CN104246262B - 用于液压地操纵离合器的致动系统 - Google Patents

用于液压地操纵离合器的致动系统 Download PDF

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Abstract

一种用于液压地操纵离合器的致动系统，包括：具有主动活塞的主动缸；用于容纳液压流体的储存器；在储存器和主动缸之间的连接开口，其中连接开口的开启度与主动活塞的位置相关；和用于控制主动活塞的位置的静液压致动器。此外，在致动系统中设有用于控制静液压致动器的控制装置，使得在连接开口大程度打开期间，主动活塞的运动速度是高的，并且在连接开口小程度打开期间，主动活塞的运动速度是低的。在根据本发明的方法中，检测主动活塞的位置并且与位置或开启度相关地以不同的速度控制致动器。

Description

用于液压地操纵离合器的致动系统
技术领域
本发明涉及一种用于液压地操纵机动车辆的动力传动系中的离合器的致动系统。本发明尤其涉及对致动系统的静液压致动器的控制。
背景技术
用于液压地操纵离合器的致动系统包括静液压致动器，如其例如从DE 10 2010047 800 A1或DE 10 2010 047 801 A1中已知。这种致动器操纵主动缸中的主动活塞，以便借助于压力管路使液压流体与从动缸互换。从动缸包括从动活塞，所述从动活塞操纵离合器。
在一个实施方式中，在动力传动系中设有两个离合器，所述离合器作用于不同的传动轴，其中分别仅闭合离合器中的一个。在此，常见的是，如果从动缸中的压力足够高，那么离合器在动力传动系中传递力。从具有仅一个离合器的离合器系统中已知相反的实施方式，其中如果从动缸中的压力是小的，那么离合器在动力传动系中传递力。
主动活塞的位置耦联于离合器的位置，然而所述离合器经受一系列的影响因素。例如，离合器系统、尤其是液压流体能够在运行中被加热，由此所述液压流体膨胀或液压流体的压力增大。相反地，离合器系统的冷却能够导致流体的减小的体积或压力。为了补偿这种效应，常见的是，将在活塞之间的区域中封闭的液压流体周期性地借助于补偿开口与储存器连接(“抽吸”)，以便补偿超压或低压。为此，在储存器和主动缸之间设有连接开口，所述连接开口在主动活塞的所谓的抽吸位置中被释放。然而，在从抽吸位置中关闭连接开口时，在连接开口完全关闭之前，液压压力已经增大。在所述阶段期间，一定量的液压流体在储存器和主动缸之间互换，所述量与液压流体的流动阻力相关。然而，流动阻力此外与流体的温度相关，使得在关闭连接开口之后不能够确保致动系统中的液压流体的预定的压力或预定的体积。
发明内容
本发明基于下述目的，提出一种方法和一种系统，所述方法和所述系统允许以改进的精度尽可能快地调节液压的致动系统。
用于液压地操纵离合器的致动系统包括：具有主动活塞的主动缸；用于容纳液压流体的储存器；在储存器和主动缸之间的连接开口，其中连接开口的开启度与主动活塞的位置相关；和用于控制主动活塞的位置的静液压致动器。在根据本发明的致动系统中，此外设有用于控制静液压致动器的控制装置，使得在连接开口大程度打开期间，主动活塞的运动速度是高的，并且在连接开口小程度打开期间，主动活塞的运动速度是低的。在根据本发明的方法中，检测主动活塞的位置并且与位置或开启度相关地以不同的速度控制致动器。
由此，可行的是，主动活塞在连接开口关闭期间以下降的速度运动，所述速度确保整体上快速的、但是在连接开口关闭期间足够慢的压力建立，使得缸中的液压流体的体积或压力在连接开口关闭之后以改进的精度相应于预定的值。
在连接开口至少部分打开所位于的区域之外，主动活塞的运动速度原则上能够是任意的。尤其地，运动速度在连接开口关闭时与在连接开口部分打开时相比能够更高。抽吸过程能够以所述方式更快速地执行。因此，致动系统能够被更快地校准，以便借助于离合器能够实现精确的接合或分离进而实现所连接的变速器的精确的并且协调的换挡过程。
在一个优选的实施方式中，最大运动速度在部分打开的连接开口的区域中随着开启度增大而单调地增大。由此，能够以进一步改进的方式确保，通过抽吸过程期望的压力补偿快速地并且精确地以限定的方式进行。在此，运动速度与开启度的不同的相关性是可能的。
在一个实施方式中，相关性是线性的。静液压致动器或主动活塞的加速度能够以所述方式保持为小的。因此还能够更容易地控制致动器。在另一个实施方式中，相关性在所述区域的一个或多个部段上分别是恒定的。在使用多个部段时，能够实现运动速度的台阶形的曲线，所述曲线同样能够容易地实现。尤其地，能够容易地控制静液压致动器以便以不同的、预定的速度运动。
在另一个实施方式中，与液压流体的区域中的温度相关地控制主动活塞在仅部分打开的连接开口的区域中的运动速度。作为温度能够使用液压流体的直接的温度或能够使用如下温度，基于该温度足够准确地近似液压流体的温度，例如使用在从动缸的区域中的环境温度，如离合器温度。在此，能够与温度相关地控制仅一个上述部段或多个或全部部段的运动速度。温度越高，那么速度就越高。
为了确保主动活塞为了抽吸过程移动到打开位置中，能够调整打开位置，所述打开位置不会比抽吸过程所需要的更大程度释放连接开口。在该方法的一个实施方式中，为此，主动活塞运动到连接开口部分打开所位于的打开位置中，确定：液压流体的压力与预定相比更慢地下降到环境压力上，并且调整开口位置，使得开启度增大。下面，主动活塞能够仅在打开位置的一侧运动，以便操纵离合器。
通过所述过程，能够将主动活塞的打开位置校准到一定值，所述值一方面允许在储存器和主动缸之间的足够快的压力补偿，然而另一方面避免主动活塞的不必要的运动，并且在液压流体的由于其他的原因、例如由于热学的原因增大的压力的情况下抵抗释放连接开口的位置的移动。
在另一个实施方式中，能够确定：主动活塞的触碰位置朝主动活塞的关闭位置移动，在所述触碰位置处，离合器在压力增大时开始闭合，在所述关闭位置处，连接开口刚好关闭。随后，能够调整打开位置，使得连接开口的开启度增大。然后，主动活塞能够仅在打开位置的一侧运动，以便操纵离合器。
在这两个变型形式中可能的是，在特殊情况下，例如在致动系统由液压流体填充时，主动活塞运动到如下位置中，在所述位置中，连接开口与在正常运行中相比更大程度释放或完全释放。
在又一个实施方式中，在主动活塞朝开启度减小的方向运动时，基于液压流体的压力曲线确定主动活塞的关闭位置(“关闭点”)，在所述关闭位置处，连接开口刚好关闭。然后，主动活塞能够仅在确定的关闭位置的一侧运动，以便操纵离合器。由此能够防止，在关闭位置之前在连接开口关闭时出现不允许高的压力建立。在一个实施方式中，对此仅须检查：在主动活塞位于不安全区域之外期间，液压流体的压力是否高于预定的阈值，实际的关闭位置处于所述不安全区域中。这能够允许将有利简单构造的压力传感器用于液压流体的压力。
附图说明
现在根据所附的附图更详细地描述本发明，在附图中：
图1示出用于液压地操纵离合器的致动系统；
图2示出图1中的致动系统中的主动活塞的位置和最大运动速度之间的关系；
图3示出图1的致动系统中的液压流体的压力和主动活塞的位置之间的关系，并且
图4示出在图3中示出的关系的放大的一部分。
具体实施方式
图1示出用于液压地操纵离合器105的致动系统100。离合器105设为用于受控地闭合或中断尤其机动车辆的动力传动系中的力线。在一个优选的实施方式中，在动力传动系中设有多个离合器105，其中在每个时刻至多完全闭合离合器中的一个。
致动系统100包括：主动缸110，在所述主动缸中容纳有主动活塞115；从动缸120，在所述从动缸中容纳有从动活塞125；用于将缸110和120流体连接的压力管路130；以及储存器135，所述储存器借助于主动缸110中的连接开口140与主动活塞115的位置相关地与主动缸110流体连接。在储存器135、主动缸110、压力管路130和从动缸120中存在液压流体145。储存器135相对于周围环境没有压力密封地关闭，使得储存器135中的液压流体145具有周围环境压力、通常是周围环境的空气压力。
在示出的实施方式中基于：液压流体145的压力能够通过主动活塞115的运动而增大，以便闭合离合器105或通过动力传动系中的离合器105建立力配合。替选地，相反的布置同样是可能的，其中当液压流体145的压力下降时，离合器105借助于弹簧力闭合。
主动缸110中的主动活塞115的位置通过致动器150移动，通过该方式，主动活塞115能够借助于静液压致动器150运动。对此，致动器150优选包括：螺杆传动装置155，以用于将旋转状态转变成平移状态；驱动马达160，以用于提供旋转状态；和控制装置165，所述控制装置也能够设置成与致动器150分开。优选地，控制装置165与用于确定在液压流体145的区域中的温度的第一传感器170和/或用于确定在压力管路130的区域中的液压流体145的压力的第二传感器175连接。
为了在正常运行中打开和闭合离合器105，对致动器150进行控制，以便使主动活塞115在主动缸110中运动，使得关闭连接开口140，并且经由主动活塞115的位置提供液压流体145的用于打开或闭合所需要的压力。如果主动活塞115位于其中液压流体145的压力在正常运行中是低的位置中，那么图1中的主动活塞115还能够继续向左运动，以便在所谓的抽吸过程的范围中，至少部分地释放连接开口140并且能够实现液压流体145在主动缸110和储存器135之间的互换。当液压流体145的温度从发生的抽吸过程起发生改变时，抽吸过程能够是需要的。通过抽吸过程，液压地或机械地重新校准致动系统100，以便建立致动器150的位置和离合器105的位置之间的预定的关系。
图2示出图1中的致动系统100的主动活塞115的最大运动速度和位置之间的关系200。在左边的区域中以功能性的方式示出主动缸110连同主动活塞115和连接开口140的一部分。在右边的区域中在上方示出在竖直方向上的主动活塞115的位置和水平方向上的时间之间的关系。在右边的区域中，在更下方示出主动活塞115在主动缸110中的运动速度的三个替选的曲线。虚线简化了三个视图的部段之间的关联性。
在正常运行中，主动活塞115的在图2中上部的棱边位于零位置205中，在所述零位置中，从动缸120加载有最小的压力。为了操纵离合器105，主动活塞115从零位置205起在图2中向上行进。为了抽吸，相反地，主动活塞115向下运动到关闭位置210中，在所述关闭位置中，连接开口140刚好还完全关闭。经过关闭位置210，主动活塞115随后继续运动到打开位置215中，在所述打开位置中，连接开口140朝向储存器135足够地释放。在图2的视图中，在没有限制具有连接开口140的最大可能的开启度的普遍性的情况下，示出打开位置215。在其他的实施方式中，关于图2的视图也能够更靠上限定打开位置215。打开位置215也能够可变地被限定，以便允许最优化的抽吸过程。
根据本发明，主动活塞115与其在主动缸110中的位置相关地在其运动速度方面受到控制。曲线220阐述主动活塞的运动速度和位置之间的关系。在第一时间段225中，通过主动活塞115从零位置205运动到关闭位置210中的方式，准备抽吸。在第二时间段230中，主动活塞115继续朝打开位置215的方向运动，使得连接开口140部分打开从而连接开口140的开启度增大。在第三时间段235中，主动活塞115保持在打开位置215中。在该部段中，实现在主动缸110的内腔和储存器135之间的压力补偿的一大部分。此后，在部段240中，连接开口140借助于主动活塞115再次关闭，直至主动活塞115已经到达关闭位置210。在部段240中的运动优选对应于部段230中的时间上相反的过程。在第五时间段245中，主动活塞115再次从关闭位置210运动到零位置205中。该部段相应于时间上相反的部段225。
在连接开口140相对大程度打开时主动活塞115在部段225中的运动速度是大的，那么而在连接开口140相对小地打开时部段230中的运动速度是小的。在一个实施方式中，运动速度、尤其是部段230中的运动速度也能够基于图1中的温度传感器的温度受到控制。如果温度是高的，那么与温度低时相比运动速度更高，以便考虑液压流体145的与温度相关的粘度。
三个替选的、示例性的速度曲线250、255和260阐述主动活塞115的与部分释放的连接开口140的开启度相关的速度控制。在部段230或240之外，即连接开口140完全打开或完全关闭的区域，能够以已知的方式引起主动活塞140的适当的速度。
在第一曲线250中，主动活塞115在部段230中的运动速度低于在部段225中的运动速度，其中在部段230中的运动速度是恒定的。
在第二曲线255中，主动活塞115在部段230中的运动速度随着连接开口140的开启度增大而线性增大。主动活塞115在打开位置215处的速度能够与部段225中的速度一样大或也能够比其更低。
在第三曲线260中，主动活塞115在部段230中的速度与连接开口140的开启度相关地在多个部段中以分别恒定的速度受控。得出示出的、台阶形的速度曲线260。在此，能够依次控制主动活塞115的两个、三个或更多个恒定的速度。
在其他的实施方式中，主动活塞115在部段230中的其他的速度曲线也仍是可能的。在此，优选的是，速度曲线是单调的。
在第四部段240中，主动活塞115优选地以一定速度运动，所述速度如示出的那样以相反的时间顺序对应于部段230中的相应的曲线。
图3示出图1的在致动系统的液压流体145的压力和主动活塞115的位置之间的关系300。在竖直方向上示出液压流体145的压力并且在水平方向上示出主动活塞115的位置。示出的关系是示范性的并且给出的刻度值是示例性的。
第一曲线305与主动活塞115在正向方向上的运动一致，即在图3中向右，而第二曲线310与主动活塞115在负向方向上的运动一致，即在图3中向左。在操纵离合器期间由于通过图1中的实际致动系统100的摩擦造成的滞后效应得出不同的曲线305、310。
在主动活塞115的大约10mm的位置中存在触碰点315，在触碰点处，开始或结束离合器105的操纵，即借助于离合器105在操纵静液压致动器150时中断力配合或在减弱操纵时闭合力配合。为了能够准确控制离合器105的打开或闭合，需要的是，尽可能准确地在主动活塞115的位置方面识别触碰点315。如果液压流体145在连接开口140在抽吸过程期间关闭之后升温，那么曲线305和310向左移动。这种移动也能够具有其他原因，因此仅基于液压流体145的温度还不能够补偿移动。替代地，在主动活塞115运动到图2中的部段230中的抽吸位置中时液压流体145免于超压或低压，通过该方式通过能够消除该移动。
图4示出在图3中示出的关系的放大的一部分。在此，采用在位置-1.0mm中的关闭位置210。然而，关闭位置210位于不安全区域405之内，因为在关闭位置210的区域中的增大的压力例如能够导致连接开口140处的密封件的变形，使得实际的关闭位置210在致动系统100运行时能够在其关于主动缸110的位置方面发生改变。
为了将打开位置215置于主动活塞215的刚好确保连接开口140充分释放的位置，能够遵循不同的方式。在第一变型形式中，观察液压流体145在打开位置215中的压力。如果压力与具有特定的速度相比更慢地下降到储存器135中的压力上，那么图4中的开口位置215继续向左。所述变化涉及控制装置165的内部参数。
在第二变型形式中，能够基于液压流体145的温度来调整开口位置215，使得开口位置215在液压流体145热时与在液压流体145冷时相比对应于更小的开启度。
此外为了确保，在图2中在部段240中关闭连接开口140时压力管路130中的液压流体145的不允许高的压力不会保持，也能够使用图1中的压力传感器175，以便相应地调整关闭位置210。在一个实施方式中，如果主动活塞115位于示出的不安全区域405之下或在图4中位于其左边并且超出用于压力的预设的阈值410，那么能够调整关闭位置210。
附图标记列表：
100 致动系统
105 离合器
110 主动缸
115 主动活塞
120 从动缸
125 从动活塞
130 压力管路
135 储存器
140 连接开口
145 液压流体
150 静液压致动器
155 螺杆传动装置
160 驱动马达
165 控制装置
170 第一传感器
175 第二传感器
200 关系
205 零位置
210 关闭位置
215 打开位置
220 曲线
225 第一部段
230 第二部段
235 第三部段
240 第四部段
245 第五部段
250 第一速度曲线
255 第二速度曲线
260 第三速度曲线
300 关系
305 第一曲线
310 第二曲线
315 触碰点
405 不安全区域
410 阈值

Claims (10)

1.一种用于控制用于液压地操纵离合器(105)的致动系统(100)的方法，其中所述致动系统(100)具有：带有主动活塞(115)的主动缸(110)；用于容纳液压流体(145)的储存器(135)；在所述储存器(135)和所述主动缸(110)之间的连接开口(140)；用于控制所述主动活塞(115)的位置的静液压致动器(150)和用于控制所述静液压致动器(150)的控制装置(165)，并且所述连接开口(140)的开启度与所述主动活塞(115)的位置相关，所述方法包括下述步骤：
-在所述连接开口(140)大程度打开期间，用高的速度控制所述致动器(150)，并且
-在所述连接开口(140)小程度打开期间，用低的速度控制所述致动器(150)。
2.根据权利要求1所述的方法，其中运动速度在连接开口(140)仅部分打开时与连接开口关闭时相比更小。
3.根据权利要求2所述的方法，其中在仅部分打开的所述连接开口(140)的区域(230)中的运动速度随着开启度增大而单调增大。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述运动速度与所述开启度的相关性是线性的。
5.根据权利要求3所述的方法，其中所述运动速度与所述开启度的相关性在区域(230)的多个部段上分别是恒定的。
6.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中与所述液压流体(145)的区域中的温度相关地控制在仅部分打开的所述连接开口(140)的区域(230)中的运动速度。
7.根据权利要求1所述的方法，还包括下述步骤：
-所述主动活塞(115)运动到打开位置(215)中，在所述打开位置中，所述连接开口(140)部分打开；
-确定：所述液压流体(145)的压力与预定相比更慢地下降到环境压力上，
-调整所述打开位置(215)，使得开启度更大，并且
-所述主动活塞(115)仅在所述打开位置(215)一侧运动，以便操纵所述离合器(105)。
8.根据权利要求1所述的方法，还包括下述步骤：
-确定：所述主动活塞(115)的触碰位置(315)朝所述主动活塞(115)的关闭位置(210)的方向移动，在所述触碰位置处，所述离合器(105)开始闭合，在所述关闭位置处，所述连接开口(140)刚好关闭；
-调整所述打开位置(215)，使得所述连接开口(140)的开启度变大，并且
-所述主动活塞(115)仅在所述打开位置(215)的一侧运动，以便操纵所述离合器(105)。
9.根据权利要求1所述的方法，包括下述步骤：
-所述主动活塞(115)朝开启度减小的方向运动；
-基于所述液压流体(145)的压力曲线确定关闭位置(210)，在所述关闭位置处，所述连接开口(140)刚好关闭，以及
-所述主动活塞(115)仅在确定的所述关闭位置(210)一侧运动，以便操纵所述离合器(105)。
10.一种用于液压地操纵离合器(105)的致动系统(100)，其中所述致动系统(100)包括下述：
-主动缸(110)，所述主动缸具有主动活塞(115)；
-储存器(135)，以用于容纳液压流体(145)；
-在所述储存器(135)和所述主动缸(110)之间的连接开口(140)，-其中所述连接开口(140)的开启度与所述主动活塞(115)的位置相关；和
-静液压致动器(150)，以用于控制所述主动活塞(115)的位置，其特征在于，
-所述致动系统具有用于控制所述静液压致动器(150)的控制装置(165)，使得在所述连接开口(140)大程度打开期间，所述主动活塞(115)以高的速度运动，并且在所述连接开口(140)小程度打开期间，所述主动活塞(115)以低的速度运动。
CN201380020386.6A 2012-04-16 2013-03-25 用于液压地操纵离合器的致动系统 Active CN104246262B (zh)

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