CN101680501A - 用于车辆手动变速器的离合器调整装置及相应的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种离合器调整装置(10，100)，特别是用于车辆尤其是商用车的手动变速器，包括离合器位置设定装置(12，112)，能将该离合器位置设定装置置于不同的位置，基于所述位置对离合器进行相应的操纵。按照本发明规定，离合器位置设定装置(12，112)适合于根据其位置产生电信号，基于所述电信号相应地操纵离合器。本发明还涉及一种用于控制/调节这样的特别是用于车辆手动变速器的离合器调整装置(10，100)的方法。

Description

用于车辆手动变速器的离合器调整装置及相应的控制方法

技术领域

本发明涉及一种离合器调整装置，特别是用于车辆尤其是商用车的手动变速器，包括离合器位置设定装置，能将该离合器位置设定装置置于不同的位置，基于所述位置对离合器进行相应的操纵。

本发明还涉及一种用于控制/调节特别是用于车辆尤其是商用车的手动变速器的离合器调整装置的方法，其中该离合器调整装置包括离合器位置设定装置，将该离合器位置设定装置置于不同的位置，基于所述位置对离合器进行相应的操纵。

背景技术

与手动变速器相关地，同类型的离合器调整装置通常包括离合器位置设定装置，其以具有能用脚操纵的离合器踏板的离合器踏板装置为形式，该离合器踏板通常液压地联接于调整缸。液压调整缸又机械地联接于离合器操纵装置、例如中央分离器，该中央分离器用于直接操纵离合器。为了至少部分地减小为操纵离合器而要通过离合器踏板施加的力，通常使用不同实施形式的离合器助力装置。例如离合器踏板装置可以包括所谓的液压主缸或总缸，其机械地联接于离合器踏板装置的能用脚操纵的离合器踏板。在这种情况下，构成为调整缸的离合器助力器配备有与离合器踏板装置的主缸联接的液压输出缸。离合器助力器在此附加地联接于压缩空气系统，以便可以与输出缸协同作用地进行离合器助力。还可以规定，离合器助力近乎在离合器踏板装置中进行。与之相应地，离合器踏板装置、特别是离合器踏板装置的主缸已联接于压缩空气系统，其中主缸联接于液压调整缸。通过主缸与压缩空气系统的协同作用，在离合器踏板装置中已进行离合器助力，该离合器踏板装置经由液压联接装置控制在这种情况下构成为液压输出缸的调整缸。在这些属于现有技术的用于手动变速器的离合器调整装置中，通过应用液压控制装置或液压联接装置而不存在或未设置离合器或变速器控制装置或者说变速器电子控制装置。因此在商用车领域内对与手动变速器相关联的离合器的操纵至少部分地通过使用这样的液压系统来实现。但该液压系统在总系统中的结合导致总系统很昂贵并且维护耗费也很大。特殊功能、例如离合器监控功能如离合器磨损识别、离合器磨损优化以及离合器的过载保护仅能以附加费用实现。

发明内容

因此，本发明的目的在于，进一步构成同类型的离合器调整装置和用于控制/调节这样的离合器调整装置的方法，使得可以至少部分地克服前述缺陷并且特别是创造一种具有改善的功能的离合器调整装置。

所述目的通过各独立权利要求的特征实现。由诸从属权利要求得出本发明的有利的实施形式和改进方案。

按照本发明的离合器调整装置在同类型的现有技术的基础上这样构成，即离合器位置设定装置适合于根据其位置产生电信号，基于所述电信号相应地操纵离合器。离合器位置设定装置在这方面优选是包括能用脚操纵的离合器踏板的离合器踏板装置。但同样也可设想，将杠杆用于离合器位置设定，例如在如摩托车那样的车辆的情况下。电信号的产生可以例如通过经济的离合器踏板传感器来进行。离合器位置设定装置根据其位置仅产生或提供电信号，这样为手动变速器创造所谓的线控离合器系统。因此，构成为具有离合器踏板的离合器踏板装置的离合器位置设定装置提供纯电的调整值。由此还产生这样的优点，即可以在机械上简化离合器调整装置，因为不需要离合器踏板装置与离合器助力器或液压调整缸的液压联接装置。因此，通过取消液压联接装置可以节省成本以及对于该联接装置必需的结构空间。在使用具有离合器踏板的离合器踏板装置的情况下，例如通过适当地选择相应的弹簧可以产生任意的用于操纵离合器踏板的反力特性曲线，因为离合器踏板装置气动和液压地完全脱开并且仅具有通过离合器踏板传感器的电连接。因此可以使用经济的和简单的电传感器开关来产生电信号。

按照本发明的离合器调整装置可以按有利的方式这样进一步构成，即离合器位置设定装置适合于将电信号输出给控制装置，该控制装置基于该电信号引起对离合器操纵装置的压力加载，以操纵离合器。在此可以例如经由一阀装置调节对离合器操纵装置的压力加载的大小。优选地构成离合器调节装置或离合器调节单元，其通过控制装置或电子控制装置和包括必需的电磁阀的阀装置的集成构成用于控制离合器操纵装置。优选地，该离合器调节单元可以在外面安装在手动变速器上、特别在离合器壳上。由此在维修情况下确保提高的互换性。此外，通过离合器调节单元的设置与手动变速器相关联地也利用自动化的离合器控制的优点。例如可以对离合器的离合器盘进行磨损监控，因为例如经由CAN总线可以为控制装置提供离合器位置。此外，还可以使离合器的离合器盘的磨损最小化。另外，这可通过根据转速、转矩、滑差等计算离合器负载来实现并且例如通过离合器的“较硬的接合”借助相应限定的离合器踏板设定来进行；例如如果车辆驾驶员将离合器不必要长时间地保持在拖曳(schleifend)的位置中就是这样，从而虽然离合器踏板被部分压低但仍实现完全接合离合器。此外，通过离合器调节单元可以实现过载保护。由于离合器踏板装置与调整缸的完全的液压的、气动的和机械的脱开可以实现离合器踏板特性的匹配，例如通过离合器特性曲线的电子优化。此外，通过离合器调节单元可以实现全部的诊断功能。也可以进行与其他的车辆控制装置的通讯，例如与电子制动系统的控制装置的通讯；在这种情况下，该通讯可以例如在于，在存在通过ABS系统的防抱死运行时打开离合器并从而在ABS调节情况下中断传动系中的力流。类似地也可以在ESP电子装置或ESP控制装置之间设置通讯，用于实施电子稳定程序，经由此在ESP调节情况下中断传动系。同样可以实现与用于驱动防滑控制的ASR电子装置或ASR控制装置的通讯，其中甚至当不操纵离合器踏板时例如也能利用拖曳的离合器实现“自动化的”起动，以便防止车辆的驱动轮打滑。此外，也可以实现与停车制动器的配合作用或通过离合器调节单元的控制/调节可与所谓的坡道驻车功能相组合。这样例如在车辆在坡道上停车时保持制动力，而不必操纵车辆的驻车制动器、例如手制动器。同时可以进行离合器的自动化的脱开，如果这不由驾驶员进行的话，以便防止车辆的内燃机熄火。然后通过操纵加速踏板实现重新的起动，其中可以自动化地接合。也可以与变速器伺服机构相结合地实现与变速器控制装置的配合，该变速器控制装置例如只在操纵离合器时才允许释放变速器伺服机构(换挡力辅助)。

此外，与构成为调整缸的离合器操纵装置相关联地还得到另外的优点。这样调整缸可以在外面安装在离合器壳上并且优选集成于离合器调节单元中。或者，调整缸也可以单独地例如构成为中央分离器。优选地，行程或位置传感器直接设置在调整缸中。用于这些传感器的单独的评价装置可以例如设置在调整缸中或者也设置在离合器调节单元上。为了提高这样的线控离合器系统的可靠性，可以例如冗余地构造离合器调整装置的各部件。特别是可以例如规定，离合器踏板装置对于离合器踏板位置提供两个彼此独立的电信号，例如经由两个相应传感器的两个不同的电导线。同样可以设有四个电导线，以便为离合器调节单元提供两个供电电压和两个接地。借此至少大大地减少离合器调节单元的失效概率。关于对离合器操纵装置的压力加载的调整，阀装置可以包括冗余构造的用于对离合器操纵装置充气和排气的电磁阀。同样可以规定，调整缸经由两个电导线为离合器调节单元提供两个彼此独立的电信号用于离合器的分离行程。

此外，按照本发明的离合器调整装置可以这样构成，即设有阀装置，该阀装置适合于对离合器操纵装置加载压力。例如该阀装置可以包括两个并联的充气阀用于对离合器操纵装置充气，其中这两个电磁阀中的一个具有大的流动横截面，而另一个具有小的或较小的流动横截面。因此，离合器操纵装置可以用不同的体积流充气。同样，优选也将两个并联的具有不同的流动横截面的电磁阀用于对离合器操纵装置排气。特别是这些电磁阀为了充气和排气构造成两位两通阀。

此外，按照本发明的离合器调整装置可以这样实现，即离合器位置设定位置适合于根据其位置产生另外的电信号并将这些另外的电信号输出给一另外的控制装置，其中该另外的控制装置适合于将这些另外的电信号输出给所述控制装置。通过该另外的控制装置的设置可以进一步提高线控离合器系统的可靠性。在这方面优选规定，离合器踏板装置提供两个彼此独立的电信号，其中第一信号提供给例如配设于离合器调节单元的控制装置，而第二信号例如经由CAN总线提供给所述另外的控制装置。该另外的控制装置可以特别是任何的车辆控制装置，它又给配设于离合器调节单元的控制装置提供该另外的信号，例如同样经由CAN总线。当然，不仅离合器调节单元的控制装置而且该另外的控制单元可以与任何的车辆控制装置经由CAN总线处于通讯。在这种情况下，例如通过离合器在存在通过ABS系统的防抱死控制时断开车辆的传动系是可能的。

此外，特别是在检测到离合器调整装置的系统失效时可以手动地经由变速器通过相应的换档或优选以电子的方式借助相应的控制装置将车辆的传动系置于空载运行，如果手动变速器由结构决定地允许这样的话。在这方面可以按特别有利的方式规定，利用手动变速器必要时实现半自动化的行驶，如果手动变速器由结构决定地允许这样的话。例如在操纵换档杆时经由传感器可以启动离合器操纵，从而驾驶员在行驶过程中换挡时不必再操纵离合器踏板。离合器踏板在这种情况下只仍对于起动和调车才变成需要的。

优选地，按照本发明的离合器调整装置这样转化，即设有行程传感器，借助于该行程传感器能确定离合器操纵装置的位置并且基于该行程传感器的信号能控制/能调节离合器操纵装置的位置。

在这方面可以规定，这样进一步构成按照本发明的离合器调整装置，即还设有压力传感器，借助于该压力传感器至少在行程传感器失效时能确定离合器操纵装置的位置并且基于该压力传感器的信号能控制/能调节离合器操纵装置的位置。由此经由例如在离合器调节单元中集成的压力传感器即使在位置或行程传感器失效时在离合器操纵装置中也可以进行紧急调节。但同样也可以设置压力传感器用于与行程传感器协同作用地改进调节质量。

此外，按照本发明的离合器调整装置可以这样实现，即将一个或多个下列部件在一机电单元中容纳于一壳体中：控制装置、阀装置、行程传感器、压力传感器和离合器操纵装置。

按照本发明的方法在同类型的现有技术的基础上这样构成，即离合器位置设定装置根据其位置产生电信号，基于所述电信号相应地操纵离合器。由此以相同或类似的方式产生与按照本发明的离合器调整装置相关联地说明的优点，因此为了避免重复参阅与按照本发明的离合器调整装置相关联的各相应的实施形式。

同样按意义适用于按照本发明的方法的以下优选的各实施形式，其中为了避免重复也与此有关地参阅与按照本发明的离合器调整装置相关联的相应的各实施形式。

按照本发明的方法可以按有利的方式这样进一步构成，即离合器位置设定装置将电信号输出给控制装置，该控制装置基于电信号引起对离合器操纵装置的压力加载，以操纵离合器。

此外，按照本发明的方法可以这样实现，即阀装置对离合器操纵装置加载压力。

此外，按照本发明的方法可以这样构成，即离合器位置设定装置根据其位置产生另外的电信号，并且将这些另外的电信号输出给一另外的控制装置，其中该另外的控制装置将该另外的电信号输出给所述控制装置。

按照本发明的方法还可以这样实施，即借助于行程传感器确定离合器操纵装置的位置，并且基于该行程传感器的信号控制/调节离合器操纵装置的位置。

在这方面可以规定，按照本发明的方法这样进一步构成，即借助于压力传感器至少在行程传感器失效时确定离合器操纵装置的位置，并且基于该压力传感器的信号控制/调节离合器操纵装置的位置。

附图说明

现在参照附图借助各优选的实施形式示例性说明本发明。其中：

图1示出按照本发明第一实施例的、按照本发明的离合器调整装置的示意图，该离合器调整装置适合于实施按照本发明的方法；以及

图2示出按照本发明第二实施例的、按照本发明的离合器调整装置的示意图，该离合器调整装置适合于实施按照本发明的方法。

具体实施方式

图1示出按照本发明第一实施例的、按照本发明的离合器调整装置10的示意图，其适合于实施按照本发明的方法。按照本发明的离合器调整装置10在该实施例中设置用于商用车的手动变速器并且包括离合器位置设定装置12。该离合器位置设定装置12特别是构造成具有能用脚操纵的离合器踏板的离合器踏板装置，该离合器踏板例如可由商用车的驾驶员操纵。按照本发明，离合器位置设定装置12构成为，使其根据其位置、例如离合器踏板的位置产生电信号并且提供给控制装置20。这些信号例如由配设于离合器位置设定装置12的传感器、特别是离合器踏板传感器产生。为此目的，离合器位置设定装置12与控制装置20经由供电导线14相联接，由此可由控制装置20给离合器位置设定装置12提供电流。此外，离合器位置设定装置12经由信号线16和一另外的信号线18与控制装置20相联接，以便可以为控制装置20提供与离合器踏板位置相对应的信号，各所述信号线特别是构成离合器位置设定装置12的两个逆转的信号输出端。在此，另外的信号线18设置用于创造冗余度。经由供电导线22和一另外的供电导线24为控制装置20提供电流，其中该另外的供电导线24设置用于创造冗余度。在所示的情况下，控制装置20还与阀装置26相联接，经由阀装置充气装置30可给该阀装置供应压缩空气并且可从该阀装置经由阀装置排气装置28排出压缩空气。在此，由控制装置20对阀装置26进行控制，从而通过阀装置26经由阀装置充气装置30可以限定地给离合器操纵装置32供应压缩空气，并且通过阀装置26经由阀装置排气装置28可从离合器操纵装置32限定地排出压缩空气。为此目的，阀装置26经由联接装置34、特别是气动管道与离合器操纵装置32相联接。阀装置26在此可以是对于技术人员来说已知的阀装置，其包括多个两位两通阀，用于对充气和排气体积流定量。离合器操纵装置32用于操纵一未示出的离合器，也就是说用于使商用车的离合器接合和分离，并且例如特别是构成为中央分离器。为了确定离合器操纵装置32的位置，该离合器操纵装置包括一未在图1中示出的行程或位置传感器，借助该传感器能确定离合器操纵装置的位置。在该实施例中，将行程传感器的信号经由行程传感器信号线36和一另外的行程传感器信号线38提供给控制装置20，各所述行程传感器信号线特别是构成行程传感器的两个逆转的信号输出端。在此，另外的行程传感器信号线38也用于创造冗余度。优选地，特别是控制装置20、阀装置26、可选地行程传感器和可选地离合器操纵装置32在一机电单元中构成在一壳体中。

用于控制/调节按照本发明的离合器调整装置10的、按照本发明的方法如下地构成。假定这种情况，即商用车的驾驶员打算通过手动变速器进行换档。为此目的，驾驶员操纵离合器位置设定装置12、特别是离合器踏板装置的离合器踏板。由此将离合器位置设定装置12置于这样的位置，该位置应引起离合器的完全分离并且从而使在商用车传动系中的力流中断。离合器位置设定装置12因此根据该位置产生相应的电信号并将这些电信号输出给控制装置20。控制装置20评价这些信号并且在这种情况下确定须使离合器完全分离。因此，控制装置20相应地控制阀装置26。阀装置26因而转换它的各阀，使得基于通过控制装置20的控制并因此基于离合器踏板装置的电信号引起对离合器操纵装置32的压力加载，以操纵离合器。因此，离合器操纵装置32操纵离合器，该离合器进行相应的完全的分离运动并从而中断在车辆传动系中的力流。按照意义，该过程可以用到离合器的所有位置上，这些位置由完全接合的离合器一直达到完全分离的离合器。为了监控离合器的与离合器操纵装置32的位置相对应的精确的位置，离合器操纵装置32包括未示出的行程传感器。该行程传感器因此确定离合器操纵装置32的精确的位置并且将与离合器操纵装置32的位置相对应的信号提供给控制装置20。基于行程传感器的这些信号并且还根据离合器踏板装置的各电信号，控制装置20可以对离合器操纵装置32的位置进行控制/调节。

图2示出一按照本发明第二实施例的、按照本发明的离合器调整装置100的示意图，其适合于实施按照本发明的方法。为了避免重复，在描述该实施例时只阐述与第一实施例的区别，其中按照本发明的离合器调整装置100的相同或类似的部件用类似的附图标记标出。在该实施例中，离合器位置设定装置112一方面与控制装置120经由供电导线146和信号线116相连接。另一方面，离合器位置设定装置112与一另外的控制装置140、例如传动系控制装置经由供电导线114和信号线118相联接。特别是离合器位置设定装置112可以包括两个彼此独立的分别产生电信号的传感器、特别是离合器踏板传感器。该另外的控制装置140还与控制装置120经由CAN总线148相联接。因此，离合器位置设定装置112可以将它的电信号一方面提供给控制装置120，而另一方面提供给另外的控制装置140。另外的控制装置140又可将提供给它的信号经由CAN总线148提供给控制装置120。因此，在信号线116、118之一和/或供电导线146、114之一失效时确保电信号的产生和电信号向控制装置120的转送。此外，控制装置120包括压力传感器144，用于监控在离合器操纵装置132中的压力，例如通过确定在阀装置126或联接装置134中的压力。此外，控制装置120具有一个通讯接口或多个通讯接口142，用于与车辆的另外的控制装置、例如与配设于电子制动系统(EBS)的控制装置通讯。优选地，在该实施例中特别是控制装置120、阀装置126、可选地行程传感器、可选地压力传感器144和可选地离合器操纵装置132在机电单元中构成在壳体中。

用于控制/调节该实施例的离合器调整装置100的按照本发明的方法与第一实施例的方法的区别在于，离合器位置设定装置112根据其位置附加地产生另外的电信号并且将这些另外的电信号输出给所述另外的控制装置140，其中该另外的控制装置140将这些另外的电信号输出给控制装置120。在该实施例中，还可以基于压力传感器144的信号对离合器操纵装置132的位置进行控制/调节。在行程传感器失效时或者为了改进调节质量，借助于压力传感器144特别是确定离合器操纵装置132的位置，其中基于压力传感器144的信号以及在改进调节质量的情况下基于行程传感器的信号，控制/调节离合器操纵装置132的位置。

在以上说明、附图和诸权利要求中公开的本发明的特征不仅单独地而且以任意的组合对于本发明的实现均可以是重要的。

附图标记清单

10    离合器调整装置

12    离合器位置设定装置

14    供电导线

16    信号线

18    另外的信号线

20    控制装置

22    供电导线

24    另外的供电导线

26    阀装置

28    阀装置排气装置

30    阀装置充气装置

32    离合器操纵装置

34    联接装置

36    信号线

38    另外的信号线

100   离合器调整装置

112    离合器位置设定装置

114    供电导线

116    信号线

118    另外的信号线

120    控制装置

122    供电导线

124    另外的供电导线

126    阀装置

128    阀装置排气装置

130    阀装置充气装置

132    离合器操纵装置

134    联接装置

136    信号线

140    另外的控制装置

142    通讯接口

144    压力传感器

146    供电导线

148    CAN总线

Claims (13)

1.离合器调整装置(10，100)，特别是用于车辆尤其是商用车的手动变速器，包括离合器位置设定装置(12，112)，能将该离合器位置设定装置置于不同的位置，基于所述位置对离合器进行相应的操纵，其特征在于，离合器位置设定装置(12，112)适合于根据其位置产生电信号，基于所述电信号相应地操纵离合器。

2.按照权利要求1所述的离合器调整装置(10，100)，其特征在于，离合器位置设定装置(12，112)适合于将电信号输出给控制装置(20，120)，该控制装置基于电信号引起对离合器操纵装置(32，132)的压力加载，以操纵离合器。

3.按照权利要求2所述的离合器调整装置(10，100)，其特征在于，设有阀装置(26，126)，该阀装置适合于对离合器操纵装置(32，132)加载压力。

4.按照权利要求2所述的离合器调整装置(100)，其特征在于，离合器位置设定装置(112)适合于根据其位置产生另外的电信号并且将所述另外的电信号输出给一另外的控制装置(140)，其中该另外的控制装置(140)适合于将所述另外的电信号输出给所述控制装置(120)。

5.按照权利要求1至4之一项所述的离合器调整装置(10，100)，其特征在于，设有行程传感器，借助于该行程传感器能确定离合器操纵装置(32，132)的位置并且基于该行程传感器的信号能控制/能调节离合器操纵装置(32，132)的位置。

6.按照权利要求5所述的离合器调整装置(100)，其特征在于，还设有压力传感器(144)，借助于该压力传感器至少在行程传感器失效时能确定离合器操纵装置(132)的位置，并且基于该压力传感器的信号能控制/能调节离合器操纵装置(132)的位置。

7.按照上述权利要求之一项所述的离合器调整装置(10，100)，其特征在于，将一个或多个下列部件在一机电单元中容纳于一壳体中：

-控制装置(20，120)，

-阀装置(26，126)，

-行程传感器

-压力传感器(144)，以及

-离合器操纵装置(32，132)。

8.用于控制/调节特别是用于车辆尤其是商用车的手动变速器的离合器调整装置(10，100)的方法，其中离合器调整装置(10，100)包括离合器位置设定装置(12，112)，将该离合器位置设定装置置于不同的位置，基于所述位置对离合器进行相应的操纵，其特征在于，所述离合器位置设定装置(12，112)根据其位置产生电信号，基于所述电信号相应地操纵离合器。

9.按照权利要求8所述的方法，其特征在于，离合器位置设定装置(12，112)将电信号输出给控制装置(20，120)，该控制装置基于电信号引起对离合器操纵装置(32，132)的压力加载，以操纵离合器。

10.按照权利要求9所述的方法，其特征在于，阀装置(26，126)对离合器操纵装置(32，132)加载压力。

11.按照权利要求9所述的方法，其特征在于，离合器位置设定装置(112)根据其位置产生另外的电信号并且将所述另外的电信号输出给一另外的控制装置(140)，其中该另外的控制装置(140)将所述另外的电信号输出给所述控制装置(120)。

12.按照权利要求8至11之一项所述的方法，其特征在于，借助于行程传感器确定离合器操纵装置(32，132)的位置，并且基于该行程传感器的信号控制/调节离合器操纵装置(32，132)的位置。

13.按照权利要求12所述的方法，其特征在于，借助于压力传感器(144)至少在行程传感器失效时确定离合器操纵装置(132)的位置并且基于压力传感器(144)的信号控制/调节离合器操纵装置(132)的位置。

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