CN101265971B - 用于预测传动装置健康状态的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于预测传动装置健康状态的装置和方法。具体而言，本发明公开了用于预测传动装置的健康状态的改进方法和用于实践该方法的装置。该方法包括：在第一换档已经收敛之后监测收敛换档的总数量；确定收敛换档的总数量是否大于完成的收敛换档的校准数量；如果是，就确定初始离合器体积，初始自由运转间隙，自由运转间隙，和每面的自由运转间隙，并监测每面的自由运转间隙变化；确定每面的自由运转间隙是否大于针对故障校准的每摩擦面的自由运转间隙，或者确定每面的自由运转间隙变化是否大于针对故障校准的每摩擦面的自由运转间隙变化，如果是，就启动检修指示器，其配置成警告车辆乘员需要变速器检修。

Description

用于预测传动装置健康状态的装置和方法

对相关申请的优先权申明和交叉引用

本申请要求享有于2007年3月15日提交的美国临时专利申请No.60/895,004的优先权，该美国临时专利申请通过引用而完整地结合在本文中。

技术领域

本发明大致涉及用于预测自动变速器的健康状态(health)的方法，以及用于实施该方法的装置。

背景技术

在机动车辆中使用的大部分自动变速器包括许多通常具有一个或多个行星齿轮组性质的齿轮元件，其用于连接变速器的输入轴和输出轴。传统上，相关数量的液压促动的扭矩建立装置，例如离合器和制动器(后文中使用的用语“扭矩传递装置”指离合器和制动器)可选择性地接合起来，以启动前述齿轮元件，用来在变速器的输入轴和输出轴之间建立所需的前进和倒档速度比。速度比被定义为变速器输入速度除以变速器输出速度。变速器的输入轴通常可选择性地连接到车辆发动机上(例如，通过流体联接装置如扭矩变换器)，而输出轴通过“传动系”直接连接在车轮上。

从一个速度比换档至另一速度比，其是响应于发动机节气门和车速而执行的，并且通常涉及释放一个或多个与当前或所达到的速度比相关联的“要脱离的”离合器，并且施加一个或多个与所需或所要求的速度比相关联的“要接合的”离合器。为了执行“换低速档”，变速器从低速度比过渡到高速度比。换低速档是通过使与较低速度比相关联的离合器分离，并且同时使与较高速度比相关联的离合器接合，从而重新配置齿轮组，使其在较高的速度比下工作而实现的。以上述方式执行的换档被称为离合器-至-离合器换档，并且需要精确的正时，以获得高质量的换档。

换档操作(例如，换低速档或换高速档)的质量依赖于几个功能的协同操作，例如离合器作用室中的压力变化和控制事件的正时。此外，各变速器中的制造公差，由于构件磨损引起的变化，传动液质量和温度的变化，异常的活塞冲程，流体泄漏等等都会导致换档质量下降，并因而导致不良的“变速器健康状态”。

传统上，为了确定变速器是否正在不令人满意(即，具有“不良的变速器健康状态”)地工作，需要车辆驾驶员将机动车带至变速器修理和服务提供商。一旦到了那里，需要修理提供商从变速器中下载所有必要的适应参数，就地处理信息，并基于处理后的数据和学习到的正态分布之间的比较分析，来确定变速器是否需要检修。然而，在检修变速器之前，一直要等到车辆驾驶员/车主经历了变速器故障(或潜在问题的其它物理指示警告)，这是不合时宜的。

发明内容

本发明提供了用于预测自动变速器的健康状态的改进方法，以及用于实践该方法的装置。根据本发明，车辆控制器或变速器计算机持续地监测和处理各种变速器参数，从而可实现车载或本地化地确定变速器问题。通过消除从变速器上将适应参数下载到检修工具上，之后处理信息以确定变速器健康状态的需求，本发明在问题造成进一步损伤之前对潜在的严重变速器问题提供了提前通知。本发明还通过将现有技术中通常没有考虑到的参数加以考虑而提供对变速器健康状态的更精确的评估，从而容许提前指示潜在的变速器问题。

根据本发明的一个优选实施例，提供了一种用于预测自动变速器健康状态的改进的方法或算法，该变速器具有至少一个扭矩传递装置，其带有校准的空气体积(air volume)和校准的摩擦面数量。该方法包括：确定自由运转间隙；至少部分地基于校准的摩擦面数量和所述自由运转间隙而确定每面的自由运转间隙；确定每面的自由运转间隙是否大于针对故障校准的每摩擦面的自由运转间隙；以及启动检修指示器，其配置成可响应于当每面的自由运转间隙大于针对故障校准的每摩擦面的自由运转间隙时发出信号(例如，警告车辆乘员)，指示变速器需要检修。该方法还优选地包括确定当前适应的体积(currentadapted volume)。在这方面，自由运转间隙的确定优选为至少部分地基于当前适应的体积和校准的空气体积。

比较理想的是，本发明方法还包括如下步骤：确定第一换档是否已经收敛；如果是，就确定或监测完成的收敛换档的总数量；确定完成的收敛换档的总数量是否大于完成的收敛换档的校准数量；如果是，确定初始离合器体积(clutch volume)和初始自由运转间隙；确定或监测每面的自由运转间隙变化；以及确定每面的自由运转间隙变化是否大于针对故障校准的每摩擦面的自由运转间隙变化。在这种情况下，检修指示器的启动优选地响应于每面的自由运转间隙大于针对故障校准的每摩擦面的自由运转间隙，或者响应于每面的自由运转间隙变化大于针对故障校准的每摩擦面的自由运转间隙变化。理想状况下，自由运转间隙的确定至少部分地基于初始离合器体积和校准的空气体积。在相似的方面，对每面的自由运转间隙变化的确定包括考虑恢复的自由运转间隙。

最佳的是，当确定上述实施例中每面的自由运转间隙变化时，在分析中包含一个额外的参数，即恢复的自由运转间隙，以考虑已经知道离合器片已具有一定的磨损量的情形。

上述方法还优选包括，确定变速器的健康状态的百分比。确定变速器的健康状态百分比包括但不限于，计算可容许的离合器劣化(degradation)百分比和/或最大的离合器劣化百分比。这些参数还优选持续地由变速器控制器进行监测，并(例如通过检修指示器)而可选择性地显示给车辆乘员。

根据本发明的另一优选实施例，提供了一种用于变速器的控制装置。该变速器具有与输出轴形成功率流连通的输入轴，一个或多个差速齿轮组，以及一个或多个定位在变速器输入轴和输出轴之间的离合器机构，其通过选择性的接合和分离而实现速度比变化。变速器还包括一个或多个填充室，液压流体供给该填充室，用于以液压方式促动多个离合器机构。这种控制装置包括控制器，这里也被称为电子控制单元(ECU)，其操作上与变速器连通，以控制各种离合器的选择性的接合和分离。这种控制装置还包括可操作地连接在控制器上，并配置成可警告车辆乘员需要变速器检修的检修指示器。

控制器编程并配置成：一旦第一换档已经收敛，就监测完成的收敛换档的总数量；确定完成的收敛换档的总数量是否大于阀值或校准的完成的收敛换档数量；确定初始离合器体积，初始自由运转间隙，自由运转间隙，和每面的自由运转间隙；监测每面的自由运转间隙变化；并且确定每面的自由运转间隙是否大于阀值或针对故障校准的每摩擦面的自由运转间隙，或者确定每面的自由运转间隙变化是否大于阀值或针对故障校准的每摩擦面的自由运转间隙变化。如果是这样，控制器通过启动检修指示器而做出反应，以警告车辆乘员变速器需要检修。

从以下结合附图和所附权利要求对实现本发明的优选实施例和最佳模式的详细描述中，将很容易清楚本发明的上述目的、特征和优点，以及其它目的、特征和优点。

附图说明

图1是用于实现和实践本发明的典型的车辆动力系的简图；

图2是典型的液压促动的摩擦离合器的截面侧视图，其被提供用来显示本发明中所使用的预测变速器健康状态的各种适应参数；和

图3是显示根据本发明一个优选实施例的用于预测自动变速器的健康状态的方法或算法的流程图或框图。

具体实施方式

本文在多速度比变速器的背景下描述本发明，其具有多个行星齿轮组、控制单元和电动液压控制系统。由此已经极大地简化了图1中所示的齿轮组和控制元件，应该懂得，在现有技术中，可找到关于流体压力路线选择和传动装置的大体操作的进一步信息。此外，应该很容易懂得，图1只是一个可结合本发明的示例性应用；本发明决不局限于图1的特殊的变速器结构。

参看图1，总体以标号10表示的车辆动力系，其包括发动机12，多级变速器14，和用于选择性地将发动机12以流体动力方式联接到变速器输入轴18上的液压扭矩变换器16。扭矩变换器离合器19在某些条件下可选择性地接合起来，以便在发动机12和变速器输入轴18之间提供直接的机械联接。虽然不要求，但是在发动机12和变速器输入轴18之间可实现瞬变扭矩缓冲器(未显示)。

变速器输出轴20以几种传统方式中的任何一种方式联接在车辆的驱动轮(未显示)上。图1显示了其中输出轴20连接在分动箱21上的四轮驱动(4WD)应用，分动箱21还联接在后传动轴R和前传动轴F上。典型地，分动箱21可手动地换档，以便选择性地建立几种驱动状态中的一种状态，包括两轮驱动和四轮驱动的各种组合，以及高速或低速范围，以及发生于两轮驱动和四轮驱动状态之间的空档状态。可以认识到的是，本发明还可结合进图1中没有显示的其它应用中，包括，但并不局限于，全轮驱动车辆(AWD)，两轮驱动车辆(2WD)，等等。

变速器14利用了三个差速齿轮组，其优选具有总体上分别以23，24和25指定的第一、第二和第三互连的行星齿轮组的性质。第一行星齿轮组23包括通常被指定为环形齿轮的外齿轮部件29，其与总体上被指定为太阳齿轮的内齿轮部件28外接，以及行星托架组件30。行星托架组件30包括多个可旋转地安装在托架部件上，并设置成与太阳齿轮部件28及环形齿轮部件29构成啮合关系的小齿轮26。

在相似的方面，第二行星齿轮组24包括太阳齿轮部件31，环形齿轮部件32，和行星托架组件33。行星托架组件33包括多个可旋转地安装在托架部件上，并设置成与太阳齿轮部件31及环形齿轮部件32构成啮合关系的小齿轮27。

第三行星齿轮组25类似于第一及第二行星齿轮组23，24，其包括与太阳齿轮部件34外接的环形齿轮部件35，和行星托架组件36。行星托架组件36包括多个可旋转地安装在托架部件上，并设置成与太阳齿轮部件34及环形齿轮部件35构成啮合关系的小齿轮37。上述各个托架可以是单个小齿轮托架(简单)或双小齿轮托架(复合)。

仍然参看图1，输入轴18持续地驱动第一齿轮组23的太阳齿轮28，通过离合器C1而选择性地驱动第二和第三齿轮组24，25的太阳齿轮31，34，并通过离合器C2而选择性地驱动第二齿轮组24的托架33。行星齿轮组23，24，25的环形齿轮29，32，35分别通过单个扭矩传递装置，例如制动器C3，C4和C5而选择性地连接在固定部件，例如变速器外壳或壳体42上。

可以控制离合器C1-C5的状态(即，接合或分离)，以提供六个前进速度比(1，2，3，4，5，6)，倒档速度比(R)和空档状态(N)。例如，第一前进速度比通过离合器C1和C5的接合而获得。从一个前进速度比换低速档至另一前进速度比通常通过使一离合器——被称为“要脱离的离合器”——分离，同时使另一离合器——被称为“要接合的离合器”——接合而实现。例如，通过使离合器C4分离，同时使离合器C5接合，使变速器14从第二档换低速档至第一档。

通过总体上由标号44指定的电动液压控制系统，可控制扭矩变换器离合器19和变速器离合器C1-C5。控制系统44的液压部分包括从储池或储槽48中抽吸液压流体的泵46，以及用于使泵输出的一部分返回储槽48，从而在管线52中形成调节压力的压力调节器50。控制系统44的液压部分还包括辅助压力调节阀54，由车辆操作员操纵的手动阀56，以及许多电磁操作的流体控制阀，这里分别由第一、第二、第三和第四阀门58，60，62和64来表示。

电动液压控制系统44的电子部分主要由变速器控制单元或控制器66来限定，其在图1的典型实施例中被显示为具有传统架构的基于微处理器的电子控制单元。变速器控制单元66基于许多的输入68来控制电磁阀操作的流体控制阀58-64，以取得所需的变速器速度比。这种输入可包括，但不局限于代表变速器输入速度(TIS)，驱动扭矩命令(TQ)，变速器输出速度(TOS)和液压流体温度(Tsump)的信号。传统上用于形成这种信号的传感器在本质上可为常规传感器，并且出于简单和简洁的目的已经省略掉了。

手动阀56的控制杆82联接在传感器和显示模块84上，其基于控制杆82的位置而在线路86上产生诊断信号。前述的信号传统地称为“PRNDL信号”，因为其指示出车辆驾驶员已经选定了哪个变速器范围(P，R，N，D或L)。最后，一个或多个流体控制或中继阀60设有多个压力开关，例如74，76，78，用来基于各个中继阀60相应的位置而通过例如线路80而将诊断信号供给控制单元66。控制单元66则出于确认各种控制元件的正确操作的目的而依次监测各种诊断信号。

电磁阀操作的流体控制阀58-64，其特征通常在于其是“开启/关闭式”或调制类型。流体控制阀60包括一组三个开启/关闭式中继阀，在图1中显示为一个实体块，其用于与手动阀56协作，从而实现只利用两个被调阀62，64而对各个离合器C1-C5的选择性的促动(即，受控制的接合和分离)。对于任何选定的速度比，控制单元66启动特殊的中继阀60的组合，用于将被调阀62，64的其中一个联接到要接合的离合器上，并将被调阀62，64的另一个联接到要脱离的离合器上。被调阀62，64各包括受到可变的导向压力偏压的传统的压力调节阀(未显示)，导向压力由电流控制的执行电动机(未显示)产生。流体控制阀58也是被调阀。阀门58控制管线70，72中通向变换器离合器19的流体供给路径，以便可选择性地使变换器离合器19接合和分离。

或者，替代被调阀62，64和中继阀60，变速器14可包括多个单个的控制阀(未显示)，各控制阀均可操作地连接在相应的作用室91上。各控制阀配置成可在全供给状态或调节状态下将流体提供给其相应的离合器C1-C5的作用室91。

图1的变速器控制单元66配置成在其他的东西中确定用于使要接合的离合器平滑接合，同时使要脱离的离合器平滑分离的命令，从而从一个速度比换档至另一速度比。变速器控制单元66形成相应的执行电动机的电流命令，并根据电流命令将电流供给相应的执行电动机。因而，离合器C1-C5通过阀门58-64和其相应的促动元件(例如，螺旋管、电流控制的执行电动机)而对压力命令起响应，以下将参照图2进行更详细地描述。

在图1所示的实施例中，离合器C1-C5是流体操作的(例如，液压的)，优选是多片摩擦装置。图2显示了总体上以100指示的典型的离合器组件，其有助于理解本发明的某些关键特征和参数。离合器组件100连接在输入轴112上，例如图1的变速器输入轴18，其具有用花键联接的轮毂114。轮毂114沿轴112轴向地分别受到第一和第二锁环116，118的限制。或者，轮毂114可压配合到轴112上，或者通过其它传统方法固定在其上面。

轮毂壁部分120通过径向壁124而连接在轮毂内部分122上。壁部分120具有稳固，固定或以其它方式接合在其上面的轴向延伸的环形的片环126，其具有成形于那里的花键128。第一多摩擦片136通过与花键128互补的内部花键联接的区域而安装、固定或连接在环126上。第一多摩擦片136具有摩擦材料137的覆层或层。第二多摩擦片138交替地与摩擦片136间隔开。第二多摩擦片138具有摩擦材料139的覆层或层。各个摩擦片138均具有外周边140，其限定了外部花键联接的区域；各个外部花键联接的区域均与成形于环形外壳144中的花键142设置成啮合关系。第一和第二多摩擦片136，138协作而形成传统的离合器部件。环形外壳144具有端壁146和设置成与齿轮部件156(例如图1的太阳齿轮28)的轮毂部分154构成啮合关系的内壁148。

仍然参看图2，离合器100和齿轮部件156和158设置在外壳或壳体160中，其形成了环形室164。活塞166以可滑动的方式设置在室164中，并与输入轴112同轴定向。多个环形唇缘密封件，例如168和170，由环形活塞166固定，从而由活塞166和室164的一部分形成流体密封室172。活塞166具有接合面174，其设置成压紧或紧贴在夹圈隔离的滚针或滚珠轴承176的一个面上。轴承176的另一面设置成用于随作用板片134一起旋转。

在离合器100的操作期间，优选利用液压流体对室172进行加压，从而向左推动活塞166，使得作用板片134轴向平移，以便通过摩擦而与相邻的板片136和138的面相接合。当通过活塞166对作用板片134施加足够的力时，通过离合器组件100可将扭矩从轴112传递给齿轮156。必须由活塞166的冲程所占据，以获得离合器100的体积的间隙总量，其在本领域中被称为“自由运转间隙”或离合器间隙。在相似的方面，因为各个离合器片136，138分别具有带一定厚度的相应的摩擦面137，139，所以在各个单独的离合器片136，138之间存在一定的间隙量，其必须由活塞166的冲程占据，以获得离合器100中的体积。这个参数在本领域中被称为“每摩擦面的自由运转间隙”或每面的平均间隙。离合器部件在厚度上的任何后续变化，例如，在离合器组件100的操作期间，由于摩擦材料137，139的磨损或其他原因而引起的新的离合器部件的初始自由运转间隙的劣化是可测的，并且在本领域中通常标识为“自由运转间隙变化(Δ)”。当室172中的压力被耗尽时，作用板134，及因而活塞166将被多个偏压部件，例如线圈弹簧178的作用力向右推动至分离位置。轮毂114具有轴向延伸的部分180，其上面形成有花键182，以便在轴112和轮毂114之间提供驱动连接。

如上所述，从一个速度比到另一速度比的每次换挡都包括填充或预备相，在此期间，对要接合的离合器的室172(或91，图1)进行填充，以准备传送扭矩。换档可利用各种控制策略来完成。通常的控制策略包括在以经验为根据确定的填充时间内获得最大的要接合的离合器压力，之后继续后续的换档相。对于给定的换档，填充时间可能根据各种因素而变化，导致较差的换档质量，并因而导致下降的变速器健康状态。用以填充作用室，并因而促使离合器获得最大扭矩所需要的流体体积，其被称为“离合器体积”，在现有技术中其时常可与“离合器填充时间”互换地使用。如果预定的填充时间太短，和/或没有充分填充作用室，那么在释放要脱离的离合器时，要接合的离合器将不具有足够的最大扭矩，导致在下一换档阶段之前发生被称为“发动机骤燃(engine flare)”的情况。

再次参看图1，控制器66基于估算的要接合的离合器体积，即，用以填充要接合的离合器作用室，并因而促使要接合的离合器获得最大扭矩所需要的估算的流体体积来确定压力命令的正时。必须使用估算的要接合的离合器体积，因为实际的要接合的离合器体积可能由于磨损或内部流体泄漏而随时间变化，并且由于建造差异和制造公差而可能因变速器而异。以下将更详细地描述估算要接合的离合器体积的过程。

在对作用室进行填充时，控制器66基于变速器10的电动液压系统的数学模型而计算供给要接合的离合器作用室的估算的流体体积，并将估算的供给流体体积与估算的离合器体积进行比较。理想上，当估算的供给作用室91的流体体积等于估算的离合器体积时，要接合的离合器将获得最大体积。模型输入可包括填充压力，换档类型(ST)，例如2-1的换低速档，泵速，和液压流体的温度(TSUMP)。模型的输出是要接合的离合器的流率。流率由积分器进行积分计算，以形成估算的供给作用室91的累积流体体积。如果控制器是精确的，那么当要接合的离合器获得最大扭矩时，剩下的估算的离合器体积将为零。

图3中以框图格式显示了一种根据本发明一个优选实施例的预测自动变速器的健康状态的方法，其总体表示为200。这里将参照图1和2所示的结构来描述该方法200。然而，在不脱离本发明的预定范围的条件下，本发明可应用于各种其它动力系和变速器结构。另外，本发明可应用于任何利用控制器或ECU以及具有一个或多个扭矩传递装置的传动装置的应用中。

本文所述的“变速器健康状态”指的是一种包含性用语，以指示变速器在正确工作。在本发明中，适应的离合器体积(ACV)用于估算特定离合器的自由运转间隙(FRC)和自由运转间隙变化(Δ)(ΔFRC)，并因此预测整个系统的健康状态。作为示例，当自由运转间隙(FRC)或自由运转间隙变化(ΔFRC)变得非常大时，这通常表示要么摩擦材料(例如，图2的摩擦材料137，139)已经从摩擦片(例如，图2的第一和第二多摩擦片136，138)上磨损掉了，或者是活塞(例如，图2的活塞166)的冲程由于机械问题(例如泄漏，未对准等等。)而过大，并且变速器(例如，图1的变速器14)需要检修或变速器“改建”。如上所述，当离合器片上没有摩擦材料时，变速器将开始“滑动”，并且不能传递扭矩。变速器的进一步操作可能导致额外的，可避免的损伤。

用语“学习到的”，“适应的”和“收敛的”在这里可互换地使用，以标识持续由变速器控制器(例如，图1的控制单元68)监测，并且有规律地由变速器控制器调整，以提高换档质量的参数。作为示例，“收敛的”换档是指其中对于那种特定的换档类型，所有系统参数都获得正确调整的(即已经完全学习到)的换档，其可由没有检测到异常现象的换档来说明，并且现在整个变速器的寿命期间只需要最小的调整。

参看图3，该方法200包括步骤201，其监测受关注的离合器组件(即C1-C5)，以确定第一换档是否已经收敛(即，对于特定的换档操作何时已经正确地学习到所有系统参数)。一旦换档已经完全收敛，那么计数器(例如，其可结合进控制器66的程序设计或软件中)将开始在每次后续换档正确收敛(即，根据正确学习到的参数而完成)时进行递增。因此，步骤203包括持续地监测变速器10，以记录后续换档收敛的每个时间，并且在步骤205中确定收敛换档的总数量(TCS)。如果收敛换档的总数量(TCS)不大于完成的收敛换档(CCS)的阀值数量，那么在步骤201中再次开始迭代运算。

在步骤205之后，控制器66将确定收敛换档的总数量(TCS)是否大于完成的收敛换档(CCS)的阀值数量，如步骤207。一旦已经完成预定的或校准的收敛换档(CCS)的数量，当前适应的离合器体积(ACV)将被存储起来，并在之后用作参考，即作为该换档的初始离合器体积(ICV)。换句话说，如果收敛换档的总数量(TCS)大于完成的收敛换档(CCS)的阀值数量，那么就存储当前适应的体积，并在步骤209中用作初始离合器(适应)体积(IAV)的参考。作为示例，当前适应的体积(ACV)是通过以作用室(例如图1中的作用室91)中的初始流体体积起动，并且在各个后续换档时改变(例如减少)体积，直至确认换档作用，在该换档作用中，没有检测到变速器异常(例如，对于特定的变速器输入速度，获得了预期的变速器输出速度)。

该方法200还包括，确定初始自由运转间隙(IFRC)和自由运转间隙(FRC)的至少其中一个，但优选两者均被确定，分别如步骤211和213中所示。例如，通过从校准的空气体积(CAV)(在本领域中也被称为“充气体积”或“空气容量”)减去初始收敛体积(ICV)，之后将余数乘以校准的自由运转间隙标量(FRCS)，从而计算初始自由运转间隙(IFRC)。IFRC＝(ICV-CAV)×FRCS。当变速器工作时，液压流体包含少量的空气。流体流向各个离合器的流率可以立方厘米/秒(cc/sec)进行测量，并乘以时间(秒)，以便完全压缩离合器。这将给出离合器的充气体积。从充气体积减去实际的离合器流体体积将得出校准的离合器空气体积(CAV)。参照图2中的步骤213，通过例如从当前适应的离合器体积(ACV)减去校准的空气体积(CAV)，并将余数乘以校准的自由运转间隙标量(FRCS)，从而计算出自由运转间隙(FRC)。FRC＝(ACV-CAV)×FRCS。

方法200还包括，确定每面的自由运转间隙(FRCPF)-步骤215A，以及每面自由运转间隙变化(ΔFRCPF)-步骤215B中的至少其中一个，但优选确定这两者。因为各离合器片带有相应的具有一定厚度的摩擦面，所以通过将总的自由运转间隙(FRC)除以摩擦面的数量(CFS)，可计算出每摩擦面的平均自由运转间隙FRCPF。FRCPF＝FRC/CFS。每面的自由运转间隙(FRCPF)是用于限制所允许的最大自由运转间隙的触发器。

当变速器14继续工作时，将持续地监测每面的自由运转间隙变化(ΔFRCPF)(即，图3的步骤215B)。通过从当前的自由运转间隙(FRC)中减去初始自由运转间隙(IFRC)，并将余数除以摩擦面的数量(CFS)，可计算出每面的自由运转间隙变化(ΔFRCPF)。即，ΔFRCPF＝(FRC-RC)/CFS。最适宜的是，增加一个额外参数，在这里被称为恢复的自由运转间隙(RFRC)，从而将已知晓离合器片已经具有一定量的磨损情形(例如，在安装用过的变速器和/或已经更换变速器控制器的情形下)考虑进来。即，ΔFRCPF＝[(FRC-RC)/CFS]+RFRC。每面的Δ自由运转间隙(ΔFRCPF)是由系统用来限制容许自由运转间隙(FRC)从其初始的“新”状态发生变化的数量的触发器。

相应地，该方法200还包括，在步骤217A中确定每面的自由运转间隙(FRCPF)是否大于针对故障校准的每摩擦面的自由运转间隙变化或阀值变化(FRCPFailure)，或在步骤217B中确定每面的自由运转间隙变化(ΔFRCPF)是否大于针对故障的每摩擦面的自由运转间隙阀值变化(ΔFRCPFailure)。如果每面的自由运转间隙(FRCPF)不大于针对故障校准的每摩擦面的自由运转间隙(FRCPFailure)，并且每面的自由运转间隙变化(ΔFRCPF)不大于针对故障校准的每摩擦面的自由运转间隙变化(ΔFRCPFailure)，那么在步骤201中再次开始迭代运算或方法200。

如果每面的自由运转间隙(FRCPF)或每面的自由运转间隙变化(ΔFRCPF)超过校准的阀值(这里由针对故障的每摩擦面的自由运转间隙(FRCPFailure)和针对故障的每摩擦面的Δ自由运转间隙(ΔFRCPFailure)代表)，那么就促动检修指示器(例如，图1的显示模块84)或相似元件，以报告车辆乘员存在潜在的变速器问题，并且应该安排检修。换句话说，如果每面的自由运转间隙(FRCPF)大于针对故障校准的每摩擦面的自由运转间隙(FRCPFailure)，那么步骤219指导控制器66促动检修指示器84，以警告车辆乘员变速器需要检修。类似地，如果每面的自由运转间隙变化(ΔFRCPF)大于针对故障校准的每摩擦面的自由运转间隙变化(ΔFRCPFailure)，那么步骤219指导控制器66促动检修指示器84，以警告车辆乘员变速器需要检修。检修指示器可以是视觉上可见的(例如闪光)、声响的(例如蜂鸣声)、物理的(例如振动部件)或其任何组合。虽然不是理想状况，但是如果省略了步骤211B和213B，那么还可从方法200中省略步骤201-205和209。

继续参照图3，如步骤219中所示，还优选持续地监测健康状态参数的百分比(PH)，并选择性地提供给车辆乘员。对于各个离合器健康状态百分比(PH)可计算为容许的离合器劣化百分比的最小值(％ACD)和/或离合器劣化的最大百分比(％MCD)。PH＝min(％ACD和％MCD)。％ACD＝1-[(FRCPF-RC)/(FRCPFailure-RC)]。％MCD＝1-(ΔFRCP/ΔFRCPFailure)。例如，如上所述，对于主要和辅助模式，基于可容许的离合器劣化百分比(％ACD)或离合器劣化的最大百分比(％MCD)计算离合器C2的健康状态百分比(PH)，并且处理了用于C2离合器的健康状态百分比(PH)的最小值且提供了结果。这些度量值优选在没有检修工具的条件下可用。

在这方面，应该注意换档特定参数(即，体积和压力)可通过不止一种方法学习到，例如通过标准换档的过程或通过利用检修工具运行“例行程序”。优选地，例行程序将在车辆组装期间运行，从而预先学习所有换档特定参数，并且实质上在装配车间使换档“收敛”。如果在变速器构件之间的差异非常小，那么可以根本不需要学习换档特定参数，并且可设置为预定值。

本发明方法200优选至少包括步骤201-219。然而，省略一些步骤，包括附加步骤，和/或修改图3中呈现的顺序，这都属于本发明的精髓和范围内。还应该注意，图3中所示的方法200代表预测自动变速器的健康状态的一个单循环。因此，可以设想，但不要求，以系统性和连续性的方式来应用该方法200。

虽然已经详细介绍了用于实现本发明的最佳模式，但是与本发明相关领域的技术人员应该懂得在所附权利要求的范围内，可制作各种备选设计和实施例来实践本发明。如所附权利要求中所述，根据所示本发明各种不同的实施例所示和所述的各种特征可组合起来。

Claims (20)

1.一种用于预测自动变速器的健康状态的方法，所述自动变速器具有至少一个具有校准的空气体积和校准的摩擦面数量的扭矩传递装置，所述方法包括：

确定自由运转间隙；

确定每面的自由运转间隙；

确定所述每面的自由运转间隙是否大于针对故障校准的每摩擦面的自由运转间隙；和

启动检修指示器，其配置成可响应于所述每面的自由运转间隙大于所述针对故障校准的每摩擦面的自由运转间隙，而发出需要变速器检修的信号。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

确定换档是否已经收敛，所述收敛表示对于特定的换档类型，所有系统参数都获得正确调整的换档；

当所述换档已经收敛时，确定完成的收敛换档的总数量；

确定所述完成的收敛换档的总数量是否大于完成的收敛换档的校准数量；

如果所述完成的收敛换档的总数量大于完成的收敛换档的阀值数量，就确定初始离合器体积；

确定初始自由运转间隙；

确定每面的自由运转间隙变化；和

确定所述每面的自由运转间隙变化是否大于针对故障校准的每摩擦面的自由运转间隙变化；

其中，所述检修指示器的启动响应于下列中的至少一个条件，即：所述每面的自由运转间隙大于所述针对故障校准的每摩擦面的自由运转间隙，以及所述每面的自由运转间隙变化大于所述针对故障校准的每摩擦面的自由运转间隙变化。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括：

确定当前适应的体积；

其中，所述自由运转间隙的确定至少部分地基于所述当前适应的体积和所述校准的空气体积。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述初始自由运转间隙的确定至少部分地基于所述初始离合器体积和所述校准的空气体积。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述每面的自由运转间隙变化的确定包括，考虑恢复的自由运转间隙。

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括：

确定所述变速器的健康状态百分比。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述变速器的健康状态百分比的确定包括，计算可容许的离合器劣化百分比和最大的离合器劣化百分比的至少其中一个。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述检修指示器还配置成选择性地将所述变速器的健康状态百分比提供给车辆乘员。

9.一种用于预测自动变速器的健康状态的方法，所述自动变速器具有至少一个带有校准的空气体积和校准的摩擦面数量的扭矩传递装置，所述方法包括：

确定换档是否已经收敛；

当所述换档已经收敛时，监测完成的收敛换档的总数量；

确定所述完成的收敛换档的总数量是否大于完成的收敛换档的校准数量；

如果所述完成的收敛换档的总数量大于所述完成的收敛换档的校准数量，就确定初始离合器体积；

确定初始自由运转间隙；

确定自由运转间隙；

监测每面的自由运转间隙变化；

确定所述每面的自由运转间隙变化是否大于针对故障校准的每摩擦面的自由运转间隙变化；和

启动检修指示器，其配置成可响应于所述每面的自由运转间隙变化大于所述针对故障校准的每摩擦面的自由运转间隙变化，而警告车辆乘员需要进行变速器检修。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，还包括：

确定每面的自由运转间隙；和

确定所述每面的自由运转间隙是否大于针对故障校准的每摩擦面的自由运转间隙；

其中，所述检修指示器的启动响应于下列中的至少一个条件，即：所述每面的自由运转间隙大于所述针对故障校准的每摩擦面的自由运转间隙，以及所述每面的自由运转间隙变化大于所述针对故障校准的每摩擦面的自由运转间隙变化。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，还包括：

确定当前适应的体积；

其中，所述自由运转间隙的确定至少部分地基于所述当前适应的体积和所述校准的空气体积。

12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述初始自由运转间隙的确定至少部分地基于所述初始离合器体积和所述校准的空气体积。

13.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述每面的自由运转间隙变化的确定包括，考虑恢复的自由运转间隙。

14.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，还包括：

确定所述变速器的健康状态百分比。

15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述变速器的健康状态百分比的确定包括，计算可容许的离合器劣化百分比和最大的离合器劣化百分比的至少其中一个。

16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述检修指示器还配置成选择性地将所述变速器的健康状态百分比提供给车辆乘员。

17.一种用于变速器的控制装置，所述变速器具有与输出轴形成功率流连通的输入轴，至少一个差速齿轮组，至少一个定位在所述变速器的输入轴和输出轴之间、并可操作以用来通过其选择性的接合和分离而实现速度比变化的离合器机构，以及至少一个填充室，为了液压促动所述至少一个离合器机构，将液压流体供给所述填充室，所述控制装置包括：

在操作上与所述变速器连通的控制器，以控制所述至少一个离合器机构的选择性接合和分离；和

操作地连接在所述控制器上，并配置成用以警告车辆乘员需要进行变速器检修的指示器；

其中，所述控制器被编程并配置成当第一换档已经收敛时，对完成的收敛换档的总数量进行监测；

其中，所述控制器被编程并配置成确定所述完成的收敛换档的总数量是否大于完成的收敛换档的校准数量；

其中，所述控制器被编程并配置成确定初始离合器体积、初始自由运转间隙、自由运转间隙和每面的自由运转间隙；

其中，所述控制器被编程并配置成监测每面的自由运转间隙变化；

其中，所述控制器被编程并配置成确定所述每面的自由运转间隙是否大于针对故障校准的每摩擦面的自由运转间隙，并且确定所述每面的自由运转间隙变化是否大于针对故障校准的每摩擦面的自由运转间隙变化；

其中，所述控制器响应于下列中的至少一项条件来启动所述检修指示器，即：所述每面的自由运转间隙大于所述针对故障校准的每摩擦面的自由运转间隙，以及所述每面的自由运转间隙变化大于所述针对故障校准的每摩擦面的自由运转间隙变化。

18.根据权利要求17所述的控制装置，其特征在于，所述控制器还被编程并配置成确定当前适应的体积，所述自由运转间隙的确定至少部分地基于所述当前的适应体积和校准的空气体积，并且所述初始自由运转间隙的确定至少部分地基于所述初始离合器体积和校准的空气体积。

19.根据权利要求18所述的控制装置，其特征在于，所述控制器还被编程并配置成确定所述变速器的健康状态百分比，所述变速器的健康状态百分比包括可容许的离合器劣化百分比和最大的离合器劣化百分比的至少其中一个。

20.根据权利要求19所述的控制装置，其特征在于，所述每面的自由运转间隙变化的确定包括，考虑恢复的自由运转间隙。

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