[发明专利]基于轴承转速的动力传动系统控制

说明书

本发明提供基于轴承转速的动力传动系统控制。转速传感器与变速器的轴承集成。转速传感器可以使用接近传感器感应轴承保持架的旋转或者可以使用加速度传感器感应滚动元件自身的通过。从转速传感器读数来计算由轴承支撑的轴的转速。轴的转速可以用于在换挡事件期间控制打滑的离合器。当变速器处于固定的齿轮比时，不一致的转速传感器读数可以指示预负荷问题。

技术领域

本发明涉及车辆控制领域。更特别地，本发明涉及基于轴承元件(比如滚柱、滚珠或保持架)的转速测量的变速器系统的控制。

背景技术

很多车辆在宽范围的车速(包括向前和向后运动)下使用。然而，某些类型的发动机只能在较窄的转速范围内高效运转。所以，能以多个传动比(speed ratio)高效传输动力的变速器被频繁使用。当车辆处于较低车速时，变速器通常以高传动比运转使得它放大发动机扭矩用于改善加速。较高车速时，以低传动比运转变速器允许与安静、燃料高效的巡航关联的发动机转速。通常，变速器具有安装至车辆结构的壳体、由发动机曲轴驱动的输入轴以及经常经由差速器总成驱动车轮的输出轴，该差速器总成允许车辆转弯时左轮和右轮以略微不同的转速旋转。

在很多自动变速器中，通过接合可用离合器和制动器的子组而建立与多个传动比关联的功率传输路径(power flow path)。通常，通过以受控压力将流体提供至离合器应用室而接合离合器和制动器。流体压力推动活塞，其继而压缩包括交替的摩擦盘和分离盘的离合器组(clutch pack)。控制器通常通过调节至螺线管的电流的大小而调整流体压力，该螺线管调整对调节压力的阀施加的力。为了从一个传动比切换为另一个传动比，释放一个离合器或制动器并且接合另一个离合器或制动器。一些换挡需要释放多个离合器并且接合多个离合器。

在传动比之间产生平顺的换挡需要逐渐且仔细地协调即将分离的离合器的释放和即将接合的离合器的接合。在提供至螺线管的电流和离合器扭矩容量(torquecapacity)之间的关系受制于很多噪声因素。所以，离合器的精确控制需要使用反馈信号。

发明内容

车辆包括通过具有滚动元件的轴承支撑在壳体内的轴、控制器以及安装至壳体并且配置用于响应于滚动元件的移动而将信号传输至控制器的传感器。滚动元件可以被保持在保持架内。传感器可以是产生取决于传感器是否邻近保持架上的齿或间隙而变化的电压的接近传感器(比如霍尔效应传感器)。可替代地，传感器可以是响应于滚动元件经过壳体上固定点的通过的加速度传感器。感应的转速可以用于控制变速器离合器的扭矩容量。当变速器没有换挡时，传感器读数可以指示轴承的预负荷问题。

根据本发明的一个实施例，滚动元件是滚柱轴承。

根据本发明的一个实施例，滚动元件是圆锥滚柱轴承。

根据本发明的另一方面，提供一种变速器，包含：壳体；轴；轴承，该轴承具有将轴与壳体分开并且配置用于将径向力从轴传输至壳体并且随轴的旋转而周向地移动的多个滚动元件；控制器；以及传感器，该传感器嵌入在轴承座圈中并且配置用于响应于滚动元件移动经过传感器而向控制器传输信号。

在本发明的一个实施例中，变速器进一步包含离合器。

在本发明的一个实施例中，控制器配置用于：处理来自传感器的信号以估算轴的转速；以及基于估算的转速调节离合器的扭矩容量。

在本发明的一个实施例中，控制器进一步配置用于：当变速器处于固定的齿轮比时如果估算的轴转速不同于预期的轴转速则设置指示可能的预负荷问题的标记。

在本发明的一个实施例中，传感器是加速度传感器。

在本发明的一个实施例中，传感器是负荷传感器。

在本发明的一个实施例中，传感器是声发射传感器。