自動(dòng)駐車方法、自動(dòng)變速器及車輛的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種自動(dòng)駐車方法、自動(dòng)變速器及車輛。其中自動(dòng)駐車方法中所述車輛的自動(dòng)變速器包括輸出軸,所述輸出軸正向旋轉(zhuǎn)時(shí)所述車輛前進(jìn),所述輸出軸反向旋轉(zhuǎn)時(shí)所述車輛后退,其中所述方法包括:監(jiān)測(cè)所述車輛的工作狀態(tài),當(dāng)具備自動(dòng)駐車條件時(shí),限制所述輸出軸不反向旋轉(zhuǎn),其中所述自動(dòng)駐車條件包括a)車速為零,且b)制動(dòng)踏板踩下。本發(fā)明可有效實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駐車功能,并且附加成本低,可行性高。
【專利說明】自動(dòng)駐車方法、自動(dòng)變速器及車輛
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于AT (自動(dòng)變速)車輛【技術(shù)領(lǐng)域】,具體說涉及一種自動(dòng)變速車輛自動(dòng)駐車方法。
[0002]本發(fā)明還涉及一種自動(dòng)變速器及具有所述自動(dòng)變速器的車輛。
【背景技術(shù)】
[0003]汽車技術(shù)的發(fā)展已有百年歷史,進(jìn)入二十一世紀(jì)之后,隨著各類新型電子技術(shù)和交叉學(xué)科的發(fā)展,汽車中應(yīng)用的各種新技術(shù)更是層出不窮。各種新的輔助功能的引入,讓汽車駕駛更加舒適,更加環(huán)保,更加安全。坡道自動(dòng)駐車技術(shù)是近年來部分汽車廠家所采用的一項(xiàng)新技術(shù),其主要作用是在上坡停車時(shí),對(duì)車輛進(jìn)行輔助制動(dòng),從而防止車輛再次起步時(shí)產(chǎn)生倒溜。目前所采用的自動(dòng)駐車功能基本都是基于ESP (電子穩(wěn)定程序)的一種擴(kuò)展,主要由ESP系統(tǒng)來控制。當(dāng)車輛臨時(shí)停駐時(shí),電腦會(huì)通過一系列傳感器來測(cè)量車身的水平度和車輪的扭矩,對(duì)車輛溜動(dòng)趨勢(shì)做一個(gè)判定,并對(duì)車輪實(shí)施一個(gè)適當(dāng)?shù)膭x車力度,使車輛靜止。當(dāng)駕駛員踩下踏板驅(qū)動(dòng)車輛時(shí),系統(tǒng)會(huì)監(jiān)測(cè)踏板信號(hào)來控制解除剎車。大眾公司和奔馳公司的Auto Hold (自動(dòng)駐車)功能就可以完成坡道自動(dòng)駐車。
[0004]為了完成坡道自動(dòng)駐車功能,目前的應(yīng)用技術(shù)中都必須是基于ESP系統(tǒng),成本較高。而且,在以車輪制動(dòng)為實(shí)現(xiàn)手段的技術(shù)中,勢(shì)必存在控制上的兩難:剎車力過小,無法防止車輛倒溜;剎車力過大,再次驅(qū)動(dòng)時(shí)車輛起步時(shí)響應(yīng)滯后。因此,這類技術(shù)對(duì)系統(tǒng)的控制精度要求較高。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種新的車輛自動(dòng)駐車方法,該方法可保證車輛在剎停工況下尤其是在上坡坡道上不會(huì)向后倒溜,且無需制動(dòng)車輪因而無需控制剎車力。
[0006]本發(fā)明采用以下技術(shù)方案。
[0007]一種自動(dòng)變速車輛自動(dòng)駐車方法,所述車輛的自動(dòng)變速器包括輸出軸,所述輸出軸正向旋轉(zhuǎn)時(shí)所述車輛前進(jìn),所述輸出軸反向旋轉(zhuǎn)時(shí)所述車輛后退,其中所述方法包括:
監(jiān)測(cè)所述車輛的工作狀態(tài),當(dāng)具備自動(dòng)駐車條件時(shí),限制所述輸出軸不反向旋轉(zhuǎn),其中所述自動(dòng)駐車條件包括a)車速為零,且b)制動(dòng)踏板踩下。
[0008]優(yōu)選地,在具備所述自動(dòng)駐車條件a)與b)的所述車輛的工作狀態(tài)持續(xù)大于預(yù)設(shè)時(shí)間閾值h后限制輸出軸不反轉(zhuǎn)。
[0009]本發(fā)明基于行星齒輪系的運(yùn)動(dòng)學(xué)關(guān)系,設(shè)計(jì)出某種控制模態(tài),在該模態(tài)下,變速箱輸出軸只能單向運(yùn)動(dòng),因此避免了車輛在駐車時(shí)后退的情況。
[0010]另外,延時(shí)是為了防止誤判斷,這樣確保正確啟動(dòng)自動(dòng)駐車功能。優(yōu)選地,當(dāng)具備所述自動(dòng)駐車條件a)與b)時(shí)開始計(jì)時(shí),所述預(yù)設(shè)時(shí)間閾值h為0.5秒。
[0011 ] 優(yōu)選地,所述自動(dòng)駐車條件還包括c)所述車輛處于D擋位。
[0012]優(yōu)選地,所述自動(dòng)駐車條件還包括d)油門踏板松開。[0013]優(yōu)選地,所述車輛的自動(dòng)變速器還包括輸入軸、第一行星齒輪排、第二行星齒輪排和第三行星齒輪排,其中所述輸入軸連接所述第二行星齒輪排的第二太陽輪,第二行星輪連接所述第三行星齒輪排的第三齒圈,第三行星輪連接所述輸出軸,并且所述第三行星輪還連接所述第一行星齒輪排的第一齒圈,當(dāng)自動(dòng)駐車時(shí),第三太陽輪是固定的,第二齒圈通過單向離合器結(jié)合第一行星輪使第一行星輪正向旋轉(zhuǎn),所述第一太陽輪是固定的。
[0014]優(yōu)選地,所述第三太陽輪通過第一離合器相對(duì)所述自動(dòng)變速器固定,所述第一太陽輪通過第二離合器相對(duì)所述自動(dòng)變速器固定,如第一離合器、第三離合器連接在自動(dòng)變速器的箱體上,均能實(shí)現(xiàn)固定連接。
[0015]只要監(jiān)測(cè)到車輛滿足以下任意一個(gè)條件,就可退出車輛自動(dòng)駐車功能:1)所述車輛的車速不為零;2)所述車輛不處于所述D擋位;3)所述油門踏板踩下。
[0016]本發(fā)明主要是在變速箱控制邏輯中增加自動(dòng)駐車功能模塊。當(dāng)監(jiān)測(cè)到的各個(gè)信號(hào)滿足進(jìn)入自動(dòng)駐車功能的條件時(shí),自動(dòng)駐車功能啟動(dòng)。變速箱控制器發(fā)出指令,控制第二離合器結(jié)合,使得變速箱輸出軸的反向運(yùn)動(dòng)被禁止,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駐車功能。而一旦滿足退出條件,控制器將發(fā)出指令,控制第二離合器泄油脫開,變速箱返回正常工作狀態(tài)。
[0017]本發(fā)明基于運(yùn)動(dòng)學(xué)關(guān)系實(shí)現(xiàn)的單向運(yùn)動(dòng)性,比現(xiàn)有的基于制動(dòng)系統(tǒng)的技術(shù)更加容易控制,起步性能更優(yōu)。而且附加成本低,可行性高,尤其有效控制坡道自動(dòng)駐車。
[0018]本發(fā)明還要解決的技術(shù)問題是提供一種自動(dòng)變速器,能配合上述自動(dòng)駐車方法。
[0019]本發(fā)明采用以下技術(shù)方案。
[0020]一種自動(dòng)變速器,其包括輸入軸、第一行星齒輪排、第二行星齒輪排、第三行星齒輪排和輸出軸,其中所述輸入軸連接所述第二行星齒輪排的第二太陽輪,第二行星輪連接所述第三行星齒輪排的第三齒圈,第三行星輪連接所述輸出軸,所述第三行星輪還連接第一齒圈,當(dāng)所述第三太陽輪通過第一離合器相對(duì)所述自動(dòng)變速器固定,而第一太陽輪通過第二離合器相對(duì)所述自動(dòng)變速器固定時(shí),第二齒圈還通過單向離合器連接第一行星輪,并允許所述第一行星輪具有朝第一方向的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì),所述輸出軸與所述第一齒圈以及所述第一行星輪具有相同方向的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)。優(yōu)選地,所述輸入軸通過第三離合器與所述第一行星輪脫開,而且所述輸入軸還通過第四離合器與所述第一太陽輪脫開,所述第一行星輪通過第五離合器相對(duì)所述自動(dòng)變速器分離。
[0021]優(yōu)選地,所述輸入軸通過第三離合器與所述第一行星輪脫開,而且所述輸入軸還通過第四離合器與所述第一太陽輪脫開,所述第一行星輪通過第五離合器相對(duì)所述自動(dòng)變速器分離。
[0022]優(yōu)選地,本發(fā)明還采用具有上述自動(dòng)變速器的車輛。
[0023]本發(fā)明適用于六速前驅(qū)自動(dòng)變速器,其有益效果是明顯的。包括:可實(shí)現(xiàn)高性能的自動(dòng)駐車功能,車輛起步性能完全不受影響,屬于最理想的自動(dòng)駐車性能;實(shí)現(xiàn)成本低,無需增加額外系統(tǒng),僅僅是在控制邏輯中增加策略;該發(fā)明可用于配備有該變速箱并且?guī)в衅鹜9δ?Start/Stop)的車輛上,收益更為明顯。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0024]參照附圖,本發(fā)明的公開內(nèi)容將變得更易理解。本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解的是:這些附圖僅僅用于說明的目的,而并非意在對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍構(gòu)成限制。圖中:圖1示出為本發(fā)明涉及的自動(dòng)變速器行星齒輪系的杠桿法簡(jiǎn)圖;
圖2示出通過離合器的不同組合實(shí)現(xiàn)本發(fā)明涉及的自動(dòng)變速器的換擋情況示意;
圖3示出為本發(fā)明涉及的行星齒輪機(jī)構(gòu)在啟動(dòng)自動(dòng)駐車功能的工作狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)示意簡(jiǎn)圖;
圖4示出為本發(fā)明涉及的車輛自動(dòng)駐車功能的流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]為幫助本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠確切地理解本發(fā)明要求保護(hù)的主題,下面結(jié)合附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】。
[0026]圖1為本發(fā)明涉及的自動(dòng)變速器行星齒輪系的杠桿法簡(jiǎn)圖。該結(jié)構(gòu)由三排行星排組成,通過對(duì)5個(gè)離合器進(jìn)行不同的組合控制,實(shí)現(xiàn)不同的傳動(dòng)比要求。圖2為通過離合器的不同組合實(shí)現(xiàn)本發(fā)明涉及的自動(dòng)變速器的換擋情況示意。本發(fā)明可用于任何一種駐車情況,尤其適用于坡道最 佳為上坡時(shí)的駐車情況。
[0027]結(jié)合圖1,所述自動(dòng)變速器的行星齒輪機(jī)構(gòu)包括第一行星齒輪排、第二行星齒輪排、以及第三行星齒輪排,各行星齒輪排均包括太陽輪、行星輪、以及齒圈,即第一行星齒輪排的第一太陽輪S1、第一行星輪Cl和第一齒圈Rl,第二行星齒輪排的第二太陽輪S2、第二行星輪C2和第二齒圈R2,以及第三行星齒輪排的第三太陽輪S3、第三行星輪C3和第三齒圈R3。在圖1中,以各齒輪作為節(jié)點(diǎn)繪出。另外,五個(gè)離合器分別是第一離合器CB1234、第二離合器CB26、第三離合器C456、第四離合器C35R和第五離合器CBLR,而且它們都是雙向離合器。由圖可知,輸入軸Tin連接第二太陽輪S2,同時(shí)通過第三離合器與第一行星輪Cl連接,以及通過第四離合器與第一太陽輪SI連接,即當(dāng)?shù)谌x合器結(jié)合時(shí),輸入軸Tin連接第一行星輪Cl,當(dāng)?shù)谌x合器脫開時(shí),輸入軸Tin與第一行星輪Cl分離;當(dāng)?shù)谒碾x合器結(jié)合時(shí),輸入軸Tin連接第一太陽輪SI,當(dāng)?shù)谒碾x合器脫開時(shí),輸入軸Tin與第一太陽輪SI分離(以下第一離合器、第二離合器、和第五離合器的工作原理與第三離合器和第四離合器相同,將不贅述)。第一太陽輪SI的另一側(cè)通過第二離合器與自動(dòng)變速器(如箱體)連接,而第一行星輪Cl還通過單向離合器Fl與第二齒圈R2連接,以及還通過第五離合器與自動(dòng)變速器(如箱體)連接。第二行星輪C2連接第三齒圈R3,第三行星輪C3連接輸出軸Tout,第三太陽輪S3通過第一離合器與自動(dòng)變速器(如箱體)連接。單向離合器Fl的作用是在一擋狀態(tài)下,使車輛實(shí)現(xiàn)滑行功能,即輸出軸Tout轉(zhuǎn)速可以超過輸入軸Tin轉(zhuǎn)速除以一擋數(shù)比。在該工況下,車輛保持較高車速滑行,但發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速可以維持在較低轉(zhuǎn)速。
[0028]以一擋鎖止工況為例,當(dāng)處于該工況時(shí),離合器CB1234 (第一離合器)與CBLR (第五離合器)結(jié)合,相應(yīng)的使得第三太陽輪S3與第二齒圈R2被鎖止即轉(zhuǎn)速為零。于是,當(dāng)輸入軸Tin具有正向轉(zhuǎn)速Nin時(shí),即第二太陽輪S2具有正向轉(zhuǎn)速Nin,第二行星輪C2的轉(zhuǎn)速為 NinX (R2C2)/(R2S2) = NinXZs2/(ZK2+ZS2),其中 Zs2 為第二太陽輪齒數(shù),Zc2 為第二齒圈齒數(shù)。同樣的道理,第二行星輪C2的轉(zhuǎn)速在第三行星輪C3上會(huì)轉(zhuǎn)化為C3即輸出軸轉(zhuǎn)速:
Nout = NinXZs2/ (ZE2+ZS2) XZe3/ (ZE3+ZS3);
由此產(chǎn)生了一擋的傳動(dòng)比為:
Nin/Nout = I/[ZS2/ (ZE2+ZS2) XZE3/ (ZE3+ZS3)]。
[0029]當(dāng)車輛駐車時(shí),此時(shí)第三離合器與第一行星輪Cl、第四離合器與第一太陽輪S1、第五離合器與第一行星輪Cl分別是脫開的,單向離合器Fl與第一行星輪Cl或第二齒圈R2結(jié)合。如此時(shí)第二離合器與第一太陽輪SI也是脫開的,則第一太陽輪SI處于自由狀態(tài),第一行星輪Cl由于單向離合器Fl只能單向運(yùn)動(dòng)(即正向旋轉(zhuǎn)),第一太陽輪SI的不受限導(dǎo)致第一齒圈Rl的不受限。例如在坡道上坡時(shí),重力作用可以引起車輛后退,進(jìn)而使輸出軸Tout作的是反向旋轉(zhuǎn)(即反向于第一方向Dl)的運(yùn)動(dòng)。如此時(shí)第二離合器與第一太陽輪SI是結(jié)合的,參見圖3所示的該工作狀態(tài)下的本發(fā)明涉及的行星齒輪機(jī)構(gòu),則第一太陽輪SI相對(duì)自動(dòng)變速器固定,因?yàn)榈谝恍行禽咰l由于單向離合器Fl只能單向的正向旋轉(zhuǎn)(并且是使車輛朝行進(jìn)的第一方向Dl運(yùn)動(dòng)),則第一齒圈Rl可以與第一行星輪Cl保持同向的運(yùn)動(dòng)。車輛在這種工況下只能前進(jìn),不能后退,從而實(shí)現(xiàn)了上坡自動(dòng)駐車功能。一旦輸入軸Tin獲得轉(zhuǎn)矩,輸出軸Tout可以起步并以第一方向Dl運(yùn)動(dòng)。
[0030]圖4給出了具體控制邏輯的流程示意圖。當(dāng)車輛從正常駕駛工況剎車到靜止工況時(shí),變速器控制器監(jiān)測(cè)到I)排擋桿位置為D,2)車速為零,3)油門踏板松開,同時(shí)4)制動(dòng)踏板被踩下時(shí),進(jìn)入自動(dòng)駐車功能控制。其中第5)條件為用于延遲的時(shí)間條件,防止由于信號(hào)干擾引起誤判斷。優(yōu)選持續(xù)時(shí)間t大于預(yù)設(shè)時(shí)間閾值h后,自動(dòng)駐車功能啟動(dòng),變速器控制器發(fā)出指令對(duì)第二離合器充油使其結(jié)合,更優(yōu)選地,閾值h為0.5秒。由于變速器行星齒輪系的運(yùn)動(dòng)學(xué)關(guān)系,使得這時(shí)車輛不能有后退方向的移動(dòng)。在自動(dòng)駐車功能啟動(dòng)時(shí),繼續(xù)監(jiān)測(cè)各信號(hào),當(dāng)擋位信號(hào)不在D擋,或者車速信號(hào)不為零,或者油門信號(hào)不為零的時(shí)候,即表明駕駛員已經(jīng)開始驅(qū)動(dòng)車輛向前移動(dòng),這時(shí)退出自動(dòng)駐車控制狀態(tài),恢復(fù)到正常運(yùn)行的控制模式??刂破靼l(fā)出指令對(duì)第二離合器泄油,回到正常駕駛工況。在進(jìn)入自動(dòng)駐車功能模式時(shí),與圖2中的2擋的離合器狀態(tài)是一致的。
[0031]本發(fā)明的上坡自動(dòng)駐車功能基于該六速變速器的行星結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn),設(shè)計(jì)巧妙,成本低,可替代輔助電子制動(dòng)系統(tǒng)完成上坡自動(dòng)駐車功能。該發(fā)明同樣可用于配備有該變速器并且?guī)в衅鹜9δ?Start/Stop)的車輛上,其作用更為明顯。
[0032]雖然已詳細(xì)地示出并描述了本發(fā)明的具體實(shí)施例以說明本發(fā)明的原理,但應(yīng)理解的是,本發(fā)明可以其它方式實(shí)施而不脫離這樣的原理。
【權(quán)利要求】
1.一種自動(dòng)變速車輛自動(dòng)駐車方法,所述車輛的自動(dòng)變速器包括輸出軸(Tout),所述輸出軸(Tout)正向旋轉(zhuǎn)時(shí)所述車輛前進(jìn),所述輸出軸(Tout)反向旋轉(zhuǎn)時(shí)所述車輛后退,其中所述方法包括: 監(jiān)測(cè)所述車輛的工作狀態(tài),當(dāng)具備自動(dòng)駐車條件時(shí),限制所述輸出軸(Tout)不反向旋轉(zhuǎn),其中所述自動(dòng)駐車條件包括a)車速為零,且b)制動(dòng)踏板踩下。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)變速車輛自動(dòng)駐車方法,其特征是:在具備所述自動(dòng)駐車條件a)與b)的所述車輛的工作狀態(tài)持續(xù)大于預(yù)設(shè)時(shí)間閾值h后限制輸出軸(Tout)不反轉(zhuǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自動(dòng)變速車輛自動(dòng)駐車方法,其特征是:當(dāng)具備所述自動(dòng)駐車條件a)與b)時(shí)開始計(jì)時(shí),所述預(yù)設(shè)時(shí)間閾值h為0.5秒。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)變速車輛自動(dòng)駐車方法,其特征是:所述自動(dòng)駐車條件還包括c)所述車輛處于D擋位。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的自動(dòng)變速車輛自動(dòng)駐車方法,其特征是:所述自動(dòng)駐車條件還包括d)油門踏板松開。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)變速車輛自動(dòng)駐車方法,其特征是:所述車輛的自動(dòng)變速器還包括輸入軸(Tin)、第一行星齒輪排、第二行星齒輪排和第三行星齒輪排,其中所述輸入軸(Tin)連接所述第二行星齒輪排的第二太陽輪(S2),第二行星輪(C2)連接所述第三行星齒輪排的第三齒圈(R 3),第三行星輪(C3)連接所述輸出軸(Tout),并且所述第三行星輪(C3)還連接所述第一行星齒輪排的第一齒圈(R1),當(dāng)自動(dòng)駐車時(shí),第三太陽輪(S3)是固定的,第二齒圈(R2)通過單向離合器(Fl)結(jié)合第一行星輪(Cl)使第一行星輪(Cl)正向旋轉(zhuǎn),所述第一太陽輪(SI)是固定的。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的自動(dòng)變速車輛自動(dòng)駐車方法,其特征是:所述第三太陽輪(S3)通過第一離合器相對(duì)所述自動(dòng)變速器固定;所述第一太陽輪(SI)通過第二離合器相對(duì)所述自動(dòng)變速器固定。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)變速車輛自動(dòng)駐車方法,其特征是:當(dāng)所述車輛的車速不為零時(shí),取消對(duì)所述輸出軸(Tout)的限制。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的自動(dòng)變速車輛自動(dòng)駐車方法,其特征是:當(dāng)所述車輛不處于所述D擋位時(shí),取消對(duì)所述輸出軸(Tout)的限制。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的自動(dòng)變速車輛自動(dòng)駐車方法,其特征是:當(dāng)所述油門踏板踩下時(shí),取消對(duì)所述輸出軸(Tout)的限制。
11.一種自動(dòng)變速器,其包括輸入軸(Tin)、第一行星齒輪排、第二行星齒輪排、第三行星齒輪排和輸出軸(Tout),其中所述輸入軸(Tin)連接所述第二行星齒輪排的第二太陽輪(S2),第二行星輪(C2)連接所述第三行星齒輪排的第三齒圈(R3),第三行星輪(C3)連接所述輸出軸(Tout),所述第三行星輪(C3)還連接第一齒圈(R1),當(dāng)所述第三太陽輪(S3)通過第一離合器相對(duì)所述自動(dòng)變速器固定,而第一太陽輪(SI)通過第二離合器相對(duì)所述自動(dòng)變速器固定時(shí),第二齒圈(R2)還通過單向離合器(Fl)連接第一行星輪(Cl),并允許所述第一行星輪(Cl)具有朝第一方向(Dl)的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì),所述輸出軸(Tout)與所述第一齒圈(Rl)以及所述第一行星輪(Cl)具有相同方向的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)。
12.根據(jù)權(quán)利要11所述的自動(dòng)變速器,其特征是:所述輸入軸(Tin)通過第三離合器與所述第一行星輪(Cl)脫開,而且所述輸入軸(Tin)還通過第四離合器與所述第一太陽輪(SI)脫開,所述第一行星輪(Cl)通過第五離合器相對(duì)所述自動(dòng)變速器分離。
13.—種具有如權(quán) 利要求11或12所述的自動(dòng)變速器的車輛。
【文檔編號(hào)】F16H3/66GK104002805SQ201310058282
【公開日】2014年8月27日 申請(qǐng)日期:2013年2月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年2月25日
【發(fā)明者】田華 申請(qǐng)人:上海通用汽車有限公司, 泛亞汽車技術(shù)中心有限公司