CN104176042B - 用于车辆的故障保护设备和控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于车辆的故障保护设备，其包括车辆的变速器和被配置成操作供油单元和紧急供油单元的控制器。该供油单元经由第一油道供油给变速器并产生液压，而当供油系统发生故障时紧急供油单元经由第二油道供油给变速器并产生液压。

Description

用于车辆的故障保护设备和控制方法

相关应用的交叉参考

本申请根据35U.S.C.§119（a）要求2013年5月20日提交的韩国专利申请No.10-2013-0056605优先权的权益，其整体内容包括在此以供参考。

技术领域

本公开涉及环境友好型车辆，并更具体地，涉及用于车辆的故障保护设备和控制方法，通过其当供油设备和周围系统发生故障时，车辆能够通过临时产生液压以跛行回家模式驾驶。

背景技术

一般情况下，已经使用了多种方式向自动变速器提供发动机油。在现有的内燃发动机车辆中，通过发动机动力操作机械油泵以向自动变速器供油并产生预定的油压，从而能够产生变速。对于以电机和发动机动力驱动的混合动力车辆，以发动机动力驱动的机械油泵和以电机驱动的电动油泵串联连接，其中当车辆以发动机动力驱动时产生适当的液压以操作机械油泵，并且当车辆以电机驱动时操作电动油泵，从而能够产生变速。

然而，当油泵和供油系统发生故障时，可能不能使用电动油泵，并且因此使用电机驱动机械油泵来产生并保持油压，从而使车辆能够进行最低限度的驾驶。这个功能被称作故障保护处理，其中甚至当一些设备或系统的一部分已经发生故障或误操作时，操作保护设备从而防止事故。此外，跛行回家驾驶（limp home driving）一般指紧急驾驶，其中当电动油泵发生故障时，驱动机械油泵以固定变速档位，并且使得能够对车辆进行至少最低限度的驾驶以便到达维修站点。

该跛行回家驾驶已经在相关领域中公开。具体而言，已经公开了用于混合动力车辆的跛行回家控制方法，该混合动力车辆同时使用机械油泵和电动油泵，当电动油泵和周围系统发生故障时，临时使用电机产生液压从而驱动车辆。

图1是示出根据相关领域的用于车辆的故障保护设备的示例性示图，其中机械油泵50和电动油泵40经由相应的油道连接到变速器10上从而基于由变速器控制器（TCU）20操作的油泵控制器（OPU）30的控制，提供用于变速器10所需的液压，并且当电动油泵40发生故障时，机械油泵50供油给变速器10从而提供必需的油压。

然而，不安装机械油泵以减轻车辆的结构和重量，从而提高燃料比，并且其转换成仅驱动电动油泵的系统，其中当电动油泵和油泵控制器发生故障时，所需的液压不能提供给变速器从而防止车辆被驱动。

作为本发明相关领域的以上提供的说明仅是用于帮助理解本发明的背景并且不应该解释为包括在本领域那些技术人员已知的相关技术中。

发明内容

本发明提供一种故障保护设备和控制方法，通过该设备和方法，当电动油泵发生故障时车辆可以以跛行回家模式驾驶，同时通过省略安装机械油泵可提高燃料比。

具体而言，本发明提供一种用于车辆的故障保护设备，其包括：车辆的变速器；供油单元，其经由第一油道向变速器供油并产生液压；紧急供油单元，其响应于供油系统故障经由第二油道向变速器供油并产生液压；第一控制器，当正常操作供油系统（例如没有故障发生）时其操作供油单元，并且当供油系统发生故障时操作紧急供油单元；以及第二控制器，当正常操作供油系统时其操作变速器和第一控制器，并且当供油系统发生故障时操作紧急供油单元。

该紧急供油单元可与变速器一体形成，其中预定量的油可被压缩并且存储在其中从而当供油系统发生故障时产生预定水平的液压。

第一油道和第二油道可进一步包括：可变阀，其基于来自第一控制器或第二控制器的信号交替地打开和关闭第一油道和第二油道，其中主油道从可变阀的后部到变速器形成，从而使得经由第一油道或第二油道供给的油经由主油道供给变速器。

当供油系统正常操作时，使用第一控制器，通过打开第一油道并关闭第二油道，可变阀可从供油单元向变速器供油。此外，当供油系统发生故障时，使用第二控制器，通过打开第二油道并关闭第一油道，可变阀从紧急供油单元向变速器供油。

此外，本发明提供了用于车辆的故障保护设备的控制方法，其包括：检测供油系统是否已经发生故障；以及故障保护处理，响应于检测到供油系统故障，通过打开第二油道从紧急供油单元供油给变速器。此外，可检测供油单元故障或第一控制器故障。响应于检测到第一控制器的故障，第二控制器可操作紧急供油单元和可变阀从而通过打开第二油道供油给变速器。响应于检测到供油单元的故障，第一控制器可操作紧急供油单元和可变阀从而通过打开第二油道从紧急供油单元供油给变速器。

故障保护处理步骤可进一步包括以跛行回家模式驾驶，当来自紧急供油单元的油被供给变速器时，通过固定变速档位来操作以便以跛行回家模式驾驶车辆。以跛行回家模式的驾驶可通过保持车辆的速度处于预定水平或更小，驾驶仅使用电机的车辆来执行，并且当车辆速度处于预定水平或更大时，可使用电机和发动机驾驶车辆。

附图说明

本发明的上述和其他特征将参考在附图中示例的某些示例性实施方式来做详细描述，这些示例性实施方式仅以说明的方式在以下给出，因此并不限制本发明，其中：

图1是示出根据相关领域的用于车辆的故障保护设备的示例性示图；

图2是示出根据本发明的示例性实施例的用于车辆的故障保护设备的示例性示图，以及

图3是示出根据本发明示例性实施例的用于车辆的故障保护设备的控制方法的示例性方框图。

应理解附图不需要按比例，其表示说明本发明基本原理的稍简化表示的各种示例性特征。在附图中，参考标号指整个附图的几个图中本发明的相同或等效的部件。

具体实施方式

应理解如这里使用的术语“车辆”（vehicle）或“车辆的（vehicular）”或其它类似术语，通常包括机动车辆，如包括运动功能车（SUV）在内的乘用车、公交车、卡车、各种商用车、包括各种小船和轮船的船舶、飞机等，并包括混合动力车辆、电动车辆、插入式混合动力车辆、氢能源车辆、燃料电池车辆和其它替换燃料车辆（例如源自非石油资源的燃料）。如这里所指，混合动力车辆是指有两种或更多动力源的车辆，例如同时有汽油和电动两种动力的车辆。

尽管示例性实施例被描述为使用多个单元以执行示例性过程，但应该理解示例性过程同样可通过一个或多个模块执行。此外，应理解术语“控制器/控制单元”指包括存储器和处理器的硬件设备。存储器被配置成存储模块，并且处理器被具体配置为执行所述模块从而进行下面进一步描述的一个或多个过程。

此外，本发明的控制逻辑可以具体表现为，在含有由处理器、控制器等执行的可执行程序指令的计算机可读介质上的非暂时性计算机可读介质。计算机可读介质的例子包括但不限于ROM、RAM、光盘（CD）-ROM、磁带、软盘、闪存驱动器、智能卡和光数据存储装置。计算机可读记录介质也可以分布在连接网络的计算机系统中，从而计算机可读媒体可以以这样的分布方式，例如，通过远程信息处理服务器或控制器局域网络（CAN）存储并执行。

本文使用的术语仅仅是为了说明具体实施例的目的而不意在限制本发明。如本文所使用的，单数形式“一个、一种（a、an）”和“该（the）”也意在包括复数形式，除非上下文中清楚指明。还可以理解的是，在说明书中使用的术语“包括（comprises和/或comprising）”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件，但是不排除存在或添加一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其群组。如本文所使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关所列项目的任何和所有组合。

除非详细说明或者可以从上下文中明显地看出，本文中使用的术语“约”应当理解为是在本领域的正常公差范围之内，比如在均值的2个标准误差内。“约”可理解为在所述值的10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%、1%、0.5%、0.1%、0.05%、或0.01%之内。除非在上下文中另外明确地说明，本文中所有的数量值通过术语“约”进行修饰。

下面，参考附图将描述用于车辆的故障保护设备及其控制方法。

图2是示出根据本发明的示例性实施例的用于车辆的故障保护设备的示例性示图。如图2中所示，根据本发明的示例性实施例的用于车辆的故障保护设备可包括：变速器200；供油单元300，其被配置成通过经由第一油道310供油给变速器200产生液压；紧急供油单元400，其被配置成当供油系统100发生故障时，通过经由第二油道410供油给变速器200产生液压；第一控制器500，其被配置成在正常操作中操作供油单元300，并且当供油系统100发生故障时操作紧急供油单元400；以及第二控制器600，其被配置成在正常操作中操作变速器200和第一控制器500，并且当供油系统100发生故障时操作紧急供油单元400。

这里，应该理解到，供油单元300一般指电动油泵（EOP），第一控制器500指油泵控制单元，第二控制器600指变速器控制单元（TCU），而变速器200指自动变速器。此外，第一控制器500和第二控制器600可根据其设计集成到单一的单元上。

供油单元300可被配置成当供油系统100正常操作时（例如还没经历故障或误操作）通过产生预定的液压泵送油箱（未示出）中的油以供油给变速器200，从而通过驾驶员的油门踏板的操作基于车辆的速度在变速器200内来执行适当的变速。

紧急供油单元400可设置在变速器200内或外部，并且可与变速器200整体形成，其中不提供用于简单存储油的单独的泵作为储油装置。然而，由于提供紧急供油单元400来应对其中不从供油单元300提供预定水平的液压的情况，并且紧急供油单元可被配置成压缩紧急情况下所需的油量并且可存储油。此外，当供油系统100发生故障时，形成封闭回路的供油系统100内维持在预定压力下的油可供给变速器200。

如上所述，在根据本发明的故障保护设备的情况下，即使当供油系统100发生故障时，也可提前防止不由供油给变速器200导致的不稳定驾驶。此外，通过固定变速档位和连续提供用于最低限度驾驶的预定水平的液压给变速器200（例如能够驾驶到维修站等），可以跛行回家驾驶。因此，当供油系统突然发生故障时可以防止道路上车辆的突然停止，从而保护驾驶员免于潜在的事故。

此外，第一油道310和第二油道410可进一步包括可变阀700，其基于来自第一控制器500或第二控制器600的信号交替地打开和关闭，并且主油道710可从可变阀700的后部到变速器200形成，从而使得经由第一油道310或第二油道410提供的油经由主油道710供给变速器200。换句话说，当第一油道310和第二油道410中的一个保持打开时可变阀700可关闭，而基于供油系统100是否处于正常状态或异常状态（例如是否检测到故障），通过两个油道中的一个可打开可变阀700。

当供油系统100正常操作时，第一控制器500可被配置成基于来自第二控制器600的信号来操作可变阀700，从而允许打开第一油道310，其中具有经由供油单元300形成的适当压力的油可经由主油道710供给变速器200。此外，第二油道410可关闭并且因此油不会流出紧急供油单元400。

然而，当供油系统100的供油单元300发生故障时，第一控制器500可被配置成操作紧急供油单元400，并且可变阀700可打开已经关闭的第二油道410并且可关闭已经打开的第一油道310。因此，来自供油单元300的油供应可被切断，并且紧急供油单元400中压缩到预定水平的油可供给变速器200，从而能够以跛行回家模式驾驶，通过该模式使最低限度的驾驶成为可能。

此外，当供油系统100中的第一控制器500发生故障时，第二控制器600可被配置成直接操作紧急供油单元400，并且可变阀700可打开已经关闭的第二油道410并且可关闭已经打开的第一油道310。因此，来自供油单元300的油供应可被切断，并且紧急供油单元400中压缩到预定水平的油可供给变速器200，从而使能够以跛行回家模式驾驶，通过该模式使最低限度的驾驶成为可能。

当供油系统100发生故障时，供油单元300的第一油道310可被关闭从而切断油供应，而第二油道410可被打开并且紧急供油单元400可被操作，能够以跛行回家模式驾驶。具体地，车辆可以以较低的速度仅由电机驱动，并且可以大致中等的速度使用电机和发动机驱动。虽然根据设计系统用于区分低速和中等速度的标准可能不同，但在本发明的本示例性实施例中该标准可以是约40km/h。

根据如上所述的用于车辆的故障保护设备，通过省略机械油泵的安装可减少组件，从而简化安全故障设备的配置，通过减少车辆的重量节约成本并且提高燃料比。

此外，即使供油系统的电动供油泵（例如供油设备）和油泵控制器（例如第一控制器）中的任何一个发生故障，由于油泵控制器和变速控制器（例如第二控制器）双重操作紧急供油单元从而执行更强的故障保护功能，所以驾驶员可受到保护免于由于供油系统的突然故障导致的驾驶期间车辆突然停止等各种事故和风险。

图3是示出根据本发明示例性实施例的用于车辆的故障保护设备的控制方法的示例性方框图，其中控制方法可包括：通过控制器检测供油系统100是否已经发生故障（S100）；响应于检测到供油系统100的故障，由控制器通过打开第二油道410对供油系统进行安全故障处理并从紧急供油单元400供油给变速器200（S300）。此外，该控制器可被配置成检测供油系统100是否已经发生故障。响应于检测供油系统是否以及发生故障，该控制器可被配置成连续实时检测供油系统是否已经发生故障。此外，该控制器可经配置检测供油系统100的任何部分是否已经发生故障。

响应于检测到油泵单元已经发生故障，控制器可经配置操作紧急供油单元400和可变阀700以切断第一油道310并且打开第二油道410从而经由主油道710向变速器200供应紧急供油单元400中压缩到预定压力的油。

此外，响应于检测供油单元300是否已经发生故障，该控制器可经配置操作紧急供油单元400和可变阀700从而切断第一油道310并且打开第二油道410，从而经由主油道710向变速器200供应紧急供油单元400中压缩到预定压力的油。

故障保护处理步骤S300可进一步包括以跛行回家模式驾驶S500，当来自紧急供油单元400的油供给变速器200时，操作车辆从而通过固定变速档位以跛行回家模式驾驶。通过故障保护处理步骤S300，当通过切断第一油道并且打开第二油道而在紧急供油单元中压缩到预定压力的油经由主油道供给变速器时，可以固定变速器的变速档位。具体地，车辆可以以跛行回家模式驾驶从而允许当车辆速度处于预定水平或更小时，仅使用电机驾驶车辆；并且当车辆速度处于预定水平或更大时，使用电机和发动机驾驶车辆。同时，取决于系统的设计，车辆速度的预定水平可以不同；然而，在本发明的示例性实施例中，车辆速度可以约是40km/h。

此外，即使供油系统的电动供油泵（例如供油设备）和油泵控制器（例如第一控制器）中的任何一个发生故障，由于油泵控制器和变速控制器（例如第二控制器）双重操作紧急供油单元从而执行更强的故障保护功能，所以驾驶员可受到保护免于由于供油系统的突然故障导致的当驾驶期间车辆突然停止等各种事故和风险。

根据如上配置的用于车辆的故障保护设备，通过省略在现有混合动力车辆中使用的机械油泵的安装可减少组件，从而简化安全故障设备的配置，通过减少车辆的重量节约成本并且提高燃料比。此外，即使供油系统的电动供油泵和油泵单元中的任何一个发生故障，使用在紧急供油单元中存储的油可产生用于最低限度驾驶所需的液压从而以跛行回家模式驾驶，并且进一步由于通过变速器和油泵单元的控制器可双重操作紧急供油单元，可执行更强的故障保护功能从而保护驾驶员免于由于供油系统的突然故障导致的各种事故。

在结合示例性实施例描述本发明时，应该理解本发明不旨在限制本发明到那些示例性实施例。与此相反，本发明旨在不仅覆盖示例性实施例，而且覆盖各种替代、修改、等价物和其它实施例，其可包括在由权利要求所限定的本发明的精神和保护范围内。

Claims (17)

1.一种用于车辆的故障保护设备，包括：

车辆的变速器；

控制器，其被配置为：

操作供油单元以经由第一油道向所述变速器供油并产生液压；以及

当供油系统发生故障时，操作紧急供油单元以经由第二油道向所述变速器供油并产生液压，

其中所述供油单元由电机电驱动，并且

其中所述紧急供油单元与所述变速器整体形成，并且预定量的油被压缩且存储在所述紧急供油单元中以便当所述供油单元发生故障时产生预定水平的液压。

2.根据权利要求1所述的用于车辆的故障保护设备，其中所述第一油道和所述第二油道进一步包括：

可变阀，其被配置为基于控制信号交替打开和关闭所述第一油道和所述第二油道，

其中主油道从所述可变阀的后部到所述变速器形成，从而使得经由所述第一油道或所述第二油道供给的油经由所述主油道供给所述变速器。

3.根据权利要求2所述的用于车辆的故障保护设备，其中当所述供油系统正常操作时，所述可变阀通过由所述控制器打开所述第一油道并关闭所述第二油道从所述供油单元向所述变速器供油。

4.根据权利要求2所述的用于车辆的故障保护设备，其中当所述供油系统发生故障时，所述可变阀通过由所述控制器打开所述第二油道并关闭所述第一油道从所述紧急供油单元向所述变速器供油。

5.一种用于车辆的故障保护设备的控制方法，其包括：

通过控制器检测供油系统是否已经发生故障；以及

响应于检测到供油系统故障，由所述控制器进行故障保护处理，以便通过打开第二油道从紧急供油单元向变速器供油，

其中供油单元由电机电驱动，并且

其中所述紧急供油单元与所述变速器整体形成，并且预定量的油被压缩且存储在所述紧急供油单元中以便当所述供油单元发生故障时产生预定水平的液压。

6.根据权利要求5所述的用于车辆的故障保护设备的控制方法，其进一步包括：

通过所述控制器检测所述变速器或所述供油单元的故障。

7.根据权利要求6所述的用于车辆的故障保护设备的控制方法，其进一步包括：

响应于检测到供油单元故障，通过所述控制器操作紧急供油单元和可变阀从而通过打开第二油道从所述紧急供油单元向所述变速器供油。

8.根据权利要求6所述的用于车辆的故障保护设备的控制方法，其进一步包括：

响应于检测到所述供油单元故障，通过所述控制器操作紧急供油单元和可变阀从而在故障保护处理步骤中通过打开第二油道从所述紧急供油单元向变速器供油。

9.根据权利要求5所述的用于车辆的故障保护设备的控制方法，其中故障保护处理步骤进一步包括：

当来自所述紧急供油单元的油供给所述变速器时，由所述控制器通过固定变速档位来操作跛行回家模式。

10.根据权利要求9所述的用于车辆的故障保护设备的控制方法，其进一步包括：

当车辆速度处于预定水平或更小时，通过所述控制器使用电机操作要驱动的车辆；以及

当车辆速度处于预定水平或更大时，通过所述控制器使用所述电机和发动机操作要驱动的车辆。

11.一种包含由控制器执行的程序指令的非暂时性计算机可读介质，所述程序指令被控制器执行时实现以下的步骤：

检测供油系统是否已经发生故障；以及

进行故障保护处理以便响应于检测到供油系统故障，通过打开第二油道从紧急供油单元向变速器供油,

其中供油单元由电机电驱动，并且

其中所述紧急供油单元与所述变速器整体形成，并且预定量的油被压缩且存储在所述紧急供油单元中以便当所述供油单元发生故障时产生预定水平的液压。

12.根据权利要求11所述的非暂时性计算机可读介质，所述程序指令被控制器执行时还实现以下的步骤：

检测所述变速器或所述供油单元的故障。

13.根据权利要求12所述的非暂时性计算机可读介质，所述程序指令被控制器执行时还实现以下的步骤：

响应于检测到供油单元故障，操作紧急供油单元和可变阀从而通过打开第二油道从所述紧急供油单元向变速器供油。

14.根据权利要求12所述的非暂时性计算机可读介质，所述程序指令被控制器执行时还实现以下的步骤：

响应于检测到供油单元故障，操作紧急供油单元和可变阀从而在故障保护处理步骤中通过打开所述第二油道从所述紧急供油单元向变速器供油。

15.根据权利要求11所述的非暂时性计算机可读介质，所述程序指令被控制器执行时还实现以下的步骤：

当来自所述紧急供油单元的油供给变速器时通过固定变速档位而操作跛行回家模式。

16.根据权利要求15所述的非暂时性计算机可读介质，所述程序指令被控制器执行时还实现以下的步骤：

当车辆速度处于预定水平或更小时，使用电机操作要驱动的车辆；以及

当车辆速度处于预定水平或更大时，使用所述电机和发动机操作要驱动的车辆。

17.一种用于车辆的故障保护设备，其包括：

所述车辆的变速器；

供油单元，其向所述变速器供油；

紧急供油单元，其向所述变速器供油；以及

控制器，其被配置成：

操作所述供油单元经由第一油道向所述变速器供油并产生液压；以及

当供油系统发生故障时，操作所述紧急供油单元经由第二油道向所述变速器供油并产生液压,

其中所述供油单元由电机电驱动，并且

其中所述紧急供油单元与所述变速器整体形成，并且预定量的油被压缩且存储在所述紧急供油单元中以便当所述供油单元发生故障时产生预定水平的液压。