用于扭矩转换器组件的液压致动离合器系统和控制逻辑技术方案

本发明专利技术涉及用于扭矩转换器组件的液压致动离合器系统和控制逻辑。呈现了用于扭矩转换器（TC）组件的离合器控制系统、用于制造/操作这种TC组件的方法、以及配备有这种TC组件的车辆。TC组件包括驱动地连接到电动马达的壳体、以及驱动地连接到多档位变速器的输出构件。可在TC壳体内旋转的是附接到TC输出构件的涡轮以及与涡轮并置的叶轮。锁止离合器可操作以将壳体锁定到输出构件。系统控制器被编程为：接收换档信号以将动力总成从空档或驻车档操作模式换档到向前驾驶操作模式；响应于接收到该换档信号，打开锁止离合器。然后，系统控制器接收TCC锁定信号以锁定锁止离合器；响应于接收到TCC锁定信号，关闭锁止离合器。关闭锁止离合器。关闭锁止离合器。

【技术实现步骤摘要】
用于扭矩转换器组件的液压致动离合器系统和控制逻辑
[0001]引言本公开总体上涉及用于传输扭矩的动力总成系统。更具体地，本公开的各方面涉及离合器控制系统，其具有用于电气化车辆动力总成的液力扭矩转换器的附随逻辑。
[0002]当前生产的机动车辆（诸如，现代汽车）最初配备有操作以推动车辆并为车辆的车载电子设备供电的动力总成。在汽车应用中，例如，车辆动力总成总体上以原动机为代表，该原动机通过自动或手动换挡动力变速器将驱动扭矩递送到车辆的最终驱动系统（例如，差速器、车轴、转角模块、负重轮等）。历史上汽车由往复活塞式内燃发动机（ICE）组件提供动力，这是由于该内燃发动机（ICE）组件的随时可用性以及相对不贵的成本、轻便的重量和整体的效率所致。这种发动机包括压缩点火（CI）柴油发动机、火花点火（SI）汽油发动机、二冲程、四冲程和六冲程架构、以及旋转发动机，这些作为一些非限制性示例。另一方面，混合动力电动车辆和全电动车辆（统称为“电驱动车辆”）利用替代动力源来推动车辆，且因此最小化或消除了对基于矿物燃料的发动机获得牵引动力的依赖。
[0003]全电动车辆（FEV）（俗称“电动汽车”）是一种类型的电驱动车辆构型，其从动力总成系统中完全省略了内燃发动机和附随的外围部件，从而替代地依赖可再充电能量存储系统（RESS）和牵引马达来推动车辆。基于ICE的车辆的发动机组件、燃料供应系统和排气系统被替换为基于电池的FEV中的单个或多个牵引马达、牵引电池组以及电池冷却和充电硬件。相比之下，混合动力电动车辆（HEV）的动力总成采用多种牵引动力源来推动车辆，最常见的是结合电池供电的或燃料电池供电的牵引马达来操作内燃发动机组件。由于混合动力型电驱动车辆能够从除发动机以外的来源获取其动力，因此，HEV发动机可全部或部分地关闭，而车辆由（多个）电动马达推动。
[0004]采用自动变速器的车辆动力总成通常在发动机和多速变速器之间插入液力扭矩转换器（TC）以管控旋转动力在其间的传递。常规的扭矩转换器被设计成将动力从发动机选择性地传输到动力传动系统以推动车辆，并在车辆车轮和变速器齿轮停下来时允许曲轴旋转而不使发动机熄火。代替手动变速器的机械离合器，标准扭矩转换器用作液力联轴节，其具有驱动地连接到发动机的曲轴的叶轮以及驱动地连接到变速器的输入轴的涡轮。插置在叶轮和涡轮之间的是调节它们相应的流体容积之间的流体流动的旋转定子。液压泵调整扭矩转换器壳体内的流体压力，以调节从叶轮传递到涡轮的旋转能量的量。叶轮和涡轮之间的大的速度差导致如例如当车辆从空转或静止发动时经叶轮接收的扭矩的扭矩倍增。
[0005]大多数现代扭矩转换器组件配备有内部“锁止”离合器机构，该离合器机构被选择性地接合以当发动机的曲轴和变速器的输入轴的速度几乎相等时，将发动机的曲轴刚性地连接到变速器的输入轴，例如以避免不想要的滑移和由此产生的效率损失。系统“滑移”发生是因为在解锁时叶轮的转速相对于涡轮的转速固有地是不同的。扭矩转换器离合器（TCC）操作以将发动机的输出处的叶轮机械地锁定到变速器的输入处的涡轮，使得发动机输出和变速器输入以相同的速度旋转。可由动力总成控制模块（PCM）来控制TCC的应用以在某些操作条件下（例如，在离合器到离合器换挡期间）修改离合器接合力，从而在期望扭矩流动中断的瞬变时段期间消除不期望的扭矩波动和发动机速度变化。可采用扭转隔离阻尼
器来衰减在TCC锁止期间在发动机和变速器之间传输的扭矩相关的振动。虽然常规地在ICE和混合动力总成中被采用来管控发动机扭矩，但扭矩转换器现在在FEV动力总成内被采用，使得（多个）牵引马达可利用TC的扭矩倍增特征和动力传动系统激励隔离能力。

技术实现思路

[0006]本文中呈现了具有用于扭矩转换器组件的附随逻辑的离合器控制系统、配备有这种TC组件的扭矩传输用动力总成、用于制造这种TC组件的方法和用于操作这种TC组件的方法、以及配备有这种TC组件的车辆。举例来说，呈现了具有电驱动单元（EDU）的FEV动力总成，该EDU包含驱动地联接到专用液力TC组件的马达/发电机单元（MGU）。模块化TC组件可并入TCC型锁止离合器和泵断开离合器（PDC）装置，这两者都被封装在TC的流体容积内部。PDC装置与锁止离合器轴向地间隔开，插在叶轮（泵）壳和TC壳体的变速器侧后（泵）盖之间。PDC装置可以是摩擦型离合器，其可液压地致动以将叶轮壳和叶片摩擦锁定到后泵盖且因此摩擦锁定到MGU。沿着同样的思路，TCC锁止离合器可在TC输出轴上可滑动并且花键连接到其，被封装在涡轮壳和马达侧前（涡轮）盖之间。TCC锁止离合器可以是分立的摩擦型离合器，其可单独地液压地致动以将前涡轮盖摩擦锁定到TC的输出轴/构件，且因此摩擦锁定到多档位变速器（multi
‑
gear transmission）。主动或被动式单向离合器（OWC）装置可驱动地插置在涡轮壳和TC输出轴之间，以在仅马达驱动模式期间将正马达扭矩携载到变速器。
[0007]对于汽车应用，常驻或远程电子系统控制器（诸如，马达控制器或动力总成控制模块（PCM））可接收起动车辆动力总成的接通（key
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on）命令。系统控制器通过命令或确认动力总成处于驻车档（P）或空档（N）并且TCC关闭/锁定来做出反应。然后，接收动力总成换档命令以转变到倒车档（R）、驾驶档（D）或低速档（L）；对于到R的动力总成换档，命令TCC保持关闭，而对于到D/L的动力总成换档，命令TCC打开。对于D/L操作模式，此后可命令TCC关闭，例如一旦马达的输出速度达到变速器的输入速度。如果没有达到TCC锁定命令和对应的条件，则命令TCC保持打开。在针对R、D抑或L的TCC锁定之后，系统控制器此后可接收将动力总成换档成P或N的请求；TCC离合器控制协议可响应地循环到开始并重新开始。
[0008]所公开的构思中的至少一些的附随益处包括使得能够在全电动动力总成架构中使用扭矩转换器的扭矩转换器离合器控制系统和换档方案。其他附随益处可包括新颖的仅马达发动控制和高扭矩急踩油门（tip
‑
in）控制策略，这些策略在选择条件下利用TC扭矩倍增和/或直接马达到动力传动系统扭矩传递来实现更高效的扭矩产生和更快的车辆加速。另外的构思可包括使用TC作为热源来改进系统热控制（例如，在冷启动条件下对EDU进行预调节以及对乘客舱供暖）。所公开的特征还可帮助改进扭矩转换器锁止和断开响应时间并且选择性地将马达与不想要的动力传动系统激励隔离。
[0009]本公开的各方面针对具有用于改进马达响应和EV效率的离合器控制系统的液力扭矩转换器组件。在示例中，呈现了一种扭矩转换器组件，其包括TC壳体，该TC壳体驱动地连接（例如，经由凸耳和凸耳板）到电动马达的输出构件（例如，转子轴和毂）以接收由马达产生的扭矩。TC输出构件（例如，中心涡轮轴和/或变速器轴）从TC壳体突出并驱动地连接到变速器的输入构件（例如，输入齿轮或轴）以将马达产生的扭矩传递到变速器。可旋转地安装在TC壳体的内部流体腔室内的是带叶片的涡轮和带叶片的叶轮，所述涡轮和叶轮通过带叶片的定子而分离。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于将动力总成的电动马达驱动地连接到变速器的扭矩转换器组件，所述电动马达具有输出构件，并且所述变速器具有输入构件，所述扭矩转换器组件包括：扭矩转换器（TC）壳体，其限定内部流体腔室并被构造成驱动地连接到所述输出构件以由此接收由所述电动马达产生的扭矩；TC输出构件，其附接到所述TC壳体并被构造成驱动地连接到所述输入构件以由此将扭矩传递到所述变速器；涡轮，其附接到所述TC输出构件并且包括可在所述内部流体腔室内旋转的涡轮叶片；叶轮，其包括与所述涡轮叶片并置且可在所述内部流体腔室内旋转的叶轮叶片；锁止离合器，其设置在所述流体腔室内部并且可操作以将所述TC壳体锁定到所述TC输出构件；以及电子系统控制器，其被编程为：接收第一换档信号，所述第一换档信号指示将所述动力总成从空档或驻车档操作模式换档到向前驾驶操作模式的命令；响应于接收到所述第一换档信号，命令所述锁止离合器打开；接收TCC锁定信号，所述TCC锁定信号指示锁定所述锁止离合器的请求；以及响应于接收到所述TCC锁定信号，命令所述锁止离合器关闭。2.根据权利要求1所述的扭矩转换器组件，其中，所述系统控制器还被编程为：接收第二换档信号，所述第二换档信号指示将所述动力总成从所述向前驾驶操作模式换档到所述空档或驻车档操作模式的命令；以及响应于接收到所述第二换档信号，命令所述锁止离合器在从所述向前驾驶操作模式转变到所述空档或驻车档操作模式期间保持关闭。3.根据权利要求1所述的扭矩转换器组件，其中，所述系统控制器还被编程为：接收第三换档信号，所述第三换档信号指示将所述动力总成从所述空档或驻车档操作模式换档到向后驾驶操作模式的命令；以及响应于接收到所述第三换档信号，命令所述锁止离合器关闭。4.根据权利要求3所述的扭矩转换器组件，其中，所述系统控制器还被编程为：接收第四换档信号，所述第四换档信号指示将所述动力总成从所述向后驾驶操作模式换档到所述空档或驻车档操作模式的命令；以及响应于接收到所述第四换档信号，命令所述锁止离合器在转变到所述空档或驻车档操作模式期间保持关闭。5.根据权利要求1所述的扭...

【专利技术属性】
技术研发人员：李君豪，N，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：