车辆行驶过程中离合器的保护方法和装置与流程

本发明涉及车辆控制技术领域，特别是涉及车辆行驶过程中离合器的保护方法和车辆行驶过程中离合器的保护装置。

背景技术：

离合器位于发动机和变速箱之间的飞轮壳内，通常用螺钉将离合器总成固定在飞轮的后平面的密封空间中，离合器的输出轴就是变速箱的输入轴。在汽车行驶过程中，驾驶员可根据需要踩下或松开离合器踏板，使发动机与变速箱暂时分离和逐渐接合，以切断或传递发动机向变速器输入的动力。离合器是机械传动中的常用部件，可将传动系统随时分离或接合；此外，对于扭矩分配环节，离合器还负责进行前后轴之间的扭矩分配。

在汽车行驶过程中，特别是在转弯或者行驶在雪地、泥水或者碎石的道路上时，离合器压片频繁被压紧，导致离合器摩擦发热严重。如果离合器较长时间工作在高温状态下，将严重影响离合器的性能。

技术实现要素：

基于此，本发明实施例提供了车辆行驶过程中离合器的保护方法和装置，能够有效控制离合器的温度，防止离合器过度发热。

本发明提供一种车辆行驶过程中离合器的保护方法，包括：

获取离合器所在空间的油液温度，判断当前的油液温度是否在设定的温度区间内；

若在设定的温度区间内，则检测当前的前后轴轮速差是否达到设定的轮速差阈值，若达到，则触发预设的第一保护模式对离合器进行保护；所述第一保护模式下，发动机的最大输出扭矩不大于当前的输出扭矩；

若当前的油液温度高于设定的温度区间，则触发预设的第二保护模式对离合器进行保护；所述第二保护模式下，将发动机的最大输出扭矩降至预先确定的扭矩阈值，且所述扭矩阈值小于第一保护模式下发动机的最大输出扭矩。

本发明还提供一种车辆行驶过程中离合器的保护装置，包括：

温度检测模块，用于获取离合器所在空间的油液温度，判断当前的油液温度是否在设定的温度区间内；

第一保护模块，用于若在设定的温度区间内，则检测当前的前后轴轮速差是否达到设定的轮速差阈值，若达到，则触发预设的第一保护模式对离合器进行保护；所述第一保护模式下，发动机的最大输出扭矩不大于当前的输出扭矩；

第二保护模块，用于若当前的油液温度高于设定的温度区间，则触发预设的第二保护模式对离合器进行保护；所述第二保护模式下，将发动机的最大输出扭矩降至预先确定的扭矩阈值，且所述扭矩阈值小于第一保护模式下发动机的最大输出扭矩。

上述技术方案，通过监测离合器所在空间的油液温度，若当前的油液温度在一定的温度范围内时，则触发预设的第一保护模式调整发动机的最大输出扭矩，从而以对离合器进行保护；若当前的油液温度超过所述温度范围，则触发预设的第二保护模式将发动机的最大输出扭矩降至预先确定的扭矩阈值，以进一步对离合器进行保护，能够有效控制离合器的温度，防止离合器过度发热。

附图说明

图1为车辆离合器的安装环境示意图；

图2为一实施例的车辆行驶过程中离合器的保护方法的示意性流程图；

图3为一实施例的车辆行驶过程中离合器的保护方法的第一保护模式的原理示意图；

图4为一实施例的车辆行驶过程中离合器的保护方法的第二保护模式的原理示意图；

图5为一实施例的车辆行驶过程中离合器的保护装置的示意性结构图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施本发明车辆行驶过程中离合器的保护方法的硬件环境为这样的车辆，其至少包括通过系统总线连接的离合器、发动机、差速器、温度传感器以及离合器控制系统。其中，离合器位于发动机和变速箱之间的飞轮壳内，其安装参考图1所示；所述发动机用于为汽车提供动力，例如柴油发动机、汽油发动机、电动汽车电动机以及混合动力等；所述差速器用于检测车辆前后转动轴的轮速差，优选地，所述差速器可进一步包括前差速器和后差速器，分别设置于前转动轴和后转动轴；所述温度传感器用于检测离合器所在空间的油液温度；离合器控制系统用于根据离合器的工作负荷情况协调发动机等部件。优选地，所述车辆为四驱车辆，例如基于前驱为主的四驱车辆。所述车辆可以为轿车、越野车或者suv等车型，也可以是其他具有上述结构的车型。

结合上述对硬件环境的说明，以下对车辆行驶过程中离合器的保护方法的实施例进行说明。

图2为一实施例的车辆行驶过程中离合器的保护方法的示意性流程图；如图2所示，本实施例中的车辆行驶过程中离合器的保护方法包括步骤：

s11，获取离合器所在空间的油液温度，判断当前的油液温度是否在设定的温度区间内。

通常将离合器总成固定在飞轮的后平面的密封空间中，车辆行驶过程在弯道、雪地、泥地、沙地、碎石等路况下，容易出现前后轴的轮速差，特别是四驱系统的车型，由于前后轴是刚性连接的，此类情况下的前后轴轮速差难以消除。前后轴轮速差将导致压紧离合器压片。当离合器压片频繁被压紧时，将使得离合器摩擦发热。离合器所在的密封空间中的润滑油液通过吸收离合器摩擦发热，其温度也会相应升高。因此步骤s11中可通过实时检测离合器所在空间的油液温度，可有效获知离合器的温度(实际上为离合器压片的温度)。

其中，所述设定的温度区间可根据不同车型或者离合器的类型进行设置。优选地，所述温度区间可设置为60～90摄氏度。

s12，若在设定的温度区间内，则检测当前的前后轴轮速差是否达到设定的轮速差阈值，若达到，则触发预设的第一保护模式对离合器进行保护；所述第一保护模式下，发动机的最大输出扭矩不大于当前的输出扭矩。

通过上述步骤s12，当离合器的油液温度未超出设定的温度区间时，则通过第一保护模式实现离合器的保护。优选地，由于此时离合器的油液温度不是很高，因此结合前后轴轮速差和油液温度两个触发条件来启动保护策略(即第一保护模式)。第一保护模式使以对离合器进行保护的具体实现方式为通过向发动机发送扭矩请求，将发动机的最大输出扭矩调整为一较小扭矩(即所述扭矩阈值)。换句话说，通过将发动机的输出扭矩控制在一定的范围内，由此防止前后轴轮速差进一步加大，进而防止离合器的温度继续迅速升高。

s13，若当前的油液温度高于设定的温度区间，则触发预设的第二保护模式对离合器进行保护；所述第二保护模式下，将发动机的最大输出扭矩降至预先确定的扭矩阈值，且所述扭矩阈值小于第一保护模式下发动机的最大输出扭矩。

通过上述步骤s13，当离合器的油液温度已经高于设定的温度区间，即离合器的已经处于一个较高温度的情况下，为了使离合器的温度回降，此时不再以当前前后轴轮速差作为启动保护模式的条件，而是直接触发第二保护模式，实现离合器的紧急保护。第二保护模式相对于第一保护模式，由于不受前后轴轮速差这一条件的制约，其对离合器温度的控制效果更迅速，其具体方式可为将发动机的最大输出扭矩降至预先确定的扭矩阈值，且所述扭矩阈值小于第一保护模式下发动机的最大输出扭矩。可选地，所述扭矩阈值可以为零。

上述实施例的保护方法，通过监测离合器所在空间的油液温度，若当前的油液温度在一定的温度范围内时，则触发预设的第一保护模式调整发动机的最大输出扭矩，从而以对离合器进行保护；若当前的油液温度超过所述温度范围，则触发预设的第二保护模式将发动机的最大输出扭矩降至预先确定的扭矩阈值，以进一步对离合器进行保护，能够有效控制离合器的温度，防止离合器过度发热。

在一可选实施例中，所述的车辆行驶过程中离合器的保护方法还包括预先设定所述第二保护模式下的扭矩阈值的步骤。对应地，在所述第二保护模式触发之后还包括：获取预设的扭矩阈值，将发动机的最大输出扭矩设置为该扭矩阈值。

在一可选实施例中，所述的车辆行驶过程中离合器的保护方法还包括预设所述第二保护模式下的降扭比例的步骤。对应地，在所述第二保护模式触发之后还包括：获取所述降扭比例以及发动机当前时刻的输出扭矩，根据所述降扭比例以及发动机的当前输出扭矩确定扭矩阈值。具体如：扭矩阈值＝发动机的当前输出扭矩*降扭比例。所述降扭比例可根据不同车型或者发动机的类型进行设置，可选地，将所述降扭比例的取值设置为0.5～0.7。

在一优选实施例中，上述步骤s12中触发第一保护模式的条件满足之后，以及在步骤s13中触发第二保护模式的条件满足之后，还包括输出预设的报警信号的步骤，以提醒驾驶员(用户)当前需启动对离合器的保护响应。优选地，触发第一保护模式的条件满足之后输出的报警信息和触发第二保护模式的条件满足之后输出的报警信息不同，例如触发第一保护模式的条件满足之后输出的报警信息为车辆仪表盘上相应的指示灯亮信号，而如触发第二保护模式的条件满足之后输出的报警信息为车辆仪表盘上相应的指示灯亮信号以及声音报警信号，以加强提示效果，以便驾驶员知晓当前离合器的温度已经很高，需尽快启动相应的保护响应。

可以理解的是，所述第一保护模式和第二保护模式可以根据实际情况进行切换。例如：在进入第一保护模式之后若离合器的温度继续上升，则可能触发第二保护模式；在进入第二保护模式之后，离合器的温度可能会降低，进而可能重新回到第一保护模式。

在一可选实施例中，触发预设的第一保护模式的具体方式可为：

若当前的油液温度在设定的温度区间内，并且当前后轴轮速差达到所述轮速差阈值时，触发第一请求使能信号为非零；在检测到所述第一请求使能信号非零时向发动机发送第一扭矩请求信号，所述第一扭矩请求信号用于控制发动机将其最大输出扭矩调整为当前的输出扭矩。由此可避免前后轴轮速差进一步增大，导致离合器的工作负荷加重。

触发预设的第二保护模式的具体方式可为：

若当前的油液温度高于设定的温度区间，触发第二请求使能信号为非零；在检测到所述第二请求使能信号非零时向发动机发送第二扭矩请求信号，所述第二扭矩请求信号用于控制发动机将其最大输出扭矩调整为预先确定的扭矩阈值。

在一可选实施例中，在触发预设的第一保护模式之后，若检测到前后轴轮速差低于所述轮速差阈值，或者油液温度低于设定的温度区间，退出所述第一保护模式。在触发预设的第二保护模式之后，若检测到油液温度降低至设定的第一温度阈值，则退出所述第二保护模式；所述第一温度阈值属于所述设定的温度区间内。

进一步地，可选地，退出所述第一保护模式的方式可为：当检测到前后轴轮速差低于所述轮速差阈值，或者油液温度低于设定的温度区间时，将所述第一请求使能信号归零；在检测到所述第一请求使能信号为零时向发动机发送第一请求取消信号，所述第一请求取消信号用于控制发动机将其最大输出扭矩恢复为默认值。其中所述默认值指的是车辆出厂时的最大输出扭矩。

可选地，退出所述第二保护模式的方式可为：当油液温度低于设定的第一温度阈值时，将所述第二请求使能信号归零；在检测到所述第二请求使能信号为零时向发动机发送第二请求取消信号，所述第二请求取消信号用于控制发动机将其最大输出扭矩恢复为默认值；所述第一温度阈值属于所述设定的温度区间内；例如80摄氏度。

可选地，上述实施例中的动作可由离合器控制系统执行，或者由离合器控制系统于其他车辆控制系统协同完成。

在一优选实施例中，参考图3所示，上述步骤s12中通过触发第一保护模式限定发动机的最大输出扭矩降低的具体过程可为：触发第一保护模式的条件是前后轴轮速差和油液问题，当检测到油液温度达到一定温度值t0(即设定的温度区间的最低值)，转速差增加到一定值n0(即轮速差阈值)时，触发请求使能信号1使其值为非零值，离合器控制系统在检测到所述请求使能信号1为非零时向发动机发送第一扭矩请求信号，发动机收到该扭矩请求信号后，以不大于n0时的扭矩对外输出扭矩，直到请求使能信号1归零。其中，当前后轴轮速差低于n0，或者油液温度低于t0时，所述请求使能信号1将自动归零。优选地，在离合器控制系统在检测到所述请求使能信号1为非零时向发动机发送第一扭矩请求信号之后，还可控制车辆仪表盘上相应的指示灯亮起以对驾驶员进行提醒；并在所述请求使能信号1归零时，控制车辆仪表盘上相应的指示灯灭。

在一优选实施例中，参考图4所示，上述步骤s13中通过触发第二保护模式使将发动机的最大输出扭矩降低的具体过程可为：若离合器的温度上升到t1(大于设定温度区间的最大值)，则触发请求使能信号2使其值为非零值，离合器控制系统在检测到所述请求使能信号2为非零时向发动机发送第二扭矩请求信号，发动机收到该扭矩请求信号后，将最大输出扭矩调整为当前输出扭矩与设定的降扭比例α(例如，α的取值范围为0.5～0.8)的乘积结果，直到请求使能信号2归零。其中，当油液温度降低到t3(t3属于设定温度区间)时，所述请求使能信号2将自动归零。优选地，在离合器控制系统在检测到所述请求使能信号2为非零时向发动机发送第二扭矩请求信号之后，还可控制车辆仪表盘上相应的指示灯亮起并附输出预设的报警提示音，以加强对驾驶员的警示；并在所述请求使能信号2归零时，控制车辆仪表盘上相应的指示灯灭，并停止报警提示音。

可以理解的，上述请求使能信号1、请求使能信号2包括但不限于0/1的使能信号。

上述实施例的车辆行驶过程中离合器的保护方法，通过监测离合器所在空间的油液温度；若当前的油液温度达到设定的温度范围，则进一步检测当前的前后轴轮速差是否达到设定的轮速差阈值，并在所述前后轴轮速差达到所述轮速差阈值时，触发预设的第一保护模式使发动机的输出扭矩降低以对离合器进行保护；若当前的油液温度大于设定的温度范围，则立即触发预设的第二保护模式，使发动机的输出扭矩降低以对离合器进行保护。由此能够有效控制离合器的温度，防止离合器温度过高。

需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简便描述，将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其它顺序或者同时进行。

基于与上述实施例中的车辆行驶过程中离合器的保护方法相同的思想，本发明还提供车辆行驶过程中离合器的保护装置，该装置可用于执行上述车辆行驶过程中离合器的保护方法。为了便于说明，车辆行驶过程中离合器的保护装置实施例的结构示意图中，仅仅示出了与本发明实施例相关的部分，本领域技术人员可以理解，图示结构并不构成对装置的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

图5为本发明一实施例的车辆行驶过程中离合器的保护装置的示意性结构图；如图5所示，本实施例的车辆行驶过程中离合器的保护装置包括：温度检测模块310、第一保护模块320以及第二保护模块330，各模块详述如下：

所述温度检测模块310，用于获取离合器所在空间的油液温度，判断当前的油液温度是否在设定的温度区间内；

所述第一保护模块320，用于若在设定的温度区间内，则检测当前的前后轴轮速差是否达到设定的轮速差阈值，若达到，则触发预设的第一保护模式对离合器进行保护；所述第一保护模式下，发动机的最大输出扭矩不大于当前的输出扭矩；

所述第二保护模块330，用于若当前的油液温度高于设定的温度区间，则触发预设的第二保护模式对离合器进行保护；所述第二保护模式下，将发动机的最大输出扭矩降至预先确定的扭矩阈值，且所述扭矩阈值小于第一保护模式下发动机的最大输出扭矩。

在一可选实施例中，所述的车辆行驶过程中离合器的保护装置还包括：设置模块340，用于预先设定所述第二保护模式下的扭矩阈值；或者，预设所述第二保护模式下的降扭比例。所述第二保护模块330还包括：扭矩阈值确定单元，用于在所述第二保护模式触发之后，获取预设的扭矩阈值，或者，根据所述降扭比例以及发动机的当前输出扭矩确定扭矩阈值。

在一可选实施例中，所述第一保护模块320，还用于在触发预设的第一保护模式之后，若检测到前后轴轮速差低于所述轮速差阈值，或者油液温度低于设定的温度区间，则退出所述第一保护模式。所述第二保护模块330，还用于在触发预设的第二保护模式之后，若检测到油液温度降低至设定的第一温度阈值，则退出所述第二保护模式；所述第一温度阈值属于所述设定的温度区间内。

在一可选实施例中，所述第一保护模块320具体包括：

第一使能信号触发单元，用于当所述前后轴轮速差达到所述轮速差阈值，并且所述油液温度在设定的温度区间内时，触发第一请求使能信号为非零；

以及，第一请求发送单元，用于在检测到所述第一请求使能信号非零时向发动机发送第一扭矩请求信号，所述第一扭矩请求信号用于控制发动机将其最大输出扭矩调整为当前的输出扭矩。

所述第二保护模块330中包括：

第二使能信号触发单元，用于若当前的油液温度高于设定的温度区间，触发第二请求使能信号为非零；

以及，第二请求发送单元，用于在检测到所述第二请求使能信号非零时向发动机发送第二扭矩请求信号，所述第二扭矩请求信号用于控制发动机将其最大输出扭矩调整为预先确定的扭矩阈值。

进一步地，所述第一保护模块中还包括：

第一使能信号归零单元，用于当检测到前后轴轮速差低于所述轮速差阈值，或者油液温度低于设定的温度区间时，将所述第一请求使能信号归零。

以及，第一取消请求单元，用于在检测到所述第一请求使能信号为零时向发动机发送第一请求取消信号，所述第一请求取消信号用于控制发动机将其最大输出扭矩恢复为默认值。

所述第二保护模块330中还包括：

第二使能信号归零单元，用于当油液温度低于设定的第一温度阈值时，将所述第二请求使能信号归零；所述第一温度阈值属于所述设定的温度区间内。

以及，第二取消请求单元，用于在检测到所述第二请求使能信号为零时向发动机发送第二请求取消信号，所述第二请求取消信号用于控制发动机将其最大输出扭矩恢复为默认值。

通过上述实施例的车辆行驶过程中离合器的保护装置，若当前的油液温度在一定温度区间内时，则检测当前的前后轴轮速差是否达到设定的轮速差阈值，并在所述前后轴轮速差达到所述轮速差阈值时，触发预设的第一保护模式限定发动机的最大输出扭矩以对离合器进行保护；若当前的油液温度大于等于一定值时，则立即触发预设的第二保护模式使发动机的最大输出扭矩降低以对离合器进行保护；能够有效控制离合器的温度，防止离合器过热的问题。

需要说明的是，上述示例的车辆行驶过程中离合器的保护装置的实施方式中，各模块/单元之间的信息交互、执行过程等内容，由于与本发明前述方法实施例基于同一构思，其带来的技术效果与本发明前述方法实施例相同，具体内容可参见本发明方法实施例中的叙述，此处不再赘述。

此外，上述示例的车辆行驶过程中离合器的保护装置的实施方式中，各功能模块的逻辑划分仅是举例说明，实际应用中可以根据需要，例如出于相应硬件的配置要求或者软件的实现的便利考虑，将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将所述车辆行驶过程中离合器的保护装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。其中各功能模既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。

本领域普通技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，作为独立的产品销售或使用。所述程序在执行时，可执行如上述各方法的实施例的全部或部分步骤。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(read-onlymemory，rom)或随机存储记忆体(randomaccessmemory，ram)等。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。可以理解，其中所使用的术语“第一”、“第二”等在本文中用于区分对象，但这些对象不受这些术语限制。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，不能理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。