本發(fā)明涉及一種用于減小變速器系統(tǒng)的摩擦學(xué)系統(tǒng)的磨損和損壞的方法，所述變速器系統(tǒng)包括變速器和離合器，所述變速器和離合器在變速器油中被引導(dǎo)，其中測(cè)量變速器的換擋的數(shù)量和變速器溫度，并且將其輸送給數(shù)學(xué)模型。

背景技術(shù)：

在機(jī)動(dòng)車中使用變速器系統(tǒng)，所述變速器系統(tǒng)包括變速器和離合器，所述變速器和所述離合器共同地支承在變速器油中。在操縱變速器系統(tǒng)時(shí)，由于機(jī)械的組成部分的磨損，在變速器油中出現(xiàn)沉淀物。此外，出現(xiàn)變速器油的與溫度相關(guān)的氧化。出于所述原因必要的是，更換變速器油。這在預(yù)設(shè)的時(shí)間間隔內(nèi)發(fā)生。這具有的缺點(diǎn)是：要么過(guò)早地要么過(guò)晚地更換變速器油。變速器油的過(guò)早更換是成本耗費(fèi)的并且引起大量廢料，所述廢料給環(huán)境造成負(fù)擔(dān)。過(guò)晚更換變速器油能夠引起由于使用耗損的變速器油而導(dǎo)致的變速器損壞。變速器的功能損失引起車輛用戶的不滿意并且引起差的市場(chǎng)接受度。

從us8,050,814b2中已知一種用于確定變速器油的剩余的使用壽命的方法，其中從變速器的換擋的數(shù)量中以及從確定變速器溫度中預(yù)先計(jì)算出變速器油的使用壽命。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明基于的目的是，提出一種用于減小變速器系統(tǒng)的摩擦學(xué)系統(tǒng)的損壞和磨損的方法，其中提高變速器油的使用壽命，并且始終找到用于更換變速器油的正確的時(shí)間點(diǎn)。

根據(jù)本發(fā)明，所述目的通過(guò)如下方式來(lái)實(shí)現(xiàn)：通過(guò)描繪摩擦學(xué)的變速器系統(tǒng)的數(shù)學(xué)耗損模型來(lái)計(jì)算耗損因數(shù)，根據(jù)所述耗損因數(shù)改變變速器系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，以減小變速器系統(tǒng)的耗損。這具有的優(yōu)點(diǎn)是，借助于所述摩擦學(xué)的耗損模型，在變速器系統(tǒng)的正常使用期間能夠?qū)崟r(shí)地確定通過(guò)變速器系統(tǒng)在變速器油處出現(xiàn)的損壞。通過(guò)使變速器系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)匹配于當(dāng)前的耗損狀態(tài)，延長(zhǎng)變速器油的使用壽命并且此外維持總系統(tǒng)的可靠的功能。

有利地，從變速器的多次換擋的多個(gè)單次磨損結(jié)果中確定磨損因數(shù)，所述磨損因數(shù)與溫度因數(shù)結(jié)合，以形成耗損因數(shù)。摩擦學(xué)的耗損模型包括在變速器油中支承的變速器和離合器，并且在此不僅考慮摩擦材料，而且也考慮變速器系統(tǒng)中的溫度關(guān)系。通過(guò)測(cè)定單次磨損結(jié)果，尤其能準(zhǔn)確地確定磨損因數(shù)，由此能夠尤其好地確定變速器油的污染的狀態(tài)。

在一個(gè)設(shè)計(jì)方案中，將總磨損模塊的磨損因數(shù)和溫度確定模塊的溫度因數(shù)以加權(quán)求和的方式組合，以確定耗損因數(shù)。所述加權(quán)具有的優(yōu)點(diǎn)是，參考正確使用的變速器系統(tǒng)，進(jìn)而能夠確定正確的耗損因數(shù)。

在一個(gè)變型形式中，計(jì)算單次磨損結(jié)果，用于描述在變速器的單次換擋期間出現(xiàn)的磨損。因此，單獨(dú)地評(píng)估每個(gè)換擋過(guò)程，從中得到準(zhǔn)確的耗損因數(shù)。

在一個(gè)改進(jìn)方案中，根據(jù)變速器系統(tǒng)的至少一個(gè)當(dāng)前的運(yùn)行參數(shù)來(lái)確定單次磨損結(jié)果，其中將一個(gè)擋位的單次磨損結(jié)果組合成擋位磨損和，并且從各個(gè)擋位磨損和中形成總磨損和，從所述總磨損和中導(dǎo)出磨損因數(shù)。通過(guò)所述細(xì)微的磨損觀察，就像在多次換擋中那樣在單次換擋中能夠推導(dǎo)出關(guān)于磨損的結(jié)論。

在一個(gè)變型形式中，將為每個(gè)單獨(dú)的擋位輸出的擋位磨損和與執(zhí)行機(jī)構(gòu)邊界值進(jìn)行比較，其中在超過(guò)執(zhí)行機(jī)構(gòu)邊界值時(shí)移動(dòng)變速器執(zhí)行機(jī)構(gòu)曲線。借此，在確定損耗因數(shù)時(shí)也能夠考慮離合器的機(jī)械操縱的執(zhí)行機(jī)構(gòu)的磨損效果。

在一個(gè)實(shí)施方式中，將油池溫度和/或離合器溫度和/或內(nèi)燃機(jī)的冷卻水溫度用作為溫度確定模塊的輸入變量。因?yàn)橛捎谒霾煌臏囟瓤紤]多個(gè)影響變速器系統(tǒng)的溫度，所以能夠從中確定變速器油的可靠的溫度相關(guān)的退化。

有利地，將耗損因數(shù)與多個(gè)具有不同大小的耗損閾值進(jìn)行比較，其中每個(gè)耗損閾值與用于改變變速器系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)的一個(gè)措施相關(guān)聯(lián)，在超過(guò)相應(yīng)的耗損閾值時(shí)觸發(fā)所述措施?；诖_定的損壞模型狀態(tài)，能夠改變特定的運(yùn)行狀態(tài)，如功率極限、位移減小或力矩作用。該運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)施允許更快速地恢復(fù)摩擦學(xué)的變速器系統(tǒng)。

在一個(gè)設(shè)計(jì)方案中，將耗損因數(shù)輸送給與溫度相關(guān)的再生計(jì)算，其中確定再生的耗損因數(shù)。變速器系統(tǒng)的再生的引入使耗損模型變得完整，所述再生有利地允許在總系統(tǒng)的當(dāng)前的低溫或過(guò)溫下的恢復(fù)。

有利地，將再生的耗損因數(shù)與多個(gè)不同大小的閾值進(jìn)行比較，其中每個(gè)閾值與用于改變變速器的運(yùn)行狀態(tài)的措施或用于更換變速器油的提示相關(guān)聯(lián)，在超過(guò)閾值時(shí)觸發(fā)所述措施或提示?；谒霰容^，耗損模型能夠?qū)δΣ翆W(xué)的系統(tǒng)的當(dāng)前的狀態(tài)做出反應(yīng)，這例如通過(guò)如下方式實(shí)現(xiàn)：設(shè)定用于變速器系統(tǒng)的特定的維護(hù)間隔。

附圖說(shuō)明

本發(fā)明允許大量的實(shí)施方式。將根據(jù)在附圖中示出的圖詳細(xì)闡述其中一個(gè)實(shí)施方式。

附圖示出：

圖1示出具有變速器系統(tǒng)的摩擦學(xué)的耗損模型的根據(jù)本發(fā)明的方法的一個(gè)實(shí)施例，

圖2示出用于改進(jìn)變速器執(zhí)行器的精度的方法的一個(gè)實(shí)施例，

圖3示出用于實(shí)現(xiàn)摩擦學(xué)的損壞保護(hù)策略的方法的一個(gè)實(shí)施例，

圖4示出用于設(shè)定摩擦學(xué)的耗損保護(hù)策略的方法的一個(gè)實(shí)施例。

具體實(shí)施方式

在圖1中示出具有摩擦學(xué)的變速器系統(tǒng)的耗損模型的根據(jù)本發(fā)明的方法的一個(gè)實(shí)施例。將摩擦學(xué)的系統(tǒng)理解成描述摩擦、計(jì)算和測(cè)量摩擦系數(shù)、磨損和在彼此作用的處于相互運(yùn)動(dòng)中的表面之間的所需要的潤(rùn)滑。耗損模型具有單次磨損模塊100，所述單次磨損模塊的輸出信號(hào)輸送給總磨損模塊200。通過(guò)總磨損模塊200輸出的磨損因數(shù)50在求和點(diǎn)600中與溫度因數(shù)70結(jié)合。所述溫度因數(shù)70從溫度模塊500中計(jì)算，所述溫度模塊基于不同的輸入變量。油池溫度7、估計(jì)的離合器溫度60、變速器輸入軸的額定轉(zhuǎn)速3、變速器輸入軸的實(shí)際轉(zhuǎn)速4以及內(nèi)燃機(jī)的冷卻劑溫度8屬于可能的輸入變量。

在求和點(diǎn)600中，將磨損因數(shù)50和溫度因數(shù)70在形成和之前加權(quán)，由此獲得耗損因數(shù)90。

單次磨損模塊100確定在變速器的單次換擋時(shí)變速器系統(tǒng)的耗損。作為單次磨損計(jì)算110的輸入值，例如輸入離合器的牽引力矩1、內(nèi)燃機(jī)的速度2、變速器輸入軸3的額定轉(zhuǎn)速3、變速器輸入軸4的實(shí)際轉(zhuǎn)速4、目標(biāo)擋位5和用于接合擋位6所需要的力6。將分別為單個(gè)擋位接合過(guò)程得到換擋能量10和換擋功率20作為結(jié)果。換擋功率10和換擋功率20連同油池溫度7表示磨損計(jì)算120的輸入信號(hào)。磨損計(jì)算120的結(jié)果是耗損，所述耗損在唯一的換擋過(guò)程中對(duì)于唯一的擋位出現(xiàn)。

所述耗損值30現(xiàn)在輸送給總磨損模塊200。從為各個(gè)擋位通過(guò)單次磨損模塊100確定的耗損值31、32、33、34中，分別確定擋位的全部換擋過(guò)程的擋位磨損和210、211、212、213和與此關(guān)聯(lián)的耗損現(xiàn)象。因此，得到用于第一擋位的換擋的擋位磨損和210、用于第二擋位的換擋的擋位磨損和211、用于第三擋位的換擋的擋位磨損和212和用于第四擋位的換擋的擋位磨損和213。該模型能夠分別根據(jù)現(xiàn)存的變速器匹配于擋位的相關(guān)數(shù)量。擋位磨損和210、211、212、213在用于全部擋位的總和模塊220中組合評(píng)估并且確定總磨損和40，所述總磨損和被輸送給總磨損評(píng)估400。在所述總磨損評(píng)估400中，評(píng)估總磨損和40并且根據(jù)所述評(píng)估確定磨損因數(shù)50。所述磨損因數(shù)50如已經(jīng)闡述的那樣在求和點(diǎn)600中與溫度因數(shù)70組合。

可選地，在此仍存在下述可能性，在求和點(diǎn)600中加權(quán)求和時(shí)考慮其他的輸入變量。用于新型的變速器系統(tǒng)的初始因數(shù)81、時(shí)間因數(shù)82、機(jī)械軸承的運(yùn)行時(shí)間因數(shù)83、泵因數(shù)84或換油因數(shù)85能夠?qū)儆谶@些因數(shù)。

求和點(diǎn)600從全部輸入變量中確定耗損因數(shù)90，所述耗損因數(shù)描述換擋過(guò)程和變速器系統(tǒng)的溫度變化引起的暫時(shí)損壞。

所述耗損因數(shù)90此外能夠經(jīng)受再生過(guò)程700，在所述再生過(guò)程中考慮，在現(xiàn)存的過(guò)溫或低溫的范圍中，在摩擦學(xué)的觀點(diǎn)下改變變速器系統(tǒng)的功能。所述再生過(guò)程700的輸出值是再生的耗損因數(shù)95，所述耗損因數(shù)涉及關(guān)于摩擦學(xué)系統(tǒng)的進(jìn)而變速器油的使用壽命的結(jié)論。

除了評(píng)估耗損因數(shù)90和再生的耗損因數(shù)95之外，通過(guò)所述計(jì)算模型的單獨(dú)結(jié)果也能夠開(kāi)始如下措施，所述措施提高變速器油的使用壽命。如在圖1中示出的那樣，能夠確定，在總磨損模塊200中形成的擋位磨損和210、211、212、213中的哪個(gè)表明變速器執(zhí)行器位移曲線的變化。為了所述目的，將變速器執(zhí)行器的耗損錯(cuò)誤與極限區(qū)域進(jìn)行比較(圖2)。如果比較結(jié)果340位于極限區(qū)域之外，那么校準(zhǔn)變速器執(zhí)行器曲線是必要的(步驟350)。如果不是這種情況，那么未改變地繼續(xù)使用變速器執(zhí)行器(步驟800)。

圖3中的實(shí)施例示出用于利用耗損因數(shù)90實(shí)現(xiàn)摩擦學(xué)的損壞保護(hù)策略的方法的一個(gè)實(shí)施例。如已經(jīng)闡述的那樣，所述耗損因數(shù)90表明暫時(shí)耗損，所述暫時(shí)耗損能夠通過(guò)變速器系統(tǒng)的各個(gè)運(yùn)行狀態(tài)的變化而變化。在此，首先將耗損因數(shù)90與第一耗損閾值g1進(jìn)行比較。如果耗損因數(shù)90大于g1，那么在步驟410中將離合器能量減小至最小值，這表示，閉合或斷開(kāi)離合器。如果不是這種情況，那么在另一步驟中檢查，耗損因數(shù)90是否大于耗損閾值g2。如果是這種情況，那么與其他的影響因數(shù)無(wú)關(guān)地提高變速器油的冷卻(步驟420)。如果不超過(guò)耗損閾值g2，那么繼續(xù)研究，耗損因數(shù)90是否超過(guò)下一耗損閾值g3。如果是這種情況，那么在步驟430中改變離合器的換擋曲線，以便減小離合器的摩擦能量。如果耗損因數(shù)小于耗損閾值g3，那么繼續(xù)執(zhí)行正常操縱(步驟800)，如其設(shè)定的那樣。

圖4示出用于實(shí)現(xiàn)摩擦學(xué)的耗損保護(hù)策略的方法的一個(gè)實(shí)施例。為了所述目的，評(píng)估再生的耗損因數(shù)95。如果再生的耗損因數(shù)95大于閾值w1，那么在步驟440中發(fā)出用于變速器油的更換的警報(bào)。如果不是這種情況，那么此外將再生的耗損因數(shù)95與閾值w2進(jìn)行比較。如果再生的耗損因數(shù)大于閾值w2，那么準(zhǔn)備用于換油的警報(bào)(步驟450)。如果再生的耗損因數(shù)95小于閾值w2，那么與閾值w3進(jìn)行比較。如果再生的耗損因數(shù)95大于閾值w3，那么減小離合器力矩，以便節(jié)約能量(步驟460)。如果不是這種情況，那么將再生的耗損因數(shù)95與閾值w4進(jìn)行比較。如果再生的耗損因數(shù)95大于閾值w4，那么在步驟470中改變離合器設(shè)定，以便防止nvh臨界情形。此外應(yīng)將nvh臨界情形理解成具有在機(jī)動(dòng)車中的提高的噪聲、振動(dòng)和聲振粗糙度的情形。

如果也沒(méi)有超過(guò)所述閾值w4，那么將再生的耗損值95與另一閾值w5進(jìn)行比較，在超過(guò)所述閾值時(shí)移動(dòng)變速器中的同步功率，以便減小同步能量進(jìn)而減小磨損(步驟480)。如果不是這種情況，那么維持變速器系統(tǒng)的正常的運(yùn)行(步驟800)。

所執(zhí)行的措施用于避免摩擦臨界的行駛區(qū)域。

描述的解決方案能夠?qū)崿F(xiàn)變速器油的耗損和損壞的計(jì)算，使得能夠?yàn)槊總€(gè)車輛單獨(dú)地設(shè)定在摩擦學(xué)變速器系統(tǒng)的功能和耐久性之間的最佳值。構(gòu)思在于將變速器油的由磨損引起的污染和基于溫度的損壞結(jié)合，由此能夠推斷出短期的暫時(shí)損壞還有長(zhǎng)時(shí)間耗損。

闡述的模型尤其能夠在雙離合器系統(tǒng)中是有用的，所述雙離合器系統(tǒng)在變速器油中運(yùn)行。在此，改進(jìn)濕運(yùn)行的雙離合器系統(tǒng)的功能。

附圖標(biāo)記列表：

1離合器的牽引力矩

2內(nèi)燃機(jī)的速度

3變速器輸入軸的額定轉(zhuǎn)速

4變速器輸入軸的實(shí)際轉(zhuǎn)速

5目標(biāo)擋位

6用于接合擋位的力

7油池溫度

8內(nèi)燃機(jī)的冷卻劑溫度

10換擋能量

20換擋功率

30耗損值

31耗損值

32耗損值

33耗損值

34耗損值

40總磨損和

50磨損因數(shù)

60估計(jì)的離合器溫度

70溫度因數(shù)

81初始因數(shù)

82時(shí)間因數(shù)

83運(yùn)行時(shí)間因數(shù)

84泵因數(shù)

85換油因數(shù)

90耗損因數(shù)

95再生的耗損因數(shù)

100單次磨損模塊

110單次磨損計(jì)算

120磨損計(jì)算

200總磨損模塊

210擋位磨損和

211擋位磨損和

212擋位磨損和

213擋位磨損和

300執(zhí)行機(jī)構(gòu)邊界值

400總磨損評(píng)估

500溫度模塊

600求和點(diǎn)

700再生過(guò)程