用于变速传动装置的控制器的制造方法

用于变速传动装置的控制器的制造方法
【专利摘要】在这里公开了用于包括变速器或其它CVT的可变比率传动装置和电子可控可变比率传动装置的电子控制器。所述电子控制器可以配置成接收指示与耦合到传动装置的引擎关联的参数的输入信号。电子控制器还可以接收一个或多个控制输入。电子控制器可以根据输入信号和控制输入确定有效范围与有效变速器模式。通过控制一个或多个电子螺线管，电子控制器可以控制可变比率传动装置的最终传动比，其中一个或多个电子螺线管控制可变比率传动装置的一个或多个部分的比率。
【专利说明】用于变速传动装置的控制器
[0001]本申请是申请日为2008年11月14日、申请号为200880116244.9、发明名称为“用于变速传动装置的控制器”的中国发明专利申请的分案申请。
[0002]对相关申请的交叉引用
[0003]本申请要求于2007年11月16日提交的、标题为“CONTROLLER FOR ACONTINUOUSLY VARIABLE TRANSMISSION”的美国临时申请N0.60/988, 560 的权益，该申请的全部内容通过引用包含于此。
【背景技术】
[0004]无极变速传动装置(CVT)与基本上无极变速的传动装置在各种应用中越来越获得认同。控制由CVT提供的比率的过程由于CVT所给出比率持续可变或者微小分级而复杂化。此外，CVT中可以实现的比率范围对有些应用可能是不够的。传动装置可以实现CVT与一个或多个附加CVT级、一个或多个固定比率范围划分器(splitter)或其某种组合的组合，以便扩展可用比率的范围。由于传动装置可能具有获得相同最终传动比的多种配置，因此CVT与一个或多个附加级的组合进一步将比率控制过程复杂化。
[0005]例如，不同的传动装置配置可以不同方式跨不同的传动装置级成倍地增加输入力矩，以实现相同的最终传动比。但是，有些配置与提供相同最终传动比的其它配置相比提供更大的灵活性或者更好的效率。
[0006]用于优化传动装置控制的标准对于相同传动装置的不同应用可以不同。例如，基于将输入力矩施加到传动装置的原动机(prime mover)的类型,为燃料效率而优化传动装置控制的标准可以不同。此外，对于给定的传动装置与原动机对，用于优化传动装置控制的标准可以依赖于是优化燃料效率还是优化性能而不同。
[0007]在此描述的系统与方法用于解决在控制传动装置最终传动比过程中涉及的复杂且有时候是相互矛盾(competing)的标准。

【发明内容】

[0008]在这里描述了用于包括变速器或其它CVT的可变比率传动装置和电子可控可变比率传动装置的电子控制器。电子控制器可以配置成接收指示与耦合到传动装置的引擎关联的参数的输入信号。电子控制器还可以接收一个或多个控制输入。电子控制器可以根据输入信号和控制输入确定有效范围和有效变速器模式。通过控制一个或多个电子螺线管，电子控制器可以控制可变比率传动装置的最终传动比，其中电子螺线管控制可变比率传动装置的一个或多个部分的比率。
[0009]本发明的各方面包括控制可变比率传动装置的方法。该方法包括:接收多个输入信号；至少部分地基于该多个输入信号从多个控制范围中确定有效的控制范围；基于多个输入信号和有效的控制范围从多个变速器模式中确定有效的变速器模式；及基于输入信号和有效变速器模式控制变速器的运转。
[0010]本发明的各方面包括控制可变比率传动装置的方法。该方法包括接收一个或多个电子输入值，及控制施加到控制螺线管的电流以改变变速器控制活塞的位置，其中该控制活塞运转以通过改变变速器中至少一个旋转行星齿轮的旋转轴角度来改变由变速器提供的比率。
[0011]本发明的各方面包括一种控制器系统，该控制器系统包括:配置成存储切换规律(shift schedule)图的切换规律模块；耦合到切换规律模块的切换点模块，其中切换点模块配置成接收多个电子输入信号并配置成至少部分地基于多个电子输入信号和切换规律图从多个控制范围中确定有效的控制范围；配置成基于多个电子输入信号和有效控制范围确定变速器模式的变速器模式模块；以及配置成基于变速器模式控制变速器比率的控制模块。
[0012]本发明的各方面包括一种控制器系统，该控制器系统包括:具有可变比率变速器的传动装置，其中变速器的比率是至少部分地基于变速器中至少一个旋转行星齿轮的纵轴位置改变的；以及配置成接收多个输入并生成控制输出的电子控制器，该控制输出基于多个输入改变变速器中至少一个旋转行星齿轮的纵轴位置。
【专利附图】

【附图说明】
[0013]结合附图，根据以下给出的具体描述，本公开的实施方式的特征、目的与优点将变得更加明显，其中附图中相同的元件使用相同的标号。
[0014]图1是包括可变比率传动装置的驱动装置的简化功能性框图。
[0015]图2是具有电子控制的可变比率传动装置实施方式的简化功率流示意图。
[0016]图3A是具有电子控制的可变比率传动装置的简化图。
[0017]图3B是变速器实施方式的简化图。
[0018]图3C是可变比率传动装置实施方式的简化流体流示意图。
[0019]图4是用于可变比率传动装置的电子控制器实施方式的简化功能性框图。
[0020]图5是由电子控制器实现的传动装置切换曲线实施方式的简化图。
[0021]图6是由电子控制器实现的引擎速度图实施方式的简化图。
[0022]图7是由电子控制器实现的变速器图实施方式的简化图。
[0023]图8是由电子控制器实现的变速器图实施方式的简化图。
[0024]图9是由电子控制器实现的引擎速度限制图实施方式的简化图。
[0025]图10是由电子控制器实现的变速器速率限制图实施方式的简化图。
[0026]图11是将估计的引擎力矩映射到节流阀位置的简化图。
[0027]图12是管线压力规律(line pressure schedule)实施方式的简化图。
[0028]图13是管线压力控制图实施方式的简化图。
[0029]图14是离合器应用轮廓(profile)实施方式的简化图。
[0030]图15是离合器压力控制图实施方式的简化图。
[0031]图16是力矩变换器离合器曲线实施方式的简化图。
[0032]图17是控制可变比率传动装置的方法的实施方式的简化流程图。
[0033]图18是控制可变比率传动装置中的变速器的方法的实施方式的简化流程图。
[0034]图19是可以在可变比率传动装置上实现的阀门系统的实施方式的流体流图实施方式的示意图。【具体实施方式】
[0035]在这里描述用于可变比率传动装置的电子控制器，该电子控制器对具有无极变速部分的可变比率传动装置启用电子控制，其中的无极变速部分例如无极变速传动装置(CVT)、无限变速传动装置(IVT)或变速器。电子控制器可以配置成接收指示与耦合到传动装置的引擎关联的参数的输入信号。参数可以包括节流阀位置传感器值、车速、齿轮选择器位置、用户可选择的模式配置，等等，或者其某种组合。电子控制器还可以接收一个或多个控制输入。电子控制器可以基于输入信号和控制输入确定有效范围和有效变速器模式。电子控制器可以通过控制一个或多个电子螺线管来控制可变比率传动装置的最终传动比，其中电子螺线管控制可变比率传动装置的一个或多个部分的比率。
[0036]在此描述的电子控制器是在无极变速传动装置的环境下描述的，例如在标题为“CONTINUOUSLY VARIABLE TRANSMISSIONS AND METHODS THEREFOR” 的国际申请 N0.PCT/US2008/053347中所述类型的无极变速传动装置，该申请转让给本申请的受让人，该申请的全部内容通过引用包含于此。但是，电子控制器不限于控制特定类型的传动装置，而是可以配置成控制多种可变比率传动装置中的任何一种。
[0037]如在此所使用的，术语“操作性连接到”、“操作性耦合到”、“操作性链接到”、“可操作连接到”、“可操作耦合到”、“可操作链接到”及类似的术语指元件之间的关系(机械的、链接、耦合等)，由此一个元件的运转会导致另一个元件对应的、随后的或同时的运转或动作。应当指出，在使用所述术语描述各种实施方式时，典型地描述链接或耦合元件的特定结构或者机构。但是，除非特别声明，否则，当使用所述术语中的一个时，这些术语指示实际链接或耦合可以采用多种形式，在特定实例中，这对于相关【技术领域】中的普通技术人员是显而易见的。
[0038]术语“径向的”在此用于指示与传动装置或变速器的纵轴垂直的方向或位置。在此所使用的术语“轴向的”指沿与传动装置或变速器的主轴或纵轴平行的轴的方向或位置。为了清晰和简洁，有时，类似标记的类似部件(例如，控制活塞582A和控制活塞582B)将统一地用单个标记指称(例如，控制活塞582 )。
[0039]图1是驱动设备100的实施方式的简化功能性框图，所述驱动设备100在此称为驱动装置100。在有些实施方式中，驱动装置100包括操作性耦合在原动机102和负载114之间的传动装置101。原动机102向传动装置101传输功率，而传动装置101将功率传输给负载114。原动机102可以是任何数量功率发生设备中的一个或多个，而负载114可以是任何数量被驱动设备或部件中的一个或多个。原动机102的例子包括但不限于引擎，所述引擎包括但不限于内燃机和外燃机、例如电动机的发动机，等等，及其某种组合。负载的例子包括，但不限于，传动链差分组件、功率输出组件、发电机组件、泵组件，等等。
[0040]在一种实施方式中，传动装置101包括输入接口 104、变速器106、输出接口 110和副变速箱(range box)112。输入接口 104操作性地耦合到原动机102。变速器106可以操作性地耦合在输入接口 104和输出接口 110之间。副变速箱112操作性地耦合在输出接口110和负载114之间。
[0041]例如电子控制器的控制器108可以配置成监视驱动装置100的一个或多个状态、属性或特性。控制器108可以配置成从用户接口 107接收一个或多个输入，其中该用户接口 107 —般是在驱动装置100和控制器108本地。控制器108可以可选地包括配置成从远程控制器(未示出)接收一个或多个输入的远程接口 109。
[0042]控制器108可以耦合到原动机102并可以配置成监视或以别的方式确定原动机102的一个或多个特性。在原动机102包括内燃机的特定实施方式中，控制器可以配置成监视例如节流阀位置、引擎速度等等或者其某种组合。
[0043]控制器108还可以耦合到传动装置101中的一个或多个级，并可以配置成监视或以别的方式确定传动装置101的一个或多个特性。例如，控制器108可以配置成监视或以别的方式确定输入接口 104、变速器106、输出接口 110和副变速箱112的每一个中的各种机械特性、流体压力和温度。
[0044]控制器108可以耦合到用户接口 107，以便接收或监视本地提供的输入。用户接口107可以例如包括齿轮切换控制器，一般将其称为变速杆(gear shift lever)。用户接口107还可以包括一个或多个手动模式选择器，可以有选择地启动这些选择器，来控制驱动装置100的运行模式。手动模式选择器可以是例如一个或多个开关或可编程元件。在特定的例子中，手动模式选择器可以选择性地指示经济模式、性能模式、豪华模式等。手动模式选择器不需要是相互排斥的，它们可以同时或者以别的方式并发地启动或停用。
[0045]控制器108可以通过远程接口 109耦合到远程控制器(未示出)并可以配置成从远程控制器接收一个或多个输入。远程接口 109可以是有线接口、无线接口等等或者是其某种组合。在一种实施方式中，远程接口 109可以支持有线通信标准。在另一种实施方式中，远程接口 109可以支持无线通信标准。在其它实施方式中，远程接口 109可以支持私有的(proprietary)有线或无线通信接口。可选地，远程接口 109可以配置成支持有线和无线接口的组合。
[0046]控制器108可以通过远程接口 109从远程控制器接收一个或多个控制输入或监视输入。控制器108可以配置成例如从远程控制器接收可编程的更新、表格、运行图(operational map)、其它信息等等或者其某种组合。
[0047]控制器108可以配置成至少部分地基于输入来提供一个或多个输出，该输出可以用于控制驱动装置100的运行特性。例如，控制器108可以基于输入和一个或多个预定运行图、算法或过程的组合来控制驱动装置100 (尤其是传动装置101)的运行特性。控制器108还可以配置成提供传送或以别的方式指示驱动装置100 —个或多个方面的状态、特性或情况的一个或多个输出。例如，控制器108可以配置成控制用户接口 107中的一个或多个指示器或者通过远程接口 109向远程控制器提供诊断信息。
[0048]如以下将更具体描述的，控制器108可以配置成控制传动装置101的最终传动比，包括由变速器106提供的传动比和由副变速箱112实现的传动比。控制器108还可以配置成控制运行特性，例如切换特性。
[0049]在一种实施方式中，控制器108可以配置成控制多个螺线管阀门(未示出)，所述多个螺线管阀门可以控制输入接口 104、变速器106和副变速箱112中每一个的各方面。控制器108可以配置成利用开环控制来控制一个或多个螺线管阀门。可选地或者附加地，控制器108可以配置成在闭环控制中控制一个或多个螺线管阀门，其中闭环控制利用提供到控制器108的一个或多个输入或者由到控制器108的一个或多个输入监视的反馈信息。
[0050]输入接口 104可以配置成从原动机102接收功率并将这种功率传输到变速器106。输出接口 110可以配置成组合来自变速器106的功率(S卩，以给定旋转速度施加的力矩)并将这种组合后的功率传输到副变速箱112。在这里公开的是，输入接口 104和输出接口 110都没有必要限定到特定的相应的物理和/或运行配置。因此，输入接口 104可以包括适于提供这种分布式功率传输和分布功能性的任何齿轮或耦合结构，而输出接口 110可以包括适于提供这种组合的功率传输功能性的任何齿轮或耦合结构。输入接口 104的例子包括，但不限于，力矩变换器组件、液压离合器耦合、手动致动的离合器组件、计算机控制的离合器组件、磁流变离合器耦合等等，或者其某种组合。
[0051]变速器106可以配置成用于使得从输入接口 104分配到其的功率以与该功率关联的力矩和/或旋转速度选择性地可变(即，选择性地可调节)的方式传输到输出接口 110。
[0052]副变速箱112提供了各种齿轮选择和离合器接合功能，而且其用于扩展可以从传动装置101获得的最终传动比的范围。这种齿轮选择功能的例子包括，但不限于，可用副变速箱齿轮比的选择性接合与各种负载驱动方向的选择性接合。这种离合器接合功能的例子包括，但不限于，各种离合器接合操作的被动实现与各种离合器接合操作的主动实现。
[0053]图2是具有电子控制的可变比率传动装置101的简化图。图2的可变比率传动装置101可以是例如图1中所说明的驱动装置实施方式中所实现的传动装置。
[0054]传动装置101包括四个主要的子系统。这些子系统包括具有锁定离合器212的力矩变换器210、变速器220 (或者称为CVT元件)、可以实现为组合行星式齿轮组的功率组合器230及两速副变速箱240。两速副变速箱240可以实现为例如Ravigneaux齿轮组及离合器242、244和246。为了清晰，通过两速副变速箱240来说明传动装置101。为了支持换向器(reverser)，其它实施方式可以省略副变速箱240及关联的离合器242、244和246，而其它实施方式可以实现不止一个副变速箱240或者是能够具有多于两种速度的副变速箱240。
[0055]总传动比是由力矩变换器210、变速器220和副变速箱240确定的。在两种不同的副变速箱240配置中，由变速器220支持的比率范围可以在由传动装置101支持的比率范围中产生重叠。因此，有多种途径来实现在重叠范围区域中出现的给定总比率。
[0056]在此描述由控制系统(尤其是控制器108)所选的、用于执行比率选择与控制的策略的实施方式。总的来说，在低车速的情况下，依赖变速器220进行更精确的引擎控制与更平滑的运转。
[0057]传动装置控制器108从一个或多个系统传感器与驱动装置接受输入，并操作一个或多个液压螺线管阀门243、245、247、213和221，以便控制范围离合器(range clutch)242、244、246、变速器220和力矩变换器离合器(TCC) 212。控制器108可以配置成至少部分地基于一个或多个传感器输入独立地应用和释放螺线管阀门213、221、243、245和247中的每一个。
[0058]图3A是具有电子控制的可变比率传动装置101的简化图。在一种实施方式中，传动装置101可以包括力矩变换器子组件800、主轴1000、变速器1200、组合设备1400、副变速箱1600和传动装置外壳1800。传动装置外壳1800可以包括外罩1810 (S卩，第一外壳部分)和可分离地连接到外罩1810的后壳1820 (即，第二外壳部分)。在所说明的实施方式中，力矩变换器子组件800、主轴1000、变速器1200、组合设备1400和副变速箱1600可操作地以轴向对准的方式安装到传动装置外壳1800上或内部。因此，在这里，传动装置外壳1800配置成容纳并支撑传动装置101的各种子组件和/或部件。在其它实施方式中，力矩变换器子组件800、变速器1200、组合设备1400和副变速箱1600中的任何一个可以相对于其它部件以平行轴的配置方式布置。
[0059]在某些实施方式中，变速器1200和主轴1000可以可操作地耦合在力矩变换器子组件800的功率输出部分与组合设备1400的功率输入部分之间。在操作中，力矩变换器子组件800通过主轴1000将功率传输到变速器1200。变速器1200将功率提供给组合设备1400的第一功率输入部分1410。主轴1000将功率提供给组合设备1400的第二功率输入部分1405。来自变速器1200和主轴1000的功率可以以选择性可变的比率(例如，来自变速器1200的功率与来自主轴1000的功率相比)提供给组合设备1400并可以由组合设备1400组合。组合设备1400将组合后的功率通过组合设备1400的功率输出部分1401输送到副变速箱1600。功率输出部分1401可以包括行星式齿轮组的承载体和/或传输轴。
[0060]在一种实施方式中，变速器1200安装到主轴1000上。在一种配置中，变速器1200和主轴1000构成力矩划分单元。更具体而言，经变速器1200或者经主轴1000传输到组合设备1400的力矩比是依赖变速器1200的力矩比设置而选择性地变化的。为此，变速器1200以使得与功率关联的力矩和/或旋转速度选择性持续可变(即，可调节)的方式将功率传输到组合设备1400。因此，变速器1200可以配置成接收第一规格的功率(例如，第一力矩和第一旋转轴速度)并输出第二规格的功率(例如,第二力矩和第二旋转轴速度)。
[0061]力矩变换器子组件800是输入接口 104的一种实施方式，例如，由此提供通过例如主轴1000将来自附着到力矩变换器子组件800的原动机的功率传输到变速器1200的功能性。在其它实施方式中，不同类型的输入接口，例如手动控制的离合器子组件、计算机控制的离合器组件或者飞轮，可以代替力矩变换器子组件800来实施。组合设备1400是输出接口的一种实施方式，由此提供组合从变速器1200和主轴1000接收到的功率并将该功率传输到副变速箱1600的功能性。在一种实施方式中，副变速箱1600接收来自组合设备1400的功率并输出该功率，还一起提供以上参考图1所讨论的各种齿轮选择和离合器接合功能性中的一个或多个。如以下进一步讨论的，副变速箱1600结合变速器1200使得传动装置101能以多种模式运行(即，多模式传动)。
[0062]在一种实施方式中，变速器1200可以包括输入负载凸轮与牵引环子组件2000A、输出负载凸轮与牵引环子组件2000B、行星齿轮与变速杆(planet-and-shift-lever)子组件2100的阵列、切换凸轮与太阳齿轮(shift-cam-and-sun)子组件2200及定子总管(stator-manifold)子组件2300。在一种实施方式中，切换凸轮与太阳齿轮子组件2200是由定子总管子组件2300支撑的。切换凸轮与太阳齿轮子组件2200是以使得该切换凸轮与太阳齿轮子组件2200沿主轴1000的纵轴LAl平移的方式被支撑的。行星齿轮与变速杆子组件2100围绕主轴1000成角度地排列，并由切换凸轮与太阳齿轮子组件2200和定子总管子组件2300联合支撑。行星齿轮与变速杆子组件2100中的每一个都是以方便所有行星齿轮与变速杆子组件2100绕延伸通过行星齿轮与变速杆子组件2100中的每一个的行星齿轮2102的相应参考轴TAl同步旋转的方式被支撑的。通过这种同步旋转，在给定的时间点，所有行星齿轮与变速杆子组件2100都处于相同的相对旋转位置。与行星齿轮与变速杆子组件2100中每一个关联的轴TAl延伸通过相应行星齿轮2102的中心点，所述行星齿轮2102基本上与从纵轴LAl延伸通过相应行星齿轮2102的中心点的径向参考轴RAl垂直。[0063]在有些实施方式中，主轴1000包括第一端部分1005、中心部分1010及第二端部分1015。第一端部分1005以使得主轴1000关于功率输出部分805不相对旋转的方式耦合到力矩变换器子组件800的功率输出部分805 (例如，变换器涡轮的输出轮轴)。主轴1000的中心部分1010以使得主轴1000关于输入负载凸轮与牵引环子组件2000A不相对旋转的方式耦合到输入负载凸轮与牵引环子组件2000A。主轴1000的第二端部分1015以使得主轴1000关于第一功率输入部分1405不相对旋转的方式耦合到组合设备1400的第一功率输入部分1405。变速器1200的输出负载凸轮与牵引环子组件2000B以使得输出负载凸轮与牵引环子组件2000B关于第一功率输入部分1410不相对旋转的方式耦合到组合设备1400的第一功率输入部分1410。由此，主轴1000合适地配置成将来自力矩变换器子组件800的功率(a)直接传输到组合设备1400并且(b)经变速器1200传输到组合设备1400。
[0064]每个行星齿轮2102都由输入负载凸轮与牵引环子组件2000A、输出负载凸轮与牵引环子组件2000B和切换凸轮与太阳齿轮子组件2200定位。主轴1000可以配置成将力矩施加到输入负载凸轮与牵引环子组件2000A上。通过在输入负载凸轮与牵引环子组件2000A与每个行星齿轮2102之间的相应输入牵引接口 TIl上的牵引，力矩被输入负载凸轮与牵引环子组件2000A施加到行星齿轮2102上，由此使每个行星齿轮2102都关于各自的行星轴2104旋转。如在此所使用的，输入牵引接口 TIl是在输入负载凸轮与牵引环子组件2000A与相应的行星齿轮2102之间的接触区域定义的。优选地，但不是必需地，在每个输入牵引接口 TIl和每个输出牵引接口 TI2处的牵引是通过由牵引流体形成的弹性流体动力层来提供的。
[0065]通过在输入负载凸轮与牵引环子组件2000A和每个行星齿轮2102之间的相应输出牵引接口 TI2的牵引，力矩被行星齿轮2102施加到输出负载凸轮与牵引环子组件2000B上，由此使得输出负载凸轮与牵引环子组件2000B关于主轴1000旋转。如在此所使用的，输出牵引接口 TI2是在输出负载凸轮与牵引环子组件2000B与相应行星齿轮2102之间的接触区域定义的。如图3A所示，输出负载凸轮与牵引环子组件2000B可以耦合到组合设备1400。因此，力矩可以通过变速器1200从主轴1000传输到组合设备1400。
[0066]如以上参照图3A所讨论的，经变速器1200或者经主轴1000传输到组合设备1400的力矩比可以依赖变速器1200的力矩比而选择性地变化。对于行星齿轮与变速杆子组件2100的给定倾斜，力矩比指输入牵引接口 TIl与输出牵引接口 TI2相对于轴LA2的相对位置。当输入牵引接口 TIl处行星齿轮2102的切向表面速率与输出牵引接口 TI2处行星齿轮2102的切向表面速率相同时，力矩比基本上等于I并且没有对应的力矩倍增(multiplication)。通过行星齿轮与变速杆子组件2100的倾斜，输入牵引接口 TIl处行星齿轮2102的切向表面速率与输出牵引接口 TI2处行星齿轮2102的切向表面速率之比是选择性可调节的。如以下进一步讨论的，切换凸轮与太阳齿轮子组件可以配置成使得切换凸轮与太阳齿轮子组件2200的平移造成行星齿轮与变速杆子组件2100的这种倾斜。行星齿轮与变速杆子组件2100从对应于力矩比为I的位置的倾斜方向指示力矩倍增是大于1(即，力矩输出大于力矩输入)还是小于I (即，力矩输入大于力矩输出)。
[0067]如图3A中所描述的，输入牵引接口 TIl和输出牵引接口 TI2相对于延伸通过切向参考轴TAl的径向参考轴RAl在角度上等距。因此，当每个行星齿轮2102的纵轴LA2与主轴1000的纵轴LAl平行时，力矩比为I。这种等距的配置提供了平衡的调节范围，使得行星齿轮与变速杆子组件2100在第一调节方向的完全调节导致与在第二方向完全调节时相同的绝对力矩倍增值。在其它实施方式中，当力矩比为1.0且纵轴LA2与纵轴LAl平行时，输入牵引接口 TIl和输出牵引接口 TI2可以相对于参考轴TAl不等距。这种不等距的配置提供了调节范围的偏置，使得行星齿轮与变速杆子组件2100在第一调节方向的完全调节导致与在第二调节方向完全调节时不同的绝对力矩倍增值。
[0068]如图3A的实施方式中所说明的，变速器1200可以在主轴1000的轴向反作用凸缘1020和轴向锁定螺母1305之间轴向约束到主轴1000上。轴向锁定螺母1305包括配置成与主轴1000的对应螺纹部分1025匹配的带螺纹孔。轴向反作用凸缘1020可以固定地附着到主轴1000上，与主轴1000的第二端部分1015相邻。带螺纹部分1025可以是主轴1000的整体部件，与主轴1000的中心部分1010相邻。在一种实施方式中，主轴1000包括反摇动导向表面1028,该表面配置成接合轴向锁定螺母1305的匹配反摇动导向表面,用于限制轴向锁定螺母1305关于主轴1000的摇动。
[0069]主轴1000第一端部分1005处的第一接合延伸1030可以配置成接合或支撑轴承组件(bearing assembly) 810,该轴承组件与力矩变换器子组件800的某些部件或者其它支撑部件连接。主轴1000第二端部分1015处的第二接合延伸1035可以配置成接合或支撑与组合设备1400的某些部件连接的轴承组件1415。在有些实施方式中，轴承组件810、1415每个都只包括一个衬套或轴承部件。在其它实施方式中，轴承部件810、1415每个都包括一个衬套或轴承部件及配置成接合相应接合延伸1030、1035的匹配表面的密封部件。
[0070]图3B是变速器1200实施方式的简化图，其中变速器1200可以是例如图3A传动装置中的变速器。在所说明的变速器1200的实施方式中，行星齿轮与变速杆子组件2100中的每一个都包括可旋转地安装到行星齿轮轴2104上的行星齿轮2102，其中行星齿轮轴2104可以设置到行星齿轮的中心孔2103上。隔开的行星齿轮轴承(planet bearing)2108、内部隔片2110和外部隔片2112可以同轴地安装到行星齿轮轴2104上。在有些实施方式中，内部隔片2110位于行星齿轮轴承2108之间，且行星齿轮轴承2108中的每个都位于相应的外部隔片2112和内部隔片2110之间。因此，每个行星齿轮2102以承重和可旋转的方式可旋转地安装到相应的行星齿轮轴2104上。变速器1200不限于用于将每个行星齿轮2102可旋转地安装到相应的行星齿轮轴2104上的特定行星齿轮轴承与隔片布置。例如，在有些实施方式中，可以实现利用多于两个或少于两个行星齿轮轴承及多于两个或少于两个隔片的行星齿轮轴承和隔片布置(即，内部位置和/或外部位置)。
[0071]行星齿轮轴变速杆2106 (“变速杆2106”)可以固定地附着到行星齿轮轴2104的相对的端部分2107，使得行星齿轮2102位于变速杆2106之间。行星齿轮轴2104延伸通过每个变速杆2106的行星齿轮轴孔2111。在一种实施方式中，相对的端部分2107包括斜辊轴肩(skew roller shoulder)2109，斜辊2122安装在该斜辊轴肩2109上。每个斜辊2122可以通过垫圈2124和弹簧挡圈2126保持在适当的位置，其中弹簧挡圈2126可以接合在斜辊轴肩2109中的槽中。在这里，在有些实施方式中，变速杆2106可以包括用于提供与变速器1200的其它部件的间隙的一个或多个特征(未示出)，例如凹槽、通道等。
[0072]在有些实施方式中，切换导辊轴2116可以接合到每个变速杆2106的切换导辊轴孔2117中和行星齿轮轴2104的对应轴捕获特征2119中。在一种实施方式中，切换导辊轴孔2117与行星齿轮轴孔2111相交并且通常是垂直的。切换导辊轴孔2117与变速杆2106的第一端部分2121相邻。轴捕获特征2119的例子包括，但不限于，通常表征为凹口、切口、通道、底座等的特征。切换导辊轴2116和对应的轴捕获特征2119可以配置成限制(例如，基本上排除)切换导辊轴2116关于接合的轴捕获特征2119的径向移位。因此，当切换导辊轴2116安装到行星齿轮轴2104上(其中切换导辊轴2116接合在切换导辊轴孔2117和对应的轴捕获特征2119中)时，切换导辊轴2116与对应轴捕获特征2119的这种匹配配置限制了变速杆2106沿行星齿轮轴2104的纵轴LA2的移位。切换导辊2114可以安装到每个切换导辊轴2116的相对的端部分上。每个切换导辊轴2116可以通过例如垫圈2118和弹簧挡圈2120固定到合适的位置，其中弹簧挡圈2120可以接合到切换导辊轴2116的槽2191中。在其它实施方式中，切换导辊轴2116可以通过例如干涉配合、压力配合等固定。侧面2244可以配置成基本上约束变速杆2106的运动，由此限制相应的变速杆2106绕变速器1200纵轴LAl的旋转。
[0073]在变速器1200的实施方式中，切换凸轮与太阳齿轮子组件2200可以包括太阳齿轮2202、轴承2204、切换凸轮2206、控制活塞2208、活塞管2210、垫片2212、内部密封2214和外部密封2216。如图3C所示，在有些实施方式中，控制活塞2208可以经活塞管2210耦合到切换凸轮2206。控制活塞2208和切换凸轮2206可以通过例如压力配合接口安装到活塞管2210上。太阳齿轮2202可以经轴承2204操作性地耦合到切换凸轮2206。轴承2204可以配置成传输太阳齿轮2202和切换凸轮2206之间的轴向和径向负载。太阳齿轮2202和切换凸轮2206可以配置成接纳轴承2204。变速器1200不限于特定类型的轴承。例如，角面接触轴承是用于轴承2204的合适的轴承类型。
[0074]例如，通过在电子控制器控制之下的电子螺线管，控制活塞2208的位置可以可选择地控制。控制器可以利用闭环控制来监视传动装置的状态并调节电子螺线管，并由此相应地调节控制活塞2208的位置。
[0075]图3C是可变比率传动装置实施方式的简化流体流图300。流体流图300可以说明例如图3A的传动装置中的流体流。流体流图300示意性地说明了通过使用一个或多个电子螺线管对流体流和流体压力的控制。图3C的流图300中所说明的流体流和控制是说明性的，不意图限制可以在传动装置中可以实现的控制的类型与数量。尽管该流体流图一般性地将电子螺线管(例如213)示出为控制流体排出，但电子螺线管不限于控制流体排出，而是可以配置成控制进入的流体流或室容积，以实现期望的控制。
[0076]在图3C的例子中，流体，例如传动装置中的液压用流体，包含在油箱(sump) 350中。泵310将流体从油箱中抽出，给其加压并将其分布到传动装置中的一条或多条控制路径。泵310可以例如通过输入接口由原始运动驱动。在一个例子中，内燃机驱动力矩变换器，而力矩变换器驱动泵310。泵310 —般包括一个或多个用于控制、调节或以别的方式限制流体压力的机构(未示出)。这种机制包括，但不限于，螺线管、回止球(check ball)、膜片、调节器等或者其某种组合。管线压力(line pressure)可以是静态的，或者可以是由控制器动态调节的。为了清晰，没有示出压力调节器。
[0077]来自泵310的加压流体沿多条控制通路分布。每条控制通路的大小都可以设计成在控制通路中整个流控制范围上最小化在泵310输出端所经历的流体压力的下降。
[0078]第一控制通路可以例如耦合到力矩变换器并操作成控制力矩变换器离合器的接合与脱离。在控制器控制之下的第一电子螺线管213可以选择性地控制力矩变换器离合器活塞312，以便选择性地控制施加到力矩变换器离合器的压力。例如，当力矩变换器离合器没有接合时，第一电子螺线管213可以基本上断电，其中断电指当前通过螺线管的流动相对于致动电流是不显著的。在第一控制通路中提供的流体允许排回油箱350，由此防止产生足够的压力来致动力矩变换器离合器。第一电子螺线管213可以接合成基本上限制流体从第一控制通路的排出，由此使得能够在第一控制通路中增大压力并接合力矩变换器离合器。
[0079]第二控制通路可以结合第二电子螺线管221和变速器控制活塞320实现，以控制由变速器提供的比率。控制器可以控制到第二电子螺线管221的电流的量，以控制流体通过第二控制通路的排出，并由此控制变速器控制活塞320的位置。如以上关于图3B所描述的，变速器控制活塞320的位置控制切换凸轮与太阳齿轮子组件和行星齿轮与变速杆子组件，其中切换凸轮与太阳齿轮子组件和行星齿轮与变速杆子组件控制由变速器提供的比率。
[0080]第三控制通路可以结合第三电子螺线管243和范围离合器控制活塞342来实现，以控制范围离合器的接合。控制器可以向第三电子螺线管243提供致动电流以接合范围离合器控制活塞342并使流体压力能够接合离合器。相反，控制器可以抑制到第三电子螺线管243的电流，以使范围离合器控制活塞342脱落并使第三控制通路中的流体能够排到油箱350，由此抑制施加到范围离合器的压力。范围离合器的位置可以用于控制副变速箱的比率。
[0081]类似地，第四控制通路可以结合第四电子螺线管245和前向离合器(forwardclutch)控制活塞344来实现，以控制前向离合器的接合。控制器可以向第四电子螺线管245提供致动电流，以便接合前向离合器控制活塞344，并可以抑制到第四电子螺线管245的电流，以便脱离前向离合器控制活塞344。
[0082]同样，第五控制通路可以结合第五电子螺线管247和反向离合器(reverseclutch)控制活塞346来实现，以控制反向离合器的接合。控制器可以向第五电子螺线管247提供致动电流，以便接合反向离合器控制活塞346，并可以抑制到第五电子螺线管247的电流，以便脱离反向离合器控制活塞346。
[0083]图4是用于可变比率传动装置的电子控制器108实施方式的简化功能性框图。控制器108可以是例如图1中所说明的控制器，并可以用于例如控制图3A的传动装置。电子控制器108的功能分解成系统输入、控制器输出、范围控制、变速器控制、力矩变换器离合器锁定与诊断。
[0084]控制器108实现了用于控制副变速箱与变速器的策略。控制器108确定作为驾驶员(用户)功能的适当功能和切换点模块410中的车辆输入。切换逻辑模块430确定要应用的适当离合器及它们所需的力矩容量。应用的速率和对应的螺线管电流在切换质量控制模块450中计算。控制器108还确定何时启动对变速器的使用。
[0085]控制器108还可以配置成包括诊断与故障模式，以便在有可能发生故障的情况下启用避免危险或破坏性情况并允许减少的功能性操作的能力。主要的电气和液压故障以及高度劣化的性能可以解决。
[0086]控制器108包括配置成从驱动系统中一个或多个传感器或控制装置接收输入的多个模块。进入电子控制器的每个外部信号都可以代表传感器测量值或控制状态。在使用输入信息之前，可以先对输入数据进行信号调节、缩放、错误检查等或者其某种组合。
[0087]输入信号和控制状态可以是模拟信号、数字信号或者模拟信号与数字信号的组合。用于特定实现方式的模拟输入的初始补充在表1中列出，作为说明性例子。控制器108不需要支持全部的输入类型补充。例如，前三个模拟信号类型可以是产品控制器108中实
现。其它模拟输入可以在产品实现中支持或者可以为了潜在的使用而包括在开发单元中。
[0088]
【权利要求】
1.一种控制可变比率传动装置的方法，该可变比率传动装置耦合到原动机，该方法包括: 基于多个输入信号，确定与耦合至所述传动装置的原动机相关联的多个参数； 基于所述多个参数，从多个控制范围中确定有效控制范围，其中所述多个输入信号包括至少一个传感器输入和至少一个控制状态输入； 基于所述多个输入信号，从多个变速器模式中确定有效变速器模式； 至少部分地基于所述多个输入信号和所述有效控制范围，确定耦合至所述传动装置的变速箱的配置；及 基于所述多个输入信号和所述有效变速器模式，控制所述传动装置的传动比。
2.如权利要求1所述的方法，确定与耦合至所述传动装置的原动机相关联的多个参数的步骤包括:监视所述原动机和所述传动装置。
3.如权利要求1所述的方法，确定与耦合至所述传动装置的原动机相关联的多个参数的步骤包括:从用户接口接收信息。
4.如权利要求3所述的方法，其中所述用户接口包括一组手动模式选择器，并且其中确定与耦合至所述传动装置的原动机相关联的多个参数的步骤包括:接收与所述一组手动模式选择器中的手动模式选择器相关联的指示。
5.如权利要求4所述的方法，其中确定与耦合至所述传动装置的原动机相关联的多个参数的步骤包括:从远程控制器接收信息。
6.如权利要求1所述的方法，其中控制器耦合至所述传动装置中的多个级，并且其中确定与耦合至所述传动装置的原动机相关联的多个参数的步骤包括:从所述传动装置中的所述多个级接收信息。
7.如权利要求1所述的方法，其中控制所述可变比率传动装置进一步包括:控制所述可变比率传动装置的运行特性。
8.如权利要求7所述的方法，其中所述运行特性包括切换特性。
9.如权利要求1所述的方法，其中所述传动比包括总传动比，其中所述总传动比是基于所述传动装置、所述变速箱和力矩变换器的特性来确定的。
10.如权利要求9所述的方法，还包括:基于力矩容量选择地应用离合器。
11.如权利要求9所述的方法，还包括:控制离合器的致动，以启动所述变速箱的配置。
12.如权利要求9所述的方法，还包括: 确定与力矩变换器相对应的力矩变换器离合器的配置，其中所述力矩变换器将来自所述原动机的功率耦合到所述传动装置；及 选择性地接合所述力矩变换器离合器。
13.如权利要求1所述的方法，其中所述多个输入信号包括:节流阀位置传感器输入值，以及齿轮选择器值和车速值中的至少一个。
14.如权利要求13所述的方法，其中有效控制范围是基于切换曲线的至少一部分的。
15.如权利要求1所述的方法，其中控制所述可变比率传动装置进一步包括调制施加到电子螺线管的电流，以控制所述传动装置的比率。
16.如权利要求1所述的方法，其中控制所述可变比率传动装置进一步包括控制所述传动装置，以便提供来自跨越低速传动比率和超速传动比率的比率范围中的比率。
17.如权利要求1所述的方法，其中控制所述可变比率传动装置进一步包括控制所述传动装置中的旋转行星齿轮的纵轴。
18.如权利要求17所述的方法，其中控制纵轴包括通过调制施加到控制螺线管的电流来控制耦合到旋转行星齿轮的变速杆的位置。
19.如权利要求18所述的方法，其中所述可变比率传动装置包括力矩划分单元。
【文档编号】F16H61/66GK103939602SQ201410145485
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2008年11月14日 优先权日:2007年11月16日
【发明者】S·B·奎因, A·L·米勒, S·R·安德森 申请人:福博科知识产权有限责任公司