專利名稱：用于雙離合器變速器中干式離合器溫度預測的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開涉及雙離合器變速器，更加具體地說，涉及預測雙離合器變速器中的干式
1 合器溫度ο
背景技術(shù)：
在此提供的背景技術(shù)目的通常在于提出本公開的內(nèi)容。當前被稱為發(fā)明人的工作中對背景技術(shù)部分所描述的以及在申請時可能沒有資格作為現(xiàn)有技術(shù)的描述既不明確也不默示承認對本公開作為現(xiàn)有技術(shù)。車輛的雙離合器變速器(DCT)包括布置在離合器殼體中的第一離合器和第二離合器。DCT可以是濕式DCT或干式DCT。濕式DCT包括濕式離合器并且將部件浸入潤滑流體中以減少摩擦和熱。干式DCT不包括液體批處理且因此包括干式離合器。在干式DCT中， 打滑降低且燃油經(jīng)濟性提高。然而，干式離合器經(jīng)歷更大的熱量變化。離合器殼體通過第一離合器將車輛的發(fā)動機連接到第一傳動軸。例如，第一傳動軸可以與DCT的檔位的第一子組(例如，奇數(shù)檔位)相應。檔位的第一子組可以包括第一、 第三、第五和倒擋。離合器殼體通過第二離合器將發(fā)動機連接到第二傳動軸。例如，第二傳動軸可以與DCT的檔位的第二子組(例如，偶數(shù)檔位)相應。檔位的第二子組可以包括第二、第四和第六檔。離合器將扭矩從發(fā)動機傳遞到傳動軸。離合器與離合器殼體之間的摩擦確定傳遞的扭矩量?？刂齐x合器的各個位置(即，移位)來控制離合器與離合器殼體之間的摩擦，從而控制傳遞到傳動軸的扭矩量。

發(fā)明內(nèi)容
一種雙離合器變速器(DCT)的離合器溫度預測模塊包括至少一個離合器打滑功率模塊，其確定第一離合器的第一離合器打滑功率和第二離合器的第二離合器打滑功率。 溫度計算模塊，其接收第一離合器打滑功率、第二離合器打滑功率、周圍空氣溫度、發(fā)動機油溫度和變速器油溫度，并且使用線性時不變(LTI)模型基于第一離合器打滑功率、第二離合器打滑功率、周圍空氣溫度、發(fā)動機油溫度和變速器油溫度計算至少一個離合器盤溫度和離合器殼體溫度。在其它特征中，通過一個或多個處理器執(zhí)行的計算機程序來實現(xiàn)上述系統(tǒng)和方法。所述計算機程序可以駐留在有形計算機可讀介質(zhì)中，諸如但不限于存儲器、非易失性數(shù)據(jù)存儲器和/或其它適合的有形存儲介質(zhì)。根據(jù)以下提供的詳細描述，本公開應用的領(lǐng)域?qū)⒆兊妹黠@。應該理解，詳細描述和特定示例僅意在說明目的而不意在限制本公開的范圍。本發(fā)明還提供了以下方案方案1. 一種雙離合器變速器(DCT)的離合器溫度預測模塊，所述離合器溫度預測模塊包括至少一個離合器打滑功率模塊，其確定第一離合器的第一離合器打滑功率和第二離合器的第二離合器打滑功率；以及溫度計算模塊，其接收第一離合器打滑功率、第二離合器打滑功率、周圍空氣溫度、發(fā)動機油溫度和變速器油溫度，并使用線性時不變(LTI)模型基于第一離合器打滑功率、第二離合器打滑功率、周圍空氣溫度、發(fā)動機油溫度和變速器油溫度計算至少一個離合器盤溫度和離合器殼體溫度。方案2.根據(jù)方案1所述的離合器溫度預測模塊，其中，所述線性時不變模型是基于第一離合器盤、第二離合器盤和離合器殼體的三狀態(tài)模型。方案3.根據(jù)方案1所述的離合器溫度預測模塊，其中，所述溫度計算模塊存儲先前計算的離合器盤溫度和離合器殼體溫度。方案4.根據(jù)方案3所述的離合器溫度預測模塊，其中，所述溫度計算模塊還基于先前計算的離合器盤溫度和離合器殼體溫度來計算所述至少一個離合器盤溫度和離合器殼體溫度。方案5.根據(jù)方案1所述的離合器溫度預測模塊，其中，所述至少一個離合器打滑功率模塊基于第一離合器扭矩和第一離合器打滑速度確定第一離合器打滑功率，并且基于第二離合器扭矩和第二離合器打滑速度確定第二離合器打滑功率。方案6.根據(jù)方案1所述的離合器溫度預測模塊，其中，所述所述溫度計算模塊輸出至少一個指示離合器盤溫度是否正在上升的信號。方案7.根據(jù)方案1所述的離合器溫度預測模塊，其中，所述所述溫度計算模塊還基于包括雙離合器變速器的車輛是否關(guān)停了至少預定時間段來計算所述至少一個離合器盤溫度和離合器殼體溫度。方案8.根據(jù)方案1所述的離合器溫度預測模塊，其中，所述溫度計算模塊還基于最后拔掉鑰匙的時間與當前時間之間的差來計算所述至少一個離合器盤溫度和離合器殼體溫度。方案9.根據(jù)方案1所述的離合器溫度預測模塊，其中，所述線性時不變模型基于與雙離合器變速器相關(guān)聯(lián)的至少一個熱平衡公式。方案10. —種用于預測雙離合器變速器(DCT)中溫度的方法，所述方法包括確定第一離合器的第一離合器打滑功率和第二離合器的第二離合器打滑功率；以及接收第一離合器打滑功率、第二離合器打滑功率、周圍空氣溫度、發(fā)動機油溫度和變速器油溫度；以及使用線性時不變(LTI)模型基于第一離合器打滑功率、第二離合器打滑功率、周圍空氣溫度、發(fā)動機油溫度和變速器油溫度計算至少一個離合器盤溫度和離合器殼體溫度。方案11.根據(jù)方案10所述的方法，其中，所述線性時不變模型是基于第一離合器盤、第二離合器盤和離合器殼體的三狀態(tài)模型。方案12.根據(jù)方案10所述的方法，還包括存儲先前計算的離合器盤溫度和離合器殼體溫度。方案13.根據(jù)方案12所述的方法，還包括還基于先前計算的離合器盤溫度和離合器殼體溫度來計算所述至少一個離合器盤溫度和離合器殼體溫度。方案14.根據(jù)方案10所述的方法，還包括 基于第一離合器扭矩和第一離合器打滑速度確定第一離合器打滑功率；以及基于第二離合器扭矩和第二離合器打滑速度確定第二離合器打滑功率。方案15.根據(jù)方案10所述的方法，還包括輸出至少一個指示離合器盤溫度是否正在上升的信號。方案16.根據(jù)方案10所述的方法，還包括還基于包括雙離合器變速器的車輛是否關(guān)停了至少預定時間段來計算所述至少一個離合器盤溫度和離合器殼體溫度。方案17.根據(jù)方案10所述的方法，還包括還基于最后拔掉鑰匙的時間與當前時間之間的差來計算所述至少一個離合器盤溫度和離合器殼體溫度。方案18.根據(jù)方案10所述的方法，其中，所述線性時不變模型基于與雙離合器變速器相關(guān)聯(lián)的至少一個熱平衡公式。


根據(jù)下面的詳細描述和附圖將更加完全地理解本公開，其中圖1是根據(jù)本公開的原理的示例性動力系系統(tǒng)的功能框圖；圖2是根據(jù)本公開的原理的雙離合器變速器(DCT)的示例性實施方式的示圖；圖3是根據(jù)本公開的原理的變速器控制模塊的功能框圖；以及圖4是根據(jù)本公開原理的離合器溫度預測方法步驟的流程圖。
具體實施例方式下面的描述本質(zhì)上僅是示例性的，且不意在限制本公開、其應用或使用。為了清楚，將在附圖中使用相同的標號來識別相似的部件。如在此使用，短語A、B和C中的至少一個應該被解釋為邏輯(A或B或C)，使用非排他性邏輯或。應該理解，可以在改變本公開的原理的情況下以不同順序執(zhí)行方法中的步驟。如在此使用，術(shù)語模塊是指專用集成電路(ASIC)、電子電路、執(zhí)行一個或多個軟件或固件程序的處理器(共享、專用或組)和存儲器、組合邏輯電路和/或提供描述的功能的其它適合的部件。干式雙離合器變速器(DCT)中的第一和第二干式離合器通過摩擦盤選擇性地連接到離合器殼體。從離合器殼體傳遞到各個傳動軸的扭矩量基于摩擦盤與離合器之間的摩擦?；谠撃Σ梁推谕呐ぞ貋砜刂齐x合器的各個位置(S卩，移位)。摩擦可以基于離合器的溫度改變。因此，離合器的溫度以及離合器的位置可能影響受控扭矩?，F(xiàn)參照圖1，示出車輛的示例性動力系系統(tǒng)100的功能框圖。發(fā)動機102產(chǎn)生車輛的驅(qū)動扭矩。一個或多個電動馬達(電動機-發(fā)電機)可以額外地或者作為另一種選擇來產(chǎn)生驅(qū)動扭矩。盡管將發(fā)動機102描述為火花燃燒內(nèi)燃機(ICE)，但是發(fā)動機102可以包括
5其它適當類型的發(fā)動機，諸如壓燃型發(fā)動機、電動型發(fā)動機或混合型發(fā)動機。通過進氣管104將空氣抽入發(fā)動機102?？梢允褂霉?jié)氣門106改變進入發(fā)動機12 的氣流。一個或多個燃料噴射器108將燃料與空氣混合以形成可燃空氣/燃料混合物。空氣/燃料混合物在發(fā)動機102的汽缸內(nèi)燃燒，諸如汽缸110。盡管將發(fā)動機102描述為包括一個汽缸，但是發(fā)動機102可以包括更多或更少的汽缸。汽缸110包括與曲軸112機械連接的活塞(未示出)。可以按照下面四個階段描述汽缸110內(nèi)的一個燃燒事件進氣階段、壓縮階段、燃燒(或膨脹)階段和排氣階段。在進氣階段，活塞向最低位置移動且將空氣吸入汽缸110。在壓縮階段，活塞向最高位置移動且壓縮汽缸110中的空氣/燃料混合物。例如，當火花塞114的火花點燃空氣/燃料混合物時，開始燃燒階段。空氣/燃料混合物的燃燒驅(qū)動活塞返回最低位置，并且活塞旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動曲軸112。由此產(chǎn)生的廢氣被排出汽缸110以完成排氣階段和燃燒事件。發(fā)動機控制模塊(ECM) 116控制發(fā)動機102的扭矩輸出。發(fā)動機102通過曲軸112向雙離合器變速器(DCT) 120輸出扭矩。DCT 120接收發(fā)動機102輸出的扭矩且向車輛的一個或多個車輪(未示出)選擇性地傳遞扭矩。更具體地，基于DCT 120內(nèi)接合的傳動比向變速器輸出軸122選擇性地發(fā)送通過曲軸112輸入到 DCT 120的扭矩。變速器輸出軸122向差速器IM傳遞扭矩，差速器IM通過傳動系126向車輛的一個或多個車輪傳遞扭矩。可以將傳動比(或驅(qū)動比)定義為DCT 120的輸入速度與DCT 120的輸出速度的比。可以使用一個或多個傳感器來測量DCT 120的輸入速度和輸出速度。在一些情況下， 輸入速度基于發(fā)動機102的輸出速度(S卩，曲軸112或飛輪的旋轉(zhuǎn)速度)或輸入速度的其它適當測量?？梢曰谧兯倨鬏敵鲚S122的旋轉(zhuǎn)使用一個或多個傳感器來測量DCT120的輸出速度。變速器控制模塊(TCM) 130通過控制哪個離合器、輸入軸和齒輪組接收驅(qū)動扭矩以及哪個齒輪組連接到變速器輸出軸122來控制傳動比。TCM 130可以基于各種換檔特性圖、測量的參數(shù)(例如，節(jié)氣門的開度和車輛速度)和/或來自駕駛員的輸入(例如，升檔和降檔)來控制傳動比。例如，ECM 116和TCM 130可以通過控制器局域網(wǎng)絡(CAN)彼此通信，以協(xié)調(diào)DCT 120內(nèi)的換檔并且使各種參數(shù)可提供給彼此。根據(jù)本公開的TCM 130確定DCT 120的離合器的當前溫度。例如，TCM 130存儲先前的離合器溫度和離合器熱量模型。離合器熱量模型基于先前的離合器溫度、輸入離合器扭矩、離合器打滑和一個或多個環(huán)境溫度來預測當前離合器溫度?，F(xiàn)參照圖2，DCT 120包括離合器部分200和齒輪傳動部分202。離合器部分200 包括離合器殼體204。離合器殼體204連接成與曲軸112共同旋轉(zhuǎn)。離合器殼體204包括第一干式離合器盤206和第二干式離合器盤208。摩擦盤210安裝在離合器殼體204和每一個離合器盤206、208上以形成摩擦離合器布置。第一離合器盤206連接成與第一傳動軸212共同旋轉(zhuǎn)。第二離合器盤208連接成與第二傳動軸214共同旋轉(zhuǎn)。第一離合器盤206通過摩擦盤210選擇性地與離合器殼體204 接合以將曲軸112的旋轉(zhuǎn)傳遞給第一傳動軸212。第二離合器盤208通過摩擦盤210選擇性地與離合器殼體204接合以將曲軸112的旋轉(zhuǎn)傳遞給第二傳動軸214。因此，第一離合器盤206與離合器殼體204的接合使齒輪傳動部分202內(nèi)的第一組齒輪旋轉(zhuǎn)。相應地，第二離合器盤208與離合器殼體204的接合使齒輪傳動部分202內(nèi)的第二組齒輪旋轉(zhuǎn)?，F(xiàn)參照圖3，TCM 130包括離合器溫度預測模塊300。離合器溫度預測模塊300基于先前離合器溫度和離合器熱量模型來確定當前離合器溫度(即，離合器殼體204和第一離合器盤208、第二離合器盤210的溫度)。離合器熱量模型基于先前離合器溫度、輸入離合器扭矩、離合器打滑和一個或多個環(huán)境溫度來預測當前離合器溫度。離合器溫度預測模塊300包括溫度計算模塊302，其基于本公開的離合器熱量模型來計算并輸出第一離合器盤溫度304、第二離合器盤溫度306和離合器殼體溫度308，統(tǒng)稱為離合器溫度信號310。溫度計算模塊302還可以輸出第一離合器溫度上升信號312和第二離合器溫度上升信號314。例如，第一離合器溫度上升信號312和第二離合器溫度上升信號314指示第一離合器盤208和第二離合器盤210各自的溫度是否正在上升。溫度計算模塊302分別從第一離合器打滑功率模塊3 和第二離合器打滑功率模塊330接收第一離合器打滑功率信號3M和第二離合器打滑功率信號326。例如，第一離合器打滑功率模塊3 可以基于離合器扭矩332和與第一離合器盤206相關(guān)聯(lián)的離合器打滑速度334計算第一離合器打滑功率信號324。第二離合器打滑功率模塊330可以基于離合器扭矩336和與第二離合器盤208相關(guān)聯(lián)的離合器打滑速度338計算第二離合器打滑功率信號326。第一離合器打滑功率信號3M和第二離合器打滑功率信號3 表示由于離合器扭矩和離合器盤速度導致各自離合器盤306、308中產(chǎn)生的熱。溫度計算模塊302還接收周圍空氣溫度340、變速器油溫度342和發(fā)動機冷卻液溫度344。溫度計算模塊302基于第一離合器打滑功率信號324、第二離合器打滑功率信號 326、周圍空氣溫度340、變速器油溫度342和發(fā)動機冷卻液溫度344使用離合器熱量模型計算離合器溫度信號310。例如，本公開的離合器熱量模型基于第一離合器盤206、第二離合器盤208和離合器殼體204內(nèi)空氣之間的熱傳遞。此外，離合器打滑使熱傳遞到周圍空氣、發(fā)動機冷卻液和變速器油。因此，離合器熱量模型基于第一離合器打滑功率信號324、第二離合器打滑功率信號326、周圍空氣溫度340、變速器油溫度342和發(fā)動機冷卻液溫度344。離合器熱量模型包括根據(jù)第一公式EQl的三狀態(tài)空間線性時不變(LTI)模型。 \dT
——= AT + B-u、 dt
y = C-T其中T= [Tclutchl, T
clutch2 ‘ r^clutch_air-lU 一 [PcIutchl ‘ Pclutch2，TtransoiI TengcoolJ Tairamb]y= [Tclutchl, Tclutch2]1^ y = T在第一公式EQl中，離合器熱量模型的內(nèi)部狀態(tài)包括第一離合器盤溫度、第二離合器盤溫度和離合器殼體溫度。第一離合器打滑功率信號3M和第二離合器打滑功率信號 326 (即，Pclutchl 和 Pclutch2)、周圍空氣溫度 340 (即，Tairamb)、變速器油溫度 342 (即，Ttransoil)和發(fā)動機冷卻液溫度344(即，TmgraJ是第一公式EQl的輸入。離合器溫度(即，第一離合器盤206、第二離合器盤208和離合器殼體204內(nèi)空氣的溫度)是第一公式EQ 1的輸出。矩陣A、B和C的維度分別為3X3、3X5和2X3。現(xiàn)參照圖4，離合器溫度測量方法400從步驟402開始。在步驟404，標定離合器熱量模型。例如，離合器熱量模型的第一公式EQl基于下面的熱平衡公式EQ2
權(quán)利要求
1.一種雙離合器變速器(DCT)的離合器溫度預測模塊，所述離合器溫度預測模塊包括至少一個離合器打滑功率模塊，其確定第一離合器的第一離合器打滑功率和第二離合器的第二離合器打滑功率；以及溫度計算模塊，其接收第一離合器打滑功率、第二離合器打滑功率、周圍空氣溫度、發(fā)動機油溫度和變速器油溫度，并使用線性時不變(LTI)模型基于第一離合器打滑功率、第二離合器打滑功率、周圍空氣溫度、發(fā)動機油溫度和變速器油溫度計算至少一個離合器盤溫度和離合器殼體溫度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離合器溫度預測模塊，其中，所述線性時不變模型是基于第一離合器盤、第二離合器盤和離合器殼體的三狀態(tài)模型。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離合器溫度預測模塊，其中，所述溫度計算模塊存儲先前計算的離合器盤溫度和離合器殼體溫度。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的離合器溫度預測模塊，其中，所述溫度計算模塊還基于先前計算的離合器盤溫度和離合器殼體溫度來計算所述至少一個離合器盤溫度和離合器殼體溫度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離合器溫度預測模塊，其中，所述至少一個離合器打滑功率模塊基于第一離合器扭矩和第一離合器打滑速度確定第一離合器打滑功率，并且基于第二離合器扭矩和第二離合器打滑速度確定第二離合器打滑功率。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離合器溫度預測模塊，其中，所述所述溫度計算模塊輸出至少一個指示離合器盤溫度是否正在上升的信號。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離合器溫度預測模塊，其中，所述所述溫度計算模塊還基于包括雙離合器變速器的車輛是否關(guān)停了至少預定時間段來計算所述至少一個離合器盤溫度和離合器殼體溫度。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離合器溫度預測模塊，其中，所述溫度計算模塊還基于最后拔掉鑰匙的時間與當前時間之間的差來計算所述至少一個離合器盤溫度和離合器殼體溫度。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離合器溫度預測模塊，其中，所述線性時不變模型基于與雙離合器變速器相關(guān)聯(lián)的至少一個熱平衡公式。
10.一種用于預測雙離合器變速器(DCT)中溫度的方法，所述方法包括確定第一離合器的第一離合器打滑功率和第二離合器的第二離合器打滑功率；以及接收第一離合器打滑功率、第二離合器打滑功率、周圍空氣溫度、發(fā)動機油溫度和變速器油溫度；以及使用線性時不變(LTI)模型基于第一離合器打滑功率、第二離合器打滑功率、周圍空氣溫度、發(fā)動機油溫度和變速器油溫度計算至少一個離合器盤溫度和離合器殼體溫度。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于雙離合器變速器中干式離合器溫度預測的方法和裝置。一種雙離合器變速器(DCT)的離合器溫度預測模塊包括至少一個離合器打滑功率模塊，確定第一離合器的第一離合器打滑功率和第二離合器的第二離合器打滑功率。溫度計算模塊，接收第一離合器打滑功率、第二離合器打滑功率、周圍空氣溫度、發(fā)動機油溫度和變速器油溫度，并且使用線性時不變(LTI)模型基于第一離合器打滑功率、第二離合器打滑功率、周圍空氣溫度、發(fā)動機油溫度和變速器油溫度計算至少一個離合器盤溫度和離合器殼體溫度。
文檔編號F16H61/02GK102235441SQ20101053069
公開日2011年11月9日 申請日期2010年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月20日
發(fā)明者M·奧爾松, U·吉姆貝里松 申請人:通用汽車環(huán)球科技運作公司