用于變速傳動裝置的控制器的制造方法
【專利摘要】在這里公開了用于包括變速器或其它CVT的可變比率傳動裝置和電子可控可變比率傳動裝置的電子控制器。所述電子控制器可以配置成接收指示與耦合到傳動裝置的引擎關(guān)聯(lián)的參數(shù)的輸入信號。電子控制器還可以接收一個或多個控制輸入。電子控制器可以根據(jù)輸入信號和控制輸入確定有效范圍與有效變速器模式。通過控制一個或多個電子螺線管，電子控制器可以控制可變比率傳動裝置的最終傳動比，其中一個或多個電子螺線管控制可變比率傳動裝置的一個或多個部分的比率。
【專利說明】用于變速傳動裝置的控制器
[0001]本申請是申請日為2008年11月14日、申請?zhí)枮?00880116244.9、發(fā)明名稱為“用于變速傳動裝置的控制器”的中國發(fā)明專利申請的分案申請。
[0002]對相關(guān)申請的交叉引用
[0003]本申請要求于2007年11月16日提交的、標(biāo)題為“CONTROLLER FOR ACONTINUOUSLY VARIABLE TRANSMISSION”的美國臨時申請N0.60/988, 560 的權(quán)益，該申請的全部內(nèi)容通過引用包含于此。
【背景技術(shù)】
[0004]無極變速傳動裝置(CVT)與基本上無極變速的傳動裝置在各種應(yīng)用中越來越獲得認(rèn)同?？刂朴蒀VT提供的比率的過程由于CVT所給出比率持續(xù)可變或者微小分級而復(fù)雜化。此外，CVT中可以實現(xiàn)的比率范圍對有些應(yīng)用可能是不夠的。傳動裝置可以實現(xiàn)CVT與一個或多個附加CVT級、一個或多個固定比率范圍劃分器(splitter)或其某種組合的組合，以便擴展可用比率的范圍。由于傳動裝置可能具有獲得相同最終傳動比的多種配置，因此CVT與一個或多個附加級的組合進一步將比率控制過程復(fù)雜化。
[0005]例如，不同的傳動裝置配置可以不同方式跨不同的傳動裝置級成倍地增加輸入力矩，以實現(xiàn)相同的最終傳動比。但是，有些配置與提供相同最終傳動比的其它配置相比提供更大的靈活性或者更好的效率。
[0006]用于優(yōu)化傳動裝置控制的標(biāo)準(zhǔn)對于相同傳動裝置的不同應(yīng)用可以不同。例如，基于將輸入力矩施加到傳動裝置的原動機(prime mover)的類型,為燃料效率而優(yōu)化傳動裝置控制的標(biāo)準(zhǔn)可以不同。此外，對于給定的傳動裝置與原動機對，用于優(yōu)化傳動裝置控制的標(biāo)準(zhǔn)可以依賴于是優(yōu)化燃料效率還是優(yōu)化性能而不同。
[0007]在此描述的系統(tǒng)與方法用于解決在控制傳動裝置最終傳動比過程中涉及的復(fù)雜且有時候是相互矛盾(competing)的標(biāo)準(zhǔn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]在這里描述了用于包括變速器或其它CVT的可變比率傳動裝置和電子可控可變比率傳動裝置的電子控制器。電子控制器可以配置成接收指示與耦合到傳動裝置的引擎關(guān)聯(lián)的參數(shù)的輸入信號。電子控制器還可以接收一個或多個控制輸入。電子控制器可以根據(jù)輸入信號和控制輸入確定有效范圍和有效變速器模式。通過控制一個或多個電子螺線管，電子控制器可以控制可變比率傳動裝置的最終傳動比，其中電子螺線管控制可變比率傳動裝置的一個或多個部分的比率。
[0009]本發(fā)明的各方面包括控制可變比率傳動裝置的方法。該方法包括:接收多個輸入信號；至少部分地基于該多個輸入信號從多個控制范圍中確定有效的控制范圍；基于多個輸入信號和有效的控制范圍從多個變速器模式中確定有效的變速器模式；及基于輸入信號和有效變速器模式控制變速器的運轉(zhuǎn)。
[0010]本發(fā)明的各方面包括控制可變比率傳動裝置的方法。該方法包括接收一個或多個電子輸入值，及控制施加到控制螺線管的電流以改變變速器控制活塞的位置，其中該控制活塞運轉(zhuǎn)以通過改變變速器中至少一個旋轉(zhuǎn)行星齒輪的旋轉(zhuǎn)軸角度來改變由變速器提供的比率。
[0011]本發(fā)明的各方面包括一種控制器系統(tǒng)，該控制器系統(tǒng)包括:配置成存儲切換規(guī)律(shift schedule)圖的切換規(guī)律模塊；耦合到切換規(guī)律模塊的切換點模塊，其中切換點模塊配置成接收多個電子輸入信號并配置成至少部分地基于多個電子輸入信號和切換規(guī)律圖從多個控制范圍中確定有效的控制范圍；配置成基于多個電子輸入信號和有效控制范圍確定變速器模式的變速器模式模塊；以及配置成基于變速器模式控制變速器比率的控制模塊。
[0012]本發(fā)明的各方面包括一種控制器系統(tǒng)，該控制器系統(tǒng)包括:具有可變比率變速器的傳動裝置，其中變速器的比率是至少部分地基于變速器中至少一個旋轉(zhuǎn)行星齒輪的縱軸位置改變的；以及配置成接收多個輸入并生成控制輸出的電子控制器，該控制輸出基于多個輸入改變變速器中至少一個旋轉(zhuǎn)行星齒輪的縱軸位置。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]結(jié)合附圖，根據(jù)以下給出的具體描述，本公開的實施方式的特征、目的與優(yōu)點將變得更加明顯，其中附圖中相同的元件使用相同的標(biāo)號。
[0014]圖1是包括可變比率傳動裝置的驅(qū)動裝置的簡化功能性框圖。
[0015]圖2是具有電子控制的可變比率傳動裝置實施方式的簡化功率流示意圖。
[0016]圖3A是具有電子控制的可變比率傳動裝置的簡化圖。
[0017]圖3B是變速器實施方式的簡化圖。
[0018]圖3C是可變比率傳動裝置實施方式的簡化流體流示意圖。
[0019]圖4是用于可變比率傳動裝置的電子控制器實施方式的簡化功能性框圖。
[0020]圖5是由電子控制器實現(xiàn)的傳動裝置切換曲線實施方式的簡化圖。
[0021]圖6是由電子控制器實現(xiàn)的引擎速度圖實施方式的簡化圖。
[0022]圖7是由電子控制器實現(xiàn)的變速器圖實施方式的簡化圖。
[0023]圖8是由電子控制器實現(xiàn)的變速器圖實施方式的簡化圖。
[0024]圖9是由電子控制器實現(xiàn)的引擎速度限制圖實施方式的簡化圖。
[0025]圖10是由電子控制器實現(xiàn)的變速器速率限制圖實施方式的簡化圖。
[0026]圖11是將估計的引擎力矩映射到節(jié)流閥位置的簡化圖。
[0027]圖12是管線壓力規(guī)律(line pressure schedule)實施方式的簡化圖。
[0028]圖13是管線壓力控制圖實施方式的簡化圖。
[0029]圖14是離合器應(yīng)用輪廓(profile)實施方式的簡化圖。
[0030]圖15是離合器壓力控制圖實施方式的簡化圖。
[0031]圖16是力矩變換器離合器曲線實施方式的簡化圖。
[0032]圖17是控制可變比率傳動裝置的方法的實施方式的簡化流程圖。
[0033]圖18是控制可變比率傳動裝置中的變速器的方法的實施方式的簡化流程圖。
[0034]圖19是可以在可變比率傳動裝置上實現(xiàn)的閥門系統(tǒng)的實施方式的流體流圖實施方式的示意圖?！揪唧w實施方式】
[0035]在這里描述用于可變比率傳動裝置的電子控制器，該電子控制器對具有無極變速部分的可變比率傳動裝置啟用電子控制，其中的無極變速部分例如無極變速傳動裝置(CVT)、無限變速傳動裝置(IVT)或變速器。電子控制器可以配置成接收指示與耦合到傳動裝置的引擎關(guān)聯(lián)的參數(shù)的輸入信號。參數(shù)可以包括節(jié)流閥位置傳感器值、車速、齒輪選擇器位置、用戶可選擇的模式配置，等等，或者其某種組合。電子控制器還可以接收一個或多個控制輸入。電子控制器可以基于輸入信號和控制輸入確定有效范圍和有效變速器模式。電子控制器可以通過控制一個或多個電子螺線管來控制可變比率傳動裝置的最終傳動比，其中電子螺線管控制可變比率傳動裝置的一個或多個部分的比率。
[0036]在此描述的電子控制器是在無極變速傳動裝置的環(huán)境下描述的，例如在標(biāo)題為“CONTINUOUSLY VARIABLE TRANSMISSIONS AND METHODS THEREFOR” 的國際申請 N0.PCT/US2008/053347中所述類型的無極變速傳動裝置，該申請轉(zhuǎn)讓給本申請的受讓人，該申請的全部內(nèi)容通過引用包含于此。但是，電子控制器不限于控制特定類型的傳動裝置，而是可以配置成控制多種可變比率傳動裝置中的任何一種。
[0037]如在此所使用的，術(shù)語“操作性連接到”、“操作性耦合到”、“操作性鏈接到”、“可操作連接到”、“可操作耦合到”、“可操作鏈接到”及類似的術(shù)語指元件之間的關(guān)系(機械的、鏈接、耦合等)，由此一個元件的運轉(zhuǎn)會導(dǎo)致另一個元件對應(yīng)的、隨后的或同時的運轉(zhuǎn)或動作。應(yīng)當(dāng)指出，在使用所述術(shù)語描述各種實施方式時，典型地描述鏈接或耦合元件的特定結(jié)構(gòu)或者機構(gòu)。但是，除非特別聲明，否則，當(dāng)使用所述術(shù)語中的一個時，這些術(shù)語指示實際鏈接或耦合可以采用多種形式，在特定實例中，這對于相關(guān)【技術(shù)領(lǐng)域】中的普通技術(shù)人員是顯而易見的。
[0038]術(shù)語“徑向的”在此用于指示與傳動裝置或變速器的縱軸垂直的方向或位置。在此所使用的術(shù)語“軸向的”指沿與傳動裝置或變速器的主軸或縱軸平行的軸的方向或位置。為了清晰和簡潔，有時，類似標(biāo)記的類似部件(例如，控制活塞582A和控制活塞582B)將統(tǒng)一地用單個標(biāo)記指稱(例如，控制活塞582 )。
[0039]圖1是驅(qū)動設(shè)備100的實施方式的簡化功能性框圖，所述驅(qū)動設(shè)備100在此稱為驅(qū)動裝置100。在有些實施方式中，驅(qū)動裝置100包括操作性耦合在原動機102和負(fù)載114之間的傳動裝置101。原動機102向傳動裝置101傳輸功率，而傳動裝置101將功率傳輸給負(fù)載114。原動機102可以是任何數(shù)量功率發(fā)生設(shè)備中的一個或多個，而負(fù)載114可以是任何數(shù)量被驅(qū)動設(shè)備或部件中的一個或多個。原動機102的例子包括但不限于引擎，所述引擎包括但不限于內(nèi)燃機和外燃機、例如電動機的發(fā)動機，等等，及其某種組合。負(fù)載的例子包括，但不限于，傳動鏈差分組件、功率輸出組件、發(fā)電機組件、泵組件，等等。
[0040]在一種實施方式中，傳動裝置101包括輸入接口 104、變速器106、輸出接口 110和副變速箱(range box)112。輸入接口 104操作性地耦合到原動機102。變速器106可以操作性地耦合在輸入接口 104和輸出接口 110之間。副變速箱112操作性地耦合在輸出接口110和負(fù)載114之間。
[0041]例如電子控制器的控制器108可以配置成監(jiān)視驅(qū)動裝置100的一個或多個狀態(tài)、屬性或特性?？刂破?08可以配置成從用戶接口 107接收一個或多個輸入，其中該用戶接口 107 —般是在驅(qū)動裝置100和控制器108本地?？刂破?08可以可選地包括配置成從遠(yuǎn)程控制器(未示出)接收一個或多個輸入的遠(yuǎn)程接口 109。
[0042]控制器108可以耦合到原動機102并可以配置成監(jiān)視或以別的方式確定原動機102的一個或多個特性。在原動機102包括內(nèi)燃機的特定實施方式中，控制器可以配置成監(jiān)視例如節(jié)流閥位置、引擎速度等等或者其某種組合。
[0043]控制器108還可以耦合到傳動裝置101中的一個或多個級，并可以配置成監(jiān)視或以別的方式確定傳動裝置101的一個或多個特性。例如，控制器108可以配置成監(jiān)視或以別的方式確定輸入接口 104、變速器106、輸出接口 110和副變速箱112的每一個中的各種機械特性、流體壓力和溫度。
[0044]控制器108可以耦合到用戶接口 107，以便接收或監(jiān)視本地提供的輸入。用戶接口107可以例如包括齒輪切換控制器，一般將其稱為變速桿(gear shift lever)。用戶接口107還可以包括一個或多個手動模式選擇器，可以有選擇地啟動這些選擇器，來控制驅(qū)動裝置100的運行模式。手動模式選擇器可以是例如一個或多個開關(guān)或可編程元件。在特定的例子中，手動模式選擇器可以選擇性地指示經(jīng)濟模式、性能模式、豪華模式等。手動模式選擇器不需要是相互排斥的，它們可以同時或者以別的方式并發(fā)地啟動或停用。
[0045]控制器108可以通過遠(yuǎn)程接口 109耦合到遠(yuǎn)程控制器(未示出)并可以配置成從遠(yuǎn)程控制器接收一個或多個輸入。遠(yuǎn)程接口 109可以是有線接口、無線接口等等或者是其某種組合。在一種實施方式中，遠(yuǎn)程接口 109可以支持有線通信標(biāo)準(zhǔn)。在另一種實施方式中，遠(yuǎn)程接口 109可以支持無線通信標(biāo)準(zhǔn)。在其它實施方式中，遠(yuǎn)程接口 109可以支持私有的(proprietary)有線或無線通信接口?？蛇x地，遠(yuǎn)程接口 109可以配置成支持有線和無線接口的組合。
[0046]控制器108可以通過遠(yuǎn)程接口 109從遠(yuǎn)程控制器接收一個或多個控制輸入或監(jiān)視輸入?？刂破?08可以配置成例如從遠(yuǎn)程控制器接收可編程的更新、表格、運行圖(operational map)、其它信息等等或者其某種組合。
[0047]控制器108可以配置成至少部分地基于輸入來提供一個或多個輸出，該輸出可以用于控制驅(qū)動裝置100的運行特性。例如，控制器108可以基于輸入和一個或多個預(yù)定運行圖、算法或過程的組合來控制驅(qū)動裝置100 (尤其是傳動裝置101)的運行特性。控制器108還可以配置成提供傳送或以別的方式指示驅(qū)動裝置100 —個或多個方面的狀態(tài)、特性或情況的一個或多個輸出。例如，控制器108可以配置成控制用戶接口 107中的一個或多個指示器或者通過遠(yuǎn)程接口 109向遠(yuǎn)程控制器提供診斷信息。
[0048]如以下將更具體描述的，控制器108可以配置成控制傳動裝置101的最終傳動比，包括由變速器106提供的傳動比和由副變速箱112實現(xiàn)的傳動比?？刂破?08還可以配置成控制運行特性，例如切換特性。
[0049]在一種實施方式中，控制器108可以配置成控制多個螺線管閥門(未示出)，所述多個螺線管閥門可以控制輸入接口 104、變速器106和副變速箱112中每一個的各方面?？刂破?08可以配置成利用開環(huán)控制來控制一個或多個螺線管閥門?？蛇x地或者附加地，控制器108可以配置成在閉環(huán)控制中控制一個或多個螺線管閥門，其中閉環(huán)控制利用提供到控制器108的一個或多個輸入或者由到控制器108的一個或多個輸入監(jiān)視的反饋信息。
[0050]輸入接口 104可以配置成從原動機102接收功率并將這種功率傳輸?shù)阶兯倨?06。輸出接口 110可以配置成組合來自變速器106的功率(S卩，以給定旋轉(zhuǎn)速度施加的力矩)并將這種組合后的功率傳輸?shù)礁弊兯傧?12。在這里公開的是，輸入接口 104和輸出接口 110都沒有必要限定到特定的相應(yīng)的物理和/或運行配置。因此，輸入接口 104可以包括適于提供這種分布式功率傳輸和分布功能性的任何齒輪或耦合結(jié)構(gòu)，而輸出接口 110可以包括適于提供這種組合的功率傳輸功能性的任何齒輪或耦合結(jié)構(gòu)。輸入接口 104的例子包括，但不限于，力矩變換器組件、液壓離合器耦合、手動致動的離合器組件、計算機控制的離合器組件、磁流變離合器耦合等等，或者其某種組合。
[0051]變速器106可以配置成用于使得從輸入接口 104分配到其的功率以與該功率關(guān)聯(lián)的力矩和/或旋轉(zhuǎn)速度選擇性地可變(即，選擇性地可調(diào)節(jié))的方式傳輸?shù)捷敵鼋涌?110。
[0052]副變速箱112提供了各種齒輪選擇和離合器接合功能，而且其用于擴展可以從傳動裝置101獲得的最終傳動比的范圍。這種齒輪選擇功能的例子包括，但不限于，可用副變速箱齒輪比的選擇性接合與各種負(fù)載驅(qū)動方向的選擇性接合。這種離合器接合功能的例子包括，但不限于，各種離合器接合操作的被動實現(xiàn)與各種離合器接合操作的主動實現(xiàn)。
[0053]圖2是具有電子控制的可變比率傳動裝置101的簡化圖。圖2的可變比率傳動裝置101可以是例如圖1中所說明的驅(qū)動裝置實施方式中所實現(xiàn)的傳動裝置。
[0054]傳動裝置101包括四個主要的子系統(tǒng)。這些子系統(tǒng)包括具有鎖定離合器212的力矩變換器210、變速器220 (或者稱為CVT元件)、可以實現(xiàn)為組合行星式齒輪組的功率組合器230及兩速副變速箱240。兩速副變速箱240可以實現(xiàn)為例如Ravigneaux齒輪組及離合器242、244和246。為了清晰，通過兩速副變速箱240來說明傳動裝置101。為了支持換向器(reverser)，其它實施方式可以省略副變速箱240及關(guān)聯(lián)的離合器242、244和246，而其它實施方式可以實現(xiàn)不止一個副變速箱240或者是能夠具有多于兩種速度的副變速箱240。
[0055]總傳動比是由力矩變換器210、變速器220和副變速箱240確定的。在兩種不同的副變速箱240配置中，由變速器220支持的比率范圍可以在由傳動裝置101支持的比率范圍中產(chǎn)生重疊。因此，有多種途徑來實現(xiàn)在重疊范圍區(qū)域中出現(xiàn)的給定總比率。
[0056]在此描述由控制系統(tǒng)(尤其是控制器108)所選的、用于執(zhí)行比率選擇與控制的策略的實施方式?？偟膩碚f，在低車速的情況下，依賴變速器220進行更精確的引擎控制與更平滑的運轉(zhuǎn)。
[0057]傳動裝置控制器108從一個或多個系統(tǒng)傳感器與驅(qū)動裝置接受輸入，并操作一個或多個液壓螺線管閥門243、245、247、213和221，以便控制范圍離合器(range clutch)242、244、246、變速器220和力矩變換器離合器(TCC) 212?？刂破?08可以配置成至少部分地基于一個或多個傳感器輸入獨立地應(yīng)用和釋放螺線管閥門213、221、243、245和247中的每一個。
[0058]圖3A是具有電子控制的可變比率傳動裝置101的簡化圖。在一種實施方式中，傳動裝置101可以包括力矩變換器子組件800、主軸1000、變速器1200、組合設(shè)備1400、副變速箱1600和傳動裝置外殼1800。傳動裝置外殼1800可以包括外罩1810 (S卩，第一外殼部分)和可分離地連接到外罩1810的后殼1820 (即，第二外殼部分)。在所說明的實施方式中，力矩變換器子組件800、主軸1000、變速器1200、組合設(shè)備1400和副變速箱1600可操作地以軸向?qū)?zhǔn)的方式安裝到傳動裝置外殼1800上或內(nèi)部。因此，在這里，傳動裝置外殼1800配置成容納并支撐傳動裝置101的各種子組件和/或部件。在其它實施方式中，力矩變換器子組件800、變速器1200、組合設(shè)備1400和副變速箱1600中的任何一個可以相對于其它部件以平行軸的配置方式布置。
[0059]在某些實施方式中，變速器1200和主軸1000可以可操作地耦合在力矩變換器子組件800的功率輸出部分與組合設(shè)備1400的功率輸入部分之間。在操作中，力矩變換器子組件800通過主軸1000將功率傳輸?shù)阶兯倨?200。變速器1200將功率提供給組合設(shè)備1400的第一功率輸入部分1410。主軸1000將功率提供給組合設(shè)備1400的第二功率輸入部分1405。來自變速器1200和主軸1000的功率可以以選擇性可變的比率(例如，來自變速器1200的功率與來自主軸1000的功率相比)提供給組合設(shè)備1400并可以由組合設(shè)備1400組合。組合設(shè)備1400將組合后的功率通過組合設(shè)備1400的功率輸出部分1401輸送到副變速箱1600。功率輸出部分1401可以包括行星式齒輪組的承載體和/或傳輸軸。
[0060]在一種實施方式中，變速器1200安裝到主軸1000上。在一種配置中，變速器1200和主軸1000構(gòu)成力矩劃分單元。更具體而言，經(jīng)變速器1200或者經(jīng)主軸1000傳輸?shù)浇M合設(shè)備1400的力矩比是依賴變速器1200的力矩比設(shè)置而選擇性地變化的。為此，變速器1200以使得與功率關(guān)聯(lián)的力矩和/或旋轉(zhuǎn)速度選擇性持續(xù)可變(即，可調(diào)節(jié))的方式將功率傳輸?shù)浇M合設(shè)備1400。因此，變速器1200可以配置成接收第一規(guī)格的功率(例如，第一力矩和第一旋轉(zhuǎn)軸速度)并輸出第二規(guī)格的功率(例如,第二力矩和第二旋轉(zhuǎn)軸速度)。
[0061]力矩變換器子組件800是輸入接口 104的一種實施方式，例如，由此提供通過例如主軸1000將來自附著到力矩變換器子組件800的原動機的功率傳輸?shù)阶兯倨?200的功能性。在其它實施方式中，不同類型的輸入接口，例如手動控制的離合器子組件、計算機控制的離合器組件或者飛輪，可以代替力矩變換器子組件800來實施。組合設(shè)備1400是輸出接口的一種實施方式，由此提供組合從變速器1200和主軸1000接收到的功率并將該功率傳輸?shù)礁弊兯傧?600的功能性。在一種實施方式中，副變速箱1600接收來自組合設(shè)備1400的功率并輸出該功率，還一起提供以上參考圖1所討論的各種齒輪選擇和離合器接合功能性中的一個或多個。如以下進一步討論的，副變速箱1600結(jié)合變速器1200使得傳動裝置101能以多種模式運行(即，多模式傳動)。
[0062]在一種實施方式中，變速器1200可以包括輸入負(fù)載凸輪與牽引環(huán)子組件2000A、輸出負(fù)載凸輪與牽引環(huán)子組件2000B、行星齒輪與變速桿(planet-and-shift-lever)子組件2100的陣列、切換凸輪與太陽齒輪(shift-cam-and-sun)子組件2200及定子總管(stator-manifold)子組件2300。在一種實施方式中，切換凸輪與太陽齒輪子組件2200是由定子總管子組件2300支撐的。切換凸輪與太陽齒輪子組件2200是以使得該切換凸輪與太陽齒輪子組件2200沿主軸1000的縱軸LAl平移的方式被支撐的。行星齒輪與變速桿子組件2100圍繞主軸1000成角度地排列，并由切換凸輪與太陽齒輪子組件2200和定子總管子組件2300聯(lián)合支撐。行星齒輪與變速桿子組件2100中的每一個都是以方便所有行星齒輪與變速桿子組件2100繞延伸通過行星齒輪與變速桿子組件2100中的每一個的行星齒輪2102的相應(yīng)參考軸TAl同步旋轉(zhuǎn)的方式被支撐的。通過這種同步旋轉(zhuǎn)，在給定的時間點，所有行星齒輪與變速桿子組件2100都處于相同的相對旋轉(zhuǎn)位置。與行星齒輪與變速桿子組件2100中每一個關(guān)聯(lián)的軸TAl延伸通過相應(yīng)行星齒輪2102的中心點，所述行星齒輪2102基本上與從縱軸LAl延伸通過相應(yīng)行星齒輪2102的中心點的徑向參考軸RAl垂直。[0063]在有些實施方式中，主軸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以使得主軸1000關(guān)于功率輸出部分805不相對旋轉(zhuǎn)的方式耦合到力矩變換器子組件800的功率輸出部分805 (例如，變換器渦輪的輸出輪軸)。主軸1000的中心部分1010以使得主軸1000關(guān)于輸入負(fù)載凸輪與牽引環(huán)子組件2000A不相對旋轉(zhuǎn)的方式耦合到輸入負(fù)載凸輪與牽引環(huán)子組件2000A。主軸1000的第二端部分1015以使得主軸1000關(guān)于第一功率輸入部分1405不相對旋轉(zhuǎn)的方式耦合到組合設(shè)備1400的第一功率輸入部分1405。變速器1200的輸出負(fù)載凸輪與牽引環(huán)子組件2000B以使得輸出負(fù)載凸輪與牽引環(huán)子組件2000B關(guān)于第一功率輸入部分1410不相對旋轉(zhuǎn)的方式耦合到組合設(shè)備1400的第一功率輸入部分1410。由此，主軸1000合適地配置成將來自力矩變換器子組件800的功率(a)直接傳輸?shù)浇M合設(shè)備1400并且(b)經(jīng)變速器1200傳輸?shù)浇M合設(shè)備1400。
[0064]每個行星齒輪2102都由輸入負(fù)載凸輪與牽引環(huán)子組件2000A、輸出負(fù)載凸輪與牽引環(huán)子組件2000B和切換凸輪與太陽齒輪子組件2200定位。主軸1000可以配置成將力矩施加到輸入負(fù)載凸輪與牽引環(huán)子組件2000A上。通過在輸入負(fù)載凸輪與牽引環(huán)子組件2000A與每個行星齒輪2102之間的相應(yīng)輸入牽引接口 TIl上的牽引，力矩被輸入負(fù)載凸輪與牽引環(huán)子組件2000A施加到行星齒輪2102上，由此使每個行星齒輪2102都關(guān)于各自的行星軸2104旋轉(zhuǎn)。如在此所使用的，輸入牽引接口 TIl是在輸入負(fù)載凸輪與牽引環(huán)子組件2000A與相應(yīng)的行星齒輪2102之間的接觸區(qū)域定義的。優(yōu)選地，但不是必需地，在每個輸入牽引接口 TIl和每個輸出牽引接口 TI2處的牽引是通過由牽引流體形成的彈性流體動力層來提供的。
[0065]通過在輸入負(fù)載凸輪與牽引環(huán)子組件2000A和每個行星齒輪2102之間的相應(yīng)輸出牽引接口 TI2的牽引，力矩被行星齒輪2102施加到輸出負(fù)載凸輪與牽引環(huán)子組件2000B上，由此使得輸出負(fù)載凸輪與牽引環(huán)子組件2000B關(guān)于主軸1000旋轉(zhuǎn)。如在此所使用的，輸出牽引接口 TI2是在輸出負(fù)載凸輪與牽引環(huán)子組件2000B與相應(yīng)行星齒輪2102之間的接觸區(qū)域定義的。如圖3A所示，輸出負(fù)載凸輪與牽引環(huán)子組件2000B可以耦合到組合設(shè)備1400。因此，力矩可以通過變速器1200從主軸1000傳輸?shù)浇M合設(shè)備1400。
[0066]如以上參照圖3A所討論的，經(jīng)變速器1200或者經(jīng)主軸1000傳輸?shù)浇M合設(shè)備1400的力矩比可以依賴變速器1200的力矩比而選擇性地變化。對于行星齒輪與變速桿子組件2100的給定傾斜，力矩比指輸入牽引接口 TIl與輸出牽引接口 TI2相對于軸LA2的相對位置。當(dāng)輸入牽引接口 TIl處行星齒輪2102的切向表面速率與輸出牽引接口 TI2處行星齒輪2102的切向表面速率相同時，力矩比基本上等于I并且沒有對應(yīng)的力矩倍增(multiplication)。通過行星齒輪與變速桿子組件2100的傾斜，輸入牽引接口 TIl處行星齒輪2102的切向表面速率與輸出牽引接口 TI2處行星齒輪2102的切向表面速率之比是選擇性可調(diào)節(jié)的。如以下進一步討論的，切換凸輪與太陽齒輪子組件可以配置成使得切換凸輪與太陽齒輪子組件2200的平移造成行星齒輪與變速桿子組件2100的這種傾斜。行星齒輪與變速桿子組件2100從對應(yīng)于力矩比為I的位置的傾斜方向指示力矩倍增是大于1(即，力矩輸出大于力矩輸入)還是小于I (即，力矩輸入大于力矩輸出)。
[0067]如圖3A中所描述的，輸入牽引接口 TIl和輸出牽引接口 TI2相對于延伸通過切向參考軸TAl的徑向參考軸RAl在角度上等距。因此，當(dāng)每個行星齒輪2102的縱軸LA2與主軸1000的縱軸LAl平行時，力矩比為I。這種等距的配置提供了平衡的調(diào)節(jié)范圍，使得行星齒輪與變速桿子組件2100在第一調(diào)節(jié)方向的完全調(diào)節(jié)導(dǎo)致與在第二方向完全調(diào)節(jié)時相同的絕對力矩倍增值。在其它實施方式中，當(dāng)力矩比為1.0且縱軸LA2與縱軸LAl平行時，輸入牽引接口 TIl和輸出牽引接口 TI2可以相對于參考軸TAl不等距。這種不等距的配置提供了調(diào)節(jié)范圍的偏置，使得行星齒輪與變速桿子組件2100在第一調(diào)節(jié)方向的完全調(diào)節(jié)導(dǎo)致與在第二調(diào)節(jié)方向完全調(diào)節(jié)時不同的絕對力矩倍增值。
[0068]如圖3A的實施方式中所說明的，變速器1200可以在主軸1000的軸向反作用凸緣1020和軸向鎖定螺母1305之間軸向約束到主軸1000上。軸向鎖定螺母1305包括配置成與主軸1000的對應(yīng)螺紋部分1025匹配的帶螺紋孔。軸向反作用凸緣1020可以固定地附著到主軸1000上，與主軸1000的第二端部分1015相鄰。帶螺紋部分1025可以是主軸1000的整體部件，與主軸1000的中心部分1010相鄰。在一種實施方式中，主軸1000包括反搖動導(dǎo)向表面1028,該表面配置成接合軸向鎖定螺母1305的匹配反搖動導(dǎo)向表面,用于限制軸向鎖定螺母1305關(guān)于主軸1000的搖動。
[0069]主軸1000第一端部分1005處的第一接合延伸1030可以配置成接合或支撐軸承組件(bearing assembly) 810,該軸承組件與力矩變換器子組件800的某些部件或者其它支撐部件連接。主軸1000第二端部分1015處的第二接合延伸1035可以配置成接合或支撐與組合設(shè)備1400的某些部件連接的軸承組件1415。在有些實施方式中，軸承組件810、1415每個都只包括一個襯套或軸承部件。在其它實施方式中，軸承部件810、1415每個都包括一個襯套或軸承部件及配置成接合相應(yīng)接合延伸1030、1035的匹配表面的密封部件。
[0070]圖3B是變速器1200實施方式的簡化圖，其中變速器1200可以是例如圖3A傳動裝置中的變速器。在所說明的變速器1200的實施方式中，行星齒輪與變速桿子組件2100中的每一個都包括可旋轉(zhuǎn)地安裝到行星齒輪軸2104上的行星齒輪2102，其中行星齒輪軸2104可以設(shè)置到行星齒輪的中心孔2103上。隔開的行星齒輪軸承(planet bearing)2108、內(nèi)部隔片2110和外部隔片2112可以同軸地安裝到行星齒輪軸2104上。在有些實施方式中，內(nèi)部隔片2110位于行星齒輪軸承2108之間，且行星齒輪軸承2108中的每個都位于相應(yīng)的外部隔片2112和內(nèi)部隔片2110之間。因此，每個行星齒輪2102以承重和可旋轉(zhuǎn)的方式可旋轉(zhuǎn)地安裝到相應(yīng)的行星齒輪軸2104上。變速器1200不限于用于將每個行星齒輪2102可旋轉(zhuǎn)地安裝到相應(yīng)的行星齒輪軸2104上的特定行星齒輪軸承與隔片布置。例如，在有些實施方式中，可以實現(xiàn)利用多于兩個或少于兩個行星齒輪軸承及多于兩個或少于兩個隔片的行星齒輪軸承和隔片布置(即，內(nèi)部位置和/或外部位置)。
[0071]行星齒輪軸變速桿2106 (“變速桿2106”)可以固定地附著到行星齒輪軸2104的相對的端部分2107，使得行星齒輪2102位于變速桿2106之間。行星齒輪軸2104延伸通過每個變速桿2106的行星齒輪軸孔2111。在一種實施方式中，相對的端部分2107包括斜輥軸肩(skew roller shoulder)2109，斜輥2122安裝在該斜輥軸肩2109上。每個斜輥2122可以通過墊圈2124和彈簧擋圈2126保持在適當(dāng)?shù)奈恢?，其中彈簧擋?126可以接合在斜輥軸肩2109中的槽中。在這里，在有些實施方式中，變速桿2106可以包括用于提供與變速器1200的其它部件的間隙的一個或多個特征(未示出)，例如凹槽、通道等。
[0072]在有些實施方式中，切換導(dǎo)輥軸2116可以接合到每個變速桿2106的切換導(dǎo)輥軸孔2117中和行星齒輪軸2104的對應(yīng)軸捕獲特征2119中。在一種實施方式中，切換導(dǎo)輥軸孔2117與行星齒輪軸孔2111相交并且通常是垂直的。切換導(dǎo)輥軸孔2117與變速桿2106的第一端部分2121相鄰。軸捕獲特征2119的例子包括，但不限于，通常表征為凹口、切口、通道、底座等的特征。切換導(dǎo)輥軸2116和對應(yīng)的軸捕獲特征2119可以配置成限制(例如，基本上排除)切換導(dǎo)輥軸2116關(guān)于接合的軸捕獲特征2119的徑向移位。因此，當(dāng)切換導(dǎo)輥軸2116安裝到行星齒輪軸2104上(其中切換導(dǎo)輥軸2116接合在切換導(dǎo)輥軸孔2117和對應(yīng)的軸捕獲特征2119中)時，切換導(dǎo)輥軸2116與對應(yīng)軸捕獲特征2119的這種匹配配置限制了變速桿2106沿行星齒輪軸2104的縱軸LA2的移位。切換導(dǎo)輥2114可以安裝到每個切換導(dǎo)輥軸2116的相對的端部分上。每個切換導(dǎo)輥軸2116可以通過例如墊圈2118和彈簧擋圈2120固定到合適的位置，其中彈簧擋圈2120可以接合到切換導(dǎo)輥軸2116的槽2191中。在其它實施方式中，切換導(dǎo)輥軸2116可以通過例如干涉配合、壓力配合等固定。側(cè)面2244可以配置成基本上約束變速桿2106的運動，由此限制相應(yīng)的變速桿2106繞變速器1200縱軸LAl的旋轉(zhuǎn)。
[0073]在變速器1200的實施方式中，切換凸輪與太陽齒輪子組件2200可以包括太陽齒輪2202、軸承2204、切換凸輪2206、控制活塞2208、活塞管2210、墊片2212、內(nèi)部密封2214和外部密封2216。如圖3C所示，在有些實施方式中，控制活塞2208可以經(jīng)活塞管2210耦合到切換凸輪2206?？刂苹钊?208和切換凸輪2206可以通過例如壓力配合接口安裝到活塞管2210上。太陽齒輪2202可以經(jīng)軸承2204操作性地耦合到切換凸輪2206。軸承2204可以配置成傳輸太陽齒輪2202和切換凸輪2206之間的軸向和徑向負(fù)載。太陽齒輪2202和切換凸輪2206可以配置成接納軸承2204。變速器1200不限于特定類型的軸承。例如，角面接觸軸承是用于軸承2204的合適的軸承類型。
[0074]例如，通過在電子控制器控制之下的電子螺線管，控制活塞2208的位置可以可選擇地控制?？刂破骺梢岳瞄]環(huán)控制來監(jiān)視傳動裝置的狀態(tài)并調(diào)節(jié)電子螺線管，并由此相應(yīng)地調(diào)節(jié)控制活塞2208的位置。
[0075]圖3C是可變比率傳動裝置實施方式的簡化流體流圖300。流體流圖300可以說明例如圖3A的傳動裝置中的流體流。流體流圖300示意性地說明了通過使用一個或多個電子螺線管對流體流和流體壓力的控制。圖3C的流圖300中所說明的流體流和控制是說明性的，不意圖限制可以在傳動裝置中可以實現(xiàn)的控制的類型與數(shù)量。盡管該流體流圖一般性地將電子螺線管(例如213)示出為控制流體排出，但電子螺線管不限于控制流體排出，而是可以配置成控制進入的流體流或室容積，以實現(xiàn)期望的控制。
[0076]在圖3C的例子中，流體，例如傳動裝置中的液壓用流體，包含在油箱(sump) 350中。泵310將流體從油箱中抽出，給其加壓并將其分布到傳動裝置中的一條或多條控制路徑。泵310可以例如通過輸入接口由原始運動驅(qū)動。在一個例子中，內(nèi)燃機驅(qū)動力矩變換器，而力矩變換器驅(qū)動泵310。泵310 —般包括一個或多個用于控制、調(diào)節(jié)或以別的方式限制流體壓力的機構(gòu)(未示出)。這種機制包括，但不限于，螺線管、回止球(check ball)、膜片、調(diào)節(jié)器等或者其某種組合。管線壓力(line pressure)可以是靜態(tài)的，或者可以是由控制器動態(tài)調(diào)節(jié)的。為了清晰，沒有示出壓力調(diào)節(jié)器。
[0077]來自泵310的加壓流體沿多條控制通路分布。每條控制通路的大小都可以設(shè)計成在控制通路中整個流控制范圍上最小化在泵310輸出端所經(jīng)歷的流體壓力的下降。
[0078]第一控制通路可以例如耦合到力矩變換器并操作成控制力矩變換器離合器的接合與脫離。在控制器控制之下的第一電子螺線管213可以選擇性地控制力矩變換器離合器活塞312，以便選擇性地控制施加到力矩變換器離合器的壓力。例如，當(dāng)力矩變換器離合器沒有接合時，第一電子螺線管213可以基本上斷電，其中斷電指當(dāng)前通過螺線管的流動相對于致動電流是不顯著的。在第一控制通路中提供的流體允許排回油箱350，由此防止產(chǎn)生足夠的壓力來致動力矩變換器離合器。第一電子螺線管213可以接合成基本上限制流體從第一控制通路的排出，由此使得能夠在第一控制通路中增大壓力并接合力矩變換器離合器。
[0079]第二控制通路可以結(jié)合第二電子螺線管221和變速器控制活塞320實現(xiàn)，以控制由變速器提供的比率?？刂破骺梢钥刂频降诙娮勇菥€管221的電流的量，以控制流體通過第二控制通路的排出，并由此控制變速器控制活塞320的位置。如以上關(guān)于圖3B所描述的，變速器控制活塞320的位置控制切換凸輪與太陽齒輪子組件和行星齒輪與變速桿子組件，其中切換凸輪與太陽齒輪子組件和行星齒輪與變速桿子組件控制由變速器提供的比率。
[0080]第三控制通路可以結(jié)合第三電子螺線管243和范圍離合器控制活塞342來實現(xiàn)，以控制范圍離合器的接合?？刂破骺梢韵虻谌娮勇菥€管243提供致動電流以接合范圍離合器控制活塞342并使流體壓力能夠接合離合器。相反，控制器可以抑制到第三電子螺線管243的電流，以使范圍離合器控制活塞342脫落并使第三控制通路中的流體能夠排到油箱350，由此抑制施加到范圍離合器的壓力。范圍離合器的位置可以用于控制副變速箱的比率。
[0081]類似地，第四控制通路可以結(jié)合第四電子螺線管245和前向離合器(forwardclutch)控制活塞344來實現(xiàn)，以控制前向離合器的接合?？刂破骺梢韵虻谒碾娮勇菥€管245提供致動電流，以便接合前向離合器控制活塞344，并可以抑制到第四電子螺線管245的電流，以便脫離前向離合器控制活塞344。
[0082]同樣，第五控制通路可以結(jié)合第五電子螺線管247和反向離合器(reverseclutch)控制活塞346來實現(xiàn)，以控制反向離合器的接合?？刂破骺梢韵虻谖咫娮勇菥€管247提供致動電流，以便接合反向離合器控制活塞346，并可以抑制到第五電子螺線管247的電流，以便脫離反向離合器控制活塞346。
[0083]圖4是用于可變比率傳動裝置的電子控制器108實施方式的簡化功能性框圖?？刂破?08可以是例如圖1中所說明的控制器，并可以用于例如控制圖3A的傳動裝置。電子控制器108的功能分解成系統(tǒng)輸入、控制器輸出、范圍控制、變速器控制、力矩變換器離合器鎖定與診斷。
[0084]控制器108實現(xiàn)了用于控制副變速箱與變速器的策略?？刂破?08確定作為駕駛員(用戶)功能的適當(dāng)功能和切換點模塊410中的車輛輸入。切換邏輯模塊430確定要應(yīng)用的適當(dāng)離合器及它們所需的力矩容量。應(yīng)用的速率和對應(yīng)的螺線管電流在切換質(zhì)量控制模塊450中計算?？刂破?08還確定何時啟動對變速器的使用。
[0085]控制器108還可以配置成包括診斷與故障模式，以便在有可能發(fā)生故障的情況下啟用避免危險或破壞性情況并允許減少的功能性操作的能力。主要的電氣和液壓故障以及高度劣化的性能可以解決。
[0086]控制器108包括配置成從驅(qū)動系統(tǒng)中一個或多個傳感器或控制裝置接收輸入的多個模塊。進入電子控制器的每個外部信號都可以代表傳感器測量值或控制狀態(tài)。在使用輸入信息之前，可以先對輸入數(shù)據(jù)進行信號調(diào)節(jié)、縮放、錯誤檢查等或者其某種組合。
[0087]輸入信號和控制狀態(tài)可以是模擬信號、數(shù)字信號或者模擬信號與數(shù)字信號的組合。用于特定實現(xiàn)方式的模擬輸入的初始補充在表1中列出，作為說明性例子?？刂破?08不需要支持全部的輸入類型補充。例如，前三個模擬信號類型可以是產(chǎn)品控制器108中實
現(xiàn)。其它模擬輸入可以在產(chǎn)品實現(xiàn)中支持或者可以為了潛在的使用而包括在開發(fā)單元中。
[0088]
【權(quán)利要求】
1.一種控制可變比率傳動裝置的方法，該可變比率傳動裝置耦合到原動機，該方法包括: 基于多個輸入信號，確定與耦合至所述傳動裝置的原動機相關(guān)聯(lián)的多個參數(shù)； 基于所述多個參數(shù)，從多個控制范圍中確定有效控制范圍，其中所述多個輸入信號包括至少一個傳感器輸入和至少一個控制狀態(tài)輸入； 基于所述多個輸入信號，從多個變速器模式中確定有效變速器模式； 至少部分地基于所述多個輸入信號和所述有效控制范圍，確定耦合至所述傳動裝置的變速箱的配置；及 基于所述多個輸入信號和所述有效變速器模式，控制所述傳動裝置的傳動比。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，確定與耦合至所述傳動裝置的原動機相關(guān)聯(lián)的多個參數(shù)的步驟包括:監(jiān)視所述原動機和所述傳動裝置。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，確定與耦合至所述傳動裝置的原動機相關(guān)聯(lián)的多個參數(shù)的步驟包括:從用戶接口接收信息。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其中所述用戶接口包括一組手動模式選擇器，并且其中確定與耦合至所述傳動裝置的原動機相關(guān)聯(lián)的多個參數(shù)的步驟包括:接收與所述一組手動模式選擇器中的手動模式選擇器相關(guān)聯(lián)的指示。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中確定與耦合至所述傳動裝置的原動機相關(guān)聯(lián)的多個參數(shù)的步驟包括:從遠(yuǎn)程控制器接收信息。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中控制器耦合至所述傳動裝置中的多個級，并且其中確定與耦合至所述傳動裝置的原動機相關(guān)聯(lián)的多個參數(shù)的步驟包括:從所述傳動裝置中的所述多個級接收信息。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其中控制所述可變比率傳動裝置進一步包括:控制所述可變比率傳動裝置的運行特性。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中所述運行特性包括切換特性。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述傳動比包括總傳動比，其中所述總傳動比是基于所述傳動裝置、所述變速箱和力矩變換器的特性來確定的。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，還包括:基于力矩容量選擇地應(yīng)用離合器。
11.如權(quán)利要求9所述的方法，還包括:控制離合器的致動，以啟動所述變速箱的配置。
12.如權(quán)利要求9所述的方法，還包括: 確定與力矩變換器相對應(yīng)的力矩變換器離合器的配置，其中所述力矩變換器將來自所述原動機的功率耦合到所述傳動裝置；及 選擇性地接合所述力矩變換器離合器。
13.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述多個輸入信號包括:節(jié)流閥位置傳感器輸入值，以及齒輪選擇器值和車速值中的至少一個。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其中有效控制范圍是基于切換曲線的至少一部分的。
15.如權(quán)利要求1所述的方法，其中控制所述可變比率傳動裝置進一步包括調(diào)制施加到電子螺線管的電流，以控制所述傳動裝置的比率。
16.如權(quán)利要求1所述的方法，其中控制所述可變比率傳動裝置進一步包括控制所述傳動裝置，以便提供來自跨越低速傳動比率和超速傳動比率的比率范圍中的比率。
17.如權(quán)利要求1所述的方法，其中控制所述可變比率傳動裝置進一步包括控制所述傳動裝置中的旋轉(zhuǎn)行星齒輪的縱軸。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其中控制縱軸包括通過調(diào)制施加到控制螺線管的電流來控制耦合到旋轉(zhuǎn)行星齒輪的變速桿的位置。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其中所述可變比率傳動裝置包括力矩劃分單元。
【文檔編號】F16H61/66GK103939602SQ201410145485
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2008年11月14日 優(yōu)先權(quán)日:2007年11月16日
【發(fā)明者】S·B·奎因, A·L·米勒, S·R·安德森 申請人:福博科知識產(chǎn)權(quán)有限責(zé)任公司