專利名稱：促動(dòng)液壓操作離合器的方法和控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種促動(dòng)汽車變速箱的液壓操作離合器以換擋的方法以及用于執(zhí)行 這種方法的控制器。
背景技術(shù)：
用于汽車變速箱換擋的液壓操作離合器通過摩擦從輸入軸向輸出軸傳遞扭矩。在 接合狀態(tài)中第一離合器元件(其連接到輸入軸)被壓靠在第二離合器元件上(其連接到輸 出軸)，以傳遞扭矩。為了換擋，首先離合器被促動(dòng)以把輸入軸從輸出軸分離。然后，進(jìn)行 換擋，換擋后，離合器被釋放以將輸入軸與輸出軸接合。在具有普通手動(dòng)變速器的載客車輛 中，離合器的輸出件通過彈簧被壓靠在輸入件上。需要力以將離合器輸入件從離合器輸出 件分離，即力作用在彈簧上且壓縮該彈簧以實(shí)現(xiàn)軸向運(yùn)動(dòng)。該分離力通過使用液壓壓力實(shí) 現(xiàn)。為了接合離合器，液壓壓力被降低，以使得彈簧力超過液壓壓力。這導(dǎo)致軸向運(yùn)動(dòng)且導(dǎo) 致離合器的接合。當(dāng)離合器元件接觸時(shí)，輸入側(cè)和輸出側(cè)之間的可能的相對(duì)速度差通過兩 側(cè)之間的摩擦被找平。接合期間的軸向力導(dǎo)致在不同速度的情況下離合器的表面上的摩 擦。該摩擦導(dǎo)致速度的同步。這種類型離合器操作方法的缺點(diǎn)是，特別是在手動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)中，駕駛員可能過快 地釋放離合器促動(dòng)系統(tǒng)，使得離合器元件彼此產(chǎn)生突然的硬接觸，導(dǎo)致傳遞的扭矩中的不 期望的高峰值。取決于該峰值的幅度，駕駛員可經(jīng)歷不舒服的離合狀態(tài)或扭矩峰值可甚至 損壞連接到離合器系統(tǒng)的部件。當(dāng)超過傳動(dòng)裝置和離合器被設(shè)計(jì)經(jīng)受的正常負(fù)荷時(shí)，這些 峰值扭矩被認(rèn)為是“過分的載荷”。這些過分的載荷可在咬合開始和咬合結(jié)束過程中發(fā)生。 咬合開始被認(rèn)為是車輛發(fā)動(dòng)，當(dāng)突然接合離合器時(shí)，在離合器輸入件和離合器輸出件之間 具有較高速度差。輸入件和輸出件之間的高速度差的同步導(dǎo)致整個(gè)驅(qū)動(dòng)鏈中的動(dòng)態(tài)力。這 些動(dòng)態(tài)力或過分的載荷造成動(dòng)力流路中的機(jī)械負(fù)荷部件的損壞，例如齒輪、軸和變速器殼。 這些負(fù)荷可導(dǎo)致前述部件的失效，這導(dǎo)致整個(gè)車輛的故障。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于促動(dòng)液壓操作離合器的方法以及控制器，由此當(dāng)操 作離合器時(shí)的過載的風(fēng)險(xiǎn)被減低。該目的的解決是通過包括權(quán)利要求1的特征的方法以及包括權(quán)利要求7的特征的 控制器實(shí)現(xiàn)。優(yōu)選實(shí)施例通過從屬權(quán)利要求給出。根據(jù)本發(fā)明的用于促動(dòng)汽車變速箱的液壓操作離合器用于換擋的方法包括步驟 從CAN總線系統(tǒng)收集數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)包括關(guān)于變速箱特別是關(guān)于輸入軸和/或輸出軸的扭 矩和速度的數(shù)據(jù)。基于收集的數(shù)據(jù)，通過調(diào)節(jié)操作該離合器的工作流體的最大水力直徑 (hydraulic diameter)，來調(diào)節(jié)用于接合輸入軸和輸出軸的接合時(shí)間。通過使用車輛CAN總線系統(tǒng)提供的信息，傳動(dòng)系統(tǒng)在換擋期間的準(zhǔn)確狀態(tài)可被評(píng) 估?；贑AN總線提供的數(shù)據(jù)，可計(jì)算離合器的多快和多硬接合接觸可不對(duì)車輛的駕駛員造成不適感。操作離合器時(shí)的過載可被防止。離合器應(yīng)發(fā)生多快和多硬的接合接觸的調(diào)節(jié) 可通過限制用于工作流體的水力直徑而實(shí)現(xiàn)。當(dāng)駕駛員意外施加過高扭矩峰值時(shí)，由于被 限制的水力直徑，最大接合速度和施加的工作流體的體積流即使在這種情況下可被限制。 工作流體的水力直徑的限制可通過簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，如孔，其水力直徑可通過移動(dòng)蓋 體等而被調(diào)節(jié)。但是，不必將水力直徑在所有時(shí)間都限制到同一數(shù)值。依賴于CAN總線提 供的數(shù)據(jù)，離合器的更快和更硬的接合接觸在不同傳動(dòng)參數(shù)下可被接受。由此，可以允許在 大體每種狀態(tài)下的最快聯(lián)接，而不顯著損害提供的舒適性。特別地，該方法包括檢測(cè)用于把輸入軸與輸出軸接合的離合器的預(yù)定促動(dòng)。水力 直徑的永久調(diào)節(jié)可被防止。替代地，水力直徑的該調(diào)節(jié)可僅在需要時(shí)被啟動(dòng)。例如，當(dāng)離合 器的分離和/或駕駛員對(duì)離合器踏板的促動(dòng)被檢測(cè)時(shí)，水力直徑的調(diào)節(jié)開始，特別是直至 達(dá)到接合狀態(tài)，在輸入軸的回轉(zhuǎn)大致與輸出軸的回轉(zhuǎn)相當(dāng)時(shí)。優(yōu)選地，用于輸入軸朝向輸出軸的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的實(shí)際最大允許接合速度被計(jì)算，且 基于該實(shí)際最大允許接合速度，最大水力直徑被調(diào)節(jié)以限制實(shí)際液壓壓力。通過選擇接合 速度作為主控制變量，離合器的硬接觸可被防止。還被考慮的是，在聯(lián)接過程中，最大允許 接合速度可以不同。例如，當(dāng)兩個(gè)軸被定位為彼此間隔較大時(shí)，在輸入軸朝向輸出軸的相對(duì) 運(yùn)動(dòng)的開始時(shí)，更高的接合速度可被允許。在此時(shí)的最大允許接合速度可顯著高于當(dāng)輸入 軸靠近輸出軸且希望快速接觸時(shí)的最大允許接合速度。輸入軸和輸出軸的離合器元件的接 觸前不久和接觸后，顯著更低的接合速度和/或液壓壓力被允許，因?yàn)檩斎胼S的回轉(zhuǎn)還沒 有與輸出軸的回轉(zhuǎn)相當(dāng)。但是，當(dāng)輸入軸和輸出軸的回轉(zhuǎn)的差異降低時(shí)，液壓壓力可增加。特別地，釋放離合器的實(shí)際促動(dòng)速度，特別是離合器踏板的移動(dòng)速度，被檢測(cè)和用 于調(diào)節(jié)最大水力直徑。通過檢測(cè)該促動(dòng)速度(例如離合器踏板的)，可以在非?？斓臅r(shí)間內(nèi) 收集關(guān)于預(yù)期接合速度的信息。特別地，促動(dòng)速度的進(jìn)程預(yù)先提供關(guān)于離合器的液壓系統(tǒng) 的狀態(tài)的信息，以使得可以進(jìn)行水力直徑的前饋控制。優(yōu)選地，輸入軸和輸出軸和/或被換擋的齒輪之間的速度差被用于調(diào)節(jié)最大水力 直徑。知道的是，在不同的傳動(dòng)狀態(tài)下，不同的接合時(shí)間是可取的?；谳S和/或?qū)嶋H齒輪 的回轉(zhuǎn)差，傳動(dòng)系統(tǒng)對(duì)于特定接合壓力等的反應(yīng)可被評(píng)估。這允許提供盡可能短的接合時(shí) 間，而不損害對(duì)于駕駛員的舒適性。在其它實(shí)施例中，在輸入軸至輸出軸的接合前較高的最大水力直徑被設(shè)定，和/ 或在輸入軸至輸出軸的接合后較低的最大水力直徑被設(shè)定。當(dāng)兩個(gè)軸被定位為彼此間隔較 大時(shí)，在輸入軸朝向輸出軸的相對(duì)運(yùn)動(dòng)開始時(shí)，較高的接合速度可被允許。在輸入軸和輸出 軸的離合器元件的接觸前不久和接觸后，顯著較低的接合速度和/或液壓壓力被允許，因 為輸入軸的回轉(zhuǎn)還沒有與輸出軸的回轉(zhuǎn)相當(dāng)。這允許提供盡可能短的接合時(shí)間而不損害駕 駛員的舒適性。本發(fā)明還涉及用于促動(dòng)汽車變速箱的液壓操作離合器以換擋的控制器。該控制器 特別適于執(zhí)行前述方法。該控制器包括CAN總線接口，用于從CAN總線系統(tǒng)收集數(shù)據(jù)，該數(shù) 據(jù)包括關(guān)于變速箱特別是輸入軸和/或輸出軸的扭矩和速度的信息。該控制器還包括調(diào)節(jié) 裝置和操作單元，該調(diào)節(jié)裝置用于調(diào)節(jié)用于操作離合器的工作流體的液壓導(dǎo)管的孔的最大 水力直徑，該操作單元用于根據(jù)收集的數(shù)據(jù)操作調(diào)節(jié)裝置以調(diào)節(jié)用于接合輸入軸和輸出軸 的接合時(shí)間。控制器可被如上所述關(guān)于操作離合器的方法設(shè)計(jì)。通過使用車輛CAN總線系統(tǒng)提供的信息，傳動(dòng)系統(tǒng)在換擋期間的準(zhǔn)確狀況可被評(píng)估?；贑AN總線提供的信息，可以 允許在大致每種情況下最快的聯(lián)接，而不顯著損壞提供的舒適性。特別地，操作單元被聯(lián)接到離合器踏板檢測(cè)器，該離合器踏板檢測(cè)器用于檢測(cè)釋 放離合器的實(shí)際促動(dòng)速度。通過檢測(cè)離合器踏板的促動(dòng)速度，可以在非?？斓臅r(shí)間點(diǎn)收集 關(guān)于預(yù)期接合速度的信息，以使得可以進(jìn)行水力直徑的前饋控制。本發(fā)明還涉及用于限制傳遞的扭矩的峰值扭矩限制器。該峰值扭矩限制器 (“PTL”)包括用于工作流體的液壓導(dǎo)管和控制器，該工作流體用于操作汽車變速箱的離合 器以換擋，該控制器用于調(diào)節(jié)液壓導(dǎo)管的最大水力直徑?？刂破骺杀蝗缟纤鲈O(shè)計(jì)。通過 使用由車輛CAN總線系統(tǒng)提供的信息，傳動(dòng)系統(tǒng)在換擋期間的準(zhǔn)確狀態(tài)可被評(píng)估?；贑AN 總線提供的信息，可以允許在大致每種情況下最快的聯(lián)接，而不顯著損壞提供的舒適性。優(yōu)選地，最大水力直徑通過滑動(dòng)件調(diào)節(jié)，該滑動(dòng)件可大致垂直于液壓導(dǎo)管內(nèi)的工 作流體的流動(dòng)方向移動(dòng)。工作流體的水力直徑的限制可通過簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，如滑閥。 滑動(dòng)件特別被定位在一位置，該位置導(dǎo)管大致是直的?；瑒?dòng)件優(yōu)選地設(shè)置在一位置，在該位 置導(dǎo)管已經(jīng)包括較小的水力直徑，特別是最小的水力直徑。本發(fā)明還涉及一種用于汽車變速箱換擋的傳動(dòng)系統(tǒng)。該傳動(dòng)系統(tǒng)包括峰值扭矩限 制器，其可被如前所述設(shè)計(jì)，其中液壓導(dǎo)管經(jīng)由液壓主缸被連接到離合器踏板，且經(jīng)由從動(dòng) 缸連接到汽車變速箱的離合器。在主缸和從動(dòng)缸之間，導(dǎo)管的最大水力直徑可被調(diào)節(jié)。通 過使用車輛CAN總線系統(tǒng)提供的信息，傳動(dòng)系統(tǒng)在換擋期間的準(zhǔn)確狀態(tài)可被評(píng)估?；贑AN 總線提供的信息，可以允許大致在每種情況下最快的聯(lián)接，而不顯著損害提供的舒適性。通過參考下述優(yōu)選實(shí)施例的說明，可明白本發(fā)明的這些和其它方面。


在附圖中圖1是傳動(dòng)系統(tǒng)的示意性概念視圖；以及圖2是用于圖1的傳動(dòng)系統(tǒng)的峰值扭矩限制器的示意性截面圖。附圖標(biāo)記
10傳動(dòng)系統(tǒng)
12畝A典 閑I=I研
14輸入軸
16罔合器盤
18輸出軸
20壓板離合器壓板
22桿
24從動(dòng)缸
26導(dǎo)管
28主缸
30離合器踏板
32峰值扭矩限制器
34滑動(dòng)件
36伺服促動(dòng)器馬達(dá)
38控制單元
40CAN總線接口
42CAN總線
44流動(dòng)方向
46移動(dòng)方向
具體實(shí)施例方式圖1中所示的傳動(dòng)系統(tǒng)10包括離合器12。離合器12包括輸入軸14，其在示出的 實(shí)施例中終止在離合器盤16中。離合器12還包括輸出軸18，其終止在壓板離合器壓板20 中，該壓板對(duì)應(yīng)于輸入軸14的離合器16。在示出的實(shí)施例中，輸入軸14經(jīng)由離合器盤16 被連接到釋放桿22，該釋放桿由從動(dòng)24促動(dòng)。從動(dòng)24可由主缸28經(jīng)由導(dǎo)管26促動(dòng)，該主 缸被可樞轉(zhuǎn)離合器踏板30促動(dòng)。導(dǎo)管26包括峰值扭矩限制器32，通過該限制器，導(dǎo)管26的最大水力直徑被調(diào)節(jié)。 峰值扭矩限制器32包括滑動(dòng)件34，用于關(guān)閉和/或打開導(dǎo)管26中的孔?；瑒?dòng)件34被伺服 促動(dòng)器馬達(dá)36移動(dòng)，該馬達(dá)被控制單元38操作。控制單元38經(jīng)由CAN總線接口 40被連 接到機(jī)動(dòng)車的CAN總線42。通過利用CAN總線42提供的信息，傳動(dòng)系統(tǒng)10在換擋過程中 的準(zhǔn)確狀態(tài)可被評(píng)估?；贑AN總線42提供的信息，可以在大致每種情況下都允許最快的 聯(lián)接，而沒有對(duì)于提供的舒適性的顯著損害。如圖2所示，滑動(dòng)件/蓋體34被定位在導(dǎo)管26的大致直的部分中。當(dāng)釋放離合 器踏板30時(shí)，輸入軸14通過液壓工作流體沿流動(dòng)方向44的流動(dòng)而被壓向輸出軸18。滑動(dòng) 件34沿大致徑向移動(dòng)方向46移動(dòng)，該方向大致垂直于在該區(qū)域中的工作流體的軸向流動(dòng) 方向44。
權(quán)利要求
一種用于促動(dòng)汽車變速器的液壓離合器(12)以換擋的方法，包括步驟從CAN總線系統(tǒng)(42)收集數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)包括關(guān)于變速器特別是關(guān)于輸入軸(14)和/或輸出軸(18)的扭矩和速度的數(shù)據(jù)，以及基于收集的數(shù)據(jù)，通過調(diào)節(jié)用于操作離合器(12)的工作流體的最大水力直徑，來調(diào)節(jié)接合輸入軸(14)和輸出軸(18)的接合時(shí)間。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，包括檢測(cè)用于接合輸入軸(14)和輸出軸(18)的離合器 (12)的有意促動(dòng)。
3.如權(quán)利要求1或3所述的方法，其中，用于輸入軸(14)朝向輸出軸(18)的相對(duì)運(yùn)動(dòng) 的實(shí)際最大允許接合速度被計(jì)算，且基于該實(shí)際最大允許接合速度，最大水力直徑被調(diào)節(jié) 以限制實(shí)際液壓壓力。
4.如權(quán)利要求1或3所述的方法，其中，釋放離合器(12)的實(shí)際促動(dòng)速度，特別是離合 器踏板(30)的移動(dòng)速度，被檢測(cè)和用于調(diào)節(jié)最大水力直徑。
5.如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的方法，其中，輸入軸(14)和輸出軸(18)之間和/ 或被換擋的齒輪之間的速度差被用于調(diào)節(jié)最大水力直徑。
6.如權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的方法，其中，在輸入軸(14)至輸出軸(18)的接合 前更高的最大水力直徑被設(shè)定，和/或，在輸入軸(14)至輸出軸(18)的接合后更低的最大 水力直徑被設(shè)定。
7.一種用于促動(dòng)汽車變速箱的液壓操作離合器(12)以換擋的控制器，特別用于執(zhí)行 權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的方法，該控制器包括CAN總線接口(40)，用于從CAN總線系統(tǒng)(42)收集數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)包括關(guān)于變速箱特別 是關(guān)于輸入軸(14)和/或輸出軸(18)的扭矩和速度的數(shù)據(jù)；調(diào)節(jié)裝置(32)，用于調(diào)節(jié)用于操作離合器(12)的工作流體的液壓導(dǎo)管(26)的孔的最 大水力直徑；和操作單元(36)，用于根據(jù)收集的數(shù)據(jù)操作調(diào)節(jié)裝置(32)，以調(diào)節(jié)接合輸入軸(14)和輸 出軸(18)的接合時(shí)間。
8.如權(quán)利要求7所述的控制器，其中，操作單元(38)被連接到離合器踏板檢測(cè)器，用于 檢測(cè)釋放離合器(12)的實(shí)際促動(dòng)速度。
9.一種用于限制傳遞的扭矩的峰值扭矩限制器，包括用于工作流體的液壓導(dǎo)管(26)， 該工作流體用于操作汽車變速箱離合器(12)以換擋，以及根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的控制 器(34，36，38，40)用于調(diào)節(jié)液壓導(dǎo)管(26)的最大水力直徑。
10.如權(quán)利要求9所述的峰值扭矩限制器，其中，最大水力直徑通過滑動(dòng)件(34)調(diào)節(jié)， 該滑動(dòng)件特別能大致垂直于液壓導(dǎo)管(26)內(nèi)的工作流體的流動(dòng)方向(44)移動(dòng)。
11.一種用于汽車變速箱以換擋的傳動(dòng)系統(tǒng)，包括根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的峰值扭 矩限制器(32)，其中，液壓導(dǎo)管(26)經(jīng)由液壓主缸(28)被連接到離合器踏板(30)且經(jīng)由 液壓隨動(dòng)油缸(24)被連接到汽車變速箱的離合器(12)。
全文摘要
提供一種用于促動(dòng)汽車變速器的液壓離合器(12)以換擋的方法，包括步驟從CAN總線系統(tǒng)(42)收集數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)包括關(guān)于變速器特別是關(guān)于輸入軸(14)和/或輸出軸(18)的扭矩和速度的數(shù)據(jù)，以及基于收集的數(shù)據(jù)，通過調(diào)節(jié)操作離合器(12)的工作流體的最大水力直徑，調(diào)節(jié)用于接合輸入軸(14)和輸出軸(18)的接合時(shí)間。通過使用CAN總線(42)提供的信息，傳動(dòng)系統(tǒng)(10)在換擋過程中的準(zhǔn)確狀態(tài)可被評(píng)估。基于CAN總線(42)提供的信息，可以允許在大致每種情況下最快的聯(lián)接，而不顯著損害提供的舒適性。
文檔編號(hào)B60W10/10GK101992767SQ20101026032
公開日2011年3月30日 申請(qǐng)日期2010年8月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月20日
發(fā)明者克里斯琴·孔澤 申請(qǐng)人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作公司