15所述的系统，其特征在于，所述辅助变速器部分是一插入式辅助变速器部分。

17.如权利要求13所述的系统，其特征在于，所述控制系统是气动的。

18.如权利要求16所述的系统，其特征在于，所述控制阀是电磁控制阀。

19.如权利要求18所述的系统，其特征在于，所述电磁控制阀通常偏置于卸压位置。

20.如权利要求16所述的系统，其特征在于，所述控制装置是基于微处理机的控制装置。

21.如权利要求16所述的系统，其特征在于，所述检测高挡离合器基本同步转动是作为接近于目标转速的发动机速率和致动器反应时间的函数来检测的。

22.如权利要求15所述的系统，其特征在于，所述预定时间间隔是大约1秒。

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