专利名称：避免滑行降档时车辆变速器转矩反转的方法
技术领域：
本发明总体上涉及一种机动车的多速有级自动变速器，特别是控制变 速器执行的滑行降档。
背景技术：
在自动变速器滑行降档过程中，换档发生在单个的传动比之间，当变 矩器涡轮以及发动机(或者叶轮液力变矩器)以过高的速度加速交错的时 候，会发生冲击过渡。这种冲击过渡激发变速器和动力传动系统中的部件， 会导致驾驶员和乘客受到沉闷金属声的困扰。在某些情况下，冲击会来回 交错，乘客会同时经受非常长时间的换档和双重的沉闷金属声。
在滑行降档一系列操作过程中发出沉闷金属声的技术原因是，即将同 步的部件，比如包含制动带和刹车鼓的刹车，相对于正丧失最大转矩的离 开同步的部件获得最大转矩时的速度。相对部件性能由估算的发动机转 矩、发动机惯量和车辆减速率决定，这些决定因素转化为液压控制压以及 施加作用于部件的力。即将到来的制动带和刹车鼓的界面温度的升高进一 步影响这种转化，增加了在换档过程中发生转矩反转并且发生随后的冲击 过渡的可能性。
对于即将运行的摩擦控制部件和离开运行的控制部件来说，作用于制 动带上的力与转矩成正比。转矩反转导致传动系冲击的交错，产生转矩扰 动以及沉闷金属声。
汽车工业需要一种技术对滑行降档过程中即将运行和离开运行的控 制部件的相对压力进行调节以减少冲击并且因此基于系统水平输入降低 冲击交错时的速度。
发明内容
一种控制滑行降档的方法，滑行降档在车辆变速器中通过分离离开运 行的控制部件并结合即将运行的控制部件产生，该方法包括以下步骤确 定离开运行的控制部件的第一预期压力强度和即将运行的控制部件的第 一预期压力强度、应用上述第一预期压力强度执行当前降档、在执行当前 降档过程中确定当前降档过程中发生的上述第一预期压力强度的校正、确 定离开运行的控制部件的第二预期压力强度和即将运行的控制部件的第 二预期压力强度、应用上述校正和第二预期压力强度确定离开运行的控制 部件随后的预期压力强度和即将运行的控制部件随后的预期压力强度、以 及应用所述随后的预期压力强度执行降档。
为了降低转矩反转的可能性，产生了滑行同步降档的"受控完成 (controlled tie-up)"。由于低运行转矩以及压力可变性，压力变为温度 和车辆减速率的函数。受控完成创造了同步滑行降档过程中离开运行的和 即将运行的摩擦部件间受控的转矩反转率。
受控完成通过将起始离开运行的部件压力提高到高于基于系统水平 输入所需的数值，因而允许在一个转矩和压力范围内发生从离开运行的部 件到即将运行的部件的同步换档，在该范围内，档位的转换率是可控制的。
进一步调节即将运行的部件和离开运行的部件的两个起始伺服压力 强度，直到得到预期的切换率。
除了产生"受控完成"以外，为了规定操作条件的范围以及单元对单 元的可变性，将即将运行的部件74和离开运行的部件70 (见图1)的伺 服压力转变为变化条件。为了实现这种转变，按优先顺序处理换档性能指 标的运算法则决定不同预期校正指标的量值、在储存器中储存指标值、反 复修改储存的指标值并且调回这些指标值用于控制随后的滑行降档。
运算法则将同步压力的校准调节学习并且储存在储存器中以避免基 于系统水平输入的大级别冲击。
通过以下对说明书、权利要求和附图的详细说明，将会明白较佳实施 例的适用性范围。应该了解的是，说明书和具体实施例，尽管说明了本发明的首选实施例，但仅仅是通过举例说明的方式给出的。对所属技术领域 的技术人员来说，所述的实施例和例子的不同变化和修饰将是显而易见 的。
通过参考以下说明，并考虑附图，本发明将更容易理解
图1是表示以前进挡运行的自动变速器的动力学排布的示意图2是表示以低速前进挡运行的图1的变速器的动力学排布的示意 图；以及
图3是表示用于控制连续滑行降档的运算法则的逻辑流程图。
具体实施例方式
现在参考附图，图1所示是自动变速器10的动力学排布图。变矩器包 括与内燃机的机轴14相连的装有叶片的径流式叶轮12、装有叶片的涡式叶 轮16以及装有叶片的定子叶轮18。径流式叶轮、定子叶轮和涡式叶轮形成 环形流体流路，径流式叶轮12借此与涡式叶轮16流体动力学地相连。尽管 在相反方向的自由叶轮运动是允许的，但定子叶轮18可旋转地支承在静止 的定子套轴20上，超速制动器22将定子锚定在套轴20上以阻止定子在与径 流式叶轮的旋转的方向相反的方向旋转。
变矩器包括设置在变矩器26内部的旁路离合器24。当离合器24结合 时，涡式叶轮和径流式叶轮机械连接到变速器输入轴28;当离合器24没有 结合时，涡式叶轮和径流式叶轮流体力学地相连并且机械分离。变矩器中 包含的流体从油泵总成的输出端供给变矩器并且回到油槽中，油泵的吸入 口与该油槽液体连接。
行星齿轮系统包括第一、第二、第三齿轮单元30、 32、 34。齿轮单元 30包括第一中心齿轮31、环形齿轮35、固定在输入端28的托架36、以及靠 托架36支承并与中心齿轮32和环形齿轮34啮合的行星小齿轮38。超越联轴
9节40包括与输入端28和托架36相连接的内圈42、与环形齿轮34相连接的外 圈44以及一组交替地可驱动连接和分离圈42、 44的挡圈(sprag)。
齿轮单元32包括中心齿轮44、环形齿轮46、固定在输出轴50上的托架 48、以及靠托架48支承并与中心齿轮44和环形齿轮46啮合的行星小齿轮 52。
齿轮单元34包括固定在中心齿轮44上的中心齿轮54、环形齿轮56、固 定在输出轴50上的托架58、以及靠托架58支承并与中心齿轮54和环形齿轮 56啮合的行星小齿轮60。超越联轴节62包括抵靠变速器箱66保持不转动的 内圈64、与托架58相连的外圈68以及一组交替地可驱动连接和分离圈64、 68的挡圈。
当高速离合器70结合时，高速离合器70, —液压驱动的摩擦控制部件， 使中间轴72交替与中心齿轮44、 54连接，并且当离合器70分离时，使该连 接分开。当中间制动带74摩擦结合刹车鼓76时，中间制动带74，第二液压 驱动的摩擦控制部件，交替与中心齿轮44、 54以及变速器箱66连接，并且 当制动带74分离时，该连接分开。当反向制动带77摩擦结合刹车鼓78时， 反向制动带77，第三液压驱动的摩擦控制部件，交替与托架58和外圈68连 接，并且当制动带77分离时，该连接分开。当前进高速离合器80连接时， 前进高速离合器80，另一种液压驱动摩擦控制部件，使中间轴72交替与环 形齿轮46连接，并且当离合器80分离时，使该连接分离。
当离合器70和80结合并且其他控制部件分离时，变速器10在第四档运 转。变速器这样设置时，中心齿轮44和54以轴72的速度通过离合器80驱动， 环形齿轮46以轴72的速度通过离合器70驱动，托架48和输出轴50以中间轴 72的速度转动。
当高速离合器70分离，同时中间制动带74结合、前进离合器保持结合 并且其他摩擦部件保持分离时，发生四档向三档的滑行降档。变速器这样 设置时，环形齿轮46以轴72的速度通过离合器80驱动，由于制动带74与刹 车鼓76的结合使中心齿轮44抵靠变速箱66保持不转动，托架48和输出轴50 以相对于中间轴72的速度低速传动。响应出现在与每个控制部件相关的各伺服器的液压缸中的压力变化
量，驱使每一个控制部件70、 74、 77和80结合以及分离。转矩反转可能会 在动力切断或者滑行减速换档过程中产生沉闷金属声，为了降低转矩反转 的可能性，存在对滑行同步降档"受控完成(controlledtie-up)"的要求。 由于控制部件的低运行最大扭矩以及伺服压的可变性，也存在将促动伺服 压变为为温度和车辆减速率的函数的要求。
在同步滑行降档过程中，传递"受控完成"引起离开运行摩擦部件70 以及即将运行摩擦部件74之间的受控转矩反转率。"受控完成"通过将离 开运行部件70的起始伺服压提高到高于基于系统水平输入所需的数值，因 而允许发生在一个转矩和压力范围内的同步换档，在该范围内，降档过程 中从离开运行部件70到即将运行部件74的扭矩转换率是可控制的。
参考图3，从步骤100初始化和开始的运算法则，在步骤102识别需要 变速器10同步滑行降档。需要降档通常由变速器控制器从表示车辆速度和 油门踏板适时位置(即车辆操作人员踩压油门踏板的程度)的电子信号的 确定。这些车辆参数共同决定所需档位，在该档位变速器应该根据电子存 储器中存储的函数来运行，其中该电子存储器可被微处理机访问，并根据 当前车辆速度和当前油门踏板的位置来编指令。当这些参数指示需要降档 以到达预期档位时，运算法则在步骤102检测到需要降档并且着手降档。
车辆减速率以及变速器油槽中自动传动液(ATF)的温度在步骤104 中确定。
在步骤106，即将运行的摩擦部件伺服中的所需压力以及离开运行的 摩擦部件伺服中的所需压力作为发动机燃烧转矩、发动机惯性转矩、传动 油温度和车速的函数确定。
在步骤108，在先前滑行降档过程中要求的主档位之间的及电子存储 器、最好是磨损修正系数存储器(keep alive memory, KAM)中储存的校 正值用于改变步骤106确定的数值，以产生当前降档过程中即将运行的摩 擦部件的伺服所需压力以及离开运行的摩擦部件伺服所需压力。在步骤110，执行滑行降档，确定当前降档过程中的变量比如延迟、 持续时间、冲击，并储存在电子存储器中。
延迟是从参考事件开始的时间长度，比如以降档为开始，并且在当前 降档完成的参考百分比处结束，比如完成5%。运算法则将当前降档过程 中的延迟长度与延迟参考范围相比较。
持续时间是从当前降档事件完成的参考百分比处开始的时间长度，比
如完成5%，并且在当前降档完成的第二参考百分比处结束，比如完成85%。 运算法则将当前降档的持续时间与参考持续时间相比较。
冲击，涡式叶轮16的速度和发动机机轴14的速度的差值，是由速度感 应器产生的表示这些速度的信号确定的实测参数。运算法则确定涡式叶轮 速度开始超过发动机速度以后发生的最大冲击的强度并且将它与参考冲 击范围相比较。
在步骤112,进行核对，确定当前的延迟是否在参考延迟范围以内。 如果步骤112的结果为逻辑真，则控制转到步骤114。如果步骤112为逻辑 假，则控制转到步骤116，在步骤116中由离开运行的摩擦部件压力校正的 进度确定离开运行的摩擦部件压力的校正，离开运行的摩擦部件压校正的 进度与当前延迟强度相反变化。例如，如果当前延迟和比参考延迟范围相 比较短，则离开运行的摩擦部件压力增加并且控制转到步骤118。如果当 前延迟和参考延迟范围相比较长，则离开运行的摩擦部件压力校正减少并 且控制转向步骤118。在步骤118，进行核对，确定当前的冲击与测定的延 迟相比是否在参考冲击范围内。如果步骤118的结果为逻辑真，表明当前 冲击在冲击范围以内，则控制转到步骤120，在步骤120中，仅因延迟而产 生的离开运行的摩擦部件压力校正以及可接受的冲击被记录在磨损修正 系数存储器中。
如果步骤118的结果为逻辑假，控制转到步骤122，在步骤122中，根 据延迟确定的离开运行的摩擦部件压的校正以冲击为基础进一步得到调 节。如果当前冲击强度与参考冲击范围相比较高并且延迟与参考范围相比 较短，离开运行的摩擦部件压力会因冲击而进一步增加。如果当前冲击强度与参考冲击范围相比较高并且延迟与参考范围相比较长，离开运行的摩 擦部件压力会因冲击而进一步降低。如果当前冲击强度与参考冲击范围相 比较低并且延迟与参考范围相比较长，离开运行的摩擦部件压力会因冲击 而进一步降低。如果当前冲击强度与参考冲击范围相比较低并且延迟与参 考范围相比较短，离开运行的摩擦部件压力会因冲击而进一步降低。之后
控制转到步骤120，在步骤120中，因延迟和冲击而产生的离开运行的摩擦 部件压力校正记录在磨损修正系数存储器中，并在执行随后的主档位间的 滑行降档过程中应用。如果步骤114的结果为逻辑真，表明持续时间在参 考持续时间范围以内，控制转到步骤124，在步骤124中，不对即将运行控 制部件压进行校正并且结束当前降档的逻辑运算的执行。
如果步骤114的结果为逻辑假，控制转到步骤126，步骤126中，由与 当前持续时间强度相反变化这样的压力校正进度确定即将运行的摩擦部 件压力的校正。例如，如果当前持续时间与参考持续时间范围的差值为零， 则即将运行的摩擦部件压力校正为-1.5磅/平方英寸(psi)。如果当前持续 时间与参考持续时间范围的差值大于零，则离开运行的摩擦部件压校正为 -0.50磅/平方英寸(psi)。
之后控制转到步骤128，进行核对，确定当前延迟是否在参考延迟范 围以内。如果步骤128的结果为逻辑真，表明当前延迟在参考延迟范围以 内，控制转到步骤130，在步骤130中，仅因持续时间而产生的即将运行的 摩擦部件压力校正记录在磨损修正系数存储器中。
如果步骤128的结果为逻辑假，表明当前延迟不在参考延迟范围以内， 控制转到步骤132，在步骤132中，参照步骤116所述确定因延迟而产生的 即将运行的摩擦部件压力校正。之后，在步骤130，由于持续时间和延迟 产生的即将运行的摩擦部件压力校正记录在磨损修正系数存储器中，并应 用在执行主档位间的随后滑行降档的过程中。
根据专利法，已经对较佳实施例进行描述说明。但是，需要注意的是， 还可以实施与详细说明和描述的实施例不同的替代实施例。
权利要求
1. 一种用于机动车自动变速器中控制通过分离离开运行的控制部件和结合即将运行的控制部件产生的滑行减速或者切断动力降档的方法，该方法包含以下步骤确定离开运行的控制部件的第一预期压力强度和即将运行的控制部件的第一预期压力强度；应用上述第一预期压力强度执行当前降档；在执行当前降档过程中确定当前降档过程中发生的上述第一预期压力强度的校正；确定离开运行的控制部件的第二预期压力强度和即将运行的控制部件的第二预期压力强度；应用上述校正和第二预期压力强度确定离开运行的控制部件随后的预期压力强度和即将运行的控制部件随后的预期压力强度；以及应用所述随后的预期压力强度执行降档。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，第一预期压力强度以变 速器油温、发动机燃烧转矩、发动机惯性转矩以及为了当前降档的车辆减 速为基础确定。
3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，第二预期压力强度以变后的降档的车辆减速率为基础确定。
4. 根据权利要求1所述的方法，进一步包括以下步骤 确定延迟的参考范围；如果在当前降档过程中的延迟不在延迟的参考范围以内，应用当前降 档过程中的延迟和参考延迟范围确定离开运行的控制部件的当前延迟压 力校正；通过离开运行的控制部件的当前延迟压力校正改变离开运行的控制 部件的第二预期压力强度来确定离开运行的控制部件的随后预期压力强 度；以及如果当前降档过程中的延迟在延迟的参考范围以内，应用未进行延迟 校正的即将运行的控制部件的第二预期压力强度。
5. 根据权利要求1所述的方法，进一步包括以下步骤-确定冲击的参考范围；如果在当前降档过程中冲击不在冲击的参考范围以内，应用当前降档 过程中的冲击和参考冲击范围确定离开运行的控制部件的当前冲击压力 校正；通过离开运行的控制部件的当前冲击压力校正改变离开运行的控制 部件的第二预期压力强度以确定离开运行的控制部件的随后预期压力强 度；以及如果在当前降档过程中冲击在冲击的参考范围以内，应用未进行冲击 校正的离开运行的控制部件的第二预期压力强度。
6. 根据权利要求1所述的方法，进一步包括以下步骤 确定持续时间的参考范围；如果在当前降档过程中持续时间不在持续时间的参考范围以内，应用 当前降档过程中的持续时间和参考持续时间范围确定即将运行的控制部 件的当前持续时间压力校正；通过即将运行的控制部件的当前持续时间压力校正改变即将运行的 控制部件的第二预期压力强度以确定即将运行的控制部件的随后预期压 力强度；以及如果在当前降档过程中持续时间在持续时间的参考范围以内，应用未 进行持续时间校正的离开运行的控制部件的第二预期压力强度。
7. 根据权利要求6所述的方法，进一步包括以下步骤 确定延迟的参考范围；如果在当前降档过程中延迟不在延迟的参考范围以内，应用在当前降 档过程中的延迟和参考延迟范围确定即将运行控制部件的当前延迟压力 校正；以及通过即将运行的控制部件的当前延迟压力校正改变即将运行的控制 部件的第二预期压力强度以确定即将运行的控制部件的随后预期压力强 度；以及如果当前降档过程中的延迟在延迟的参考范围以内，应用未进行延迟 校正的即将运行的控制部件的第二预期压力强度。
8. —种用于机动车自动变速器中控制通过分离离开运行的控制部件 和结合即将运行的控制部件产生的滑行减速或者切断动力降档的方法，该 方法包含以下步骤确定离开运行的控制部件的第一预期压力强度和即将运行的控制部 件的第一预期压力强度；应用上述第一预期压力强度执行当前降档；在执行当前降档过程中以当前降档过程中发生的延迟和冲击为基础 确定上述第一预期压力强度的校正；确定离开运行的控制部件的第二预期压力强度和即将运行的控制部 件的第二预期压力强度；应用上述校正和第二预期压力强度确定离开运行的控制部件随后的 预期压力强度和即将运行的控制部件随后的预期压力强度；以及应用所述随后的预期压力强度执行降档。
9. 根据权利要求8所述的方法，进一步包括以下步骤 确定延迟的参考范围；如果在当前降档过程中的延迟不在延迟的参考范围以内，应用当前降 档过程中的延迟和参考延迟范围确定离开运行的控制部件的当前延迟压 力校正；通过离开运行的控制部件的当前延迟压力校正改变离开运行的控制 部件的第二预期压力强度以确定离开运行的控制部件的随后预期压力强度；以及如果当前降档过程中延迟在延迟的参考范围以内，应用未进行延迟校 正的离开运行的控制部件的第二预期压力强度。
10. 根据权利要求9所述的方法，进一步包括以下步骤 确定冲击的参考范围；如果在当前降档过程中冲击不在冲击的参考范围以内，应用当前降档 过程中的冲击和参考冲击范围确定离开运行的控制部件的当前冲击压力 校正；通过离开运行的控制部件的当前冲击压力校正改变离开运行的控制 部件的第二预期压力强度以确定离开运行的控制部件的随后预期压力强 度；以及如果在当前降档过程中冲击在冲击的参考范围以内，应用未进行冲击 校正的离开运行的控制部件的第二预期压力强度。
11. 一种用于机动车自动变速器中控制通过分离离开运行的控制部件 和结合即将运行的控制部件产生的滑行减速或者切断动力降档的方法，该 方法包含以下步骤确定离开运行的控制部件的第一预期压力强度和即将运行的控制部 件的第一预期压力强度；应用上述第一预期压力强度执行当前降档；在执行当前降档过程中以当前降档过程中发生的持续时间和延迟为 基础确定上述第一预期压力强度的校正；确定离开运行的控制部件的第二预期压力强度和即将运行的控制部 件的第二预期压力强度；应用上述校正和第二预期压力强度确定离开运行的控制部件随后的 预期压力强度和即将运行的控制部件随后的预期压力强度*，以及应用所述随后的预期压力强度执行降档。
12. 根据权利要求11所述的方法，进一步包括以下步骤 确定持续时间的参考范围；如果在当前降档过程中持续时间不在持续时间的参考范围以内，应用 当前降档过程中的持续时间和参考持续时间范围确定即将运行的控制部 件的当前持续时间压力校正；通过即将运行的控制部件的当前持续时间压力校正改变即将运行的 控制部件的第二预期压力强度以确定即将运行的控制部件的随后预期压 力强度；以及如果在当前降档过程中持续时间在持续时间的参考范围以内，应用未 进行持续时间校正的离开运行的控制部件的第二预期压力强度。
13. 根据权利要求12所述的方法，进一步包括以下步骤 确定延迟的参考范围；如果在当前降档过程中延迟不在延迟的参考范围以内，应用在当前降 档过程中的延迟和参考延迟范围确定即将运行控制部件的当前延迟压力 校正；以及通过即将运行的控制部件的当前延迟压力校正改变即将运行的控制 部件的第二预期压力强度以确定即将运行的控制部件的随后预期压力强 度；以及如果当前降档过程中的延迟在延迟的参考范围以内，应用未进行延迟 校正的即将运行的部件的第二预期压力强度。
全文摘要
一种控制滑行降档的方法，滑行降档在车辆变速器中通过分离离开运行的控制部件并结合即将运行的控制部件产生，该方法包括以下步骤确定离开运行的控制部件的第一预期压力强度和即将运行的控制部件的第一预期压力强度、应用上述第一预期压力强度执行当前降档、在执行当前降档过程中确定当前降档过程中发生的上述第一预期压力强度的校正、确定离开运行的控制部件的第二预期压力强度和即将运行的控制部件的第二预期压力强度、应用上述校正和第二预期压力强度确定离开运行的控制部件随后的预期压力强度和即将运行的控制部件随后的预期压力强度、以及应用所述随后的预期压力强度执行降档。
文档编号B60W10/02GK101445101SQ20081017652
公开日2009年6月3日 申请日期2008年11月17日 优先权日2007年11月29日
发明者文斯·P·拉沃伊, 迈克尔·塔兰特, 道格拉斯·R·塞西尔, 马克·A·史密斯 申请人:福特全球技术公司