湿式双离合器表面温度计算方法
【专利摘要】本发明公开了一种湿式双离合器表面温度计算方法。湿式双离合器由内离合器和外离合器组成，根据其机械结构，分别计算内离合器和外离合器表面温度。该方法包括下述步骤：根据离合器主动盘和从动盘转速差及离合器传递扭矩，计算内外离合器发热功率；根据内离合器表面温度、油底壳温度、冷却油流量及内离合器出油口油温，计算内外离合器的冷却功率；由离合器发热功率和冷却功率，计算离合器的温度变化率；对温度变化率积分，计算出当前内外离合器的表面温度。本发明通过油底壳油温能够准确计算出自动湿式双离合器表面温度。
【专利说明】
湿式双离合器表面温度计算方法
技术领域
[0001]本发明属于自动湿式双离合器变速器控制技术领域，涉及一种用于湿式双离合器表面温度计算的方法。
【背景技术】
[0002]双离合器分为干式离合器和湿式离合器两大类，干式离合器仅靠风冷散热，热容量比较低，离合器不能长时间处于滑摩状态，而湿式离合器被浸泡在变速器油中冷却，热容量较高，可长期处于滑摩状态，且传递扭矩容量较大，所以更适合配置双离合器式自动变速器。
[0003]当湿式离合器长期处于高温状态时，容易损害离合器的摩擦系数、增加离合器片磨损量及降低传扭的容量等，如果温度过高且超过了湿式离合器承受能力，则很容易出现离合器烧蚀等现象。为了防止离合器温度过高，必须实时监测离合器温度。湿式离合器温度与产生热量的多少和时间有关，因离合器分离与结合时间很短，频繁的分离与结合很容易导致离合器局部温度过高，所以及时地得到离合器表面温度并采取相应措施，对保护离合器是非常必要的。
[0004]申请专利号CN103459876 A专利公开了一种利用离合器压力来预测离合器温度的方法。申请专利号CN 103967963 A专利公开了一种利用神经网络算法，基于离合器压力计算离合器温度的方法。申请专利号CN104501997 A专利公开了一种主要利用温度传感器，辅助利用温度模型检测离合器温度的方法。申请专利号CN 104698864 A专利公开一种利用查表得到的生热补偿因子及离合器比热容计算离合器温度的方法。申请专利号CN104049650 A专利采用模糊控制算法，基于离合器压力、转速差及离合器出油口温度计算离合器温度的方法。然而，这些专利所公开的技术方案，并不能通过利用油底壳油温数据来实时准确的计算离合器的表面温度。
[0005]湿式双离合器的两个离合器是套在一起的，冷却油液先流经内离合器再进入外离合器，最后由外离合器流出至油底壳。因为内离合器和外离合器的散热功率不一样，所以必须分别计算内、外离合器的温度。而现有技术的离合器温度控制方法中，并没有分别计算内、外离合器的温度，从而不能准确的计算湿式离合器的温度，从而不能有效的保护湿式离合器。
[0006]因此，如何实时准确的计算湿式双离合器的表面温度以保护湿式双离合器成为了亟待解决的课题。
【发明内容】
[0007]为解决上述技术问题，本发明提供一种能够实时准确的计算湿式双离合器表面温度，对保护离合器起到重要作用的湿式双离合器表面温度计算方法。
[0008]本发明的实施例提供的技术方案如下:
[0009]本发明提供一种湿式双离合器表面温度计算方法，包括:根据发动机与内离合器从动盘的转速差Win、发动机与外离合器从动盘的转速差Wciut、内离合器传递扭矩Min和外离合器传递扭矩Mciut来计算内离合器的发热功率Pin—citHeat和外离合器的发热功率Pout—citHeat;根据上一个周期内离合器表面温度1^—cit、油底壳油温Ts—和内离合器冷却油流量Q来计算内离合器的冷却功率Pin—citcooi，根据上一个周期外离合器表面温度Tout—cit、内离合器出口油温Tin—Qii和外离合器冷却油流量Q来计算外离合器的冷却功率Pout—eiteooi;根据油底壳油温Tsump、上一个周期内离合器出口油温TIN—Qil和内离合器冷却油流量Q来计算内离合器冷却油的冷却功率PiN-CiiiCooi;根据内离合器出口油温Tin—cii1、上一个周期外离合器出口油温Tciut—oil和外离合器冷却油流量Q来计算外离合器冷却油的冷却功率POUT-Qil—I;内离合器的发热功率Pin—CitHeat、夕卜离合器的发热功率Pout—CltHeat除以内、外离合器的发热系数得到内离合器表面温度的增加值Δ Tin—citin。、外离合器表面温度的增加值Δ Tciut—citin。，内离合器的冷却功率Pin—citcoo1、外离合器的冷却功率Pout—citcooi除以内离合器的冷却系数、夕卜离合器的冷却系数得到内离合器表面温度的减小值Δ Tin—citDwn、夕卜离合器表面温度的减小值Δ Tout—citDwn，内离合器表面温度增加值Δ Tin—eitin。、外离合器表面温度增加值Δ Tciut—eitin。减去内离合器表面温度减小值Δ Tin—eitDwn、外离合器表面温度减小值Δ Tciut—eitDwn得到内离合器表面温度变化值和外离合器表面温度变化值，内离合器表面温度变化值、外离合器表面温度变化值乘以采样周期Tcl得到内离合器的温度变化率Λ TIN—cit、外离合器的温度变化率Λ Tout—at;内离合器的发热功率Pin—CitHeat除以内离合器冷却油的发热功率得到内离合器冷却油的温度增加值Δ TlN_OilInc；内离合器冷却油的冷却功率PlN-CIilCool除以内离合器冷却油的冷却功率得到内离合器冷却油温度减小值Δ Tin—CIiIDwn;内离合器冷却油温度增加值Δ Tin—ciiiin。减去内离合器冷却油温度减小值Λ TIN—QllDwn得到内离合器温度变化值；内离合器温度变化值乘以采样周期Tcl得到内离合器冷却油温度变化率Λ TIN—Qll;同理，得到外离合器冷却油温度增加值Λ Τουτ—eitin。、温度减小值Δ Τουτ—eitDwn及温度变化率δ Τουτ_ο?;对内离合器冷却油温度变化率和外离合器冷却油温度变化率进行积分得到内离合器出油口处油温TIN—ou、Λ Tout—Qll，对内离合器表面温度变化率和外离合器表面温度变化率进行积分得到内离合器的表面温度Tin—cit和外离合器的表面温度Tciut—cit。
[0010]进一步地，根据下述公式(I)和(2)来计算所述内离合器的发热功率PIN—QtHeat和外离合器的发热功率Pout—Cl tHeat:
[0011]Pin—CitHeat=WiNXMiN (I)
[0012]Pout—citHeat=Wout X Mout (2) ο
[0013]进一步地，根据下述公式(3)和(4)来计算所述内离合器的冷却功率P^cltccicil和所述外离合器的冷却功率Pout—citcooi:
[0014]Pin—CitCooit= (Tin—cit-Tsump) XQ (3)
[0015]Pout—citcooi= (Tout—cit-TiN—oil) XQ (4) 0
[0016]进一步地，根据下述公式(5)和(6)来计算所述内离合器冷却油的冷却功率PiN-CiiiCooi和所述外尚合器的冷却功率Pout—citcooi:
[0017]Pin—OiiCooi= (Tin—oi1-Tsump) XQ (5)
[0018]Pout—OiiCooi= (Tout—cii1-TiN—oil) XQ (6) 0
[0019]进一步地，根据下述公式(7)-(8)来计算内离合器的温度变化率Λ TIN—Clt和外离合器的温度变化率Λ Tout—at以及根据公式(9)-(10)来计算内离合器的冷却油的温度变化率A Tinjm和外离合器的冷却油的温度变化率Δ Tout—oil:
[0020]Δ Tin—cit= ( Δ Tin—citinc-Δ Tin—citDwn) X Tcl (6)
[0021]Δ Tout—cit= ( Δ Tout—citinc-Δ Tout—citDwn) XTcl (7)
[0022]Δ Tin—oil = ( Δ Tin—oiiinc-Δ Tin—oiiDwn) X Tcl (8)
[0023]Δ Tout—oil= ( Δ Tout—oiiinc-Δ Tout—oiiDwn) X Tcl (1)0
[0024]进一步地，根据下述公式(11)-(14)来计算所述内离合器和外离合器的表面温度Tin—cit、Tout—cit和内尚合器和外尚合器的冷却油温度Tin—οη、Τουτ-οη:
[0025]Tin—cit = J Δ Tin—citdt (9)
[0026]TouT Cit = I Δ TouT Citdt (10)
[0027]Tin—oil = J Δ Tin—oiidt (11)
[0028]Τουτ ο?? = ! Δ TouT_oiidt (14)。
[0029]进一步地，所述油底壳油温Ts-通过温度传感器测得。
[0030]进一步地，所述采样周期Tcl为0.01秒。
[0031]本发明湿式双离合器的有益效果为:
[0032]1、利用本发明能够实时准确的计算湿式离合器表面温度，根据计算得到的离合器表面温度来控制离合器的冷却流量，从而起到保护离合器的作用。
[0033]2、通过已知的湿式双离合器信号，准确地计算出双离合器表面温度和双离合器的油温，不需要额外增加传感器，从而节约了成本。
【附图说明】
[0034]图1是本发明的湿式双离合器的表面温度计算方法的流程图。
[0035]图2是本发明的湿式双离合器的结构简图。
[0036]图3为本发明的湿式双离合器的冷却油流路图。
【具体实施方式】
[0037]以下结合附图对本发明的【具体实施方式】进行描述。
[0038]图1是本发明的湿式双离合器的表面温度计算方法的流程图。图2是本发明的湿式双离合器的结构简图。图3为本发明的湿式双离合器的冷却油流路图。
[0039]首先，参考图2和图3，对本发明的湿式双离合器进行简单介绍。
[0040]如图2所示，本发明的湿式双离合器在机械结构方面包括相互套在一起的内离合器5和外离合器6。外离合器从动盘62和第一变速器输入轴I相连，内离合器从动盘51和第二变速器输入轴2相连，内外离合器的主动盘51、61都连接在发动机飞轮(未图示)上。
[0041]如图3所示，本发明的湿式双离合器冷却油从油箱流出先由内离合器进油通道7进入内离合器5，对内离合器5进行冷却，由于内离合器5高速旋转，冷却油经内离合器出油口 3被甩入外离合器6中，对外离合器6进行冷却，由于外离合器6也在高速旋转，冷却油经外离合器出油口 4被甩出双离合器6，最后经油管流回到油底壳。
[0042]接下来，对本发明的湿式双离合器的表面温度计算方法进行介绍。如图1所示，本发明的湿式双离合器的表面温度计算方法包括:
[0043]步骤101:获取相关参数
[0044]利用温度传感器(未图示)测量得到油底壳油温Tsump，离合器冷却油流量Q来作为预置参数。这些预置参数为已知条件，根据这些预置参数来计算湿式双离合器的内、外离合器表面温度和油温，具体的计算参照下述步骤102-106。
[0045]步骤102:计算内离合器的发热功率PIN—mHea4P外离合器的发热功率PciLiT—QtHeat
[0046]双离合器冷却油从油底壳流出后先进入内离合器5，然后再由内离合器出油口 3进入外离合器6，所以，可以将油底壳油温作为内离合器冷却油的进入温度，将内离合器的出油口温度作为外离合器冷却油的进入温度。由发动机和双离合器从动盘转速差^、胃(^及离合器传递扭矩Min、Mqut，根据一般公式P = W X M计算内离合器发热功率Pin—QtHeat和外离合器发热功率Pout—atHeat，其中，W表不转速差值，M表不离合器传递的扭矩，具体计算见公式(I)⑵。
[0047]PlNCltHeat = W IN X MlN (I)
[0048]PouTCitHeat=Wout X Mout (2)
[0049]步骤103:计算内离合器的冷却功率PIN—m^i和外离合器的冷却功率Pout—QtCciciI
[0050]根据上一个周期内离合器表面温度Tin—cit、油底壳油温Tsump和内离合器冷却油流量Q来计算内离合器的冷却功率Pin—citcooi，根据上一个周期外离合器表面温度Tout—cit、内离合器出口油温Tinj1i1和外离合器冷却油流量Q来计算外离合器的冷却功率，具体计算参见下述公式(3)和(4):
[0051]Pin—CitCooit= (Tin—cit-Tsump) XQ (3)
[0052]Pout—citcooi= (Tout—cit-TiN—oil) XQ (4)
[0053]步骤104:计算内离合器冷却油的冷却功率PIN-QiiCcicli和外离合器冷却油的冷却功率 Pout-OiiCooi
[0054]在计算双离合器(内外离合器)表面温度时，需要知道双离合器内的冷却油温度，在计算双离合器表面温度的同时也要计算离合器内的冷却油温度，计算原理同计算双离合器表面温度一样。
[0055]具体地，根据油底壳油温Tsump、上一个周期内离合器出口油温Tin—Qii和内离合器冷却油流量Q来计算内离合器冷却油的冷却功率P1N-QiICC1C1I ；根据内离合器出口油温T1Njm、上一个周期外离合器出口油温TciUTjm和外离合器冷却油流量Q来计算外离合器冷却油的冷却功率PciuT-ciiieooi，具体计算参见下述公式(5)和(6):
[0056]PlN OilCool= (TlN Oil-Tsump) XQ (5)
[0057]Pout—QiiCooi= (Tout—Oi1-TiN—oil) XQ (6)。
[0058]步骤105:计算内、外离合器的温度变化率Δ TIN—cit、Δ Tout—cit及内、外离合器冷却油温度变化率Δ Tin—oil、Δ Tout—oil
[0059]内离合器的发热功率Pin—citHeat、夕卜离合器的发热功率Pout—citHeat除以内、外离合器的发热系数得到内离合器表面温度的增加值A TIN—cltIn。、外离合器表面温度的增加值ΔTout—citinc，内离合器的冷却功率Pin—citcoo1、夕卜离合器的冷却功率Ρουτ—α?Χοο?除以内离合器的冷却系数、外离合器的冷却系数得到内离合器表面温度的减小值△ TIN—QtDwn、外离合器表面温度的减小值Δ Tout_cItDwn,内离合器表面温度增加值Δ Tin—Qtln。、外离合器表面温度增加值A Tout—eitin。减去内离合器表面温度减小值Δ Tin—eitDwn、外离合器表面温度减小值Δ Tout—QtDwn得到内离合器表面温度变化值和外离合器表面温度变化值，内离合器表面温度变化值、外离合器表面温度变化值乘以采样周期Tcl得到内离合器的温度变化率△ TIN—m、外离合器的温度变化率A Tout—m，具体计算参见下述公式(7)-(8)。
[0060]内离合器的发热功率Pin—CitffeaJ*以内离合器冷却油的发热功率得到内离合器冷却油的温度增加值Δ Tin—ClilInc;内离合器冷却油的冷却功率PlN-QilCool除以内离合器冷却油的冷却功率得到内离合器冷却油温度减小值△ Tin—OiiDwn;内离合器冷却油温度增加值ΔTin—oiiinc减去内离合器冷却油温度减小值Δ Tin—QiiDwn得到内离合器温度变化值；内离合器温度变化值乘以采样周期Tcl得到内离合器冷却油温度变化率AT1Njm;同理，得到外离合器冷却油温度增加值Δ Tout—Qtln。、温度减小值Δ Tout—eitDwn及温度变化率Δ Tout—Qii，具体计算参见下述公式(9)_(10)。
[0061]Δ Tin—Cit= ( Δ Tin—citinc-Δ Tin—citDwn) XTcl(7)
[0062]Δ Tout—cit= ( Δ Tout—citinc-Δ Tout—citDwn) X Tcl(8)
[0063]Δ Tin—oil = ( Δ Tin—oiiinc-Δ Tin—oiiDwn) X Tcl(9)
[0064]Δ Tout—oil= ( Δ Tout—oiiinc-Δ Tout—oiiDwn) X Tcl(10)
[0065]一般，采样周期Tcl为0.01秒。此外，在本发明中，内离合器和外离合器的发热系数和冷却系数根据离合器的型号来确定，为现有技术，此处省略对其详细介绍。
[0066]步骤106:计算内外离合器的表面温度Tin—cit、Tout—cit和内、外离合器冷却油温度Tin—ou、Tout—oil
[0067]上述步骤105中已经计算出了温度变化率，对温度变化率求积分，就可以得到内、外离合器表面温度和内、外离合器冷却油温度。具体地，对内离合器冷却油温度变化率和外离合器冷却油温度变化率进行积分得到内离合器出油口处油温Tin—oil、A Tout—oil，对内离合器表面温度变化率和外离合器表面温度变化率进行积分得到内离合器的表面温度TIN—Qt和外离合器的表面温度Tout—Clt，可通过下述公式(11)-(14)来计算内外离合器的表面温度Tin—cit、Tout—cit和内外尚合器的冷却油温度Tin—oil、Tout—oil:
[0068]Tin—Qt = JA Tin—citdt (11)
[0069]TouT Cit = I Δ TouT Citdt (12)
[0070]Tin—oil = J Δ Tin—oiidt (13)
[0071]Τουτ ο?? = ! Δ TouT_oiidt (14)
[0072]综上可知，利用本发明的湿式双离合器的表面温度计算方法能够实时准确的计算湿式离合器表面温度，根据计算得到的离合器表面温度来控制离合器的冷却流量，从而起到保护离合器的作用，能够通过已知的湿式双离合器信号，准确地计算出双离合器表面温度和双离合器的油温，不需要额外增加传感器，从而节约了成本。
[0073]尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
【主权项】
1.一种湿式双离合器表面温度计算方法，其特征在于，包括: 根据发动机与内离合器从动盘的转速差Win、发动机与外离合器从动盘的转速差Wciut、内离合器传递扭矩Min和外离合器传递扭矩Mqut来计算内离合器的发热功率PIN—atHeadP外离合器的发热功率Pout—c i tHeat; 根据上一个周期内离合器表面温度Tin—cit、油底壳油温Tsmnp和内离合器冷却油流量Q来计算内离合器的冷却功率Pin—citcooi，根据上一个周期外离合器表面温度Tout—cit、内离合器出口油温Tin—ciii和外离合器冷却油流量Q来计算外离合器的冷却功率Pout—eitcooi; 根据油底壳油温Tsump、上一个周期内离合器出口油温Tin—Qii和内离合器冷却油流量Q来计算内离合器冷却油的冷却功率PiN-CIiiCooi;根据内离合器出口油温Tin—Oil、上一个周期外离合器出口油温Tout—on和外离合器冷却油流量Q来计算外离合器冷却油的冷却功率Pout-OiiCooi； 内离合器的发热功率Pin—CltHeat、夕卜离合器的发热功率Pout—CltHeat除以内、外离合器的发热系数CoflN—Heat、CofciUT—Heat得到内离合器表面温度的增加值Δ TlN—Cltln。、外离合器表面温度的增加值Δ Tout—Citinc，内离合器的冷却功率Pin—citcoo1、夕卜离合器的冷却功率PciuTjcitcooi除以内离合器的冷却系数CoflN—Cool、夕卜离合器的冷却系数CofciUTJ^l得到内离合器表面温度的减小值Δ Tin—citDwn、外离合器表面温度的减小值Δ Tout—CitDwn，内离合器表面温度增加值ATin—citin。、外离合器表面温度增加值Δ Tciut—atin。减去内离合器表面温度减小值Δ Tin—citDwn、外离合器表面温度减小值A Tout—at—得到内离合器表面温度变化值和外离合器表面温度变化值，内离合器表面温度变化值、外离合器表面温度变化值乘以采样周期Tcl得到内离合器的温度变化率Λ TIN—at、外离合器的温度变化率Λ Tout—cit; 内离合器的发热功率Pin—cm—除以内离合器冷却油的发热功率得到内离合器冷却油的温度增加值Δ TlN_OilInc；内离合器冷却油的冷却功率PlN-CIilCool除以内离合器冷却油的冷却功率得到内离合器冷却油温度减小值Δ Tin—CIiIDwn;内离合器冷却油温度增加值Δ Tin—ciiiin。减去内离合器冷却油温度减小值A TIN—c?llDwn得到内离合器温度变化值；内离合器温度变化值乘以采样周期Tcl得到内离合器冷却油温度变化率Λ TIN—Qll;同理，得到外离合器冷却油温度增加值Δ Tout—eitin。、温度减小值Δ Tout—eitDwn及温度变化率Δ Tout—oil; 对内离合器冷却油温度变化率和外离合器冷却油温度变化率进行积分得到内离合器出油口处油温TIN—on、Λ Tout—on，对内离合器表面温度变化率和外离合器表面温度变化率进行积分得到内离合器的表面温度Tin—at和外离合器的表面温度Tciut—cit。2.根据权利要求1所述的湿式双离合器表面温度计算方法，其特征在于，根据下述公式(I)和(2)来计算所述内离合器的发热功率Pin—atHeat和外离合器的发热功率Pout—QtHeat:Pin—CitHeat=WiN XMin (I)Pout—citHeat = WoutXMout (2) ο3.根据权利要求1所述的湿式双离合器表面温度计算方法，其特征在于，根据下述公式(3)和(4)来计算所述内离合器的冷却功率Pin—atcooi和所述外离合器的冷却功率Pout—citcoo1:PlN CltCoolt—( TIN Clt-TSump ) X Q ( 3 )Pout—CitCooi= (Tout—cit-TiN—oil) XQ (4) 04.根据权利要求1所述的湿式双离合器表面温度计算方法，其特征在于，根据下述公式(5)和(6)来计算所述内离合器冷却油的冷却功率P1N-Clll^ca和所述外离合器的冷却功率Pout—citcooi:Pin—OiiCooi—(Tιν ο?ι-Tsump) XQ (5)Pout—OiiCooi= (Tout—oi1-TiN—oil) XQ (6) 05.根据权利要求1所述的湿式双离合器表面温度计算方法，其特征在于，根据下述公式(7)-(8)来计算内离合器的温度变化率Λ TIN—at和外离合器的温度变化率Λ Tout—at以及根据公式(9)-(10)来计算内离合器的冷却油的温度变化率ATIN—Qll和外离合器的冷却油的温度变化率Δ Tout—oil:A Tin—cit = ( A Tin—citin。- A Tin—citDwn) XTcl (6)A Tout—cit= ( A Tout—citinc- A Tout—citDwn) XTcl (7)A Tin—oil= ( A Tin—ouinc- A Tin—OiiDwn) XTcl (8)A Tout—oil = ( A Tout—oiiin。- A Tout—OiiDwn) XTcl (10) 06.根据权利要求1所述的湿式双离合器表面温度计算方法，其特征在于，根据下述公式(11 )-(14)来计算所述内离合器和外离合器的表面温度Tin—cit、TouT—cit和内离合器和外离合器的冷却油温度T IN—Cl i 1、T OUT-O i I:Tin—cit = J A Tin—citdt (9)Tout—cit = j" A Tout—citdt (10)Tin—oil = j" Δ Tin—oiidt (11)Tout—Oii = J ATout—oiidt (14) 07.根据权利要求1所述的湿式双离合器表面温度计算方法，其特征在于，所述油底壳油温TS_ai过温度传感器测得。8.根据权利要求1所述的湿式双离合器表面温度计算方法，其特征在于，所述采样周期Tcl 为 0.0l 秒。
【文档编号】F16D13/74GK105840686SQ201610285802
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年5月4日
【发明人】熊杰, 张广辉, 周达, 赵彬, 曹龙
【申请人】中国第汽车股份有限公司, 中国第一汽车股份有限公司