CN101962015A - 用于控制手动变速器中的峰值扭矩的系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于控制手动变速器中的峰值扭矩的系统。具体地，提供了一种用于控制液压致动器和扭矩传递装置之间的液压流体流量的系统，该系统包括：位置传感器，其与液压致动器通信并且可操作以探测液压致动器的位置；温度传感器，其与液压流体连通并且可操作以探测液压流体的温度；和流量控制装置。流量控制装置包括壳体，其限定第一通道和第二通道，第一通道与液压致动器连通并且第二通道与扭矩传递装置连通。电子致动器位于第一通道和第二通道之间并且可操作以选择性地控制第一通道和第二通道之间的液压流体流量。控制器与位置传感器、温度传感器和流量控制装置的电子致动器通信。

Description

用于控制手动变速器中的峰值扭矩的系统

技术领域

本发明总体上涉及用于控制手动变速器中的峰值扭矩的系统，更具体地涉及这样一种用于控制峰值扭矩的系统，该系统具有位于离合器踏板和离合器之间的电子致动器，该电子致动器用于控制液压流体的运动以限制峰值扭矩。

背景技术

本节的陈述仅仅提供涉及本发明的背景信息，其可能构成或可能不构成现有技术。

典型的手动变速器包括具有离合器组件或离合器从动缸的离合器踏板或离合器主缸。液压流体通过液压管道在离合器踏板和离合器组件之间传送。机动车辆操作者对离合器踏板的接合使得通过管道输送液压流体以使离合器脱开。离合器踏板的释放转而又释放液压流体，从而离合器重新接合。在正常操作期间，离合器踏板以受控的方式被释放，因此液压流体离开离合器组件的流动也是受控的，从而离合器中的扭矩不会被太快地接合。

然而，离合器踏板可能会被快速地释放。这转而可导致离合器组件的快速接合，由此导致变速器上峰值量的扭矩负载。该峰值扭矩负载增加了离合器组件的磨损，并且可导致为了经受该峰值扭矩而在机动车辆中包括更重且更昂贵的传动系或动力系部件。因此，在本领域中，仍有必要开发用于控制手动变速器中的峰值扭矩的系统。该系统应当是有效的，应当基于液压流体的温度是可调节的，并且应当是不昂贵的。

发明内容

本发明提供了一种用于控制液压致动器和扭矩传递装置之间的液压流体流量的系统。所述系统包括：位置传感器，其与所述液压致动器通信并且可操作以探测所述液压致动器的位置；温度传感器，其与所述液压流体连通并且可操作以探测所述液压流体的温度；和流量控制装置。所述流量控制装置包括壳体，其限定第一通道和第二通道，所述第一通道与所述液压致动器连通并且所述第二通道与所述扭矩传递装置连通。电子致动器位于所述第一通道和所述第二通道之间。所述电子致动器可操作以选择性地控制所述第一通道和所述第二通道之间的所述液压流体流量。控制器与所述位置传感器、所述温度传感器和所述流量控制装置的所述电子致动器通信。所述控制器包括用于存储控制逻辑的存储器，所述控制逻辑具有第一控制逻辑、第二控制逻辑、第三控制逻辑、第四控制逻辑和第五控制逻辑，所述第一控制逻辑用于从所述位置传感器接收指示所述液压致动器位置的数据信号，所述第二控制逻辑用于确定液压致动器运动速率，所述第三控制逻辑用于将所述液压致动器运动速率与阈值进行比较，所述第四控制逻辑用于从所述温度传感器接收指示所述液压流体温度的数据信号，并且所述第五控制逻辑用于向所述电子致动器发送控制信号以便基于所述液压流体温度以及所述液压致动器运动速率和所述阈值的比较结果来打开或关闭所述电子致动器。

在本发明的一个方面中，所述电子致动器是脉宽调制螺线管，所述脉宽调制螺线管由从所述控制器传送而来的脉宽调制输入信号来控制。

在本发明的另一个方面中，所述流量控制装置的所述壳体限定了第三通道，所述第三通道在所述第一通道和所述第二通道之间连通。

在本发明的又一个方面中，所述流量控制装置进一步包括位于所述第三通道内的单向阀，所述单向阀允许所述液压流体从所述第三通道流向所述第二通道。

在本发明的又一个方面中，所述液压致动器运动速率是从完全接合位置到完全释放位置的所述液压致动器运动速率。

在本发明的又一个方面中，所述阈值基于所述温度传感器感测到的所述液压流体温度。

在本发明的又一个方面中，用于向所述电子致动器发送控制信号以便基于所述液压流体温度以及所述液压致动器运动速率和所述阈值的比较结果来打开或关闭所述电子致动器的所述第五控制逻辑在所述液压致动器运动速率超过所述阈值时发生。

本发明的进一步目的、方面和优点将参照下面的描述和附图变得明显，在附图中，相同的附图标记表示相同的部件、元件或特征。

附图说明

本文描述的附图仅用于例示的目的并不旨在以任何方式限制本公开的范围。

图1是根据本发明原理的示例性手动变速器中的控制系统的实施例的示意图；和

图2是根据本发明原理的用于控制控制系统中液压流体流量的装置的实施例的示意图。

具体实施方式

下面的描述在本质上仅为示例性的，并不旨在限制本公开、应用或用途。

参见图1，示出了根据本发明原理的离合器控制系统10，其中还示出了用于机动车辆的示例性手动变速器12。手动变速器12通常包括输入轴14、离合器组件16、多个齿轮组18和输出轴20。输入轴14优选联接到发动机(未示出)的输出。离合器组件14是液压致动的摩擦离合器，其可操作以将输入轴14选择性地联接到多个齿轮组18。离合器组件14可采用各种形式，并且通常包括位于离合器总成中的一组插入式反作用盘或反作用板。多个齿轮组18通常包括多个平面的互相啮合的齿轮(未特别示出)，其在输入轴14和输出轴20之间提供多个前进齿轮比和至少一个倒档齿轮比。多个齿轮组18可通过换档选择器22选择性地接合到输出轴20。输出轴20优选地联接到机动车辆的差速器或最终驱动单元(未示出)。

在机动车辆工作期间，离合器控制系统10可操作以选择性地控制离合器组件16的接合和脱开，以便允许换档选择器22对档位的选择。离合器控制系统10包括液压致动器组件24、流量控制装置26、流体温度传感器28、踏板位置传感器30和控制器32。第一液压管道33将液压致动器组件24连接到流量控制装置26，而第二液压管道35将流量控制装置26连接到手动变速器12的离合器组件16。

液压致动器组件24包括踏板34，踏板34枢转地安装到壳体36并且可由机动车辆操作者进行接合。踏板34机械地连接到主液压缸38。液压流体位于主液压缸38内。主液压缸38可操作以使液压流体运动，并且可包括例如在缸内与液压流体接触的可平移活塞，然而在不偏离本发明范围的情况下也可采用各种其他构造。第一液压管道33在一端连接到主液压缸38并且在相对端连接到流量控制装置26。液压管道33允许液压流体在踏板34和主液压缸38被致动后在主液压缸38和流量控制装置26之间传送，下面将更详细地进行描述。

转到图2，流量控制装置26可操作以选择性地控制第一液压管道33和第二液压管道35之间的液压流体流量。流量控制装置26包括壳体或歧管42，其限定孔44、第一流体通道46、第二流体通道48和第三流体通道50。第一流体通道46连通在壳体42中的第一开口52和孔44之间。第一液压流体管道33连接到第一开口52。第二流体通道46连通在壳体42中的第二开口54和孔44之间。第二液压流体管道35连接到第二开口54。第三流体通道50在第一流体通道46和第二流体通道48之间连通，由此旁路绕过孔44。阀56位于第三流体通道50内。阀56优选地为单向球形止回阀，然而在不偏离本发明范围的情况下也可采用各种其他类型的阀。

流量控制装置26进一步包括布置在孔44内的螺线管58。螺线管58定位成使得螺线管58位于该孔内且处于第一流体通道46和第二流体通道48之间。螺线管58优选地为脉宽调制(PWM)螺线管或可变力/放泄(bleed)螺线管，其可操作以允许在接收到电频率或信号时在第一流体通道46和第二流体通道48之间选择性地连通。例如，通过使用控制器产生的脉宽调制输入信号来为螺线管58提供动力，以快速打开和关闭与螺线管58和电压源(例如，机动车辆的电池)串联的开关。流过螺线管58的平均电流可指示螺线管运动的量，因而指示被允许流过螺线管58的液压流体的压力大小和流量。

回到图1，流体温度传感器28与液压流体连通，并且可操作以感测离合器控制系统10内的液压流体温度。在所提供的示例中，流体温度传感器28位于第二液压管道35内，然而应当意识到，流体温度传感器28也可位于任何地方，只要其可操作以感测液压流体的温度。在不偏离本发明范围的情况下，流体温度传感器28可以是各种类型，例如是数字的或模拟的。

踏板位置传感器30优选联接到液压致动器组件24的壳体36，靠近踏板34的枢转点。踏板位置传感器30可操作以探测踏板34的位置。在不偏离本发明范围的情况下，踏板位置传感器30可安装在液压致动器组件24内的其他位置。另外，在不偏离本发明范围的情况下，踏板位置传感器30可以是各种类型。踏板位置传感器30也可联接到主液压缸38，或联接到踏板34和主液压缸38之间的联动件，并且可操作以基于主液压缸38的位置和/或位于踏板34和主液压缸38之间的联动件的位置来探测踏板34的位置。

控制器32例如是变速器控制模块、车辆或发动机控制模块，或者是具有预编程数字计算机或处理器、控制逻辑、用于存储数据的存储器以及至少一个I/O外围设备的其他电子装置。然而，在不偏离本发明范围的情况下，也可采用其他类型的控制器。控制器32与流量控制装置26的螺线管58、流体温度传感器28和踏板位置传感器30通信。更具体地，控制器32构造成从流体温度传感器28接收指示液压流体温度的数据信号，从踏板位置传感器30接收指示踏板34位置的数据信号，并且向流量控制装置26的螺线管58发送控制信号以便控制螺线管58的激活。

同时参见图1和图2，现在将更详细地描述离合器控制系统10的操作。当踏板34被完全踏下时，离合器组件16完全脱开，从而没有扭矩从发动机传递到手动变速器12，乃至没有扭矩传递到驱动车轮。在这种未联接状态下，有可能利用换档选择器22选择档位或者在不停止发动机的情况下停止机动车辆。更具体地，在正常操作条件下，螺线管58被命令打开，并且当踏板34被踏下时，主液压缸38对液压流体施力使其流出并穿过第一液压管道33进入流量控制装置26。液压流体穿过第一流体通道46，穿过打开的螺线管58，并且穿过第二流体通道48，从而进入第二液压流体管道35。如果踏板34被踏下得足够多，则由此产生足够压力，液压流体使阀56打开从而允许液压流体从第三流体通道50流入第二流体通道48。然后，液压流体进入手动变速器12的离合器组件16并且与活塞(未示出)接触，该活塞转而平移并且使离合器组件脱开。

当踏板34被完全释放时，离合器组件16被完全接合，由此提供基本刚性的联接，并且实际上发动机的全部扭矩通过离合器组件16被传递到多个齿轮组18并被传递到输出轴20上。更具体地，在正常操作条件下，螺线管58被命令打开，并且当踏板34被释放时，主液压缸38对液压流体施力使其流出离合器组件16。随着液压流体排出手动变速器12的离合器组件16，活塞(未示出)平移并且使离合器组件16接合。液压流体排出离合器组件16，穿过第二液压管道35并且进入流量控制装置26。液压流体穿过第二流体通道48，穿过打开的螺线管58并且穿过第一流体通道46，从而进入第一液压流体管道33。阀56保持关闭并且防止液压流体旁路绕过螺线管58。

在上述踏板34的释放期间，控制器32经由踏板位置传感器30监视踏板位置并且经由流体温度传感器28监视液压流体温度。控制器32根据接收自踏板位置传感器30的数据计算踏板运动速率，并且将踏板运动速率与阈值进行比较。大于阈值的踏板运动速率表示不期望的离合器接合速率(这可导致手动变速器12上的不期望的峰值扭矩负载)。这可能在机动车辆工作期间有意或无意地发生，例如在利用弹压齿式离合器操纵来发动车辆期间，在减档和选择了低于想要的档位期间，或者在意外地释放踏板34期间。如果踏板运动速率超过阈值，则控制器32向螺线管58发送控制信号以便至少部分地关闭螺线管58，由此限制流过流量控制装置26的液压流体流量。对离开离合器组件16的液压流体的流量进行限制转而降低了离合器组件16的接合速度(即，控制了离合器接合速率)，这转而降低了手动变速器12上的峰值扭矩负载。控制器32调节发送到螺线管58的电频率或信号，以便考虑到由温度传感器28感测到的液压流体温度，从而考虑到由于温度引起的液压流体的粘度变化。替代性地，控制器32可利用液压流体温度来调节阈值。例如，基于温度传感器28感测到的液压流体温度来调节或选择阈值，以便考虑到该液压流体基于其温度的粘度。可利用存储在控制器32的存储器内的控制逻辑、查找表或软件算法，基于液压流体温度来调节或选择阈值。另外，当踏板运动速率未超过阈值时，控制器32可基于踏板34释放和踏下期间的液压流体温度来调整流过流量控制装置26的液压流体流量。

本发明的描述本质上仅为示例性的，没有偏离本发明主旨的各种变型应当被包含在本发明的范围内。这样的变型不应当被看作为对本发明的精神和范围的脱离。

Claims (9)

1.一种用于控制液压致动器和扭矩传递装置之间的液压流体流量的系统，所述系统包括：

位置传感器，其与所述液压致动器通信并且可操作以探测所述液压致动器的位置；

温度传感器，其与所述液压流体连通并且可操作以探测所述液压流体的温度；

流量控制装置，包括：

壳体，其限定第一通道和第二通道，所述第一通道与所述液压致动器连通并且所述第二通道与所述扭矩传递装置连通；和

电子致动器，其位于所述第一通道和所述第二通道之间，所述电子致动器可操作以选择性地控制所述第一通道和所述第二通道之间的所述液压流体流量；和

控制器，其与所述位置传感器、所述温度传感器和所述流量控制装置的所述电子致动器通信，所述控制器具有用于存储控制逻辑的存储器，所述控制逻辑具有第一控制逻辑、第二控制逻辑、第三控制逻辑、第四控制逻辑和第五控制逻辑，所述第一控制逻辑用于从所述位置传感器接收指示所述液压致动器的位置的数据信号，所述第二控制逻辑用于确定液压致动器运动速率，所述第三控制逻辑用于将所述液压致动器运动速率与阈值进行比较，所述第四控制逻辑用于从所述温度传感器接收指示所述液压流体的温度的数据信号，并且所述第五控制逻辑用于向所述电子致动器发送控制信号以便基于所述液压流体温度以及所述液压致动器运动速率和所述阈值的比较结果来打开或关闭所述电子致动器。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述电子致动器是脉宽调制螺线管，所述脉宽调制螺线管由从所述控制器传送而来的脉宽调制输入信号来控制。

3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述流量控制装置的所述壳体限定了第三通道，所述第三通道在所述第一通道和所述第二通道之间连通。

4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述流量控制装置进一步包括位于所述第三通道内的单向阀，所述单向阀允许所述液压流体从所述第三通道流向所述第二通道。

5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述液压致动器运动速率是从完全接合位置到完全释放位置的所述液压致动器运动速率。

6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述阈值基于由所述温度传感器感测到的所述液压流体温度。

7.如权利要求1所述的系统，其特征在于，用于向所述电子致动器发送控制信号以便基于所述液压流体温度以及所述液压致动器运动速率和所述阈值的比较结果来打开或关闭所述电子致动器的所述第五控制逻辑在所述液压致动器运动速率超过所述阈值时发生。

8.一种用于控制离合器踏板和离合器之间的液压流体流量的系统，所述系统包括：

离合器踏板传感器，其联接到所述离合器踏板并且可操作以探测所述离合器踏板的位置；

温度传感器，其与所述液压流体连通并且可操作以探测所述液压流体的温度；

流量控制装置，包括：

壳体，其限定第一通道、第二通道和第三通道，所述第一通道与所述离合器踏板连通，所述第二通道与所述离合器连通，并且所述第三通道与所述第一通道和所述第二通道连通；

电子致动器，其位于所述第一通道和所述第二通道之间，所述电子致动器可操作以选择性地控制所述第一通道和所述第二通道之间的所述液压流体流量；和

单向阀，其位于所述第三通道内，所述单向阀选择性允许所述液压流体从所述第三通道流向所述第二通道；和

控制器，其与所述离合器踏板传感器、所述温度传感器和所述流量控制装置的所述电子致动器通信，所述控制器具有用于存储控制逻辑的存储器，所述控制逻辑包括第一控制逻辑、第二控制逻辑、第三控制逻辑、第四控制逻辑和第五控制逻辑，所述第一控制逻辑用于从所述离合器踏板传感器接收指示所述离合器踏板位置的数据信号，所述第二控制逻辑用于确定从完全踏下位置到完全释放位置的离合器踏板运动速率，所述第三控制逻辑用于将所述离合器踏板运动速率与阈值进行比较，所述第四控制逻辑用于从所述温度传感器接收指示所述液压流体温度的数据信号，并且所述第五控制逻辑用于向所述电子致动器发送控制信号以便当所述离合器踏板运动速率超过所述阈值时基于所述液压流体温度来打开或关闭所述电子致动器。

9.一种用于控制离合器踏板和离合器之间的液压流体流量的方法，所述方法包括：

从联接到所述离合器踏板的离合器踏板传感器接收指示所述离合器踏板的位置的数据信号；

根据所述离合器踏板的位置确定离合器踏板运动速率；

将所述离合器踏板运动速率与阈值进行比较；

从温度传感器接收指示所述液压流体的温度的数据信号；和

向位于所述离合器踏板和所述离合器之间的电子致动器发送控制信号，以便当所述离合器踏板运动速率超过所述阈值时基于所述液压流体温度来打开或关闭所述电子致动器，以便控制从所述离合器踏板到所述离合器的所述液压流体流量。

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