CN103375578B - 管理多速双离合器变速器中离合器热载荷的方法 - Google Patents

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Abstract

一种管理与车辆的发动机配对的多速双离合器变速器（DCT）中离合器热载荷的方法，其包括评估车辆是否被加速和确定加速期间车辆加速器的位置是否维持在预定范围中。方法还包括识别加速期间打滑的DCT离合器、确定距离合器停止打滑的剩余时间量，和将表示距离合器达到阈值温度的剩余时间的第一预设时间长度与距离合器停止打滑的剩余时间量进行比较。方法另外包括，如果距离合器停止打滑的剩余时间量大于第一预设时间长度，则设定用于激活指示器的时间延迟。进而，方法包括在时间延迟之后激活指示器。

Description

管理多速双离合器变速器中离合器热载荷的方法
技术领域
本发明涉及采用可调式热管理的系统和方法，其用于车辆中的多速双离合器变速器。
背景技术
现代车辆通常配备有多速双离合器变速器(DCT)作为主题车辆的动力传动系的一部分。这种DCT受到欢迎，因为与典型的、配备有变矩器的自动变速器相比，其具有增加的机械效率。另外，DCT通常比典型的自动手动变速器更受欢迎，因为DCT的提供更高质量换挡的能力。
典型的DCT采用两个摩擦离合器，用于在其向前比中换挡，且通过让两个摩擦离合器中的一个与另一个之间进行交替接合而实现这种换挡。这种多速双离合器变速器可以用在混合动力车辆中，即采用两个或更多不同动力源(例如发动机和电动机)的车辆，用于将推进能量传递至主题车辆的被驱动轮。
在配备有DCT车辆的运行过程中，由于发动或加速车辆期间使用的离合器打滑(slip)而在DCT离合器中产生大量热量或热载荷。当在这样的载荷超过具体阈值时，DCT离合器的性能和耐久性以及DCT和车辆的一般性能会受到不利影响。
发明内容
公开了一种用于管理多速双离合器变速器(DCT)中离合器热载荷方法，所述变速器与车辆中的内燃发动机配对。方法包括评估车辆是否通过发动机加速和确认加速期间车辆加速器的位置是否维持在预定范围内。方法还包括在识别DCT中在加速期间打滑的离合器，和确定距离合器停止打滑的剩余时间量。方法进一步包括将表示距离合器达到阈值温度的剩余时间的第一预设时间长度与经确定的距离合器停止打滑的剩余时间量进行比较。进而，方法包括，如果经确定的距离合器停止打滑的剩余时间量大于第一预设时间长度，则设定用于激活指示器的时间延迟。此外，方法包括在时间延迟完成之后激活指示器。
阈值温度可以表示离合器过热。在这种情况下，方法可以另外包括调节DCT的操作，从而在离合器基本上达到阈值温度时输入到离合器的能量被减小。
调节DCT的操作从而输入到离合器的能量被减小，这一动作可以包括将离合器脱开。
时间延迟可以的持续时间可响应于在加速事件期间在第二预设时间长度内车辆加速器位置已经在预定范围内的次数而改变。
方法也可以包括确认离合器是否已经比第二预设时间长度中的预定次数更多地(即更多次数地)打滑。方法可以另外包括，如果离合器已经比第二预设时间长度中的预定次数更多地打滑，则修改时间延迟的量和按照时间延迟激活指示器。
确定车辆是否经历加速事件、确认车辆加速器在加速事件期间的位置是否维持在预定范围中、识别DCT中在加速事件期间打滑的离合器、确定距离合器停止打滑的剩余时间量、将第一预设时间长度与经确定的距离合器停止打滑的剩余时间量进行比较、设定用于激活指示器的时间延迟、在时间延迟完成之后激活指示器、确认离合器是否已经比第二预设时间长度中的预定次数更多地打滑、修改时间延迟的量、和按修改的时间延迟激活指示器，这些动作中的每一个都经由控制器实现。
方法可以另外包括在离合器基本上达到阈值温度时激活指示器。
在车辆起步和从行驶加速操作这二者之一的期间内，车辆可通过发动机加速。
主题离合器可以是奇数比离合器和偶数比离合器中的一个。指示器可以是听觉信号和视觉显示中的至少一个。另外，视觉显示可以包括向车辆操作者请求以下中的至少一个：i)增加速度或应用车辆制动器，和ii)应用和保持车辆制动器。指示器另外可以包括存储在控制器中且配置为根据请求获取的编码信息。
还公开一种具有DCT、内燃发动机和配置为管理DCT中离合器上热载荷的控制器的车辆。
在下文结合附图进行的对实施本发明的较佳模式(一个或多个)和实施例(一个或多个)做出的详尽描述中能容易地理解上述的本发明的特征和优点以及其他的特征和优点。
附图说明
图1是具有内燃发动机和可动态换挡的双离合器变速器(DCT)的车辆动力传动系的示意图；
图2是如图1所示的DCT的剖面图的示意图，具体显示了变速器离合器；
图3是管理图1-2所示的DCT中的离合器热载荷的方法的流程图。
具体实施方式
可动态换挡的多速双离合器变速器(DCT)可被采用为车辆动力传动系的一部分，以便进一步提高车辆对不可再生能量源(例如化石燃料)的高效利用。这种DCT可以被提供用于车辆，所述车辆具有常规动力传动系(其采用单个内燃发动机来为车辆提供动力)，或具有混合类型的动力传动系(其中车辆可以通过发动机、电动机或二者的组合而被提供动力)。
如在本文使用的，术语“可动态换挡”是指采用两个摩擦离合器和几个爪形离合器/同步器的组合，以通过一个摩擦离合器和另一个之间的交替接合而实现“动力连续”的换挡或动态换挡。另外，“动态换挡”意味着在离合换挡到即临(oncoming)速度比时驱动扭矩存在于变速器中。通常，在实际上进行动态换挡之前，同步器针对即临速度比而在实体上被“预先选择”。如本领域技术人员可容易理解的，在进行“动态换挡”之前，在实际上将扭矩路径从一个离合器换挡到另一个之前，同步器被“预先选择”至即临和即离速度比两者的必要位置。预先选择的条件被尽量推迟，以使旋转损失最小化，因为预先选择下一个比例迫使打开(即不接合)的离合器中造成速度差。这种具体的档位配置允许针对任何速度比和其相邻速度比(即速度比N和速度比N+1)的扭矩传递机构的组合，而不会获得变速器中的机械停滞。
参见图1，显示了具有动力传动系12的车辆10。动力传动系12包括配置为产生扭矩的内燃发动机14、配置为与道路表面相接的驱动轮16、操作地连接到发动机14且配置为将发动机扭矩传递到驱动轮的DCT18。为车辆操作者提供车辆加速器17(例如踏板或杆)，以便控制驱动车辆10的发动机功率。车辆制动器19(在图1中显示为踏板)被提供用于让车辆操作者抑制车辆10的运动。虽然未具体示出，如上所述，动力传动系12可以配置为混合动力类型且另外包括电动机。
发动机14利用曲轴15来将往复运动转换为旋转运动，如本领域技术人员所理解的。使用任何适当的手段，包括例如带螺纹的螺钉和销子的紧固件(未示出)，DCT18在发动机-变速器接口处与发动机14配对。DCT 18包括变速器箱体20，用于承装齿轮系22，所述齿轮系配置为提供预定数量的可选齿轮比，用于将发动机曲轴15连接到驱动轮16。DCT 18还包括控制子系统24，所述控制子系统用于控制离合器子系统26的操作。
虽然未具体显示，控制子系统24通常可包括电驱动系统，所述电驱动系统配置为将车载能量存储装置(例如电池)的DC电流转换为用于为三相电动机供电的AC电流。电动机可以随后用于驱动电泵，以让通过DCT阀体的大部分控制流体(例如潘东兴油(pentosin))增压，所述DCT阀体包括阀和螺线管的系统。进而，DCT阀体采用阀和螺线管系统，以引导加压流体，以调节离合器系统26的操作。
如图2所示，离合器子系统26位于离合器壳体27内部且包括干式离合器28和30。如所示的，离合器28是偶数比离合器，离合器30是奇数比离合器。离合器28、30配置为在DCT18中选择具体驱动齿轮比。具体地，离合器28包括具有摩擦面32-1的离合器片32，而离合器30包括具有摩擦面34-1的离合器片34。DCT 18还包括离合器盖36，该盖具有用于经由弹簧40促动离合器28的部分38和用于经由弹簧44促动离合器30的部分42。离合器28还包括压板46，而离合器30包括压板48。
另外，离合器28和30共享中心板50，其中每一个压板46和48通过弹簧40和44以预选择的比率将相应的摩擦面32-1和34-1抵靠中心板50夹持，以接合相应离合器。在DCT18操作期间，在离合器28、30中的一个以任何具体的比传递发动机扭矩时，两个离合器中的另一个预选择即临比的适当同步器。上述阀体通过将控制流体引导至各螺线管(未示出)而控制离合器28、30选择性的接合，这又调节控制流体到适当离合器的流动。
在车辆10操作期间，当DCT18传递发动机扭矩时，离合器子系统26上的热载荷会变得过多，即一个或多个离合器28、30会经历迅速的温度增加和过热状态。这种热载荷通常是用于从停止状态起动车辆10、在从行进中加速期间和在DCT18换挡期间的离合器打滑的结果。因此，如果不处理，则这样过多的热载荷会导致摩擦面32-1和34-1性能和耐久性、以及DCT 18和车辆10的一般性能的降低。造成离合器28、30过多热载荷的可以基于DCT18的操作需求、基于面32-1和34-1的耐久性限制、以及基于相应离合器的其他部件。
重新参照图1，车辆10还包括控制器52，所述控制器可以是专用的变速器控制器，被配置为调节DCT18的操作，或可以是整合的动力传动系控制器，其被配置为调节整个动力传动系12的运行。控制器52还被编程为具有算法且配置为管理DCT18中离合器28、30上的热载荷。作为其管理离合器28、30上热载荷的一部分，控制器52被编程为评估车辆10是否通过发动机14加速。在这种情况下，发动机14已经预先被起动，且车辆10已经被其操作者命令从停止状态起步或从行驶中加速，DCT18将发动机扭矩传递到驱动轮16。
加速器17的位置范围表示车辆被加速且同时特定离合器28或30被控制打滑，以便有助于逐渐将发动机功率应用到驱动轮16和/或逐渐使得驱动轮的旋转速度与发动机14的速度同步。经由离合器打滑逐渐应用发动机功率，这对于车辆在稳态下运行时、在立即或突然应用大量发动机扭矩时减少突然的颠簸被传递到车辆乘客的可能性方面尤其有效。因而，在离合器28或30在车辆起步期间被接合以传递突然应用的发动机扭矩时，以及在用于驱动车辆10的档位变化期间在从一个档位到下一个档位的手动转换的过程中，主题离合器经历受控制的打滑。判断车辆加速期间加速器17的位置维持在预定范围54中，这有助于确定主题离合器28或30正经历打滑。因而，加速器17的位置的预定范围54可以高出加速器运动范围的一定百分比，且在车辆10的验证和测试期间被经验地校准。
另外，控制器52被编程为识别离合器28和30中哪一个在加速事件期间打滑。这种判断可基于得知加速事件期间已经选择了DCT18中哪个档位而容易地获得。在车辆从停止状态起步时的情况下，最可能的是扭矩被传递且因此打滑的离合器将是奇数比离合器30同时接合第一档位。然而，如果认为需要在更高的(例如第二)档位下起步车辆10，也可以使用偶数比离合器28。控制器52被编程，以确定距主题离合器28或30停止打滑的剩余时间量。所述对主题离合器28或30停止打滑的剩余时间量的判断可以是基于设计计算和/或经验地获取的数据。
控制器52还被编程为将表示距打滑的离合器28或30达到阈值温度58的剩余时间的第一预设时间长度56与经确定的距主题离合器28或30停止打滑的剩余时间量进行比较。特定离合器28或30的阈值温度58表示离合器已经吸收了充分的热能，以处于上述过热状态的预定范围中。在本发明含义下，阈值温度58可以是对应于离合器28或30已经吸收过多热载荷的值。在一个实施例中，阈值温度58可以是在压板46或压板48的摩擦表面上或附近预先评估的温度值。在另一实施例中，阈值温度58可以是在离合器面32-1或34-1的摩擦表面上或附近的预先评估的温度值。这种阈值温度数据可以随后整合进要编程到控制器52中的表格，用于随后在DCT18操作期间的访问。对此，第一预设时间长度56可以基于针对特定离合器的打滑的次数和各种速率而在实验中收集的数据建立，且随后被编程到控制器52中，用于随后在DCT18操作期间的访问。
控制器52另外被编程有算法，所述算法配置为激活指示器60，所述指示器配置为向车辆10的操作者发信号表示打滑的离合器28或30将在第一预设时间长度56内到达阈值温度58。控制器52进一步被编程为，如果经确定的距主题离合器停止打滑的剩余时间量大于第一预设时间长度56，则通过使用计时器64设定用于激活指示器60的时间延迟62。进而，控制器52被编程为在时间延迟62完成之后激活指示器60。指示器60可以是听觉信号和/或视觉显示。视觉显示可以包括对车辆10操作者对以下至少一种操作的通信请求：i)增加速度或应用车辆制动器19，和ii)应用和保持车辆制动器19。指示器可以另外包括存储在控制器52中且配置为依请求而获取的编码信息。
控制器52还可以被配置为调节DCT18的操作，从而当主题离合器基本上达到阈值温度58时输入到特定离合器28或30的能量被减小。因而，如离合器温度在阈值温度的预定温度范围中，例如在一个可行实施例中为加/减5％到10％，则离合器28或30可以被认为基本上已经达到阈值温度58。为了由此减少到特定离合器28或30的能量输入，控制器52可以使主题离合器脱开。时间延迟62的持续时间可以响应于控制器52已经检测到的在加速事件期间在第二预设时间长度68内车辆加速器17的位置在预定范围54中的次数而被改变或被减小。第二预设时间长度68可以基于在车辆加速器17各位置期间针对特定离合器的打滑的次数和各种速率而实验地收集的数据建立。第二预设时间长度68可以随后被编程到控制器52中用于随后在DCT18操作期间访问。
控制器52可以配置为确定主题离合器28或30是否已经比第二预设时间长度68中预定次数70进行更多打滑，即更多次数。控制器52也可以被配置为，如果主题离合器28或30已经比第二预设时间长度68中预定次数70进行更多打滑，则修改该时间延迟62的量。修改该时间延迟62的量可以包括，在起步或行进时，与比第二预设时间长度68的预定次数70更多的主题离合器28或30已经打滑的次数成比例地减少延迟的持续时间。作为以上程序的一部分，控制器52也可以在主题离合器28或30基本上达到阈值温度58时取消时间延迟62的设定和在没有时间延迟62的情况下激活指示器60。
图3显示了管理DCT18中离合器热载荷的方法80，如上针对图1-2所述的。方法开始于图框82，经由控制器52评估车辆10是否被发动机14加速。方法从图框82前进到图框84，其中方法包括经由控制器52确定车辆加速期间车辆加速器17的位置是否维持在预定范围54中。在图框84之后，方法前进图框86，其中方法包括经由控制器52从离合器28和30中识别哪个离合器在加速期间正打滑。方法从图框86行进到图框88。
在图框88中，方法包括经由控制器52确定距离合器28或30停止打滑的剩余时间量。在图框88之后88方法前进到图框90，其中该方法包括经由控制器52将表示距主题离合器29或30达到阈值温度58的剩余时间量的第一预设时间长度56与当前已确定的距离合器停止打滑的剩余时间量进行比较。在图框90之后，方法前进到图框92，其中方法包括，如果当前已确定的距离合器停止打滑的剩余时间量大于第一预设时间长度56，则经由控制器52设定用于激活指示器60的时间延迟62。进而，在图框92之后方法行进到图框94，其中方法包括在完成时间延迟62之后经由控制器52激活指示器60。
在图框86之后，方法也可以前进到图框96，且包括经由控制器52确定主题离合器28或30是否已经比第二预设时间长度68中的预定次数70更多地打滑。还有，在图框96中方法可以包括，如果主题离合器28或30已经比第二预设时间长度68中的预定次数70更多地打滑，则经由控制器52修改(例如减少)时间延迟62的量。另外，在图框96中方法可以包括按照修改的或减小的时间延迟62经由控制器52激活指示器60。进而，方法可以包括经由控制器52完全地取消时间延迟62和在没有时间延迟的情况下激活指示器60。
在图框94之后，方法可以前进到图框98，其中其可以另外包括经由控制器52调节DCT18的操作，从而在离合器基本上达到阈值温度58时输入到主题离合器28或30的能量被减小。在图框94之后方法也可以前进到图框100。在图框100中方法可以包括，如果第一预设时间长度56处于预设时间量中，则经由控制器52激活指示器60。
所述方法目的是有助于DCT18和各离合器28和30增加的耐久性和延长的工作寿命，同时还提高DCT18的用户友好性。这种对DCT18的用户友好性的提高是通过允许车辆10执行期望操作而不产生如过载离合器那样的过早警报以及车辆性能降低(如果被接合和打滑的离合器28或30在实际上过热之前停止打滑的话)而实现的。
附图中的详细的描述和显示是对本发明的支持和描述，而本发明的范围仅通过权利要求限定。尽管已经对执行本发明的较佳模式进行了详尽的描述但是本领域技术人员可得知在所附的权利要求的范围内的用来实施本发明的许多替换设计和实施例。

Claims (10)

1.一种管理多速双离合器变速器中离合器热载荷的方法，所述变速器与车辆中的内燃发动机配对，该方法包括：
评估车辆是否正在通过发动机加速；
确定加速期间车辆加速器的位置是否维持在预定范围中；
识别多速双离合器变速器中在加速期间打滑的离合器；
确定距该离合器停止打滑的剩余时间量；
将表示距该离合器达到阈值温度的剩余时间的第一预设时间长度与经确定的距该离合器停止打滑的剩余时间量进行比较，以确定是否在第一预设时间长度内正在打滑的离合器被预测达到阈值温度；
如果经确定的距该离合器停止打滑的剩余时间量大于第一预设时间长度，则设定用于激活指示器的时间延迟；和
在时间延迟完成之后激活指示器。
2.如权利要求1所述的方法，其中，阈值温度表示离合器过热，该方法进一步包括调节多速双离合器变速器的操作，从而在所述离合器达到阈值温度时输入到该离合器的能量被减小。
3.如权利要求2所述的方法，其中，所述调节多速双离合器变速器的操作从而输入到所述离合器的能量被减小包括使该离合器脱开。
4.如权利要求1所述的方法，其中，所述时间延迟的持续时间响应于在加速期间在第二预设时间长度内车辆加速器位置已经处于预定范围中的次数而改变。
5.如权利要求4所述的方法，进一步包括：
确定所述离合器是否已经比第二预设时间长度中的预定次数更多地打滑；
如果该离合器已经比第二预设时间长度中的预定次数更多地打滑，则修改时间延迟的量；和
用经修改的时间延迟激活指示器。
6.如权利要求5所述的方法，其中，所述评估车辆是否经历加速事件、确认在加速事件期间车辆加速器的位置是否维持在预定范围中、识别多速双离合器变速器中在加速事件期间打滑的离合器、确定距该离合器停止打滑的剩余时间量、将第一预设时间长度与经确定的距该离合器停止打滑的剩余时间量进行比较、设定用于激活指示器的时间延迟、在该时间延迟完成之后激活指示器、确定所述离合器是否已经比第二预设时间长度中的预定次数更多地打滑、修改时间延迟的量、和用经修改的时间延迟激活指示器，以上每一个都经由控制器实现。
7.如权利要求1所述的方法，进一步包括当所述离合器达到阈值温度时激活指示器。
8.如权利要求1所述的方法，其中，在车辆起步和从行进中的加速操作中的一个期间，车辆通过发动机加速。
9.如权利要求1所述的方法，其中，指示器是听觉信号和视觉显示中的至少一个。
10.如权利要求9所述的方法，其中，指示器是视觉显示，且其中，视觉显示包括用于车辆操作者的对以下中至少一种的请求：i)增加速度或应用车辆制动器，和ii)应用和维持车辆制动器。
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