CN101006296A - 用于自动变速器的液位调节方法及流体温度调节装置 - Google Patents

Abstract

在内燃机运行时调节在自动变速器中循环的液压流体的液位。在调节液位时，例如通过经过散热器的冷却剂来冷却液压流体。在液压流体的冷却中，液压流体的冷却程度被控制为使得液压流体的温度落入可接受范围内。这防止了由液压流体的热膨胀导致的液位调节的不精确。

Description

用于自动变速器的液位调节方法及流体温度调节装置

技术领域

本发明涉及用于自动变速器的液位调节方法及流体温度调节装置。

背景技术

在用于车辆的自动变速器(AT)中，布置有变矩器和辅助变速机构，并且这些装置中供给有作为液压流体的“ATF”(自动变速器流体)。

如果自动变速器被持续驱动，则组成变速器的齿轮等会被刮削而将杂质混入液压流体，从而降低自动变速器的响应度。而且，液压流体本身的恶化会降低离合器等的耐久性。因此，必须定期更换液压流体并再次添加适量的液压流体。但是，在这种情况下，当自动变速器被致动时，需要确保适量的液压流体，因此在液压流体被分配到变矩器和辅助变速机构内部后，需要调节液压流体的液位。因此，例如在日本专利申请未审定公报No.11-325235中记载的技术中，在保持发动机怠速的同时执行液位调节。

但是，如果以这种方式在保持发动机怠速的同时执行液压流体调节，则液压流体的温度随液压流体被更换而升高，导致液压流体热膨胀。而且，液位调节过程中的液压流体温度升高根据内燃机和自动变速器的不同构造而有很大的差别。如果液压流体温度升高过多，则由于热膨胀导致的液压流体体积增大变得很大，并且调节后的液压流体可能实际上是不足的。因此，难以在保持发动机怠速的同时精确地执行液压流体液位的调节。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种用于自动变速器的液位调节方法及流体温度调节装置，利用所述方法和装置，在内燃机运行期间可以精确地执行液压流体的液位调节。

为了实现上述目的，本发明的一个方面提供一种用于在内燃机运行时调节在自动变速器中循环的液压流体的液位的方法。所述方法包括：在要调节所述液位时，冷却所述液压流体；和控制所述液压流体的冷却程度，使得所述液压流体的温度落入可接受范围内。

本发明的另一个方面提供一种调节在连接到内燃机的自动变速器中循环的液压流体的温度的温度调节装置。所述调节装置包括用于冷却所述液压流体的冷却装置，和控制器。当在所述内燃机运行的同时调节所述液压流体的液位时，所述控制器控制所述冷却装置，由此调节所述液压流体的冷却程度，使得所述液压流体的温度落入可接受范围内。

结合以示例方式示出本发明原理的附图，从下文的说明本发明的其它方面和优点将变得显而易见。

附图说明

结合附图，参考下文对目前的优选实施例的说明，本发明及其目的和优点可以得到最好的理解，附图中：

图1是示出根据本发明第一实施例的流体温度调节装置与其周围装置之间关系的框图；

图2是示出自动变速器和油盘的截面视图；

图3是示出上述流体温度调节装置的控制处理程序的流程图；

图4是示出液压流体温度和风扇装置转速随时间变化的时间图；

图5是示出根据本发明第二实施例的流体温度调节装置的控制处理程序的流程图；

图6是示出液压流体温度随时间变化的时间图；

图7是示出根据本发明第三实施例的流体温度调节装置与其周围结构之间关系的框图。

具体实施方式

下面将参照图1至5说明根据本发明第一实施例的用于自动变速器的液位调节方法和流体温度调节装置。

图1是示出电子控制单元(控制器)100与其各种周围装置之间关系的框图，所述电子控制单元作为根据本发明的流体温度调节装置。

本实施例中的上述各种装置主要由电子控制单元100、自动变速器200和散热器300组成。

如图1中所示，散热器300是用于冷却内燃机和自动变速器200的冷却装置，并包括风扇装置320。

风扇装置320包括风扇322和风扇电机324，并通过改变由风扇322产生的气流的强度来调节内燃机和自动变速器的冷却程度。

风扇电机324由从电池(未示出)供给的电力驱动，并转动布置在风扇电机324输出轴上的风扇322。风扇电机324的转速由电子控制单元100控制。风扇电机324设有转速传感器326，该转速传感器326检测风扇电机324的转速并向电子控制单元100输出检测结果。

自动变速器200包括变矩器和由行星齿轮等(未示出)组成的辅助变速机构。自动变速器200中供给有自动变速器流体(ATF)，作为用于驱动变矩器和辅助变速机构的液压流体。

自动变速器200设有流体温度传感器230，该流体温度传感器230检测液压流体的温度To并向电子控制单元100输出检测结果。

图2是示出为自动变速器200配设的油盘240的截面视图。

如图2所示，油盘240布置在自动变速器200下方，并且在油盘240底面的中部形成排出孔250。具体地，油盘240向内突起以形成排出孔250，且在排出孔250的内周面上布置有溢流塞252。在向变速器200中供给液压流体时，必须在液压流体充分地分配到变矩器和辅助变速机构中的状态下执行液压流体的液位调节，从而在自动变速器200的致动中确保适量的液压流体。因此，在本实施例中，在内燃机的运行状态为怠速状态(例如，发动机转速为600-1100rpm)且变速范围为非行驶范围时，执行液位调节。

执行液压流体液位调节的操作者将连接到排出孔250的溢流塞252分离，以经排出孔250排出液压流体，并经液压流体供给孔(未示出)向自动变速器200中供给液压流体。在本实施例中，采用溢流系统使得在向自动变速器200中供给了足够量的液压流体之后供给的液压流体经排出孔250排出到外部。通过采用这样的系统，如果在油盘的底面处于水平状态时供给液压流体，当液压流体被供给至排出孔250的高度时，适量的液压流体被供给到自动变速器200中。在液位调节完成时，操作者将溢流塞252再次连接到排出孔250，由此密封油盘并完成操作。

如图1中所示，在驾驶员座椅的附近设有用于在风扇装置320的转速控制模式之间切换的模式选择开关400。由于在车辆行驶期间模式选择开关400处于关闭状态，风扇装置320的转速控制模式为通常模式，该通常模式将在下文中说明。

另一方面，在执行液压流体的液位调节时，操作者开启模式选择开关400，从而将风扇装置320的转速控制模式切换到液位调节模式，该液位调节模式将在下文中说明。

电子控制单元100包括用于根据上述各个控制模式控制风扇装置320转速的转速控制部110，和用于计数从液位调节开始所经历的时间的计时器120。电子控制单元100由从电池(未示出)供给的电力驱动并根据上述各个控制模式控制风扇装置320的转速。具体地，当风扇装置320的转速控制模式为通常模式时，电子控制单元100基于内燃机的运行状态控制风扇装置320的转速。另一方面，当风扇装置320的转速控制模式为液位调节模式时，电子控制单元100基于从自动变速器200的流体温度传感器230输出的液压流体温度To，或者基于从液位调节开始所经历的时间Δt，来控制风扇装置320的转速，所述经历的时间Δt由计时器120计数。

下面将参照图3中的流程图说明在转速控制模式为液位调节模式时，风扇装置320的转速控制程序。在该流程图中示出的一系列处理实际上是在从风扇装置320的转速控制模式由通常模式切换为液位调节模式的时刻到所述控制模式由液位调节模式再次切换为通常模式的时刻的时间段内，由电子控制单元100以预定的周期反复执行的。在本实施例中，由于在紧接在液位调节操作开始之前内燃机的温度低，所以直到液位调节操作开始，风扇装置320的旋转是停止的。

如图3中所示，在这一系列的处理中，首先判断液压流体的温度To是否高于在液位调节中可接受范围的下限T1(35℃)(步骤100)。

通过该判断处理，如果判定液压流体的温度To不高于下限T1(步骤100：否)，则判定液压流体的温度需要进一步升高，并维持风扇装置320的旋转停止的状态(步骤110)。

另一方面，通过该判断处理，如果判定液压流体的温度To高于下限T1(步骤100：是)，则将风扇装置320的转速Nf设定为存储在转速控制部110的存储器中的目标转速Ntgt(步骤120)。目标转速Ntgt的值是通过对安装在车辆中的内燃机和自动变速器200进行实验而获得的。即使液压流体的加热程度由于内燃机和自动变速器200的不同构造而有差别时，也要通过使风扇装置320以转速Ntgt旋转，将目标转速Ntgt的值设定为使得液压流体的温度升高速度ΔT/Δt成为在液位调节中的目标温度升高速度C1。

如果以这种方式使风扇装置320的转速Nf等于目标转速Ntgt(步骤120)，则接下来判断液位调节是否已经完成(步骤130)。如上所述，如果操作者关闭模式选择开关400，则判定液位调节已经完成(步骤130：是)，并且风扇装置320的转速控制模式被切换为通常模式(步骤140)。

另一方面，通过该判断处理，如果判定液位调节尚未完成(步骤130：否)，则风扇装置320的转速被维持在目标转速Ntgt(步骤120)。因而，直到液位调节完成，风扇装置320的转速Nf都被维持在目标转速Ntgt。

下面将参照图4并对比现有技术，说明基于上述液位调节模式中风扇装置320的转速控制的液压流体温度的变化。

图4示出液压流体温度随时间的变化。实线(a)示出在本实施例的流体温度调节装置的控制下，液压流体温度To随时间的变化。虚线(b)示出根据现有技术的液压流体液位调节方法，液压流体温度To随时间的变化，在所述现有技术方法中在液位调节期间风扇装置320不旋转。

如果内燃机的运行开始，则如图4中所示，液压流体温度To随时间的推移以温度升高速度C升高。

如果在液位调节期间风扇装置320不旋转，则如图4中的虚线(b)所示，即使在温度To达到在液位调节中可接受范围的下限T后，液压流体的温度To随时间的推移继续以相同的温度升高速度C升高。因此，在早于t3时刻的时间点(t2时刻)，液压流体的温度To超过在液位调节中可接受范围的上限Th(45℃)，在所述t3时刻已经经过了由操作者执行的液位调节的通常操作时间。在这种情况下，由于风扇装置320根据内燃机的运行状态而被控制，直到内燃机的预热完成，风扇装置320不旋转。

另一方面，如果进行通过本实施例的流体温度调节装置的控制以执行液压流体的液位调节，则如上所述在液位调节以前，操作者将风扇装置320的转速控制模式从通常模式切换为液位调节模式。因而，在风扇装置320的控制模式为液位调节模式的状态下，如果液压流体的温度To达到在液位调节中可接受范围的下限T1(t1时刻)，则风扇装置320以目标转速Ntgt旋转，从而控制其液位被调节的液压流体的温度升高速度。结果，液压流体的温度To以低于温度升高速度C——温度To已经以所述温度升高速度C升高——的温度升高速度C1升高。以这种方式，液压流体的温度To在此时间点(t3时刻)成为在下限T1和上限Th之间的中间值T3，在所述t3时刻已经经过了由操作者执行的液位调节的通常操作时间。如果液位调节已经完成(t3时刻)，则操作者将风扇装置320的控制模式从液位调节模式再次切换为通常模式，从而风扇装置320的旋转停止，并且液压流体的温度To以温度升高速度C升高。

通过上述实施例，获得了以下优点。

(1)通过本实施例，在用于调节在自动变速器200中循环的液压流体的温度的流体温度调节装置中，液压流体的冷却程度被控制为使得用于致动的温度To在发动机运行期间执行的液压流体液位调节中落入可接受范围内。结果，即使在发动机运行期间执行液位调节的同时液压流体被加热，液压流体的温度To也落入在液位调节中可接受范围内，并且由热膨胀导致的液压流体的体积增大落入可接受范围内。因此，能够在内燃机运行期间精确地执行液压流体的液位调节。

(2)采用了控制液压流体的冷却程度使得液压流体的温度升高速度成为在液位调节中的目标温度升高速度的方法。因而，例如，即使当液压流体的加热程度根据内燃机和自动变速器的不同构造而有差别时，液压流体的冷却速度也被控制为使得液压流体的温度升高速度成为目标温度升高速度。因此，如果确定了在液压流体液位调节开始时的液压流体温度T1，则可能使在液位调节开始后经过预定时间时液压流体的温度与目标温度T3一致。

下面将参照图5和图6说明根据本发明第二实施例的用于自动变速器的液位调节方法和流体温度调节装置。本实施例与第一实施例的不同之处在于，风扇装置320的转速被反馈控制，使得液压流体的温度To成为目标温度T3。类似于第一实施例，根据本实施例的流体温度调节装置包括图1中示出的结构。下面将主要说明不同之处。在第二实施例中同样地，由于在紧接在液位调节操作开始前内燃机的温度低，直到液位调节操作开始，风扇装置320的旋转是停止的。

如图5中所示，在该处理中，首先判断液压流体的温度To是否高于在液位调节中可接受范围的下限T1(35℃)(步骤200)。

通过该判断处理，如果判定液压流体的温度To不高于下限T1(步骤200：否)，则判定液压流体的温度To需要进一步升高，并维持风扇装置320的旋转停止的状态(步骤210)。

另一方面，通过上述判断处理，如果判定液压流体的温度To高于下限T1(步骤200：是)，则风扇装置320的转速Nf被反馈控制，使得液压流体的温度To成为目标温度T3(步骤220)。具体地，风扇装置320的转速Nf的值被增大或减小，使得从流体温度传感器230输出的液压流体的温度To与目标温度T3彼此之间的偏差成为零。

当液压流体的温度To通过如上所述的对风扇装置320转速Nf的反馈控制成为目标温度T3时，接下来判断液位调节是否已经完成(步骤230)。如上所述，当操作者关闭模式选择开关400时判定液位调节已经完成(步骤230：是)，并且风扇装置320的转速控制模式被切换为通常模式(步骤240)。

另一方面，如果通过上述判断处理判定液位调节尚未完成(步骤230：否)，则继续上述反馈控制(步骤220)。这样，直到液位调节完成，风扇装置320的转速Nf都被反馈控制，由此将液压流体的温度To维持在目标温度T3。

下面将参照图6说明基于在上述液位调节模式中风扇装置320的转速控制的液压流体温度的变化。图6示出液压流体温度随时间的变化。实线(c)示出在本实施例的流体温度调节装置的控制下，液压流体温度To随时间的变化。

如果内燃机的运行开始，则如图6中所示，液压流体的温度To随时间的推移以温度升高速度C升高。

如果在进行通过本实施例的流体温度调节装置的控制的同时执行液压流体液位调节，则如上所述，操作者在液位调节以前将风扇装置320的转速控制模式从通常状态切换为液位调节状态。因而，在风扇装置320的控制模式为液位调节模式的状态下，当液压流体的温度To达到在液位调节中可接受范围的下限T1时(t1时刻)，风扇装置320的转速Nf被反馈控制，使得液压流体的温度To成为目标温度T3。以这种方式，液压流体的温度To在此时间点(t3时刻)成为目标温度T3，该目标温度T3为在下限T1和上限Th之间的中间值，在所述时间点(t3时刻)已经经过了由操作者执行的液位调节的通常操作时间t3。如果液位调节已经完成(t3时刻)，则操作者将风扇装置320的控制模式从液位调节模式再次切换为通常模式，从而风扇装置320的旋转被停止，并且液压流体的温度To以温度升高速度C升高。

通过上述实施例，获得了以下优点。

(1)通过本实施例，除了与第一实施例相似的优点以外，还可以获得以下优点。换句话说，采用了控制液压流体的冷却程度使得液压流体的温度To成为在液位调节中的目标温度T3的方法。结果，由于可以使液压流体的温度To在液位调节中与目标温度T3一致，所以，例如，即使液位调节的操作时间变长液压流体的温度也不升高。因此，可以更加精确地执行液压流体的液位调节。

下面将参照图7说明根据本发明第三实施例的用于自动变速器的液位调节方法和流体温度调节装置。本实施例与第一实施例和第二实施例的不同之处在于内燃机冷却剂与液压流体之间存在热交换。

下面将主要说明不同之处。可以使用在上述第一实施例和第二实施例中采用的控制方式作为风扇装置320的控制方式。

图7是示出作为根据本发明的流体温度调节装置的电子控制单元100与其周围装置之间关系的框图。

本实施例中的上述各种装置也主要由电子控制单元100、自动变速器200和散热器300组成。

如图7中所示，散热器300为用于冷却内燃机的冷却剂的冷却装置，并包括散热器芯310和风扇装置320。

散热器芯310包括冷却剂通过其中的细管(未示出)，在所述细管周围设有大量散热片，所述散热片用于增大与外部空气的接触面积，使得当冷却剂通过细管时便于从冷却剂散热。冷却剂通道330连接至散热器芯310的细管，并且被加热的冷却剂经冷却剂通道330被送入散热器芯310内部。当冷却剂通过散热器芯310的内部时，冷却剂的温度得到调节，并且冷却剂经冷却剂通道330被再次供给到内燃机和自动变速器200。

风扇装置320用于通过改变用于冷却散热器芯310的风扇空气的力度来调节冷却剂的冷却程度，并且包括风扇322和风扇电机324。

风扇电机324由从电池(未示出)供给的电力驱动并转动布置在风扇电机324输出轴上的风扇322。风扇电机324的转速由将在下文说明的电子控制单元100控制。风扇电机324设有转速传感器326，该转速传感器326检测风扇电机324的转速并向电子控制单元100输出检测结果。

如图1中所示，自动变速器200设有液压流体通道210和热交换器220。上述冷却剂通道330和液压流体通道210都通入热交换器220，并且由摩擦热等加热的液压流体在热交换器220中被冷却剂冷却。

自动变速器200设有流体温度传感器230，该流体温度传感器230检测液压流体的温度To并向电子控制单元100输出检测结果。

通过本实施例，获得了以下优点。

(1)通过本实施例，除了与第一实施例和第二实施例相似的优点以外，还获得以下优点。换句话说，液压流体由内燃机冷却剂经自动变速器的循环冷却，并且液压流体的冷却程度通过控制内燃机风扇装置320的转速而得到控制。因而，通过使在内燃机运行期间通常用于冷却液压流体的内燃机的风扇装置320反向，可以在液压流体液位调节的过程中执行上述液压流体冷却程度的控制。因此，可以执行流体温度调节而无需增加特殊布置。

上述各实施例可以作如下修改。

根据本发明的用于自动变速器的液位调节方法和流体温度调节装置的控制对象不限于上述实施例中说明的内燃机风扇装置320。例如，还可以提供用于冷却自动变速器200的液压流体的散热器(冷却装置)并控制用于冷却该散热器的风扇装置的转速，所述散热器与内燃机的散热器300分离。简言之，只要液压流体的冷却程度被控制，使得在内燃机运转期间执行液压流体液位调节时，液压流体的温度落入可接受范围内，就可以应用任何构造。

在第一实施例中，即使当风扇装置320的转速Nf被设定为目标转速Ntgt时，在某些情况下取决于诸如风扇装置320外部空气温度和液压流体的加热程度等因素，液压流体的温度升高速度可以不成为目标温度升高速度C1。在这种情况下，如果风扇装置320的转速被反馈控制为使得液压流体的温度升高速度与目标温度升高速度C1一致，则可能使液压流体的温度升高速度与目标温度升高速度C1一致。

虽然在第二实施例中，液压流体的温度To通过反馈控制被设置为目标温度T3，但也可以通过所谓的开环控制实现此目的。

Claims (14)

1.一种用于在内燃机运行时调节在自动变速器中循环的液压流体的液位的方法，所述方法包括：

在要调节所述液位时，冷却所述液压流体；和

控制所述液压流体的冷却程度，使得所述液压流体的温度落入可接受范围内。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述冷却程度的控制包括控制所述液压流体的冷却程度，使得所述液压流体的温度升高速度成为在液位调节中的目标温度升高速度。

3.根据权利要求1所述的方法，还包括当所述液压流体的温度达到所述可接受范围的下限时，开始所述液压流体的冷却，

其中所述冷却程度的控制包括控制所述液压流体的冷却程度，使得所述液压流体的温度以一温度升高速度增加，所述温度升高速度低于所述液压流体的温度在达到了所述下限时的温度升高速度。

4.根据权利要求1所述的方法，还包括当所述液压流体的温度达到所述可接受范围的下限时，开始所述液压流体的冷却，

其中所述冷却程度的控制包括控制所述液压流体的冷却程度，使得在从所述冷却开始已经经过预定时间时，所述液压流体的温度成为设定在所述可接受范围的所述下限和一上限之间的目标值。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述冷却程度的控制包括控制所述液压流体的冷却程度，使得所述液压流体的温度成为在液位调节中的目标温度。

6.根据权利要求5所述的方法，其中所述冷却程度的控制包括：

检测所述液压流体的温度；和

基于所检测到的温度控制所述液压流体的冷却程度，使得所检测到的温度成为所述目标温度。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其中所述液压流体的冷却包括利用在所述内燃机中循环的冷却剂冷却所述液压流体，并且

其中所述冷却程度的控制包括控制设置在用于冷却所述冷却剂的散热器中的风扇装置的转速。

8.一种调节在连接到内燃机的自动变速器中循环的液压流体的温度的温度调节装置，所述调节装置包括：

用于冷却所述液压流体的冷却装置；和

控制器，其中，当在所述内燃机运行的同时调节所述液压流体的液位时，所述控制器控制所述冷却装置，由此调节所述液压流体的冷却程度，使得所述液压流体的温度落入可接受范围内。

9.根据权利要求8所述的调节装置，其中所述控制器控制所述冷却装置，使得所述液压流体的温度升高速度成为在液位调节中的目标温度升高速度。

10.根据权利要求8所述的调节装置，其中所述控制器在所述液压流体的温度达到所述可接受范围的下限时，启动所述冷却装置以开始所述液压流体的冷却，并控制所述冷却装置，使得所述液压流体的温度以一温度升高速度增加，所述温度升高速度低于所述液压流体的温度在达到了所述下限时的温度升高速度。

11.根据权利要求8所述的调节装置，其中所述控制器在所述液压流体的温度达到所述可接受范围的下限时，启动所述冷却装置以开始所述液压流体的冷却，并控制所述冷却装置，使得在从所述冷却开始已经经过预定时间时，所述液压流体的温度成为设定在所述可接受范围的所述下限和一上限之间的目标值。

12.根据权利要求8所述的调节装置，其中所述控制器控制所述冷却装置使得所述液压流体的温度成为在液位调节中的目标温度。

13.根据权利要求12所述的调节装置，还包括检测所述液压流体的温度的流体温度传感器，其中所述控制器基于所检测到的温度控制所述冷却装置，使得所检测到的温度成为所述目标温度。

14.根据权利要求8-13中任一项所述的调节装置，其中所述冷却装置包括冷却在所述内燃机中循环的冷却剂的散热器，所述液压流体被所述冷却剂冷却，并且

其中所述控制器控制设置在所述散热器中的风扇装置的转速。

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