本公開大體上涉及一種評(píng)估變矩器離合器滑移速度校準(zhǔn)設(shè)置對(duì)變矩器的熱效應(yīng)的方法。

背景技術(shù)：

自動(dòng)變速器的變矩器可以包括變矩器離合器。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出和變速器輸入是以相同轉(zhuǎn)速操作時(shí)，可以接合變矩器離合器以將變矩器的葉輪機(jī)械地耦合至變矩器的渦輪以減小與由變矩器提供的流體耦合相關(guān)聯(lián)的能量損耗。在某些駕駛條件期間，有利的是，允許整個(gè)變矩器離合器中具有一定量的離合器滑移使得葉輪與渦輪之間可以具有預(yù)限定量的相對(duì)旋轉(zhuǎn)。

變矩器離合器滑移量隨著駕駛條件不同而變化。變速器控制模塊包括變矩器離合器滑移校準(zhǔn)表，其限定當(dāng)前駕駛條件的離合器滑移的理想量。變速器控制模塊測(cè)量或感測(cè)與當(dāng)前駕駛條件有關(guān)的不同變量，并且使用這些測(cè)量的數(shù)據(jù)點(diǎn)作為輸入來(lái)從變矩器離合器滑移校準(zhǔn)表中選擇理想的離合器滑移。離合器滑移的值是經(jīng)過(guò)預(yù)限定的并且存儲(chǔ)在變矩器離合器滑移校準(zhǔn)表中、變速器控制模塊的存儲(chǔ)器中。

用于不同駕駛條件的離合器滑移量的不同值必須限定成將變矩器離合器的摩擦表面的界面溫度維持低于閾值溫度水平。重要的是，將變矩器離合器的界面溫度(即，變矩器離合器的摩擦表面之間的溫度)維持為低于閾值溫度值的溫度，以防止變速器流體過(guò)熱和降解。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

提供了一種評(píng)估變矩器離合器滑移速度校準(zhǔn)設(shè)置對(duì)變速器的變矩器的熱效應(yīng)的方法。該方法包括限定測(cè)試駕駛循環(huán)，其包括預(yù)限定時(shí)間段內(nèi)的多個(gè)駕駛循環(huán)輸入?；扑俣刃?zhǔn)表針對(duì)多個(gè)車輛操作參數(shù)的不同值限定變矩器離合器中的理想滑移量。利用保存在計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器中的駕駛仿真模型評(píng)估多個(gè)車輛操作參數(shù)的值。駕駛仿真模型使用測(cè)試駕駛循環(huán)的駕駛循環(huán)輸入以及滑移速度校準(zhǔn)表來(lái)評(píng)估測(cè)試駕駛循環(huán)的預(yù)限定時(shí)間段內(nèi)的多個(gè)車輛操作參數(shù)的值。限定變矩器的多個(gè)離散區(qū)域，其中每個(gè)離散區(qū)域表示變矩器的離散熱質(zhì)量。利用保存在計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器中的溫度模型評(píng)估變矩器的多個(gè)離散區(qū)域中的每一個(gè)的溫度。該溫度模型使用測(cè)試駕駛循環(huán)的預(yù)限定時(shí)間段期間的多個(gè)車輛操作參數(shù)的評(píng)估值來(lái)評(píng)估變矩器的每個(gè)離散區(qū)域在測(cè)試駕駛循環(huán)的預(yù)限定時(shí)間段期間的不同時(shí)間的溫度。比較變矩器的每個(gè)離散區(qū)域在測(cè)試駕駛循環(huán)期間的預(yù)限定時(shí)間段期間的評(píng)估溫度與閾值溫度值，以確定變矩器的任何離散區(qū)域在測(cè)試駕駛循環(huán)的預(yù)限定時(shí)間段期間的任何時(shí)間的溫度是否大于閾值溫度值。

因此，設(shè)計(jì)者可以評(píng)估變矩器離合器滑移速度校準(zhǔn)設(shè)置對(duì)所提出的變矩器設(shè)計(jì)的影響，而無(wú)需實(shí)際上組裝變矩器的原型和實(shí)際上測(cè)試所提出的設(shè)計(jì)。通過(guò)將所提出的變矩器限定至不同的離散區(qū)域中以表示變矩器的具體熱質(zhì)量以及利用溫度模型計(jì)算或求解每個(gè)離散區(qū)域的能量平衡方程，設(shè)計(jì)者可以仿真不同的變矩器離合器滑移速度校準(zhǔn)設(shè)置對(duì)變矩器的熱效應(yīng)，而無(wú)需具有所提出的變矩器的物理原型。此程序通過(guò)允許設(shè)計(jì)者具有易于評(píng)估不同的設(shè)計(jì)選項(xiàng)(例如，幾何體、材料、線路壓力等)的能力改進(jìn)變矩器設(shè)計(jì)針對(duì)具體應(yīng)用的效率，而無(wú)需建立和測(cè)試每個(gè)不同的設(shè)計(jì)選項(xiàng)的物理原型。

根據(jù)用于實(shí)行結(jié)合附圖取得的本教導(dǎo)的最佳模式的以下詳述將容易地明白本教導(dǎo)的上述特征和優(yōu)點(diǎn)以及其它特征和優(yōu)點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1是示出評(píng)估變矩器離合器滑移速度校準(zhǔn)設(shè)置對(duì)變矩器的熱效應(yīng)的方法的流程圖。

圖2是示出多個(gè)不同離散區(qū)域的變矩器的示意、局部、橫截面視圖。

圖3是示出不同流體體積的變矩器的示意、局部、橫截面視圖。

圖4是示出不同孔口的變矩器的示意、局部、橫截面視圖。

具體實(shí)施方式

本領(lǐng)域一般技術(shù)人員將明白的是，諸如“上面”、“下面”、“向上”、“向下”、“頂部”、“底部”等的術(shù)語(yǔ)是描述性地用于圖式，并且并不表示對(duì)如由所附權(quán)利要求書限定的本公開的范圍的限制。另外，本教導(dǎo)在本文可以依據(jù)功能和/或邏輯塊部件和/或各個(gè)處理步驟來(lái)描述。應(yīng)當(dāng)意識(shí)到，這些塊部件可以包括被配置為執(zhí)行指定功能的任何數(shù)量的硬件、軟件和/或固件部件。

參考圖式，其中全部幾個(gè)視圖的相同數(shù)字指示相同部分，通常描述一種評(píng)估變矩器離合器滑移速度校準(zhǔn)設(shè)置對(duì)變速器的變矩器的熱效應(yīng)的方法。該方法使用專用計(jì)算機(jī)來(lái)模型化或評(píng)估變矩器的離散區(qū)域的溫度，以評(píng)估變矩器的不同離合器滑移速度校準(zhǔn)設(shè)置和/或不同配置。本文所述的評(píng)估程序是通過(guò)專用計(jì)算機(jī)執(zhí)行，由此允許分析離合器滑移速度校準(zhǔn)設(shè)置和/或所提出的變矩器，而無(wú)需組裝和/或測(cè)試每個(gè)具體測(cè)試的作業(yè)原型。

計(jì)算機(jī)包括執(zhí)行本文所述的程序的所需步驟所需要的全部軟件、硬件、存儲(chǔ)器、算法、連接等。計(jì)算機(jī)可以包括一個(gè)或多個(gè)數(shù)字計(jì)算機(jī)或主機(jī)，其各自具有一個(gè)或多個(gè)處理器、只讀存儲(chǔ)器(rom)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(ram)、電可編程只讀存儲(chǔ)器(eprom)、光驅(qū)、磁盤等；高速時(shí)鐘、模數(shù)轉(zhuǎn)換(a/d)電路、數(shù)模轉(zhuǎn)換(d/a)電路以及任何所需輸入/輸出(i/o)電路、i/o裝置和通信接口，以及信號(hào)調(diào)節(jié)和緩沖電子器件。

計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器可以包括參與提供數(shù)據(jù)或計(jì)算機(jī)可讀指令的任何非暫時(shí)性/有形介質(zhì)。存儲(chǔ)器可以是非易失性或易失性的。非易失性介質(zhì)可以包括(例如)光盤或磁盤和其它持久存儲(chǔ)器。示例性易失性介質(zhì)可以包括動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(dram)，其可以構(gòu)成主存儲(chǔ)器。存儲(chǔ)器的實(shí)施例的其它實(shí)例包括軟盤、軟磁盤或硬盤、磁帶或其它磁性介質(zhì)、cd-rom、dvd和/或任何其它光學(xué)介質(zhì)以及諸如快閃存儲(chǔ)器的其它可能存儲(chǔ)器裝置。

控制器包括上面記錄了計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令的有形、非暫時(shí)性存儲(chǔ)器，該存儲(chǔ)器包括駕駛仿真模型和溫度模型。駕駛仿真模型和溫度模型是存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器中的專用算法，并且用于執(zhí)行本文所述的程序的某些步驟。計(jì)算機(jī)的處理器配置成用于執(zhí)行駕駛仿真模型和溫度模型。

參考圖1，評(píng)估程序包括限定測(cè)試駕駛循環(huán)。限定測(cè)試駕駛循環(huán)通常是由圖1中所示的方框20所指示。測(cè)試駕駛循環(huán)包括或限定預(yù)限定時(shí)間段內(nèi)的多個(gè)駕駛循環(huán)輸入。駕駛循環(huán)輸入仿真在預(yù)限定時(shí)間段期間進(jìn)入車輛的駕駛員輸入以仿真一組不同駕駛和/或操作條件。例如，駕駛循環(huán)輸入可以包括節(jié)氣門位置輸入、車速、質(zhì)量空氣流入速率等。駕駛循環(huán)輸入在預(yù)限定時(shí)間段的過(guò)程期間發(fā)生改變以仿真變化的駕駛條件，即，變化的車輛操作條件。例如，駕駛循環(huán)輸入可以包括第一時(shí)間的第一發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求、維持該發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求達(dá)一定持續(xù)時(shí)間、在第二時(shí)間增加轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求以及接著在第三時(shí)間降低轉(zhuǎn)矩請(qǐng)求。測(cè)試駕駛循環(huán)包括仿真具體車輛在預(yù)限定時(shí)間段期間的具體操作條件中的操作所必需的全部駕駛循環(huán)輸入。

設(shè)計(jì)/選擇測(cè)試駕駛循環(huán)以便使得能夠評(píng)定各種操作條件下的控制器性能。仿真案例包括影響穩(wěn)定以及瞬態(tài)兩種操作條件中的變矩器離合器滑移速度校準(zhǔn)的事件，并且可以包括拖救和非拖救兩種模式中的各種檔位狀態(tài)、發(fā)動(dòng)機(jī)速度和負(fù)荷。瞬間操作條件包括與給油、換檔、變矩器離合器施用/釋放、汽缸停用等相關(guān)聯(lián)的這些操作條件。穩(wěn)定操作條件包括當(dāng)上述瞬態(tài)事件均未發(fā)生并且均未能持續(xù)不同時(shí)間長(zhǎng)度的這些操作條件。測(cè)試駕駛循環(huán)可持續(xù)長(zhǎng)時(shí)間(仿真幾個(gè)小時(shí)的駕駛)或持續(xù)短時(shí)間，其仿真僅表示幾秒鐘或幾分鐘的實(shí)際駕駛時(shí)間的具體個(gè)別或許多高能量事件。測(cè)試駕駛循環(huán)可以包括仿真城市中和/或公路上的駕駛條件的區(qū)段。測(cè)試駕駛循環(huán)可以通常指定為車速vs時(shí)間，而且還可指定為踏板和制動(dòng)器vs時(shí)間或諸如加速度、距離等的其它參數(shù)的組合。一旦限定測(cè)試駕駛循環(huán)，便將測(cè)試駕駛循環(huán)存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器中。

還限定滑移速度校準(zhǔn)表并且將其存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器中。限定滑移速度校準(zhǔn)表通常是由圖1中所示的方框22所指示?；扑俣刃?zhǔn)表針對(duì)多個(gè)車輛操作參數(shù)的不同值限定變矩器離合器中的理想滑移量。因此，對(duì)于車輛操作參數(shù)的任何給定組合，滑移速度校準(zhǔn)表限定和/或計(jì)算變矩器離合器中的轉(zhuǎn)矩滑移的理想量。校準(zhǔn)表中提供的變矩器滑移速度值執(zhí)行重要的振降噪(nvh)功能。變矩器滑移速度值表示保證傳動(dòng)系與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩諧波的隔離級(jí)別的必要最小滑移速度。由此減小在下游傳輸通過(guò)變矩器的轉(zhuǎn)矩振動(dòng)，改進(jìn)傳動(dòng)系的nvh特性。針對(duì)穩(wěn)定以及瞬態(tài)兩種操作條件限定變矩器滑移速度值。在穩(wěn)定狀態(tài)中，變矩器滑移速度值可為發(fā)動(dòng)機(jī)上的負(fù)荷、渦輪速度、檔位狀態(tài)、汽缸停用狀態(tài)等的函數(shù)。在瞬態(tài)操作條件中，變矩器滑移速度值另外可為發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷的變化率的函數(shù)。變矩器離合器的完全鎖定僅發(fā)生在高于校準(zhǔn)的車速時(shí)。

一旦已經(jīng)限定測(cè)試駕駛循環(huán)和滑移速度校準(zhǔn)表并將其存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器中，計(jì)算機(jī)接著利用駕駛仿真模型評(píng)估多個(gè)車輛操作參數(shù)的值。利用駕駛仿真模型評(píng)估操作參數(shù)的值通常是由圖1中所示的方框24所指示。駕駛仿真模型是仿真不同操作條件下的車輛操作的計(jì)算機(jī)模型。車輛操作參數(shù)可以包括(但不限于)變矩器離合器滑移速度、變矩器離合器施用轉(zhuǎn)矩、變矩器離合器的線路壓力等。駕駛仿真模型使用測(cè)試駕駛循環(huán)的駕駛循環(huán)輸入以及滑移速度校準(zhǔn)表來(lái)評(píng)估測(cè)試駕駛循環(huán)的預(yù)限定時(shí)間段內(nèi)的多個(gè)車輛操作參數(shù)的值。因此，在測(cè)試駕駛循環(huán)的預(yù)限定時(shí)間段期間的任何時(shí)間，駕駛仿真模型評(píng)估全部不同車輛操作參數(shù)的值。應(yīng)當(dāng)明白的是，改變駕駛循環(huán)輸入將改變車輛操作參數(shù)的值。類似地，改變滑移速度校準(zhǔn)表將還改變從駕駛仿真模型輸出的車輛操作參數(shù)的值。因此，應(yīng)當(dāng)明白的是，因?yàn)轳{駛循環(huán)輸入在測(cè)試駕駛循環(huán)的預(yù)限定測(cè)試周期期間隨時(shí)間變化，所以車輛操作參數(shù)的值在預(yù)限定測(cè)試周期期間隨著時(shí)間變化。由駕駛仿真模型輸出的多個(gè)車輛操作參數(shù)的評(píng)估值保存在計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器中。

測(cè)試駕駛循環(huán)期間從駕駛仿真模型中輸出的全部不同車輛操作參數(shù)的值被輸入至溫度模型中并且由溫度模型使用以針對(duì)具體駕駛循環(huán)輸入和輸入至駕駛仿真模型中的滑移速度校準(zhǔn)表評(píng)估變矩器的溫度。評(píng)估變矩器的溫度通常是由圖1中所示的方框26所指示。然而，溫度模型并未評(píng)估作為單一單元的變矩器的溫度。實(shí)情是，溫度模型評(píng)估變矩器的不同、離散區(qū)域的溫度。為此，必須限定變矩器的不同離散區(qū)域并將其保存在計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器中。限定變矩器的離散區(qū)域通常是由圖1中所示的方框28所指示。

變矩器的每個(gè)離散區(qū)域表示變矩器的離散熱質(zhì)量。每個(gè)離散區(qū)域的熱質(zhì)量包括來(lái)自該具體離散區(qū)域中并且循環(huán)通過(guò)該具體離散區(qū)域的流體的熱質(zhì)量以及由該具體離散區(qū)域的固體質(zhì)量貢獻(xiàn)的熱質(zhì)量。因此，必須限定每個(gè)相應(yīng)離散區(qū)域的固體質(zhì)量并且將其保存在計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器中。

例如，參考圖2，通常示出變矩器48的示例性實(shí)施例的多個(gè)離散區(qū)域。如所示，變矩器48的示例性實(shí)施例已經(jīng)分解為五個(gè)離散區(qū)域，即，第一區(qū)域50、第二區(qū)域52、第三區(qū)域54、第四區(qū)域56和第五區(qū)域58。

應(yīng)當(dāng)明白的是，可以不同方式將變矩器48的不同實(shí)施例離散化以包括更多或更少離散區(qū)域。下文描述了其中圖2中所示的示例性變矩器48的離散區(qū)域的示例性方式。幾何體的細(xì)節(jié)(諸如但不限于變矩器48的各個(gè)部分的長(zhǎng)度、面積、體積)可以獲自變矩器48的3dcad模型。使用固體以及變速器流體的機(jī)械性質(zhì)(諸如密度、比熱、導(dǎo)熱率、粘度等)的測(cè)量值。

多種考慮驅(qū)動(dòng)變矩器48的幾何體的離散化。幾何體的離散化越細(xì)，瞬態(tài)仿真結(jié)果的精確度就越高。然而，更細(xì)的離散化增大了模型的復(fù)雜性并且還使得對(duì)更長(zhǎng)測(cè)試駕駛循環(huán)的仿真的計(jì)算強(qiáng)度更大了。因此，意圖努力實(shí)現(xiàn)合理的高精確度的結(jié)果并同時(shí)保持模型更為簡(jiǎn)單。牢記這些參數(shù)，對(duì)圖2中所示的示例性變矩器48的幾何體的離散化進(jìn)行以下考慮。

變矩器48的幾何體被視為軸對(duì)稱。沿著徑向方向開始于變矩器48的軸線分割該結(jié)構(gòu)。加入滑移期間從變矩器48的離合器摩擦表面與蓋之間的摩擦力產(chǎn)生的能量(hf)作為蓋的部分經(jīng)歷摩擦的熱量。變矩器48的蓋上的此發(fā)熱部分集總作為單一熱質(zhì)量，并且在圖2中示為第二區(qū)域52。這使得能夠跟蹤變矩器48的離合器的平均溫度。如果第二區(qū)域52內(nèi)希望有更高分辨率的溫度，那么可依據(jù)所需要求進(jìn)行進(jìn)一步分段。

可以由以下方程1計(jì)算從摩擦力產(chǎn)生的能量(hf)。

hf＝tf*ωf1)

參考方程1)，hf是摩擦熱量，tf是變矩器48的離合器摩擦轉(zhuǎn)矩，且ωf是變矩器48的離合器旋轉(zhuǎn)滑移速度。

假設(shè)摩擦發(fā)熱在整個(gè)摩擦區(qū)域中是均勻的。可考慮徑向變化的熱分布連同發(fā)熱部分的更細(xì)離散化。

假設(shè)每一個(gè)區(qū)段的熱質(zhì)量集中在其平均有效半徑處。依據(jù)以下方程2計(jì)算平均有效半徑。

參考方程2)，reff是平均有效半徑，m是質(zhì)量，且r是半徑。兩個(gè)鄰接區(qū)段之間的熱量流動(dòng)路徑的長(zhǎng)度是該兩個(gè)區(qū)段的質(zhì)心之間的區(qū)段部分長(zhǎng)度的和。

第一區(qū)域50集總為單一熱質(zhì)量。該結(jié)構(gòu)在該結(jié)構(gòu)中的接頭和/或不同材料之間的過(guò)渡點(diǎn)處分割。圖2中所示的第三區(qū)域54是歸因于接頭的分割的結(jié)果。在這些界面處提供接觸熱阻。

區(qū)段的質(zhì)心設(shè)計(jì)成位于溫度測(cè)量位置處。因此，溫度測(cè)量點(diǎn)的位置還確定幾何體的分割。圖2中所示的第四區(qū)域56提供此溫度測(cè)量位置。第五區(qū)域58集總為單一熱質(zhì)量。

如上所述，摩擦材料集總為單一熱質(zhì)量59。壓力板還以與變矩器48的蓋類似的方式分割。直接與摩擦材料接觸的部分集總為一個(gè)熱質(zhì)量60。外部部分62和內(nèi)部部分64集總為單一熱質(zhì)量。

在變矩器48的整個(gè)離散化中，畢奧數(shù)值滿足小于或等于0.1，這是集總系統(tǒng)表示的精確度的廣泛接受準(zhǔn)則?？梢杂梢韵路匠?計(jì)算畢奧數(shù)值。

畢奧數(shù)＝hl/k3)

參考方程3，h是對(duì)流熱傳遞系數(shù)，l是主體的特征長(zhǎng)度，且k是材料的導(dǎo)熱率。

溫度模型使用變矩器48的每個(gè)離散區(qū)域的先前溫度值以評(píng)估該離散區(qū)域在測(cè)試駕駛循環(huán)期間的后續(xù)時(shí)間的溫度。因此，為了使得能夠?qū)γ總€(gè)離散區(qū)域進(jìn)行第一次溫度評(píng)估，必須限定變矩器48的每個(gè)離散區(qū)域的初始溫度值并將其保存在計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器中。

一旦全部操作參數(shù)的值已經(jīng)從駕駛仿真模型中輸出并且保存在計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器中，且限定變矩器48的離散區(qū)域的全部必要信息已經(jīng)輸入至計(jì)算機(jī)中，計(jì)算機(jī)接著利用溫度模型評(píng)估變矩器48的多個(gè)離散區(qū)域中的每一個(gè)的溫度。如上所述，評(píng)估變矩器48的離散區(qū)域的溫度通常是由圖1中所示的方框26所指示。該溫度模型使用測(cè)試駕駛循環(huán)的預(yù)限定時(shí)間段期間的多個(gè)車輛操作參數(shù)的評(píng)估值以評(píng)估變矩器48的每個(gè)離散區(qū)域在測(cè)試駕駛循環(huán)的預(yù)限定時(shí)間段期間的不同時(shí)間的溫度。測(cè)試駕駛循環(huán)的預(yù)限定時(shí)間段期間由溫度模型輸出的變矩器48的離合器的每個(gè)離散區(qū)域的估計(jì)溫度可以保存在計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器中。

利用溫度模型評(píng)估變矩器48的多個(gè)離散區(qū)域中的每一個(gè)的溫度包括計(jì)算循環(huán)通過(guò)每個(gè)相應(yīng)離散區(qū)域的流體的體積。每個(gè)離散區(qū)域的流體的體積用于計(jì)算歸因于該相應(yīng)離散區(qū)域中并且循環(huán)通過(guò)該相應(yīng)離散區(qū)域的流體的每個(gè)離散區(qū)域的熱質(zhì)量。

通過(guò)計(jì)算每個(gè)相應(yīng)離散區(qū)域中歸因于測(cè)試駕駛循環(huán)期間一定體積的流體循環(huán)通過(guò)每個(gè)相應(yīng)離散區(qū)域所產(chǎn)生的隨時(shí)間的溫度變化與測(cè)試駕駛循環(huán)期間每個(gè)相應(yīng)離散區(qū)域中的固體質(zhì)量隨時(shí)間的溫度變化的和來(lái)評(píng)估變矩器48的多個(gè)離散區(qū)域中的每一個(gè)的溫度。

計(jì)算每個(gè)相應(yīng)離散區(qū)域中歸因于一定體積的流體循環(huán)通過(guò)每個(gè)相應(yīng)離散區(qū)域所產(chǎn)生的隨時(shí)間的溫度變化包括針對(duì)變矩器48的每個(gè)離散區(qū)域求解方程4。方程4是體積流體能量平衡方程并且提供在下文。

參考方程4，限定為隨時(shí)間變化的溫度變化，hin限定為輸入離散區(qū)域的熱焓，限定為進(jìn)入離散區(qū)域的流體隨時(shí)間的質(zhì)量變化，hout限定為輸出離散區(qū)域的熱焓，限定為離開離散區(qū)域的流體隨時(shí)間的質(zhì)量變化，h限定為離散區(qū)域的熱焓，限定為隨時(shí)間的熱量變化，h是每個(gè)離散區(qū)域的壁熱傳遞系數(shù)，a是離散區(qū)域的壁的面積，t限定為流體的當(dāng)前溫度，ti限定為先前時(shí)間的流體溫度，限定為隨時(shí)間變化的壓力變化，ρ是流體的密度，cp限定為流體的比熱，v是離散區(qū)域中的流體體積，vout限定為離開離散區(qū)域的流體體積，且vin限定為進(jìn)入離散區(qū)域的流體體積。

計(jì)算每個(gè)相應(yīng)離散區(qū)域中的固體質(zhì)量隨時(shí)間的溫度變化包括針對(duì)變矩器48的每個(gè)離散區(qū)域求解方程4。方程5是質(zhì)量能量平衡方程并且提供在下文。

參考公式5，m限定為固體質(zhì)量，cp限定為離散區(qū)域中的固體材料的比熱，限定為隨時(shí)間變化的溫度變化，限定為隨時(shí)間累加的熱量變化，h限定為每個(gè)離散區(qū)域的壁熱傳遞系數(shù)，a限定為離散區(qū)域的壁的面積，t限定為流體的當(dāng)前溫度，ti限定為先前時(shí)間的流體溫度，k限定為離散區(qū)域中的固體質(zhì)量的導(dǎo)熱率，l限定為離散區(qū)域中的固體質(zhì)量的長(zhǎng)度，σ限定為斯特藩-玻爾茲曼常數(shù)(5.67*10^-8w/m²/k⁴)，ε限定為離散區(qū)域的固體質(zhì)量的輻射發(fā)射率，且ta限定為空氣溫度。

為了確定進(jìn)出每個(gè)相應(yīng)離散區(qū)域的熱量，進(jìn)出鄰接離散區(qū)域的熱量也必須是已知的。因此，利用溫度模型評(píng)估變矩器48的多個(gè)離散區(qū)域中的相應(yīng)離散區(qū)域在測(cè)試駕駛循環(huán)的預(yù)限定時(shí)間段期間的相應(yīng)時(shí)間的溫度包括使用變矩器48的多個(gè)離散區(qū)域中的至少另一個(gè)的溫度來(lái)評(píng)估變矩器48的相應(yīng)離散區(qū)域在測(cè)試駕駛循環(huán)的預(yù)限定時(shí)間段期間的該相應(yīng)時(shí)間的溫度。例如，第二區(qū)域52在具體時(shí)間的溫度是通過(guò)第一區(qū)域50和第三區(qū)域54在該具體時(shí)間的溫度來(lái)實(shí)現(xiàn)并且取決于該溫度。

評(píng)估每個(gè)離散區(qū)域的溫度的程序是在測(cè)試駕駛循環(huán)期間的幾個(gè)相異時(shí)間執(zhí)行的正進(jìn)行、連續(xù)程序。因此，計(jì)算機(jī)以每個(gè)時(shí)間增量連續(xù)重新限定變矩器48的每個(gè)離散區(qū)域在駕駛測(cè)試循環(huán)的預(yù)限定時(shí)間段期間的溫度，并且接著使用該重新限定的溫度來(lái)評(píng)估下一個(gè)時(shí)間增量的溫度值。此程序繼續(xù)持續(xù)駕駛測(cè)試循環(huán)的持續(xù)時(shí)間。時(shí)間增量可以盡可能小以正確地評(píng)估對(duì)變矩器48的熱效應(yīng)。

一旦已經(jīng)從溫度模型中輸出不同離散區(qū)域的溫度值，接著可以比較變矩器48的每個(gè)離散區(qū)域在測(cè)試駕駛循環(huán)期間的預(yù)限定時(shí)間段期間的估計(jì)溫度與閾值溫度值。比較變矩器48的每個(gè)離散區(qū)域的估計(jì)溫度與閾值溫度值通常是由圖1中所示的方框30所指示。閾值溫度值是變速器流體不應(yīng)超過(guò)的臨界溫度以確保變速器流體的繼續(xù)、正確操作且不降解。因而，如果一個(gè)或多個(gè)離散區(qū)域的溫度上升至閾值溫度值以上，那么變速器流體可由于高熱量而降解，且變速器流體的使用壽命可縮短?？梢员容^每個(gè)離散區(qū)域在測(cè)試駕駛循環(huán)期間全部時(shí)間的溫度與閾值溫度值以確定變矩器48的任何離散區(qū)域在測(cè)試駕駛循環(huán)的預(yù)限定時(shí)間段期間的任何時(shí)間的溫度是否大于閾值溫度值。

可以任何合適方式(諸如通過(guò)視覺檢查或由計(jì)算機(jī)自動(dòng)地)比較來(lái)自溫度模型的輸出溫度評(píng)估與閾值溫度值。如果計(jì)算機(jī)比較溫度估計(jì)與閾值溫度值，那么計(jì)算機(jī)可以將保存在計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器中的指示器值的狀態(tài)改變?yōu)榈谝粻顟B(tài)。當(dāng)變矩器48的全部離散區(qū)域在測(cè)試駕駛循環(huán)的預(yù)限定時(shí)間段期間的任何時(shí)間的溫度不大于閾值溫度值時(shí)，使用第一狀態(tài)指示正評(píng)估。當(dāng)變矩器48的任何離散區(qū)域在測(cè)試駕駛循環(huán)的預(yù)限定時(shí)間段期間的任何時(shí)間的溫度等于或大于閾值溫度值時(shí)，計(jì)算機(jī)可以將指示器值的狀態(tài)改變?yōu)榈诙顟B(tài)以指示負(fù)評(píng)估。指示器值可以包括存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器中并且用于指示評(píng)估程序的結(jié)果的值。指示器值可以鏈接至指示裝置和/或由指示裝置參考，該指示器值諸如用于向執(zhí)行評(píng)估程序的技術(shù)人員傳達(dá)該程序的結(jié)果的警報(bào)、視覺信號(hào)、屏幕輸出等。

上述評(píng)估程序的結(jié)果向設(shè)計(jì)者提供有用反饋，允許設(shè)計(jì)者仿真設(shè)計(jì)變化在變矩器48或離合器滑移速度校準(zhǔn)設(shè)置中的影響，而無(wú)需為每個(gè)設(shè)計(jì)變化建立物理原型。此評(píng)估程序提高設(shè)計(jì)程序的效率。另外，評(píng)估程序允許易于調(diào)整和/或修改離合器滑移速度校準(zhǔn)設(shè)置直至決定最優(yōu)限定為止。如眾所周知，最終離合器滑移速度校準(zhǔn)設(shè)置保存在車輛的變速器控制模塊中，并且由變速器控制模塊使用來(lái)控制變矩器48的離合器在車輛操作期間的操作。因此，上述程序提供用于離合器滑移速度校準(zhǔn)設(shè)置的最優(yōu)值的改進(jìn)程序。

通過(guò)輪轂處的蓋、壓力板、渦輪、葉輪等之間的對(duì)流的熱傳遞可以忽略不計(jì)?？梢詮淖匀坏匕鼑诤凶詣?dòng)變速器流體(atf)的固體結(jié)構(gòu)內(nèi)的區(qū)域的體積來(lái)計(jì)算流體體積。進(jìn)行流體域的分割以促進(jìn)往返于周圍固體的正確熱傳遞。假設(shè)每個(gè)流體體積是均勻混合的控制體積。參考圖3，摩擦墊與蓋之間的流體集總為單一體積70。而位于變矩器48的釋放側(cè)上的流體體積集總為單一流體體積72。類似地，施用側(cè)上的流體體積集總為單一體積74。流體域的上述分割以合理的精確度來(lái)模型化熱傳遞。

當(dāng)這些特征存在于離合器摩擦墊中時(shí)可使用管道元件模型化另外的流動(dòng)路徑以表示通過(guò)凹槽的流量。從釋放側(cè)至施用側(cè)(且反之亦然)的流體流可以由用作該流動(dòng)的邊界條件的這些區(qū)域中的壓力差來(lái)確定。可以假設(shè)流動(dòng)為層流。參考圖4，流體通過(guò)狹窄通道從釋放側(cè)流至施用側(cè)所面臨的阻力可以通過(guò)表示通道的入口和出口的橫截面面積的孔口(圖4中的76、78、80、84)來(lái)模型化。第一孔口模型化釋放側(cè)上的流動(dòng)入口，并且通常示為76。第二孔口表示流動(dòng)入口，并且通常示為78。第三孔口表示用于釋放流體的摩擦區(qū)域之間的通道的流動(dòng)出口，并且通常示為80。第四孔口表示施用側(cè)上的流動(dòng)入口，并且通常示為84。

通過(guò)孔口的質(zhì)量流速是由以下方程6限定。

參考方程6，是通過(guò)孔口的質(zhì)量流速，cq是流動(dòng)排放系數(shù)，a是橫截面流動(dòng)面積，ρ是流體密度，且δp是孔口中的壓力差。

流過(guò)流體體積vr和vf的通道的流動(dòng)阻力模型化為環(huán)狀管。使用旋轉(zhuǎn)管道元件增加離心效應(yīng)。流過(guò)的流動(dòng)阻力va忽略不計(jì)?？梢詮囊韵路匠?計(jì)算通過(guò)環(huán)狀管的流量。

參考方程7，q是通過(guò)管道的體積流速，do是環(huán)的外徑，di是環(huán)的內(nèi)徑，l是管道部分的長(zhǎng)度，v是流體運(yùn)動(dòng)粘度，ρ是流體密度，且δp是管道部分中的壓力差。

可以從以下方程8中計(jì)算引起離心效應(yīng)的平均流體粘度。

參考方程8，ω是轉(zhuǎn)速，ρ是流體密度，r1是旋轉(zhuǎn)部分的內(nèi)徑，r2是旋轉(zhuǎn)部分的外徑，d是管道橫截面的液壓直徑，l是管道部分的長(zhǎng)度，ρ是流體密度，且v是流體的運(yùn)動(dòng)粘度。

流體體積vf在變矩器48的離合器施用/釋放期間變化。這在變矩器48的離合器施用或釋放時(shí)被實(shí)施為最大體積與最小體積之間的線性變化。在變矩器48的離合器的完全施用時(shí)，最小體積指定表示摩擦材料的孔隙率，且孔口大小減小以將流量折回通過(guò)多孔材料，該流量的實(shí)際值獲自測(cè)試數(shù)據(jù)。

全部蓋區(qū)段具有傳導(dǎo)、對(duì)流和輻射形式的熱傳遞。當(dāng)施用變矩器48的離合器時(shí)，摩擦材料與流體進(jìn)行對(duì)流熱傳遞、與壓力板進(jìn)行傳導(dǎo)熱傳遞，且與蓋進(jìn)行傳導(dǎo)熱傳遞。另外，壓力板具有對(duì)流熱傳遞至流體。以下使用方程9)模型化具有接觸熱阻的兩種材料之間的傳導(dǎo)。

參考方程9，是通過(guò)傳導(dǎo)傳遞的熱量，l1是從區(qū)段1的幾何中心至與區(qū)段2的界面的距離，l2是從區(qū)段2的幾何中心至與區(qū)段1的界面的距離，a是其中發(fā)生傳導(dǎo)的橫截面面積，r是接觸熱阻，t1是區(qū)段1的溫度，且t2是區(qū)段2的溫度。

可以從以下方程10)模型化對(duì)流熱交換。

參考方程10)，是通過(guò)對(duì)流傳遞的熱量，a是其中發(fā)生對(duì)流的表面面積，tf是流體溫度，且ts是區(qū)段的溫度。

可以從以下方程11)模型化輻射熱交換。

參考方程11)，是通過(guò)輻射傳遞的熱量，a是其中發(fā)生輻射的表面面積，σ是斯特藩-玻爾茲曼常數(shù)(＝5.67*10^-8w/m²/k⁴)，ε是表面的發(fā)射因子，ta是空氣溫度，且ts是區(qū)段的溫度。

從cad幾何體評(píng)估對(duì)流和輻射熱傳遞的表面面積。被變速器流體浸潤(rùn)的區(qū)段的表面被視為用于對(duì)流熱傳遞區(qū)域，而暴露于空氣的表面被視為用于輻射熱傳遞區(qū)域。將變矩器48的液壓耦合中損耗的能量加入至流體體積va?？梢杂梢韵路匠?2模型化來(lái)自變矩器48的效率的動(dòng)力損耗。

參考方程12)，是通過(guò)輻射傳遞的熱量，ωt是轉(zhuǎn)速，且tt是變矩器48的葉輪上的水力轉(zhuǎn)矩。

詳述和圖式或圖支持并且描述本公開，但是本公開的范圍僅僅是由權(quán)利要求書限定。雖然已詳細(xì)描述了用于實(shí)行所述教導(dǎo)的某些最佳模式和其它實(shí)施例，但是也存在用于實(shí)踐隨附權(quán)利要求書中限定的本公開的各種替代設(shè)計(jì)和實(shí)施例。