在故障打开条件下使用液压或电力控制的螺线管的方法
【专利摘要】本发明涉及在故障打开条件下使用液压或电力控制的螺线管的方法。一种方法，所述方法操作机械操作地连接到内燃机和至少一个电机的电力-机械变速器中离合器装置，包括：响应于在构成为便于用于操作离合器装置的液压流体流的流动控制装置内检测到的故障条件，有选择地防止液压流体流动进入流动控制装置并且供给离合器装置。当离合器装置用于起动时开始离合器的同步，并且仅当离合器装置同步时，有选择地允许液压流体流动进入流动控制装置以起动离合器装置。
【专利说明】在故障打开条件下使用液压或电力控制的螺线管的方法
[0001]政府合约权利
本发明是在美国能源部门授予的协议N0.DE-FC26-08NT04386的美国政府支持下作出的。美国政府在本发明中具有一定权力。
【技术领域】
[0002]本发明涉及一种用于电子-机械变速器的控制系统，并且尤其涉及液压回路的控制。
【背景技术】
[0003]该部分的陈述仅仅提供与本发明相关的背景信息。因此，这样的陈述并不旨在构成现有技术。
[0004]混合动力动力系结构包括转矩-产生装置，其包括通过传动装置将转矩传递至车辆传动系的内燃机和电机。示例性的电力-机械变速器在固定档位模式和连续可变模式中通过转矩-传递离合器的致动有选择地操作。当变速器输出的转速是来自发动机的输入组件的转速的固定比率时，典型地由于一个或以上的转矩-传递离合器的致动时，产生固定档位模式。当变速器输出组件的转速基于一个或以上电机的工作速度可变时，产生连续可变模式。电机经由离合器的致动，或通过直接连接可以连接至输出轴。离合器致动或停用典型地通过液压回路起作用，该液压回路包括由控制模块控制的电力致动的液压流动管理阀，压力控制螺线管，以及压力监控装置。
[0005]例如，在相关的压力控制螺线管粘在一起的情况下，为了防止液压流供给离合器，已知的是禁止使用离合器。禁止离合器的使用引起了混合动力动力系的受限操作。
【发明内容】
`[0006]一种方法，所述方法操作机械操作地连接到内燃机和至少一个电机的电力-机械变速器中的离合器装置，包括:响应于在构成为便于用于操作离合器装置的液压流体流的流动控制装置内检测到的故障条件，有选择地防止液压流体流动进入流动控制装置并且供给离合器装置。当离合器装置计划激活时开始离合器装置的同步，并且仅当离合器装置同步时，有选择地允许液压流体流动进入流动控制装置以激活离合器装置。
[0007]本发明还提供了以下方案:
1.一种方法，所述方法用于操作机械操作地连接到内燃机和至少一个电机的电力-机械变速器中的离合器装置，所述方法包括:
响应于在构成为促进用于操作离合器装置的液压流体流的流动控制装置内检测到的故障条件，有选择地防止液压流体流进入流动控制装置并且供给离合器装置；
当离合器装置用于起动时开始离合器装置的同步；以及
仅当离合器装置被同步时，有选择地允许液压流体流进入流动控制装置以起动离合器
>j-U ρ?α装直。[0008]2.根据方案I所述的方法，其中流动控制装置内的故障条件终止了流动控制装置可控制地防止液压流体流供给至离合器装置的能力。
[0009]3.根据方案I所述的方法，其中液压流体流响应于检测到的故障条件通过有选择地关闭流动管理阀而有选择地被阻止进入流动控制装置；并且其中仅在离合器装置同步之后液压流体流通过有选择地打开流动管理阀而有选择地允许进入流动控制装置。
[0010]4.根据方案3所述的方法，其中流动管理阀流体地连接到流动控制装置的液压流体进口并且离合器装置流体地连接到流动控制装置的液压供给管路。
[0011]5.根据方案I所述的方法，其中流动控制装置是可变压力控制螺线管。
[0012]6.根据方案I所述的方法，其中开始离合器装置的同步包括:
监控离合器装置的输入部件的转速以及离合器装置的输出部件的转速；以及 向监控的输出部件的转速控制输入部件的转速。
[0013]7.根据方案6所述的方法，其中输入部件的转速使用至少一个电机控制。
[0014]8.根据方案I所述的方法，其中当离合器装置的输入部件和输出部件之间的相对转速小于预定转速时离合器装置被同步。
[0015]9.根据方案I所述的方法，其中基于需要应用离合器装置的变速器的所需工作范围状态，离合器装置用于起动。
[0016]10.根据方案I所述的方法，其中有选择地允许加压的液压流体流进入流动控制装置以起动离合器装置包括:
通过流动控制装置供给离合器装置液压流体流，供给至离合器装置的液压流体流提供了足以锁定离合器装置的夹持力。
[0017]11.根据方案10所述的方法，其中只要液压流体流允许进入流动控制装置，离合器装置在提供的夹持力之后保持锁定。
[0018]12.根据方案10所述的方法，还包括:
当离合器装置不再用于起动时，有选择地防止液压流体流进入流动控制装置以停止离合器装置。
[0019]13 一种方法，所述方法用于操作机械操作地连接到内燃机和至少一个电机的电力-机械变速器中的离合器装置，所述方法包括:
检测构成为促进用于操作离合器装置的液压流体流的压力控制螺线管中的故障条
件；
有选择地关闭螺线管控制的流动管理阀以防止液压流体流进入压力控制螺线管并且供给离合器装置；
监控变速器的所需工作状态；
当离合器装置基于变速器的所需工作状态用于被锁定时，开始离合器装置的同步；以
及
只有当离合器装置被同步时，有选择地打开螺线管控制的流动管理阀以允许液压流体流进入压力控制螺线管以锁定离合器装置。
[0020]14.根据方案13所述的方法，其中检测的故障条件显示压力控制螺线管卡在打开状态，阻止压力控制螺线管可控制地限制液压流体流供给离合器装置。
[0021]15.根据方案13所述的方法，其中压力控制螺线管从流动管理阀接收液压流体流并且供给液压流体流至离合器装置。
[0022]16.根据方案13所述的方法，其中当离合器装置用于被锁定时开始离合器装置的同步包括:
监控离合器装置的输入部件的转速以及离合器装置的输出部件的转速；以及 向监控的输出部件的转速控制输入部件的转速。
[0023]17.根据方案16所述的方法，其中输入部件的转速使用至少一个电机控制。
[0024]18.根据方案16所述的方法，其中输入部件的转速使用发动机控制。
[0025]19.根据方案13所述的方法，其中有选择地打开螺线管控制的流动管理阀以允许液压流体流动进一步包括:
只要螺线管控制的流动管理阀保持打开，保持离合器装置锁定。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]参照附图，现在将通过举例描述一个或多个实施例，其中:
图1示出了根据本发明的示例性动力系；
图2示出了根据本发明的用于控制系统和动力系的示例性结构；
图3示出了根据本发明的液压回路；
图4示出了根据本发明的使用流动控制装置的示例性离合器控制回路；
图5示出了根据本发明的操作为在机械离合器上提供夹持力的示例性液压致动离合器装置；以及
图6示出了根据本发明的当在与离合器装置相关的压力控制螺线管中已经检测到故障条件时使用用于激活机械离合器装置的螺线管控制的流动管理阀的流程图。
【具体实施方式】
[0027]现在参照附图，其中所示的仅仅是起到示出某些示例性实施例的目的并且不是为了进行限制，图1和图2描述了示例性的电力-机械混合动力动力系。在图1中示出了根据本发明的示例性电力-机械混合动力动力系，其包括操作地连接到发动机14和第一和第二电机(MG-A) 56和(MG-B) 72的两种模式、复合分离(compound split)、电力-机械混合动力变速器10。发动机14和第一和第二电机56和72每个都产生可以被传递至变速器10的动力。由发动机14和第一和第二电机56和72产生的并且被传递至变速器10的动力根据输入转矩(这里分别称为T1, Ta和Tb)和速度(这里分别称为N1, Na和Nb)描述。
[0028]示例性发动机14包括在几种状态中有选择地操作以经由输入轴12传递转矩至变速器10的多缸内燃机，并且可以是火花点火或压燃式发动机。发动机14包括操作地连接至变速器10的输入轴12的曲轴。转速传感器11监控输入轴12的转速。由于发动机14与变速器10之间的输入轴12上的转矩消耗部件的布置，例如液压泵和/或转矩管理装置，包括转速和输出转矩的来自发动机的动力输出可以与至变速器10的输入速度N1和输入扭矩T1不同。
[0029]示例性变速器10包括三个行星齿轮组24，26和28，以及四个选择地可接合转矩-传递装置，即，离合器Cl 70, C2 62, C3 73和C4 75。如在此使用的，离合器是指任意类型的摩擦转矩传递装置，例如包括单个或复合盘式离合器或组，带式离合器，以及制动器。优选地由变速器控制模块(TCM)17控制的液压控制回路42操作以控制离合器状态。离合器C2 62和C4 75优选地包括液压作用的转动摩擦离合器。离合器Cl 70和C3 73优选地包括可以有选择地接地至变速器壳体68的液压控制的固定装置。每个离合器Cl 70, C2 62，C3 73和C4 75优选地是液压作用的，有选择地经由液压控制回路42接收加压的液压油。
[0030]第一和第二电机56和72优选地包括三相AC电机，每个包括定子和转子，以及相应的解算器80和82。每个电机的马达定子接地至变速器壳体68的外部，并且包括具有从其中延伸的卷绕的电绕组的定子铁心。第一电机56的转子经由第二行星齿轮组26支承在操作地连接在轴60上的毂衬齿轮上。第二电机72的转子固定地连接在套筒轴毂66。
[0031]每一解算器80和82优选地包括可变磁阻装置，其包括解算器定子和解算器转子。解算器80和82适当地定位并且组装在第一和第二电机56和72的相应的一个上。解算器80和82中相应一个的定子操作地连接到用于第一和第二电机56和72的一个定子上。解算器转子操作地连接到用于对应的第一和第二电机56和72的转子。每一解算器56和72信号地并且操作地连接到变速器功率逆变器控制模块(TPM) 19，并且每个感测并且监测解算器转子相对于解算器定子的转动位置，因此监测第一和第二电机56和72中相应一个的转动位置。附加地，来自解算器80和82的信号输出被解释以分别提供用于第一和第二电机56和72的转速，即，Na和Nb。
[0032]变速器10包括输出组件64，例如轴，其操作地连接到用于车辆的传动系90，以提供输出动力，例如，至车轮93，其中一个在图1中示出。输出动力的特征在于输出转速N。和输出转矩T。。变速器输出轴速度传感器84检测输出组件64的转速和转动方向。每个车轮93,优选地配备有适于监控车轮速度Vss_mij的传感器94,其输出由相对于图2描述的分布式的控制模块系统的控制模块监控，以确定用于制动控制，牵引控制，和车辆加速管理的车辆速度，以及绝对和相对车轮速度。
[0033]作为从燃料或在电能存储装置(ESD) 74中存储的电势的能量转换的结果，产生来自发动机14和第一和第二电机56和72的输入转矩(分别为T1, Ta，和Tb )。ESD 74经由DC传递导体27高压DC连接至TPM 19。传递导体27包括接触器开关38。在正常操作下，当接触器开关38闭合时，电流可以在ESD 74与TPIM 19之间流动。当接触器开关38断开时，在ESD 74与TPM 19之间的电流流动被中断。响应于用于第一和第二电机56和72的转矩命令，TPIM 19由传递导体29往返于第一电机56传输电力，并且TPM类似地由传递导体31往返于第二电机72传输电力，以获得输入转矩Ta和\。根据ESD 74在充电或放电，电流往返于ESD 74被传输。
[0034]TPIM 19包括构成为接收转矩命令并且控制其中的逆变器状态的一对功率逆变器和相应的电机控制模块，其用于提供电机驱动或再生功能性以满足命令的电机转矩Ta和Tb。功率逆变器包括公知的补偿三相功率电子装置，并且每个包括多个绝缘栅双极晶体管，其通过在高频时的开关，用于将来自ESD 74的DC电力转换为用于为第一和第二电机56和72中的相应的一个提供动力的AC电力。绝缘栅双极晶体管形成构成为接收控制命令的开关模式电力供给。每一三相电机的每个相位包括一对绝缘栅双极晶体管。绝缘栅双极晶体管的状态被控制以提供电机驱动机械动力产生或电力再生功能性。三相逆变器经由DC传递导体27接收或供给DC电力并且将其转换至三相AC电力或从三相AC电力转换，其分别经由传递导体29和31传导至第一和第二电机56和72或从第一和第二电机56和72传导，用于作为电动机或发电机操作。
[0035]图2是分布式控制模块系统的图解的方框图。以下描述的元件包括整个车辆控制结构的子集，并且提供了图1中描述的示例性动力系的坐标系统。分布式控制模块系统综合相关的信息和输入，并且执行例程以控制各种致动器以实现控制目标，包括与燃料经济性，排放，性能，驱动性，和硬件保护相关的目标，所述硬件包括ESD 74的电池和第一和第二电机56和72。分布式控制模块系统包括发动机控制模块(ECM) 23，TCM 17，电池组控制模块(BPCM) 21，以及TPM 19。混合动力控制模块(HCP) 5提供ECM 23，TCM 17，BPCM 21，和TPM 19的监视控制和协调。用户界面(UI)13操作地连接到多个装置，通过该用户界面车辆操作者控制或引导操作电力-机械混合动力动力系。装置包括确定操作者的转矩请求的加速踏板113 (AP)，操作者制动踏板112 (BP)，变速器齿轮选择器114 (PRNDL)和车辆速度巡航控制。变速器齿轮选择器114可以具有离散数目的操作者可选择的位置，包括输出组件64的转动方向，以实现向前和相反方向中的一个。
[0036]上述控制模块经由局域网(LAN)总线6与其它控制模块，传感器，和致动器通讯。LAN总线6允许各个控制模块之间的工作参数和致动器指令信号的状态构成的通讯。使用的具体的通信协议是具体的应用。LAN总线6和适当的协议在上述控制模块，以及提供了诸如反锁定制动、牵引控制、和车辆稳定性的功能性的其它控制模块之间提供了鲁棒的信息和多重控制模块接口。多个通信总线可以用来改进通信速度并且提供一些水平的信号冗余度和完整性。单独的控制模块之间的通讯还可以使用例如串行外围接口(SPI)总线直接链接完成。
[0037]HCP 5提供动力系的监视控制，用于协调ECM 23，TCM 17, TPIM 19 JPBPCM 21的操作。基于来自用户界面13和包括ESD 74的动力系的各个输入信号，HCP 5产生各个命令，包括:操作者转矩请求(Tclkeq),至传动系90的命令的输出转矩(T.),发动机输入转矩命令，用于变速器10的转矩传递离合器Cl 70, C2 62, C3 73, C4 75的离合器转矩；以及分别用于第一和第二电机56和72的转矩命令。TCM 17操作地连接到液压控制回路42并且提供各个功能，所述功能包括监控各个压力感测装置以及产生并且通讯控制信号至各个螺线管由此控制包含在液压控制回路42内的压力开关和控制阀。
[0038]ECM 23操作地连接到发动机14，并且起到在多个离散线路上获取来自发动机14的传感器和控制致动器的数据的作用，为简单起见离散线路示出为聚集的双向接口电缆35。ECM 23接收从HCP 5命令的发动机输入转矩。ECM 23基于监测的、通讯至HCP 5的发动机转速和负载确定在该时间点提供至变速器10的实际发动机输入转矩1\。ECM 23监测来自转速传感器11的输入以确定至输入轴的发动机输入速度，该发动机输入速度将转变为变速器输入速度队。ECM 23监测来自传感器的输入以确定其它发动机工作参数的状态，例如，包括，歧管压力，发动机冷却剂温度，环境气温，和环境压力。发动机负载例如可以从歧管压力，或可替换地，从至加速踏板加速器踏板113的监测操作者输入确定。ECM 23产生并且通讯指令信号以控制例如包括燃料喷射器，点火模块，和节气门控制模块(没有示出)的发动机致动器。
[0039]TCM 17操作地连接到变速器10并且监测来自传感器的输入以确定变速器工作参数的状态。TCM 17产生并且通讯指令信号以控制变速器10，包括控制液压控制回路42。从TCM 17至HCP 5的输入包括用于每个离合器的估计的离合器转矩，S卩，Cl 70,C2 62,C3 73以及C4 75，以及输出组件64的转动输出速度N。。为了控制目的，其它的致动器和传感器可以用来提供从TCM 17至HCP 5的附加信息。TCM 17监测来自压力开关的输入并且有选择地致动液压控制回路42的压力控制螺线管以及转换螺线管以有选择地致动各个离合器Cl70，C2 62，C3 73和C4 75以如下文中所述的实现各个变速器工作范围状态。
[0040]BPCM 21信号地连接到传感器以监测包括电流和电压参数的状态的ESD 74，从而提供到HCP 5的指示ESD 74的电池的参数状态的信息。电池的参数状态优选地包括电池充电状态，电池电压，电池温度，被称作Pbat min至Pbat max范围的可用的电池电力。
[0041 ] 控制模块，模块，控制，控制器，控制单元，处理器和类似的术语意思是一个或多个专用集成电路(ASIC)，电子电路，执行一个或多个软件或固件程序或例程的中央处理单元(优选地微处理器)和相关的内存和存储器(只读，可编程只读，随机存取，硬盘，等)，组合逻辑电路，输入/输出电路和装置，适当的信号调节和缓冲电路，以及其它部件中任意一个或多个的组合，以提供所述的功能。软件，固件，程序，指令，例程，密码，算法和类似的术语意思是可执行包括校准和检查表的指令组的任意控制器。控制模块具有一组执行以提供所需功能的控制例程。例程例如通过中央处理单元执行，并且可操作以监控来自感测装置和其它网络控制模块的输入，并且执行控制和诊断例程以控制致动器的操作。例程可以每隔一定间隔执行，例如，在运行的发动机和车辆操作期间，每3.125，6.25，12.5，25和100毫秒。可替换地，例程可以响应于事件的发生执行。
[0042]示例性的动力系在一些工作范围状态中的一个中有选择地工作，该工作范围状态可以参照下文中的表1描述的根据包括发动机打开状态(ON)和发动机关闭状态(OFF)中的一个的发动机状态和包括多个固定档位和连续可变工作模式的变速器状态进行描述。
【权利要求】
1.一种方法，所述方法用于操作机械操作地连接到内燃机和至少一个电机的电力-机械变速器中的离合器装置，所述方法包括: 响应于在构成为促进用于操作离合器装置的液压流体流的流动控制装置内检测到的故障条件，有选择地防止液压流体流进入流动控制装置并且供给离合器装置； 当离合器装置用于起动时开始离合器装置的同步；以及 仅当离合器装置被同步时，有选择地允许液压流体流进入流动控制装置以起动离合器>j-U ρ?α装直。
2.根据权利要求1所述的方法，其中流动控制装置内的故障条件终止了流动控制装置可控制地防止液压流体流供给至离合器装置的能力。
3.根据权利要求1所述的方法，其中液压流体流响应于检测到的故障条件通过有选择地关闭流动管理阀而有选择地被阻止进入流动控制装置；并且其中仅在离合器装置同步之后液压流体流通过有选择地打开流动管理阀而有选择地允许进入流动控制装置。
4.根据权利要求3所述的方法，其中流动管理阀流体地连接到流动控制装置的液压流体进口并且离合器装置流体地连接到流动控制装置的液压供给管路。
5.根据权利要求1所述的方法，其中流动控制装置是可变压力控制螺线管。
6.根据权利要求1所述的方法，其中开始离合器装置的同步包括: 监控离合器装置的输入部件的转速以及离合器装置的输出部件的转速；以及 向监控的输出部件的转速控制`输入部件的转速。
7.根据权利要求6所述的方法，其中输入部件的转速使用至少一个电机控制。
8.根据权利要求1所述的方法，其中当离合器装置的输入部件和输出部件之间的相对转速小于预定转速时离合器装置被同步。
9.根据权利要求1所述的方法，其中基于需要应用离合器装置的变速器的所需工作范围状态，离合器装置用于起动。
10.—种方法，所述方法用于操作机械操作地连接到内燃机和至少一个电机的电力-机械变速器中的离合器装置，所述方法包括: 检测构成为促进用于操作离合器装置的液压流体流的压力控制螺线管中的故障条件； 有选择地关闭螺线管控制的流动管理阀以防止液压流体流进入压力控制螺线管并且供给离合器装置； 监控变速器的所需工作状态； 当离合器装置基于变速器的所需工作状态用于被锁定时，开始离合器装置的同步；以及 只有当离合器装置被同步时，有选择地打开螺线管控制的流动管理阀以允许液压流体流进入压力控制螺线管以锁定离合器装置。
【文档编号】F16H61/30GK103511510SQ201310261969
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2013年6月27日 优先权日:2012年6月27日
【发明者】J.M.博伦鲍夫, S.纳奇 申请人:通用汽车环球科技运作有限责任公司