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CN100378362C - 用于离合器转矩适配的方法及装置 - Google Patents

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CN100378362C CNB2004100058969A CN200410005896A CN100378362C CN 100378362 C CN100378362 C CN 100378362C CN B2004100058969 A CNB2004100058969 A CN B2004100058969A CN 200410005896 A CN200410005896 A CN 200410005896A CN 100378362 C CN100378362 C CN 100378362C
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Abstract

本发明涉及一种用于适配在一个电子控制装置中所存储的、可由离合器传递的转矩与控制离合器操作装置的控制量之间的关系的方法，该离合器被设置一个在自动化机动车传动系中，该传动系具有一个设在离合器与带有可无级变化的变速比的变速装置之间的转矩检测装置，以产生与检测转矩及瞬时变速装置变速比相关的输出量，在该方法中，由瞬时变速装置的变速比及输出量的值计算由离合器传递的转矩，及在离合器的一个其中可传递的转矩与被传递的离合器转矩相等的操作状态中将被传递的转矩作为更新的可传递转矩配置给所述控制量。

Description

用于离合器转矩适配的方法及装置
本发明涉及一种用于适配在一个电子控制装置中所存储的、可由离合器传递的转矩与控制离合器操作装置的控制量之间的关系的方法及装置，该离合器被包括在一个自动化机动车传动系中，该传动系具有一个设在离合器与带有可无级变化的变速比的变速装置之间的转矩检测装置，以产生输出量，由该输出量可计算出由离合器传递的转矩。
自动化机动车传动系，尤其是具有可无级变速的变速装置、如锥盘-包绕接触件变速装置的自动化机动车传动系由于它可达到的舒适性及可实现的油耗减少而愈来愈使人感兴趣。
图1表示这种传动系的框图。
内燃机2通过一个离合器4与一个锥盘-包绕接触件变速装置6的第一锥盘对SS1相连接。在锥盘-包绕接触件变速装置6的第一锥盘对SS1与第二锥盘对SS2之间环绕着一个包绕接触件8。通过各个锥盘对的锥盘之间距离的反向变化使通过包绕接触件8传送的锥盘-包绕接触件变速装置6的输入轴10与输出轴12之间的变速比改变。在离合器4与锥盘对SS1之间设有一个转矩检测装置14，它检测由离合器4传递的转矩及在液压输出导管16中产生出一个液压压力PMF，该液压压力与作用在离合器输出轴9上的转矩相关。
这种转矩检测装置14例如描述在第六届卢克(Luk)学术讨论会的会议文集(1998年)第161至174页的“对压紧系统的要求”中，并包括一个与离合器4的输出轴无相对转动地连接的部件及一个与输入轴10抗扭转连接的部件，这些部件由型面及一个设在这些型面之间的滚动体这样地构成，即随着转矩的增大，型面或部件之间的距离改变及由此使由压力介质加载的出流口的大小改变，以使得在出流口的上游分支的液压导管16具有随离合器4传递的转矩的增大而增大的压力PMF。
该压力PMF被直接地输送给锥盘对SS1及SS2，由此它产生出与转矩相关的压紧力，锥盘对用该压紧力靠压在包绕接触件8上。
为了调节锥盘-包绕接触件变速装置，设置了一个调节装置20，它附加地用调节压力pv这样地对锥盘对加载，以使得变速装置的变速比可被调节。
为了操作离合器4，设置了一个例如以液压工作的操作装置22。
为了控制所述系统，设置了一个具有微处理器及所属存储器的电控制装置，它的输入端26与用于检测传动系相关工作参数如发动机转速、负载调节机构的位置、行驶踩板的位置、各个轴的转速的传感器相连接及通过传感器28检测压力PMF；它的输出端27控制各个致动器，如调节装置20、操作装置22、内燃机的负载调节机构。
由转矩检测装置14及由它产生的、与转矩相关的压力PMF获得的优点在于：锥盘与包绕接触件之间的压紧力相应地符合于瞬间出现在离合器输出轴上的转矩，及由此避免了过压紧力，而在具有电子压紧装置的系统中由于转矩检测的不准确性会出现过压紧力。
在锥盘表面与包绕接触件之间给定摩擦系数的情况下，为避免滑动所需的最小压紧力F大致线性地随着转矩T增长，其中压紧力需要量随着变速比的增大(减速驱动)而增大。出于可靠性的原因，例如为了补偿摩擦系数的波动，实际的压紧力较大于最小压紧力，由此将可靠地避免滑动。另一方面，由于不必要地高的力将导致液压系统的磨损及能量损耗，压紧力不能不必要地大。
借助可提供与转矩成正比的压力PMF及由此可提供对转矩成正比的压紧力的转矩检测装置14，因此仅可达到在变速比ivar减小时为不必要地大的压紧力。
图2中表明该情况。
曲线I给出在最大允许转矩T1的情况下所需的最小压紧力。如所看到的，该最小压紧力随着变速装置6的变速比ivar的减小(变速比从减速驱动到加速驱动)而下降。其输出压力PMF仅与转矩相关的转矩检测装置14必需被这样地设计，即在最高允许转矩T1的情况下，由压力PMF产生的压紧力F在变速装置最大可能的变速比(例如约2.5)时处于所需最小压紧力以上25％。因为PMF与变速比ivar无关，对于PMF得到一个水平的直线A1，它表示PMF与ivar的关系。
曲线II及A2表示对于转矩T2的类似关系，该转矩T2相应于最大允许转矩的25％。
为了使当变速比ivar减小时可增加到不必要地高的压紧力更好地适配实际需要量，已公知转矩检测装置被构造成两级，即，例如在变速比ivar＝1时转换压力PMF与转矩相关的比例常数，以致得到一个削弱的压紧压力并由此得到一个更小的压紧力B1。以此方式，可用较小的力及相应小的液压系统能耗来工作。
压力PMF与转矩的关系在一定变速比ivar时进行的转换例如可这样地实现：在锥盘对SS1的活动盘的一定位置(在图示例中为与变速比1相应的位置)上，在转矩检测装置内部被压力加载的面积跳跃地增大。
对于所述传动系完善且舒适地工作的一个重要的前提在于离合器4的精确控制。尤其是在起动时并也在换挡时，对于无冲击的并能满足体育型行驶的“令人激动的”运行，离合器必需可这样地受到控制，即由该离合器传递的转矩应精确地符合与传动系的工作参数相关的给定转矩。为此，在控制装置24中例如存储了一个特性曲线，该特性曲线对输送给操作装置的控制量-如电流或电压-的每个值分配了一个可由离合器4传递的转矩的给定值。
由于磨损或其它参数的改变，在操作装置22控制时由相应于给定值的控制量调节出的实际值发生改变，或离合器4的磨损或变化将引起给定转矩与实际出现的离合器转矩之间的差别，由此离合器转矩或者控制量与离合器转矩之间的关系必需被适配或更新。正如DE 19951946A1中所描述地，它是这样地实现的：根据下列关系式由转矩检测装置14输出端上的压力PMF来计算瞬时由离合器4传递的实际转矩T1：
T1＝c×PMF
式中c是一个参数，它在单级转矩检测装置的情况下在变速装置的整个变速比范围上具有一个恒定值，而在两级结构的转矩检测装置的情况下具有两个值，在一个预定的变速比时在这两个值之间进行转换。因为无论在单级还是在两级转矩检测装置的情况下该参数在大的变速比范围上保持恒定，在该适配方法中不必需知道精确的变速比。而仅必需保证变速比处于一定的范围内。
离合器转矩的适配可用简单的方式这样地进行，即在控制装置24中根据由传感器28检测的并输送到控制装置的压力PMF由所述关系式来计算由离合器4实际传递的转矩，及与存储在控制装置24中的并根据其控制操作装置22的离合器的给定转矩相比较。如果瞬时传递的、由转矩检测装置14持续检测的转矩T1与由操作装置22调节的给定转矩Ts彼此具有偏差，则对控制量与给定转矩之间的关系这样地校正，即使得这两个转矩相一致或相接近。应理解，这种适配仅在一定的工作状态下、例如在离合器4滑动的状态下才有可能，因为仅在这时可由离合器传递的、由操作装置22控制的转矩才相应于实际传递的、由转矩检测装置14检测的转矩。
进一步开发的转矩检测装置，例如液压无级转矩传感器被这样地构成：说明瞬间传递的转矩T1与压力PMF之间关系的参数c随变速比ivar近似连续地变化，以使得根据图2的分级曲线AB过渡为一个曲线，该曲线在压紧力方面高于所需的最小压紧力曲线大致25％。在这种分级结构的转矩检测装置的情况下离合器转矩的适配不再能以简单方式实现，因为关系式T1＝c×PMF及其中c＝常数或近似常数在大的变速比范围(2级转矩传感器)上不再有效，或现在必需考虑持续的变速比相关性。因为迄今离合器转矩适配的一个构成特征是机动车的静止状态，在这样的工作点上(其中由车轮速度求得变速比)不能知道无级变速器的变速比，因此不能计算与变速比相关的比例常数。出于该原因，在所提出的方法中以有利的方式在适配前或适配期间调节几何结构上单值的变速比，以致可根据它对于在一定条件下不能计算但几何结构上仍然存在的变速比计算该比例常数。
本发明的任务在于，给出一种用于离合器转矩适配的方法及装置，借助该方法或该装置在具有检测转矩与产生的压力PMF之间关系无级变化的转矩检测装置中可实现适配。
该任务将通过一种用于适配在一个电子控制装置中所存储的、可由离合器传递的转矩与控制离合器操作装置的控制量之间的关系的方法来解决，该离合器被设置在一个自动化机动车传动系中，该传动系具有一个设在离合器与带有可无级变化的变速比的变速装置之间的转矩检测装置，以产生与检测转矩及瞬时变速装置变速比相关的输出量，在该方法中，由瞬时变速装置变速比及输出量的值计算由离合器传递的转矩，并且，在离合器的可传递转矩与被传递转矩相等的离合器操作状态中，将被传递转矩作为更新的可传递转矩配置给控制量。
根据本发明的方法的出发点是关系式T1＝c(ivar)×PMF，其中参数c与变速装置的变速比相关及例如在图2所示关系的意义上随着变速装置或无级变速器的变速比ivar的减小这样地增加，即可实现对所需最小压紧力保留足够可靠距离如25％的很好适配。
由于在根据本发明的方法中变速装置的瞬时变速比在适配时是已知的，可由转矩检测装置的输出量如电流、液压压力或其它的物理量根据关系式T1＝c(ivar)×PMF(其中PMF代表输出量)来计算瞬时由离合器传递的转矩。当这时离合器4处于一个状态，在该状态中由它传递的转矩与输入操作装置22的控制量如电流单值地相关或通过电流的变化带入这样的状态、如滑动状态时，待调节的给定转矩Ts的量与检测的实际转矩T1相比较及当有偏差时对存储在控制装置24中的参数进行相应的校正，由此使控制量与给定转矩之间的关系适配。例如可这样地求得离合器是否处于滑动状态：在发动机负载调节机构的恒定位置上当输送给操作装置22的控制量改变时发动机以转速变化来响应。离合器的滑动状态也可根据发动机转速与离合器输出轴转速之间的转速差来计算，其中必要的用于检测相应转速的传感器通常在无级变速装置中是存在的。
上述适配当然不能用在传动系的所有工作状态中，例如不能用于以最大可能转矩行驶时，因为这时离合器不能被打开。
有利的是，进行适配时的变速装置变速比为变速装置的最大可能的变速比，因为该最大可能的变速比是在控制装置24意义上公知的量。变速装置在不同的状态中被调整到最大可能的变速比上，例如在机动车缓慢地制动后直到近似静止状态为止或通常低速度下的缓慢制动时。对于变速比的调节必需识别减速及加速驱动中的相应极限变速比。这些量可通过相应的学习方法来获得。变速装置最大可能的变速比(UD限制)为此原因可假定是已知的，由此能可靠地识别变速装置的该状态。
有利的是，在静止或爬行的机动车上进行适配，其中变速装置处于其最大可能的变速比状态中。
具有无级变速比调节的变速装置可为不同的结构类型，例如构成为摩擦轮变速装置。当变速装置为锥盘-包绕接触件变速装置时，有利的是这样来保证最短可能的变速比，即从动侧的锥盘对SS2在适配前或适配期间被以增高的压力加载以压紧在包绕接触件上。由此可保证变速装置不会离开其最大可能的变速比的状态。
用于保证变速装置处于其最大可能的变速比状态的另一可能性在于：在一个例如可为控制装置24的组成部分的变速装置控制单元中，在适配前及适配期间启动一个变速比给定值，该值相应于比最大可能变速比大的一个变速比。由此可达到，在适配前变速装置被可靠地一直调节到其最终止挡位置及在适配期间保留在该最终止挡位置上。
用于保证变速装置在适配时处于其最大可能的变速比状态的又一可能性在于：在适配前及适配期间更新一个增高的变速装置给定输入转速，以使得在变速比调节装置的意义上将变速装置调节到最大可能的变速比范围中并保持在那里。
当转矩检测装置的输出信号为一个液压介质压力时(如所述的例中)，可有利地设有一个监测装置，借助它可避免在对液压介质压力具有与转矩无关的影响时的适配。该监测装置可有利包括在控制装置中及可附加地包括一个校正装置，借助它可校正液压介质压力的与转矩无关的分量，由此可实现正确的适配。
根据本发明的方法的上述实施形式是有利的，因为在转矩检测装置输出端上的液压介质压力PMF在确定的工作状态下可受到产生在液压系统的位于转矩检测装置下游的部件中的回流压力的影响。在控制装置24中可实现回流压力的一个数学模型，以致在由压力PMF计算传递转矩时可考虑到回流压力。仅当压力PMF不由回流压力确定时，才容许由压力PMF计算实际转矩T1。
在变速装置变速比与最大可能变速比不同的情况下，仅当该变速比可被当前计算时才可有利地进行适配。
当输出信号为液压介质压力时，仅当离合器大开度时测量的液压介质压力低于当离合器被调节在给定离合器转矩上时所测量的值的情况下，在变速装置的变速比与最大可能的变速比不同时才有利地进行适配。由此可保证：仅当对为计算所考虑的压力PMF没有或仅有很小的回流压力(Rueckstaudruck)影响时才可进行适配。
一种解决与此相关的本发明任务部分的、用于在自动化机动车传动系中的离合器的传递转矩适配的装置，其中传动系具有一个通过离合器与带有可无级变化的变速比的变速装置连接的驱动发动机及一个用于检测变速装置输入转矩的转矩检测装置，该转矩检测装置产生与转矩及变速装置变速比相关的输出量，所述适配装置包括一个用于控制离合器操作装置的电子控制装置，在该控制装置中存储一个特性曲线，该特性曲线说明与控制量相关的、可由离合器传递的给定转矩，该控制装置为了曲线的适配根据上述的一个方法来构成。
本发明可被应用于不同类型的转矩检测装置及不同类型的带有可连续调节的变速比的变速装置。

Claims (10)

1.用于适配在一个电子控制装置中所存储的、可由离合器传递的转矩与控制离合器操作装置的控制量之间的关系的方法，该离合器被设置一个在自动化机动车传动系中，该传动系具有一个设在离合器与带有可无级变化的变速比的变速装置之间的转矩检测装置，以产生与检测转矩及瞬时变速装置变速比相关的输出量，其特征在于，由瞬时变速装置的变速比及输出量的值计算由离合器传递的转矩，并且，在离合器的可传递转矩与被传递转矩相等的离合器操作状态中，将被传递转矩作为更新的可传递转矩配置给所述控制量。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于，在其上进行适配的该变速比是变速装置最大可能的变速比。
3.根据权利要求2的方法，其特征在于，在机动车静止或爬行时进行适配。
4.根据权利要求2或3的方法，其特征在于，变速装置是一个锥盘-包绕接触件变速装置，它的从动侧锥盘对在适配开始前及适配期间被用增高的压力加载，以便压紧在所述包绕接触件上。
5.根据权利要求2或3的方法，其特征在于，在一个变速装置控制单元中在适配开始前及适配期间启动一个变速比给定值，它相应于比最大可能的变速比更大的一个变速比。
6.根据权利要求2或3的方法，其特征在于，在一个变速装置控制单元中在适配开始前及适配期间启动一个增高的变速装置给定输入转速。
7.根据权利要求1的方法，其特征在于，输出信号是一个液压介质压力及设有一个监测装置，借助它可避免在对液压介质压力具有与转矩无关的影响时的适配。
8.根据权利要求1的方法，其特征在于，在变速装置变速比与最大可能变速比不同的情况下，仅当该变速比可被当前计算时才进行适配。
9.根据权利要求1或8的方法，其特征在于，所述输出信号是一个液压介质压力，及在变速装置变速比与最大可能变速比不同的情况下，仅当离合器大开度时测量的输出量的值低于当离合器被调节在给定离合器转矩上时所测量的值的情况下，才进行适配。
10.用于适配自动化机动车传动系中离合器的可传递转矩的装置，其特征在于，传动系具有一个通过离合器与带有可无级变化的变速比的变速装置连接的驱动发动机及一个用于检测变速装置输入转矩的转矩检测装置，该转矩检测装置产生与转矩及变速装置变速比相关的输出量，所述适配装置包括一个用于由控制量控制离合器操作装置的电子控制装置，在该控制装置中存储一个特性曲线，该特性曲线给出与控制量相关的、可由离合器传递的给定转矩，该控制装置被构造得适于相应于根据权利要求1至8中一项的方法来适配该特性曲线。
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