CN101595321A - 离合器***和控制离合器***的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明源于用于控制离合器***的装置和方法，该离合器***包括具有带可调整的离合件(47)的且用于接通和断开离合器输入侧和离合器输出侧之间传力路径的液压操纵单元的离合器(4)、连接操纵单元和设置在离合器外的电动液压操纵装置(2)的液压连管(3)、和控制操纵装置(2)的控制单元(1)。液压连管(3)和操纵单元和操纵装置的液压部件一起构成一个液压***。在此提出，操纵单元具有限定离合件(47)的调整的机械止挡(40)，并且设有机构(28)，其检测液压***中的压力或操纵装置(2)的控制信号，并且依据液压***压力或控制信号所出现的特征性变化掌握离合件(47)抵靠止挡(40)，并据此来控制电动液压操纵装置(2)和/或产生诊断信号。

Description

离合器***和控制离合器***的方法
技术领域
本发明的出发点是根据独立权利要求1的类型的离合器***或是根据独立权利要求8的类型的离合器***的控制方法。
背景技术
这类离合器***例如由博世的“汽车技术袖珍手册”(第23版，Braunschweig，Wiesbaden：Vieweg，1999，第590页)公开。其中描述的自动化离合器***例如具有包括用于接通和断开离合器输入侧和离合器输出侧之间的传力路径的液压操纵单元的离合器、在该操纵单元和电动操纵装置之间的液压连管、以及用于控制该操纵装置的控制单元。在此***中必须识别在离合器的操纵单元或分离装置上的行程，以便能尽量精确地控制离合器上的摩擦力矩。为了控制离合器的液压操纵单元，在这样的***中采用了电动液压操纵装置。该已知的装置大多具有传感器，用于测量操纵装置的可调式离合件的调整行程，离合件以复杂方式被整合到离合器中。
但是，由于成本和结构空间的原因，也出现了在操纵单元上没有传感器的应用场合。于是，可调式离合件的调整间接借助电动液压操纵装置来掌握。为此，操纵装置具有能以规定的调整行程被调整的操纵装置控制机构并且在操纵装置上有绝对行程记录器或增量行程记录器，其零点位置例如通过操纵装置控制机构的一个机械止挡来定。这种***的前提条件是，液压流体在液压连管和操纵单元及操纵装置的与之相连的液压部件中不可压缩，并且没有出现泄漏。在此理想的前提条件下，假定操纵装置控制机构所经过的行程直接与为了接通和断开离合器输入侧和离合器输出侧之间的传力路径而可被调整的离合件所经过的行程成比例。操纵装置控制机构的行程同离合件的行程之比被称为液压转换比。
事实表明，在从现有技术中知道的离合器***中，干扰如泄漏、空气夹杂、弹性改变或温度波动和对在操纵装置的行程检测器和离合器的液压操纵单元之间的液压连管的其它影响可能导致借助操纵装置控制机构的行程检测器间接测量的可调式离合件的位置无法对应于实际的离合件位置。结果，可能出现在离合器液压操纵单元的可调式离合件上没有出现分离或接合离合器所需要的行程，这样，离合器例如可能迫不得已经常磨损和快速损坏。而且，离合器可能因太大的分离行程而受损。
发明内容
在根据本发明的具有独立权利要求1的特征的离合器***中或在根据本发明的具有独立权利要求8的特征的离合器***控制方法中，可以避免这些缺点。为此规定，操纵单元具有限定离合件的调整的机械止挡。此外设有机构，其检测液压***中的压力或操纵装置的控制信号，例如流过电动液压操纵装置的电动机的电流，并且依据液压***压力或控制信号所出现的特征性变化来掌握离合件抵靠止挡。此时，例如借助最好设置在操纵装置上的压力传感器或者通过分析计算电动液压操纵装置的电动机上的电流，发现了离合件抵靠止挡。为此所需的传感器和/或分析计算装置可以有利地原理离合器地设置在这样一个地点，即其在该地点引起较少麻烦。因此可以省掉在操纵单元上的昂贵传感器。这是非常有利的，因为在离合器的操纵单元上存在对传感器很重要的环境条件，在那里因传感器而丧失了宝贵的空间。
通过发现离合件抵靠在规定的止挡上，有利地实现了在操纵装置的控制单元中的离合器状态的可信度测试，此时排除了在液压连管中的故障影响。由此获得的信息在控制单元被有利地用于调整控制，以便将来控制操纵装置，或者用于产生诊断信号。
本发明的有利的设计和改进方案将通过在从属权利要求中给出的措施来实现。
有利的是，电动液压操纵装置具有能以规定的调整行程被调整的操纵装置控制机构，并且设有测量操纵装置控制机构的调整行程并将其传输给控制单元的机构。通过压力传感器测得的液压***中的压力或者所测定的流经操纵装置的电动机的电流值在触碰止挡时突然增大。其中出现上述增大的操纵装置控制机构的调整行程表明了在所有***影响下的止挡位置，***影响例如是在液压连管、管接件和密封中的弹性，并且该调整行程可以在下次离合器操作中被用于操纵装置上的行程定值，进而被用于可靠的离合器操作。
控制单元可以具有存储器，存储器中存有离合器操作和被用于控制操纵装置的操纵装置控制机构的调整行程之间的关系。所述关系例如可以是存在存储器中的特征曲线。于是，在控制单元中，在控制单元中被测定的离合件抵靠止挡被非常有利地用于调整离合器操作和操纵装置控制机构的调整行程之间的关系。离合器操作和操纵装置控制机构的调整行程之间的关系例如可以是液压***中的压力或受其影响的参数与操纵装置的操纵装置控制机构的调整行程之间的关系。
还有利的是，设有机构，其在测量到离合件抵靠止挡时将当时存在的、用于操纵装置控制机构的调整行程或由此推导出的参数的值与至少一个阈值做比较，如果超出所述至少一个阈值，则作为诊断信号产生故障信号。本发明的这个设计基于以下构想，如果在操纵装置控制机构的、处于规定安全范围外的调整行程位置上发现离合件，则在离合器***中存在严重的故障(例如夹杂进大量空气)。因此，抵靠点的计算也可以被用于诊断目的。
特别有利的是，机械止挡如此形成在离合器的操纵单元上，即在离合器分离且离合器输入侧和离合器输出侧之间传力路径断开时的离合件调整受限制。这样一来，有利地做到了，当离合器处于“离开安全分离”规定位置时，离合件抵靠止挡。
附图说明
在附图中示出了本发明的一个实施例，在以下的说明书中将做详细描述，其中：
图1示意表示根据本发明的离合器***的整体结构；
图2是电动液压操纵装置的放大视图；
图3是离合器的液压操纵单元的局部放大视图；
图4表示离合器操作和操纵装置控制机构的调整行程之间的关系。
具体实施方式
图1示意表示自动化的离合器***。离合器***包括控制单元1，其例如设置在控制装置中并且通过数据总线11如CAN总线与电动液压操纵装置2电连接。电动液压操纵装置的液压接头通过液压连管3与离合器4相连接。
离合器4具有离合器输入侧42和离合器输出侧41，它们可以相互连接以便接通和断开一条传力路径。为此，离合器具有液压操纵单元，其对分离轴承45施压，分离点例如通过离合器弹簧44与压盘43相连。压盘43通过离合器弹簧44被紧压到离合器盘41a上并将其压到飞轮42a上，结果，离合器输入侧42(输入轴)与离合器输出侧41(输出轴)机械连接。在此所述的离合器结构只是示例性的，也可以采取其它形式的结构。离合器最好作为分离离合器被用在一个自动化的液压离合器***中，最好是在汽车中，尤其是带有混合驱动装置的汽车，用于使可转动的输入轴与可转动的输出轴相连接。
离合器4具有如图4具体示出的液压操纵单元。操纵单元包括液压接受缸46，其支承在一个轴48上并且对离合件47施压，该离合件可移动地支承在轴48上并且与分离轴承45相连。通过管接头49，接受缸46与液压连管3相连接并且可充满液压流体。接受缸46中的液压产生了施加于离合件47的力，离合件由此在轴48上移动并且操纵图1中的离合器的分离轴承45。如图3所示，在轴48上设有止挡40，该止挡限定了离合件47的最大调整行程，由此一来，还保证了离合件47没有过分地离开接受缸46。在在此示出的优选实施例中，止挡40是如此构成，即，当离合件47贴靠止挡40时，离合器可处于可靠分离状态，传力路径断开。通过上述措施做到了，通过使离合件47支承在止挡40上而能经历这样一段调整行程，在此调整行程中，离合器处于例如使“可靠分离”状态的规定状态。不过，原则上也可以如此构成止挡40，即，离合器处于其它的规定状态。
液压连管3的未与离合器4相连的管端与带有行程检测器和压力传感器的电动液压操纵装置2相连。例如在图2中示出了这样的操纵装置。操纵装置包括可借助控制单元1来控制的电动机21。电动机21例如驱动带有螺纹的主轴23，主轴23调整操纵装置控制机构24，其以带有内螺纹的滑块的形式设置在主轴23上。操纵装置控制机构24还可以承受一个弹簧25的力并且作用于液压活塞22，液压活塞支承在控制缸27中。通过电动机21的操作，控制缸27中的压力可以升降。控制缸27通过管接头26与液压连管3相连。图2所示的操纵装置2还具有行程检测器30，用于检测操纵装置控制机构24的调整行程，并且例如通过CAN总线与控制单元1相连。对于操纵装置控制机构24，在操纵装置中形成一个止挡29。通过使操纵装置控制机构24抵靠在止挡29上，可以测定操纵装置控制机构24的调整行程的零位置。因此，借助图1所示的控制单元和行程检测器，可以在操纵装置2上定下确定的调整行程。
操纵装置2的液压部件和离合器的操纵单元，就是说操纵装置的控制缸27和离合器的接受缸46与液压连管3一起构成一个液压***。操纵装置控制机构24的调整通过液压***的液压转换造成离合器4操纵单元的离合件47的调整。离合件47的调整此时取决于离合器的操纵单元和操纵装置控制机构的调整行程之间的液压转换。控制单元1包含存储器12，其中例如以特征曲线的形式存有离合器操作和操纵装置控制机构的调整行程之间的关系。这样的关系例如在图4中被示出了。在图4所示的曲线中，在y轴上标出了液压***中的压力p，在x轴上标出操纵装置控制机构的调整行程s。控制单元1从特征曲线(图4的实线)中求出操纵装置控制机构的调整行程，其必须调整出现在操纵装置上，以使离合器处于由在液压***中的压力p决定的期望状态。如图4所示，在此举例情况下的压力p在操纵装置控制机构的调整行程s增大时降低，直到离合件47抵达机械止挡40。至此刻为止，压力变化过程由在离合器中使用的盘簧的性能来定。一旦离合件47到达止挡40，压力p在调整行程s增大时突然升高。
在***性能不理想且自身变化的情况下，例如在液压***中出现泄漏或空气携入的情况下，离合件47的调整无法再直接与操纵装置控制机构24的调整行程成比例。因此，例如泄漏导致始终增大的液压行程转换。结果，液压和操纵装置控制机构的调整行程之间的关系变化。这在图4中用点划线表示。在那里还能看到，在特征曲线中没有因离合件支承在止挡上而引起的拐点的情况下，实线所示的最初规定的变化过程无法与点划线所示的实际变化过程区分开。***中夹杂空气造成图4所示的曲线变化过程按照虚线变化。在此情况下，变化过程和曲线都具有柔缓升高的趋势。
因此通过存在与操纵装置中的行程检测器30，只能在可信度测试后可靠说明离合件47的调整，进而说明离合器操作。为此，按照有规律的间隔或者无规律地借助对操纵装置2的相应控制使离合件47压到止挡40上。这最好是在离合器分离的情况下就是说在输入侧和输出侧之间的传力路径断开的情况下完成。电动液压操纵装置2例如可以具有压力传感器28，借此检测液压***中的压力。特别有利的是，压力传感器形成在操纵装置上。不过，压力传感器可以设置在液压连管3或与之相连的液压部件上。由压力传感器28测定的压力被传给控制单元1，其具有分析计算装置，用于结合压力的特征性变化(压力开始突然升高)发现离合件47已触碰到止挡。同时在控制单元中，通过行程检测器而得到关于此时的操纵装置控制机构24的瞬间调整行程的信息。借助存在于控制单元1中的信息，例如所存储的压力-调整行程曲线可以于实际的、通过行程检测器30和压力传感器28测定的压力-调整行程曲线相比较，由此确定偏差(可信度测试)。如果有偏差，则例如可以根据实际值来修正被用于控制操纵装置的特征曲线。由此做到了，离合器在将来操作时可借助对操纵装置2的控制而在规定状态下得到调节，因为经过修正的特征曲线将会匹配于自身变化的液压行程转换。
不过，在另一个实施例中可以规定，代替液压***的压力，将检测操纵装置的控制信号。例如，检测流过操纵装置2的电动机21的电流强度，其做法是，在操纵装置上或在控制单元中设置适用于此地机构。当离合件47抵靠止挡40时，出现了电流的特征性升高，控制单元1基于此发现离合件抵靠点。
在另一个实施例中规定，离合件抵靠点的掌握被用于在离合器工作中的诊断目的。因此，控制单元例如可以将在离合件47抵靠止挡40时测定的操纵装置控制机构的调整行程与一个阈值做比较，如果超过该阈值，则发出故障信号，该故障信号例如被显示给汽车驾驶员。当然，也可以采用从在离合件抵靠止挡时所测量的操纵装置控制机构的调整行程中推导出的参数。因此，例如可以将在离合件抵靠时所测量的操纵装置的调整行程和最初为离合器状态所存储的操纵装置的调整行程之差与一个阈值做比较，或者，所测量的压力-调整行程曲线与一条存储起来的压力-调整行程曲线进行比较，在相差很大时产生故障信号。
通过在控制单元1中精确计算图4所示的压力-调整行程曲线或者电流强度-调整行程曲线，也可以产生诊断信号，其表明在液压连管中是否出现泄漏或是否有空气夹杂。

Claims (14)

1.一种离合器***，包括具有带可调整的离合件(47)的且用于接通和断开在离合器输入侧和离合器输出侧之间的传力路径的液压操纵单元的离合器(4)、将该操纵单元与设置在离合器外的电动液压操纵装置(2)相连接的液压连管(3)、和用于控制操纵装置(2)的控制单元(1)，其中该液压连管(3)与该操纵单元的和该操纵装置的液压部件一起构成一个液压***，其特征是，该操纵单元具有限定该离合件(47)的调整的机械止挡(40)，并且设有机构(28)，其检测该液压***中的压力或该操纵装置(2)的控制信号并且依据所出现的在液压***中的压力或控制信号的特征性变化来检测离合件(47)在止挡(40)上的抵靠，并且据此控制该电动液压操纵装置(2)和/或产生诊断信号。
2.根据权利要求1所述的离合器***，其特征是，该电动液压操纵装置(2)具有能以可规定的调整行程(s)被调整的操纵装置控制机构(24)，并且设有机构(30)，其测量操纵装置控制机构的调整行程并传输给控制单元(1)。
3.根据权利要求2所述的离合器***，其特征是，该控制单元(1)具有存储器(12)，其中存有在离合器操作和被用于控制操纵装置的操纵装置控制机构(24)的调整行程(s)之间的关系，并且在控制单元(1)中测定到的离合件抵靠止挡(40)被用于调整离合器操作和操纵装置控制机构的调整行程之间的关系。
4.根据权利要求3所述的离合器***，其特征是，离合器操作和操纵装置控制机构(24)的调整行程(s)之间的关系是液压***中的压力(p)或操纵装置(2)的控制信号与操纵装置控制机构的调整行程之间的关系。
5.根据权利要求2所述的离合器***，其特征是，设有机构，其在测量到离合件(47)抵靠止挡(40)时将当时存在的、用于操纵装置控制机构(24)的调整行程(s)的值或由此推导出的参数与至少一个阈值做比较，如果超出所述至少一个阈值，则产生故障信号。
6.根据权利要求1至5之一所述的离合器***，其特征是，控制信号是用于电动液压操纵装置(2)的电驱动单元(21)的电流信号。
7.根据权利要求1至6之一所述的离合器***，其特征是，该操纵单元的机械止挡(40)限定了在离合器分离且离合器输入侧和离合器输出侧之间传力路径断开时的离合件(47)的调整。
8.一种离合器***的控制方法，该离合器***包括具有带可调整的离合件(47)的且用于接通和断开离合器输入侧和离合器输出侧之间的传力路径的液压操纵单元的离合器(4)、使操纵单元与设置在离合器外的电动液压操纵装置(2)相连的液压连管(3)、和用于控制操纵装置(2)的控制单元(1)，其中液压连管(3)与操纵单元和操纵装置的液压部件一起构成一个液压***，其特征是，该操纵单元具有限定该离合件(47)的调整的机械止挡(40)，并且液压***中的压力或该操纵装置(2)的控制信号被检测，并且依据液压***压力或控制信号所出现的特征性变化来掌握离合件(47)抵靠止挡(40)，并且据此控制该电动液压操纵装置(2)和/或产生诊断信号。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征是，该电动液压操纵装置(2)具有能以可规定的调整行程(s)被调整的操纵装置控制机构(24)，该操纵装置控制机构的调整行程被测量并被传输给控制单元(1)。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征是，该控制单元(1)具有存储器(12)，其中存有离合器操作和被用于控制操纵装置的操纵装置控制机构(24)的调整行程(s)之间的关系，在控制单元(1)中，测定到的离合件抵靠止挡(40)被用于调整离合器操作和操纵装置控制机构的调整行程之间的关系。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征是，离合器操作和操纵装置控制机构的调整行程之间的关系是液压***中的压力(p)或操纵装置(2)的控制信号与操纵装置控制机构的调整行程之间的关系。
12.根据权利要求9所述的方法，其特征是，当测量到离合件(47)抵靠止挡(40)时，将当时存在的、用于操纵装置控制机构(24)的调整行程(s)的值或由此推导出的参数与至少一个阈值做比较，如果超出所述至少一个阈值，则产生故障信号。
13.根据权利要求8至12之一所述的方法，其特征是，控制信号是用于电动液压操纵装置(2)的电驱动单元(21)的电流信号。
14.根据权利要求8至13之一所述的方法，其特征是，该操纵单元的机械止挡(40)限定了在离合器分离且离合器输入侧和离合器输出侧之间的传力路径断开时的离合件(47)的调整。
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