專利名稱：自動沖洗電動液壓閥的碎屑的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電動液壓閥的控制以調(diào)節(jié)機動車輛傳動中的流體壓力，特別涉及防止由碎屑積聚引起閥門錯誤操作的方法。
背景技術(shù)：
在具有液壓嚙合離合器(或其它摩擦設(shè)備)的機動車輛傳動中，要求把離合器的壓力調(diào)節(jié)成這樣的值該壓力無需過高，并足以防止離合器滑移。采用一種液壓電路可以實現(xiàn)這個目的，該液壓電路包括液壓壓力調(diào)節(jié)器閥門和向該調(diào)節(jié)器閥門提供偏置或增壓壓力的電動增壓閥門(boost valve)?？梢酝ㄟ^例如查找表的方式建立增壓壓力和離合器壓力之間的關(guān)系，并且一旦已知所要求的離合器壓力，傳動控制器可以使用查找表以確定相應(yīng)的增壓壓力。在典型的機械裝置中，增壓閥門接收輸入液壓流體，該流體被導(dǎo)向壓力調(diào)節(jié)器閥門或者排放到流體箱。由電樞相對于底座的位置確定閥門內(nèi)的流體的排放，并且變化地啟動電樞周圍的電磁鐵線圈以定位電樞。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，通常出現(xiàn)在過濾液壓傳動流體中的很細的碎屑會聚集在增壓閥門中，并且阻礙正常的閥門操作。特別地，在電樞置于很靠近底座的條件下，這些碎屑會聚集在電樞和閥門底座之間。當(dāng)條件要求電樞嚙合底座時，碎屑的聚集隨后阻礙電樞嚙合底座，引起所產(chǎn)生的增壓壓力以及由此得到的離合器壓力偏離理想值。錯誤的離合器壓力會導(dǎo)致離合器滑移或其它有害后果，這取決于閥門的設(shè)計。因此，需要這樣一種方法防止由于碎屑聚集引起的增壓閥門的錯誤操作而不顯著影響傳動的操作。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提供機動車輛傳動的電動液壓閥工作的改進方法，其中越過閥門的正常啟動，自動地周期地打開閥門的電樞以徹底沖洗聚集在電樞和與電樞待嚙合的底座之間的碎屑。在優(yōu)選實施例中，電動閥門和壓力調(diào)節(jié)器閥門產(chǎn)生流體壓力以維持一個或多個液壓驅(qū)動的扭矩傳動裝置(即離合器)的嚙合，并且當(dāng)電樞嚙合底座時產(chǎn)生最大的離合器壓力。當(dāng)探測到過量的離合器滑移時，強迫電樞嚙合底座，直到滑移減小或者經(jīng)過預(yù)定的時間段，隨后電樞被暫時置成離開底座，從而提供全部的液壓流體流過底座以沖洗阻礙電樞嚙合底座的碎屑。在傳動的中性操作期間，電樞被連續(xù)地置成離開底座，從而提供全部的液壓流體流過底座以保持底座沒有碎屑，并且在傳動的低扭矩和低速操作條件下，電樞被周期性地置成離開底座預(yù)定間隔，從而提供全部的液壓流體流過底座以沖洗任何積聚的碎屑。


圖1為機動車輛傳動的壓力調(diào)節(jié)器液壓電路的機械硬件的示意圖，包括電動增壓閥門和基于微處理器的傳動控制單元(TCU)；圖2是描述了圖1的增壓閥門產(chǎn)生的增壓壓力與圖1的液壓電路產(chǎn)生的離合器壓力之間關(guān)系的圖示；圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的由圖1的TCU執(zhí)行的軟件程序的示例步驟的流程圖；以及圖4示出了詳細描述圖3的流程圖關(guān)于出現(xiàn)過量離合器滑移時從增壓閥門沖洗聚集碎屑的部分的流程圖。
具體實施例方式
參照圖1，附圖標(biāo)記10通常表示機動車輛傳動的液壓壓力調(diào)節(jié)電路，包括液壓驅(qū)動的壓力調(diào)節(jié)器閥門(PRV)12和電動增壓壓力閥門(BPV)14。PRV 12通過線路16向冷卻電路(CC)供應(yīng)液壓流體，并且調(diào)節(jié)至少一個液壓嚙合離合器CL的線路18內(nèi)的離合器壓力(Pc)。BPV 14通過線路20向PRV 12供應(yīng)增壓壓力Pb。增壓壓力Pb來自通過流量限制線路22供應(yīng)到BPV 14的參考壓力Pr，而冷卻電路流體和離合器壓力Pc來自線路24內(nèi)的泵供應(yīng)壓力Ps。當(dāng)然，如果需要，可以把PRV 12和BPV 14組合成單個閥門。
BPV 14包括閥體26、電樞28、電磁鐵線圈30、以及線路20和22所耦合的閥室32。通過導(dǎo)體34電啟動電磁鐵線圈30以定位閥體26內(nèi)的電樞28，使得通過線路22進入閥室32的部分或全部液壓流體經(jīng)過篩網(wǎng)(screen)38和軸向?qū)?zhǔn)電樞28的閥體開孔40被引向出口端口36。出口端口36通過線路44耦合到流體排放口42。圍繞閥體26的柱48放置的彈簧46使電樞28偏向開孔40，而電磁鐵線圈30的電啟動產(chǎn)生與彈簧力相反的電磁力，使電樞28離開孔40。電磁鐵線圈電流的大小確定最終電磁力的大小，且通過簡單地控制電磁鐵電流可以把電樞28移動到閥體26內(nèi)的要求位置。
閥體26內(nèi)的電樞28的線性位置確定閥室32和線路20內(nèi)的增壓壓力Pb。當(dāng)如圖1所示地定位電樞，且其向內(nèi)的端部28a壓在由毗鄰開孔40的閥體26的表面部分所定義的底座50上時，通過線路22供應(yīng)到閥室32的所有流體都不傳輸?shù)匠隹诙丝?6，且Pb基本上等于參考壓力Pr。當(dāng)不向電磁鐵線圈30施加任何電流時，出現(xiàn)這種情形。當(dāng)向電磁鐵線圈30施加全部電流以從開孔40縮回電樞28時，出現(xiàn)相反的情形。在這種情況下，基本上所有通過線路22供應(yīng)到閥室32的流體通過開孔40被排放，Pb基本上等于零。當(dāng)向電磁鐵線圈30施加中等的電流電平時，電樞28部分地限制流體流過開孔40，并且可以把Pb控制為零和Pr之間的任一值。
PRV 12包括閥體56和含有隔離擋圈(spaced land)60、62和64的線軸式閥門元件58。擋圈60和62之間的流體通過線路16和18供應(yīng)到冷卻電路CC和離合器CL，并且擋圈62和64之間的流體被導(dǎo)向流體排放口66。線路24內(nèi)的泵供應(yīng)壓力Ps耦合到入口端口68，并且通過流量限制線路72耦合到偏置室70。偏置室70內(nèi)的壓力Ps作用于閥門元件58的端部74并產(chǎn)生向下的力，圍繞閥室80內(nèi)的柱78放置的彈簧76的向上的力抵消該向下的力。彈簧76是這樣設(shè)計的在線路20內(nèi)不存在任何增壓壓力Pb時，定位閥門元件58以將線路18內(nèi)的離合器壓力Pc調(diào)節(jié)為預(yù)定的最小值，這里把該最小值稱為Pc_min。當(dāng)線路24的流體供應(yīng)相對低(即低的泵速)時，基本上如圖1所示地定位閥門元件58，通過改變經(jīng)由線路16到冷卻電路CC的流體流量而調(diào)節(jié)離合器壓力Pc。當(dāng)線路24的流體供應(yīng)相對高(即高的泵速)時，冷卻電路(CC)變?yōu)榱髁肯拗?，且偏置?0內(nèi)最終壓力的增加把閥門元件58向下推；這允許供應(yīng)到入口端口68的流體的一部分傳輸?shù)脚欧趴?6，使得離合器壓力Pc仍被調(diào)節(jié)為預(yù)定值Pc_min。線路20內(nèi)的增壓壓力被導(dǎo)向內(nèi)部安裝了彈簧76的閥室80，并且有效地增加彈簧力以提高受調(diào)節(jié)的離合器壓力Pc。在圖2中圖解地描述了這個關(guān)系，圖2把離合器壓力Pc示成增壓壓力Pb的函數(shù)。當(dāng)BPV 14的電磁鐵線圈30被完全激勵使增壓壓力Pb為零時，Pc被調(diào)節(jié)為預(yù)定的最小值Pc_min。當(dāng)電磁鐵線圈30被斷電使得Pb基本上等于Pr時，Pc被調(diào)節(jié)為最大值，基本上等于泵供應(yīng)壓力Ps。當(dāng)電磁鐵線圈30被部分?jǐn)嚯娛沟肞b位于零與Pr之間時，Pc被調(diào)節(jié)為如圖2所示的Pc_min與Ps之間的相應(yīng)值。
圖1附加地描述了用于執(zhí)行各種傳動控制功能的基于微處理器的傳動控制單元(TCU)82，包括BPV14的電磁鐵線圈30的適當(dāng)激勵。完成這個功能中所使用的、和/或根據(jù)本發(fā)明方法的各種輸入，包括傳動輸入和輸出速度Ni和No以及輸出扭矩命令Tc?？梢杂眠m當(dāng)?shù)乃俣葌鞲衅?未示出)測量速度Ni和No，且例如，輸出扭矩命令Tc可以基于驅(qū)動器加速器踏板位置。通常，上面的輸入可以和傳動范圍與離合器參數(shù)一起使用以確定所需要的離合器壓力Pc，隨后使用諸如圖2曲線圖所描述的存儲關(guān)系，用離合器壓力Pc反過來確定所要求的增壓壓力Pb?？商鎿Q的方案是，可以直接確定增壓壓力Pb。在任何情況下，TCU 82可隨后確定與Pb的要求值相對應(yīng)的電磁鐵線圈，并使用PWM或線性電流控制相應(yīng)地對電磁鐵線圈30激勵。
如前所述，通常存在于過濾的傳動液壓流體中的小碎屑顆粒可以流過篩網(wǎng)38并嵌在BPV閥體26的區(qū)域50，在該區(qū)域有電樞28的端部28a以關(guān)閉開孔40。這最通常發(fā)生于其中電磁鐵線圈30的激勵非常低且電樞28和底座50之間的間隙非常小的高扭矩條件期間。碎屑會積聚在底座區(qū)域上和/或通常接觸底座50的電樞28的部分上，且在任何情況下會阻止當(dāng)需要最大離合器壓力時電樞28徹底地關(guān)閉開孔40。在這種情況下，電樞28端部28a周圍不需要的流體引起Pb的不需要的降低，并因此引起Pc的降低。會導(dǎo)致離合器CL的滑移，這當(dāng)然是絕對不允許的有害工作條件。盡管TCU 82可以使用輸入和輸出速度Ni和No(或其它適當(dāng)?shù)乃俣葴y量)探測不需要的離合器滑移并限制傳動輸入扭矩以防止傳動損壞，診斷并校正該問題(即積聚的碎屑)的真實起因不僅困難而且耗費時間，并且可能隨后很快又出現(xiàn)該問題。
本發(fā)明以三種方式解決上述問題，每種方式中沖洗流體經(jīng)過開孔40以清除底座區(qū)域50的任何積聚碎屑。在沒有扭矩(即中性的)條件下，命令Pb為零使得沖洗流體連續(xù)經(jīng)過開孔40。在低扭矩條件下，周期地命令Pb在預(yù)定的時間間隔內(nèi)為零，以暫時地增大經(jīng)過開孔40的流體。且在出現(xiàn)離合器滑移的高扭矩條件下，命令Pb為最大值，直到該滑移減小或者經(jīng)過預(yù)定的時間段，此后暫時命令Pb為零以沖洗阻礙電樞28嚙合底座50的任何碎屑。
TCU 82通過在車輛工作時周期地執(zhí)行諸如圖3和4的流程圖所示的軟件程序以完成前述功能。該程序訪問計算的或需要的增壓壓力Pb，并且確定增壓壓力命令P_BOOST，由該命令確定BPV電磁鐵線圈電流。
參照圖3，最初執(zhí)行塊84以確定傳動是否位于中性范圍。如果傳動位于中性范圍，則塊86和88將第一、第二和第三計數(shù)器變量COUNT_1、COUNT_2和COUNT_3重置為零，并設(shè)置P_BOOST為零，結(jié)束程序。這徹底地縮回BPV電樞28以提供全部的連續(xù)流體經(jīng)過底座50和電樞部分28a，以保持該區(qū)域沒有碎屑。
如果傳動不是位于中性范圍內(nèi)則執(zhí)行塊90，以確定傳動輸出扭矩To(傳動控制中的常見計算值)是否小于諸如300Nm的參考低扭矩T_REF以及傳動輸出速度No是否低于諸如100RPM的速度參考N_REF。如果是這樣的話，則認為離合器滑移是完全不可能的，且該程序暫時設(shè)置P_BOOST為零以沖洗BPV 14。首先，塊92和94將第二和第三計數(shù)器變量COUNT_2和COUNT_3重置為零，并遞增第一計數(shù)器變量COUNT_1。塊96隨后將COUNT_1與參考值FLUSH_COUNT比較。最初，COUNT_1＜＝FLUSH_COUNT，且如前所述地執(zhí)行塊88，將P_BOOST設(shè)置為零，結(jié)束該程序。經(jīng)過諸如200msec的預(yù)定時間段后，COUNT_1的周期遞增使其超過FLUSH_COUNT。此時，塊96的回答是否定的，且塊98將P_BOOST設(shè)置為計算值Pb。塊100隨后將COUNT_1和參考值COUNT_MAX比較，后者可能是FLUSH_COUNT的好幾倍。當(dāng)塊94周期地遞增COUNT_1使其超過COUNT_MAX時，塊102將COUNT_1重置為零。這樣，在延長的低扭矩工作期間，周期地將液壓流體沖過BPV 14。
如果傳動輸出扭矩To為至少等于T_REF和/或傳動輸出速度No為至少等于N_REF，則所需要的離合器扭矩傳動足夠大，使得如果碎屑累積阻礙BPV電樞28徹底關(guān)閉排放開孔40則可能出現(xiàn)離合器滑移。這種情況下，圖3的塊90的回答是否定的，執(zhí)行塊104和106以把COUNT_1重置為零，并執(zhí)行圖4的流程圖中詳述的滑移沖洗邏輯。
參照圖4，首先執(zhí)行塊108以確定是否出現(xiàn)過量的離合器滑移。例如，可以基于輸入和輸出速度Ni和No以及由傳動提供的速度比率，確定離合器滑移。如果該滑移超過參考值，則認為該滑移過量，并執(zhí)行塊110以命令傳動輸入扭矩減小，同時，滑移沖洗邏輯的其余部分通過交替地命令P_BOOST為零和全壓力，試圖校正該滑移。如塊110所示，輸入扭矩減小的數(shù)量被確定為所確定的離合器滑移的直接函數(shù)。執(zhí)行塊110之后，塊112將COUNT_2與參考值FULL_MAIN_COUNT比較。最初，COUNT_2為零，并執(zhí)行塊114和116以把COUNT_3重置為零，遞增COUNT_2，并把P_BOOST設(shè)置為最大值Pb_MAX(對應(yīng)于參考壓力Pr)，結(jié)束該程序。把P_BOOST設(shè)置為Pb_MAX，允許BPV 14的彈簧46迫使電樞28靠著底座50，把全部可得到的壓力施加在離合器CL上以企圖減小離合器滑移。如果離合器滑移實際上減小，則執(zhí)行塊118，從而把輸入扭矩減小設(shè)置為零，把COUNT_2和COUNT_3重置為零，并把P_BOOST設(shè)置為計算值Pb。然而，如果盡管把P_BOOST設(shè)置為Pb_MAX，離合器滑移仍是過量，則塊114周期遞增COUNT_2使其在例如20sec的時間間隔后超過FULL_MAIN_COUNT。此時，塊112的回答為否定的，且塊120和122遞增COUNT_3并把COUNT_3和參考值FLUSH_COUNT比較。最初，COUNT_3為零，且執(zhí)行塊124把P_BOOST設(shè)置為零，結(jié)束該程序。把P_BOOST設(shè)置為零，允許最大流體流過BPV排放開孔40，以試圖沖洗底座50和電樞28的端部28a的任何積聚碎屑。然而，在諸如200msec的短時間之后，塊120周期遞增COUNT_3將使COUNT_3超過FLUSH_COUNT。此時，執(zhí)行塊116，把P_BOOST往回設(shè)置為最大值Pb_MAX。同樣，塊126把COUNT_3和參考值COUNT_MAX比較，后者可能是FLUSH_COUNT的好幾倍。但塊120周期遞增COUNT_3使其超過COUNT_MAX時，塊128把COUNT_3重置為零。這樣，P_BOOST交替地被設(shè)置成Pb_MAX和零并保持預(yù)定的間隔，只要離合器滑移持續(xù)過量。如果且當(dāng)離合器滑移得到校正時，如前所述地執(zhí)行塊118，把輸入扭矩減小設(shè)置為零，把COUNT_2和COUNT_3重置為零，并把P_BOOST設(shè)置為計算值Pb。
總之，本發(fā)明的方法自動且周期地打開BPV電樞28，沖洗積聚在電樞28上和閥門底座50上的碎屑。當(dāng)探測到過量的離合器滑移時，強迫電樞28嚙合底座50，直到該滑移被降低或經(jīng)過預(yù)定的時間段，此后，暫時將電樞28置成離開底座，以提供全部的液壓流體流過底座50，從而清除阻礙電樞28嚙合底座50的碎屑。在傳動的中性操作期間，連續(xù)地把電樞28置成離開底座50，以提供全部的液壓流體流過底座50，從而保持該區(qū)域沒有碎屑，且在傳動的低扭矩和低速度工作條件下，暫時將電樞28置成離開底座50，以提供全部的液壓流體流過底座50，從而清除任何積聚的碎屑。各種沖洗事件并未顯著影響傳動的工作，并且同時自動地防止和/或校正由于BPV 14內(nèi)碎屑積聚引起的錯誤傳動操作。
盡管已經(jīng)結(jié)合所述實施例描述了本發(fā)明，但應(yīng)認識到，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會想到除了這里提及的實施例以外的許多修改和變化。例如，這里給出的各種時間間隔基本上屬于示例，輸入和輸出參數(shù)可能不同于所述參數(shù)，等等。因此，本發(fā)明不應(yīng)限于所公開的實施例，而具有下述權(quán)利要求所限定的全部范圍。
權(quán)利要求
1.一種機動車輛傳動的液壓閥的操作方法，其中閥門包括流體通道、電樞、和電磁鐵線圈，啟動該電磁鐵線圈以定位電樞，從而變化地允許或者阻斷流體流過該通道，該方法包括步驟自動地越過電磁鐵線圈的正常啟動，使得把電樞置成離開所述流體通道，由此允許全部流體流過所述通道，以清除積聚在電樞和底座表面上的碎屑，其中電樞必須嚙合以阻斷流體流過所述通道。
2.權(quán)利要求1的方法，其中所述液壓閥控制離合器壓力的產(chǎn)生，以維持傳動離合器的嚙合，該方法包括步驟探測所述傳動的中性條件；以及當(dāng)探測到所述中性條件時，連續(xù)地越過所述電磁鐵線圈的正常啟動，從而把所述電樞置成離開所述流體通道。
3.權(quán)利要求1的方法，其中所述液壓閥控制離合器壓力的產(chǎn)生，以維持傳動離合器的嚙合，該方法包括步驟探測認為不可能出現(xiàn)所述離合器滑移的所述傳動的低扭矩工作條件；以及當(dāng)探測到所述低扭矩工作條件時，暫時越過所述電磁鐵線圈的正常啟動，從而把所述電樞置成離開所述流體通道。
4.權(quán)利要求1的方法，其中所述液壓閥控制離合器壓力的產(chǎn)生，以維持傳動離合器的嚙合，該方法包括步驟探測所述離合器的過量滑移條件；以及當(dāng)探測到所述過量滑移條件時，暫時越過所述電磁鐵線圈的正常啟動，從而把所述電樞置成離開所述流體通道。
5.權(quán)利要求4的方法，包括步驟當(dāng)探測到所述過量滑移條件時，命令所述傳動的輸入扭矩減小。
6.權(quán)利要求1的方法，其中所述液壓閥控制離合器壓力的產(chǎn)生，以維持傳動離合器的嚙合，該方法包括步驟探測所述離合器的過量滑移條件；以及只要探測到所述過量滑移條件，越過所述電磁鐵線圈的正常啟動，從而把所述電樞交替地置成嚙合所述底座表面和離開所述流體通道。
7.權(quán)利要求6的方法，包括步驟只要探測到所述過量滑移條件，命令所述傳動的輸入扭矩減小。
8.權(quán)利要求1的方法，其中所述液壓閥控制離合器壓力的產(chǎn)生，以維持傳動離合器的嚙合，該方法包括步驟探測所述離合器的過量滑移條件；越過所述電磁鐵線圈的正常啟動，從而把所述電樞置成嚙合所述底座表面，直到不再探測到所述過量滑移條件或者經(jīng)過預(yù)定的時間間隔；以及如果已經(jīng)經(jīng)過預(yù)定的時間間隔并仍然探測到所述過量的滑移條件，則越過所述電磁鐵線圈的正常啟動，從而把所述電樞暫時置成離開所述流體通道。
9.權(quán)利要求8中所述的方法，包括步驟只要探測到所述過量滑移條件，命令所述傳動的輸入扭矩減小。
10.權(quán)利要求8中所述的方法，包括步驟周期地重復(fù)如下步驟越過所述電磁鐵線圈的正常啟動，從而把所述電樞置成嚙合所述底座表面，以及只要仍然探測到所述過量滑移條件，就越過所述電磁鐵線圈的正常啟動，從而把所述電樞暫時置成離開所述流體通道。
全文摘要
越過電動液壓閥電樞的正?？刂疲詣拥厍抑芷诘卮蜷_電樞，以清除積聚在電樞和底座之間的碎屑，其中該電樞設(shè)計成嚙合。閥門產(chǎn)生流體壓力，以維持機動車輛傳動離合器的嚙合，且當(dāng)探測到離合器的過量滑移時，電樞被迫嚙合底座，直到該滑移被減小或經(jīng)過預(yù)定的時間段，之后把電樞暫時置成離開底座，從而提供全部的液壓流體流過底座以清除阻礙電樞嚙合底座的碎屑。在傳動的中性工作期間，連續(xù)地把電樞置成離開底座，且在低扭矩條件期間，把電樞暫時置成離開底座。
文檔編號F15B21/08GK1696519SQ20051007294
公開日2005年11月16日 申請日期2005年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月14日
發(fā)明者M·D·福斯特, T·-M·希, G·A·胡巴德 申請人:通用汽車公司