CN103261724B - 摩擦离合器 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种汽车中的摩擦离合器，其具有离合器壳(210)、至少一个设置在离合器壳(210)上以冷却离合器壳的进气通道(130)、至少一个设置在离合器壳上的出气通道(140)、以及至少一个温度传感器(120)。本发明还提出了一种用于求出摩擦离合器的离合器温度的方法。

Description

摩擦离合器
技术领域
本发明涉及一种汽车中的摩擦离合器和一种用于测定汽车中摩擦离合器的离合器温度的方法，尤其涉及离合器壳空气冷却。
背景技术
汽车中的摩擦离合器通常具有离合器壳。在具有干式摩擦离合器和主动冷却的变速器中，离合器壳内的壳空气温度不能利用目前的离合器温度模型被在线地(也即在汽车中)足够精确地计算。因此，有必要应用温度传感器，由此优化离合器温度模型。
离合器温度模型提供为离合器保护策略所用的信号。离合器保护策略保护离合器防止过热，且由此防止产生在更高温度时出现的效应，例如衰减、热冲击等。由于产生的摩擦功率，离合器从动盘、离合器盘以及离合器的其他构件如盘形弹簧、复位系统、轴承等受热。此外，这些受热部件在壳空气(离合器壳中的空气)中冷却。壳空气又在向发动机、发动机舱以及变速器的方向上具有传热路径，如图1所示。
目前，壳空气温度的确定可按照不同方式执行：
1)无主动冷却的离合器壳内的壳空气温度传感器，其例如公开在DE4100091A1中；
2)具有主动通风的离合器壳外的外壁上的温度传感器，其例如公开在DE102009044385A1中；
3)在无主动冷却的系统中，根据汽车、发动机、变速器以及离合器自身的摩擦功率和传热性而计算的壳空气温度。
已知的现有技术无法在汽车中进行在线流动模拟，因为对此需要过高的计算能力。各方案存在的缺点如下：
1)没有主动冷却，离合器可使用性及因此汽车可使用性受到热方面限制或者说离合器热负荷过载，这就缩短了使用寿命；
2)利用壳外壁上的温度传感器，无法足够精确地判断壳空气温度的值，因为在壳的外壁上测定的温度与壳铸件的容积、发动机舱内的热流动以及壳空气有关。这导致离合器模块的精度差，它限制了汽车的行驶性能或可使用性，或者使离合器过热或受损；
3)具有主动冷却的壳空气温度的计算与提高的计算复杂性相关联，这就需要提高计算能力。由于复杂性的提高，需要相当多的输入信号，这些输入信号降低了模块的精度，从而限制汽车的行驶性能或可使用性，或者会导致离合器过热或受损。
发明内容
因此，本发明的任务在于，在使用主动壳空气冷却时，借助于离合器温度模型以更高的精度求出离合器温度。
该任务通过一种汽车中的摩擦离合器以及一种用于测定汽车中摩擦离合器的离合器温度的方法解决。
根据本发明，提出了一种汽车中的摩擦离合器，具有离合器壳、至少一个设置在离合器壳上的进气通道、至少一个设置在离合器壳上的出气通道、以及至少一个温度传感器，其中，沿着离合器壳的圆周，从进气通道出发，在由进气通道已输入的空气的流动方向上，温度传感器设置在离合器壳内在90度至360度、尤其是180度至360度的角度范围中，或者温度传感器设置在出气通道中。因此，就能以有利的方式求出离合器壳内的温度。
在一优选实施方式中，进气通道和/或出气通道基本上在圆周方向上与离合器壳成切向地或与离合器壳的切线成预定角度地设置。在此情况下，出于优化的空气动力学的原因，将预定角度选择得小些，例如在0度至45度之间，在特别优选的实施方式中，选择为在0度至25度之间。
在另一优选实施方式中，进气通道和/或出气通道的端部伸入离合器壳内。
在又一优选实施方式中，通道端部具有弯曲，和/或通道端部在端部区域中具有导向叶片、例如涡轮叶片，这样就使得端部在空气动力学上最佳化。
在再一优选实施方式中，所述端部与离合器壳齐平地终止。
在还一优选实施方式中，这样规定，设置在离合器壳内的温度传感器通过一间隔装置和/或一热绝缘、例如一陶瓷绝缘体与离合器壳壁隔开间距，这样温度传感器测量壳空气的温度。
在另一优选实施方式中，这样规定，由进气通道输送的空气相对于汽车的周围空气被冷却，这借助于与空调机和/或汽车冷却装置和/或发动机冷却装置和/或低温回路的耦合实现。
在又一优选实施方式中，这样规定，由进气通道输送的空气相对于汽车的周围空气被加热，这借助于与汽车加热装置的耦合实现。
根据本发明，还提出了一种用于测定汽车中摩擦离合器的离合器温度的方法，其中，摩擦离合器按照上述结构实现。本发明的方法规定了，借助于考虑至少一个温度传感器的值的离合器温度模型，求出离合器温度、以及借助于求出的离合器温度进行主动冷却的控制。
在方法的一优选实施方式中，这样规定，在发生传感器故障时，或者利用另一功能良好的温度传感器继续运作该方法，或者使主动冷却持久运行，在这种情况下，借助于一离合器温度模型进行离合器温度的求出，该离合器温度模型不考虑主动冷却。
在方法的另一优选实施方式中，这样规定，借助于变速器控制装置或发动机控制装置进行主动冷却的控制。
本发明的摩擦离合器及方法具有如下优点：
a)避免计算能力过高或计算能力无法利用；
b)避免汽车可使用性因离合器保护策略过于锐敏而受到限制；
c)防止因模型精度不足而使离合器受损。
附图说明
本发明的其他优点和有利构型由附图及其说明阐明。
图2示意性示出了本发明的摩擦离合器。
具体实施方式
为了在使用主动的壳空气冷却100时确定离合器温度，在壳空气容积150内设置一个温度传感器120。附图标记120不仅表示所述温度传感器，而且也表示其位置。图2中示范性地给出了一些位置。特别合乎目的的传感器位置120可根据对离合器或离合器壳内的流动情况的检测来确定。由进气通道130观察，在通过进气通道130输送的空气的流动方向270上，有利的传感器位置120是90度(标号265)至360度(标号250)之间的角度区域，尤其是180度(标号260)至360度(标号250)之间的角度区域，或者温度传感器120布置在出气通道140中。因此，有利的测量位置一般拟定为，离合器壳内部空气150还未混入新鲜空气160，也即不处于混入的外部空气160的直接流中。因此，180度至360度的角度区域较之90度至360度的角度区域的优点在于，新鲜空气160与离合器壳内部空气150的切实的混合已被较强地进行。此外，进气通道130和出气通道140也在空气动力学上被优化。如图2所示，这例如这样实现，即，通过径向伸入离合器或离合器壳内的通道端部300、通过伸入离合器内的端部300的弯曲、通过通道端部300的区域中或离合器中的导向叶片、例如涡轮叶片或者通过这些手段的组合。端部300与离合器壳之间齐平的闭合也是有利的。进气通道130和/或出气通道140基本上(尤其是在通入离合器壳的区域中)在与离合器壳相切的圆周方向上或与离合器壳210的切线成一预定角地设置。在此，由于使空气动力学最佳的原因，可将所述预定角选择得小些，例如在0至25度之间。
在传感器发生故障的情况下，原则上有两种解决方案。一方面，可设置一个第二传感器用于控制或作为替换，且所述方法借助于第二传感器运行。另一方面，在传感器故障时可这样规定，即，利用传统的离合器温度模型持久地运行主动冷却100的通风机(也即假定不存在主动冷却)，以便求出温度。
主动冷却100的控制(所述主动冷却在优选实施方式中作为通风实施)可通过变速器控制装置或发动机控制装置进行。借助于变速器控制装置进行控制的优点在于，主动冷却100可对所测定的离合器温度的信号直接产生反应。
主动冷却100可以对于使用壳空气温度传感器120和优化的温度模型以不同方式实现，而与是否利用通风机、通过流过进气通道130的压力空气或籍由抽吸(例如通过出气通道140的真空)产生附加冷却无关。也存在冷却流动空气160的可能性，例如借助于与空调机耦合、或与汽车或发动机冷却装置例如低温回路耦合。同样，也可将上述方案组合起来。同样地，可以例如通过与汽车加热装置耦合来加热流动空气160。
这一结构的特征在于合理设置的壳空气温度传感器120的测量部位以及与离合器温度模型的适配。温度传感器120并不直接在变速器壳体壁或离合器壳的壳体壁上测量温度，而是测量纯壳空气温度，这就要求与钟罩铸件保持一定间距或隔绝，例如在钟罩铸件与传感器120之间设置陶瓷隔绝体。传感装置的电线敷设可延伸穿过现有的致动器穿通导送装置(例如在杠杆致动器时)或通过另一个传感器输送通道。
带有在离合器壳内的空气温度传感器的主动冷却的离合器导致离合器冷却性能和离合器温度模型的精度的改善。无壳空气温度传感器和主动冷却的离合器系统可能会导致汽车可使用性的降低或导致离合器的热负荷过载，因为有很多要识别的参数，由此复杂性不再能应对。流动特性的在线求出的使用和壳空气温度的由此求出的值需要过高的计算能力。壳空气温度传感器的测量位置必须依照在离合器壳中的空气动力学给定条件的评判确定。推荐的可行的测量点是在加热的空气的排出结构中，在此不论是接通主动冷却还是断开主动冷却，空气动力学性能都不会产生太大的变化(例如，死水区域)。主动冷却可或者通过电动机控制装置或变速器控制装置操纵。在传感器故障时还可采取多种不同的方案：无主动冷却的传统计算，其中主动冷却外于运行中；或采用第二壳空气温度传感器。传感器不应直接测量铸件温度，因为这会导致所测铸件料温度不准。传感器的电线敷设可通过离合器致动机构实现。
附图标记表
100主动冷却
120温度传感器的有利位置
130进气通道
140出气通道
150离合器壳空气
160冷却空气/新鲜空气
170热空气
200离合器的旋转方向
210离合器壳
250角度0度或360度
260角度180度
265角度90度
270由进气通道输送的空气的流动方向
300通道端部

Claims (9)

1.一种汽车中的摩擦离合器，具有离合器壳(210)、至少一个设置在离合器壳(210)上的进气通道(130)、至少一个设置在离合器壳(210)上的出气通道(140)、以及至少一个温度传感器(120)，其特征在于，沿着离合器壳的圆周，从进气通道(130)出发(250)，在由进气通道(130)已送入的空气的流动方向(270)上，温度传感器(120)被设置在离合器壳(210)内在一个90度(265)至360度(250)的角度区域中，或者温度传感器(120)设置在出气通道(140)中。
2.如权利要求1所述的摩擦离合器，其特征在于，进气通道(130)和/或出气通道(140)基本上在圆周方向上与离合器壳(210)成切向地或与离合器壳(210)的切线成预定角度地设置。
3.如权利要求1所述的摩擦离合器，其特征在于，进气通道(130)和/或出气通道(140)的端部(300)伸入离合器壳(210)内或与离合器壳齐平地终止。
4.如权利要求1-3之一所述的摩擦离合器，其特征在于，通道端部(300)具有曲率，和/或通道端部(300)在端部(300)的区域内具有导向叶片，使得所述端部在空气动力学上最佳化。
5.如权利要求1-3之一所述的摩擦离合器，其特征在于，设置在离合器壳(210)内的温度传感器(120)通过一间隔装置和/或一热绝缘与离合器壳壁隔开间距，使得温度传感器(120)测量壳空气(150)的温度。
6.如权利要求1-3之一所述的摩擦离合器，其特征在于，由进气通道(130)输送的空气相对于汽车的周围空气被冷却和/或加热，这借助于所述进气通道(130)与空调机和/或汽车冷却装置和/或发动机冷却装置和/或低温回路和/或汽车加热装置的耦合实现。
7.一种用于测定汽车中摩擦离合器的离合器温度的方法，其中，摩擦离合器根据前述权利要求之一构造，其特征在于，借助于考虑所述至少一个温度传感器(120)的值的离合器温度模型，求出离合器温度，以及借助于求出的离合器温度进行主动冷却(100)的控制。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，在传感器故障时，或者借助另一个功能良好的温度传感器(120)继续执行所述方法，或者使主动冷却(100)持久地运行，在这种情况下，借助于一离合器温度模型进行离合器温度的求出，该离合器温度模型不考虑主动冷却。
9.如权利要求7或8所述的方法，其特征在于，借助于变速器控制装置或发动机控制装置进行主动冷却(100)的控制。
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