用流体填充变矩器的系统和方法与流程

本公开涉及用于机动车辆的自动变速器的领域。更具体地，本公开涉及用于在发生排放之后用流体快速填充变矩器的系统和方法。

背景技术：

许多车辆在广泛范围的车速(包括前进和倒退运动两者)下使用。大多数发动机仅在较窄的转速范围内有效运行。因此，往往会采用能够以各种传动比有效地传送动力的变速器。当车辆处于低速时，变速器通常以高传动比运转，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运转允许与安静、燃料高效巡航相关联的发动机转速。

自动变速器可以包括变矩器，用于将变速器输入轴联接到发动机的曲轴。为了提高动力传送效率，控制器可以接合旁通离合器以将变速器输入轴机械地联接到变矩器的壳体，所述壳体固定到发动机的飞轮。旁通离合器可以包括一个或多个离合器片，所述一个或多个离合器片与壳体一起旋转并且与一个或多个与输入轴一起旋转的片交错。为了接合离合器，加压流体迫使活塞压缩离合器片。

大多数变矩器随着时间将流体泄漏到变速器油底壳中。这被称为变矩器排放。本文公开了用于快速填充变矩器以使变矩器排放的任何负面影响最小化的系统和方法。

技术实现要素：

根据一个实施例，一种重新填充车辆的变矩器的方法，所述方法包括：响应于发动机关断时间超过阈值和存在指示出发的参数，用流体填充所述变矩器。指示出发的所述参数可以包括所述车辆被解锁、车门被打开、检测到所述车辆内的钥匙、或者制动踏板被踩下。

根据另一个实施例，车辆包括变速器，所述变速器具有变矩器、配置成生成管线压力的装置、和连接所述装置的至少一个流体路径，所述装置与所述变矩器流体连通。控制器被编程为响应于发动机关断时间超过阈值和存在指示出发的参数，命令所述装置生成管线压力，使得流体被供应到所述变矩器。所述装置可以是变速器泵或蓄能器。

根据又一个实施例，车辆包括变速器，所述变速器具有变矩器、阀体和连接在所述变矩器和所述阀体之间的第一流体路径和第二流体路径。控制器被编程为响应于发动机关断时间超过阈值，经由所述第一流体路径将流体供应到所述变矩器；以及响应于所述发动机关断时间小于所述阈值，经由所述第二流体路径将流体供应到所述变矩器。

附图说明

图1是车辆动力传动系统的示意图。

图2是变矩器组件的横截面。

图3是用于操作变速器的算法的流程图。

图4是变速器的示意图。

图5是用于操作变速器的算法的另一个流程图。

具体实施方式

本文描述了本公开的实施例。然而，应当理解，所公开的实施例仅仅是示例并且其他实施例可以呈现各种和替代形式。附图不一定按比例绘制；一些特征可以被放大或最小化以示出特定部件的细节。因此，本文公开的具体结构和功能细节不应被解释为是限制性的，而是仅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。如本领域一般技术人员将理解，参考任何一个附图示出并描述的各个特征可以与一个或多个其他附图中示出的特征相结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用于典型应用的代表性实施例。然而，与本公开的教导一致的特征的各种组合和修改可以是特定应用或实施方式所期望的。

图1示出了具有变速器12的车辆10。动力由发动机(或其他动力装置)14生成并输送到发动机输出端16。变矩器18和变速箱20改变传送动力的转速和扭矩以与车辆要求相匹配，同时允许发动机14以合适的曲轴转速运行。动力经由涡轮轴22(也称为变速器输入轴)从变矩器18流到变速箱20。驱动轴24将动力从变速器12传送到差速器26。差速器26在驱动轮28和驱动轮30之间分配动力，同时在转弯期间允许轻微的转速差。一些变速器(诸如前轮驱动的变速驱动桥)可以包括与变速箱和变矩器在同一外壳中的差速器。在此类变速器中，向差速器的动力传送可以利用齿轮或链条而不是驱动轴。在一些车辆中，可以在变速器和差速器之间插入分动箱以将一些动力传送到另外的车轮。

变速器控制器32基于各种输入调节变速器12的状态，所述各种输入包括车辆速度测量值，由加速踏板位置指示的驾驶员扭矩需求，和挡位选择器。控制器32可以通过向阀体34和与其相关联的部件发送电信号来调节变速器的状态。响应于这些信号，阀体34调节液压回路中的压力以接合特定的离合器，诸如变速箱20内的离合器和变矩器18内的旁通离合器。变速器泵36生成用于操作变速器12的流体压力。变速器泵36与阀体34流体连通，阀体34将泵36生成的管线压力引导到其他部件，例如，离合器、变矩器、螺线管等。泵36可以是机械的或电动的。在一些实施例中，变速器可以包括通常为机械的主泵和通常为电动的辅助泵。

虽然被示出为一个控制器，但是控制器32可以是更大的控制系统的一部分并且可以在整个车辆10上由各种其他控制器(诸如车辆系统控制器(vsc))控制。应当理解，控制器32和一个或多个其他控制器可以共同被称为“控制器”，所述控制器响应于来自各种传感器的信号控制各种执行器，以控制如操作变速器12的功能。控制器32可包括与各种类型的计算机可读存储装置或介质通信的微处理器或中央处理单元(cpu)。计算机可读存储装置或媒介可以包括例如只读存储器(rom)、随机存取存储器(ram)和保活存储器(kam)中的易失性存储器和非易失性存储器。kam是可用于在cpu断电时存储各种操作变量的持久性或非易失性存储器。计算机可读存储装置或媒介可以使用许多已知的存储器装置中的任何一种来实施，所述已知的存储器装置诸如prom(可编程只读存储器)、eprom(电prom)、eeprom(电可擦除prom)、快闪存储器或能够存储数据的任何其他电子、磁性、光学或组合存储器装置，其中一些代表由控制器用于控制发动机、牵引电池、变速器或其他车辆系统的可执行指令。

控制器经由输入/输出(i/o)接口与各种车辆传感器和执行器通信，所述接口可以实施为提供各种原始数据或信号调节、处理和/或转换、短路保护等的单个集成接口。可替代地，可以使用一个或多个专用硬件或固件芯片以在将特定信号供应到cpu之前调节和处理所述特定信号。如图1的代表性实施例中一般所示，控制器32可以将信号传输到发动机14、变速箱20、阀体34等和/或从其传输。尽管没有明确示出，但是本领域普通技术人员将认识到可以由上文标识的每个子系统内的控制器32控制的各种功能或部件。

参考图2，示出了变速器12的前部。变矩器18可以包括通过挠性板40附接到发动机的飞轮的壳体42。在其他实施例中，变矩器18还可以附接到电动马达或其他动力装置的输出轴。变矩器18包括与壳体42固定在一起的泵轮46。壳体42限定了在变速器12的运行期间充满流体的流体动力室44，所述流体例如油(通常称为变速器流体)。涡轮48设置在与泵轮46的叶片相邻的室44内，并且连接(例如，用花键接合)到涡轮轴22。可以在涡轮48和涡轮轴22之间插入扭转减振器，以将变速箱20和其他传动系部件与发动机振动隔离。

定子50经由单向离合器联接到定子轴52。定子轴52固定到变速器12的前支撑件并且相对于变矩器18静止。当涡轮轴52相对于发动机14的曲轴静止或缓慢旋转时，单向离合器保持定子50静止。泵轮46的旋转迫使流体在泵轮46、涡轮48和定子50之间移动。流体在涡轮48上施加流体动力扭矩。定子50提供反作用力，使得涡轮48上的扭矩可以大于泵轮46上的扭矩。当涡轮48的转速接近泵轮46的转速时，流体倾向于围绕中心线54流动，导致单向离合器超速运转。

变矩器18包括设置在流体动力室44内的旁通离合器56。离合器56可以包括离合器片58，所述离合器片58具有摩擦元件60，所述摩擦元件60被配置成与壳体42和离合器56的活塞62接合。离合器片58可以经由离合器壳64与涡轮轴22连接。减振器可以设置在离合器壳64上。通过在活塞62的施加侧61上将流体供应到流体动力室44中来接合离合器56，并且通过在活塞62的释放侧63上供应流体使离合器56脱离。

涡轮轴22可以限定用于在变速器12的各个部件之间输送流体的多个内部通道。这些通道中的至少两个通道与变矩器的流体动力室44流体连通。例如，这些通道66中的第一个通道延伸穿过涡轮轴22并且经由第一孔68将流体供应到流体动力室44。允许流体流出第一孔68，进入限定在定子轴52和涡轮轴22之间的第二通道67，并且进入离合器壳64附近的流体动力室44。第一通道66经由一个或多个其他通道(未示出)与阀体34流体连通。这可以被称为离合器施加流体路径78，其在活塞62的施加侧61上将流体供应到流体动力室44中。这些通道70中的第三个通道由涡轮轴22限定并延伸到涡轮轴22的前端76。通道70包括设置在流体动力室44内的开口74。孔72允许流体进入/离开第三通道70。第三通道70经由一个或多个其他通道(未示出)与阀体34流体连通。这可以称为离合器释放流体路径80，其在活塞62的释放侧63上将流体供应到流体动力室44中。

取决于离合器56的所期望的接合状态，流体经由离合器施加流体路径78或离合器释放流体路径80供应到流体动力室44，并且经由其他离合器施加流体路径78或离合器释放流体路径80返回到变速器油底壳。如果离合器未接合，则流体通常经由流体路径80供应到变矩器18，并且流体经由流体路径78离开变矩器。相反，如果离合器已接合，则流体经由流体路径78供应到变矩器18并且经由流体路径80离开。变速器12的管道可以被配置成使得通过路径78的流体的流率大于通过路径80的流体的流率。

为了接合离合器56，加压流体经由流体路径78被引导到室44，迫使活塞62将离合器片58压靠在壳体42上。当离合器片58被压缩时，发生摩擦接合，使涡轮轴22与壳体42锁定，从而绕过液力联轴节动力路径。通过经由流体路径80将流体引导到室44来释放离合器56，以将活塞62推离壳体42。一旦离合器脱离，就恢复液力联轴节动力路径。

流体可以经由通道、孔、密封件等随着时间从流体动力室44泄漏到变速器油底壳。这被称为变矩器排放。在典型的设计中，在长期停用间，变矩器将排放至大约一半。变矩器排放所需的时间取决于变矩器的设计，并且可以是从连续数小时到连续数天或数周的任何时间。

变矩器经由液力联轴节将动力从泵轮传送到涡轮。适当的液力联轴节需要变矩器在流体动力室内具有足够量的流体。如果流体动力室的流体不足，则泵轮和涡轮之间的扭矩传送减小，直到重新填充变矩器。重新填充时间根据变矩器设计和已经发生的排放量而不同，但是当前的生产扭矩转换为需要20秒或更长时间来重新填充变矩器并不罕见。在此期间，驾驶员需要的扭矩将不会提供给驱动轮，导致不能令人满意的驾驶体验。

本公开提出了用于更快速地重新填充排放的变矩器以改善驾驶体验的系统和方法。由控制器32执行的控制逻辑或功能可以由一个或多个附图中的流程图或类似图表示。这些图提供了代表性控制策略和/或逻辑，所述代表性控制策略和/或逻辑可以使用一个或多个处理策略(诸如事件驱动的、中断驱动的、多任务的、多线程的等)来实现。因此，所示的各种步骤或功能可以以所示顺序执行、并行地执行、或者在某些情况下省略。尽管没有总是明确示出，但是本领域普通技术人员将认识到，可以取决于所使用的特定处理策略而重复执行所示步骤或功能中的一个或多个。类似地，处理次序不一定是实现本文所描述的特征和优点所必需的，而是为了易于说明和描述而提供的。控制逻辑可以主要在由基于微处理器的车辆、发动机和/或动力传动系统控制器(诸如控制器32)执行的软件中实现。当然，控制逻辑可以在一个或多个控制器中的软件、硬件或软件和硬件的组合中实现，这取决于特定应用。当在软件中实现时，控制逻辑可以提供在存储有数据的一个或多个计算机可读存储装置或媒介中，所述数据表示由计算机执行以控制车辆或其子系统的代码或指令。计算机可读存储装置或媒介可以包括多个已知物理装置中的一个或多个，所述多个已知物理装置中的一个或多个利用电、磁性和/或光学存储装置来保存可执行指令和相关联的校准信息、操作变量等。

车辆可以被配置成经由离合器释放流体路径80正常地将流体供应到变矩器18，并且仅在选定的条件下经由离合器施加流体路径78将流体供应到变矩器18。例如，当旁通离合器56要接合时，经由离合器施加流体路径78供应流体。虽然离合器施加路径78的主要目的是接合离合器56，但是由离合器施加路径78提供的较高流率可以有利地用于其他情况，诸如在排放之后更快速地重新填充变矩器18。对于至少一个示例性变速器，测试已经示出，在排放之后，当离合器施加路径78而不是离合器释放流体路径80用于将流体供应到变矩器时，变矩器的重新填充时间从13秒减少到2秒。将变矩器重新填充时间减少到5秒以下大大降低了驾驶员在重新填充变矩器之前试图推进车辆的可能性。

图3是用于在发动机起动之后将流体供应到变矩器的算法的流程图100。所述流程图在驾驶员起动车辆时的操作102处开始。控制转到操作104，其中控制器确定发动机关断时间是否大于阈值时间。(发动机关断时间是发动机在最后一次关断之后停用的时间。)发动机时间超过阈值时间指示存在至少一些变矩器排放。阈值时间可以取决于设计，因为不同的变矩器以不同的速率排放。通过测试和校准，车辆设计者可以确定变矩器的适当阈值时间。

如果在操作104处为是，则控制转到操作106，并且经由离合器施加流体路径将流体供应到变矩器。在操作106处，控制器可以命令阀体将加压流体引导到离合器施加路径。

控制器经由离合器施加路径将流体供应到变矩器，直到变矩器充分重新填充。这可以通过监测发动机和涡轮之间的转速差来确定。发动机转速可以由感测曲轴转速的发动机转速传感器来测量，并且涡轮可以由设置在变速器中的转速传感器来测量。

在所示实施例中，在操作108处，控制器确定发动机和涡轮之间的转速差是否小于阈值转速。如果转速差小于阈值，则在涡轮和泵轮之间有足够的液力联轴节，从而指示变矩器中有足够的流体。

如果在操作108处为否，则控制循环返回到操作106并且变矩器继续经由离合器施加路径填充。如果为是，则控制转到操作110，并且经由离合器释放流体路径将流体供应到变矩器。在操作110处，控制器可以命令阀体将加压流体引导到离合器释放路径并且防止加压流体被引导到离合器施加路径。

一旦重新填充变矩器，控制100就结束直到下一个钥匙循环。然后，基于旁通离合器的所命令的接合状态将流体供应到变矩器。例如，控制器可以被编程为默认为经由离合器释放流体路径将流体供应到变矩器，使得通过流体动力路径传送动力；以及还被编程为响应于接合旁通离合器的请求，经由离合器施加流体路径将流体供应到变矩器。如果在操作104处为否，则在操作112处出退出控制。

参考图4，根据另一个实施例的变速器120包括变矩器122，所述变矩器122可以与变矩器18相同或相似。变速器120可以包括主泵124和辅助泵126。主泵124可以是机械的，并且辅助泵126可以是电动的。当发动机关断时，辅助泵126可以被赋能，使得在此期间可以为变速器生成流体压力(通常称为管线压力)。辅助泵126对于混合动力车辆和在发动机关断的情况下运行的停止-起动车辆可能特别有益。

泵124、126将加压流体提供给阀体130。更具体地，主泵124将流体供应到调节阀128，所述调节阀128控制主线130的流体压力。辅助泵126与主线130流体连通，并且可能不需要调节阀。蓄能器132被配置成存储流体压力，以在泵124和126关断时使用。蓄能器132与主线130流体连通。在所有实施例中，变速器120可以不包括辅助泵126和蓄能器132两者，但是在其他实施例中，两者都可以包括在内。

变矩器122根据其设计通过至少一个流体路径连接到主线130。变矩器122可以与变矩器18相同或相似。如果变矩器不包括旁通离合器，则流体可以由单个流体路径供应。如果变矩器包括旁通离合器，则提供至少两个流体路径。例如，在旁通离合器要接合时，离合器施加流体路径136使流体循环到变矩器122，并且当旁通离合器要脱离时，离合器释放流体路径138使流体循环到变矩器122。路径136、138可以与上面描述的那些相似。此外，如上面所描述，流体可以经由离合器施加路径136循环到变矩器122，以快速重新填充变矩器122，从而减轻排放的影响。

离合器控制阀134可以用于控制哪个路径将流体供应到变矩器122。如果使用单个路径将流体供应到变矩器，则可以省略控制阀134。离合器控制阀134连接到主线130。虽然未示出，但是几个其他部件也可以连接到主线130。离合器控制阀134被配置成使从变矩器122返回的流体循环到变速器油底壳142。

控制器140被配置成控制变速器120的运行。控制器140可以与控制器32相似，但是可以包括如下面所描述的另外的或不同的编程。控制器140可以被编程为驱动离合器控制阀134，使得当变矩器充满油并且命令旁通离合器脱离时，流体经由离合器释放路径138供应到变矩器122。当流体经由释放路径138供应到变矩器时，流体经由供应路径136从变矩器122返回到离合器控制阀134。控制器140还被编程为驱动离合器控制阀134，使得当命令旁通离合器接合时，以及当存在指示变矩器排放的情况时，流体经由离合器施加路径136供应到变矩器122。当经由路径136供应流体时，流体经由流体路径138返回到控制阀134。

图5示出了用于操作变速器120的算法的流程图150。控制在操作152处开始，并且控制器确定是否存在指示车辆出发的参数。示例性参数包括车门(例如，驾驶员车门)被打开、车辆被解锁、制动踏板被踩下、驻车制动器被释放、检测到车辆内的钥匙。

如果在操作152处为否，则在操作154处退出控制。如果为是，则控制转到操作156，并且控制器确定发动机关断时间是否大于时间阈值。如果为否，则退出控制。如果为是，则控制转到操作158，并且控制器根据变速器的设计对辅助泵、蓄能器或两者赋能。通过对装置(例如，辅助泵或蓄能器)赋能，响应于存在指示出发的参数，可以在发动机起动之前用流体对变矩器进行填装。这允许在驾驶员准备推进车辆时充分填充变矩器。

在操作160处，与经由离合器释放流体路径供应流体相比，控制器驱动离合器控制阀以经由离合器施加流体路径将流体施加到变矩器，以减少变矩器的填充时间。在操作162处，控制器确定涡轮和发动机之间的转速差是否小于阈值。如果为是，则这指示变矩器充满流体并且控制转到操作164。如果为否，则控制循环回到操作160并且继续经由离合器施加路径供应流体。在操作164处，控制器驱动离合器控制阀以经由离合器释放流体路径将流体供应到变矩器。操作162至164是任选的。

虽然上面描述了示例性实施例，但是并不旨在这些实施例描述由权利要求涵盖的所有可能形式。说明书中使用的词汇是描述性词汇，而不是限制性词汇，并且应当理解，在不脱离本公开的精神和范围的情况下可以做出各种变化。如先前所描述，可以对各种实施例的特征进行组合以形成可能未明确描述或示出的本发明的其他实施例。虽然各种实施例相对于一个或多个期望特性可能已经描述为提供优点或优于其他实施例或现有技术实现方式，但是本领域的普通技术人员认识到，为了实现所期望的整体系统属性，可能会对一个或多个特征或特性进行折衷，这取决于具体应用和实现方式。因此，描述为相对于一个或多个特性不如其他实施例或现有技术实现方式期望的实施例处在本公开的范围内并且对于特定应用来说可能是期望的。

根据本发明，一种重新填充车辆的变矩器的方法，所述方法包括：响应于发动机关断时间超过阈值和存在指示出发的参数，用流体填充所述变矩器。

根据一个实施例，填充所述变矩器包括对变速器泵赋能以将所述流体供应到所述变矩器。

根据一个实施例，所述变速器泵是电动的。

根据一个实施例，填充所述变矩器包括对蓄能器进行泄能以将所述流体供应到所述变矩器。

根据一个实施例，填充所述变矩器包括：经由第一流体路径将流体供应到所述变矩器，以及响应于所述变矩器的发动机和涡轮之间的转速差小于阈值，(i)停止经由所述第一路径供应流体，以及(ii)经由第二流体路径将流体供应到所述变矩器。

根据一个实施例，指示出发的所述参数包括：所述车辆被解锁、车门被打开、检测到所述车辆内的钥匙、或者制动踏板被踩下。

根据一个实施例，填充所述变矩器还响应于所述车辆被关断。

根据本发明，提供了一种车辆，所述车辆具有变速器，所述变速器包括变矩器、阀体、和连接在所述变矩器和所述阀体之间的第一流体路径和第二流体路径；以及控制器，所述控制器被编程为响应于发动机关断时间超过阈值，经由所述第一流体路径将流体供应到所述变矩器；以及响应于所述发动机关断时间小于所述阈值，经由所述第二流体路径将流体供应到所述变矩器。

根据一个实施例，所述变矩器还包括旁通离合器。

根据一个实施例，所述控制器还被编程为响应于接合所述离合器的请求，经由所述第一流体路径将流体供应到所述变矩器。

根据一个实施例，所述控制器还被编程为响应于脱离所述离合器的请求，经由所述第二流体路径将流体供应到所述变矩器。

根据一个实施例，所述旁通离合器包括施加侧和释放侧，并且其中所述第一流体路径具有位于所述施加侧上的孔，以及所述第二流体路径具有位于所述释放侧上的孔。

根据一个实施例，所述变矩器包括涡轮和固定到发动机的泵轮，并且其中所述控制器还被编程为响应于所述发动机和所述涡轮之间的转速差小于阈值，经由所述第二流体路径将流体供应到所述变矩器。

根据本发明，提供了一种车辆，所述车辆具有变速器，所述变速器包括变矩器，配置成生成管线压力的装置，和连接所述装置的至少一个流体路径，所述装置与所述变矩器流体连通；以及控制器，所述控制器被编程为响应于发动机关断时间超过阈值和存在指示出发的参数，命令所述装置生成管线压力，使得将流体供应到所述变矩器。

根据一个实施例，命令所述装置还响应于所述车辆被关断。

根据一个实施例，所述装置是电动变速器泵或蓄能器。

根据一个实施例，上述发明的特征还在于配置成接收所述管线压力的离合器控制阀，并且其中所述至少一个流体路径包括离合器施加流体路径和离合器释放流体路径，每个路径连接在所述离合器控制阀和所述变矩器之间，并且其中所述离合器控制阀是可驱动的以经由所述离合器施加路径或所述离合器释放路径将流体供应到所述变矩器。

根据一个实施例，所述控制器还被编程为命令所述离合器控制阀经由所述离合器施加路径将流体供应到所述变矩器，以及响应于发动机和涡轮之间的转速差小于阈值，命令所述阀经由所述离合器释放路径将流体供应到所述变矩器。

根据一个实施例，所述离合器施加路径具有比所述离合器释放路径更高的流率。

根据一个实施例，指示出发的所述参数包括：所述车辆被解锁、车门被打开、检测到所述车辆内的钥匙、或者制动踏板被踩下。