专利名称：液压离合器和用于确定其自适应离合器填充体积的方法
技术领域：
本发明涉及一种液压离合器。其还涉及一种用于确定该液压离合器的自适应离合器填充体积的方法。
背景技术：
液压离合器包括液压促动的摩擦元件。摩擦元件通常包括壳体、活塞和在壳体和活塞的一侧之间限定的离合器施加腔体。液压离合器还可在活塞另一侧包括多个彼此交替的金属板和摩擦材料盘。液压油被泵入和泵出腔体，用于液压离合器的接合和脱开。在车辆动力链中，液压离合器可被定位在曲轴和变速箱之间，用于将驱动扭矩从曲轴传递至变速箱。在汽车变速器的情况下，变速箱本身还可包括用于促动齿轮和由此用于换挡的液压
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两口命ο例如，US 2009/0105039披露了一种操作动力链的方法，该动力链包括汽车变速器、内燃机和电机。该方法包括通过使用压力控制开关监视液压离合器的流体压力的步骤。 压力控制开关被连接到变速器控制模块用于响应流体压力计算流速和离合器体积。液压离合器的操作基于离合器填充体积而被控制。但是，所披露的方法涉及昂贵的部件和用于其实施的复杂技术。
发明内容
本发明提供用于获得液压离合器特征填充体积的方法和装置，用于获得液压离合器的特征复位弹簧压力的方法和装置，以及用于基于该特征体积和特征复位弹簧压力促动液压离合器的液压离合器促动器的方法和装置。具体地，所述方法和装置可有利地应用于用于自动变速器的行星式变速箱的液压离合器。填充体积和复位压力的获取通过向液压离合器施加脉冲和通过观察包括该液压离合器的扭矩路径的扭矩输入或扭矩输出的偏离事件(inflection event)而实现，该液压离合器当前并不接合且大致为空的。扭矩路径可例如包括行星式变速箱、在该行星式变速箱的扭矩输入处的扭矩转换器的涡轮、在行星式变速箱的扭矩输出处的输出轴。本申请披露了一种用于获取液压离合器的特征填充体积的方法，该方法包括循环步骤当液压离合器处于不接合状态将压力脉冲施加到液压离合器，并确定偏离事件，特别是在包括该液压离合器的扭矩路径的输入或扭矩输出处的输入轴或输出轴的加速度。特征填充体积通过被确定的偏离事件获得并存储在计算机可读存储器中用于随后使用。在自动变速箱的情况下，偏离事件可以在自动变速箱的扭矩转换器处被检测到， 特别是在扭矩转换器的涡轮轴处。还可以在变速箱的输出轴处检测到。有利的是，使用现有速度或加速度传感器作为偏离传感器。对于一些自动变速箱，这样的加速度传感器设置在涡轮处。本申请此外披露了一种用于获取液压离合器的特征复位弹簧压力或相应的复位弹簧力的方法。该方法包括循环步骤，当离合器处于不接合状态执行施加。循环步骤包括施加第一、第二和第三压力脉冲到液压离合器。第二压力脉冲的压力水平比第一压力脉冲的压力水平小，第三压力脉冲的压力水平比第一压力脉冲的压力水平小且大于第二压力脉冲的压力水平。当第三压力脉冲被施加时或之后，在包括该液压离合器的扭矩路径的扭矩输入或扭矩输出处确定偏离事件，特别是输入或输出轴的加速度。液压离合器的特征弹簧复位压力通过被确定的偏离事件获得，并且该特征弹簧复位压力储存在计算机可读存储器中用于随后使用。优选地，第一脉冲的高度和持续时间使得在第一脉冲施加之后离合器接近接合， 并且第二压力脉冲的高度几乎在估计的复位弹簧压力处或略微在其之下。更具体地，披露了确定偏离事件的步骤包括检测液压离合器是否从不接合状态变化到至少部分接合的状态。扭矩路径可包括一个或多个其他离合器，所述离合器是被接合的。在这种情况下， 液压离合器的接合导致可容易检测的密切联系状态。更具体地，披露了液压离合器在施加所述至少一个压力脉冲之前大致为空的。以此方式，诸如离合器体积和复位弹簧压力这样的特征离合器值可被更加准确地确定。具体地，本申请披露了一种根据前述的方法，其还包括施加快循环系列的压力脉冲直到检测到偏离事件，这些脉冲具有增加的脉冲长度。快循环序列可具有大的增量以快速检测离合器体积或相应地离合器容量。除了快循环系列之外，该方法还可包括施加慢循环序列压力脉冲直到检测到偏离事件的步骤。该慢循环系列包括具有增大的脉冲长度的脉冲，且慢循环系列的脉冲长度增量小于快循环系列的脉冲长度增量。以此方式，离合器体积可在已通过快循环系列获得第一估计值后被更加准确地确定。此外，该方法可包括施加测试系列的压力脉冲，这些压力脉冲具有大体相等的长度，且脉冲长度大致等于慢循环系列的压力脉冲的最后的脉冲的长度。以此方式，可以检测前一获得的离合器体积是否正确，用于更准确的确定。如果在最大数量的测试循环脉冲之后没有观察到偏离事件，则慢循环可被重复，但其第一脉冲的宽度大于慢循环的在先第一脉冲的宽度。特别地，被重复的慢循环的第一脉冲可被设置为大致等于测试循环的脉冲的长度。用于确定液压离合器的特征复位弹簧压力的方法还可包括以下步骤。如果在确定步骤中检测到偏离事件，复位压力弹簧从第二脉冲的压力水平获得。如果在确定步骤中没有检测到偏离事件，第二压力脉冲的压力水平或相应的其高度增加，且第三压力脉冲的压力水平也增加。第二脉冲被施加，其中第二脉冲的压力水平增大，且第三脉冲被施加，其中第三脉冲的压力水平增大。如果确定了偏离事件，获得特征复位弹簧压力。施加具有增大压力水平的第二和第三脉冲的步骤被重复，直到检测到偏离事件。更具体地，本申请披露了一种用于确定液压离合器的特征复位弹簧压力的方法， 其中，第二压力脉冲的宽度大于第一压力脉冲的宽度，且第二压力脉冲的宽度大于第三压力脉冲的宽度。获得特征离合器体积和特征复位弹簧压力的上述方法不取决于在液压离合器处的测量值。特征离合器体积和特征复位弹簧压力可被用在用于使离合器接合的方法中，该方法在液压离合器处不需要压力测量。因此，在液压离合器处的压力传感器可被省略。这由此导致关于成本减少和适用性方面的重大改进，且还导致质量降低并由此节省燃料。根据本申请的用于确定特征离合器值的方法还可用于补偿液压离合器的磨损、用于指示服役间隔和用于指示特定的故障状况。更具体地，本申请还披露了一种用于接合液压离合器的方法，其包括以下步骤。液压离合器的特征离合器体积从计算机可读存储器中读取。液压离合器的特征复位弹簧压力从计算机可读存储器读取。例如，特征离合器体积和特征复位弹簧压力根据上述方法中的一个获取。基于特征离合器体积和特征复位弹簧压力获得用于液压离合器的填充压力。命令压力从填充压力获得，命令压力施加到液压离合器的伺服阀，例如施加到VBS (可变排放螺线管)阀，用于接合液压离合器。填充压力的获得此外可包括从液压流体中的温度传感器读取温度信号和从扭矩路径的输入或输出处的旋转速度传感器读取速度信号。偏移压力通过基于温度信号和速度信号从查询表中读出而获得，且偏移压力被添加到填充压力以获得自适应填充压力。通过自适应填充压力，可获得命令压力，且命令压力可施加到液压离合器的伺服阀。此外，本申请还披露了一种计算机程序产品，其包括用于执行上述方法中的一个的计算机可读代码。该计算机可读代码嵌入在非挥发性存储器、光学存储介质或其他计算机可读/可写介质(例如，微控制器的存储器)中。例如，计算机程序产品可以是微控制器的EPROM存储器的内容的一部分。在更宽泛的意义下，“计算机程序产品”还包括容纳计算机可读代码的装置，诸如微控制器。此外，本申请披露了一种液压离合器组件，其包括至少一个液压离合器、连接到该至少一个液压离合器的填充管道以及在填充管道中用于将填充管道分为上游管道和下游管道的离合器填充调节器阀，该上游管道用于接收具有管线压力(PliJ的液压流体，该下游管道用于将离合器填充调节器阀连接到液压离合器。调节器阀还称为伺服阀。液压离合器组件的特征在于，其包括控制单元。该控制单元包括用于将输出控制信号输出到离合器填充调节器阀的输出端口，以及用于从包括该至少一个液压离合器的扭矩路径中的偏离事件传感器接收输入信号的输入端口。控制单元还包括处理单元，用于通过输出控制信号和输入信号确定特征离合器值，诸如离合器体积或复位弹簧压力，以及用于储存该特征离合器值。更具体地，本申请披露了一种液压离合器组件，其中，下游管道还包括下游孔，用于与离合器填充调节器阀协作以向液压离合器施加离合器填充压力(APfill)。下游孔可将下游管道分为调节器下游管道和离合器下游管道，从而离合器填充调节器阀的端部经由压力P_vavle连接到调节器下游管道，该压力是来自VBS信号的调节信号。该设置允许命令压力和离合器填充压力之间的可复制关系。由此，体积和压力获取方法的准确性提高。通过以上，VBS是指所用的一种伺服阀或离合器调节器阀，其是可变排放螺线管阀。下游孔对于在液压离合器中产生稳定压力有用，从而离合器填充调节器阀可存在，且以稳定和一致的方式调节液压流体的压力脉冲。上游管道可包括上游孔，用于控制离合器填充调节器阀接收的流体压力。上游孔和下游孔一起作用以保持调节器阀在其操作期间完全填充，且用于提供准确的压力脉冲。此外，本申请还披露了一种变速箱组件，其包括具有液压离合器的行星式变速箱，其中，至少一个液压离合器是液压离合器组件的一部分。可以用根据本申请的控制方法仅控制离合器的一部分，并用现有方法控制液压离合器的其余部分。本申请还提供用于机动车的动力链，其包括液压离合器组件以及连接到离合器填充调节器阀和液压离合器二者的变速器控制单元，用于自适应离合器填充体积。变速器控制单元可被编程以自动控制调节器阀和液压离合器，从而车辆的司机可从液压离合器的沉重操作中释放。由此，司机能够放松且享受驾驶的舒适根据一实施例，填充体积在车辆的稳定运动状态期间确定。由此，该方法不会受到来自离合器相互作用的输入或在换挡期间能改变涡轮轴或输出轴的速度输入的影响。例如，离合器扭矩容量相互作用可导致容量事件的错误检测。由此，可获得该方法的更好准确性。在一实施例中，流体压力命令的确定包括向未使用的离合器施加具有增加持续时间的压力脉冲，且检测是否有超过给定标定检测阈值的偏离事件。术语“未使用的离合器” 在此是指没有用于保持当前档位比的离合器。这通常还是一种状态，其中，离合器施加腔体是大体空的，没有液压流体。由此，一系列压力脉冲施加到闲置的离合器，该离合器没有被用于保持当前档位比，其中，压力脉冲的持续时间随下一脉冲增加，直到填充压力到达期望水平。当脉冲持续时间足够长，以在一个脉冲期间完全填充腔体，将三离合器紧密联系(tie-up)，这是容易检测到的。在该紧密联系中，驱动扭矩被防止在自动变速器中传递。这样的紧密联系是可被接受的，因为根据本申请，紧密联系被制成为足够温和，从而司机不会被影响，但在另一方面而言，其足够明显以被检测到。在开始填充闲置液压离合器时，离合器没有被接合。在开始时没有检测到偏离事件。随着液压离合器继续被填充，偏离事件被检测到。如果第三离合器的输出轴的加速度超过标定检测阈值，这意味着被施加的压力和相关联的填充时间足够填充离合器腔体。由此， 自适应方法基于直接跟随对空离合器的压力施加的特定事件，特别用于产生自适应的检测事件。由此，离合器填充体积可基于在档位比变化期间观察的事件(其可与非填充时间或流体压力命令的输入有关)被准确地获取，而不是制造增加的调整。偏离事件可以是输出轴或涡轮轴加速度的短暂变化。由此，加速度偏离用作所施加的压力足以填充未使用离合器施加腔体的指示器。输出轴或涡轮轴加速度事件，且因此三个离合器紧密联系足够大，以产生可行的准确事件检测。在另一方面，三个离合器紧密联系足够温和，从而司机可能察觉不了，例如通过速度的扰动。根据一实施例，在至少一次被观察到超过标定阈值的偏离事件时，所施加的压力被记录，以指示流体压力命令。当给定操作条件期间一系列压力脉冲施加到离合器时，响应足够大以填充离合器施加腔体的被检测容量被记录。由此，以给定压力和温度条件施加到离合器的压力被记录， 且因此，该值可被用于计算例如针对任何换挡的填充时间，其中，该离合器是下一液压元件，而不是针对每个换挡的特定体积。因此，可记录流体压力命令，其被确定而不使用指示压力切换的位置的信号和值。根据另一实施例，反应弹簧压力可通过向未使用离合器施加离合器压力轮廓而被确定，其中，压力轮廓包括略微低于填充离合器且然后保持该离合器在一压力稳定状态，且施加测试脉冲压力到离合器，其略微高于该稳定状态。如果观察到超过标定检测阈值的偏离事件，该压力稳定状态水平指示反应弹簧压力，或该稳定状态水平将增加。 术语“未使用离合器”再次是指没有用于保持当前档位比的离合器，且因此是指离合器施加腔体没有容纳任何液压流体且被视为空的的离合器。复位弹簧压力可以与压力命令类似的方式确定，且被闭环控制。因此，离合器填充体积可基于在档位比变化期间观察的事件(其可与非填充时间或流体压力命令的输入有关)被准确地获取，而不是制造增加的调整。其中，压力稳定状态水平和测试脉冲在压力方面逐渐增加，直到观察到在响应的测试脉冲施加到离合器期间，超出标定阈值的诸如输出或涡轮轴加速度这样的偏离事件。一旦压力已经增加，使得观察到超过标定阈值的偏离事件，该离合器被视为被完全填满用于扭矩传递。因此，响应的压力稳定状态指示反应复位弹簧压力。在一实施例中，反应复位弹簧压力在确定流体压力命令之后被确定。由此，实际被确定的填充时间被用于设计施加到未使用离合器的脉冲规格。由此，通过本申请的方法，可确定离合器填充体积的单位到单位变化，而没有压力切换的事件检测。因此，根据本方法的操作液压离合器的准确度进一步被增强。流速可通过流体压力命令和反应复位弹簧压力之间的差异被计算。通常，压力切换意味着，在离合器被填充后，离合器调节阀处于全供给位置，在调节器阀的阀弹簧一侧的离合器压力反馈到调节位置。因此，通过理解和计算流体压力命令和复位弹簧的反应压力之间的差异，可以取决于压力开关的事件检测替换指示调节阀位置的信号和值，而不损失离合器填充体积计算内的准确性。在一实施例中，在换挡的填充阶段，被计算的离合器填充体积通过前一脉冲循环离合器填充体积被加权，且分配给用于离合器体积的自适应挥发性RAM变量。由此，离合器体积根据离合器填充体积的前一值被加权，且由此与离合器填充体积的前一值相比较。在此，前一脉冲循环离合器填充变量是指在前一自适应过程中计算的离合器填充体积。由此， 例如当被计算的离合器填充体积和下一脉冲自适应离合器填充体积之间的差异超过前一脉冲自适应离合器填充体积的预定百分比时，存在用于隔离异常值的子路径。因此，可获得当前方法的更好的准确度。没有加权因子，一些被计算的离合器填充体积值被正确地识别， 且一些被计算的离合器填充体积值被不正确地识别。
本申请的其他优势和特征可通过结合附图理解以下说明而更加明显。以下附图辅助本申请的实施例的详细描述。特别地，图1示出了连接到其填充管道的液压离合器，图2示出了液压离合器组件的液压离合器和填充管道，图3示出了基于填充体积自适应来操作液压离合器的方法的第一流程图，图4示出了填充体积自适应的第一循环的方法的第二流程图，图5示出了用于填充体积自适应的第二循环的方法的第三流程图，图6示出了表示离合器的关系的图表，以获取体积与相应档位速度的关系。图7示出了用于通过使用脉冲泵送确定液压离合器的自适应离合器填充体积的方法，图8示出了与图7的方法对应的体积获取脉冲策略，图9示出了体积获取算法动作 的实验数据曲线，图10示出了体积获取脉冲算法策略，图11示出了表明脉冲无效容量的条件，图12示出了通过液压油注入的多个脉冲获取复位弹簧压力的方法，图13示出了用于与调节器阀的复位弹簧压力适应的方法的第一流程图，图14示出了基于填充脉冲时间算法的离合器体积自适应，图15示出了离合器体积与填充脉冲的转换，和图16示出了自适应脉冲溢出保护。附图标记说明20液压离合器组件21 第一端22液压离合器23 活塞24填充管道25复位弹簧26离合器填充调节器阀27变速器控制单元28上游管道29 第一端30下游管道31 第二端32下游孔33液压流体34 壳体35摩擦元件阵列36阀弹簧38 芯轴40螺线管41 第一端42调节器下游管道43 第二端44离合器下游管道46上游孔48P阀管道52P阀管道孔60 方法62第一步骤
64第二步骤66第三步骤 68第四步骤70第五步骤72第六步骤74第七步骤76稳定状态的脉冲离合器78计算流体压力80检查持续时间82计算流速84确定离合器填充体积86储存循环值88第一循环的方法90第二循环的方法92第一步骤94第二步骤96第三步骤98第四步骤100第五步骤102第六步骤104 方法106快循环108快到慢循环110慢循环112检查循环113第一流体填充容量监测点114 横轴115第二流体填充容量监测点116液压离合器的输出轴的加速度118流体填充体积检测120液压流体填充的泵送脉冲122快循环的开始时间124自适应循环126第一偏离事件128第二偏离事件130第三偏离事件132第一系列脉冲133第二系列脉冲134第三系列脉冲
136第四系列脉冲138体积获取脉冲算法策略139开始状态140 第一步骤142 第二步骤144第三步骤146第四步骤148第五步骤150第六步骤152第七步骤154 第一图表156 第二图表158第三图表160第一垂直轴线162 第一脉冲164 第一窗166 第二脉冲168 第二窗170扭矩轨迹171第二垂直轴线172 第一峰值174 第二峰值176开始扭矩值178结束扭矩值180 零点182 点 1184预测输出速度的范围186 方法187 第二图表189 第一图表190垂直轴线191垂直轴线192压力轮廓194预定压力196压力稳定状态198测试脉冲压力200第四偏离事件202反应压力的压力水平204反应压力的压力水平
205 方法
206 第二步骤208第三步骤210第四步骤212 方法214 第一步骤216 第二步骤218第三步骤220第四步骤222最后步骤224第五步骤226第六步骤228第七步骤230 第一图表232 第二图表234 第一图表236 第二图表238压力曲线240脉冲活动窗242持续时间244检测曲线246观察窗248检测窗2δ0观察窗252持续时间
具体实施例方式在以下描述中，通过细节描述实施例。对于本领域的技术人员显而易见的是，该实施例可在没有这些细节的情况下被实施。图1-15包括具有相同附图标记的部件。这些部件的描述由此作为参照并入。图1示出了液压离合器组件20，其包括液压离合器22、填充管道24和离合器填充调节器阀26。液压离合器22连接到填充管道24的第一端21，而填充管道24填充有液压油33。调节器阀26将填充管道24分为上游管28和下游管30。换句话说，上游管28和下游管30经由调节器阀26连结在一起。下游管28还将调节器阀26连接到液压离合器22。液压离合器22包括活塞23、复位弹簧25和旋转摩擦元件35的两个阵列。活塞的第一端29被连结到填充管道24的第一端21，从而活塞23可移位以推动旋转摩擦元件35 的两个阵列用于扭矩传递。活塞23的第二端31连结到复位弹簧25，从而活塞23的第一端 29通过弹簧力推靠下游管道的端部21。由此，活塞23施加复位弹簧力Pks到液压油33。在下游管道30中，尖锐边缘孔32被安装在下游管道30的中间位置，用于限制在填充管道24中流动的液压油33。液压油33还已知为液压流体，其在上游管道24处接收。 该孔还已知为下游孔32，其将下游管道30分为调节器下游管道42和离合器下游管道44。 调节器下游管道42设置在调节器26和下游孔32之间，而离合器下游管道44设置在离合器22和下油管32之间。 图1的箭头示出了用于促动液压离合器22的液压油33的注入流动路径。液压油 33从上游管道28、经由调节器阀26、经由下游管道30流动到液压离合器22。上游管道28 处于上游管线压力Pline下。在调节器阀26和下游孔32之间，下游管道30具有下游管线压力已《_。下游管线压力P。。_nd确定通过管道24的液压油33的流速。在下游孔32和液压离合器22之间，下游管道30具有反应弹簧压力Pks，其与液压离合器22中的流体压力相关。调节器阀26和液压离合器22 二者连接到用于控制的变速器控制单元27。变速器控制单元27包括数据处理器和非挥发性存储器(NVM)，它们连接到一起用于操作。图2示出了液压离合器组件20的液压离合器22和填充管道24。调节器阀26包括壳体34、阀弹簧36、芯轴38和插塞保持器(plug and retainer) 40。壳体34具有连接到上游管道28、下游管道30和其他相关液压管道的端口。芯轴38具有多个直径不同的柱体，它们同轴地连接并被壳体34紧密地封闭。芯轴38的第一端41被推靠阀弹簧36，而芯轴38的第二端43面对该插塞保持器40。在上游侧，壳体34具有连接到上游管道28的端口，和连接到下游管道30的另一端口。与下游孔32类似的上游孔46安装在上游管道30中。在下游侧，调节器阀26的第一端41经由P阀管道48连接到调节器下游管道42。该P阀管道48在中间具有P阀管道孔50。参考图1和图2，填充管道24提供用于将液压油33传递至离合器22的导管。相应地，调节器阀26用于通过打开、关闭或部分阻断器通路而控制管道24内的液压油33的流速和压力。插塞保持器40的线圈可被充电或放电，以使芯轴38沿芯轴38的纵向轴线方向移动，用于调节在这些液压管道中流动的液压油33。图3示出了用于基于填充体积自适应操作液压离合器22的方法60。流程图概述了六个相继的相关步骤62、64、66、68、70、72以及可选步骤74，用于操作液压离合器22。连接到自动变速器的液压离合器22、液压离合器22和其他部件的变速器控制单元27被编程以自动执行该方法60。该方法60从将液压油33泵入填充管道24的第一步骤62开始。在第二步骤64 中确定下游管线压力P。。_nd，其表示液压油33在调节器下游管道42处的流体压力值。复位弹簧25的反应弹簧压力Pks在第三步骤66中确定。在第四步骤68中，变速器控制单元 27计算用于填充液压离合器22的液压油33的流速Qfill。变速器控制单元27还在第五步骤70中测量填充时间TP。使用Qfill和填充时间Tp(即，tP)，变速器控制单元27在第六步骤72中计算离合器体积Vfill。该方法具有可选第七步骤74，在该步骤中，液压离合器74可被促动用于接合或脱开。在上述方法60中，确定流体压力控制值P。。_and的步骤64和确定复位弹簧25的反应压力Pks的步骤66可以任意顺序执行。并且，计算流速Qfill的步骤68和测量填充时间的步骤70还可以相反顺序执行。图4示出了填充体积自适应的第一循环的方法88的第二流程图，与图3的方法60对应。在稳定状态，液压油33根据预定方式在压力Ppulse下被压入76到液压离合器22中。 稳定状态或稳定运动状态被限定为车辆以稳定速度巡航而不发生自动变速器的换挡。Ppulse 替换地被已知为P。。_and。由于复位弹簧压力Pks和输入液压油压力Ppulse 二者都被确定，变速器控制单元27可通过从Ppulse减去Pks来计算78液压离合器22的流体压力Δ P ifi。e。同时，变速器控制单元27检查80从开始压入液压油33到完成液压离合器22的填充的持续时间。通过这样做，变速器控制单元27能够计算82流速Qfill,其还考虑了液压油33的温度T。相应地，离合器填充体积Vfill (即，V。lut。h或V)能通过将流速Qfill与填充时间tp相乘而被确定8 4。在根据图4的方法88的第一循环之后，变速器控制单元27在非挥发性存储器中储存86的Vfill和Tp值。Ppulse如何施加的细节将在以下解释。控制单元包括在其存储器中的复位弹簧压力Pks的预定值，其例如被设置为工厂设定值或在车辆维修期间设置。预设值可被用于使复位压力获取过程开始，或当没有有效的被获取值可用时使用该预设值。图5示出了用于填充体积自适应的第二循环的方法90的第三流程图。第二循环基于图4的第一循环的被储存值Vfill和tp而被执行。第二循环90基于液压离合器2的流体压力Δ P
orifice°根据图5，变速器控制单元27在第一步骤92中检查泵是否以流速Qfill (等于预定值Qmax)提供了液压油33的量。如果泵提供了液压油33的足够量，变速器控制单元27行进到第三步骤94，其中，变速器控制单元27还基于Qfill得到填充压力APfill。离合器填充压力ΔΡ
fill 通过从P command 减去 1 ES 而被确定。如果泵没有被填充液压油33的足够量，变速器控制单元27将使泵将更多的液压油33注入到液压离合器22中，直到到达最大夹紧水平的标记(即，Qfflax = Qfill)。随后，变速器控制单元27行进到第三步骤94。变速器控制单元27在第四步骤中使得泵以自适应的流体压力命令值P’。_md供应液压油33，其是在调节器下游管道42中的自适应离合器填充压力。自适应流体压力命令值 P’。。m_d通过在第四步骤98中对填充压力八？ 11补偿偏移压力值？。 ^而获得。？。 #值取决于液压油33的温度和泵的旋转速度ω。这种依赖关系P。ffsrt(T，ω)可从被储存查询表中获得，该储存查询表被储存为工厂设定值和/或在标定期间更新。在第六步骤102中， 变速器控制单元27将自适应流体压力命令值P’。。_and施加到液压离合器22用于离合动作。 换句话说，自适应流体压力命令值P’ conmand通过衡量前一流体压力命令值P。。_nd而被获得。图6示出了行星式变速箱五个离合器的适应性，以根据对那些离合器的应用而应用体积和/或压力获取。列(column)标题表示离合器使用的哪个档位以及离合器从哪个可变排放电磁阀促动。行(row)标题表示档位。对于图6的表格施加的特定行星式变速箱，获取体积和/或压力的离合器脉冲方法当接合五档或六档时适于第一离合器Cl、当接合三档时适于第二离合器C2、当接合四档或六档时适于第三离合器C3、当接合三档、四档或五档时适于第四离合器C4。具体地，当离合器并不闲置时(例如，在离合器被接合时或在其被放油时)，离合器脉冲是不适合的。并且，低档1、2和倒档R根据应用不那么适合离合器脉冲，因为在较长时间段上巡航的稳定状态不那么适于这些档位。对于第五离合器C5，离合器脉冲是可行的， 但不是必须的。第五离合器仅用于锁定位置ILCK和倒档R。
图7以图表形式示出了方法104，用于使用脉冲泵送来确定液压离合器22的自适应离合器填充体积Vfill。该方法104提供了用于描述体积获取脉冲策略的前述方法60、88、 90的更多细节。图7展示了二维笛卡尔坐标系。其X轴线指脉冲计数，且因此指示施加到液压离合器22的压力脉冲数量。此外，其Y轴线指示单位为秒的脉冲持续时间。图表中的点表示整个体积获取脉冲过程104期间的压力泵送的每个脉冲。将这些点连结的折线显示了体积获取脉冲过程104如何完成的路径。整个过程104被分为四个循环，相继地包括快速循环 106、快到慢循环108、慢循环110和检查循环112。具体地，第一流体填充容量检测点113 存在于快到慢循环108中，而第二流体填充容量检测点115存在于慢循环110中。图7将通过参考图8被更好地理解。图8示出了脉冲泵送如何影响扭矩传递和体积填充容量的图标。在图表中，横轴线114指示单位为秒的周期T。图8示出了横向地延伸的三个串116、118、120。三个串 116、118、120从顶部到底部指示液压离合器33的输出轴的加速度值116、流体填充体积检测值118和液压流体填充的泵送脉冲120。流体填充体积检测值118与流体压力填充命令值P。。m_d或Ppulse相关。三个串116、118、120表示在时间表T上发生的事件。第三串120分为流体泵送的循环的五个连续段，包括初始循环或初始持续时间 122、快循环106、快到慢循环108、慢循环110、检查循环112和自适应循环或自适应持续时间 124。快循环106在初始持续时间122的结束时的开始时间“(快速开始)fast init” 是基于稳定状态条件的确定。稳定状态条件通过诸如节流阀改变的缺乏、恒定扭矩、稳定道路条件这样的条件确定。道路条件可例如由加速度传感器的测量值推定。在快循环106期间，泵将液压油33推进空的液压离合器22。液压离合器22的内部流体压力还没有被建立。在快循环106中，调节器阀26提供液压油33的三个脉冲用于填充。这三个脉冲对应图7的快循环106的三个点。在快到慢循环108中，调节器阀26提供液压油33的一个脉冲用于填充，这对应于图7的慢到快循环108的一个点。在慢循环110 中，调节器阀26又提供液压油33的三个脉冲用于填充，且它们对应于图7的慢循环110中的三个点。在检查循环112中，调节器阀26施加液压油填充的两个脉冲，且这两个脉冲对应于图7的检查循环112中的两个点。第二串118指示在两个检查点113、115处的两个流体压力命令值P。。m_d，其大约为相同的大小。一旦输入或输出加速度阈值被超出，第一容量检测标记113在快循环106 结束时产生。一旦输入或输出加速度阈值被超出，慢循环检测标记115在慢循环110结束时产生。根据本申请，借助内部压力传感器的对应于容量检测标记113、115的压力命令值 Pconmand的测量不是必须的。替代地，需要的压力值p。。_and通过测量液压离合器22的输出轴的加速度或通过测量液压离合器22的涡轮轴的加速度被检测。 第一串116绘出了液压离合器22的输出轴的速度。输出轴上的旋转速度传感器将信号发送到变速器控制单元27用于绘出输出轴的速度。速度变化被认定为偏离事件。当到达需要的流体压力命令值P。。_and时，偏离事件发生。具体地，当稳定状态下液压油的填充影响输出轴的旋转速度时，第一偏离事件126在快循环106结束时发生。当液压离合器22几乎被填满时，第二偏离事件128在慢循环110结束时发生。变速器控制单元27计算离合器填充体积Qfill用于在第二偏离事件128时的自适应。第三偏离事件130在检查循环112结束时发生，此时液压离合器22被液压油33以流体压力Pfill (与被施加的命令压力值P。。_and相对应)完全填充。如图8所示，在第一偏离事件126时，观察到输出轴或涡轮轴的加速度的短暂持续时间，这是超出标定检测阈值的。这是被施加压力足以填充液压离合器22的腔体的 指示。参考图6和7，在快循环106中发生的第一系列压力脉冲132具有相继降低的填充持续时间。相反，慢循环110的第三系列压力脉冲134具有更短的填充持续时间。实际上， 第一系列132的填充持续时间比而随后的系列133、134、136的填充持续时间相继地更长。 与第一系列133相比，在第二系列脉冲133中填充持续时间在快到慢循环108中明显减小。 在检测到液压离合器22的输出轴的速度变化有第一时间之后，第二系列脉冲133被施加。 在观察到输出轴加速有第二时间时，第四系列压力脉冲136被施加。第三系列压力的持续时间在检查循环112中几乎恒定。图9示出了体积获取脉冲算法动作的被绘制实验数据，其与图8相对应。被绘制的曲线与压力填充循环122、106、108、110、112、124相关。除去其他因素之外，显示了管线压力、几乎恒定的车辆加速度、在保持离合器时的压力值和抽头脉冲压力(tapped pulse pressure)0循环122、124还称为填充循环，尽管它们在离合器填充之前和之后发生。图9的曲线示出了在检查循环中没有检测离合器容量和慢循环被重复的情形。在慢循环之后，液压油填充容量没有被检测。在自适应之后，液压油填充容量被检测。在随后的检查循环124结束时，再次检测液压油填充容量。图10示出了体积获取脉冲算法策略138，其是示出了变速器控制单元27如何执行压力获取脉冲算法策略138的流程图。变速器控制单元27在开始状态139被重置。在开始状态139，变速器控制单元27没有检测任何填充容量，因为液压离合器22仍然是空的，而没有改变其输出轴上的输出速度。在第一步骤140中，变速器控制单元27被装载有之前储存的离合器填充体积值。在快循环106中发生的第二步骤142中，调节器阀26施加第一系列脉冲132直到填充容量被检测。当输出轴的旋转速度加速作为第一偏离事件126时，填充容量被检测。在第三步骤144中，变速器控制单元27移动到快到慢循环108。快到慢循环108 是快循环106和慢循环110之间的过渡阶段。在第四步骤146中，变速器控制单元27到达慢循环110。如果在第一步骤148中没有离合器填充容量被检测，在慢循环110中，变速器控制单元27在调节器阀126处一个接一个地产生压力脉冲。但是，当离合器填充容量在第二偏离事件128时被检测时，变速器控制单元27使得调节器阀26移动到随后的第六步骤150。在第六步骤150中，变速器控制单元27移到检查循环112，用于检验离合器填充容量。检验在第三偏离事件130时被完成，液压离合器22的输出轴到达另一稳定状态的更高旋转速度。因此，变速器控制单元27在第七步骤152中具有被获取的另一离合器填充体积， 已知为离合器体积填充自适应。自适应的离合器填充体积Vfill、离合器填充压力APfill* 离合器填充命令值P。。_md被储存在非挥发性存储器中。
图11示出了表明脉冲为无效容量的条件，这些条件基于检测偏离事件126、128、 130。图11提供三个图表154、156、158，它们共用水平轴线114。水平轴线114表示以秒为单位的持续时间。在第一图表154中，第一垂直轴线160表示观察窗166和脉冲162的布尔开/关值。具有脉冲长度164的液压油33的第一脉冲162具有相关联的观察窗166，其具有脉冲长度168用于监视偏离事件126、128、130。观察窗166的开始在脉冲162结束之前发生。在第二图表156中，扭矩曲线或相应地节流阀曲线170显示了液压离合器22的输出扭矩或相应的节流阀的开度。第二图表156的第二垂直轴线171展现了扭矩曲线170的值。扭矩曲线170具有第一峰值172和第二峰值174。扭矩轨迹170还显示了在加速事件之前的起始扭矩值176和在加速事件之后的结束扭矩值178。根据第一监视方法，如果扭矩曲线或相应的节流阀曲线170的峰值172和174位于预定范围(其通过水平点线指示) 内，确定获取过程是正确的。在第三图表158中，存在两个点180、182，其示出了液压离合器22的输出轴的初始输出速度180和预测输出速度182。根据第二监视方法，如果车辆的实际速度位于预测输出速度182周围的范围184内，获取过程被确定为正确。如果实际速度没有位于范围184 内，其指示车辆的负载已经变化太大，这例如是由于道路斜度或制动踏板使用，还指示获取过程的结果必须被放弃图12示出了通过液压油注入的多个脉冲获取复位弹簧压力的方法186。方法186 通过两个图表187、189展示。在第一图表187中，坐标系的水平轴线114指示持续时间，其以秒为单位。此外，第一图表187的垂直轴线190指示离合器填充压力的大小。第二图表 189具有垂直轴线191，其指示液压离合器22的输出轴的加速度。如图12所示，调节器阀26根据压力轮廓(pressure profile) 192将液压油33注入到液压离合器22中。液压离合器22以预定压力194略微未充满，且然后被保持在更低压力的压力稳定状态196下。同时，测试脉冲压力198被施加，其峰值略微高于压力稳定状态196，但低于预定压力194。当第四偏离事件200 (诸如输出轴加速度116，如实线198所示)被观察为超过标定检测阈值，压力稳定状态196指示复位弹簧36的往复压力PKS。如果没有观察到偏离，该方法以相继变高的压力水平202、204重复，直到检测到偏离事件200。在第二流体填充容量检测点115之后，流速Qfill被基于流体压力命令值Ppulse和复位弹簧202的反应压力Pks之间的差而被计算82(见图4)。还如图8所示，还存在填充时间测量。填充时间成为持续时间，在其期间，通过确定流体压力命令p。。_and，被施加的压力和其相关联填充时间足以填充液压离合器施加腔体。 计算的流速Qfill和被测量的填充时间tp可被用于计算离合器填充体积V。lut。h(例如通过将流速Qfill乘以填充时间tp)(见图4)。变速器控制单元27使用被获得的Vdutd^ntp来操作自动变速器，其属于车辆的动力链。自动变速器包括液压离合器组件20。图13示出了第一流程图，其显示用于自适应调节器阀26的复位弹簧压力Pks 202 的方法205。该方法205还已知为复位弹簧压力自适应算法策略。该方法205以第一步骤 62开始，在该步骤中，稳定状态是开始状态62。在第二步骤206中，变速器控制单元27经历检索循环，其具有规则间隔用于检测液压离合器22是否被填充。如果两个连续的偏离时间被检测到，液压离合器22被视为填满的状态。液压离合器22被视为填满的状态替换地已知为被检测的填充容量。在确定液压离合器22的填充之后，变速器控制单元27行进到检查循环112，其是该方法205的第三步骤208。仅在发现第三偏离事件130时，填充容量被验证。在检测到第三偏离事件130时，在第四步骤210中，复位弹簧压力Pks被视为通过变速器控制单元27自适应。图14示出了基于填充脉冲时间算法的离合器体积自适应的方法212。该方法212 通过获得在先获取的循环的离合器填充压力值V和tp而在第一步骤214开始。如果没有在先获取的循环的离合器填充压力值V和tp，变速器控制单元27在第二步骤216中从非挥发性存储器获得最大离合器填充体积Vmaxfcx)和最小离合器填充体积Vmintex)。变速器控制单元 27通过使用最大离合器填充体积Vmaxtex)或最小离合器填充体积Vminfcx)用于快初始循环。被选择的离合器填充体积在第四步骤218中被获取作为前一值V。ld。通过接着通过随后的快循环106、快到慢循环108、慢循环110和检查循环112，变速器控制单元27在第四步骤220 中获取自适应的离合器填充体积V。lut。h(S卩，丨皿或力。V禾Ptp自适应值在最后的步骤222 中储存在非挥发性存储器中。但是，在图14的方法中，如果变速器控制单元27从前一获取循环中得到离合器填充体积值V和tp，变速器控制单元27行进通过随后的循环106、108、110、112、124用于获得新的离合器填充体积V_。变速器控制单元27在第五步骤224中通过获得新的离合器填充体积Vmw和前一离合器填充体积V。ld之间的差值与前一离合器填充体积Vold的比值计算离合器填充体积V。lut。h的相对变化。如果变化的百分比值大于预定值，新的离合器填充体积 Vmw在第六步骤226中被忽略为异常值。如果变化小于预定值，将在第七步骤228中通过将增量八卩提供给前一离合器填充体积卩-而计算自适应的离合器填充体积^㈣…增量Δ V 基于新的离合器填充体积Vnew和自适应误差计数AECv被计算用于填充体积。自适应误差计数范围从最小值到最大值，例如从-7到+7，其中，正值指示自适应值已经增加，负值指示自适应值已经减小。在离合器填充体积自适应的方法212中，基于被获取的比例变化事件检测的变化特定自适应体积将被针对每个离合器被获取的一个体积替换。图15示出了被施加的压力脉冲P。_and和相应离合器压力Ppulse之间的关系。压力 Pc and。图15包括第一图表230和第二图表232。第一图表显示出，相比于脉冲压力，离合器压力Ppulse显示了填充延迟。第二图表232示出了用于计算用于补偿填充延迟的倾斜时
间 tramp。第一图表230具有用于指示以秒为单位的时间T的水平轴线114，和用于指示以 kPa为单位的流体压力Ppulse的垂直轴线119。在第一图表230中存在两根线234、236。第一线234展示当调节器阀26打开用于将液压油33注入到液压离合器22中时被注入的压力脉冲的流体压力Ppulse。第一线234包括部分238，其示出了液压离合器22中的压力爬坡阶段tMp。第二线236提供了变速器控制单元27的期望压力脉冲轮廓。在第二图表232中也具有两根线236、240。第一图表230的 部分238被第二图表 232的直线240替代。直线240沿水平方向的宽度指示在液压离合器2中建立压力的时间， 其已知为tramp。液压离合器22被保持在目标P。。_and的持续时间被标记为稳定状态的持续时间tss。从离合器填充体积Qfill到离合器填充体积Vfill的转换通过一系列计算实现。首先，ΔPfill基于P—的输入值(即，PpulsJ通过图5的第二循环90的方法获得。八？_替代地已知为AP ifi。e。方法90还提供离合器填充体积Qfill。因此，自适应离合器填充体积V。lut。h(S卩，Vfill)通过等式V—=么+ U获得。需要的填充速率Q_fill (乘以矫正脉冲时间t_ramp+t_SS以获得离合器填充体积)基于填充压力和液压流体的温度而从查询表中获得。图16示出了自适应 脉冲溢出保护机构。图16展示了垂直对齐的两个图表234、 236。第一图表234具有横向地延伸的水平轴线T114，其以秒为测量单位。第一图表234还具有垂直地延伸的垂直轴线P190，其以kPa为测量单位。第一图表234以正方形表格示出压力曲线238，其具有脉冲活动窗240。脉冲活动窗240显示了用于将流体注入到液压离合器22的持续时间242和流体填充压力P。_md的大小。第二图表236还具有横向地延伸的水平轴线T114。第二图表236的垂直轴线190 指示以kPa为单位的被观察压力P，其对应于P。。_and。第二图表236具有两个正方形曲线 244、246，其分别是检测曲线244和观察曲线246。检测曲线244在变速器控制单元27的控制之下与压力曲线238同时发生，从而检测窗248与脉冲活动窗240同步。观察窗240紧密跟随在检测曲线244之后，且其具有观察窗250。在观察窗250期间，变速器控制单元27观察自动变速器的偏离事件126、128、130用于保护液压离合器22 而不溢出。观察窗250的持续时间252比检测窗248的短。如果过长的脉冲时间被施加到调节器阀26用于填充液压离合器22，自动变速器在观察窗250之前将被发现为被密切联系。密切联系时间由此在观察窗250中被实现。尽管在前述发明内容和具体实施方式
中已经展现了至少一个示例性实施例，应该理解，存在大量变体。还应该理解，示例性实施例仅仅是例子，且不意图以任何方式限制范围、应用或构造。相反，前述发明内容和具体实施方式
将为本领域的技术人员提供方便的途径来实施至少一个示例性实施例，应该理解，各种变化可用于示例性实施例中描述的元件的功能和设置，而不偏离所附权利要求和其法律等同物所限定的范围。
权利要求
1.一种用于获取液压离合器0 的特征填充体积的方法，该方法包括循环步骤 -当液压离合器02)处于不接合状态将压力脉冲施加到该液压离合器02)， -确定在包括该液压离合器0 的扭矩路径的输入或扭矩输出处的偏离事件， -从被确定的偏离事件获得液压离合器0 的特征填充体积。
2.一种用于获取液压离合器0 的特征复位弹簧压力的方法，该方法包括循环步骤 -当液压离合器02)处于不接合状态时，施加第一压力脉冲至液压离合器02)，-当液压离合器0 处于不接合状态时，施加第二压力脉冲至液压离合器(22)，第二压力脉冲的压力水平比第一压力脉冲的压力水平小，-当液压离合器0 处于不接合状态时，施加第三压力脉冲至液压离合器(22)，第三压力脉冲的压力水平比第一压力脉冲的压力水平小且大于第二压力脉冲的压力水平，-至少在施加第三压力脉冲时，确定在包括该液压离合器0 的扭矩路径的扭矩输入或扭矩输出处的偏离事件，-从被确定的偏离事件获得液压离合器0 的特征弹簧压力。
3.如权利要求1或2所述的方法，其中，确定偏离事件的步骤包括检测液压离合器 (22)是否从不接合状态变化到至少部分接合的状态。
4.如前述任一权利要求所述的方法，其中，扭矩路径包括至少一个其他离合器，该至少一个其他离合器是被接合的。
5.如前述任一权利要求所述的方法，还包括-施加快循环系列的压力脉冲直到检测到偏离事件，快循环系列包括具有增加的脉冲长度的脉冲，
6.如权利要求5所述的方法，其中，施加至少一个压力脉冲的步骤包括-施加慢循环系列的压力脉冲直到检测到偏离事件，该慢循环系列包括具有增大的脉冲长度的脉冲，其中，慢循环系列的脉冲长度增量小于快循环系列的脉冲长度增量。
7.如权利要求5或6所述的方法，其中，施加至少一个压力脉冲的步骤包括-施加测试系列的压力脉冲，这些压力脉冲具有大致相等的长度，且脉冲长度大致等于慢循环系列的压力脉冲的最后的脉冲的长度。
8.如权利要求2至4中的一项所述的方法，还包括步骤 如果在确定步骤中检测到偏离事件，-从第二脉冲的压力水平获得复位压力弹簧； 如果在确定步骤中没有检测到偏离事件， -增加第二压力脉冲的压力水平， -增加第三压力脉冲的压力水平， -施加第二脉冲，其中第二脉冲的压力水平增大， -施加第三脉冲，其中第三脉冲的压力水平增大。
9.如权利要求8所述的方法，其中，第二压力脉冲的宽度大于第一压力脉冲的宽度，且第二压力脉冲的宽度大于第三压力脉冲的宽度。
10.一种用于接合液压离合器02)的方法，其包括以下步骤 -从计算机可读存储器中读取液压离合器的特征离合器体积；-从计算机可读存储器中读取液压离合器的特征复位弹簧压力；-通过离合器体积、脉冲长度和复位弹簧压力获取填充压力；-通过填充压力获得命令压力；-施加命令压力到液压离合器02)的伺服阀，用于接合液压离合器。
11.一种计算机程序产品，其包括用于执行如权利要求1至10中的一项的方法的计算机可读代码。
12.—种液压离合器组件(20)，包括-至少一个液压离合器02)；-填充管道(M)，该填充管道04)连接到该至少一个液压离合器02)用于填充；-在填充管道04)中用于将填充管道04)分为上游管道08)和下游管道(30)的离合器填充调节器阀(沈)，该上游管道用于接收具有管线压力(Pline)的液压流体，该下游管道用于将离合器填充调节器阀06)连接到液压离合器02)，-控制单元(27)，该控制单元(XT)包括-用于将输出控制信号输出到该至少一个离合器02)的离合器填充调节器阀06)的输出端口，以及-用于从包括该至少一个液压离合器的扭矩路径中的偏离事件传感器接收输入信号的输入端口，-处理单元，用于通过该输出控制信号和该输入信号确定特征离合器值，以及用于储存该特征离合器值。
13.一种液压离合器组件(20)，其中，下游管道(30)还包括下游孔(32)，用于与离合器填充调节器阀06)协作以向液压离合器02)施加离合器填充压力(APfill)。
14.如权利要求12所述的液压离合器组件(20)，其中，下游孔将下游管道(30)分为调节器下游管道0 和离合器下游管道(44)，从而离合器填充调节器阀06)的第一端经由压力P阀管道连接到调节器下游管道G2)。
15.一种变速箱组件，其包括具有液压离合器的行星式变速箱，其中，至少一个液压离合器02)是如权利要求12所述的液压离合器组件OO)的一部分。
全文摘要
液压离合器和用于确定其自适应离合器填充体积的方法。本申请披露了一种用于获取液压离合器(22)的特征填充体积的方法。该方法包括循环步骤当离合器处于不接合状态将压力脉冲施加到液压离合器(22)，确定在包括该液压离合器(22)的扭矩路径的输入或扭矩输出处的偏离事件。液压离合器(22)的特征填充体积通过被确定的偏离事件获得。此外，本申请披露了一种用于获取液压离合器(22)的特征复位弹簧压力的方法，用于接合液压离合器(22)的方法和用于执行根据本申请的方法的相应装置。
文档编号F16D25/12GK102312935SQ201110190469
公开日2012年1月11日 申请日期2011年7月8日 优先权日2010年7月8日
发明者伊曼纽尔.霍夫, 埃里克.达拉伊斯, 摩根.波斯蒂克, 纳萨尼尔.维尔克, 马克.兰伯特 申请人:通用汽车环球科技运作有限责任公司