CN101571168B - 用于保护起动离合器的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种保护起动离合器的方法和系统，该方法和系统产生起动离合器的估计等效温度，并且如果估计温度超过临界温度就执行用于保护起动离合器的操作，以便防止起动离合器由于严峻工况下的过度滑动而被烧坏。

Description

用于保护起动离合器的方法和系统
相关申请的交叉引用
本申请以2008年4月30日提交的韩国专利申请第10-2008-0040816号为基础并要求其优先权，该申请的全部内容为了所有目的通过引用合并于此。
技术领域
本发明涉及一种用于保护起动离合器的方法和系统，更特别地，涉及一种提供起动离合器的估计温度以及如果估计温度超过离合器的临界温度就执行用于保护起动离合器的操作的方法和系统。
背景技术
在自动变速器(transmission)车辆中，用于控制变速器构件的离合器的温度通常与摩擦构件的最大摩擦热能相对应。在这种情况下，摩擦构件的最大摩擦能量采用最大传递扭矩、部件的每分钟相对转数(RPM)和油压控制的传递时间来计算。此外，通常传统的离合器保护逻辑控制摩擦构件板的厚度，以便保证离合器，使得在传递过程中可能产生的、由摩擦构件的最大摩擦热能计算的温度不会超过离合器的临界温度。因此，离合器保护逻辑通常保护离合器。
同时，在设置有起动离合器的自动变速器车辆中，起动离合器的温度由温度传感器检测，该温度传感器检测散布进摩擦构件板的油的温度。如果由温度传感器检测的温度超过临界温度，那么起动离合器由传统的离合器保护逻辑保护。但是，当起动离合器的温度采用温度传感器检测时，在起动离合器的滑动或锁定过程中在起动离合器的摩擦表面上流动的油量是不足的。因为这个原因，很难有效地检测起动离合器的温度。此外，传统的离合器保护逻辑通常仅通过采用在一次传递的过程中产生的最大摩擦热能来保护离合器。由于起动离合器具有连续或重复滑动的特性，因此应当检测累积的温度。但是，由于与起动离合器的特性相对应的冷却未被考虑在传统的离合器保护逻辑中，因此传统的离合器保护逻辑不能有效地计算起动离合器的温度。因此，存在很难保护起动离合器的问题。因为这个原因，一直未能提出一种基于与起动离合器的特性相对应的温度的起动离合器保护逻辑。
本发明的背景技术部分中公开的信息仅仅是为了加强对本发明的一般背景技术的理解，并且不应当被视为对该信息形成本领域的技术人员已知的现有技术的承认或任意形式的暗示。
发明内容
本发明的各个方面提供了一种保护起动离合器的方法和系统，该方法和系统在考虑起动离合器的冷却特性的前提下产生起动离合器的估计温度，以及当估计温度超过预定的临界温度时执行用于保护起动离合器的操作。这样，本发明的方法和系统防止起动离合器由于严峻工况下的过度滑动而被烧坏。
本发明的一个方面涉及一种保护车辆的起动离合器的方法，该方法包括，计算起动离合器的摩擦温度的第一步；计算起动离合器的冷却温度的第二步；通过从起动离合器的摩擦温度减去起动离合器的冷却温度而产生起动离合器的估计温度的第三步；和/或如果起动离合器的估计温度超过预定的临界温度，执行用于保护起动离合器的操作的第四步。
该方法在第一步之前可以包括，计算起动离合器的传递扭矩；通过确定发动机速度与输入轴的速度之间的差计算相对速度；和/或通过使起动离合器的传递扭矩、相对速度和起动离合器的滑动控制时间相乘计算摩擦构件板的摩擦热能。
第一步可以包括，a)使热产生效率与摩擦构件板的摩擦热能相乘；b)使摩擦构件板的质量与摩擦构件板的比热相乘；c)用步骤a)的结果除以步骤b)的结果；和/或d)使由ATF传感器检测的温度与步骤c)的结果相加。
第二步可以包括，计算起动离合器的之前的摩擦温度与由ATF传感器检测的温度之间的差；和/或使起动离合器的之前的摩擦温度与由ATF传感器检测的温度之间的差、等效对流传热系数和滑动控制时间相乘。
等效对流传热系数可以采用冷却流体的量作为变量，并作为冷却流体的量的函数而获得。
冷却流体的量的函数可以是，β＝a×(冷却流体的量)w/Duty+b×(冷却流体的量)x/Duty+c×(冷却流体的量)y/Duty+d×(冷却流体的量)z/Duty+e，其中，a至e和w至z表示由实验获得的常量，冷却流体的量表示可以通过电磁阀强制地注入到起动离合器的表面上的冷却流体的量，并且Duty表示供给到控制冷却流体的量的电磁阀上的电流的开/关率。
保护起动离合器的操作可以包括，用于冷却起动离合器的操作、用于强制地减少起动离合器的滑动时间的操作、和用于强制地释放起动离合器的操作。
本发明的另一个方面涉及一种包括处理器和存储可由处理器执行的指令的存储器的系统，其中，当执行所述指令时，处理器执行多个步骤，包括，计算起动离合器的摩擦温度的第一步；计算起动离合器的冷却温度的第二步；通过从起动离合器的摩擦温度减去起动离合器的冷却温度而产生起动离合器的估计温度的第三步；和/或如果起动离合器的估计温度超过预定的临界温度，执行用于保护起动离合器的操作的第四步。
该系统在第一步之前可以包括，计算起动离合器的传递扭矩；通过确定发动机速度与输入轴的速度之间的差计算相对速度；和/或通过使起动离合器的传递扭矩、相对速度和起动离合器的滑动控制时间相乘来计算摩擦构件板的摩擦热能。
第一步可以包括，a)使热产生效率与摩擦构件板的摩擦热能相乘；b)使摩擦构件板的质量与摩擦构件板的比热相乘；c)用步骤a)的结果除以步骤b)的结果；和/或d)使由ATF传感器检测的温度与步骤c)的结果相加。
第二步可以包括，计算起动离合器的之前的摩擦温度与由ATF传感器检测的温度之间的差；和/或使起动离合器的之前的摩擦温度与由ATF传感器检测的温度之间的差、等效对流传热系数和滑动控制时间相乘。
等效对流传热系数可以采用冷却流体的量作为变量，并作为冷却流体的量的函数而获得。
冷却流体的量的函数可以是β＝a×(冷却流体的量)w/Duty+b×(冷却流体的量)x/Duty+c×(冷却流体的量)y/Duty+d×(冷却流体的量)z/Duty+e，其中，a至e和w至z表示由实验获得的常量，冷却流体的量表示通过电磁阀强制地注入到起动离合器的表面上的冷却流体的量，Duty表示供给到控制冷却流体的量的电磁阀上的电流的开/关率。
保护起动离合器的操作可以包括，用于冷却起动离合器的操作、用于强制地减少起动离合器的滑动时间的操作、和用于强制地释放起动离合器的操作。
本发明的方法和设备具有其它的特征和优点，它们通过合并于本文的附图和下面的具体实施方式而变得显而易见或更为详细地阐述，附图和具体实施方式共同用于解释本发明的某些原理。
附图说明
图1是说明按照本发明的保护起动离合器的示例性的方法的流程图。
具体实施方式
现在将详细地参照本发明的多个实施方式，这些实施方式的实施例在附图中和下面的描述中举例说明。虽然本发明将结合示例性的实施方式进行描述，但是可以理解，本发明的描述并未试图将本发明限制在这些示例性的实施方式中。相反地，本发明不仅要涵盖示例性的实施方式，而且要涵盖各种替换、修改、等价形式和其它的实施方式，它们可以包括在由所附的权利要求书限定的本发明的精神和范围中。
图1是说明一种按照本发明的多个实施方式的保护起动离合器的方法的流程图。这里描述的方法可以采用任何传统的电子控制单元或模块来实现。所述控制单元可以包括处理器、存储器和相关的硬件和软件，它们可以由本领域的普通技术人员基于本文中包含的本发明的教导进行选择和编程。
参照图1，一种按照本发明的多个实施方式的保护起动离合器的方法，通过公式1计算起动离合器的传递扭矩Tor(t)(S12)。
公式1Tor(t)＝Rm×Ftot×n×2×摩擦系数
在这里，Rm表示有效半径，Ftot表示活塞力，n表示摩擦构件的数量。
此外，按照本发明的多个实施方式的保护起动离合器的方法计算每一步的相对速度Δω(t)(S14)，即，发动机速度与输入轴的速度之间的差。
随后，摩擦构件板的摩擦热能E(t)可以采用下面的公式2计算(S16)，其需要在步骤S12中计算的起动离合器的传递扭矩Tor(t)、步骤S14中计算的相对速度Δω(t)和Δt的值。
公式2(S16)E(t)＝Tor(t)×Δω(t)×Δt
在这里，Δt表示起动离合器的滑动控制时间。
此外，起动离合器的摩擦温度Theat(t)可以采用下面的公式3计算(S18)，其需要在步骤S16中计算的摩擦构件的摩擦热能E(t)和ATF(自动变速器流体)传感器检测的温度TATF(t)的值。
公式3(S18)Theat(t)＝TATF(t)+α×E(t)/(m×Cp)
在这里，α表示热产生效率，m表示摩擦构件板的质量，Cp表示摩擦构件板的比热。
此外，起动离合器的冷却温度Tcool(t)可以采用公式4计算(S20)。公式4采用步骤S18中计算的起动离合器的摩擦温度Theat(t)、和ATF传感器检测的温度TATF(t)、以及起到变量作用的冷却流体的量和由实验获得的等效对流传热系数β，该系数β是负载率与冷却流体的量之间的函数的形式。
公式4(S20)Tcool(t)＝β×(Theat(t-1)-TAFT(t))×Δts
在这里，Δts表示控制器的计算循环或控制循环。
等效对流传热系数β可以采用下面的公式5计算，其采用冷却流体的量作为变量，并可作为负载率与冷却流体的量之间的函数的形式由实验获得。
公式5β＝a×(冷却流体的量)w/Duty+b×(冷却流体的量)x/Duty+c×(冷却流体的量)y/Duty+d×(冷却流体的量)z/Duty+e
在这里，a至e和w至z表示由实验获得的常量，冷却流体的量表示通过电磁阀强制地注入到起动离合器的表面上的冷却流体的量，Duty表示供给到控制冷却流体的量的电磁阀上的电流的开/关率。
随后，起动离合器的等效温度Tclutch_equal(t)采用公式6计算，即，通过从步骤S18中计算的起动离合器的摩擦温度Theat(t)减去步骤S20中计算的起动离合器的冷却温度Tcool(t)。
公式6(S22)Tclutch_equal(t)＝Theat(t)-Tcool(t)
在步骤(S24)中，本发明的方法和系统确定起动离合器的等效温度Tclutch_equal(t)是否超过临界温度(S24)。如果起动离合器的等效温度Tclutch_equal(t)超过临界温度，则本发明的方法和系统执行用于保护起动离合器的操作(S26)。无例外地，所述用于保护起动离合器的操作可以包括，用于冷却起动离合器的操作、强制地减少起动离合器的滑动时间的操作、强制地释放起动离合器的操作、和类似的操作。
前面对本发明的特定的示例性实施方式的描述是为了说明和描述的目的而提出的。它们并非要穷举或将本发明限制为所公开的精确形式，并且显而易见地，根据上面的教导，许多修改和变化是可能的。示例性的实施方式被选择和描述，以便解释本发明的某种原理和它们的实际应用，从而使得本领域的技术人员制造和利用本发明的各个示例性的实施方式及其各种替换和修改。本发明的范围要由所附的权利要求书和它们的等价形式限定。

Claims (12)

1.一种保护车辆的起动离合器的方法，所述方法包括：
第一步，计算起动离合器的摩擦温度；
第二步，计算起动离合器的冷却温度；
第三步，通过从起动离合器的所述摩擦温度减去起动离合器的所述冷却温度而产生起动离合器的估计等效温度；和
第四步，如果起动离合器的所述估计等效温度超过预定的临界温度，则执行用于保护起动离合器的操作；
其中，所述第二步包括：计算起动离合器的先前的摩擦温度与由ATF传感器检测的温度之间的差；和使起动离合器的先前的摩擦温度与由ATF传感器检测的温度之间的所述差、等效对流传热系数和滑动控制时间相乘。
2.如权利要求1所述的方法，在所述第一步之前进一步包括：
计算起动离合器的传递扭矩；
通过确定发动机速度与输入轴的速度之间的差计算相对速度；和
通过使起动离合器的所述传递扭矩、所述相对速度和起动离合器的滑动控制时间相乘而计算摩擦构件板的摩擦热能。
3.如权利要求2所述的方法，其中，所述第一步包括：
a)使热产生效率与摩擦构件板的所述摩擦热能相乘；
b)使摩擦构件板的质量与摩擦构件板的比热相乘；
c)用步骤a)的结果除以步骤b)的结果；和
d)使由ATF传感器检测的温度与步骤c)的结果相加。
4.如权利要求1所述的方法，其中，所述等效对流传热系数是采用冷却流体的量作为变量，并作为所述冷却流体的量的函数而获得的。
5.如权利要求4所述的方法，其中，所述冷却流体的量的函数如下所示：
β＝a×(冷却流体的量)w/Duty+b×(冷却流体的量)x/Duty+c×(冷却流体的量)y/Duty+d×(冷却流体的量)z/Duty+e；
其中，a至e和w至z表示由实验获得的常量，冷却流体的量表示通过电磁阀强制地注入到起动离合器的表面上的冷却流体的量，且Duty表示供给到控制所述冷却流体的量的电磁阀的电流的开/关率。
6.如权利要求1所述的方法，其中，所述用于保护起动离合器的操作包括，用于冷却起动离合器的操作、用于强制地减少起动离合器的滑动时间的操作、和用于强制地释放起动离合器的操作。
7.一种包括处理器和存储可由所述处理器执行的指令的存储器的系统，其中，当执行所述指令时，所述处理器执行多个步骤，包括：
第一步，计算起动离合器的摩擦温度；
第二步，计算起动离合器的冷却温度；
第三步，通过从起动离合器的所述摩擦温度减去起动离合器的所述冷却温度而产生起动离合器的估计等效温度；和
第四步，如果起动离合器的所述估计等效温度超过预定的临界温度，则执行用于保护起动离合器的操作；
其中，所述第二步包括：计算起动离合器的先前的摩擦温度与由ATF传感器检测的温度之间的差；和使起动离合器的先前的摩擦温度与由ATF传感器检测的温度之间的所述差、等效对流传热系数和滑动控制时间相乘。
8.如权利要求7所述的系统，在所述第一步之前进一步包括：
计算起动离合器的传递扭矩；
通过确定发动机速度与输入轴的速度之间的差计算相对速度；和
通过使起动离合器的所述传递扭矩、所述相对速度和起动离合器的滑动控制时间相乘而计算摩擦构件板的摩擦热能。
9.如权利要求8所述的系统，其中，所述第一步包括：
a)使热产生效率与摩擦构件板的所述摩擦热能相乘；
b)使摩擦构件板的质量与摩擦构件板的比热相乘；
c)用步骤a)的结果除以步骤b)的结果；和
d)使由ATF传感器检测的温度与步骤c)的结果相加。
10.如权利要求7所述的系统，其中，所述等效对流传热系数是采用冷却流体的量作为变量，并作为所述冷却流体的量的函数而获得的。
11.如权利要求10所述的系统，其中，所述冷却流体的量的函数如下所示：
β＝a×(冷却流体的量)w/Duty+b×(冷却流体的量)x/Duty+c×(冷却流体的量)y/Duty+d×(冷却流体的量)z/Duty+e；
其中，a至e和w至z表示由实验获得的常量，冷却流体的量表示通过电磁阀强制地注入到起动离合器的表面上的冷却流体的量，且Duty表示供给到控制所述冷却流体的量的电磁阀的电流的开/关率。
12.如权利要求7所述的系统，其中，所述用于保护起动离合器的操作包括，用于冷却起动离合器的操作、用于强制地减少起动离合器的滑动时间的操作、和用于强制地释放起动离合器的操作。
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