CN103930321A - 具有可退耦的液力减速器的机动车驱动系及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有可退耦的液力减速器的机动车驱动系及其控制方法，机动车驱动系其包括旋转的带叶片的初级轮和静态的或者在相反方向上旋转的带叶片的次级轮，它们共同构成为了接通减速器而能够利用工作介质填充的工作室，其中，所述液力减速器能够借助分离离合器机械地从驱动系上退耦。本发明的特征在于，设置有液位监控装置，其检测工作室内的工作介质的实时液位，并且设置有分离离合器闭锁装置，其与液位监控装置处于通讯的或机械的作用连接状态，并且依据所检测的液位来阻止分离离合器闭合。

Description

具有可退耦的液力减速器的机动车驱动系及其控制方法
技术领域
本发明涉及一种能够借助分离离合器机械地从驱动系上退耦的液力减速器的机动车驱动系及其控制方法。
背景技术
许多年以来，液力减速器作为无磨损的持续制动器，不仅用在有轨车辆内还用在公路车辆内，后者特别是指货车。尽管就刹车时的安全性而言和相比摩擦工作的行车制动器的磨损更小而言，这种无磨损的持续制动器无可争议地带来了许多优点，但是液力减速器在非制动运行时的空转损耗是个争论点。尽管通过预设所谓的通风挡板或者通过预设在非制动运行时驶离定子(次级轮)的转子(初级轮)能够减少空转损耗，然而特别是后一种措施在此通常不足以将空转损耗降到几乎为零。
一种将这种液力减速器的空转损耗降为零的可能性在于，将液力减速器构造成能够借助分离离合器从驱动系上退耦。然而在此产生以下缺点：一方面用来闭合分离离合器的时间增加到用于填充液力减速器的时间，这就延长了要求激活液力减速器和由液力减速器提供必要的制动力矩之间的反应时间。另一方面，相比具有在没有分离离合器的情况下连接在驱动系上的液力减速器的驱动系，特别是构造成摩擦离合器的分离离合器可能由于高负荷，特别是在接通液力减速器时，导致需要更早进行维修服务或者更换零部件。
为了缩短通过分离离合器连接到驱动系上的液力减速器的反应时间，欧洲专利文献EP2024209B1建议，总是在不处于机动车的牵引运行时，预先闭合分离离合器，并且在排空的状态下联接减速器。
公开文献DE19927397A1建议一种能够自增强的摩擦离合器用于联接液力减速器，它使得即使在填充状态下也能够联接液力减速器。
公开文献DE102005052121A1建议通过排空液力减速器的工作室并且同时松开定子，使它能够与转子一起滚动，来关掉液力减速器。
公开文献DE102009001146A1建议共轴地布置减速器的转子和电机的转子，它们能够共同通过分离离合器、特别是异步的分离离合器从驱动系上断开。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种具有能够借助分离离合器机械地从驱动系上退耦的液力减速器的机动车驱动系及其控制方法，利用它们能够减少或避免上述缺点。根据本发明的解决方案的特征应使准备在构造上简单并且成本低。
根据本发明的目的通过具有权利要求1所述特征的机动车驱动系以及具有权利要求7所述特征的用于控制机动车驱动系的方法得以实现。从属权利要求描述本发明有利的并且特别符合目的的构造方案。
根据本发明的机动车驱动系具有液力减速器。该液力减速器包括旋转的带叶片的初级轮和静止的次级轮(定子)或者在与初级轮相反的方向上转动的带叶片的次级轮(反转减速器)，它们共同构成能够填充工作介质的工作室。为了接通减速器要用工作介质填充工作室，其中，位于工作室内的、形成工作室内液力循环流的工作介质量确定了从初级轮传递到次级轮上的力矩，并且因此确定了制动力矩。通常该减速器能够切换到不同的制动级。
液力减速器能够借助分离离合器机械地从驱动系上退耦。分离离合器特别设计为湿运转的或干燥运转的摩擦离合器，例如多片式离合器。分离离合器可以具有桥接联接(ueberbrueckungsschaltung)，它在同步后将离合器的初级侧和次级侧锁在一起、特别是形状配合地或后啮合地锁在一起，从而增加可传递的力矩。根据一种实施方式，以如下方式决定分离离合器的尺寸，即，使它在摩擦状态下具有最大的力矩传递能力，其低于在一定程度上填充的或填充满的液力减速器的力矩传递能力。
分离离合器在这里要理解为每个在第一运行状态下形成功率传递、特别是机械性功率传递并且在第二运行状态下将其中断的组件，因此例如是同步元件、摩擦离合器和其他的组件。
根据本发明设置有液位监控装置，它检测工作室内工作介质的实时液位。在此可以直接在工作室内进行检测，但是也可以在其外部间接地进行检测。例如可以在液力减速器的副室内进行液位检测，该副室依据工作室的液位或多或少地填充有工作介质，它在这里基于连通器原理被称为减速器的连通的副室。
可以在数量上或质量上进行液位检测。在数量上检测液位时，仅仅确认减速器的工作室内究竟有没有工作介质，或者其是不是排空的。在质量上检测液位时，要无级地或者在不同级的情况下检测具体的液位。此外还可以连续不断地或者有间隔地进行检测。
根据本发明设置有分离离合器闭锁装置，它与液位监控装置处于通讯的或机械的作用连接状态，并且根据所检测的液位阻止分离离合器闭合。这种分离离合器闭锁装置不仅可以设计为纯电子的控制装置，其发出相应的、允许或阻止分离离合器闭合的闭合信号和/或阻止信号。可替代地，也可以设计为物理的或机械工作的机构。也可以考虑混合形式。根据一种有利的实施方式，液位监控装置具有浮标，其布置在减速器的工作室内或者布置在减速器的与工作室在工作介质的液位方面连通的副室内。
附加地或可替代地，，液位监控装置可以包括电的、光学的或声学的传感器和配属的评估单元，借助她们通过电阻测量、光学信号测量或者声学信号测量来检测减速器的工作室的、或在工作介质的液位方面连通的副室的液位。
有利的是，液位监控装置或者分离离合器闭锁装置配有控制装置或者在其中集成有控制装置，控制装置直接地或者间接地检测、接收或者计算分离离合器的背离减速器的初级侧的实时转数作为输入变量，并且额外地还依据转数来控制分离离合器闭合。
控制装置例如可以计算与液位相关的临界转数，或者能够访问与液位相关的临界转数特征线或临界转数特征线群，它/它们特别是存储在控制装置内，其中，当所属的当前转数高于所属的临界转数或者临界转数特征线时，控制装置在液位的情况下借助分离离合器闭锁装置来阻止分离离合器闭合。这出现以下情况：尽管由于减速器在工作室已填充时在摩擦状态下的传递能力比较小，也就是说，它产生制动力矩，所以闭合分离离合器基本上就分离离合器的耐久性而言应视为危险的，但是在分离离合器的初级侧的转数比较小时，也就是在减速器通过闭合分离离合器加速到比较小的转数时，允许进行这种闭合，因为具体来说由减速器产生的制动力矩是与速度相关的，关系到减速器的初级轮的旋转速度。这同时意味着，依据实时转数也可以更快地闭合分离离合器或者更快地激活减速器。
当机动车驱动系基本上以如下方式设计，即，减速器或者其工作室处于未激活状态下、也就是说没有用于减速器的激活请求时，应该将其排空，所以在减速器的工作室内在这个状态下存在工作介质是不希望的结果。这个结果可能导致通过根据本发明的措施在下一次用于减速器的激活请求时阻碍或阻止分离离合器闭合，从而限制了减速器的可用性。为了在这种不希望的状态下现在再次提高减速器的可用性，按照根据本发明一种实施方式可以提出的是，在阻止分离离合器闭合时采取这样一些措施，它们应该使得能够尽快地或者在有利的时间点排空工作室。于是例如可以在阻止分离离合器闭合的所述状态后一直等待，直到分离离合器的初级侧的转数的实时值降到临界转数或临界转数特征线以下，并且然后在没有用于减速器的激活请求或激活信号的情况下也实现分离离合器闭合，使得该减速器的转子(至少初级轮)进行旋转，并且使得将工作室泵空。
根据根据本发明的这种实施方式，控制装置可以具有减速器激活信号输入端，其上施加有信号，该信号表示对减速器的激活请求，并且尽管有激活请求，控制装置还是引起对分离离合器闭合的阻止，并且在进行阻止之后，一旦实时转数低于临界转数或临界转数特征线，与另外的激活请求无关地驱控、或者即使没有激活请求也驱控分离离合器闭合。
根据本发明的一种可替代的构造方案，如果发现填充处于不希望的状态，并且相应地阻止了分离离合器闭合时，也可以借助另一个设备总成、例如通过利用附加马达、特别是电动机驱动液力减速器的初级轮和/或次级轮，实现对减速器的工作室的排空，或者工作室能够借助泵被泵空。
附图说明
下面借助一个实施例示例性地描述本发明。
其示出：
图1是次级轮的示意图，次级轮通过分离离合器连接在机动车的驱动系上；
图2是图1所示的减速器的示意性细节图。
具体实施方式
在这些图中能识别出液力减速器1，它通过分离离合器2连接在机动车驱动系3上，在这里是连接在加强驱动(Hochtrieb)传动装置4形式的辅助输出器3上。传动装置4是指步进传动装置，特别是机动车的自动传动装置或者自动化的换挡传动装置，其在输入侧由马达、特别是内燃机5驱动，并且在输出侧通过传动输出轴6驱动机动车的驱动轮7。减速器1配有控制装置8，其至少控制分离离合器2分开和闭合，或者当这是通过另一个装置得以控制时，则阻止分离离合器2闭合。控制装置8可以或者可以本身是分离离合器闭锁装置，或者能够访问这种在图1中用附图标记9表示的分离离合器闭锁装置。
在图2的细节图中示出了减速器1的带叶片的初级轮10。它与在此设计为定子的、带叶片的次级轮11相对置，并且与之共同构成工作室12。此外，液力减速器1具有副室13，它的工作介质的液位与工作室12的成比例。在副室13中设置有液位监控装置14，在这里具有浮标15。
控制装置8具有用于分离离合器2的初级侧17的转数的输入端16。此外，控制装置8还具有减速器激活信号输入端18，其上施加有信号，它代表用于减速器的激活请求。这种激活请求例如可以由车辆驾驶员通过操作执行器或换挡杆或者通过车辆的调节装置、例如车距调节器或速度调节器给出。
在控制装置8中存储有特征线，或者在存储器19中存储有与液位有关的临界转数的多个特征线。可替代或补充地，控制装置8可以不断地从实时的输入变量中计算出相应的临界转数。输入变量例如可以由CAN-Bus提供。

Claims (11)

1.一种具有液力减速器(1)的机动车驱动系，包括旋转的带叶片的初级轮(10)和静态的或者在相反方向上旋转的带叶片的次级轮(11)，所述初级轮和所述次级轮共同构成为了接通所述减速器(1)而能够利用工作介质填充的工作室(12)，其中，
1.1所述液力减速器(1)能够借助分离离合器(2)机械地从驱动系上退耦，其特征在于，
1.2设置有液位监控装置(14)，所述液位监控装置检测所述工作室(12)内的所述工作介质的实时液位，并且
1.3设置有分离离合器闭锁装置(9)，所述分离离合器闭锁装置与所述液位监控装置(14)处于通讯的或机械的作用连接状态，并且所述分离离合器闭锁装置依据所检测的所述液位来阻止所述分离离合器(2)闭合。
2.根据权利要求1所述的机动车驱动系，其特征在于，所述液位监控装置(14)具有浮标(15)，所述浮标布置在所述减速器(1)的所述工作室(12)内、或者布置在所述减速器的与所述工作室(12)在所述工作介质的液位方面连通的副室(13)内。
3.根据权利要求1或2中任一项所述的机动车驱动系，其特征在于，所述液位监控装置(14)包括电的、光学的或者声学的传感器和配属的评估单元，借助所述传感器和所述评估单元，通过电阻测量、光学信号测量或者声学信号测量来检测所述减速器(1)的所述工作室(12)的、或在所述工作介质的所述液位方面连通的副室(13)的所述液位。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的机动车驱动系，其特征在于，所述液位监控装置(14)或者所述分离离合器闭锁装置(9)配有控制装置(8)，或者在所述液位监控装置或者所述分离离合器闭锁装置中集成有控制装置，所述控制装置直接或者间接地检测、接收或者计算所述分离离合器(2)的背离所述减速器的初级侧(17)的实时转数作为输入变量，并且所述控制装置额外地依据所述转数来控制所述分离离合器(2)闭合。
5.根据权利要求4所述的机动车驱动系，其特征在于，所述控制装置(8)计算与液位相关的临界转数，或者与液位相关的临界转数特征线存放在所述控制装置(8)中，并且在所属的当前的所述转数高于所属的所述临界转数或者所述临界转数特征线时，所述控制装置(8)在液位的情况下借助所述分离离合器闭锁装置(9)阻止所述分离离合器(2)闭合。
6.根据权利要求5所述的机动车驱动系，其特征在于，所述控制装置(9)具有减速器激活信号输入端(18)，在所述减速器激活信号输入端上施加有信号，所述信号表示对减速器(1)的激活请求，并且尽管有激活请求，所述控制装置(8)还是引起对所述分离离合器(2)闭合的所述阻止，并且在进行所述阻止之后，一旦实时转数低于所述临界转数或所述临界转数特征线，所述控制装置与另外的激活请求无关地驱控所述分离离合器(2)闭合。
7.一种用于控制具有能够填充和排空工作介质的液力减速器(1)的机动车驱动系的方法，所述减速器能够借助分离离合器(2)机械地从驱动系上退耦，所述方法具有以下步骤：
7.1当所述分离离合器(2)在打开状态下时接收用于所述减速器(1)的激活请求的信号，
7.2检测所述减速器(1)的由带叶片的初级轮(10)和带叶片的次级轮(11)构成的工作室(12)内的工作介质的液位，并且
7.3依据所检测的所述液位闭合所述分离离合器(2)。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，只有在所述工作室(12)内的所述工作介质处于被排空状态下才闭合所述分离离合器(2)。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，依据所述液位和所述分离离合器(2)的背离所述减速器(1)的初级侧(17)的实时转数来闭合所述分离离合器(2)，其中，当转数较小时，即使所述工作室(12)填充有工作介质也还是进行闭合，并且在转数较大时，只在所述工作室(12)排空时进行闭合。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，预先给定临界转数或临界转数特征线，借助所述临界转数或临界转数特征线使一个或者多个最大允许的液位配属于所述分离离合器(2)的所述初级侧(17)的某个转数或者不同的转数，并且在所述分离离合器(2)的所述初级侧(17)的实时转数高于所述临界转数或所述临界转数特征线时，阻止所述分离离合器(2)闭合，并且在低于所述临界转数或所述临界转数特征线时允许所述分离离合器闭合。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，在阻止所述分离离合器(2)闭合后一直等待，直到所述分离离合器(2)的初级侧(17)的所述转数的实时值降到所述临界转数或所述临界转数特征线以下，并且然后在没有用于所述减速器(1)的激活请求的情况下也实现所述分离离合器闭合，从而排空所述减速器(1)。
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