小速比副變速器區段的接合控制的製作方法

2023-06-12 03:11:56

專利名稱：小速比副變速器區段的接合控制的製作方法
技術領域：
本發明涉及用於對一種複合半阻塞，分動器型自動或半自動變速系統進行換檔的控制方法和控制系統。自動和半自動機械變速系統是本領域的先有技術並在美國專利4,361,060和4,648,290中作了闡述，這兩專利公開內容在此引入作參考。小速比副變速器式的半阻塞複合變速是本領域的先有技術並描述於U.S專利4,924,484；4,735,109和4,736,643中，這些專利的公開內容引入本文供參考。
本發明尤其涉及一種用於自動複式半阻塞機械傳動系的換檔控制方法/系統，其中一旦檢測主段以其所需比例嚙合而已知比還未嚙合時，即開始恢復響應，進行一系列操作使已阻塞的小速比副變速器離合器組件分離允許與目標比相關聯的小速比副變速器之區段比的嚙合，若該起始響應未成功地引起目標比的嚙合，則進行其他故障檢測和降低方式(degraded mode)子程序。
對於諸如重型卡車和/或箱形大客車之類的重型車輛和對於小汽車兩者均適用的全自動傳動系檢測油門開度或位置，車速，發動機速度等等並據此自動對車輛變速器換檔是本領域眾所周知的先有技術。這種全自動變齒輪傳動裝置的自動機械變速器利用電子的和/或氣動操縱邏輯以及致動器去嚙合和分離機械(即非摩擦)離合器以獲得所需傳動比。這種變速器的實例可通過參考本文引用的U.S專利3.961,546；4,081,065；4,361,060；4,569,255；4,576,065；4,595,986；和4,576,263，而了解。
已知的半自動機械傳動控制器，其中設有多個傳動比之間的自動變化，同時通常允許駕駛員選擇何時進行某一特定傳動比的改變是選擇緊接下去的高或低傳動比還是選擇跳一個或多個傳動比，以及何時使車輛主離合器處於特低速檔而打滑(即不完全嚙合)。此外，該半自動控制系統禁止駕駛員所選的會使發動機速度減至怠速以下(即，會引起發動機熄火和/或發動機低速下的超負荷ouer-stressing)的較高傳動比(即，掛高檔)和較低傳動比(即，掛低檔)——若這種變化可引起發動機過速的話。這種半自動傳動系統控制器實例可參考上述U.S4,648,290而得知。
本文引用的U.S專利RE 32,591公開了一種用於對自動和半自動機械傳動系(稱為「AMTs」)進行換檔的控制方法，該傳動系包括半阻塞，小速比副變速器型合複合傳動系，其中，對簡單(僅僅副段)和複合(主和副段)兩種情況的每次換檔均包括將主傳動系統換檔至空檔，以便被阻塞的副段不必跨過(crossing)予選的爪式離合器部件的同步階段(即能換檔)。
雖然上述的自動半阻塞傳動系及其控制裝置一般是令人滿意的，但是，在某些情況下目標傳動比不嚙合因此人們期望提供一種嚙合故障檢測技術和運行的故障恢復方式和/或故障方式。
根據本發明提供一種在每改變一次傳動比期間均要換檔至主段空檔的那種自動小速比副變速器型，半阻塞傳動系所用的換檔控制系統/方法，它將明顯地檢測小速比副變速器段的嚙合故障並在一旦檢測到這種故障時將首先採取校正動作以引起受阻塞小速比副變速器段某檔的嚙合，然後若未測到目標傳動比的嚙合則將採用一種嚙合故障降級方式的運行。
因此本發明的一個目的是提供一種用於對每改換一次傳動比都要把主段掛到空檔上的那種複合式半阻塞小速比副變速器式自動機械傳動系進行換檔的新型和改進型控制系統和控制方法。
本發明的這一目的及其他目的通過閱讀就附圖所作的最佳實施例的詳細說明，將會更加清楚。


圖1是一種小速比副變速器式半阻塞自動/半自動機械傳動系的原理圖。
圖2是圖1所示系統的控制部件和傳感器的原理圖。
圖3和3B說明圖1所示系統的控制與顯示臺。
圖4是一個「4×3」12速複合式小速比副變速器型半阻塞傳動系的原理圖。
圖4A-4D是圖4傳動系的各種零部件。
圖5說明用於圖4傳動系的一般變速杆各檔位置圖。
圖6A和6B是以流程圖格式說明本發明的換檔控制的原理。
在對本發明最佳實施例的描述中，某些術語僅用於說明目的而不準備用於限定。術語「向上」「向下」「向右」和「向左」將指以附圖為基準的方向。術語「向內」和「內外」是分別指朝向和背離正在描述的裝置或其組成部分的幾何中心。以上說明適用於從上述專門提及的各種術語的派生詞和類似含義的術語。
術語「複合傳動系」意指一種變速傳動系，具有主傳動部分和串聯連接的輔助變速部分，因此在主傳動部分中所選減速檔可通過在輔助傳動部分中進一步選擇的減速檔複合而成。本文所用術語「小速比副變速器型複合傳動系將指其中輔助傳動系用於提供細分(subdivisions)主傳動部分中所選傳動比的各種可選級的複合傳動系。在一個小速比副變速器型複合傳動系統中，主傳動段通常配置相對寬的級，這些分級再由輔助段分段或細分。
術語「阻塞傳動系」或「阻塞傳動段」將指一種換檔固定嚙合(mesh)傳動系或傳動段，其中所選多個軸向可移齒輪之一被不可旋轉地耦連到一個軸，這是由於所選齒輪從空檔軸向移至其嚙合位置所致，而且用了一個彈性偏置的剛性離合器和用於一同步環(klocker)以防止這種嚙合直至剛性離合器各部件處於基本同步旋轉，這種同步狀態通過手動和/或自動操作傳動系輸入和/或輸出軸，傳之跨越其間同步狀態(crossing)而獲得，而不是通常通過足以引起離合器部件之一和與其相關設備同另一離合器部件一起旋轉的所選離合器部件的摩擦接觸而獲得的。阻塞傳動系和/或傳動段被舉例說明於本文引用供參考的U.S專利3,799,002；3,924,484；4,192,196和4,440,037和歐洲專利0,070,353，本發明的自動或半自動控制系統應用於具有與阻塞的小速比副變速器型的輔助段串聯連接的非同步，非阻塞主傳動段的那種類型小速比副變速器型複合傳動系是特別有利的。這種傳動系是周知的先有技術並稱之為「半阻塞傳動系並描述和舉例說明於U.S專利4,735,109；4,736,643；4,930,078和5,042,327。
參考圖1，駕駛員操縱的油門24的位置傳感器22檢測而其信號(THD)饋送至中央處理單元38，該單元38還接收以下將要詳述的有關，來自傳感器28的發動機速度，和/或來自傳感器32的傳動系輸入軸速度，來自傳感器36的傳動系輸出軸速度，和駕駛員的選檔杆(gearshift lever)或「控制手柄」的正或反向致動，等的輸入。不說自明發動機速度是傳動系輸入軸速度的指標，反之亦然，當離合器16處於非打滑嚙合尤為如此，而傳動系輸出軸速度是車輛速度的指標。
如圖1和2中所示傳動系10的控制邏輯電路，傳感器和致動器可以如上面提到的U.S專利4,361,060和4,595,986中所公開的一樣。具體地說，中央處理單元38接收各輸入，按照予定邏輯規則處理這些輸入並給氣動和/或電動致動器提供命令輸出信號以便為快速掛高檔控制發動機排氣制動器17和/或輸入軸制動器18，以及自動燃油控制器26對發動機14的燃油進行「快速加油(blip)」或「減油(dip)」以獲得快速同步旋轉，為通過操作器30的換檔離合器控制作準備。
中央處理單元還將命令輸出信號傳送到待下面更詳細描述的顯示器2。自動/半自動傳動系10可額外包括一打算僅用於從靜止和/或低速蠕變操縱狀態開始的普通是操縱人工離合控制器3。控制器38接收表示人工離合器3的位置信號和車輛制動器4的執行信號。該自動/半自動機械傳動系10還包括電源和/或氣源(未示出)。
本文所用術語「加速加油」意指臨時增加對發動機14的燃油供應，而術語「減油」意指對發動機燃油供應瞬時減少。術語加油和減油通常與已命令分別增加和減少對發動機燃油供應的自動控制器38相關聯，而與人工油門踏板24的操作所選位置無關。發動機可受到電氣控制並可與控制器38在遵循SAE J 1922，SAE J 1939和/或CAN協議的那種類型電子數據鏈路(DL)上進行通信。
正如參考圖3可見，中央處理單元38可裝在一個箱子或外殼38A中，該外殼裝有顯示盤2，選檔手柄1，可任選的反向使能按鈕1A，以及中央處理單元電子電路38B，顯示盤2具有掛高檔指示顯示器2′，掛低檔指示顯示器2″以及當前嚙合傳動比顯示器2。
圖2還舉例說明了半自動機械傳動系10的控制系統的概貌。
參照圖3B，顯示器2包括掛高檔指示段2′，掛低檔指示段2″和當前嚙合傳動比指示段2。如圖所示，當前嚙合傳動比顯示段2正顯示「6」字，表示車輛傳動系運行於第6檔。掛高檔顯示段2′有三條線，表示根據檢測到的輸入參數，例如當按予定邏輯規則或程序處理時測得的發動機或輸入軸速度和測得的輸出軸速度所允許的可能連續掛高檔的最大數。在當時情況下，三條線表示可允許掛高一，二或三檔。因此，駕駛員可直接選擇許可的第七，第八(8)或第九(9)速檔。掛低檔顯示器2″段有兩條線表示根據當由予定邏輯或程序處理時測得的參數所允許的許可連續掛低檔的最大數。在當前情況下，顯示段2′中的兩條線表示該傳動系可允許掛低檔至第五(5)或至第四(4)檔。
總之，可能掛高檔或掛低檔的容許度是通過將在一確定的或計算的車輛速度和完全嚙合主離合器下完成這種掛高檔或掛低檔時的期望發動機速度同一個固定範圍的最大和最小的許可發動機速度進行比較而確定的。中央處理部件38將不會為執行一個所選而不容許的傳動比改變而發命令信號。最好，中央處理單元將執行最接近由駕駛員所選的傳動比變化。作為舉例，假設如圖3B中圖解而由顯示器2指示的諸條件，一旦駕駛員選擇掛低檔至第三檔，那麼這種掛低檔由於不容許就不被中央處理單元38執行。然而，在最佳實施例中，中央處理單元38將為從第六檔至第四檔的兩檔掛低檔而發出命令輸出信號。
換檔是在沒有駕駛員手動嚙合和/或通過機械人工離合器踏板3分離主離合器16的情況下實現的。若設有，人工離合器踏板3通常只用於當已採用傳統車輛離合器時從靜止起動，倒車或用於調整等。
為對傳動系12換檔，駕駛員從圖2和3所示位置向前(為掛高檔)和向後(為掛低檔)移動杆1。為選擇掛高一檔(即，換至第七檔)操作員將向前移杆1一次然後將杆1返回空檔或偏置的中位。若處於如圖所示第六檔，操作員將杆1快速連續向前移三次，每次允許其回到靜止位，則他將實際上跳兩檔而獲得跳躍換檔直接進入第九速(即，第七和第八速不被嚙合)。由於自動的油門和離合器控制以及對輸入軸和/或發動機進行的制動，使主離合器16的分離和與所選傳動比相關的所選爪式離合器部件的同步得以自動和快速獲得。該控制系統是半自動的，駕駛員必須自行判斷處置何時掛高或低檔和要掛高或低幾檔，而不是要求他去協調換檔杆，油門踏板和離合器動作。一旦駕駛員已選擇一允許傳動比，在掛低擋期間為獲得必要同步臨時加油(blipped)或為掛高檔期間獲得必要同步而減油(dipped)，這一切都由中央處理單元38為駕駛員自動完成。操作的倒檔方式可僅從靜止位置的空檔開始然後從當前嚙合的空檔位置向後移控制杆1而獲得。為防止無意中「掛低檔」而進入倒檔，可設置一倒檔按鈕1A，當處於空檔位置而請求倒檔操作時，則在中央處理單元解釋控制杆1向後移動以前必須按壓該按鈕1A。
雖然本發明已就半自動機械傳動系而論而作了說明，但本發明同樣可應用於全自動傳動系。
變速器操作器34包括最好分為兩部分的電控氣動(EP)的進排氣岐管。其第一部分與前箱相毗連，第二部分隨後箱動作。EP進排氣岐管是受電磁閥和連帶的承載換檔活塞(shift piston)的氣缸控制的。主段控制器可為如U.S專利4,899,607中所見同樣的X-Y型控制器，該專利的公開內容納入本文供參考。主段控制器34配置有傳感器34A，藉此可檢測換檔撥叉的定位，以檢測主段的嚙合比。
最好，變速器12是一個至少有五個，最好有9個或更多可選正向速比的多速變速器。12個正向速度，小速比副變速器型變速器12和用於變速器12的輔助變速段中的阻塞爪式離合器部件，的結構是先有技術所已知的，並在參閱上述提到的U.S專利3,799,002；3,921,469；3,924,848；4,194,410；4,440,037；4,736,643和4,735,109中的較詳細的說明後可得以了解。
參照圖4，變速器12包括與阻塞的小速比副變速器型輔助段214串聯連接的主段212。該變速器包括輸入軸218，該軸218鄰近其後端受到軸承220的支承並配置通過花鍵與其非旋轉相連的輸入齒輪222。輸入齒輪222以相等的速度同時驅動多個主段中間軸。在圖示實施例中，變速器配置的兩個主段中間軸224和226位於主軸228的徑向相對兩側面上，該主軸228與輸入軸218同軸地對齊並配置一導向部分230，該導向部分在其容納於輸入軸218後端並受其支承可旋轉的前端部上。
輸入軸218通常是由一臺原動機沿單一的方向被驅動的，例如由油門控制的內燃機E通過一個可選擇地進行操作的通常情況下是嚙合的摩擦主離合器C驅動。
主段中間軸224和226各配置一個完全相同的中間軸齒輪組，例如設置在主軸228徑向相對側面上的大小和齒輪完全相同的齒輪對236。
多個主段主軸驅動齒輪246，248，250和252圍繞主軸228並在某一時刻藉助本領域眾所周知的滑動離合器環的方式可被選擇一個同離合器相連接圍繞主軸228一周的主段主軸齒輪246，248和250是分別與徑向相對的中間軸齒輪238，240，242連續嚙合並受其浮動支承，這種安裝裝置和由此引起的特殊優點在US專利3,105,395和3,335,616中有更詳細的說明，這些專利的公開內容引入本文供參考。主軸齒輪252是倒檔齒輪並通過傳統的中間(情)齒輪(未示出)與一對中間軸齒輪244處於連續嚙合中。每當輸入軸被旋轉驅動，最前面的中間軸齒輪236便與輸入齒輪222連續嚙合並由其驅動，以使中間軸224和226能同時旋轉。
主段主軸齒輪246，248，250和252；和主段中間軸齒輪236，238，240，242和244和中間齒輪全部始終與輸入齒輪222嚙合並由其驅動，從而組合形成變速器12的輸入傳動裝置。
如圖所見，設有各種凸臺環254，以相對於主軸228軸向地固定主段主軸齒輪。
如本領域眾所周知的滑動的離合器套環256，258和260是用花鍵接合至主軸228的，以便對其作軸向相對移動並同時旋轉。
滑動離合器256是可通過換檔撥叉262相對於主軸軸向地滑動到離合器齒輪252。滑動離合器258是可藉助換檔撥叉264軸向地相對主軸滑動到離合器齒輪250或248。滑動離合器260藉助換檔撥叉264可相對主軸軸向地滑動到離合器齒輪246或將輸入軸222(於是還有輸入軸218)連接到主軸。換檔撥叉262，264和266被附裝到換檔撥叉杆或一個已知換檔撥叉杆外殼組件的移動板。
現考慮小速比副變速器的輔助段214，主軸228伸到那裡並同軸地配置有導入輸出軸274而輸出軸274又被支承在外殼216內作為一個整體標為276。所述輔助段還包括其內各有完全相同的一組中間軸齒輪284，286和288的多個輔助段中間軸278和280。
如本領域所已知和在上面提及的U.S專利3,105,395中舉例說明的，為最大限度地減小一雙中間軸型複合變速器的軸向和橫向尺寸，將主軸段中間軸224和226相對輔助段中間軸位移大約90°。主段中間軸通過軸承290和292支承在外軸216內而輔助段中間軸278和280通過軸承294和296支承在外殼216中。
兩個輔助段主軸齒輪308和310圍繞主軸228旋轉並始終與成對輔助中間軸284和286嚙合和分別由其浮動支承。輸出齒輪312以花鍵接合至輸出軸274，以便相對其軸向移動並隨即旋轉運動。輸出齒輪312始終與輔助中間軸齒輪對288嚙合。
彈性偏置的離合器部件316，318和320與主軸228以花鍵接合，並與同步環(未示出)結合提供在以下提及的U.S專利3,799,002，3,921,469，3,924,484和4,736,643中描述的那種類型的彈性阻塞離合設備，用以一次選擇一個地分別將齒輪308，310和312咬合至主軸228。離合器316通過彈簧330軸向偏置並由剛性止動器(stop)334限制其軸向移動。離合器部件318和320由通過圍繞主軸的彈簧138被軸向偏離並通過止動器338和340限制其軸向移動。
齒輪312通過換檔撥叉342作軸向移動而齒輪308和310為通過環346作聯接的軸向運動和獨立旋轉並通過換檔撥叉348可軸向移動而被聯接。齒輪308，310或312是一次一個地有選擇地嚙合到主軸228。當然，齒輪312嚙合到主軸228便有效地將主軸直接耦連到輸出軸274。
圖5象徵性地舉例說明了變速器12的變速杆各檔位置圖。
通過參照圖4A-4D可見本發明的阻塞彈性偏置的離合器一同步環組件的細節。
如以上提及的U.S專利3,799,002；3,924,484和3,983,979中詳細說明的可變形阻塞爪式離合器結構配置在可換擋主軸齒輪和輔助段之間並配置有促使其嚙合的彈性裝置。而採用了先有技術的相對不可變形的同步環的離合器裝置彼此不完全相同，由於它們總體相似，故就本發明而言，只要詳細說明其中之一就足以使本領域任一技術人員可毫無困難地理解它並將其應用於其他離合器組件。因此，為此目的參看位於輔助變速段214中主軸齒輪308和主軸228之間的剛性爪式離合器組件，所述爪式離合器組件整體以356標示它包括圍繞主軸228的環狀離合器套環或離合器部件316。離合器套環316配置有內花鍵358，花鍵358置於設置在主軸228上的相應外花鍵360內，用以將離合器套環316內連至主軸228以便在其間轉動。然而，協同的花鍵358和360使離合器環316能自由地相對軸228作軸向滑動。可採用用於將離合器套環316安裝到主軸228使得在其間能作相對軸向移動而不作轉動的其他裝置。一個止動環334座落在軸228外周緣上形成的適用槽中並為接觸離合器套環316和限制其向右的軸向移動而設置。套環316通常用彈簧330促使其彈性地頂著止動環334。
離合器套環316其上設有外齒362，外齒362適於同設置在主軸齒輪303上的內齒364相嚙合。內齒364構成離合器組件356的另一爪式離合器部件。離合器套環316上的齒362是帶錐度的，如標號366處，類似於主軸齒輪308上的齒364的前緣方式，在368處帶有類似錐度。該帶錐度的錐形面各以最好在30°和40°之間所取的某一角度相對主軸228的縱軸延伸。正確錐度及其優點詳見U.S專利3,265,173。彈簧330的另一端彈性地作用於固定到主軸228的彈簧座部件369上。
為能表示此後要進一步說明的阻塞環，此處將齒362的三個齒部分地除去了。然而這種部分除去使軸向縮短，即部分地除去了用以同阻塞環配合的齒370。
現來看相對不可變形的同步環；也稱為阻斷器環，阻塞環和傳感器，其中之一整體表示為324，包括一個圍繞離合器部件316的環並具有適當數目(此處為三對)徑向向內的凸緣372和374，這些凸緣被正確定位時即與上面提到的外齒嚙合。向內凸緣或齒384和376在其兩側為緊貼著毗鄰齒362上而被仿形並定位，以伸入部分切削齒370和其每側齒362之間的空間。每對凸緣372和374呈圓環形其大小小於由部分切削齒370所界定的相應圓周空間，因此使同步環324可從圖4B中所見，即齒372和374之間的空間與部分切削齒370對準的位置起沿有限的順時針或反時針方向相對於離合器部件316旋轉。同步環齒372或374通過離合器362的接觸將限制這種相對轉動並引起同步環324隨離合器部件316轉動。然而，向內凸緣齒372和374之間的空間是一個寬於齒370的相應圓周大小的間距因此當正確同步對準時，(或更精確地說，離合器部件的相對速度同步交叉時)齒372和374將跨立在齒370上同時離合器部件320能軸向通過移動但不通過同步環324，以同其相應齒輪有效嚙合。
正如可見到的，同步環齒372和374的端面如376和378處一樣帶有錐度。部分切削齒270的端面最好也對斜面380和382設置與同步環阻塞齒372和374上的錐度或斜面178和180互被的錐度。這樣來選擇斜面376，378，380和382的角度383，使得當主變速器段212被嚙合時阻塞齒和部分切削齒將保持在正確的阻塞位置，但若主變速器段被分離(即處於空檔)則在接觸力下，若已選擇一輔助段換檔時將往往引起同步環和離合器呈現非阻塞位置(由於產生離合器316，同步環324和/或主軸228的相對旋轉運動)現已證明相對於垂直主軸226旋轉軸的平面P，大約15°-25°最好為20°左右的斜面角382，對於大多數已知半阻塞變速器結構是極其令人滿意的。
正如參考上述U.S專利3,924,484中更詳細描述的，環324的徑向內側可配置一向內指向的槽384，該槽384接納一個其內徑通常稍小於齒輪362之外徑的環形彈性環386，以致當零件處於組合後的狀態下時，使環386稍向外變形從而將一個輕而有一定界限的壓力施加到所述齒362的外表面上。由於環386與槽384的壁為松配合併僅與其處於輕微摩擦接觸中，因此這實現了顯著的抗同步環126與離合器環316之間的軸向移動性，而僅僅在抗其間的相對轉動性不顯著。
一個適宜的錐形面388徑向地凸伸出同步環324之外並為與齒輪308的徑向內壁上的相似錐形面390嚙合而定位。上述的軸牽引力足以使表面390對同步環324的旋轉驅動影響比可能存在於同步環324和離合器部件314的無論什麼旋轉阻力更大得多。當離合器環316作擺脫嚙合移動(圖4A的向左)時，止動環392限制同步環324作脫離錐形面390的移動。
正如可看到的，為嚙合一個所選輔助段214的速比，必須預選該速比然後必須將相關傳感器移到一個非阻塞位置。這是以兩種方法之一的方式來實現的；要麼操縱主軸228的轉速以引起離合器部件相對旋轉的反向(即同步交叉)，或是將主段換檔至空檔，降低主軸228的慣性這使傳感器能不阻塞斜面376和378，而使主軸旋轉到非阻塞位置。
在上述U.S專利RE 32,591中詳細描述的後一種方法對於多數情況來說是令人非常滿意的。但在某些情況下，同步環可能不計返回其非阻塞相關位置的時間，這將不合要求地避免予選爪式離合器組件的嚙合。為減緩這一通常為一掛高檔的問題(稱為「同步環不回位」)，一般必須要嚙合發動機和主離合器並獲得輸入軸的同步或更大速度(即IS＝＞OS*GR)，以不阻塞離合器組件使其爪式離合器能嚙合。
正如已知的，變速器12的變速器傳動比(GR)是由主段(212)傳動比乘以輔段(214)傳動比而定義的。根據本發明的換檔控制，一旦將某檔選為目標傳動比，則最好將主段(212)換至空檔，予選與小速比副變速器段(214)中所需小速比副變速器速比相關的阻塞式爪式離合器組件，然後，再嚙合適當的主段傳動比，必要時，利用油門提升和/或發動機制動。主段以所述主段傳動比的嚙合可容易地由位置傳感器34A檢測，然而，與輔助段致動器相關聯的位置傳感器，若有的話，也僅表示一個予選位置，並不必需指示所選輔助段離合器組件的嚙合位置。
舉例來說，從第六(6)至第七(7)的換檔將要求離合器258分離齒輪248與主軸228，分離離合器320和輔助段214中的予選離合器316然後通過離合器260將齒輪246嚙合至主軸228。人們期望當主軸處於空檔時相對低慣性時，在傳感器非阻塞斜面作用下，予選離合器316將會將小速比副變速器的齒輪308嚙合至主軸。正如上面已表明，指示換檔撥叉266和/或爪式離合器260的軸向位置的輸入信號是對齒輪246的已嚙合或未嚙合狀態的可靠指示，而指示換檔撥叉348和/或齒輪308之軸向定位的信號，若有的話，則也僅表示齒輪308通過阻塞爪式離合器316對主軸228的嚙合予選。
根據本發明的換檔控制方法/系統，提供了確認目標傳動比的嚙合；當目標傳動比的非嚙合只是同步環不回位時，去採取校正行動，以及當這種校正行動無效時，執行操作的嚙合故障降級方式，的技術。
一旦予選所需小速比副變速器段傳動比然後嚙合所需主段傳動比並例如通過位置傳感器34A確認這種主段嚙合時，則該目標傳動比的嚙合是通過檢測是否IS＝(OS*GTT)±K來判定的，其中
IS＝輸入軸速度；OS＝輸出軸速度；GTT＝目標傳動比；和K＝噪聲之類的誤差容差最好，誤差容差約為50-150RPM。
若速度之差(IS－(OS*GRT))超過K，而且所需主段傳動比被嚙合，則所選輔助段小速比副變速器的傳動比未被嚙合。
一旦檢測出所選目標傳動比未被嚙合，該邏輯將首先檢查以判斷對一段持續的時間周期而言，任何已知傳動比中是否有真正被嚙合的傳動比，也就是說，是否存在IS/OS＝GR？一旦確定除目標傳動比以外的某一已知的傳動比被嚙合，則與該嚙合傳動比相關的小速比副變速器傳動比將變成內定小速比副變速器傳動比並在此後執行僅有主段換檔的故障降級操作方式。舉例來說，若目標傳動比是第八(8)，而IS/OS表明第七(7)被嚙合，則該系統將命令再換檔至第七(7)，而且一旦完成該換檔，即鎖定當前小速比副變速器的傳動比(即，其他小速比副變速器傳動比將不可用，因為在該小速比副變速器組件中可能存在機械故障)。在這一特定情況下，小速比副變速器1(低分動器)將是內定傳動比而可用檔將是1R，N，1，4，7和10(僅為主箱換擋)。
若該變速器處於任何傳動比均未嚙合而主段以一已知主段傳動比被嚙合的情況，這意味著小速比副變速器段未被嚙合。
一旦檢測到輔助段未被嚙合，則採取校正動作以解除該故障的最可能的原因，即與所需小速比副變速器段傳動比相關的予選阻塞離合器組件的同步環不回位。
為糾正擬似不回位的阻塞離合器組件問題，發動機藉助主段被加注燃油和主離合器保持嚙合以使輸入軸轉速等於或超過其同步速度(即IS≥OS*GRT)，然後發動機減油以使輸入速度低於同步速度，於是引起擬似不回位的阻塞爪式組件去通過同步，從而會把同步環撞出其被阻塞位置。該程序是相當快速的而且並不要求再循環該完整的換檔程序。
一旦完成該校正技術，控制器將再次用關係式IS＝(OS*GRT)＋K測試目標傳動比的嚙合。若速度差小於K，則不要求進一步行動而退出嚙合故障子程序。若該校正行動未造成目標傳動比的校準後的嚙合，該邏輯將如以上指出的再次檢查任何已知傳動比的嚙合。若未嚙合某一已知傳動比，則系統再循環試圖嚙合另一小速比副變速器段的傳動比直到車輛停下。若另一小速比副變速器段傳動比被嚙合，則如以上所論及的，該傳動比將變成僅以主段換檔的降級操作方式的內定小速比副變速器段傳動比。
因此，可見為一種自動複合半阻塞小速比副變速器型傳動系提供的控制將企圖從一種已檢測到的非嚙合小速比副變速器段故障狀態恢復，其方法是增大供油量使輸入軸至少以其同步速度(IS＝OS*GRT)旋轉的同時保持主離合器與主段嚙合，然後減少供油以使阻塞的爪式離合器部件通過同步，應校正予選阻塞離合器組件的不回位狀態。
雖然現已以某種具體程度描述了本發明的最佳實施例，但可在不脫離如此後權利要求書所述本發明精神和範圍的情況下作出各種形式變更和細節變動。
權利要求
1.一種用於自動機械傳動系的控制方法，該系統包括燃料控制的發動機和一個複合小速比副變速器型恆定-嚙合，換檔變速器，該變速器包括主變速器段和一與其串聯連接的小速比副變速器型阻塞輔助傳動段，所述主段包括用以產生指示所述主段嚙合狀態的輸入信號，所述變速器確定多個已知傳動比，各由一特定主段比與一特定輔助段比之嚙合的唯一組合來定義，所述系統還包括主段和輔段換檔裝置，一個中央處理單元(i)用於接收輸入信號，(ii)用於通過按照一程序處理所述輸入信號來確定所需傳動比，和(iii)用於給所述換檔裝置產生命令輸出信與，所述處理單元命令所有無定向傳動比變成目標傳動比(GRT)，這依次包括首先命令主傳動段換檔至空檔，然後命令輔助傳動段為嚙合所需輔助段比的換擋並此後命令主傳動段中的換檔以嚙合所需的一個主段比，所述方法的特徵在於一旦完成將主段嚙合成其所需傳動比的命令，便(a)確認主段嚙合於它的所需傳動比；(b)然後為確認變速器嚙合於目標比而進行檢測；(c)然後，若未確認變速器嚙合於目標比，則保持主段嚙合並使發勸機速度提高到等於或超過目標傳動比的同步發動機速度然後又使發動機速度降低至低於該同步發動機速度；和(d)於是為確認變速器嚙合於目標傳動比而進行檢測。
2.權利要求1的方法，其特徵在於在步驟(b)之後和步驟(c)之前還包括，(e)若變速器不處於目標傳動比，則為確認變速器嚙合於任一傳動比而進行檢測，以及步驟(c)和(d)是僅僅在變速器未被確認為嚙合於任一傳動比情況才執行。
3.權利要求1的方法，其特徵在於在步驟(d)之後還包括(f)若變速器未處於目標傳動比，則為確認變速器嚙合於任一傳動比而進行檢測。
4.權利要求1的方法，其特徵在於所述變速器包括輸入軸和輸出軸，所述輸入信號包括指示所述輸入軸(IS)和所述輸出軸(OS)的轉速的信號，以及當IS＝(OS*GR)＋K時，檢測嚙合，其中GR是一個數字傳動比，和K是容差係數。
5.權利要求4的方法，其特徵在於K值大約為50-150RPM。
6.一種用於自動機械傳動系的控制系統，包括一燃油控制發動機和一個複合小速比副變速器型恆定嚙合，換檔變速器，該變速器包括一個主傳動段和與其串聯連接的一個小速比副變速器型阻塞輔助傳動段，所述主段包括用於提供指示所述主段嚙合狀態的輸入信號的傳感器，所述變速器定義多個已知傳動比，各由一特定主段比與一特定輔助段比嚙合的唯一組合來定義，所述系統還包括主段和輔助段換檔裝置，一個中央處理單元(i)用於接收輸入信號，(ii)用於通過按程序處理所述輸入信號而確定一所需傳動比和(iii)用於給所述換檔裝置產生命令輸出信號，所述處理單元命令所有無定向變化的傳動比依以下次序變為目標傳動比(GRT)包括首先命令主傳動段換檔至空檔，然後命令輔助傳動段換檔以嚙合一所需輔助段傳動比，此後又命令傳動段去嚙合一個所需主段傳動比，所述控制系統的特徵在於對命令主段嚙合於其所需傳動比的完成有效的，用於執行以下功能的裝置(a)確認主段以其所需傳動比的嚙合；(b)然後為確認變速器以目標傳動比的嚙合進行檢測；(c)若變速器未被確認為嚙合於目標比，則保持該主段嚙合並使發動機速度提高至等於或超過目標傳動比的同步發動機速度，然後再使發動機速度降至低於該同步發動機速度，以及(d)然後，為確認該變速器以目標傳動比嚙合而進行檢測。
7.權利要求6的控制系統，其特徵在於所述裝置又在(b)之後和(c)之前有效用於，(e)若變速器不在目標傳動比，則為確認變速器嚙合於任一傳動比而進行檢測。
8.權利要求6的控制系統，其特徵在於所述變速器包括輸入軸和輸出軸，所述輸入信號包括指示所述輸入軸(Is)和所述輸出軸(OS)的轉速，並當IS＝(OS*GR)＋K時檢測嚙合，式中GR是一個數字傳動比，和K是容差係數。
9.權利要求8的控制系統，其特徵在於K值大約為50-150RPM。
全文摘要
一種自動傳動系的控制系統/方法，該傳動系包括一小速比副變速器型，半阻塞機械變速器(12)。本發明控制提供了用於檢測變速器輔助段(214)中同步環(324)的不回位故障並快速從該故障復原。
文檔編號F16H59/68GK1122756SQ9510567
公開日1996年5月22日 申請日期1995年6月23日 優先權日1994年6月25日
發明者K·W·常, A·斯塔斯克 申請人:易通公司