CN110864098A - 用于减轻管线压力不稳定性的变速器控制 - Google Patents

Abstract

本公开提供“用于减轻管线压力不稳定性的变速器控制”。空气摄入变速器液压系统可能会导致许多问题。例如，用于接合液压致动驻车机构的时间可能过长。作为另一个示例，在随后的发动机起动时，泵可能无法正常灌注。空气摄入问题可以基于变速器管线压力的变化性来检测。当管线压力变化性超过阈值时，采取措施缓解潜在问题。

Description

用于减轻管线压力不稳定性的变速器控制

技术领域

本公开涉及用于机动车辆的自动变速器的控制系统领域。更具体地，本公开涉及减轻管线压力不稳定性的不利影响的方法。

背景技术

许多车辆在宽范围的车速(包括前进移动和倒车移动两者)内使用。然而，一些类型的发动机仅能够在窄速度范围内高效地操作。因此，往往会采用能够以各种传动比有效地传输动力的变速器。当车辆处于低速时，变速器通常以高传动比操作，使得所述变速器使发动机扭矩倍增以提高加速度。在高车速下，使变速器以低传动比操作允许与安静、燃料高效的巡航相关联的发动机转速。通常，变速器具有安装至车辆结构的壳体、通过发动机曲轴驱动的输入轴以及通常经由差速器总成驱动车轮的输出轴，所述差速器总成允许在车辆转弯时左轮和右轮以稍微不同的转速旋转。

离散比变速器能够经由各种动力流动路径传输动力，每个动力流动路径与不同的传动比相关联。特定的动力流动路径通过接合特定的换挡元件(诸如离合器或制动器)而建立。从一个齿轮比换挡到另一个齿轮比涉及改变接合哪些换挡元件。在很多变速器中，通过以受控的压力引导流体至换挡元件来控制每个换挡元件的扭矩容量。控制器通过向阀体发送电信号而调整压力。

当驻车时，变速器可以接合驻车棘爪，所述驻车棘爪将变速器轴保持静止以防止车辆滚动。驻车系统被设计成在长期无人看管时段期间保持接合而不消耗任何动力。通常，驻车棘爪响应于驾驶员选择驻车挡而接合，并响应于驾驶员选择任何其他挡位(诸如倒挡、空挡、行驶挡或低速挡)而脱离。

发明内容

一种车辆包括变速器、电子驻车制动器和控制器。变速器包括流体压力传感器和液压致动驻车机构。控制器被编程为响应于驻车请求而命令液压致动驻车机构的接合。当来自压力传感器的读数变化大于阈值时，控制器命令电子驻车制动器接合，直到液压致动驻车机构的接合完成。压力传感器可以被配置成测量离开泵的流体的压力。压力传感器可以被配置成测量离合器应用室中的流体压力，该压力等于当离合器完全接合时离开泵的流体的压力。控制器可以响应于确认液压致动驻车机构的接合而释放电子驻车制动器。控制器可以通过计算驻车请求之前的多个读数的标准偏差来计算所述变化。

在另一个实施例中，一种车辆包括发动机、变速器和控制器。变速器包括压力传感器。控制器被编程为基于在先前的发动机停机时来自压力传感器的读数变化来设置发动机起动时的发动机怠速，使得响应于所述变化超过阈值，怠速较高。变速器可以包括泵。压力传感器可以被配置成测量离开泵的流体的压力。控制器还可以被编程为响应于来自压力传感器的指示泵被灌注的读数，在发动机起动后降低怠速。

附图说明

图1是车辆动力传动系统的示意图。

图2是变速器系统的示意图。

图3是用于图2的变速器的液压控制系统的流体供给子系统的示意图。

图4是用于图2的变速器的液压控制系统的换挡元件控制子系统的部分的示意图。

图5是用于图2的变速器的液压控制系统的驻车子系统的示意图。

图6是用于接合驻车挡的方法的流程图。

图7是用于关闭发动机的方法的流程图。

图8是用于重新起动发动机的方法的流程图。

具体实施方式

本文中描述了本公开的实施例。然而，应理解，所公开的实施例仅仅是示例，并且其他实施例可以采用多种和替代形式。附图不一定按比例绘制；一些特征可能会被放大或最小化以示出特定部件的细节。因此，本文中公开的具体结构细节和功能细节不应被解释为限制性的，而是仅作为教导本领域技术人员以不同方式采用本发明的代表性基础。如本领域普通技术人员将理解，参考附图中的任一个示出和描述的各种特征可以与一个或多个其他附图中所示的特征进行组合以产生未明确示出或描述的实施例。所示特征的组合提供了典型应用的代表性实施例。然而，特定应用或实现方式可以期望与本公开的教导一致的特征的各种组合和修改。

图1示意性地示出了具有前轮驱动动力传动系统的车辆。动力由内燃发动机10提供。变速驱动桥12基于当前车辆需求调整发动机10产生的速度和扭矩，并将动力递送给前轮14和16。变速驱动桥12可以包括变矩器18、可换挡变速箱20和差速器22。变速驱动桥12还包括安装到变速箱20的输出端或差速器22的输入端的驻车机构以保持车辆静止。后轮24和26没有动力。电子驻车制动器28独立于变速驱动桥驻车机构保持驱动轮中的至少一个静止。在图1中，EPB被示出为附接到后轮中的一个。控制器30基于指示驾驶员意图的传感器(例如加速踏板和制动踏板)以及指示动力传动系统和其他车辆状况的各种其他传感器而向发动机10、变速驱动桥12和EPB 28发出指令。后轮驱动动力传动系统包括类似的部件，除了后轮代替前轮被提供动力。四轮驱动和全轮驱动动力传动系统将动力分配给所有四个车轮。

图2更详细地示意性示出了变速驱动桥12。粗实线表示机械动力流动连接。细实线表示液压流体的流动。虚线表示信息信号的流动。动力在输入轴32处从发动机10供给。变矩器18包括可驱动地连接到输入轴32的泵轮和可驱动地连接到涡轮轴34的涡轮。每当泵轮比涡轮旋转得更快时，动力便经由移动流体从泵轮传输到涡轮。当泵轮比泵轮旋转得快得多时，定子可以改变流体的方向，使得涡轮扭矩是泵轮扭矩的多倍。变速箱20包括传动装置和换挡元件，其被配置成在涡轮轴34和输出轴36之间建立各种动力流动路径。可以通过接合换挡元件的指定子集来建立每个动力流动路径。在低车速下，可以建立在涡轮轴与输出轴之间提供扭矩倍增和速度降低的动力流动路径，以优化车辆性能。在较高车速下，可以建立提供速度倍增的动力流动路径以最小化燃料消耗。

变速箱20内的大多数换挡元件通过以升高的压力将液压流体供给到离合器应用室而接合。(变速箱20还可包括被动接合的单向离合器或电致动元件。)每个换挡元件可以包括离合器组，所述离合器组具有用花键连接到一个部件的摩擦板，所述摩擦板与用花键连接到不同部件的隔板交错。加压的流体推动活塞挤压离合器组，使得在摩擦板与隔板之间的摩擦力联接所述部件。每个换挡元件的扭矩容量与流体压力的变化成比例地变化。由输入轴32驱动的泵38从油底壳40抽取流体并将其以升高的压力递送到阀体42。阀体42以根据来自动力传动系统控制器30的信号控制的压力将流体递送到离合器应用室。除了提供给离合器应用室的流体之外，阀体还提供用于润滑的流体并将流体提供给变矩器12。流体最终在环境压力下从变速箱20和阀体42排回油底壳40。

图3示意性地示出了构成流体供给子系统的阀体42的一部分。在美国专利申请公布号2013/0014498和2013/0017112中讨论了类似的流体供给子系统，这些专利申请通过引用整体并入本文。由变速器输入轴驱动的泵38从油底壳40抽取流体并将流体递送到泵出回路44。泵38是正排量泵。忽略泄漏，无论泵入口和泵出口处的相对压力如何，正排量泵都会在泵轴的每转输送一定量的流体。每转输送的流体量称为泵排量。基于排量减小回路46中的压力，泵38的排量在预定义限度内变化。旋转泵轴所需的扭矩随着泵出口处的压力相对于入口处的压力增加而增加且还与泵排量成比例地增加。

在正常操作期间，防回流阀48打开，使得流体从泵出回路44自由地流到管线压力回路50，且两个回路中的压力基本相等。控制器30通过向管线压力可变力螺线管(VFS)52发送命令来调整这两个回路中的压力。流体从泵出回路44流动通过孔口54、通过管线压力VFS52中的阀开口且然后流入LP控制回路56。从泵出回路44到LP控制回路56的压降根据管线压力VFS 52中的开口的大小而变化。管线压力VFS 52中的开口的大小基于滑阀的移动而变化。来自控制器30的电流在滑阀上产生趋于扩大所述开口的磁力。LP控制回路56中的流体作用在滑阀的一定区域上以产生趋于减小开口的大小的力。达到平衡，在所述平衡下，LP控制回路56中的压力与电流成比例。

主调节阀58调整泵38的排量，以便将泵出回路44中的压力维持为与LP控制回路56中的压力成比例。在LP控制回路56中的压力在主调节阀58的滑阀上产生力。泵出回路44中的压力在滑阀上产生相反方向上的力。当泵出回路44中的压力超过LP控制回路56中的压力时，滑阀移动以允许从泵出回路44流到排量减小回路46。回路46中的压力导致从泵38进入泵出回路44的流速降低。由泵出回路44和管线压力回路50供给的部件在这些回路中的压力和流速之间建立了一定关系。因此，流速的降低导致泵出回路44中的压力降低，直到达到平衡。为了帮助控制管线压力和泵出压力，一些实施例可以包括压力传感器60。

当车辆停止时，诸如当在交通灯处等待时，动力传动系统控制器30可以关闭发动机以节省燃料。当驾驶员通过释放制动器并踩下加速踏板而再次需求扭矩时，控制器重新起动发动机。为了在发动机重新起动后快速响应，重要的是将一些离合器维持在接合状态中或者快速地重新接合它们。维持这些离合器的流体流动是由蓄积器62提供的，蓄积器62经由蓄积器控制阀64供给管线压力回路50。当发动机运转且管线压力回路中的压力越过蓄积器中的压力时，控制器30打开阀64以充注蓄积器。在一些实施例中，蓄积器的充注可以通过与阀64并联的止回阀被动地实现。在发动机停机时段期间，控制器30通过打开阀64来对管线压力回路50加压。在这些发动机停机时段期间，控制器30还将至管线压力VSF 52的电流设置为中间水平，这使得LP控制回路56中的压力处于中间水平。响应于LP控制压力的这种降低，防回流阀48的滑阀移动到管线压力回路与泵出回路44相隔离的位置，从而减少了必须由蓄积器供给的部件的数量。

图4示意性地示出了离合器控制子系统的一部分。第一换挡元件70的离合器应用室是经由VFS阀72从泵出回路44进行供给的。结果，换挡元件70只能在发动机运转时应用。为了接合换挡元件，控制器命令阀72将离合器应用室的压力设置为在零和泵出回路44中的压力之间的值。控制器通过调整至阀72中的螺线管的电流来调整压力。当电流设置为零时，阀70将离合器应用室与泵出回路44隔离，并将离合器应用室70连接到油底壳40，从而允许流体逸出以释放离合器。尽管为了简单起见示出了单个阀，但是系统也可以包括锁止阀或其他辅助阀。类似地，第二换挡元件74的离合器应用室是经由VFS阀76从管线压力回路50进行供给的。结果，即使在发动机未运转时也能够应用换挡元件74。为了接合离合器2，控制器命令阀76将离合器应用室74的压力设置为在零和管线压力回路50中的压力之间的值。控制器通过调整至阀76中的螺线管的电流来调整压力。当电流设置为零时，阀76将离合器应用室与管线压力回路50隔离，并将离合器应用室74连接到油底壳40，从而允许流体逸出以释放离合器。类似地控制额外的换挡元件，一些由管线压力回路50供给，且一些由泵出回路44供给。

压力传感器78和79分别测量离合器应用室70和74中的流体压力，并将压力报告给控制器30。在换挡期间，该信息有助于控制器30更精确地设定离合器扭矩。离合器压力传感器可能存在于某些离合器中，但不存在于其他离合器中。当离合器1处于稳态完全接合状况时，压力传感器78提供泵出回路44中的压力的精确指示。类似地，当离合器2处于稳态完全接合状况时，压力传感器79提供管线压力回路50中的压力的精确指示。结果，如果压力传感器60不存在或不起作用，则可以在相应离合器完全接合的工况下使用来自传感器78和79的读数。

图5示意性地示出了阀体42的驻车控制子系统。驻车阀80的滑阀机械地链接到驻车机构，使得滑阀在一个方向上的移动接合驻车机构，且在相反方向上的移动脱离驻车机构。驻车机构内的弹簧使系统朝向接合偏置。而且，泵出回路44中的压力作用在滑阀的一定区域上，以使系统朝向驻车挡接合偏置。当脱离驻车挡时，驻车阀80将脱离驻车挡回路82流体地连接到管线压力回路50，且当接合驻车挡时，对脱离驻车挡回路82进行排放。液压回路84和86使驻车阀朝向脱离位置偏置。止回阀88将回路84流体地连接到离合器1应用回路70或脱离驻车挡回路82中的具有较高压力的一个。类似地，止回阀90将回路86流体地连接到离合器2应用回路74或脱离驻车挡回路82中的具有较高压力的一个。

当接合驻车机构时，驻车机构本身和泵出回路44中的压力二者趋于将驻车阀80保持在接合位置中。为了脱离驻车机构，通过命令至应用回路70和74的全压力来接合离合器1和2。止回阀88和90分别将这些离合器应用回路流体地连接到回路84和86。回路84和86中的压力迫使驻车阀进入脱离位置。一旦处于脱离位置，驻车阀80将脱离驻车挡回路82流体地连接到管线压力回路50。结果，即使离合器1和2随后被释放，驻车阀也倾向于保持在脱离位置。为了重新接合驻车机构，泵出回路44中的压力以及因此管线压力回路50中的压力被降低到驻车机构弹簧迫使驻车阀到达接合位置的水平。一旦处于脱离位置，驻车阀80就经由排放回路92将脱离驻车挡回路82排放到油底壳。

如上所述，流体在几个点从阀体中释放出来，且必须排回油底壳。来自阀体的流体以及用于润滑和冷却旋转传动部件的流体通过重力排回油底壳。在变速驱动桥中，阀体可能比油底壳高得多。通常，流体沿着变速器壳的壁流回油底壳。当流体冷时，粘度高。当粘度高时，流体移动较慢，且流体返回油底壳可能需要相当长的时间。结果，油底壳中的流体水平可能降低，使得泵入口将空气与变速器流体一起引入。这可能干扰流体供给子系统用以调节泵出回路44和管线压力回路50中的流体的压力的正常操作。在这些情况下，管线压力回路和泵出回路中的压力可能变得不稳定且波动很大。

当泵出回路44和管线压力回路50中的压力不稳定时，液压驻车系统可能不会迅速响应。具体而言，脱离驻车棘爪的命令可能不会像正常情况下那样迅速产生这种效果。限制驾驶员选择驻车和车辆被固定之间的延迟至关重要。避免车辆固定延迟的一种方法是使用电子驻车制动器28。每次电子驻车制动器接合和脱离时，都会出现一些磨损。因此，仅在其中液压致动驻车机构可能较慢的情况下才接合电子驻车制动器是有益的。发明人已经发现液压致动驻车挡接合时间与来自压力传感器60的压力读数变化相关。具体而言，只有当进入驻车挡的请求之前的短暂时间间隔内压力读数的标准偏差超过阈值时，才会观察到过度缓慢的接合。

图6示出了用于进入驻车挡的过程。该过程是响应于进入驻车挡的请求而启动的。通常，所述请求将由驾驶员将换挡选择器移动到驻车挡位置而产生。在100处，控制器计算多个最近压力读数的标准偏差。控制器可以持续存储预期到该计算的固定数量的最近读数。其他变化度量可以是合适的。在102处，控制器将该变化度量与阈值进行比较。如果变化度量超过阈值，则在104处，控制器命令电子驻车制动器的接合。在106处，控制器通过命令低管线压力来命令液压致动驻车机构的接合。然后，控制器在108处等待，直到它能够确认液压致动驻车机构的成功接合。这种确认可以来自例如驻车机构中的位置传感器。在110处，如果电子驻车制动器在104处接合，则控制器命令电子驻车制动器的脱离。

泵入口中的空气可能导致的另一个问题是泵灌注的损失。如果系统停机一段时间，使得小气泡有机会聚结成大气泡，尤其可能发生这种情况。正排量泵在使液体移动方面比使气体移动方面好得多。可能需要提高泵速，以将气泡的压力降低到足以将流体抽取到泵入口中。发动机起动后灌注泵的延迟也可能导致接合换挡元件以建立前进挡或倒挡以及脱离驻车机构的延迟。

图7和图8描述了减轻泵灌注问题的过程。图7的过程由发动机停机请求启动。发动机停机请求可以来自驾驶员，或者可以是在怠速时段期间自动关闭发动机以节省燃料的控制策略的一部分。在120处，控制器计算变化度量，如前面关于步骤100所述的标准偏差。如果在122处度量大于阈值，则在124处标志被设置为真。否则，在126处，标志被设置为假。在128处，控制器根据请求使发动机停止。

图8的过程由发动机起动请求启动。在130处，控制器根据请求起动发动机。如果在132处标志没有被设置为真(即，它被设置为假)，则在134处控制器将怠速设置为正常怠速设置。如果在132处标志被设置为真，则在136处控制器将怠速设置为较高水平。然后，控制器在138处等待泵已经成功灌注的指示。例如，在命令的水平下的稳定压力读数将指示适当的泵灌注。一旦泵被灌注，则在140处控制器将怠速降低到其正常水平。

除了上述问题之外，管线压力不稳定还可能导致其他问题，例如离合器接合时间的变化。因此，其他控制系统参数可以基于管线压力变化性度量来改变，以减轻这些问题。

虽然上面描述了示例性实施例，但这些实施例无意描述权利要求所涵盖的所有可能的形式。在说明书中使用的词语是描述性词语而非限制性词语，并且应理解，在不脱离本公开的精神和范围的情况下可以进行各种改变。如前所述，可以组合各种实施例的特征来形成本发明的可能并未明确描述或示出的另外的实施例。虽然各种实施例可能已经就一个或多个期望特性描述为提供优点或优于其他实施例或现有技术实现方式，但是本领域普通技术人员应认识到，可以折衷一个或多个特征或特性以实现期望的整体系统属性，这取决于具体应用和实现方式。因此，描述为就一个或多个特性而言不如其他实施例或现有技术实现方式理想的实施例不在本公开的范围之外并且对于特定应用来说可能是期望的。

根据本发明，提供了一种车辆，其具有：变速器，该变速器包括流体压力传感器和液压致动驻车机构；电子驻车制动器；和控制器，该控制器被编程为响应于驻车请求而命令液压致动驻车机构的接合，并且响应于来自压力传感器的大于阈值的读数变化而命令电子驻车制动器接合，直到液压致动驻车机构的接合完成。

根据实施例，变速器包括泵，并且压力传感器被配置成测量离开泵的流体的压力。

根据实施例，控制器还被编程为响应于确认液压致动驻车机构的接合而释放电子驻车制动器。

根据实施例，控制器被编程为通过计算驻车请求之前的多个读数的标准偏差来计算所述变化。

根据实施例，变速器包括具有离合器应用室的离合器，并且压力传感器被配置成测量离合器应用室中的流体的压力。

根据实施例，控制器被编程为通过计算在离合器完全接合时驻车请求之前的多个读数的标准偏差来计算所述变化。

根据本发明，一种方法包括：通过命令液压致动驻车机构的接合来响应接合驻车挡的第一请求，并且响应于流体压力读数的变化超过第一阈值，还命令电子驻车制动器的接合；并且通过命令液压致动驻车机构的接合而不命令电子驻车制动器的接合来响应接合驻车挡的第二请求。

根据实施例，本发明的特征还在于，响应于在所述接合驻车挡的第一请求后液压致动驻车机构的接合，释放电子驻车制动器。

根据实施例，本发明的特征还在于，基于在先前的发动机停机时流体压力读数的变化来设置发动机起动时的发动机怠速，使得响应于所述变化超过第二阈值，怠速较高。

根据实施例，本发明的特征还在于，响应于指示泵被灌注的流体压力读数，在发动机起动后降低怠速。

根据实施例，本发明的特征还在于，通过获取时间间隔内多个流体压力读数的标准偏差来计算所述变化。

根据实施例，本发明的特征还在于，在所述时间间隔期间命令离合器的完全接合。

根据本发明，提供了一种车辆，其具有：发动机、包括压力传感器的变速器、以及控制器，该控制器被编程为基于在先前的发动机停机时来自压力传感器的读数变化来设置发动机起动时的发动机怠速，使得响应于所述变化超过阈值，怠速较高。

根据实施例，变速器包括泵，并且压力传感器被配置成测量离开泵的流体的压力。

根据实施例，控制器还被编程为响应于来自压力传感器的指示泵被灌注的读数，在发动机起动后降低怠速。

根据实施例，控制器被编程为通过计算发动机停机之前的多个读数的标准偏差来计算所述变化。

Claims (15)

1.一种车辆，其包括：

变速器，其包括流体压力传感器和液压致动驻车机构；

电子驻车制动器；和

控制器，其被编程为响应于驻车请求，

命令所述液压致动驻车机构的接合，并且

响应于来自所述压力传感器的大于阈值的读数变化，命令所述电子驻车制动器接合，直到所述液压致动驻车机构的接合完成。

2.根据权利要求1所述的车辆，其中所述变速器包括泵，并且所述压力传感器被配置成测量离开所述泵的流体的压力。

3.根据权利要求1所述的车辆，其中所述控制器还被编程为响应于确认所述液压致动驻车机构的接合而释放所述电子驻车制动器。

4.根据权利要求1所述的车辆，其中所述控制器被编程为通过计算所述驻车请求之前的多个读数的标准偏差来计算所述变化。

5.根据权利要求1所述的车辆，其中所述变速器包括具有离合器应用室的离合器，并且所述压力传感器被配置成测量所述离合器应用室中的流体的压力。

6.根据权利要求5所述的车辆，其中所述控制器被编程为通过计算在所述离合器完全接合时所述驻车请求之前的多个读数的标准偏差来计算所述变化。

7.一种方法，其包括：

通过命令液压致动驻车机构的接合来响应接合驻车挡的第一请求，并且响应于流体压力读数的变化超过第一阈值，还命令电子驻车制动器的接合；并且

通过命令所述液压致动驻车机构的接合而不命令所述电子驻车制动器的接合来响应接合驻车挡的第二请求。

8.根据权利要求7所述的方法，其还包括响应于在所述接合驻车挡的第一请求后所述液压致动驻车机构的接合，释放所述电子驻车制动器。

9.根据权利要求7所述的方法，其还包括：

基于在先前的发动机停机时所述流体压力读数的所述变化来设置发动机起动时的发动机怠速，使得响应于所述变化超过第二阈值，所述怠速较高。

10.根据权利要求9所述的方法，其还包括：

响应于指示泵被灌注的流体压力读数，在所述发动机起动后降低所述怠速。

11.根据权利要求7所述的方法，其还包括通过获取时间间隔内多个流体压力读数的标准偏差来计算所述变化。

12.一种车辆，其包括：

发动机；

包括压力传感器的变速器；和

控制器，其被编程为基于在先前的发动机停机时来自所述压力传感器的读数变化来设置发动机起动时的发动机怠速，使得响应于所述变化超过阈值，所述怠速较高。

13.根据权利要求12所述的车辆，其中所述变速器包括泵，并且所述压力传感器被配置成测量离开所述泵的流体的压力。

14.根据权利要求13所述的车辆，其中所述控制器还被编程为响应于来自所述压力传感器的指示所述泵被灌注的读数，在所述发动机起动后降低所述怠速。

15.根据权利要求12所述的车辆，其中所述控制器被编程为通过计算所述发动机停机之前的多个读数的标准偏差来计算所述变化。

Images