用于控制自动摩擦离合器的方法
【专利摘要】本发明涉及用于控制自动摩擦离合器的方法，该摩擦离合器能够通过压紧弹簧（10）动闭合，并且能够通过简单地工作的气动调整缸（12）分离和接合。为了实现快速且精确地并且结合在充气阀和排气阀上有更少的摩擦的方式来控制摩擦离合器（3），充气阀（15）和排气阀（16）分别在持续脉冲操作下打开，其持续时间ΔtV作为商数根据在调整缸压力腔（14）中、在调整活塞的理论位置xK_soll处存在的理论空气质量mK_soll与在调整活塞的实际位置xK_ist处存在的实际空气质量mK_ist之间的空气质量差ΔmK，以及根据通过相关控制阀的、依赖于打开的充气阀或排气阀的现有压力比和流动特性的空气质量流量而算出。
【专利说明】用于控制自动摩擦离合器的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的用于控制自动摩擦离合器的方法，所述摩擦离合器作为机动车中的起动离合器和换档离合器布置在驱动马达的驱动轴和换档变速器的输入轴之间。
【背景技术】
[0002]某些机动车，尤其是很重的卡车和公共汽车通常装有压缩空气制动设备，必要时还附加装有空气弹簧设备。因而它们具有供给装备，用于压缩空气的生成、干燥和存储。当这种类型的机动车装有自动摩擦离合器时，该摩擦离合器也合适于利用压缩空气来操纵，也就是利用气动调整缸分离和接合，因为该能量来源已经在机动车中提供。
[0003]由DE3028251C2公知一种摩擦离合器的相应的气动操纵装置，该气动操纵装置包括充气阀、排气阀和换向阀。充气阀构造为二位二通电磁切换阀，其在不操纵的静止状态下闭合并且在用于分离摩擦离合器时打开。排气阀同样构造为二位二通电磁切换阀，其在不操纵的静止状态下闭合并且在用于快速接合摩擦离合器时打开，由此，调整缸的压力腔通过把换向阀切换到不操纵的静止状态而形成的连接、排气阀和布置在其下游的节流阀来排气。换向阀构造为二位三通电磁切换阀，其在排气阀闭合情况下被循环操纵以便设定确定的、在摩擦打滑时有效的摩擦离合器扭矩，由此，调整缸的压力腔通过布置在换向阀下游的节流阀以更小的节流横截面来排气，因而可以实现相对准确地设定摩擦离合器的传递扭矩。
[0004]因为电磁切换阀具有相对较小的控制动力，所以为了控制摩擦离合器优选使用循环阀，其具有明显更高的控制动力，其中，摩擦离合器的确定的分离位置和确定的可传递扭矩在调节过程中通过替换地(wechselweise)打开充气阀和排气阀而设定。
[0005]充气阀和排气阀在这种类型的操纵装置中能以脉冲宽度调制方式操作。在此，相应循环阀的有效开度并且进而在调整缸压力腔中的调整压力通过在恒定的循环周期内时间部分(脉冲宽度)的变化来设定。然而这种类型的驱控方式的缺点在于，在开度较高情况下，根据经验相关衔铁在相应循环周期结束时可能出现不明确的漂浮状态，该漂浮状态导致变差的控制动力和可调节性。
[0006]基于此原因，充气阀和排气阀在这种类型的操纵装置中优选以脉冲频率调制方式操作。在此，相应循环阀的有效开度并且进而在调整缸压力腔中的调整压力在脉冲宽度恒定情况下通过循环周期的变化来设定。此处，衔铁在各个循环周期结束时总是到达相应于闭合的静止状态的最终位置，这引起提高了的控制动力和改善了的可调节性。
[0007]EP0459273A1中描述了，如何在调节过程中通过替换地打开充气阀和排气阀、依赖于调整缸的调整活塞的预定理论位置与传感检测到的实际位置之间的差地设定气动控制的摩擦离合器的确定的分离位置。充气阀和排气阀以脉冲宽度调制方式操作，其中，分别与调整活塞的理论位置和实际位置之间的差成比例地设定脉冲宽度。
[0008]最后，由EP0512690B1公知一种摩擦离合器的气动操纵装置，其具有带有各自不同的开口横截面的两个并行布置的排气阀以及两个并行布置的充气阀。因而可通过操纵一个或两个充气阀或排气阀而设定不同的分离和接合速度。此外，这种公知操纵装备的气动调整缸的调整活塞通过包括传感器缸(Geberzylinder)、压力管路和输出缸(Nehmerzylinder)的液压传动装备以及分离杆与摩擦离合器的压紧弹簧调整连接(Stellverbindung)0 EP0512690B1的主题是将气动调整缸、液压传动装备的刹车总泵以及充气阀和排气阀合并在共同的壳体中。
[0009]尤其是在山坡上以打滑的离合器来停车以及起动时必须尽量准确且快速地设定摩擦离合器的确定的分离位置并且进而设定确定的可传递扭矩。这虽然可以通过对构造为循环阀的充气阀和排气阀的有调节的驱控来实现，方法是，以公知的方式与调整活塞的或者布置在调整活塞与摩擦离合器的压紧弹簧之间的传动件的理论位置和实际位置之间的差成比例地在应用脉冲宽度调制情况下更改脉冲宽度、在应用脉冲频率调制情况下更改循环周期。然而已被证实，为此需要非常多的调节周期，并且必须以相应较高的循环次数对充气阀和排气阀进行操纵。这会引起在机动车规定的使用寿命内过早磨损充气阀和排气阀，导致了操纵装置的泄漏产生问题并导致摩擦离合器的控制特性整体变差。
【发明内容】
[0010]因而本发明任务在于，提出用于控制具有前述类型的气动操纵装置的自动摩擦离合器的方法，利用所述方法可以实现以在充气阀和排气阀上的更小的磨损的方式来快速且精确地控制摩擦离合器。
[0011]该任务通过用于控制自动摩擦离合器的方法解决，该摩擦离合器作为机动车中的起动离合器和换档离合器布置在驱动马达的驱动轴和换档变速器的输入轴之间，该摩擦离合器可通过压紧弹簧被动闭合，并且可通过简单地工作的气动调整缸分离和接合，气动调整缸的调整活塞与压紧弹簧调整连接，并且调整缸的压力腔可通过至少一个可控充气阀与压缩空气源相连以及通过至少一个可控排气阀与排放压缩空气部相连，其中，摩擦离合器的确定的分离位置在调节过程中依赖于调整活塞的预定理论位置XK—S()11与传感检测到的实际位置xK—ist之间的差地或者依赖于布置在调整活塞与压紧弹簧之间的传动件的预定理论位置xK—S()11和传感检测到的实际位置xK—ist之间的差地通过替换地打开充气阀和排气阀来设定。根据本发明该方法的特征在于，充气阀和排气阀分别在持续脉冲操作下打开，其持续时间A tv作为商数根据在调整缸压力腔中、在调整活塞的理论位置xK S()11处存在的理论空气质量mK—S()11与在调整活塞的实际位置xK—ist处存在的实际空气质量％ ist之间的空气质量差AmK ( AmK=mK s()11-mK ist)，以及根据通过相关控制阀的、依赖于打开的充气阀或排气阀的
现有压力比和流动特性的空气质量流量而算出(Atv= AmK/i v)。
[0012]本发明有利的构造方案和改进方方案是从属权利要求的主题。
[0013]因此，本发明从公知的自动摩擦离合器出发，该摩擦离合器作为在机动车中的起动离合器和换档离合器布置在驱动马达的驱动轴和换档变速器的输入轴之间。所述摩擦离合器可利用优选构造为膜片弹簧的压紧弹簧被动闭合，并且可利用简单地工作的气动调整缸分离和接合。气动调整缸的调整活塞与压紧弹簧调整连接，压力腔可利用至少一个可控充气阀与压缩空气源相连以及可利用至少一个可控排气阀与排放压缩空气部相连。[0014]为了设定摩擦离合器的确定的分离位置并且进而设定摩擦离合器的确定的可传递扭矩，在调节过程中依赖于调整活塞的预定的理论位置xK—S()11和传感检测到的实际位置xK—ist之间的差地、或者依赖于布置在调整活塞与压紧弹簧之间的传动件的预定的理论位置Xk so11和传感检测到的实际位置XK ist之间的差地替换地打开充气阀和排气阀。至今为止公知的方法都是在应用脉冲宽度调制或者脉冲频率调制情况下、以相对较大数量的调节周期和控制阀的相应多的循环周期而实现的，不同于这些方法，根据本发明规定一种以控制阀的持续脉冲操作来实现的方法。这意味着，充气阀和排气阀分别以最大开度打开，由此更快速且以更少循环周期地到达调整活塞的理论位置。那么，控制阀由此被较少地操纵，并且进而获得更长的使用寿命。
[0015]充气阀或排气阀的相应持续脉冲操作的持续时间Atv的计算值，作为商数根据在调整缸压力腔中、在调整活塞的理论位置xK—S()11处存在的理论空气质量mK—S()11与在调整活塞的实际位置xK—ist处存在的实际空气质量％&之间的空气质量差Ank(根据方程式:AmK=mK
ist)，以及根据通过相关控制阀的、依赖于打开的充气阀或排气阀的现有压力比和流
动特性的空气质量流量^￥而算出。由此针对充气阀或排气阀的相应持续脉冲操作的持续时间A tv使用方程式Aty = AmK/ w V。
[0016]所描述的方法不需要更改摩擦离合器的操纵装置和控制装置，而是作为控制程序存储在机动车的离合器单元或者变速器控制单元中。因而在已经投入使用的机动车类型中通过软件升级也可以应用根据本发明的方法，只要它们装有相应的操纵装置和控制装置。
[0017]对于计算充气阀或排气阀的相应持续脉冲操作的持续时间AtvK需的空气质量差Ank根据调整缸压力腔的在调整活塞的理论位置xK—S()11处存在的理论容积VK—S()11与在调整活塞的实际位置xK—ist处存在的实际容积Vk ist、在应用公式mK=P XVk和针对理想气体的状态方程式(p/P =RXT)的情况下、利用方程式
【权利要求】
1.一种用于控制自动摩擦离合器的方法，所述摩擦离合器作为机动车中的起动离合器和换档离合器布置在驱动马达(4)的驱动轴(5)和换档变速器(6)的输入轴(7)之间，所述摩擦离合器能够通过压紧弹簧(10 )被动闭合，并且所述摩擦离合器能够通过简单地工作的气动调整缸(12)分离和接合，所述调整缸的调整活塞(13)与所述压紧弹簧(10)调整连接，所述调整缸的压力腔(14)能够通过至少一个可控充气阀(15)与压缩空气源(19)相连以及通过至少一个可控排气阀(16)与排放压缩空气部(21)相连，其中，所述摩擦离合器(3)的确定的分离位置在调节过程中依赖于所述调整活塞(13)的预定的理论位置(xK—S()11)与传感检测到的实际位置(XK—ist)之间的差地、或者依赖于布置在所述调整活塞(13)与所述压紧弹簧(10)之间的传动件的预定的理论位置(xK S()11)和传感检测到的实际位置(xK ist)之间的差地通过替换地打开所述充气阀(15)和所述排气阀(16)来设定，其特征在于，所述充气阀(15)和所述排气阀(16)分别在持续脉冲操作下打开，其持续时间△ tv作为商数根据在所述调整缸压力腔(14)中、在所述调整活塞(13)的理论位置xK S()11处存在的理论空气质量1%soll和在所述调整活塞(13)的实际位置xK ist处存在的实际空气质量％ ist之间的空气质量差AmK( AmK=mK_soll-mK ist),以及根据通过相关控制阀(15、16)的、依赖于打开的充气阀或排气阀(15、16)的现有压力比和流动特性的空气质量流量而算出(Atv= AmK / my)。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述空气质量差据所述调整缸(12)的压力腔(14)的在所述调整活塞(13)的理论位置xK s()11处存在的理论容积Vk ot11和在所述调整活塞(13)的实际位置xK ist处存在的实际容积Vk ist、在应用公式mK= P XVk和针对理想气体的状态方程式(p/P =RXT)的情况下、利用方程式
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述调整缸(12)的压力腔(14)中的调整活塞(13)的理论位置xK S()11处存在的理论调整压力pK S()11和在所述调整缸(12)的压力腔(14)中的调整活塞的实际位置xK ist处存在的实际调整压力pK ist分别作为商数根据所述压紧弹簧(10)的弹簧特性曲线？1( (?)和所述调整活塞(13)的有效面积Ak的相应值算
4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，在所述调整缸(12)的压力腔(14)中的调整活塞(13)的理论位置xK s()11处存在的理论容积Vk S()11和在所述调整缸(12)的压力腔(14)中的调整活塞(13)的实际位置xK ist处存在的实际容积Vk ist根据所述调整活塞的相应位置(xK—S()11、xK—ist)、所述调整活塞(13)的有效面积Ak和在所述摩擦离合器闭合(xK=xKJ时在所述调整缸(12)的压力腔(14)中存在的稳定容积Vk ci，利用方程式Vksoll_VK—(!+Ak* I XK_o_XK_soll I 和 VK—ist-VK—(|+AK* I XK_o_XK ist I 算出。
5.根据权利要求1至4之一所述的方法，其特征在于，所述流经打开的充气阀(例如15)的空气质量流Iin利用方程式
6.根据权利要求1至5之一所述的方法，其特征在于，所述流经打开的排气阀(例如16)的空气质量流Iin利用方程式
7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，在多个打开的、并行布置的且具有相同大小的开口横截面的充气阀或者排气阀(15、27或16、28)的情况下，全部流入所述调整缸(12)的压力腔(14)或从其中流出的空气质量流量作为针对唯一打开的控制阀(例如15或16)得出的空气质量流量^ 的与打开的控制阀(15、27或16、28)的数量nv相乘的值被算出(m V，= X my)。
8.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，在多个打开的、并行布置的且具有不同大小的开口横截面的充气阀或者排气阀(15、31或16、32)的情况下，全部流入所述调整缸(12)的压力腔(14)或从其中流出的空气质量流量二 V*M乍为针对各个打开的控制阀(15、31或16、32)得出的空气质量流量m v_i的值的总和被算出C///\ * = v_i，i=l、nv)。
【文档编号】F16D48/06GK103807325SQ201310481381
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2013年10月15日 优先权日:2012年11月9日
【发明者】雷涅·扎勒夫斯基 申请人:Zf腓德烈斯哈芬股份公司