CN102418782B - 冷却双离合变速器的方法 - Google Patents

Abstract

提供了一种冷却双离合变速器的方法。该变速器具有第一和第二输入离合器，这两个离合器可被交替地接合从而以取决于同步器接合的不同速度比而分别沿第一和第二输入轴将扭矩传递到输出构件。该方法包括通过确定当前被接合的输入离合器和同步器以及当前被断开的输入离合器和同步器，确定当前接合的速度比。在当前建立的速度比期间接合一个被断开的同步器，以使断开的输入离合器以大于被接合的输入离合器的旋转速度的速度旋转，由此产生风扇冷却效果。

Description

冷却双离合变速器的方法

技术领域

本发明涉及用于双离合变速器以改善冷却的控制策略。

背景技术

典型的多速、双离合变速器使用两个摩擦板输入离合器和多个爪型离合器/同步器的组合借助被预选用于下一期望档位的同步器(在实际实现动态换挡之前)通过一个摩擦离合器和另一摩擦离合器之间的切换来实现“接通”或动态换挡。在输入离合器处产生的热升高摩擦板的温度。输入离合器必须具有足够大的尺寸和/或必须被控制以仅在给定的时间段内保持接合，以便保持摩擦板的温度在一预定最大操作温度之下。

发明内容

提供了一种冷却双离合变速器的方法，其能实现在变速器正常操作期间对摩擦输入离合器的冷却，潜在地允许更小摩擦板的使用或摩擦板的更长运行。该变速器具有第一和第二输入离合器，这两个离合器可被交替地接合从而以取决于同步器接合的不同速度比而分别沿第一和第二输入轴将扭矩传递到输出构件。由此，在任一速度比，输入离合器的一个被断开，一个被接合。该方法包括通过确定当前接合的输入离合器和同步器以及当前断开的输入离合器和同步器，确定当前建立的速度比。然后在当前建立的速度比期间接合一个断开的同步器，以使断开的输入离合器以大于接合的输入离合器的旋转速度的速度旋转，由此产生风扇冷却效果。被接合以产生风扇冷却效果的断开的同步器未被预选用于下一期望速度比，因为运行条件指示此后下一个换挡将可能是到一速度比的换挡，在该速度比中所述同步器未被接合。在一个实施例中，随后被接合的断开的离合器是以与当前建立的速度比相比按数字顺序为次最高的速度比接合的同步器；即，从当前速度比减档的速度比。接合断开的同步器可基于断开的输入离合器具有大于预定温度的温度的判断。此外，如果在预定时间段内期望换挡到与当前速度比相比按数字顺序为次最低的另一速度比(即，加档)，则断开的同步器(例如，被减档同步器)将不被接合。

本发明的上述特征和优点以及其他特征和优点将通过以下用于执行本发明的最佳模式的详细说明并结合附图而容易地显现。

附图说明

图1是双离合变速器的示意性截面图，其具有一个输入离合器和被接合以建立速度比的一个同步器，以及被接合以旋转被断开输入离合器的另一同步器；

图2是图1的双离合变速器的示意性截面图，其具有另一输入离合器和被接合以建立另一速度比的另一同步器，以及被接合以旋转被断开输入离合器的又一同步器；和

图3是冷却图1和2的双离合变速器的方法的流程图。

具体实施方式

参考附图，其中，相同的附图标记在附图中表示相同的部件，图1示出了双离合变速器10。双离合变速器10包括第一输入离合器12和第二输入离合器14。第一输入离合器12包括摩擦板16，且可通过促动器17的运动而被选择性地接合，以将旋转运动从发动机柔性板(flex plate)18传递到第一输入轴20。第二输入离合器14也包括摩擦板16，该摩擦板可通过促动器21的运动而被选择性地接合(参见图2)，以将旋转运动从发动机柔性板18传递到第二输入轴24。第一输入轴20是与第二输入轴24同心的筒形轴。输入轴20、24在此也称为输入构件。促动器17和21的激活经由控制器25被电子地控制，该控制器响应车辆运行条件，例如车辆司机提供的速度、加速器输入和制动输入，以确定适当的速度比，以及由此确定被适当地接合的输入离合器12、14。替换地，控制器25可经由阀体液压地控制输入离合器12、14。在所示实施例中，输入离合器12、14是干式离合器，因为它们并不浸在冷却润滑液体中，而是仅被空气冷却。

第一副轴26和第二副轴28均被从输入轴20、24以及与倒车轴30轴向移位。副轴26和28以及倒档轴30与输出构件32啮合地接合，该输出构件与最终驱动单元连接，用于向车轮提供牵引力。

可以在输入轴20和输出构件32，或在输入轴24和输出构件32之间建立各种速度比，这取决于哪个输入离合器12和14以及若干个同步器40、42、44、46和48中的哪几个被接合。“速度比”是输出构件32的速度和输入构件(输入轴20或输入轴24)的比值。因此，随着档位状态从一档变化到七档，速度比以数字顺序降低。

同步器40、42、44、46和48也被控制器25响应车辆运行条件控制。控制器25通过拨叉促动系统50移动同步器40、42、44、46和48。出于简化视图的目的，被用于移动同步器40、42、44、46和48的换挡叉没有示出。同步器40、42和48是双同步器，可以向左或向右移动，以建立不同速度比，如下所述，而同步器44和46是单离合器，每个都只能沿单向移动以建立仅一个速度比。

第一前进速度比，也称为一档，通过接合第二输入离合器14和接合同步器40(在图1中被移至左面)而被建立。发动机扭矩从柔性板18传递到输入轴24，且通过啮合齿轮50、52、54、56、58和60传递到第一副轴26和输出构件32。齿轮50被连接用于与输入轴24一起旋转，并与齿轮52啮合，齿轮52绕副轴26与齿轮54一起旋转。齿轮54与齿轮56啮合，齿轮56绕轴30旋转，且由于被接合的同步器40与齿轮58一起旋转。齿轮58与齿轮60啮合，该齿轮60与副轴26和输出构件32一起旋转。

第二前进速度比，也称为二档，通过接合第一输入离合器12和接合同步器42(在图1中被移至右面)而被建立。发动机扭矩从柔性板18传递到输入轴20，且通过啮合齿轮62、64传递到第二副轴28和输出构件32。齿轮62被连接用于与输入轴20一起旋转，并与齿轮64啮合。由于被接合的同步器64，齿轮64被连接用于与第二副轴28一起旋转。第二前进速度比具有比第一前进速度比低的数字值(因为输出构件32的速度更大)，且是从第一前进速度比的加档。图1的箭头51显示了在第二前进速度比期间建立的功率流路径。

第三前进速度比，也称为三档，通过接合第二输入离合器14和接合同步器44(在图2中被移动至右面)而被建立。发动机扭矩从柔性板18传递到输入轴24，且通过啮合齿轮50、52传递到第一副轴26和输出构件32。齿轮50被连接用于与输入轴24一起旋转，并与齿轮52啮合。由于被接合的同步器44，齿轮52被连接用于与第一副轴26一起旋转。第三前进速度比具有比第二前进速度比低的数字值(因为输出构件32的速度更大)，且是从第二前进速度比的加档。图2的箭头53显示了在第三前进速度比期间建立的功率流路径。

第四前进速度比，也称为四档，通过接合第一输入离合器12和接合同步器46(将其从图1中的位置向左移动)而被建立。发动机扭矩从柔性板18传递到输入轴20，且通过啮合齿轮66、68传递到第一副轴26和输出构件32。齿轮66被连接用于与输入轴20一起旋转，并与齿轮68啮合。由于被接合的同步器46，齿轮68被连接用于与第一副轴26一起旋转。第四前进速度比具有比第三前进速度比低的数字值(因为输出构件32的速度更大)，且是从第三前进速度比的加档。

第五前进速度比，也称为五档，通过接合第二输入离合器14和接合同步器48(通过将其从图1中的位置向右移动)而被建立。发动机扭矩从柔性板18传递到输入轴24，且通过啮合齿轮70、72传递到第二副轴28和输出构件32。齿轮70被连接用于与输入轴24一起旋转，并与齿轮72啮合。由于被接合的同步器48，齿轮72被连接用于与第二副轴28一起旋转。第五前进速度比具有比第四前进速度比低的数字值(因为输出构件32的速度更大)，且是从第四前进速度比的加档。

第六前进速度比，也称为六档，通过接合第一输入离合器12和接合同步器42(通过将其从图1中的位置向左移动)而被建立。发动机扭矩从柔性板18传递到输入轴20，且通过啮合齿轮66、74传递到第二副轴28和输出构件32。齿轮66被连接用于与输入轴20一起旋转，并与齿轮74啮合。由于被接合的同步器42，齿轮74被连接用于与第二副轴28一起旋转。第六前进速度比具有比第五前进速度比低的数字值(因为输出构件32的速度更大)，且是从第五前进速度比的加档。

第七前进速度比，也称为七档，通过接合第二输入离合器14和接合同步器48(通过将其从图1中的位置向左移动)而被建立。发动机扭矩从柔性板18传递到输入轴24，且通过啮合齿轮76、78传递到第二副轴28和输出构件32。齿轮76被连接用于与输入轴24一起旋转，并与齿轮78啮合。由于被接合的同步器48，齿轮78被连接用于与第二副轴28一起旋转。第七前进速度比具有比第六前进速度比低的数字值(因为输出构件32的速度更大)，且是从第六前进速度比的加档。

倒档速度比通过接合第二输入离合器14和接合同步器40(通过将其从图1中的位置向右移动)而被建立。发动机扭矩从柔性板18传递到输入轴24，且通过啮合齿轮50、52、54和56传递到倒档轴30和输出构件32。齿轮50被连接用于与输入轴24一起旋转，并与齿轮52啮合，该齿轮52绕副轴26与齿轮54一起旋转。齿轮54与齿轮56啮合，齿轮56与倒档轴30一起旋转。齿轮56被键入套筒57，且当套筒57被连接用于与倒档副轴30旋转时，由于被接合的同步器40，与倒档副轴30一起旋转。

控制器25包括被存储的算法，该算法可操作为在预定运行条件下接合多个同步器中的一个，以引起被断开输入离合器的旋转，用于冷却该被断开的输入离合器。温度传感器80被可操作地连接到摩擦板16和控制器25(为了附图的清晰，没有示出向控制器25的连接)。被存储的算法是冷却双离合变速器100的方法，其在图3以流程图示出。方法100从图块102开始，其中，控制器通过传感器80监测运行参数，例如输入离合器12、14的摩擦板16的温度。摩擦板16的温度可替换地基于其他运行参数被间接预测，例如输入离合器12或14已经被接合的时间长度、发动机速度、换挡历史等。在图块102中被监测的其他运行参数可包括发动机速度、发动机负载和在加速器踏板或制动踏板处测量的司机输入。

在图块104，算法随后通过监测每个输入离合器12、14和同步器40、42、44、46和48的状态(断开或接合)确定当前建立的速度比。在图块106，算法确定输入离合器12和14的任一个的温度是否大于预定温度，已经确定在该预定温度根据方法100的摩擦板16的冷却是有利的。如果任一输入离合器12或14的温度大于预定温度，则在准备冷却输入离合器12或14期间，算法首先在图块108确定下一可能的速度比，基于运行参数，诸如发动机速度、发动机负载和在加速器踏板或制动踏板处测量的司机输入，等。

此外，在图块110中，算法确定在预定时间段内向下一速度比的换挡是否被期望。为了冷却输入离合器12、14，有利的是接合同步器，该同步器以与当前速度比相比的次最高速度比接合。即，最有利的是，接合从当前建立的速度比减档时要被接合的同步器。这是因为，如以下对应用于变速器10的方法100的具体描述所解释的，接合在从当前建立的速度比减档时要被接合的同步器将导致断开的输入离合器以高于被接合输入离合器的旋转速度的旋转速度旋转，产生风扇冷却效果。

因而，图块110可以特别地确定在一预定时间段内从当前建立的速度比加档是否被期望。如果这样的加档在一预定时间段内被期望，则这不是冷却该断开输入离合器的理想时间，且方法100回到图块102。但是，如果这样的加档在该预定时间段内没有被期望，则在图块112中，断开的同步器中的一个将在当前被建立的速度比期间被接合(即，不将被接合输入离合器和同步器脱开)。若被接合的断开同步器是从当前建立的速度比减档到次最高数字顺序速度比时接合的同步器，则为有利的。实际上，在图块112中被接合的断开同步器不是在图块108中确定的下一可能转速比时被接合的同步器。因此，在图块112中被接合的断开同步器不是在将建立的下一速度比中接合的同步器的预选择。通过在图块112中接合的同步器，断开的输入离合器12或14将以大于闭合输入离合器的旋转速度的速度旋转，用作风扇以冷却输入离合器12、14二者的摩擦板16。

在图块112之后，算法继续监测运行条件，且如果被算法在图块114中确定换挡被命令，且换挡不是并非到需要在图块112中接合的同步器被接合的速度比，则在图块112中接合的同步器此时被释放。基于图块108、110和112，将不期望下一被命令的换挡需要图块112中接合的同步器的接合。但是，在作出图块108和110的确定结果开始的时间段中，运行条件可能已经改变，从而在图块112中接合的同步器实际上现在是在被命令换挡中要被接合的同步器。在那种情况下，同步器在图块114中不被释放。

在图块116中，算法监测按照图块112的同步器的接合而被冷却的输入离合器12和14的温度。被接合输入离合器12或14的摩擦板16很可能具有比断开输入离合器更高的温度。如果算法确定摩擦板16的温度已经降到图块106的预定温度之下，则在图块112中接合的同步器在图块118中被释放。替换地，图块112中被接合的同步器被释放时所处的温度可以是甚至比图块106的预定温度更低的温度，以便确保摩擦离合器16在预定温度106之下保持更长时间。

参考图1，现在关于图1所示的变速器10的接合状态来描述方法100。在图1中，输入离合器12和同步器42被接合以建立第二前进速度比。在方法100中，已经在图块106中确定其中一个输入离合器12或14的摩擦板16的温度已经升高到预定温度以上。还已经在图块108中确定下一可能的换挡速度比。同步器40已经通过移位至左面而被接合。同步器40在第一前进速度比中被以这样的方式接合。在图块108中，确定出第一前进速度比不是将要建立的下一可能速度比。因为第二前进速度比被建立，且输入离合器14被断开，被接合的同步器40现在导致输入离合器14以比被接合的输入离合器12的旋转速度更大的速度旋转。这是由于在第二副轴28处以第二前进速度比建立的输出构件32的速度，该输出构件现在通过被接合的同步器40和啮合齿轮50、52、54、56、58和60可操作地连接到第一副轴26和第二输入轴24。同步器40将保持接合，直到在图块114中确定命令了不需要同步器40的接合的另一换挡，或直到在图块116中确定输入离合器12和14的摩擦板16的温度已经降到预定温度或其他被选温度之下。在这些情况中的任一种下，同步器40将在图块118中被释放。如果命令了另一换挡，建立该速度比所必须的同步器和离合器被接合，且该换挡在图块120中被实现。当变速器10处于第四前进速度比或处于第六前进速度比时，通过使用具有次最高数字值的速度比接合被接合的同步器(即，在第四前进速度比时接合同步器44或在第六前进速度比时接合同步器48(被移动至右面))，断开离合器14可以大于闭合输入离合器12的速度旋转。

方法100还可在第三前进速度比期间通过接合同步器44而执行，以导致断开输入离合器12以大于被接合输入离合器14的速度旋转，产生风扇冷却效果。此外，当变速器10处在第五前进速度比或第七速度比时，通过接合被以具有次最高数字值的速度比接合的同步器(即，在第五前进速度比时接合同步器46或在第七前进速度比时接合同步器42(被移动至左面))，断开输入离合器12也可以以大于闭合输入离合器14的速度旋转。

除了根据图3的方法控制同步器40、42、44、46和48接合的控制器25，输入离合器12、14和其他结构可被修改以优化输入离合器12和14的冷却。例如，摩擦板16的沟槽可使用计算流体动力学被优化。交叉钻孔可在摩擦板16的任一侧、中心板82或这两者处被添加到图3所示的每个应用板。参考图1，每个摩擦板16的中心毂和中心板82中的形状和开口可使用计算流体动力学被优化以形成用于冷却的空气流。输入离合器12、14的盖86和外壳体84的形状可使用计算流体动力学而被优化，柔性板18的中心毂也可以。沟槽可被添加到柔性板18的顶部部分88，顶部部分88的形状可使用计算流体动力学而被优化以有助于形成风扇冷却效果。

尽管已经详细描述了执行本发明的最佳模式，熟悉本发明所属领域的人可意识到在所附权利要求范围内用于实施本发明的各种替换设计和实施例。

Claims (10)

1.一种冷却双离合变速器的方法，该变速器具有第一和第二输入离合器，这两个离合器可被交替地接合，从而以取决于同步器接合的不同速度比分别沿第一和第二输入轴将扭矩传递到输出构件，该方法包括：

通过确定当前接合的输入离合器和同步器以及当前断开的输入离合器和同步器，确定当前建立的速度比；

在当前建立的速度比期间接合一个断开的同步器，以使所述断开的输入离合器以大于所述接合的输入离合器的旋转速度的速度旋转，由此产生风扇冷却效果；并且其中，运行条件指示下一换挡将可能是到一速度比的换挡，在该速度比中所述一个断开的同步器没有被接合。

2.如权利要求1所述的方法，还包括：

在接合所述一个断开的同步器之前，确定一个输入离合器具有的温度大于预定温度。

3.如权利要求2所述的方法，还包括：

如果所述一个输入离合器的温度降到所述预定温度或另一预定温度以下，释放导致所述断开的输入离合器旋转的同步器。

4.如权利要求1所述的方法，还包括：

确定在一预定时间段内到与当前速度比相比按数字顺序为次最低的另一速度比的换挡是否被期望；并且其中，所述接合一个断开的同步器仅发生所述换挡在该预定时间段内不被期望的情况下。

5.如权利要求1所述的方法，还包括：

确定是否命令了换挡到一个不同速度比；

如果被命令的到所述一个不同速度比的换挡不需要接合导致所述断开的输入离合器旋转的同步器，释放导致断开的输入离合器旋转的同步器；以及

换挡到所述一个不同速度比。

6.如权利要求1所述的方法，其中，被接合以导致断开的输入离合器旋转的所述一个断开的同步器也被接合，以建立与当前建立的速度比相比按数字顺序为次最高的一个速度比。

7.一种冷却双离合变速器的方法，包括：

监测代表第一输入离合器和第二输入离合器的温度的运行参数；其中，第一和第二输入离合器可被交替地接合，从而以通过不同同步器的接合而建立的多个速度比来将功率流从输入构件提供给输出构件；

通过确定当前被接合的输入离合器和同步器，确定当前建立的速度比；

如果被监测的运行参数大于预定值，则接合用于建立与当前建立的速度比相比按数字顺序为次最高的另一速度比的另一同步器，由此导致所述第一和第二输入离合器中的没有被接合的那一个以通过当前建立的速度比确定的速度旋转，由此产生风扇冷却效果；并且其中，运行条件指示下一换挡将可能是到一速度比的换挡，在该速度比中断开的同步器中的一个没有被接合。

8.如权利要求7所述的方法，还包括：

确定在一预定时间段内到与当前建立的速度比相比按数字顺序为次最低的另一速度比的换挡是否被期望；并且其中，所述接合所述用于建立与当前建立的速度比相比按数字顺序为次最高的另一速度比的另一个同步器仅发生在该预定时间段内所述到按数字顺序为次最低的另一速度比的换挡不被期望的情况下。

9.如权利要求7所述的方法，还包括：

确定在预定时间段内到一个不同速度比的换挡是否被期望；

如果在预定时间段内到所述一个不同速度比的换挡被期望，释放用于建立按数字顺序为次最高的所述另一速度比的所述另一同步器；以及

换挡到所述一个不同速度比。

10.一种冷却双离合变速器的方法，该变速器具有第一和第二输入离合器，这两个离合器可被交替地接合，从而以取决于同步器接合的不同速度比分别沿第一和第二输入轴将扭矩传递到输出构件，该方法包括：

通过确定当前接合的输入离合器和同步器以及当前断开的输入离合器和同步器，确定当前建立的速度比；以及

在当前建立的速度比期间，接合通常在从当前建立的速度比减档时接合的一个断开的同步器，由此使断开的输入离合器以大于被接合的输入离合器的旋转速度的速度旋转，产生风扇冷却效果；其中，运行条件指示下一换挡将可能是到一速度比的加档，在该速度比中所述一个断开的同步器没有被接合；并且其中，输入离合器的结构被使用计算流体动力学确定，以增强风扇冷却效果。