离合器保护系统技术方案

一种用于保护车辆的离合器（２０）免于有害操作状态的系统（１０）。所述离合器保护系统（１０）包括：监视所述离合器的操作状态的装置，以及估计由所述离合器（２０）散失的能量的数量的装置。控制单元（４０）将估计的由所述离合器（２０）散失的能量的数量与一个或多个预定阈值能量水平进行比较。当所述估计的由所述离合器（２０）散失的能量的数量超过所述一个或多个预定阈值时，启动一个或多个操作，所述操作被设计成减少由所述离合器（２０）散失的能量的数量。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及车辆的离合器，具体地说，涉及用于保护离合器免于过度磨损和损坏的系统和方法。
技术介绍
离合器是一种被设计成将动力从一个工作部件连接到另一个工作部件或者将动力从一个工作部件与另一个工作部件断开的机械装置。就车辆而言，离合器用于将动力从发动机传送到传动系统，并且当换档时，用于使发动机与变速器分离。就其最简单的形式而言，可以将离合器看作由两个可以被有选择地彼此紧靠放置的片组成。一个片(飞轮)被连接到发动机并由发动机带动旋转。对应的另一个片(离合器片)连接到要借助发动机的动力来运转的传动系统(变速系统)。为了将发动机的动力传输到齿轮，离合器片被推动以紧靠正在旋转的飞轮。在被推动以相互靠紧时，两个片最初不会同步旋转。相反，在驱动片旋转时，当接收片紧靠驱动片滑动时，驱动片(飞轮)旋转的速度要快于接收片(离合器片)。两个片的这种在不同速度的旋转将导致离合器的磨损和损坏。然而，如果两个片变得完全接合或锁紧在一起，摩擦力会变得足够大，使得两个片以相同的速度旋转并且不会出现磨损。在车辆的行驶过程中，存在若干种工作状态，其中离合器无法完全接合或完全分离。相反，离合器过度地“滑动”，导致过早磨损或损坏离合器。为此，申请人开发了一种检测和处理这些工作状态的离合器保护系统，从而减少了离合器受到的磨损和损坏的程度。
技术实现思路
本专利技术涉及一种车辆离合器保护系统，所述系统包括用于监视离合器的工作状态的装置；用于估计由所述离合器散失的能量的数量的装置；以及将估计的散失的离合器能量的数量与至少一个预定的阈值能量水平进行比较的控制单元。如果所述估计的散失的离合器能量的数量超过了预定的阈值能量水平，所述系统采取一个或多个操作来减少由所述离合器散失的能量的数量。附图说明图1是根据本专利技术的一个实施例的离合器保护系统的简化示意图。图2是示出当离合器处于被推动以便移动的状态时，根据一个实施例的离合器保护系统所采取的基本步骤的简化流程图。图3是示出当离合器处于接合以便锁紧的状态时，根据一个实施例的离合器保护系统所采取的基本步骤的简化流程图。图4是示出当离合器处于被操作者过度使用的情况下，根据一个实施例的离合器保护系统所采取的基本步骤的简化流程图。具体实施例方式图1示出了根据本专利技术的一个实施例的车辆离合器保护系统10。自动变速器32借助离合器20选择性地与发动机30相接合。变速器32可以是通常在车辆中使用的任何类型的自动变速器，例如由Eaton Corporation制造的Autoshift系统。另外，变速器32可以具有被置于手动操作模式的能力，从而允许车辆的操作者确定何时将变速器32实际换到另一档位。发动机30可以是用于驱动车辆的任何类型的发动机。通常将是内燃机，尽管本专利技术也可容易地使用诸如电动机之类的其他类型的发动机。离合器20是湿式离合器，其通常依靠油，所述油不仅作为润滑剂而且还作为冷却剂。基于微处理器的控制单元40通过数据链路50与发动机30、变速器32以及离合器20相连接。数据链路50可以包括各种类型的数据通信方法。出于示例目的提供的数据链路50的一个实例是J1939链路，J1939链路用于在发动机与传动系统(变速系统)之间传送诸如当前发动机转速和扭矩之类的数据。另外，尽管图1中只示出了一个控制单元40，但本专利技术并不仅限于此。例如，所述系统可以被设计成包括两个控制器，一个位于车辆内部以允许操作者进行输入，而第二个与传动系统布置在一起以便控制离合器的功能。简单地说，所述离合器保护系统通过计算估计的由所述离合器散失的能量的数量并将此估计的能量的数量与一个或多个预定的阈值进行比较，来评估车辆离合器是否受到由于离合器的过度滑动而造成的可能的损坏。一旦所述估计的由所述离合器散失的能量的数量超过了这些阈值中的一个阈值，所述系统启动被设计成使离合器返回安全工作状态的一个或多个操作。现在将讨论根据本专利技术的一个实施例的离合器保护系统的详细运行。根据各种工作参数，控制单元40能够计算出估计的由离合器20散失的能量的数量。出于说明的目的，考虑下列方程，其提供了一个如何为每个时间段δT(例如，每10毫秒)计算估计的由离合器20散失的能量的数量的实例。离合器功率＝abs(发动机转速-输入轴转速)×净发动机扭矩÷7426离合器能量＝离合器能量+δT×离合器功率-冷却率其中转速单位是转速/分扭矩单位是磅-英尺离合器功率单位是BTU/秒离合器能量单位是BTU冷却率＝离合器将能量传递给周围环境的速度初始地，离合器功率＝0并且离合器能量被设定在预定的默认值。随后，控制单元40不断地计算估计的离合器能量，例如每隔10毫秒，并且在最新计算的基础上更新先前的值。只要离合器处于允许过度滑动并由此导致过早磨损并可能损坏离合器的状态，系统就继续计算并修正所述估计的由离合器散失的能量的数量。离合器的这种过度滑动同时是i)推动以便移动的状态和ii)接合以便锁紧的状态的特征。除了过渡状态之外，离合器在所有其他时间都应处于完全接合或完全分离的状态，由此避免由于过度滑动造成的可能损坏。为了说明推动以便移动的状态，考虑以下实例。司机停车，使停车制动器接合，然后在发动机运转的情况下离开。但是，司机忘记将变速器置于空档，由此使离合器与发动机分离。这样，运转的发动机30通过离合器20和传动系统32的齿轮传送能量，不断地推动车辆向前移动，以便最终使轮胎转动。但是，由于停车制动器是接合的，所以阻止了轮胎转动。这阻止了传动系统32的齿轮的转动。结果，离合器20被置于持续滑动的状态，导致过度磨损和损坏。类似地，当置于典型的接合以便锁紧的状态时，离合器20会过度滑动。例如，考虑司机将装载很重负荷的卡车停在一个陡坡上。然而，司机通过使离合器20接合并将发动机30节流到足以阻止卡车移动(而不是使用制动器)来阻止卡车向后滑下山坡。这将离合器20置于一直滑动的状态，因为离合器20不断尝试与发动机30接合和锁紧。根据本实施例，通过将估计的由离合器20散失的能量的数量与一个离合器过度使用阈值进行比较，防止了车辆离合器20停留在推动以便移动的状态过长，由此将离合器20暴露于可能损坏的工作状态的时间减少到最小。参见图2，其示出了当前实施例的离合器保护系统10所采取的诸步骤的简单流程图。首先，控制单元40判定离合器20是否处于推动以便移动的状态200。然后，系统判定估计的由离合器20散失的能量的数量是否超过预定的过度使用阈值水平210，该阈值水平表明可能损坏离合器20。如果估计的能量的数量不高于该阈值水平，则系统结束其当前的询问流程并返回到流程开始处。但是，如果估计的离合器能量的数量超过了所述离合器过度使用阈值210，则保护系统10将开始减小由发动机30产生并应用到离合器20的“推动以便移动”扭矩的数量230。根据本实施例，扭矩以恒定的速度减小，诸如，例如15磅-英尺/秒，尽管还可以使用其他恒定速度，甚至可变速度。扭矩将持续减小，直到估计的由离合器20散失的离合器能量不再超过离合器过度使用阈值水平为止210。另外，一旦在步骤210，估计的离合器能量的数量开始超过预定的离合器过度使用阈值，则可选的离合器过度使用计数器(图1中未示出)可以递增一以便记录这种情况发生的次数。也可在步骤220启动一个过度使用计时器(图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种离合器保护系统（１０），包括：监视器（４２），用于监视将发动机（３０）连接到传动系统的离合器（２０）的操作状态；估计器（４４），用于估计由所述离合器（２０）散失的能量的数量；比较器（４６），将所述估计的由所述离合 器（２０）散失的能量的数量与至少一个预定的阈值能量水平进行比较；以及控制单元（４０），其中，当所述估计的由所述离合器（２０）散失的能量的数量超过了所述预定的阈值能量水平时，所述控制单元启动一个或多个操作来减少由所述离合器（２０）散失 的所述能量的数量。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：WJ麦克，
申请(专利权)人：伊顿公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]