用于确定用于机动车辆传动系中的液压致动装置的调整参数
的方法
技术领域
[0001] 本
发明涉及一种
用于确定用于机动车辆传动系中的液压致动装置的调整参数的方法，其中，该致动装置具有
泵和
液压缸，并且泵的压
力端口连接至液压缸的端口，其中，该调整参数是为了获得致动装置的预定操作点而必须被泵输送的
流体的体积的函数，其中，该操作点通过由泵的操作点旋转速度值和泵的操作点控制值构成的值对来限定。
[0002] 本发明还涉及一种用于通过在引言中提及的这类液压致动装置来致动机动车辆传动系的摩擦
离合器的方法，其中，该摩擦离合器联接至液压缸的
活塞，并且其中，该致动装置的操作点对应于该摩擦离合器的操作点。
背景技术
[0003] 所述类型的液压
致动器特别用于机动车辆用自动
变速器中的
齿轮的自动
啮合，或者用于机动车辆的传动系内的离合器的自动致动。这里，待致动的元件通常具有特定的操作点，在这些特定的操作点处，例如，齿轮被啮合或者离合器开始传送第一转矩。这里，必须通过致动器尽可能快地且尽可能准确地执行对于所述操作点的调整，并且必须通过致动器尽可能快地且尽可能准确地设定所述操作点。
[0004] 然而，由于磨损，所述操作点不断地经历变化，这在操作期间必须通常是已经得到补偿的以允许高效的且舒适的操作。外部条件、例如作为
温度变化的结果同样对于待致动的元件的当前操作点具有影响。这里，这不仅与待致动的元件有关，而且与致动装置自身有关。待控制的致动器必须因此在正在进行的操作期间持续不断地适应于改变后的操作点。
[0005] 机动车辆传动系中的一个非常重要的操作点为例如摩擦离合器的接合点，该摩擦离合器将
驱动器连接至变速器，并且该摩擦离合器在自动传动系中通过引言中提及的致动装置而被致动。在技术术语中，该操作点通常被称之为
咬合点或
接触点，并且用于确定所述点的对应的方法被称之为咬合点适配(adaption)或接触点适配。这里，咬合点被定义为闭合式摩擦离合器传送处于小于10Nm范围内的第一低转矩所处的点。为了允许平滑和舒适的离合器接合，在
自动变速器的情况下，有必要通过致动装置尽可能准确地确定并且随后尽可能精确地设定所述点。一种用于咬合点适配的方法例如从DE 196 52 244A1中获知。
[0006] 在DE 102 44 393A1中公开了另一种用于确定自动地致动的摩擦离合器的操作点的方法。这里，在执行致动的致动器中，于液压缸处测量不同的压力分布(profile)，并且基于由此记录的特性曲线来确定该操作点。为此，该致动装置具有通过控制单元来进行评估的多种压力
传感器。
[0007] DE 10 2007 057 081B4展示出另一种咬合点适配方法，其中，利用传动系中的对应轴处的旋转速度测量值来确定该咬合点。这里，对于执行致动的致动器中的压力进行测量并不是必需的。
[0008] US 5,853,076描述了一种方法，利用该方法可根据上述适配方法连续地调整致动装置。这里，该方法利用了下述事实，即，
压力传感器已经设置在用于咬合点适配的致动装置中，通过这些压力传感器，对致动离合器的液压缸中的压力分布进行测量是可能的。可基于由此获得的测量值来重新调整该致动装置。
[0009] 然而，用于液压致动装置的已知调整方法的缺点在于，这些液压致动装置被根据液压缸处的压力状况进行调节，并由此总是需要该液压缸处的压力的测量值。这不可避免地需要致动装置内的附加的压力传感器，然而，在一些咬合点适配方法的情况下，不再需要这些压力传感器。
发明内容
[0010] 针对背景技术，本发明的目的是详细说明一种用于致动装置的改进的调整方法，该调整方法使得在无需附加的传感器的情况下执行，并且详细说明一种用于基于所述类型的致动装置来致动摩擦离合器的改进的方法。
[0011] 所述目的首先通过一种用于确定用于机动车辆传动系中的液压致动装置的调整参数的方法来实现，其中，致动装置具有泵和液压缸，泵的压力端口连接至液压缸的端口，其中，调整参数是为了获得致动装置的预定操作点而必须由泵输送的流体的体积的函数，其中，操作点通过由泵的操作点旋转速度值和泵的操作点控制值构成的值对来限定，该方法具有下列步骤：
[0012] -将泵调节至操作点旋转速度值，使得泵输送对应于操作点旋转速度值的流体体积流量；以及
[0013] -将流体体积流量对时间进行积分直到致动装置的终止操作状态为止，在该致动装置的终止操作状态中，泵的控制值小于或等于操作点控制值。
[0014] 此外，上述目通过一种用于通过液压致动装置来致动机动车辆传动系的摩擦离合器的方法来实现，该液压致动装置具有泵和液压缸，泵的压力端口连接至液压缸的端口，其中，摩擦离合器联接至液压缸的活塞，并且其中，利用已通过上述确定方法所确定的调整参数来调整对应于摩擦离合器的操作点的致动装置的操作点。
[0015] 本发明由此基于如下原理、即利用已例如通过咬合点适配获得的操作点值来测量填充执行致动的液压缸所需的体积，而无需待结合在致动器中的附加的传感器。为此，对时间和旋转速度进行测量直到液压缸已被填充满以达到当前的操作点为止。通过泵特性曲线，根据测量到的持续时间和旋转速度来确定填充体积是可能的，这可例如用作一种用于预先
控制器的调整参数。由此，可选择地且优选地不再需要将附加的压力传感器用于所述方法。
[0016] 特别是在将除执行致动的液压缸中的压力之外的参数考虑在内的用于调整的现代咬合点适配方法的情况中，完全省略掉附加的压力传感器是可能的。因而使得更为简单地、紧凑地且因此廉价地生产该致动装置成为可能。
[0017] 在该确定方法期间使用的致动装置可优选地在无需昂贵的且复杂的调压调节
阀的情况下实现。这是因为液压缸中的压力可通常通过泵的旋转速度来设定。这里，泵优选地被联接至电动
马达。
[0018] 由于压力调节阀、特别是呈
比例阀形式的压力调节阀并不是必需的，因此，可将清洁度要求在该致动装置的组装期间保持得较低，并且由此可将成本在该致动装置的组装期间可保持得较低。
[0019] 由此，完全实现了上述目的。
[0020] 在参数化方法的一个优选实施方式中，调整参数包括通过积分步骤测量到的流体的体积。
[0021] 泵的体积流量取决于泵的旋转速度并由泵的特性曲线预先限定。因此，将所述函数对填充时间进行积分直接产生了为了达到待致动的操作点而已流入到液压缸中的体积。所确定的参数可被直接反馈至预先控制器。该填充过程可随后基于设定点值与实际值的比较来进行改变。
[0022] 在另一优选实施方式中，调整参数包括达到该终止操作状态所需的填充时间。
[0023] 在该实施方式中，不仅将测量到的体积而且将所需的填充时间作为参数反馈至预先控制器是可能的。所述参数也可例如被考虑用于改进的咬合点适配。
[0024] 在另一优选的实施方式中，当已达到泵的小于或等于操作点控制值的终止控制值并且已超过限定的最小填充时间时达到终止操作状态，在该终止操作状态下，结束该积分步骤。
[0025] 在该实施方式中，终止操作状态通过由操作点的值加以确定来进行限定。此外，规定必须被超过以待使积分结束的最小填充时间。这防止作为控制值在泵的启动期间的
波动的结果而超过操作点控制值。
[0026] 在参数化方法的另一优选实施方式中，泵的压力端口经由孔口或
挡板连接至致动装置的低压区段。
[0027] 在该实施方式中，调节回路中安置有附加的挡板。泵的压力端口与致动装置的油箱之间的挡板/孔口的结合使得致动装置具有改进的调节性。
[0028] 在参数化方法的另一优选实施方式中，泵的控制值是驱动泵的电动马达的
电流。
[0029] 在该实施方式中，由泵逐步形成的压力取决于驱动泵的电动马达的电流。设定压力同时是用于确定待致动的离合器的操作点的重要参数。该实施方式由此使得将操作点详细说明为电流值成为可能。此外，通过电流对泵进行控制允许对泵进行精确且快速的调节。
[0030] 在另一优选实施方式中，预定操作点为通过液压致动装置致动的摩擦离合器的咬合点。
[0031] 在该实施方式中，致动装置致动摩擦离合器，并且预定操作点是该离合器的接合点。该接合点或咬合点将会被理解为意指摩擦离合器传送通常小于10Nm的限定的低转矩所处的点。该接合点可通过多种方法来确定，并且其参数用作用于根据本发明的方法的第一输入值。
[0032] 不言而喻，上述特征和下面还将说明的特征不仅可用在分别列举的组合中而且可用在其它组合中或被单独地使用而不会背离本发明的范围。
附图说明
[0033] 本发明的示例性实施方式在附图中示出，并将在下列描述中对其进行更为详细的说明。在附图中：
[0034] 图1为机动车辆传动系的液压致动装置的示意图；
[0035] 图2示出了摩擦离合器处的随时间变化的压力分布；
[0036] 图3示出了在离合器的致动期间，致动装置中的
电动泵的随时间变化的旋转速度分布；
[0037] 图4示出了在离合器的致动期间，用于对致动装置中的泵进行操作的电动马达的随时间变化的电流分布；
[0038] 图5示出了在离合器的致动期间，致动装置中的电动泵的随时间变化的流体体积流量；以及
[0039] 图6示意性地示出了用于执行根据本发明的方法的调节回路。
具体实施方式
[0040] 在图1中，附图标记10表示常规的机动车辆传动系，该常规的机动车辆传动系具有
发动机12、离合器14、变速器16和
差速器18。通常为
内燃机的发动机12经由
驱动轴连接至摩擦离合器14。该离合器于
输出侧处连接至变速器16，该变速器16在其输出侧处操作差速器18，该差速器18驱动车辆的
车轮。
[0041] 离合器14的目的是将发动机12的转矩传送至变速器16。所述离合器被构造成动力换档离合器并且必须也能够至少短暂地传送高转矩。为了舒适的离合器接合，摩擦离合器必须被从打开状态经由滑动状态转移至闭合状态。在该示例性实施方式中，这是通过液压致动装置20来实现的。
[0042] 该液压致动装置20包括液压缸22、泵24和电动马达26。泵24于出口侧处经由其压力端口而直接连接至缸22。泵的压力端口与油箱之间的附加的挡板/孔口28增加了致动装置的可调节性。该油箱还连接至泵的抽吸端口以使液压回路闭合。
[0043] 驱动该泵24的电动马达26连接至控制单元34。该控制单元34调节供给至马达的电流的供给量并由此调节所连接的泵24的旋转速度ω。
[0044] 附图标记32表示连接在控制单元34的上游处的预先控制单元。该预先控制单元32处理通过根据本发明的方法确定的调整参数，并将其传送至控制单元34。
[0045] 这里还示出了一种可选择的压力传感器36，该压力传感器36于液压缸22的端口处具有挡板/孔口38，然而，在根据本发明的方法的情况下优选地不再需要该压力传感器，并由此可以省略掉该压力传感器。
[0046] 将利用图6中所示的调节回路详细地说明用于确定用于图1中所描述的该结构的调整参数的方法。这里，图2、图3、图4和图5的图表示出了在每种情况下，致动装置的相关操作参数的随时间变化的相应的曲线。这些操作参数包括液压缸22中的压力分布P、泵24的旋转速度ω、电动马达26的电流I、和流至液压缸22的流体体积流量φ。
[0047] 图6中的附图标记A至F表示用于该方法的调节元件相关量。泵的特性曲线A、B首先用于通过预定的体积Q和持续时间t来确定旋转速度值ωsoll 54，并且其次用于通过给定的泵旋转速度ω来确定体积流量φ。调节元件C将当前的电流值I 66与操作点控制值Ikp 56进行比较。当这两个值相等时，已获得终止操作状态tkp 70。积分器元件D对体积流量的函数进行积分，直到该终止操作状态用C表示为止。比较器E将实际体积与设定点体积进行比较，因此，F重新调整泵24的旋转速度ωsoll。
[0048] 在图6中以虚线加边的中间
块62对应于迄今为止已知的控制系统，该控制系统由控制单元34和液压致动装置20组成。这里，附图标记32包括了所有属于预先控制单元32的元件。
[0049] 用于该方法的起点为确定第一组相关操作参数。这些操作参数首先为操作点旋转速度值ωsoll 54，其次为致动装置20的操作点控制值Ikp56。这两个值必须在待致动的元件的操作点50的确定期间被确定。这些参数因此是在达到该操作点时于致动装置20处盛行为当前值的值。
[0050] 如果待致动的元件为例如摩擦离合器14，则操作点50就是该离合器14的咬合点。这里，达到咬合点所处的时间点tkp 70在很大程度上取决于液压缸中的压力。理论压力分布P示于图2中。该压力起初以斜坡的形式升高直到达到操作点50为止、即达到在该示例中的所谓的咬合点为止，并且离合器开始接合。在达到该操作点所处的时间点tkp 70之后，就可不再以限定的方式示出该压力分布P。
[0051] 图3和图4示出了致动装置的操作参数(I，ω)的随时间变化的曲线。用于操作点50的时间值tkp已经通过虚线携带到来自图1的这些图表中。
[0052] 以对应于图2的方式，图3描述了泵24的旋转速度ω在离合器14的致动期间的曲线。泵24快速地达到所要求的设定点旋转速度并且将所述设定点旋转速度保持恒定直到达到操作点50(咬合点)为止。该操作点旋转速度值ωsoll 54对应于在达到操作点50时的旋转速度的值。
[0053] 以类似于前述附图的方式，图4示出了在用于操作泵24的电动马达26处的电流曲线I。在泵24的启动期间的初始波动之后，电流I随后与压力P成正比地上升。该操作点控制值Ikp 56对应于在达到操作点50的时间处的电流的幅度。
[0054] 这里，用于确定操作点50的方法对于根据本发明的方法而言并不是重要的。仅有必要对在达到操作点(tkp)时所存在的参数(54、56)进行测量并将其提供至控制器(32、34)。为了对根据本发明的方法的优点进行利用以达到最佳效果，可在无需附加的压力传感器的情况下确定咬合点的方法是优选的。然而，作为选择，可利用任何其它的用于确定该操作点的方法。
[0055] 基于所确定的参数，在第一方法步骤中，将泵24调节至操作点旋转速度值54，使得泵24输送对应的流体体积流量φ。同时，开始将流体体积流量φ对时间进行积分。流体体积流量φ可在这里通过泵的当前旋转速度和相关联的泵特性曲线来确定。随着缸中的流体体积的增大，回复力增大并且由此以恒定的旋转速度来操作泵所需的电流也增大。
[0056] 这里，当前电流值list被不断地与在先确定的操作点控制值Ikp 56相比较。当电流值呈现为等于该操作点控制值56的值时，停止该积分。为了使积分并不过早地停止，限定了最小填充时间t最小68。这是必需的，以避免出现下列情形：在致动启动时电流曲线中的波动使该积分被意外地终止，这是因为作为波动的结果，该操作点控制值Ikp在启动时已被短暂地超过。
[0057] 该积分的结果产生了待通过该方法确定的参数。所述参数首先为填充该液压缸直到达到操作点所需的当前体积Qist 60，其次为该过程所需的对应的时间T 64。
[0058] 图5用图表示出了该过程。在该图表中，以对应于前述附图的方式，随时间变化绘制出该流体体积流量φ。阴影线区域在该情况下对应于待通过该方法确定的体积Qist 60，该体积随着持续时间T 64的推移已流入到该液压缸中。
[0059] 这两个参数60、64被传送至该预先控制单元。将体积参数60于比较器E处与原始体积设定点值54相比较，因此，调节器F使泵的旋转速度适合于下一致动过程。
[0060] 在致动装置20的下一次致动的情况下，该测量再次开始，使得形成调节回路，并且连续地调节致动装置20的调整参数。
