CN1514916A - 用于调节摩擦传递转矩的组件的转矩传递能力的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于调节在输入端与输出端之间摩擦传递转矩的组件的转矩传递能力的方法，该组件尤其是一个机动车的传动系中的组件，其中，调制一个影响转矩传递能力的调节量；检测该组件的输入量；检测该组件的输出量；对该输入量及输出量进行相关性计算，其中计算出一个相关值；及求出所计算的相关值与预定的给定相关值之间的差值，及当该差值超过一个预定的阈值时，在减小该差值的方向上改变调节量。有利地，测量参数为该组件的输入转速及输出转速。

Description

用于调节摩擦传递转矩的组件的转矩传递能力的方法及系统

本发明涉及一种用于调节摩擦传递转矩的组件的转矩传递能力的方法及系统，该组件尤其是一个机动车的传动系中的组件。

在机动车的传动系中所包括的摩擦传递转矩的组件，如离合器，自动变速器的变矩器中的跨接离合器，借助接触装置工作的、具有连续可变的变速比的变速器(CVT变速器，摩擦轮变速器)，及制动器愈来愈自动化或由适当的致动器操作。为了减少致动器的负荷及出于减小能耗及高的控制及调节精度的原因，由该相应组件摩擦传递的转矩的控制或调节量应尽可能地小，即为这样大的量：应避免可导致摩擦传递转矩的组件的快速磨损或损坏的持久滑动。尤其出于后一原因，通常进行摩擦传递转矩的组件的相互过盈配合。过盈配合通常还出于这样的原因，即组件的磨损、下沉现象、温度影响或由粘性引起的特性值的改变不会导致偶然的滑动。

DE 195 44 061 A1公开了一种识别两个摩擦传递转矩的组件的滑动状态的可能性，该可能性是基于本发明权利要求1前序部分的内容。为了识别粘着或滑动极限，这里对被压力介质驱动的操作部件输入一个叠加了调制信号的操作压力。该操作部件决定两个摩擦啮合的部件的压紧力。操作压力的变化与变速器从动轴的转速相关。该操作压力将根据是超过还是低于一个预定的相关值被再调节。该公知方法的一个特征在于，必需设有一个用于检测调制压力的传感器并且相关性计算通过复杂的相移而变得困难。

DE 199 59 470 A1公开了一种用于控制摩擦传递转矩的组件的方法，其中使一个输入组件和一个输出组件的转速波动彼此相关，而不是通过对一个影响转矩传递能力的调节量的调制引起转速的波动。该方法的一个特点在于，它一般地覆盖了一个宽的频率范围、例如与发动机转速相关的频率范围，这使得相关性分析变难、譬如需要借助傅里叶分析。

本发明的任务在于，提出一种所述类型的、用于调节摩擦传递转矩的组件的转矩传递能力的方法及系统，该组件尤其是一个机动车的传动系中的组件，它能以简单的可实施性这样地实现摩擦传递转矩的组件的工作状态的控制，以使得在该组件的处于摩擦啮合中的部件上不会施加不必要地高的操作力。

本发明将通过一种用于调节在输入端与输出端之间摩擦传递转矩的组件的转矩传递能力的方法来解决，该组件尤其是一个机动车的传动系中的组件，其中该方法包括：

·调制一个影响转矩传递能力的调节量，

·检测该组件的输出量，

·对该输出量进行相关性计算，其中计算出一个相关值，及

·求出所计算的相关值与预定的给定相关值之间的差值，及当该差值超过一个预定的阈值时，在减小该差值的方向上改变调节量，

·检测该组件的输入量及输出量，及

·在相关性计算时计算输入量与输出量之间的相关值。的输入转速及输出转速。

根据本发明的方法具有其优点，即在两个检测参数之间由于作用及反作用很大程度的一致性，在相关性计算中将不必考虑相移，这就极大地简化了分析处理。此外也不需要任何特殊的用于测量控制信号调制的传感器。作为变速器的输入及输出参数例如可检测及使用输入及输出转矩，输入及输出转速及由它们导出的量、如对时间的导数等。

特别有利地还在于，对于一种用于调节在输入端与输出端之间摩擦传递转矩的组件的转矩传递能力的方法，该组件尤其是一个机动车的传动系中的组件，对一个监测转矩传递的质量或大小量的输入参数加入调制信号，该输入参数例如为用于接触装置在锥形盘组上压紧的压力信号，其中至少两个测量参数作为在调制信号的加入部分与组件输出端之间的响应信号被检测及该至少两个测量参数彼此被相关计算。由此产生的相关值用于校正输入参数。测量参数例如可以是由一个压力传感器输出的测量值-该测量值可被相应处理如被滤波-和/或是滑动分量，该滑动分量例如可由CVT变速器的输入轴及输出轴的转速差构成，其中在必要时考虑在求得测量参数时出现的变速比的改变。以此方式可通过来自该组件的两个信息源的分析处理导出一个测量参数，作为直接由调节回路导出的参考参数。尤其当一个测量参数及调制信号之间存在带有一个延时的响应信号的相位关系时，则不同于直接由发出调制信号的信号发生器导出的参考信号，可实现校正值的改善。

根据本发明的另一构思，通过一个组件的输入转速及输出转速的测量可得到一个附加的优点，即不需要任何特殊的传感器，因为通常相应的转速传感器反正是会有的。

此外该任务还通过一种用于调节摩擦传递转矩的组件的转矩传递能力的系统来解决，该组件尤其是一个机动车的传动系中的组件，该系统包括：一个调节装置，用于调节确定该组件的转矩传递能力的调节量；一个调制装置，用于调制该调节量；一个用于检测该组件的输入量的传感器；一个用于检测该组件的输出量的传感器；及一个具有处理器及存储装置的电子控制装置，该控制装置被这样地构成，即它可执行根据本发明的方法。

如前所述，传递转矩的组件可为各种不同的类型。有利地，本发明可应用于一种锥形盘接触传动装置。

以下借助概要表示的附图以例子方式进一步详细地描述本发明。

附图为：

图1：设有传动系的一个机动车的示意图；

图2：具有输入侧离合器及从动部分的一个CVT变速器的截面，

图3：用于控制一个CVT变速器的液压线路图，

图4：用于控制一个CVT变速器的另一液压线路图，

图5：一个调节算法的流程图，及

图6a至6e：各个曲线图。

根据图1，该机动车具有一个发动机2，该发动机通过一个离合器4及一个变速器6与一个万向轴8相连接。该万向轴8通过差速器10驱动各半轴12，这些半轴无相对转动地与后车轮14连接。在该图示的例子中前轮未被驱动。

一个以公知的方式包括带有附属存储装置的微处理器的电子控制装置18具有输入端20，这些输入端与传感器相连接。作为传感器例如有：一个用于检测变速器输入轴的转速的传感器22，一个节气门传感器24，一个发动机转速传感器26，一个万向轴转速传感器28及可能的其它传感器。

控制装置18的输出端与离合器操作装置32及变速器操作装置34相连接，及需要时与传动系的其它致动器、如节气门调节器等相连接。

在图示的例子中变速器6是一种CVT变速器，它的操作装置34由液压控制。

图2概要地表示图1的离合器及变速器的重要部件。一个与发动机曲轴无相对转动地连接的驱动轴36通过离合器4及转向组件(Wendesatz)38驱动CVT变速器6的第一锥形盘对40。第一锥形盘对40与第二锥形盘对42通过一个接触装置(Umschlingungsmittel)44相连接。该接触装置44与每个锥形盘对40及42形成摩擦啮合。第二锥形盘对42通过一个从动轴46驱动在图2的例子中直接设在变速器上的差速器，后者在图示的例子中驱动前车轮。

一个液压装置48用于控制离合器及变速器，该液压装置由一个泵供给压力。

锥形盘在接触装置上的压紧可液压地实现，但也可用其它方式例如借助电动机、弹簧、离心力等实现。重要的是，至少该压紧力的一部分可通过调节部件自由地控制。在图3及4中表示液压控制压紧力的两个变型实施方案。

根据图3，阀A控制施加在第二锥形盘对42上的压力。阀B控制施加在第一锥形盘对40上的压力。因此借助阀A可控制压紧力，而与阀B一起可调节变速比。阀A可被自由控制，例如通过一个电磁控制部分自由控制，该电磁控制部分则由相应的逻辑电路控制。

在根据图4的实施形式中，该压紧力通过阀C与一个液压机械式转矩传感器52组合地控制。阀C可被自由地控制，转矩传感器52则根据施加的转矩控制压力。因此压紧压力的一部分可被自由控制及另一部分可根据转矩来控制。可进行锥形盘对的调节，其方式是借助阀D来产生锥形盘对40与42之间的压力差。

用于变速器控制的被测参数例如为节气门传感器24的输出信号或其它的、可推断出发动机输出转矩的被测参数或控制参数。

至今所述的组件及结构是本身公知的及由此将不再对它们的结构和功能详细地描述。

由图3中阀A或图4中阀C控制的、由锥形盘对施加在接触装置44上的压紧压力应这样地小，以致避免接触装置44与锥形盘对之间的滑动即可，而不是不必要地高。通常根据存储在控制装置18中的特性曲线对压紧压力进行预控制。它可以根据其它的工作参数进行附加的精控制或调节。

图5表示一个方法的流程图，根据它能以适合的方式附加控制图3的阀A或图4的阀C，由此可校正存储在控制装置18中的带有误差的阀位置的预控制值。

当控制装置-例如根据整个传动系的确定工作参数-求得一个合适的时间窗50时，将由一个调制器52调制由譬如电动机确定的阀A或阀C的调节量，其中调制幅度相对阀的可调节度或相应的调节量来说为小值。

在步骤54上由传感器22检测变速器的输入转速；同时在步骤56上由传感器28检测万向轴转速，借助已知的变速器的变速比可使该万向轴转速直接换算成变速器输出转速。有利的是，传感器28不是设置在万向轴上，而是类似于传感器22直接地检测变速器输入轴的转速那样，传感器28直接地检测变速器输出轴的转速，因为这样测量结果不会由于变速器输出轴与万向轴之间的弹性及振动质量而产生误差。

在滤波步骤58及60上，在启动时间窗期间测量的输入转速及输出转速随时间的变化被滤波，这些转速被存储在控制装置18中一个合适的存储器中，所述滤波例如低通滤波、带通滤波和/或高通滤波，以便接着在步骤62上进行相关性的计算，其中求得被滤波信号变化之间的相关性。该计算的相关值在步骤64上进一步滤波后将在步骤66上输送给一个调节器，在该调节器中，所述计算的相关值与一个存储在控制装置18中的相关给定值67相比较。在步骤66上由该调节器产生一个校正值，该校正值相应于给定相关值与计算的实际相关值之间的偏差及在步骤68上导致一个阀位置的改变，该阀控制锥形盘之间的压紧压力。

如图5所示，根据本发明的方法可连续运行，由此在一个用于调节阀的致动器的剩余调节后将进行一轮新的循环。

调制器52可连续地工作，及确定阀位置的、随时间缓慢变化的调节量将叠加上一个调制振荡量。另一种方式为，该调制及相应地根据本发明的方法可仅在预定的时间窗中运行，其中将取决于阀或锥形盘压紧压力的特别精确的控制。

在求相关值情况下所进行的阀调节可增量地进行，即和各级中实际相关值与给定相关值之间的偏差量无关地进行，它们一直执行到该偏差值低于一个阈值为止。该调节可以是比例的也可根据其它的控制策略进行。

根据本发明的方法可以各种方式改变。例如可不使用输入转速及输出转速，而是求得变速器的输入转矩及输出转矩并将它们用于类似于根据图5所述的相关计算。转速的检测具有其优点，即可使用通常反正要有的传感器来工作。也可不是检测转速或转矩，而是检测或计算它们随时间的变化量及作为相关计算的基础。

对于相关计算可使用任何适当的算法，通过这些算法可使两个测量参数之间随时间的关系量化。

存储在控制装置18中的给定相关值可为动态的，即它可与整个传动系的工作参数相关，例如与是否行驶在打滑的路面上有关，这时传动系可能将进行保护以免由突然打滑的车轮引起的转矩波动，即变速器的滑动及由此可减小压紧压力等。根据本发明的方法也可用相应装备的传感器来控制离合器或其它的以摩擦连接传递转矩的装置，例如制动器。

根据本发明例如可使用以下的激励机构：

发动机激励：发动机由于其运动的不均匀表现为一个激励源。

传递能力的调制：传递功率的部件、例如离合器或变速器的锥形盘组件，具有一个调节参数，通过它可影响传递能力(例如压紧压力)。如果在该调节参数信号上叠加一个周期函数，该传递能力可被调制。

不均匀变速的输入级：由不均匀工作的输入级同样可产生转矩/转速调制。该激励频率与转速相关。

根据本发明例如可使用下面的量作为信号：

输入转速(或由它导出的量，例如转速加速度)

输出转速(或由它导出的量，例如转速加速度)

驱动转矩

从动转矩

用于传递能力调制的调节量

输入转速与输出转速的差值

输入转速与输出转速的关系

这些信号在被继续处理前还可经过譬如滤波程序(例如高通，带通，低通滤波)或其它的处理。

根据本发明，可使用下面的方法作为分析处理方法：

每两个不同信号之间的互相关性。该互相关性可标准化地或不标准化地进行计算。并且对于不同的推移时间可选择最大或最小出现的相关系数。

上述每一个信号的傅里叶变换。

上述每一个信号的滤波。

锁定方法(Lock-In Verfahren)(在两个不同的信号之间；该方法将在下面简短地描述)。

根据本发明，对于滑动的确定使用激励机构、信号及分析处理方法的组合也是合乎要求的。因此作为调制例如可使用传递能力的改变。作为分析处理信号例如可使用转速差及调制的调节量。然后借助根据锁定原理(Lock-in Prinzip)的方法可求出滑动。

对于锁定原理可参照图6a至6e。锁定方法是用于检测比噪音或干扰信号弱的信号的一种方法。

该锁定方法的工作原理被概要地表示在下面的图6a至6e中。在图6a中，信号A被表示为时间的函数。该信号A例如是一个测量的变速器的压紧压力信号。在图6b中，信号B被表示为时间的函数。该信号B由第一锥形盘组的转速及第二锥形盘组的转速的测量及接着构成这些转速的差值来得到。

在图6c中，信号C被表示为时间的函数。信号C由参考信号A导出。该信号仅取-1与1之间的值及包括压紧压力的参考信号的正确“节拍”。如果信号C与信号B相乘，则转速差值按参考信号的“节拍”向上“翻转”，见图6d中信号D。如果接着对信号D进行低通滤波则得到一个平均的幅值，如信号E所示，见图6e。信号E的幅值正比于变速器或离合器系统或传动装置系统的滑动。

本申请一起提交的权利要求书是一种撰写建议而没有预见到获得尽可能宽的专利保护范围。本申请人仍保留：将至今仅公开在说明书和/或附图中的特征组合继续提出保护。

在从属权利要求中使用的回引指示：通过相应从属权利要求的特征对独立权利要求的主题进一步地构型；它们不应被理解为对回引的从属权利要求的特征组合放弃实现一个独立的具体保护。

因为相对优先权日的现有技术，这些从属权利要求的主题是特有的且可构成独立的发明，本申请人仍保留：将它们作为独立权利要求的主题或分案说明。它们还可以包含其它的独立发明，这些独立发明具有与上述从属权利要求的主题无关的构型。

这些实施例不应被看作对本发明的限制。而在本发明公开的范围内可具有多种变更及修改，尤其是一些变型、单元及组合和/或材料，它们例如通过个别特征与一般说明及实施形式和权利要求中所描述的及附图中包含的特征或单元或方法步骤的组合或变换，对于专业人员鉴于解决其任务来说是可推知的，或通过可组合的特征导致一个新的主题或新的方法步骤或方法步骤顺序，并且是就它们涉及制造、检验及工作方法而言。

Claims (8)

1.用于调节在输入端与输出端之间摩擦传递转矩的组件的转矩传递能力的方法，该组件尤其是一个机动车的传动系中的组件，其中该方法包括：

·调制一个影响所述转矩传递能力的调节量，

·检测该组件的输出量，

·对该输出量进行相关性计算，其中计算出一个相关值，及

·求出所计算的相关值与预定的给定相关值之间的差值，及当该差值超过一个预定的阈值时，在减小该差值的方向上改变该调节量，

其特征在于：

·检测该组件的输入量及输出量，及

·在相关值计算时计算所述输入量与输出量之间的相关值。

2.根据权利要求1的方法，其特征在于：输入量及输出量分别在一个共同的、在其间调节量被调制的时间间隔中被检测及将这样检测的值导入相关性计算。

3.根据权利要求1或2的方法，其特征在于：在相关性计算前对测量的量进行滤波。

4.根据权利要求1至3中一项的方法，其特征在于：所述相关给定值和/或阈值与包括该组件的传动系的工作参数相关。

5.根据权利要求1至4中一项的方法，其特征在于：检测该组件的输入转速及输出转速。

6.用于调节摩擦传递转矩的组件的转矩传递能力的系统，该组件尤其是一个机动车的传动系中的组件，该系统包括：一个调节装置，用于调节确定该组件的转矩传递能力的调节量；一个调制装置，用于调制该调节量；一个用于检测该组件的输入量传感器；一个用于检测该组件的输出量传感器；及一个具有处理器及存储装置的电子控制装置，该控制装置被构造得可执行权利要求1所述的方法。

7.根据权利要求6的系统，其中转矩传递组件是一种可无级调节的锥形盘接触传动装置。

8.用于调节在输入端与输出端之间摩擦传递转矩的组件的转矩传递能力的方法，该组件尤其是一个机动车的传动系中的组件，其中该方法包括：

·对一个影响转矩传递能力的调节量加入调制信号，

·对该组件的在输出端与调制信号的加入部分之间的至少两个被检测的测量量信号进行处理，

·对该至少两个测量量进行相关计算，其中计算出一个相关值，及

·使用该相关值来校正调节量。

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