本发明涉及一种用于确定离合器的状况的方法、一种计算单元、一种计算机程序以及一种存储介质。
背景技术
具有内燃机的机动车通常具有一种离合器，该离合器能够将一种抗扭地与内燃机相连接的输入轴和一种输出轴传力地连接起来。所述离合器的输出轴通常抗扭地与一种变速器的输入侧相连接。所述离合器具有一种机械装置，该机械装置将输入侧的一种盘和输出侧的一种盘传力地相互挤压。所述两个盘的分离通过离合器踏板的力传递或者借助于一种电的执行器来实现。
特别地，当在所述输入轴具有与输出轴的转速不同的转速的情况下闭合离合器时，在离合器的所述两个盘之间出现强烈的摩擦和磨损。磨损的程度在此强烈地取决于使用者的操作行为并且因此很难估计。一种已被磨损的离合器不再能确保在输入轴和输出轴之间的传力连接，以至于由于磨损，一种车辆——在该车辆中离合器被损坏——不再能够可靠地驱动。特别地，车队的商业的经营者因此对此具有一种强烈的兴趣：避免所述离合器的突然出现的失效，这应该通过定期的以及无理由的保养来保障。定期的保养本身同样地导致了车辆的减少的可支配性，并且因此在经济上是次理想的。
本发明的公开内容
根据本发明的用于确定一种离合器的状况的方法——该离合器将一种旋转的输入轴与一种旋转的输出轴相连接——具有以下优点：确定所述旋转的输入轴的转速和所述旋转的输出轴的转速，并且借助于一种品质数值来估计所述离合器的状况，该品质数值由所述旋转的输入轴的转速以及旋转的输出轴的转速来确定。有利地，根据本发明的方法适用于在一种具有内燃机的车辆的传动系中的离合器。内燃机的曲轴的转速然后可以作为所述输入轴的转速来使用。所述输出轴的转速可以例如借助于一种传感器来获得，该传感器直接位于所述输出轴上，或者位于一种另外的、车辆的至少有时抗扭地与输出轴连接的构件上。在特别有利的改进方案中，所述输出轴的转速由车辆的车轮转速来估计。
有利的是，所述品质数值以一种转速差为基础来确定，其中所述转速差如此来构成：所述旋转的输入轴的转速和旋转的输出轴的转速分别借助于一种低通滤波器来进行滤波，并且接着形成了所述在旋转的输入轴的经过低通滤波的转速和旋转的输出轴的经过低通滤波的转速之间的差值。一种不同于零的转速差是所述离合器的磨损的一种指示器。对于所述旋转的输入轴的转速和旋转的输出轴的转速的一种低通滤波就避免了：短时的转速波动导致不同于零的转速差。因此，所建议的方法的说服力能够在这种改进方案中得到改善。
有利的是，所述旋转的输入轴的转速的历史和所述旋转的输出轴的转速的历史被测得，并且离合器的品质数值由所述旋转的输入轴的转速的历史和所述旋转的输出轴的转速的历史来确定。所述离合器的品质数值的确定能够在此直接地由所述旋转的输入轴的转速的历史和所述旋转的输出轴的转速的历史来实现。“转速的历史”在此特别地可以理解为：在过去的不同的时刻所测得的转速值的一种时间上的变化曲线。
但是备选地，所述离合器的品质数值也可以间接地由所述旋转的输入轴的转速的历史和所述旋转的输出轴的转速的历史来如此确定：使用在一给定的时刻测得的一种数值对，所述数值对由对于所述旋转的输入轴的转速的测得的值和对于所述旋转的输出轴的转速的测得的值所组成，以便确定对于在相同的时刻的转速差的相应的值。在这种情况下那么就形成了源自转速差值的一种历史，从该历史又推导出了所述离合器的品质数值。
有利的是，当确定所述品质数值时考虑所述离合器的一种负载历史。因为离合器的状况特别地取决于离合器的过去的荷载，所以用这种方法能够实现特别精确的关于离合器的状况的结论。
有利的是一种用于确定离合器的状况的方法，该离合器将一种旋转的输入轴与一种旋转的输出轴连接起来，其中借助于一种品质数值来估计所述离合器的状况，该品质数值由离合器的一种负载历史来进行估计，其中所述负载历史以作用在所述旋转的输入轴上的扭矩的历史、以及作用在所述旋转的输出轴上的扭矩的历史为基础来确定。在这种特别地有利的设计方案中，所述品质数值那么就直接从离合器的负载历史来确定。所述输入轴的转速或者输出轴的转速在此不被考虑。
有利的是，所述负载历史以作用在所述旋转的输入轴上的扭矩的历史、以及作用在所述旋转的输出轴上的扭矩的历史为基础来确定。以这种方式能够以特别地有利的方式识别在离合器上的一种力作用，并且形成一种相应的历史。观察该历史因此使得对于在寿命过程中作用在离合器上的总体力作用的大小的确定成为可能。
在优选的设计方案中，作用在离合器的旋转的输入轴上的扭矩由一种控制单元读出，该控制单元特别地可以涉及到所述车辆的发动机控制设备。由内燃机所发出的扭矩通过发动机控制设备进行监测，并且因此提供给该发动机控制设备使用。在有利的设计方案中，作用在所述旋转的输出轴上的扭矩同样可以由所述内燃机的所发出的扭矩在考虑到车辆的旋转部分的惯性以及转动惯量的情况下进行估计。
有利的是，所述离合器的状况通过将所述品质数值与一种能够预先规定的阈值进行比较的方法来确定。已经显示出的是：只要所述离合器还没有磨损现象，所述品质数值的时间上的变化曲线近似地相应于一种具有为零的斜率的直线。所述离合器的即将来临的磨损或者失效通过所述品质数值的时间上的变化曲线从具有零斜率的一种直线到具有不为零的斜率的一种直线的转变来通知。超过或者低于一种阈值就提供了一种简单的以及稳固的、用来确定一种这样的转变的可能性。
有利地，所述能够预先规定的阈值取决于被校验的状况认知（verifiziertezustandserkenntnisse）地来预先规定。这种被校验的状况认知在此特别地涉及到来自根据实验的校验结果的认知。因此，所介绍的方法可以通过利用到目前为止的认知来调整而得到改善，并且提高所介绍的方法的说服力。
有利的是，所述被校验的状况认知从具有一种已知的磨损历史的现场离合器（feldkupplung）的实验中获得。“现场离合器”在此特别地理解为在车辆中使用了一定的时间并且因此具有一种相应的磨损的离合器。有利地可以如此设置：所述现场离合器从一种车辆中拆出后，在实验室条件下进行研究，并且因此确定该现场离合器的实际状况或者实际磨损。
在特别地优选的改进方案中如此设置：根据本发明的方法在一种迭代的过程中改进，也就是说，所述能够预先规定的阈值特别地取决于根据本发明的方法的预测品质地进行匹配。如果根据例如所述阈值通过所述品质数值超过或者没有超过而将所述离合器的状况归入为可疑的，那么接着就可拆出离合器，并且检查它的实际的物理的状况。如果这种检查得出：所述离合器尽管比较了品质数值和阈值，但是不具有损伤，那么对于所述方法的未来的过程来说可以相应地提高或者降低所述能够预先规定的阈值。
有利的是，从所述品质数值与所述能够预先规定的阈值的比较出发来确定所述离合器的一种剩余使用期限。特别地对于车队的商业的经营者来说，因此当已知所述离合器的剩余使用期限时就存在这种可能性：计划在准备阶段中对于所述离合器进行及时的更换。
有利的是，设置一种计算单元，用来执行根据本发明的方法的每个步骤。此外有利的是，设置一种计算机程序，当该计算机程序在一种计算单元上运行时，用来执行根据本发明的方法的每个步骤。
有利的是一种存储介质，在该存储介质上存储了所述计算机程序。
附图的简短的描述
借助于附加的示图进一步地说明根据本发明的方法的一种实施方式。在此示出：
图1一种车辆的一种示意性的示图，在该车辆的离合器上使用根据本发明的方法的所介绍的实施例。
具体实施方式
图1示出了一种车辆10，该车辆包括一种内燃机12以及一种离合器11。所述内燃机12借助于一种旋转的输入轴13处于连接中。所述离合器11被设置用于将旋转的输入轴13与旋转的输出轴14传力地连接起来，并且当操纵所述离合器11时将在输入轴13和输出轴14之间的连接分开。输入轴直接地或者间接地与所述内燃机12的一种曲轴抗扭地处于连接中。输出轴通常经过一种变速器与车辆10的一种驱动轴处于连接中。所述车辆10此外具有一种控制单元15，该控制单元又包括一种存储介质16。所述控制单元15经过一种信号线路与一种无线模块17处于连接中。该无线模块17被设置用于：制造与一种车辆外部的计算单元20——例如互联网或者一种云服务器——的一种数据连接。所述控制单元15经过一种信号线路与内燃机12处于连接中，以使得所述控制单元15能够对于内燃机12的执行器施加控制信号，并且使得所述控制单元15能够读出所述内燃机12的传感器的测量值。
在一种第一步骤中，获取所述离合器11的旋转的输入轴13的转速以及离合器11的旋转的输出轴14的转速。旋转的输入轴13的转速在此能够通过测得内燃机12的曲轴的转速来确定。旋转的输出轴14的转速能够经过测得车轮转速来确定，该车轮转速例如由一种车轮转速传感器测得。备选地，可以测得变速器转速，从该变速器转速能够确定输出轴14的转速。接着，所述两种转速分别借助于一种低通滤波器被滤波，并且接着形成所述两种低通滤波过的转速的一种差异。差值和一种时间戳一起保存在存储器15中。在备选的实施方式中如此设置：所述差值和时间戳一起借助于无线模块17传递到车辆外部的计算单元20上。
附加地或者备选地，为了确定所述旋转的输入轴13的转速以及为了确定所述旋转的输出轴14的转速，可以测得所述输入轴13和输出轴14的扭矩。这可以借助于特殊地为此设置的传感器来实现。备选地，也可以从供给所述控制单元15使用的数据出发来测得所述扭矩。由于监测的原因，由内燃机12发出的扭矩可以供所述控制单元15使用。在考虑到惯性和转动惯量的情况下，作用在输入轴13和输出轴14上的扭矩可以从内燃机12的发出的扭矩估计出来。从作用在输入轴13上的扭矩和作用在输出轴14上的扭矩来确定一种负载值，该负载值与一种时间戳一起保存在存储器16中。备选地，所述负载值可以与时间戳一起借助于无线模块17传递到车辆外部的计算单元20上。
在一种第二步骤中，从已被存储的转速差值和必要时在时间上从属于此的负载值来确定用于离合器11的品质数值（gütewert）。
在下一个步骤中，这样确定的品质数值与一种能够预先规定的阈值进行比较。如果这种比较得出所述品质数值超过所述能够预先规定的阈值，那么就识别出所述离合器11具有磨损现象，并且因此所述离合器11的状态处于这种情况：面临着更换所述离合器11。相应地，可以给车辆10的驾驶员发送一种消息。备选地，如果所述品质数值的计算通过车辆外部的计算单元20来实施，那么特别地，所述离合器11的状态通过车辆外部的计算单元20发出。
对于所述品质数值与能够预先规定的阈值的比较而言备选地或者附加地，可以分析当前的品质数值和在之前的时刻所确定的品质数值的时间上的变化曲线。从该时间上的变化曲线可以估计所述离合器11的剩余使用期限。离合器11的剩余使用期限同样地可以显示给车辆10的驾驶员，或者如果对于所述品质数值的在时间上的变化曲线的分析通过车辆外部的计算单元20来实施，那么特别地，通过车辆外部的计算单元20来显示。
备选地可以规定：使用通过所述车辆外部的计算单元20显示的信息，用来计划离合器11的即将来临的更换。车辆外部的计算单元20特别地涉及一种所谓的云服务。