加速度补偿阀门控制式变速器的制作方法

本公开涉及一种加速度补偿阀门控制式变速器。

背景技术：

通常，通过离合器活塞应用自动变速器的摩擦片式离合器，离合器活塞反过来通过液压流体压力而致动。通过使用调节阀紧密调节供给给定的摩擦片式离合器的液压流体压力，调节阀反过来通过压力控制螺线管(PCS)控制。通常情况下，离合器压力通过变速器控制模块计算而非直接测量。例如，变速器控制模块可由命令的PCS压力乘以校准增益，而校准增益为PCS压力所作用于的调节阀的几何尺寸的函数。然而，当在特定的驾驶操纵过程中换挡时，这类方法可能并非最佳方法。

技术实现要素：

本文公开了一种车辆，其具有发动机、变速器以及控制器。该变速器包括摩擦离合器和调节阀，调节阀例如由压力控制螺线管(PCS)阀装置控制。本文所使用的术语PCS阀装置可包括PCS和单独的调节阀，或其可包括具有一体式调节阀的直接作用PCS。通过调节阀，如通过操作PCS对摩擦离合器的液压离合器压力加以控制。校准PCS的压力特性，例如，在压力对电流特性表中记录PCS的压力特性，从而使至PCS绕组的命令电流对应于控制器的命令PCS压力。控制器执行本文阐述的方法的步骤，以便以在车辆纵向和/或横向阈值加速期间补偿对调节阀的惯性作用的方式来计算离合器压力。

本文需要注意的是因调节阀具有质量，所以变速器换挡过程中对离合器的压力命令可不时受到车辆加速度的影响。此类性能影响自身依据加速度的方向和大小以及调节阀的定向可表现为瞬态涡轮机短暂加速或停顿，此类性能影响可能对于以较高加速度水平驾驶的驾驶员更为明显，通常，某些高性能车辆不时经历较高加速度水平。因此，本发明方法使用加速计读数和/或计算的加速度水平来确定作用在调节阀上的加速力，然后使用本文所阐述的补偿压力对这种加速效应予以补偿。因此，在很大程度上能够避免对因加速度存在而以其他方式对换挡质量产生不利影响的瞬态工况。

在具体实施例中，公开了一种车辆，其包括发动机、连接到发动机的变速器以及控制器。变速器包括PCS阀装置，该PCS阀装置包括通过PCS控制的单独的调节阀或螺线管集成的调节阀。变速器还包括摩擦离合器和与调节阀流体连通的离合器活塞。在变速器换挡过程中，可以操作离合器活塞，以将离合器压力施加到摩擦离合器。与PCS连通的控制器被编程为：确定，即接收或计算描述车辆横向和/或纵向加速度的加速度值，然后使用接收到的加速度值来计算离合器压力。而后，控制器在变速器换挡过程中使用计算出的离合器压力来控制PCS的操作，并因此控制调节阀的操作，从而在换挡时将涡轮机短暂加速或停顿的情况减到最少。

一种变速器系统包括具有PCS和调节阀的PCS阀装置，且还包括如上所说的摩擦离合器、离合器活塞以及控制器。

一种用于补偿在具有变速器的车辆中的PCS阀装置的调节阀的控制过程中的加速效应的方法包括：通过控制器确定描述车辆横向和纵向加速度中的至少一者的加速度值。该方法还包括：通过控制器使用接收到的加速度值来计算离合器压力，并在变速器换挡期间使用计算出的离合器压力来控制PCS的操作。

当结合附图时，如所附权利要求中规定的，本公开的上述特点和优点以及其他特点与优点在下述一些执行本公开的最佳模式和其他实施例的详细描述中显而易见。

附图说明

图1为具有变速器的车辆示意图，变速器具有离合器、压力控制螺线管(PCS)阀装置和控制器，PCS阀装置具有PCS和调节阀，控制器编程为通过本文所述方法以加速度补偿方式来控制PCS。

图2为可用作图1所示变速器的一部分的调节阀和控制器一部分的示意图。

图3为描述一种以加速度补偿方式来控制在图1和图2的PCS阀装置中的PCS的方法的流程图。

具体实施方式

参照图纸，其中，相似参考号是表示几个图中的相似构件，具有底盘10C的示例车辆10以图示方式显示在图1中。车辆10包括内燃机(E)12、连接到发动机12的变速器(T)14以及控制器(C)50。变速器14包括与可将流体从集水坑21中抽出的水泵22流体连通的离合器电路25。为了简便说明而省略的变速器14的附加结构可包括具有齿圈、中心齿轮以及齿轮架构件的一个或多个齿轮组。为了简便说明同样以图示方式显示的离合器电路25包括压力控制螺线管(PCS)阀装置26D，即，本领域熟知的管理变速器14内压力的占空比控制装置。本文使用的术语“PCS阀装置”可包括PCS 26和单独的调节阀40，或可包括具有完整调节阀40的直接作用PCS 26，即，PCS26和调节阀40可集成到一个装置内。离合器电路25还包括通过PCS 26控制的调节阀40、摩擦离合器27以及与调节阀40流体连通的离合器活塞29。响应于控制器50中对PCS 26的压力命令(箭头P_PCS)，离合器活塞29在变速器14换挡过程中将离合器压力(箭头P_C)施加到摩擦离合器27。

与PCS 26连通且可操作用于改变PCS 26线圈或绕组电流以改变PCS压力(箭头P_PCS)从而改变本领域公知的调节阀40位置的控制器50可以特殊方式编程以在变速器14换挡的整个控制过程中尤其在积极加速度机动期间补偿作用在调节阀40公知质量的惯性作用。为达到所需端部，控制器50可编程以确定，即，接收或计算一个或多个描述相对于车辆10的横轴和纵轴X、Y的横向和/或纵向加速度值的加速度值(箭头A_X、A_Y)。

此外，控制器50的编程允许控制器50使用确定的加速度值A_X和/或A_Y以可选择的方式计算离合器压力(箭头P_C)并在变速器14换挡过程中根据方法100使用计算出的离合器压力(箭头P_C)控制调节阀40工作。下面将结合图2描述简单的示例调节阀40，结合图3进一步详细地描述方法100的实例。

关于图1的示例车辆10，发动机12响应于收到例如来自油门踏板(未示出)的节气门请求，通过曲轴13，例如通过输入离合器CI或液力变矩器组件将输入扭矩(箭头T_I)传递至变速器14的输入构件15。变速器14通过变速器14的各类齿轮组(未示出)传递输入扭矩(箭头T_I)从而使输出扭矩(箭头T_O)最终传递至输出构件18，然后通过若干摩擦离合器的工作自输出构件18传递至一个或多个传动轴19和传动轮20，即为简便说明起见，图1中仅描述其中一个摩擦离合器27。在不同的实施例中，传动轮20可为前轮和/或后轮20，因此，图1的后轮构造为说明性且非限制性的。变速器14典型的多速实施例将包括通过各种转动或制动摩擦离合器与各个通过相应调节阀40控制的摩擦离合器相互连通的多个行星齿轮组。由控制器50对此类离合器的控制最终通过变速器14以特定的速度传递输入扭矩(箭头T_I)产生输出扭矩(箭头T_O)。

通过编程和构造控制器来执行具体表达方法100步骤的计算机代码。控制器50可具体表达为具有处理器(P)和存储器(M)的数字式计算机。存储器(M)包括足够数量的有形、非瞬态存储器，例如，只读存储器、闪存、光和/或磁存储器、电子可编程只读存储器等。存储器(M)还包括随机存储器、电子缓冲器等足够的瞬态存储器。控制器50的硬件包括高速时钟、模数和数模电路和输入/输出电路与装置以及适当的信号调节和缓冲电路。

在可能的实施例中，图1的车辆10可包括一个或多个加速计，例如，与控制器50连通的第一和第二加速计S_X和S_Y。可操作各加速计S_X、S_Y测量给定轴X或Y的相应加速度值。例如，第一和第二加速计可就车辆10位于例如底盘10C上或变速器14内。可操作第一和第二加速计S_X和S_Y测量车辆10的横向和纵向加速度，术语“横向”和“纵向”表示相对于车辆10或变速器14的横轴和纵轴X和Y测量的轴向方向。因而，作为方法100的零件，控制器50可接收一个或多个测量的加速度值(箭头A_X、A_Y)。或者，控制器50可使用车辆10的速度(箭头N₁₀)和转向角(θ₁₀)，如通过各自的速度传感器和转向角传感器(未示出)测量的速度和转向角计算加速度值(箭头A_X、A_Y)。

简单地说，参考图2，控制器50连同调节阀40和图1中PCS 26的喷嘴部分26N一同描述。调节阀40具有各自主要和次要表面区域A1和A2的圆盘形第一和第二阀芯端部42和44。从控制器50到图1中PCS 26线圈的螺线管控制电流最终导致PCS压力(箭头P_PCS)通过喷嘴26N传递至调节阀40的第一端42，从而移动调节阀40以压紧预装载复位弹簧(RS)。喷嘴部分26N还作为调节阀40的机械止挡来阻止调节阀40的过度行程。

围绕调节阀40的阀体32定义若干流体通道，流体通道的相似性取决于调节阀40的设计。在图2的简化实例中，如本领域公知的，阀体32可定义接收排气压力(箭头PEX)的排气通道33、将离合器压力(箭头P_C)传递到离合器27的离合器供给通道34、从泵22接收管路压力(箭头P_L)的管路压力通道35以及从离合器电路25其他位置接收反馈压力(箭头PFB)以允许调节阀40执行其压力调节功能的压力反馈通道36。泵22的管路压力(箭头P_L)通过管路压力通道35输送到调节阀40中，并依据PCS控制压力(箭头P_PCS)可传递至离合器作为离合器压力(箭头P_C)的一部分。

如上所述，可在操作车辆10期间以特殊方式编程图1和图2的控制器50以计算离合器压力(箭头P_C)作为车辆10加速度的函数。因此，控制器50确定加速度值(箭头A_X、A_Y)，并自动补偿由PCS 26控制的加速度对调节阀40的换挡性能的作用。一般地说，控制器50使用下述力平衡方程计算离合器力(F_C)：

F_C＝(F_PCS-F_S-F_FB+F_A)G

其中，G为增益，即，A1/A2比、F_PCS为PCS 26施加的力，F_S为复位弹簧(RS)的力，F_FB为通过液体通道36的回复力，F_A为因加速度作用在调节阀40的力。众所周知，现有技术中，F＝ma，并且调节阀40的质量(m) 为已知的质量，从而很容易地计算调节阀40上的加速力

更为具体地说，控制器50可按照如下计算离合器力：

其中，K为复位弹簧(RS)的弹簧常量，x为调节阀40的线性位移，F_PL为复位弹簧(RS)上的预紧力，m为调节阀40的质量，和为上述规定的加速度值。在该方程中，调节阀40的补偿压力可定义为：

可被编程到用于相应加速度值的查找表中，从而使得用于任何给定加速度的控制器50可选择性地提取补偿压力值，并应用该值计算离合器压力(箭头P_C)从而以补偿作用于调节阀40的加速度的方式控制调节阀40的位置或其他操作。

当安装在变速器14中时，调节阀40具有预定的与车辆10的横轴或纵轴X和Y相关的轴向取向。因此，可基于调节阀40预先确定的方位编程控制器50来使用横向或纵向加速度值(箭头A_X、A_Y)。例如，如果图2所示调节阀40沿车辆10纵轴安装或与平行安装，则可在上述公式中使用纵向加速度值(箭头A_Y)。同样，如果调节阀40沿车辆10横轴安装或与其平行安装，则可在上述公式中使用横向加速度值(箭头A_X)。在调节阀40沿其他任何轴安装的实施例中，可在不偏离预期的发明范围条件下计算矢量作为横向和纵向加速度值(箭头A_X、A_Y)的函数，并可在上述公式中使用该矢量。

参照图3，方法100的示例实施例以步骤S102开始，其中，控制器确定控制器50的逻辑中是否请求变速器14换挡。即，控制器50评估发动机12速度、输入构件15和/或输出构件18、节气门要求、制动等级、当前齿轮比等典型的换挡控制参数，并确定另一齿轮状态是否需要换挡。当有换挡要求时，该方法继续执行步骤S104。

在步骤S104，控制器50确定车辆10的加速度值(箭头A_X、A_Y)。在确定加速度值(箭头A_X、A_Y)的过程中，控制器50可自图1的加速计S_X、S_Y中接收测量的加速度和/或控制器50可计算加速度值(箭头A_X、A_Y)。当接收到或以其他方式获知加速度值(箭头A_X、A_Y)时，方法100继续执行步骤S106。

步骤S106可包括访问以上述公开的加速力和补偿压力索引的查找表。如说明性实施例，当加速力超过±0.2G或一些其他相对较低的阀值时，该查找表可将补偿压力添加到PCS压力(箭头P_PCS)从而最终对离合器压力(箭头P_C)产生影响。在该阀值水平之上，控制器50可以线性方式施加补偿压力，例如，压力以一级或多级线性方式升高或以从在+0.1G处的0到在校准后的最大加速力，如±1.5G下校准的最大补偿压力增加的一个或多个速率升高，而后，趋于平稳状态，从而使超过校准后的最大加速力的任何加速力将接收校准后的最大补偿压力。由于加速力可依据大小以不同方式影响性能，因此，在一些实施例中，可使用更积极的补偿用于相对于低加速度较高的加速度，从而针对加速事件的严重性有效调整补偿性能。然后，方法100继续执行步骤S108。

步骤S108下，控制器50使用步骤S106中计算的PCS压力(P_PCS)控制变速器14的换挡。即，调整后的PCS压力(P_PCS)可确定新离合器压力(箭头P_C)，使控制器50可通过改变PCS压力指令(箭头P_PCS)来控制调节阀40所需的位置，即，调节阀40的线性位移。这结果改变了PCS 26的电流指令，从而控制调节阀40的压力，并最终修改或保持所需的离合器压力(箭头P_C)。

由于可在给定车辆的特定加速力的存在下观察涡轮机短暂加速或停顿等可能的加速度诱发的瞬态工况，因此，鉴于本公开，本领域普通技术的那些瞬态工况将理解为补偿压力可针对给定车辆10中的各调节阀40校准以减少或消除涡轮机短暂加速或停顿的实例。即，可针对给定的车辆10确定用于补偿加速力的值，该值存储在控制器50的存储器(M)内，并随后用于控制各用以控制变速器14规定换挡的调节阀40的工作。同样，基于对用于规定换挡和提高整个换挡质量的特殊调节阀40的性能的加速效应，可以经调整适应车辆内调节阀40方位的方式将加速度数据选择性地应用于给定的调节阀40中。

本发明的详细说明和附图或图为对本公开的支持和描述，但是本公开的范围仅由权利要求书限定。虽然已经详细描述了执行所要求保护的教导的一些最佳模式及其他实施例，但是存在用于实践所附权利要求书中限定的公开内容的各种替代设计和实施例。