CN106062406B - 离合器温度的确定 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及混合驱动装置，其包括第一驱动器和第二驱动器，第一驱动器借助离合器与轴联接，第二驱动器与轴刚性联接。用于确定离合器的温度的方法包括以下步骤：确定离合器的温度；确定离合器壳体的温度；确定离合器与离合器壳体之间的温度差；确定离合器与离合器壳体之间的热导率，其中，热导率依赖于第一驱动器的转速和第二驱动器的转速来确定；基于热导率与温度差的积来确定离合器与离合器壳体之间的热流；以及基于所确定的热流来改动所确定的离合器温度。

Description

离合器温度的确定
技术领域
本发明涉及确定离合器的温度。本发明尤其是涉及确定用于混合驱动装置的离合器的温度。
背景技术
在尤其是搭载于机动车辆上的驱动系中的离合器被设定成用于借助摩擦锁合(Reibschluss)或静摩擦锁合(Haftreibschluss)在驱动马达与后续的部件、尤其是变速器之间传递扭矩。离合器的温度决定性地依赖于通过离合器传递了怎样的扭矩以及在离合器的输入侧和输出侧之间的滑差有多大。由于两侧通常相对于离合器壳体以能转动的方式布置，因而难以直接测量离合器的温度。尽管如此，为了可以提供有关离合器温度过度的警告，因此频繁地尝试基于其他测量值来确定离合器温度。
DE 10 2005 061080 A1示出了一种用于基于外部测量值来判定离合器状态的方法和设备。
在混合驱动装置中，第一和第二驱动器与轴联接，该轴提供用于驱动系的扭矩。在不同的运行状态中，第一驱动器、第二驱动器或者两个驱动器将扭矩供给到轴。此时，会产生以下状况：离合器温度的以计算方式的确定只会很差地遵循实际情况。
发明内容
因此，本发明的任务是提供一种用于确定用于混合驱动装置的离合器的温度的经改善的技术。
混合驱动装置包括第一驱动器和第二驱动器，第一驱动器借助离合器与轴联接，第二驱动器与轴刚性联接。
根据本发明的用于确定离合器的温度的方法包括以下步骤：确定离合器的温度；确定离合器壳体的温度；确定离合器与离合器壳体之间的温度差；确定离合器与离合器壳体之间的热导率，其中，热导率依赖于第一驱动器的转速和第二驱动器的转速来确定；基于热导率与温度差的积来确定离合器与离合器壳体之间的热流；基于所确定的热流来改动所确定的离合器温度。
有利的是可以考虑到在通过第二驱动器驱动轴时，离合器相对于离合器壳体运动并且因此能够实现经改善的热传递。与仅考虑第一驱动器的转速的公知的做法相比，可以经改善地考虑尤其是在仅有第二驱动器运行时冷却离合器。因此，离合器的温度能够以经改善的精度来确定。由此，可以经改善地控制离合器的热调节。
在第一变型方案中，热导率借助基于两个驱动器的转速的特性曲线族来确定。例如，在二维特性曲线族中可以总结关于两个驱动器的转速的影响的经验值。由此，可以快速且以很少的耗费来确定热导率。
在另一个变型方案中，如果第一驱动器在运行，则热导率基于第一驱动器的转速来确定，否则就基于第二驱动器的转速来确定。该做法尤其是当存在混合驱动装置的如下优选实施方式时是有利的，在该优选实施方式中，第一驱动器包括内燃机，而第二驱动器包括电机。因此，第一或第二驱动器的转速对热导率的影响的模型化可以简化地实现。
在一个实施方式中确定的是，如果第一驱动器的转速大于预定值，则第一驱动器在运行。该预定值通常在第一驱动器的空转转速之下。由此可以确保的是，当第一驱动器停止或者可以被视为停止时，热导率的确定可靠地在第一和第二驱动器的转速之间转换。因此，第一驱动器的停止过程或者启动过程可以经改善地予以考虑。
优选的是，该方法被多次执行，以便持续地确定离合器的温度。此时，可以考虑能够允许离合器的温度升高的离合器中的能量馈入。离合器温度的初始确定可以例如基于估计来进行，尤其是基于离合器壳体的温度来进行。
在另一个实施方式中，如果所确定的改动的离合器温度超过预定阈值，则发出信号。该信号可以基于离合器温度的经改善的确定以经改善的可靠性提供。尤其可以避免虽然离合器温度已经下降到阈值之下，但是该信号错误地被发出。相反，当实际的离合器温度已经超过阈值时，还可以防止未发出信号。由此，混合驱动装置可以经改善地得到保障。
优选的是，在离合器与离合器壳体之间的介质是气态的。在此尤其谈论的是干式离合器。介质的特性以及必要时不变的、由离合器的结构形式确定的、在热流的确定中可能会引入的参数可以使通过常数模型化的。
在另一个实施方式中，离合器是双离合器的一部分。双离合器可以通向双离合器变速器，该双离合器变速器具有两个输入轴，其中一个输入轴与第二驱动器牢固联接。另一个输入轴可以借助第二离合器与第一驱动器联接。变速器的两个输入轴可以作用于一个共同的输出轴，该输出轴提供例如用于驱动机动车辆的扭矩。
因此，本方法可以在具有双离合器变速器的先进的混合驱动装置上经改善地被使用。通过本方法，可以实现对混合驱动装置、变速器或者借助第一驱动器或者甚至第二驱动器的驱动装置之间的过渡的经改善的控制。
根据本发明的计算机程序产品包括程序代码机构，用于当计算机程序产品在处理装置上被实施或者被存储在计算机可读取的数据载体上时执行所描述的方法。
用于确定用于混合驱动装置的上述离合器的温度的设备包括：用于确定离合器的温度的装置、用于确定离合器壳体的温度的装置、用于确定第一驱动器的转速的装置、用于确定第二驱动器的转速的装置以及处理装置。此时，处理装置被设定成用于确定离合器与离合器壳体之间的温度差；依赖于第一驱动器的转速和第二驱动器的转速来确定离合器与离合器壳体之间的热导率；基于热导率与温度差的积来确定离合器与离合器壳体之间的热流；以及基于所确定的热流来改动所确定的离合器温度。
附图说明
现在针对附图更详细地描述本发明，在附图中：
图1示出用于确定用于机动车辆的混合驱动装置上的离合器温度的设备的示意图；
图2示出用于确定离合器温度的方法的流程图；
图3示出在转速与在离合器和离合器壳体之间的热导率之间的例示性的关联；以及
图4示出图1的混合驱动装置上的进行冷却的离合器的例示性的温度图表。
具体实施方式
图1示出尤其是用于机动车辆的驱动系100。驱动系100包括混合驱动装置105，该混合驱动装置具有第一驱动器110、第二驱动器115和离合器120，该离合器具有离合器壳体125。混合驱动装置105被设定成用于将例如可以用于驱动机动车辆的扭矩提供给轴130。
第一驱动器110通常包括尤其是根据往复活塞原理的内燃机。第二驱动器115优选包括电机。第一驱动器110借助离合器120与轴130以能分离的方式连接，而第二驱动器115与轴130刚性连接。轴130可以包括变速器135的输入轴，其中，变速器135被设定成用于使提供给轴130的扭矩合适地升高或降低。在一个实施方式中，变速器135是具有又一个另外的输入轴140的双离合器变速器，该另外的输入轴140借助另外的离合器145与第一驱动器110联接。在该情况下，离合器120和另外的离合器145优选都被离合器壳体125包围。
为了确定离合器120的温度，设置有设备150，设备150包括与多个装置连接的处理装置155。第一装置160被设定用于确定第一驱动器110的转速，并且第二装置165被设定用于确定第二驱动器115的转速。装置170用于确定离合器壳体125的温度。在一个实施方式中，处理装置155包括用于确定离合器120的温度的装置175。该装置175尤其可以是估计装置，该估计装置基于装置160至170的信息估计离合器120的温度。在另一个实施方式中，装置175与处理装置155分开被实施。优选的是，处理装置155与接口180连接，通过接口180可以接收参数，这些参数涉及离合器120的升温。这些参数尤其是可以包括离合器120的操纵程度和通过离合器120传递的扭矩。基于这样的信息可以确定离合器120中的能量馈入，从而可以基于能量馈入来改动离合器120的之前确定或估计的温度。
图2示出用于确定图1的混合驱动装置105的离合器120的温度的方法200的流程图。方法200尤其是被设定用于运行设备150的处理装置155。
在第一步骤中205，初始确定离合器120的温度。对此，可以例如基于在步骤210中所确定的离合器壳体125的温度，尤其是间接地确定或估计离合器温度。例如在混合驱动装置105的预定的静止状态阶段之后可以使离合器温度对应于离合器壳体125的温度。在一个实施方式中，借助装置175初始确定或估计出离合器温度。在接下来的步骤215中，确定离合器120于离合器壳体125的温度之间的差。
在步骤220中确定第一驱动器110的转速，并在步骤225中确定第二驱动器115的转速。这尤其是可以借助装置160或165进行。在步骤230中基于第一驱动器110的转速确定第一热导率，并在步骤235中基于第二驱动器115的转速确定第二热导率。热导率分别涉及离合器120和离合器壳体125之间的热传导。
为了选择要应用的热导率，在步骤240中检查第一驱动器110是否在运行中。对此，尤其是可以将在步骤220中所确定的转速与阈值进行比较，该阈值在第一驱动器110的空转转速之下。在另一个实施方式中，该阈值是0。如果确定第一驱动器110在运行中，则应用第一热导率，否则就应用第二热导率。
在由虚线表示的另一个实施方式中，步骤230至240由步骤245取代，其中，借助二维特性曲线族基于在步骤220和225中所确定的转速确定热导率。
热导率是介质的材料特性，该介质位于离合器120与离合器壳体125之间并且优选是气态的。然而，热导率也受介质的循环影响，该循环尤其是当离合器120相对于离合器壳体125旋转时经改善地进行。转速越高，则热导率也越好。
基于所确定的热导率，在步骤250中确定离合器120与离合器壳体125之间的热流。该确定基于所确定的热导率与所确定的温度差的积来进行。同样可以考虑另外的参数。尤其是可以考虑由离合器120和离合器壳体125的结构形式而不变地预先规定的参数。对此，可以视作该参数的是离合器120与离合器壳体125之间的间隔、离合器120或者离合器壳体125的有效交换表面积或者热容量。这些参数还可以汇总为唯一的常数并引入热导率与温度差的积中。在步骤255中则基于所确定的热流改动在步骤205中所确定的离合器120的温度。在一个实施方式中，当方法200被重新执行时，经改动的温度在步骤205中被用作用于离合器120的温度的经改善的输出值。
在步骤255中提供的经改动的离合器温度可以在步骤260中与阈值进行比较，其中，如果离合器温度在阈值之上，则可以发出信号。因此，可以提示离合器120过热。
图3示出在转速与在离合器120与离合器壳体125之间的热导率之间的例示性的关联。在水平方向上记载离合器120的转速，并在竖直方向上记载热导率。
曲线305至320涉及第一驱动器110的运行。曲线325至340涉及混合驱动装置105的运行，其中，第一驱动器110停止运行，并且借助第二驱动器115来驱动。显而易见，曲线325至340成对地与曲线350至320区分开。如果在混合驱动装置105运行时，在第一驱动器110停止时，不考虑基于第二驱动器115的运动造成的离合器120旋转，则各曲线之间的差别对应于在经改动的离合器120的温度的确定中引入的误差。
图4示出该关联。在水平方向上记载时间，而在竖直方向上记载离合器120的温度。第一曲线405涉及在没有考虑离合器旋转的情况下温度从250℃冷却到150℃时的离合器120的温度确定。该过程需要约1700秒。第二曲线410涉及根据图2的方法200在考虑转动的情况下的相同冷却，为此需要约1200秒，也就是说，比根据第一曲线405少大约500秒。第二曲线410或者根据方法200的温度确定的结果比第一曲线405的温度更接近离合器120的实际观察到的温度。两条曲线清楚表明，离合器120的转动显著参与了温度形成并且不应被忽略。
该试验基于以下边界条件：由驱动系100驱动的机动车辆的行驶仅基于第二驱动器115，其具有约10km/h的恒定速度；变速器135的温度：恒定90℃；离合器壳体125的环境温度：恒定20℃；在时间点0时的变速器壳体125的温度：100℃；第一驱动器110的转速：0；轴130的转速：恒定为1750转/分；以及第二输入轴140的转速：恒定为850转/分。
附图标记列表
100 驱动系
105 混合驱动装置
110 第一驱动器
115 第二驱动器
120 离合器
125 离合器壳体
130 轴
135 变速器
140 另外的输入轴
145 另外的离合器
150 设备
155 处理装置
160 用于确定第一驱动器的转速的装置
165 用于确定第二驱动器的转速的装置
170 用于确定离合器壳体的温度的装置
175 用于确定离合器的温度的装置
180 接口
200 方法
205 初始确定离合器温度
210 确定壳体温度
215 确定差
220 确定第一驱动器的转速
225 确定第二驱动器的转速
230 针对第一驱动器的转速确定热导率
235 针对第二驱动器的转速确定热导率
240 确定：第一驱动器在运行中？
245 基于二维特性曲线族确定热导率
250 确定热流
255 改动所确定的离合器温度
260 将离合器温度与阈值进行比较
305－320 第一驱动器在运行中的曲线
325－340 第一驱动器停止运行的曲线
405 第一曲线
410 第二曲线

Claims (11)

1.用于确定用于混合驱动装置(105)的离合器(120)的温度的方法(200)，其中，所述混合驱动装置(105)包括第一驱动器(110)和第二驱动器(115)，所述第一驱动器借助所述离合器(120)与轴(130)联接，所述第二驱动器与所述轴(130)刚性联接，并且所述方法包括以下步骤：
-确定所述离合器(120)的温度(205)；
-确定离合器壳体(125)的温度(210)；
-确定所述离合器(120)与所述离合器壳体(125)之间的温度差(215)；
-确定所述离合器(120)与所述离合器壳体(125)之间的热导率(230－245)；
-其中，所述热导率依赖于所述第一驱动器(110)的转速和所述第二驱动器(115)的转速来确定；
-基于所述热导率与所述温度差的积来确定所述离合器(120)与所述离合器壳体(125)之间的热流(250)；
-基于所确定的热流来改动所确定的离合器的温度。
2.根据权利要求1所述的方法(200)，其中，所述热导率借助基于两个驱动器的转速的特性曲线族来确定(245)。
3.根据权利要求1所述的方法(200)，其中，如果所述第一驱动器在运行中，则所述热导率基于所述第一驱动器的转速来确定(230)，否则就基于所述第二驱动器的转速来确定(235)。
4.根据权利要求2或3所述的方法(200)，其中，如果所述第一驱动器的转速大于预定值，则确定所述第一驱动器在运行中(240)。
5.根据权利要求1所述的方法(200)，其中，所述方法(200)被多次执行，以便持续地确定所述离合器(120)的温度。
6.根据权利要求1所述的方法(200)，其中，如果所确定的经改动的离合器的温度处在预定阈值之上，则发出(260)信号。
7.根据权利要求1所述的方法(200)，其中，所述离合器(120)与所述离合器壳体(125)之间的介质是气态的。
8.根据权利要求1所述的方法(200)，其中，所述离合器(120)是双离合器(120、145)的一部分。
9.具有程序代码机构的计算机装置，用于在所述计算机装置包含处理装置(155、175)，所述处理装置(155、175)用于执行根据上述权利要求中任一项所述的方法(200)。
10.权利要求9所述的计算机装置，其特征在于还包含计算机可读取的数据载体，所述数据载体用于存储程序代码，所述程序代码供所述处理装置调取以执行根据权利要求中1至8中任一项所述的方法。
11.用于确定用于混合驱动装置(105)的离合器(120)的温度的设备(150)，其中，所述混合驱动装置(105)包括第一驱动器(110)和第二驱动器(115)，所述第一驱动器借助所述离合器(120)与轴(130)联接，所述第二驱动器与所述轴(130)刚性联接，并且所述设备包括以下元件：
-用于确定所述离合器(120)的温度的装置(175)；
-用于确定离合器壳体(125)的温度的装置(170)；
-用于确定所述第一驱动器(110)的转速的装置(160)；
-用于确定所述第二驱动器(115)的转速的装置(165)；
-处理装置(155)，所述处理装置被设定成用于，
·确定所述离合器(120)与所述离合器壳体(125)之间的温度差(215)；
·依赖于所述第一驱动器(110)的转速和所述第二驱动器(115)的转速来确定所述离合器(120)与所述离合器壳体(125)之间的热导率(230－245)；
·基于所述热导率与所述温度差的积来确定所述离合器(120)与所述离合器壳体(125)之间的热流(250)；以及
·基于所确定的热流来改动所确定的离合器的温度。
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