CN101358648B - 变速器加热系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及变速器加热系统和方法。具体而言提供一种用于加热变速器的方法。变速器具有至少一个电磁阀，所述至少一个电磁阀液压地致动阀。所述方法包括步骤：测量变速器温度；确定所述变速器温度是否大于或等于希望操作温度；确定变速器当前所选定的传动比；和在变速器未达到所述希望操作温度时且在对当前选定的传动比而言过激励电磁阀不会干扰变速器的操作时，过激励所述电磁阀。

Description

变速器加热系统和方法
技术领域
本发明涉及变速器，且更特定地涉及变速器加热系统和方法。
背景技术
该部分的陈述仅提供与本公开有关的背景信息，且可能构成或不构成现有技术。
机动车辆中的典型变速器在从25到90℃的升高的温度时以峰值效率运行。然而，在机动车辆最初启动而没有暖机时，变速器需要时间暖机和达到理想的操作温度，可能需要持续操作25分钟。在暖机期间，变速器遭遇低效率，如旋转损失。
已经采用多种设备，试图通过增加变速器的温度来减少暖机时间。例如，已经采用热交换器、旁通阀和油盘加热器来给变速器提供热。然而，这些设备受何时和如何可以从发动机吸取热限制。此外，这些设备需要附加的变速器和车辆容量。因而，在现有技术中对于加热变速器而不增加附加的部件的系统和方法存在空间。
发明内容
本发明提供一种用于加热变速器的系统。
在本发明的一个方面，至少一个调节阀与转矩传递设备选择性的液压连通。至少一个电磁阀与所述调节阀液压连通，所述电磁阀是可操作的以选择性地致动所述调节阀。控制器与所述电磁阀电子连通，所述控制器具有控制逻辑，所述控制逻辑包括：第一控制逻辑，所述第一控制逻辑用于测量变速器温度；第二控制逻辑，所述第二控制逻辑用于确定所述变速器温度是否大于或等于希望操作温度；第三控制逻辑，所述第三控制逻辑用于确定变速器当前所选定的传动比；和第四控制逻辑，所述第四控制逻辑用于在变速器未达到所述希望操作温度且对当前选定的传动比而言过激励电磁阀不会干扰变速器的操作时过激励至少一个电磁阀。除了在电磁阀内过激励电流之外，电磁阀本身可以重新设计为进一步提高加热能力。
在本发明的另一方面，所述电磁阀和调节阀用直接作用于转矩传递设备的高流量电磁阀替代。
在本发明的另一方面，过激励电磁阀包括增加通过电磁阀的电流，使得电流大于施用于电磁阀以实现所选定的传动比的正常电流。
在本发明的另一方面，过激励电磁阀在电磁阀已经承载正常电流以实现当前所选定的传动比时将不会干扰变速器的操作。
在本发明的又一方面，过激励电磁阀包括在调节阀未与转矩传递设备液压连通时不干扰变速器的操作。
在本发明的又一方面，电磁阀是可变排放电磁阀、脉冲宽度调制阀、可变力电磁阀、或直动式高流量可变力电磁阀。
本发明也提供用于加热变速器的方法。
在本发明的一个方面，变速器具有至少一个电磁阀，所述至少一个电磁阀液压地致动阀，所述方法包括步骤：测量变速器温度；确定所述变速器温度是否大于或等于希望操作温度；确定变速器当前所选定的传动比；和在变速器未达到所述希望操作温度且对当前选定的传动比而言过激励电磁阀不会干扰变速器的操作时过激励至少一个电磁阀。
在本发明的另一方面，过激励电磁阀包括增加通过电磁阀的电流，使得电流大于施用于电磁阀以实现最大的压力并保持所选定的传动比的正常电流。
在本发明的又一方面，所述方法包括步骤：在电磁阀已经承载正常电流以实现当前所选定的传动比时过激励电磁阀的步骤。
在本发明的又一方面，所述方法包括步骤：在调节阀未与转矩传递设备液压连通时过激励电磁阀。
进一步的应用范围从在此提供的说明显而易见。应当理解，说明和具体示例仅为图示说明的目的，且不限定本公开的范围。
附图说明
本文所示的附图仅仅是示意性目的，而不是以任何方式限制本公开的范围。
图1是使用根据本发明的原理的变速器加热系统的变速器的示范性液压控制系统的一部分的示意图；
图2是示出了操作本发明的变速器加热系统的方法的流程图；
图3是用于本发明的变速器加热系统中的电磁阀加热控制逻辑的流程图；和
图4是根据本发明的6速变速器的示范性电磁阀控制逻辑图。
具体实施方式
下面的描述实质上仅仅是示意性的，而不是限制本公开、应用或使用。
参见图1，变速器的示范性液压控制系统的一部分以附图标记10表示。液压控制系统10优选地用于具有停车、空档、和多个前进档和倒档传动比的自动变速器中。每个传动比通过将转矩传递设备的组合接合而选定。这些转矩传递设备可采用离合器或制动器的形式。通过调节到这些设备的液压管线压力，液压控制系统10致动或控制变速器内的这些转矩传递设备。除了控制这些设备之外，液压控制系统10提供润滑和冷却流体给变速器系统的各个部件。在所提供的具体示例中，液压控制系统10提供液压流体给至少一个可致动设备11。可致动设备11可以采用许多形式，包括联接到转矩传递设备(如摩擦离合器或制动器)或变速器液压回路中公知的任何其它设备的换档油阀。
液压控制系统10通常包括液压回路12。液压回路12包括多个通道或管线14，所述多个通道或管线14用于将增压液压流体从液压流体源(未示出，如泵)传送给变速器的各个部件(包括可致动设备11在内)。液压流体也用于润滑和用于冷却。
至少一个调节阀15位于液压回路12内。调节阀15包括轴16，轴16具有安装在其上的多个环台18。调节阀15可操作以通过在液压回路12内多个位置之间移动而限制或允许液压流体通到可致动设备11。对每个位置，调节阀15控制液压流体通过调节阀15的流通，如下文更详细说明的。调节阀15通过偏压构件20向这些位置中的一个偏压。
至少一个电磁阀26位于液压回路12内。电磁阀26与供应管线28连通，供应管线28从液压流体源(未示出)输送增压液压流体给调节阀15。电磁阀26是电动致动阀，其通过选择性地限制通过电磁阀26的液压流体流量而控制电磁阀26下游的液压流体的管线压力。当电磁阀26打开时，电磁阀26下游的管线压力处于最大值(对典型的6速变速器为大约130psi)且等于液压流体源的供应压力。当电磁阀26关闭时，电磁阀26下游的管线压力处于最小值(通常为0psi)。电磁阀26通过电流致动，且为常开或常闭电磁阀。当电磁阀的电流为0时，常开电磁阀提供最大的下游压力(电磁阀打开且不限制流体流动通过)。常开电磁阀通常也称为常高电磁阀。施用电流给常开电磁阀限制或关闭电磁阀，从而减少下游管线压力。当电磁阀的电流为0时，常闭电磁阀提供最小的下游压力(电磁阀关闭且限制流体流动通过)。常闭电磁阀通常也称为常低电磁阀。施用电流给常闭电磁阀打开电磁阀，从而增加下游压力。此外，电磁阀可以采用多种形式，如可变排放电磁阀(VBS)、可变力电磁阀(VFS)、开关电磁阀、脉冲宽度调制阀、或直动式/高流量电磁阀。VBS或VFS电磁阀是可操作的，以基于提供给电磁阀的电流在多个值的范围内调节下游压力。开关电磁阀是完全打开或完全关闭的。
控制器30与电磁阀26电气连通。控制器30可以为发动机控制器或变速器控制器；或具有预编程序的数字计算机或处理器、控制逻辑、用于存储数据的存储器、和至少一个I/O部分的任何其它电子设备。控制逻辑包括用于监测、操纵和产生数据的多个逻辑例程。控制器30也与联接到变速器和发动机的多个传感器连通，如温度传感器。
应当理解，虽然仅示出了一个调节阀15、一个电磁阀26和一个可致动设备11，但是变速器可以包括联接在一起的多个这些设备，以形成可操作提供多个传动比的完整控制回路。因而，调节阀15的数量、电磁阀26的数量和类型、和可致动设备11的数量和类型、以及管线14的布置，将随变速器的类型而变动。例如，在6速自动变速器中，完整的液压控制系统10包括具有管线VBS电磁阀和变矩器离合器电磁阀的7个VBS电磁阀、和两个开关电磁阀，一起控制5个离合器。
此外，可致动设备11可以通过电磁阀26的高流量型式直接液压地致动。高流量电磁阀26替代调节阀15且直接控制至转矩传递设备11的压力和流量。
在液压控制系统10的操作期间，特定的传动比要求转矩传递设备的某些组合被致动。因而，为了致动可致动设备11，增压流体必须通过液压回路12传输给可致动设备11。这通过将调节阀15致动到特定的打开位置实现，使得调节阀15的环台18不阻碍供应给可致动设备11的管线14。在所提供的示例中，当供应管线28中的增压液压流体被允许通过电磁阀26，使得增压流体接合调节阀15并将调节阀15克服偏压构件20移动时，调节阀15致动到打开位置。因而，当电磁阀26处于打开位置时，增压流体传输给调节阀15。在常开电磁阀的情况下，这发生在电磁阀26没有被电流激励时。在常闭电磁阀的情况下，这发生在电磁阀26已经被电流激励时。在任一情况下，控制器30根据电磁阀的类型和调节阀的位置使用预定而合适的控制逻辑来控制电磁阀26的致动。
参见图2，以流程图的形式示出了用于加热采用液压控制系统10的变速器的方法且以附图标记100表示。方法100将示意性地使用一个调节阀15和一个电磁阀26描述，然而，应当理解，方法100可采用变速器内的多个调节阀15和电磁阀26。当机动车辆发动机最初启动时，在步骤102，方法100开始。然后，在步骤104，控制器30从位于整个变速器中的一个或更多的温度传感器读取变速器的当前温度。
在步骤106，控制器将变速器的当前温度与希望操作温度比较。希望操作温度是预定值，且在不同应用中可以在例如-40℃到150℃的范围内变动。如果当前温度大于或等于希望操作温度，那么方法100前进到步骤108，其中正常变速器操作继续。
如果当前温度小于希望操作温度，方法前进到步骤110，其中启动电磁阀加热控制逻辑例程。在步骤110，电磁阀加热控制逻辑用于选择性地过激励特定的电磁阀而不影响变速器的正常操作。通过过激励电磁阀，电磁阀发出过多的热，所述热传递给液压流体。这继而快速地增加变速器的当前操作温度。在步骤110电磁阀加热控制逻辑例程期间，方法继续重复步骤104和106。在当前变速器温度达到希望操作温度时，电磁阀加热逻辑例程110终止，且方法前进到步骤108，其中变速器正常操作。
转到图3，将更详细地描述电磁阀加热逻辑例程110。在步骤112，电磁阀加热逻辑例程启动，其中控制器30确定变速器的当前所选定的传动比。接着，控制器30使用当前所选定的传动比，以确定电磁阀26是否以全正常电流被激励。如果电磁阀26以全正常电流被激励，在步骤116，过激励电磁阀26。电磁阀26优选地通过将通过电磁阀26的电流增加至大于施用给电磁阀26以实现所选定的传动比的全电流的值而过激励。由于大多数电磁阀设计为承载大于用于实现所选定的传动比的全正常电流的电流，所以过激励电磁阀不会损坏电磁阀或变速器。在所提供的具体示例中，电磁阀26通过加倍全正常电流而过激励，但是可以采用各种电流水平而不偏离本发明的范围。当通过电磁阀26的电流增加时，发生电阻加热，且变速器的当前操作温度增加。可替换地，可以增加电磁阀26的电阻来替代增加通过电磁阀26的电流。然而，一些电磁阀26可重新设计，以允许该特征且承受较高的电流并进一步提高希望的加热性能。
如果电磁阀26对给定的传动比未处于全正常电流，那么控制器30确定由电磁阀26致动的调节阀15对给定的传动比是否液压隔离。当调节阀15不与转矩传递设备液压连通时，即使调节阀15处于打开位置，使得管线14不通过调节阀15的环台18关闭，调节阀15也液压隔离。由于调节阀15上游的液压回路12内的多个其它的换档阀、调节阀或电磁阀，调节阀15的液压隔离可以发生。如果调节阀15液压隔离，那么过激励电磁阀26将不会影响可致动设备11，且电磁阀加热逻辑例程110前进到步骤116，其中电磁阀26被过激励。
如果调节阀15未液压隔离，那么电磁阀加热逻辑例程110重复。随着时间过去，当前传动比可能改变，且电磁阀可能变成完全激励或调节阀可能变成液压隔离，因而允许特定的电磁阀被过激励。
参见图4，示出了用于6速变速器的示范性电磁阀加热图。对每个给定的传动比，指出了特定的电磁阀是否可以被过激励。此外，对每个电磁阀和每个传动比，列举了特定的控制限制或因素。这些限制用于帮助确定何时电磁阀可以被过激励。
例如，在空档时，标记为C1 VBS的电磁阀限制为：它是常闭电磁阀，且控制在当前传动比为空档时被液压隔离的阀。因而，C1 VBS可以过激励。标记为C2/C5 VBS的电磁阀限制为：它是常开电磁阀，且所述电磁阀正在控制(即，电磁阀是打开的，且提供增压流体给相应的调节阀)。因而，C2/C5 VBS未处于全电流且在空档时不能被过激励。标记为C3 VBS的电磁阀限制为：它是常开电磁阀且电磁阀断开(即，电磁阀被关闭，且限制增压流体通到相应的调节阀)。因而，C3 VBS处于全电流且可以被过激励。标记为C4 VBS的电磁阀限制为：它是常闭电磁阀，且控制在当前传动比为空档时被液压隔离的阀。因而，C4 VBS可以被过激励。标记为管线VBS的电磁阀为常开电磁阀，且限制为：它仅在希望电磁阀下游的最小管线压力时可以被过激励。标记为TCC VBS的电磁阀限制为：它仅可以在通过过激励电磁阀而变速器不缺冷却剂或润滑流体(依靠润滑)且调节阀被液压隔离(没有TCC施用)时被过激励。标记为电磁阀2和电磁阀3的电磁阀为开关电磁阀，且当处于“接通”位置时(例如，电磁阀处于全电流)可以被过激励。
在1档时，C1 VBS限制为：它是常闭电磁阀，且当在已经应用相应被控的离合器时可以过激励。C2/C5 VBS限制为：它是常开电磁阀，且所述电磁阀正在控制(即，电磁阀是打开的，且提供增压流体给相应的调节阀)。因而，C2/C5 VBS未处于全电流且在1档时不能被过激励。C3 VBS限制为：它是常开电磁阀，且电磁阀断开(即，电磁阀被关闭，且限制增压流体通到相应的调节阀)。因而，C3 VBS处于全电流且可以被过激励。C4 VBS限制为：它是常闭电磁阀，且电磁阀断开(即，电磁阀被关闭，且限制增压流体通到相应的调节阀)。因而，C4 VBS不可以被过激励。管线VBS为常开电磁阀，且限制为：它仅在希望电磁阀下游的最小管线压力时可以被过激励。TCC VBS限制为：它仅可以在变矩器离合器已经完全应用或锁定且相应地电磁阀可以被过激励而不影响变矩器离合器的接合时被过激励。电磁阀2可以在变矩器离合器已经完全应用或锁定时或在变矩器离合器断开时被过激励。电磁阀3可以在处于“接通”位置时(例如，电磁阀处于全电流)被过激励。其它传动比遵循图中所示的类似模式。
本发明的描述实质上仅仅是示意性的，不脱离本发明的要旨的变型也在本发明的范围内。这种变型并不认为是偏离了本发明的精神和范围。

Claims (24)

1.一种用于加热变速器的系统，其包括：
可致动设备；
至少一个电磁阀，所述至少一个电磁阀与所述可致动设备液压连通，所述电磁阀是可操作的，以选择性地致动所述可致动设备；
控制器，所述控制器与所述电磁阀电子连通，所述控制器具有控制逻辑，所述控制逻辑包括：第一控制逻辑，所述第一控制逻辑用于测量变速器温度；第二控制逻辑，所述第二控制逻辑用于确定所述变速器温度是否大于或等于希望操作温度；第三控制逻辑，所述第三控制逻辑用于确定变速器当前所选定的传动比；和第四控制逻辑，所述第四控制逻辑用于在变速器未达到所述希望操作温度时且在过激励电磁阀不会将变速器从当前所选定的传动比换档时过激励所述电磁阀。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括至少一个调节阀，所述至少一个调节阀与所述可致动设备和所述电磁阀选择性液压连通，其中所述电磁阀通过液压地致动所述调节阀而选择性地致动所述可致动设备。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，过激励电磁阀包括增大通过电磁阀的电流，使得电流大于施用于电磁阀用于保持当前所选定的传动比的正常电流。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，当电磁阀已经承载正常电流以实现当前所选定的传动比时，过激励电磁阀将不使变速器从当前所选定的传动比换档。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，在调节阀从可致动设备液压隔离时，过激励电磁阀将不使变速器从当前所选定的传动比换档。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述电磁阀是可变排放电磁阀。
7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述电磁阀是开关电磁阀。
8.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述电磁阀是脉冲宽度调制阀。
9.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述电磁阀是可变力电磁阀。
10.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述可致动设备是变矩器离合器。
11.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述可致动设备是换档阀。
12.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述电磁阀是直动式高流量电磁阀。
13.一种用于加热变速器的方法，所述变速器具有至少一个电磁阀，所述至少一个电磁阀液压地致动可致动设备，所述方法包括步骤：
测量变速器温度；
确定所述变速器温度是否大于或等于希望操作温度；
确定变速器当前所选定的传动比；和
在变速器未达到所述希望操作温度且过激励电磁阀不会使变速器从当前所选定的传动比换档时，过激励至少一个电磁阀。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，过激励电磁阀包括增大通过电磁阀的电流，使得电流大于施用于电磁阀以保持当前所选定的传动比的正常电流。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，过激励电磁阀通过增加电磁阀的温度来增加变速器的温度。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，还包括步骤：当电磁阀已经承载正常电流以保持当前所选定的传动比时，过激励电磁阀。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，还包括步骤：在电磁阀从所述设备液压隔离时，过激励电磁阀。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述电磁阀是可变排放电磁阀。
19.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述电磁阀是开关电磁阀。
20.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述电磁阀是脉冲宽度调制阀。
21.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述电磁阀是可变力电磁阀。
22.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述电磁阀是直动式高流量电磁阀。
23.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述可致动设备是变矩器离合器。
24.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述可致动设备是换档阀。
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