CN113661341B - 用于控制离合器单元的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于控制机动车辆的动力总成的离合器单元的方法，其中离合器单元包括湿式的摩擦离合器，用于可控地将扭矩从离合器单元的输入元件传递到输出元件，其中离合器单元包括用于冷却摩擦离合器的油，其中计算有助于加热离合器单元的油的热量输入(1)，计算有助于冷却离合器单元的油的热量输出(2)，根据热量输入和热量输出计算最大允许的离合器力矩(3)，并且其中将摩擦离合器的当前离合器力矩限制为最大允许的离合器力矩(4)。

Description

用于控制离合器单元的方法

技术领域

本发明涉及一种用于控制机动车辆的动力总成的离合器单元的方法和扭矩传递装置，其具有输入元件、输出元件、控制装置和离合器单元。

背景技术

已知一种用于机动车辆的动力总成的离合器单元，其中离合器单元包括湿式的摩擦离合器，用于可控地将扭矩从离合器单元的输入元件传递到输出元件。

这种离合器单元例如用在具有全轮驱动的机动车辆的分动箱中，用于可控地将驱动力矩传递到机动车辆的主车桥和/或副车桥。在所谓的“按需扭矩”分动箱中，主车桥的车轮被永久驱动，而部分驱动力矩可以借助于上述离合器单元选择性地传递到副车桥的车轮。例如，分动箱也可以构成为可控的中央差速器，其中离合器单元与差速锁相关联，以便在车辆的纵向方向上设定驱动力矩的分配。所述类型的离合器单元也可用在扭矩传递装置中，在具有持续驱动的前桥的机动车辆中该扭矩传递装置允许将驱动力矩的一部分传递到后桥，其中该单元例如设置在前桥差速器上或设置在后桥差速器上。

开头提到类型的离合器单元也可以在机动车辆的横向上起作用，例如用于车桥差速器的差速锁或在车桥差速器的扭矩叠加装置中(所谓的“扭矩矢量化”)。

在所有上述情况下，离合器单元可以将旋转的输入元件，特别是输入轴，和旋转的输出元件，特别是输出轴摩擦配合地彼此连接，以传递驱动力矩。

对于此类离合器单元，不仅在运行中通常需要摩擦离合器的受控接合，而且通常需要在精确设置的离合器力矩下运行更长时间，因此在上述应用中的摩擦离合器通常构成为湿式运行的叶片离合器。通常，摩擦离合器集成到壳体中，所述壳体包含用于冷却和润滑摩擦构件的油。例如，在壳体底部设有油槽，在离合器工作时油泵从油槽中不断地输送油并将油滴到摩擦表面上。油从摩擦表面再回到油槽中。

当运行这样的离合器单元时，已知油会变热。如果油过热，特别是当机动车辆以较高速度运行时，因此通常终止全轮驱动。由此，在从行驶动态的角度来看需要全轮驱动的情况下，会降低机动车辆的行驶性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于控制用于机动车辆的动力总成的离合器单元的方法，其中机动车辆的行驶性能在离合器单元的更高的负载情况下，特别是机动车辆的更高的速度情况下而得到改善。另一目的是提供一种具有这种离合器单元和控制装置的扭矩传递装置，其中尤其当离合器单元负载更高时，特别是当机动车辆速度更高时，机动车辆的行驶性能再次得到改善。

该目的通过一种用于控制机动车辆的动力总成的离合器单元的方法来实现，其中所述离合器单元包括湿式的摩擦离合器，用于可控地将扭矩从离合器单元的输入元件传递到输出元件，其中离合器单元包括用于冷却摩擦离合器的油，其中计算有助于加热离合器单元的油的热量输入，计算有助于冷却离合器单元的油的热量输出，根据热量输入和热量输出计算最大允许的离合器力矩，并且其中将摩擦离合器的当前离合器力矩限制为最大允许的离合器力矩。

根据本发明，产生离合器单元的油的热平衡，其中一方面确定到离合器单元的油上的热量输入，这通常取决于传递到离合器的功率，即热量输入功率，并且另一方面确定热量输出，特别是到离合器单元的环境的热量输出，即热量输出功率。离合器单元的油的温度状况，特别是当前温度的准确图像由供给和输出的热量的总和得出。例如，通过对温度随时间的变化进行积分，还可以得出关于离合器单元中的油温在以后的时间段内的结论。在以后的时间段内，于是还可以确定热量输入和热量输出。据此，可以为以后的不同时间点确定油温。

根据本发明，关于油的热平衡的知识用于基于此影响摩擦离合器的当前离合器力矩。根据本发明，实际离合器力矩被限制，以便排除油温的不期望的高或长时间的增加。因此，基于热平衡确定最大允许的离合器力矩，例如，该最大允许的离合器力矩不再导致油的进一步加热或仅导致油的容许的进一步加热，以至于不超过最高温度.

因此，特别地，根据本发明，全轮驱动没有简单地终止以避免离合器单元中的油过热，而是全轮驱动或具有所需离合器力矩的变速器的其他操作在受控的条件下仍然是可能的，由此与传统的操作方法相比，这改善了机动车辆的行驶动态。

有助于加热离合器单元的油的热量输入的计算优选包括与力矩相关的热量输入，特别是在输出元件的侧上的动力总成的当前扭矩，特别优选万向轴的扭矩。

有助于加热离合器单元的油的热量输入的计算优选包括与转速相关的热量输入，特别是在输出元件的侧上的动力总成的当前转速，特别优选万向轴的转速。

有助于冷却离合器单元的油的热量输出的计算优选包括向相邻的构件的热量输出和/或包括向环境空气的热量输出。尤其，测量的环境温度和/或离合器单元的油槽中的测量的温度可用于计算热量输出。

根据热量输入和热量输出，优选计算极限离合器力矩，其中极限离合器力矩在于，当极限离合器力矩施加到摩擦离合器上时，离合器单元的油不再被加热。当极限离合器力矩施加到摩擦离合器上时，离合器单元的油优选也不继续冷却，使得离合器单元的油的温度保持恒定。因此，当应用极限离合器力矩时，热量输入和热量输出保持平衡。

根据热量输入和热量输出优选可以计算离合器单元的油的当前温度。

用于限制当前离合器力矩的最大允许的离合器力矩优选根据极限离合器力矩和/或根据离合器单元的油的当前温度计算，尤其根据极限离合器力矩和离合器单元的油的当前温度计算。

特别优选地，最大允许的离合器力矩通过在极限离合器力矩和最大离合器力矩之间的内插来计算，其中内插因数与离合器单元的油的当前温度相关。允许的扭矩优选由在最大离合器力矩和极限离合器力矩，从而尤其如下万向轴力矩之间的线性内插得到，在所述万向轴力矩上，离合器油不被继续加热。如果油或离合器单元尚未加载(0％热负荷)，那么当前离合器力矩可以对应于最大离合器力矩，因此离合器力矩不受限制。当油或离合器单元满载(100％热负荷)时，当前离合器力矩可以被限制为极限离合器力矩。最大允许的离合器力矩则是不发生额外加热油的极限离合器力矩。

用于计算热量输入的在输出元件的侧上的动力总成的当前扭矩优选由当前离合器力矩计算。

离合器单元的输出元件优选是万向轴或者输出元件抗扭地与万向轴连接。优选地，离合器单元可以将扭矩可控地传递到机动车辆的副车桥，尤其后桥上。

根据本发明的扭矩传递装置包括输入元件、输出元件、离合器单元和控制装置，其中离合器单元包括：至少一个湿式的摩擦离合器，用于可控地将扭矩从输入元件传递到输出元件，以及包含摩擦离合器和用于冷却摩擦离合器的油的壳体。在此，控制装置构成用于执行如上所述的方法。

附图说明

下面参照附图示例地描述本发明。

附图是根据本发明的用于控制机动车辆的动力总成的离合器单元的方法的示意图。

具体实施方式

在图中示意性示出根据本发明的用于控制机动车辆的动力总成的离合器单元的方法的流程。

由该方法控制的离合器单元包括油冷式摩擦离合器，用于将扭矩从离合器单元的输入元件可变地传递到输出元件。离合器单元的输出元件在此抗扭地与万向轴连接，使得离合器单元以可变可控的方式将扭矩传递到机动车辆的后桥。

根据该方法，首先在步骤1中计算有助于加热离合器单元的油的热量输入。在考虑来自在输出元件7的侧上的动力总成的当前扭矩的热量输入的情况下计算包括确定与力矩相关的热量输入，作为步骤1的子步骤1.1。此外，在计算中考虑与转速相关的热量输入1.2，所述热量输入使用在输出元件8的侧上的动力总成的当前转速作为输入变量。

在可以与步骤1并行进行的步骤2中，计算有助于冷却离合器单元的油的热量输出。有助于冷却离合器单元的油的热量输出的计算2包括考虑到相邻的构件的热量输出2.1和考虑到环境空气的热量输出2.2。因此，用于计算热量输出的输入变量是环境空气温度9，以及必要时是相邻的构件的构件温度10。

根据热量输入1和热量输出2，在步骤6中计算离合器单元的油的当前温度。

可以从油的当前温度6推断出当前的热负荷11。

根据热量输入1和热量输出2，在步骤5中额外计算极限离合器力矩，其中极限离合器力矩表明如下离合器力矩，在该离合器力矩上，离合器单元的油不被继续加热。因此，在极限离合器力矩上，热流的总和为零。

根据极限离合器力矩5和根据离合器单元6的油的当前温度或由此确定的热负荷11，现在在步骤3中计算最大允许的离合器力矩。

最大允许的离合器力矩3特别是通过在计算的极限离合器力矩5和最大离合器力矩之间的内插来计算，其中内插因数与离合器单元6的油的当前温度或由此确定的热负荷11相关。

因此，根据热量输入1和热量输出2计算最大允许的离合器力矩3。

摩擦离合器的当前离合器力矩，即实际施加到摩擦离合器上的扭矩，然后在进一步运行中被限制到由此确定的最大允许的离合器力矩，步骤4。

用于下一次计算热量输入1的、在输出元件7的侧上的动力总成的当前扭矩在步骤12中由步骤4的当前-此时受限的-离合器力矩计算。

附图标记列表

1 热量输入的计算

1.1 力矩相关的热量输入

1.2 转速相关的热量输入

2 热量输出的计算

2.1 相邻的构件的热量输出

2.2 向环境空气的热量输出

3 最大允许的离合器力矩的计算

4 当前的离合器力矩的限制

5 极限离合器力矩的计算

6 离合器单元的油的当前温度的计算

7 在输出元件的侧上的动力总成的当前扭矩

8 在输出元件的侧上的动力总成的当前转速

9 环境空气温度

10 相邻的构件的构件温度

11 当前热负荷的计算

12 在输出元件的侧上的动力总成的当前扭矩的计算

Claims (10)

1.一种用于控制机动车辆的动力总成的离合器单元的方法，其中所述离合器单元包括湿式的摩擦离合器，用于可控地将扭矩从离合器单元的输入元件传递到输出元件，其中所述离合器单元包括用于冷却所述摩擦离合器的油，

其特征在于，计算有助于加热所述离合器单元的油的热量输入，计算有助于冷却所述离合器单元的油的热量输出，根据所述热量输入和所述热量输出计算最大允许的离合器力矩，并且将所述摩擦离合器的当前离合器力矩限制为所述最大允许的离合器力矩。

2.根据权利要求1所述的方法，

其特征在于，有助于加热所述离合器单元的油的热量输入的计算包括与力矩相关的热量输入，所述力矩相关的热量输入包括在所述输出元件的侧上的动力总成的当前扭矩和/或包括与转速相关的热量输入，所述转速相关的热量输入包括在所述输出元件的侧上的动力总成的当前转速。

3.根据权利要求1或2所述的方法，

其特征在于，有助于冷却所述离合器单元的油的热量输出的计算包括向相邻的构件的热量输出和/或包括向环境空气的热量输出。

4.根据权利要求1或2所述的方法，

其特征在于，根据所述热量输入和所述热量输出计算极限离合器力矩，使得在将所述极限离合器力矩施加到所述摩擦离合器上时，所述离合器单元的油不被继续加热。

5.根据权利要求1或2所述的方法，

其特征在于，根据所述热量输入和所述热量输出计算所述离合器单元的油的当前温度。

6.根据权利要求4所述的方法，

其特征在于，根据所述极限离合器力矩和/或根据所述离合器单元的油的当前温度计算所述最大允许的离合器力矩。

7.根据权利要求4所述的方法，

其特征在于

通过在所述极限离合器力矩和最大的离合器力矩之间的内插来计算所述最大允许的离合器力矩，其中内插因数与所述离合器单元的油的当前温度相关。

8.根据权利要求1或2所述的方法，

其特征在于，由所述当前离合器力矩计算在所述输出元件的侧上的动力总成的当前扭矩，其用于计算所述热量输入。

9.根据权利要求1或2所述的方法，

其特征在于，所述离合器单元的输出元件是万向轴或与万向轴抗扭地连接，并且通过所述离合器单元可将扭矩可控地传递到所述机动车辆的副车桥上。

10.一种扭矩传递装置，其具有输入元件、输出元件、离合器单元和控制装置，其中所述离合器单元包括：至少一个湿式的摩擦离合器，用于可控地将扭矩从所述输入元件传递到所述输出元件；以及包含摩擦离合器和用于冷却所述摩擦离合器的油的壳体，

其特征在于，所述控制装置构成用于，执行根据前述权利要求中的任一项所述的方法。