用于扭矩转换器组件的液压致动离合器系统和控制逻辑的制作方法

背景技术：

技术实现思路

1、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。

2、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-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。

3、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。

4、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。涡轮与叶轮并置且安装到tc输出构件上以与其共同旋转。

5、继续以上示例的讨论，扭矩转换器组件还包括锁止离合器，该锁止离合器设置在内部流体腔室内部、例如在涡轮壳和tc壳体的前盖之间。锁止离合器可选择性地操作，以将tc壳体锁定到tc输出构件且因此锁定到变速器输入构件以与其共同旋转。电子系统控制器（其可以是单个装置或装置的网络）被编程为接收和处理（第一）换档信号，该（第一）换档信号具有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（d、l、h、s等）的命令；响应于接收到的换档信号，系统控制器命令锁止离合器打开/解锁。然后，控制器接收tcc锁定信号，该tcc锁定信号具有锁定锁止离合器的请求；作为响应，系统控制器命令锁止离合器关闭/锁定。

6、本公开的附加方面针对配备有tc组件的机动车辆，所述tc组件具有用于增强ev发动和急踩油门驾驶操纵的离合器控制能力。如本文中所使用的，术语“车辆”和“机动车辆”可互换地和同义地使用以包括任何相关的车辆平台，诸如乘用车辆（ice、hev、fev、燃料电池、完全和部分自主等）、商用车辆、工业车辆、履带车辆、越野和全地形车辆（atv）、摩托车、农场设备、船只、飞机等。在示例中，机动车辆包括车辆本体，该车辆本体具有多个负重轮、乘客舱和其他标准原始设备。电动牵引马达安装在车辆本体上并单独操作（例如，对于fev动力总成）或结合内燃发动机组件操作（例如，对于hev动力总成）来驱动负重轮中的一个或多个，以由此推动车辆。多档位变速器也安装到车辆本体并且将（多个）原动机驱动地连接到（多个）被驱动的负重轮。

7、继续以上示例的讨论，车辆还包括扭矩转换器组件，该扭矩转换器组件将（多个）原动机操作性地连接到动力变速器。该tc组件包括tc壳体，该tc壳体驱动地连接到牵引马达的转子，以由此接收由马达产生的扭矩。tc输出构件附接到tc壳体并驱动地连接到变速器，以由此将马达扭矩传递到变速器。涡轮（其包括安装到涡轮壳的涡轮叶片）附接到tc输出构件并且可在tc壳体的内部流体腔室内旋转。同样地，具有叶轮叶片的叶轮与涡轮并置且可在流体腔室内旋转。锁止离合器设置在流体腔室内部、例如夹在涡轮壳和tc壳体之间。该锁止离合器可操作以将tc壳体锁定到tc输出构件，例如以与其一致地旋转。

8、对于上述tc组件，常驻或远程电子控制器或控制器网络被编程为接收一个或多个换档信号，所述换档信号指示将动力总成从空档或驻车档换档到向前驾驶操作模式的命令；响应地，命令锁止离合器打开/解锁。控制器还接收一个或多个tcc锁定信号，所述tcc锁定信号指示锁定锁止离合器的请求；响应地，命令锁止离合器关闭/锁定。

9、本文中还呈现了系统控制逻辑、闭环反馈控制技术和计算机可读介质（crm），其用于制造和/或用于操作所公开的扭矩转换器组件、动力总成和/或机动车辆中的任一者。在示例中，呈现了一种用于控制扭矩转换器组件的方法，该扭矩转换器组件用于将原动机与变速器驱动地连接。该代表性方法包括，以任何顺序并以与上文和下文所公开的选项和特征中的任一者的任何组合：经由电子系统控制器接收第一换档信号，该第一换档信号指示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的命令，tc组件包括：tc壳体，其驱动地连接到输出构件以由此接收由电动马达产生的扭矩；tc输出构件，其驱动地连接到输入构件以由此将扭矩传递到变速器；涡轮，其附接到tc输出构件并且包括可在流体腔室内旋转的涡轮叶片；叶轮，其包括与涡轮叶片并置且可在内部流体腔室内旋转的叶轮叶片；以及锁止离合器，其可操作以将tc壳体锁定到tc输出构件；响应于接收到第一换档信号，经由系统控制器来传输打开锁止离合器的命令信号；接收指示锁定锁止离合器的请求的tcc锁定信号；以及响应于接收到tcc锁定信号，经由系统控制器来传输关闭锁止离合器的命令信号。

10、对于所公开的车辆、tc组件和方法中的任一者，系统控制器可被编程为：接收另一个（第二）换档信号，该（第二）换档信号具有将动力总成从向前驾驶操作模式换档回成n/p操作模式的命令；响应地，控制器命令锁止离合器在转变到n/p期间保持关闭。作为又另外的选项，控制器可接收另一个（第三）换档信号，该（第三）换档信号具有将动力总成从n/p操作模式换档到向后驾驶（倒车档）操作模式的命令；响应地，控制器命令锁止离合器关闭。在这种情况下，控制器可接收不同的（第四）换档信号，该（第四）换档信号具有将动力总成从r换档到n/p的命令；作为响应，控制器命令锁止离合器在转变到空档或驻车档期间保持关闭。

11、对于所公开的车辆、tc组件和方法中的任一者，系统控制器可被编程为：接收接通信号，该接通信号具有初始化动力总成系统的命令。在电子动力总成点火之后，控制器接收指示机动车辆处于空档或驻车档的操作模式信号。例如，动力总成可以是车辆动力总成；在这种情况下，可经由手动启用的点火系统（例如，遥控钥匙或起动器按钮）从机动车辆的驾驶员接收接通信号，并且可从手动操作的电子模式换档器装置（例如，换档手柄或换档盘）接收操作模式信号。

12、对于所公开的车辆、tc组件和方法中的任一者，控制器可被编程为：确定动力总成是否处于驻车档或空档，并且如果是，则确定电动马达的实时或近实时的马达温度是否小于马达校准的最小可允许马达操作温度（例如，用于推动）。响应于马达的温度小于最小可允许马达温度，控制器可命令tc组件执行系统预调节操作（车辆是停止的），这可包括命令动力总成保持处于p/n、命令锁止离合器关闭、以及命令电动马达以预定义的最小马达速度或高于预定义的最小马达速度操作。作为另一个选项，控制器可被编程为：确定动力总成是否处于向前驾驶模式，并且如果是，则响应地确定马达的当前操作温度是否小于最小可允许马达操作温度。响应于马达温度小于最小可允许操作温度，控制器可命令tc组件执行系统预调节操作（车辆正在驾驶），这可包括命令锁止离合器部分地关闭和滑移、以及命令马达将马达扭矩输出到tc壳体。

13、对于所公开的车辆、tc组件和方法中的任一者，tc壳体可以是二分式构造，其制造成具有围绕叶轮的泵盖、以及围绕涡轮并刚性地安装到泵盖的涡轮盖。机械泵可驱动地连接到泵盖和/或涡轮盖以由马达驱动。断开离合器可包括从叶轮的叶轮壳突出（例如，径向向外）的断开离合器（dc）凸缘。dc凸缘包括摩擦锁定到tc壳体的dc摩擦表面。在更具体的示例中，dc离合器盘组（堆叠式压力盘）从泵盖的内表面突出；dc摩擦表面包括与dc离合器盘组交错并选择性地锁定到其的dc离合器板组（堆叠式摩擦板）。作为又另外的选项，锁止离合器包括tcc毂，该tcc毂可滑动地安装到tc输出构件上以与其一致地旋转。tcc毂包括摩擦锁定到tc壳体的tcc摩擦表面。在更具体的示例中，tcc离合器盘组（堆叠式压力盘）从涡轮盖的内表面轴向地突出；tcc摩擦表面包括与tcc离合器盘组交错并锁定到其的tcc离合器板组（堆叠式摩擦板）。

14、方案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：

15、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；

16、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；

17、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；

18、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；

19、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

20、电子系统控制器，其被编程为：

21、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；

22、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；

23、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

24、响应于接收到所述tcc锁定信号，命令所述锁止离合器关闭。

25、方案2． 根据方案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：

26、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

27、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。

28、方案3． 根据方案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：

29、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

30、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。

31、方案4. 根据方案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：

32、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

33、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。

34、方案5. 根据方案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：

35、接收接通信号，所述接通信号指示初始化所述动力总成的命令；以及

36、接收操作模式信号，所述操作模式信号指示所述动力总成处于所述空档或驻车档操作模式。

37、方案6. 根据方案5所述的扭矩转换器组件，其中，所述动力总成是机动车辆的一部分，所述机动车辆具有手动启用的电子点火系统和手动操作的电子模式换档器装置，并且其中，所述接通信号是经由所述点火系统从所述机动车辆的驾驶员接收的，并且所述操作模式信号是从所述模式换档器装置接收的。

38、方案7． 根据方案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：

39、确定所述动力总成是否处于所述空档或驻车档操作模式；

40、响应于所述动力总成处于所述空档或驻车档操作模式，确定所述电动马达的马达温度是否小于最小可允许马达操作温度；以及

41、响应于所述马达温度小于所述最小可允许马达操作温度，命令所述扭矩转换器组件执行系统预调节操作，包括命令所述动力总成保持处于所述驻车档操作模式、命令所述锁止离合器关闭、以及命令所述电动马达以预定义的最小马达速度或高于预定义的最小马达速度操作以由此产生过量热量。

42、方案8． 根据方案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：

43、确定所述动力总成是否处于所述向前驾驶操作模式；

44、响应于所述动力总成处于所述驾驶操作模式，确定所述电动马达的马达温度是否小于最小可允许马达操作温度；以及

45、响应于所述马达温度小于所述最小可允许马达操作温度，命令所述tc组件执行系统预调节操作，包括命令所述锁止离合器部分地关闭和滑移、以及命令所述电动马达经由所述输出构件将马达扭矩输出到所述tc壳体以由此产生过量热量。

46、方案9． 根据方案1所述的扭矩转换器组件，其中，所述涡轮叶片安装到涡轮壳，所述涡轮壳可移动地安装到所述tc输出构件上，并且所述叶轮叶片安装到叶轮壳，所述叶轮壳可移动地安装在所述tc壳体内。

47、方案10． 根据方案9所述的扭矩转换器组件，其还包括断开离合器，所述断开离合器设置在所述流体腔室内、在所述叶轮壳和所述tc壳体之间，并且可操作以将所述tc壳体锁定到所述叶轮。

48、方案11. 根据方案10所述的扭矩转换器组件，其中，所述断开离合器包括从所述叶轮壳突出的断开离合器（dc）凸缘，所述dc凸缘包括被构造成摩擦锁定到所述tc壳体的dc摩擦表面。

49、方案12. 根据方案11所述的扭矩转换器组件，其中，所述tc壳体包括围绕所述叶轮的泵盖、围绕所述涡轮并刚性地安装到所述泵盖的涡轮盖、以及从所述泵盖的内表面突出的dc离合器盘组，并且其中，所述dc摩擦表面包括与所述dc离合器盘组交错的dc离合器板组。

50、方案13. 根据方案1所述的扭矩转换器组件，其中，所述锁止离合器包括tc离合器（tcc）毂，其可滑动地安装到所述tc输出构件上以与其一致地旋转，所述tcc毂包括被构造成摩擦锁定到所述tc壳体的tcc摩擦表面。

51、方案14. 根据方案13所述的扭矩转换器组件，其中，所述tc壳体包括围绕所述叶轮的泵盖、围绕所述涡轮并刚性地安装到所述泵盖的涡轮盖、以及从所述涡轮盖的内表面突出的tcc离合器盘组，并且其中，所述tcc摩擦表面包括与所述tcc离合器盘组交错的tcc离合器板组。

52、方案15. 一种机动车辆，其包括：

53、车辆本体，其具有附接到所述车辆本体的多个负重轮；

54、动力总成，其安装到所述车辆本体并且包括：电动牵引马达，所述电动牵引马达具有被构造成输出由所述牵引马达产生的马达扭矩的转子；以及多档位变速器，其包括变速器输入构件和变速器输出构件，所述变速器输出构件驱动地连接到所述负重轮中的一个或多个，以由此推动所述机动车辆；

55、扭矩转换器（tc）组件，其将所述牵引马达与所述变速器操作性地连接，所述tc组件包括：

56、tc壳体，其限定内部流体腔室并且驱动地连接到所述转子，以由此接收由所述牵引马达产生的扭矩；

57、tc输出构件，其附接到所述tc壳体并驱动地连接到所述变速器输入构件，以由此将扭矩传递到所述变速器；

58、涡轮，其具有附接到所述tc输出构件并且可在所述内部流体腔室内旋转的涡轮叶片；

59、叶轮，其具有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；以及

60、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

61、电子控制器，其被编程为：

62、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；

63、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；

64、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

65、响应于接收到所述tcc锁定信号，命令所述锁止离合器关闭。

66、方案16. 一种操作扭矩转换器（tc）组件的方法，所述扭矩转换器（tc）组件用于将动力总成的电动马达与变速器驱动地连接，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，所述方法包括：

67、经由电子系统控制器接收第一换档信号，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；所述tc组件包括：tc壳体，其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位于所述tc壳体内部的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；以及锁止离合器，其可操作以将所述tc壳体锁定到所述tc输出构件；

68、响应于接收到所述第一换档信号，经由所述系统控制器来传输打开所述锁止离合器的命令信号；

69、接收指示锁定所述锁止离合器的请求的tcc锁定信号；以及

70、响应于接收到所述tcc锁定信号，经由所述系统控制器来传输关闭所述锁止离合器的命令信号。

71、方案17. 根据方案16所述的方法，其还包括：

72、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

73、响应于接收到所述第二换档信号，经由所述系统控制器来传输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所述锁止离合器关闭的命令信号。

74、方案18． 根据方案16所述的方法，其还包括：

75、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

76、响应于接收到所述第三换档信号，经由所述系统控制器来传输关闭所述锁止离合器的命令信号。

77、方案19. 根据方案18所述的方法，其还包括：

78、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

79、响应于接收到所述第四换档信号，经由所述系统控制器来传输在从所述向后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所述锁止离合器关闭的命令信号。

80、方案20. 根据方案16所述的方法，其还包括：

81、接收接通信号，所述接通信号指示初始化所述动力总成的命令；以及

82、接收操作模式信号，所述操作模式信号指示所述机动车辆处于所述空档或驻车档操作模式。

83、以上
技术实现要素：
并非旨在表示本公开的每个实施例或每个方面。相反，前面的发明内容仅仅提供了本文中所阐述的新颖构思和特征中的一些的范例。当结合附图和所附权利要求理解时，从对用于实施本公开的所图示的示例和代表性模式的以下详细描述中，本公开的以上特征和优点、以及其他特征和附随优点将容易显而易见。此外，本公开明确包括上文和下文所呈现的元件和特征的任何和所有组合和子组合。