离合器启动系统和方法技术方案

一种离合器启动系统和方法包括：致动器实现摩擦元件的接合以联接输入元件和输出元件来传递扭矩。当摩擦元件的速度低于启动阈值速度时，控制系统通过致动器发起摩擦元件的致动。将摩擦元件启动以使摩擦元件准备好从输入元件向输出元件传递扭矩，但是并不将扭矩输送至输出元件。当速度低于启动阈值速度时摩擦元件保持在启动状态。当速度达到换挡点时致动器完全致动摩擦元件，从而使摩擦元件接合而将扭矩输送至输出元件。

【技术实现步骤摘要】
离合器启动系统和方法
本公开涉及离合器系统以及用于使用摩擦元件间歇地传递扭矩的动力传递应用的系统。
技术介绍
各种动力传递应用包括诸如离合器和制动器的摩擦元件，这些摩擦元件在需要时相接合以传送摩擦扭矩，并且在不需要通过摩擦元件进行扭矩传递时分离。例如，在传动系统包括自动变速器的车辆中，摩擦元件以不同组合接合和分离以提供不同传动比来推进车辆。为了提供换挡，变速器从接合的摩擦元件的一种组合改变至另一种组合。摩擦元件通过施加致动力或压力而接合，可以使用各种致动器类型来输送致动力或压力，所述致动器类型包括液压、气动、电动和机械操作的致动器。
技术实现思路
本公开提供了一种启动系统(primingsystem)和用于改进的换挡性能的方法。在一个方面中，一种启动系统包括摩擦元件，该摩擦元件操作地联接输入元件和输出元件。致动器实现所述摩擦元件的接合以联接所述输入元件和所述输出元件而传递扭矩。当摩擦元件的速度低于启动阈值速度(primingthresholdspeed)时，控制系统通过致动器发起摩擦元件的致动。摩擦元件被启动以使摩擦元件准备好从输入元件向输出元件传递扭矩，但是并不将扭矩输送至输出元件。当速度低于启动阈值速度时摩擦元件保持在启动状态(primedstate)。当速度达到换挡点时致动器完全致动摩擦元件，从而使摩擦元件而将扭矩输送至输出元件。在另一个方面中，一种启动方法包括：摩擦元件将输入元件与输出元件选择性地联接以传递扭矩。当所述摩擦元件的速度低于启动阈值速度时通过致动器发起所述摩擦元件的致动。将所述摩擦元件启动至启动状态以使所述摩擦元件准备好将扭矩从所述输入元件传递至所述输出元件，但是并不将扭矩输送至所述输出元件。当所述速度低于所述启动阈值速度时将所述摩擦元件保持在所述启动状态。当所述速度达到换挡点时将所述摩擦元件完全致动而将扭矩输送至所述输出元件。在另外的方面中，一种启动系统包括被构造成响应于变速器中供应的扭矩而旋转的输入元件。交替地，输出元件与输入元件联接而与输入元件一起旋转或从输入元件分离而不与输入元件一起旋转。输出元件在与输入元件联接时接收扭矩。摩擦元件操作地联接在输入元件和输出元件之间。致动器实现摩擦元件的接合以联接输入元件和输出元件而将扭矩传递至输出元件，并且致动器实现摩擦元件的分离以分离输入和输出元件从而不将扭矩传递至输出元件。当摩擦元件的速度低于启动阈值速度时，控制系统通过致动器发起摩擦元件的致动。当速度低于启动阈值速度时，摩擦元件被启动以使摩擦元件准备好将扭矩从输入元件传递至输出元件，但是并不将扭矩输送至输出元件。当速度达到换挡点时，完全致动摩擦元件，以使摩擦元件接合而将扭矩输送至输出元件。在附图和如下描述中阐述一个或多个实施方式的细节。其它特征和优点将从该描述、附图和权利要求变得清楚。附图说明图1是示例离合器系统应用的示意图；图2是处于接合状态的图1的离合器系统的离合器接合元件区域2-2的局部视图；图3是可变变速器的四种齿轮组合的相对输入和输出速度的表；图4是处于各种状态的离合器的示意图；图5是离合器的活塞位移、致动器命令值和扭矩容量均随着时间的曲线图；图6是处于启动状态的图1的离合器系统的离合器接合元件区域2-2的局部视图；图7是离合器相对速度(rpm)随着时间的曲线图，示出了各种离合器启动区间；图8是离合器致动器命令值随着时间的曲线图，展示了即将接合的离合器(oncomingclutch)的预换挡启动；以及图9是离合器致动器命令值随着时间的曲线图，展示了即将分离的离合器(off-goingclutch)的后换挡启动。在各个附图中相同的附图标记表示相同元件。具体实施方式下面描述如在以上简要描述的附图中所示的所公开的用于摩擦元件的启动系统和方法的一个或多个示例实施方式。本领域技术人员可以想到示例实施方式的各种修改。在所公开的启动系统和方法的一个或多个示例实现方案中，摩擦元件接合被设置成在需要时通过所述摩擦元件快速输送扭矩，从而使得摩擦元件的性能对接合时间不敏感。一般来说，当摩擦元件的速度减小至启动阈值速度时，摩擦元件被启动以准备输送扭矩。该启动阈值速度由在摩擦元件的换挡点左右的预选速度范围来限定，在该换挡点，如下面进一步描述的，该摩擦元件在接合和分离之间变换。。一旦被启动，则摩擦元件准备好接合，该接合在狭窄的致动窗口内完成，否则可能发生其它情况。时间段越短越有利，诸如当操作条件需要在比摩擦元件在没有启动情况下将提供的反应时间更短的时间段内变换时。可以实现启动和方法的示例环境包括作业车辆以及使用具有摩擦元件的变速器的其它车辆。示例作业车辆包括装载机、挖掘机、收割机、卡车、推土机、滑移装载机和其它用于越野用途的车辆，包括那些在建筑、农业或林业行业中使用的车辆。其它车辆包括乘用车、其它公路车辆、露营车、牵引车辆和承载车辆。为了展示示例，如下描述涉及某些变速器应用环境中的摩擦元件。在变速器中，可以采用多个摩擦元件，并且通过变速器的架构和操作确定它们各自的致动要求。本公开不限于车辆变速器应用或任何具体摩擦元件操作方式，而是还包括其中多个摩擦元件操作以协调扭矩传输的任何应用。因而，本公开的教导可以在期望时适合于各种应用(包括车辆变速器)中的摩擦元件系统。如下面进一步描述的本公开的示例中，启动系统总体上包括致动器，该致动器实现摩擦元件的接合以选择性地联接输入元件和输出元件来传递扭矩。该致动器在摩擦元件的速度低于启动阈值速度时发起接合。初始，将摩擦元件移动到启动状态以使该摩擦元件准备好将扭矩从输入元件传递至输出元件，而在启动状态实际上并不将扭矩输送至输出元件。将认识到，输送扭矩意味着摩擦元件接合至其具有摩擦扭矩能力(该摩擦扭矩能力在输出元件中产生可控量的扭矩)的状态，包括当涉及一些调节或滑移时的状态，但是不包括可能与扭矩传递分开地发生的风阻损失、自旋损失或动力损失。一旦被启动，只要摩擦元件的速度低于启动阈值速度，该摩擦元件就保持在启动状态。当速度达到换挡点时，摩擦元件实现完全致动，从而将该摩擦元件接合以将扭矩输送至输出元件。完全致动可能涉及到调节摩擦元件，从而诸如给予期望的换挡质量。如上所述，这里描述的启动系统和方法可以在各种应用中采用。参照图1，一个示例包括变速器20(部分地示出)，该变速器20包括摩擦元件，在该示例中，该摩擦元件为离合器22。离合器22可以是为了操作变速器20而包括的若干摩擦元件中的一个，并且是为了描述目的作为示例示出的。将理解的是，这里描述的启动系统和方法可普遍地应用于摩擦元件，并且离合器22仅仅是摩擦元件的一个示例。例如，可以采用其它类型的摩擦元件，包括换挡轴套、同步器，单向离合器、摩擦带制动器、盘式制动器、鼓式制动器等等。在该示例中，离合器22包括与一系列外板26交错的一系列内板24。内板24和/或外板26可以包括摩擦材料以有助于在内板24和外板26之间传递扭矩，同时承受它们之间的相对旋转或滑移。内板24由输入元件28承载，而外板26由输出元件30承载。在该示例中，尽管元件28提供输入，元件30提出输出，但是在其它示例中，输入功能和输出功能可以反过来，或者元件28、30可以均提供双重输入和输出功能。输入元件28和输出元件30被构造成在离合器22分离时相对于彼此旋转本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种启动系统，该启动系统包括：被构造成旋转的输入元件；输出元件，交替地，该输出元件与所述输入元件联接以与所述输入元件一起旋转或者与所述输入元件分离以不与所述输入元件一起旋转；摩擦元件，该摩擦元件操作地联接在所述输入元件和所述输出元件之间；致动器，该致动器被构造成实现所述摩擦元件的接合以联接所述输入元件和所述输出元件而传递扭矩，并且被构造成实现所述摩擦元件的分离以将所述输入元件和所述输出元件分离而不将扭矩传递至所述输出元件；以及控制系统，该控制系统被构造成：当所述摩擦元件的速度低于启动阈值速度时通过所述致动器发起所述摩擦元件的致动，其中所述启动阈值速度由所述摩擦元件的换挡点左右的预选速度范围限定，在所述换挡点，所述摩擦元件在接合和分离之间变换；将所述摩擦元件启动至启动状态以使所述摩擦元件准备好将扭矩从所述输入元件传递至所述输出元件，但是并不将扭矩输送至所述输出元件；当所述速度低于所述启动阈值速度时将所述摩擦元件保持在所述启动状态；以及当所述速度达到所述换挡点时通过所述致动器完全致动所述摩擦元件，以使所述摩擦元件接合而将扭矩输送至所述输出元件。

【技术特征摘要】
2017.09.21 US 15/711,2001.一种启动系统，该启动系统包括：被构造成旋转的输入元件；输出元件，交替地，该输出元件与所述输入元件联接以与所述输入元件一起旋转或者与所述输入元件分离以不与所述输入元件一起旋转；摩擦元件，该摩擦元件操作地联接在所述输入元件和所述输出元件之间；致动器，该致动器被构造成实现所述摩擦元件的接合以联接所述输入元件和所述输出元件而传递扭矩，并且被构造成实现所述摩擦元件的分离以将所述输入元件和所述输出元件分离而不将扭矩传递至所述输出元件；以及控制系统，该控制系统被构造成：当所述摩擦元件的速度低于启动阈值速度时通过所述致动器发起所述摩擦元件的致动，其中所述启动阈值速度由所述摩擦元件的换挡点左右的预选速度范围限定，在所述换挡点，所述摩擦元件在接合和分离之间变换；将所述摩擦元件启动至启动状态以使所述摩擦元件准备好将扭矩从所述输入元件传递至所述输出元件，但是并不将扭矩输送至所述输出元件；当所述速度低于所述启动阈值速度时将所述摩擦元件保持在所述启动状态；以及当所述速度达到所述换挡点时通过所述致动器完全致动所述摩擦元件，以使所述摩擦元件接合而将扭矩输送至所述输出元件。2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述控制系统被构造成当所述摩擦元件在到达所述换挡点之前处于即将接合状态时以及当所述摩擦元件在经过所述换挡点之后处于即将分离状态时维持所述启动状态。3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述控制系统被构造成：通过向所述摩擦元件输送施加压力而使所述摩擦元件接合；并且调节所述施加压力以在一调节范围内控制所述扭矩，在所述调节范围内，输送到所述输出元件的扭矩是变化的。4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述控制系统被构造成当所述速度保持低于所述启动阈值速度时连续地保持所述启动状态。5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述摩擦元件是被构造成在所述换挡点分离的即将分离的摩擦元件并且包括在所述换挡点接合的即将接合的摩擦元件，其中所述控制系统被构造成同时在所述即将分离的摩擦元件和所述即将接合的摩擦元件处保持启动压力。6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述致动器被构造成对电动命令作出响应，并且所述控制系统被构造成在四个阶段中输送所述电动命令，所述四个阶段包括实现所述摩擦元件至所述启动状态的快速致动的第一阶段、实现所述摩擦元件在所述启动状态的保持的第二阶段、实现所述摩擦元件的调节的第三阶段和实现所述摩擦元件的完全致动的第四阶段。7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述致动器包括液压致动器，其中当将所述摩擦元件致动至所述启动状态时，所述控制系统被构造成以流动控制模式操作以达到所述启动状态并且以压力控制模式操作以保持所述启动状态。8.一种启动方法，该启动方法包括：通过摩擦元件将输入元件与输出元件联接以传递扭矩，或者交替地，通过所述摩擦元件将所述输入元件从所述输出元件分离以不传递扭矩；当所述摩擦元件的速度低于启动阈值速度时通过致动器发起所述摩擦元件的致动，其中所述启动阈值速度由所述摩擦元件的换挡点左右的预选速度范围限定，在所述换挡点，所述摩擦元件在所述输入元件和所述输出元件的接合和分离之间变换；将所述摩擦元件启动至启动状态以使所述摩擦元件准备好将扭矩从所述输入元件传递至所述输出元件，但是并不将扭矩输送至所述输出元件；当所述速度低于所述启动阈值速度时将所述摩擦元件保持在所述启动状态；以及当所述速度达到所述换挡点时通过所述致动器将所述摩擦元件完全致动至所述摩擦元件的接合状态以将扭矩输送至所述输出元件。9.根据权利要求8所述的方法，该方法包括：当所述摩擦元件在到达所述换挡点之前处于即将接合状态时维持所述启动状态；以及当所述摩擦元件在经过所述换挡点之后处于即将分离状态时维持所述启动状...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·G·詹森，
申请(专利权)人：迪尔公司，
类型：发明
国别省市：美国,US