专利名称：离合器转矩的调节方法
技术领域：
本发明涉及用于调节一个尤其设置在机动车的传动系中的离合器的离合器转矩的方法，其中该离合器借助一个离合器执行机构来被调节。
背景技术：
这种方法已在实践中公开。在此情况下离合器执行机构具有一个伺服电动机，该伺服电动机作为执行机构部分具有一个带有绕组的定子及一个带有交替地在彼此相反方向上磁化的永久磁铁段的转子。由于永久磁铁段得到执行机构部分的分度，即这些执行机构部分彼此相对地在静止状态中定位的一些位置设置在一个位置分度的分度点上。为了使离合器的各离合器部件彼此相合地或彼此离开地运动并由此调节离合器转矩，伺服电动机通过自制动的传动装置与离合器的分离装置形成传动连接。为了调节离合器转矩，首先求得与离合器转矩相应的、用于各离合器部件的相对位置的给定值，该给定值可位于位置分度的分度值之间。然后各执行机构部分通过绕组相应地流过电流彼此相对地定位在位置分度的、与位置给定值相邻的分度值上。在达到分度值时，伺服电动机被切断且由于离合器执行机构的自制动无电流地保持当前的位置。由于离合器执行机构的分度，离合器仅可分级地被调节。由此使离合器转矩的调节精度受到限制。在带有增量位置测量的位置可调节的伺服电动机中，离合器转矩的调节精度也受到增量的分辨率的影响，只要该分辨率比分度的分度间隔粗和/或位置分度的分度值不与增量行程测量的分度相一致。最后，分离装置由于其部件的弹性及在调节时出现的摩擦而具有行程滞后，该行程滞后可导致各执行机构部分的相对定位不转换或仅部分地转换成离合器的相应的调节行程。因此，与分离装置上总存在的滞后值及各离合器部件进行相对调节的方向相关地，在离合器转矩调节时可出现附加的误差。
发明内容
因此本发明的任务在于，提出一种用于调节离合器的离合器转矩的方法，该方法可实现离合器转矩的高调节精度。
该任务将这样来解决该离合器借助一个离合器执行机构来调节，该离合器执行机构具有至少两个执行机构部分，这些执行机构部分可彼此相对定位在一个位置分度的一些分度值上；求出一个与离合器转矩给定值相应的、设置在位置分度的各分度值之间的用于各执行机构部分的位置给定值；这些执行机构部分彼此相对地被定位在与该位置给定值相邻的、位置分度的一个分度值上；除第一位置分度值外还这样地求得第二位置分度值，以使得该位置给定值被设置在该第一位置分度值与该第二位置分度值之间；以及这些执行机构部分被这样交替地定位在该第一位置分度值与该第二位置分度值上，以使得平均的离合器转矩比该第一位置分度值及该第二位置分度值的离合器转矩更精确地与离合器转矩给定值相一致。
在一个有利的方式中，在离合器转矩给定值应被调节的持续时间期间，这些执行机构部分在真正待调节的位置给定值的两侧所设置的一些位置分度值上持续交替地彼此相对定位，以使得在该持续时间上由离合器所传递的离合器转矩的平均值处于与这些位置分度值相应的离合器转矩值之间。由此，该方法与其中仅控制一个位置分度值的方法相比，实现了离合器转矩的更高的调节精度。在设置在机动车的传动系中的离合器装置中，在位置给定值的两侧所设置的位置分度值之间进行转换的频率优选被这样地选择，即该频率偏离传动系的抖振频率(Rupffrequenz)，由此尽可能地在传动系中不激励出固有频率。有利的是，在所述两个位置分度值之间的频率被选择为小于离合器的抖振频率而大于离合器执行机构的整个系统的角频率，该系统例如由驱动电动机、具有主动缸及接收缸的液压区段及随后的分离机构组成。整个系统的角频率也可被理解为整个系统的响应时间的倒数。此外，在位置给定值的两侧所设置的位置分度值之间进行转换的频率大于整个系统的最大调节频率，该系统由离合器执行机构、离合器的分离装置及可能有的信号处理装置组成，该信号处理装置用于确定位置给定值、第一位置分度值及第二位置分度值和/或用于控制离合器执行机构。该在位置给定值的两侧所设置的位置分度值之间进行转换的最大频率向上受到离合器执行机构调节时间的限制。
在本发明的一个有利的实施形式中，产生一个与位置给定值相应的位置给定值信号。其中对该位置给定值信号这样地叠加一个包含一个交变信号分量的叠加信号，使得由位置给定值信号及叠加信号组成的总和信号基本上位于位置分度中；用该总和信号作为给定值信号来控制离合器执行机构。脉宽调制的幅值可在由分度预给定的调节可能性的范围中自由选择。合适的是选择小的值，在该值上通过脉宽调制产生的振动不会被机动车内空间中的机动车使用者察觉。
在本发明的一个优选的实施形式中，根据位置给定值相对于第一位置分度值及第二位置分度值的位置对叠加信号进行脉宽调制。由此可实现对离合器转矩的更大的调节精度。实际上可在第一与第二位置分度值的离合器转矩之间调节任意的离合器转矩中间值。
在本发明的一个合乎目标的构型中，用恒定的周期持续时间对叠加信号进行脉宽调制，其中根据位置给定值相对于第一位置分度值及第二位置分度值的位置来改变脉冲-间歇比(占空比)。离合器执行机构则可用简单的方式借助微型计算机被控制，其中该微型计算机可用固定的时间周期来求得位置给定值。
在本发明的另一实施形式中，用恒定的脉冲持续时间对叠加信号进行脉宽调制，其中根据位置给定值相对于第一位置分度值及第二位置分度值的位置来改变间歇持续时间。该脉冲则可用简单方式通过硬件以固定的脉冲持续时间来产生。
当然也可以用恒定的间歇时间对叠加信号进行脉宽调制，并且根据位置给定值相对于第一位置分度值及第二位置分度值的位置来改变脉冲持续时间。
有利的是，交变信号分量具有一个基本频率，该基本频率在2与8Hz之间，必要时在3与7Hz之间，尤其在4与6Hz之间，优选约为5Hz。对于在机动车传动系中通常使用的离合器，该基本频率大于由离合器执行机构、分离装置、离合器及信号处理装置组成的整个系统的最大调节频率而小于传动系的抖振频率。
上述任务也可这样来解决离合器借助一个通过具有行程滞后的分离装置与离合器形成传动连接的离合器执行机构来调节；求出一个与离合器转矩给定值相应的位置给定值并根据该位置给定值来定位离合器执行机构；以及为了至少部分地补偿行程滞后对离合器执行机构的定位运动叠加一个振荡运动。
类似于前述解决方案，在此通过离合器执行机构的振荡运动短时地超过位置给定值及然后又向相反方向移动一段值地定位，其中定位步骤的顺序必要时重复一次或多次。通过该向前-向后运动可减小甚至完全消除可能存在的行程滞后。因此该方法可用高精度实现离合器转矩的调节。
有利的是，振荡运动的幅值至少为行程滞后的最大值的两倍大。这样即使在最不利的情况下，即当离合器执行机构及分离装置被这样定位，以致不使用振荡运动将带来整个的行程滞后时，通过振荡运动可实现行程滞后的完全的补偿。优选振荡运动的幅值仅这样大地被选择，以致振荡运动不会被机动车乘客所察觉。
在本方法的一个合适的构型中，产生一个与位置给定值相应的位置给定值信号。其中对该位置给定值信号叠加一个包含交变信号分量的、用于振荡运动的叠加信号；用这样构成的信号来控制离合器执行机构。该振荡运动由此可用简单的方式来产生。
有利的是，交变信号分量具有一个频率，该频率大于25Hz，尤其大于30Hz，优选大于35Hz。该交变信号分量的频率则大于由离合器执行机构、分离装置、离合器及信号处理装置组成的整个系统的最大调节频率，但小于离合器执行机构的最大调节频率。
以下借助附图来详细说明本发明的实施例。附图表示图1一个机动车的传动系，图2一个离合器执行机构的两个执行机构部分的相对位置的图形表示，其中横坐标表示时间t，纵坐标表示位置x，以及以虚线标出一个位置分度的分度值，在该分度中这些执行机构部分可相对地彼此定位，图3 一个湿式或干式离合器的两个离合器部件的相对位置的图形表示，其中横坐标表示时间t，纵坐标表示位置s，其中，相对位置的给定值由粗实线表示，叠加了一个振荡运动的给定值由细实线表示，相对位置的实际值由点线表示，及图4一个湿式或干式离合器的两个离合器部件的相对位置的图形表示，其中横坐标表示时间t，纵坐标表示位置s，其中，相对位置的给定值由粗实线表示，相对位置的平均实际值由细实线表示，相对位置的无振荡运动的实际值由虚线表示。
具体实施例方式
在图1上示意性表示的机动车传动系中设置的离合器装置具有一个离合器1，该离合器具有一个作为离合器部件的带有摩擦片衬的离合器从动盘2及两个设置在该离合器从动盘2的两侧的压件3，这两个压件可借助一个分离装置彼此相合地或彼此相离开地运动。这些压件3与一个内燃机4的轴相连接，离合器从动盘2与一个变速器5的驱动轴相连接。该变速器5的输出轴通过差速器6与机动车的驱动车轮形成传动连接。
操作装置具有一个离合器执行机构7，该离合器执行机构被构造成电子换向电动机(EC-Motor)。离合器执行机构7具有作为执行机构部分的带有绕组的一个定子及一个可转动地支承在定子上的转子，该转子在其圆周上具有一系列永磁性的磁铁段，它们交替地在彼此相反的方向上被磁化并通过一个空气隙与定子共同磁作用。为了使转子相对定子定位，离合器执行机构7的绕组通过一个终端级与控制装置相连接。作为位置传感器在定子上设置有多个在圆周上相互错开的、在图中未详细示出的磁场传感器，这些磁场传感器与转子的磁铁段共同作用。为了测量转子与定子之间相对位置的增量及为了控制绕组的换向，根据所测量的相对位置使磁场传感器与控制装置的测量信号输入端相连接。此外在控制装置上连接着至少一个车轮转速传感器8。
转子具有一些确定的优先位置，这些优先位置确定了一个位置分度。在无电流状态中，转子位置总是取得位置分度的分度值9a、9b、9c中的一个，这些分度值中的一些在图2中用虚线表示。当转子定位在两个分度值9a、9b、9c之间时，在转子与定子之间出现了一个定位转矩，它是这样引起的，即转子的磁铁段与一些设置在定子上的齿通过空气隙共同磁作用。通过对绕组通入电流可使转子定位在定位分度的任一分度值上。
在图1中可看出，离合器执行机构7通过一个分离装置与离合器1形成传动连接。该分离装置具有一个由离合器执行机构7驱动的齿轮传动机构，该齿轮传动机构与一个液压主动缸10形成传动连接，该液压主动缸通过一个液压管路11连接在一个接收缸12上。为了调节由离合器1传递的转矩，该接收缸12抵抗一个膜片弹簧13的回复力与压件3形成传动连接。
借助控制装置，转子可相对定子定位在位置分度的任一分度值上。为了调节一个借助控制装置求得的、通过离合器1从内燃机4的轴待传递到变速器5上的离合器转矩给定值，首先在控制装置中求得一个位置给定值。该相应的位置给定值信号在图2中用14表示。当该位置给定值与位置分度的分度值9a、9b、9c中的一个相一致时，离合器执行机构定位在相应的分度值9a、9b、9c上。
相反地，当该位置给定值与位置分度的这些分度值9中的任何一个不相一致时，将求得至少一个第一分度值9a及至少一个第二分度值9b，它们在其之间包括该位置给定值。然后执行机构部分在其间应调节相应离合器转矩的一个持续时间中这样交替地定位在第一位置分度值9a及第二位置分度值9b上，以使得平均离合器转矩值与离合器转矩给定值相一致。
在图2中可看出，对位置给定值信号14这样地叠加一个包含交变信号分量的、经脉宽调制的叠加信号，以使得位置给定值信号14与叠加信号的总和信号15位于位置分度中它的边沿之间。在图2中，交变信号分量的幅值用a表示。根据以此方式得到的总和信号15来定位离合器执行机构7。
在图2中可看出，脉冲-间歇比(占空比)及分度值9a、9b彼此这样地协调，即总和信号15在交变信号分量的周期持续时间上的积分与位置给定值信号14的相应的积分相一致。
交变信号分量的基本频率这种程度地与传动系的抖振频率隔开，以致不会通过交变信号分量激励传动系中的固有频率。此外，该基本频率位于由离合器执行机构7、离合器1的分离装置及控制装置组成的整个系统的调节频率与离合器执行机构的最大调节频率之间。
在图3及图4中所示的实施例中，分离装置具有行程滞后。在图4中可看到，在离合器执行机构根据以14标示的、具有跳动的位置给定值信号定位时，由于位置给定值信号14与离合器部件的、以虚线所示的实际的相对位置之间的滞后偏移量H1、H2，出现了分离装置的行程滞后。在此情况下该偏移量与执行机构部分在先的相对位置随时间的变化相关。明显可看出，行程滞后在定位期间取得相继不同的行程滞后值H1、H2。为了简化在图3中假定在离合器执行机构7的定位行程与离合器1的压件3的定位行程之间的变换比等于1。但实际上该变换比具有一个大于1的值，即离合器执行机构7的定位行程借助分离装置转换成离合器1的一个较小的定位行程。
为了至少局部地补偿行程滞后或甚至完全地避免行程滞后，使离合器执行机构7的定位运动叠加一个振荡运动。为此使位置给定值信号14叠加一个包含交变信号分量的、经脉宽调制的叠加信号，其幅值至少是行程滞后的最大值的两倍。该脉宽调制的脉冲-间歇比(占空比)约为50％。在图3中可看出，压件3的相对位置的实际值曲线16虽然由于滞后与由位置给定值信号14及叠加信号构成的总和信号15相偏离，但是总和信号15(图4)的在叠加信号的周期持续时间上求得的平均值17相对好地与位置给定值信号14相一致。
在根据图3及图4的实施例中，交变信号分量的基本频率大于由离合器执行机构、分离装置、离合器1及控制装置组成的整个系统的最大调节频率，但小于离合器执行机构的最大调节频率。
参考标号列表1.离合器
2.离合器从动盘3.压件4.内燃机5.变速器6.差速器7.离合器执行机构8.车轮转速传感器9a.第一分度值9b.第二分度值9c.分度值10.主动缸11.液压管路12.接收缸13.膜片弹簧14.位置给定值信号15.总和信号16.实际值曲线17.总和信号的平均值a交变信号分量的幅值H1行程滞后值H2行程滞后值
权利要求
1.用于调节一个尤其设置在机动车的传动系中的离合器(1)的离合器转矩的方法，其中该离合器(1)借助一个离合器执行机构(7)被调节，该离合器执行机构具有至少两个执行机构部分，这些执行机构部分可彼此相对定位在一个位置分度的一些分度值(9a，9b，9c)上，其中求出一个与离合器转矩给定值相应的、设置在位置分度的这些分度值(9a，9b，9c)之间的位置给定值，及其中这些执行机构部分彼此相对地被定位在位置分度的一个与该位置给定值相邻的分度值(9a)上，其特征在于除第一位置分度值(7a)外还这样地求得一个第二位置分度值(9b)，以使得该位置给定值被设置在该第一位置分度值(9a)与该第二位置分度值(9b)之间；这些执行机构部分被这样交替地定位在该第一位置分度值(9a)与该第二位置分度值(9b)上，以使得平均的离合器转矩比该第一位置分度值及该第二位置分度值(9a，9b)的离合器转矩更精确地与离合器转矩给定值相一致。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于产生一个与该位置给定值相应的位置给定值信号(14)；对该位置给定值信号(14)这样地叠加一个包含一个交变信号分量的叠加信号，以使得由该位置给定值信号(14)及该叠加信号组成的总和信号基本上位于所述位置分度中；以及用该总和信号作为给定值信号来控制所述离合器执行机构(7)。
3.根据权利要求1的方法，其特征在于根据该位置给定值相对于该第一位置分度值及该第二位置分度值(9a，9b)的位置对该叠加信号进行脉宽调制。
4.根据权利要求1的方法，其特征在于用恒定的周期持续时间对该叠加信号进行脉宽调制；根据该位置给定值相对于该第一位置分度值及该第二位置分度值(9a，9b)的位置来改变脉冲-间歇比。
5.根据权利要求1的方法，其特征在于用恒定的脉冲持续时间对该叠加信号进行脉宽调制；根据该位置给定值相对于该第一位置分度值及该第二位置分度值(9a，9b)的位置来改变间歇持续时间。
6.根据权利要求1的方法，其特征在于用恒定的间歇持续时间对该叠加信号进行脉宽调制；根据该位置给定值相对于该第一位置分度值及该第二位置分度值(9a，9b)的位置来改变脉冲持续时间。
7.根据权利要求1的方法，其特征在于该交变信号分量具有一个基本频率，该基本频率被调节在离合器的系统专有的抖振频率与离合器执行机构的整个系统的系统专有的角频率之间。
8.根据权利要求7的方法，其特征在于该基本频率为1至10Hz，尤其为3至7Hz，更尤其为4至6Hz及优选为大约5Hz。
9.尤其根据权利要求1至7中一项的、用于调节一个尤其设置在机动车的传动系中的离合器(1)的离合器转矩的方法，其中该离合器(1)借助一个通过具有行程滞后的分离装置与该离合器(1)形成传动连接的离合器执行机构(7)被调节，以及其中求出一个与离合器转矩给定值相应的位置给定值并根据该位置给定值来定位该离合器执行机构(7)，其特征在于为了至少部分地补偿行程滞后，对该离合器执行机构(7)的定位运动叠加一个振荡运动。
10.根据权利要求9的方法，其特征在于该振荡运动的幅值至少为该行程滞后的最大值的两倍大。
11.根据权利要求9的方法，其特征在于产生一个与该位置给定值相应的位置给定值信号(14)；对该位置给定值信号(14)叠加一个包含一个交变信号分量的用于振荡运动的叠加信号；用这样构成的信号来控制所述离合器执行机构(7)。
12.根据权利要求9的方法，其特征在于该交变信号分量具有一个频率，该频率大于所述抖振频率。
13.根据权利要求12的方法，其特征在于该频率大于25Hz，尤其大于30Hz，优选大于35Hz。
全文摘要
用于调节尤其设置在机动车的传动系中的离合器的离合器转矩的方法。离合器执行机构具有至少两个执行机构部分，这些执行机构部分可彼此相对定位在位置分度的一些分度值上。求出一个与离合器转矩给定值相应的、设置在位置分度的这些分度值之间的位置给定值，且这些执行机构部分彼此相对地被定位在与该位置给定值相邻的、位置分度的分度值上。除第一位置分度值外还这样地求得第二位置分度值，以使该位置给定值被设置在该第一位置分度值与该第二位置分度值之间。这些执行机构部分被这样交替地定位在该第一位置分度值与该第二位置分度值上，以使得平均的离合器转矩比该第一位置分度值及该第二位置分度值的离合器转矩更精确地与离合器转矩给定值相一致。
文档编号F16D48/00GK1719060SQ20051008590
公开日2006年1月11日 申请日期2005年7月8日 优先权日2004年7月10日
发明者于尔根·格哈特, 奥拉夫·维尔纳, 格奥尔格·格佩特 申请人:卢克摩擦片和离合器两合公司