CN105782421A - 一种湿式双离合变速箱油温辅助控制系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

一种湿式双离合变速箱油温辅助控制系统，属于汽车变速箱冷却技术领域。它解决了双离合变速箱的散热问题。用油路切换器将原车热交换器和风冷散热器并联接入原车变速箱散热油路。温度传感器检测的变速箱油温信号传给温度控制模块，温度控制模块根据设定的温度范围控制油路切换器切换油路或启动风扇增强散热。使得变速箱在低于设定温度范围下限值时使用热交换器加快变速箱油升温，在高于设定温度范围下限值时使用风冷散热器降温，在高于设定温度范围上限值时开启风扇加快散热，控制变速箱油始终在一个设定的温度范围内。达到解决因高温导致的变速箱油封烧损、漏油、电磁阀烧毁以及变速箱限制、变速箱故障等问题，延长变速箱的寿命。

Description

一种湿式双离合变速箱油温辅助控制系统及控制方法

技术领域

本发明属于汽车变速箱冷却技术领域，是一种针对汽车湿式双离合自动变速箱的油液温度辅助控制系统及控制方法。尤其适用于装配有DCT450湿式双离合变速箱的福特2011款蒙迪欧致胜汽车。

背景技术

湿式双离合变速箱DCT450目前应用在2011款福特蒙迪欧致胜2.0TGTDI200时尚版等四个车型及沃尔沃部分车型。这种变速箱的变速箱油液同时要完成液压换档、部件润滑和散热冷却的功能。目前这两款车型变速箱的散热原理是利用变速箱内置油泵循环变速箱油到热交换器，利用发动机的冷却液循环到热交换器带走变速箱产生的热量，冷却后的变速箱油回到变速箱。这一变速箱散热方式存在一个很大的弊端：由于发动机的最适工作温度是95-99度，变速箱的最适温度是70-80度，通过福特专用诊断设备VCM测的数据流可以看出，发动机的循环作用使变速箱油与发动机冷却液的温差很小或相同。发动机冷却液的温度高于变速箱油的温度，导致变速箱产生的热量无法通过热交换器排出。热量集聚导致变速箱油温过高、散热不良加快变速箱油变质，造成变速箱离合器工作异常出现顿挫、抖动，加重电磁阀磨损，严重的甚至导致电磁阀卡滞在某个位置造成变速箱故障。过高的油温也导致变速箱的阀体壳变形出现漏油、离合器油封烧损漏油、电磁阀烧毁引起变速箱限制。

发明内容

本发明基于湿式双离合变速箱上述技术缺陷，创新的提出一种湿式双离合变速箱油温辅助控制系统和控制方法。尤其适用于装配有湿式双离合变速箱DCT450的福特2011款蒙迪欧致胜汽车。该系统包括温度控制模块、油路切换器、热交换器、风冷散热器、散热风扇、熔断器、开关及连接油管等组成。本发明用油路切换器将热交换器和风冷散热器并联成两路接入原车变速箱散热油路。根据变速箱适宜温度范围设置温度控制模块的温度范围的上限值和下限值，通过温度传感器检测变速箱出油温度与设定值相比较，温度控制模块控制油路切换器切换油路或启动风扇加快散热。使变速箱在低于设定温度范围下限值时使变速油流经热交换器加快变速箱油升温，在高于设定的温度范围下限值后使变速箱油流经风冷散热器降温，在高于设定的温度范围上限值时开启风扇加快散热，控制变速箱油始终在一个设定的温度范围内。通过本发明达到解决因高温导致的变速箱油封烧损、漏油、电磁阀烧毁以及变速箱限制、变速箱故障等问题，延长变速箱的寿命。

本发明通过下列技术方案来实现：一种湿式双离合变速箱油温辅助控制系统，在变速箱出油口和回油口之间，采用油路切换器将热交换器和风冷散热器以并联的方式接入原车散热油路，用一个带有温度传感器的温度控制模块控制切换不同的油路。温度传感器安装在油路切换器上，与进油口连通，直接检测变速箱出油温度。温度控制模块能够按照变速箱适宜的温度设置温度范围，确定温度上限值和下限值，根据温度传感器提供的温度信号，温度控制模块启动不同的继电器控制油路切换器切换不同的油路或开启风扇来加快散热。在油温低于设定温度范围下限值时油路切换器引导变速箱油到热交换器，利用发动机的热量迅速给变速箱油升温；当油温达到设定温度范围的下限值后，温度控制模块关闭原车热交换器开启风冷散热器引导变速箱油到风冷散热器散热；当温度高于设定温度范围的上限值时温度控制模块启动安装在风冷散热器上的风扇加快散热，从而使变速箱油迅速降温至设定温度范围内。

进一步说明上述的湿式双离合变速箱油温辅助控制系统，油路切换器为一电磁控制阀，包括一个进口和两个出口，该油路切换器的进口与变速箱的出油口连接，一出口与上述的热交换器的进口连接，另一出口与风冷散热器的进口连接。其油路通道由变速箱出油口进入油路切换器，在油路切换器内分为并联的两路，一路经原车热交换器回变速箱，另一路经风冷散热器回变速箱。实际应用中，热交换器的出油口和风冷散热器的出油口通过一个三通连接器与变速箱的回油口连接。

进一步说明上述的湿式双离合变速箱油温辅助控制系统，所述的油路切换器是本发明的主要部件。包括安装有油管快速接头的阀体、具有油路切换功能的阀芯、温度传感器、复位弹簧、导磁管、用于电磁控制的控制管和电磁线圈、连接杆、锁紧螺母、动铁芯。阀体腔室内设置有复位弹簧槽，是阀芯轴向运动的上止点。控制管内部装有导磁管和动铁芯，控制管将导磁管固定在阀体上，导磁管上平面为阀芯运动的下止点。复位弹簧位于阀体和阀芯之间，其作用是，在电磁线圈不工作时，压紧阀芯始终处于阀体的下止点，保持阀芯的出油口与连接风冷散热器的出油口完全连通。电磁线圈通电后产生磁力，阀芯在动铁芯的推动下向上止点运动，将复位弹簧压入槽内，使阀芯的出油口与连接热交换器的出油口完全连通。在电磁线圈停止工作后，复位弹簧推动阀芯到下止点并压紧，使阀芯的出油口恢复与连接风冷散热器的出油口连通。阀芯位于阀体腔室内，阀芯是中空结构，侧面有两个出油孔，分别对应阀体两个出油口，阀芯出油口和阀体油口位置使阀芯在动作上止点和下止点时只有一路油口工作，另一路油口关闭，在切换动作瞬间两路同时工作且总流量与单油路时相同。变速箱油穿过复位弹簧从阀芯的顶部进入，从侧面出油孔流出。阀芯的底部有导油孔，在阀芯向上动作时，变速油进入阀芯下的控制管内，在阀芯向下动作时，控制管内的变速箱油通过导油孔回到阀芯内。阀芯上设置有导向槽，由安装在阀体上的固定销锁定，使阀芯只能轴向上下滑动，防止转动关闭油路切换口。动铁芯通过连接杆与阀芯连接，连接杆在动铁芯端设置锁紧螺母，用于调节动铁芯与阀芯的距离。在动铁芯上按120^。设置三个导油槽，用于油在动铁芯上下腔室流动。导油孔、导磁管、导油槽将阀体和控制管形成相互分隔且能通油的腔室。电磁线圈安装在控制管上，在电磁力的作用下动铁芯推动阀芯动作实现切换油路的功能。

进一步说明上述的湿式双离合变速箱油温辅助控制系统，所述的油路切换器阀芯与阀体、控制管与动铁芯之间的润滑由从中流动的变速箱油提供。为方便安装和维修，所述的油路切换器竖向安装在变速箱阀体壳的金属保护板上。油路接口全部采用快速接头的方式与原车油路连接。

进一步说明上述的湿式双离合变速箱油温辅助控制系统，温度控制模块的传感器设置在油路切换器上，与油路切换器上的进油口连通，实时检测变速箱的出油温度。

进一步说明上述的湿式双离合变速箱油温辅助控制系统，所述的温度控制模块具有两路继电器，分别控制着油路切换器和散热风扇。油路切换器和散热风扇由温度控制模块提供电力，温度控制模块可设定温度范围，根据变速箱油的适宜温度确定上限值和下限值，变速箱的适宜温度是70-80度，据此设定上限值80度，下限值70度。实际应用中，温度范围可根据日常用车情况调整，市区拥堵路况多时下调温度范围让散热风扇提前介入；高速用车多时，风冷散热器凭借车速足以满足散热需要，可适当调高温度范围。

进一步说明上述的湿式双离合变速箱油温辅助控制系统，所述的温度控制模块前加开关进行控制，并经熔断器接入汽车ACC电路。温度控制模块在汽车ACC模式时开始工作。温度控制模块使该双离合变速箱油温辅助控制系统相对独立，断开电路不切断变速箱油路也不影响其他电路使用。

一种基于所述的湿式双离合变速箱油温辅助控制系统的温度控制方法，其中包括以下几种工况：

工况一：温度传感器实时检测流出的变速箱油的温度，传给温度控制模块。当温度传感器检测到流出的变速箱油温度低于设定温度范围下限值时，温度控制模块给油路切换器的电磁线圈通电，推动阀芯向上运动到上止点，连通变速箱和热交换器的油路，关闭变速箱与风冷散热器的油路，使变速箱的油液经过热交换器回到变速箱；

工况二：当温度传感器检测到流出的变速箱油温度高于设定温度范围下限值时，温度控制模块给油路切换器的电磁线圈断电，油路切换器阀芯在重力和复位弹簧的作用下向下运动到下止点，连通变速箱和风冷散热器的油路，关闭变速箱与热交换器的油路，使变速箱油经过风冷散热器回到变速箱；

工况三：当温度传感器检测到流出的变速箱油温度高于设定温度范围下限值时，温度控制模块给安装在风冷散热器前的风扇供电以加快散热，油路切换器阀芯在复位弹簧的作用下，使变速箱始终连通风冷散热器油路，变速箱油经风冷散热器回变速箱；

工况四：当该系统温度控制模块出现故障、断电、熔断器断开时，温度传感器不再检测温度信号，油路切换器阀芯在复位弹簧的作用下，始终使变速箱连通与风冷散热器的油路，变速箱油经风冷散热器回变速箱。

本发明所述的油温辅助控制方案可以在各种工况下实现对变速箱油温的精确控制，至少能够达到以下效果：在汽车启动ACC电路接通后，模块即可根据温度信号控制油路切换器调整油路，在低温状态下可以通过热交换器利用发动机的热量加热变速箱油，使变速箱尽快工作在适宜温度内，减少低温损耗；在设定的温度范围内，变速箱通过风冷散热器将变速箱产生的热量排到外界环境中，在城市拥堵路况，风冷散热器不足以散发掉足够的热量时，开启风扇来加快散热，使变速箱始终工作在适宜的温度范围，从而保证变速箱的长期稳定运行。

本发明通过在变速箱循环油路上设置带有温度传感器的油路切换器，将油路分为并联的两条油路，根据温度传感器检测的信号，温度控制模块调节变速箱油流向不同的油路并启动不同的电路，实现对双离合变速箱油温的精确控制，使变速箱能够长期稳定运行在最佳状态，达到解决因高温导致的变速箱油封烧损、漏油、电磁阀烧毁以及变速箱限制、故障等问题的目的，延长变速箱的使用寿命，具有广阔的应用前景。

附图说明

图1是本湿式双离合变速箱油温辅助控制系统的结构原理示意图。

图1中，1、发动机；2、变速箱；2a、变速箱回油口；2b、变速箱出油口；3、油路切换器；3a、温度传感器；3b、电磁线圈；3c、油路切换器进油口；3d、油路切换器出油口（连接热交换器）；3e、油路切换器出油口（连接风冷散热器）；4、热交换器；5、发动机水箱；6、风冷散热器；7、散热风扇；8、温度控制模块；9、熔断器。

图2是本湿式双离合变速箱油温辅助控制系统中油路切换器结构正剖面图。

图2中，3a、温度传感器；3b、电磁线圈；3c、油路切换器进油口；3d、油路切换器出油口（连接热交换器）；3e、油路切换器出油口（连接风冷散热器）；3f、油路切换器阀体；3g、复位弹簧；3h、油路切换器阀芯；3i、固定销；3j、导磁管；3k、控制管；3l、连接杆；3m、锁紧螺母；3n、动铁芯。

图3是本发明在油温低于设定温度范围下限值时油流向和电路示意图。

图4是本发明在油温低于设定温度范围下限值时油路切换器内油流向图。

图5是本发明在油温高于设定温度范围下限值时油流向和电路示意图。

图6是本发明在油温高于设定温度范围上限值时油流向示意图。

图7是本发明在该系统温度控制模块出现故障、开关断开、熔断器断开时油流向和电路示意图。

图8是本发明在图5、图6、图7三种工况时油路切换器内油流向图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的技术方案进行详细的描述，以使本领域技术人员能够更加清楚的理解本发明，但并不因这些实施例限制本发明的保护范围。

结合图1所示的本湿式双离合变速箱油温辅助控制系统整体结构说明本发明的基本工作原理。本系统设置于变速箱2出油口2b和进油口2a之间，其冷却装置主要由油路切换器3、热交换器4、风冷散热器6、散热风扇7、温度控制模块8、熔断器9、连接油管10、开关11组成。该油温辅助控制系统的油路通道由变速箱2出油口2b通过进油口3a进入到油路切换器3、在油路切换器3分为并联的两路，一路从油路切换器出口3d经热交换器4回到变速箱回油口2a。另一路从油路切换器出口3e经风冷散热器6后，回到变速箱回油口2a。实际应用中，热交换器的出油口与风冷散热器的出油口通过一个三通连接器与变速箱的回油口连接。油路切换器固定在变速箱阀体壳的金属保护板上，以尽可能用最短的油路连接，油管10全部采用快速接头连接以方便维修。

如图2所示，油路切换器是本发明的主要部件，主要由温度传感器3a、电磁线圈3b、油路切换器进油口3c、油路切换器出油口3d、油路切换器出油口3e、油路切换器阀体3f、复位弹簧3g、油路切换器阀芯3h、固定销3i、导磁管3j、控制管3k、连接杆3l、锁紧螺母3m、动铁芯3n组成。所述的油路切换切换器3的阀芯3h为中空结构，阀芯3h侧面有两个出油孔，分别对应阀体3f两个出油口，阀芯出油口和阀体油口位置使阀芯3h在动作上止点和下止点时只有一路油口工作，另一路油口关闭，在切换动作瞬间两路同时工作且总流量与单一油路时相同。变速箱油从进油口3c经过安装在阀体3f上的温度传感器3a，穿过复位弹簧3g进入到阀芯3h中再经出油口3d或出油口3e流出。阀芯3h的底部有导油孔，在阀芯3h向上动作时，变速油进入阀芯3h下的控制管3k内，在阀芯3h向下动作时，控制管3k内的变速箱油通过导油孔回到阀芯3h内。在动铁芯3n上按120^。设置三个导油槽，使油在动铁芯3n上下腔室流动。阀芯3h上设置有导向槽，由安装在阀体3f上的固定销3i锁定，使阀芯3h只能轴向上下滑动，防止关闭油路切换口。阀芯3h上止点与阀体3f弹簧槽压紧，下止点与导磁管3j压紧。阀芯3h通过连接杆3l与动铁芯3n连接，用连接杆3l和锁紧螺母3m调节动铁芯3n与阀芯3h的距离。温度控制模块8根据温度传感器3a提供的信号与设定温度值比较，给安装在控制管3k外的电磁线圈3b供电产生推力,压紧复位弹簧3g将阀芯3h推到上止点，断电后复位弹簧3g将阀芯3h推到下止点。

以下通过图3至图8进一步详细描述本发明各种工况下的技术方案。温度控制模块8具有两路继电器8a、8b，分别控制着油路切换器3和散热风扇7。油路切换器电磁线圈3b和散热风扇7由温度控制模块8供电，温度控制模块8前加开关11进行控制，并经熔断器9接入汽车ACC电路。温度控制模块8在汽车ACC通电后开始工作。如图3、图4所示，当温度传感器3a检测到流出的变速箱油温度低于设定温度范围下限值时，温度控制模块8的继电器8b给油路切换器的电磁线圈3b供电，推动阀芯3h向上运动到上止点，连通变速箱出油口2b、油路切换器进油口3c、出油口3d和热交换器4的油路，关闭出油口3e与风冷散热器6的油路，使变速箱的油液经过热交换器4回到变速箱。如图5、图8所示，当温度传感器3a检测到流出的变速箱油温度高于设定温度范围下限值时，温度控制模块8的继电器8b给油路切换器的电磁线圈3b断电，油路切换器阀芯3h在重力和复位弹簧3g的作用下向下运动到下止点，连通变速箱出油口2b、油路切换器进油口3c、出油口3e和风冷散热器6的油路，关闭出油口3d与热交换器4的油路，使变速箱的油液经过风冷散热器6回到变速箱。如图6、图8所示，当温度传感器8检测到流出的变速箱油温度高于设定温度范围上限值时，温度控制模块8的继电器8a给安装在风冷散热器前的散热风扇7供电加快散热，油路切换器阀芯3h在复位弹簧3g的作用下位于下止点，使变速箱出油口2b、油路切换器进油口3c、出油口3e和风冷散热器6的油路连通，变速箱油经风冷散热器6回变速箱。如图7、图8所示，当该系统温度控制模块8出现故障、断开开关11、熔断器9断开时，油路切换器阀芯3h在复位弹簧3g的作用下，使变速箱出油口2b、油路切换器进油口3c、出油口3e和风冷散热器6的油路连通，变速箱油经风冷散热器6回变速箱。

Claims (8)

1.一种湿式双离合变速箱油温辅助控制系统，其特征在于，由温度控制模块、油路切换器、热交换器、风冷散热器、散热风扇、熔断器、开关及连接油管组成，在变速箱出油口和回油口之间，用油路切换器将原车热交换器和风冷散热器并联成两路接入原车变速箱散热油路，通过温度传感器检测变速箱油温度信号传给温度控制模块，温度控制模块根据设定的温度范围控制油路切换器切换油路或启动风扇加快散热，使变速箱在低于设定温度范围下限值时使用热交换器加快变速箱油升温，在高于设定的温度范围下限值使用风冷散热器降温，在高于设定的温度范围上限值时开启风扇加快散热，控制变速箱油始终在一个设定的温度范围内。

2.根据权利要求1所述的油温辅助控制系统，其特征在于，该系统的油路通道由变速箱出油口进入到油路切换器，在油路切换器分为并联的两路，一路从油路切换器出口3d经热交换器回到变速箱回油口，另一路从油路切换器出口3e经风冷散热器回到变速箱回油口。

3.根据权利要求2所述的油温辅助控制系统，其特征在于，所述的油路切换器为一电磁控制阀，包括安装有油管快速接头的阀体、具有油路切换功能的阀芯、温度传感器、复位弹簧、导磁管、用于电磁控制的控制管和电磁线圈、连接杆、锁紧螺母、动铁芯，温度传感器安装在油路切换器上，与进油口连通，直接检测变速箱出油温度，阀体腔室内设置有复位弹簧槽，是阀芯轴向运动的上止点，控制管与阀体连接，并将内部的导磁管固定在阀体上，导磁管上平面是阀芯运动的下止点，复位弹簧位于阀体和阀芯之间，其作用是，在无温度检测信号或油温高于设定温度范围下限值时，压紧阀芯始终处于阀体的下止点，保持阀芯的出油口与连接风冷散热器的出油口完全连通；在油温低于设定温度范围下限值时，温度控制模块给电磁线圈通电后产生磁力，阀芯在动铁芯的推动下向上止点运动，将复位弹簧压入槽内，使阀芯的出油口与连接热交换器的出油口完全连通；在油温高于设定温度范围下限值时，温度控制模块给电磁线圈断电，复位弹簧推动阀芯到下止点并压紧，恢复与连接风冷散热器的出油口连通。

4.根据权利要求3所述的油温辅助控制系统，其特征在于，所述的油路切换器腔室内充满变速箱油，并为各部件润滑，控制管与阀体连接，阀芯在阀体腔室轴向滑动，阀芯为中空结构，侧面有两个出油孔，分别对应阀体两个出油口，阀芯出油口和阀体油口位置使阀芯在动作上止点和下止点时只有一路油口工作，另一路油口关闭，在切换动作瞬间两路同时工作且总流量与单油路时相同，阀芯的底部有导油孔，在阀芯向上动作时，变速油进入阀芯下的控制管内，在阀芯向下动作时，控制管内的变速箱油通过导油孔回到阀芯内，动铁芯通过连接杆与阀芯连接，在动铁芯上按120度设置三个导油槽，由阀芯导油孔、导磁管、导油槽将阀体和控制管连成既分隔又相互通油的腔室。

5.根据权利要求3所述的油温辅助控制系统，其特征在于，所述的油路切换器上的控制管与阀体连接，动铁芯位于控制管内，通过连接杆与阀芯连接，在动铁芯端设置锁紧螺母，用于调节动铁芯与阀芯的距离，电磁线圈安装在控制管上，在磁力的作用下动铁芯推动阀芯动作实现切换油路的功能。

6.根据权利要求3所述的油温辅助控制系统，其特征在于，所述的油路切换器内的阀芯上设置有导向槽，由安装在阀体上的固定销锁定，使阀芯只能轴向上下滑动，防止转动关闭油路切换口。

7.根据权利要求1所述的油温辅助控制系统，其特征在于，温度控制模块有两路继电器，分别控制着油路切换器上的电磁线圈和风冷散热器的风扇，通过安装在油路切换器上的温度传感器检测的出油温度，与根据变速箱适宜温度设定值相比较，开启或关闭不同的电路实现油路切换和加快散热的功能。

8.根据权利要求1-7所述的油温辅助控制系统，其特征在于，包括以下几种工况：

工况一：温度传感器实时检测流出的变速箱油的温度，传给温度控制模块，当温度传感器检测到流出的变速箱油温度低于设定温度范围下限值时，温度控制模块给油路切换器的电磁线圈通电，推动阀芯向上运动到上止点，连通变速箱和热交换器的油路，关闭变速箱与风冷散热器的油路，使变速箱的油液经过热交换器回到变速箱；

工况二：当温度传感器检测到流出的变速箱油温度高于设定温度范围下限值时，温度控制模块给油路切换器的电磁线圈断电，油路切换器阀芯在重力和复位弹簧的作用下向下运动到下止点，连通变速箱和风冷散热器的油路，关闭变速箱与热交换器的油路，使变速箱油经过风冷散热器回到变速箱；

工况三：当温度传感器检测到流出的变速箱油温度高于设定温度范围上限值时，温度控制模块给安装在风冷散热器前的风扇供电以加快散热，油路切换器阀芯在复位弹簧的作用下，始终连通变速箱和风冷散热器的油路，变速箱油经风冷散热器回变速箱；

工况四：当该系统温度控制模块出现故障、开关断电、熔断器断开时，温度传感器不再检测温度信号，油路切换器阀芯在复位弹簧的作用下，使变速箱始终与风冷散热器油路保持连通，变速箱油经风冷散热器回变速箱。