双离合器变速器的齿轮选择方法

专利名称：双离合器变速器的齿轮选择方法
技术领域：
本发明涉及一种双离合器变速器的齿轮选择方法。
背景技术：
在输入端与输出端之间传送动力的自动变速器，无论是在速率的连续 可变范围还是速率中的不连续级别变化中，均伴随有若干寄生损耗源，影 响燃料经济性。上述损耗与力矩转换器、开放式液压摩擦离合器和刹车、 液压泵和齿轮啮合相关。
为了提高具有自动变速器的机动车的燃料经济性，自动换档手动
(ASM)变速器可以用于消除或实质上减少除齿轮啮合损耗外的所有寄生 损耗。ASM变速器在能耗散多余动力的速率方面受限。通常变速器改变 传动比的方式为首先中断从发动机传送到变速器输入端的转矩，准备与 下一速度比关联的变速器元件，而后恢复输入端的转矩。ASM变速器主 要功能特征是需要在传动比改变前或改变时中断从发动机传送到变速器 输入轴的动力。
双离合器副轴变速器本质上是两个ASM变速器， 一个具有奇数档而 另一个具有偶数档。奇数档与偶数档之间可以不中断动力流动而完成变 换。在奇数档下工作时，可以起动联轴器形成下一偶数档的变速器。双离 合器变速器的寄生损耗仅比ASM变速器的大一点。
机动车从静止状态加速时，发动机产生的机械动力超过车辆利用的动 力。变速器必须将多余的部分耗散， 一般是耗散为热量。开放式力矩转换 器通常在将多余的机械动力转化为工作液的热量时十分有效。例如用于 ASM的摩擦离合器和双离合器中必须耗散的能量由转矩值、离合器的速 度差和情况的持续时间确定。
最有效的限制必须由离合器耗散的动力的方法是在齿轮箱中增加附 加转矩。这具有两个好处。首先，减少了离合器必须传送的转矩。第二， 由于齿轮箱的输入等于低车速下的发动机速度，所以该情况的持续时间减 少。由行驶燃料经济性表示的类似的高速传动比的需要没有改变，所以导 致齿轮箱必须具有本质上更大的总跨度。相邻传动比之间的差被舒适变换 的能力限制。因此，必须增加不连续传动比的数目。
按传统技术，由于速度相对较小而倒车中的燃料效率不是重要的考虑 因素，所以认为一个倒档传动比就足够了。但是，如果齿轮传动比大到足 以满足离合器热量考虑，则其对于正常甚至是相对低速下的倒车驱动则过 多。因此，除了具有更多传动比齿轮传动比外，提供类似于传统倒档传动 比的倒档传动比是有益处的。
一种公知的增加齿轮传动比的方法是增加单对齿轮的齿数。因为受到 相比轴直径齿轮能够达到多小的限制，这需要增加轴之间的距离。增加附 加的前进和倒车传动比通常需要至少四个附加齿轮和一个附加同步器齿 套。因此变速器将远大于并可能装不进可用包装空间。
在副轴变速器中，齿轮连接例如同步器的联轴器上的驱动通路移动
套。在双离合器变速器中(DCT)，只要每个齿轮都与不同的输入离合器相 关联，可以在任意时刻选择一个或两个齿轮。联轴器套移动时，必须脱离 与选择或取消选择的齿轮相关的离合器。
在包括离合器联轴器的DCT中，最低前进档、第一档中的操作需要 啮合两个同步器第二档联轴器和离合器联轴器。类似地，最低倒车档、 Rl档中的操作需要啮合R2联轴器和离合器联轴器。
上述联轴器的啮合顺序极大地影响所需的联轴器转矩的大小。例如， 如果首先啮合第二档，第二档联轴器必须加速仅一个离合器片，其具有相 对离合器片的适当的转矩比率。另一方面，如果首先啮合离合器联轴器， 随后的第二档联轴器啮合时需同时加速两个离合器片，同时克服更大的转 矩比。如果离合器很冷导致其具有高阻就会特别麻烦。
汽车工业很需要一种换档控制方法来保证离合器联轴器最终的啮合。
在R档和D档之间移动变速杆反复摇动车辆通常用于将车轮从雪、 冰或泥中移出。反复摇动操作中换档控制方法最好仅变换离合器而不移动 任何联轴器套，便从前进档变为倒车档。

发明内容
为满足工业需要，克服现有变速器换档控制的缺点，开发了一种控制 车辆多速度动力传送中的换档的方法，该车辆包括通过产生倒车档的第一 动力路径传送动力的第一离合器，通过产生前进档的第二动力路径传送动 力的第二离合器。该方法包括选择变速器操作的倒车档，让变速器交替通 过第一动力路径和第二动力路径传送动力；啮合第一离合器并通过倒车档 中的第一动力路径传送动力，选择执行传送的前进档，松开第一离合器， 啮合第二离合器，通过前进档中的第二动力路径传送动力。
可以用换档方法控制的变速器的结构可以类似于跨度适中的双离合 器变速器。但是在两个输入轴之间增加可选择的转矩通路，以便在启用上 述通路时，连接偶数档的输入轴比连接奇数档的输入轴转得慢预定比率。 该转矩通路需要新的同步器，但是可以对已有的传动装置再利用。依靠原 有齿轮箱的设计，通常是可以将新的同步器与现有同步器结合，形成三工 位套(轴与两个齿轮中的一个连接或均不连接)。
通过启用新的同步器与第二档同步器和奇数档离合器，啮合第一档。 如果现有倒车传动比由偶数档输入轴驱动，则还产生额外的低速倒车传动 比。结合倒车同步器和奇数档离合器，启用新的同步器以啮合该低速倒车 档。事实上，在原有变速器中的每个偶数比率下产生附加比率。但是仅低 于第一档和倒车档的比率有用。
以类似的方式，在每个奇数比上产生新的比率。通过结合对应的奇数 档同步器和偶数档离合器启用新的同步器，啮合上述比率。其中，仅高于 最高奇数比的比率有用。例如，产生高于第五传动比的比率。从第五到该 新比率的级别大小与第一和第二之间的级别大小相同，用第六档则过大。 但是，如果惯用的第六档存在，则新的比率可用作第七档。该新的传动比 利用与第六传动比相同的离合器，所以必须利用与ASM类似的转矩中断
完成最终的调高速档。
总之，跨度适中的五个前进速度、 一个倒车的齿轮箱可以改变为具有 七个前进速度、两个倒车速度的极大跨度的齿轮箱。类似地，跨度适中的 四个前进速度、 一个倒车的齿轮箱可以变为具有五个前进速度、两个倒车 速度的极大跨度的齿轮箱。
所属技术领域的技术人员参照附图阅读时，根据较佳实施例的以下详 细说明，本发明的多个目的和优点将显而易见。


图l为表示五个前进速度前轮驱动的驱动桥的示意图2为包括图1的驱动桥的每个齿轮的最佳齿数的图表；
图3为包括图1的输入和输出速度比和驱动桥的每个前进速度和倒车 速度的速度比之间的级别，齿轮的数目如图2所示；
图4是表示7个前进速度、2个倒车速度前轮驱动驱动桥的示意图5是为包括图4中变速器的各个齿轮的最佳齿数的图表；
图6为包括图4中输入和输出之间速度比和变速器的各个前进和倒车 速度的速度比之间的级别，齿轮的数目如图5所示；
图7为表示换档控制方法的状态转换图。
具体实施例方式
参照图1，驱动桥包括可驱动地连接动力源如内燃机或电动机与
变速器的输入端10，以及通过包括驱动轴、差速器和半轴的动力总 成驱动负载例如汽车驱动轮的输出端36。第一摩擦离合器20包括 离合器外壳和离合器片22，离合器20被啮合和分离时分别交替连接 和脱离第一输入轴14。第二摩擦离合器16包括离合器外壳和离合器 片18，离合器16被啮合和分离时分别交替连接和脱离第二输入轴12。
第一副轴26支承第一输出小齿轮30，其固定在副轴26上与固
定于输出端36的输出环形齿轮34持续啮合。第二副轴24支承第二 输出小齿轮32,其固定在副轴24上与输出环形齿轮34持续啮合。
第一输入轴14支承固定在轴14上的两个小齿轮50和52。第二 输入轴12支承固定在轴22上的一个小齿轮48和绕轴12旋转的两个 小齿轮44和46。齿轮42支承在副轴26上，相对于副轴26旋转， 与小齿轮52持续啮合。辅助轴26是支承在副轴26上的中空的轴， 相对于副轴26旋转。辅助轴28支承固定在轴28上的齿轮38和40， 分别持续啮合小齿轮46和50。齿轮54支承在副轴24上并持续啮合 小齿轮44。齿轮56和58支承在副轴24上，相对于副轴24旋转， 并分别持续啮合小齿轮48和齿轮42。联轴器60、 62和64最好是用 于在汽车手动变速器中在轴与小齿轮或齿轮的速度同步后，将齿轮或 小齿轮与轴连接的那类同步器。每个联轴器也可以分离轴及其小齿轮 或齿轮。或者，每个联轴器可以是齿式离合器，其具有的齿与齿轮或 小齿轮的狗牙啮合。联轴器可以是同步器和齿式离合器的任意组合。 每个联轴器都由固定在轴上的毂和支承在毂上的套组成，该套左右滑 动啮合旁边的齿轮或小齿轮的狗牙。在联轴器是同步器的情况下，其 具有与齿轮或小齿轮上的对应的圆锥形表面相互啮合的圆锥形表面。 同步器与其旁边的齿轮中的一个啮合时，上述圆锥形表面被推到一起 引起摩擦接触，摩擦啮合使齿轮与轴的速度在狗牙啮合前同步。还可 以采用公知或以后将发明的其他类型的同步器或联轴器。
联轴器60将第二输入轴12连接到小齿轮44、小齿轮46或分离 上述第二输入轴与两个小齿轮。联轴器60是离合联轴器。联轴器62 将副轴26连接到齿轮40、齿轮42或分离上述副轴与两个齿轮。联 轴器64将副轴24连接到齿轮56、齿轮58或分离上述副轴与两个齿 轮。
联轴器60与小齿轮46啮合启用第一与第二输入轴之间包括小齿 轮50、齿轮40、辅助轴28、齿轮38、小齿轮46和联轴器60的动力路径。
为了用第一前进速度加速车辆，变速器的结构为联轴器60啮合 小齿轮46以及联轴器62啮合小齿轮42。而后啮合离合器16。该速 度的动力路径包括输入端10、离合器16、输入轴12、联轴器60、小 齿轮46、齿轮38、辅助轴28、齿轮40、小齿轮50、输入轴14、小 齿轮52、齿轮42、联轴器62、副轴26、输出小齿轮30、输出齿轮 34和输出端36。输入端10通过离合器16可驱动地连接轴12。轴12 通过联轴器60可驱动地连接小齿轮46。小齿轮46驱动齿轮38、辅 助轴28、齿轮40、小齿轮50、轴14、小齿轮52、齿轮42。齿轮42 通过联轴器62可驱动地连接于副轴26。小齿轮30固定于副轴26上 并驱动环形齿轮34和输出端36。
为了从第一前进速度转换为第二前进速度，离合器20逐渐啮合 而离合器16逐渐松开。联轴器60可以随着该转换移动到空档位置， 但是无论在什么情况下必须在下一个从奇到偶的换档之前移动到空 档位置。该速度的动力路径包括输入端10、离合器20、输入轴14、 小齿轮52、齿轮42、联轴器62、副轴26、输出小齿轮30、输出齿 轮34和输出端36。输入端10通过离合器20可驱动地连接于轴14 和小齿轮52。小齿轮52驱动齿轮42，该齿轮通过联轴器62可驱动 地连接于轴26。小齿轮30固定在轴26上并驱动环形齿轮34和输出 端36。
为了从第二前进速度转换为第三前进速度，变速器的结构为移置 联轴器64啮合齿轮56，离合器16逐渐啮合而离合器20逐渐松开。 联轴器62可以随着该转换移动到空档位置。该速度的动力路径包括 输入端10、离合器16、输入轴12、小齿轮48、齿轮56、联轴器64、 副轴24、输出小齿轮32、输出齿轮34和输出端36。输入端10通过 离合器16可驱动地连接于轴12和小齿轮48。小齿轮48驱动齿轮56， 该齿轮通过联轴器64可驱动地连接于轴24。小齿轮32固定在轴24 上并驱动环形齿轮34和输出端36。
为了从第三前进速度转换为第四前进速度，变速器的结构为移置 联轴器64啮合齿轮40，离合器20逐渐啮合而离合器16逐渐松开。
联轴器64可以随着该转换移动到空档位置。该速度的动力路径包括 输入端10、离合器20、输入轴14、小齿轮50、齿轮40、联轴器62、 副轴26、输出小齿轮30、输出齿轮34和输出端36。输入端10通过 离合器20可驱动地连接于轴14和小齿轮50。小齿轮50驱动齿轮40, 该齿轮通过联轴器62可驱动地连接于轴26。小齿轮30固定在轴26 上并驱动环形齿轮34和输出端36。
为了从第四前进速度转换为第五前进速度，变速器的结构为移置 联轴器60啮合小齿轮44，离合器16逐渐啮合而离合器20逐渐松开。 联轴器62可以随着该转换移动到空档位置。该速度的动力路径包括 输入端10、离合器16、输入轴12、联轴器60、小齿轮44、齿轮54、 副轴24、输出小齿轮32、输出齿轮34和输出端36。输入端10通过 离合器16可驱动地连接于轴12。轴12通过联轴器60可驱动地连接 于小齿轮44。小齿轮44驱动齿轮54、轴24、小齿轮30、环形齿轮 34和输出端36。通过颠倒对应的换高速档的步骤换低速档。
为了在倒车中使车辆加速，变速器的结构为联轴器60啮合小齿 轮46且联轴器64啮合齿轮58。而后啮合离合器16。该速度的动力 路径包括输入端10、离合器16、输入轴12、联轴器60、小齿轮46、 齿轮38、辅助轴28、齿轮40、小齿轮50、输入轴14、小齿轮52、 齿轮42、齿轮58、联轴器64、副轴24、输出小齿轮32、输出齿轮 34和输出端36。输入端IO通过离合器16可驱动地连接于轴12。轴 12通过联轴器60可驱动地连接于小齿轮46。小齿轮46驱动齿轮38、 辅助轴28、齿轮40、小齿轮50、输入轴14、小齿轮52、齿轮42和 齿轮58。齿轮58通过联轴器64可驱动地连接于副轴24。小齿轮32 固定在副轴24上并驱动环形齿轮34和输出端36。
通过逐渐啮合离合器20而逐渐松开离合器16可以在倒车时完成 该变换。该速度的动力路径包括输入端10、离合器20、输入轴14、 小齿轮52、齿轮42、齿轮58、联轴器64、副轴24、输出小齿轮32、 输出齿轮34和输出端36。输入端10随着该变换通过离合器20可驱 动地连接于轴14和小齿轮52。小齿轮52驱动齿轮42和齿轮58，其
通过联轴器64可驱动地连接于轴24。小齿'轮32连接副轴24并驱动 环形齿轮34和输出端36。
图2中表示了包括图1中驱动桥的每个齿轮的最佳齿数的图表， 图3为包括图1的输入和输出速度比和驱动桥的每个前进速度和倒车 速度的速度比之间的级别的图表。
现参照图4，驱动桥包括可驱动地连接动力源如内燃机或电动机 与变速器的输入端10，以及通过包括驱动轴、差速器和半轴的动力 总成驱动负载例如汽车驱动轮的输出端36。第一摩擦离合器16包 括离合器外壳和离合器片18，离合器16被啮合和脱离时分别交替连 接或脱离第一输入轴12。第二摩擦离合器20包括离合器外壳和离合 器片22，离合器20被啮合和分离时分别交替连接或脱离第二输入轴 14。
第一副轴26支承第一输出小齿轮30，其固定在副轴26上与固 定于输出端36的输出环形齿轮34持续啮合。第二副轴24支承第二 输出小齿轮32，其固定在副轴上与输出环形齿轮34持续啮合。第二 输入轴14支承固定在轴14上的两个小齿轮82和84。第一输入轴12 支承固定在轴12上的三个小齿轮76、 78和80。齿轮86、 88、 90和 92支承在副轴24上相对副轴24旋转，并与小齿轮76、 78、 82和84 分别持续啮合。齿轮70支承在副轴26上，相对副轴26旋转，并与 齿轮86持续啮合。辅助轴28为支承在副轴26上的中空轴，相对副 轴26旋转。辅助轴28支承固定在轴28上并持续啮合小齿轮80的齿 轮72。齿轮74支承在副轴28上，相对轴28旋转并持续啮合小齿轮 84。
联轴器94将副轴26连接到齿轮70、齿轮72或分离上述副轴与 两个齿轮。联轴器96将副轴24连接到齿轮86、齿轮88或分离上述 副轴与两个齿轮。联轴器100将副轴24连接到齿轮90、齿轮92或 分离上述副轴与两个齿轮。
联轴器96是离合联轴器。联轴器96与齿轮74的啮合启用第一
与第二输入轴之间的包括小齿轮84、齿轮74、联轴器96、辅助轴28、 齿轮72和小齿轮80的动力路径。
为了用第一前进速度加速车辆，变速器的结构为联轴器96啮合 齿轮74且联轴器98啮合齿轮86。而后啮合离合器20。该速度的动 力路径包括输入端10、离合器20、输入轴14、小齿轮84、齿轮74、 联轴器96、辅助轴28、齿轮72、小齿轮80、输入轴12、小齿轮76、 齿轮86、联轴器98、副轴24、输出小齿轮32、输出齿轮34和输出 端36。输入端10通过离合器26可驱动地连接于轴14和小齿轮84。 小齿轮84驱动齿轮74，其通过联轴器96可驱动地连接于辅助轴28。 辅助轴28驱动齿轮72、小齿轮80、轴12、小齿轮76和齿轮86。齿 轮42通过联轴器98可驱动地连接于副轴24。小齿轮32固定于副轴 24上并驱动环形齿轮34和输出端36。
为了从第一前进速度转换为第二前进速度，离合器16逐渐啮合 而离合器20逐渐松开。联轴器96可以随着该转换移动到空档位置。 该速度的动力路径包括输入端10、离合器16、输入轴12、小齿轮76、 齿轮86、联轴器98、副轴24、输出小齿轮32、输出齿轮34和输出 端36。输入端10通过离合器16可驱动地连接于轴12和小齿轮76。 小齿轮76驱动齿轮86，该齿轮通过联轴器98可驱动地连接于轴24。 小齿轮32固定在轴24上并驱动环形齿轮34和输出端36。为了从第 二前进速度转换为第三前进速度，变速器的结构为移置联轴器100啮 合齿轮92，离合器20逐渐啮合而离合器16逐渐松开。联轴器98可 以随着该转换移动到空档位置。该速度的动力路径包括输入端10、 离合器20、输入轴14、小齿轮84、齿轮92、联轴器IOO、副轴24、 输出小齿轮32、输出齿轮34和输出端36。输入端10通过离合器20 可驱动地连接于轴14和小齿轮84。小齿轮84驱动齿轮92，该齿轮 通过联轴器100可驱动地连接于轴24。小齿轮32固定在轴24上并 驱动环形齿轮34和输出端36。
为了从第三前进速度转换为第四前进速度，变速器的结构为移置 联轴器94啮合齿轮72，离合器16逐渐啮合而离合器20逐渐松开。 联轴器100可以随着该转换移动到空档位置。该速度的动力路径包括输入端10、离合器16、输入轴12、小齿轮80、齿轮72、联轴器94、 副轴26、输出小齿轮30、输出齿轮34和输出端36。输入端10通过 离合器16可驱动地连接于轴12和小齿轮80。小齿轮80驱动齿轮72， 该齿轮通过联轴器94可驱动地连接于轴26。小齿轮30固定在轴26 上并驱动环形齿轮34和输出端36。
为了从第四前进速度转换为第五前进速度，变速器的结构为移置 联轴器100啮合小齿轮90，离合器20逐渐啮合而离合器16逐渐松 开。联轴器94可以随着该转换移动到空档位置。该速度的动力路径 包括输入端10、离合器20、输入轴14、小齿轮82、齿轮90、联轴 器100、副轴24、输出小齿轮32、输出齿轮34和输出端36。输入端 10通过离合器20可驱动地连接于轴12和小齿轮82。小齿轮82驱动 齿轮90，该齿轮通过联轴器100可驱动地连接于轴24。小齿轮32固 定在轴24上并驱动环形齿轮34和输出端36。
为了从第五前进速度转换为第六前进速度，变速器的结构为移置 联轴器98啮合齿轮88，离合器16逐渐啮合而离合器20逐渐松开。 联轴器100可以随着该转换移动到空档位置。该速度的动力路径包括 输入端10、离合器16、输入轴12、小齿轮78、齿轮88、联轴器98、 副轴24、输出小齿轮32、输出齿轮34和输出端36。输入端10通过 离合器16可驱动地连接于轴12和小齿轮78。小齿轮78驱动齿轮88， 该齿轮通过联轴器98可驱动地连接于轴24。小齿轮32固定在轴24 上并驱动环形齿轮34和输出端36。
从第六前进速度转换为第七前进速度的换高速档与其他所有单 级变换不同，需要转矩中断，也就是输入端10与输出端36之间的扭 转连接在改变离合器的状态下被离合器16脱离而短暂中断。上述情 况并不严重，因为6-7换高速档从没在高油门状态下进行，相反，其 通常是驾驶员在达到节油速度时减少动力要求的结果。两个离合器都 分离时，联轴器98移动到空档位置，联轴器96被移置到啮合齿轮 74，联轴器IOO被移置到啮合齿轮卯。而后重啮合离合器16。该速 度的动力路径包括输入端10、离合器16、输入轴12、小齿轮80、齿
轮72、辅助轴28、联轴器96、齿轮74、小齿轮84、输入轴14、小 齿轮82、齿轮90、联轴器100、输出小齿轮32、输出齿轮34和输出 端36。重啮合离合器16时，输入端IO通过离合器16可驱动地连接 于轴12和小齿轮80。小齿轮80驱动齿轮72和辅助轴28，该辅助轴 通过联轴器96可驱动地连接于齿轮74。齿轮74驱动小齿轮84、轴 14、小齿轮82和齿轮卯，该齿轮通过联轴器100可驱动地连接于轴 24。小齿轮32固定在轴24上并驱动环形齿轮34和输出端36。
通过颠倒对应的换高速档的步骤换低速档。为了在倒车时使车辆 加速，变速器的结构为联轴器96啮合齿轮74且联轴器94啮合齿轮 70。而后啮合离合器20。该速度的动力路径包括输入端10、离合器 20、输入轴14、小齿轮84、齿轮74、联轴器96、辅助轴28、齿轮 72、小齿轮80、输入轴12、小齿轮76、齿轮86、齿轮70、联轴器 94、副轴26、输出小齿轮30、输出齿轮34和输出端36。输入端10 通过离合器20可驱动地连接轴于14和小齿轮84。小齿轮84驱动齿 轮74，该齿轮通过联轴器96可驱动地连接于辅助轴28。辅助轴28 驱动齿轮72、小齿轮80、轴12、小齿轮76、齿轮86和齿轮70。齿 轮70通过联轴器94可驱动地连接于副轴26。小齿轮30固定在副轴 26上并驱动环形齿轮34和输出端36。
变换可以在倒车中通过逐渐啮合离合器16而逐渐松开离合器20 来完成。该速度的动力路径包括输入端10、离合器16、输入轴12、 小齿轮76、齿轮86、齿轮70、联轴器94、副轴26、输出小齿轮30、 输出齿轮34和输出端36。输入端10可以随着该变换通过离合器16 可驱动地连接于轴12和小齿轮76。小齿轮76驱动齿轮86和齿轮70， 其通过联轴器94可驱动地连接于轴26。小齿轮30连接副轴26并驱 动环形齿轮34和输出端36。
图5中表示了包括图4中驱动桥的每个齿轮的最佳齿数的图表， 图6为包括图4的输入和输出速度比和驱动桥的每个前进速度和倒车 速度的速度比之间的级别的图表，齿轮的数目如图5所示。图7利用状态转换图表示齿轮转换控制方法。方框表示控制状 态。方框内的文字指出用于在该状态下提供需要的转矩的离合器。箭 头指出引起状态变化的条件。
参照图7，控制双离合器变速器的齿轮变换的步骤从步骤102开 始，该双离合器变速器例如是图4所示的驱动桥，其中动力源将动力 输送到为停车或空档的操作准备的输入端IO与驱动桥；在R2档中， 联轴器94连接齿轮70和副轴26;在第三档中，联轴器100连接齿 轮92和副轴24;脱离离合器16、 20。如果变速杆位于停车或P档位， 则利用停车棘爪装置(图中未示)使输出端36不再旋转。
车辆驾驶员将变速杆从停车或空档移动到起动或D档位时，控 制器进入步骤104，其中通过移动联轴器94使R2档离开空档位，从 而脱离副轴26与齿轮70，通过连接齿轮86和副轴24的联轴器98 挂第二档。在步骤104中驱动桥做好了准备，啮合离合器16，控制 器响应加速器踏板的移置，车辆起动，也就是从停止状态加速，车辆 在第二档起动，并预选3档，准备2 — 3换档。
但是如果加速器踏板踩下得比参考位移多，表示驾驶员需要加快 车速，或者如果挂第二档的时长超过参考时长，表示离合器16松开 的时间过长，控制器进入步骤106,其中利用移动联轴器IOO使第三 档入空档，从而脱离副轴24与齿轮92，通过使联轴器96啮合齿轮 74和副轴28挂第一档。
在驱动桥做好这样的准备的情况下，通过在车辆起动时改变离合 器16和20的最大转矩，联合使用离合器16和20产生第一和第二档 的混合车辆起动。最好在车辆起动初期，离合器20的最大转矩大于 离合器16的最大转矩，而在车辆起动末期，离合器16的最大转矩大 于离合器20的最大转矩。这样车辆l-2档换档开始于第一档，随离 合器16的完全啮合和离合器20的完全脱离而结束于第二档。混合前 进车辆起动防止离合器16的过度磨损，响应驾驶员的更快起动的要 求。
如果在步骤106在混合l-2档车辆起动换档中，驾驶员将变速杆 移动到倒车或R档位，驱动桥的档变换控制器迅速进入步骤110，其 中脱离第一档联轴器96和第二档联轴器86产生空档。随后，控制器 立即进入步骤112，其中驱动桥为倒车驱动操作，具体地说，在联轴 器94连接齿轮70与副轴26的R2档中做好准备。在驱动桥这样准备 好后，啮合离合器16，响应R2档加速器踏板的位置加速车辆。或者 如以下说明的，在步骤116中离合器16和20脱离操作后出现第一和 第二档中的倒车起动。
如果在初始步骤102中动力源将动力传送到输入端10、驱动桥， 准备在停车档，R2档和第三档进行操作，离合器16、 20脱离，则驾 驶员将变速杆移动到倒车或R档位，控制器进入步骤114,其中因联 轴器94连接齿轮70和副轴26而保持挂R2档，因联轴器100连接齿 轮92和副轴24而保持挂第三档。在驱动桥作这样的准备的情况下， 离合器16啮合，控制器响应加速器踏板的移置，车辆在第二档起动， 并预选3档，准备2 — 3换档。
但是如果加速器踏板踩下得比参考位移多，表示驾驶员需要加快 倒车车速，或者如果第二档与离合器16啮合的时长超过参考时长， 表示离合器16松开的时间过长，控制起进入步骤116，其中保持挂 R2档，利用移动联轴器IOO使第三档入空档，通过使联轴器96啮合 齿轮74和副轴28挂第一档。在驱动桥在步骤116做这样的准备的情 况下，通过在车辆倒车起动时改变离合器16和20的最大转矩，离合 器16和20 —起用于产生Rl档和R2档的混合车辆起动。最好在车 辆倒车起动初期，离合器20的最大转矩大于离合器16的最大转矩， 而在车辆倒车起动末期，离合器16的最大转矩大于离合器20的最大 转矩。这样车辆R1-R2档的调档在R1档开始，随离合器16的完全 啮合和离合器20的完全脱离而在R2档结束。混合车辆倒车起动防止 离合器16的过度磨损，响应驾驶员的更快起动的要求。
车辆前进或倒车起动中变速杆在D档位与R档位之间的移动表 示车辆反复摇动，其通常用于从冰、雪、泥、沙或其他妨碍足够的车
轮牵引力的物质中将驱动面上的车轮移出。
无论倒车起动发生在步骤114还是步骤116，如果在倒车起动中 驾驶员将变速杆移动到驱动或D档位，则控制器进入步骤118,其中 R2档联轴器94与齿轮70保持啮合，R1档入空挡，通过使联轴器100 连接齿轮92和副轴24挂第三档。在驱动桥在步骤118中做这样准备 的情况下，离合器20啮合，控制器响应加速器踏板的移置使车辆在 第三档加速。
如果控制器在步骤118中工作，变速杆在参考时长内移动到R 档，则表示反复摇动没有完成，控制器进入步骤114，其中车辆在R2 档加速，如上述步骤114所述。
如果控制器在步骤118中工作，变速杆保持在D档的时长大于 参考时长，或加速器踏板踩下得比参考位移多，则控制器从步骤118 进入步骤104，其中车辆在第二档起动，如上述步骤104所述。
如果控制器在步骤104中工作，变速杆在参考时长内没有移动到 R档，则表示反复摇动完成，控制器可以进入步骤106，其中通过在 车辆起动时改变离合器16和20的最大转矩，离合器16和20用于一 起在第一档和第二档的混合车辆起动。
如果控制器在步骤104中工作，变速杆移动到R档，则表示反复 摇动没有完成，控制器进入步骤114，驱动桥准备在R2档与第三档 的工作，离合器16啮合，车辆在R2档加速以响应加速器踏板的踩下。
无论车辆起动发生在步骤118、步骤106还是步骤106中，在车 辆起动完成时，控制器都进入步骤108，其中换成更高的前进档参照 图4和6的说明完成。如果车辆速度降到参考车速以下，控制器从步 骤108进入步骤106以便在第一和第二档进行混合车辆起动。
在除108以外的任何状态下，如果变速杆移动到P档位或N档 位，则控制器进入状态102。
在图7中，参考加速器踏板位移、参考车速和完成换档的参考延 迟都是可校准的参数。
这种换档控制方法确保离合器联轴器在第二档联轴器或R2档联 轴器之后啮合，因而在联轴器啮合时最小化转矩。该控制还使得反复
摇动动作中变速器仅在第三档和R2档。
权利要求
1.控制车辆多速度动力传送中的换档的方法，该车辆包括通过产生倒车档的第一动力路径传送动力的第一离合器，通过产生前进档的第二动力路径传送动力的第二离合器，该方法包括以下步骤(a)选择倒车驱动档；(b)变速器准备通过第一动力路径和第二动力路径交替传送动力；(c)啮合第一离合器；(d)通过倒车档中的第一动力路径传送动力；(e)选择前进驱动档；(f)松开第一离合器，啮合第二离合器；以及(g)通过前进档中的第二动力路径传送动力。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于第一离合器通过产生低于 第一倒车档的第二倒车档的第三动力路径传送动力，本方法还包括以下步 骤确定参考时长；如果变速器通过第一动力路径传送动力的时长大于参考时长，让变速 器准备通过第三动力路径而非第二动力路径传送动力，同时啮合第一和第 _^罔n奋o
3. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于包括以下步骤改变第一和第二离合器的最大转矩使得倒车起动的第一阶段中第二 离合器的最大转矩大于第一离合器的最大转矩；改变第一和第二离合器的最大转矩使得倒车起动的第一阶段后的倒 车起动的第二阶段中第一离合器的最大转矩大于第二离合器的最大转矩。
4. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于第一离合器通过产生低于 第一倒车档的第二倒车档的第三动力路径传送动力，本方法还包括以下步骤确定加速器踏板位移的参考值；如果在变速器通过第一动力路径传送动力时加速器踏板位移值大于 加速器踏板位移的参考值，让变速器准备通过第三动力路径而非第二动力 路径传送动力，同时啮合第一和第二离合器。
5. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于还包括以下步骤改变第一和第二离合器的最大转矩使得倒车起动的第一阶段中第二 离合器的最大转矩大于第一离合器的最大转矩；改变第一和第二离合器的最大转矩使得倒车起动的第一阶段之后的 倒车起动的第二阶段中第一离合器的最大转矩大于第二离合器的最大转 矩。
6. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于第一离合器通过产生低于 第一前进档的第二前进档的第四动力路径传送动力，本方法还包括以下步 骤确定参考时长；如果在变速器通过第二动力路径传送动力的时长大于参考时长，让变 速器准备通过第四动力路径而非第一动力路径传送动力；放开第二离合器；啮合第一离合器；以及在第二前进档通过第四动力路径传送动力。
7. 根据权利要求6所述的方法，其特征在于第一离合器通过产生低于 第二前进档的第三前进档的第五动力路径传送动力，本方法还包括以下步 骤确定参考时长；如果变速器通过第四动力路径传送动力的时长大于参考时长，让变速 器准备通过第五动力路径而非第一二动力路径传送动力； 同时啮合第一和第二离合器。
8. 根据权利要求7所述的方法，其特征在于还包括以下步骤改变第一和第二离合器的最大转矩使得车辆前进起动的第一阶段中 第二离合器的最大转矩大于第一离合器的最大转矩；改变第一和第二离合器的最大转矩使得第一阶段之后的车辆前进起 动的第二阶段中第一离合器的最大转矩大于第二离合器的最大转矩。
9. 根据权利要求6所述的方法，其特征在于第一离合器通过产生低于 第二前进档的第三前进档的第五动力路径传送动力，本方法还包括以下步 骤确定加速器踏板位移的参考值；如果变速器在通过第一动力路径传送动力时加速器踏板位移值大于 加速器踏板位移的参考值，让变速器准备通过第五动力路径而非第二动力 路径传送动力；以及同时啮合第一和第二离合器。
10. 根据权利要求9所述的方法，其特征在于还包括以下步骤改变第一和第二离合器的最大转矩使得前进起动的第一阶段中第二 离合器的最大转矩大于第一离合器的最大转矩；改变第一和第二离合器的最大转矩使得第一阶段之后的车辆前进起 动的第二阶段中第一离合器的最大转矩大于第二离合器的最大转矩。
11. 控制车辆多速度动力传送中的换档的方法，该车辆包括通过产生 第一前进档的第一动力路径传送动力的第一离合器，通过产生低于第一前 进档的第二前进档的第二动力路径传送动力的第二离合器，离合器联轴器 和第二离合器联轴器，该方法包括以下步骤(a) 啮合第二档联轴器以产生第一动力路径与第二动力路径中的驱动 连接；(b) 啮合第二档联轴器后，啮合离合器联轴器以产生第二动力路径中的 驱动连接； (C)啮合第一离合器；(d) 通过第二动力路径传送动力；(e) 松开第一离合器，啮合第二离合器；以及(f) 通过第一动力路径传送动力。
12.控制车辆多速度动力传送中的换档的方法，该车辆包括通过产生 第一倒车档的第一动力路径传送动力的第一离合器，通过产生低于第一倒 车档的第二倒车档的第二动力路径传送动力的第二离合器，离合器联轴器 和第二离合器联轴器，该方法包括以下步骤(a) 啮合第二档联轴器以产生第一动力路径与第二动力路径中的驱动 连接；(b) 啮合第二档联轴器后，啮合离合器联轴器以产生第二动力路径中的 驱动连接；(c) 啮合第一离合器；(d) 通过第二动力路径传送动力；(e) 松开第一离合器，啮合第二离合器；以及(f) 通过第一动力路径传送动力。
全文摘要
控制车辆多速度动力传送中的换档的方法，该车辆包括通过产生倒车档的第一动力路径传送动力的第一离合器，通过产生前进档的第二动力路径传送动力的第二离合器，该方法包括选择变速器执行的倒车档，让变速器准备交替通过第一动力路径和第二动力路径传送动力；啮合第一离合器并通过倒车档中的第一动力路径传送动力，选择执行传送的前进驱动档，松开第一离合器，啮合第二离合器，通过前进档中的第二动力路径传送动力。
文档编号B60W10/10GK101173711SQ20071016553
公开日2008年5月7日 申请日期2007年11月2日 优先权日2006年11月2日
发明者里德·A·鲍德温 申请人:福特全球技术公司