CN102834636A - 控制装置和用于控制的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于控制自动化离合器（10）的控制装置和方法，所述离合器包括液压式离合器操纵系统（1），所述离合器操纵系统具有静液压促动器（19），所述促动器通过具有增量行程传感器（26）的电动伺服驱动器（20）这样地驱动，使得该促动器（19）实施平移运动。本发明的特征是设置一检测促动器位置的绝对行程传感器（30）。

Description

控制装置和用于控制的方法
技术领域
本发明涉及一种用于控制自动化离合器的控制装置和方法，所述离合器包括液压式离合器操纵系统，所述离合器操纵系统具有静液压促动器，所述促动器通过具有增量行程传感器的电动伺服驱动器这样地驱动，使得该促动器实施平移运动。
背景技术
由德国公开资料DE 102008044823A1公开了一种用于控制摩擦离合器的方法，在该方法中，由增量行程传感器检测操纵期间走过的离合器行程，所述增量行程传感器计数行程增量并且因此可检测相对的离合器行程并且被校准以绝对地检测离合器行程。
发明内容
本发明的任务是允许利用根据权利要求1前序部分所述的控制装置和/或利用根据权利要求3前序部分所述的方法以简单的方式求得促动器的精确位置信号。
根据本发明，提出了一种用于控制自动化离合器的控制装置，所述离合器包括液压式离合器操纵系统，所述离合器操纵系统具有静液压促动器，所述促动器通过具有增量行程传感器的电动伺服驱动器这样地驱动，使得该促动器实施平移运动，本发明的所述任务通过一检测促动器位置的绝对行程传感器解决。所述促动器用于调节液压式离合器操纵系统的主动缸中的主动缸活塞。例如由德国公开资料DE 102008057656A1公开了具有促动器、主动缸、从动缸和离合器的液压式离合器操纵系统。电动伺服驱动器包括用于测量增量行程的增量行程传感器。然而由增量行程测量不能足够精确地推断促动器位置。相反，会发生的是，在运行中在短的时间间隔之内未被察觉地发生移位，其会导致离合器的并且从而导致可传递的离合器力矩的不可容忍的调节，甚至会导致危害安全的状况。因此，根据本发明的一个重要的观点，除了也被用来评价所述电动伺服驱动器的增量行程测量之外还设置一检测促动器位置的绝对行程传感器。
所述控制装置的一个优选实施例的特征是，所述电动伺服驱动器构造为电子换向的直流电机和/或通过一丝杠与所述促动器耦合，所述绝对行程传感器可配置给所述丝杠。所述丝杠优选涉及行星-滚动-丝杠
Figure BDA00002227012800021
其用于将所述电动伺服驱动器的驱动旋转运动转换为促动器的纵向运动。所述行星-滚动-丝杠具有的优点是传动比非常大。但是所述行星-滚动-丝杠的传递特性可具有转差率，也就是在具有电动伺服驱动器的驱动侧的旋转运动与从动侧（也就是具有主动缸的侧）的纵向运动之间可能不存在恒定的传动比。通过绝对行程传感器的从动侧的布置能够可靠地与丝杠的由于运行引起的转差率无关地检测主动缸位置。绝对行程传感器被配置给所述丝杆或者说行星-滚动-丝杠的从动侧的端部，所述端部或丝杠实施纵向运动。所述绝对行程传感器也可以被配置给主动缸活塞的活塞杆或者配置给该主动缸活塞本身。
本发明还涉及一种用于利用前面提到的控制装置来控制自动化离合器的方法，所述离合器包括液压式离合器操纵系统，所述离合器操纵系统具有静液压促动器，所述促动器通过具有增量行程传感器的电动伺服驱动器这样地驱动，使得该促动器实施平移运动，上面给出的任务替代或附加地通过以下方式实现，即，促动器位置不仅相对地通过增量行程传感器而且绝对地通过绝对行程传感器来检测。根据本发明的另一观点，对于绝对行程传感器可采用简单的传感器，其在位置分辨率和精度方面具有比电机侧的增量行程测量差得多的特性。
所述方法的一个优选实施例的特征是，将所述增量行程传感器的至少一个位置信号和所述绝对行程传感器的至少一个位置信号叠加。从动侧的绝对行程传感器由于其非常有限的精度和分辨率可能不足以单独精确地调节离合器力矩。因此根据本发明的另一观点，将两个位置信号这样地组合，使得可求得对于离合器控制合适的位置信号。
所述方法的另一优选实施例的特征是，两个所述位置信号在一个位置模型中这样地叠加，使得小信号特性以及必要时调节运动在一个短时间范围中通过所述增量行程传感器的分辨率高的增量行程测量占主导地位。小的调制运动（就像其对于在不同的状况中进行离合器控制所需的那样）可通过分辨率高的增量行程测量实施，即使其处于从动侧的绝对行程传感器的位置分辨率以下。
所述方法的另一优选实施例的特征是，所述绝对行程传感器的分辨率不太高的绝对行程测量用作大信号特性的参考尺寸。丝杠的借助于电动增量行程测量检测不到的位置漂移可通过将从动侧的绝对行程传感器的纳入来防止。位置漂移的避免也用于执行机构的自保护，因为避免了与促动器移动区域的端部上的止挡不期望地冲突的危险。此外，可取消绝对均衡或增量行程测量的引用。
所述方法的另一优选实施例的特征是，所述增量行程传感器的位置增量借助于刻度因子换算为行程差，所述行程差加上以前求得的促动器位置。所述刻度因子优选相应于所述丝杠的平均传动比。
所述方法的另一优选实施例的特征是，耦合输入所述绝对行程传感器的位置信号。所述绝对行程传感器的位置信号优选通过所述位置模型的单独路径耦合输入。
所述方法的另一优选实施例的特征是，将一死区用作所述绝对行程传感器的位置信号的非线性传递元素（或传递元件）。由此可在测量到的与计算出的绝对位置之间的差小的情况下仅仅通过对电机侧的位置增量进行求和来更新所求得的位置信号。由此在小信号特性中允许精密计量地调节促动器位置和离合器力矩。
所述方法的另一优选实施例的特征是，在所求得的或迄今为止的促动器位置与所述绝对行程传感器的位置信号之间具有显著的差时特别是经由一可给定参数的反馈放大装置回授一故障信号。所述反馈放大装置的值优选确定一时间常数：应如何快速地降低位置偏差。
所述自动化离合器优选涉及自动化双离合器，其被配置给自动化的换挡变速器。所述离合器、特别是双离合器优选直接地、也就是在不中间连接杠杆机构的情况下通过液压式促动器操纵。
附图说明
本发明的其它优点、特征和细节从下面参照附图对不同实施例进行详细描述的说明中得到。附图表示：
图1是用于操纵自动化摩擦离合器的离合器操纵系统的简图，
图2是具有用于控制所述离合器的位置模型的框图。
具体实施方式
在图1中简化示出了用于自动化离合器、特别是自动化双离合器的离合器操纵系统1。该离合器操纵系统1在机动车的驱动系中配置给构造为双离合器的摩擦离合器10并且包括主动缸4，所述主动缸通过也被称为压力管路的液压管路5与从动缸6连接。从动活塞7可在所述从动缸6中往复运动，所述从动活塞通过操纵机构8并且在中间连接一轴承9的情况下操纵所述构造为双离合器的摩擦离合器10。
主动缸4可通过一连接开口与一补偿容器12连接。主动活塞14可在所述主动缸4中往复运动。从所述主动活塞14引出一活塞杆15，所述活塞杆可在纵向方向上与所述主动活塞14一起平移运动。
主动活塞14的活塞杆15通过一构造为行星-滚动-丝杠的丝杠18与电动伺服驱动器20耦合。所述电动伺服驱动器20包括一换向直流电机22和一控制系统或控制装置24。在所述电动伺服驱动器20中集成一个增量行程测量装置26，该增量行程测量装置包括至少一个增量行程传感器。
所述行星-滚动-丝杠18用于将直流电机22的旋转驱动运动转换为一促动器19的纵向运动，所述促动器包括行星-滚动-丝杠18的可纵向运动的部分和/或活塞杆15并且必要时包括主动缸活塞14。离合器10通过所述直流电机22经由丝杠18、促动器19、主动缸4和从动缸6自动地操纵。在操纵离合器时，产生驱动旋转运动的直流电机22是驱动侧并且实施纵向运动的促动器19是从动侧。
在本发明的框架内已经发现，在操纵离合器时，传递特性存在转差率，也就是说，在驱动侧的旋转运动与从动侧的纵向运动之间不存在恒定的传动比。虽然传动比可在设计行星-滚动-丝杠18的情况下被近似地确定，但是其实际值是变化的、取决于复杂的影响因素并且不容易调制。
对于促动器19的控制来说，这意味着，由增量行程测量26不能足够精确地推断促动器19的位置。相反，必须考虑的是，在运行中在短的时间间隔之内会出现不期望的移位。
根据本发明的另一重要观点，除了也被用来评价直流电机22的增量行程测量26之外，在行星-滚动-丝杠18的从动侧上还设置一个绝对行程传感器30。出于成本原因，使用简单的传感器作为绝对行程传感器30，其在位置分辨率和精度方面具有比驱动侧的增量行程测量26差得多的特性。
从动侧的绝对行程传感器30由于其有限的精度和分辨率不足以单独精确地调节离合器力矩。因此将增量行程测量26和绝对行程传感器30的位置信息这样地叠加，使得小信号特性以及调节运动在一个短时间范围中通过分辨率高的增量行程测量26占主导地位，而精度不太高的绝对行程传感器30用作大信号特性的参考尺寸。
在图2中借助于具有两个路径的框图示出位置模型。在图2中处于下部的路径具有图1中的增量行程测量26的位置增量41作为输入信号。在图2中处于上部的路径具有图1中的从动侧的绝对行程传感器30的位置信号42作为输入信号。
首先观察该框图的下部的路径。电机的位置增量41借助于一个相应于图1中的行星-滚动-丝杠18的平均传动比的刻度因子44换算为行程差，所述行程差然后在求和点45处加上以前的（或者说迄今为止的）促动器位置51。通过箭头49和51看出，促动器位置48在延迟框50上方导向。这意味着，加数51相应于在先的计算步骤求得的促动器位置48。
为了避免由于行星-滚动-丝杠18导致的位置漂移，通过图2中处于上部的路径耦合输入从动侧的位置信号42。从全局来看，从动侧的位置信号42的作用就像调整回路中的主导参量那样，从该主导参量减去调整参量或实际参量48并且然后通过非线性列式作为校正参量反馈。特别是所谓的死区52适合于作为非线性的传递元素。所述死区52导致，在位置信号42与模型位置48之间的偏差小时不进行校正。求得的位置信号48然后仅仅通过电机侧的位置增量41的累加而更新。由此，在小信号特性中允许促动器位置和离合器力矩的精密计量的调节。
相反，如果在位置信号42与模型位置或以前的促动器位置48之间导致显著较大的差，则故障信号通过回授点58从死区52经由可给定参数的反馈放大装置54回授给模型位置48。反馈放大装置54的值在此确定一个时间常数，应以何种速度降低位置偏差。所述时间常数在实际中根据行星-滚动-丝杠18的转差率和由此导致的漂移速度来确定。此外，校正特性通过死区52的宽度来确定。这必须以从动侧的绝对行程传感器30的分辨率和精度以及离合器力矩的绝对精度的要求为导向。
参考标号表
1离合器操纵系统
4主动缸
5液压管路
6从动缸
7从动活塞
8操纵机构
9轴承
10摩擦离合器
12补偿容器
14主动活塞
15活塞杆
18行星-滚动-丝杠
19促动器
20电动伺服驱动器
22直流电机
24控制系统
26增量行程传感器
30绝对行程传感器
41位置增量
42位置信号
44刻度因子
45求和点
48当前求得的促动器位置
49当前求得的促动器位置
50延迟框
51最后求得的促动器位置
52死区
54反馈放大装置
58回授点

Claims (10)

1.一种用于控制自动化离合器（10）的控制装置，所述离合器包括液压式离合器操纵系统（1），所述离合器操纵系统具有静液压促动器（19），所述促动器通过具有增量行程传感器（26）的电动伺服驱动器（20）这样地驱动，使得该促动器（19）实施平移运动，其特征在于，设置一检测促动器位置的绝对行程传感器（30）。
2.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述电动伺服驱动器（20）构造为电子换向的直流电机（22）和/或通过一丝杠（18）与所述促动器（19）耦合。
3.一种用于利用根据以上权利要求中任一项所述的控制装置（24）来控制自动化离合器（10）的方法，所述离合器包括液压式离合器操纵系统（1），所述离合器操纵系统具有静液压促动器（19），所述促动器通过具有增量行程传感器（26）的电动伺服驱动器（20）这样地驱动，使得该促动器（19）实施平移运动，其特征在于，促动器位置不仅相对地通过增量行程传感器（26）而且绝对地通过绝对行程传感器（30）来检测。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，将所述增量行程传感器（26）的至少一个位置信号和所述绝对行程传感器（30）的至少一个位置信号叠加。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，将两个所述位置信号在一位置模型中这样地叠加，使得小信号特性以及必要时调节运动在一短时间范围中通过所述增量行程传感器（26）的分辨率高的增量行程测量占主导地位。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述绝对行程传感器（30）的分辨率不太高的绝对行程测量用作大信号特性的参考尺寸。
7.根据权利要求3至6中任一项所述的方法，其特征在于，所述增量行程传感器（26）的位置增量（41）借助于刻度因子（44）换算为行程差，所述行程差加上一以前求得的促动器位置（51）。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，耦合输入所述绝对行程传感器（30）的位置信号（42）。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，将一死区（52）用作所述绝对行程传感器（30）的位置信号（42）的非线性传递元素。
10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，在所求得的促动器位置（48）与所述绝对行程传感器（30）的位置信号（42）之间具有显著的差时特别是经由一可给定参数的反馈放大装置（54）回授一故障信号。
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