專利名稱：變速器中平行的反作用制動(dòng)器的控制的制作方法
變速器中平行的反作用制動(dòng)器的控制技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明總體上涉及一種用于機(jī)動(dòng)車輛的自動(dòng)變速器的行星齒輪傳動(dòng)(planetary gearing)，并且，更具體地，涉及控制一種與超越制動(dòng)器平行設(shè)置的摩擦制動(dòng)器。
背景技術(shù)：
典型地，自動(dòng)變速器包括單向制動(dòng)器(0WB)，作為一擋中的反作用元件在一擋和二 擋位之間產(chǎn)生非同步的1-2掛高擋和2-1掛低擋，其又被稱作是超越制動(dòng)器。用于一擋的 反作用元件具有高的扭矩比來輸入扭矩，因此需要體積大、質(zhì)量重、價(jià)格高的單向制動(dòng)器。
一種增加是變速器速比的數(shù)量，這增加了反作用單向制動(dòng)器上的扭矩比。用于 具有一系列速比范圍的變速器的一擋反作用部件上的扭矩比如下4速 1. 8,5-速 2. 1、 6-速2.4、8-速 2.7。增加的扭矩比需要明顯更大、更重和更昂貴的單向制動(dòng)器。
一擋反作用單向制動(dòng)器通常與液壓驅(qū)動(dòng)摩擦制動(dòng)器平行設(shè)置，其與倒擋接合并且 在手動(dòng)選擇的一擋操作中提供發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)。盡管該制動(dòng)器可以具有足夠承載一擋扭矩的扭 矩容量(torque capacity)，但其必須為以下由變速器產(chǎn)生的速比的數(shù)量在倒擋中所需的 扭矩比確定大小4-速 3. 32,5-速 3. 8,6-速 4. 6、8_速 5. 9。發(fā)明內(nèi)容
一種用于控制自動(dòng)變速器的制動(dòng)器的方法，其中，自動(dòng)變速器包括在行星小齒輪 架和外殼之間與超越制動(dòng)器平行設(shè)置的第一制動(dòng)器，所述方法包括在正扭矩條件下利用 超越制動(dòng)器提供等于或小于參考制動(dòng)器扭矩的制動(dòng)器扭矩，當(dāng)制動(dòng)器扭矩大于參考制動(dòng)器 扭矩時(shí)增加第一制動(dòng)器的扭矩容量，以及完全接合第一制動(dòng)器。
制動(dòng)器控制策略改進(jìn)了超越或單向控制變速器裝置(例如行星齒輪單元中搖桿單 向制動(dòng)器)的耐久性，并且產(chǎn)生高品質(zhì)的非同步1-2和2-1換擋事件。
制動(dòng)控制允許在高扭矩事件過程中在一擋使用第一或液壓制動(dòng)器和超越制動(dòng)器， 而不影響非同步1-2和2-1換擋事件。
由于由單向制動(dòng)器傳送的最大扭矩受液壓制動(dòng)器的影響而減小，所以單向制動(dòng)器 的成本、重量和包裝體積也減小。
典型地，單向制動(dòng)器僅在一或兩點(diǎn)起作用，引起不正常的支架偏移和較高的輪齒 負(fù)載，而液壓制動(dòng)器典型地繞行星架360度起作用，引起行星架中正常的偏移方式和改進(jìn) 的輪齒負(fù)載。行星架偏移減小并且齒輪穩(wěn)健性得到改進(jìn)。
通過以下詳細(xì)說明、權(quán)利要求和附圖，將會(huì)明白較佳實(shí)施例的適用性范圍。應(yīng)該了 解的是，說明書和具體實(shí)施例盡管說明了本發(fā)明的首選實(shí)施例，但僅僅是通過舉例說明的 方式給出的。對(duì)所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，所述的實(shí)施例和例子的各種變化和修飾將 是顯而易見的。


結(jié)合附圖并參照以下說明，本發(fā)明將更容易被理解。
圖1是用于包括拉威挪齒輪組(Ravigneaux gear set)的自動(dòng)變速器的動(dòng)態(tài)總成 的一部分的橫截面。
圖2表示用于控制圖1中所示的摩擦制動(dòng)器的策略的邏輯流程圖。
具體實(shí)施方式
參照圖1，設(shè)置在變速器外殼12中的拉威挪型行星齒輪總成10包括第一和第二 太陽齒輪(圖中未示出)；被支承用于繞軸16轉(zhuǎn)動(dòng)的行星小齒輪架14 ；長小齒輪軸18，每個(gè) 長小齒輪軸繞軸16成角度地間隔并且支承在架14上；長行星小齒輪20，每個(gè)長行星小齒 輪繞軸16成角度地間隔，被支承用于在長小齒輪軸18之一上轉(zhuǎn)動(dòng)并且與第一太陽齒輪之 一嚙合；短小齒輪軸22，繞軸16成角度地間隔并且支承在架14上；一組被支承用于在短小 齒輪軸22上轉(zhuǎn)動(dòng)并且與第二太陽齒輪和長小齒輪20嚙合的短行星小齒輪M ；以及與長小 齒輪20嚙合并且與太陽齒輪和小齒輪20J4共軸設(shè)置的環(huán)形齒輪26。包括環(huán)形齒輪沈、 圓盤27和輸出軸28的整體環(huán)形齒輪總成被支承用于繞軸16轉(zhuǎn)動(dòng)。
架總成14包括第一盤30 ；與第一盤軸向間隔的第二盤32 ；以及設(shè)置在末端盤30、 32之間的第三盤34。架盤30、32、34支承小行星軸18、22，小行星20、M在其上分別被支承 用于轉(zhuǎn)動(dòng)。
變速器外殼12在內(nèi)表面形成有軸向花鍵齒40，花鍵齒40與在搖桿單向或超越制 動(dòng)器44的外環(huán)42的圓周邊緣上形成的外花鍵齒嚙合。制動(dòng)器44的內(nèi)環(huán)46上的環(huán)形導(dǎo)槽 由架盤32接合。美國7，383，930號(hào)專利公開了與制動(dòng)器44類似的搖桿單向離合器的結(jié)構(gòu) 和操作。
低/反向液壓驅(qū)動(dòng)摩擦制動(dòng)器50包括盤52，盤52在它們的外邊緣與外殼12花 鍵聯(lián)接；以及板M，其間插有盤52并且在它們的內(nèi)邊緣與架14的中間盤34花鍵聯(lián)接。伺 服活塞55軸向向右移動(dòng)以迫使盤52和板M產(chǎn)生相互摩擦接觸。由于外環(huán)42沒有軸向位 移的可能，所以驅(qū)動(dòng)活塞的力在外殼12上起作用。
超越制動(dòng)器交替地接合，以保證動(dòng)態(tài)布置的組件不會(huì)在相對(duì)外殼12的一個(gè)方向 上轉(zhuǎn)動(dòng)，并且超越制動(dòng)器分離以解離組件從而在相反的方向上自由轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)?shù)谝唤M件的速 度在一個(gè)方向上大于第二組件的速度時(shí)，超越離合器交替地接合以保證動(dòng)態(tài)布置的兩個(gè)組 件不會(huì)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，并且當(dāng)?shù)诙M件的速度大于第一組件的速度時(shí)，超越離合器分離以解離 組件從而使組件相對(duì)彼此轉(zhuǎn)動(dòng)。
現(xiàn)在參照圖2，其表示在高扭矩事件過程中，在一擋利用液壓低/反向制動(dòng)器50從而 將單向制動(dòng)器44上的扭矩負(fù)載保持在可接受的量值并且降低行星架14的偏離的控制策略。
在步驟60，進(jìn)行測試以確定變速器是否在一擋運(yùn)行。如果測試60的結(jié)果為邏輯 假，則在步驟62終止平行輔助控制。如果測試60的結(jié)果為邏輯真，則在步驟64，OWB 44處 于功率流狀態(tài)，并且啟動(dòng)平行制動(dòng)器輔助控制。
在步驟66，進(jìn)行測試以確定在一擋是否需要發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)，S卩，一擋是手動(dòng)選擇的 (IM)還是自動(dòng)選擇的(1A)。
如果測試66的結(jié)果為假，表明不需要發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)，并且變速器在擋1A，在步驟68，在低正扭矩條件和負(fù)扭矩條件下，制動(dòng)器50保持分離，而輸出軸觀的速度大于250 rpm。 低正扭矩條件的上限最好是最大扭矩的一半。為了準(zhǔn)備反向接合，在步驟68，在低正扭矩 條件和負(fù)扭矩條件下，通過施加滿行程壓力使制動(dòng)器50滿行程，而輸出速度小于250 rpm。 在步驟68，在較高的正扭矩條件下，制動(dòng)器50在全部輸出速度下完全接合以提供平行制動(dòng) 器輔助。
在正扭矩條件下，扭矩通過輸出軸28從發(fā)動(dòng)機(jī)傳送到車輪。在負(fù)扭矩條件下，例 如當(dāng)車輛下山行駛時(shí)，扭矩通過輸出軸觀從車輪傳送到發(fā)動(dòng)機(jī)。在負(fù)扭矩條件過程中，單 向制動(dòng)器44超越。
作為對(duì)施加到啟動(dòng)伺服活塞55的伺服缸的壓力的量值的響應(yīng)，制動(dòng)器50交替地 接合和分離。滿行程壓力是施加到該伺服的以下壓力的量值，該壓力使得通過將伺服活塞 55、盤52和板M移動(dòng)到相互摩擦接觸而不通過制動(dòng)器傳送扭矩從而將它們之間的余隙消 除。當(dāng)滿行程壓力存在于啟動(dòng)活塞55的伺服缸中時(shí)，低/反向制動(dòng)器50實(shí)質(zhì)上不具有扭 矩傳送能力。
在步驟70，進(jìn)行測試以確定從負(fù)扭矩條件到正扭矩條件的轉(zhuǎn)變是否基于發(fā)動(dòng)機(jī)扭 矩信號(hào)發(fā)生。
如果測試70的結(jié)果為假，則在步驟72，制動(dòng)器50中的啟動(dòng)壓力保持在低量值以阻 止發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)。
如果測試70的結(jié)果為真，則在步驟74監(jiān)測超越的變速齒輪比，即大于第一齒輪比 的比。限制低/反向制動(dòng)器50中的壓力變化率直到第一齒輪比產(chǎn)生。這對(duì)于阻止來自低 反向制動(dòng)器50的可能的沖撞或扭矩干擾來說是必需的，來自低反向制動(dòng)器50的可能的沖 撞或扭矩干擾會(huì)增加發(fā)動(dòng)機(jī)速度，這樣的發(fā)動(dòng)機(jī)速度的增加比通過發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒扭矩增加發(fā) 動(dòng)機(jī)速度而從負(fù)扭矩到正扭矩的轉(zhuǎn)變快。
如果測試66的結(jié)果為真，表明發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)是需要的并且變速器在擋1M，在步驟 76，保持制動(dòng)器50在所有時(shí)刻滿行程，維持制動(dòng)器50中足夠的扭矩容量以應(yīng)對(duì)所有負(fù)扭矩 條件，而不允許制動(dòng)器打滑。對(duì)于正扭矩條件，維持制動(dòng)器50中的壓力正好高于滿行程壓 力，直到由單向制動(dòng)器44承載的制動(dòng)器反作用扭矩超過平行制動(dòng)器輔助所需要的制動(dòng)器 扭矩，平行制動(dòng)器輔助所需要的制動(dòng)器扭矩被稱為參考制動(dòng)器反作用扭矩。
除了架14使用中的偏移和NVH效應(yīng)以外，還參考單向搖桿制動(dòng)器44的耐久極限、 所需的使用壽命、強(qiáng)度和性能特點(diǎn)確定參考制動(dòng)器反作用扭矩。
在步驟78，進(jìn)行測試以確定是否需要分離低/反向制動(dòng)器50，例如當(dāng)已經(jīng)命令從 一擋掛高擋。如果測試78的結(jié)果為真，并且不管變速器是否在擋IM或擋IA操作，在步驟 80，啟動(dòng)低/反向制動(dòng)器50的壓力減小為一量值，在該量值時(shí)，解離并完全分離制動(dòng)器。
按照專利法的規(guī)定，已經(jīng)對(duì)較佳實(shí)施例進(jìn)行了說明。但是，需要注意的是，還可以 實(shí)施與詳細(xì)說明和描述的實(shí)施例不同的替代實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種用于控制自動(dòng)變速器的制動(dòng)器的方法，其中，該自動(dòng)變速器包括在行星小齒 輪架和外殼之間與超越制動(dòng)器平行設(shè)置的第一制動(dòng)器，其特征在于，所述方法包含以下步 驟(a)在正扭矩條件下，利用超越制動(dòng)器提供等于或小于參考制動(dòng)器扭矩的制動(dòng)器扭矩；(b)當(dāng)制動(dòng)器扭矩大于參考制動(dòng)器扭矩時(shí)，增加第一制動(dòng)器的扭矩容量；以及(c)完全接合第一制動(dòng)器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(a)進(jìn)一步包含使第一制動(dòng)器滿行程。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包含(a)在負(fù)扭矩條件下利用第 一制動(dòng)器產(chǎn)生制動(dòng)器扭矩。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包含分離第一制動(dòng)器以允許換擋 發(fā)生。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包含在負(fù)扭矩條件下，在當(dāng)前擋位由變速器自動(dòng)產(chǎn)生時(shí)，利用超越制動(dòng)器提供制動(dòng)器扭矩；當(dāng)輸出軸的速度大于預(yù)先確定的速度時(shí)，完全分離第一制動(dòng)器；以及 當(dāng)輸出軸速度小于預(yù)先確定的速度時(shí)，使第一制動(dòng)器滿行程。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包含 在正扭矩條件下，完全接合第一制動(dòng)器而不管輸出軸速度。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包含如果從負(fù)扭矩條件到正扭矩條件變化的情況發(fā)生，限制第一制動(dòng)器的扭矩容量的改變 率，直到穿過變速器的速比相當(dāng)于變速器的一個(gè)擋位。
全文摘要
一種用于控制自動(dòng)變速器的制動(dòng)器的方法，其中該自動(dòng)變速器包括在行星小齒輪架和外殼之間與超越制動(dòng)器平行設(shè)置的第一制動(dòng)器，該方法包括在正扭矩條件下，利用超越制動(dòng)器以提供等于或小于參考制動(dòng)器扭矩的制動(dòng)器扭矩；當(dāng)制動(dòng)器扭矩大于參考制動(dòng)器扭矩時(shí)，增加第一制動(dòng)器的扭矩容量；以及完全結(jié)合第一制動(dòng)器。
文檔編號(hào)F16D67/02GK102032300SQ20101029202
公開日2011年4月27日 申請日期2010年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月6日
發(fā)明者布拉德·W·普羅伯特, 布拉德雷·R·豪雅, 查爾斯·W·蘇特爾, 格里高利·D·戈樂斯基, 肯尼斯·L·諾瓦奇克 申請人:福特全球技術(shù)公司