一种自动变速器及其换挡控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及汽车技术领域，特别是商用车辆自动变速器的换挡控制方法。本发明还涉及采用所述换挡控制方法进行换挡的自动变速器。
【背景技术】
[0002]汽车工业的发展与现代车辆的性能提升，人们对车辆使用舒适性与劳动强度的降低，使得现代的车辆动力传递系统向自动化发展。
[0003]由于电控技术与传感器技术的提升，使得精确控制成为可能。相比手动变速器汽车需要频繁的换挡操作，驾驶员容易疲劳，影响驾驶的安全性。尤其是商用车辆，车内噪声大，工作环境状态恶劣，驾驶员操作手动变速器操纵杆与踩踏离合器都非常费力，对安全性影响极大。液力自动变速器具有操纵轻便、简单，具有良好的自适应性，大大降低了劳动强度，也减少了对车辆传动系统的冲击。
[0004]有级形式的液力自动变速器是通过其自身所安装的动力泵所产生的流体压力，来控制多个摩擦配合的扭矩传递装置(摩擦制动器、摩擦离合器)的配合状态，再通过离合器或者制动器联系的行星轮系的组成构件，并通过约束行星轮系自由度的方式来形成变速齿轮机构的动力传递，从而可以进行变速。
[0005]近年来为了达到车辆的燃油经济性、动力性需求，要求液力自动变速器实现多挡化，尤其是商用车辆，对燃油经济性关注较大，对多挡化的需求更为迫切。
[0006]由于多挡化的需求势必会引起行星排数量的增加，进行扭矩传递的摩擦离合器数量增加。并且多组行星排形成的动力传递轮系，相比与少挡位的轮系，其自由度增加，每一挡位需要结合的离合器就要增多，以便减少整个动力传递轮系的自由度，达到该轮系的自由度只有一个，这样才能实现动力的定向传递，更多的离合器将参与结合与分离工作，这样会造成换挡逻辑与控制上的困难。一款优秀的多级形式行星轮系动力传递系统多需要大量计算与分析、研究才能得到，期间涉及到得挡位切换过程中的换挡冲击、抖动或顿挫问题在挡位增加的情况下会变的严重。
[0007]在多挡化得过程中，由于离合器与行星排系构件的增多，挡位切换过程中过多的离合器参与工作，如果仍然希望能够按照少挡位自动变速器的换挡方式每次仅进行一组离合器的结合，一组离合器的断开动力，很不容易实现，给设计造成很大的困难。
[0008]例如，若液力自动变速器传动轮系具有四个自由度，每次通过三个扭矩传递装置的结合来实现动力的定向、变换传递，在换挡过程中容易出现同时需要两个离合器结合，两个离合器断开动力的操作；依据现有的控制理论与传感技术，需要加装针对相关构件的转速传感器来进行相应的换挡所涉及的构建的转速的测量，而后通过转速的变化确定每一个离合器的工作结合时序与状态。这对变速器的设计是非常繁复的工作，变速器的紧凑设计需求、简单化设计需求不允许有多余的传感器加装，对传动构件的更改也势必造成相应的设计缺陷和项目的推迟。如果仅靠电控系统进行相应的变动，同时结合、分离四组离合器是非常难于实现的，需要大量的测试数据支持，而且会引起各行星排组成部件的转速变化过大，引起冲击，另外，随着使用时间的增加，磨损累积后控制精度将降低。
[0009]因此，如何在一次换挡过程中更好的实现两个换挡组件打开、两个换挡组件结合，是本领域技术人员需要解决的技术问题。
【发明内容】
[0010]本发明的第一目的是提供一种自动变速器换挡控制方法。该方法在一次换挡过程中，可以使原本应该双换挡组件同时操作的换挡方式转换为分步操作单换挡组件的换挡方式，从而显著降低了换挡设计和控制难度，且换挡平稳，能够有效避免换挡冲击。
[0011]本发明的第二目的是提供一种采用上述控制方法的自动变速器。
[0012]为了实现上述第一目的，本发明提供一种自动变速器换挡控制方法，所述自动变速器具有多个挡位；
[0013]所述多个挡位中，至少一组相邻的低挡位和高挡位具有四个不同的结合换挡组件;
[0014]所述方法包括:
[0015]断开所述四个不同结合换挡组件中的一个；
[0016]切换所述四个不同结合换挡组件中的另外两个；
[0017]结合所述四个不同结合换挡组件中的最后一个。
[0018]进一步地，所述四个不同的结合换挡组件分别为低挡第一换挡组件、低挡第二换挡组件、高挡第一换挡组件以及高挡第二换挡组件；
[0019]所述方法包括升挡步骤:
[0020]通过断开所述低挡第一换挡组件，将所述低挡位切换至第一过渡挡；
[0021]通过断开所述低挡第二换挡组件、结合所述高挡第一换挡组件，将所述第一过渡挡切换至第二过渡挡；
[0022]通过结合所述高挡第二换挡组件，将所述第二过渡挡切换至高挡位。
[0023]所述方法还包括降挡步骤:
[0024]通过断开所述高挡第二换挡组件，将所述高挡位切换至第二过渡挡；
[0025]通过断开所述高挡第一换挡组件、结合所述低挡第二换挡组件，将所述第二过渡挡切换至第一过渡挡；
[0026]通过结合所述低挡第一换挡组件，将所述第一过渡挡切换至低挡位。
[0027]进一步地，在所述第一过渡挡和第二过渡挡，所述自动变速器的输出轴不输出转速和扭矩，其在惯性作用下速度基本保持不变。
[0028]为实现上述第二目的，本发明提供一种自动变速器，具有多个挡位，
[0029]所述多个挡位中，至少一组相邻的低挡位和高挡位具有四个不同的结合换挡组件；
[0030]进一步包括第一过渡挡和第二过渡挡；
[0031]相对于所述低挡位，所述第一过渡挡断开所述四个不同结合换挡组件中的一个；
[0032]相对于所述第一过渡挡，所述第二过渡挡切换所述四个不同结合换挡组件中的另外两个；
[0033]相对于所述第二过渡挡，所述高挡位结合所述四个不同结合换挡组件中的最后一个。
[0034]优选地，所述四个不同的结合换挡组件，分别为低挡第一换挡组件、低挡第二换挡组件、高挡第一换挡组件以及高挡第二换挡组件；
[0035]相对于所述低挡位，所述第一过渡挡断开所述低挡第一换挡组件；
[0036]相对于所述第一过渡挡，所述第二过渡挡断开所述低挡第二换挡组件、结合所述高挡第一换挡组件；
[0037]相对于所述第二过渡挡，所述高挡位结合所述高挡第二换挡组件。
[0038]优选地，所述多个挡位通过行星齿轮系获得，所述行星齿轮系包括:
[0039]第一行星排，具有第一太阳轮、第一行星架和第一齿圈；
[0040]第二行星排，具有第二太阳轮、第二行星架和第二齿圈；
[0041]第三行星排，具有第三太阳轮、第三行星架和第三齿圈；
[0042]第四行星排，具有第四太阳轮、第四行星架和第四齿圈；
[0043]第一旋转体，包括输入轴和所述第一行星架；
[0044]第二旋转体，包括所述第一太阳轮，并能够选择性的连接至固定件；
[0045]第三旋转体，包括所述第一齿圈和第二行星架，并能够选择性的连接至固定件；
[0046]第四旋转体，包括所述第二太阳轮，其能够选择性的连接至所述第一旋转体；
[0047]第五旋转体，包括所述第二齿圈和第三太阳轮；
[0048]第六旋转体，包括所述第三行星架和第四齿圈，并能够选择性的连接至固定件或选择性的连接至所述第四旋转体；
[0049]第七旋转体，包括所述第四太阳轮，并能够选择性的连接至所述第四旋转体；
[0050]第八旋转体，包括所述第三齿圈、第四行星架及输出轴；
[0051]六个换挡组件，包括离合器和制动器，所述离合器设于所述旋转体中的选定旋转体之间，所述制动器设于所述旋转体中的选定旋转体与固定件之间。
[0052]优选地，所述输入轴为第一旋转轴；
[0053]所述第一旋转体的第一行星架与所述第一旋转轴连接；
[0054]所述第二旋转体的第一太阳轮与第二旋转轴连接；
[0055]所述第三旋转体的第一齿圈和第二行星架通过第三旋转轴连接；
[0056]所述第四旋转体的第二太阳轮与第四旋转轴连接；
[0057]所述第五旋转体的第二齿圈和第三太阳轮通过第五旋转轴连接；
[0058]所述第六旋转体的第三行星架和第四齿圈通过第六旋转轴连接；
[0059]所述第七旋转体的第四太阳轮连接第七旋转轴；
[0060]所述第八旋转体的第三齿圈和第四行星架连接输出轴；
[0061]所述输出轴为第八旋转轴。
[0062]优选地，所述六个换挡组件包括:
[0063]第一离合器，插置于所述第一旋转体与第四旋转体之间；
[0064]第二离合器，插置于所述第四旋转体与第六旋转体之间；
[0065]第三离合器，插置于所述第四旋转体与第七旋转体之间；
[0066]第一制动器，插置于所述第二旋转体与固定件之间；
[0067]第二制动器，插置于所述第三旋转体与固定件之间；
[0068]第三制动器，插置于所述第六旋转体与固定件之间。
[0069]优选地，所述多个挡位包括至少八个前进挡和至少两个倒挡:
[0070]前进一挡，所述第二制动器、第三制动器和第一离合器结合；
[0071]前进二挡，所述第三制动器、第一离合器和第三离合器结合；
[0072]前进三挡，所述第二制动器、第一离合器和第三离合器结合；
[0073]前进四挡，所述第一制动器、第二离合器和第三离合器结合；
[0074]前进五挡，所述第一制动器、第一离合器和第三离合器结合；
[0075]前进六挡，所述第一离合器、第二离合器和第三离合器结合；
[0076]前进七挡，所述第一制动器、第一离合器和第二离合器结合；
[0077]前进八挡，所述第二制动器、第一离合器和第二离合器结合；
[0078]第一倒挡，所述第一制动器、第三制动器和第一离合器结合；
[0079]第二倒挡，所述第一制动器、第三制动器和第二离合器结合。
[0080]优选地