專利名稱：具有中位漂移補償和用于壓力極限的溫度補償?shù)囊毫鲃酉到y(tǒng)的制作方法
具有中位漂移補償和用于壓力極限的溫度補償?shù)囊毫鲃?br> 系統(tǒng)本申請是申請日為2007年5月10日、發(fā)明名稱為“具有中位漂移補償和用于壓力 極限的溫度補償?shù)囊毫鲃酉到y(tǒng)”的專利申請No. 200780053716. 6的分案申請。相關(guān)申請名稱分別為具有中位漂移(neutral drift)補償?shù)囊毫鲃酉到y(tǒng)、具有預(yù)充填 (預(yù)加壓/預(yù)加載，precharge)邏輯的液力傳動系統(tǒng)、具有用于壓力極限的溫度補償?shù)囊毫?傳動系統(tǒng)、具有快速離合作用(aggressiveclutching)的液力傳動系統(tǒng)以及具有從泵作用 和馬達作用退出功能的液力傳動系統(tǒng)的申請全部是與本申請在同一日向美國專利商標局 提出的發(fā)明專利申請。這五個申請的內(nèi)容全部并入本文。
背景技術(shù)：
已知液力傳動系統(tǒng)有助于促進機械能(例如，在旋轉(zhuǎn)軸的構(gòu)成中)和以壓力為典 型形式的液壓能之間的轉(zhuǎn)化。已知一種與車輛結(jié)合使用的液力傳動系統(tǒng)有時被稱為液壓輔 助起動。當車輛制動時，來自車輛傳動系的機械能被液力傳動系統(tǒng)獲得并被儲存在高壓儲 存裝置中。當車輛加速時，高壓儲存裝置中的加壓流體釋放，將液壓能轉(zhuǎn)化為機械能。不幸的是，在液力傳動系統(tǒng)的使用中存在各種低效問題。低效問題涉及未準確標 定的泵-馬達、影響液力傳動系統(tǒng)內(nèi)壓力的溫度變化、使液力傳動系統(tǒng)進入正常工作狀態(tài) 所需的時間、為促進液壓能和機械能之間的轉(zhuǎn)化而使離合器接合的時間、以及與液力傳動 系統(tǒng)內(nèi)的狀態(tài)變化相關(guān)的問題。


圖1是具有示例性液力傳動系統(tǒng)的車輛的示意圖。圖2是液力傳動系統(tǒng)的部件的示意圖，示出在馬達作用模式和泵作用模式下的示 例性流動。圖3示出控制器所使用的與示例性液力傳動系統(tǒng)相關(guān)的各種示例性輸入和輸出。圖4示出與液力傳動系統(tǒng)相關(guān)的控制器的各種示例性邏輯輸入和輸出。圖5是涉及對名為變量SwashCmd的旋轉(zhuǎn)斜盤位置指令進行說明的示例性流程圖。圖6是涉及預(yù)充填邏輯的示例性流程圖。圖7A示出在馬達作用模式和泵作用模式之間，與示例性液力傳動系統(tǒng)相關(guān)的傳 感器的要求壓力變化。圖7B示出各種壓力_容積曲線，以說明隨著溫度增加，相同壓力下可以儲存的液 壓流體的容積減少。圖8示出與壓力限值的溫度補償相關(guān)的探試的流程。圖9是與斜盤中位漂移的補償相關(guān)的示例性流程圖。圖10是圖9的流程的部分分解圖。圖11是示出液力傳動系統(tǒng)從中性狀態(tài)進入泵作用模式或馬達作用模式然后從各模式回到中性狀態(tài)的操作的示例性流程圖。圖12是與圖11相關(guān)的操作EvalBrakeTorqueAvail的示例性流程。圖13是與圖11相關(guān)的名為EvalAccelTorqueAvail的操作的示例性流程。圖14是與圖11相關(guān)的名為CheckDisengageCond的操作的示例性流程。圖15是與圖11相關(guān)的名為CheckDriftCompensationCond的操作的示例性流程。圖16是與圖11相關(guān)的名為CheckDriftExit的操作的示例性流程。圖17是泵作用模式下圖11的部分流程的分解圖。圖18是與圖17相關(guān)的名為CheckBrakeExitConditions的操作的示例性流程。圖19是與圖17相關(guān)的名為BrakeMore的操作的示例性流程。圖20是與圖17相關(guān)的名為BrakeLess的操作的示例性流程。圖21是與圖17相關(guān)的名為CheckBrakeDoneConstRate的操作的示例性流程。圖22是與圖17相關(guān)的名為CheckBrakeDoneVarRate的操作的示例性流程。圖23是馬達作用模式下圖11的部分流程的分解圖。圖24是與圖23相關(guān)的名為CheckAccelExitCond的操作的示例性流程。圖25是與圖23相關(guān)的名為AccelMore的操作的示例性流程。圖26是與圖23相關(guān)的名為AccelLess的操作的示例性流程。圖27是與圖23相關(guān)的名為CheckAccelDoneConstRate的操作的示例性流程。圖28是與圖23相關(guān)的名為CheckAccelDoneVarRate的操作的示例性流程。圖29是用于與快速離合器機構(gòu)一起使用的離合器系統(tǒng)的示例性液壓回路的簡化 部分。圖30是液力傳動系統(tǒng)的子系統(tǒng)的示例性流程，其示出采用了圖29的液壓回路的 快速離合作用的概念。圖31是圖30的部分流程的分解圖，其涉及待機。圖32是圖30的部分流程的分解圖，其涉及離合器接合。圖33是與圖32相關(guān)的名為ClutchTimeClampingCalc的操作的示例性流程。圖34是圖32的部分流程的分解圖。圖35是與圖34相關(guān)的名為ClutchProfileCalc的操作的示例性流程。
圖36示出在不同的攝氏溫度下以Bar為單位的輸入AccPressMax的示例曲線圖。現(xiàn)在參考下文的討論和附圖，詳細示出本發(fā)明的系統(tǒng)和方法的說明性方式。盡管 附圖表示出一些可能的方式，但是附圖并沒有限定比例，而某些特征可以放大、移除或者 局部剖開，以更好地示出和闡明本發(fā)明。此外，本文所進行的描述并非意圖窮舉或者以其他 方式將權(quán)利要求限定或者限制至在附圖中示出的和下文的詳細說明中公開的精確的形式 和配置。此外，下文的討論中引入了許多常量。在某些情況下將提供這些常量的示例值。在 其他情況下，不賦予具體值。常量的值將取決于相關(guān)硬件的特性和這些特性的彼此相互關(guān) 系以及與所公開系統(tǒng)相關(guān)的環(huán)境條件和運行條件。為了便于下文的討論，引用的元件編號的首位數(shù)字一般來說相應(yīng)于該元件第一次 被引用時的圖號。例如，車輛100在圖1中第一次被引用。說明性環(huán)境下示例性液力傳動系統(tǒng)的綜述
圖1示意性示出具有示例性液力傳動系統(tǒng)102的機動車輛100，該液力傳動系統(tǒng)作 為本申請的受讓人擁有的商標Hydraulic Launch Assist 或者HLA .在車輛！00中使 用。液力傳動系統(tǒng)102的更詳細的圖示在圖2中示出并在下文討論。車輛100具有四個后置驅(qū)動車輪104和兩個前置非驅(qū)動車輪106。在其他示例性 實施例中，全部車輪可以為驅(qū)動輪。此外，車輛100可以具有更多或更少的車輪。與各個車 輪104和106操作性地相聯(lián)的可以是常規(guī)型的車輪制動器108。優(yōu)選地，車輪制動器108是 已知類型的綜合電液制動器(EHB)系統(tǒng)的一部分，并可通過商業(yè)渠道獲得。車輛100包括總體標為110的車輛驅(qū)動系統(tǒng)。車輛驅(qū)動系統(tǒng)110包括車輛發(fā)動機 112、變速器114和液力傳動系統(tǒng)102。變速器114操作性地連接至發(fā)動機112，并將發(fā)動機 112產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩傳遞至車輪104。變速器114也會與液力傳動系統(tǒng)102相互作用，這在下文 將會更詳細地討論。發(fā)動機112和變速器114的具體類型及其結(jié)構(gòu)細節(jié)以及驅(qū)動系統(tǒng)110 的布置，可以各種方式變化。例如，車輛100不是具體限定為與通常認為的“發(fā)動機”使用， 因此，可以理解“發(fā)動機”表示和包括任何類型的動力源或者其他原動機。最后，盡管結(jié)合 車輛驅(qū)動系統(tǒng)110對液力傳動系統(tǒng)102進行了示出和描述，但是也可以方便地使用下文示 出和描述的類型的液力傳動系統(tǒng)的任何一種，而無論該系統(tǒng)是否是車輛的一部分。從變速器114向后延伸并且也形成車輛驅(qū)動系統(tǒng)110的一部分的，是總體標為116 的傳動系。在所示出的系統(tǒng)100中，僅作為示例，傳動系116包括前傳動軸118、中間傳動軸 (在此不可見，但是作為元件202示出在圖2中)以及后傳動軸120、輪間差速器122和左 右后半軸124、126。通過閱讀本說明書，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當理解，傳動系116已被示出和 描述為包括軸118、202、120、124、126，主要是為了便于對整個車輛驅(qū)動系統(tǒng)110的理解，而 非限定。例如，可以具有更少或更多的軸，并且這些軸可以永久或有選擇地通過離合器彼此 連接。圖2中更詳細地示出液力傳動系統(tǒng)102的示例布置。更準確地說，圖2示意性 示出系統(tǒng)102的各種元件的示例布置以及它們彼此間的物理聯(lián)系。如上所述，這里公開 的布置僅僅是為了便于討論且該布置并不是限定。此外，在不損害液力傳動系統(tǒng)102的 有關(guān)操作的情況下，可以添加或者移除某些元件。圖2包括許多傳感器、開關(guān)和電磁線圈 (solenoid)0現(xiàn)在參考圖1和2，除已經(jīng)描述的有助于機械能流動的元件之外，驅(qū)動系統(tǒng)110還 包括如上所提及的液力傳動系統(tǒng)102。液力傳動系統(tǒng)102主要是儲存和釋放液壓能。在轉(zhuǎn) 換箱(transfer case) 128內(nèi)的離合器208幫助提供在機械能和液壓能之間進行轉(zhuǎn)換的接 口，下文將會更詳細地討論。如圖1和2所示，液力傳動系統(tǒng)102包括轉(zhuǎn)換箱128，靜液壓泵-馬達130，保持充 填泵204(圖2示出)和多個閥機構(gòu)222、232、242、246、258的端蓋132，低壓貯存器134，過 濾器組件136，以及高壓蓄能器138。低壓貯存器134是蓄能器類型，但它是與高壓蓄能器 138不同的低壓類型。因此，對于元件134，術(shù)語低壓貯存器和低壓蓄能器可以互換地使用。 更一般地說，蓄能器138是高壓儲存裝置的示例而貯存器134是低壓儲存裝置的示例。因 為使用了貯存器，液力傳動系統(tǒng)102是開路的示例。美國專利No. 6，971，232示出了一種封 閉系統(tǒng)的示例，其采用蓄能器而非與大氣壓力開放的貯存器。美國專利No. 6，971，232的內(nèi) 容通過引用全部并入本文。對于下文討論的各種構(gòu)思，封閉系統(tǒng)或者開放系統(tǒng)都能使用。因此，附圖所示的液力傳動系統(tǒng)102的總體布局僅僅是說明性的。盡管為了討論方便起見，各種部件示出了具體的物理結(jié)構(gòu)，但是所有或者部分部 件可以在這些結(jié)構(gòu)的單個或者子集之內(nèi)。僅僅作為示例，泵-馬達130可以包括在端蓋132 內(nèi)，或者如圖1中示意性所示，這兩個部件和轉(zhuǎn)換箱128可以位于單一結(jié)構(gòu)內(nèi)。此外，并非 所有部件或子部件(例如，具體元件)是需要的。例如，盡管示出了充填泵204，實際上可能 由于下文討論的泵_馬達130的雙重操作性而不需要這樣的泵。例如，如果使用低壓密閉 蓄能器而非在大氣壓力下的低壓貯存器134，則可以不需要充填泵。一般地說，泵-馬達130和在端蓋132內(nèi)的部件提供用于液壓流體例如油在低壓 貯存器134和高壓蓄能器138之間運動的液壓通道。如圖1和2的結(jié)合所示，轉(zhuǎn)換箱128 包括機械地連接泵_馬達130和充填泵204這兩者的軸206。離合器208和齒輪系210有 選擇地在軸202和206之間傳遞轉(zhuǎn)矩。泵-馬達130被用以在與包括軸206的各種軸相關(guān)的機械能和以在液力傳動系統(tǒng) 102內(nèi)的壓力的形式儲存的液壓能之間進行轉(zhuǎn)換。在泵作用模式下的傳動系統(tǒng)102的正常 運行中，機械能被儲存為液壓能，而在馬達作用模式中，液壓能被轉(zhuǎn)換為機械能。在以下關(guān) 于圖6所討論的預(yù)充填模式中，機械能也被通過泵_馬達130轉(zhuǎn)換為液壓能。通常，包括液力傳動系統(tǒng)102的驅(qū)動系統(tǒng)110在不同時期在兩個不同的模式下工 作。在驅(qū)動系統(tǒng)110的被稱為再生或者泵作用模式(通常發(fā)生在減速周期)的第一模式中， 例如通過制動操作的操作信號，車輛減速。于是車輛的動能驅(qū)動泵-馬達130使其作為泵， 將液壓流體從低壓貯存器134傳遞至高壓蓄能器138，并除去傳動系116的附加力矩。雖 然不是必須的，但使用充填泵204的一個優(yōu)點就是其有助于防止泵_馬達130內(nèi)的不期望 的氣穴現(xiàn)象。在所示系統(tǒng)100中，來自車輪104的轉(zhuǎn)矩形式的能量通過半軸124和126、通 過差速器122然后經(jīng)過軸116和202進入轉(zhuǎn)換箱128。在一些方式中，車輪106可以包括 適當?shù)妮S和相關(guān)機構(gòu)以允許動能的類似回收。當離合器208被接合時，制動能量通過齒輪 系210傳遞到軸206，最后傳遞到充填泵204和泵-馬達130。當使用氮氣蓄能器時，流體 壓縮蓄能器138內(nèi)的氮氣并對液力傳動系統(tǒng)102加壓。在一些情況下，也可以使用發(fā)動機 112借助于變速器114和連接到中間軸202的軸118進行泵作用模式的再生。在驅(qū)動系統(tǒng)110的被稱為輔助起動或者馬達作用模式(代表性地發(fā)生在加速周 期)第二模式中，高壓蓄能器138中的流體被計量出去以驅(qū)動泵_馬達130使其作為馬達。 泵-馬達130施加轉(zhuǎn)矩至軸206，該轉(zhuǎn)矩通過齒輪系210、通過接合的離合器208然后通過 軸206和120、差速器122、半軸124和126，并最終傳遞至車輪104。馬達作用模式在高壓 蓄能器138的大部分壓力被釋放時停止，這將在下文更詳細地論述。在馬達作用能夠再次 出現(xiàn)之前，必須采用泵作用模式進行高壓蓄能器138的再生?？刂破?40至少部分地控制液力傳動系統(tǒng)102?？刂破?40接收各種信息輸入，然 后對這些輸入施加探試即邏輯規(guī)則或者程序。然后產(chǎn)生輸出以在車輛100的驅(qū)動系統(tǒng)110 的總體操作中影響液力傳動系統(tǒng)102的操作。盡管示出了單獨的控制器140，但控制器140 可以是集成在總體車輛電子控制單元(ECU)中或者作為ECU的與發(fā)動機112或變速器114 或者其組合相關(guān)聯(lián)的一部分。圖3中示出控制器140所使用的與液力傳動系統(tǒng)102相關(guān)的各種輸入和輸出。對 于圖2中討論的每一個傳感器或者開關(guān)，在圖3中示出相同的開關(guān)或者傳感器。類似地，對
7于圖2討論的每一個電磁線圈，也在圖3中示出控制器140的相應(yīng)輸出。如圖3所示，控制 器140從圖2相關(guān)元件接收的一些輸入是模擬量，而其他輸入或者是數(shù)字量或者與時間相 關(guān)。類似地，給圖2相關(guān)元件的一些輸出具有范圍值或者本質(zhì)上是比例項，而其他輸出本質(zhì) 上是二進制的。進一步，如圖3所示，當單獨的電子控制單元(ECU)與車輛100內(nèi)的其他ECU處于 通信中時，控制器140從綜合車輛控制器區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(CAN)接收消息輸入并向CAN遞交消息 輸出。對于基于CAN的通信，由汽車工程師學會(SAE)定義的公知通信標準是SAE J1939。 SAE J1587是另一個也可以使用的可行通信標準，但是一般不穩(wěn)定。此外，也可以使用其他 通信標準，例如IS09141 K，或者其他已知的標準。后續(xù)的與各種輸入相關(guān)的專門術(shù)語是根 據(jù)J1939標準按照對該標準的說明來提供的。能夠輸入到控制器140內(nèi)的可能的CAN消息的示例如表1所示
權(quán)利要求
一種用于儲存和釋放液壓流體的液力傳動系統(tǒng)，包括高壓儲存裝置；低壓儲存裝置；在用于在液壓能和機械能之間進行轉(zhuǎn)化的泵 馬達轉(zhuǎn)速范圍工作的泵 馬達，所述泵 馬達設(shè)置在所述高壓儲存裝置和所述低壓儲存裝置之間；與所述高壓儲存裝置相關(guān)的開關(guān)，當所述高壓儲存裝置內(nèi)的壓力在預(yù)定閾值以上時所述開關(guān)處在第一狀態(tài)，而當所述高壓儲存裝置內(nèi)的所述壓力在所述預(yù)定閾值以下時所述開關(guān)處在第二狀態(tài)，所述預(yù)定閾值隨著所述開關(guān)從所述第一狀態(tài)變化為所述第二狀態(tài)而被調(diào)節(jié)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液力傳動系統(tǒng)，其中所述預(yù)定閾值隨著所述系統(tǒng)內(nèi)的溫度變 化而變化狀態(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液力傳動系統(tǒng)，其中第一壓力讀數(shù)被指派為所述預(yù)定閾值。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液力傳動系統(tǒng)，其中當所述開關(guān)從所述第一狀態(tài)變化到所述 第二狀態(tài)時，第二壓力讀數(shù)被指派為所述預(yù)定閾值，所述第二壓力讀數(shù)等于所述第一壓力 讀數(shù)加上一偏移量值。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的液力傳動系統(tǒng)，其中當所述開關(guān)看來像是在所述第一狀態(tài)和 所述第二狀態(tài)之間變化時，計時器被調(diào)用并且所述開關(guān)的所述狀態(tài)在所述計時器運行后被 確認，以最小化潛在的錯誤。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的液力傳動系統(tǒng)，其中所述潛在的錯誤是故障信號。
7.一種用于儲存和釋放液壓流體的液力傳動系統(tǒng)，包括 高壓儲存裝置；低壓儲存裝置；在用于在液壓能和機械能之間進行轉(zhuǎn)化的泵_馬達轉(zhuǎn)速范圍工作的泵_馬達，所述 泵_馬達設(shè)置在所述高壓儲存裝置和所述低壓儲存裝置之間；馬達作用模式，其中從所述高壓儲存裝置釋放的液壓能利用所述泵_馬達轉(zhuǎn)化為機械能；泵作用模式，其中機械能轉(zhuǎn)化為液壓能并儲存在所述高壓儲存裝置中； 中性模式，其中液壓能在所述高壓儲存裝置既不儲存也不釋放； 與所述高壓儲存裝置相關(guān)的開關(guān)，當所述高壓儲存裝置內(nèi)的壓力在預(yù)定閾值以上時所 述開關(guān)處在第一狀態(tài)，而當所述高壓儲存裝置內(nèi)的所述壓力在所述預(yù)定閾值以下時所述開 關(guān)處在第二狀態(tài)，所述預(yù)定閾值隨著所述開關(guān)從所述第一狀態(tài)變化為所述第二狀態(tài)而被調(diào) 節(jié)，其中所述預(yù)定閾值隨著所述系統(tǒng)內(nèi)的溫度變化而變化狀態(tài)；以及其中當所述開關(guān)的狀態(tài)從所述第一狀態(tài)變化到所述第二狀態(tài)時，第二壓力讀數(shù)被指派 為所述預(yù)定閾值，所述第二壓力讀數(shù)等于所述第一壓力讀數(shù)加上一偏移量值。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的液力傳動系統(tǒng)，其中所述偏移量值是常量。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的液力傳動系統(tǒng)，其中當所述開關(guān)看來像是在所述第一狀態(tài)和 所述第二狀態(tài)之間變化時，計時器被調(diào)用并且所述開關(guān)的所述狀態(tài)在所述計時器運行后被 確認，以最小化潛在的故障信號。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的液力傳動系統(tǒng)，其中所述第一壓力讀數(shù)是利用查找表對于環(huán)境溫度而建立的，溫度傳感器提供用于所述查找表的溫度。
11.一種與液力傳動系統(tǒng)相關(guān)的方法，所述液力傳動系統(tǒng)具有高壓儲存裝置和低壓儲 存裝置，以及用于在液壓能和機械能之間進行轉(zhuǎn)化的馬達，該馬達設(shè)置在該高壓儲存裝置 和該低壓儲存裝置之間，該方法包括以下步驟提供該高壓儲存裝置的測量壓力；當所述測量壓力在預(yù)定閾值以下時，使開關(guān)從第一狀態(tài)向第二狀態(tài)變化；以及當所述變化步驟發(fā)生時，調(diào)節(jié)所述預(yù)定閾值。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述調(diào)節(jié)步驟包括將第二壓力讀數(shù)指派為所述 預(yù)定閾值的步驟，所述第二壓力讀數(shù)等于所述測量壓力加上一偏移量值。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中所述變化步驟包括在所述開關(guān)看來像是在所述 第一狀態(tài)和所述第二狀態(tài)之間變化時調(diào)用計時器，以及在所述計時器運行后確認所述開關(guān) 的所述狀態(tài)，從而最小化潛在的錯誤的步驟。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，在最初的變化步驟之前將第一壓力讀數(shù)指派為所述 預(yù)定閾值，并利用環(huán)境溫度和查找表來建立所述第一壓力讀數(shù)。
全文摘要
一種用于儲存和釋放液壓流體的液力傳動系統(tǒng)(102)包括高壓儲存裝置(138)、低壓儲存裝置(138)以及在用于在液壓能和機械能之間進行轉(zhuǎn)化的泵-馬達轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)工作的泵-馬達(130)。泵-馬達設(shè)置在高壓儲存裝置和低壓儲存裝置之間。在正常工作中，液力傳動系統(tǒng)進入馬達作用模式，其中使用泵-馬達將液壓能從高壓儲存裝置釋放并轉(zhuǎn)化為機械能。它也進入泵作用模式，其中機械能被轉(zhuǎn)化為液壓能。存在中性狀態(tài)，其中液壓能在高壓儲存裝置既不儲存也不釋放。一種使用變化的壓力極限來補償溫度變化的方法有助于維持液力傳動系統(tǒng)處于正常工作，從而提高液力傳動系統(tǒng)內(nèi)的效率。當泵-馬達包括旋轉(zhuǎn)斜盤(216)或類似結(jié)構(gòu)時，對正常工作期間的漂移的補償有助于促進液力傳動系統(tǒng)的有效工作。
文檔編號B60K6/12GK101943263SQ201010175489
公開日2011年1月12日 申請日期2007年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月10日
發(fā)明者D·吉爾伯特, R·安德森 申請人:伊頓公司