CN101446341A

CN101446341A - 具有集成电子元件的自动变速器致动器和传感器

Info

Publication number: CN101446341A
Application number: CNA2008101788149A
Authority: CN
Inventors: S·M·贝斯德克
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2007-11-30
Filing date: 2008-12-01
Publication date: 2009-06-03
Anticipated expiration: 2028-12-01
Also published as: DE102008059348A1; US20090143947A1; US8527159B2; CN101446341B; DE102008059348B4

Abstract

本发明涉及具有集成电子元件的自动变速器致动器和传感器。具体而言一种用于自动变速器的电子－液压控制器，包括变速器控制模块(TCM)，所述变速器控制模块布置在变速器壳体外部，且通过串行数据链路(如车用局域网络(CAN))连接到变速器内的致动器、传感器和开关。也提供电功率给变速器内的部件，导致连接器仅需要5个或6个端子。每个致动器、传感器和开关包括其自身的集成电子电路，所述集成电子电路接收、存储并提供数据，且允许通过所述串行数据链路与外部安装的控制模块通信。每个致动器的电子电路存储关于它的信号输入对输出流量和压力特性的特征数据，这利于变速器控制模块的更换。

Description

具有集成电子元件的自动变速器致动器和传感器

相关申请的交叉引用

[0001]本申请要求于2007年11月30日提交的美国临时申请序列No.60/991,417的权益。上述申请的内容在此作为参考引入。

技术领域

[0002]本披露涉及致动器和传感器，更具体地涉及与车辆自动变速器等使用的具有集成电子元件的致动器和传感器。

背景技术

[0003]该部分的陈述仅提供有本披露有关的背景信息，可能会或可能不会构成现有技术。

[0004]早期的自动变速器是液压-机械设备，其中变速器内产生的变化液压压力用于将控制旋转构件的多个设备定序，这实现两个、三个或四个向前传动比或档位。

[0005]随着这些变速器的复杂性增加，主要是响应于更多传动比的需要，采用电子-液压控制器。这些设备从变速器内部和外部的许多传感器接收多个信号，且不仅基于所感测的操作条件，而且基于存储在控制器中的程序、算法和数据来命令传动比选择。

[0006]虽然提供了极大地改进的操作灵活性，这种电子-液压控制器也不是没有缺陷。首先，这种控制器通常安装在变速器内易受振动和相对高的温度的位置处。第二，电功率、来自外部传感器的数据和所有其它控制电路需要穿过变速器壳体(通常以多导体连接器组件的形式)。该连接器不仅具有显著的成本，而且它可能是由于间歇性或失效连接引起的电气问题的源。

[0007]第三，自动变速器致动器和电磁阀通常被表征，即，确定它们的输入功率对输出压力和流量，且这种个性化数据存储在电子-液压控制器中。如果控制器的部件失效，通常标准实践是更换该控制器。该实践不仅是昂贵的，而且需要所有致动器或电磁阀特征数据重新存储在新的控制器中。如果控制器失效的局部的，可以恢复并转移特征数据。如果失效是全部的或基本上如此，更换的控制器将需要通过相对耗时的过程重新学习各种特征。

[0008]因而，显然在电子-液压变速器控制器领域中希望解决这些缺陷的改进，本发明涉及这样的改进。

发明内容

[0009]本发明提供用于自动变速器的电子-液压控制器，所述自动变速器具有变速器控制模块(TCM)，所述变速器控制模块布置在变速器壳体外部，且通过串行数据链路(如车用局域网络(CAN))连接到变速器内的致动器、传感器和开关。也提供电功率给变速器内的部件，导致连接器仅需要5个或6个端子。每个致动器、传感器和开关包括其自身的集成电子电路，所述集成电子电路接收、存储并提供数据，且允许通过所述串行数据链路与外部安装的控制模块通信。每个致动器的电子电路存储其特征数据，即，它的信号输入对输出流量和压力特性，因而在更换控制器时所述特性不丢失。这种特征数据是必要的，因为控制系统是开环的，为了提供最优操作，需要将提供已知和预期液压流量和压力输出的功率数量应用于致动器螺线管线圈。

[0010]因而，本发明的目的在于提供用于自动变速器的改进的电子-液压控制器。

[0011]本发明的又一目的在于提供具有布置在自动变速器壳体外部的控制模块的电子-液压控制器。

[0012]本发明的又一目的在于提供用于自动变速器的具有集成电子电路的致动器、传感器和开关。

[0013]本发明的又一目的在于提供用于自动变速器的电子-液压控制器，所述电子-液压控制器通过串行数据链路连接到多个致动器、传感器和开关。

[0014]本发明的又一目的在于提供用于自动变速器的致动器，所述致动器具有用于特征数据的集成电子存储能力。

[0015]进一步的应用范围从在此所提供的说明显而易见。应当理解，所述说明和具体示例仅用作图示说明的目的，而不打算限制本披露的范围。

附图说明

[0016]在此所述的附图仅用于图示说明的目的，且决不打算限制本披露的范围。

[0017]图1是现有技术自动变速器控制器结构的示意图；

[0018]图2是根据本发明的自动变速器控制器结构的示意图；和

[0019]图3是根据本发明、具有集成电子电路的自动变速器电动液压致动器的放大图。

具体实施方式

[0020]以下说明本质上仅为示范性的，且不打算限制本披露、应用或使用。

[0021]参考图1，图示了现有技术自动变速器组件的控制器结构的示意图且总体上由附图标记10表示。现有技术自动变速器组件10包括变速器壳体12，变速器壳体12封装并保护所有的变速器各种部件，如轴和齿轮，包括电子控制模块14。电子控制模块14包括一个或更多微处理器、输入和输出缓冲器以及存储设备(均未示出)，且硬连线到多个致动器16、多个传感器18和多个开关20。此外，借助于安装在壳体12中的多导体连接器组件24，电功率和机动车辆(未示出)中的部件的各种数据信号通过多个电线22提供给电子控制模块14。

[0022]现在参见图2，图示了根据本发明的自动变速器控制器结构的示意图且总体上由附图标记30表示。根据本发明的自动变速器控制器30包括变速器控制模块32，变速器控制模块32布置在自动变速器的变速器壳体34外部，优选为远离热、振动和变速器壳体34中存在的电子部件通常不希望的条件的位置。变速器控制模块32可以是位于发动机罩下面或在客舱中的其它车辆电子元件的一部分或集成到所述其它车辆电子元件中。连接器组件36包括多导体可释放插塞36A，所述插塞36A硬连线到电源或电功率(如电池38)和与变速器控制模块32输出通信的串行数据通信链路或总线(如车用局域网络(CAN))。连接器组件36也包括多导体插座36B，所述多导体插座36B安装在变速器壳体34中且密封地紧固到变速器壳体34。可以预期，连接器组件36将仅承载5个或6个电路，因而仅包括10个或12个端子，从当前现有技术设计降低50-75％。

[0023]多导体插座36B的端子继而硬连线到变速器壳体34内的多个部件。具体而言，线路或导体42中的来自电池38的电功率和在线路或导体44中的来自串行数据链路的、自动变速器控制模块32中产生的数据或信号均提供给第一多个电动液压致动器50A，50B到50N。致动器50A，50B到50N中的每个与例如特定的液压扭矩传递设备相关，如离合器或制动器(均未示出)。类似地，电气线路或导体42和数据线路或导体44分别提供电功率给开关60A，60B到60N和从开关60A，60B到60N提供数据信号。开关60A，60B到60N中的每个与例如特定的变速器部件相关，以提供关于其位置的指示或信号。最后，电气线路或导体42和数据线路或导体44分别提供电功率给多个传感器70A，70B到70N和从多个传感器70A，70B到70N提供数据信号。所述多个传感器70A，70B到70N中的每个与例如特定的变速器部件、节流孔、位置或通路有关，以提供关于特定操作条件(例如位置、压力或温度)的信号或数据。

[0024]应当理解，多个电动液压致动器50A，50B到50N中的每个、多个开关60A，60B到60N中的每个和多个传感器70A，70B到70N中的每个包括电子电路，所述电子电路将数据线路或导体44中的变速器的信号编码或转换成变速器控制模块32的串行数据链路输入。

[0025]应当理解，电动液压致动器50A，50B到50N、开关60A，60B到60N和传感器70A，70B到70N的上述说明仅以图示说明和描述的方式进行，可以在任何特定自动变速器控制器30中采用更多或更少的这种部件。

[0026]现在参考图3，图示了典型的示范性电动液压致动器50A。电动液压致动器50A包括延伸通过壳体54的、用于电气线路或导体42和数据线路或导体44的端子或连接器52。电子模块或控制电路56在电动液压致动器50A的壳体54内，且包括存储器或数据存储设备58，关于电动液压致动器50A单独的功率输入对输出流量和压力特性的数据存储在存储器或数据存储设备58中。这些特性在此称为特定电动液压致动器的特征。如上文提到的那样，需要存储并可以利用这种特征数据，因为控制系统是开环构造且为了提供最优变速器操作，需要将提供已知和预期液压流量和压力输出的功率数量应用于致动器螺线管线圈。电动液压致动器50A也包括与柱塞64可操作地相关的螺线管线圈62，所述柱塞64打开和关闭开关型或更通常为调整的液压流体控制阀66，其具有进口和出口端口68。

[0027]因而应当理解，根据本发明的自动变速器控制器30提供较低的成本组件，因为它采用较简单的变速器控制模块32和较少的进入变速器的线路以及因而变速器壳体34上的较小的穿过连接器。此外，制造复杂性降低且产品灵活性增加，因为没有产品软件嵌入在变速器内的控制模块中。另外，由于致动器特征数据存储在致动器的单独存储器中，变速器维护简化，因为在更换变速器控制模块时没有数据丢失。最后，本发明改进了设计灵活性，因为致动器和传感器的设计和工程制造可以独立于变速器控制模块所采用的设计和工程制造并以不同的发展周期实现。

[0028]本发明的说明本质上仅为示范性的，且不偏离本发明要旨的变型也在本发明的范围内。这样的变型不认为是偏离本发明的精神和范围。

Claims

1.一种用于自动变速器的控制系统，所述控制系统包括以下元件的组合：

变速器控制模块，所述变速器控制模块具有串行数据链路输入和输出；

提供数据给所述输入的至少一个传感器；

从所述输出接收数据的至少一个致动器，所述致动器包括存储设备；和

设置在变速器壳体中的多导体连接器，用于在所述控制模块的所述串行数据链路输入和所述传感器之间以及所述控制模块的所述串行数据链路输出和所述致动器之间提供通过所述壳体的连接。

2.根据权利要求1所述的用于自动变速器的控制系统，其特征在于，所述存储设备存储特征数据。

3.根据权利要求1所述的用于自动变速器的控制系统，其特征在于，所述变速器控制模块采用开环控制。

4.根据权利要求1所述的用于自动变速器的控制系统，其特征在于还包括提供数据给所述输入的至少一个开关。

5.根据权利要求1所述的用于自动变速器的控制系统，其特征在于还包括变速器壳体，且其中所述变速器控制模块布置在所述壳体外部，所述至少一个传感器和所述至少一个致动器布置在所述壳体内部。

6.根据权利要求1所述的用于自动变速器的控制系统，其特征在于还包括多个所述传感器和多个所述致动器。

7.根据权利要求1所述的用于自动变速器的控制系统，其特征在于，所述多导体连接器运载电功率，以分配给所述传感器和所述致动器。

8.一种用于自动变速器的控制系统，所述控制系统包括以下元件的组合：

提供数据给所述输入的至少一个开关；

提供数据给所述输入的至少一个传感器；

从所述输出接收数据的多个致动器，所述致动器均包括存储设备；和

设置在变速器壳体中的多导体连接器，用于在所述控制模块的所述串行数据链路输入与所述开关以及所述传感器之间提供连接，且在所述控制模块的所述串行数据链路输出和所述致动器之间提供连接。

9.根据权利要求8所述的用于自动变速器的控制系统，其特征在于，所述存储设备存储特征数据。

10.根据权利要求8所述的用于自动变速器的控制系统，其特征在于还包括多个所述开关和多个所述传感器。

11.根据权利要求8所述的用于自动变速器的控制系统，其特征在于，所述变速器控制模块采用开环控制。

12.根据权利要求8所述的用于自动变速器的控制系统，其特征在于，所述多导体连接器运载电功率，以分配给所述开关、所述传感器和所述致动器。

13.根据权利要求8所述的用于自动变速器的控制系统，其特征在于还包括变速器壳体，且其中所述变速器控制模块布置在所述壳体外部，所述至少一个开关、所述至少一个传感器和所述多个致动器布置在所述壳体内部。

14.根据权利要求8所述的用于自动变速器的控制系统，其特征在于，所述开关、所述传感器和所述多个致动器包括电子电路，用于通过所述串行数据链路输入与所述变速器控制模块通信。

15.一种用于自动变速器的控制系统，所述控制系统包括以下元件的组合：

提供数据给所述输入的至少一个开关；

提供数据给所述输入的至少一个传感器；

从所述输出接收数据的至少一个致动器，所述致动器均包括用于存储特征数据的存储设备；和

设置在变速器壳体中的多导体连接器，用于在所述控制模块的所述串行数据链路输入与所述开关以及所述传感器之间提供通过所述壳体的连接，且在所述控制模块的所述串行数据链路输出和所述致动器之间提供连接。

16.根据权利要求15所述的用于自动变速器的控制系统，其特征在于，所述变速器控制模块采用开环控制。

17.根据权利要求15所述的用于自动变速器的控制系统，其特征在于还包括多个所述开关、所述传感器和所述致动器。

18.根据权利要求15所述的用于自动变速器的控制系统，其特征在于，所述多导体连接器运载电功率，以分配给所述开关、所述传感器和所述致动器。

19.根据权利要求15所述的用于自动变速器的控制系统，其特征在于还包括变速器壳体，且其中所述变速器控制模块布置在所述壳体外部，所述至少一个开关、所述至少一个传感器和所述至少一个致动器布置在所述壳体内部。

20.根据权利要求15所述的用于自动变速器的控制系统，其特征在于，所述开关、所述传感器和所述致动器包括电子电路，用于通过所述串行数据链路输入与所述变速器控制模块通信。