CN105980727A - 摩擦离合器的摩擦系数确定 - Google Patents

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Abstract

一种用于确定完全断开的摩擦离合器(120)的摩擦系数变化(335)的方法，所述摩擦离合器用于机动车辆的动力传动系中，该方法包括下述步骤：确定(225)时间段(425)，在所述时间段期间所述摩擦离合器断开；确定(230)所述摩擦离合器的转速(430)；并且根据所述时间段(425)和所述转速(430)确定(235)所述摩擦系数变化(335)，其中借助于特征曲线族(315)确定所述摩擦系数变化(335)。

Description

摩擦离合器的摩擦系数确定
技术领域
本发明涉及摩擦离合器的摩擦系数的确定。特别地，本发明涉及在用于机动车辆的动力传动系中的摩擦离合器的摩擦系数确定。
背景技术
机动车辆包括具有双离合器变速器的动力传动系，所述双离合器变速器借助于双离合器与驱动马达耦联。在双离合器变速器中通常挂入有两个不同的挡位，然而其中通常仅摩擦离合器中的一个是闭合的并且在内燃机和变速器之间传送扭矩。在换挡期间，闭合的摩擦离合器断开并且同时另一摩擦离合器闭合。为了能够实现舒适的并且有效的换挡，需要精确地控制摩擦离合器的多个离合器参数。这些参数尤其能够包括触点、摩擦系数，形状因数和滞后。这些参数通常借助于观察模块来评估并且考虑所测量的和所计算的值之间的预计的误差，以便持续适应性地校正待监控的参数。基于所述参数随后能够改进地控制换挡。
DE 10 2010 024 941 A1示出摩擦离合器在双离合器变速器上的触点的确定。
因为经由断开的摩擦离合器不传输扭矩，所以并非能够确定断开的摩擦离合器上所有参数。通常，也以如下为出发点：在摩擦离合器是完全断开的并且不经由摩擦离合器传送扭矩期间，例如摩擦离合器或离合器衬片的摩擦系数保持不变。已证实，这种设想并非在所有状况下都是有效的。如果摩擦离合器例如在较长的时间段内是断开的，那么摩擦离合器的摩擦系数能够发生变化。如果摩擦系数减小，那么能够在不起作用的阶段结束时在换挡时出现高的或者长的摩擦离合器打滑。如果摩擦系数在不起作用的阶段期间增大，那么在随后的换挡中会出现摩擦离合器的过早的或者立即的附着。这两种现象都会导致严重损害行驶舒适性。
发明内容
因此本发明的目的在于，提出一种用于确定完全断开的摩擦离合器的摩擦系数变化的方法。本发明借助于具有独立权利要求的特征的方法来实现该目的。从属权利要求描述优选的实施方式。
根据本发明的用于确定用于机动车辆的动力传动系中的完全断开的摩擦离合器的摩擦系数变化的方法包括如下步骤：确定时间段，在所述时间段期间摩擦离合器已断开；确定摩擦离合器的转速以及根据时间段和转速确定摩擦系数变化，其中摩擦系数变化借助于特征曲线族确定。
通过考虑完全断开的摩擦离合器的发生变化的摩擦系数，能够精确地控制摩擦离合器在不起作用的时间段之后的接合过程。由此能够以保护材料的方式进行接合，使得能够延长摩擦离合器的使用寿命。机动车辆能够以更高的行驶舒适性运动。基于特征曲线族能够快速且误差少地执行摩擦系数变化的确定。特征曲线族能够仅需要少量的处理资源。在此，特征曲线族的数据能够借助于试验装置确定，所述试验装置对于多个摩擦离合器或动力传动系提供匹配的结果。
能够附加地确定摩擦离合器的断开间隙，其中附加地基于断开间隙来确定摩擦系数变化。在此，特征曲线族的输出值优选与恒定的因数或者预定的函数相乘。断开间隙的大小对摩擦离合器的温度调节有影响。断开间隙越大，摩擦离合器就越快地匹配于环境温度。因此能够改进地确定摩擦系数变化的精度。
在另一实施方式中，也确定摩擦离合器的温度，其中附加地基于温度来确定摩擦系数变化。以与在上文中关于断开间隙所描述的那样类似的方式，优选将特征曲线族的输出值与恒定的因数或者预定的函数相乘，以便调整温度影响。通过这种措施也能够改善进行摩擦系数变化确定的精度。
在一个实施方式中，摩擦离合器在空气环境中工作，并且为了确定温度考虑空气的比热容。也能够考虑压板的热质量和/或导热能力。此外，能够考虑空气的其它特性，例如与摩擦离合器进行热交换的空气体积或者空气温度。
摩擦离合器也能够在油环境中工作，其中考虑油的比热容。在此，称为湿式摩擦离合器。在此，也能够考虑油的附加的参数，例如油体积或者油温。
优选地，动力传动系包括双离合器，所述双离合器具有完全断开的摩擦离合器和另一闭合的摩擦离合器。在此，摩擦离合器设计用于在共同的输入轴和不同的变速器轴之间传输扭矩。
因此例如能够改进地监控或控制用于双离合器变速器的双离合器。
附图说明
现在参照所附的附图更详细地描述本发明，其中：
图1示出用于机动车辆的动力传动系的一部分；
图2示出用于确定完全断开的摩擦离合器的摩擦系数变化的方法的流程图；
图3示出确定摩擦系数变化的简化视图；
图4示出用于建立用于在根据图2的方法中使用的特征曲线族的方法的流程图；
图5示出图1的摩擦离合器的离合器特征曲线；以及
图6示出根据图4的方法的特征曲线族。
具体实施方式
图1示出动力传动系100的、尤其用于机动车辆的动力传动系的一部分。动力传动系100包括驱动马达105、双离合器110和双离合器变速器115。双离合器110包括第一摩擦离合器120和第二摩擦离合器125。这两个摩擦离合器120、125与相同的输入轴130连接。然而第一摩擦离合器120在输出侧与双离合器变速器115的第一变速器轴135连接，而第二摩擦离合器125与双离合器变速器115的第二变速器轴140连接。示例地，在第一变速器轴135上挂入第一挡位145而在第二变速器轴140上挂入第二挡位150。这两个挡位140、145对共同的输出轴155起作用，所述输出轴例如能够与机动车辆的驱动轮连接。
摩擦离合器120和125能够是干式的并且在空气环境中工作或者是湿式的并且在油环境中工作。在所示出的动力传动系100中通常仅摩擦离合器120、125中的一个是闭合的，而另一个是完全断开的。那么与闭合的摩擦离合器120、125连接的挡位是起作用的，而另一挡位是不起作用的。在换挡时，闭合的摩擦离合器120、125被断开而另一摩擦离合器125、120被闭合。在这种转换期间，这两个摩擦离合器120、125能够同时部分地闭合。
为了控制换挡或摩擦离合器120、125，设有控制装置160。控制装置160尤其与执行器(未示出)连接，所述执行器能够实现摩擦离合器120、125的断开或闭合。此外，控制装置160还能够与其它传感器、尤其转速或温度传感器和/或其它执行器例如用于挂入或者脱离挡位145、150的执行器连接。
为了实现将断开的摩擦离合器120、125闭合使得待由摩擦离合器120、125传输的扭矩连续地以所期望的方式提高，此外需要了解摩擦离合器120、125的摩擦系数。在扭矩不经由摩擦离合器120、125传输期间，摩擦离合器120、125的摩擦系数能够发生变化。对于随后的考虑不一定需要在动力传动系100中存在多于一个的摩擦离合器120、125，然而在一个断开的摩擦离合器120、125上的发生变化的摩擦系数的问题尤其出现在双离合器110上，而扭矩经由相应的另一摩擦离合器120、125传送。
图2示出所述的用于确定完全断开的摩擦离合器的摩擦系数变化的方法200的流程图。在不失一般性的情况下在此参考图1中的动力传动系100中的摩擦离合器120。
在第一步骤205中摩擦离合器120是断开的。通常，在此双离合器110的另一摩擦离合器125完全地或者至少部分地闭合。在步骤210中，确定摩擦离合器120的温度。例如能够在摩擦离合器120断开之前或期间基于摩擦离合器模型来确定温度。在步骤215中，确定并且存储摩擦离合器120的转速。所述存储用于之后形成转速的平均值；在其它实施方式中，通过仅考虑预定数量的近期转速或者能够分别仅考虑最后所确定的转速，也能够形成移动平均值(gleitenderDurchschnitt)。
在步骤220中检验是否需要经由摩擦离合器120传输扭矩。这对应于换挡的需求。如果不经由摩擦离合器120传输扭矩，那么所述方法200返回步骤215并且重新执行。在重新执行之前能够经历预定的等待时间。
在存在对传输扭矩的需求时，在步骤225中确定如下时间段，在所述时间段期间摩擦离合器120是断开的。为此，例如能够考虑所存储的转速值的数量。如果在回跳时***恒定的等待时间，那么所述时间段能够对应于所***的等待时间和所存储的转速的数量的乘积。
在步骤230中，优选从所存储的转速中确定平均转速。替选地，也能够使用移动平均值的转速或者最后确定的转速。在步骤235中，借助于特征曲线族基于转速和时间段确定摩擦离合器120的摩擦系数变化。特征曲线族的确定参考图4更详细地描述。优选地，在步骤240中还将基于摩擦离合器120的温度的校正因数与特征曲线族的输出值相乘。在此，优选使用步骤210的温度，所述温度已经直接在断开摩擦离合器120之后确定。此外优选的是，在接下来的步骤245中确定摩擦离合器120的断开间隙。断开间隙对应于摩擦离合器120的摩擦片彼此间的间距并且能够基于用于摩擦离合器120的执行器位置和触点来确定，在所述触点处开始经由摩擦离合器传输扭矩。在步骤250中随后将用于断开间隙的校正因数应用于特征曲线族的输出值或者校正过的输出值。用于断开间隙的校正因数和温度自然也能够以相反的顺序应用。
在可选的步骤255中，基于如此提供的摩擦系数变化使摩擦离合器120闭合。通过考虑发生变化的摩擦系数能够以改进的精度执行闭合过程，尤其是当同时断开动力传动系100中的另一摩擦离合器125时。
图3示出根据图2的方法确定摩擦系数变化的简化视图。摩擦离合器120的转速305和时间段310——在所述时间段期间摩擦离合器120已断开——用作为用于二维的特征曲线族315的输入值。特征曲线族315的输出值320与用于温度的校正因数325相乘并且随后与用于摩擦离合器120的断开间隙的校正因数330相乘。对于这两个校正因数325、330而言优选的是，其分别是与输入值、即温度或断开间隙线性相关的因数。必要时，也能够选择比线性更复杂的关系。这两个校正因数325和330的应用是可选的并且顺序是能够调换的。随后，提供摩擦系数变化335，所述摩擦系数变化是摩擦离合器120的摩擦系数与已经在所述方法200之前、尤其尽可能直接在断开摩擦离合器120之前确定的摩擦系数的偏差。
图4示出用于确定特征曲线族315的示例性的方法400的流程图。在此，优选使用类似于图1的装置，其中输入轴130能够借助于驱动马达加载预定的扭矩，并且两个变速器轴135、140能够彼此无关地通过预定的扭矩制动。优选地，在轴130、135和140上安置转速传感器并且与控制装置连接。
在第一步骤405中，确定第一离合器特征曲线。离合器特征曲线给出在离合器120的操纵，即操纵行程，和与其相对应的被传输的扭矩之间的关系，其中摩擦离合器120的摩擦离合器片以所述操纵行程在轴向上彼此靠近。示例性的第一离合器特征曲线505在下述图5中画出。
在接下来的步骤410中，可选地引入预定的能量。在此，优选部分地断开摩擦离合器120，使得产生预定的打滑和预定的转速，而另一摩擦离合器125在不打滑的情况下传输扭矩。在摩擦离合器120上释放的摩擦能量产生热，使得摩擦离合器120的温度升高。通过预定的能量引入可实现所期望的温度升高。替选地也能够在摩擦离合器120处探测温度。
在步骤420中，摩擦离合器120是断开的并且处于不起作用的阶段中。不起作用的阶段的时间段425能够任意地被控制，其中为了避免测量误差应不低于预定的时间段425。在不起作用的阶段420期间通过相应地改变输入轴130的转速来改变摩擦离合器120的转速430。为了获得可重现的结果，优选的是，在第一变速器轴135处挂入预定的挡位145。此外能够在不起作用的阶段420期间改变断开间隙435。
在不起作用的阶段420结束时，确定第二离合器特征曲线510，所述第二离合器特征曲线同样在图5中示出。离合器特征曲线505和510的确定以已知的方式通过摩擦离合器120的逐渐断开或闭合来进行，而此时另一摩擦离合器125是闭合的。优选地，在确定离合器特征曲线505、510期间将输入轴130的转速保持在预定的水平上。
在步骤445中，基于特定的离合器特征曲线505和510确定摩擦系数变化。
所述方法400多次遍历，其中在遍历之间优选仅相应改变参数415、425、430和435中的一个，使得在每次遍历时参数415、425、430和435的新的组合是适用的。优选地，首先***地改变时间段425和/或转速430，以便提供特征曲线族315。随后，能够改变温度415和/或断开间隙435，以便确定校正因数325或330。
如此提供的参数优选用于在动力传动系100上执行所述方法200。
图6示出示例性的特征曲线族315，以便基于时间段425和转速430借助于图2中的方法200确定摩擦系数变化335。
附图标记列表
100 动力传动系
105 驱动马达
110 双离合器
115 双离合器变速器
120 第一摩擦离合器
125 第二摩擦离合器
130 输入轴
135 第一变速器轴
140 第二变速器轴
145 第一挡位
150 第二挡位
155 输出轴
160 控制装置
200 方法
205 断开摩擦离合器
210 确定温度
215 确定和存储转速
220 是否需要摩擦离合器来传递扭矩？
225 确定时间段，在所述时间段期间摩擦离合器断开
230 确定平均转速
235 借助于特征曲线族确定摩擦系数变化
240 应用用于温度的校正因数
245 确定断开间隙
250 应用用于断开间隙的校正因数
255 闭合摩擦离合器
305 转速
310 时间段
315 特征曲线族
320 输出值
325 温度的校正因数
330 断开间隙的校正因数
335 摩擦系数变化
400 方法
405 确定第一离合器特征曲线
410 引入预定的能量
415 温度
420 不起作用的阶段
425 时间段
430 转速
435 断开间隙
440 确定第二离合器特征曲线
445 确定摩擦系数变化
505 第一离合器特征曲线
510 第二离合器特征曲线

Claims (7)

1.一种用于确定完全断开的摩擦离合器(120)的摩擦系数变化(335)的方法(200)，所述摩擦离合器用于机动车辆的动力传动系(100)中，其中所述方法(200)包括下述步骤：
-确定(225)时间段(425)，在所述时间段期间，所述摩擦离合器(120)断开；
-确定(230)所述摩擦离合器(120)的转速(430)；
-根据所述时间段(425)和所述转速(430)确定(235)所述摩擦系数变化(335)，
-其中借助于特征曲线族(315)确定所述摩擦系数变化(335)。
2.根据权利要求1所述的方法(200)，此外包括：确定(245)所述摩擦离合器(120)的断开间隙(435)，其中附加地基于所述断开间隙(435)确定所述摩擦系数变化(335)。
3.根据权利要求1或2所述的方法(200)，此外包括：确定(210)所述摩擦离合器(120)的温度(415)，其中附加地基于所述温度(415)确定所述摩擦系数变化(335)。
4.根据权利要求3所述的方法(200)，其中所述摩擦离合器(120)在空气环境中工作并且考虑空气的比热容。
5.根据权利要求3所述的方法(200)，其中所述摩擦离合器(120)在油环境中工作并且考虑油的比热容。
6.根据上述权利要求中任一项所述的方法(200)，其中基于在所述时间段(425)期间转速(430)的平均值确定(230)所述转速(430)。
7.根据上述权利要求中任一项所述的方法(200)，其中所述动力传动系(100)包括双离合器(110)，所述双离合器具有完全断开的摩擦离合器(120)和另一闭合的摩擦离合器(125)，并且所述摩擦离合器(120，125)设计用于在共同的输入轴(130)和不同的变速器轴(135，140)之间传输扭矩。
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