[發明專利]在線控換擋變速器中提供空擋保持模式的方法和系統

有效

• 申請號: 201210520308.X
• 申請日: 2012-12-06
• 公開（公告）號: CN103161936A
• 公開（公告）日: 2013-06-19
• 發明（設計）人: 馬修·盧克·F;托德·柯蒂斯·斯波爾丁;布萊恩·J·迪魯;馬克·愛德華·基斯科斯基;威廉·羅素·古德溫;查爾斯·C·普恩;克里斯托弗·李·丹克斯;理查德·雷諾爾多斯·海瑟維;杰弗里·詹姆斯·托麻維奇
• 申請（專利權）人: 福特全球技術公司
• 主分類號: F16H61/02
• 分類號: F16H61/02;F16H63/48;F16H63/42
• 代理公司: 北京銘碩知識產權代理有限公司 11286
• 代理人: 王秀君;郭鴻禧

技術領域

本發明涉及用于機動車輛的自動變速器領域，更具體涉及用于在線控換擋變速器（shift-by-wire?transmission）中提供空擋保持模式的方法和系統。

背景技術

傳統自動變速器包括用來控制機動車輛的變速器的變速器控制裝置。變速器控制裝置用于選擇多種范圍（ranges），例如泊車擋，其中變速器鎖止以阻止車輛移動；空擋，其中變速器允許車輛自由地被移動（例如當被拖行時）；倒車擋，其中變速器允許車輛向后移動，以及一個或多個行駛擋范圍，行駛擋范圍使得車輛能夠向前移動。通常，變速器控制裝置是以連桿（lever）的形式通過機械連接（例如纜繩或液壓線路）與變速器相連。典型地，連桿還連接至指示器。隨著變速器控制機構從一個范圍移動至另一個范圍，機械連接物理地將變速器切換到所選擇的范圍且指示器轉到顯示駕駛員已經選擇了哪個范圍。即使停止車輛，駕駛員也能夠從指示器確定當前變速器范圍，并且在一些情形下（例如當將要拖該車輛時）能夠將變速器控制機構移動至空擋。

為了進行自動傳動比（gear?ratio）換擋，傳統自動變速器利用多個摩擦元件。寬泛地說，這些摩擦元件可以被描述為扭矩建立元件，盡管更通常地它們被稱為離合器或制動器。這些摩擦元件運行以建立從內燃發動機到一組車輛牽引輪的動力流路。在車輛的加速期間，對于給定發動機節氣門范圍（range），隨著車速的增加在傳動比升擋（ratio?upshift）期間，總體轉速比（也就是變速器輸入軸轉速與變速器輸出軸轉速的比率）減小。對于任何給定車速隨著發動機節氣門范圍增加，或者當隨著發動機節氣門范圍減小車速下降時，發生降擋以達到更高的轉速比。在現代自動變速器中發現了多種行星齒輪構造。然而，換擋動力學的基本原則仍保持類似。具有多個行星齒輪組的自動變速器換擋伴隨著應用和/或釋放摩擦元件以改變速度和扭矩關系以及通過行星齒輪組改變扭矩路徑。通常是基于變速器控制裝置的位置而液壓或者機械地驅動摩擦元件。

在線控換擋變速器布置中，去除了在變速器控制裝置和變速器之間的機械連接。相反，變速器控制裝置沿著電線（wire）將電信號發送至電子控制器，其指示獨立的驅動器以應用或者釋放多個摩擦元件從而獲得希望的傳動比。控制裝置不再需要以連桿的形式存在，因為控制裝置不再移動機械連接以控制變速器。相反，控制裝置通常為用于命令變速器在變速器范圍之間切換的機電界面（例如，一系列按鍵、連桿或者旋鈕）。通常采用通過車輛上的電池提供電力的電子顯示器來指示變速器的當前范圍并且該顯示器必須是開啟的，從而需要汲取電力以便于使駕駛員知曉已經選擇了哪個范圍。

許多具有線控換擋變速器的車輛采用“返回至泊車擋”特征以自動地將變速器換擋為泊車擋。參見例如美國專利3,937,105、4,892,014以及7,156,218。當發生特定觸發事件（例如當車輛以低于校準速度行駛時或者當點火切斷后系統探測到安全帶解開同時駕駛員車門開啟）時激活這樣的特征。自動地將變速器換擋至泊車阻止了車輛不希望的移動。

盡管這樣的特征在非常多的駕駛狀況下是有用的，當駕駛員希望離開車輛并使車輛保持在空擋時這樣的特征是不利的。許多洗車設施設計為將在輸送機（conveyor）上的車輛拖動穿過洗車機。駕駛員直接將車輛駕駛到輸送機上，將變速器置于空擋并隨后離開車輛。隨著車輛被拖動穿過洗車機，車輛隨后被洗凈。然而，如果駕駛員一離開車輛該車輛就自動換擋至泊車，車輛和輸送機兩者都可能會受到損傷。

如上討論可見，現有技術需要一種允許具有線控換擋的變速器的車輛在沒有駕駛員存在的情況下（例如在洗車期間通過輸送機運載車輛時）置于保持空擋的模式的系統。

發明內容

本發明涉及用于為置于多種擋位范圍（例如泊車擋、行駛擋以及空擋）并且具有自動返回至泊車的特征的線控換擋變速器提供空擋保持模式的系統，該自動返回至泊車的特征用于當車輛因駕駛員準備離開車輛而以極低的速度行駛或者處于停止狀況時使變速器換擋至泊車擋。系統包括用于確定駕駛員希望哪個變速器范圍或模式的變速器控制機構。控制器用于從多個傳感器（例如車門開啟傳感器、座椅安全帶傳感器、點火開關傳感器）以及變速器控制機構接收信息，以確定何時將變速器換擋至各種范圍和模式。