CN101080589A - 用于求得描述锥盘缠绕装置变速器的转矩传递安全性的转差量的方法和装置 - Google Patents

用于求得描述锥盘缠绕装置变速器的转矩传递安全性的转差量的方法和装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于求得描述锥盘缠绕装置变速器的两个通过缠绕装置处于摩擦配合的锥盘对之间的转矩传递安全性的转差量的方法，在该方法中，对至少一个锥盘对与该缠绕装置之间的压紧压力进行调制并且由这些锥盘对的转速差对该压紧压力的调制的反应求得该转差量，其中，以高于该变速器的变速比调节频率的频率和预确定的幅值进行该压力调制。

Description

用于求得描述锥盘缠绕装置变速器的转矩传递安全性的转差量的方法和装置
本发明涉及一种用于求得描述锥盘缠绕装置变速器的两个通过缠绕装置处于摩擦配合的锥盘对之间的转矩传递安全性的转差量的方法和装置。
出于舒适性、消耗和环境原因，在现代机动车中越来越多地使用自动化的传动系。这样的传动系例如包括一个具有可连续变化的变速比的锥盘缠绕装置变速器。为了这样的变速器持久可靠地工作，缠绕装置与锥盘对之间的合适的压紧力是重要的。“合适”意味着，压紧力一方面保证缠绕装置不打滑，另一方面不是过分地高，以便不产生不允许的构件负荷以及不会由于待提供的高的液压压力而使效率变差。为了对压紧力进行符合目的的控制或调节，必须精确了解缠绕装置变速器的锥盘与缠绕装置之间的转矩传递安全性或转差状态。对这种转差的直接测量是昂贵的，因为除了锥盘对的转速和缠绕装置的速度之外还必须已知精确的有效半径，缠绕装置与锥盘对的锥面之间的摩擦配合在这些有效半径上进行。
如果这样求得与缠绕装置变速器的转矩传递安全性或其转差状态相应的转差量，即对锥盘的压紧压力进行调制，并且例如通过锁相(Lock-in)原理或快速傅立叶变换(FFT变换)、必要时在使用带通滤波的情况下求得转差量，则这通常不能导致单义的结果。
本发明的任务在于，提供一种开头所述类型的方法或装置，通过该方法可求得尽可能表明缠绕装置变速器的转矩传递安全性的转差量。
该任务涉及方法的部分通过用于求得描述锥盘缠绕装置变速器的两个通过缠绕装置处于摩擦配合的锥盘对之间的转矩传递安全性的转差量的方法来解决，在该方法中，对至少一个锥盘对与缠绕装置之间的压紧压力进行调制并且由锥盘对的转速差对压紧压力的调制的反应求得转差量，其中，以高于该变速器的变速比调节频率的频率和预确定的幅值进行压力调制。
已经证实，由锥盘对的转速差对压紧压力的调制的反应求得的转差量除了压紧安全性的高低之外也与压紧压力的调制的频率和幅值相关，该压紧安全性例如表明实际压紧力以怎样的因子高于打滑极限处的压紧力。因此，根据本发明，压力调制以高于该变速器的变速比调节频率的频率进行，即以这样的频率进行，在该频率时，该变速器不以每个锥盘对的锥盘之间的距离的反向变化来对压紧压力变化作出反应。由此实现：锥盘对的转速差的随着压紧压力的调制出现的变化仅源于由于压紧压力的变化引起的转差的变化。压紧压力的调制以预确定的幅值进行，由此可消除调制幅值的变化对所测得的转差量的影响。
在另一个解决本发明任务的与此相关的部分的、用于求得描述锥盘缠绕装置变速器的两个通过缠绕装置处于摩擦配合的锥盘对之间的转矩传递安全性的转差量的方法中，对至少一个锥盘对与缠绕装置之间的压紧压力进行调制并且由锥盘对的转速差对压紧压力的调制的反应求得转差量，其中，以高于该变速器的变速比调节频率的频率进行压力调制，检测压力调制的幅值并且根据该幅值求得转差量。压力调制的幅值对所求得的转差量的影响可在分析处理时考虑。当不可遵循预确定的幅值时，后面所述的方法是有利的。
在另一个用来解决本发明任务的、用于求得描述锥盘缠绕装置变速器的两个通过缠绕装置处于摩擦配合的锥盘对之间的转矩传递安全性的转差量的方法中，对至少一个锥盘对与缠绕装置之间的压紧压力进行调制并且由锥盘对的转速差对压紧压力的调制的反应求得转差量，其中，以高于该变速器的变速比调节频率的频率进行压力调制，检测压力调制的频率并且根据该频率求得转差量。以此方式可在分析处理时考虑频率对所求得的转差量的影响。
有利地由所求得的转差量借助于包含转差量与压力调制的参数的相关性的至少一个特性曲线求得标准化的转差量。该标准化的转差量是用于缠绕装置变速器的瞬时转矩传递能力的可再现的或客观的尺度并且可用于控制锥盘与缠绕装置之间的压紧力。就这点而言这是有利的，因为所述标准化的转差量于是基本上只是还与压紧安全性的高低相关，该压紧安全性对于该变速器的工作具有重大意义。
有利地仅对在驱动侧的锥盘对上有效的压紧压力进行调制。
此外有利的是，在多个压力腔在一个锥盘对上有效的情况下对在构造有最大有效横截面的腔中有效的压紧压力进行调制。
例如可借助于锁相原理来求得转差量。
此外有利的是，在使用至少一种带通滤波的情况下进行转差量的求得。
用于求得描述锥盘缠绕装置变速器的两个通过缠绕装置处于摩擦配合的锥盘对之间的转矩传递安全性的转差量的装置，通过该装置来解决本发明任务的与此相关的部分，该装置包括一个用于对由至少一个锥盘对施加在缠绕装置上的压紧压力产生调制的装置、一个用于确定锥盘对的转速的装置、一个用于检测压紧压力调制的至少一个参数的装置、一个用于求得锥盘对的转速差并且用于确定转差量的分析和确定装置，该分析和确定装置按照根据权利要求1至6之一的方法工作。
下面借助于示意性的附图来示例性地且更详细地描述本发明。附图表示：
图1机动车的具有锥盘缠绕装置变速器和所属控制部分的传动系的一部分的线路图，
图2表示压力调制和转速差对该压力调制的反应的曲线，
图3用于描述求得标准化的转差量的特性曲线，以及
图4按照锁相原理求得转差量。
根据图1，由内燃机4在中间布置一个未示出的优选自动化的离合器和一个转动方向可换变速器的情况下来驱动一个锥盘缠绕装置变速器的输入轴6。输入轴6刚性地与驱动侧的盘组SS1的锥盘8相连接。另一个锥盘10无相对转动地且可轴向移动地设置在输入轴6上。在一个刚性地与输入轴6相连接的支撑构件与该锥盘10之间设置有压力腔12和14，通过这些压力腔的压力加载可改变用于可在朝锥盘8的方向上压锥盘10的力。
从动侧的锥盘对SS2类似地具有一个刚性地与从动轴或输出轴16相连接的锥盘18和一个可轴向运动的锥盘20，该锥盘20可通过所属压力腔22、24的压力加载在朝锥盘18的方向上挤压。缠绕装置26、例如节连链在这两个盘组SS1与SS2之间环行。
借助于确定压力腔中的压力的液压阀28、30和32来控制压紧力，缠绕装置26通过该压紧力摩擦锁合地靠置在锥盘对的锥面上。
电子的控制装置34用来控制阀28、30和32，传感器的信号接到该控制装置的输入端上，这些信号包含对于控制这些阀重要的信息，这些信息按照存储在控制装置34中的算法转换成用于阀的控制信号。控制装置34的其它输出端例如可控制自动化的离合器。在所示的例子中，液压阀32可在与控制装置34无连接的情况下自主地由机械的转矩探测器控制并且确定基本压紧力。用于调节变速比的液压阀28和30不是两个都绝对必要。控制装置34有利地通过总线36与车辆的其它控制装置或电子装置通信。
到现在所描述的装置的结构和功能本身已公开，因此不进行详细描述。
为了保证缠绕装置变速器持久可靠地工作，缠绕装置26与锥盘对SS1和SS2之间的合适的压紧力是重要的。如上所述，该压紧力必须是这样的，使得缠绕装置变速器不打滑、即不允许地高地滑转并且另一方面不是被非必要地强烈压紧。
为了保证这种情况，必须求得转差量，该转差量相应于变速器的转差或转矩传递能力或转矩传递安全性并且由于该转差量而可借助于控制装置34这样控制压紧压力，使得变速器视工作条件而定以预确定的最佳的转差运转。
为了确定转差量，输入轴6设置有一个转动速度或转速传感器38并且输出轴16设置有一个转速传感器40。这些转速传感器与分析和确定装置42相连接，该分析和确定装置通过总线36与控制装置34通信。在控制装置34中储存有程序，通过这些程序例如可这样操作液压阀30，使得以预确定的方式调制从动侧的盘组SS2的压力腔24中压力。各个瞬时压力借助于压力传感器44检测，该压力传感器与控制装置34相连接，由此，瞬时压力在控制装置34中以及(通过总线36)在分析和确定装置42中已知。
如果现在以这样的频率调制从动侧的盘组SS2的构造有较大有效横截面的压力腔24中的压力，通过该频率不触发变速比调节，即该频率高于这样的频率：通过所速盘对中每一个盘对的锥盘的反向的距离变化引起的变速比以该频率随动于压力变化，则压力调制对两个锥盘对之间的变速比或转速比例的影响仅通过缠绕装置26与锥盘对之间的转差的变化引起。典型地，约10至15Hz以下可实现变速比调节，由此，有利的调制频率高于20Hz、例如在33Hz。
图2在下方的曲线中示出了在频率约为33Hz时具有约0.1bar幅值的压力调制。上方的曲线表明，转速比例(通过传感器38和40测得的转速之间的比例)如何随动于所述压力调制。在变速器的转矩传递能力高的情况下，即在变速器转差很小地工作时，转速比例仅很小地对压力调制作出反应。传递安全性越低，转速比例对通过压力调制的激励的反应越强。
已经证实，转速差的反应不仅与传递安全性的高低相关，而且与压力调制的幅值和频率相关。出于这个原因，必须在转差信号中更强地使得有效信号成分、即与传递安全性相关的成分可见。这通过所述方法以标准化的转差信号来实现。
图3示出了一个曲线，该曲线说明，在激励频率和传递安全性保持相同的情况下转速比例与压力调制的幅值相关地变化。在压力幅值为1bar时获得转速差的确定变化，这在图3中被认为是标准。随着压力幅值的增大，转速差的所测得的变化或所求得的转差量增大并且在压力幅值例如约为2.5时约为在压力幅值为1时所测得的值的两倍。借助于图3的曲线由此可使在确定的压力幅值下所测得的转差量标准化为在压力幅值约为1bar时所测得的转差量，由此，借助于特性曲线可求得标准化的转差量，该转差量与调制的压紧压力的相应已知的幅值不相关。以类似的方式可测得对于恒定的压力幅值的与频率相关的曲线，由此也可实现所测得的转差量的频率标准化。这种标准化可与变速器的其它工作参数例如变速比和压紧安全性的高低相关。图3的形式的特性曲线对于各个变速器是确定的并且作为特性曲线或特性曲线族(标准化因子的压力相关性或频率相关性)例如存储在分析和确定装置中且用于确定相应的工作点的实际转差状态。
下面示例性地描述通过锁相原理来求得转差量。
在图4中，曲线A给出了压紧压力在时间上的调制ΔP。
曲线B给出了盘组SS1和SS2的转速的转速差Δn＝(n1-ivarTP*n2)的通过压力调制触发的变化。经低通滤波的变速比可以例如通过转速比例n1/n2的相应滤波来获得。
曲线C给出了经调制的压力围绕其平均值的波动的符号，当压力高于平均值时具有值-1，当压力低于平均值时具有值+1。
曲线D示出了曲线B和C的乘积并且是用于转速差的相应变化的绝对值的尺度。
曲线E给出了曲线D的平均值并且是用于转差S的尺度。
不言而喻，为了求得转差量S也可使用其它方法，例如FFT方法。另外，有利的是，使用带通滤波器，由此，仅在相应重要的频率范围内进行分析处理或可用简单的方式并且在抑制噪声或其余影响参量的情况下进行平均值生成(从曲线D到曲线E的过渡)。
相应地按照锁相原理求得的转差量可通过使用特性曲线、例如根据图3的特性曲线来转换成标准化的转差量并且作为标准化的转差量可靠地表明缠绕装置变速器的相应的转矩传递安全性或转差，由此，所述压力可用于最佳地调节变速器的相应转差或转矩传递安全性。
可用多种方式对本发明进行变型。例如根据图1的盘组的两个彼此相应的压力腔可同时被压力调制地工作。但有利的是，如图所示，仅在从动侧的盘组的较大的压力腔中对压力进行调制。用于求得相应的转矩传递安全性的压力调制可在机动车行驶期间总是在转差的轻微变化非临界时进行。转差量的求得不与可由车辆乘客察觉的舒适性丧失相联系，因为可由车辆乘客察觉的速度变化不与此相联系。取代转速差的变化，盘对的转速比例的差别的变化作为对压力调制的反应可被分析处理。
参考标号清单
4  内燃机                           6  输入轴
8  锥盘                           26 缠绕装置
10 锥盘                           28 液压阀
12 压力腔                         30 液压阀
14 压力腔                         32 液压阀
16 输出轴                         34 控制装置
18 锥盘                           36 总线
20 锥盘                           38 转速传感器
22 压力腔                         40 转速传感器
24 压力腔                         42 分析和确定装置

Claims (9)

1.用于求得描述锥盘缠绕装置变速器的两个通过缠绕装置处于摩擦配合的锥盘对之间的转矩传递安全性的转差量的方法，在该方法中，对至少一个锥盘对与该缠绕装置之间的压紧压力进行调制并且由这些锥盘对的转速差对该压紧压力的调制的反应求得该转差量，其中，以高于该变速器的变速比调节频率的频率和预确定的幅值进行该压力调制。
2.用于求得描述锥盘缠绕装置变速器的两个通过缠绕装置处于摩擦配合的锥盘对之间的转矩传递安全性的转差量的方法，在该方法中，对至少一个锥盘对与该缠绕装置之间的压紧压力进行调制并且由这些锥盘对的转速差对该压紧压力的调制的反应求得该转差量，其中，以高于该变速器的变速比调节频率的频率进行该压力调制，检测该压力调制的幅值并且根据该幅值求得该转差量。
3.用于求得描述锥盘缠绕装置变速器的两个通过缠绕装置处于摩擦配合的锥盘对之间的转矩传递安全性的转差量的方法，在该方法中，对至少一个锥盘对与该缠绕装置之间的压紧压力进行调制并且由这些锥盘对的转速差对该压紧压力的调制的反应求得该转差量，其中，以高于该变速器的变速比调节频率的频率进行该压力调制，检测该压力调制的频率并且根据该频率求得该转差量。
4.根据权利要求1的方法，其中，对在驱动侧的锥盘对上有效的压紧压力进行调制。
5.根据权利要求1或2的方法，其中，在多个压力腔在一个锥盘对上有效的情况下对在构造有最大有效横截面的腔中有效的压紧压力进行调制。
6.根据权利要求1至3之一的方法，其中，借助于锁相原理来求得该转差量。
7.根据权利要求1至4之一的方法，其中，在使用至少一种带通滤波的情况下进行该转差量的求得。
8.根据权利要求1至5之一的方法，其中，由所求得的转差量借助于表明该转差量与该压力调制的参数的相关性的特性曲线来求得标准化的转差量。
9.用于求得描述锥盘缠绕装置变速器的两个通过缠绕装置(26)处于摩擦配合的锥盘对(SS1，SS2)之间的转矩传递安全性的转差量的装置，该装置包括一个用于对由至少一个锥盘对施加在该缠绕装置上的压紧压力产生调制的装置(28，34)、一个用于确定所述锥盘对的转速的装置(38，44)、一个用于检测该压紧压力调制的至少一个参数的装置(40)、一个用于求得所述锥盘对的转速比例并且用于确定该转差量的分析和确定装置(42)，该分析和确定装置按照根据权利要求1至6之一的方法工作。
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