CN105485328A - 变速器锁止阀的控制 - Google Patents

Abstract

变速器包括具有锁止状态和解锁状态的锁止阀。在解锁状态下，锁止阀将控制压力提供至离合器应用回路。在响应于控制压力高于锁止压力而进入的锁止状态下，锁止阀将管路压力提供至离合器应用回路。控制器取决于变速器输入扭矩和档位状态而有所不同地管理从锁止至解锁的转换。在高变速器输入扭矩下，控制器首先将控制压力降低以使锁止阀中的滑阀快速加速，且然后将控制压力升高以防止离合器打滑。在低扭矩下，在转换期间控制器将压力降低至中间值且然后将其再次降低。在中等扭矩下，控制器在单个步骤中将压力直接降低至目标压力。

Description

变速器锁止阀的控制

技术领域

本申请涉及自动变速器控制领域。更具体地，本申请与解锁操作期间锁止阀的控制有关。

背景技术

自动变速器通过选择性地接合和断开多个换挡元件建立具有不同传动比的各种动力流路径。换挡元件包括摩擦离合器。基于来自变速器控制器的信号，每个摩擦离合器的扭矩容量被确定。例如，控制器可改变称为回路的特定通道中液压流体的压力。来自回路的流体可被导引到离合器的活塞应用腔中，导致活塞施加与流体压力有关的力。活塞力可挤压隔板之间的摩擦板以建立离合器的扭矩容量。

液压流体可通过机动泵(enginedrivenpump)、电动泵、蓄能器或其他工具被供应至变速器阀体管路压力回路。压力通常通过调整阀或通过调节泵的排量被调整为管路压力。使用压力控制阀，向阀体中的各种回路供应具有比管路压力低的控制压力的流体。

有时，锁止阀设置在压力控制阀和对应的离合器应用回路之间。锁止阀在离合器应用压力和控制压力之间产生了非线性的关系。当控制压力小于锁止压力时，锁止阀将流从控制压力回路引导至离合器应用回路。这称为解锁状态。当控制压力超过锁止压力时，锁止阀将流从管路压力回路引导至离合器应用回路。这称为锁止状态。在未锁止状态下，锁止阀允许少的离合器增益以更为精确地控制离合器应用压力，而在锁止状态下仍然允许全管路压力。

当变速器在稳定传动比时，对每个用于接合离合器的离合器应用回路供应足够高以使离合器扭矩容量超过离合器传输的扭矩的压力。这可通过指令足够高以进入锁止状态的压力实现。当控制器确定需要传动比变化时，控制器通过释放称为即将分离(off-going)的元件的一个换挡元件和接合称为即将接合(on-coming)的元件的另一换挡元件来执行换挡。为了使汽车乘客对换挡感觉平滑，重要的是即将接合的元件的扭矩容量与即将分离的元件的扭矩容量相对于彼此且相对于发动机扭矩协调。例如，如果即将分离的离合器过早被释放，那么输出扭矩将过度降低且发动机速度将提高。这种现象称为发动机爆发。另一方面，如果即将分离的元件太晚被释放，那么两个换挡元件将相互抵制且输出扭矩将过度降低。这种现象称为绑定。为了主动控制即将分离的元件的扭矩容量，锁止阀必须在解锁状态。如果用于即将分离的元件的锁止阀先前处于锁止状态，那么状态转换必须在控制可执行换挡之前发生。

发明内容

根据本发明，提供一种变速器。该变速器包括：具有应用腔的离合器、锁止阀和控制器。所述锁止阀具有：孔，所述孔形成有与所述应用腔流体连通的出口、管路压力口和控制压力口；和滑阀，所述滑阀配置为在所述孔内在锁止位置与解锁位置之间滑动。所述控制器配置用于：在第一变速器输入扭矩下，将所述控制压力口处的压力降低至小于防止在所述第一变速器输入扭矩下的离合器打滑需要的离合器应用压力的值以启动第一解锁事件；和在所述第一解锁事件过程中当所述滑阀向所述解锁位置运动时，将所述控制压力升高至第一值以防止离合器打滑。

根据本发明的一个实施例，所述出口在所述管路压力口与所述控制压力口之间且通过孔环岸与所述管路压力口与所述控制压力口分离；且所述滑阀包括第一、第二和第三滑阀环岸，所述第一、第二和所述第三滑阀环岸设置为使所述管路压力口在所述第一滑阀环岸与所述第二滑阀环岸之间且所述控制压力口在所述第二滑阀环岸与所述第三滑阀环岸之间。

根据本发明的一个实施例，所述第三滑阀环岸具有大于所述第二滑阀环岸的直径的直径，以便所述第二滑阀与所述第三滑阀之间的压力将所述滑阀朝所述锁止位置偏置。

根据本发明的一个实施例，所述变速器进一步包括将所述滑阀朝所述解锁位置偏置的弹簧。

根据本发明的一个实施例，所述控制器进一步配置用于：在第二变速器输入扭矩下，将所述控制压力单调地降低至小于所述第一值且大于防止在所述第二变速器输入扭矩下的离合器打滑需要的离合器压力的第二值以启动第二解锁事件。

根据本发明的一个实施例，所述第二解锁通过在单个步骤中将所述控制压力直接降低至所述第二值来启动。

根据本发明的一个实施例，所述控制器进一步配置用于：在小于所述第二变速器输入扭矩的第三变速器输入扭矩下，将所述控制压力降低至中间值直到所述滑阀到达所述解锁位置，且然后将所述控制压力降低至小于所述第二值且大于防止在所述第三变速器扭矩下的离合器打滑需要的离合器压力的第三值。

变速器包括锁止阀，锁止阀配置为用于基于来自控制器的信号将加压流体供应至离合器供应腔。锁止阀包括带有与离合器应用腔流体连通的出口、供应有具有管路压力的流体的管路压力口、和供应有具有控制器指令的压力的流体的控制压力口的孔。出口可处于管路压力口与控制压力口之间，且通过孔环岸与管路压力口和控制压力口分离。滑阀在孔内在锁止位置与解锁位置之间滑动。滑阀可具有三个滑阀环岸，以便管路压力口在第一环岸与第二环岸之间，且控制压力口在第二环岸与第三环岸之间。第三环岸可具有比第一环岸的直径和第二环岸的直径更大的直径，以便第二环岸与第三环岸之间的压力将滑阀朝锁止位置偏置。锁止阀还可包括将滑阀朝解锁位置偏置的复位弹簧。

控制器被编程为用于在解锁事件期间以取决于变速器输入扭矩的方式指令控制压力。在相对高的第一变速器输入扭矩下，控制器被编程为用于将压力降低至小于防止离合器打滑需要的离合器应用压力的值以启动第一解锁事件，且然后当滑阀向解锁位置运动时，用于将控制压力升高至第一值以防止离合器打滑。当变速器输入扭矩低于阈值上限时，控制器可被编程为用于将压力单调地降低至目标压力。在阈值下限与阈值上限之间的中等变速器输入扭矩下，控制器可在单个步骤中降低压力。在低于阈值下限的低变速器输入扭矩下，控制器可将压力降低至中间值，且然后在滑阀移动至解锁位置之后将压力再次降低至目标值。

附图说明

图1为变速器液压控制系统的示意图。

图2为示例性的变速器离合器的截面。

图3为在解锁位置的锁止阀的截面。

图4为在锁止位置的图3的锁止阀的截面。

图5为在转换中间位置的图3的锁止阀的截面。

图6为说明了在各种变速器输入扭矩水平下控制锁止阀从图4的锁止位置转换至图3的解锁位置的方法的流程图。

图7为说明了在相对高的变速器输入扭矩下使用图6的方法的转换的图。

图8为说明了在中等变速器输入扭矩下使用图6的方法的转换的图。

图9为说明了在相对低的变速器输入扭矩下使用图6的方法的转换的图。

具体实施方式

本说明书中描述了本申请的多个实施例。然而，应当理解的是，公开的实施例仅仅为示例且其它实施例可采取各种和可选的形式。附图不需要按比例绘制；一些特征可被放大或缩小以显示特定部件的细节。因此，本说明书中公开的具体结构和功能细节不应被认为是限制，但仅仅被认为是用于教导本领域技术人员以多种形式利用本发明的代表性基础。如本领域技术人员将理解的，参考任一附图说明和描述的各种特征可与一幅或更多其它附图中说明的特征结合以形成未明确说明或描述的实施例。说明的特征的组合提供了用于典型应用的代表性实施例。然而，可能需要与本公开的教导一致的特征的各种组合和变型以用于特定应用或实施。

图1说明了用于变速器的液压控制系统。该图中，粗线表示机械动力的流动，实线表示液压流体的流动，且虚线表示信号的流动。发动机将动力提供至变速器12的输入。变速器12根据汽车的需要调节速度和扭矩且将动力传递至输出轴。一部分发动机动力被转移至从油底壳16提取流体且将流体传递至液压控制系统的驱动泵14。调节阀18控制从泵至管路压力回路20的流体的压力。控制器22可通过发送控制信号至调节阀来改变管路压力回路中的压力。

控制系统包括多个压力控制阀24。例如，对变速器12中的每个摩擦元件都可存在压力控制阀。每个压力控制阀根据来自控制器22的信号调节对应的控制压力回路26中的压力。每个压力控制阀内，滑阀在孔内运动以改变管路压力回路与控制压力回路之间的限定区的大小。控制器将具有与需要的压力成比例的大小的电流供应至螺线管。螺线管将与电流成比例的力施加在滑阀上，在趋于扩大该限定区的方向上推动滑阀。控制压力回路作用在滑阀区域上，在相反的方向上推动滑阀以趋于限制流。滑阀到达平衡位置，在平衡位置力被平衡且控制压力与电流成比例。称为增益的比例系数通过螺线管的特性和压力控制阀的设计来确定。

一些或全部压力控制阀可与对应的锁止阀28相关联。在稳定状态下，锁止阀将流体从管路压力回路20或控制压力回路26引导至对应的离合器应用回路30。具体地，当控制压力低于锁止值时，锁止阀将控制压力提供给离合器应用回路，且当控制压力高于锁止值时，锁止阀将管路压力提供给离合器应用回路。压力控制阀和锁止阀还可利用排放回路32，排放回路32将流体抽回具有非常低的压力的油底壳16。为了清楚，图1中其他流回油底壳16的流体流路被省略。

图2说明了可被用在变速器12内的示例性摩擦离合器或制动器。离合器包括壳体40和毂42。在制动器的情况下，壳体40可被集成在变速器箱内。另外，壳体40可被固定至旋转的变速器部件。毂42通常被固定至旋转变速器部件。一组摩擦板44花键连接至毂且与花键连接至壳体的一组隔板46交错。活塞48被配置为用于在壳体内滑动。当加压流体通过离合器应用回路30被导引至应用腔50时，活塞48被强制向右，挤压隔板46之间的摩擦板44以在壳体40与毂42之间传递扭矩。当流体压力被释放时，复位弹簧52强制活塞返回。

离合器的扭矩容量通过离合器应用腔中的压力及其它参数确定。当毂42的转速与壳体40的转速不同时，离合器处于打滑状态。在打滑状态下，与离合器扭矩容量相等的扭矩被从较快的部件传递至较慢的部件。当速度相等时，被传递的扭矩与变速器输入扭矩成比例。离合器扭矩与变速器输入扭矩的比取决于齿轮传动装置和选择的比。如果被传递的扭矩超过离合器扭矩容量，那么离合器转换为打滑状态。

图3说明了解锁状态下的锁止阀。解锁的阀包括壳体60，壳体60具有第一孔62和第二孔64。两个孔是同心的。第二孔64具有比第一孔62的直径更大的直径。壳体60中的一系列壳体环岸66、68、70和72形成多个称为口的开口。第一口74与控制压力回路连接。第二口76与离合器应用回路连接。第三口78与管路压力回路连接。第四口80和第五口82都与将流体排放至变速器箱的未加压的回路连接。

滑阀包括中心轴84，中心轴84固定有第一滑阀环岸86、第二滑阀环岸88和第三滑阀环岸90。滑阀可以以各种方式制造，包括但不限于由通常的固体金属加工或由粉末金属形成。第一滑阀环岸86和第二滑阀环岸88具有约等于第一孔62的直径的直径，以便滑阀在孔内自由地滑动而滑阀环岸对孔产生有效的流体密封。类似地，第三滑阀环岸90具有约等于第二孔64的直径的直径。滑阀和弹簧92被插入壳体内，然后盖94被固定至壳体。弹簧92将滑阀朝壳体的左端偏置。

第一腔96形成在壳体60、第一滑阀环岸86和第二滑阀环岸88之间。在图3中示出的解锁状态下，第一腔仅通过口78对管路压力回路暴露。因为第一滑阀环岸和第二滑阀环岸具有相同的面积，所以第一腔中的压力不会将任何净力施加在滑阀上。第二腔98形成在壳体60、第二滑阀环岸88和第三滑阀环岸90之间。在图3中示出的解锁状态下，第二腔通过口74对控制压力回路暴露且通过口76对离合器应用回路暴露。流体从口74通过腔98流动至口76，其压降是可以忽略的。因为第三滑阀环岸90的面积大于第二滑阀环岸88的面积，第二腔中的压力将力施加在滑阀上，向右推动滑阀。在图3中示出的解锁状态下，该力小于弹簧92施加的力，因此滑阀保持在壳体的左端。滑阀两端上的流体压力是可以忽略的，所以施加在滑阀的端部的流体净力是可以忽略的。

图4说明了锁止状态下的锁止阀。在锁止状态下，第一腔96通过口78对管路压力回路暴露且通过口76对离合器应用回路暴露。流体以可忽略的压降从口78通过腔96流至口76使离合器的扭矩容量最大化。在锁止状态下，第二腔98通过口74仅对控制压力回路暴露。在锁止状态下，腔98中的压力产生了足够大的净力以克服弹簧92施加的力且将滑阀推至壳体的右端。

图5说明了在锁止状态与解锁状态之间的过渡状态的锁止阀。在一些实施例中，环岸88可比离合器供给口76稍宽，以便离合器供给口对管路压力回路和控制压力回路均是密封的。在其他实施例中，环岸88可比离合器供给口76稍窄，以便离合器供给口对管路压力回路和控制压力回路均是敞开的，尽管通路将非常小。

每当指令压力小于锁止压力足够长的时间时，滑阀从图4的锁止位置运动至图3的解锁位置。然而，如果指令压力仅稍微小于锁止压力，转换至解锁状态可能需要过长的时间。控制器不能开始释放即将分离的离合器，直到对应的锁止阀处于解锁位置。因此，控制器必须等待开始执行换挡，导致驾驶员不满意。

由于滑阀自身的质量且由于必须在液压回路80和82内运动以允许滑阀运动的流体的质量，滑阀具有不可忽略的惯性。如果指令压力仅稍微小于锁止压力，那么滑阀上的净力小且滑阀朝解锁位置的加速小，限制了滑阀朝解锁位置的运动的速度。此外，只要离合器供给回路76对腔98暴露，被加压至管路压力的流体流入腔98，升高了腔98内的压力且使滑阀减速。如果滑阀环岸88的长度小于口76的长度，那么存在其中流体从管路压力回路流入腔98、将腔98的压力升高至高于指令压力且使滑阀减速的时间段。另一方面，如果滑阀环岸88的长度大于口76的长度，那么存在其中离合器供给回路与管路压力回路和控制压力回路都未连接的时间段。如果离合器供给回路中存在任何泄露，离合器供给回路中的压力可降低至小于指令压力。如果压力降低太多，离合器容量可降低，使离合器开始打滑。然后，正当控制器准备好开始以受控方式释放离合器时，离合器可再次锁止。汽车乘客可感觉到产生的扭矩扰动且被惹恼。

为了避免至解锁状态的较长转换，指令压力必须远小于锁止压力，以便滑阀加速高且滑阀快速运动通过中间状态。其中系统必须能够调节离合器应用压力的最大压力由换挡期间离合器的最大扭矩容量来指定。锁止阀可被设计为具有远高于该值的锁止压力。然而，这需要压力控制阀被设计用于传递甚至更高的压力以实现锁止。设计压力控制阀以实现更高的压力降低了其可控制压力的精度。可替代地，更快的解锁可通过短暂地指令远低于目标压力的压力以使滑阀加速且然后正好在滑阀运动通过中间位置之前将指令压力升高至目标压力来完成。滑阀的惯性使其快速通过中间位置进入解锁状态。通过该改变的控制方法，锁止阀可被设计为具有仅稍微高于最大压力(系统必须能够在最大压力下调节离合器应用压力)的锁止压力。

在从锁止至解锁的转换过程中指令过低的压力还可导致不期望的行为。在压力指令的阶梯变化减小之后，压力控制阀24的动态行为可导致控制压力暂时降低至低于(下冲(undershoot))指令压力。考虑到在稳定状态下，压力控制阀中的滑阀到达平衡位置，在平衡位置来自螺线管的力被控制压力生成的液压力平衡。管路压力回路20和控制压力回路26之间的限定区的大小基于滑阀的位置而改变。在平衡位置，限定区建立了需要的压降，以便力平衡。需要的限定区的大小和因此需要的滑阀的位置取决于通过该限定区的流率，而该流率取决于控制压力回路中的流率。当螺线管力被突然减小时，滑阀在减少限定区的大小的方向上加速以降低指令压力。然而，滑阀惯性可使其通过新的平衡点。因此，控制压力回路26中的压力可降低至低于指令值且然后在指令值周围波动，直到滑阀停留在新的平衡位置。

锁止阀28的动态行为可能加剧下冲指令压力的趋势。当锁止阀的滑阀朝解锁位置运动时，腔98的体积减小。这降低了控制压力回路26中的流率。在更低流率下，压力控制阀24的滑阀寻找导致限定区非常小的位置。然后，当腔98对口76敞开时，流体开始流入离合器应用回路30，提高了通过控制压力回路26的流率。通过非常小的限定区的提高的流率暂时产生了大的压降和低的指令压力。甚至暂时的下冲可允许离合器短暂地打滑，产生讨厌的扭矩扰动。为了避免下冲，控制压力可被指令为在转换期间为中间值，且然后在滑阀已经运动至解锁位置之后被降低至目标值。

图6为说明了控制解锁转换以便在变速器换档过程中变速器离合器可以以受控方式被释放的方法。图7、8和9说明了分别在高、中等和低变速器输入扭矩下根据图6的方法的解锁事件。在初始状态100下，离合器被接合且锁止阀在锁止位置。如图7-9中示出的，指令的控制压力被保持在高于锁止阀的锁止压力102的压力。当需要离合器的释放的换挡被安排时，在104处，基于变速器输入扭矩和档位状态计算目标压力。变速器输入扭矩和档位状态确定离合器将开始打滑的压力106。目标压力被选择以提供高于打滑压力的足够的差数以避免打滑，但是该差数足够低以准备用于快速转换至受控的打滑。

在108处，目标压力被与阈值上限压力110比较。如果目标压力高于该阈值，控制器使用图7中说明的加速的解锁流程。在112处，控制压力被指令为小于阈值上限110且还小于避免离合器打滑需要的压力106的值。由于控制压力远小于锁止压力，滑阀朝解锁位置快速加速。在114处，控制压力被保持预定的量的时间。时间的量被调整，以便滑阀有时间加速至足够的速度以使其穿过中间位置但是还未到达解锁位置。该时间段可在20ms与100ms之间。在116处，控制压力被指令为目标压力。在118处，控制器等待足够长的时间，以使滑阀到达解锁位置。最后，在120处，控制压力被逐步降低。一旦离合器开始打滑，可以闭环控制压力以建立期望的量的离合器打滑。当即将接合的离合器的扭矩容量增加时，需要逐步降低的给即将分离的离合器的控制压力以保持期望的量的打滑。

如果目标压力小于阈值上限106，那么，在122处，目标压力被与阈值下限124比较。如果目标压力不小于阈值下限，控制器使用图8中说明的直接解锁方法。在126处，控制压力在单个步骤中被指令为目标压力。在128处，控制器等待足够长的时间，使滑阀到达解锁位置。最后，在120处，控制压力被逐步降低以如上所述地释放离合器。

如果目标压力小于阈值下限，那么控制器使用图9中说明的下冲避免方法。在130处，控制压力被指令为中间值。在132处，控制压力被保持预定的量的时间，以使滑阀到达解锁位置。在134处，控制压力被进一步降低至目标压力。最后，在120处，控制压力被逐步降低以如上所述地释放离合器。

虽然以上描述了示例性的实施例，这些实施例不意味着描述了权力要求书包含的所有可能的形式。例如，尽管一些参数被描述为可校正的常数，操作过程中动态地调节这些参数的调节方法是可能的。说明书中使用的文字为描述的而不是限制的文字，且应当理解的是，在不超出本发明的精神和范围的情况下，各种改变可被做出。如前面描述地，各种实施例的特征可被组合以形成可能未被明确描述或说明的、本发明的另外的实施例。虽然关于一个或多个期望的特征，各种实施例对其他实施例或现有技术实施方式可被描述为提供优点或为优选的，本领域技术人员认识到，一个或多个特征或特点可被放弃以实现期望的整体系统属性，这取决于特定的应用和实施方式。这样，关于一个或多个特点，描述为与其他实施例或现有技术实施方式相比更少被期望的实施例不在本公开的范围之外且可为特定应用所期望的。

Claims (10)

1.一种控制锁止阀从锁止状态转换至解锁状态的方法，所述方法包括：

在所述锁止状态，指令大于锁止压力值的第一压力值，以便对液压驱动的变速器离合器供应管路压力；和

响应于目标压力值大于阈值上限，

指令小于所述阈值上限的第二压力值以加速锁止滑阀的运动，和

当所述锁止滑阀朝解锁位置运动时，将指令压力从所述第二压力值升高至所述目标压力值。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述指令压力保持在所述第二压力预定时间，所述预定时间在20ms与100ms之间。

3.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：响应于所述目标压力值小于阈值下限，

指令在所述阈值下限与所述阈值上限之间的第三压力值以使所述滑阀运动至所述解锁位置而不会下冲所述目标压力；和

所述解锁状态被建立之后，将所述指令压力降低至所述目标压力值。

4.根据权利要求3所述的方法，进一步包括：响应于所述目标压力值在所述阈值下限与所述阈值上限之间，在单个步骤中将所述指令压力从所述第一压力值降低至所述目标压力值。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述目标压力基于变速器输入扭矩值和变速器档位状态，使得对所述变速器离合器供应所述目标压力将防止离合器打滑。

6.根据权利要求5所述的方法，进一步包括：逐步降低所述指令压力以启动受控的离合器打滑。

7.一种通过锁止阀控制变速器离合器的方法，包括：

在第一变速器输入扭矩下，将控制压力降低至小于防止在所述第一变速器输入扭矩下的离合器打滑需要的离合器压力的值以启动第一解锁事件；和

在所述第一解锁事件期间当锁止滑阀向解锁位置运动时，将所述控制压力升高至第一值以防止离合器打滑。

8.根据权利要求7所述的方法，进一步包括：

在小于所述第一变速器输入扭矩的第二变速器输入扭矩下，将所述控制压力单调地降低至小于所述第一值且大于防止在所述第二变速器输入扭矩下的离合器打滑需要的离合器压力的第二值以启动第二解锁事件。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述第二解锁通过在单个步骤中将所述控制压力直接降低至所述第二值来启动。

10.根据权利要求8所述的方法，进一步包括：

在小于所述第二变速器输入扭矩的第三变速器输入扭矩下，将所述控制压力降低至中间值直到所述锁止滑阀到达所述解锁位置，然后将所述控制压力降低至小于所述第二值且大于防止在所述第三变速器输入扭矩下的离合器打滑需要的离合器压力的第三值。