CN104879489A - 用于运行自动变速器的液压系统的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于运行机动车的自动变速器、尤其双离合变速器的液压系统的方法，该液压系统具有高压回路(H)和驱控装置(39)，在高压回路中连接有蓄压器(25)、至少一个离合器(K1,K2)、致动器(22)以及加载泵(53)，驱控装置在出现蓄压器-加载需求时驱控加载泵(53)。按照本发明，所述驱控装置(39)具有准备模块(40)，在该准备模块中评价由司机想要的机动车起动。在出现这种想要的机动车起动时，并且在出现蓄压器-加载需求时，所述准备模块激活部分负荷运行(T)，其中以加载转速驱控加载泵(53)，而且用于提高实际蓄压器压力(pist)到预定的断开压力值(paus)，其中所述自动变速器在一段特定的时间内是已准备就绪的。

Description

用于运行自动变速器的液压系统的方法
技术领域
本发明涉及一种如权利要求1所述的、用于运行机动车的自动变速器的液压系统的方法。
背景技术
在双离合变速器中，利用两个分变速器能够不中断牵引力地全自动地换挡。通过将两个分变速器与驱动装置连接的、两个离合器中的一个离合器实现转矩传递。通过液压系统可以液压地驱控离合器以及致动器以便挂挡。
由DE 10 2011 100 836A1已知这种液压系统，它形成本发明的出发点。该发明涉及特殊的程序模块，它们对于在液压系统中的泵驱动装置的实际耗电的信号处理是必需的。借助于这个信号处理识别是否存在蓄压器加载需求。
由DE 10 2011 100 836A1已知的液压系统分成高压回路和低压回路。在高压回路中设有蓄压器，通过它以例如约30bar数量级提供显著取决于温度的蓄压器压力。此外，可液压操纵的离合器以及致动器(例如换挡部件)设置在高压回路中。而低压回路以例如约5bar数量级的液压压力工作。利用低压回路通过液压流体实现分离合器的冷却。
在由现有技术已知的液压系统中，低压回路具有冷却泵，而高压回路具有加载泵，通过它使蓄压器加压到所需的蓄压器压力。两个液压泵通过公共的驱动轴借助于公共的电机驱动。电机通过驱控装置驱控。在出现蓄压器加载需求时以加载转速驱控电机。备选和/或附加地，例如在出现冷却需求(即，在出现非加载需求时)以冷却转速驱控。此外，高压回路和低压回路可通过旁通管路与内置的控制阀连接。控制阀根据在高压回路中的蓄压器压力无需其它外来能量地、即自动地在加载位置与非加载位置(冷却位置)之间调整。在加载位置，液压系统在加载运行中(即加载泵与高压回路流体技术地连接)以相应较大的实际耗电高泵负荷工作。而液压系统在控制阀的非加载位置(即冷却位置)例如以冷却运行工作，或者以其它的运行、例如过滤清洁运行。
下面为了理解大多谈及控制阀的冷却位置。要指出的是，控制阀的冷却位置和非加载位置是一致的。此外为了理解下面谈及冷却运行以及冷却转速。冷却运行仅仅是非加载运行的一个示例，由此术语冷却运行容易地通过一般的术语非加载运行替换。
在控制阀的冷却位置除了冷却泵，加载泵/增压泵也在流体技术方面与低压回路连接以及与高压回路脱耦。与加载运行不同，在冷却运行中液压泵以相应微小的实际耗电的情况下以微小的泵负荷工作。
在现有技术中，驱控装置可以在准备模式中工作，其中通过适合的感应装置和/或在出现预定的事件时出现由司机想要的机动车起动。如果是这种情况，则再检验，是否有蓄压器加载需求。如果也满足这个判据，则启动满负荷运行，其中将蓄压器一直充满到最大蓄压器压力。通过这种方式在接着的机动车起动时保证，自动变速器准备运行。因此蓄压器总是完全加载，即使接着机动车不投入运行，而是只仅仅加载机动车。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种用于运行自动变速器的液压系统的方法，其中避免了不必要的、直到完全充满蓄压器的加载过程，可以减少机动车蓄电池的充电循环并且总体上节省能量。
这个目的通过权利要求1的特征实现。在从属权利要求中给出本发明的优选改进方案。
按照权利要求1的特征部分，所述驱控装置具有准备模块，在准备模块中评价由司机想要的机动车起动。在既出现这种想要的机动车起动也出现蓄压器-加载需求时，所述准备模块不再激活满负荷运行，而是激活部分负荷运行。在部分负荷运行中，以加载转速驱控加载泵/增压泵，由此不再将蓄压器压力提高到最大压力值，而是提高到预定的最小压力(即断开压力值)，其中(在该压力下)所述自动变速器是可投入运行的(准备好)。上述准备模块可以与加载泵一起连接到调节回路中，在调节回路中以所追求的储存器最小压力(理论值)和实际确定的实际蓄压器压力(实际值)为基础以加载转速(驱控值)驱控加载泵。
特别优选，所述准备模块为了确定实际蓄压器压力具有压力模型单元。在压力模型单元中存储有压力模型，在压力模型中通过例如算法可模拟实际蓄压器压力的时间特性。因此，在压力模型单元中产生模型-蓄压器压力。代替事实上的实际蓄压器压力，这个模型-蓄压器压力作为部分负荷运行的依据。因此，在这个实施例变型中，既不需要蓄压器压力传感器，也不需要其它的阀门位置传感器，通过这些传感器能确定高压回路中的蓄压器加载需求。这些传感器是零部件耗费的。此外，传感器运行可能是容易发生故障的。
如上所述，在出现想要的机动车起动以及出现蓄压器加载需求时在启动时刻开始部分负荷运行。在这个启动时刻，将模型-蓄压器压力置于零值，其中模型-蓄压器压力相应于环境压力。而如果识别未出现蓄压器加载需求，即蓄压器压力足够大，则去激活准备模块和/或将模型-压力置于初始值，该初始值大于断开压力值，并且尤其对应于最大蓄压器压力。
在技术现实中，所述蓄压器可以是柱塞-缸单元，其中与液压管路连接的油腔利用预紧的压力柱塞加载。通过压力弹簧或者通过气压实现预紧。即，在以液压油充满油腔时在蓄压器中施加至少一个液压压力，它大于以后描述的预加压力。
所述蓄压器例如可以是柱塞-缸单元，具有与液压管路连接的油腔和预紧的压力活塞。通过例如施加在压力活塞上的气压实现预紧。在油腔完全排空时以预紧力相对于蓄压器的机械止挡部压紧预紧的压力柱塞。即，在填充过程时为了克服预紧力必需在压力柱塞上施加液压压力，该液压压力大于与预紧力相应/相关的预加压力。
因此，例如在蓄压器的部分充满状态，液压油以大于预加压力的蓄压器压力施加在压力活塞上。在完全排空状态，所述液压管路不利用蓄压器加载压力。而是在液压管路中存在环境压力。因此，当所有液压管路以液压油充满并且在液压管路中施加大于预加压力的液压压力时，实现自动变速器的运行准备。
在此，形成理论值的最小压力(即断开压力值)优选比预加压力大第一压力差。如果在部分负荷运行中模型-蓄压器压力超过断开压力值，则所述准备模块断开加载泵。而在低于接通压力值时再接通加载泵。所述接通压力值比断开压力值低第二压力差。此外，第二压力差优选小于上述的第一压力差。由此保证，部分负荷运行过程可靠地在上述的预加压力以上接通和断开。
由于零部件误差随着每次接通和断开过程以及在持续的部分负荷运行时间时，在模型-蓄压器压力与实际蓄压器压力之间的偏差增加，由此可能产生错误地加载泵驱控。为了避免这一点，在预定的接通和断开过程的次数以后、例如在三次接通和断开过程以后，与当前计算的模型-蓄压器压力无关地持久地以加载转速驱控加载泵，由此使实际蓄压器压力一直提高到最大压力值。
与上述的部分负荷运行不同，所述驱控装置例如在完成机动车起动以及在出现蓄压器加载需求时执行满负荷运行。在满负荷运行时以加载转速驱控加载泵，用于将蓄压器压力提高到大于断开压力值的最大压力值。
所述准备模块可以使部分负荷运行在预定事件时失效/去激活，例如在出现事实上的机动车起动时。
优选可以以加载泵的电机实际耗电以及电机的实际转速为基础确定压力加载需求。这种确定加载需求基于这一事实，即，加载泵的电机实际耗电在用于加载蓄压器的加载运行期间远大于电机在离合器冷却需求时的实际耗电。
液压系统除了高压回路以外还具有用于冷却离合器的低压回路。所述高压回路和低压回路可以分别具有冷却泵和加载泵，它们可以通过公共的电机驱动。所述高压回路和低压回路可以通过旁通管路与内置的控制阀连接。所述控制阀可以根据高压回路中的蓄压器压力没有外部能量地、即自动地在加载位置与非加载位置(冷却位置)之间调整，在加载位置所述液压系统以加载运行工作，在非加载位置所述液压系统以非加载运行工作。因此，所述控制阀可以自动调整到加载位置，只要在高压回路中的蓄压器压力低于下阈值。反之，所述控制阀可以自动调整到其非加载位置(冷却位置)，只要高压回路中的蓄压器压力超过上阈值。在执行满负荷运行以后，高压回路中的蓄压器压力对应于上阈值。
本发明的上述和/或在从属权利要求中描述的有利扩展结构和/或改进方案可以单独或以任意的组合应用，除了例如在明显相关或不一致的备选方案的情况下。
附图说明
下面借助于附图详细解释本发明和其有利的扩展结构和改进方案以及其优点。附图示出：
图1机动车的双离合变速器的方框图，具有七个前进挡以及一个后退挡；
图2a图1的双离合变速器的液压系统；
图2b单独举例示出了蓄压器；
图3表示准备模块的程序模块的另一方框图，以及
图4至6分别是曲线图，它们表示部分负荷运行、满负荷运行以及部分负荷运行的中止标准。
具体实施方式
在图1中以原理图示出了用于全轮驱动的机动车的双离合变速器。双离合变速器具有七个前进挡(七个圆圈数字1至7)以及一个后退挡RW。下面只对于理解本发明所需地描述双离合变速器。双离合变速器具有两个输入轴12,14，它们相互同轴地设置并且通过两个能液压操纵的膜片式离合器K1,K2有选择地与驱动源、例如内燃机连接。输入轴14设计为空心轴，在其中导引有设计为实心轴的输入轴12。两个输入轴12,14通过前进挡以及后退挡的齿轮组驱动轴线平行设置的从动轴16和由空心轴构成的中间轴18。前进挡1至7的齿轮组分别具有固定齿轮和可通过致动器22接通的活动齿轮。致动器22例如可以是复式同步离合器，它们可以分别从中性位置接通两个相邻的活动齿轮。
在图2a中以非常简化的方框图示出了双离合变速器的液压系统。借助于液压系统操纵离合器K1,K2以及致动器22的液压缸23。按照图2a的液压系统具有高压回路H以及低压回路N。在高压回路H中，连接在其中的离合器K1,K2以及致动器22的液压缸23通过蓄压器25以蓄压器压力pS加载，该压力可以位于例如30bar的数量级。为此，连接在蓄压器25上的主管路27通过未详细描述的分管路31导引到液压缸23。在分管路31中分别设置控制阀35。控制阀35以未示出的方式可通过中心驱控装置39驱控。
液压系统还具有加载泵53，它在输入端与油池55连接。加载泵53为了加载蓄压器25通过电机57由驱控单元39驱控。此外，加载泵53与冷却泵59一起设置在公共的驱动轴60上，该驱动轴由电机57驱动。冷却泵59在输出端与低压管路61连接，该低压管路导引到分配阀63。根据分配阀63的位置在出现冷却需求时可以将液压流体导回到第一和/或第二离合器K1,K2，并接着导回到油池55中。
按照图2a，高压回路H的主管路27在分支位置65分支到旁通管67，该旁通管与低压回路N的低压管61连接。在分支位置65的下游设置后面描述的止回阀69。此外，在旁通管67中内置/集成有控制阀71。控制阀71可以根据高压回路H中的蓄压器压力pS的高低在图2a中所示的加载位置L与冷却位置K之间调整。高压回路H中的蓄压器压力pS起到驱控压力的作用，控制阀71通过驱控压力没有附加外部能源地、即自动地调整。在此这样设计控制阀71，只要高压回路H中的蓄压器压力pS例如低于下阈值、例如25bar，就调整控制阀到加载位置。此外，只要蓄压器压力pS超过上阈值pmax、例如28bar，控制阀71就自动移动到其冷却位置K。
在图2b中可以看出蓄压器25的基本结构以及工作原理。因此，蓄压器25是柱塞-缸单元，该柱塞-缸单元具有与液压管路27,31连接的油腔26和预紧的压力柱塞27。在这里例如通过施加在压力柱塞27上的气压pgas实现预紧。备选地，也可以通过弹簧实现预紧。在油腔26完全排空时，压力柱塞27(在图2b中以虚线表示)以预紧力FV相对于蓄压器25的止挡部29压紧。也就是说，在填充过程时为了克服预紧力FV施加液压压力，该液压压力大于与预紧力FV相应/相关的预加压力pV。
在图2b中示出了蓄压器25的部分充满状态，其中液压油在通过蓄压器压力建立的预紧力FV的情况下施加在压力柱塞27上。在完全排空状态，液压管路27,31不利用蓄压器25压力加载。而是在液压管路27,31中存在环境压力。由此实现自动变速器的运行准备，如果所有的液压管路27,31以液压油充满并且在液压管27中施加大于预加压力pv的液压压力，而且以预定的压力差，以便在断开加载泵53以后由于基本泄露不会立刻再失去运行准备。
在行驶运行中通过操纵离合器K1,K2以及致动器22导致压力损失。此外，由于基本泄露、即由于通过阀门间隙或类似的泄漏在高压回路H中产生其它压力损失。由此降低了行驶运行期间的蓄压器压力pS。对于蓄压器压力pS低于下阈值(即，出现蓄压器加载需求)的情况，控制阀71自动调整到其加载位置L(图2a)。在出现蓄压器加载需求时，驱控装置39以加载转速nL驱控电机57。由此加载泵53可以加载蓄压器25。在这种加载运行中，加载泵53以大的泵负荷并因此以相应大的实际耗电Iist工作。如果蓄压器压力pS超过上阈值pmax(即，未出现蓄压器加载需求)，则控制阀71自动调整到其冷却位置K。在冷却位置K，加载泵53通过现在打开的旁通管67输送液压油到低压回路N。同时，高压回路H通过止回阀69压力密封地关闭。相应地加载泵53不再以高的、而是以降低的泵负荷以及相应较低的实际耗电Iist工作。
如上所述，驱控装置39在出现蓄压器加载需求时以加载转速nL驱控电机57。为了识别这种蓄压器加载需求按照本发明省去高压回路H中的压力传感器或者在控制阀71中的位置传感器。取而代之，驱控装置39具有评价单元73(图3)。评价单元73按照图3在信号技术方面与内置到发动机驱控装置中的电流测量装置75和转速传感器77连接，电流测量装置检测电机57的实际耗电Iist，转速传感器检测电机57的实际转速nist。
按照图3，评价单元73是准备模块40的组成部分并且与用于检测想要的汽车起动的适合的传感器74信号连接。本发明不包括传感器74。因此不详细描述其构造以及工作原理。
在既出现蓄压器加载需求又出现想要的机动车起动时，在准备模块40中激活单元78产生触发信号TS，通过触发信号启动部分负荷运行T(图4)。在部分负荷运行T(图4)中以加载转速nL驱控加载泵53，以便将实际蓄压器压力pist提高到预定的断开压力值paus，其中自动变速器对于确定的时间是能投入运行的(考虑基本泄露)。
按照本发明，准备模块40不以实际蓄压器压力pist为基础、而是以存储在压力模型单元79中的压力模型为基础驱控加载泵53。在压力模型中通过模型-蓄压器压力pM模拟实际蓄压器压力pist的时间特性。在模型-蓄压器压力pM的时间特性中考虑以加载转速nL驱控加载泵53以及由于基本泄露压力损失引起的蓄压器压力降低。这个模型-蓄压器压力pM作为部分负荷运行T的调节的基础，由此可以省去传感器检测实际蓄压器压力。
在图4中示出曲线，它们表示部分负荷运行T。因此部分负荷运行T在时刻t1启动，具体是在通过激活单元78完成激活压力模型以后。压力模型例如作为算法存储在压力模型单元79中。
随着在时刻t1启动部分负荷运行T以加载转速nL驱控加载泵53，由此液压管路27,31这样长时间地以液压油充满，直到达到预加压力pV的时刻t2。从达到预加压力pV开始，蓄压器25的油腔26被充满，具体是克服预紧力FV调整压力柱塞27。此外，在启动时刻t1使模型-蓄压器压力pM置于零值，其中模型-蓄压器压力pM对应于环境压力。
在时刻t3，模型-蓄压器压力pM达到断开压力值paus。在超过断开压力值paus时，准备模块79断开加载泵53的电机57，即，加载转速nL置于零并且模型-蓄压器压力pM由于基本泄露而再次消失。而当模型-蓄压器压力PM低于接通压力值pein时，加载泵53被再次接通。按照图4，断开压力值paus比预加压力pV大第一压力差Δp1。此外，接通压力值pein比断开压力值paus低第二压力差Δp2。在此，第二压力差Δp2小于第一压力差Δp1。
如同由图4进一步得出的那样，在部分负荷运行T中完成多个、例如总共三个接通和断开过程。从时刻t4开始，准备模块40持续地驱控加载泵53，即，与当前计算的模型-蓄压器压力pM无关地以加载转速nL驱控。
与在图4中所示的部分负荷运行T不同，在图5中示出满负荷运行V。例如在事实上执行的机动车起动时以及在出现蓄压器加载需求时进行满负荷运行V。与部分负荷运行T不同，在满负荷运行V中蓄压器压力pist(t)一直提高到最大压力值pmax。
在预定的事件时部分负荷运行T可以被去激活，例如在事实上机动车起动时或者在未出现蓄压器加载需求时，如同在图6中所示的那样。按照图6，首先在时刻t1启动部分负荷运行T。在时刻t1以后的微小时差Δt评价单元73在时刻tE识别到未出现蓄压器加载需求，即，蓄压器25还以液压油足够地充满。因此在时刻tE模型-压力pM向上置于初始值pinit。由此加载泵53的加载转速降到零。

Claims (12)

1.一种用于运行机动车的自动变速器、尤其是双离合变速器的液压系统的方法，该液压系统具有高压回路(H)和驱控装置(39)，在该高压回路中连接有蓄压器(25)、至少一个离合器(K1,K2)、致动器(22)以及加载泵(53)，所述驱控装置在出现蓄压器-加载需求时驱控加载泵(53)，其特征在于，所述驱控装置(39)具有准备模块(40)，在该准备模块中评价由司机想要的机动车起动，既在出现这种想要的机动车起动时也在出现蓄压器-加载需求时，所述准备模块(40)激活部分负荷运行(T)，在部分负荷运行中以一加载转速驱控加载泵(53)，以用于将实际蓄压器压力(pist)提高到预定的断开压力值(paus)，其中所述自动变速器对于确定的时间是能投入运行的。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述准备模块(40)和加载泵(53)连接在调节回路中，在该调节回路中所述准备模块(40)以断开压力值(paus)和确定的实际蓄压器压力(pist)为基础驱控加载泵(53)。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述准备模块(40)为了确定实际蓄压器压力(pist)具有压力模型单元(79)，在该压力模型单元中存储有压力模型，在所述压力模型中通过模型-蓄压器压力(pM(t))在部分负荷运行(T)中模拟实际蓄压器压力(pist)的时间特性，并且尤其在以加载转速(nL)驱控加载泵(53)并且考虑由于基本泄露压力损失引起的蓄压器压力降低的情况下模拟所述时间特性。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在启动(t1)部分负荷运行(T)时能将模型-蓄压器压力(pM)置于零值，其中模型-蓄压器压力(pM)对应于环境压力(pU)。
5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，在出现想要的机动车起动时并且在未出现蓄压器加载需求时去激活准备模块(40)和/或使模型压力(pM(t))置于一大于断开压力值(paus)的初始值(pinit)。
6.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述蓄压器(25)是柱塞-缸单元，其中一与液压管路(27,31)连接的油腔(26)利用预紧的压力柱塞(27)加载，在油腔(26)完全排空时以预紧力(FV)将预紧的压力柱塞(27)相对于蓄压器(25)的止挡部(29)压紧，在填充过程中为了克服预紧力(FV)施加一液压压力，该液压压力大于与预紧力(FV)相关的预加压力(pV)。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述断开压力值(paus)比预加压力(pV)大第一压力差(Δp1)。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在超过断开压力值(paus)时，所述准备模块(40)断开加载泵(53)，在低于接通压力值(pein)时，所述准备模块(40)接通加载泵(53)，所述接通压力值(pein)比断开压力值(paus)低第二压力差(Δp2)，该第二压力差小于第一压力差(Δp1)。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述准备模块(40)在数次接通和断开过程以后与当前计算的模型-蓄压器压力(pM)无关地驱控加载泵(53)。
10.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述驱控装置(39)在既出现机动车起动也出现蓄压器加载需求时执行满负荷运行(V)，在满负荷运行中以加载转速驱控加载泵(53)，用于将实际蓄压器压力(pist)提高到大于断开压力值(paus)的最大值(pmax)，并且尤其初始值(pinit)大于断开压力值(paus)，在未出现蓄压器加载需求时将模型-蓄压器压力(pM)设置为该初始值。
11.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述准备模块(40)在预定事件、例如机动车起动时去激活部分负荷运行(T)。
12.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，对于不同的温度存储有压力模型单元(79)的模型-压力阈值、尤其是预加压力(pV)。
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