用于自动变速器的蓄能器的快速填充的系统和方法与流程

本申请请求2015年11月6日提交的美国临时专利申请No.62/251,766以及2015年11月10日提交的美国临时专利申请No.62/253,245的优先权，二者的全部公开内容都在此引入作为参考。

背景技术：

1.发明领域

本发明大体上涉及一种自动变速器，并且更具体地，涉及一种用于自动变速器的蓄能器的快速填充的系统和方法。

2.相关技术的描述

本领域已知的常规的车辆通常包括具有旋转输出的发动机，该发动机作为进入变速器，例如自动变速器的旋转输入。发动机产生旋转输出，该旋转输出被选择性地平移至变速器，变速器反过来又将旋转转矩平移至一个或者多个车轮。该变速器通过一组预定的齿轮组改变发动机产生的旋转速度和转矩，从而齿轮组之间的改变使得车辆针对给定的发动机速度以不同的车速行进。

除了齿轮组之间的改变，自动变速器还用来调节与发动机的旋转输出的接合，从而变速器能够选择性地控制与发动机的旋转输出的接合，以便于车辆运行。举例来说，当车辆停车或者空转时，或者当变速器在齿轮组之间变化时，发动机的旋转输出和到达自动变速器的输入之间的转矩平移通常被中断。在传统的自动变速器中，调节通过液压装置来实现，例如液压转矩变换器。然而，现代的自动变速器可使用一个或者多个电子的和/或液压致动的离合器(现有技术中有时被称为“双离合器”自动变速器)来替代转矩变换器。通常使用液压流体和液压系统来控制自动变速器，液压系统包括泵组件，具有一个或者多个电磁阀的阀体，以及电子控制器。泵组件向阀体的电磁阀提供流体动力源，而阀体又反过来通过控制器致动，从而选择性地引导液压流体经过自动变速器以控制由发动机的旋转输出产生的旋转转矩的调节。电磁阀通常还用于在自动变速器的齿轮组之间进行变化，并且还可在运行中用于控制用于冷却和/或润滑变速器的各种部件的液压流体。

人们已知提供液压蓄能器来存储用于自动变速器内使用的液压系统的液压流体。一般而言，液压蓄能器与自动变速器的液压系统的阀体流体地连通。通常，开启泵组件以提供足够的液压流体和压强来满足自动变速器的需求，例如，提供足够的液压流体至自动变速器的离合器。然而，该方法比较昂贵，并且导致使用更多的功耗来填充液压蓄能器。

此外，液压蓄能器必须与发动机重启动作相一致。在发动机产生输出转矩之前，自动变速器的启动离合器必须被填充。再填充液压蓄能器的这种方法意味着在发动机重启动作之后，必须消耗几秒钟以再填充液压蓄能器，以用于下一次的发动机停止事件。这对可能处于慢速的交通阻塞中，或者处于驾驶通过线路的车辆驾驶员来说是不希望的。

因此，期望通过接到指令时有效地填充并且控制蓄能器的排出，在停止/启动车辆应用中辅助自动变速器。还希望提供一种控制策略或者方法，以允许在特定条件下进行的液压蓄能器的几乎瞬时的再填充。因此，有必要在本领域中提供一种系统和方法，用于自动变速器的液压蓄能器的快速填充。

技术实现要素：

本发明提供一种用于自动变速器的液压蓄能器的快速填充的系统，该自动变速器包括液压蓄能器和主动快速填充机构，液压蓄能器适于与自动变速器的液压系统流体地连接，主动快速填充机构与液压蓄能器流体地连接，并且适于与液压系统流体地连接，以允许液压流体从所述液压系统流至所述液压蓄能器。该系统还包括其与主动快速填充机构平行并流体地连接到液压蓄能器并且适于流体地连接到自动变速器的液压系统，和与主动快速填充机构通信用于激活主动快速填充机构以在车辆的停止/启动发动机事件期间快速填充液压蓄能器的电子控制模块。

此外，本发明提供一种用于自动变速器的液压蓄能器的快速填充的方法，包括如下步骤：提供流体地连接到液压蓄能器和自动变速器的液压系统的主动快速填充机构、提供与主动快速填充机构通信的电子控制模块、由电子控制模块激活主动快速填充机构使得液压蓄能器被来自液压系统的流体填充。该方法还包括通过主动快速填充机构为液压蓄能器填充流体、以及由电子控制模块停用主动快速填充机构以在车辆的停止/启动发动机事件期间停止为液压蓄能器填充来自液压系统的流体。

本发明的一个优点是提供了一种系统和方法，用于在车辆的停止/启动发动机事件期间快速填充自动变速器的液压蓄能器。本发明的另一个优点是该系统和方法使用快速填充机构(例如双向电磁阀)来控制液压蓄能器以允许用于自动变速器的液压系统的液压蓄能器的快速填充。本发明的另一个优点是该系统和方法可通过选择性地打开电磁阀以快速填充液压蓄能器来绕开液压系统的被动慢速填充机构。本发明的还一个优点是该系统和方法允许在车辆的停止/启动发动机事件期间对液压蓄能器的较快的填充。

在阅读完以下结合附图所作的说明之后，本发明的其它特征和优点可以被更好地理解，从而也被更容易地了解。

附图说明

图1是根据本发明的用于自动变速器的液压蓄能器的快速填充的系统的一个实施例的示意图。

图2是根据本发明的用于自动变速器的液压蓄能器的快速填充的系统的另一个实施例的示意图。

图3是根据本发明的与图1或者图2的系统一起用于自动变速器的液压蓄能器的快速填充的方法的一个实施例的流程图。

图4是根据本发明的与图1或者图2的系统一起用于自动变速器的液压蓄能器的快速填充的方法的另一个实施例的流程图。

具体实施方式

现在参考附图，其中采用相同的附图标记来表示相似的结构，除非另有说明，其中示出了根据本发明的一个实施例结合自动变速器用于车辆(未示出)的液压蓄能器12的快速填充的系统10，该自动变速器总体上在图1中以14表示。车辆包括与自动变速器14配合的发动机(未示出)。发动机产生旋转转矩，该旋转输转矩选择性地平移至自动变速器14，该自动变速器14反过来又将旋转转矩平移至车辆的一个或者多个车轮(未示出)。应当理解，发动机和自动变速器14具有在发动机停止/启动事件的“混合动力”车辆中使用的类型。还应当理解，发动机和/或自动变速器14可以是任何合适的类型，在不脱离本发明的范围的情况下，以足以产生和传送旋转转矩从而驱动车辆的任何合适的方式进行配置。

自动变速器14包括具有泵(未示出)的液压系统和具有多个阀(未示出)的阀体16，其控制来自自动变速器14中的泵的流体流动和流体压强。液压蓄能器12与阀体16流体地连通，以去除液压系统中的液压流体和压强波动，以及输送液压流体至液压系统以提供足够的传输管线压强至自动变速器14。在一个实施例中，液压蓄能器12包括具有储藏室的壳体、设置在壳体中的可移动活塞，以及偏压活塞的弹簧。应当理解，液压蓄能器12和自动变速器14是本领域已知的。

在一个实施例中，系统10可包括通常用标号18表示的被动慢速填充机构，由于填充液压蓄能器12的流量需求，其设置在液压蓄能器12与阀体16之间的流体管线中来以相对慢的速率来填充蓄能器12，以便确保液压或传输管线压强不会下降(变低)。在一个实施例中，被动慢速填充机构18包括具有止回球22的被动限流器20。应当理解，该被动慢速填充机构18允许液压蓄能器12的慢速再填充，例如在发动机再启动事件之后的3到10秒钟，并允许接下来的发动机停机事件。

系统10包括通常用标号24表示的主动快速填充机构，其设置在液压蓄能器12与阀体16之间的流体管线中，并与被动慢速填充机构18相平行来以相对较快的速率填充液压蓄能器12。在一个实施例中，主动快速填充机构24为双向电磁阀，其具有可移动的阀构件26和用于致动或移动阀构件26的螺线管28。应当理解，主动快速填充机构24允许液压蓄能器12的几乎瞬时的再填充，例如在发动机再启动事件之后不到1秒钟内。还应当理解，阀构件26开启并关闭流体管线中从阀体16到液压蓄能器12的流体流量。

系统10还包括与快速填充机构24电连通的用于主动控制的电子控制器30。在一个实施例中，电子控制器30与螺线管28电连通以激活螺线管28或对其通电以致动阀构件26，或对螺线管28进行去激活或断电以主动地控制流至液压蓄能器12以及从其流出的流体流量。应当理解，电子控制器30为本领域所知。

本发明还提供一种用于系统10的控制策略，以允许在特定条件下进行的液压蓄能器12的几乎瞬时的再填充。例如，倘若车辆的发动机在发动机停机事件之后再启动，然后立即请求发动机停机事件但是液压蓄能器12尚未填满，则快速填充机构24的螺线管28通过电子控制器30被通电以允许液压蓄能器12在小于1秒钟之内被填充。然后螺线管28通过电子控制器30被断电，且车辆的发动机可以被关闭。应当理解，这只能在这样的条件下进行，即传输管线压强下降并不成为问题，例如，当操作员的脚放置在刹车上而让车辆停止时。应当理解，在这种情况下，倘若在传输管线压强下降的同时也填充液压蓄能器12，则滑动自动变速器14的离合器是安全无风险的。

参考图2，根据本发明，示出了系统10的另一个实施例。图1的系统10的相同部分具有相同的附图标记。如图2所示，系统10去除了与主动快速填充机构24相平行的被动慢速填充机构，并且不具有被动地填充液压蓄能器12的策略。在该实施例中，系统10可以在适宜的条件下主动地填充液压蓄能器12，以简化控制算法，该控制算法用于计算液压蓄能器12的填满程度并仅出于填充液压蓄能器12的目的而将传输管线压强上升的时间量最小化。应当理解，也去除了用于被动慢速填充机构的流体管线。

在过去，用于填充液压蓄能器12的策略假设被动填充不需要或需要最少的附加能进行填充。然而，由于液压蓄能器12的完全行程压强可以位于8-14bar的范围之内，且在正常操作中，自动变速器14中的通常传输管线压强命令可以仅仅为4-8bar，控制算法通常包括“管线升压”阶段以完成液压蓄能器12的填充。当传输管线压强被提升时，阀体16的总泄漏将增加并且填充液压蓄能器12所需的能量也不再“免费”。

实例

通过升压进行标准被动填充来完成填充(蓄能器的50％)

50cm³·(12-5)bar＝35J 升压以完成蓄能器剩余50％的填充

(12-5)bar＝58.333J 升压过程的附加阀泄漏

35J+58.333J＝93.333J 升压填充的总能量耗费

通过较低的升压和较少的时间进行主动填充来完成填充(蓄能器的100％)

100cm³·9bar＝90J 主动填充的能量耗费

(9-5)bar＝1.667J 升压过程的附加阀泄漏

90J+1.667J＝91.667J 升压填充的总能量耗费

在以上所示的实例中，用于主动填充液压蓄能器12所消耗的总能量可能小于使用提升的传输管线压强命令进行被动填充液压蓄能器12所需的所消耗的总能量。

参考图3，根据本发明，一种使用系统10来快速填充液压蓄能器12的方法的一个实施例用标号40示出。方法40开始于框42处，并前进至框44用于车辆发动机启动事件。在框44处，电子控制器30接收车辆的发动机再启动的信号。方法40前进至框46并激活快速填充机构24。在框46处，电子控制器30将螺线管28通电以移动阀构件26f并允许流体从快速填充机构24流至液压蓄能器12。然后，方法40前进至框48并填充液压蓄能器12。在框48处，当螺线管28被通电时，阀构件26开启从阀体16流至液压蓄能器12的流体流量并填充液压蓄能器12。方法40前进至框50并将快速填充机构24进行去激活。在框50处，一旦液压蓄能器12被填充，则电子控制器30将螺线管28断电，以移动阀构件26并停止流体从快速填充机构24流至液压蓄能器12。然后该方法前进至框52并结束。

参考图4，根据本发明的一种用于对用于快速填充机构24电磁阀的螺线管28通电和断电的方法的一个实施例用标号60示出。方法60开始于框62，并前进至框64以让液压系统中的传输管线压强下降。在框64处，电子控制器30将螺线管28通电以移动阀构件26并让传输管线压强下降，以使得传输管线压强不大于预定值，例如比液压蓄能器12的当前压强高5bar。方法60前进至框66并将螺线管28通电。在框66处，电子控制器30将螺线管28通电，以移动阀构件26并允许流体从快速填充机构24流至液压蓄能器12。然后方法60前进至框68并升高传输管线压强。在框68处，快速填充机构24填充液压蓄能器12，并且传输管线压强被升高至预定范围内，例如比液压蓄能器12的冲程压强死点高1-5bar，以获得充足的时间来填充液压蓄能器12。方法60前进至框70并将螺线管28断电。在框70处，一旦压强管线压强被提升，电子控制器30将螺线管28断电以移动阀构件26并停止流至液压蓄能器12的流体流量。电子控制器30发出下降管线压强命令并启动用于车辆发动机的发动机关闭程序。然后该方法前进至框72并结束。

已经以示意性的方式描述了本发明。将被理解的是，本文所使用的术语旨在用于描述而非进行限制。

在了解上述说明后可对本发明进行许多修改和变化。因此，在所附的权利要求范围内，本发明可以用不同于特定描述的方式实现。