CN113272578A - 用于控制液力机器的方法和液力机器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于控制液力机器的方法，该液力机器具有带叶片的初级叶轮和带叶片的次级叶轮，该初级叶轮和次级叶轮共同地形成工作腔，该工作腔能被填充来自工作介质储存容器中的工作介质储备的工作介质，以便通过在工作腔中形成工作介质循环以液力的方式将驱动功率从初级叶轮传递到次级叶轮；其中，在工作介质储备上施加控制压力，以便将工作介质从工作介质储备排挤到工作腔中。按本发明的方法的特征在于，在将控制压力施加到工作介质储备上时至少间接地检测工作介质储存容器中的压力上升并且根据检测到的压力上升确定工作介质储存容器中的工作介质储备的填充液位。

Description

用于控制液力机器的方法和液力机器
本发明涉及一种用于控制液力机器、尤其是液力制动器的方法，以及这种液力机器，尤其是液力制动器。
在液力机器中，可以通过不同的方法调整工作腔被工作介质填充的填充度。根据一种方法，截止阀设置在通向工作腔的进入处，并且调节阀设置在工作腔的出口处。通过截止阀可以中断工作介质向工作腔的供应。通过调节阀可以改变工作介质出口中的流动横截面，使得工作介质出口中形成或多或少的压力损失并且借此调整在工作腔中的工作介质量和工作介质压力。根据与本发明相关的第二方法，设有带有工作介质储备的工作介质储存容器，其能被施加预设的可改变的控制压力，以便将更多或更少的工作介质从工作介质储备中排挤到工作腔中。
在这两种方法中，如在本发明中，工作介质同时还可以用作液力机器的润滑剂，例如用于润滑轴承。
如果在根据第二种方法控制的按本发明类型的液力机器中，由于不可避免的泄漏，工作介质储备在液力机器的运行时间过程中减少，则会导致工作介质容器中的工作介质储备的填充液位过低。这种过低的填充液位也可以是在液力机器的调试运行或维修时错误填充的结果。这种过低的填充液位可能在液力机器的运行中导致工作介质喷射不期望的增大，并且还导致液力机器的润滑不足。
本发明所要解决的技术问题是，提供一种用于控制液力机器的方法以及相应的液力机器，在该方法和液力机器中识别工作介质容器中的工作介质储备的过低的填充液位。本发明应见长于设备技术的低耗费。
按本发明的技术问题通过一种具有权利要求1的特征的方法和一种具有权利要求10的特征的液力机器解决。从属权利要求描述有利的并且特别适宜的结构方案。
按本发明的液力机器尤其设计为液力制动器。
按本发明的方法应用在具有带叶片的初级叶轮和带叶片的次级叶轮的液力机器中，该初级叶轮和次级叶轮共同地形成工作腔，该工作腔能被来自工作介质储存容器中的工作介质储备的工作介质填充，以便通过在工作腔中形成工作介质循环将驱动功率以液力的方式从初级叶轮传递到次级叶轮，其中，在工作介质储备上施加控制压力，以便将工作介质从工作介质储备中排挤到工作腔中。如果液力机器是液力制动器，则尤其只有带叶片的初级叶轮旋转，而带叶片的次级叶轮是静止的，以便液力制动初级叶轮。然而也可以考虑具有与初级叶轮相反方向驱动的次级叶轮的制动器。在设计为液力耦合器或液力转换器的液力机器中，如本发明的一个实施形式所涉及的，初级叶轮液力驱动次级叶轮，必要时通过中间连接至少一个定位在工作腔中的导向轮或导叶环实现这种驱动。
按本发明在将控制压力施加到工作介质储备上时，至少间接地检测工作介质储存容器中的压力上升并且根据检测到的压力上升确定工作介质容器中的工作介质储备的填充液位。因此，如果确定工作介质容器中的工作介质储备的填充液位不够，则可以发出警告，尤其是声音警告和/或视觉警告。作为补充或备选，也可以阻止液力机器的将来激活，直到再次形成或检测到足够的填充液位为止。
按本发明的一个实施形式，检测工作介质储存容器中的单独的压力值并且将之与预设的参考值或预设的参考范围比较。按本发明的另一个实施形式，检测压力走向并且将之与预设的参考压力走向比较。
压力值或压力走向可以通过设置在介质储存容器中的压力传感器检测。然而，原则上，这种压力传感器也可以设置在另一个位置上，例如在用于工作介质的连接管线中，该连接管线一端通入工作介质储存容器中，另一端至少间接地通入工作腔。通常还可以通过检测其他变量来间接检测工作介质储存容器中的压力上升和根据这些变量确定压力上升。当液力机器不再可用时，特别优选通过相应的显示通知车辆驾驶员。这可以例如通过车辆显示器实现。
按本发明的一个特别有利的实施形式，如图所示，根据(至少)一个单独的或离散的压力值检测压力上升。例如在开始施加控制压力之后的或施加改变的控制压力之后的预设的时间段至少间接地检测在介质储存容器中的压力并将之与预设的极限值比较。然后由比较的结果确定填充液位。尤其是，如果检测到的压力低于预设的极限值或包含极限值的极限值范围，则可以推断出填充液位过低。
为了执行按本发明的方法，有利地不需要附加的本来并不存在的传感器。例如，可以借助车辆驾驶员或控制设备的开启命令通过给工作腔填充工作介质来激活液力机器，并且可以借助相应的关闭命令通过清空工作腔来使液力机器去激活，其中，在检测到开启命令之后将控制压力施加到工作介质储备上，以使工作腔达到预先确定的填充度。为了确定工作介质储存容器中的工作介质储备的填充液位，可以附加地在去激活状态下，亦即在未检测开启命令的情况下或如果不存在开启命令，则将预设的控制压力施加到工作介质储备上，以便进行填充液位的确定。
然后，通过同一个压力传感器或通过多个相同的压力传感器，可以在液力机器的激活状态下检测储存容器中的压力并且将之用于控制或调节工作腔的填充度，同时在确定工作介质储存容器中的工作介质储备的填充液位时，可以在液力机器的去激活状态下检测储存容器中的压力。
尤其是，工作介质储存容器没有用于检测工作介质储备的填充液位的浮子。
按本发明的一个实施形式，为了确定工作介质储存容器中的极限值，调整预先确定的、工作介质储备的填充液位并且在预设的时间段内将预先确定的控制压力施加到工作介质储备上。在经过预设的时段之后，至少间接地检测工作介质储存容器中的压力并且将之预设为极限值。因此进行校准。
按本发明的一个实施形式，预设关于时间段的参考压力走向，并且在开始施加控制压力或改变的控制压力之后至少间接地检测在预设的时间段上的工作介质储存容器中的压力走向并且将之与参考压力走向比较，以便确定填充液位。
按本发明的液力机器具有控制设备，该控制设备设置用于执行按本发明的方法，从而通过将控制压力施加到工作介质储备上可以至少间接检测工作介质储存容器中的压力上升并且根据检测到的压力上升可以确定工作介质储存容器中的工作介质储备的填充液位。
下面应根据一个实施例和附图示例性地描述本发明。附图中：
图1示出按本发明的液力机器；
图2示出检测到的压力值或压力走向与极限值或参考压力走向的比较，以便由此确定填充液位。
在图1中示意性地示出了液力制动器10形式的液力机器。该液力机器具有借助驱动轴7驱动的带叶片的初级叶轮1和与该初级叶轮1在轴向方向上对置的带叶片的次级叶轮2，该次级叶轮在此设计为定子。通过旋转驱动初级叶轮1，在由初级叶轮1和次级叶轮2形成的工作腔3中产生工作介质循环8，借助该工作介质循环将转动力矩或驱动功率从初级叶轮1传递到次级叶轮2上，由此制动初级叶轮1并因此制动驱动轴7。这种液力制动器10例如是机动车动力总成的一个组成部分。
液力机器，此处是液力制动器10，通常具有外部的工作介质循环9，该工作介质循环9具有容纳工作介质储备4的工作介质储存容器5。在所示的示例性的外部工作介质循环9中还设有冷却器11。可以设置此处未示出的其他设备。
为了将更多或更少的工作介质从工作介质储存容器5或工作介质储备4输入到工作腔3中，将相应预先确定的控制压力施加到工作介质储存容器5中的工作介质储备4的工作介质液位上。为了产生控制压力，设有在此呈比例阀12形式的控制阀，该控制阀在控制空气管线13中定位在压缩空气源14和工作介质储存容器5中的空气腔之间。比例阀12通过控制设备15被控制，使得它根据所需的制动力矩来调整期望的控制压力。
因此，激活液力制动器10的方式是，在检测到车辆驾驶员或车辆控制设备、机动车动力总成的此处未进一步示出的车辆变速器的变速器控制设备(制动器10是该机动车动力总成的一个组成部分)、制动器控制设备的开启命令之后，控制设备15操作比例阀12，并由此为液力制动器10的之前在去激活状态下大体上清空的工作腔3填充来自工作介质储备4的工作介质。在去激活制动器10时，相应地再次清空工作腔3并且将工作介质输送回到工作介质储备4中。控制设备15可以是所述车辆控制设备、变速器控制设备或制动器控制设备的组成部分。
为了调节控制压力，在工作介质储存容器5的空气腔中设有压力传感器6，该压力传感器检测工作介质储存容器5中的压力。检测到的压力例如在控制设备15中被处理。
工作介质储存容器5中的工作介质储备4的填充液位可以变化。因此，如果液力制动器10中的工作介质在运行期间由于泄漏而损失则填充液位降低。因此，在工作介质储存容器5中可以形成更少的填充液位。这通过工作介质液位的虚线表示。然而，为了确保液力制动器10的按规定的功能和润滑，必须在工作介质储存容器5中保持最小填充液位。
为了确定工作介质储存容器5中的工作介质储备4的当前填充液位，优选在液力制动器10去激活时(通常对于去激活的液力机器而言)，通过比例阀12在与压缩空气源14的配合作用下将预先确定的控制压力传递到工作介质储存容器5中，并且通过压力传感器6检测在预先确定的时间段之后形成的实际压力。作为补充或备选，在该预设的时段期间可以通过压力传感器6检测所形成的压力走向。将检测到的压力或检测到的压力走向与压力的极限值或参考压力走向比较并且由此确定填充液位。这是可能的，因为在更低的填充液位时在工作介质储存容器5中存在更大的空气体积，该空气体积相对于环境压力以压力密封的方式密封，其中，空气体积是可压缩的。因此，如果填充液位低，则持续时间较久才在工作介质储存容器5中形成该压力。因此，由经过预先确定的时间段之后检测到的压力或由该压力走向也获得工作介质储存容器5中的工作介质储备4的当前填充液位。
在图2中，一方面在按本发明的方法的随时间变化的图表中示出了通过比例阀12产生的或提供的控制压力pY。在时刻a，比例阀12打开(参见图1)并且给工作介质储存容器5施加控制压力pY。在时刻b，再次关闭比例阀12，从而控制压力pY再次降回零。在两个时刻a和b之间的时间段称为预设的时间段Δt。
通过压力传感器6检测到的工作介质储存容器5中的压力或压力走向用pist表示。在相对较高的填充液位下，在经过时间段Δt之后形成比较高的检测到的压力pist或在时间段Δt上形成比较高的检测到的压力走向pist。在相对较低的填充液位下，相应地形成更低的、检测到的压力或压力走向p’ist，其在此用虚线示出。检测到的压力或压力走向可以与极限值plim或参考压力走向pref比较，此处以点划线显示。如果检测到的压力或压力走向pist高于极限值plim或参考压力走向pref，则工作介质储存容器5中的工作介质储备4的填充液位就足够。相反，如果检测到的压力或压力走向pist低于极限值plim或参考压力走向pref(参见时间段Δt的终点处的端点或走向p’ist)，则该填充液位太低。
附图标记清单
1初级叶轮
2次级叶轮
3工作腔
4工作介质储备
5工作介质储存容器
6压力传感器
7驱动轴
8工作介质循环
9外部工作介质循环
10液力制动器
11冷却器
12比例阀
13控制空气管线
14压缩空气源
15控制设备
Δt时间段
a，b时刻
plim极限值
pref参考压力走向
pist，p’ist检测到的压力/压力走向

Claims (10)

1.一种用于控制液力机器的方法，该液力机器具有带叶片的初级叶轮(1)和带叶片的次级叶轮(2)，该初级叶轮和次级叶轮共同形成工作腔(3)，该工作腔能被来自工作介质储存容器(5)中的工作介质储备(4)的工作介质填充，以便通过在工作腔(3)中形成工作介质循环(8)以液力的方式将驱动功率从初级叶轮(1)传递到次级叶轮(2)；其中，在工作介质储备(4)上施加控制压力(pY)，以便将工作介质从工作介质储备(4)中排挤到工作腔(3)中；
其特征在于，在将控制压力(pY)施加到工作介质储备(4)上时至少间接地检测工作介质储存容器(5)中的压力上升并且根据检测到的压力上升确定工作介质储存容器(5)中的工作介质储备(4)的填充液位。
2.按权利要求1所述的方法，其特征在于，在开始施加控制压力(pist)或改变的控制压力(pY)之后的预设时间段(Δt)，至少间接地检测工作介质储存容器(5)中的压力(pist)并且将之与预设的极限值(plim)比较。
3.按权利要求2所述的方法，其特征在于，如果检测到的压力(pist)低于预设的极限值(pref)或包含该预设的极限值(pref)的极限值范围，则推断出填充液位过低。
4.按权利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，借助车辆驾驶员或控制设备的开启命令通过用工作介质填充工作腔(3)能将液力机器激活，并且借助相应的关闭命令通过清空工作腔(3)能将液力机器去激活，其中，在检测到开启命令之后将控制压力(pY)施加到工作介质储备(4)上，以利用工作介质实现工作腔(3)的预先确定的填充度，并且为了确定填充液位，附加地在去激活状态下在未检测到液力机器的开启命令的情况下，将预设的控制压力(pY)施加到工作介质储备(4)上。
5.按权利要求2至4之一所述的方法，其特征在于，在工作介质储存容器(5)中设有压力传感器(6)，该压力传感器(6)检测工作介质储存容器(5)中的压力(pist)。
6.按权利要求4和5之一所述的方法，其特征在于，通过压力传感器(6)还在液力机器的激活状态下检测工作介质储存容器(5)中的压力(pist)并且将该压力(pist)用于调节工作腔(3)的填充度。
7.按权利要求2至6之一所述的方法，其特征在于，为了确定工作介质储存容器(5)中的极限值(plim)，调整工作介质储备(4)中的预先确定的填充液位并且在预设的时间段(Δt)内将预先确定的控制压力(pY)施加到工作介质储备(4)上，在经过该预设的时间段(Δt)之后至少间接检测工作介质储存容器(5)中的压力(pist)并且将之预设为极限值(plim)。
8.按权利要求1至7之一所述的方法，其特征在于，预设关于时间段(Δt)的参考压力走向(pref)，在开始施加控制压力(pY)或改变的控制压力(pY)之后的预设的时间段(Δt)至少间接地检测工作介质储存容器(5)中的压力走向(pist)并且将之与参考压力走向(pref)比较以确定填充液位。
9.按权利要求1至8之一所述的方法，其特征在于，所述液力机器作为液力制动器(10)运行。
10.一种液力机器，其具有带叶片的初级叶轮(1)和带叶片的次级叶轮(2)，该初级叶轮和次级叶轮共同地形成能用工作介质填充的工作腔(3)，以便借助工作腔(3)中的工作介质循环(8)将驱动功率以液力的方式从初级叶轮(1)传递到次级叶轮(2)，并且该液力机器还具有工作介质储存容器(5)中的工作介质储备(4)，该工作介质储备(4)能被施加控制压力(pY)，以便将更多或更少的工作介质从工作介质储备(4)排挤到工作腔(3)中，以便调整预先确定的填充度；
其特征在于，设有控制设备(15)，该控制设备设置用于执行按权利要求1至9之一所述的方法。
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