Lamellenkupplungen zur Übertragung von Drehmomenten im Antriebsstrang von Kraftfahrzeugen sind grundsätzlich bekannt. Beispielsweise zeigt die DE 199 02 388 C2 eine Kupplung zur regelbaren Übertragung eines Drehmoments auf die Achsen eines Kraftfahrzeugs. Diese umfaßt eine Welle und ein Gehäuse, die relativ zueinan- der drehbar gelagert sind. Im Gehäuse sind in Paralleischaltung eine Reibungskupp- lung mit zwei Reiblamellensätzen und eine Viscokupplung mit zwei Lamellensätzen angeordnet. Die beiden Lamellensätze umfassen jeweils mit der Welle drehfest ver- bundene Innenlamellen sowie axial abwechselnd hierzu angeordnete mit dem Ge- häuse drehfest verbundene Außenlamellen. Durch die Parallelschaltung wird die ho- he Drehmomentkapazität der Reibungskupplung mit dem empfindlichen Ansprech- verhalten der Viscokupplung verbunden.

Bei der regelmäßigen und intensiven Nutzung einer Lamellenkupplung entsteht Wärme, die zuverlässig abgeführt oder deren Entwicklung überwacht werden muß, um ein Überhitzen der Kupplungslamellen zu vermeiden. Dabei ist eine Temperatur- messung, insbesondere bei nicht raumfest gestalteten Kupplungslamellen, an der Oberfläche der Kupplungslamellen nur schwer oder gar nicht möglich.

Aus der WO 03/016743 A1 ist ein Verfahren zum Ansteuern einer Kupplung eines automatisierten Schaltgetriebes bekannt, bei dem ein Greifpunkt der Kupplung in Abhängigkeit der Kupplungstemperatur bestimmt und bei der Ansteuerung der Kupp- lung berücksichtigt wird. Dabei wird die Temperatur in der Kupplung sowie die der Kupplung zugeführte Reibleistung mittels eines Temperaturmodells berechnet. Zur Betätigung der Kupplung ist eine Vorrichtung vorgesehen, welche einen Motor und ein Ausrücksystem aufweist, mit dem die Kupplung geschaltet werden kann.

Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Bestimmen der Lamellentemperatur einer Lamellenkupplung vorzuschlagen, das ein- fach durchführbar ist gute genäherte Ergebnisse liefert. Nach einer weiterführenden Aufgabe ist eine Art der Verwendung der Lamellentemperatur für Regeleingriffe in den Antriebsstrang vorzuschlagen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zum Bestimmen der La- mellentemperatur einer Lamellenkupplung über der Zeit gelöst, wobei die Lamellen- kupplung zum Einsatz im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs dient und in einem Ge- häuse in Öl laufende Kupplungslamellen aufweist, mit folgenden Verfahrensschritten : - Festsetzen einer ersten Lamellentemperatur zu einem Startzeitpunkt, - Messen einer Referenztemperatur eines mit den Kupplungslamellen zumindest mittelbar im Wärmeaustausch stehenden Mediums oder Bauteils in Zeitintervallen, - Ermitteln der der Lamellenkupplung zugeführten Reibleistung in denselben Zeit- intervallen, Berechnen der folgenden Lamellentemperaturen in denselben Zeitintervallen aus der jeweils vorhergehenden Lamellentemperatur, den gemessenen Refe- renztemperaturen und den ermittelten Reibleistungen.

Durch dieses Verfahren läßt sich die Lamellentemperatur zuverlässig näherungswei- se ermitteln, so daß hiervon abhängig Regeleingriffe in die Lamellenkupplung oder andere im Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs befindliche Aggregate vorgenommen werden können. Demnach könnte die Reibleistung entweder durch Betätigung der Lamellenkupplung selbst im Sinne eines verringerten Reibmoments, aber auch durch

Drosselung des Motors und damit des erzeugten Antriebsmoments reduziert werden.

Auf diese Weise wird die Lamellenkupplung vor Überhitzung geschützt und hat somit eine längere Lebensdauer. Die Referenztemperatur ist die Temperatur eines Medi- ums oder Bauteils, an das die Wärme der Kupplungslamellen unmittelbar oder mit- telbar abgeführt wird. Vorzugsweise wird als Referenztemperatur die Öltemperatur des in der Lamellenkupplung zur Schmierung und Kühlung vorhandenen Öls ver- wendet, da die Öltemperatur mit der Lamellentemperatur über Leistungs-, Wärme- speicher-und Wärmeübergangswerte verknüpft ist. Alternativ hierzu könnte auch die Gehäusetemperatur der Lamellenkupplung als Referenztemperatur verwendet wer- den, wobei sie aufgrund weiterer Randbedingungen etwas schlechtere Ergebnisse bei der Ermittlung der Lamellentemperatur liefern würde. In grober Näherung kann aber auch die atmosphärische Umgebungstemperatur am Kupplungsgehäuse als Referenztemperatur gemessen werden. Die Lamellenkupplung gibt Wärme an die Umgebung ab, so daß die Umgebungstemperatur, wenn auch ein etwas ungenauer, Gradmesser für die Wärmeabfuhr ist. Die Umgebungstemperatur wird bei heutigen Kraftfahrzeugen üblicherweise ohnehin ermittelt und steht als Meßwert der zentralen Regeleinheit zur Fahrdynamikregelung des Kraftfahrzeuges zur Verfügung. Beim Einschalten des Kraftfahrzeugs wird die erste Lamellentemperatur einmalig festge- setzt. Dabei kann mit Festsetzen sowohl gemeint sein, daß ein Wert für die Lamel- lentemperatur bestimmt wird als auch, daß sie berechnet wird.

Nach einer bevorzugten Weiterbildung sind folgende Verfahrensschritte vorgesehen : Berechnen der Lamellentemperatur für jeweils folgende Zeitpunkte aus der zu einem ein Zeitintervall früheren Zeitpunkt gemessenen Referenztempera- tur, - der zum früheren Zeitpunkt ermittelten Reibleistung, - der zum früheren Zeitpunkt festgesetzten Lamellentemperatur, der im aktuellen Zeitpunkt gemessenen Referenztemperatur und - der im aktuellen Zeitpunkt ermittelten Reibleistung.

Auf diese Weise läßt sich die Lamellentemperatur zu einem aktuellen Zeitpunkt ein- fach auf Basis von in in heutigen Kraftfahrzeugen vorhandenen Regelsystemen vor- handenen Meßgrößen ohne komplizierte Wärmestromberechnungen ermitteln.

In Konkretisierung berechnen sich die Lamellentemperaturen für die auf den Start- zeitpunkt folgenden Zeitpunkte näherungsweise nach der Formel TlAn"X = a0 + a1#(TLam,i-1-TRef,i-1)+a2##P@-1#+a3##Pi#+TRef,i' wobei TLal11 die Lamellentemperatur, TRL*J die Referenztemperatur, |P | der Betrag der Reibleistung ist und crO bis a3 empirische Konstanten für feste Zeitintervalle einer definierten Länge sind.

Die Reibleistung wird dabei vorzugsweise aus der Drehzahldifferenz zwischen einem Eingang und einem Ausgang der Lamellenkupplung sowie dem aufgebrachten Sperrmoment berechnet. Vorzugsweise wird die Drehzahldifferenz zwischen dem Eingang und dem Ausgang der Lamellenkupplung aus den Drehzahlen der Räder dese Kraftfahrzeugs berechnet. Diese Informationen sind im Regelsystem zur Rege- lung der Fahrdynamik des Kraftfahrzeugs ohnehin verfügbar.

Die Berechnung der Lamellentemperatur muß immer in gleichen Zeitintervallen durchgeführt werden, die mit der Bestimmung der Koeffizienten ao bis a3 festgelegt werden. Diese Koeffizienten sind kupplungsspezifisch und müssen anhand von Ver- suchsreihen an der jeweiligen Lamellenkupplung ermittelt werden. Vorzugsweise können verschiedene empirische Konstanten abgespeichert sein, so daß die Zeitin- tervalle, in denen die Referenztemperatur und die Reibleistung gemessen und die Lamellentemperatur berechnet wird, entsprechend unterschiedlich lang sind. Die Zeitintervalle können durch die Wahl der Koeffizienten während des Verfahrens so gewählt werden, daß sie an den jeweiligen Fahrzustand des Kraftfahrzeugs ange- paßt sind. So sind beispielsweise bei konstanter Fahrt auf trockener Fahrbahn Koef- fizienten gewählt, mit denen die Referenztemperatur und die Reibleistung in größe- ren Zeitintervallen gemessen und die Lamellentemperatur berechnet wird. Demge- genüber können bei Fahrt durch schweres, unwegiges Gelände die Koeffizienten so gewählt werden, daß die Referenztemperatur und die Reibleistung in kürzeren Zeit- abständen gemessen und die Lamellentemperatur berechnet wird. Durch adaptive Wahl der Koeffizienten wird effektiv verhindert, daß die Lamellenkupplung überhitzt.

Bei der Ermittlung der ersten Lamellentemperatur soll zwischen einem Zustand, bei dem das Fahrzeug längere Zeit abgestellt war und die Lamellen die Umgebungstem- peratur angenommen haben, und einem Zustand, bei dem das Fahrzeug nur kurz abgestellt war, unterschieden werden. Im letzteren Fall kann die Lamellentemperatur noch so erheblich sein, daß dies für einen wirksamen Regeleingriff berücksichtigt werden sollte. Nach einer vereinfachten Setzung ist vorgesehen, daß die erste La- mellentemperatur in Abhängigkeit von einer Stillstandszeitdauer zwischen dem letz- ten Ausschalten und dem erneuten Anschalten des Kraftfahrzeuges gesetzt wird, wobei die erste Lamellentemperatur gleich der aktuellen Referenztemperatur gesetzt wird, wenn die Stillstandszeitdauer eine vorbestimmte Zeitdauer überschritten hat.

Die erste Lamellentemperatur kann nach einer vereinfachten Setzung auch in Ab- hängigkeit von dem Verhältnis der vor dem Abschalten des Kraftfahrzeugs zuletzt berechneten Lamellentemperatur zu der vor dem Abschalten des Kraftfahrzeugs zu- letzt gemessenen Referenztemperatur gesetzt werden, wobei die erste Lamellen- temperatur gleich der aktuellen Referenztemperatur gesetzt wird, wenn das besagte Verhältnis kleiner oder gleich einem vorbestimmten Wert x ist. Liegt das besagte Verhältnis über dem vorbestimmten Wert, wird die erste Lamellentemperatur vor- zugsweise in Abhängigkeit von dem Verhältnis einer für den aktuellen Zeitpunkt ge- näherten Lamellentemperatur zu der aktuellen Referenztemperatur gesetzt, wobei die erste Lamellentemperatur gleich der aktuellen Referenztemperatur gesetzt wird, wenn das besagte Verhältnis kleiner oder gleich dem vorbestimmten Wert ist.

Allgemein berechnet sich die für den aktuellen Zeitpunkt genäherte Lamellentempe- ratur vorzugsweise unter anderem aus - der vor dem Abschalten des Kraftfahrzeugs zuletzt gemessenen Referenztem- peratur, - der vor dem Abschalten des Kraftfahrzeugs zuletzt berechneten Lamellentempe- ratur und - der aktuell gemessenen Referenztemperatur.

In Konkretisierung wird die für den ersten Zeitpunkt genäherte Lamellentemperatur nach der Formel <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> TLam,0 := a0#a1n-1/a@-1+a1n#(TLam,Stop-TRef,Stop)+TRef,0'<BR> <BR> al berechnet, wobei TLam,Stop die Lamellentemperatur von n Zeitintervallen, TRef,Stop die Referenztemperatur vor n Zeitintervallen, TRef,0 die aktuelle Referenztemperatur, n die Anzahl der Zeitintervalle zwischen letztem Ausschalten des Kraftfahrzeugs und aktuellem Zeitpunkt und aO und al empirische Konstanten sind.

Nach einer vereinfachten Setzung ist nach Durchführung dieser Berechnung vorge- sehen, daß die erste Lamellentemperatur gleich der ersten Referenztemperatur ge- setzt wird, wenn das Verhältnis aus berechneter erster Lamellentemperatur und er- ster Referenztemperatur kleiner oder gleich einem vorbestimmten Wert x ist. Der für den ersten Zeitpunkt berechnete Wert der ersten Lamellentemperatur kommt damit nur zum Ansatz, wenn die Stillstandszeitdauer kleiner ist als die vorbestimmte Zeit- dauer und, wenn das Verhältnis von zuletzt berechneter Lamellentemperatur zur zu- letzt gemessener Referenztemperatur größer als der vorbestimmte Wert x ist und, wenn das Verhältnis von berechneter erster Lamellentemperatur zur ersten gemes- senen Referenztemperatur größer als der vorbestimmte Wert x ist. So wird gewähr- leistet, daß die erste näherungsweise berechnete Lamellentemperatur möglichst nah am tatsächlichen Wert der Lamellentemperatur liegt.

Um ein Überhitzen der Lamellenkupplung wirksam zu vermeiden, sind nach einer vorteilhaften Weiterbildung als weitere Verfahrensschritte vorgesehen : -Vergleichen der jeweils berechneten Lamellentemperatur mit einer zulässigen ersten Temperatur und Eingriff in den Antriebsstrang derart, daß die zugeführte Reibleistung abnimmt, wenn die berechnete Lamellentemperatur die zulässige erste Temperatur über- steigt.

Vorzugsweise erfolgt der Eingriff-in Abhängigkeit vom Fahrzustand des Kraftfahr- zeugs-derart, daß die berechnete Lamellentemperatur eine oberhalb der ersten Temperatur liegende zweite Temperatur nicht übersteigt, wobei die erste Temperatur die Temperatur ist, bis zu der die Lamellenkupplung als dauerfest definiert wird, und die höhere zweite Temperatur die Temperatur ist, oberhalb derer die Lamellenkupp- lung als sofort unbrauchbar angesehen wird, wobei ferner die Kupplungslamellen im Temperaturbereich zwischen der ersten und der zweiten Temperatur als zeitfest an- gesehen werden. Das bedeutet, daß bereits bei Überschreiten des als dauerfest an- genommenen Temperaturbereichs der Lamellenkupplung Gegenmaßnahmen zur Vermeidung von Überhitzung eingeleitet werden. Eine zusätzliche Sicherheit kann dadurch eingeführt werden, daß die beiden Temperaturen für die Berechnung niedri- ger angesetzt werden, als es für die Haltbarkeit und Funktion tatsächlich erforderlich ist.

In Konkretisierung ist vorgesehen, daß eine im zeitfesten Temperaturbereich der Kupplungslamellen liegende Grenztemperatur, bis zu der die Lamellenkupplung be- trieben wird, betriebsabhängig dynamisch angepaßt wird. Dabei wird die Zeitdauer, in der die Kupplungslamellen oberhalb der ersten Temperatur betrieben werden, er- faßt und die Grenztemperatur wird mit wachsender Dauer des Kupplungsvorganges dynamisch gesenkt. Auf diese Weise wird gewährleistet, daß die Lamellenkupplung nur im konstruktiv festgelegten Bereich betrieben wird. Schäden, die durch den Be- trieb der Lamellenkupplung im zeitfesten Bereich hervorgerufen werden, haben keine große Auswirkung auf die Gesamtlebensdauer der Lamellenkupplung. Alternativ hierzu kann die zulässige Grenztemperatur, bis zu der die Lamellenkupplung betrie- ben wird, auch statisch festgelegt sein.

Es ist weiterhin vorgesehen, daß die zulässige erste Temperatur und die zulässige zweite Temperatur unter Berücksichtigung von eventuell vorangegangenen Überhit- zungen oberhalb der ersten Temperatur regelmäßig neu berechnet und angepaßt werden. Auf diese Weise ein guter Kompromiß zwischen Einsatzbereitschaft der Kupplung unter schwierigen Bedingungen mit langer Betriebsdauer einerseits, und der gesamten Lebensdauer der Kupplung andererseits erreicht.

Nach einer weiterführenden Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe ist vorgesehen, daß die Lamellenkupplung mittels einer elektronischen Regeleinheit zur Regelung der Fahrdynamik des Kraftfahrzeugs gesteuert wird, wobei in kritischen Fahrzuständen ein Eingriff in die Fahrdynamik des Kraftfahrzeugs gegenüber eine Begrenzung der Betriebstemperatur der Lamellenkupplung Vorrang hat. So wird ver- hindert, daß ein an sich erforderlicher Regeleingriff in die Lamellenkupplung zur Be- grenzung der Betriebstemperatur erfolgt, wenn dies die Fahrstabilität des Kraftfahr- zeugs negativ beeinflussen würde.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung geht aus der Zeichnung hervor.

Hierin zeigt Figur 1 einen Verfahrensablauf zum Regeln der Betriebstemperatur einer Lamel- lenkupplung ; Figur 2 beispielhaft den Temperaturverlauf bei Betrieb der Lamellenkupplung und Figur 3 ein Leistungsdiagramm mit Darstellung des Sperrmoments über der Win- kelgeschwindigkeit.

Aus Figur 1 ist ersichtlich, daß das Verfahren zum Regeln der Betriebstemperatur der Lamellenkupplung zweigeteilt ist und eine Startphase mit den Verfahrensschrit- ten 1 bis 7 sowie eine sich daran anschließende Regelphase mit den Verfahrens- schritten 8 bis 15 umfaßt. Die Regelung der Betriebstemperatur der Lamellenkupp- lung ist deswegen wichtig, weil bei regelmäßiger und intensiver Nutzung Wärme ent- steht, die überwacht und gegebenenfalls zuverlässig abgeführt werden muß, um eine Überhitzung der Kupplungslamellen und damit eine Verkürzung der Lebensdauer der Lamellenkupplung zu vermeiden. Hierfür ist es erforderlich, die Temperatur der Kupplungslamellen ständig näherungsweise zu ermitteln. Bevor jedoch der Verfah- rensablauf zum Regeln der Betriebstemperatur anhand von Figur 1 beschrieben wird, wird zunächst die Herleitung des Verfahrens zur Temperaturermittlung erläutert.

Das vorliegende Verfahren zum Bestimmen der Lamellentemperatur basiert auf ei- nem Wärmestrommodell. Bekanntermaßen läßt sich der Wärmestrom an einem Kör- per, der mit seiner Umgebung Wärme austauschen kann und gleichzeitig ein gewis- ses Wärmespeichervermögen besitzt, mit der Formel m#c### + α#A##T = # (1) beschreiben, wobei m die Masse des Bauteils [kg], c die spezifische Wärmekapazität des Bauteils [J/ (kg. K)], a die Wärmeübergangszahl [W/(m2 K)], A die wärmeabstrahlende Fläche [m2], AT die Temperaturdifferenz zwischen Umgebung und Oberfläche [K], At die Änderung dieser Temperaturdifferenz [K/s] und Ö der Wärmestrom (Leistung) [W] ist. Dabei hat sich in der Praxis herausgestellt, daß gerade bei Bauteilen mit einer gemischten stofflichen Zusammensetzung (z. B. Stahl, Öl, Luft) eine analytische Be- rechnung der für den Wärmeübergang relevanten Werte, nämlich die Oberflächenei- genschaften (oc A) aber auch die Wärmespeicherkapazität (m c), schwierig ist.

Einen Lösungsansatz stellt die Verwendung einer Referenztemperatur eines mit den Kupplungslamellen zumindest mittelbar im Wärmeaustausch stehenden Mediums oder Bauteils sowie die der Lamellenkupplung zugeführte Reibleistung als Ein- gangswerten dar, um Rückschlüsse auf die Lamellentemperatur ziehen zu können.

Eine Verbindung dieses Ansatzes mit der oben vorgestellten Differentialgleichung liefert folgenden formelmäßigen Zusammenhang zur Berechnung der Lamellentem- peratur zum Zeitpunkt i aus der letzten Berechnung der Lamellentemperatur, der Re- ferenztemperatur und der zugeführten Leistung :

wobei TLam die Reibmitteltemperatur in [K] oder [°C], TRef die Referenztemperatur in [K] oder [°C], Mzlæ die in den Lamellen erzeugte Reibleistung, m c die Wärmekapazität des Bauteils, oA der Wärmeübergang am Bauteil, i, i-1 die Zeitpunkte, an denen jeweils eine Messung/Berechnung von Tflegi TLam und M### erfolgt und At die Zeit zwischen der i-ten und (is ten Messungen in [s] ist.

Die Referenztemperatur ist die Temperatur des Mediums oder Körpers, an welches die Wärme des Reibmittels abgeführt wird. Im Falle einer naßlaufenden Lamellen- kupplung wird als Referenztemperatur vorzugsweise die Öltemperatur verwendet, um eine besonders gute Näherung zu erhalten. Grundsätzlich kann die Referenz- temperatur aber auch am Kupplungsgehäuse oder in einem die Lamellenkupplung umgebenden Kühlluftstrom gemessen werden. Dabei nimmt die Zuverlässigkeit der Temperaturberechnung jedoch mit größerer Entfernung des Referenzmediums von der Lamellenkupplung ab. Mit Koeffizienten vereinfacht läßt sich diese Gleichung umschreiben zu wobei TLam die Reibmitteltemperatur in [K] oder [°C], TR, f die Referenztemperatur in [K] oder [°C], P die Reibleistung, Cl der Wärmeübergang am Bauteil, die Wärmekapazität des Bauteils und At die Zeit zwischen der i-ten und (i-1) -ten Messungen in [s] ist.

Diese Formel ist für die Ermittlung der Lamellentemperatur nicht besonders geeignet, da sich der Einfluß von Rundungsfehlern in dieser iterativ durchgeführten Berech-

nung nachteilig bemerkbar macht. Aus diesem Grunde wurde die Berechnung nach empirischen Gesichtspunkten wie folgt umgestellt und um empirische Konstanten ergänzt : TEam l a0 + a1#(TLam,i-1-TRef,i-1)+a2##Pi-1#+a3##P##+TRef,i (4) wobei T, die Lamellentemperatur, Tef die Referenztemperatur, |P | der Betrag der Reibleistung ist und aO bis a3 empirische Konstanten sind.

Diese Gleichung bietet den Vorteil, daß sie nur einfache Operationen in Form von Multiplikationen und Additionen bzw. Subtraktionen und wenige zeit-sowie run- dungsfehlerträchtige Operationen enthält. Die Reibleistung Pi wird aus der Drehzahl- differenz zwischen dem Eingang und dem Ausgang der Lamellenkupplung sowie dem aufgebrachten Sperrmoment berechnet. Dabei kann die Drehzahldifferenz aus den unterschiedlichen Drehzahlen der Räder bzw. der unterschiedlichen Drehzahlen der Achsen des Kraftfahrzeugs ermittelt werden, deren Werte bei heutigen Kraftfahr- zeugen durch ein Antiblockiersystem bzw. eine elektronische Fahrdynamikregelung zur Verfügung gestellt werden können. Die Berechnung der Lamellentemperatur muß immer in festen Zeitintervallen durchgeführt werden, welche mit der Bestimmung der Koeffizienten ao bis a3 festgelegt werden. Die Koeffizienten ao bis a3 sind kupplung- spezifisch und müssen anhand von Versuchsreihen an der jeweiligen Lamellenkupp- lung ermittelt werden. Sie ergeben sich aus folgender Matrix-Gleichung : (aO a1 a2 a3)T=(uT#u)-1#uT#y (5) Die Matrizen u und y setzen sich wiederum aus Meßreihen zusammen, welche als Eingangswerte die ermittelte Lamellentemperatur, die Referenztemperatur sowie das Drehmoment der Lamellenkupplung und die Drehzahldifferenz zwischen Eingang und Ausgang der Lamellenkupplung umfassen.

Im folgenden wird nun gemäß Figur 1 der Verfahrensablauf basierend auf der oben genannten Herleitung erläutert. Die Startphase des Verfahrens dient dazu, schon bei Inbetriebnahme des Kraftfahrzeuges einen guten Näherungswert für die aktuelle La- mellentemperatur festzusetzen. Je nach Stillstandszeit des Kraftfahrzeuges, kann die Kupplungstemperatur und damit auch die Lamellentemperatur unterschiedlich hoch sein. War das Fahrzeug beispielsweise längere Zeit abgestellt, haben sowohl die Kupplungslamellen als auch das Öl der Lamellenkupplung Umgebungstemperatur angenommen. War das Kraftfahrzeug dagegen nur kurze Zeit abgestellt, oder wurde der Motor in schwerem Gelände abgewürgt, so könnte die Lamellentemperatur noch so erheblich sein, daß dies berücksichtigt werden müßte.

Hierfür wird nach Start des Kraftfahrzeuges die beim letzten Betrieb des Kraftfahr- zeugs zuletzt berechnete Lamellentemperatur TLam, Stop, sowie eine zuletzt gemesse- ne Referenztemperatur TRefBstop und die zugehörige Uhrzeit tstop aus einem Daten- speicher abgerufen sowie die aktuell vorliegende Referenztemperatur TRef, o, die ak- tuelle Zeit to und die aktuelle Reibleistung Po gemessen. Dies ist in Figur 1 als Ver- fahrensschritt 1 dargestellt. Als Referenztemperatur können verschiedene Tempe- raturen dienen, wie beispielsweise die Öltemperatur des im Gehäuse zu Kühl-und Schmierzwecken befindlichen Öls, die Gehäusetemperatur oder auch die atmosphä- rische Umgebungstemperatur, welche den Wärmeübergang der Lamellenkupplung zur Atmosphäre beeinflußt.

In Verfahrensschritt 2 werden die aktuelle Zeit to mit der Uhrzeit tstop beim Stillset- zen des Kraftfahrzeugs verglichen. ist dieser Wert to-tstop größer als ein vorbe- stimmtes Zeitintervall Atmax, so wird angenommen, daß die Lamellentemperatur aus- reichend stark abgesunken ist und daß die für die Berechnung der Folgetemperatur erforderliche erste Lamellentemperatur TLam, o gleich der aktuellen Referenztempera- tur Tree, gesetzt werden kann. Dies ist als Verfahrensschritt 6 dargestellt.

ist das Zeitintervall, in dem das Kraftfahrzeug bzw. die Lamellenkupplung außer Be- trieb war, kürzer als das vorgegebene Zeitintervall Atmax, so wird in Verfahrens- schritt 3 das Verhältnis von beim letzten Stillsetzen zuletzt berechneter Lamellen- temperatur TLam, stop zu zuletzt gemessener Öltemperatur TRef, stop ermittelt und mit einem vorgegebenen Wert x verglichen. Dieses Verhältnis kann minimal den Wert 1 annehmen, nämlich dann, wenn die zuletzt berechnete Lamellentemperatur gleich der zuletzt gemessenen Referenztemperatur ist. War die vor dem Stillsetzen zuletzt berechnete Lamellentemperatur viel größer als die vor dem Stillsetzen zuletzt ge- messene Referenztemperatur, so ist dies beim Neustart zu berücksichtigen. Was dieser Wert jedoch kleiner oder gleich dem vorbestimmten Wert x, d. h. die letzte be- rechnete Lamellentemperatur und die gemessene Öltemperatur lagen nahe beiein- ander, dann wird die erste Lamellentemperatur TLam, o gleich der gemessenen ersten Referenztemperatur TRef, o gesetzt. Dies ist als Verfahrensschritt 6 dargestellt.

Ist jedoch das Verhältnis von zuletzt gespeicherter errechneter Lamellentemperatur TLam. stop zu zuletzt ermittelten Referenztemperatur TRef, stop größer als dieser vorbe- stimmte Wert x, so wird die aktuelle Lamellentemperatur mittels einer Gleichung nä- herungsweise berechnet, wie als Verfahrensschritt 4 dargestellt. Unter Berücksich- tigung dessen, daß die Reibleistung beim Ausschalten zu Null wird, leitet sich diese Gleichung unmittelbar aus der oben genannten Gleichung (4) her. Sie lautet : <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> TLam,0 := a0#a1-1/a@-1+a1n#(TLam,Stop-TRef,Stop)+TLam,0 (5)<BR> <BR> <BR> al Darin sind TLnur, Stnp die Lamellentemperatur vor n Zeitintervallen, TR, f Stp die Referenztemperatur vor n Zeitintervallen, TRefO die aktuelle Referenztemperatur, n die Anzahl der Zeitintervalle zwischen letztem Ausschalten des Kraftfahrzeugs und aktuellem Zeitpunkt und ao und a, die empirischen Konstanten.

Der Wert n gibt die Anzahl der Zeitintervalle an, die zwischen dem Zeitpunkt des letz- ten Ausschaltens des Kraftfahrzeug und dem aktuellen Zeitpunkt des erneuten Starts liegen, der mit dem Index 0 definiert wird.

In Verfahrensschritt 5 wird das Verhältnis von näherungsweise berechneter Lamel- lentemperatur TLambo zu aktueller Referenztemperatur TRef, o mit dem vordefinierten Wert x verglichen, analog zu Verfahrensschritt 3. Ist dieses Verhältnis kleiner oder gleich dem vorbestimmten Wert x, d. h. die Lamellentemperatur ist ausreichend nied- rig, dann wird die erste Lamellentemperatur TLam, o gleich der gemessenen ersten Re- ferenztemperatur TRef, o gesetzt, wie in Verfahrensschritt 6 gezeigt.

Ist das besagte Verhältnis TLam, o zu TRef, o jedoch größer als der vorbestimmte Wert x, d. h. die Lamellentemperatur ist hoch, so wird die erste näherungsweise berechnete Lamellentemperatur TLam, o verwendet, Verfahrensschritt 7.

Die eigentliche Regelphase gemäß den Verfahrensschritten 9 bis 15 beginnt erst nachdem die erste Lamellentemperatur TLamlo zum Startzeitpunkt des Kraftfahrzeugs bestimmt wurde. In der Regelphase wird die Lamellentemperatur näherungsweise errechnet, um ein Überhitzen der Kupplungslamellen durch entsprechenden Re- geleingriff rechtzeitig zu verhindern. Ausgehend von der in der Startphase ermittelten ersten Lamellentemperatur TLam, o werden, wie oben beschrieben, in festen Zeitinter- vallen die Referenztemperatur TRef, i eines mit den Kupplungslamellen zumindest mit- telbar im Wärmeaustausch stehenden Mediums oder Bauteils gemessen, sowie die der Lamellenkupplung zugeführte Reibleistung Pi ermittelt. Dabei wird der Startzeit- punkt gemäß Verfahrensschritt 8 mit Index i=0 definiert und die jeweils folgenden Verfahrensschritte 9 mit jeweiligem Index i + 1.

Die Lamellentemperatur TLam, i wird in denselben Zeitintervallen berechnet, in denen die Referenztemperatur bzw. die Reibleistung ermittelt wird, Verfahrensschritte 10 und 11. Dabei berechnet sich die Lamellentemperatur TLamaj aus der jeweils zu einem ein Zeitintervall früheren Zeitpunkt gemessenen Referenztemperatur, der zum frühe- ren Zeitpunkt ermittelten Reibleistung, der zum früheren Zeitpunkt berechneten bzw. festgesetzten Lamellentemperatur, der im aktuellen Zeitpunkt gemessenen Refe- renztemperatur und der im aktuellen Zeitpunkt ermittelten Reibleistung gemäß der oben genannten Formel (4), die als Verfahrensschritt 12 dargestellt ist. Insofern wird auf die obige Beschreibung Bezug genommen.

In einem weiteren Verfahrensschritt 13 wird die jeweils berechnete Lamellentempe- ratur Tram. i mit einer zulässigen Höchsttemperatur verglichen. Ergibt dieser Vergleich, daß die Lamellentemperatur einen kritischen Wert erreicht, so wird die Lamellen- kupplung gemäß Verfahrensschritt 14 derart betätigt, daß die zugeführte Reiblei- stung Pi abnimmt. Ist die ermittelte Lamellentemperatur TLam, i unkritisch, wird die Kupplungsfunktion freigegeben und die Lamellenkupplung kann bedarfsabhängig betrieben werden, wie als Verfahrensschritt 15 dargestellt.

Für die Regelung der Lamellentemperatur können zwei unterschiedliche Verfahren angewendet werden. Nach einem statischen ersten Verfahren würde die Lamellen- kupplung öffnen, sobald die ermittelte Lamellentemperatur einen fixen Höchstwert Tmax überschreitet. Bei einem Prioritätenkonflikt zwischen einer für die Fahrstabilität des Kraftfahrzeugs erforderlichen Schaltstellung und gleichzeitiger Gefahr für die Überhitzung der Lamellenkupplung, hat im Zweifel die Regelung der Fahrstabilität Vorrang.

Um auch bei dauernder Kupplungsbetätigung ein Überhitzen der Lamellenkupplung zu vermeiden, ist ein alternatives zweites Verfahren mit einer dynamischen Tempera- turanpassung vorgesehen. Hiermit wird eine begrenzte und kontrollierte Überlastung der Kupplungslamellen zugelassen. Figur 2 zeigt den beispielhaften Temperaturver- lauf in einer Lamellenkupplung mit dynamisch angepaßten Höchsttemperaturen Ti, T2 für die Kupplungslamellen. Hierfür sind eine niedrigere erste Temperatur Tu, bis zu der die Lamellenkupplung dauerfest ist, und eine höhere zweite Temperatur T2 defi- niert, oberhalb derer die Lamellenkupplung durch Überhitzen sofort zerstört werden könnte. Dabei sind die Kupplungslamellen im Temperaturbereich zwischen den Temperaturen T1 und T2 zeitfest. Es ist vorgesehen, daß in dem Temperaturbereich unterhalb der Dauerfestigkeitstemperatur T1 (Tam<T) das Kupplungsmoment ent- sprechend dem Leistungsbedarf der Lamellenkupplung geregelt wird. In dem Zeitfe- stigkeitstemperaturbereich T1<Tvam<T2 wird die Kupplungsleistung temperaturabhän- gig reduziert, wobei die Temperatur T2 nicht überschritten werden darf. Ab Erreichen der ersten Temperatur T1 wird die Lamellenkupplung so geregelt, daß die Reiblei- stung abnimmt und der Temperaturanstieg somit verlangsamt wird. Außerdem wird

die Zeitdauer, in der die Kupplungslamellen oberhalb der ersten Temperatur T1 be- trieben werden, erfaßt. Hieraus werden verschiedene Maßnahmen abgeleitet. Zum einen wird eine zulässige Grenztemperatur TGrenz (T1 < Tcrenz < T2), bis zu der die Lamellenkupplung betrieben werden kann, mit wachsender Dauer des Kupplung- vorgangs dynamisch gesenkt, so daß die Lamellentemperatur an die erste Tempera- tur T1 mit zunehmender Zeit herangeführt wird. Außerdem werden die erste Tempe- ratur T1 und die zweite Temperatur T2 unter Berücksichtigung von vorangegangenen Überhitzungen regelmäßig neu berechnet und entsprechend korrigiert. Dabei werden die durch die Überhitzungen, d. h. Betrieb der Lamellenkupplung im zeitfesten Tem- peraturbereich, als Maß für bereits bestehende Vorschädigungen angenommen.

Durch diese Maßnahmen wird ein Dauerschaden der Lamellenkupplung durch Über- hitzung vermieden Aus Figur 2 geht beispielhaft der Temperaturverlauf in einem Modell mit variabler Temperaturanpassung hervor. Es ist ersichtlich, daß nach einer Aufheizphase der Lamellenkupplung von Punkt 1 nach Punkt 2, einer sich daran anschließenden vorü- bergehenden Abkühlung von Punkt 2 nach Punkt 3 und einer erneuten Aufheizung ab Punkt 3, die untere erste Temperatur T1 beim Punkt 4 überschritten wird. Ohne weiteren Regeleingriff in die Lamellenkupplung und bei hoher Reibleistung würde sich diese weiter erhitzen, wie aus der gestrichelten Linie von Punkt 4 nach Punkt 5 hervorgeht, und beim Überschreiten der zweiten Temperatur T2 zerstört werden. Dies wird jedoch durch den Regeleingriff, welcher ab Überschreiten der ersten Tempera- tur T1 erfolgt, verhindert, wobei die Kupplungsleistung herabgesetzt wird. Auf diese Weise bleibt die Lamellentemperatur innerhalb des zeitfesten Temperaturbereichs zwischen der ersten Temperatur T1 und der zweiten Temperatur T2. Durch die Neu- berechnung und Neufestsetzung der Grenztemperatur Toren wird die tatsächliche Kupplungstemperatur reduziert, so daß Überhitzungsschäden nur im konstruktiv festgelegten Bereich auftreten können. Ein Versagen der Lamellenkupplung auf- grund von Überschreiten der zweiten Temperatur T2 wird wirkungsvoll verhindert.

Auch bei diesem Regelmodell mit dynamisch angepaßten Temperaturen ist vorgese- hen, daß bei Prioritätskonflikten zwischen der Regelung der Fahrdynamik des Kraft- fahrzeugs und der Regelung der Lamellentemperatur die Fahrdynamikregelung Vor- rang hat, damit ein Unfall des Kraftfahrzeugs vermieden wird.

Figur 3 zeigt ein Leistungsdiagramm, in dem der Betrag der Winkelgeschwindigkeit icoi, die proportional zur Drehzahldifferenz der Reiblamellen ist, und der Betrag des Sperrmoments IMI über den Achsen aufgetragen ist. Außerdem sind Leistungshyper- beln, d. h. Linien gleicher Leistung, ersichtlich, die mit P=const. beschriftet sind.

Der Punkt A zeigt beispielhaft einen Betriebspunkt der Lamellenkupplung, der die Lamellentemperatur über die Temperatur Toren oder T2 hinausführen würde. Sobald ein Regeleingriff erforderlich wäre, könnte durch die Regelstrategie ein anderer Be- triebspunkt unterhalb der Leistungshyperbel von A ausgewählt werden, um die La- mellenkupplung vor Überhitzung zu schützen. Dabei geben die Pfeile an, in welche Richtung der Betriebspunkt verschoben werden kann. Es ist ersichtlich, daß der Re- geleingriff zur Begrenzung der Lamellentemperatur auf verschiedene Weise erfolgen kann. Zum einen kann das Reibmoment in der Kupplung so erhöht werden, daß die Drehzahl sinkt. Zum anderen kann das Reibmoment auch bei gleichzeitigem Zulas- sen einer Drehzahlerhöhung verringert werden. Um eine genaue Auswahl zu treffen, können in einer Regelstrategie dadurch auch fahrdynamische Kriterien berücksichtigt werden.