CN107110339A - 用于运行传动设备的方法以及相应的传动设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于运行传动设备的方法，该传动设备具有至少一个油池，传动设备的齿轮组布置在油池中。在此提出，为确定油池中的温度，确定油池的总能量水平，其中利用以下步骤确定在传动设备运行开始时总能量水平的初始值：根据在传动设备停机时存在的外部温度以及总能量水平来确定标准化的停机时间；根据标准化的停机时间和所测量的停机时间来确定校正的停机时间；和根据校正的停机时间和当前的外部温度来确定初始值。本发明还涉及一种传动设备。

Description

用于运行传动设备的方法以及相应的传动设备

技术领域

本发明涉及一种用于运行传动设备的方法，该传动设备具有至少一个油池，在所述油池中布置传动设备的齿轮组。本发明还涉及一种传动设备。

背景技术

传动设备例如为机动车所具有或者是机动车的组成部分。在此情况下传动设备与动力设备作用连接，该动力设备能够在输入轴处向该传动设备提供扭矩。传动设备通常是变速器，例如自动变速器。其因而能够设定所提供的多个传动比之一。传动设备具有至少一个油池，其中布置传动设备的齿轮组。

齿轮组在此优选具有至少一个齿轮传动机构，尤其是正齿轮传动机构、锥齿轮传动机构和/或行星齿轮传动机构。优选在油池中设有多个这类齿轮传动机构。油池被供给润滑剂或油以便润滑齿轮组和从油池排出热量。所述热量尤其由于齿轮组内部的摩擦产生。例如，油池具有干式油底壳润滑单元，其优选具有润滑剂泵或油泵。

值得期待的是，确定油池的温度或油池中存在的温度，以便基于该温度实现结构件保护和/或润滑剂泵控制和/或调整。结构件保护尤其是指保护齿轮组和/或在超出确定的最大温度时有可能会坏掉的润滑剂。油池的温度可以例如借助于温度传感器确定。但这成本很高。而且在温度传感器故障时不再能确定油池中的温度。

发明内容

因此本发明的任务是，提出一种用于运行传动设备的方法，其相比现有技术具有优点，尤其是提供了一种低成本的、用于确定油池中温度的技术手段。

这根据本发明利用权利要求1的特征实现。在此提出，为确定油池中的温度而确定油池的总能量水平，其中，利用如下步骤确定在传动设备运行开始时总能量水平的初始值：根据在传动设备停机时存在的外部温度以及总能量水平来确定标准化的停机时间，根据标准化的停机时间和所测量的停机时间来确定校正的停机时间；和根据校正的停机时间和当前的外部温度来确定初始值。

因此不是直接对油池中的温度进行建模，而是对总的能量水平进行建模。由此便能够根据需要确定温度。总能量水平例如相当于油池中的内能并且因此优选与焓成比例。

由于在传动设备的启动之时或之后，例如在运行开始时，总的能量水平尚未马上得知，所以首先确定总能量水平的初始值。优选在运行开始时在确定初始值之后将总能量水平设定为等于该初始值。初始值由不同参量确定出，尤其是与在传动设备停机时存在的外部温度和总能量水平、所测得的停机时间以及当前的外部温度相关。所述参量因此作为输入参量存在，而初始值作为由计算得出的输出参量。

首先采用在传动设备的之前的、尤其是上一次的停机或停止运行时存在的两个参量，即外部温度和总能量水平。这些参量在传送设备停机时被存储，例如存储在控制器中、尤其是非易失性存储器中，优选存储在EEPROM或闪存中。由这些参量确定标准化的停机时间。在此，所存储的外部温度和所存储的总能量水平越大，则该标准化的停机时间越大。标准化的停机时间的确定原则上可以以任意方式实现，例如使用数学关系式、图表和/或特征曲线。

之后，由标准化的停机时间以及所测得的停机时间确定校正的停机时间。尤其是由所测得的停机时间与标准化的停机时间的差值确定校正的停机时间。所测得的停机时间在此相当于实际的、借助于计时器确定的、从传动设备停止运行至重新开始运行的时间段。

标准化的停机时间尤其被理解为如下时间段：在停机之后经过该时间段，油池的温度等于外部温度。在确定的外部温度下，在没有继续根据总能量水平或焓实施能量输入的情况下，随着时间出现温度变化过程。该过程可以例如以冷却曲线的形式示出。因而外部温度与油池温度之间的差别越小，则该过程越平缓。在此假设，温度与总能量水平成比例。因此针对每个总能量水平都分配有相应的标准化的停机时间，这尤其是与外部温度、优选与在停机时存在的外部温度有关。

之后，由校正的停机时间和当前的外部温度确定初始值。这原则上可以以任意方式实现，例如使用数学关系式、图表和/或特征曲线。用于由校正的停机时间和当前的外部温度确定初始值的关系例如是用于由外部温度和总能量水平确定标准化的停机时间的关系的反关系。因而，标准化的停机时间与在传动设备关闭时的外部温度有关地描述总能量水平的剩余。与此类似地，校正的停机时间与此类似地与当前的外部温度有关地描述仍存在的总能量水平的理论剩余。相应地可以由此确定初始值。

在此可以基于初始值进行例如能量结算，由此一直考虑使用在传动设备运行时的总能量水平，来至少近似地确定油池温度、例如油池中的温度。

在本发明的另一种实施方案中提出，在运行开始时，将总能量水平设定为等于初始值。上面已经讲述过了这种实施方案。即首先在运行开始时根据上述实施方案确定初始值。紧接着将总能量水平设定为等于初始值。如果总体而言传动设备第一次运行开始，因此不存在所述存储的外部温度以及存储的总能量水平，则这些值例如被设定为等于通常的标准值，其优选存储在传动设备的控制器中。

在本发明的一种优选实施方案中提出，在传动设备运行期间，为总能量水平周期性地增加输入能量、减少输出能量。如上所述，也就是在传动设备运行时实施能量结算。输入能量和输出能量在此优选是绝对数值，因而一直具有正符号。在确定的环境条件下，它们也可以是负数。

例如，总能量的水平的增加和/或减少是周期性的、尤其是规律地进行的。例如，进行总能量水平调整的两个直接相邻的时间点之间的时间差为至少5毫秒、至少10毫秒、至少20毫秒、至少30毫秒、至少40毫秒、至少50毫秒、至少60毫秒、至少70毫秒或至少80毫秒。

在本发明的一种特别优选的实施方案中提出，根据传动设备的损失力矩、转速和时间差来确定输入能量。所确定的输入能量的值因而描述了在时间差期间输送给传动设备或油池的能量。损失力矩例如可以被选择为常量，但优选与传动设备的当前挂入的挡位、即当前存在的传动比相关。

所述转速相当于传动设备的输入转速，即在驱动轴或输入轴上的转速。时间差相当于优选在前后相继的两个、分别进行输入能量确定的时间点与执行总能量水平调整的时间点之间的差。当然还可以规定，输入能量由对损失力矩和转速求积分来确定。在此情况下，时间差可以是无穷小的。

输入能量的确定可以例如借助关系式来确定：

E＝M_损失·n_输入/9550·Δt

在此，E相当于输入能量，M_损失相当于损失力矩，n_输入相当于转速，且Δt相当于时间差。

在本发明的一种改进方案中提出，根据总能量水平和相邻油池的温度来确定输入能量。该技术手段可以附加于或替代于上述的技术手段。在此情况下，除了上述的油池以外，也可以存在相邻的、尤其是直接相邻的油池。在上述的油池中存在传动设备的齿轮组，而在相邻的油池中则布置至少一个执行设备，利用执行设备能够例如调节传动设备的传动比。为此目的，执行器优选与齿轮组或至少一个轮组作用连接。

优选也对相邻的油池供给油或润滑剂。如果相邻的油池的温度高于所述油池，则热量通过热传递由相邻的油池向所述油池传递。相邻的油池的温度与所述油池的温度之间的差越大，则由相邻的油池输送给所述油池的热量就越大。该温度差优选在对总能量水平的建模中根据总能量水平和相邻油池的温度来确定。(相邻油池的)温度优选借助于温度传感器来确定，其中温度传感器优选位于相邻的油池中或至少在其近旁。

在本发明的另一种实施方案中，根据外部温度、行驶速度和总能量水平来确定输出能量。外部温度越低，则从油池向外部环境输出的热量就越多。行驶速度也对输出能量的量有重要影响，尤其是行驶速度越大，则输出能量越多。输出能量整体上与外部温度、行驶速度和总能量水平相关。行驶速度尤其是具有该传动设备的机动车的速度。速度优选借助机动车的控制器确定，并且例如传输给传动设备的控制器。

在本发明的一种特别优选的实施方案中规定，为确定输出能量，根据行驶速度和总能量水平由针对不同的外部温度的多个输出特征曲线确定出粗略能量排出的值，在粗略能量特征曲线中绘出所述值与不同的外部温度的关系以建立粗略能量特征曲线。因而存在多个针对不同外部温度表示出粗略能量排出与行驶速度和总能量水平的关系的特征曲线或者说输出特征曲线。例如，存在针对至少两个、至少三个、至少四个、至少五个或至少六个不同的外部温度的输出特征曲线。

优选的是，这些特征曲线所针对的外部温度彼此间都相距相同的温度差。例如存在针对-10℃、0℃、10℃、20℃和/或30℃的外部温度的特征曲线。当然，不是必须针对上面所有的外部温度都存在特征曲线。例如，还可以仅存在针对-10℃、+10℃、+20℃和+30℃的特征曲线。

行驶速度和总能量水平起到输出特征曲线的输入参量的作用。作为输出参量得到的是关于相应外部温度的粗略能量排出。如上所述，由多个输出特征曲线、尤其是从所有的输出特征曲线读出相应的粗略能量排出。这些值随后被记录到要建立的粗略能量特征曲线中，从而在粗略能量特征曲线中关于不同的外部温度绘入粗略能量排出。因此根据行驶速度和总能量水平将所述多个输出特征曲线汇总到要建立的或已建立的粗略能量特征曲线中。

在本发明的一种优选的实施方案中规定，在建立粗略能量特征曲线之后，使用外部温度由粗略能量特征曲线读出粗略能量排出。因此最终可以由以上述方式建立的粗略能量特征曲线确定实际存在的粗略能量排出，其中作为输入参量所基于的是当前存在的外部温度。

最后，可以在另一种优选的实施方案中规定，所述输出能量相当于粗略能量排出，或者由粗略能量排出和校正系数确定所述输出能量，其中，由在流动技术上分配给油池的油泵的运行状态确定校正系数。理论上从油池输出能量可以因此直接等于粗略能量排出。但特别优选的是还额外规定，从粗略能量排出与校正系数的乘积得出输出能量。

校正系数可以例如考虑传动设备的至少一个运行参量，例如流动技术上分配给油池的油泵的运行状态。在此要理解的是，油泵用于向油池输送润滑剂或从中输出润滑剂。油泵因此是润滑剂回路的组成部分，油池也存在于该润滑剂回路中。油泵的运行状态在最简单的情况下是激活状态，从而根据油泵运行与否选择校正系数。

还可以规定，根据油泵的转速和/或油泵的输送量确定校正系数。例如，如果油泵的转速小于或等于第一转速，则校正系数可被设定为等于第一值。而如果油泵的转速大于第一转速，则可以设定校正系数等于第二值。在此优选第二值与第一值不同。

当然还可以规定，借助于数学关系式由转速确定校正系数，在此例如规定校正系数与转速之间的线性关系。就此而言，例如，校正系数与转速成比例。但校正系数当然也可以与转速成超比例(überproportional)或低比例(unterproportional)。

本发明还涉及一种传动设备，尤其是用于执行根据上述实施方式所述的方法的传动设备，其中该传动设备具有至少一个油池，其中布置有传动设备的齿轮组。在此规定，传动设备被构造用于为确定油池中的温度而确定油池的总能量水平，其中利用以下步骤确定在传动设备运行开始时总能量水平的初始值：根据在传动设备停机时存在的外部温度以及总能量水平来确定标准化的停机时间；根据标准化的停机时间和所测量的停机时间来确定校正的停机时间；根据校正的停机时间和当前的外部温度来确定初始值。

对于这类技术手段和传动设备的这类实施方式已经作出说明。传动设备和方法都可根据上面所述实施方案改进，就此参照上文。例如，传动设备具有控制器，其用于为油池确定总能量水平。

本发明还涉及一种具有根据上述实施方案所述的传动设备的机动车。

附图说明

下面借助附图所示实施例详述本发明，但并非对本发明加以限制。其中：

唯一的附图示出用于运行传动设备、尤其是用于为传动设备的油池确定总能量水平的方法的流程图。

具体实施方式

附图示出用于运行传动设备的方法的流程图。传动设备优选是变速器，尤其是自动变速器。传动设备优选是机动车的组成部分，确切地讲是机动车的动力传动系的组成部分。传动设备因此一方面与机动车的动力设备作用连接，或者能够与之作用连接，另一方面与机动车的至少一个驱动轴作用连接。

传动设备具有油池，其中布置传动设备的齿轮组。齿轮组具有至少一个齿轮传动机构，例如正齿轮传动机构、锥齿轮传动机构和/或行星齿轮传动机构。尤其是齿轮组具有多个这类的齿轮传动机构。除了油池，优选还设有一个另外的油池，其与所述油池相邻布置。在该相邻的油池中例如布置至少一个执行器，该执行器尤其是用于调节传动设备上的所期望的传动比。为此目的，执行器例如与传动设备的齿轮组作用连接。

无论是所述油池还是相邻的油池都被供给润滑剂或油。为此目的，油池优选具有干式油底壳润滑单元。对于相邻的油池也同样可以如此。

为了确定油池中的温度，在此提出，为油池确定总能量水平。借助流程图所述的方法便用于此目的。在步骤1的范围中，首先，或者将待确定的总能量水平设定为等于所存储的总能量水平，或者如果该确定是在传动设备运行开始时立即进行，则将待确定的总能量水平设定为等于总能量水平的初始值。

初始值以如下方式确定：首先借助特征曲线2确定标准化的停机时间。作为特征曲线2的输入参量，在此所使用的是在传动设备上一次停机时存在的外部温度以及总能量水平。由特征曲线2得出标准化的停机时间T_n。由该标准化的停机时间减去所测得的停机时间T_A，从而作为结果得出校正的停机时间T_k。该校正的停机时间又连同当前的外部温度被用作特征曲线3的输入参量。由此得出总能量水平的初始值。如上所述，如果确定了初始值，则在运行开始时将总能量水平设定为等于初始值。

在传动设备运行期间，为基于在步骤1中确定的值的总能量水平加上输入能量并减去输出能量。所述输入能量至少部分地在步骤4的范围中确定，其中输入能量由如下函数得出，该函数的输入参量为传动设备的损失力矩、转速和时间差。例如在此基于如下关系式：

E₁＝M_损失·n_输入/9550·Δt

在此，E₁表示输入能量，M_损失表示传动设备的损失力矩，n_输入表示输入转速，Δt表示两个前后相继的时间点之间的时间差，在这两个时间点处分别确定输入能量和更新总能量水平。

在步骤5的范围中，给总能量水平增加输入能量E₁。之后，确定输出能量E₂。为此目的，规定多个输出特征曲线6，它们分别针对不同的外部温度给出粗略能量排出与行驶速度和总能量水平的关系。因此从每个输出特征曲线6读取关于粗略能量排出的值，这在此根据行驶速度和总能量水平进行。由输出特征曲线6读取的值接下来与不同的外部温度相关地被绘入到粗略能量特征曲线7中。因此由每个输出特征曲线6针对一确定的外部温度得出关于粗略能量排出的确定值。

在粗略能量特征曲线7中，这些粗略能量排出的值中的每个值在此都与外部温度的相应值相关地被绘出。在建立该粗略能量特征曲线7之后，接下来从粗略能量特征曲线7中读取粗略能量排出E_R，其中当前的外部温度起到输入参量的作用。此外，确定校正系数k，例如借助一个另外的特征曲线8。例如，在从粗略能量特征曲线7中和/或另一特征曲线8中进行读取时进行线性插值。输出能量E₂这时由粗略能量排出E_R与校正系数k的乘积得出，因而整体满足：

E₂＝E_R·k。

校正系数k可以由与油池在流体技术方面相关联的油泵的运行状态确定得出。例如，校正系数与油泵的转速有关。在步骤9的范围中，由总能量水平减去由此确定的输出能量E₂。

最后，由总能量水平和相邻油池的温度确定另一部分的输入能量，其在此也被称作E₃。例如特征曲线10便用于此。输入能量E₃在步骤11的范围中再次被输入到总能量水平中。凡是在本发明说明书中涉及到总能量水平被用作输入参量，则在此一直是指总能量水平的在步骤1中或紧接着在步骤1之后存在的值。

利用所述技术手段，在步骤12中得出总能量水平的新的值12，该值被存储。之后，周期性重复在此描述的技术手段，从而也就例如在确定的时间段之后重新分叉至步骤1。因为在传动设备运行期间在此却已经存在了关于总能量水平的值，所以不必重新执行初始值的确定，因而在步骤1中将总能量水平设定为在步骤12中存在的总能量水平。

在传动设备停机时，或在运行结束时，总能量水平和当前温度被存储，尤其是存储在传动设备的控制器中。

借助上述技术手段实现了一种低成本且可靠的用于确定油池中温度的方法。尤其是说明了一种可行方案，即使在传动设备不运行的待机时间也被弥补并且仍能够执行对确定温度所需的总能量水平的准确估计。

Claims (10)

1.一种用于运行传动设备的方法，该传动设备具有至少一个油池，传动设备的齿轮组布置在油池中，其特征在于，为确定油池中的温度确定油池的总能量水平，其中利用以下步骤确定在传动设备运行开始时的总能量水平的初始值：

-根据在传动设备停机时存在的外部温度以及总能量水平来确定标准化的停机时间；

-根据标准化的停机时间和所测量的停机时间来确定校正的停机时间；

-根据校正的停机时间和当前的外部温度来确定初始值。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在运行开始时将总能量水平设定为等于所述初始值。

3.根据上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，在传动设备运行期间，周期性地为总能量水平加上输入能量并且减去输出能量。

4.根据上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，根据传动设备的损失力矩、转速和时间差的来确定输入能量。

5.根据上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，根据总能量水平和相邻油池的温度的来确定输入能量。

6.根据上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，根据外部温度、行驶速度和总能量水平来确定输出能量。

7.根据上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，为确定输出能量而根据行驶速度和总能量水平由针对不同的外部温度的多个输出特征曲线确定出粗略能量排出的值，在粗略能量特征曲线中绘出所述值与不同的外部温度的关系以建立粗略能量特征曲线。

8.根据上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，在建立粗略能量特征曲线之后，在使用外部温度的情况下由粗略能量特征曲线读出粗略能量排出。

9.根据上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，所述输出能量相当于粗略能量排出，或者所述输出能量由粗略能量排出和校正系数来确定，其中，校正系数由在流动技术上分配给油池的油泵的运行状态确定。

10.一种传动设备，尤其是用于执行根据前述权利要求中的一项或多项所述的方法传动设备，其中该传动设备具有至少一个油池，在油池中布置有传动设备的齿轮组，其特征在于，传动设备被构造用于：为确定油池中的温度而确定油池的总能量水平，其中利用以下步骤确定在传动设备运行开始时总能量水平的初始值：

-根据在传动设备停机时存在的外部温度以及总能量水平来确定标准化的停机时间；

-根据标准化的停机时间和所测量的停机时间来确定校正的停机时间；

-根据校正的停机时间和当前的外部温度来确定初始值。