CN108368888B - 用于操作离合器的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于操作车辆(3)的传动系(2)的离合器总成(5)的方法，其中，离合器总成(5)包括至少一个离合器(1)，所述至少一个离合器(1)具有与至少部分地在离合器(1)中引导的介质(6)至少间接地交换热的至少一个离合器部件(4)，其中，该方法至少包括以下迭代执行的步骤：a)确定代表离合器(1)的当前现有操作状态的至少一个操作点参数；b)根据确定的操作点参数确定分配给介质(6)的至少一个热特性参数；c)确定分配给该至少一个离合器部件(4)的至少一个热特性参数；d)根据至少以下三个值计算该至少一个离合器部件(4)的至少一个部件温度：另外的部件(4)的至少一个另外的部件温度；在步骤b)中确定的介质(6)的热特性参数；在步骤c)中确定的该至少一个离合器部件(4)的热特性参数；e)根据计算的部件温度调整离合器(1)的致动。

Description

用于操作离合器的方法
技术领域
本发明涉及一种用于操作机动车辆的离合器总成的方法。方法能尤其地用于离合器总成，其包括用于到机动车辆的不同驱动零件的可变扭矩分配的离合器。
背景技术
离合器总成通常包括至少一个离合器和用于起动离合器的至少一个起动单元。离合器通常包括壳体、至少一个贮油槽、至少一个盘支架和在壳体中于(冷却)介质、尤其是油中运转的多个离合器盘。在上下文中，离合器盘至少间接地与介质交换热。离合器决定性地通过摩擦功率被加热，所述摩擦功率被输入到离合器并且基于相对于彼此旋转并且互相摩擦的盘的旋转速度的差异产生。该热必须又从离合器排出，其中，介质至少部分地安装在贮油槽中，供给至离合器盘并且然后再次供给至贮油槽(冷却回路)。
这样的盘式离合器的传递扭矩非常依赖于盘的温度或加热。由于由盘式离合器的位置精度造成的严格要求，所以在盘式离合器的操作期间必须考虑该温度影响。例如，分配给离合器的电子控制单元能配置并确定成检测该温度影响，并几乎完全补偿它。然而，为了能够相应地补偿该影响，必须尽可能精确地了解在离合器中存在的盘温度。
由于温度传感器在盘组中的直接集成太昂贵并且易于失效，所以盘温度可借助于在电子单元中运转的对应温度模型估计。为此，需要基于介质的温度的传感检测或直接测量的静态温度模型。
然而，这样的静态温度模型太不精确以致于不能考虑与操作点相关的冷却的动态影响。由于介质通过离合器的流动通常取决于离合器的操作点，所以产生不能借助于已知的静态温度模型描述的离合器盘的操作点特定的冷却行为。另外，介质的温度的传感测量非常昂贵并且易于失效，其中，诸如为操作点相关的冷却的传感检测所需的直接在离合器盘的区域中的温度的测量就传感器而言同样不可能在可接受的支出的情况下实施。
发明内容
以此为基础，本发明的目的是至少部分地解决关于现有技术描述的问题。尤其地，指定一种用于操作离合器总成的方法，其允许考虑离合器盘的操作点特定的冷却行为。另外，方法尤其地导致如下情形，其中在不为此依赖于用于测量(冷却)介质的温度的温度传感器的情况下能确定在离合器盘的区域中当前存在的(冷却)介质的温度。
这些目的通过根据权利要求1的特征的方法实现。方法的另外的有利实施例在从属权利要求中指定。应注意的是，在从属权利要求中独立公开的特征能以任何期望的技术合适的方式相互结合，并限定本发明的另外的实施例。此外，在权利要求中指定的特征在其中介绍了本发明的另外的优选实施例的说明书中更详细地描述并说明。
一种用于操作车辆的传动系的离合器总成的方法有助于此，其中，离合器总成具有至少一个离合器，所述至少一个离合器带有与至少部分地在离合器中引导的介质至少间接地交换热的至少一个离合器部件，其中，方法至少包括以下迭代发生的步骤：
a)确定代表离合器的当前操作状态的至少一个操作点参数，
b)作为确定的操作点参数的函数确定分配给介质的至少一个热特性参数，
c)确定分配给至少一个离合器部件的至少一个热特性参数，
d)作为至少以下三个值的函数计算该至少一个离合器部件的至少一个部件温度：
另外的离合器部件的至少一个另外的部件温度；
在步骤b)中确定的介质的热特性参数；
在步骤c)中确定的该至少一个离合器部件的热特性参数，
e)作为计算的部件温度的函数调整离合器的起动。
这样，介绍了一种用于离合器部件的温度(部件温度)的(操作点相关的)确定的新颖温度模型。系列方法步骤a)至e)在方法的正常顺序期间发生。然而，由于方法迭代地发生，所以方法步骤的精确顺序在此不重要。独立的方法步骤还能同时或并行地进行。对应值的参考数据能用于初始化方法。温度参考数据例如能借助于测量的环境温度和/或借助于(仅为了初始化目的)测量的贮油槽温度和/或控制单元温度而被初始化。
离合器特别优选地是盘式离合器。
介质用于与离合器总成的至少一个部件交换热，尤其地(即达到显著的程度)用于排放热。介质尤其地是流体，特别优选地是油。除非另有说明，否则只要以下的说明指的是油，它们同样能很好地转成其他合适的热交换介质。
其部件温度在步骤d)中计算的离合器部件特别优选地是离合器的离合器盘或盘组。离合器部件能替代性地或另外地是离合器的盘支架、(机油)贮油槽和/或离合器壳体。方法还能适用于多个这些指定的离合器部件，以便确定它们相应的部件温度。于是，尤其地步骤d)重复地发生，并且(每个迭代步骤)在考虑中的每个离合器部件发生一次。步骤d)能例如作为步骤d.1)对于第一离合器部件执行，作为步骤d.2)对于第二离合器部件执行，并且以此类推对于多个离合器部件执行。多个(两个、三个或甚至更多个)计算的部件温度被特别优选地在步骤e)中被使用，以便作为多个部件温度的函数执行离合器的起动。
在此提出的方法基于的思想是，连续计算和考虑尤其是介质的操作点相关的热特性参数能导致其中能在不必为此依赖于温度传感器以实际上测量部件温度和介质的温度的情况下精确地计算耦合组件的耦合部件的当前部件温度的情形。
方法不仅考虑“静态的”(部件预定的)热特性参数、诸如例如耦合部件(也就是说例如离合器盘、盘支架、贮油槽和/或离合器壳体)的热容量和在这些耦合部件与环境之间的热交换，而且考虑例如考虑离合器部件/部件通过介质的操作点特定的润湿的“可变的”或“动态的”部分。这能借助于介质的可变热容量和/或可变体积流量根据提出的方法被描述。
在方法的范围内，优选地作为部件温度计算至少一个盘温度和/或至少一个盘支架温度(例如分别地内盘支架和外盘支架)。
根据步骤a)，首先确定代表离合器的当前操作状态的至少一个操作点参数。“代表”在上下文中意味着操作点参数适合或用于允许得出有关离合器的当前操作状态的结论。
由于介质(例如油)在不同的温度具有对应的不同粘度，所以这样的操作点参数能够是介质的温度或贮油槽的温度。介质的粘度直接作用于离合器部件通过介质的润湿程度。例如，前面的迭代步骤的介质温度或贮油槽温度能用作随后的迭代步骤的操作点参数。由于总是借助于方法计算并且不测量至少介质的温度、并且取决于实施例还有贮油槽温度，所以在开始时，例如能借助于周围温度、(仅为了初始化)测量的贮油槽温度、存储在储存器中的起始温度等来在此初始化操作点参数。
在步骤b)和c)中，能随后确定介质和至少一个耦合部件的特性参数，其中，尤其地，还考虑操作点参数。在这一点上，方法是动态的，并且能灵活地对变化的边界条件或交叉影响作出反应。特性参数能作为操作点参数的函数改变。
在步骤d)中，能考虑已在步骤b)和c)中确定的两个特性参数，以确定部件温度。该部件温度优选地是其特性参数先前已在步骤c)中确定的部件的温度。计算基于另一离合器部件的部件温度发生在步骤d)中。该另一离合器部件尤其地是不同于其部件温度要在步骤d)中计算并且其特性参数已在步骤c)中确定的离合器部件的一个离合器部件。计算尤其地基于离合器部件的特性参数和介质的特性参数、差异温度进行，通过所述差异温度，要计算的离合器部件的温度不同于从该另一离合器部件的部件温度开始计算的该另一离合器部件的温度。对应公式以示意性的形式是：
。
在此，TK是要计算的部件温度，TWK是该另一离合器部件的温度，EK是离合器部件的特性参数，并且EM是介质的特性参数。差异温度∆T因此同样能附加地取决于该另一离合器部件的温度。
根据步骤e)，作为计算的部件温度的函数调整离合器的起动。术语“起动”在此被理解为意味着耦合压力、离合器盘的接触压力、和摩擦功率等的预先定义。为了这些值的起动或预先定义，离合器总成能包括至少一个(外部)可控的起动单元，其被配置并确定成起动和/或停用或增大或减小扭矩的传递。起动单元能具有至少一个液压致动装置、尤其是液压致动器，和/或至少一个电子致动装置、尤其是电子伺服马达。在上下文中，能作为计算的部件温度的函数调整、具体地减小或增大致动行程和/或致动力。
(盘式)离合器的传递扭矩依赖于离合器部件/多个离合器部件、尤其是离合器盘的温度或加热，由于该原因，在离合器的操作期间考虑该温度影响。作为计算的部件温度、尤其是盘温度的函数的离合器的起动的调整使得能够符合由离合器的致动精度造成的严格要求。调整在此优选地以这样的一种方式进行，使得几乎完全补偿温度影响。温度影响例如能凭借如下事实补偿：如果离合器部件的温度相关的摩擦系数作为计算的部件温度的函数改变、尤其地增加或降低，则耦合压力、离合器盘的接触压力(法向力)、摩擦功率等改变、尤其地减小或增大。温度相关的摩擦系数能存储在对应的表格中并从对应的表格检索。
替代性地或附加地，如果计算的部件温度、尤其是盘温度超过预定的阈值，则离合器的摩擦功率降低。在上下文中，在按时间先后顺序的前面的步骤中，能将计算的盘温度与可允许的阈值相比较。阈值通常被预先确定成低于最高可允许的盘温度的极限值。然而，阈值与极限值之间的距离能适应于离合器的当前操作状态。通过减小旋转速度差和/或传递的扭矩、例如通过减小作用于盘组的耦合压力或接触压力，能引起摩擦功率的降低。
根据一个有利的实施例提出的是，以下的附加步骤D)发生在步骤e)之前：
D)作为至少以下两个值的函数计算介质的至少一个温度：
离合器部件的至少一个部件温度；和
在步骤b)中确定的介质的热特性参数。
(以操作点特定的方式)计算的介质的温度是在离合器中的当前操作点、尤其地在离合器盘的区域中或者在离合器组中的介质的温度。
步骤D)优选地发生在步骤c)与d)之间或在步骤d)与e)之间。方法迭代地发生，但不取决于方法步骤的精确排序。步骤D)中的计算特别优选地作为至少一个离合器部件的在步骤c)中确定的热特性参数的函数和/或作为另一离合器部件的至少一个另外的部件温度的函数附加地发生。
如果步骤D)在方法中发生，则在步骤d)中的至少一个部件温度的计算能作为在步骤D)中计算的介质的温度的函数附加地发生。示意性公式可如下，其中，TM表示介质的温度：
。
当然，TK和TM在此还能互换。于是，步骤D)发生在步骤d)之后，并且公式可如下：
。
介质的温度优选地作为盘温度和盘支架温度的部件温度的函数计算。此外，介质的温度也能作为贮油槽温度的函数计算。
尤其地，在步骤D)中当前位于离合器中的介质的介质温度的计算使得能够省掉离合器中用于确定介质温度的温度传感器，并且仍然使离合器部件的部件温度的非常精确的计算成为可能。这尤其地适用于作为离合器部件的离合器盘的盘温度。
另外，方法不仅考虑离合器盘通过(沿着盘流动的)介质的冷却。此外，方法还考虑从离合器盘到其他部件、尤其地到贮油槽和/或盘支架或多个盘支架的热传递过程。另外，方法例如在离合器的临界或不常见的操作状态下还允许考虑离合器盘通过介质和/或其他部件的加热。如果用于供给介质的供给装置变热和/或多个离合器、尤其是一个连接在另一个后面的离合器借助于共用离合器贮油槽供应，则这样的加热可发生。如果贮油槽流体地位于这些多个离合器中的两个离合器之间，则通过第一离合器加热的介质能加热第二离合器而不是冷却它。先前的温度模块已不能建模或考虑这些操作状态。
根据另一有利实施例提出的是，在步骤a)中确定的操作点参数是以下参数中的至少一个：
离合器盘的周向速度；
离合器盘相对于另一离合器盘的相对周向速度；
离合器盘的周向速度的变化；
离合器的输入轴或输出轴的旋转速度；
离合器的输入轴与输出轴之间的旋转速度的差；
作用于离合器盘之间的离合器压力或接触压力；
离合器扭矩；
贮油槽温度；
尤其在用油或润湿的主动润滑的情况下的介质通过离合器的体积流量。
在步骤a)中，特别优选地存取以上指定的多个参数、尤其地它们中的3、4、5个或甚至全部。在步骤a)中确定的该至少一个操作点参数最特别优选地是贮油槽温度和/或离合器的输入轴和/或输出轴的旋转速度和/或接触压力。
操作点参数尤其能够是内离合器盘或外离合器盘旋转的速度。离合器盘通过介质的润湿(直接)依赖于离合器盘的旋转速度或旋转速率。例如，当介质经由冠齿轮或差速器通过导管和/或栅状物供给至内盘支架，并且介质在(径向)向外的方向上经由离合器盘或借助于离合器盘基于离心力分配时，情况就是这样的。在上下文中，应注意的是，离合器例如能包括固定至内盘支架的内离合器盘和固定至外盘支架的外离合器盘，所述外、内离合器盘一起形成至少一个盘组。外离合器盘和内离合器盘各自能以一速度(周向速度)旋转，其中，这些离合器盘的周向速度可以是不同的，其结果是可导致速度差。内离合器盘与外离合器盘之间的该速度差能被考虑作为操作参数。离合器盘的周向速度的变化能产生于加速过程和制动过程，并且能被考虑为操作参数。输入轴和输出轴的旋转速度是通常与离合器盘的周向速度成比例并且能(替代性地)使用的操作参数。
尤其如果周向速度(直接)作用于离合器盘用介质的润湿，则该至少一个离合器盘的周向速度被优选作为操作点参数。这能借助于尤其地经由或通过导管和/或栅状物将介质供给至(内或外)盘支架的供给装置实现，其中，供给装置的供给速率依赖于离合器盘的周向速度或旋转速度。供给装置能包括至少一个泵、一个管线系统、至少一根导管、至少一个冠齿轮和至少一个阀等。
在贮油槽中供应的介质优选地(作为操作点或旋转速度的函数)借助于(机械)供给装置、尤其地经由冠齿轮供给。供给速率和因此润湿通常决定性地取决于用于介质的供给装置的供给速度、尤其取决于冠齿轮的旋转速度。例如，供给装置(冠齿轮)至少能间接地操作地连接至轴，例如离合器的驱动轴或输入轴或小齿轮轴或输出轴，其中，供给装置的旋转速度或供给速度于是直接取决于该轴的旋转速度。作为操作点参数的贮油槽温度例如能借助于温度传感器测量和/或在前面的迭代步骤中计算。尤其当提供被称为的离合器盘的用油或润湿的主动润滑时，介质通过离合器的体积流量可用作操作点参数。用油或润湿的主动润滑通常通过将介质（主动地）输入到离合器的供给泵来实施。尤其地，供给泵在此从贮油槽供给介质并供给到离合器中。介质(经由离合器盘)在离合器内的分配可借助于离心力进行。
离合器盘中的至少一个离合器盘特别优选地在至少一个摩擦面上形成有至少一个凹槽，其结果是即使在完全封闭的离合器的情况下介质仍然能在离合器盘之间分配。尤其地，相邻离合器盘的相互面对的所有摩擦面被实施具有多个基本上径向延伸的凹槽。
另一组操作点参数是耦合压力和耦合扭矩，它们本身分别地或相互结合地代表由离合器传递的力，并且它们例如能对作用于介质的剪切力有影响，其结果是，介质的膜在被润湿的面处被打断。
根据步骤b)，作为确定的操作点参数的函数确定分配给介质的至少一个热特性参数。(作为确定的操作点参数的函数)优选地确定或计算介质的至少一个热特性参数。介质的该至少一个热特性参数能作为确定的操作点参数的函数由至少一个特性图确定。介质的该至少一个热特性参数优选地作为确定的操作点参数的函数计算。
根据一个有利实施例提出的是，介质的在步骤b)中计算的热特性参数是以下参数中的至少一个：
离合器中的介质的填充体积；
通过离合器的介质的体积流量；
离合器盘用介质的润湿；
离合器中的介质的粘度；
离合器中的介质的热容量；和
介质到离合器部件的热传递系数。
因而介质本身的温度在此不被理解为介质的热特性参数。
由于离合器盘的增加的旋转速度或周向速度，离合器盘通过介质的润湿或润湿程度可升高。例如，如果介质供给到离合器中的供给速率依赖于旋转速度，则情况就是这样的。离合器的润湿因此是可能的热特性参数。而且，通过离合器的体积流量也取决于离合器盘的旋转速度或周向速度。因此，体积流量是这样的热特性参数。体积流量还改变离合器中的介质的填充体积。填充体积因此是另一特性参数。例如，离合器中的填充体积可作为介质进入离合器或离开离合器和/或离开贮油槽或进入贮油槽的入流和/或出流的函数作积分运算。在贮油槽中的介质的体积在此不得或不应被认为是离合器中的介质的填充体积的一部分。应注意的是，如果通过离合器的介质的体积流量已经在步骤a)中用作操作点参数，则甚至不应在步骤b)中计算通过离合器的介质的体积流量。在上下文中，要牢记的是，通过离合器的介质的体积流量尤其地仅在介质的主动供给的情况下要用作操作点参数。然而，如果所述体积流量不用作操作点参数，则其能在步骤b)中作为介质的热特性参数计算。
介质的粘度由于其能取决于作用于介质的剪切力，所以是热特性参数，其中，作用的剪切力作为来自步骤a)的操作点参数通常也依赖于来自步骤a)的周向速度和旋转速度。此外，介质的热特性参数和/或介质到另外的离合器部件的一个热传递系数/多个热传递系数能被认为是热特性参数。热容量例如取决于介质的填充体积并因此还取决于操作点参数。热传递系数继而具有例如随离合器部件的表面通过介质的润湿程度和/或随介质的(沿着离合器部件的表面的)流动速率和/或随介质的粘度改变的依赖。
根据提出的方法，还能确定、尤其地计算介质的多个热特性参数。在上下文中，热特性参数能相互依赖或相互为基础。
根据一个有利实施例提出的是，在步骤c)中确定的离合器部件的热特性参数是以下参数中的至少一个：
离合器部件的热质量；
离合器部件的热容量；
离合器部件与介质之间的热传递系数，其中，热传递系数被作为操作点参数的函数计算；和
到另外的离合器部件的热传递系数。
因此各自离合器部件本身的部件温度在此不被理解为离合器部件的热特性参数。
例如能在测试装置中(预先)或基于离合器部件/多个离合器部件的材料数据或材料的选择以及几何尺寸，测量离合器部件的热容量或热质量和/或到另外的离合器部件的热传递系数，其中，使所述离合器部件/多个离合器部件的材料数据或材料的选择以及几何尺寸在存储器或特性图中对于方法是可得到的。在步骤c)中，因而能从存储器或特性图中确定或读取离合器部件的热质量或热容量和/或到另外的离合器部件的热传递系数。根据本方法，离合器部件与介质之间的热传递系数也能被认为是与离合器部件相关的热特性参数。然而，该热传递系数如果其事先已在步骤b)中计算并且对于该迭代步骤仍然是当前或有效的，则不应(不必)在步骤c)中重新计算。
根据一个有利实施例提出的是，离合器部件是以下部件中的至少一个：离合器盘、盘支架、贮油槽、离合器壳体。
根据一个有利的实施例提出的是，在步骤d)中，至少一个部件温度的计算同样作为在前面的迭代步骤中确定的相同部件和/或另一部件的至少一个部件温度的函数进行。迭代程序尤其地允许有效地考虑离合器总成中的热能量的变化。方法的对应排序例如能基于表示以上说明的示意性公式的推导或实施例的以下公式说明：
。
在此，TK-1是来自前面的方法迭代步骤的部件的温度。TWK-1是来自前面的方法迭代步骤的另外的部件的温度。在第一方法迭代中用值TK或TWK的第一次初始化例如能用环境温度值发生。
根据一个有利实施例提出的是，在步骤d)和D)(如果要进行步骤D))之前，确定离合器的贮油槽的贮油槽温度，并且在步骤d)和D)附加地考虑该贮油槽温度，以便计算部件温度和介质温度(如果根据步骤D)计算介质温度)。
贮油槽温度是能被考虑的附加影响值，以便确定要确定的部件温度或介质的温度。例如可基于以上已知公式的以下补充考虑该值，其中，TS是贮油槽温度。
如果在一台车辆中提供多个离合器，则在此描述的方法能对于这些离合器中的每个离合器或仅对这些离合器中的一些离合器单独地执行。例如，如果两个离合器在传动系中布置成一个紧邻另一个或一个在另一个之后，则能执行各自根据在此提出的方法的两个温度模型，以便在共用控制单元上或者在分别的控制单元上计算离合器的操作点特定的盘温度。
根据另一方面，还提出了一种车辆，其具有用于将扭矩可变地分配至车辆的不同车桥的离合器总成，其中，离合器总成被分配适合并构造成实现根据前述专利权利要求中的一项所述的方法的电子控制单元。为此，电子控制单元能包括程序控制的微处理器和对应的控制程序或计算机程序存储在其中的电子存储器。电子控制单元、尤其是控制程序或计算机程序被配置并用于当其在微处理器上运行时执行在此提出的方法的所有步骤。
离合器总成通常包括具有作为离合器部件的至少一个盘组的离合器、尤其是盘式离合器，以及用于起动或停用扭矩的传递的至少一个外部可控起动单元。起动单元能包括电子致动装置，尤其地电动伺服马达或液压致动器。盘组通常能借助于电动致动装置或液压致动器压缩，以便启动扭矩的传递。起动单元通常由经由对应的起动线路将控制电流对应地输出至起动单元的电子控制单元控制。
在此提出的离合器总成优选地用于进行扭矩到车辆的不同车桥的需求导向分配，其中，在操作期间，在离合器中能连续地存在(可变的)差异旋转速度，因此，离合器在(整个)操作期间被加热。对应地，离合器在此在整个操作期间借助于介质(油)冷却，并且连续地计算该至少一个离合器部件与介质之间的热交换。温度通过在此提出的迭代方法的连续监测因此是特别有利的。
以上结合方法说明的细节、特征和有利实施例同样能对应地出现于在此提出的车辆，并且反之亦然。在这方面，参考在那里与特征的更详细的表征相关的声明的整个范围。
附图说明
以下将参考图更详细地说明本发明和技术领域。应注意的是，本发明不意在受所示的示例性实施例限制。尤其地，除非另有明确声明，还能够提取在图中说明的实质性问题的部分方面，并且使它们与本说明的其他部件和实现方法相结合。在每种情况下以示意性的形式的附图中：
图1示出带有用于将扭矩可变地分配给车辆的不同车桥的离合器总成的车辆，所述车辆适合并构造成实施在此说明的方法；和
图2示出图示方法的实施例的模型图。
具体实施方式
图1，关于对于传动系2的操作起决定性的部件，示意性地示出了车辆3的设计。车辆3具有发动机或马达16(用燃料和/或电动地操作)，变速器17直接分配给该发动机或马达。布置在变速器17下游的是分动器19，其以预定的对称或不对称比率将驱动扭矩从变速器17分摊到车辆3的前主车桥20和后副车桥21。驱动扭矩以这样的方式经由侧轴14或纵向轴15传递至车辆3的车轮23。
此外，提供带有在此为多盘式离合器的类型的离合器1的离合器总成5，其例如布置在后差速器24的上游。离合器1连接至用于起动或停用的外部可控的起动单元13，因此，形成离合器总成5。当然，离合器总成5还能布置在传动系内的不同位置，例如布置在连接的前面或集成到分配齿轮19中。起动单元13由在此例如直接安装在离合器壳体11上的电子控制单元(ECU)12控制。电子控制单元12经由对应的起动线路将电控电流对应地输出至起动单元13。在离合器1的液压起动的情况下，起动单元13能包括泵和/或阀布置。在电子起动的离合器1的情况下，起动单元13能包括诸如例如电动马达的电子调节器。在这两种情况下，由于(多盘式)离合器1中的盘组的或大或小的压缩程度，所以起动引起增大或减小的扭矩的传递。
为了从控制单元12传递电信号和传递电信号至控制单元12，提供例如能具体化为CAN(控制器局域网络)总线的串行总线布置18。已知用于信号到CAN总线上的传输的接口、协议和电路，并且在此不必更详细地说明。电子控制单元12包括程序控制的微处理器和控制程序存储在其中的电子存储器。在上下文中，用于起动单元13的对应控制信号由微处理器根据控制程序产生。为了产生对应的控制信号，控制单元12依赖于有关车辆3的各种操作参数的信息。为此，控制单元12能经由总线布置18存取代表这些操作参数的各种信号。尤其地，提供用于(每个)车轮23的车轮传感器28，并且提供用于检测车辆的转向角度并经由总线布置18将其(经由信号导线22)连接至控制单元12的转向传感器。例如，在车轮23与下面表面25之间的摩擦值(摩擦系数)能借助于车轮传感器28确定并传到上级车辆运动动态系统和/或控制单元12。
图1示出了如多盘式离合器的离合器1，用于扭矩到前车桥20和/或后车桥21的需求导向的分配。离合器1因此尤其地用于全轮驱动车辆，其中，后车桥或前车桥能借助于电子调节的离合器总成5(以需求导向的方式)起动。离合器总成5的离合器1因此形成需求导向的全轮传动系统的电子控制多盘式离合器。
离合器1包括多个离合器部件4，具体地离合器盘8、盘支架9、至少一个贮油槽10和离合器壳体11。当然，离合器1由内盘8和外盘8构成，其中，内盘8固定或安装在内盘支架(在此无附图标记)上，并且外盘8固定或安装在外盘支架9上。离合器盘8为了冷却而在介质6中运动。在此将油用作介质6。介质6在此例如储存在离合器壳体11内的贮油槽10中。
离合器盘8形成为相互分配的摩擦盘对。在此，在每种情况下，由于在输入轴与输出轴之间的旋转速度的差异，一个内盘与一个外盘相互摩擦。驱动侧输入轴在此连接至外盘支架，并且输出轴连接至内盘支架。由于旋转速度和传递扭矩的差异，所以在离合器1中产生摩擦功率7，所述摩擦功率7使在离合器1中产生热。产生的热必须再次从离合器1排出，这通常借助于储存在贮油槽10中的介质6和环境26完成。在此相关的热传递能通过热传导、对流和/或热辐射发生。然而，热不仅由于离合器盘8的摩擦产生，而且通过在操作期间通常的电子控制单元12的加热产生。由于控制单元12在此直接安装在离合器壳体11上并因此以热传导的方式连接至离合器1，所以控制单元12的加热还影响离合器1中的热的产生。控制单元12由于沿着它流动的周围空气，在此决定性地通过对流被冷却。
电子控制单元12包括程序控制的微处理器和控制程序或计算机程序存储在其中的电子存储器。计算机程序被配置并用于当其在微处理器上运行时执行在此提出的方法的所有步骤。
图2示意性地示出了图示在此提出的方法的实施例的模型图像。在此提出的方法用于以操作点特定的方式估计动态温度模型27或温度算法中的离合器盘8的当前盘温度。图2示出了设置在温度模型内的各独立部件。图2中的图示因此不面向独立的方法步骤a)至e)，而是阐明根据步骤a)至e)的方法的排序为离合器总成的类似模型的仿真提供的可能性。
根据图2中的图示，最初示出了简化的温度模型27，其中，在此估计或计算三个温度，具体地作为功能域F1中的部件温度的盘温度、作为功能域F2中的部件温度的盘支架温度、和在功能域F3中——在当前操作点存在于离合器盘(8)的区域中的介质(6)的——介质温度。功能域F1和F2因此与方法步骤d)对应。功能域F3与方法步骤D)对应。在上下文中，没有单独地图示布置在图2中上游的方法步骤a)至c)，而是图示了用于这些功能域的上游处理步骤。在功能域F4中，使贮油槽温度是可得到的，所述贮油槽温度借助于该温度的(当前)测量、例如借助于集成到贮油槽10中的温度传感器在根据图2的简化温度模型27的情况下发生。
首先，在温度模型27中，确定代表离合器1的当前操作状态的至少一个操作点参数。这与步骤a)对应，并且发生在上述功能域中的至少一个中。外盘支架的旋转速度或周向速度在此用作操作点参数。外盘支架的旋转速度基本上与驱动侧输入轴的旋转速度对应，所述驱动侧输入轴的旋转速度的当前操作数据借助于总线布置18传到控制单元12，并因此作为温度模型27的输入变量是可得到的。外盘支架的当前周向速度于是能例如作为外盘支架的半径的函数借助于几何运算被计算。在上下文中，还能考虑传动系的诸如例如扭转效应和/或弹性的动态影响。
以同样的方式，还可利用与在离合器1处当前存在的旋转速度差异相关的信息或数据。在相应操作点传递的扭矩(离合器扭矩)在此由多维特性图确定，所述多维特性图凭经验确定(依赖于温度和旋转速度的差异)，并且其描述以哪一耦合压力传递哪一扭矩。由此能计算还用作温度模型27的输入变量的当前摩擦功率7。测量的温度、例如测量的贮油槽温度能被考虑为输入变量。
在功能域F1中计算离合器盘8的当前或操作点特定的盘温度。在此，作为输入变量考虑机械功率、具体地以上说明的摩擦功率7。由于摩擦功率7产生的热作为离合器盘8的热容量的函数而增加盘温度。
在功能域F1中以操作点特定的方式确定或计算离合器盘8与介质之间的热传递系数。离合器盘8与介质6之间的热传递系数根据方法步骤(c)在此被理解为分配给离合器盘8的热特性参数。为了说明热传递系数的操作点特定的计算，对在这点上相对于介质6的以下声明作出参考。然而，热传递系数在功能域F1中不必重新计算，它也能例如通过从功能域F3中检索它来确定。与步骤c)并行或根据步骤c)，用于确定介质的特性参数的方法步骤b)同样出现在功能域F1、F2、F3等中。
离合器盘8与盘支架9之间的(主要通过热传导的)热传递或能量传递作为离合器盘8与盘支架9之间的热传递系数和盘温度与盘支架温度之间的温度差的函数发生。这在温度模型27中借助于在功能域F1与F2之间的双箭头指示。
该热传递在功能域F1中引起作为离合器盘8的热容量的函数的盘温度的变化。这尤其地能借助于描述的方法的迭代构造被考虑，其中考虑来自前面的迭代步骤的值(温度和/或方法参数)。
离合器盘8与在离合器1中并且在离合器盘8的区域中、也就是说在相应的操作点“在盘组中”的介质6之间的热传递，借助于功能域F1与F3之间的双箭头指示。该热传递同样引起功能域F1中的盘温度的变化。
盘支架9的盘支架温度在功能域F2中计算。在此，还考虑以上已说明的在离合器盘8与盘支架9之间的热传递。该热传递在功能域F2中引起作为盘支架的热容量的函数的盘支架温度的变化。
另外，考虑盘支架9与当前位于盘组中的介质6之间的热传递。这在温度模型27中借助于在功能域F2与F3之间的双箭头图示。该热传递在功能域F2中还引起盘支架温度的变化。
另外，盘支架9与介质6之间的热传递系数在功能域F2中以操作点特定的方式被确定或计算。盘支架9与介质6之间的热传递系数根据方法步骤(c)在此被理解为分配给盘支架9的热特性参数。为了说明热传递系数的操作点特定的计算，对在这点上相对于介质6的以下声明作出参考。然而，热传递系数在功能域F2中不必重新计算，其也可例如通过从功能域F3中检索它来确定。
此外，盘支架9还与贮油槽10交换热，这在此通过功能域F2与F4之间的双箭头图示。盘支架9与贮油槽10之间的热传递能作为热传递的操作点相关的系数和盘支架温度与贮油槽温度之间的温度差的函数计算，所述温度差在此例如在随后的迭代步骤中引起盘支架温度的作为盘支架9的热容量的函数的变化。贮油槽温度在此被测量并在功能域F4中作为输入变量被存储。
在功能域F3中，位于离合器中并且在离合器盘8的区域中、也就是说“在离合器组”中的介质6(优选地为油)的当前温度优选地以操作点特定的方式被计算(并且不被测量)。根据图2从图示显而易见的是，介质的温度受所有离合器部件影响，具体地是离合器盘8(功能域F1)、盘支架9(功能域F2)和贮油槽10(功能域F4)，并且它们的相应温度同样根据热相互作用而受影响。
在功能域F3中，根据方法步骤b)，首先借助于(先前)已确定的操作点参数、具体地外盘支架的旋转速度和/或周向速度作为确定的操作点参数的函数计算分配给介质的至少一个热特性参数。例如，在此计算当前位于盘组中的介质的体积。该体积能作为确定的操作点参数的函数被计算。输入到离合器1、尤其是输入到盘组的体积流量是可变的，并且取决于外盘支架的旋转速度或周向速度并取决于贮油槽温度。在上下文中，介质的流动能经由或通过栅状物被引导到盘组中。贮油槽温度直接影响介质的粘度。离开离合器1、尤其盘组的介质6的体积流量还取决于当前位于盘组中的介质的量或体积。
体积的该动态计算允许当前位于离合器1中、尤其是位于盘组中的介质6的热容量或热质量的操作点相关的计算。因此，决定性地取决于当前在离合器1中存在的介质的体积的可变热容量在功能域F3中以操作点特定的方式被计算。
此外，热传递系数在功能域F3中同样以操作点特定的方式计算。介质6与离合器部件4中的一个之间的热传递系数(α)根据方法步骤b)在此被理解为分配给介质6的热特性参数。由于贮油槽温度影响进入盘组的介质的粘度，所以热传递系数例如取决于贮油槽温度。另外，热传递系数还取决于受盘支架的旋转速度或周向速度影响的介质的速度。
有关当前位于离合器中或者位于盘组中的介质的体积的知识同样使得能够计算或估计部件表面的润湿。这些润湿的部件表面在此表示热接触区域或热传递区域(A)。
在功能域F3中，作为介质6与离合器组8之间的热传递的操作点相关的系数和介质温度与盘温度之间的温度差的函数计算离合器盘8与介质6之间的热传递。该热传递在功能域F3中，例如对于随后的迭代步骤，作为介质6的操作点相关的热容量的函数，影响当前位于盘组中的介质6的介质温度。
在功能域F3中，作为介质6与盘支架9之间的热传递的操作点相关的系数和介质温度与盘支架温度之间的温度差的函数还计算盘支架8与介质6之间的热传递。该热传递在功能域F3中，例如对于随后的迭代步骤，作为介质6的操作点相关的热容量的函数，影响当前位于盘组中的介质6的介质温度。
以对应的方式，还能计算在介质6与贮油槽10之间的热传递。另外，贮油槽10影响介质的温度，其中，相对冷的介质6，尤其地借助于栅状物，从贮油槽10输入盘组。此外，被加热的介质6通常被引导回贮油槽10。进入或离开盘组的这些体积流量也引起介质的温度的变化。
因此，指定一种用于操作离合器总成的方法，其允许考虑离合器盘的操作点特定的冷却行为。另外，确保在不必为此依赖于用于测量(冷却)介质的温度的温度传感器的情况下能确定当前存在于离合器盘的区域中的(冷却)介质的温度。
附图标记列表：
1 离合器
2 传动系
3 车辆
4 离合器部件
5 离合器总成
6 介质
7 摩擦功率
8 离合器盘
9 盘支架
10 贮油槽
11 离合器壳体
12 控制单元
13 起动单元
14 侧轴
15 纵向轴
16 马达/发动机
17 变速器
18 总线布置
19 分动器
20 前车桥
21 后车桥
22 信号导线
23 车轮
24 差速器
25 下面表面
26 环境
27 温度模型
28 车轮传感器。

Claims (9)

1.一种用于操作车辆(3)的传动系(2)的离合器总成(5)的方法，其中，所述离合器总成(5)具有至少一个离合器(1)，所述至少一个离合器(1)带有与至少部分地在所述离合器(1)中引导的介质(6)至少间接地交换热的至少一个离合器部件(4)，其中，所述方法至少包括以下重复发生的步骤：
a)确定代表所述离合器(1)的当前操作状态的至少一个操作点参数；
b)根据所述确定的操作点参数确定分配给所述介质(6)的至少一个热特性参数；
c)确定分配给所述至少一个离合器部件(4)的至少一个热特性参数；
d)根据至少以下三个值计算所述至少一个离合器部件(4)的至少一个部件温度：
另外的离合器部件(4)的至少一个另外的部件温度；
在步骤b)中确定的所述介质(6)的热特性参数；
在步骤c)中确定的所述至少一个离合器部件(4)的热特性参数；
e)根据所述计算的部件温度调整所述离合器(1)的起动。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，以下的附加步骤D)发生在步骤e)之前：
D)根据至少以下两个值计算所述介质(6)的至少一个介质温度：
离合器部件(4)的至少一个部件温度；
在步骤b)中确定的所述介质(6)的热特性参数。
3.根据前述权利要求中的一项所述的方法，其中，在步骤a)中确定的所述操作点参数是以下参数中的至少一个：
离合器盘(8)的周向速度；
离合器盘(8)相对于另一离合器盘(8)的相对周向速度；
离合器盘(8)的周向速度的变化；
所述离合器(1)的输入轴或输出轴的旋转速度；
所述离合器(1)的所述输入轴与所述输出轴之间的旋转速度差；
作用于离合器盘之间的离合器压力或接触压力；
离合器扭矩；
贮油槽温度；
通过所述离合器(1)的所述介质(6)的体积流量。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其中，在步骤b)中确定的所述介质(6)的所述热特性参数是以下参数中的至少一个：
所述离合器(1)中的所述介质(6)的填充体积；
通过所述离合器(1)的所述介质(6)的体积流量；
所述离合器盘(8)通过所述介质(6)的润湿程度；
所述离合器(1)中的所述介质(6)的粘度；
所述离合器(1)中的所述介质(6)的热容量；和
所述介质(6)到离合器部件(4)的热传递系数。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其中，在步骤c)中确定的所述离合器部件(4)的所述热特性参数是以下参数中的至少一个：
所述离合器部件(4)的热质量；
所述离合器部件(4)的热容量；
所述离合器部件(4)与所述介质(6)之间的热传递系数，其中，所述热传递系数根据所述操作点参数计算；和
到另外的离合器部件(4)的热传递系数。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述离合器部件(4)是以下部件中的至少一个：
离合器盘(8)；
盘支架(9)；
贮油槽(10)；
离合器壳体(11)。
7.根据权利要求1或2所述的方法，其中，在步骤d)中，至少一个部件温度的计算也根据在前面的重复步骤中确定的相同部件和/或另一部件的至少一个部件温度实现。
8.根据权利要求1或2所述的方法，其中，在步骤d)和D)之前，确定所述离合器(1)的贮油槽(10)的贮油槽温度，并且在步骤d)和D)中附加地考虑该贮油槽温度，以便计算盘支架温度或介质温度。
9.一种车辆(3)，其具有用于将扭矩可变地分配至所述车辆(3)的不同车桥(20、21)的离合器总成(5)，其中，所述离合器总成(5)被分配适合并配置成实现根据前述权利要求中的一项所述的方法的电子控制单元(12)。
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