CN1975139A - 可选单向离合器的控制 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种控制可选用的单向离合器(SOWC)的方法使能实现发动机制动。另外，本发明的方法适宜使用SOWC实现发动机制动，因此不需另设离合器。该方法开始时先识别向低速档换档的指令。在向低速档换档的指令被识别后，与当前速比有关的要离去的离合器被松开。这时最好增加发动机的转速来使跨越该可选用单向离合器的相对转速趋于零。此后该可选用单向离合器被接合使它能在两个方向上保持转矩。这样转矩便能从变速装置传递到发动机，从而发动机能被制动。

Description

可选单向离合器的控制
技术领域
本发明涉及一种控制单向离合器让发动机制动的方法。
背景技术
自动变速装置一般是在有选择地驱动一个或多个摩擦元件后改变动力输送途径来作出速比的改变的。通常设置一个单向离合器来将转矩从发动机传递到变速装置，并阻止反向的转矩从变速装置传递到发动机。但阻止反向的转矩传递到发动机也妨碍发动机的制动。“发动机制动”是一种使用发动机压缩使能量消散来使发动机减速的方法，而不是仅仅依靠传统的基于摩擦的制动系统。因此实行发动机制动与传统的基于摩擦的制动系统结合，由于减少磨损和热的产生，可使传统制动系统的寿命增加。
本发明概述
本发明涉及一种控制“可选单向离合器”(SOWC)使发动机制动能实现的方法。另外，本发明的方法适宜使用SOWC来实现发动机的制动，因此不需另设离合器。
在向低速档换档(从高速换到低速)的指令被识别时，本发明的方法就开始了。该向低速档换档指令最好根据操作者从驱动状态到一个手动齿轮的换档来产生。这里所用的术语—一个“手动齿轮”指手动可选传动比(即速比)中的一个如D1、D2或D3。作为示范，从驱动状态换档到一个手动齿轮今后将被描述成如下的形式。例如：从第二级齿轮向低速档换档到手动的第一级齿轮(简写为2-D1向低速档换档)。但应知道，本发明的方法也可用于其他向低速档换档，例如4-D3或3-D2向低速档换档。在向低速档换档的指令被识别后，离去的离合器被松开。就本例的2-D1向低速档换档而言，与第二级齿轮速比有关的离去的离合器被松开。
按照一个优选的实施例，本发明使用发动机节流阀，在SOWC被驱动之前将跨越SOWC的相对转速设定为近乎零，目的是要限制被SOWC吸收的冲击载荷数量。曾经观察到，用这种方式减少冲击载荷能得到较平稳的换档，没有令人反感的噪声或力传送给操作者。
当跨越SOWC的相对转速达到近乎零时，SOWC被驱动或被“锁住”，这时它持有顺时针向和逆时针向两个方向的转矩。当SOWC被构形成可持有两个方向的转矩时，转矩便可从变速装置传递到发动机，从而使发动机制动。
按照本发明的一个方面，电子调节控制(简写为BTC)被提供用来设定跨越SOWC的相对转速使它近乎零。
按照本发明另一个方面，SOWC接通液压。
按照本发明还有另一个方面，跨越SOWC的相对转速可用一个变速装置的输入转速传感器和一个变速装置的输出转速传感器来识别。
按照本发明尚有另一个方面，SOWC用机械方法被松开。
本发明的上述这些和其他一些特点和优点在阅读下面结合附图对实施本发明的最佳模式所作的详细说明后当可明白。
附图简要说明
图1为按照本发明的车辆的略图；
图2为按照本发明的可选单向离合器的概略的部分剖视图；
图3为示出本发明的方法的流程图；
图4为按照本发明的变速装置的概略的变速杆图；
图5a为一概略的杠杆图示出图4中的变速装置的被接合的第二级齿轮速比；
图5b为一概略的杠杆图示出图4中的变速装置正在从第二级齿轮速比过渡到D1齿轮速比的途中；及
图5c为一概略的杠杆图示出图4中的变速装置的被接合的D1齿轮速比。
优选实施例的说明
本发明提供一种控制可选单向离合器或SOWC的方法使发动机的制动能实现。另外，本发明的方法适宜使用SOWC来实现发动机制动，因此不需另设离合器。
参阅附图，其中相同标号指相同构件。图1示出的车辆6包括发动机8、差速器9、和变速装置10。该变速装置10包括一个SOWC 12。按照本发明的优选实施例，该SOWC为一机械的以二极管为基的SOWC12。但应知道，按照另外的实施例，该机械的以二极管为基的SOWC 12可被其他可选单向离合器取代。在变速装置10内最好设置一个变速装置输入转速传感器46来测量变速装置的输入转速。而在变速装置10和差速器9之间最好设置一个变速装置输出转速传感器48来测量变速装置的输出转速。
如图2所示，该SOWC包括第一和第二座圈14、16；第一和第二撑条18、20；及第一和第二弹簧22、24。第一座圈14和第二座圈16被这样配置，使它们或是相互相对旋转(即成为自由轮)，或是锁住成为一个单独的单元旋转。第一座圈14形成第一和第二凹槽部26、28，它们分别适宜保持第一和第二撑条18、20及第一和第二弹簧22、24。第二座圈形成第一和第二接合肩30、32，它们各自适宜接合第一和第二撑条18、20中的一个，从而将离合器12锁住。
当第一和第二弹簧22、24处在被压缩位置上时，撑条18、20退缩在座圈14的凹槽部26、28内，以致肩部30、32不被接合，离合器12可自由地在顺时针和逆时针两个方向旋转。当第一和第二弹簧22、24处在伸展位置，撑条18、20各从其凹槽部26、28伸出，分别与第一和第二接合肩30、32接合，以致离合器12在顺时针和逆时针两个方向都被锁住。另外，将弹簧22、24中的一个压缩而伸展另一个，可将离合器锁住在一个方向而可在相反的方向自由旋转。
弹簧22、24被配置得可推动撑条18、20使它与肩部30、32接合，从而在该稳定状态的位置上使该SOWC 12在两个方向上都被锁住。因此，为了松开SOWC的目的设有一块选择器板42。该选择器板42适宜可选择地移动并与两个撑条18、20中的一个接合，从而将接合的撑条推向各自的凹槽部26、28使与各自的肩部30、32脱离键合。例如该选择器板42可被移动到与撑条20接合，从而压迫弹簧24并使撑条20缩进而与肩部32脱离接合，这样该座圈16便可相对于座圈14在逆时针方向旋转。
按照一个优选的实施例，该选择器板42是使用传统的液压装置如液压驱动器40由液压驱动。该液压驱动器40包括一个返回弹簧41，该弹簧适宜推动选择器板42与撑条18、20中之一接合使SOWC 12机械地偏移到单向操作模式。而当驱动器40克服返回弹簧41，用液压驱动选择器板42使它移动到两个撑条18、20之间的位置时，SOWC 12在两个方向都被锁住。SOWC 12以这种方式在液压上与驱动器40接合并被返回弹簧41机械地脱离接合。
为了便于公开说明，一种优选的使用SOWC产生“发动机制动”的方法50(在这里也被称为算法50)在图3中示出。但应知道使用SOWC产生发动机制动还可有其他方法。图3中画出的方块图代表一个控制模块如变速控制模块36(简写为TCM，在图1中示出)所要完成的各个步骤。
参阅图3，优选的方法被明细化，在步骤52，识别操作者的从驱动状态到一手动传动比如D1、D2、D3的向低速档换档的接合。作为示范，从驱动状态到一手动传动比的向低速档换档今后将被这样描述，例如：从第二级齿轮到手动的第一级齿轮的向低速档换档(简写作2-D1向低速档调速)。但应知道，本发明的方法50也可用于其他向低速档换档，例如4-D3或3-D2向低速档换档。如果一个2-D1向低速档换档被指令，算法50就进到步骤54。在步骤54，第二级齿轮离去的离合器92(在图4中示出)被松开以便开始2-D1向低速档换档。在步骤56，发动机转速被增加，这将在下面详述。
增加发动机转速的步骤56最好用电子调速控制(简写作ETC)来完成。更精确地说，TCM 36(图1中示出)发出一个信号指令一个发动机控制模块38(简写作ECM，在图1中示出)用电子方法增加发动机的输出。步骤56最好被做到使SOWC 12快速达到同步转速，在该转速跨越SOWC 12的相对转速为零。就本发明的目的而言，跨越SOWC 12的相对转速被定义为相对于第二座圈16的第一座圈14的转速。SOWC12的同步转速最好被这样确认：用转速传感器46、48(图1中示出)测量变速装置的输入和输出转速、识别当前变速装置的齿轮状态、使用如图5a-5c那样的杠杆图、计算第一和第二座圈14、16(图1和2中示出)的转速。
在步骤60，在达到SOWC 12(图1中示出)的同步转速后，SOWC 12被接合或锁住使SOWC 12能在两个方向持有转矩。在同步转速下接合SOWC 12有效地限制SOWC 12所吸收的冲击载荷量。曾经观察到以这种方式减少冲击载荷可提供较平稳的换档，因此没有令人讨厌的噪声或力带给操作者。参阅图2，SOWC 12的接合是将选择器板42移动到撑条18、20之间的位置上，使弹簧22、24分别推动撑条18、20与肩部30、32接合，从而将SOWC 12锁住在两个方向上。按照一个优选实施例，该选择器板42是被液压驱动器40移动的，因此SOWC 12是在液压下接合的。
再次参阅图3，在步骤62，在SOWC 12(图1中示出)被接合后，在步骤56使用的ETC被切断。在BTC被切断后，接合的SOWC 12将在两个方向上持有转矩，因此能够使发动机制动，使车辆6缓行。在步骤64，在车辆6从一手动齿轮被换档后，SOWC 12被松开。参阅图2，SOWC 12的松开是将选择器板42移动到与撑条20接合使该撑条20与肩部32脱离接合，这样座圈16便可相对于座圈14以逆时针方向旋转。按照一个优选的实施例，该选择器板42是被返回弹簧移动的，因此SOWC是被机械地松开的。
下面将以图4中概略示出的自动变速装置10为例说明本发明用于自动变速装置时的情况。但应知道本发明的方法也可被用于另外的变速装置上。
如图4所示，变速装置10包括第一行星齿轮组70，其中有环齿轮件72、第一支座件74、和一中心件76。该变速装置10还包括第二行星齿轮组78，其中有第二环齿轮件80、第二支座件82、和第二中心件84。该变速装置包括一根适宜从发动机8(在图1中示出)接受输入的输入轴86和一根适宜将输出传递给差速器9(在图1中示出)的输出轴88。单向离合器90可选择地将输入轴86连接到第一中心件76上。SOWC 12可选择地将第二支座件82接地，而带式离合器92可选择地将第二中心件84接地。
参阅图5a-5c，变速装置10以杠杆图的形式示出，这样较易被本行业的行家理解。更精确地说，图5a-5c所示一系列杠杆图代表变速装置10从二级传动比换档到D1传动比的过程。在图5a-5c的杠杆图中，每一图都包括一条设有第一、第二、第三和第四节点A、B、C、D的垂直线100和一条斜线。该垂直线100一般地代表变速装置，而该斜线102代表该变速装置的旋转速度。节点A、B、C和D代表各个行星齿轮件，最好依次为：第一中心件76、第一支座件74、第一环齿轮件72、和第二中心件84(均在图4中示出)，但并非必需按此次序。
参阅图5a，该图为一杠杆图表示该变速装置10正在第二级齿轮上操作。所示离合器92于是与接地的节点D接合以致在节点D上的旋转速度为零。发动机8(图1中示出)在节点A将转矩T1施加到变速装置10上，产生一个节点A的旋转速度V1和一个节点B的旋转速度V2。节点B的旋转转速V2代表变速装置10传递给差速器9(图1中示出)的输出。
参阅图5b，该图为一杠杆图表示该变速装置从第二级齿轮被换档到D1传动比的情况。在开始2-D1的向低速档换档时，离合器92(离去的离合器)被松开，发动机8(图1中示出)在节点A将输入转矩T2施加到变速装置10上。施加转矩T2时最好通过上面对图3的步骤56说明的电子调速控制。由于节点C的旋转速度(由斜线102代表)还不是零，跨越SOWC 12(图1中示出)的相对转速还不是零，SOWC未被驱动。
在2-D1向低速档换档时转矩T2的施加最好能较快地使节点C的旋转速度为零，这样SOWC 12方能被接合。参阅图5b可以看到转矩T2在节点A导出旋转速度V3，该旋转速度V3从左到右推动该斜速度线102的顶部。在节点B导出的旋转速度V4还代表该变速装置输出的旋转速度。该变速装置输出的速度V4被固定，这样导出速度V3便使该斜速度线102环绕标示V4的点旋转，从而将节点C的速度带向零。
参阅图5c，该图为一杠杆图表示该变速装置10正在D1传动比上操作。当在节点C的旋转速度近乎零时，跨越SOWC 12(图1中示出)的相对转速也近乎零并且SOWC 12被锁住。可以看到，在SOWC 12被接合后，节点C在两个方向上都被接地，这样转矩T3就能从节点A传递到发动机8(图1中示出)上。就是这个传递到发动机8上的转矩和发动机压缩力对这个转矩相应的阻力将“发动机制动”带给车辆6。
虽然实施本发明的最佳模式已被详细说明，但与本发明有关行业的行家们将会认识到在所附权利要求书的范围内实施本发明是可以作出各种可替代的设计和实施例的。

Claims (18)

1.一种控制单向离合器使车辆发动机制动的方法，所说方法包括如下步骤：
识别向低速档换档的指令；
松开要离去的离合器；
增加发动机转速；及
在跨越可选单向离合器的相对转速接近零时接合该可选单向离合器，使在接合时吸收最小的冲击载荷。
2.权利要求1的方法，其特征在于，所说增加发动机转速的步骤包括应用电子调速控制。
3.权利要求2的方法，其特征在于，还包括在该可选单向离合器被接合后切断所说电子调速控制。
4.权利要求1的方法，其特征在于，所说接合该可选单向离合器的步骤包括用液压接合该可选单向离合器，以在顺时针和逆时针两个方向上保持转矩。
5.权利要求1的方法，其特征在于，所说在跨越该可选单向离合器的相对转速接近零时接合该可选单向离合器的步骤包括监控变速装置的输入转速传感器和输出转速传感器。
6.权利要求1的方法，其特征在于，还包括在发动机制动完毕后松开该可选单向离合器。
7.权利要求6的方法，其特征在于，所说松开该可选单向离合器的步骤包括用机械方法松开该可选单向离合器。
8.权利要求7的方法，其特征在于，所说识别向低速档换档指令的步骤包括识别由操作者指令的从驱动状态到手动齿轮速比的向低速档换档。
9.一种控制单向离合器使车辆发动机制动的方法，所说方法包括如下步骤：
识别向低速档换档指令；
松开与当前传动比关联的离去离合器；
利用电子调速控制增加发动机转速直到跨越可选单向离合器的相对转速接近零；
在跨越该可选单向离合器的相对转速接近零时接合该可选单向离合器，使在接合时吸收最小的冲击载荷；及
在该可选单向离合器被接合后减少该发动机转速，使发动机能制动而车辆减速。
10.权利要求9的方法，其特征在于，还包括在发动机制动完毕后松开该可选单向离合器。
11.权利要求10的方法，其特征在于，所说松开该可选单向离合器的步骤包括用机械方法松开该可选单向离合器。
12.权利要求9的方法，其特征在于，所说识别向低速档换档指令的步骤包括识别由操作者指令的从驱动状态到手动传动比的向低速档换档。
13.权利要求9的方法，其特征在于，所说接合该可选单向离合器的步骤包括用液压方法接合该可选单向离合器，以在顺时针和逆时针两个方向上保持转矩。
14.权利要求9的方法，其特征在于，所说利用电子调速控制增加发动机转速直到跨越可选单向离合器的相对转速接近零的步骤包括监控变速装置的输入转速传感器和输出转速传感器。
15.一种控制单向离合器使车辆发动机制动的方法，所说方法包括如下步骤：
识别由操作者指令的从驱动状态到手动齿轮速比的向低速档换档；
松开与当前接合的齿轮速比关联的离去离合器；
利用电子调速控制增加发动机转速一直到跨越可选单向离合器的相对转速接近零；
在跨越该可选单向离合器的该相对转速接近零后接合该可选单向离合器，使在接合时吸收最小的冲击载荷；
在该可选单向离合器被接合后减少发动机转速，使发动机制动和车辆减速；及
在该发动机制动完成后松开该可选单向离合器。
16.权利要求15的方法，其特征在于，所说接合该可选单向离合器的步骤包括用液压接合该可选单向离合器，以在顺时针和逆时针两个方向上保持转矩。
17.权利要求16的方法，其特征在于，利用电子调速控制增加发动机转速直到跨越可选单向离合器的相对转速接近零的步骤包括监控变速装置的输入转速传感器和输出转速传感器。
18.权利要求17的方法，其特征在于，所说松开该可选单向离合器的步骤包括用机械方法松开该可选单向离合器。
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