CN101403421B - 机电变速器操作期间监测控制换档模式的阀的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及机电变速器操作期间监测控制换档模式的阀的方法和装置。具体而言提供一种监测机电变速器操作的方法，所述机电变速器包括液压回路，所述液压回路具有流量管理阀和起用离合器的压力控制螺线管；和监测所述液压回路的压力监测设备。所述变速器可以固定传动比和连续可变操作范围状态操作。所述方法包括：控制一个流量管理阀的位置，以控制操作为操作范围状态之一；基于压力监测设备的输出在连续可变操作范围状态之一中稳态操作期间检测所述一个流量管理阀中的故障。基于所述一个压力监测设备的输出在所述流量管理阀过渡期间检测所述一个流量管理阀中的故障。

Description

机电变速器操作期间监测控制换档模式的阀的方法和装置
技术领域
本披露总体上涉及用于机电变速器的控制***。
背景技术
该部分的内容仅提供与本披露有关的背景信息，且可能不构成现有技术。
动力***结构包括扭矩发生设备，包括内燃机和电机，其通过变速器设备传递扭矩给车辆传动***。一种这样的变速器为双模式、复合分离、机电变速器，其采用：输入构件，所述输入构件用于从原动机动力源(通常为内燃机)接收驱动扭矩；和输出构件，所述输出构件用于从变速器传送驱动扭矩给车辆传动***和车轮。可操作地连接到电能存储设备的电机包括电动机或发电机，其可操作为产生驱动扭矩输入给变速器，与来自于内燃机的扭矩输入无关。电机还可以将通过车辆传动***传递的车辆动能转换为可存储在电能存储设备中的电能。控制***监测来自车辆和操作者的各个输入，并提供动力***的可操作控制，包括控制变速器换档；控制扭矩发生设备；和调节电能存储设备和电机之间的电力互换。
示范性的机电变速器通过起用扭矩传递离合器而可选择性地以固定传动比和连续可变操作模式操作，通常采用液压回路实现离合器起用。通常由于一个或更多扭矩传递离合器的起用，当变速器输出构件的旋转速度与输入构件的旋转速度的比是常数时，发生固定传动比操作。当变速器输出构件的旋转速度与输入构件的旋转速度的比可基于一个或更多电机的操作速度变化时，发生连续可变操作。电机借助于起用离合器而选择性地连接到输出构件，或由固定机械连接件直接连接到输出构件。离合器起用和释放通常通过液压回路实现，所述液压回路包括由控制模块控制的电动液压流量管理阀、压力控制螺线管和压力监测设备。
在操作期间，需要监测操作以识别指令操作范围状态和实际操作范围状态之间的失配。在这种情况下，模式档位失配可能发生，包括例如在变速器实际以固定传动比操作时控制***命令连续可变操作。然而，动力***的操作可以掩饰该失配的存在。当这种情况发生时，控制***试图强制发动机速度为对连续可变操作计算的最优速度。结果引起车辆操作中的不必要变化。需要有效地识别失配的不存在，识别失配的存在，且减轻任何失配的效果。
发明内容
一种机电变速器包括液压回路，所述液压回路具有多个流量管理阀和可操作起用多个离合器的压力控制螺线管；和适于监测所述液压回路的多个压力监测设备。变速器通过离合器的选择性起用而可以固定传动比和连续可变操作范围状态操作。一种监测变速器操作的方法包括控制一个流量管理阀的位置，所述一个流量管理阀适于选择性地控制机电变速器以固定传动比和连续可变操作范围状态之一操作。所述一个流量管理阀中的故障基于在连续可变操作范围状态之一中稳态操作期间预定压力监测设备的输出检测。而且，所述一个流量管理阀中的故障基于在所述一个流量管理阀过渡期间所述预定压力监测设备之一的输出检测。
附图说明
图1是根据本发明实施例的示范性动力***的示意图；
图2是根据本发明实施例的控制***和动力***的示范性结构的示意图；
图3是根据本发明实施例的曲线图；
图4是根据本发明实施例的液压回路的示意图；和
图5是根据本发明实施例的算法流程图。
具体实施方式
现在参见附图，其中所述视图仅用于图示说明本发明的实施例的目的而不是为了限定本发明，图1和2示出了一种***，所述***包括发动机14、变速器10、传动***90、控制***、和根据本发明实施例构造的液压控制回路42(图4)。示范性混合动力***设置为执行下文关于图5所示的控制策略。在共同受让的美国专利号6,953,409中详细公开了示范性变速器10的机械方面，所述专利在此作为参考引入。在图1中示出了体现本披露构思的示范性双模式、复合分离、机电混合变速器。变速器10包括输入轴12，优选为由内燃机14驱动的输入轴12具有输入速度NI；和输出轴64，所述输出轴64具有输出旋转速度NO。
示范性发动机14包括多缸内燃机，所述内燃机选择性地以几个状态操作以经由轴12传递扭矩给变速器，发动机14可以为火花点火式或压缩点火式发动机。发动机14包括具有特征速度NE的曲轴，所述曲轴可操作地连接到变速器输入轴12。当扭矩管理设备(未示出)设置在它们之间时，发动机的输出(包括速度NE和输出扭矩TE)可以不同于变速器输入速度NI和发动机输入扭矩TI。
变速器10包括三个行星齿轮组24，26和28、和四个扭矩传递设备，即离合器C1 70，C2 62，C3 73，和C4 75。液压控制***42可操作控制离合器的起用和停用，液压控制***42优选地由变速器控制模块(TCM)17控制。离合器C2和C4优选地包括液压致动的旋转摩擦离合器。离合器C1和C3优选地包括液压致动的静止设备，所述固定设备接地到变速器外壳68。每个离合器优选地液压致动，从而经由电动液压控制回路42从泵88接收增压液压流体。
包括电动/发电机56(称为MG-A)的第一电机和包括电动/发电机72(称为MG-B)的第二电机经由行星齿轮可操作地连接到变速器。每个电机包括定子、转子、解析器组件80，82。每个电机的定子接地到外部变速器外壳68，且包括定子核芯，所述定子核芯带有从其延伸的卷绕电绕组。MG-A56的转子支撑在毂衬齿轮上，所述毂衬齿轮经由行星架26可操作地附接到输出轴60。MG-B72的转子附接到套轴毂66。电动机解析器组件80，82适当地定位并组装在MG-A56和MG-B72上。每个解析器组件80，82可以为已知的可变磁阻设备，其包括解析器定子和解析器转子，所述解析器定子可操作地连接到每个电机的定子，所述解析器转子可操作地连接到上述每个电机的转子。每个解析器80、82包括感测设备，所述感测设备适于感测解析器定子相对于解析器转子的旋转位置，且识别所述旋转位置。来自解析器的信号输出被编译以提供MG-A56和MG-B72的旋转速度(称为NA和NB)。变速器输出轴64可操作地连接到车辆传动***90，以提供输出扭矩TO给车轮。变速器输出速度传感器84可操作监测输出轴64的旋转速度。车辆的每个车轮优选地配备有适于监测车轮速度的传感器94，传感器94的输出由控制***监测且用于确定绝对车轮速度和相对车轮速度，以用于制动控制、牵引控制、和车轮加速管理。
变速器10从扭矩发生设备(包括发动机14、MG-A56和MG-B72)接收输入扭矩(分别称为’TI’、’TA’、和’TB’)，作为从燃料或存储在电能存储设备(ESD)74中的电势的能量转换的结果。ESD74是经由DC传递导体27联接到变速器功率逆变器模块(TPIM)19的高压DC。TPIM19是其后关于图2所述的控制***的元件。TPIM19用传递导体29从MG-A56来回传输电能，且TPIM19类似地用传递导体31从MG-B72来回传输电能。电流根据ESD74是充电还是放电而传输给ESD74或从ESD74传输。TPIM19包括功率逆变器对和相应的电动机控制模块，所述电动机控制模块构造为接收电动机控制指令且根据其控制逆变器状态，以提供电动机驱动或再生功能。优选地，MG-A56和MG-B72是各具有转子的三相AC电机，所述转子可操作在安装在变速器外壳上的定子内旋转。逆变器包括已知的互补三相功率电子设备。
现在参见图2，示出了控制***的示意性方块图，所述控制***具有分布式控制模块的结构。其后所述的元件包括总体车辆控制结构的子集，且可操作提供在此所述的动力***的协调***控制。控制***可操作合成有关的信息和输入，且执行算法以控制各种致动器实现控制目标，包括诸如燃料经济性、排放物、性能、可驱动性、和硬件(包括ESD74电池以及MG-A56和MG-B72)保护的参数。分布式控制模块结构包括发动机控制模块(ECM)23、变速器控制模块(TCM)17、电池组控制模块(BPCM)21和TPIM19。混合控制模块(HCP)5提供前述控制模块的总体控制和协调。用户接口(UI)13可操作地连接到多个设备，车辆操作者通常通过所述UI13控制或指导动力***(包括变速器10)的操作，包括操作者扭矩请求(TO_REQ)和操作者制动请求(BRAKE)。UI13的示范性车辆输入设备包括油门踏板、制动踏板、变速器档位选择器和车辆速度巡航控制***。每个前述控制模块经由局域网络(LAN)总线6与其它控制模块、传感器和致动器通信。LAN总线6允许控制参数和指令在各种控制模块之间的结构化通信。所采用的通信协议是特殊应用的。LAN总线和合适的协议提供用于在前述控制模块和提供诸如防抱死制动、牵引控制和车辆稳定性的功能的其它控制模块之间稳定信息传递和多控制模块交接。
HCP5提供混合动力***的总体控制，用于协调ECM23、TCM17、TPIM19和BPCM21的操作。基于来自UI13和动力***(包括电池组)的多个输入信号，HCP5产生多个指令，包括：操作者扭矩请求(TO_REQ)、发动机输入扭矩TI、变速器10的N个不同扭矩传递离合器C1，C2，C3，C4的离合器扭矩(TCL_N)；和MG-A56和MG-B72的电动机扭矩TA和TB。TCM17可操作地连接到电动液压控制回路42，以监测各种压力感测设备(未示出)，产生并执行各个螺线管的控制信号，以控制其中所包含的压力开关和控制阀。
ECM23可操作地连接到发动机14，且用作从多个传感器获取数据并越过多个离散线路(集总地示出为集合线路35)控制发动机14的多个致动器。ECM23从HCP5接收发动机输入扭矩指令，且产生希望的轴扭矩和实际发动机输入扭矩表示TI给变速器，其传达给HCP5。为了简单起见，ECM23总体上示出为经由集合线路35与发动机14双向相接。由ECM23感测的多个其它参数包括发动机冷却剂温度、轴12的发动机输入速度NE(转换为变速器输入速度NI)、歧管压力、环境空气温度和环境压力。由ECM23控制的多个致动器包括燃料喷射器、点火模块和节气门控制模块。
TCM17可操作地连接到变速器10，且用作从多个传感器获取数据并提供指令信号给变速器。从TCM17到HCP5的输入包括N个离合器(即，C1，C2，C3，C4)中的每个所估计的离合器扭矩(TCL_N)、和输出轴64的旋转输出速度NO。可使用其它致动器和传感器，以从TCM提供附加信息给HCP以用于控制目的。TCM17监测来自压力开关的输入，并选择性地起用压力控制螺线管，并切换螺线管以起用多个离合器，从而实现多个变速器操作模式，如下文所述。
BPCM21信号连接一个或更多传感器，所述传感器可操作监测ESD74的电流或电压参数，以提供关于电池状态的信息给HCP5。这样的信息包括电池电荷状态、安培小时吞吐量、电池温度、电池电压和可利用的电池功率。
前述控制模块中的每个优选为通用目的数字计算机(其总体上包括微处理器或中央处理单元)；存储媒介(包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、电编程只读存储器(EPROM))；高速时钟；模拟-数字转换(A/D)和数字-模拟转换(D/A)电路；以及输入/输出电路和设备(I/O)和合适的信号调节和缓冲电路。每个控制模块具有一组控制算法，所述控制算法包括常驻程序指令和校准，其存储在ROM中且被执行提供每个计算机的相应功能。各个计算机之间的信息传递优选地使用前述LAN总线6完成。
在每个控制模块中，用于控制和状态估计的算法通常在预定循环周期期间执行，以便每个算法在每个循环周期执行至少一次。存储在非挥发性存储设备中的算法通过中央处理单元之一执行且可操作监测来自感测设备的输入，并使用预定校准来执行控制和诊断例程以控制相应设备的操作。循环周期通常以规则间隔进行，例如在进行中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，算法可响应于事件发生而被执行。
现在参见图3，示范性双模式、复合-分离机电变速器以几个操作范围状态之一操作，所述操作范围状态包括固定传动比操作和连续可变操作(参见表1描述如下)。
表1
Figure G200810160817XD00061
表中所述的各个变速器操作范围状态表示对每个操作范围状态哪些具体的离合器C1，C2，C3，C4被接合或起用。当仅离合器C1 70被起用以将第三行星齿轮组28的外齿轮构件“接地”时，选定第一连续可变操作范围状态，即模式I。发动机14可以运行或停机。当离合器C1 70被释放且离合器C262同时起用以将轴60连接到第三行星齿轮组28的行星架时，选定第二连续可变操作范围状态，即模式II。同样，发动机14可以运行或停机。为了描述，发动机停机由发动机输入速度NE等于0转/分(RPM)定义，即，发动机曲轴未旋转，通常由于发动机从变速器分离。本披露的范围之外的其它因素影响电机MG-A56和MG-B72何时操作为电动机和发电机，且在此不讨论。
模式I和II特征在于单个离合器施用(即，C1 62或C2 70)和电机56和72的受控速度和扭矩控制，可以称为连续可变变速器模式。一些操作范围状态在下文描述，其中固定传动比借助于施用附加离合器实现。该附加离合器可以是离合器C3 73或C4 75，如上表所示。当附加离合器施用时，实现变速器输入-输出速度(即NI/NO)的固定传动比操作。在固定传动比操作期间，电机MG-A56和MG-B72的转速(即，NA和NB)取决于定义为离合器装置的机构的内部旋转且与轴12处测量的输入速度成正比。
响应于由UI13捕获的操作者的动作，HCP监督控制模块5和一个和更多的其它控制模块确定在轴64处执行的操作者扭矩请求。最终车辆加速受其它因素影响，包括例如道路载荷、道路坡度和车辆质量。对示范性变速器基于动力***的多个操作特性确定变速器操作范围状态。这包括操作者扭矩需求，通常通过输入传达给UI13，如前所述。此外，输出扭矩需求基于外部条件判定，包括例如道路坡度、道路表面状况或风力载荷。变速器操作范围状态可以基于由控制模块指令引起的动力***扭矩需求判定，以将电机之一操作为发电机或电动机。变速器操作范围状态可以用优化算法或例程确定，所述优化算法或例程可操作根据操作者动力需求、电池电荷状态、和发动机14以及MG-A56和MG-B72的能量效率确定最优***效率。控制***基于所执行的优化例程的结果管理来自发动机14以及MG-A56和MG-B72的扭矩输入，且进行***优化以优化***效率从而改进燃料经济性并管理电池充电。另外，操作可以根据部件或***中的故障确定。HCP5监测扭矩发生设备的参数状态，且确定达到希望扭矩输出所需要的变速器输出，如下文所述。在HCP5的指导下，变速器10操作跨过从慢到快的输出速度范围以满足操作者需求。
能量存储***和电机MG-A56和MG-B72电动可操作地联接以用于它们之间的动力流。此外，发动机、电机和机电变速器被机械可操作地联接，以在它们之间传递动力并产生动力流给输出。在模式I操作中，变速器操作为输入分离的电动无级变速器(EVT)。在模式II操作中，变速器操作为复合分离的EVT。当以这两个模式之一操作时，控制***对发动机速度进行闭环控制，这优化燃料经济性同时还满足扭矩请求和给定的动力约束。它然后命令电动机速度改变输入-输出速度比以响应于操作者扭矩请求使车辆加速。通过使用两个附加离合器，变速器也能够实现4个固定传动比之一。虽然以固定传动比操作，车辆用作并行混合，且电动机仅用于助推和制动/再生车辆。
参见图4，示出了在示范性变速器中用于控制液压流体流量的示范性电动液压***的更详细描述的示意图。主液压泵88(由发动机14的输入轴12驱动)和辅助泵110(由TPIM19可操作地电控制)通过阀140提供增压流体给液压回路42。辅助泵110优选地包括具有合适尺寸和容量的电动泵，以在操作时提供足够流量的增压液压流体到液压***中。增压液压流体流入电动液压控制回路42，所述液压控制回路42可操作以选择性地将液压压力分配给一连串设备，包括扭矩转换离合器C1 70，C2 62，C3 73，C4 75、电机A和B的主动冷却回路、和用于经由通道142，144(未详细示出)冷却并润滑变速器10的基部冷却回路。如前文所述，TCM17通过选择性起用液压流体流量控制设备(包括压力控制螺线管(’PCS’)PCS1108，PCS2112，PCS3114，PCS4116和螺线管控制的流量管理阀X-阀119和Y-阀121)而起用多个离合器以实现多个变速器操作。该回路分别经由通道124，122，126和128流体连接到压力开关PS1，PS2，PS3和PS4。有进口滑阀107。压力控制螺线管PCS1108具有通常高的控制位置，且通过与可控压力调节器109流体相互作用可操作调节液压回路中的流体压力。可控压力调节器109(未详细示出)与PCS1 108相互作用，以根据其后所述的操作条件越过压力范围控制液压回路42中的液压压力。压力控制螺线管PCS2 112具有通常低的控制位置，且流体连接到滑阀113并在起用时可操作实现通过其的流动。滑阀113经由通道126流体连接到压力开关PS3。压力控制螺线管PCS3 114具有通常低的控制位置，且流体连接到滑阀115并在起用时可操作实现通过其的流动。滑阀115经由通道124流体连接到压力开关PS1。压力控制螺线管PCS4 116具有通常低的控制位置，且流体连接到滑阀117并在起用时可操作实现通过其的流动。滑阀117经由通道128流体连接到压力开关PS4。
在示范性***中，X-阀119和Y-阀121各包括分别由螺线管118，120控制的流量管理阀，且具有高(1)和低(0)的控制状态。控制状态称为每个阀的位置，借助于所述控制状态来控制液压回路42和变速器10中不同设备的流量。取决于流体输入源，X-阀119可操作分别经由流体通道136，138，144，142将增压流体引导给离合器C3和C4以及MG-A56和MG-B72的定子的冷却***，如下文所述。取决于流体输入源，Y-阀121可操作分别经由流体通道132和134将增压流体引导给离合器C1和C2，如下文所述。Y-阀121经由通道122流体连接到压力开关PS2。示范性电动液压控制回路42的更详细说明在共同受让的美国专利申请No.11/263,216中提供，所述申请作为参考引入。
参见下表2提供了实现示范性电动液压控制回路42的控制的示范性逻辑表。
表2
X-阀逻辑 Y-阀逻辑 PCS1 PCS2 PCS3 PCS4
操作状态 没有闩锁 C2闩锁 通常高 通常高 通常高 通常低
模式I(MI) 0 0 线性调整 MG-B定子冷却     C1 MG-A定子冷却    
模式II(MII)  0 1 线性调整 C2 MG-B定子冷却     MG-A定子冷却    
低范围FG1，FG2MI，MII  1 0 线性调整 C2 C1 C4
高范围FG3，FG4MII      1 1 线性调整 C2 C3 C4
X-阀和Y-阀的选择性控制和螺线管PCS2，PCS3和PCS4的起用利于液压流体流动起用离合器C1，C2，C3，C4并为MG-A56和MG-B72的定子提供冷却。
操作中，对示范性变速器基于动力***的各种操作特性确定固定传动比和连续可变操作范围状态之一。这包括操作者扭矩需求，通常通过输入传达给UI13，如前所述。此外，输出扭矩需求基于外部条件判定，包括例如道路坡度、道路表面状况或风力载荷。变速器操作范围状态可以基于由控制模块指令引起的动力***扭矩需求判定，以将电机操作为发电机或电动机。操作可以用优化算法或例程确定，所述优化算法或例程可操作根据操作者动力需求、电池电荷状态、和发动机14以及MG-A56和MG-B72的能量效率确定最优***效率。控制***基于所执行的优化例程的结果管理来自发动机14以及MG-A56和MG-B72的扭矩输入，且进行***优化以优化***效率从而改进燃料经济性并管理电池充电。另外，操作可以根据部件或***中的故障确定。
现在参见图1、2、3和4以及表1和2所述的变速器，在此描述变速器和控制***的具体方面。控制***可操作基于扭矩需求、故障存在和电动机温度来选择性地起用压力控制设备和流量管理阀。控制***基于X-阀119和Y-阀121流量管理阀的选择性起用而选择性地命令低范围连续可变操作、高范围连续可变操作、低范围状态、和高范围状态中的一个。当已经命令低范围连续可变操作时，控制***基于压力控制设备PCS2，PCS3和PCS4的选择性起用而实现第一电机(MG-A定子冷却)的定子冷却***、第二电机(MG-B定子冷却)的定子冷却***、和第一液压致动离合器(C1)的起用。此外，当已经命令高范围连续可变操作时，控制***基于压力控制设备的选择性起用而可操作实现MG-A56的定子冷却***、MG-B72的定子冷却***、和第二液压致动离合器(C2)的起用。当已经命令低范围状态(包括经由离合器的选择性起用而以FG1，FG2，MI和MII之一操作)时，控制***基于压力控制设备的选择性起用而可操作实现第一、第二和第四液压致动离合器(即，C1，C2，C4)的起用。当已经命令高范围状态(包括经由离合器的选择性起用而以FG2，FG3，FG4，MI和MII之一操作)时，控制***基于压力控制设备的选择性起用而可操作实现第二、第三和第四液压致动离合器(即，C2，C3，C4)的起用。
如前所述，根据第一和第二流量管理阀的指令位置，第二、第三和第四压力控制设备(即，PCS2，PCS3和PCS4)的每个的流体输出选择性地映射到四个液压致动离合器以及MG-A56和MG-B72的定子冷却***之一。因而，当X-阀和Y-阀均命令为低时，PCS2的选择性起用实现提供冷却给MG-B72的定子的液压流体流量。当X-阀和Y-阀均命令为高时，PCS2的选择性起用实现起用离合器C2的液压流体流量。当X-阀和Y-阀均命令为低时，PCS3的选择性起用实现起用离合器C1的液压流体流量。当X-阀命令为低而Y-阀命令为高时，PCS3的选择性起用实现提供冷却给MG-B72的定子的液压流体流量。当X-阀命令为高而Y-阀命令为低时，PCS3的选择性起用实现起用离合器C1的液压流体流量。当X-阀和Y-阀均命令为高时，PCS3的选择性起用实现起用离合器C3的液压流体流量。当X-阀命令为低时，不管Y-阀被命令为哪个位置，PCS4的选择性起用实现提供冷却给MG-A56的定子的液压流体流量。当Y-阀命令为高时，不管X-阀与被命令为哪个位置，PCS4的选择性起用实现起用离合器C4的液压流体流量。
现在参见图5所示的流程图，参见图1、2、3和4以及表1和2所述的变速器，描述控制和监测示范性变速器的具体方面。操作中，通过离合器C1或离合器C2的选择性起用，包括控制X-阀119至低逻辑状态，机电变速器由控制模块之一命令以连续可变操作范围状态之一(即，MI或MII)操作。这以包括连续可变模式进行中的操作，其中没有连续可变模式之外的过渡；包括从固定传动比模式到连续可变模式过渡的操作；和在***起动期间，其中车辆最初以连续可变模式操作。变速器的操作被监测，包括液压回路中的液压压力。
在示范性实施例中，在每个连续可变操作范围状态中，仅一个离合器被施用，这对应于一个压力控制螺线管(PCS)处于液压高状态。液压***设计为使得以MI或MII操作时如果硬件故障发生将影响其余两个压力控制螺线管中的任何一个，唯一的结果是电动机定子冷却。参见表2可以看出，在MI或MII中，X-阀119处于液压低状态。如果在X-阀存在故障使得它保持在液压高状态，在一个PCS设备中的单个故障可以导致不可接受的操作条件。例如，如果X-阀具有故障使得它保持“高”，车辆借助于以“低范围”状态操作并命令PCS3液压高而继续以MI操作。然而，处于高位置的PCS2上任何随后的故障可能导致离合器C2施用，引起相应的失配，其中命令模式MI，而变速器执行GR2。
本发明包括监测X-阀以识别与其相关的故障，包括例如螺线管118的故障或使得滑阀卡住(即，保持在固定位置)的故障。监测包括监测压力开关的输出，具体而言，PS3 126和PS4 128。监测在连续可变操作范围状态之一中稳态操作期间、在MI或MII连续可变操作范围状态之间的任何过渡期间、在切断事件之后车辆起动期间发生。流量管理阀之一中的故障基于压力开关PS3 126和PS4 128之一或两者的输出识别。现在详细描述。
X-阀119在PCS螺线管和阀之间多路传输流动，且在用于固定传动比以及MG-A56和MG-B72冷却中的一个的离合器之间确定液压流动的路线。另外，X-阀用于冗余地脱离齿式离合器，以补救与附加离合器的无意起用有关的故障，称为三离合器纠缠(tie-up)、模式-档位失配和空档-模式失配。当控制***的输入表示***以MI或MII操作且离合器被无意施用时，可能发生模式-档位失配，从而由于与X-阀有关的故障变速器无意地设置在固定传动比模式。当车辆以固定传动比之一操作且在PCS设备之一中发生故障时，可能发生三离合器纠缠，由于与X-阀有关的故障引起第三离合器的施用。仅在X-阀处于液压高状态时，才有可能发生模式-档位失配和三离合器纠缠。由处于液压高状态的X-阀引起的任何故障优选地迅速地检测。
以算法形式用于监测X-阀的方法在进行中的操作期间在一个或更多控制模块中执行。监测变速器操作，包括液压回路中的液压压力。在以连续可变模式进行中的操作期间，其中没有连续可变模式之外的过渡(510)，监测策略包括检测在没有命令时从液压低到液压高状态的无意过渡，导致在稳态操作中阀处于卡住在高状态。在从固定传动比模式到连续可变模式的过渡期间(520)，监测策略检测X-阀是否在命令为液压低状态之后卡住在液压高状态，导致在过渡时卡住在高状态；并检测X-阀是否在命令为液压高状态之后卡住在液压低状态，导致在过渡时卡住在低状态。在***起动期间，其中车辆最初以连续可变模式操作，监测策略检测X-阀在车辆起动时是否卡住在孔中，从而转入先前接通循环。在任何所述模式中检测到X-阀的故障时，控制***执行措施减轻X-阀的故障效应。
上表示出了固定传动比操作需要X-阀处于液压高状态，而MI和MII操作可以用处于液压高或低状态的X-阀实现。在运行中的操作期间，当命令MI或MII时，分别请求状态EVT Lo或EVT Hi。每个连续可变操作状态需要施用对应于以液压高状态控制的一个压力控制螺线管(PCS)的单个离合器。在以EVT Lo或EVT Hi操作时，影响其余两个压力控制螺线管中的任何一个的硬件故障导致电动机冷却，即MG-A定子冷却和MG-B定子冷却。
第一监测策略包括在稳态操作(通常以连续可变操作模式之一)期间监测X-阀119，以检测在没有命令时从液压低到液压高的无意过渡，导致在稳态操作中阀处于卡住在高状态(512)。在上文所述的机制中，X-阀状态借助于监测与PCS2和PCS4有关的压力开关(即，PS3和PS4)确定。当X阀从高到低或从低到高过渡时，PS3和PS4均反转或颠倒其当前状态，且PS3和PS4的输出被监测以检测这样的反转(toggling)。无意反转可能由螺线管118发生的机械故障引起。操作中，当车辆以MI或MII操作时，X-阀被命令处于液压低状态。螺线管中发生的导致X-阀增压的故障使得PS3和PS4均反转。因而，当PS3和PS4同时反转时(即，在可校准的时间窗口内)，表示X-阀螺线管已经增压，且X-阀移动至液压高状态。设定软件标记，且控制模块修改控制策略，以解决故障并减轻和排除风险(514)。当软件标记设定预校准时间周期时，设定软件代码且通知车辆操作者，通常经由仪表板灯发光。减轻措施包括禁止控制***命令任何档位或电动机冷却。在此情况下，操作仅允许MI和MII，且不允许通过空档在MI和MII之间换档。在下一周期，稳态检测必须重新检测故障。该检测策略施用两个压力开关状态来确定X阀的位置。
第二和第三检测策略包括在X-阀过渡(导致模式-档位过渡)期间监测X-阀119。当阀槽通常由于受污染的传动液引起相对于阀体物理堵塞时，发生潜在故障，称为“卡住在孔中”。算法结合从低范围操作到MI或从高范围操作到MII的换档指令执行，在此期间X-阀命令为低状态。
第二监测策略包括监测模式-档位过渡，其中，X-阀命令为液压高状态，X-CMD-HI(520)。该监测策略与命令从一个模式操作状态换档到相应范围操作状态结合执行，如参见表2所述。监测***设法识别过渡，由PS4和PS3压力开关的反转表示(522)，这预期在X-阀指令之后的给定经过时间周期内发生。时间窗口是可校准的且是传动液温度的函数，例如较冷的温度具有较长的经过时间以允许较慢的螺线管运动。当压力开关根据预期反转时，操作继续。如果在经过时间周期内压力开关不反转，不能确认X-阀的运动，且确定X-阀在过渡时卡住在低状态。设定软件标记，且控制模块修改控制策略，以解决故障并减轻和排除风险，主要通过禁止冷却(524)。当软件标记保持设定预校准时间周期，设定软件代码且通知车辆操作者，通常经由仪表板灯发光。允许在档位之间的一些换档，导致运行地重复测试***。如果X-阀随后移动，被检测到且中断减轻措施。在下一循环，稳态检测必须重新检测任何故障。
第三检测策略包括监测模式-档位过渡，其中，X-阀命令为液压低状态，X-CMD-LO(530)。该监测策略与命令从一个范围操作状态换档到相应模式操作状态结合执行，如参见表2所述。监测***再次设法识别过渡，由PS4和PS3压力开关的反转表示(532)，这预期在X-阀指令之后的给定经过时间周期内发生。同样，时间窗口是可校准的且是传动液温度的函数，例如较冷的温度具有较长的经过时间以允许较慢的螺线管运动。当压力开关根据预期反转时，操作继续。如果在经过时间周期内压力开关不反转，不能确认X-阀的运动，且确定X-阀在过渡时卡住在高状态。设定软件标记，且控制模块修改控制策略，以解决故障并减轻和排除风险，通过允许以模式操作范围状态操作。不允许以固定传动比之一操作且不允许冷却。此外，操作仅允许MI和MII，且不允许通过空档在MI和MII之间换档(534)。当软件标记保持设定预校准时间周期，设定软件代码且通知车辆操作者，通常经由仪表板灯发光。减轻措施在接通循环继续，直到随后检测到通过信号(pass)。在下一循环，稳态检测必须重新检测故障。
第四监测策略包括在车辆从先前接通循环起动时监测X-阀119(540)，以检测在断开之前可能不能检测的在先前发动机运行循环期间卡住在孔中的故障，并确认先前识别的故障。在接通和***起动时，控制***命令空档操作，X和Y阀均命令为液压低状态。上述稳态X阀监测寻找PS3和PS4错误，以确定X阀为高。如果X-阀卡住在孔中，PS3压力开关读数为液压低。结果，在接通时，仅PS4在卡住阀的情况下提供意外的读数，其原因可以包括PCS4或PS4设备中的故障。因而，在控制器激起时，当PCS4由液压检测确定为卡住在高状态(542)时，设定另一软件标记，包括X_valve_Stuck_Hi_on_startup标记。当PCS4未被确定为卡住时，正常操作继续(543)。X_valve_Stuck_Hi_onstartup标记禁止定子A冷却的措施和PCS卡住在高状态的检测。另外，X_valve_Stuck_Hi_on_startup标记禁止以MII、和FG2、FG3和FG4中任何一个操作。仅允许以MI和FG1操作，包括PCS4的停用监测(544)。在正常操作期间，当控制***命令FG1时(546)(这包括命令X-阀过渡到高状态)，X-阀被监测以检测到FG1的过渡。如果以FG1操作没有命令和在预定时间周期内实现，设定代码且发生减轻措施(547)。减轻策略包括禁止电动机冷却，如步骤524中所述。
当实现FG1操作时，允许变速器的正常操作(548)，且能够重新监测PCS4以允许在过渡期间检测。在正常操作期间，当发生FG1之外的换档命令时，监测PCS4以确定是否卡住在高状态(550)，如果是，识别PCS4故障，且采取适当的措施(包括识别PCS4故障的存在(551)，设定代码，和进行减轻措施)(547)。如果未识别PCS4故障，正常操作继续，预期有命令模式-档位过渡(命令X阀为低)(552)。控制***监测过渡，如参考步骤530，532和534所述。
本发明已经具体参考所披露的优选实施例及其变型描述。在阅读和理解说明书之后，可以想到进一步的变型和修改。因而，将包括落入本发明范围内的所有这样的变型。

Claims (20)

1.一种监测机电变速器的操作的方法，所述机电变速器包括液压回路和适于监测所述液压回路的多个压力监测设备，所述液压回路具有多个流量管理阀和可操作起用多个离合器的压力控制螺线管，所述变速器通过离合器的选择性起用而可以固定传动比和连续可变操作范围状态操作，所述方法包括：
控制所述流量管理阀中的一个流量管理阀的位置，所述一个流量管理阀适于选择性地控制机电变速器以固定传动比和连续可变操作范围状态之一操作；
在连续可变操作范围状态之一中稳态操作期间基于所述压力监测设备中的预定压力监测设备的输出检测所述一个流量管理阀中的故障；和
在所述一个流量管理阀过渡期间基于所述预定压力监测设备中的一个压力监测设备的输出检测所述一个流量管理阀中的故障。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在连续可变操作范围状态之一中稳态操作期间检测所述一个流量管理阀中的故障包括确定在预定时间周期内与流量管理阀有关的两个预定压力监测设备的输出反转。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于还包括：在检测到故障之后限制流量管理阀和压力控制螺线管的起用以控制在连续可变操作范围状态中操作。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述流量管理阀过渡期间检测所述一个流量管理阀中的故障包括确定在命令过渡之后预定时间周期内与流量管理阀有关的一个预定压力监测设备的输出反转。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于还包括：在检测到故障之后限制流量管理阀和压力控制螺线管的起用以控制在连续可变操作范围状态中操作。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于还包括：
在起动期间监测预定压力监测设备中的一个；
当与流量管理阀有关的预定压力监测设备中所选定的一个的信号输出按照预期响应时，确定所述一个流量管理阀正确地操作；和
当与所述一个流量管理阀有关的预定压力监测设备中的所述一个压力监测设备的信号输出没有按照预期响应时，初步识别所述一个流量管理阀中的故障。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于还包括：
在初步识别所述一个流量管理阀中的故障之后限制动力***的操作；
命令操作为固定传动比；和
基于所述预定压力监测设备中的所述一个压力监测设备的输出确定所述一个流量管理阀中故障的存在。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于还包括：在确定故障存在之后限制流量管理阀和压力控制螺线管的起用以控制在连续可变操作范围状态中操作。
9.一种操作动力***的方法，所述动力***包括内燃机和联接到机电变速器的多个电机，所述机电变速器可操作地机械联接以通过扭矩传递离合器的选择性起用而将机械动力流传递给输出，所述电机可操作地电气联接到能量存储***以用于在它们之间进行电力流动，所述方法包括：
调节液压回路以选择性地起用扭矩传递离合器，包括调节流量管理阀以选择性地使变速器在固定传动比操作范围状态和连续可变操作范围状态之间进行过渡；
监测压力监测设备，所述压力监测设备适于在稳态操作期间和在固定传动比和连续可变操作范围状态之间的过渡期间监测所述液压回路；和
在稳态操作期间和在固定传动比和连续可变操作范围状态之间的过渡期间基于所述压力监测设备的输出检测所述流量管理阀中的故障。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，检测所述流量管理阀中的故障还包括：
控制流量管理阀以选择性地以连续可变操作范围状态操作变速器；
在以连续可变操作范围状态操作期间当适于监测流量管理阀的两个压力监测设备的输出在预定时间周期内反转时，检测到所述流量管理阀中的故障。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于还包括：在检测到 流量管理阀中的故障之后，限制动力***的操作为连续可变操作范围状态。
12.根据权利要求9所述的方法，其特征在于还包括：
控制流量管理阀以在固定传动比操作范围状态和连续可变操作范围状态之间过渡变速器的操作；和
在命令过渡之后，当适于监测流量管理阀的一个压力监测设备的输出在预定时间周期内没有反转时，检测到所述流量管理阀中的故障。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于还包括：
在命令过渡之后，当适于监测流量管理阀的压力监测设备的输出在预定时间周期内反转时，检测到所述流量管理阀按照预期操作。
14.根据权利要求12所述的方法，其特征在于还包括：在检测到流量管理阀中的故障之后，限制动力***的操作为连续可变操作范围状态。
15.根据权利要求9所述的方法，其特征在于还包括：
在起动期间监测适于监测流量管理阀的压力监测设备中的一个；
当适于监测流量管理阀的压力监测设备的信号输出根据预期响应时，确定流量管理阀正确地操作；和
当压力监测设备的信号输出没有根据预期响应时，初步识别所述流量管理阀中的故障。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于还包括：
在初步识别所述流量管理阀中的故障之后，限制动力***的操作；
命令操作为固定传动比；和
基于所述压力监测设备的输出确定所述流量管理阀中故障的存在。
17.一种监测适于控制机电变速器的液压回路的方法，所述机电变速器选择性地以固定传动比和连续可变操作范围状态操作，所述液压回路具有流量管理阀和可操作起用多个离合器的压力控制螺线管；和适于监测所述液压回路的多个压力监测设备，所述方法包括：
控制一个流量管理阀的位置，所述一个流量管理阀适于选择性地使变速器在固定传动比操作和连续可变操作之间过渡；
在连续可变操作范围状态之一中稳态操作期间基于预定压力监测设备的输出检测所述一个流量管理阀中的故障；和
在命令所述一个流量管理阀改变位置之后，基于所述预定压力监测设备之一的输出检测所述一个流量管理阀中的故障。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，在连续可变操作范围状态之一中稳态操作期间检测所述一个流量管理阀中的故障包括：在以连续可变操作范围状态中的操作期间当适于监测流量管理阀的两个压力监测设备的输出在预定时间周期内反转时，检测所述一个流量管理阀中的故障。
19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于还包括：在检测到所述一个流量管理阀中的故障之后，限制动力***的操作为连续可变操作范围状态。
20.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，在命令所述流量管理阀改变位置之后，基于所述预定压力监测设备之一的输出检测所述一个流量管理阀中的故障包括：
控制所述一个流量管理阀在固定传动比操作范围状态和连续可变操作范围状态之间过渡变速器的操作；和
在命令过渡之后，当适于监测流量管理阀的一个压力监测设备的输出在预定时间周期内没有反转时，检测到所述一个流量管理阀中的故障。
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