DE102007013034B4

DE102007013034B4 - clutch cooling

Info

Publication number: DE102007013034B4
Application number: DE102007013034.3A
Authority: DE
Inventors: Gerd Jäggle; Johannes Lamers
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2006-04-08
Filing date: 2007-03-19
Publication date: 2015-11-12
Anticipated expiration: 2027-03-20
Also published as: DE102007013034A1

Abstract

Verfahren zur Kühlung einer Kupplung eines Fahrzeuges, das ein Kühlergebläse zur Motorkühlung aufweist, wobei Luft mittels des Kühlergebläses des Fahrzeuges zur Kupplung bewegt wird, um die Wärme der Kupplung zumindest teilweise aufzunehmen, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftbewegung in Bezugnahme auf die Wärmetransportbedürfnisse der Kupplung gesteuert wird und dass die Luftbewegung in Anspruch auf ein Kupplungstemperaturmodell gesteuert wird, wobei ein Parameter zur Steuerung die Stellung der Kupplung über einen Zeitraum in der Vergangenheit ist.A method of cooling a clutch of a vehicle having a radiator fan for engine cooling, wherein air is moved to the clutch by the radiator fan of the vehicle to at least partially receive the heat of the clutch, characterized in that the air movement is controlled with respect to the heat transfer needs of the clutch and that the air movement is controlled in response to a clutch temperature model, with a parameter for control being the position of the clutch over a period of time in the past.

Description

Die Erfindung befasst sich mit einem Verfahren zur Kühlung einer Kupplung, wobei ein Fluid mittels mindestens einem fluidbewegenden Elementes zur Kupplung bewegt wird.The invention relates to a method for cooling a clutch, wherein a fluid is moved by means of at least one fluid-moving element for coupling.

Bei einer Kupplung in Kraftfahrzeugen wird die Energie, die vom Motor erzeugt wird auf den Antriebsstrang, der mit den Antriebsrädern endet, weitergeleitet. Der Energieverlust, der in der Kupplung auftritt, wird insbesondere bei trockenen Kupplungen in Wärme umgewandelt. Diese Wärmeenergie führt insbesondere dazu, dass sich die Bauteile der Kupplung erwärmen und eventuell hohe Temperaturen erreichen. Solche hohen Temperaturen zum Beispiel der Anpressplatte oder des Schwungrades führen zu einem erhöhten Verschleiß der Kupplung und somit zu einer reduzierten Lebensdauer der Kupplung.In a clutch in automobiles, the energy generated by the engine is transferred to the driveline that terminates with the drive wheels. The energy loss that occurs in the clutch is converted into heat, especially in dry clutches. This heat energy in particular causes the components of the clutch to heat up and possibly reach high temperatures. Such high temperatures, for example, the pressure plate or the flywheel lead to increased wear of the clutch and thus to a reduced life of the clutch.

Um die Temperatur der Kupplung möglichst gering zu halten wird versucht über eine Kupplungsglocke die Wärme der Kupplung nach außen weiterzuleiten und an die Umgebung abzugeben. Dabei wird die Wärme bevorzugt in den Motorraum geleitet, jedoch je nach Temperaturgefälle auch an das Getriebe oder den Verbrennungsmotor abgegeben. Es ist jedoch bekannt, dass die aus der Kupplungsglocke abgeführte Wärmeleistung von der Luftgeschwindigkeit abhängt, mit der die Kupplungsglocke umströmt wird. Der Wärmestrom durch die Kupplungsglocke pro Kelvin Temperaturdifferenz hängt stark von der Fahrzeuggeschwindigkeit und damit von der Umströmungsgeschwindgkeit der Kupplungsglocke ab. Dies ist jedoch gerade in Situationen, in der die Kupplung ein hohes Maß an Wärme erzeugt nicht ausreichend. Insbesondere beim Anfahren mit schleifender Kupplung oder dem Anfahren am Berg wird eine große Menge Wärme von der Kupplung erzeugt. Jedoch gerade in solchen Situationen hat das Fahrzeug in der Regel eine geringe Geschwindigkeit, so dass auch nur ein geringer Fahrtwind vorherrscht. Dieser geringe Fahrtwind kann eventuell nicht ausreichen, die an die Kupplungsglocke weitergeleitete Wärme in genügender Weise abzuleiten.In order to keep the temperature of the clutch as low as possible via a clutch bell, the heat of the clutch is forwarded to the outside and delivered to the environment. The heat is preferably passed into the engine compartment, but also delivered depending on the temperature gradient to the transmission or the internal combustion engine. However, it is known that the dissipated from the clutch bell heat output depends on the air velocity with which the clutch bell is flowed around. The heat flow through the clutch bell per Kelvin temperature difference depends strongly on the vehicle speed and thus on the Umströmungsgeschwindgkeit the clutch bell. However, this is not sufficient in situations where the clutch generates a high level of heat. In particular, when starting with a grinding clutch or starting on the mountain, a large amount of heat is generated by the clutch. However, especially in such situations, the vehicle usually has a low speed, so that even a small wind prevails. This low airflow may not be sufficient to dissipate the forwarded to the clutch bell heat in a satisfactory manner.

Aufgabe der Erfindung ist es ein Verfahren bereitzustellen, das einen verbesserte Wärmeabgabe der Kupplung ermöglicht.The object of the invention is to provide a method which allows improved heat dissipation of the coupling.

Die Aufgabe wird durch das Verfahren entsprechend dem ersten unabhängigen Anspruch gelöst, insbesondere durch die Kühlung einer Kupplung, wobei ein Fluid mittels mindestens eines fluidbewegenden Elementes zur Kupplung bewegt wird um die Wärme der Kupplung zumindest teilweise aufzunehmen und die Fluidbewegung in Bezugnahme auf die Wärmetransportbedürfnisse der Kupplung gesteuert wird. Dabei kann die Kupplung eine Kupplungsglocke umfassen oder ohne Kupplungsglocke ausgebildet sein. Weiter können die Wärmetransportbedürfnisse gemessen, errechnet und/oder durch Erfahrungswerte erhalten werden. Das Verfahren kann dabei auch angewendet werden um mehrere Kupplungen zu kühlen, dabei kann dann die Fluidbewegung in Anspruch auf einen oder mehrere Werte die aus den Wärmetransportbedürfnissen mehrerer oder aller dieser Kupplungen berechnet wird, gesteuert werden. Auch kann bei dem Verfahren das Fluid oder die Fluiden durch eine Vielzahl von fluidbewegenden Elementen bewegt werden.The object is achieved by the method according to the first independent claim, in particular by the cooling of a clutch, wherein a fluid is moved by means of at least one fluid moving element to the clutch to at least partially absorb the heat of the clutch and the fluid movement with respect to the heat transport requirements of the clutch is controlled. In this case, the clutch may comprise a clutch bell or be formed without a clutch bell. Furthermore, the heat transport requirements can be measured, calculated and / or obtained by empirical values. The method can also be used to cool a plurality of couplings, in which case the fluid movement can be controlled to one or more values calculated from the heat transport requirements of several or all of these couplings. Also, in the method, the fluid or fluids may be moved by a plurality of fluid moving elements.

Durch die gezielte Zuführung von einem oder mehreren Fluiden an die Kupplung in Anspruch auf das Wärmetransportbedürfnis der Kupplung kann es vermieden werden, dass die Kupplung zu warm wird und aufgrund dessen die Kupplung Schaden nimmt.By the targeted supply of one or more fluids to the clutch claiming the heat transport need of the clutch, it can be avoided that the clutch is too warm and as a result of which the clutch is damaged.

In einer Ausführungsform handelt es sich bei dem bewegten Fluid um Luft. Luft ist in der Umgebung von Fahrzeugen in der Regel in großen Mengen vorhanden. Auch ist Luft leicht zu handhaben und billig. So ist es vorteilhaft Luft als wärmetransportierendes Fluid zu verwenden.In one embodiment, the moving fluid is air. Air is usually present in large quantities in the vicinity of vehicles. Also, air is easy to handle and cheap. Thus, it is advantageous to use air as a heat-transporting fluid.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das fluidbewegende Element ein Lüfter. Der Lüfter bewegt dabei aktiv die Luft, so dass die Luft an die Kupplung herangeführt wird. Insbesondere kann der Lüfter durch einen Elektromotor oder durch einen Explosionsmotor angetrieben werden.In a further embodiment of the invention, the fluid moving element is a fan. The fan actively moves the air so that the air is brought to the clutch. In particular, the fan can be driven by an electric motor or by an explosion engine.

Auch kann der Lüfter als Lüfter für das Kühlungsgebläse des Fahrzeugs ausgebildet sein. Ein solcher Lüfter ist im Allgemeinen in einem Fahrzeug vorhanden um entweder den Fahrzeugmotor direkt Luft zur Kühlung bereitzustellen und/oder die Kühlflüssigkeit des Motorkühlkreislaufs zu kühlen. Die Kupplung kann nun so angeordnet werden, dass die von dem Lüfter bewegte Luft die Kupplung erreicht und so Wärme von der Kupplung aufnimmt und von der Kupplung wegtransportiert.Also, the fan may be configured as a fan for the cooling fan of the vehicle. Such a fan is generally provided in a vehicle to either provide the vehicle engine directly with air for cooling and / or to cool the cooling fluid of the engine cooling circuit. The clutch can now be arranged so that the air moved by the fan reaches the clutch and so absorbs heat from the clutch and transported away from the clutch.

Weiter kann die Fluidbewegung zumindest teilweise in Anspruch auf die Temperatur der Kupplung gesteuert werden. Die Temperatur der Kupplung kann dabei z. B. über Sensoren gemessen werden. Die Fluidbewegung kann dabei so gesteuert werden, dass mit der Temperatur der Fluidstrom ansteigt, z. B. indem die Fluidgeschwindigkeit geändert wird. Die Steuerung der Fluidbewegung in Anspruch auf die Kupplungstemperatur ermöglicht es bei einer hohen Temperatur mehr Fluid pro Zeit an die Kupplung heranzuführen und so eine größere Wärmeabgabe durch die Kupplung. Entsprechend kann bei einer niedrigen Temperatur der Kupplung weniger Fluid pro Zeit an die Kupplung herangeführt werden, so daß das fluidbewegende Element nur in einem geringeren Umfang betätigt werden muss. Dies kann sowohl Energie sparen als auch die Lebensdauer des fluidbewegende Elementes verlängern.Furthermore, the fluid movement can be controlled at least partially in relation to the temperature of the clutch. The temperature of the coupling can be z. B. be measured by sensors. The fluid movement can be controlled so that rises with the temperature of the fluid flow, for. By changing the fluid velocity. The control of the fluid movement to the clutch temperature makes it possible at a high temperature to bring more fluid per time to the clutch and thus a greater heat transfer through the clutch. Accordingly, at a low temperature of the clutch less fluid per time can be brought to the clutch, so that the fluid moving element must be operated only to a lesser extent. This can both save energy and extend the life of the fluid moving element.

Auch kann das fluidbewegende Element mittels eines Kupplungssteuerungsmittels gesteuert werden. Gerade bei automatischen Kupplungen ist ein Steuerungselement zur Kupplungssteuerung bereits vorgesehen, so dass kein weiteres Steuerungselement benötigt wird. Dies ist sowohl raumsparend als auch im Allgemeinen kostengünstiger. Dieses Kupplungssteuerungsmittel kann nun verwendet werden um die Fluidbewegung zu steuern. Dabei kann entweder das fluidbewegende Element selbst durch das Kupplungssteuerungselement gesteuert werden oder ein die Fluidbewegung begrenzendes Mittel, wie ein Ventil oder ähnliches.Also, the fluid moving element may be controlled by a clutch control means. Especially with automatic clutches, a control element for clutch control is already provided, so that no further control element is needed. This is both space efficient and generally less expensive. This clutch control means can now be used to control fluid movement. In this case, either the fluid moving element itself can be controlled by the clutch control element or a fluid movement limiting means, such as a valve or the like.

Die Fluidbewegung kann in Anspruch auf ein Kupplungstemperaturmodell gesteuert werden. Ein Kupplungstemperaturmodell wird dabei verwendet um aufgrund mehrerer Parameter die Temperatur der Kupplung zu schätzen. Solche Parameter kann die Stellung der Kupplung über einen Zeitraum in der Vergangenheit sein. Auch kann die Betätigung des fluidbewegenden Elementes in der Vergangenheit in das Temperaturmodell eingehen.The fluid movement may be controlled in response to a clutch temperature model. A clutch temperature model is used to estimate the temperature of the clutch based on several parameters. Such parameters may be the position of the clutch over a period of time in the past. Also, the actuation of the fluid moving element in the past can go into the temperature model.

Ein Ausführungsbeispiel des Verfahrens wird im Folgenden erläutert.An embodiment of the method will be explained below.

Die Kupplung eines Fahrzeugs ist so angeordnet, dass der Luftstrom, der vom Lüfter des Kühlergebläses erzeugt wird, zumindest teilweise die Kupplungsglocke der Kupplung umströmt. Dabei wird die Kupplung durch eine Kupplungssteuerung gesteuert. Diese Kupplungssteuerung misst de Stellung der Kupplung und die Zeitspanne, während der die Kupplung sich in der gemessenen Stellung befindet. Aufgrund dieser Parameter die für mehrere Zeitpunkte aufgenommen wurden und unter Berücksichtigung der Betätigung des Lüfters kann anhand eines Kupplungstemperaturmodells die Temperatur der Kupplung geschätzt werden. Überschreitet die Temperatur einen bestimmten Grenzwert, so wird durch die Kupplungssteuerung eine gezielte Aktivierung des Kühlergebläses angefordert. Dies geschieht, indem der Motorsteuerung ein oder mehrere Signale übergeben wird, so dass die Motorsteuerung veranlasst wird, das Kühlergebläse zu aktivieren. Während ohne dieses Verfahren die Aktivierung des Kühlergebläses von der Kühlwassertemperatur und damit von der Motorverlustleistung abhängt, ist nun die Aktivierung auch von der Temperatur der Kupplung abhängig. Daher ist das Kühlergebläse nun statt der sonst üblichen 5% der Betriebszeit, auch während Zeiten aktiv, wenn zwar die Kühlwassertemperatur unter einem Grenzwert, aber die Kupplungstemperatur über einem weiteren Grenzwert liegt.The clutch of a vehicle is arranged so that the air flow, which is generated by the fan of the radiator fan, at least partially flows around the clutch bell of the clutch. The clutch is controlled by a clutch control. This clutch control measures the position of the clutch and the length of time the clutch is in the measured position. Because of these parameters, which have been recorded for several times and considering the operation of the fan, the temperature of the clutch can be estimated from a clutch temperature model. If the temperature exceeds a certain limit value, a targeted activation of the radiator fan is requested by the clutch control. This is done by giving one or more signals to the engine controller so that the engine controller is made to activate the radiator fan. While without this procedure, the activation of the radiator fan depends on the cooling water temperature and thus on the engine power loss, the activation is now also dependent on the temperature of the clutch. Therefore, the radiator fan is now active instead of the usual 5% of the operating time, even during times when the cooling water temperature is below a limit, but the clutch temperature is above another limit.

Claims

A method of cooling a clutch of a vehicle having a radiator fan for engine cooling, wherein air is moved to the clutch by the radiator fan of the vehicle to at least partially receive the heat of the clutch, characterized in that the air movement is controlled with respect to the heat transfer needs of the clutch and that the air movement is controlled in response to a clutch temperature model, with a parameter for control being the position of the clutch over a period of time in the past.

Method for cooling a clutch according to claim 1, characterized in that the air movement is controlled at least partially in dependence on the temperature of the clutch.

Method for cooling a clutch according to claim 1 or 2, characterized in that the radiator fan is controlled by means of a clutch control means.

Method for cooling a clutch according to one of claims 1 to 3, characterized in that the radiator fan is connected to a controller.