DE102009044385A1

DE102009044385A1 - Vorrichtung zur Regelung der Temperatur einer Kupplung

Info

Publication number: DE102009044385A1
Application number: DE102009044385A
Authority: DE
Inventors: Eli Ypsilanti Avny; Steven Gerald Bloomfield Hills Thomas; Piero LaSalle Aversa
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2008-11-05
Filing date: 2009-11-02
Publication date: 2010-05-06
Also published as: US8062178B2; US20100113216A1; CN101734153A; CN101734153B

Abstract

Eine Vorrichtung zum Regeln der Temperatur einer Getriebekupplung weist ein die Kupplung aufnehmendes Gehäuse (70), ein Gebläse (92) zum Zirkulieren von Luft durch das Gehäuse und über der Kupplung und einen Controller auf, welcher dahingehend konfiguriert ist, eine abgeleitete Temperatur (Tabgeleitet) an eine Referenzfläche an der Kupplung zu ermitteln und das Gebläse (92) in Reaktion auf die abgeleitete Temperatur (Tabgeleitet) zu betätigen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Mehrgang-Lastschaltgetriebe für Kraftfahrzeuge und insbesondere eine Regelung der Temperatur der Eingangskupplungen derartiger Getriebe.
Lastschaltgetriebe stellen Übersetzungsmechanismen dar, mittels derer mehrere Übersetzungsverhältnisse im Vorwärts- und Rückwärtsgang erzeugt werden können. Lastschaltgetriebe weisen zwei Eingangskupplungen auf, die für ein Ankuppeln einer Energie- bzw. Antriebsquelle – wie z. B. eines Verbrennungsmotors oder eines Elektromotors – an zwei Getriebeeingangswellen vorgesehen sind.
Lastschaltgetriebe weisen Getriebeverzahnungen auf, die in Konfigurationen mit zwei Vorlegewellen jeweils zwischen dem Getriebeeingang und dem Getriebeausgang angeordnet sind. Eine der Eingangskupplungen überträgt Drehmoment zwischen dem Getriebeeingang und einer ersten Vorlegewelle, welche dem ersten, zweiten, fünften und sechsten Gang des Getriebes zugeordnet ist, und die andere Eingangskupplung überträgt Drehmoment zwischen dem Getriebeeingang und einer zweiten Vorlegewelle, welche dem dritten und vierten Gang sowie dem Rückwärtsgang zugeordnet ist. Mittels des Getriebes werden Änderungen des Übersetzungsverhältnisses bewirkt, indem wechselweise ein Einkuppeln der ersten Eingangskupplung sowie ein Laufen in einem aktuellen Gang, ein Auskuppeln der zweiten Eingangskupplung, ein Bereitstellen eines Kraftübertragungspfades im Getriebe zum Betrieb in dem gewünschten Gang, ein Auskuppeln der ersten Kupplung, ein Einkuppeln der zweiten Kupplung und ein Vorbereiten eines anderen Kraftübertragungspfades in dem Getriebe zum Betreiben im nächsten Gang erfolgt.
Die Temperatur stellt einen kritischen Faktor dar, durch welchen die Lebensdauer von Trocken-Lastschaltgetrieben mit als Trockenkupplungen ausgebildeten Eingangskupplungen beeinflusst wird. Eine Haupt-Ausfallursache beruht auf einer hohen Kupplungstemperatur, die einen wesentlichen Faktor für die Langlebigkeit der Dual-Kupplungen von Lastschaltgetrieben darstellt.
Zwei Kupplungsstellen bzw. -bereiche, an denen die Temperatur und die Qualitätsverlustrate von Bedeutung sind, sind die Kupplungsoberfläche (d. h. die Kupplungsoberflächentemperatur) sowie ein für eine Temperaturüberwachung verwendeter Referenzpunkt, der vorzugsweise 4,0 mm unterhalb der Kupplungskontaktoberflache liegt. Obwohl diese beiden Stellen bzw. Bereiche kritisch für die Kupplungslebensdauer sind, steht nach dem Stand der Technik keine direkte, in Echtzeit erfolgende Temperaturrückmeldung zur Verfügung, um den Fahrer vor einem möglicherweise einen Schaden verursachenden Einsatz der Kupplung zu warnen. Dies ist auf technische Schwierigkeiten im Zusammenhang mit einem Thermoelementzugriff und bei einer Datenübertragung von einem Thermoelement auf ein rotierendes Element zurückzuführen. Außerdem ist es in Situationen, in denen ein mit einem Dualkupplungs-Lastschaltgetriebe ausgestattetes Fahrzeug einer Wartung unterzogen wird, schwierig, eine Spur von einem konkreten Problem zu dessen Grundursache zurückzuverfolgen und mögliche Einsatzbedingungen und Anomalien zu identifizieren.
Der vorliegenden Erfindung liegt zur Behebung dieses Nachteils die Aufgabe zugrunde, einen Mechanismus zu schaffen, welcher den Fahrer eines mit einem Dualkupplungs-Lastschaltgetriebe ausgestatteten Fahrzeuges vor möglicherweise schädlichen Bedingungen warnt, und dies unter gleichzeitiger Einbeziehung der Temperatur, um aus einer Temperaturrückmeldung auf den Einsatzschweregrad und zunehmenden Verschleiß zu folgern und eine Verlaufsüberwachung vorzunehmen zu können.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zur Regelung der Temperatur einer Kupplung bereitzustellen, mittels welcher eine hohe Kupplungstemperatur unter diversen Fahrzeugeinsatzbedingungen vermieden und somit die Lebensdauer der Eingangskupplungen verlängert werden kann.
Gemäß der Erfindung wird eine Vorrichtung zum Regeln der Temperatur einer Getriebekupplung bereitgestellt, welche ein Gehäuse zur Aufnahme der Kupplung, ein Gebläse zum Zirkulieren von Luft durch das Gehäuse und über der Kupplung und einen Controller aufweist, welcher dahingehend konfiguriert ist, eine abgeleitete Temperatur an einer Referenzoberfläche an der Kupplung zu ermitteln und das Gebläse in Reaktion auf die abgeleitete Temperatur zu betätigen.
Gemäß einer Ausführungsform ist der Controller ferner dahingehend konfiguriert, eine Anfangstemperatur zu ermitteln, eine Nettogröße der der Kupplungsanordnung zugeführten mechanischen Energie zu berechnen, eine abgeleitete Temperaturänderung an der Referenzoberfläche in Reaktion auf die der Kupplungsanordnung zugeführte mechanische Energie zu berechnen und eine abgeleitete Temperatur in Reaktion auf die abgeleitete Temperaturänderung zu ermitteln.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der Controller ferner dahingehend konfiguriert, eine obere Grenztemperatur abzurufen, die abgeleitete Temperatur mit der oberen Grenztemperatur zu vergleichen und das Gebläse einzuschalten, wenn die abgeleitete Temperatur größer als die obere Grenztemperatur ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der Controller ferner dahingehend konfiguriert, eine untere Grenztemperatur abzurufen, die abgeleitete Temperatur mit der unteren Grenztemperatur zu vergleichen und das Gebläse abzuschalten, wenn die abgeleitete Temperatur kleiner als die untere Grenztemperatur ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der Controller ferner dahingehend konfiguriert, eine obere Grenztemperatur und eine untere Grenztemperatur abzurufen, die abgeleitete Temperatur mit der oberen Grenztemperatur und der unteren Grenztemperatur zu vergleichen und einen aktuellen Betriebszustand des Gebläses aufrechtzuerhalten, wenn die abgeleitete Temperatur größer als die untere Grenztemperatur und kleiner als die obere Grenztemperatur ist.
Im Rahmen der Erfindung wird ferner ein Verfahren zum Regeln der Temperatur einer Kupplung bereitgestellt. Dabei ist ein Gehäuse zur Aufnahme einer dualen Eingangskupplung sowie ein Gebläse vorgesehen, welches eine Luftzirkulation durch das Gehäuse sowohl intern wie auch extern zum Zwecke einer erzwungenen Konvektion bewirkt. Eine abgeleitete Temperatur auf der Kupplung innerhalb des Gehäuses wird ermittelt, und das Gebläse wird in Reaktion auf die abgeleitete Temperatur betätigt.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst der Schritt der Betätigung des Gebläses in Reaktion auf die abgeleitete Temperatur ferner ein Einschalten des Gebläses, wenn die abgeleitete Temperatur höher als eine obere Grenztemperatur ist, und ein Abschalten des Gebläses, wenn die abgeleitete Temperatur niedriger als eine untere Grenztemperatur ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfasst der Schritt der Betätigung des Gebläses in Reaktion auf die abgeleitete Temperatur ferner ein Einschalten des Gebläses, wenn die abgeleitete Temperatur höher als eine obere Grenztemperatur ist und ein Abschalten des Gebläses, wenn die abgeleitete Temperatur niedriger als eine untere Grenztemperatur ist, sowie ein Aufrechterhalten eines aktuellen Betriebszustandes des Gebläses, wenn die abgeleitete Temperatur höher als die untere Grenztemperatur und niedriger als die obere Grenztemperatur ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfasst der Schritt der Ermittlung einer abgeleiteten Temperatur an der Kupplung innerhalb des Gehäuses ferner folgende Schritte: Ermitteln einer Anfangstemperatur, Berechnen einer während eines Intervalls erfolgenden Temperaturänderung an der Kupplung infolge einer Änderung der auf die Kupplung einwirkenden Rotationsenergie infolge eines Schleifens der Kupplung, Ermitteln der abgeleiteten Temperatur unter Verwen dung der Anfangstemperatur und der Temperaturänderung, sowie ein Einschalten des Gebläses, wenn die abgeleitete Temperatur höher als eine obere Grenztemperatur ist, und Abschalten des Gebläses, wenn die abgeleitete Temperatur niedriger als eine untere Grenztemperatur ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfasst der Schritt der Ermittlung einer abgeleiteten Temperatur an der Kupplung innerhalb des Gehäuses ferner folgende Schritte: Ermitteln einer Anfangstemperatur, Berechnen einer während eines Intervalls erfolgenden Temperaturänderung an der Kupplung, welche aus einer Änderung der auf die Kupplung einwirkenden Rotationsenergie infolge eines Schleifens der Kupplung resultiert, und der während des Intervalls von der Kupplung abgeführten Wärme, Ermitteln der abgeleiteten Temperatur unter Verwendung der Anfangstemperatur und der Temperaturänderung, sowie Einschalten des Gebläses, wenn die abgeleitete Temperatur höher als eine obere Grenztemperatur ist, und Abschalten des Gebläses, wenn die abgeleitete Temperatur niedriger als eine untere Grenztemperatur ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfasst der Schritt der Ermittlung einer abgeleiteten Temperatur an der Kupplung innerhalb, des Gehäuses ferner die Ermittlung einer abgeleiteten Temperatur an einer Referenzoberfläche der Kupplung innerhalb des Gehäuses.
Durch die Vorrichtung und das Verfahren wird ein Mechanismus zur Modulation der Temperatur auf der Eingangskupplung eines Dualkupplungs-Lastschaltgetriebes bereitgestellt. Die Temperatur jeder Kupplung wird bestimmt, ohne dass innerhalb eines glockenförmig ausgebildeten Gehäuses (”bell housing”), nachfolgend Glockengehäuse genannt, die Platzierung eines Temperatursensors, auf welchen nur schwer zugegriffen werden kann, erforderlich ist.
Bei Einsatz der Erfindung wird in vorteilhafter Weise ein Entstehen einer hohen Kupplungstemperatur unter diversen Fahrzeugbetriebsbedingungen vermieden, wodurch die Lebensdauer der Eingangskupplungen verlängert und deren Betriebsverhalten verbessert werden.
Anwendungsbereiche der Erfindung sind aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung von Ausführungsbeispielen, den Patentansprüchen sowie den Zeichnungen ersichtlich. Es versteht sich, dass die Beschreibung und die speziellen Beispiele, wenn sie auch bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung darstellen, lediglich zu Erläuterungszwecken angegeben werden. Diverse mögliche Änderungen und Modifikationen der beschriebenen Ausführungsformen und Beispiele sind für den Fachmann ersichtlich.
Die Erfindung wird nachstehend anhand bevorzugter Ausführungsformen und unter Bezugnahme auf die beigefügten Abbildungen näher erläutert.
Es zeigen:
1 ein schematisches Diagramm, in welchem Einzelheiten eines Lastschaltgetriebes mit dualer Eingangskupplung dargestellt sind;
2 eine Querschnittsansicht eines zur Aufnahme dualer Trockeneingangskupplungen gemäß 1 vorgesehenen Glockengehäuses;
3 ein schematisches Diagramm einer Vorrichtung zum Kühlen dualer Trockeneingangskupplungen gemäß 1, welche in dem Glockengehäuse gemäß 2 angeordnet sind;
4 einen Graph, welcher die Variation der abgeleiteten Kupplungstemperatur und eines Hysteresetemperaturbandes zeigt;
5 ein Diagramm eines Algorithmus zur Regelung des Betriebs eines Gebläses zur Reduzierung der Kupplungstemperatur;
6 ein schematisches Diagramm, welches eine Getrieberegelungseinheit TCU, zugeführte Eingangsinformation und zur Ermittlung einer abgeleiteten Temperatur verwendete Gleichungen zeigt; und
7 ein schematisches Diagramm eines Fahrzeugantriebsstranges mit einem Verbrennungsmotor und einem Dualkupplungs-Lastschaltgetriebe.
1 zeigt ein Dual-Trockenkupplungs-Lastschaltgetriebe 10 mit einer ersten Trockeneingangskupplung 12, welche selektiv einen mit 14 bezeichneten Eingang eines Getriebes 10 wechselweise an einer ersten Vorlegewelle 18 zugeordnete geradzahlige Zahnräder 16 kuppelt, und mit einer zweiten Trockeneingangskupplung 20, welche selektiv den Eingang 14 wechselweise an einer zweiten Vorlegewelle 24 zugeordnete ungeradzahlige Zahnräder 22 kuppelt.
Der Eingang 14 steht mit einer Energiequelle, wie z. B. einem Verbrennungsmotor oder einem Elektromotor, in Wirkverbindung. Ein elektronisches Getrieberegelungsmodul (TCM = ”transmission control module”) steuert die Eingangskupplungen 12, 20 über Befehlssignale, welche an spulenbetätigte Stellantriebe gesendet werden, die die Eingangskupplungen betätigen. Das TCM weist einen Mikroprozessor auf, welcher Zugriff auf einen elektronischen Speicher besitzt und in einem Computercode formulierte Steueralgorithmen aufweist, welche in häufigen Intervallen wiederholt ausgeführt werden.
Eine Welle 18 trägt Ritzel 26, 28, 30, von denen jedes auf der Vorgelegewelle 18 gelagert ist, sowie Kuppler 32, 34, welche an der Vorgelegewelle 18 festgelegt sind. Die Ritzel 26, 28, 30 sind jeweils dem zweiten, vierten bzw. sechsten Zahnrad zugeordnet. Der Kuppler 32 weist eine Hülse 36 auf, welche nach links bewegt werden kann, derart, dass ein Eingriff in das Ritzel 26 erfolgt und das Ritzel 26 in Wirkverbindung mit der Vorgelegewelle 18 gebracht wird. Der Kuppler 34 weist eine Hülse 38 auf, welche nach links bewegt werden kann, derart, dass ein Eingriff mit dem Ritzel 28 erfolgt und das Ritzel 28 in Wirkverbindung mit der Vorgelegewelle 18 gebracht wird. Die Hülse 38 kann nach rechts bewegt werden, so dass ein Eingriff mit dem Ritzel 30 erfolgt und das Ritzel 30 in Wirkverbindung mit der Vorgelegewelle 18 gebracht wird.
Eine Welle 24 trägt Ritzel 40, 42 und 44, von denen jedes auf der Welle 24 gelagert ist, sowie Kuppler 46, 48, welche an der Welle 24 festgelegt sind. Die Ritzel 40, 42, 44 sind jeweils dem ersten, dritten bzw. fünften Zahnrad zugeordnet. Der Kuppler 46 weist eine Hülse 50 auf, welche nach links bewegt werden kann, derart, dass ein Eingriff mit dem Ritzel 40 erfolgt und das Ritzel 40 in Wirkverbindung mit der Welle 24 gebracht wird. Der Kuppler 48 weist eine Hülse 52 auf, welche nach links bewegt werden kann, derart, dass ein Eingriff mit dem Ritzel 42 erfolgt und das Ritzel 42 in Wirkverbindung mit der Welle 24 gebracht wird. Die Hülse 52 kann nach rechts bewegt werden, derart, dass ein Eingriff mit dem Ritzel 44 erfolgt und das Ritzel 44 in Wirkverbindung mit der Welle 24 gebracht wird.
Eine Ausgangswelle 54 trägt Zahnräder 56, 58 und 60, von denen jedes an der Ausgangswelle 54 festgelegt ist. Das Zahnrad 56 steht in Eingriff mit den Ritzeln 26 und 40. Das Zahnrad 58 steht in Eingriff mit den Ritzeln 28 und 42. Das Zahnrad 60 steht in Eingriff mit den Ritzeln 30 und 44.
Die Kuppler 32, 34, 46 und 48 können als Synchronkupplungen, Klauenkupplungen oder Kombinationen hiervon ausgebildet sein.
2 zeigt ein Glockengehäuse 70, welches einen Gehäusekörper 72, in dem die Eingangskupplungen 12, 20 angeordnet sind, sowie Rippen 74, welche sich radial von einer koaxial zu der Eingangswelle 14 und der Ausgangswelle 54 angeordneten Achse 76 erstrecken, aufweist. Wenigstens zwei der Rippen 74 sind an ihrem radial äußeren Ende über eine zylindrische Hülse 78 miteinander verbunden, welche einen ringförmigen Luftmantel oder Kanal 80 bildet.
3 zeigt ein schematisches Diagramm eines Systems 90 zum Kühlen der Dual-Trockeneingangskupplungen 12, 20 und des Glockengehäuses 70. Ein Gebläse 92 leitet Umgebungsluft durch einen Einlass 94 zu einem Splitter bzw. Verteiler 96, welcher einen Teil der ankommenden Luft über den Innenbereich des Glockengehäuses 70 und über die Oberflächen der Kupplungen 12, 20 an einen Auslass 98 leitet. Ein Restanteil der ankommenden Luft wird über den Verteiler 96 in den äußeren Kanal 80 geleitet, in welchem die Rippen 74 angeordnet sind. Die Luft verlässt den Kanal 80 über den Auslass 98 und wird in die Umgebungsatmosphäre zurückgeführt.
Empirische Daten, welche anhand von Prüfstandsversuchen zur Simulierung der Arbeitsweise der Kupplungen 12, 20 im Betrieb erhalten wurden, werden dazu verwendet, die von einem Thermoelement 100 am Glockengehäuse 70 angezeigte Temperatur und die Temperatur kritischer Oberflächen 102, 104 der Eingangskupplungen 12 bzw. 20 und der Oberflächen im Bereich von etwa 4 mm unterhalb der Kupplungsoberflächen 102, 104 zu korrelieren. Auf diese Weise bilden die von dem Thermoelement 100 erzeugten Daten eine Referenz, wodurch auf die Temperatur der kritischen Kupplungsoberflächen 102, 104 gefolgert werden kann.
1 zeigt außerdem eine Getrieberegelungseinheit (nachfolgend TCU genannt) 106, welche den Betrieb des Gebläses 92 gemäß einem Steueralgorithmus steuert, der in einem Computercode formuliert in einem elektronischen Speicher gespeichert ist und von einem in der TCU 106 eingebauten Mikroprozessor ausgeführt wird. Ein Elektromotor 108 aktiviert und deaktiviert das Gebläse 92 in Reaktion darauf, dass elektrische Energie über eine Leitung 110 von einer elektrischen Energiequelle 112 gemäß einer von der TCU 106 entsprechend dem Algorithmus bereitgestellten Schaltfunktion dem Motor 108 zugeführt wird.
4 zeigt eine graphische Darstellung der Variation der Kupplungstemperatur T_abgeleitet an den Kupplungsoberflächen 102, 104, wie sie von einem von dem Thermoelement 100 erzeugten elektronischen Signal 114 abgeleitet worden ist und als Eingangssignal an die TCU 106 übermittelt wird. Der Graph zeigt eine obere Grenztemperatur T_ul, eine untere Grenztemperatur T_ll und ein Hysteresetemperaturband 110 zwischen der oberen Grenztemperatur und der unteren Grenztemperatur zur Vermeidung eines Oszillierens des Gebläse 92 um eine Solltemperatur.
5 zeigt ein Diagramm des Algorithmus zur Regelung des Betriebs des Gebläses 92. In einem Schritt 120 wird ein Test durchgeführt, um zu ermitteln, ob die Differenz zwischen der abgeleiteten Kupplungstemperatur T_abgeleitet und der oberen Grenztemperatur T_ul größer als Null ist. Wenn das Ergebnis des Tests im Schritt 120 ein logisches ”WAHR” ist, wird in einem Schritt 122 das Gebläse 92 mittels der TCU 106 eingeschaltet, welche einen elektrischen Kontakt zwischen der Energiequelle 112 und dem Elektromotor 108 herstellt.
Wenn das Resultat des Tests in Schritt 120 ein logisches ”FALSCH” ist, geht der Steueralgorithmus zu Schritt 124 über, in welchem ein Test durchgeführt wird, um zu ermitteln, ob die Differenz zwischen der abgeleiteten Kupplungstemperatur T_abgeleitet und der unteren Grenztemperatur T_ll kleiner als Null ist. Wenn das Ergebnis des im Schritt 124 durchgeführten Tests ein logisches ”WAHR” ist, wird in einem Schritt 126 das Gebläse 92 abgeschaltet, indem die TCU 106 den elektrischen Kontakt zwischen der Energiequelle 112 und dem Elektromotor 108 unterbricht.
Wenn die Ergebnisse der in den Schritten 120 und 124 durchgeführten Tests beide ein logisches ”FALSCH” sind, wodurch angezeigt wird, dass die abgeleitete Kupplungstemperatur T_abgeleitet sich im Hystereseband 110 befindet, geht der Steueralgorithmus zu Schritt 128 über, wo der Betriebszustand des Gebläses 92 unverändert aufrechterhalten wird, woraufhin der Algorithmus zu Schritt 120 zurückkehrt und erneut ausgeführt wird.
Anstelle einer Verwendung von Temperaturdaten des Thermoelements 100 als Referenz zur Ableitung der Temperatur der kritischen Kupplungsoberflächen 102, 104 kann auch eine alternative Technik, welche unter Bezugnahme auf 6 und 7 beschrieben wird, zur Ableitung dieser Temperatur verwendet werden.
Die an die TCU 106 übertragenen Eingangsinformationen beinhalten die Motordrehzahl und das Motordrehmoment 130, welches an die Eingangswelle 14 von einem Verbrennungsmotor 132 oder einer anderen Antriebsquelle, die mit der Eingangswelle 14 in Wirkverbindung steht, übertragen wird. Ein Motorregelungsmodul (ECM = ”engine control module”) 133 überwacht die Motordrehzahl und bestimmt in häufigen Intervallen anhand von Motorbetriebsvariablen die Größe des von dem Verbrennungsmotor 132 erzeugten Drehmoments. Drehzahl und Drehmoment 134, welche von der Ausgangswelle 54 des Getriebes 10 an die An triebsräder 136 übertragen werden, werden wiederholt in Abtastintervallen an die TCU 106 übertragen.
Zusätzliche Eingabeinformationen 138, welche an die TCU 106 wiederholt in Abtastintervallen übertragen wird, beinhalten die spezifische Wärme der Kupplungen 12, 20, die Rate der Wärmekonvektion von den Kupplungen und das Gewicht und die thermische Leitfähigkeit der Kupplungen. Weitere Eingabeinformationen 140, welche an die TCU 106 wiederholt in Abtastintervallen übertragen werden, beinhalteten die Umgebungstemperatur, den Reibungskoeffizienten COF (COF = ”coefficient of friction”) der Kupplungsoberflächen 102, 104 und die Anfangstemperatur der Kupplungen.
Wie in 6 dargestellt ist, verwendet die TCU 106 diese Eingangsdaten und die im elektronischen Speicher gespeicherte Information dazu, die Änderungsrate der von den Kupplungen 12, 20 aufgrund der Kupplungseingangsenergie (Q_in) absorbierten Rotationsenergie, die Größe der von den Kupplungen aufgrund einer Änderung der Kupplungstemperatur ΔT absorbierten Wärmeenergie (Q_s), die Rate, mit der Wärmeenergie von den kritischen Oberflächen 102, 104 der Kupplungen mittels Wärmeleitung (Q_c) aufgrund einer Temperaturdifferenz (T₁ – T₂) übertragen wird, die Rate, mit der Wärmeenergie von den kritischen Oberflächen 102, 104 der Kupplungen über Konvektion (Q_v) aufgrund einer Temperaturdifferenz (T₁ – T₂) übertragen wird, die Nettowärmeänderung an den kritischen Oberflächen der Kupplungen (Q_s) während einer Periode der Länge ΔT und die Änderung der abgeleiteten Temperatur an den kritischen Oberflächen der Kupplungen während eines Abtastintervalls (T_i+1) zu berechnen.
M bezeichnet die Masse, λ die Leitfähigkeit, A die Konvektionsfläche, l die Länge des leitenden Elements und α den Wärmeübertragungskoeffizienten. Die Leistung (in Watt) ist gegeben durch Leistung = Tslip·(Nin – Nout)·π/30
Der in 5 dargestellte Algorithmus zur Regelung des Betriebs des Gebläses 92 wird dazu eingesetzt, das Gebläse zu betätigen, wenn die abgeleitete Temperatur der kritischen Oberflächen 102, 104, wie unter Bezugnahme auf 6 beschrieben, ermittelt wird. In Schritt 120 wird ein Test durchgeführt, um zu ermitteln, ob die Differenz zwischen den abgeleiteten Kupplungstemperaturen T_i+1 und der oberen Grenztemperatur T_ul größer als Null ist. Wenn das Ergebnis des Tests 120 ein logisches ”WAHR” ist, wird im Schritt 122 das Gebläse 92 eingeschaltet, indem die TCU 106 einen elektrischen Kontakt zwischen der Energiequelle 112 und dem Elektromotor 110 herstellt.
Wenn das Ergebnis des Tests 120 ein logisches ”FALSCH” ist, geht der Steueralgorithmus zu Schritt 124 über, in welchem ein Test durchgeführt wird, um zu ermitteln, ob die Differenz zwischen den abgeleiteten Kupplungstemperaturen T_i+1 und der unteren Grenztemperatur T_ll kleiner als Null ist. Wenn das Ergebnis des Tests 124 ein logisches ”WAHR” ist, wird in Schritt 126 das Gebläse 92 abgeschaltet, indem die TCU 106 den elektrischen Kontakt zwischen der Energiequelle 112 und dem Elektromotor 110 unterbricht.
Wenn die Ergebnisse der Tests 120 und 124 beide ein logisches ”FALSCH” ergeben, was anzeigt, dass die abgeleitete Kupplungstemperatur T_i+1 in dem Hystereseband 110 liegt, geht der Steueralgorithmus zu Schritt 128 über, wo der Betriebszustand des Gebläses 92 unverändert aufrechterhalten wird, woraufhin der Algorithmus zu Schritt 120 zurückkehrt und erneut ausgeführt wird.
Wenngleich die vorstehende Beschreibung unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsformen erfolgte, so versteht sich, dass alternative Ausführungsformen anstelle der speziellen dargestellten und beschriebenen Ausführungsform realisiert werden können.

Claims

Vorrichtung zur Regelung der Temperatur einer Kupplung, welche Energie von einer Energiequelle (112) an eine Getriebeübersetzung überträgt, mit: einem Gehäuse (70), welches die Kupplung aufnimmt; einem Gebläse (92) zur Zirkulation von Luft um das Gehäuse (70) und über der Kupplung; einem Sensor, welcher eine außerhalb des Gehäuses (70) vorliegende Temperatur anzeigt, aus der eine Temperatur an einer Referenzoberfläche der Kupplung unter Erzeugung einer abgeleiteten Temperatur (T_abgeleitet) abgeleitet wird; und einem Controller, welcher dahingehend konfiguriert ist, das Gebläse (92) in Reaktion auf ein von dem Sensor erzeugtes Signal zu betätigen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Controller ferner dahingehend konfiguriert ist, eine obere Grenztemperatur (T_ul) abzurufen, die abgeleitete Temperatur (T_abgeleitet) mit der oberen Grenztemperatur (T_ul) zu vergleichen und das Gebläse (92) einzuschalten, wenn die abgeleitete Temperatur (T_abgeleitet) höher als die obere Grenztemperatur (T_ul) ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Controller ferner dahingehend konfiguriert ist, eine untere Grenztemperatur (T_ll) abzurufen, die abgeleitete Temperatur (T_abgeleitet) mit der unteren Grenztemperatur (T_ll) zu vergleichen und das Gebläse (92) abzuschalten, wenn die abgeleitete Temperatur (T_abgeleitet) niedriger als die untere Grenztemperatur (T_ll) ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Controller ferner dahingehend konfiguriert ist, eine obere Grenztemperatur (T_ul) und eine untere Grenztemperatur (T_ll) abzurufen, die abgeleitete Temperatur (T_abgeleitet) mit der oberen Grenztemperatur (T_ul) und der unteren Grenztemperatur (T_ul) zu vergleichen und einen aktuellen Betriebszustand des Gebläses aufrechtzuerhalten, wenn die abgeleitete Temperatur (T_abgeleitet) höher als die untere Grenztemperatur (T_ll) und niedriger als die obere Grenztemperatur (T_ul) ist.