DE60125960T2

DE60125960T2 - Vorrichtung zur schätzung der kupplungstemperatur

Info

Publication number: DE60125960T2
Application number: DE60125960T
Authority: DE
Inventors: Norio Sagamihara-shi IIDA; Yoshiyuki Kawasaki-shi FUKUDA; Hirotaka Machida-shi Kusukawa; Atsuhiko Atsugi-shi GOTOU; Shigeo Yokohama-shi Murata; Satoshi Zama-shi MIZUYA
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2000-09-19
Filing date: 2001-08-23
Publication date: 2007-07-05
Anticipated expiration: 2021-08-24
Also published as: US20030150685A1; WO2002025133A1; EP1319137A1; KR100466380B1; CN1394260A; EP1319137B1; CN1140427C; US6769526B2; DE60125960D1; KR20020076234A

Description

ANWENDUNGSGEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Technik zum Schätzen der Temperatur einer Antriebskupplung, wie einer Drehmomentverteilungskupplung in einem Fahrzeug mit Vierradantrieb oder einer Differenzial-Begrenzungskupplung zwischen rechten und linken Antriebsrädern.
HINTERGRUND DES STANDES DER TECHNIK
Ein Fahrzeug mit Vierradantrieb verwendet zum Beispiel eine elektronisch geregelte Kupplung zur Regelung von Drehmomentverteilung zwischen Antriebsrädern und angetriebenen Rädern. Wenn das durch die Kupplung übertragene Drehmoment hoch ist und für eine lange Zeit andauert, wird die Kupplung überhitzt werden. Um das Überhitzungsproblem zu bewältigen, gibt es eine Technik, bei der die normale Kupplungsregelung auf Kupplungsschutzregelung umgeschaltet wird, um die Kupplung zu entkuppeln und die Kupplungstemperatur zu verringern. Ein kleines, leichtgewichtiges Vierrad-Antriebssystem, das zum Beispiel in einem Geländewagen (SUV) eingebaut ist, muss oft eine Kupplung verwenden, um das maximale Drehmoment zu übertragen, wenn auf einer Straße mit geringer Reibung, wie einer sandigen oder schneebedeckten Straße, gefahren wird. In diesem Fall muss die Kupplungsschutzregelung verwendet werden, um die Temperatur der Kupplung zu regeln.
Die Kupplungsschutzregelung benötigt als Daten eine Kupplungstemperatur. Die Kupplungstemperatur wird zum Beispiel durch einen Temperatursensor, der an der Kupplung angebracht ist, zur Verfügung gestellt, oder wird aus dem Drehmoment geschätzt.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Die Kupplungsschutzregelung, die eine Kupplungstemperatur von einem Temperatursensor erhält, muss den Temperatursensor an einer Kupplung, wie einer elektronisch geregelten Kupplung, anbringen. Der Temperatursensor muss starke Hitze und Erschütterungen aushalten, unter denen die Kupplung betrieben wird. Zusätzlich muss der Temperatursensor vor Unterbrechungen oder Kurzschlüssen geschützt werden. Diese Notwendigkeiten erhöhen die Kosten einer Kupplungsschutzregelung.
Der nächstliegendste Stand der Technik ist in DE 19602006 A1 gezeigt. Sie offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Antrieb einer Kupplung, die zwischen einem Motor und einem Getriebe eines Fahrzeuges angeordnet ist, wobei das durch die Kupplung übertragene Drehmoment eingestellt werden kann. Es ist offenbart, dass ein bestimmtes Drehmoment und ein bestimmter Schlupf, und ein bestimmter Zustand verwendet werden, um eine Reibungsenergie in den Nockenelementen als eine Funktion der Zeit, und mindestens eine Temperatur der Kupplung als eine Funktion der Zeit zu bestimmen. Diese mindestens eine Temperatur wird mit mindestens einem Grenzwert verglichen, und wenn dieser Grenzwert überschritten wird, wird eine hohe thermische Belastung der Kupplung angezeigt und/oder schützende Maßnahmen werden eingeleitet.
Die Kupplungsschutzregelung, die eine Kupplungstemperatur aus dem Drehmoment schätzt, weist auch Probleme auf, die unten erwähnt sind. Die Kupplungsschutzregelung wird aktiviert, wenn Drehmoment einer vorbestimmten Größe für einen vorbestimmten Zeitraum andauert. In 1A überschreitet eine Drehmomentkurve I kontinuierlich einen Schwellenwert für einen Zeitraum von t0 bis t2, der länger ist als ein kritischer Zeitraum. Die Drehmomentkurve I ist von geringer Größe und erzeugt somit keine Wärme, die eine Kupplungsschutztemperatur übersteigt, wie in 1B gezeigt. Entsprechend benötigt die Drehmomentkurve I keine Kupplungsschutzregelung. Jedoch beginnt die Kupplungsschutzregelung bei t2, wenn die den Schwellenwert übersteigende Drehmomentkurve I den kritischen Zeitraum überschreitet. Dies ist übermäßiger Schutz, und daher überträgt die Kupplung unzureichendes Drehmoment.
Eine Drehmomentkurve II aus 1A übersteigt auch den Schwellenwert für die Zeitdauer von t0 bis t2, und daher beginnt die Kupplungsschutzregelung auch bei t2. Die Drehmomentkurve II ist von großer Größe und erzeugt somit Wärme, die die Kupplungsschutztemperatur bei t1 vor t2, wie in 1B gezeigt, übersteigt. Dies ist unzureichender Schutz, das heißt, der Kupplungsschutz beginnt zu spät.
2 zeigt Kupplungsschutzregelung basierend auf einem Stand der Technik, der eine geschätzte Kupplungstemperatur zurückstellt, wann immer ein an eine Kupplung angewiesener Drehmomentwert unter einem Schwellenwert fällt, obwohl die Temperatur der Kupplung langsam zurückgeht. Wenn das angewiesene Drehmoment abwechselnd über den Schwellenwert steigt und darunter abfällt, weicht eine geschätzte Kupplungstemperatur aufgrund der Langsamkeit des Rückgangs der Kupplungstemperatur stark von einer tatsächlichen Kupplungstemperatur ab. Dies verschlechtert die Zuverlässigkeit von geschätzten Kupplungstemperaturen.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, diese Probleme zu lösen, indem eine Vorrichtung zum Schätzen von Kupplungstemperaturen zur Verfügung gestellt wird, die den tatsächlichen Kupplungstemperaturen eng folgen. Die Vorrichtung verwendet keine Temperatursensoren und weist daher geringe Kosten auf.
Um das Ziel zu erreichen, stellt ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung zum Schätzen der Temperatur einer Antriebskupplung zur Verfügung, deren Eingriff einschließlich dem Gleiteingriff regelbar ist. Die Vorrichtung besitzt einen Kupplungsdrehzahldifferenz-Detektor, der eine Rotationsdrehzahldifferenz zwischen Eingangs- und Ausgangswellen der Antriebskupplung erfasst, eine Drehmoment-Schätzeinrichtung, die das über die Antriebskupplung übertragene Drehmoment schätzt, eine Energie-Berechnungseinrichtung, die die auf die Antriebskupplung aufgebrachte Energie entsprechend der erfassten Rotationsdrehzahldifferenz und des geschätzten Drehmoments berechnet, eine Temperatur-Schätzeinrichtung, die eine Kupplungstemperaturänderung basierend auf der berechneten Energie schätzt und eine Kupplungstemperatur basierend auf der geschätzten Kupplungstemperaturänderung schätzt, und eine Bestimmungseinheit, die bestimmt, ob die berechnete Energie über einem Vergleichsenergieniveau ist oder nicht. Wenn bestimmt ist, dass die berechnete Energie gleich oder über dem Vergleichsenergieniveau ist, erhöht die Temperatur-Schätzeinrichtung die geschätzte Kupplungstemperatur um einen Zunahmewert, und wenn bestimmt ist, dass die berechnete Energie unter dem Vergleichsenergieniveau ist, verringert die Temperatur-Schätzeinrichtung die geschätzte Kupplungstemperatur um einen Abnahmewert.
Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung sieht ein Verfahren zum Schätzen der Temperatur einer Antriebskupplung vor, deren Eingriff einschließlich dem Gleiteingriff regelbar ist. Das Verfahren umfasst einen Vorgang des Erfassens einer Rotationsdrehzahldifferenz zwischen Eingangs- und Ausgangswellen der Antriebskupplung, einen Vorgang des Schätzens von durch die Antriebskupplung übertragenem Drehmoment, einen Vorgang des Berechnens von auf die Antriebskupplung aufgebrachter Energie entsprechend der erfassten Rotationsdrehzahldifferenz und dem geschätzten Drehmoment, einen Vorgang des Schätzens einer Kupplungstemperaturänderung basierend auf der berechneten Energie und des Schätzens einer Kupplungstemperatur basierend auf der geschätzten Kupplungstemperaturänderung, und einen Vorgang des Bestimmens, ob die berechnete Energie über einem Vergleichsenergieniveau ist oder nicht. Wenn bestimmt worden ist, dass die berechnete Energie gleich oder über dem Vergleichsenergieniveau liegt, erhöht der Vorgang der Kupplungstemperaturschätzung die geschätzte Kupplungstemperatur um einen Zunahmewert, und wenn bestimmt worden ist, dass die berechnete Energie unterhalb des Vergleichsenergieniveaus liegt, verringert der Vorgang der Kupplungstemperaturschätzung die geschätzte Kupplungstemperatur um einen Abnahmewert.
BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1A und 1B sind Zeitschaubilder, die Bedingungen zeigen, um Kupplungsschutzregelung gemäß einem Stand der Technik zu starten;
2 zeigt eine Kurve (a) von angewiesenen Drehmomentwerten und eine Kurve (b) von tatsächlichen und geschätzten Kupplungstemperaturen entsprechend den angewiesenen Drehmomentwerten;
3 ist eine allgemeine Ansicht, die ein Vierradantriebs-Drehmomentverteilungs-Regelungssystem zeigt, das eine Kupplungstemperatur-Schätzvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
4 zeigt grob eine in dem System von 3 eingebaute elektronisch gesteuerte Kupplung;
5 ist (a) eine perspektivische Ansicht und (b) eine Querschnittansicht, die einen Nockenelement-Mechanismus der Kupplung aus 4 zeigt;
6 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Getriebetemperatur-Schätzverfahren zeigt, das von einer Vierradantriebs-Regelungseinrichtung (16) gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ausgeführt wird;
7 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Kupplungsschutzregelung zeigt, die von der Vierradantriebs-Regelungseinrichtung (16) gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ausgeführt wird;
8A und 8B sind Kurven, die geschätzte Kupplungstemperaturen und Zunahme- und Abnahmegradienten gemäß der vorliegenden Erfindung und tatsächliche Kupplungstemperaturen zeigen;
9 ist ein Zeitschaubild, das (a) Einbringungsenergie, (b) Erhöhungs-/Verringerungs-Bestimmung, (c) Erhöhungs-/Verringerungs-Berechnung, (d) Temperaturschätzung, und (e) einen Kupplungsschutzmerker gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt;
10 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Kupplungstemperatur-Schätzverfahren zeigt, das von einer Vierradantriebs-Regelungseinrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird;
11 zeigt grob ein Fahrzeug mit Vierradantrieb, wobei ein Rad gesperrt ist und drei Räder durchdrehen, gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel;
12 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Kupplungsschutzregelung zeigt, die von einer Vierradantriebs-Regelungseinrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird; und
13 ist ein Zeitschaubild, das Beispiele von Kupplungsschutzregelung und einer Wiederaufnahme einer normalen Kupplungsregelung gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel zeigt.
BESTE AUSFÜHRUNGSWEISE DER ERFINDUNG
Verschiedene Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
Erstes Ausführungsbeispiel
3 ist eine allgemeine Ansicht, die ein Vierradantriebs-Drehmomentverteilungs-Regelungssystem zeigt, das eine Kupplungstemperatur-Schätzvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendet. Das System umfasst einen Motor 1, ein Getriebe 2, ein vorderes Differenzial 3, linke und rechte vordere Antriebswellen 4 und 5, linke und rechte Vorderräder 6 und 7, eine Übertragungseinheit 8, eine Antriebswelle 9, eine elektronisch geregelte Kupplung (Antriebskupplung) 10, ein hinteres Differenzial 11, linke und rechte hintere Antriebswellen 12 und 13, und linke und rechte Hinterräder 14 und 15.
Dies ist ein Fahrzeug auf einer FF-(Frontmotor, Frontantrieb)Basis, bei dem der Motor 1 ein Drehmoment erzeugt, das auf die Vorderräder 6 und 7 über das Getriebe 2 übertragen wird. Ein Teil des Drehmoments wird auf die Hinterräder 14 und 15 über die elektronisch geregelte Kupplung 10 übertragen, um Vierradantrieb zu realisieren. Ein Drehmoment-Verteilungsverhältnis (%) zwischen den Vorder- und Hinterrädern ist 100:0(%), wenn die Kupplung 10 entkuppelt ist, um Vorderradantrieb zu erreichen. Wenn die Kupplung 10 vollkommen im Eingriff ist, ist das Verhältnis 50:50(%), um Drehmoment gleichmäßig zwischen Vorder- und Hinterrädern zu verteilen. Abhängig von dem Grad des Eingriffs der Kupplung 10 ändert sich das Drehmoment-Verteilungsverhältnis zu den Hinterrädern kontinuierlich zwischen 0% und 50%.
Die elektronisch geregelte Kupplung 10 wird durch einen Antriebstrom von einer Vierradantriebs(4WD)-Regelungseinrichtung 16 geregelt. Die Regelungseinrichtung 16 empfängt ein Modus-Schaltsignal von einem Modusschalter 17, ein Motordrehzahlsignal von einem Motordrehzahlsensor 18, ein Gaspedal-Öffnungssignal von einem Gaspedal-Öffnungssensor 19, ein Linkes-Vorderrad-Drehzahlsignal von einem Linkes-Vorderrad-Drehzahlsensor 20, ein Rechtes-Vorderrad-Drehzahlsignal von einem Rechtes-Vorderrad-Drehzahlsensor 21, ein Linkes-Hinterrad-Drehzahlsignal von einem Linkes-Hinterrad-Drehzahlsensor 22, und ein Rechtes-Hinterrad-Drehzahlsignal von einem Rechtes-Hinterrad-Drehzahlsensor 23. Die Regelungseinrichtung 16 stellt einen Antriebsstrom für ein elektromagnetisches Solenoid 24 der Kupplung 10 zur Verfügung, eine Display-Anweisung an eine Anzeigevorrichtung 25 und eine Alarmanweisung für eine Alarm-Lampen/Ton-Vorrichtung 26.
4 zeigt grob die Struktur der elektronisch geregelten Kupplung 10, und 5 ist eine perspektivische Ansicht, die die Struktur und den Betrieb eines Eingriffsmechanismus in der Kupplung 10 zeigt. In den 4 und 5 umfasst die elektronisch geregelte Kupplung 10 das Solenoid 24, eine Eingangswelle 27, eine Ausgangswelle 28, ein Gehäuse 29, einen Anker 30, eine Regelungskupplung 31, ein Regelungsnockenelement 32, ein Hauptnockenelement 33, Kugeln 34, eine Hauptkupplung 35, und Nockenelementrillen 36.
Ein Ende der Eingangswelle 27 ist mit der Antriebswelle 9 verbunden, und das andere Ende davon ist an dem Gehäuse 29 befestigt. Die Ausgangswelle 28 ist an einem Eingangszahnrad des hinteren Differenzials 11 befestigt.
Die Regelungskupplung 31 ist zwischen dem Gehäuse 29 und dem Regelungsnockenelement 32 eingebracht. Die Hauptkupplung 35 ist zwischen dem Gehäuse 29 und der Ausgangswelle 28 angeordnet. Das Regelungsnockenelement 32, das Hauptnockenelement 33, und die Kugeln 34, die in den auf den Nockenelementen 32 und 33 gebildeten Rillen gehalten sind, bilden den Nockenelement-Mechanismus aus 5.
Ein Eingriffsvorgang der elektronisch geregelten Kupplung 10 wird nun erklärt. Die Vierradantriebs-Regelungseinrichtung 16 gibt eine Anweisung aus, an das Solenoid 24 einen Strom abzugeben. Das Solenoid 24 erzeugt ein magnetisches Feld, um der Anker 30 an die Regelungskupplung 31 heranzuziehen. Die Regelungskupplung 31 erzeugt Reibungsdrehmoment, das auf das Regelungsnockenelement 32 übertragen wird. Das Drehmoment wird verstärkt und durch die Nockenelementrillen 36 und die Kugeln 34 in ein axiales Drehmoment umgewandelt, um so das Hauptnockenelement 33 in Richtung der Vorderseite zu drücken. Das Hauptnockenelement 33 verschiebt die Hauptkupplung 35, die ein zu dem Strom des Solenoids 24 proportionales Reibungsdrehmoment erzeugt. Das durch die Hauptkupplung 35 erzeugte Reibungsdrehmoment wird als Antriebsdrehmoment über die Ausgangswelle 28 auf das hintere Differenzial 11 übertragen.
Schätzen der Kupplungstemperatur
6 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Kupplungstemperatur-Schätzverfahren zeigt, das von der Vierradantriebs-Regelungseinrichtung 16 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird.
Schritt 40 liest von dem Linkes-Vorderrad-Drehzahlsensor 20 eine Linkes-Vorderrad-Drehzahl VFL, eine Rechtes-Vorderrad-Drehzahl VFR von dem Rechtes-Vorderrad-Drehzahlsensor 21, eine Linkes-Hinterrad-Drehzahl VRL von dem Linkes-Hinterrad-Drehzahlsensor 22, eine Rechtes-Hinterrad-Drehzahl VRR von dem Rechtes-Hinterrad-Drehzahlsensor 23, und einen Antriebsstrom A, der von der Regelungseinrichtung 16 dem Solenoid 24 zur Verfügung gestellt wird. Dieser Leseschritt wird in Zeitabständen von 20 ms ausgeführt.
Schritt 41 berechnet die Einheit-Zuführungsenergie während der Abtastzeit oder die Einbringungsenergierate En durch Multiplizieren des Kupplungsübertragungsdrehmoments T_E mit einer Vorne-Hinten-Kupplungsdrehzahldifferenz (Rotationsdrehzahldifferenz) ΔV_ω zwischen den Rotationsdrehzahlen der vorderen und hinteren Räder. Das Kupplungsübertragungsdrehmoment T_E [Nm] wird entsprechend einem Beziehungsausdruck von T_E = f(A) basierend auf dem Antriebsstrom A berechnet. Die Drehzahldifferenz ΔV_ω ist die Differenz zwischen einem Mittelwert der vorderen linken und rechten Raddrehzahlen, und einem Mittelwert der hinteren linken und rechten Raddrehzahlen. Die Einheit-Einbringungsenergie En umfasst das thermische Energieerzeugungsverhältnis der Kupplung 10.
Schritt 42 speichert einen Wert der Einheit-Einbringungsenergie En in einem Speicher, wie einem RAM.
Schritt 43 erhöht eine Anzahl N um eins, das heißt, N = N + 1.
Schritt 44 prüft, um festzustellen, ob die Zahl N gleich oder über einer eingestellten Zahl N₀ (z.B. N₀ = 32) ist. Wenn ein Ergebnis von Schritt 44 NEIN ist, geht der Ablauf zu Schritt 40 zurück, und wenn es JA ist, geht der Ablauf zu Schritt 45 weiter.
Schritt 45 stellt die Zahl N zurück, das heißt, N = 0.
Schritt 46 berechnet die Einbringungsenergie E, indem die gespeicherten Einheit-Einbringungsenergiewerte En gemittelt werden. Wenn N₀ = 32, ist die Zuführungsenergie E ein Durchschnittswert der Einheit-Einbringungsenergiewerte En, die für eine Zeitdauer von 640ms (= 20ms × 32), wie in 9 gezeigt, gespeichert sind. Es ist dann nämlich E = (Σ_iEn_i)/N₀ (i = 1 bis 32).
Schritt 50 berechnet eine Fahrzeuggeschwindigkeit V aus einem Durchschnittswert der hinteren linken und rechten Raddrehzahlen.
Schritt 51 prüft, um festzustellen, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit V gleich oder über einer Schätzgrenzgeschwindigkeit V₀ ist. Wenn JA, dann setzt Schritt 52 eine geschätzte Kupplungstemperatur T1 des letzten Taktes auf eine Anfangstemperatur T₀ zurück, beendet das Schätzen der Kupplungstemperatur, und führt eine Initialisierung aus. Die Schätzgrenzgeschwindigkeit V₀ ist die Obergrenze der Fahrzeuggeschwindigkeiten, die die Schätzung der Kupplungstemperatur erlaubt. Wenn ein Ergebnis von Schritt 51 NEIN ist, wird Schritt 53 ausgeführt
Schritt 53 prüft, um festzustellen ob die Einbringungsenergie E gleich oder über einer Erhöhungs/Verringerungs-Schwelle (Vergleichsenergieratenniveau) E₀ ist. Wenn ein Ergebnis von Schritt 53 JA ist, wird ein Temperaturzunahme-Schätzverfahren von Schritten 54 bis 57 ausgeführt, und wenn NEIN, wird ein Temperaturabnahme-Schätzverfahren von Schritten 58 bis 61 ausgeführt. Die Erhöhungs-/Verringerungs-Schwelle E₀ ist ein Energieniveau, bei dem Wärmeerzeugung und Wärmeabstrahlung in der Kupplung 10 fast im Gleichgewicht zueinander sind, um die Kupplung 10 im wesentlichen auf einer konstanten Temperatur zu halten. Die Erhöhung-/Verringerungs-Schwelle E₀ ist ein festgelegter für die Kupplung 10 spezifischer Wert.
Schritt 54 berechnet eine temporäre Kupplungstemperatur T1z, indem ein temporärer Zunahmewert ΔT1up zu der geschätzten Kupplungstemperatur T1 des letzten Taktes hinzugefügt wird. T1 wird in einem anfänglichen Zustand mit T0 eingestellt. Der temporäre Zunahmewert ΔT1 wird basierend auf dem Überschuss ΔEup (= E – E0) der Einbringungsenergie E bezüglich der Erhöhungs-/Verringerungs-Schwelle E₀ berechnet.
Schritt 55 findet einen Zunahmegradienten Kup entsprechend der temporären Kupplungstemperatur T1z. Genauer wird, wenn die temporäre Kupplungstemperatur T1z in einem geeigneten Fahrtemperaturbereich D_T1 ist, in 8A und 8B gezeigt, ein Zunahmegradient Kup1 (<1) verwendet, der sanfter ist als ein tatsächlicher Temperaturgradient. Wenn die temporäre Kupplungstemperatur T1z innerhalb eines Hochlast-Temperaturbereichs D_T2 ist, wird ein Zunahmegradient Kup2 (>1) verwendet, der steiler ist als ein tatsächlicher Temperaturgradient. In 8B entspricht ein Segment l₀ einem Gradienten K₀ = 1.
Schritt 56 berechnet einen Zunahmewert ΔTup = Kup·ΔT1up, wobei Kup der im Schritt 55 gefundene Zunahmegradient ist, und ΔT1up der in Schritt 54 eingestellte temporäre Zunahmewert ist.
Schritt 57 schätzt eine Kupplungstemperatur T1n = T1 + ΔTup, wobei T1 die geschätzte Kupplungstemperatur des letzten Taktes ist. Die geschätzte Kupplungstemperatur T1 des nächsten Taktes wird auf den gegenwärtigen Wert von T1n eingestellt.
In Schritt 58 dominiert Wärmeabstrahlung in der Wärmebilanz der Kupplung 10. Entsprechend berechnet Schritt 58 eine temporäre Kupplungstemperatur T1z, indem ein temporärer Abnahmewert ΔT1 von der geschätzten Kupplungstemperatur T1 des letzten Taktes subtrahiert wird. In einem Anfangszustand ist T1 = T0. Der temporäre Abnahmewert ΔT1dn basiert auf einer Energiedifferenz ΔEdn(= E0 – E) zwischen der Erhöhungs/Verringerungs-Schwelle E0 und der Einbringungsenergie E. Hier wird die Energiedifferenz ΔEdn auf einen konstanten Wert eingestellt, und daher ist der temporäre Abnahmewert ΔT1dn auch ein konstanter Wert.
Schritt 59 findet einen Abnahmegradienten Kdn entsprechend der temporären Kupplungstemperatur T1z. Wenn die temporäre Kupplungstemperatur T1z in den 8A und 8B in dem geeigneten Fahrtemperaturbereich D_T1 ist, wird ein Abnahmegradient Kdn1 (>1) verwendet, der steiler ist als ein tatsächlicher Temperaturgradient. Wenn die temporäre Kupplungstemperatur T1z in dem Hochlast-Temperaturbereich D_T2 ist, wird ein Abnahmegradient Kdn2 (<1), der sanfter ist als ein tatsächlicher Temperaturgradient, verwendet.
Schritt 60 berechnet einen Abnahmewert ΔTdn = ΔKdn·ΔT1dn entsprechend dem Abnahmegradienten Kdn, der in Schritt 59 eingestellt ist, und den temporären Abnahmewert ΔT1dn (konstant), der in Schritt 58 eingestellt ist.
Schritt 61 schätzt eine Kupplungstemperatur T1n = T1 – ΔTdn durch Subtrahieren des Temperaturabnahmewertes ΔTdn von der geschätzten Kupplungstemperatur T1 des letzten Taktes. Dies sind dieselben Weisen wie in den Schritten 54-56.
Kupplungsschutzregelung
7 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Kupplungsschutzregelungs-Verfahren zeigt, das von der Vierradantriebs-Regelungseinrichtung 16 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ausgeführt ist. Dieses Verfahren wird in Intervallen von 640ms gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ausgeführt.
Schritt 69 liest die geschätzte Kupplungstemperatur T1n dieses Taktes, die entsprechend dem Ablaufdiagramm der 6 berechnet ist.
Schritt 62 prüft, um herauszufinden, ob T1n gleich oder über einer Kupplungsschutztemperatur Tp ist.
Wenn T1n < Tp, prüft Schritt 63, um herauszufinden ob die geschätzte Kupplungstemperatur T1n dieses Taktes größer ist als die Anfangstemperatur T0. Wenn T1n > T0 ist, stellt Schritt 64 die geschätzte Kupplungstemperatur T1n dieses Taktes als die geschätzte Kupplungstemperatur T1 des letzten Taktes ein, und Schritt 70 wird ausgeführt. Wenn in Schritt 63 T1n ≤ T0 ist, stellt Schritt 65 die Anfangstemperatur T0 als die geschätzte Kupplungstemperatur T1 des letzten Taktes ein, und Schritt 70 wird ausgeführt.
Wenn im Schritt 62 T1n ≥ Tp ist, wird die Kupplungsschutzregelung von Schritt 66 ausgeführt.
Schritt 66 stellt den Antriebsstrom A auf Null zurück, d.h. A = 0, um die elektronisch geregelte Kupplung 10 zu entkuppeln.
Schritt 67 schaltet die Alarm-Lampen/Ton-Vorrichtung 26 ein, um den Fahrer über einen Kupplungsschutzregelungs-Modus zu informieren.
Schritt 68 prüft, um herauszufinden, ob ein Zeitmesser TIM gleich oder über einem eingestellten Zeitmesserwert TIM0 ist (zum Beispiel, 60 sec). Der Zeitmesser TIM wird gestartet, wenn ein Ergebnis des Schrittes 62 JA ist. Bis der Zeitmesser TIM den eingestellten Zeitmesserwert TIM0 erreicht, wird die Kupplungsschutzregelung der Schritte 66 und 67 fortgeführt. Wenn der Zeitmesser TIM den eingestellten Zeitmesserwert TIM0 erreicht, schaltet Schritt 70 die Kupplung 10 von dem entkuppelten Zustand in einen normalen Kupplungsregelungszustand oder einen automatischen Kupplungsregelungszustand um. Und zwar nimmt Schritt 70 einen automatischen Kupplungsregelungs-Modus (normale Kupplungsregelung) wieder auf.
Grundlagen der Kupplungstemperaturschätzung
Es wird das Fahren auf einer Straße mit geringer Reibung, wie einer sandigen oder eine verschneiten Straße, erklärt. Schritt 41 aus 6 berechnet einen Rotationsdrehzahldifferenz zwischen den Eingangs- und Ausgangswellen der elektronisch geregelten Kupplung 10 entsprechend der Vorder-Hinterrad-Drehzahldifferenz ΔV_ω, schätzt das Kupplungsübertragungsdrehmoment der Kupplung 10 entsprechend dem Antriebsstrom A, und berechnet die Einheit-Einbringungsenergie En, die auf die Kupplung 10 durch Multiplizieren von ΔV_ω mit T_E aufgebracht wird. Schritt 46 berechnet die Einbringungsenergie E gemäß einem Durchschnitt der in dem Speicher gespeicherten Einheit-Einbringungsenergiewerte En. Wie in 9(a) gezeigt, werden 32 Einheit-Einbringungsenergiewerte En mit Zeitabständen von 20ms berechnet, und die Einbringungsergierate E wird berechnet, indem die Einheit-Einbringungsenergiewerte En für die Zeitdauer von ΔT = 640ms gemittelt werden, und die gesamte Einbringungsenergie während dieser Zeitdauer durch ExΔt berechnet wird.
Schritte 53 bis 61 aus 6 prüfen die Größe der berechneten Einbringungsenergie E und schätzen einen Kupplungstemperaturzunahmewert oder Abnahmewert entsprechend der Größe der Energie E. Basierend auf dem geschätzten Kupplungstemperaturzunahmewert oder Abnahmewert, berechnet Schritt 57 oder 61 eine geschätzte Kupplungstemperatur T1n dieses Taktes.
Auf diese Weise schätzt das erste Ausführungsbeispiel Kupplungstemperaturen, die den tatsächlichen Kupplungstemperaturen ohne einen Temperatursensor bei geringen Kosten zuverlässig folgen.
Kupplungstemperaturschätzung auf Basis der Einbringungsenergie
Um eine Kupplungstemperatur zu schätzen, verwendet das erste Ausführungsbeispiel die Erhöhungs-/Verringerungs-Schwelle (Vergleichsenergieniveau) E₀, bei der die Wärmebilanz der Kupplung 10 eine konstante Kupplungstemperatur beibehält. Schritt 53 bestimmt, ob die Einbringungsenergie E, die in den Schritten 40 bis 46 der 6 (Einbringungsenergie-Berechnungsmittel) berechnet ist, gleich oder über dem Vergleichsenergieniveau E₀ ist oder nicht. Wenn E ≥ E₀ ist, fügen Schritte 54 bis 61 (Temperaturschätzmittel) einen Zunahmewert ΔTup zu der geschätzten Kupplungstemperatur T1 des letzten Taktes hinzu, um eine Kupplungstemperatur T1n dieses Taktes zu schätzen. Wenn E < E₀ ist, subtrahiert das Temperaturschätzmittel eine Abnahmewert ΔTdn von der geschätzten Kupplungstemperatur T1 des letzten Taktes, um eine Kupplungstemperatur T1n des aktuellen Taktes zu schätzen.
Bezugnehmend auf 9(b) erhöht das erste Ausführungsbeispiel die geschätzte Kupplungstemperatur T1 des letzten Taktes, wenn die Einbringungsenergie E größer ist als die Erhöhungs-/Verringerungs-Schwelle E₀, und verringert die geschätzte Kupplungstemperatur T1 des letzten Taktes, wenn die Einbringungsenergie E unterhalb der Erhöhungs-/Verringerungs-Schwelle E₀ ist. Auf diese Weise vergleicht das erste Ausführungsbeispiel die Einbringungsenergie E mit der Erhöhungs-/Verringerungs-Schwelle E₀ und schätzt eine Kupplungstemperatur entsprechend einem Ergebnis des Vergleichs.
Da das erste Ausführungsbeispiel eine Kupplungstemperatur schätzt, indem die Einbringungsenergie E mit der Erhöhungs/Verringerungs-Schwelle E₀ verglichen wird, die spezifisch für die Temperaturcharakteristiken der Kupplung 10 ist, ist das erste Ausführungsbeispiel vom Einfluss der Wärmebilanz frei.
Kupplungstemperaturschätzung und Temperaturgradient
Wenn die temporäre Kupplungstemperatur T1z in dem geeigneten Fahrtemperaturbereich D_T1 der 8A und 8B ist, verwendet das erste Ausführungsbeispiel den Zunahmegradienten Kup1 sanfter als einen tatsächlichen Temperaturgradienten, oder den Abnahmegradienten Kdn1 steiler als einen tatsächlichen Temperaturgradienten, um eine Kupplungstemperatur zu schätzen. Wenn die temporäre Kupplungstemperatur T1z in dem Hochlast-Temperaturbereich D_T2 ist, verwendet das erste Ausführungsbeispiel den Zunahmegradienten Kup2 steiler als einen tatsächlichen Temperaturgradienten, oder den Abnahmegradienten Kdn2 sanfter als einen tatsächlichen Temperaturgradienten, um eine Kupplungstemperatur zu schätzen.
Bezugnehmend auf 9(c), berechnen Schritte 55 und 56 der 6 einen Zunahmewert ΔTup, der zu der geschätzten Kupplungstemperatur T1 des letzten Taktes gemäß dem Zunahmegradienten Kup1 oder Kup2 hinzuzufügen ist. Schritte 59 und 60 der 6 berechnen einen Abnahmewert ΔTdn, der von der geschätzten Kupplungstemperatur T1 des letzten Taktes entsprechend dem Abnahmegradienten Kdn1 oder Kdn2 zu subtrahieren ist.
Wenn das Fahrzeug auf einer sandigen oder schneebedeckten Straße fährt, wobei die temporäre Kupplungstemperatur T1z in dem Hochlast-Temperaturbereich D_T2 ist, schätzt das erste Ausführungsbeispiel eine hohe Kupplungstemperatur gemäß dem Zunahmegradienten Kup2, der steiler ist als ein tatsächlicher Temperaturgradient. Alternativ verwendet das Ausführungsbeispiel den Abnahmegradienten Kdn2, der sanfter ist als ein tatsächlicher Temperaturgradient, um eine Verringerung der geschätzten Kupplungstemperatur zu unterdrücken. Auf diese Weise schätzt, wenn die elektronisch geregelte Kupplung 10 unter maximalen Bedingungen angetrieben wird, das erste Ausführungsbeispiel eine Kupplungstemperatur in schärferer Weise als eine tatsächliche Temperatur, um die Kupplung 10 sicher zu schützen.
Wenn das Fahrzeug eine normale Straße befährt, wobei die temporäre Kupplungstemperatur T1z in dem geeigneten Fahrtemperaturbereich D_T1 ist, verwendet das erste Ausführungsbeispiel den Temperaturzunahmekoeffizienten Kup1, der sanfter als ein tatsächlicher Temperaturgradient ist, um die geschätzten Kupplungstemperaturen von dem geeigneten Fahrtemperaturbereich D_T1 bis zu dem Hochlast-Temperaturbereich D_T2 durchgängig zu bilden. Alternativ verwendet das erste Ausführungsbeispiel den Abnahmegradienten Kdn1, der steiler als ein tatsächlicher Temperaturgradient ist, um geschätzte Kupplungstemperaturen schnell in Richtung eines normalen Kupplungsregelungsniveaus zu verringern. Mit diesen Techniken verhindert das erste Ausführungsbeispiel, dass geschätzte Kupplungstemperaturen von tatsächlichen Kupplungstemperaturen abweichen, wodurch die Kupplungsschutzregelung selbst in dem geeigneten Fahrtemperaturbereich DT1 korrekt ausgeführt wird.
In jedem der geeigneten Fahrtemperaturbereiche D_T1 und Hochlast-Temperaturbereichs D_T2 ist das erste Ausführungsbeispiel in der Lage, Kupplungstemperaturen entsprechend den Fahrszenarien richtig zu schätzen.
Beendigung der Kupplungstemperaturschätzung
Das erste Ausführungsbeispiel stellt die Schätzgrenzgeschwindigkeit V₀ ein. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V in den Schritten 51 und 52 (Schätzungsbeendigungsmittel) der 6 gleich oder über der Schätzgrenzgeschwindigkeit V₀ ist, wird in den Schritten 53 bis 61 keine Kupplungstemperatur (Tn1) geschätzt, und die geschätzte Kupplungstemperatur T1 des letzten Taktes wird auf den Anfangswert T0 zurückgestellt. Dies verhindert eine Anhäufung von Fehlern aufgrund kontinuierlicher Temperaturschätzungen und verbessert die Genauigkeit der Kupplungstemperaturschätzung.
Kupplungstemperaturkompensation
Wenn die geschätzte Kupplungstemperatur T1n dieses Taktes gleich oder über der Kupplungsschutztemperatur Tp in 7 ist, führt das erste Ausführungsbeispiel die Kupplungsschutzregelung durch, um die Temperatur der elektronisch geregelten Kupplung 10 durch Entkuppeln der Kupplung 10 für eine eingestellte Zeit zu verringern.
Das erste Ausführungsbeispiel berechnet die auf die Kupplung 10 aufgebrachte Einbringungsenergierate E entsprechend einem relativen Kupplungsgleiten (Vorne-Hinten-Rotationsdrehzahldifferenz ΔV_ω) und Kupplungsübertragungsdrehmoment T_E, schätzt eine Kupplungstemperaturänderung entsprechend der Einbringungsenergie E, und schätzt eine Kupplungstemperatur T1n. In dem Falle des Standes der Technik in 2, wird eine geschätzte Kupplungstemperatur auf einen Anfangswert zurückgestellt, wann immer ein angewiesener Drehmomentwert unter einen Schwelle fällt. Anders als der Stand der Technik erhöht und verringert das erste Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung die geschätzte Kupplungstemperatur T1 des letzten Taktes als Antwort auf die Einbringungsenergierate E, wie in 9(d) gezeigt. Insbesondere schätzt das erste Ausführungsbeispiel Kupplungstemperaturen, die korrekt den tatsächlichen Kupplungstemperaturen folgen.
Das erste Ausführungsbeispiel schätzt Kupplungstemperaturen, die im wesentlichen den tatsächlichen Kupplungstemperaturen folgen, ohne einen Temperatursensor bei geringen Kosten. Selbst in einer Umgebung, in der sich Fahrbedingungen plötzlich ändern, ist das erste Ausführungsbeispiel in der Lage, die Temperatur der Kupplung 10 zu regeln. Wenn das Fahrzeug auf einer sandigen oder schneebedeckten Straße fährt, wobei die Kupplung häufig betätigt wird, um das maximale Drehmoment zu übertragen, ist das erste Ausführungsbeispiel in der Lage die Temperatur der Kupplung 10 sicher zu regeln.
Das erste Ausführungsbeispiel schätzt eine erhöhte Kupplungstemperatur, wenn die Einbringungsenergierate E über der Erhöhungs-/Verringerungs-Schwelle E₀ ist, und eine verringerte Kupplungstemperatur, wenn E unter E₀ ist. Auf diese Weise erfasst das erste Ausführungsbeispiel zusammen die Energiebilanz der Kupplung 10, prüft die Größe der Einbringungsenergierate E, und schätzt eine Kupplungstemperatur ohne den Einfluss der Wärmeflussschwankung.
Wenn das Fahrzeug auf einer sandigen oder schneebedeckten Straße fährt, wobei die zeitweilige Kupplungstemperatur T1z in dem Hochlast-Temperaturbereich D_T2 ist, verwendet das erste Ausführungsbeispiel den Zunahmegradienten Kup2 steiler als einen tatsächlichen Temperaturgradienten, um eine höhere Kupplungstemperatur zu schätzen, oder den Abnahmegradienten sanfter als einen tatsächlichen Temperaturgradienten, um eine sanft verringerte Temperatur zu schätzen. Insbesondere schätzt das erste Ausführungsbeispiel unter harten Kupplungsbetriebsbedingungen eine Kupplungstemperatur in schärferer Weise als eine tatsächliche Temperatur, um die elektronisch geregelte Kupplung 10 sicher zu schützen.
Wenn das Fahrzeug eine normale Straße befährt, wobei die temporäre Kupplungstemperatur T1z in dem angemessenen Fahrtemperaturbereich D_T1 ist, verwendet das erste Ausführungsbeispiel den Zunahmegradienten Kup1 sanfter als einen tatsächlichen Temperaturgradienten, um die geschätzte Kupplungstemperatur von dem angemessenen Fahrtemperaturbereich D_T1 bis zu dem Hochlast-Temperaturbereich D_T2 durchgängig zu bilden, Auch verwendet das erste Ausführungsbeispiel den Abnahmegradienten Kdn1 steiler als einen tatsächlichen Temperaturgradienten, um Kupplungstemperaturen zu schätzen, die sich schnell in Richtung eines normalen Kupplungsregelungsniveaus verringern. Dies verhindert, dass die geschätzten Kupplungstemperaturen von den tatsächlichen Kupplungstemperaturen abweichen, und regelt sicher den Kupplungsbetrieb in dem angemessenen Fahrtemperaturbereich D_T1.
Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V über der Schätzgrenzgeschwindigkeit V₀ liegt, beendet das erste Ausführungsbeispiel die Kupplungstemperaturschätzung, und stellt die geschätzte Kupplungstemperatur T1 des letzten Taktes auf die Anfangstemperatur T0 zurück. Dies verhindert eine Anhäufung von Fehlern bei kontinuierlichen Temperaturschätzungen und verbessert die Genauigkeit der Kupplungstemperaturschätzung.
Die elektronisch geregelte Kupplung 10 ist eine Antriebskupplung, die angeordnet ist, um teilweise Motordrehmoment von den Vorderrädern zu den Hinterrädern zu liefern. Die geschätzte Kupplungstemperatur T1n dieses Taktes wird verwendet, um Kupplungsschutzregelung auszuführen, um das Überhitzen der Kupplung 10 zu verhindern. Ohne einen Temperatursensor schätzt das erste Ausführungsbeispiel bei geringen Kosten Kupplungstemperaturen, die den tatsächlichen Kupplungstemperaturen folgen. Selbst wenn die Kupplung 10 häufig maximales Drehmoment überträgt, kompensiert das erste Ausführungsbeispiel sicher die Temperatur der Kupplung 10.
Zweites Ausführungsbeispiel
Eine Vorrichtung für und ein Verfahren zur Schätzung einer Kupplungstemperatur gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird erklärt. Das zweite Ausführungsbeispiel verwendet dieselbe Struktur wie die des ersten Ausführungsbeispiels von 3. Gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel sind die Raddrehzahlsensoren 20 bis 23 jeweils an den Rädern eines Fahrzeugs angeordnet. Die linken und rechten Vorderraddrehzahlsensoren 20 und 21 stellen die linken und rechten Vorderraddrehzahlen VFL und VFR zur Verfügung. Die linken und rechten Hinterraddrehzahlsensoren 22 und 23 stellen linke und rechte Hinterraddrehzahlen VRL und VRR zur Verfügung. Das zweite Ausführungsbeispiel berechnet einen Durchschnittswert von VFL und VFR und einen Durchschnittswert von VRL und VRR, und berechnet basierend auf den Durchschnittswerten eine Vorder-Hinterrad-Drehzahldifferenz (Rotationskupplungsdrehzahldifferenz) ΔV_ω der elektronisch geregelten Kupplung 10. Das zweite Ausführungsbeispiel vergleicht die Drehzahldifferenz ΔV mit einer Mindestdrehzahldifferenz ΔVmin, die entsprechend einer Erfassungsgrenze der Sensoren 20 bis 23 eingestellt ist, und stellt die Drehzahldifferenz ΔV_ω auf Null zurück, wenn ΔV_ω ≤ ΔVmin.
Das zweite Ausführungsbeispiel verwendet dieselbe Struktur wie die des ersten in 3 bis 5 gezeigten Ausführungsbeispiels, und daher werden die detaillierte Erklärung und Beschreibung der Struktur des zweiten Ausführungsbeispiels weggelassen.
Kupplungstemperaturschätzung
10 ist es ein Ablaufdiagramm, das Kupplungstemperaturschätzung zeigt, die durch die Vierradantriebs-Regelungseinrichtung 16 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel ausgeführt wird.
Schritt 40 liest eine Linkes-Vorderrad-Drehzahl VFL von dem Linkes-Vorderrad-Drehzahlsensor 20, eine Rechtes-Vorderrad-Drehzahl VFR von dem Rechtes-Vorderrad-Drehzahlsensor 21, eine Linkes-Hinterrad-Drehzahl VRL von dem Linkes-Hinterrad-Drehzahlsensor 22, eine Rechtes-Hinterrad-Drehzahl VRR von dem Rechtes-Hinterrad-Drehzahlsensor 23, und einen Antriebsstrom A, der von der Regelungseinrichtung 16 dem Solenoid 24 zu Verfügung gestellt wird. Dieser Leseschritt wird in Zeitabständen von 20ms ausgeführt.
Schritt 71 berechnet einen Durchschnittswert von VFL und VFR und einen Durchschnittswert von VRL und VRR, und entsprechend der Differenz zwischen den Durchschnittswerten berechnete er eine Vorder-Hinterrad-Drehzahldifferenz ΔV der elektronisch geregelten Kupplung 10.
Schritt 72 prüft, um festzustellen, ob ΔV_ω größer ist als die Mindestdrehzahldifferenz ΔVmin, die entsprechend der Erfassungsgrenze der Raddrehzahlsensoren 20 bis 24 eingestellt ist. Wenn ΔV_ω > ΔVmin, wird Schritt 41 ausgeführt. Wenn ΔV_ω ΔVmin, wird Schritt 73 ausgeführt. Die Raddrehzahlsensoren 20 bis 23 haben jeder eine Erfassungsgrenze V_L von z.B. 2,7 km/h. In diesem Fall ist ΔVmin = V_L/2 = 1,35 km/h.
Schritt 73 stellt ΔV_ω = 0 ein und schreitet weiter zu Schritt 41. Schritt 41 berechnet die Einheit-Einbringungsenergie En [J/s] durch Multiplizieren des Kupplungsübertragungsdrehmoments T_E [Nm] mit ΔV_ω [rad/s]. Wenn Schritt 73 ΔV_ω = 0 einstellt, dann ist En = T_E·0 = 0. Das Kupplungsübertragungsdrehmoment T_E wird aus dem Antriebsstrom A berechnet.
Schritte 42 bis 46 sind dieselben wie die des ersten Ausführungsbeispiels der 6, und werden daher nicht wieder erklärt. Schritt 74 führt die Schritte 50 bis 61 der 6 aus, um eine Kupplungstemperatur T1n zu schätzen.
Einbringungsenergieberechnung
Wenn die Vorder-Hinterrad-Drehzahldifferenz ΔV_ω größer ist als die Mindestdrehzahldifferenz ΔVmin, folgt das Ablaufdiagramm der 10 den Schritten 40, 71, 72 und 41, um das in Schritt 71 berechnete ΔV_ω zu verwenden, da es die Einheit-Einbringungsenergie En berechnen soll.
Wenn ΔV_ω gleich oder kleiner ist als ΔVmin, folgt das Ablaufdiagramm der 10 den Schritten 40, 71, 72, 73 und 41, um die Einheit-Einbringungsenergie En von 0 mit in Schritt 73 eingestellter ΔV_ω = 0 zu berechnen.
Die Raddrehzahlsensoren 20 bis 23 umfassen jeder, zum Beispiel, einen Sensorkörper zum Erfassen eines magnetischen Flusses, und einen Sensorrotor, der zusammen mit einem Rad rotiert und einen magnetischen Fluss erzeugt, der von dem Sensorkörper zu erfassen ist. Der Sensorkörper wandelt den erfassten magnetischen Fluss in eine sinusförmige Spannung um, wandelt die sinusförmige Spannung in Pulse um, zählt die Pulse und bestimmt eine Raddrehzahl entsprechend der Pulszählung. Wenn die Rotationsdrehzahl des Sensorrotors, der zusammen mit einem Rad dreht, sehr langsam ist, nimmt die Anzahl von gezählten Pulsen ab, wenn die Erfassungszeit verkürzt wird. Dies führt zu schwankenden erfassten Raddrehzahlen. Die Raddrehzahlsensoren 20 bis 23 haben eine Mindesterfassungsdrehzahl bzw. Mindesterfassungsgeschwindigkeit, die die Raddrehzahlsensoren 20 bis 23 ohne Schwankungen erfassen können. Wenn eine tatsächliche Raddrehzahl, zum Beispiel, um Null geringer ist als die Mindesterfassungsdrehzahl, dient die Mindesterfassungsdrehzahl als eine erfasste Raddrehzahl.
Wenn ein rechtes Vorderrad gesperrt ist, und die anderen drei Räder durchdrehen, wie in 11 gezeigt, ist eine tatsächliche Vorder-Hinterrad-Drehzahldifferenz ΔVs folgendermaßen Null: ΔVs = (VFL + VFR)/2 – (VRL + VRR)/2 = (10 + 0)/2 – (5 + 5)/2 = 0 (1)
Es wird jedoch erfasst, dass das gesperrte rechte Vorderrad eine Drehzahl in Höhe der Mindesterfassungsdrehzahl bzw. Mindesterfassungsgeschwindigkeit von 2,7 km/h hat. Als Ergebnis wird eine Vorder-Hinterrad-Drehzahldifferenz ΔVm wie folgt berechnet: ΔVm = (VFL + VFR)/2 – (VRL + VRR)/2 = (10 + 2,7)/2 – (5 + 5)/2 = 1,35 (2)
Auf diese Weise wird die Vorder-Hinterrad-Drehzahldifferenz ΔVm gewöhnlich erfasst. Ein anderer Fall der Erfassung einer Vorder-Hinterrad-Drehzahldifferenz ΔV ist gegeben, wenn, obwohl es kein Gleiten in der Kupplung 10 gibt, das Fahrzeug eine unregelmäßige Straße befährt, um so das Antriebssystem des Fahrzeugs zum Vibrieren zu bringen.
Wenn die Drehzahldifferenz ΔVm erfasst wird, wenn es kein tatsächliches Gleiten in der Kupplung 10 gibt, wird eine Kupplungstemperatur, die aus der Einbringungsenergierate E geschätzt ist, erhöht, um so von einer tatsächlichen Kupplungstemperatur abzuweichen.
Um dieses Problem zu bewältigen, setzt das zweite Ausführungsbeispiel die Rotationsdrehzahldifferenz ΔV_ω, die verwendet wurde um die Einbringungsenergierate E zu berechnen, auf Null, wenn die ΔV_ω kleiner ist als die Mindestdrehzahldifferenz ΔVmin. Dies eliminiert die Abweichung einer geschätzten Kupplungstemperatur von einer tatsächlichen Kupplungstemperatur, wodurch die Genauigkeit der Kupplungstemperaturschätzung verbessert wird.
Drittes Ausführungsbeispiel
Anders als das erste Ausführungsbeispiel, das die elektronisch geregelte Kupplung 10 für eine eingestellte Zeitdauer entkuppelt, um Zweiradantrieb zu erreichen, wenn die geschätzte Kupplungstemperatur T1n über der Kupplungsschutztemperatur Tp ist, bringt das dritte Ausführungsbeispiel die Kupplung 10 in einen vollständigen Eingriff, um so die Kupplung mit einem Vierrad-Antriebszustand vollständig zu sperren, wenn T1n ≥ Tp. Wenn T1n eine Kupplungsgrenztemperatur Tc erreicht, entkuppelt das dritte Ausführungsbeispiel die Kupplung 10, um einen Zweiradantrieb zu erreichen. Die Struktur des dritten Ausführungsbeispiels ist dieselbe wie die des ersten Ausführungsbeispiels, und daher werden die detaillierte Erklärung und Beschreibung der Struktur des dritten Ausführungsbeispiels weggelassen. Das Einbringungsenergie- und Kupplungstemperatur-Schätzverfahren, die von der Regelungseinrichtung 16 entsprechend dem dritten Ausführungsbeispiel ausgeführt werden, sind dieselben wie jene des ersten Ausführungsbeispiels, und werden daher nicht noch einmal erklärt.
Kupplungsschutzregelung
12 ist ein Flussdiagramm, das Kupplungsschutzregelung zeigt, die von der Vierradantriebs-Regelungseinrichtung 16 entsprechend dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird. Der Ablauf der 12 wird in den Zeitabständen von 640ms ausgeführt.
Schritt 80 liest die Einbringungsenergie E und Fahrzeuggeschwindigkeit V, die von der Routine der 6 berechnet sind.
Schritt 81 prüft, um festzustellen, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit V gleich oder höher ist als die Schätzgrenzgeschwindigkeit V₀. Wenn ein Ergebnis des Schrittes 81 JA ist, stellt Schritt 82 die geschätzte Kupplungstemperatur T1 des letzten Taktes auf die Anfangstemperatur T0 ein, beendet die Kupplungstemperaturschätzung und stellt auf einen Anfangszustand zurück. Die Schätzgrenzgeschwindigkeit V₀ ist eine maximale Fahrzeuggeschwindigkeit, bis zu der die Kupplungstemperaturschätzung erlaubt ist. Wenn Schritt 81 NEIN ist, wird Schritt 83 ausgeführt.
Schritt 83 berechnet eine geschätzte Kupplungstemperatur T1n dieses Taktes wie das erste Ausführungsbeispiel (Schritte 53 bis 61 von 6).
Schritt 84 prüft, um festzustellen ob T1n gleich oder höher ist als die Kupplungsgrenztemperatur Tc. Wenn JA, wird Schritt 94 ausgeführt, und wenn NEIN, wird Schritt 85 ausgeführt.
Schritt 85 prüft, um festzustellen ob T1n gleich oder höher ist als die Kupplungsschutztemperatur Tp. Wenn JA, wird Schritt 88 ausgeführt, und wenn NEIN, wird Schritt 86 ausgeführt.
Schritt 86 prüft, um festzustellen ob T1n größer ist als eine Automatikmodus-(normale Kupplungsregelung)Temperatur T_A. Wenn JA, wird Schritt 89 ausgeführt, und wenn NEIN, wird Schritt 87 ausgeführt.
Schritt 87 prüft, um festzustellen, ob T1n größer ist als die Anfangstemperatur T0. Wenn JA, wird Schritt 92 ausgeführt, und wenn NEIN, wird Schritt 91 ausgeführt.
Schritt 88 prüft, um festzustellen ob das 4WD-Drehmoment = 0 ist. Hier ist das "4WD-Drehmoment" das Drehmoment, das durch die elektronisch geregelte Kupplung 10 übertragen wird. Wenn das 4WD-Drehmoment = 0 ist, wird die Kupplung 10 entkuppelt, um kein Drehmoment zu übertragen. Wenn Schritt 88 JA ist, wird Schritt 94 ausgeführt, und wenn NEIN, wird Schritt 93 ausgeführt.
Schritt 89 prüft, um festzustellen, ob das 4WD-Drehmoment = 0 ist. Wenn JA, wird Schritt 94 ausgeführt, und wenn NEIN, wird Schritt 90 ausgeführt.
Schritt 90 prüft, um festzustellen, ob das 4WD-Drehmoment gesperrt ist, d.h. ob die Kupplung 10 in einem vollständigen Eingriffszustand gesperrt ist. Wenn JA, wird Schritt 93 ausgeführt, und wenn NEIN, wird Schritt 92 ausgeführt.
Schritt 91 stellt die geschätzte Kupplungstemperatur T1 des letzten Taktes auf die Anfangstemperatur T0 zurück, nachdem Schritt 87 bestimmt, dass T1n ≤ T0.
Wenn Schritt 90 bestimmt, dass das 4WD-Drehmoment nicht gesperrt ist, oder wenn Schritt 87 bestimmt, dass T1n > T0, oder wenn Schritt 91 T1 = T0 einstellt, stellt Schritt 92 das 4WD-Drehmoment auf Automatik, sodass die elektronisch geregelte Kupplung 10 unter normaler Vorder-Rückrad-Drehmomentverteilungsregelung entsprechend den Regeln der Vierradantriebsregelung, wie Drehzahldifferenz-Adaptivregelungs-Regeln, variabel im Eingriff ist, um den Eingriff der Kupplung 10 zu erhöhen, wenn die Vorder-Hinterrad-Drehzahldifferenz ansteigt.
Wenn Schritt 88 bestimmt, dass das 4WD-Drehmoment nicht Null ist, oder wenn Schritt 90 bestimmt, dass das 4WD-Drehmoment gesperrt ist, sperrt Schritt 93 das 4WD-Drehmoment durch Maximieren des Antriebsstroms A, um die Kupplung 10 vollständig in Eingriff zu bringen.
Wenn Schritt 84 bestimmt, dass T1n ≥ Tc, oder wenn Schritt 88 oder 89 bestimmt, dass das 4WD-Drehmoment = 0 ist, setzt Schritt 94 das 4WD-Drehmoment auf Null, indem der Antriebsstrom A auf Null gefahren wird, um die Kupplung 10 zu entkuppeln, wodurch die Kupplungsschutzregelung ausgeführt wird.
Schritt 95 schaltet. eine Alarm-Lampen/Ton-Vorrichtung 26 ein, um den Fahrer über den Kupplungsschutzregelungs-Modus zu informieren.
Kupplungstemperaturkompensation
Die Temperaturkompensation der elektronisch geregelten Kupplung 10 wird mit Bezug auf die 12 und 13 erklärt.

(1) Im Falle von T1 ≥ Tc

Es wird eine Annahme gemacht, dass das Fahrzeug auf einer Wüstenstraße mit einer Fahrzeuggeschwindigkeit V fährt, die geringer ist als eine Schätzgrenzgeschwindigkeit V₀, und ein steiler Zunahmegradient in das Schätzen einer Kupplungstemperatur eingebunden ist. Zwischen t0 und t1 von 13 folgt das Ablaufdiagramm der 12 den Schritten 80, 81, 83, 84, 85, 86, 87, 91 und 92, wobei Schritt 91 die geschätzte Kupplungstemperatur T1 des letzten Taktes auf die Anfangstemperatur T0 einstellt, und Schritt 92 das 4WD-Drehmoment auf Automatik einstellt, um die automatische Kupplungsregelung (normale Kupplungsregelung) zu erreichen.
Zwischen t1 und t2 der 13 steigt die geschätzte Kupplungstemperatur T1n des Taktes in Richtung der Kupplungsschutztemperatur Tp. Während der Zeitdauer von t1 bis t2 folgt das Ablaufdiagramm der 12 den Schritten 80, 81, 83, 84, 85, 86, 87 und 92, wobei Schritt 92 das 4WD-Drehmoment auf Automatik einstellt.
Zum Zeitpunkt t2 der 13 erreicht die geschätzte Kupplungstemperatur T1n die Kupplungsschutztemperatur Tp. Dann folgt das Ablaufdiagramm der 12 den Schritten 80, 81, 83, 84 und 85. Schritt 85 bestimmt, dass T1n ≥ Tp ist, und Schritt 88 wird ausgeführt. Wenn Schritt 88 bestimmt, dass das 4WD-Drehmoment nicht gleich 0 ist, wird Schritt 93 ausgeführt. Schritt 93 ändert das 4WD-Drehmoment von Automatik zu gesperrt. Zwischen t2 und t3 der 13 ist T1n > Tp, und die geschätzte Kupplungstemperatur T1n erreicht die Kupplungsgrenztemperatur Tc. Während der Zeitdauer von t2 bis t3 folgt das Ablaufdiagramm der 12 den Schritten 80, 81, 83, 84, 85, 88 und 93, um das gesperrte 4WD-Drehmoment beizubehalten
Das Sperren des 4WD-Drehmoments schaltet die Einbringungsenergie und den Temperaturzunahmegradienten aus. Dessen ungeachtet erreicht die geschätzte Kupplungstemperatur T1n die Kupplungsgrenztemperatur Tc bei t3 der 13. Dann folgt das Ablaufdiagramm der 12 den Schritten 80, 81, 83 und 84. Schritt 84 bestimmt, dass T1n ≥ Tc, Schritt 94 ändert das 4WD-Drehmoment von gesperrt zu Null, und Schritt 95 schaltet die Alarm-Lampen/Ton-Vorrichtung 26 ein.
Zwischen t3 und t4 von 13, ist T1n ≥ Tp und die geschätzte Kupplungstemperatur T1n nimmt ab, da das 4WD-Drehmoment = 0 ist (die Kupplung 10 ist entkuppelt). Während dieses Zeitraums von t3 bis t4 folgt das Ablaufdiagramm der 12 den Schritten 80, 81, 83, 84, 85, 88, 94 und 95, um das 4WD-Drehmoment = 0 zu halten und die Alarm-Lampen/Ton- Vorrichtung 26 einzuschalten. Zwischen t4 und t5 der 13 ist TA < T1n < Tp und das 4WD-Drehmoment = 0, um die geschätzte Kupplungstemperatur T1n zu verringern. Während dieses Zeitraums von t4 bis t5 folgt das Ablaufdiagramm der 12 den Schritten 80, 81, 83, 84, 85, 86, 89, 94 und 95, um das 4WD-Drehmoment = 0 zu halten und die Alarm-Lampen/Ton-Vorrichtung 26 einzuschalten.
Zum Zeitpunkt t5 der 13 fällt die geschätzte Kupplungstemperatur T1n auf die Automatikmodus-Temperatur TA. Zu diesem Zeitpunkt folgt das Ablaufdiagramm der 12 den Schritten 80, 81, 83, 84, 85, 86, 87 und 92, wobei Schritt 92 das 4WD-Drehmoment von Null auf Automatik ändert und das automatische 4WD-Drehmoment beibehält.

(2) Im Falle von Tp ≤ T1 < Tc

Zwischen t0 und t2 der 13 ist das 4WD-Drehmoment automatisch. Bei t2 erreicht die geschätzte Kupplungstemperatur T1n die Kupplungsschutztemperatur Tp, und das 4WD-Drehmoment wird von Automatik auf gesperrt geändert. Dies sind dieselben wie jene des Falles T1 ≥ Tc.
Zwischen t2 und t6 der 13 ist T1n ≥ Tp. Während dieses Zeitraums folgt das Ablaufdiagramm der 12 den Schritten 80, 81, 83, 84, 85, 88 und 93, um das 4WD-Drehmoment = gesperrt beizubehalten.
Das Sperren des 4WD-Drehmoments verringert allmählich die Kupplungstemperaturen, und bei t6 von 13 fällt die geschätzte Kupplungstemperatur T1n unter die Kupplungsschutztemperatur Tp. Zu diesem Zeitpunkt folgt das Ablaufdiagramm der 12 den Schritten 80, 81, 83, 84, 85, 86, 89 und 90. Wenn Schritt 90 bestimmt, dass das 4WD-Drehmoment gesperrt ist, erhält Schritt 93 das gesperrte 4WD-Drehmoment.
Bei t7 von 13 fällt die geschätzte Kupplungstemperatur T1n auf die Automatikmodus-Temperatur TA. Zu diesem Zeitpunkt folgt das Ablaufdiagramm der 12 den Schritten 80, 81, 83, 84, 85, 86, 87 und 92. Schritt 92 ändert das 4WD-Drehmoment von gesperrt auf Automatik und behält das automatische 4WD-Drehmoment bei.
Kupplungsschutz
Die Kupplungsschutzregelung des dritten Ausführungsbeispiels verwendet die Kupplungsgrenztemperatur Tc, die höher ist als die Kupplungsschutztemperatur Tp. Wenn die geschätzte Kupplungstemperatur T1n die Kupplungsschutztemperatur Tp überschreitet, verstärkt das dritte Ausführungsbeispiel den Kupplungseingriff durch Sperren des 4WD-Drehmoments, d. h. durch Sperren der elektronisch geregelten Kupplung 10 in einem vollständigen Eingriffszustand. Wenn die geschätzte Kupplungstemperatur T1n auf die Kupplungsgrenztemperatur Tc ansteigt, entkuppelt das dritte Ausführungsbeispiel die Kupplung 10, d.h. Null 4WD-Drehmoment.
Entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel entkuppelt die Kupplungsschutzregelung die Kupplung 10, wenn die geschätzte Kupplungstemperatur T1n die Kupplungsschutztemperatur Tp übersteigt. In diesem Fall ist das Fahrzeug in dem Zweirad-Antriebszustand bei t2 der 13, um die Strecke und die Zeit eines Vierrad-Antriebszustandes zu verkürzen, der hohe Antriebsleistung und Kurvenstabilität realisiert.
Ungleich dem ersten Ausführungsbeispiel, erhöht das dritte Ausführungsbeispiel den Kupplungseingriff, wenn die geschätzte Kupplungstemperatur T1n steil ansteigt, um die Kupplungsschutztemperatur Tp zu übersteigen. Die Erhöhung des Kupplungseingriffs verringert eine Vorne-Hinten-Kupplungsdrehzahldifferenz, und gestaltet den Temperaturzunahmegradienten der geschätzte Kupplungstemperatur T1n sanfter, um den Vierrad-Antriebszustand sicherzustellen bis die Kupplungsschutzregelung bei t3 der 13 startet.
Wenn die geschätzte Kupplungstemperatur T1n die Kupplungsgrenztemperatur Tc erreicht, führt das dritte Ausführungsbeispiel die Kupplungsschutzregelung aus, um die Kupplung 10 wie in dem ersten Ausführungsbeispiel zu entkuppeln. Dies verhindert, dass sich die Kupplung 10 über die Kupplungsgrenztemperatur Tc hinaus erwärmt.
Die erste Kupplungsschutzregelung des Sperrens von 4WD-Drehmoment kann eine Zunahme der geschätzten Kupplungstemperatur T1n ausschalten und verhindern, dass die geschätzte Kupplungstemperatur T1n die Kupplungsgrenztemperatur Tc erreicht. Wenn die geschätzte Kupplungstemperatur T1n dauerhaft unter der Kupplungsgrenztemperatur Tc ist, wird der Vierrad-Antriebszustand erhalten, wie die Zeitdauer von t2 bis t7 der 13.
Wiederaufnahmen des Automatikmodus
Das dritte Ausführungsbeispiel stellt die Automatikmodustemperatur T_A ein, die niedriger ist als die Kupplungsschutztemperatur Tp. Wenn die geschätzte Kupplungstemperatur T1n die Kupplungsschutztemperatur Tp überschreitet, erhöht das dritte Ausführungsbeispiel den Kupplungseingriff (T1n < Tc in 13). Wenn die geschätzte Kupplungstemperatur T1n die Kupplungsgrenztemperatur Tc erreicht, entkuppelt das dritte Ausführungsbeispiel die Kupplung 10 (T1n ≥ Tc in 13). Wenn die geschätzte Kupplungstemperatur T1n sich auf die Automatikmodustemperatur T_A verringert, ändert das dritte Ausführungsbeispiel den Kupplungsschutzregelungs-Modus zu dem normalen automatischen Kupplungsregelungs-Modus.
Wenn der Kupplungsschutzregelungs-Modus ausgeführt wird, und wenn die geschätzte Kupplungstemperatur T1n sich auf die Automatikmodustemperatur T_A, die niedriger ist als die Kupplungsschutztemperatur Tp, verringert, dann startet das dritte Ausführungsbeispiel den automatischen Kupplungsregelungs-Modus. Die zeitliche Abstimmung des Startens des automatischen Kupplungsregelungs-Modus ist zweckmäßig, da der Kupplungsschutzregelungs-Modus aufgrund der Differenz zwischen T_A und Tp nicht schnell wieder aufgenommen wird. Das dritte Ausführungsbeispiel stellt den automatischen Kupplungsregelungs-Modus sicher, wenn die geschätzte Kupplungstemperatur T1n unter der Kupplungsschutztemperatur Tp ist.
Andere Ausführungsbeispiele
Die elektronisch geregelte Kupplung 10 jedes der ersten bis dritten Ausführungsbeispiele vollbringt Vorder-Hinter-Räder-Drehmomentverteilung basierend auf Vorderradantrieb. Die vorliegende Erfindung ist auch auf eine elektronisch geregelte Kupplung anwendbar, die Vorder-Hinter-Räder-Drehmomentverteilung basierend auf Hinterradantrieb bewirkt. Die vorliegende Erfindung ist auch anwendbar auf elektronisch geregelte Kupplungen, die jeweils für Vorder- und Hinterradantriebssysteme ausgelegt sind. Die vorliegende Erfindung ist auch anwendbar auf eine elektronisch geregelte Differenzial-Begrenzungskupplung, die zwischen linken und rechten Antriebsrädern angeordnet ist.
Obwohl die elektronisch geregelte Kupplung 10 eines jeden der ersten bis dritten Ausführungsbeispiele eine Regelungskupplung, die durch ein elektromagnetisches Solenoid betätigt wird, und eine Hauptkupplung, die durch ein Drehmoment, das über einen Nockenelement-Mechanismus verstärkt wird, in Eingriff gebracht wird, verwendet, ist die vorliegende Erfindung auch anwendbar auf eine hydraulisch geregelte Mehrscheibenkupplung, die zum Beispiel in der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. 04-103433 offenbart ist.
Obwohl die vorliegende Erfindung Kupplungstemperaturschätzung beendet, wenn eine Fahrzeuggeschwindigkeit größer ist als eine Schätzgrenzgeschwindigkeit, und einen Anfangszustand wiederherstellt, kann die vorliegende Erfindung Zeitgeber-Management verwenden, das die Kupplungstemperaturschätzung beendet und einen Anfangszustand wiederherstellt, nachdem ein Zeitgeber eine eingestellte Zeit gezählt hat.
Obwohl das erste bis dritte Ausführungsbeispiel die festgelegte Erhöhungs-/Verringerungs-Schwelle E0 verwendet, kann die vorliegende Erfindung eine hohe Erhöhungs/Verringerungs-Schwelle in einer Niedrigtemperaturatmosphäre verwenden, die Wärmeabstrahlung fördert. Auf diese Weise kann die vorliegende Erfindung eine Erhöhungs-/Verringerungs-Schwelle verwenden, die entsprechend einer Umgebungstemperatur, die, zum Beispiel, von einem Umgebungstemperatursensor zur Verfügung gestellt wird, variabel ist. Zusätzlich kann die vorliegende Erfindung eine Anfangstemperatur verwenden, die von einer Umgebungstemperatur abhängig variabel ist.
Obwohl das zweite Ausführungsbeispiel die Mindestdrehzahldifferenz ΔVmin verwendet, kann die vorliegende Erfindung eine Raddrehzahl, die von einem Raddrehzahlsensor zur Verfügung gestellt wird, der an einem Rad angebracht ist, auf Null setzen, wenn die Raddrehzahl unter einer Erfassungsgrenze des Raddrehzahlsensors ist, um den selben Effekt zu erreichen wie das zweite Ausführungsbeispiel.
Diese Anmeldung beansprucht den Prioritätsvorteil nach 35USC §119 der japanischen Patentanmeldungen Nr. 2000-282896, eingereicht am 19. September 2000, Nr. 2001-21320, eingereicht am 30. Januar 2001, und Nr. 2001-021321, eingereicht am 30. Januar 2001. Obwohl die Erfindung oben mit Bezug auf gewisse Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben worden ist, ist die Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele begrenzt. Modifikationen und Änderungen der oben beschriebenen Ausführungsbeispiele werden dem Fachmann im Lichte der Lehren einfallen. Der Umfang der Erfindung wird mit Bezug auf die folgenden Ansprüche definiert.

Claims

Vorrichtung zum Schätzen der Temperatur einer Antriebskupplung (10), deren Eingriff einschließlich dem Gleiteingriff regelbar ist, umfassend: einen Kupplungsdrehzahldifferenz-Detektor (16), der eine Rotationsdrehzahldifferenz (ΔV_ω) zwischen Eingangs-(27) und Ausgangs-(28)Wellen der Antriebskupplung (10) erfasst; eine Drehmoment-Schätzeinrichtung (16), die das Drehmoment (T_E) schätzt, das durch die Antriebskupplung (10) übertragen wird; eine Energie-Berechnungseinrichtung (16), die die Energie (E) berechnet, die auf die Antriebskupplung (10) entsprechend der erfassten Rotationsdrehzahldifferenz (ΔV_ω) und dem geschätzten Drehmoment (T_E) aufgebracht wird; eine Temperatur-Schätzeinrichtung (16), die eine Kupplungstemperaturänderung (ΔT) basierend auf der berechneten Energie (E) schätzt, und eine Kupplungstemperatur (T1) basierend auf der geschätzten Kupplungstemperaturänderung (ΔT) schätzt; und eine Bestimmungseinheit (16), die bestimmt, ob die berechnete Energie (E) gleich oder über einem Vergleichsenergieniveau (E₀) ist oder nicht, wobei, wenn bestimmt ist, dass die berechnete Energie (E) gleich oder über dem Vergleichsenergieniveau (E₀) ist, die Temperatur-Schätzeinrichtung (16) die geschätzte Kupplungstemperatur (T1) um einen Zunahmewert (ΔTup) erhöht, und wenn bestimmt ist, dass die berechnete Energie unterhalb des Vergleichsenergieniveaus (E₀) ist, die Temperatur-Schätzeinrichtung (16) die geschätzte Kupplungstemperatur (T1) um einen Abnahmewert (ΔTdn) verringert.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei das Vergleichsenergieniveau (E₀) einem Energieniveau entspricht, bei der die Antriebskupplung im Wesentlichen eine konstante Temperatur beibehält.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei der Zunahmewert (ΔTup) proportional zu einer Differenz zwischen der berechneten Energie (E) und dem Vergleichsenergieniveau (E₀) eingestellt wird, und der Abnahmewert (ΔTdn) auf einen vorbestimmten Wert eingestellt wird.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1, ferner umfassend: eine Temperaturgradient-Einstelleinrichtung (16), die einen Temperaturzunahmegradienten (Kup1) sanfter einstellt als einen tatsächlichen Temperaturzunahmegradienten, und einen Temperaturabnahmegradienten (Kdn1) steiler als einen tatsächlichen Temperaturabnahmegradienten, wenn die geschätzte Kupplungstemperatur (T1) in einem geeigneten Fahrtemperaturbereich (D_T1) ist, und einen Temperaturzunahmegradienten (Kup2) steiler als einen tatsächlichen Temperaturzunahmegradienten, und einen Temperaturabnahmegradienten (Kdn2) sanfter als einen tatsächlichen Temperaturabnahmegradienten, wenn die geschätzte Kupplungstemperatur (T1) in einem Hochlast-Temperaturbereich (D_T2) ist, wobei der eingestellte Temperaturzunahmegradient verwendet wird, um den Zunahmewert (ΔTup) zu bestimmen, wobei der eingestellte Temperaturabnahmegradient verwendet wird, um den Abnahmewert (ΔTdn) zu bestimmen.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1, ferner umfassend: einen Fahrzeuggeschwindigkeitsdetektor (16), der eine Fahrzeuggeschwindigkeit (V) erfasst; und eine Schätzungsbeendigungseinrichtung (16), wobei: wenn die erfasste Fahrzeuggeschwindigkeit (V) gleich oder über einer Vergleichsgeschwindigkeit (V₀) ist, die Schätzungsbeendigungseinrichtung (16) das Schätzen einer Kupplungstemperatur (T1) durch die Temperatur-Schätzungseinrichtung (16) beendet und einen Anfangszustand (T0) wieder herstellt.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1, ferner umfassend: eine Kupplungsregelungseinrichtung (16), wobei: die Antriebskupplung (10) so angeordnet ist, dass sie Motordrehmoment zwischen Vorder-(6, 7) und Hinterrädern (14, 15) verteilt, und die geschätzte Kupplungstemperatur (T1) als Wert verwendet wird, um Kupplungsschutzregelung zu starten, um das Überhitzen der Antriebskupplung (10) zu verhindern; und die Kupplungsregelungseinrichtung (16) betrieben wird, um die Temperatur der Antriebskupplung (10) zu verringern, wenn die geschätzte Kupplungstemperatur (T1) gleich oder über einer Kupplungsschutztemperatur (Tp) ist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 6, wobei: die Kupplungsregelungseinrichtung (16) eine Kupplungsgrenztemperatur (Tc) höher einstellt als die Kupplungsschutztemperatur (Tp); und die Kupplungsregelungseinrichtung (16) den Eingriff der Antriebskupplung (10) erhöht, wenn die geschätzte Kupplungstemperatur (T1) gleich oder über der Kupplungsschutztemperatur (Tp) ist, und die Antriebskupplung (10) entkuppelt, wenn die geschätzte Kupplungstemperatur (T1) gleich oder über der Kupplungsgrenztemperatur (Tc) ist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 7, wobei: normale Kupplungsregelung ausgeführt wird bis die geschätzte Kupplungstemperatur (T1) die Kupplungsschutztemperatur (Tp) erreicht und eine normale Regelungstemperatur, die niedriger ist als die Kupplungsschutztemperatur (Tp), für die normale Kupplungsregelung eingestellt ist; und die Vorrichtung ferner eine normale Kupplungsregelung-Wiederaufnahmeeinrichtung (16) umfasst, wobei die Vorrichtung den Eingriff der Antriebskupplung (10) erhöht, wenn die geschätzte Kupplungstemperatur (T1) gleich oder über der Kupplungsschutztemperatur (Tp) ist, die Antriebskupplung (10) entkuppelt, wenn die geschätzte Kupplungstemperatur (T1) gleich oder über der Kupplungsgrenztemperatur (Tc) ist, und die Kupplungsschutzregelung auf die normale Kupplungsregelung umschaltet, wenn die geschätzte Kupplungstemperatur (T1) gleich oder unter der normalen Regelungstemperatur ist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 8, wobei: der Kupplungsdrehzahldifferenz-Detektor (16) die Rotationsdrehzahldifferenz zwischen den Eingangs- (27) und Ausgangswellen (28) der Antriebskupplung entsprechend einer Differenz zwischen einem Mittelwert der Vorderraddrehzahlen (VFL, VFR), die von linken und rechten Raddrehzahlsensoren (20, 21) zur Verfügung gestellt werden, und einem Mittelwert der Hinterraddrehzahlen (VRL, VRR), die von linken und rechten Hinterraddrehzahlsensoren (22, 23) zur Verfügung gestellt werden, ermittelt; und die Energie-Berechnungseinrichtung (16), die erfasste Rotationsdrehzahldifferenz (ΔV_ω) mit einer Mindestdifferenz (ΔVmin) vergleicht, die entsprechend einer Erfassungsgrenze der Raddrehzahlsensoren (20-23) eingestellt ist, die Energie (E) berechnet, die auf die Antriebskupplung (10) entsprechend der erfassten Rotationsdrehzahldifferenz (ΔV_ω) aufgebracht wird, wenn die erfasste Rotationsdrehzahldifferenz (ΔV_ω) über der Mindestdifferenz (ΔVmin) ist, und die Energie (E) berechnet, die auf die Antriebskupplung (10) aufgebracht wird, indem die erfasste Rotationsdrehzahldifferenz (ΔV_ω) auf Null gesetzt wird, wenn die erfasste Rotationsdrehzahldifferenz (ΔV_ω) gleich oder unter der Mindestdifferenz (ΔVmin) ist.
Verfahren zur Schätzung der Temperatur (T1) einer Antriebskupplung (10), deren Eingriff einschließlich dem Gleiteingriff regelbar ist, umfassend: Erfassen eine Rotationsdrehzahldifferenz (ΔV_ω) zwischen Eingangs- (27) und Ausgangswellen (28) der Antriebskupplung (10); Schätzen des Drehmoments (T_E), das durch die Antriebskupplung (10) übertragen wird; Berechnen der Energie (E), die auf die Antriebskupplung (10) entsprechend der erfassten Rotationsdrehzahldifferenz (ΔV_ω) und des geschätzten Drehmoments (T_E) aufgebracht wird; Schätzen einer Kupplungstemperaturänderung (ΔT) basierend auf der berechneten Energie (E), und Schätzen einer Kupplungstemperatur (T1) basierend auf der geschätzten Kupplungstemperaturänderung (ΔT); und Bestimmen, ob die berechnete Energie (E) gleich oder über einem Vergleichsenergieniveau (E₀) ist oder nicht, wobei wenn bestimmt wird, dass die berechnete Energie (E) gleich oder über dem Vergleichsenergieniveau (E₀) ist, das Kupplungstemperatur-Schätzverfahren die geschätzte Kupplungstemperatur (T1) um einen Zunahmewert (ΔTup) erhöht, und wenn bestimmt wird, dass die berechnete Energie (E) unter dem Vergleichsenergieniveau (E₀) ist, das Kupplungstemperatur-Schätzverfahren die geschätzte Kupplungstemperatur (T1) um einen Abnahmewert (ΔTdn) verringert.
Verfahren gemäß Anspruch 10, wobei das Vergleichsenergieniveau (E₀) einem Energieniveau entspricht, bei dem die Antriebskupplung im Wesentlichen eine konstante Temperatur beibehält.
Verfahren gemäß Anspruch 10, wobei das Kupplungstemperatur-Schätzverfahren einen Temperaturzunahmegradienten (Kup1) sanfter einstellt als einen tatsächlichen Temperaturzunahmegradienten, und einen Temperaturabnahmegradienten (Kdn1) steiler als einen tatsächlichen Temperaturabnahmegradienten, wenn die geschätzte Kupplungstemperatur (T1) innerhalb eines geeigneten Fahrtemperaturbereichs (D_T1) ist, und einen Temperaturzunahmegradienten (Kup2) steiler als einen tatsächlichen Temperaturzunahmegradienten, und einen Temperaturabnahmegradienten (Kdn2) sanfter als einen tatsächlichen Temperaturabnahmegradienten, wenn die geschätzte Kupplungstemperatur (T1) in einem Hochlast-Temperaturbereich (D_T2) ist, wobei der eingestellte Temperaturzunahmegradient verwendet wird, um den Zunahmewert (ΔTup) zu bestimmen, wobei der eingestellte Temperaturabnahmegradient verwendet wird, um den Abnahmewert (ΔTdn) zu bestimmen.