CN1173437A - 自动变速机构的控制装置 - Google Patents

Abstract

一种自动变速机构的控制装置,包括用于传递发动机输出力矩的常啮式齿轮变速机构以及多个能够分别接合或释放的摩擦离合装置,通过所述多个摩擦离合装置的接合或释放,改变所述齿轮变速机构的力矩传递路径,从而设定变速档。所述控制装置在所述变速档的设定状态下车辆行驶时,通过使除了设定变速档的摩擦离合装置之外的摩擦离合装置滑动,对车辆的驱动力矩进行控制。

Description

自动变速机构的控制装置

本发明涉及一种自动变速机构的控制装置，该自动变速机构通过切换常啮式的齿轮变速机构的力矩传递路线来实现变速档的设定。已知的车辆用自动变速机构装有用于传递动力源的输出力矩的常啮式齿轮变速机构以及多个摩擦接合装置。通过所述摩擦接合装置的接合与释放，切换齿轮变速机构的力矩传递路线，设定变速档，以便产生适合于车辆行驶状态的驱动力。

一方面，当车辆实际上在道路上行驶时，由于天气、季节、地理特性等等因素，路况会发生变化。因此，仅仅如上述那样通过变速档的切换来控制驱动力，将难于确保稳定的行驶性能。近年来，已经开发出这样的车辆，它通过对自动变速机构之外的系统进行控制，能够获得适应于路况的驱动力。作为控制驱动力的具体系统，可以用自动巡航系统和防锁定制动系统作为例子。自动巡航系统是指这样一种系统，它不需要踩下油门踏板，可以自动地调节节气门的开度，将车速维持恒定，使之与路况的变化无关。该自动巡航系统包括用于进行车速设定、解除、恢复的自动巡航控制开关；用于检测由所述自动巡航控制开关输入的信号以及车辆行驶状态的微处理器；由所述微处理器予以控制，对作为驱动力源的发动机的节气门开度进行调节的加速器，等等。防锁定制动系统是指这样一种系统，当车辆在积雪或冰冻道路上行驶的过程中使制动装置产生动作时，该系统能够防止车轮的锁定。该防锁定系统包括：根据制动踏板的踩下，对车轮侧的车轮制动分泵中的油压进行调节的主活塞缸；设置在车轮上的车轮速度传感器；根据车轮速度传感器检测出的信号来判断路况的微处理器；设置在位于主活塞缸与车轮制动分泵之间油路中的致动器，用于根据所述微处理器的控制来增减由主活塞缸提供给车轮制动分泵的油压，等等。

然而，如果同时装备上述自动巡航系统和防锁定制动系统，就必须分别设置对节气门的开度进行自动调节的致动器和对车轮制动分泵的油压进行调节的致动器。这样，就会增加车辆的部件数目和加工工序，提高成本，增大车辆的重量，增加燃料的消耗。

本发明的主要目的是充分利用安装在自动变速机构的已有部件，提供一种自动变速机构的控制装置，它除了进行变速档切换动作之外，还能够对车辆的驱动力进行控制。

采用具有本发明第一个特点的自动变速机构控制装置，驱动力源的输出力矩通过设定变速档的摩擦接合装置，由自动变速机构予以输出，实现车辆的行驶。在这一状态下，使与设定自动变速机构变速档无关的其也摩擦接合装置产生滑动，由这一滑动力矩的循环产生的力矩来获得制动力。这样，就能够减小用于制止车轮旋转的制动装置的负荷下降，因而即使在制动装置出现故障的情况下，也能够确保车辆的行驶和停止。

由于使设定变速档的摩擦接合装置之外的摩擦接合装置(它们是已有的部件)产生滑动，对自动变速机构的输出力矩进行控制，因此能够不增加车辆的部件和制造工序，保持加制造成本，不改变车辆的重量，维持燃料消耗率。采用具有本发明第二个特点的自动变速机构控制装置，能够进行对自动离合器的滑动控制，以及对除了用于设定变速档的离合器之外的离合器的滑动控制。因此，能够对自动变速机构的输出力矩进行两个阶段的控制。这样，能够对车辆的驱动力进行细致的控制，提高对路况的适应性，从而提高车辆的行驶性能。

采用具有本发明第三个特点的自动变速机构控制装置，通过油压控制装置来控制对摩擦接合装置作用的工作油压。因此，能够对自动变速机构输出的力矩进行高精度控制。

采用具有本发明第四个特点的自动变速机构控制装置，根据车辆所要求的制动力，设定摩擦接合装置承受的制动力矩与制动装置所承受的制动力矩之间的比例。其结果是能够抑制制动装置所产生的摩擦热，提高制动装置的耐久性。

采用具有本发明第五个特点的自动变速机构控制装置，根据制动踏板的踩下量和踩下次数来检测出所要求的制动力。因此，能够获得符合驾驶员意图的制动力，进一步提高驾驶性能。

采用具有本发明第六个特点的自动变速机构控制装置，能够进一步抑制制动装置的发热，防止出现失灵现象。

采用具有本发明第七个特点的自动变速机构控制装置，通过摩擦接合装置的滑动来控制车辆的驱动力。因此，在进行自动巡航控制时，能够提高车速的保持性能，改善车辆的行驶性能。

采用具有本发明第八个特点的自动变速机构控制装置，在制动装置动作时，通过防锁定制动系统的控制来防止车轮的锁定。此外，在通过车辆的惯性动能而使力矩由车轮传递给自动变速机构的情况下，通过摩擦接合装置的滑动就能够吸收上述力矩，因此能够提高对车辆驱动力的控制功能，提高行驶性能。

采用具有本发明第九个特点的自动变速机构控制装置，在对车辆的驱动力进行控制的牵引控制器中，增加了对摩擦接合装置的滑动控制。其结果是能够控制自动变速机构的输出力矩，提高对车辆驱动力的控制功能，改善行驶性能。

通过下面结合附图对本发明的详细说明，能够更好地理解本发明的上述以及其他的目的和新颖特点。然而，应当指出的是，所述附图仅仅是为了说明本发明，而不应当对本发明产生限制。

图1是剖视图，示出了本发明所采用的自动变速机构及其相邻部件的结构；

图2是如图1所示自动变速机构及其相邻部件的简略视图；

图3是方框图，示出了本发明的自动变速机构的控制装置的主要系统；

图4是本发明所采用的油压控制装置的油压回路图；

图5是本发明的一种控制程序实施例的流程图；

图6是时间曲线图，示出了在图5所示的控制程序中，车辆整体的目标制动力矩、自动变速机构的滑动控制所承受的制动力矩、以及制动装置所承受的制动力矩之间的关系；

图7是本发明的一种控制程序实施例的流程图；

图8是本发明的一种控制程序实施例的流程图。

下面结合附图所示的实施例对本发明进行说明。图1是适合采用本发明的自动变速机构1的剖视图，图2是简略表示自动变速机构1结构的示意图。自动变速机构1具有制成一体的的离合器外罩2和变速箱壳3，离合器外罩2的开口端固定在作为动力源的发动机4上。

发动机4可以采用汽油发动机、柴油发动机、LPG发动机、燃气涡轮发动机、喷气发动机等等内燃发动机。此外，除了内燃发动机之外，还可以采用电动机、燃料电池系统等等作为驱动动力源。在变速箱壳内，设置有相互平行的输入轴5与中间轴6，输入轴5的一端插入到离合器壳2内。

离合器外罩2和变速箱壳3之间设有隔离壁7，在离合器外罩2的内部还设有隔离壁8。通过分别设置在隔离壁7、8的相对位置上的轴承9、10，将动力输入轴5保持在能够自由旋转的状态下。此外，通过分别设置在隔离壁7、8的相对位置上的轴承11、12，使副轴6保持在能够自由旋转的状态下。

动力输入轴5的一端，更具体地说是插入到离合器外罩2内部的一端上设有输入动力的自动离合器13。下面对该自动离合器13进行详细的说明。中空的离合器壳体14的安装方式使之能够相对于动力输入轴5自由旋转，该壳体14上设有安装在动力输入轴5外周上的套管15，由套管15的一端向外突出的法兰16，由法兰16的外周边朝着发动机4一侧突出的圆筒部17，安装在圆筒部17的面向发动机4一侧的开口部位上的环状盖体18。

环状盖体18的内周面固定在具有大致为コ字型横截面的环状套筒19的外周面上，动力输入轴5以能够自由旋转的方式插入到套筒19的内周面中。圆盘20固定在套筒19的面向发动机4一侧的侧面上。

采用螺丝22，将驱动圆盘23固定在设在发动机4一侧的曲柄轴21的端部，更具体地说是自动变速机构1一侧的端部上。采用螺丝24将驱动圆盘23与圆盘20连接在一起。此外，离合器壳体14的内部设有离合盘25。

该离合器盘25具有通过花键与动力输入轴5的外周相结合的轮毂26、设置在轮毂26外周侧面的扭转减震器27、设置在轮毂26外周侧面的环状圆板28、以及沿着圆板28的两个侧面的圆周方向予以固定的离合器片29。此外，在离合器壳体14的法兰16的内表面上沿着圆周方向安装了受压板30，该受压板30与离合器片29彼此相对。

在离合器壳体14内部的盖体18与离合器片29之间设置了环状的压盘31。该压盘可以沿着动力输入轴5的轴线方向移动。

上述压盘31与离合器壳体14以同心方式予以设置，在压盘31的面向盖体18一侧的侧面上设置了凸起部32。在压盘31与盖体18之间设置了环状的膜片弹簧33。膜片弹簧33的外周边相对于离合器壳体14予以固定，其内径小于套筒19的外径。

所述膜片弹簧33与在已知手动变速机构中用干式离合器的部件相同，由圆环状板片材料制成，其外周部和中心部能够沿着动力输入轴5的轴线方向移动。

所述膜片弹簧33与压盘31的凸起部32相接触，同时膜片弹簧33的内圆周部与活塞34相接触。该活塞34设置在套筒19的内部，能够沿着动力输入轴5的轴线方向移动。该活塞34与套筒19之间形成了油压腔室35。

通过在动力输入轴5内部形成的油路36为油压腔室35的内部提供油压，使得活塞34朝着图1的左方向移动，沿着动力输入轴5的轴线方向对膜片弹簧33的内圆周部施加压力。这样，通过控制提供给油压腔室35的油压，就能够使离合器片29与受压板30及压盘31相接合或者相脱离，从而实现对接合压力，亦即力矩大小的控制。

在上述隔离壁7的面向自动离合器13一侧的侧面上，安装了油压泵37。离合器壳体14的套管15沿着动力输入轴5的外圆周表面插入到该油压泵37的内部，套管15的端部与油压泵37中的运动部件相连接。这样，通过离合器壳体14的旋转就能够驱动油压泵37。

在动力输入轴5和副轴6之间设有齿轮变速机构，更具体地说设有相互啮合的5对齿轮付。下面对齿轮付依次进行说明。在动力输入轴5中间部位的外圆周上设置了第1速度主动齿轮38。与一档主动齿轮38相啮合的一档从动齿轮39能够在副轴6的外圆周自由旋转。

在副轴6的外圆周上以能够自由旋转的方式安装了单向离合器40，一档从动齿轮39内圆周侧的一部分形成了离合器40的外圈。该单向离合器40的接合方式使得由一档从动齿轮39朝内圈41进行力矩传递。

与单向离合器相邻的离合器40的轮毂42装配在副轴6上，单向离合器40的内圈41的一部分与该离合器轮毂42以相同的外径向外延伸。所述离合器轮毂42和内圈41的外圆周表面上形成了键槽(图中未示)。嵌入在该键槽部分上的是能够沿着副轴6的轴线方向移动的接合套筒43。换句话说，接合套筒43与离合器轮毂42和内圈41相键合，因而能够在离合器轮毂42与内圈41之间传递力矩。

在所述动力输入轴5上与自动离合器13相反一侧的端部上装配了能够自由旋转的二档主动齿轮44。与上述主动齿轮44相啮合的二档从动齿轮45以键槽方式装配在副轴6的外圆周上。此外，在与二档主动齿轮44相邻的位置上安装了作为摩擦配合装置的二档离合器46。

上述二档离合器46为湿式多板离合器，环状的离合器轮毂48与二档主动齿轮44相连接，在该离合器轮毂48的外圆周表面上装配了多个环状离合圆盘47。在动力输入轴5的端部以键槽方式装配了离合器转筒50，在该离合器转筒50的圆筒部分的内圆周表面上以键槽方式装配了多个环状的离合片49。活塞51安装在离合器转筒50的内部，能够沿着动力输入轴5的轴线方向移动。当通过在动力输入轴5内部所形成的油路53向活塞51背面的油压腔室52提供油压时，活塞51就会朝着图1的右方移动，使得离合圆盘47与离合片49相接合，通过它们之间的摩擦力来传递力矩。如果取消油压腔室52中的油压，则通过回位弹簧54使活塞51朝着图1的左方移动，从而释放离合圆盘47与离合片49之间的接合。因此，通过调节提供给油压腔室52的油压，就能够控制离合圆盘47与离合片49之间的接合力，从而控制二档离合器46的力矩传递量。

三档主动齿轮55以能够自由旋转的方式安装在动力输入轴5上，与一档主动齿轮38相邻。与三档主动齿轮55相啮合的从动齿轮56以键槽方式装配在副轴6的外圆周表面上。三档离合器57是使三档主动齿轮55与动力输入轴5可选择地连接的摩擦配合装置，安装在与三档主动齿轮相邻的位置上。该三档离合器57为湿式多板离合器，环状的离合器轮毂59与三档主动齿轮55形成一个整体，在离合器轮毂59的外圆周表面上以键槽方式装配了多个环状的离合圆盘58。离合器转筒61以键连接方式安装在动力输入轴5上，在其圆筒部分的内圆周表面上以键槽方式装配了多个环状的离合片60。

活塞62安装在离合器转筒61的内部，能够沿着动力输入轴5的轴线方向移动。当通过在动力输入轴5内部所形成的油路64向活塞62背面的油压腔室63提供油压时，活塞62就会朝着图1的右方移动，使得离合圆盘58与离合片60相接合，通过它们之间的摩擦力来传递力矩。

如果取消油压腔室62中的油压，则通过同位弹簧65将活塞62朝着图1的左方施加压力，从而释放离合圆盘58与离合片60之间的接合。因此，通过调节提供给油压腔室62的油压，就能够控制离合圆盘58与离合片60之间的接合力，从而控制三档离合器57的力矩传递量。

四档主动齿轮66以能够自由旋转的方式安装在动力输入轴5上，与隔离壁7相邻近。与四档主动齿轮66相啮合的从动齿轮67以能够自由旋转的方式装配在副轴6的外圆周表面上。四档离合器68是使四档从动齿轮67以可选择的方式与副轴6相连接的摩擦配合装置，安装在与四档从动齿轮67相邻的位置上。

该四档离合器68为湿式多板离合器，环状的离合器轮毂70以键槽方式装配在四档主动齿轮67上，在离合器轮毂70的外圆周表面上以键槽方式装配了多个环状的离合圆盘69。离合器转筒72以键槽方式装配在动力输入轴5上，在离合器转筒72的圆筒部分的内圆周表面上以键槽方式装配了多个环状的离合片71。

活塞73安装在离合器转筒61的内部，能够沿着动力输入轴5的轴线方向移动。这样，当通过在副轴6内形成的油路75向活塞73背面的油压腔室74提供油压时，活塞62就会朝着图1的左方移动，使得离合圆盘69与离合器圆盘71相接合，通过它们之间的摩擦力来传递力矩。

如果取消油压腔室74中的油压，则通过回位弹簧76将活塞73朝着图1的右方施加压力，从而释放离合圆盘69与离合片71之间的接合。因此，通过调节提供给油压腔室74的油压，就能够控制离合圆盘69与离合片71之间的接合力，从而控制四档离合器68的力矩传递量。

五档主动齿轮77以键槽方式安装在动力输入轴5上，位于三档主动齿轮57与隔离壁8之间。与五档主动齿轮77相齿合的从动齿轮78以能够自由旋转的方式装配在副轴6上。五档离合器79是使四档从动齿轮78以能够选择的方式与副轴轴6相连接的摩擦配合装置，安装在隔离壁8与五档从动齿轮78之间的位置上。

该五档离合器79为湿式多板离合器，环状的离合器轮毂81以键槽方式装配在五档从动齿轮78上，在离合器轮毂81的外圆周表面上以键槽方式装配了多个环状的离合圆盘80。离合器转筒83以键槽方式装配在副轴6上，在离合器转筒83的圆筒部分的内圆周表面上以键槽方式装配了多个环状的离合片82。

活塞84安装在离合器转筒83的内部，能够沿着副轴6的轴线方向移动。这样，当通过在副轴6内形成的油路86向活塞84背面的油压腔室85提供油压时，活塞84就会朝着图1的右方移动，使得离合圆盘69合器圆盘82相接合，通过它们之间的摩擦力来传递力矩。

如果取消油压腔室85中的油压，则通过回位弹簧87将活塞84朝着图1的左方施加压力，从而释放离合圆盘80与离合片82之间的接合。因此，通过调节提供给油压腔室85的油压，就能够控制离合圆盘80与离合片82之间的接合力，从而控制五档离合器79的力矩传递量。

下面对倒车齿轮进行说明，倒车从动齿轮88以能够自由旋转的方式安装在副轴6上，位于以键合方式装配在副轴6上的离合器轮毂42和四档从动齿轮67之间。该倒车从动齿轮88中与离合器轮毂42相接触部分的外径与离合器轮毂42的外径相同，其外圆周表面上制有键槽。因此，离合器轮毂42与倒车从动齿轮88可以通过接合套筒43连接在一起以传递力矩。

变速器壳3的内部设置了与动力输入轴5和副轴6相平行的能够自由旋转的逆转轴(图中未示)。在该逆转轴中例如可以安装与一档主动齿轮38相啮合的齿轮(图中未示)以及与倒车从动齿轮88相啮合的倒车主动齿轮(图中未示)。这样，通过接合套筒43来连接离合器轮毂42和倒车从动齿轮88，就能够设定倒车档。在副轴6的一端形成了主动齿轮89，安装在差速器保持架90上的连接齿轮91与主动齿轮89相啮合。在所述XX载体90的内部安装了与XX载体90一起旋转的小齿轮轴92，在该小齿轮轴92上安装了一对能够自由旋转的小齿轮93。一对侧齿轮94与所述一对小齿轮93相啮合，一对驱动轴95分别与所述一对侧齿轮94相啮合。

设定上述各个离合器46、57、68、79中采用的活塞51、62、73、84及离合圆盘47、58、69、80以及离合片49、60、71、82的尺寸，以便在选择变速档时使得离合圆盘47、58、69、80和离合片49、60、71、82之间的接合力具有预定的数值，从而也就使得力矩传递量具有预定的数值。换句话说，根据公式AP＝n.π.(Dp2-dp2)/4予以设定。其中，Ap为活塞在油压腔室中承受油压的受压面积，n为离合圆盘与离合片相接触所形成的环状摩擦面的数目，D为所述环状摩擦面的外径，d为所述环状摩擦面的内径。

图3为方框图，示出了装有上述自动变速机构1和发动机4的车辆的简略系统构成。电子控制装置96由微处理器构成，包括中央计算处理装置(CPU)、存储装置(RAM、ROM)以及输入输出接口。

在所述电子控制装置96中输入：由加速器检测开关97检测出的油门踏板97A的踩下量和踩下速度信号，由制动器检测开关98检测出的制动踏板98A的踩下量和踩下速度信号，由油门传感器99检测出的设在发动机进气管中的节气门99A的开度信号。此外，在所述电子控制装置96中还输入由停车制动器开关100检测到的停车制动器100A的操作状态信号，空档启动开关101检测出的用于操作自动变速机构1的变速杆101A的位置信号。

另外，所述电子控制装置96中还输入由车轮速度传感器102分别检测到的车轮(更具体地说为前后轮)转动速度信号，由坡度传感器103检测出的车辆所在位置上的道路倾斜度信号，由自动巡航控制开关104输出的用于保持车速恒定并设定、解除、恢复自动巡航控制的信号。在所述电子控制装置96中还输入由发动机转数传感器105检测出的发动机4的转数信号，由动力输入轴旋转传感器106检测出的自动变速机构1的动力输入轴5的转数信号，以及由动力输出轴传感器107检测出的自动变速机构1的动力输出轴，亦即副轴6的转数信号。

另一方面，所述电子控制装置96将输出：对设置在发动机4的进气管中的节气门99A的开度进行控制的油门致动器108的控制信号；对设置在发动机4电气系统中的火花塞109的点火时间进行控制的控制信号；对设置在发动机4的燃料系统中的燃料喷射器110的燃料喷射量进行控制的控制信号。上述节气门99A不是通过踩下油门踏板以机械方式予以开闭，而是根据输入到电子控制装置96的信号来予以控制的。

在电子控制装置96中，根据各种行驶模式，存储了用于控制自动变速机构1的变速模式(变速图)。在电子控制装置96中，根据车辆的行驶状态，存储了对火花塞109的点火时间以及燃料喷射器110的燃料喷射量进行控制的数据。在电子控制装置96中，还存储了预定时间中制动装置的适用频度的基准值、通过自动变速机构1进行｀辅助制动的开始力矩基准值、构成牵引控制的控制基准的车轮滑差率、构成防锁定制动系统控制基准的车轮滑差率等等数据。

制动装置(亦即伺服制动器)111的结构是公知的，它包括通过踩下制动踏板98A来操作的主活塞缸111A，设置在车辆上并通过油路与上述主活塞缸111A相连接的车轮制动分泵111B，以及设置在主活塞缸111A和车轮制动分泵111B之间的致动器111C(例如电磁阀等等)。采用电子控制装置96所产生的控制信号来控制致动器111C的动作。因此，在致动器111C由电磁阀构成的情况下，当它处于接通状态时，通过对占空比的控制来增减提供给车轮制动分泵111B的油压。同时，通过电子控制装置96来判断制动装置111是否具有正常的功能。

油压控制装置112用于｀对自动变速机构1中各个离合器46、57、68、79的动作以及自动离合器13的动作进行控制。在车辆行驶过程中，由电子控制装置96测量出车辆的行驶状态，例如车速、节气门开度等等。根据设定的变速模式和车辆的行驶状态，通过对油压控制装置112输出控制信号来切换变速档。

图4是显示油压控制装置112结构的油压同路图。自动变速机构1的油底壳113中存放的油(例如自动变速箱油)由油泵37予以吸取，油的一部分用于自动变速机构1内部机构的润滑，另一部分提供给分别与各个油压腔室52、63、74、85相连接的调压阀114、115、116、117以及与油压腔室35相连接的调压阀118。

上述各个调压阀114、115、116、117、118具有由螺线管和弹簧等构成的已知结构。在调压阀114、115、116、117、118的各个控制口(图中未示)中分别连接了采用公知结构的线性电磁阀119、120、121、122、123。所述线性电磁阀119、120、121、122、123分别由电子控制装置96进行导通和切断的控制。通过控制线性电磁阀119、120、121、122、123的导通比例，亦即其占空比，对调压阀114、115、116、117、118的输出口(图中未示)所输出的油压进行调节。

调压阀114、115、116、117的各个输出口分别连接了换挡阀124、125、126、127。调压阀118的输出口与自动离合器阀门128相连接。换挡阀124、125、126、127和自动离合器阀门128中分别与电磁阀129、130、131、132、133相连接。

电磁阀129、130、131、132、133分别由电子控制装置96予以控制。通过接通或切断电磁阀129、130、131、132、133来开闭换挡阀124、125、126、127的输出口(图中未示)以及自动离合器阀门128的输出口(图中未示)。换挡阀124、125、126、17的输出口分别与油压腔室52、63、74、85相连接。此外，自动离合器阀门128的输出口与油压腔室35相连接。采用上述结构的油压控制装置112在车辆的行驶过程中通过电子控制装置96的控制来切换变速档。通过分别为油压腔室52、63、74、85提供或者解除油压，使各个离合器46、57、68、74接合或者释放，就能够实现预定变速档的切换和设定。在切换和设定变速档时，通过调压阀114、115、116、117，分别对提供给油压腔室52、63、74、85的油压进行调节，就能够分别对各个离合器46、57、68、74的接合压力，亦即力矩传递容量进行控制。在切换变速档的过渡阶段中，通过电子控制装置96来控制各个换挡阀的开闭时间，使用于设定切换前的变速档的离合器力矩容量以及用于设定切换后的变速档的离合器力矩容量都超过预定数值，亦即即防止出现阻碍状态。在车辆的行驶过程中，通过对提供给自动离合器阀门128油压进行控制，就能够控制自动离合器13的接合压力，亦即力矩容量。通过电子控制装置96所控制的致动器(图中未示)，能够使用于设定前进一档和倒车档的接合套筒43沿着副轴6的轴线方向移动。

下面对采用上述结构的自动变速机构1的具体动作进行说明。当变速杆101A处于空档状态时，就将解除提供给自动离合器13的油压腔室35的油压。此时，膜片弹簧33中心部位在其弹性力的作用下与活塞缸19的侧面相接触。因此，与膜片弹簧16相接触的压盘31朝着图1的右方移动，解除对离合器片29的压力。换句话说，自动离合器13处于释放状态，发动机4输出的力矩被离合器壳体14切断，不传递给动力输入轴5。

为了设定第一前进速度，解除提供给各个油压腔室52、63、74、85的油压，使二档至五档用的各个离合器46、57、68、79处于释放状态。此时，接合套筒43移动到图1中实线所示的位置，离合器轮毂42和单向离合器40的内圈41相连接。在这种状态下，为自动离合器13的油压腔室35提供油压，活塞34朝着图1的左方移动，从而将膜片弹簧33的中心部位朝图1的左方推压。

其结果是使得膜片弹簧33的中心部分以其外圆周作为支点，沿着动力输入轴5的轴线方向朝扭转减震器27一侧产生位移。因此，压盘31朝受压板30一侧施加压力，使得压盘31和受压板30形成夹持离合器片29的接合状态。这样，发动机4的曲轴21所输出的力矩通过离合器壳体14、离合圆盘25和离合器轮毂26，传递给动力输入轴5。

传递给动力输入轴5的力矩由一档主动齿轮38传递给一档从动齿轮39，使从一档从动齿轮39产生正向旋转。由于安装在一档从动齿轮39内圆周表面上的单向离合器40的接合方式被设定成能够由一档从动齿轮39向副轴6传递力矩，因此通过动力输入轴5的上述旋转，就能够使该单向离合器40接合。单向离合器40如上面所述通过接合套筒43和离合器轮毂42，与副轴6相连接。因此，动力输入轴5通过一档主动齿轮38和一档从动齿轮39向副轴6传递力矩。此时的变速比由一档主动齿轮38和一档从动齿轮39的齿数比来确定，形成了第一前进速度。传递给副轴6的力矩通过主动齿轮89和从动齿轮91传递给支撑架90。该力矩通过小齿轮93和侧齿轮94传递给驱动轴95，驱动车轮，使车辆前进。

在车辆启动的过程中，可以对油压腔室35中的油压进行控制，使得压力缓慢地上升。如果经过所谓半离合状态而使自动离合器13接合，使自动离合器13的力矩传递量徐徐上升，逐渐增大车辆的驱动力，就够实现平滑的启动。第二前进速度是通过二档离合器46的接合来实现的。当二档离合器46接合时，二档主动齿轮44就与动力输入轴5相连接。这样，动力输入轴5的力矩就通过二档主动齿轮44和二档从动齿轮45传递给副轴6。

二档主动齿轮44和二档从动齿轮45之间的齿数比小于一档主动齿轮38与一档从动齿轮39之间的齿数比。因此，副轴6此时的旋转速度高于一档时的旋转速度。在这种情况下，由于副轴6的旋转速度高于一档下的旋转速度，单向离合器40处于非接合状态，由一档到二档的变速只需要使二档离合器46由释放状态切换到接合状态即可。

与上述二档的情况相同，三档至五档分别通过为各个变速档设计的离合器57、68、79的接合来实现。换句话说，各个变速档的主动齿轮和从动齿轮处于常啮状态。不过，其中一个齿轮相对于安装该齿轮的轴处于能够自由旋转的状态，通过离合器来有选择地与该轴相连接。这样，通过某一个离合器的接合，就能够由对应于该离合器的齿轮付来传递力矩，实现该对齿轮所设定的变速档。

下面对倒车档进行说明。在倒车档中，所述接合套筒43朝着图1的右侧移动，使离合器轮毂42与倒车从动齿轮88相连接，在这种状态下使自动离合器13接合。此时，由于力矩由动力输入轴5经过反向轴(图中未示)传递给倒车从动齿轮88，使副轴6产生与前进档相反的旋转，从而实现了倒车档。在上述的自动变速机构1的动作中，通过油泵37予以吸取的一部分油提供给设置在动力输入轴5和副轴6内部的油路(图中未示)。这部分油借助于动力输入轴5和副轴6的旋转离心力，对摩擦部位和发热部位，例如齿轮变速机构和摩擦接合装置的有关部位进行冷却和润滑。

安装了上述自动变速机构1的车辆最好具有自动巡航功能、防抱死制动系统功能、以及牵引控制功能。首先，自动巡航功能是指驾驶者一旦将车速设定，则即使不踩下油门踏板，也能通过油门致动器108来自动地调节节气门的开度，从而将车速保持一定的功能，这种功能是已知的。

换句话说，通过自动巡航控制开关104的操作来实现车速的设定、解除和恢复。在定速行驶的过程中，只要检测到下述情况之一，亦即通过加速器开关97检测到踩下了油门踏板97A，通过制动器开关98检测到踩下了制动踏板98A，通过停车制动开关100检测到停车制动器100A的操作，或者通过空档启动开关101检测到变速杆101A在空档范围和停车范围内进行操作，则通过电子控制装置96来解除对油门致动器108的控制。

所述防锁定制动系统功能是指即使在冰雪覆盖路面等等低摩擦系数路面上紧急使用制动装置111的情况下，也能够防止车轮的锁定的功能，这一功能是已知的。在车辆的行驶过程中，如果急剧地踩下制动器踏板98A，就会急剧地抑制车轮的驱动力。在这种情况下，采用车轮速度传感器102来检测出各个车轮的旋转速度，通过电子控制装置96，根据各种路况来设定提供给制动装置111的车轮制动分泵111C的油压，通过制动装置111的车轮制动分泵111B来控制油压。其结果是能够防止车轮的滑动，确保车辆的稳定性和操纵性，维持车辆运行性能。

牵引控制功能是指根据车辆的行驶状态来控制车辆的驱动力的功能，这种功能是已知的。例如，为了防止驱动轮的滑动，对驱动力进行控制。在积雪或冰冻道路等等低摩擦系数的道路上，在踩下油门踏板97A进行加速的情况下，车辆的驱动轮就会出现滑动现象。因此，根据非驱动轮的车轮速度与驱动轮的车轮速度之间的差值来判断驱动轮的滑动状态，根据该滑动状态来控制车辆的驱动力。

为牵引控制而进行的驱动力控制可以包括诸如：通过控制火花塞109来延迟点火时间，通过控制燃料喷射器110来减小燃料的喷射量，通过控制油门致动器108来调节节气门99A的开度等等。

为了实现上述防锁定制动系统功能和牵引控制功能，根据由车速和车轮速度计算出来的滑差率来设定提供给制动装置111的车轮制动分泵的油压、火花塞109的点火时间、燃料喷射器110的燃料喷射量、或者节气门99A的开度等等。所述滑差率可以根据日本专利申请公开特开昭63-78869号、特开平5-97025号、特开平6-8816号等等所公开的方法予以计算。

由于本发明采用了上述结构，在将自动变速机构1设定在预定变速档而进行车辆行驶时，例如使二档离合器46接合而设定第二前进速度变速档的情况下，当通过电子控制装置96检测出制动要求时，将以如下的方式来进行车辆驱动力的控制。

首先，在二档变速档达到设定过程中，通过变速杆124的动作，为油压腔室52提供预定的油压。此后，当检测出上述制动要求时，使变速阀125产生动作，为油压腔室63提供油压。将该油压调节为低于为油压腔室52中所提供的油压。

因此，三档离合器57的离合圆盘58与离合片60之间的接合压力，亦即力矩容量小于设定该变速档设定时的数值，从而使离合圆盘58与离合片60处于滑动状态。这样，动力输入轴5的力矩在二档主动齿轮44、二档从动齿轮45、副轴6、三档从动齿轮56、三档主动齿轮55中以循环方式产生制动力，从而抑制车辆的驱动力。

通过在设定三档的状态下对二档离合器46进行滑动控制，或者在设定四档的状态下对五档离合器68进行滑动控制，将产生与上述相同的力矩衰减作用，因此也能够抑制车辆驱动力。

因此，在如上面所述那样对除了设定自动变速机构1变速档的离合器之外的离合器进行滑动控制的情况下，还可以在进行上述控制的同时并行进行对自动离合器13的滑动控制。所述自动离合器13的滑动控制是指调节由油泵20提供给自动离合器13的油压腔室35中的油压，使之低于在正常力矩传递情况下的油压，从而对离合器片29和受压板30以及压盘31之间的接合力，亦即力矩容量进行调节。

下面对本发明的自动变速机构的具体实施例进行说明。图5是本发明的一个控制程序实例的流程图。首先在车辆行使过程中判断是否采用电子控制装置96来进行自动巡航控制(步骤1)。如果步骤1的判断结果是否定的，则结束控制程序；如果判断结果是肯定的，则通过电子控制装置96来推断车辆的状态(步骤2)。这一推断是根据油门传感器99和动力输出轴旋转传感器107等产生的信号来进行的。此后，根据坡度传感器103的信号来判断车辆是否处于下坡状态之中(步骤3)。如果步骤3的判断结果是否定的，则结束控制程序。

如果步骤3的判断结果是肯定的，则根据制动踏板开关98产生的信号，判断制动装置111的适用频度(更具体地说是在预定时间内踩下制动踏板的次数)是否超过了基准值(步骤4)。在该步骤4中，也可以对制动踏板的踩下量是否超过了基准值进行判断。如果步骤4的判断结果是否定的，则结束控制程序。如果步骤4的判断结果是肯定的，则判断制动踏板98A现在是否处于被踩下的状态(步骤5)。

如果步骤5的判断结果是否定的，则结束控制程序；如果步骤5的判断结果是肯定的，则为了控制车辆的驱动力而设定整个车辆的目标制动力矩Tbr(步骤6)。该目标制动力矩Tbr是根据由自动巡航控制开关104设定的车速来予以设定的。

根据目标制动力矩Tbr，设定自动变速机构1所承受的制动力矩Tri与制动装置111所承受的制动力矩Tb的比值，亦即分配率α(步骤7)。根据发动机4的旋转数以及自动变速机构1的动力输出轴的旋转数等等，可以将分配率α设定在能够防止制动装置111出现失灵现象的安全范围之内。根据公式Tb＝(ρ1-ρ2).Tt来计算自动变速机构1的制动力矩Tb。其中，ρ1和ρ2为减速比，Tt为受到滑动控制的离合器的制动力矩。在二档离合器46接合，对三档离合器57进行滑动控制的情况下，根据Tt＝1/3.μ.Pc.Ap.n.(D3-d3)/(D2-d2)来进行计算。其中，μ为在进行滑动控制时离合器的摩擦面的摩擦系数，Pc为三档离合器57的活塞62承受的油压，Ap为活塞62的受压面积。此外，n为受到滑动控制的离合器中通过离合圆盘与离合片的接触所形成的环状摩擦面的数目，D为该环状摩察面的外径，d为该环状摩擦面的内径。

通过电子控制装置96来判断被设定的制动力矩Tti是否超过了存储在电子控制装置96中的辅助制动开始力矩Tt.L0(步骤8)。如果步骤8的判断结果是杏定的，则由于仅仅采用制动装置111单独的制动力矩就能够获得目标制动力矩Tbr，因而结束控制程序。

反之，如果步骤8的判断结果是肯定的，则对用于设定自动变速机构1变速档的离合器之外的离合器进行滑动控制。此外，检测出处于使用状态的制动装置111的制动力矩以及通过自动变速机构1的滑动控制所产生的制动力矩(步骤9)。也可以在对用于设定自动变速机构1变速档的离合器之外的离合器进行滑动控制的同时，并行地对自动离合器13进行滑动控制。此后，判断检测出的自动变速机构1的制动力矩Tt是否等于目标制动力矩Tti(步骤10)，如果步骤10的判断结果是肯定的，则返回到步骤6。

如果步骤10的判断结果是否定的，则进行使受到滑动控制的离合器所产生的制动力矩Tt与目标制动力矩Tti相等的控制，更具体地说是对提供给油压腔室中的油压进行控制(步骤11)。此后，进行使制动装置111的制动力矩Tb增减的控制(步骤12)，然后返回步骤9。上述步骤9、步骤10、步骤11构成了本发明的力矩控制手段，步骤3、步骤4、步骤5构成了本发明的制动要求检测手段，步骤7构成了本发明的比例设定手段。

图6给出了在图5所示的控制程序中，目标制动力矩Tbr、制动装置111的制动力矩Tb、由自动变速机构1离合器的滑动控制产生的制动力矩Tt之间关系的曲线图。在用于设定变速档的离合器之外的离合器的滑动控制时间t1内，根据所需的制动力矩Tbr，由自动变速机构1的离合器来产生制动力矩Tt，从而减小了制动装置111所承担产生动力矩Tb。

这样，如果采用图5所示的控制程序，根据所要求的制动力，通过对自动变速机构1中的现有部件，更具体地说通过对用于设定变速档的离合器之外的离合器进行滑动控制，就能够抑制车辆的驱动力。因此，能够降低用于制止车轮旋转的制动装置111的负荷，即使在制动装置111发生故障时也能够保证车辆的行驶和停止。此外，由于不需采用额外的部件就能够对车辆的驱动力进行抑制，因此能够保持部件数目和加工工序数目不变，保持制造成本，同时不会增加车辆的重量，能够维持燃料的消耗量。

如果同时进行对除了设定自动变速机构1变速档的离合器之外的离合器的滑动控制和自动离合器13的滑动控制，由于力矩的衰减功能分成两个阶段来进行，因此能够更为容易地对车辆的驱动力进行控制。在有的情况下，仅仅通过对除了设定自动变速机构1变速档的离合器之外的离合器进行滑动控制，还不能得到要求的制动力。在这样的情况下，通过自动离合器13的滑动控制来降低由发动机4传递给自动变速机构1的力矩，就能够有效地抑制车辆的驱动力，提高对路况的适应性，改善行驶性能。采用油压控制装置112来控制受到滑动控制的离合器的接合压力，因而能够对自动变速机构1的输出力矩进行高精度的控制。

根据车辆所要求的制动力来设定自动变速机构1的离合器所承受的制动力矩Tt与装置装置111所承受的制动力矩之间Tb的分配率。因此，通过将制动装置111所承受的制动力矩设定在其安全范围之内，就能够提高其耐久性。此外，还可以根据制动踏板98A的踩下量以及踩下次数来设定分配率α。在这种情况下，可以得到驾驶员所希望的制动力，从而提高驾驶性能。此外，还能够设定分配率α，使制动装置111的失灵现象得到抑制。在这种情况下，通过本发明，就能够抑制制动装置111的失灵现象。在上述控制程序中，接受滑动控制的离合器由油泵37提供的油予以冷却和润滑，抑制了摩擦所产生的热量，因此能够防止摩耗，提高耐久性。

此外，由于上述控制程序是在自动巡航控制中来进行的，因此在下坡的过程中能够提高定速行驶性能。该自动巡航控制也可以仅仅通过离合器的滑动控制来实现。此外，图5中步骤2以下的控制程序即使在不进行自动巡航控制的状态下，也仍然是能够采用的。

图7是本发明的另一种控制程序的流程图。首先，通过电子控制装置96，判断制动装置111是否处于失灵状态(步骤21)。如果步骤21的判断结论是肯定的，则判断制动踏板98A是否被踩下(步骤22)。

如果步骤22的判断结论是肯定的，由于制动装置111不具有正常的功能，因此对除了用于设定自动变速机构1的变速档的离合器之外的离合器进行滑动控制，通过这一滑动所产生的制动力来减小车辆的驱动力(步骤23)。当然，在这种情况下，也可以对自动离合器13进行滑动控制。如果步骤21和步骤22的判断结论是否定的，则结束该控制程序。

在图7所示自动巡航控制的控制程序也能够适用于非控制。上述步骤23相当于本发明的力矩控制手段。这一控制程序能够获得与图5所示控制程序相同的效果。

图8是本发明的另一种控制程序的流程图。首先，通过电子控制装置96来检测出车轮速度，根据车轮速度来推断车轮的滑差率SL(步骤30)。然后，根据加速器开关98的信号，判断油门踏板是否被踩下(步骤31)。如果步骤31的判断结果是肯定的，则通过电子控制装置96来判断在步骤30中推定的滑差率SL是否大于作为牵引控制的控制基准的滑差率SL.Max(步骤32)。如果步骤32的判断结果是肯定的，则进行上述的牵引控制，更具体地说是进行发动机4的燃料喷射量控制和点火时间控制或者节气门98A的开度控制中的至少一个。如图5所示那样，通过控制自动变速机构1的离合器的滑动来抑制车辆的驱动力(步骤33)，结束控制程序。仅仅通过对离合器的滑动控制，也能够实现对上述牵引控制。如果步骤32的判断结果是否定的，则不进行牵引控制，结束控制程序。

如果步骤31的判断结果是否定的，则判断检测出的滑差率SL是否大于作为防锁定制动系统控制基准的SL.Max(步骤34)。如果步骤34的判断结果是肯定的，则通过对制动装置111的车轮制动分泵111B中的油压进行控制来防止车轮的锁定，同时进行对自动变速机构1的离合器的滑动控制(步骤35)。如果步骤34的判断结果是否定的，则不进行防锁定制动系统控制，结束控制程序。

上述步骤33和步骤35构成了本发明的控制手段。在图8所示的控制程序也能够获得与图5所示控制程序相同的效果。如果采用图8所示的控制程序，由于在牵引控制和防锁定制动系统控制增加了自动变速机构1的滑动控制，因此能够有效地提高牵引控制和防锁定制动系统的功能。

上述各个控制程序可以单独进行，也可以组合起来进行。本发明还可以用于采用行星齿轮机构作为齿轮变速机构的自动变速机构。

Claims (9)

1、一种自动变速机构的控制装置，该自动变速机构包括用于传递驱动力源(4)的输出力矩的常啮式齿轮变速机构(38、39、44、45、55、56、66、67、77、78)以及多个分别予以接合或释放的摩擦离合装置(46、57、68、79)，通过所述多个摩擦离合装置(46、57、68、79)的接合或释放，改变所述齿轮变速机构(38、39、44、45、55、56、66、67、77、78)的力矩传递路径，从而设定变速档，其特征在于包括力矩控制装置(96)，在所述变速档的设定状态下车辆行驶时，通过使除了设定上述变速档的摩擦离合装置(46、57、68、79)之外的摩擦离合装置(46、57、68、79)滑动，对所述自动变速机构(1)的输出力矩进行控制。

2、如权利要求1所述的自动变速机构(1)的控制装置，其特征在于在所述驱动力源(4)与所述齿轮变速机构(38、39、44、45、55、56、66、67、77、78)之间的力矩传递路径中设置了输入动力用的自动离合器(13)，所述力矩控制装置(96)包括对所述自动离合器(13)滑动控制的装置(96)。

3、如权利要求1所述的自动变速机构(1)的控制装置，其特征在于所述力矩控制装置(96)包括对所述摩擦接合装置(46、57、68、79)中的油压进行控制的油压控制装置(112)。

4、如权利要求1所述的所述的自动变速机构(1)的控制装置，其特征在于包括要求制动力检测装置(96)，用于检测出车辆所要求的制动力；以及比例设定装置(96)，用于根据所述要求制动力检测装置(96)检测出的所要求的制动力，设定受到滑动控制的摩擦接合装置(46、57、68、79)所承受的制动力矩与设置在车辆中的制动装置(111)所承受的制动力矩之间的比值。

5、如权利要求4所述的自动变速机构(1)的控制装置，其特征在于所述要求制动力检测装置(96)包括根据对所述制动装置(111)的动作进行控制的制动踏板(98A)的踩下量以及制动踏板(98A)的踩下次数，检测出所要求的制动力的装置(96)。

6、如权利要求4所述的自动变速机构(1)的控制装置，其特征在于所述比例设定装置(96)包括能够抑制所述制动装置(111)的失灵现象的比例设定装置(96)。

7、如权利要求1所述的自动变速机构(1)的控制装置，其特征在于包括将车速保持恒定的自动巡航装置(96)，所述力矩控制装置(96)包括制动力发生装置(96)，通过对所述摩擦接合装置(46、578、68、79)的滑动控制，产生通过自动巡航控制装置(96)将车速保持恒定的制动力的至少一部分。

8、如权利要求1所述的自动变速机构(1)的控制装置，其特征在于包括防锁定制动系统控制装置(96)，用于在控制制动装置(111)的制动力的过程中防止车辆的锁定，所述力矩控制装置(96)包括根据所述防锁定制动系统控制装置(96)所进行的制动力控制，对所述摩擦接合装置(46、57、68、79)进行滑动控制的控制装置(96)。

9、如权利要求1所述的自动变速机构(1)的控制装置，其特征在于包括对车轮的驱动力进行控制的牵引控制装置(96)，所述力矩控制装置(96)包括根据所述牵引控制装置所进行的车轮驱动力的控制，对所述摩擦接合装置(46、57、68、79)进行滑动控制的控制装置(96)。

Images