用于运行机动车、尤其是汽车的动力传动系的方法以及机动车

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的用于运行机动车、尤其是汽车的动力传动系的方法。此外，本发明涉及一种根据权利要求10的前序部分所述的机动车、尤其是汽车。

背景技术

专利文献DE 10 2015 014 841 B3公开了一种用于运行机动车的驱动装置的方法，其中，驱动装置具有至少一个产生热的驱动总成，并且在驱动总成工作时将驱动装置的实际温度调节到理论温度。此外，确定机动车的至少一个关停位置。

从专利申请DE 196 37 817 A1中已知一种用于在车辆内燃机情况下冷却和预热变速器油的装置。该装置具有平衡容器、至少一个在达到预确定的温度时可借助于发动机恒温器接入到冷却循环中的水冷却器，以及水/油热交换器。

从专利申请DE 10 2017 101 212 A1中已知一种用于预调整电动车的各个子系统的方法。在该方法中，在下一次预计的使用时间之前根据至少一个天气预测规划对电动车的电池组、乘员舱、变速器和马达的预调整。

此外，专利申请DE 10 2017 101 454 A1公开了一种电气化车辆，其包括变速器和电运行的加热装置。加热装置设计成，有目的地加热在变速器中循环的变速器流体。

发明内容

本发明的目的是，实现一种方法以及机动车，从而可实现特别高效率地运行机动车。

根据本发明，该目的通过具有权利要求1所述的特征的方法以及具有权利要求10所述的特征的机动车实现。在其它权利要求中给出具有本发明的适宜的改进方案的有利的设计方案。

本发明的第一方面涉及一种用于运行机动车、尤其是汽车例如乘用车的动力传动系的方法。动力传动系具有至少一个动力设备和至少一个变速器，机动车可通过变速器被动力设备驱动。这意味着，变速器可被动力设备驱动。这尤其是理解成，动力设备尤其是通过动力设备的例如构造成曲轴的输出轴提供至少一个转矩，该转矩被引入或可引入变速器中。变速器例如由被引入变速器中的转矩形成另一转矩，其中，这些转矩例如在其值和/或在其作用方向方面彼此不同。变速器可提供所述另一转矩，借助于所述另一转矩于是可驱动机动车、尤其是机动车的至少一个或多个车轮。

在该方法中，有目的地将热从动力设备传递到变速器上，由此有目的地加热变速器。

现在，为了能实现动力传动系以及进而机动车的尤其高效率的且由此低能量消耗的、尤其是低燃料消耗的运行，根据本发明规定，根据预测数据有目的地将热从动力设备传递到变速器上。预测数据表征机动车的至少一个将来的状态。特征“有目的地将热从动力设备传递到变速器上，由此有目的地加热变速器”理解成，动力传动系例如借助于动力传动系的或机动车的电子计算装置有目的地或根据期望地如此运行、尤其是如此控制和/或调节：使得引起变速器的加热/升温，尤其是引起动力设备的至少非常短时的加热，并且引起由此得到的且尤其是在紧接在动力设备的加热后的动力设备的冷却下得到的变速器的加热。由此，在根据本发明的方法的范围中，有目的地进行的且由此期望的变速器加热并不基于或者并不仅仅基于随意的和/或偶然的热传递，而是至少部分地、尤其是至少大部分地或者完全基于有目的的或有目的地招致的过程、尤其是控制和/或调节过程，在所述过程的范围中，尤其是借助于电子计算装置有目的地运行动力传动系，以便引起变速器的加热。为此，例如电子计算装置提供操控信号、尤其是电的操控信号，借助于该操控信号有目的地操控且由此有目的地运行动力传动系的至少一个或多个部件，以由此引起变速器的有目的的加热。部件中的一个例如是动力设备。部件中的另一个例如可为变速器。

预测数据、“预测数据表征至少一个将来的状态”以及将来的状态尤其是可理解成，例如在第一时刻或在第一时间段期间进行所述方法。换句话说，在第一时刻或在第一时间段期间例如将热从动力设备传递到变速器上，以由此在第一时刻或在第一时间段期间有目的地加热变速器。然而，在第一时刻或在第一时间段期间，机动车或者说动力传动系尚未处于将来的状态中，而是机动车在在时间上在第一时刻之后的第二时刻或在时间上在第一时间段之后的第二时间段期间才有可能具有将来的状态。换句话说，将来的状态是在变速器的加热方面的将来的状态。例如，尤其是借助于电子计算装置，在另一时刻或在另一时间段期间确定：机动车在第二时刻或在第二时间段期间尤其是以一定的可能性具有将来的状态，其中，第二时刻在时间上在所述另一时刻之后，和/或第二时间段在时间上在所述另一时间段之后。在此，所述另一时刻可等于第一时刻和/或所述另一时间段等于第一时间段，或者第一时刻在所述另一时刻之后和/或所述另一时间段在第一时间段之后。

优选地，在行驶期间和/或在动力设备激活期间和/或在机动车被动力设备驱动期间和/或在变速器被动力设备驱动期间，进行根据本发明的方法。特征“动力设备激活”尤其是理解成，尤其是当动力设备构造为内燃机时，在动力设备中进行燃烧过程或者动力设备尤其是通过其输出轴提供转矩。

动力设备可构造成电机，或者可构造成内燃机，尤其是构造成往复活塞式内燃机。

借助于根据本发明的方法，变速器例如在关停时刻(在该时刻动力设备或机动车整体停止并且此时例如泊车)能够具有特别有利的、尤其是特别高的温度。如果接在关停时刻之后的是起动时刻，在该时刻机动车或动力设备再次起动，则机动车或动力传动系在该起动时刻具有特别有利的、尤其是特别高的温度，从而在起动时刻并且在紧接着起动时刻的运行期间可保持动力传动系的内摩擦特别小。结果，可保证能量消耗特别低的运行。为此，例如将本来就存在的、在关停时刻之前的持续时间期间由动力设备提供的废热用作有目的地从动力设备传递到变速器上的热。换句话说，在根据本发明的方法的范围中，可将传统地未被使用而失去的废热用于，在起动时刻提供有利于高效运行的特别有利的条件。

通过考虑预测数据，当机动车甚至还未实际上具有将来的并且例如对于有目的地加热变速器特别有利的状态时，便已可进行和/或便已至少准备好对变速器的有目的的加热。于是，如果机动车实际上进入将来的状态，则可特别高效地加热变速器。

在根据本发明的方法的范围中，例如将构造成变速齿轮箱、手动换挡变速器、自动换挡变速器、双离合变速器、具有液力变矩器并且被称为液力变扭器的自动变速器和/或起动机变速器的变速器用作热交换器，以便例如在位于关停时刻和起动时刻之间的时间间隔期间，在没有激活机动车或动力设备期间，储存传统地未被使用而失去的热。于是，被储存的热可用于或导致，动力传动系在起动时刻具有有利的温度。

尤其是，在根据本发明的方法的范围中规定，在考虑预测数据的情况下，与动力设备至少部分地并行地或同时地加热变速器，从而与变速器的也被称为变速器温度的第二温度至少部分地同时地或并行地提高例如也被称为动力机温度或总成温度的、变速器的第一温度。动力设备也被称为总成。在此，本发明也利用，变速器和总成通过至少一个可被例如构造成流体的介质穿流的、且例如构造成冷却循环的循环回路相互热耦合并且机械地相互联接。尤其是，通过热耦合，可有目的地将热从动力设备传递到变速器上，以由此有目的地加热变速器。例如，如果变速器温度在关停时刻处于比总成温度更高的水平上，则在关停时刻之后没有或者仅仅少量的热从动力设备传递到变速器上。结果，可实现特别高的余热获得，从而变速器在起动时刻并且由此在机动车的再起动的时刻温度特别高。由此，可将内摩擦以及由此损失保持在特别低的范围中。为了在此能保持特别低的能量消耗，从动力设备传递到变速器上以便由此有目的地加热变速器的热的至少一部分、尤其是至少大部分或者全部的热是本就由动力设备提供的热，尤其是传统地未被使用而失去的废热。然而，根据本发明，该废热用于加热变速器。

在本发明的一种特别有利的实施方式中，也根据至少一个——尤其是储存在电子计算装置的存储装置中的——效率值，有目的将热地从动力设备传递到变速器上，其中，效率值表征变速器的效率和/或损失功率。由此，可特别高效地加热变速器。

在本发明的另一设计方案中，也根据至少一个——尤其是储存在电子计算装置的存储装置中的——限值，有目的地将热从动力设备传递到变速器上，其中，限值表征变速器的最大允许温度。由此，可避免变速器的温度过高，并且可将特别大的热量从变速器传递到动力设备上。因此，可保证特别高效的运行。

另一实施方式的突出之处在于，预测数据表征机动车的至少一个将来的行驶速度、和/或动力设备的至少一个将来的负载、和/或动力设备的至少一个将来的转速、和/或动力设备的至少一个将来的温度、和/或变速器的至少一个将来的温度、和/或在机动车前方的并且例如将来由机动车驶过的行驶路段的走向、和/或将来对于机动车生效的限速、和/或动力设备的将来的关断时刻、和/或机动车将来到达的目的地、和/或动力设备的暂时的关断阶段。由此，以高的可能性非常精确地计算将来的状态，从而可尤其有利地加热变速器。

在本发明的另一设计方案中，预测数据的至少一部分根据如下数据来确定：所述数据由机动车从至少一个相对于机动车位于外部且也被称为服务器或后端的电子计算装置无线地、尤其是通过因特网接收。由此，可特别精确地确定将来的状态，从而可特别有利地加热变速器。

备选地或附加地，预测数据的至少一部分根据如下数据来确定：所述数据储存在机动车的电子计算装置的存储装置中。在存储装置中储存的数据例如是学习数据，所述学习数据已经根据过去的行驶情况和/或行驶状态和/或机动车的使用被确定，并且由此例如表征机动车的使用历史。根据学习数据，可识别至少一个在过去已经出现并且现在重现的行驶情况，从而可特别精确地推出将来的状态。

为了能特别有利地加热变速器，在本发明的另一设计方案中规定，有目的地将热从动力设备传递到变速器上包括：将热从动力设备传递到用于冷却动力设备的至少一个第一介质上，从第一介质通过至少一个热交换器传递到至少一个第二介质上，并且从第二介质传递到变速器上，尤其是有目的地传递。相应的介质优选地构造成流体、尤其是液体。例如，相应的介质流过相应的循环回路，其中，这些循环回路通过至少一个热交换器热耦合且由此传热地相互耦合。

在此，被视为特别有利的是，有目的地将热从动力设备传递到变速器上包括：有目的地提高第一介质的温度。由此，例如尤其是借助于电子计算装置有目的地调节动力设备的运行状态，由此产生第一介质的温度的提高。这例如通过由计算装置操控、尤其是控制和/或调节动力设备来实现。由此，可特别有效地且高效地加热第一介质。

另一实施方式的突出之处在于，有目的地将热从动力设备传递到变速器上包括：有目的地调节第一介质和/或第二介质穿过热交换器的至少一个流动，由此可特别有目的地且由此有效地且高效地加热变速器。例如，借助于阀装置调整第一介质的流动和/或第二介质的流动。该流动例如为质量流和/或体积流。

本发明的第二方面涉及一种机动车，该机动车构造成用于进行根据本发明的方法。机动车具有电子计算装置、至少一个动力设备和至少一个变速器。通过变速器可由动力设备驱动机动车。在此，机动车包括动力传动系，动力传动系包括动力设备、变速器和电子计算装置。在此，计算装置构造成，引起有目的地将热从动力设备传递到变速器上以及由此有目的地加热变速器。

现在，为了能整体实现特别高效地且由此低损失地且效率有利地运行动力传动系以及进而机动车，根据本发明规定，计算装置构造成，根据表征机动车的至少一个将来的状态的预测数据，有目的地将热从动力设备传递到变速器上，或者根据预测数据引起热从动力设备到变速器上的有目的的传递。在此，计算装置例如接收和/或确定预测数据，尤其是从储存在电子计算装置的存储装置中的数据中和/或从由电子计算装置从至少一个相对于机动车位于外部的电子计算装置尤其是通过因特网和/或无线地接收的数据中。本发明的第一方面的优点和有利的设计方案被视为本发明的第二方面的优点和有利的设计方案，并且反之亦然。

本发明也包括所描述的实施方式的特征的组合。

本发明还包括根据本发明的机动车的改进方案，其具有如已经结合根据本发明的方法的改进方案描述的特征。出于这一原因，在此不再次描述根据本发明的机动车的相应的改进方案。

附图说明

接下来描述本发明的实施例。其中：

图1示出了根据本发明的机动车的动力传动系的示意图，其中，动力传动系构造成用于执行根据本发明的方法；以及

图2示出了用于说明方法的图表。

具体实施方式

以下解释的实施例为本发明的优选的实施方式。在实施例中，所描述的实施方式的部分分别表示本发明的单独的、可彼此独立看待的特征，这些特征也分别彼此独立地改进本发明。因此，本公开也应包括与所示出的实施方式的特征组合不同的组合。此外，也可通过已经描述的本发明特征中的其它特征补充所描述的实施方式。

在图中，相同的附图标记分别表示功能相同的元件。

图1以示意图示出了机动车、尤其是汽车例如乘用车的动力传动系10。接下来，根据图1和图2描述用于运行动力传动系10的方法。动力传动系10具有至少一个动力设备12，其例如构造成内燃机。动力设备12例如包括第一壳体元件14和第二壳体元件16，其中，壳体元件14和16可彼此独立地制造并且可相互连接。壳体元件14例如是曲轴箱、尤其是气缸曲轴箱，壳体元件16例如是气缸盖。壳体元件14例如形成至少一个或多个燃烧室，燃烧室可构造成气缸。在内燃机点火运行期间，在相应的燃烧室中进行燃烧过程。在此，例如在机动车行驶期间和/或在点火运行期间进行上述方法。

动力设备12、尤其是壳体元件14和/或壳体元件16布置在可被第一介质穿流的第一循环中。第一循环例如是冷却循环，其中，第一介质例如是冷却介质。第一介质优选地是流体、尤其是液体。尤其是，液体可以是水或者至少具有水，从而冷却介质例如可为冷却水。借助于第一介质，通过例如从动力设备12向第一介质进行热传递，可冷却内燃机或动力设备12的至少一部分。由此冷却动力设备12并加热第一介质。在此，在图1中箭头示出了相应的热传递或相应的热传输。尤其是可设想，热从壳体元件14传递到壳体元件16上。

动力设备12具有例如构造成曲轴的输出轴18，动力设备12通过输出轴可提供或者在方法期间提供至少一个尤其是用于驱动机动车的转矩。

此外，动力传动系10包括至少一个变速器20，变速器尤其是通过输出轴18与动力设备12相联接或可联接。由此，可将由动力设备12提供的转矩导入到变速器20中，由此，变速器20可驱动或被驱动。在此，机动车可通过变速器20被动力设备12驱动，或者机动车例如在方法期间通过变速器20被动力设备12驱动。

如以下还将更详尽地解释的，在方法中，有目的地将热从动力设备12传递到变速器20上，由此有目的地加热变速器。

变速器20例如布置在可被第二介质穿流的第二循环中。第二介质例如是液体。尤其是，第二介质可为油，其也被称为变速器油。在此，可在变速器20和第二介质之间进行热交换。在第一运行状态中，例如在变速器20和第二介质之间进行使热从变速器20中传递到第二介质上的热交换。由此冷却变速器20并加热第二介质。在第二运行状态中，可在变速器20和第二介质之间进行使热从第二介质中传递到变速器20上的热交换。由此加热变速器20并冷却第二介质。

动力传动系10也包括至少一个在图1中尤其示意性地示出的、也被称为控制器的电子计算装置22。在此，借助于电子计算装置22执行方法。

现在，为了整体可实现特别高效率地且由此低能量消耗地运行动力传动系10以及进而机动车，根据表征机动车、尤其是动力传动系10的至少一个将来的状态的预测数据，将热从动力设备12传递到变速器20上，尤其是通过介质。换句话说，例如借助于电子计算装置22根据表征机动车、尤其是动力传动系10的至少一个将来的状态的预测数据引起热从动力设备12到变速器20的有目的的传递。

在第一循环中布置有可被第一介质穿流的、也称为冷却器24的热交换器。冷却器24例如可被空气、尤其是环境空气环流。尤其是当第一介质构造成液体时，冷却器24例如构造成液体/空气热交换器，这是因为通过冷却器24可实现在空气和第一介质之间的热交换。尤其是，通过冷却器24进行从第一介质到空气中的热传递，由此，第一介质被冷却。结果，可有效地冷却动力设备12。

此外，动力传动系10具有也被称为变速器热交换器的热交换器26，其例如不仅布置在第一循环中而且布置在第二循环中。由此，热交换器26不仅可被第一介质而且可被第二介质穿流。尤其是，在方法期间且在此尤其是在第二运行状态期间以及必要时也在第一运行状态期间，热交换器26不仅被第一介质而且被第二介质穿流。通过热交换器26可实现在介质之间的热交换。由于两种介质例如构造成液体，热交换器26例如构造成液体/液体热交换器。在方法期间，通过热交换器26实现在介质之间的使热从第一介质通过热交换器26传递到第二介质上的热交换。由此冷却第一介质并加热第二介质。结果，热可从被加热的第二介质传递到变速器20上，由此加热变速器20。在此，例如可借助于电子计算装置22有目的地且由此按期望调整第二运行状态，尤其是通过相应地操控动力传动系10的至少一个部件，在该第二运行状态中，热从动力设备20传递到第一介质，从第一介质通过热交换器26传递到第二介质，并且从第二介质传递到变速器20。由此可有目的地加热变速器20。

图2示出了曲线图28和30，分别在这些曲线图的相应的横坐标32上示出了时间。在曲线图28的纵轴34上示出了温度，并且在曲线图30的纵坐标36上示出了机动车的行驶速度。由此，曲线38示出了随时间变化的机动车的行驶速度。曲线40示出了随时间变化的第一介质的温度并且曲线42示出了随时间变化的变速器油的温度。曲线40的用点划线表示的部分例如示出了当未进行方法时第一介质的温度。曲线40的用实线表示的部分示出了当进行方法时第一介质的温度。相应地，曲线42的虚线部分示出了当未进行方法时变速器油的温度，并且曲线42的实线部分示出了当进行方法时变速器油的温度。

在图2中以Z表示机动车的将来的事件识别以及进而将来的状态，其中，如可从图2中看出的，根据将来的事件识别Z有目的地提高相应的温度。结果，变速器20被有目的地加热。由此，变速器20例如在起动时刻S和紧接着的起动阶段SP中具有特别高的、也称为再起动温度的温度，从而在起动时刻S以及在起动阶段SP期间动力传动系10整体具有有利的再起动温度。结果，动力传动系10的内摩擦以及进而损失可保持得特别低。在此，起动时刻S和起动阶段SP例如与位于起动时刻S与关停时刻A之间的时间间隔相衔接。在关停时刻A，动力设备12和动力传动系10以及进而机动车被整体地去活，其中，在该时间间隔期间不激活机动车。

总地来说可看出，通过有目的地加热变速器20，借助于所述方法可在变速器20中储存特别大的热量。由此，变速器20用作蓄热器，以便在起动时刻S能保证动力传动系10的有利的高的温度。通过有目的地加热变速器20，将传统地未被使用而失去的热暂存在变速器20中。在此，通过经由变速器油热交换器加热变速器20，利用变速器20的热质量。由此，将动力设备12的热焓储存在变速器中。该附加地被储存的热焓在也被称为关停时间的时间间隔期间储存，以便保证特别高的再起动温度。尤其是，变速器20与也简称为动力机的动力设备12并行地被加热。还可设想，设置有多个变速器油热交换器，通过这些变速器油热交换器可有目的地加热变速器20。以所描述的方式加热的变速器油例如可如此加热变速器20，使得进行从变速器油到变速器20的构件上的热传递。附加的、现在储存在变速器20中的变速器20的热焓引起，与在传统的动力传动系中相比，动力机和变速器20在所述时间间隔期间显著更缓慢地冷却。换句话说，动力机和变速器在固定地定义的再起动时刻(起动时刻S)时具有比在传统的动力传动系中更高的再起动温度。动力机和变速器20是用作热的蓄电池/蓄积器或电池的结构组件。

优选地，不仅在考虑预测数据的情况下而且在获知变速器损失功率的情况下有目的地加热变速器20。优选地，也一并考虑动力机的热摩擦功率性能以及冷却介质温度。该想法也可在优化动力机的风机怠速时间方面使用。通过获知或估算变速器20的损失功率或效率，可在借助于变速器质量和热容的情况下计算变速器20的温度变化。热功Q由如下公式得到：

Q＝M×cp×δT

在此，M表示变速器的质量，cp表示变速器20或其构件的热容，δT表示温度变化。此外，由如下公式得到热功Q：

Q＝P×t

在此，P表示损失功率，t表示时间。由此得到：

M×cp×δT＝P×＝t/P＝摩擦力矩×转速×2×π/60

示出损失功率或摩擦力矩随温度的变化的是已知的参数，该参数作为特性曲线族以算法储存在也被称为控制器的电子计算装置22中、尤其是其存储装置中，并且由此可被储存。同样，存在驱动总成的摩擦功率特性曲线族及其对温度的依赖性。

如果将该获知与预测数据、尤其是路段数据的辅助相结合，则通过预测的路段数据可预先计算出：出现怎样的平均转速或行驶速度和进而还存在怎样的损失功率以及从中得到怎样的温度变化(δT)。由于变速器20中的损失功率尤其是由于变速器油的粘度而与温度非常相关，因此可有目的地通过获知预测数据来提高并且也控制或调节机动车的效能。

通过获知行驶路段、假定的速度(城市、乡村、高速公路)和预计的机动车关断时刻(停车时间)诸如预计的例如由于一再重复的事件、例如具有相应的行驶中断的去工作的日间行程而导致的停驻阶段的持续时间(停车时间)，可有目的地通过算法权衡：何时以及从动力机的第一循环中提取怎样的热能能函并且传递给变速器20，以使得机动车在其总效率方面最优地运行。该热能传递可通过例如本来就要使用的变速器油热交换器实现。因此，可根据行驶时间和/或平均行驶速度并且根据预测的关停时间计算：是否或何时宜从动力机向变速器20传递热能。

此外，在相应的即将来临的高负载情况中，可根据需要降低变速器温度。在如通过所存在的内部的与负载相关的损失引起的相应的负载情况例如高速公路行驶、急加速、具有挂车的上坡行驶中，为变速器20附加地输送损失功率的形式的热。这导致在变速器20中的温度增加。为了集体满足变速器油的温度，需要保持低于确定的、也称为界限或限值的温度界限。在变速器油的温度方面，这例如为100摄氏度。例如，如果变速器温度接近该界限，则尝试通过变速器油冷却器借助于第一介质冷却变速器20。在低于也称为温度阈值的界限以及相应的滞后之后，相应地减少通过变速器油冷却器的冷却需求。这可通过提高第一介质的温度和/或通过改变在变速器油冷却器(切换阀)处的冷却介质体积流实现。

通过计算停驻时间(从学习的用户习惯中得到的停车时间或停车时间可能性)同样适宜的是，在机动车关停之前有目的地显著提高变速器温度，以便使用由此储存的热焓。由此，在停驻时间期间实现变速器20和与之法兰连接的动力机的提高的再起动温度。这又带来变速器20和动力机的更低的摩擦功率。

例如，从动力机的确定的冷却介质温度开始，允许变速器油的加热。于是，变速器油一直被加热或升温，直至出现第二介质的和/或在变速器20中的特别有利的温度(其也称为感觉好的温度)，或者由于目前的温度水平而存在变速器20的冷却。然而，与之相比更有利的是，根据预测数据前瞻性地响应，并且根据预测数据计算热能最优值作为运行例如动力传动系10的策略。