CN106090179B - 控制方法以及以此方法运行的液力减速器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种控制方法以及以此方法运行的液力减速器，该液力减速器的在转子(3)与定子(2)之间形成的工作腔(6)能以工作流体来装填，用以产生制动力矩。为了调整液力减速器(1)的制动力矩，将改变工作流体的填充量和改变转子(3)与定子(2)之间的间距组合起来地使用。

Description

控制方法以及以此方法运行的液力减速器

技术领域

本发明涉及一种用于液力减速器的控制方法，该液力减速器具有定子和转子，它们在彼此朝向的侧上分别装配有各一个叶片并且在定子和转子之间能引入工作流体，其中，转子与转子轴联接并且以在轴向上能相对于定子移动的方式在该转子轴上受引导，从而转子的叶片到定子的叶片的间距是可变的。

背景技术

液力减速器作为特别是在商用车的驱动系中的无磨损的持续制动器来使用，并且在此用于例如在长时间的下坡路段行驶时减少各个行车制动器的负荷。典型地，液力减速器在此由转子和定子组成，它们分别配备有各一个叶片并且共同限定出它们之间的、大多构造为环面形的工作腔。制动力矩可以由此产生，具体方式为：将通常形式为油或者水的工作流体引入到工作腔中，其中，工作流体通过转子的叶片被带动起来并且向固定的定子的叶片的方向加速，在此工作流体受到支撑并且再次返回转子。这引起转子减速并且进而也引起液力减速器的引导转子的转子轴减速。除了制动力矩的大小通过所引入的工作流体量来调整的系统以外，还已知下述液力减速器，其中，通过改变转子与定子之间的轴向间距并且因而改变它们的叶片之间的轴向间距来执行对制动力矩的调整。其重要的优势在于，在制动运行之外，由于转子与定子之间大的间距而出现非常小的空转功率和进而是整体很小的损耗。

由文献EP 0 958 464 B1得知了一种由定子和转子构成的液力减速器。定子以及转子分别配备有叶片并且共同限界出它们之间的、构造为环面形的工作腔，为了减速器的制动运行可以将工作流体引入到该工作腔中。此外，转子布置在转子轴上，其中，转子可以通过装填工作腔在轴向上被引向定子。此外还设置有如下机构，通过该机构可以将转子向相反的方向转送。

发明内容

由前文所述的现有技术出发，本发明的任务现在在于，提供对液力减速器的控制方法的改进，在其中，可以以不同的方式对制动力矩进行驱控。

该任务通过提供一种对液力减速器进行控制的方法得以解决。后续分别给出本发明的有利的改进方案。

液力减速器的制动运行通过如下来表现，即，在减速器的转子和减速器的与该转子间隔开的定子之间引入特别是形式为油或者水的工作流体，转子和定子在它们之间形成工作腔，该工作流体随后通过转动的转子的叶片被带动起来并且向定子的叶片方向运送，在那里该工作流体受到支撑并且随后再次流回转子的叶片。这引起转子减速并且因此导致在转子上的相应的制动力矩。工作流体的热容量对利用减速器能达到的最大制动功率有着很大影响。制动功率因此通过对工作流体的温度检测而受到影响。在纯粹地通过控制工作流体的填充量对制动功率进行的调整中，必须在超过工作流体的临界温度时减小制动功率。由于工作流体量减少，减速器的热容量也减小，这是因为较少的工作流体在热交换器中可以被再冷却。其结果是需要更早地回调制动功率。

根据本发明，为了控制这样的液力减速器建议了如下方法，即，为了调整制动力矩而将改变工作流体的填充量和改变转子与定子之间的间距组合起来。

除了工作流体的填充量之外，制动力矩的大小还依赖于转子的叶片与定子的叶片之间的轴向间距，其中，在转子占据远离定子的位置时通过引入的工作流体产生最小的制动力矩，而在转子占据靠近定子的位置时通过引入的工作流体产生最大的制动力矩。

在制动过程之后，可以使工作腔完全排空工作流体，或者在转子与定子之间的间距足够大的情况下，也可以保持工作腔中的工作流体的填充量。在转子与定子之间有很大间距情况下，出现的空转损耗很小，然而也可以在不继续装填工作流体的情况下通过快速地减小间距来构建制动力矩。

在此，通过改变转子与定子之间的轴向间距来改变制动力矩原则上具有下述优势，即，为了制动运行必要时可以将固定的工作流体量引入到转子与定子之间限界出的工作腔中并且然后仅根据轴向间距执行制动力矩调整。大的工作流体量降低了形成气穴的倾向并且可以实现减速器的高的热传递能力，这是因为通过大的工作流体量还可以在制动运行期间吸收很多的热量。工作流体的热容量可以得到更好地利用。减速器可以在更大的运行范围内以满装填来运行，这使得减速器更为耐用。热交换器的热效率以及冷却系统和泵送系统的热效率也可以得到更好地利用，这意味着：更好地匹配于不同的马达、冷却系统和热交换器系统以及气候条件。在其中纯粹经由工作流体量的改变进行制动力矩调整的减速器中，在很低的转子转速时就必须要能实现充足的制动功率。于是这也导致的结果是，随着转子的转速上升并且特别是在很高的转速时必须减少工作流体量，以便于限制制动力矩。于是，工作流体量的减少也导致的是，所引入的工作流体在制动运行期间更快速地升温。因此，允许的制动功率由于工作流体的最大允许温度而有效地受到限制。

在另外的有利设计方式中，在同样的能获得的制动力矩的情况下，将更大的填入的工作流体量和转子与定子之间更大的间距相结合。由于工作流体量的增加，也增大了所置入的工作流体的吸热能力。工作流体的温度的上升较慢地进行并且延缓到达临界温度，在该临界温度需要回调制动功率。

该方法的设计可能方案规定，在超过工作流体临界温度之后，在在增大转子与定子之间的间距的同时增加工作腔中的填充量。由此，增大所使用的工作流体的吸热能力并且通过热交换器递送更多的工作流体。由此，减少了回调所要求的制动功率的需求，并且液力减速器可以更长时间地输出高制动力矩。

液力减速器的制动力矩的提升可以在转子与定子的间距保持不变的情况下通过增加工作流体的填充量来实现，并且在超过工作流体的温度临界值之后，在增加工作流体的填充量的同时增大转子与定子之间的间距。由此，首先执行通过增加在当前工作腔中的填充量来调整制动力矩，而无需调整间距。只有当工作流体的温度使得必须回调制动力矩时，才为了扩大吸热能力继续增加工作流体的填充量，并且为此通过增大转子与定子之间的间距来扩大工作腔。间距增大虽然也导致制动力矩的减小，然而由于更大的吸热能力而使能获得的制动功率较高地保持。

如果要获得制动力矩的特别快速的提升，则在本方法的有利设计方案中将同时装填工作腔与同时减小转子与定子之间的间距相结合。由此，特别是在制动过程开始之前就在工作腔中留有一定量的工作流体时，可以实现液力减速器的特别快速的使用。

根据本发明的方法优选应用在如下的液力减速器中，该液力减速器包括转子和定子以及在转子与定子之间构造出的工作腔，该工作腔能以工作流体来装填，用以产生制动力矩。这样的液力减速器优选位于车辆变速器和车辆驱动系中。

附图说明

在附图中示出了用于实现本发明的液力减速器的有利实施方式。

其中：

图1示出了处于空转中的相应于本发明的优选实施方式的液力减速器的部分剖开的视图；并且

图2示出了处于制动运行中的图1的减速器的另外的截面图。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的优选实施方式的液力减速器1。这种减速器在此由定子2和转子3组成，它们的彼此朝向的侧分别配设有叶片4或5，并且定子和转子在它们之间限界出环面形的工作腔6。

转子3现在布置于转子轴7上，除了转子3以外，该转子轴还引导圆柱齿轮8，在液力减速器1已安装在机动车的驱动系中的状态下，转子轴7在其转动运动中经由该圆柱齿轮与轴线平行的轴联接。在圆柱齿轮8轴向上的两侧还设置了支承部9和10，转子轴7以能转动的方式经由这些支承部来支承。

正如进而在图1中以及在图2的另外的截面图中能够看出的那样，转子3经由携动齿部12形式的机构11与转子轴7联接，该携动齿部螺旋状地延伸并且由转子3和转子轴7上的单齿部构成。携动齿部12在此类似丝杠传动装置地构造并且将转子3相对于转子轴7的相对扭转转换为转子3在转子轴7上的轴向移动，而在把转子3固定在转子轴7上的轴向位置中的情况下，实现了转子3与转子轴7之间的抗相对转动的(drehfest)联接。

液力减速器1在驱动系内部可以接在机动车变速器之前作为主减速器或者可以接在机动车变速器之后作为副减速器。在两种情况下转子轴7并且进而在转子轴7上占据固定的轴向位置的转子3都通过圆柱齿轮8来驱动。此外，尤其是形式为液体，例如油或水的工作流体被引入到工作腔6中，该液体因此通过转动的转子3的叶片5被带动起来并且向定子2的叶片4的方向运送，在那里液体受到支撑并且随后再次导回叶片5。这相应地引起转子3减速并且在转子上产生制动力矩，该制动力矩在转子轴7抗相对转动的联接的情况下凭借圆柱齿轮8相应地有传动比地导入到驱动系中。

通过液力减速器1产生的制动力矩的大小在此一方面可以通过所引入的工作流体量来调节，并且另一方面可以通过调整在叶片4与5之间的轴向间距x来调整。在此，不仅所引入的工作流体量而且间距x都可以无级地变化，以便可以凭借这两个调节环节实现转子轴7上的不同的制动力矩。但是特别优选的是，液力减速器1尽可能以装满工作流体的状态来运行，这是因为高的工作流体量一方面降低了形成气穴的倾向并且另一方面可以实现更多吸热以及因而更长久的制动运行。

作为特殊特征，携动齿部12在其走向方面如下这样构造：转子3相对于转子轴7的滞后运转，如在转子3没有轴向地固定在转子轴7上的情况下在制动运行时由于转子3的减速而会引起的滞后运转那样，强制地转换为转子3在转子轴7上沿着使间距x增大的方向的轴向移动。也就是说，通过工作流体在转子3上引起的制动力矩经由携动齿部12在实现转子3与转子轴7的相对扭转的情况下转换为间距x的增大。

在此，自动引起该移动并且该移动可以在液力减速器1的制动运行中由于作用在转子3上的制动力矩而快速导入，这也直接导致了制动力矩的减小。转子3随后占据图1中示出的远离定子的位置作为最终位置，在该远离定子的位置处，间距x如下大小地选定，即，在排空工作腔6的情况下几乎不经由叶片4和5泵送空气，并且就此而言液力减速器1的损耗功率可以保持得非常小。

由于将转子3转送到远离定子的位置自动地进行，必须主动地通过调节机构13来实现转子3向定子2的方向的运动。调节机构13在此通过在转子3上在端侧构造出活塞14来实现，该活塞在壳体15中延伸并与壳体15共同围成压力腔16。该压力腔16随后可以有针对性地加载以控制压力，从而产生沿定子2的方向作用的轴向力。

自克服了方向相反的、通过制动力矩凭借携动齿部12产生的轴向力起，转子3随后在转子轴7上在间距x减小的情况下朝向定子2运动。转子可以在压力腔16以相应的压力加载的情况下占据在图2中示出的靠近定子的位置作为最终位置，在该靠近定子的位置处占有尽可能小的间距x。然而如果压力腔16中的压力再次减小，那么凭借携动齿部12来实现前述的将转子3自动转送到远离定子的位置。

正如由图2可以看出的那样，压力腔16和工作腔6经由至少一个在转子3中延伸的节流孔17彼此相连。工作流体在此可以从压力腔16经由该节流孔17流出至工作腔6，这简化了对压力腔16中的控制压力的调整，这是因为各预期的控制压力通过补充工作流体得以维持。在压力腔16的区域内，还设置有目前没有进一步示出的传感器，通过该传感器来检测压力腔16中的当前的压力。

转子3在转子轴7上的轴向位置相应地通过一方面经由携动齿部12产生的轴向力与经由压力腔16实现的轴向力的关系进行调整。如果两个方向相反的轴向力相抵消，那么转子3就抗相对转动地置于转子轴7上。相反，如果轴向力彼此不同，那么就转换为间距x的相应的改变。

正如在两个图1和2可以看出的那样，最后在转子3和定子2之间设置有弹簧元件18，经由该弹簧元件使转子3预紧到远离定子的位置上。因而确保的是，转子3在系统停机的状态下始终占据远离定子的位置，并且因而不会在启动时就已经提供液力减速器1的空转功率那么大的制动力矩。

附图标记

1 液力减速器

2 定子

3 转子

4 叶片

5 叶片

6 工作腔

7 转子轴

8 圆柱齿轮

9 支承部

10 支承部

11 机构

12 携动齿部

13 调节机构

14 活塞

15 壳体

16 压力腔

17 节流孔

18 弹簧元件

x 间距。

Claims (7)

1.一种对液力减速器(1)进行控制的方法，所述液力减速器的在转子(3)与间隔开的定子(2)之间形成的工作腔(6)能以工作流体来装填，用以产生制动力矩，

其特征在于，为了调整所述液力减速器(1)的制动力矩，将改变工作流体的填充量和改变转子(3)与定子(2)之间的间距组合起来地使用，

为了促成制动力矩的快速提升，同时进行装填所述工作腔(6)和减小转子(3)与定子(2)之间的间距。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在同样的能获得的制动力矩的情况下，将更大的填入的工作流体量和转子(3)与定子(2)之间更大的间距相结合。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在超过工作流体的临界温度之后，在增大转子(3)与定子(2)之间的间距的同时增加所述工作腔(6)中的填充量。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，制动力矩的提升在转子(3)与定子(2)之间的间距保持不变的情况下通过增加工作流体的填充量来实现，并且在超过工作流体的温度临界值之后，在增加工作流体的填充量的同时增大转子(3)与定子(2)之间的间距。

5.一种带有转子(3)和定子(2)的液力减速器(1)，其中，在转子(3)与定子(2)之间构造有工作腔(6)，所述工作腔能以工作流体来装填，用以产生制动力矩，其特征在于，按照根据权利要求1至4中任一项所述的方法的特征来进行控制。

6.一种车辆变速器，其带有具有根据权利要求5所述的特征的液力减速器(1)。

7.一种车辆驱动系，其带有具有根据权利要求5所述的特征的液力减速器(1)。

Images