专利名称：用于补偿操作离合器的液压操作装置内液压流体体积变化的方法以及液压操作装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种按权利要求1前序部分所述用于补偿操作离合器的液压操作装 置内液压流体体积变化的方法和按权利要求10前序部分所述用于操作离合器的液压操作装置。
背景技术：
液压操作的离合器也作为非功率分流的平行混合形式的在汽车混合驱动装置的 内燃机与传动系之间的分离离合器使用，以便内燃机通过打开分离离合器使传动系纯电动 行驶或在功率需求增加或者电池充电状态下降的情况下通过闭合分离离合器借助电动机
重新启动。为避免传动系内的干扰，分离离合器在打开和闭合期间这样控制，使其离合器盘 之间存在确定的接合力矩或者滑动力矩。为此目的使用电动液压的操作装置，其包括电控 和驱动的主轴致动器和与主轴致动器连接的主动缸，其通过自动放气孔与液压流体的储备 容器并通过液压管线与从动缸连接。与从动缸的活塞连接的活塞杆作用于以内燃机曲轴的 转速旋转的漏斗形盘簧，该盘簧在其与活塞杆接触的内圆周与其与离合器盘连接的外圆周 之间可回转支承在位置固定的支座上。为在离合器盘之间产生所要求的接合力矩或者滑动 力矩，主轴致动器以确定的尺寸移动，并因此主动缸的活塞也进行移动，由此将液压流体压 入从动缸内并由其活塞杆向盘簧施加力，然后在两个离合器盘之间产生与接合力矩或者滑 动力矩相应的压紧力。主轴致动器的移动行程与结合力矩或者滑动力矩之间在此方面存在 确定的联系，下面称其为名义离合器特性曲线。在分离离合器闭合和不操作主轴致动器的情况下，主动缸与液压流体储备容器之 间的自动放气孔打开，从而主动缸、从动缸和缸之间的液压管线内的液压流体通过温度波 动引起的体积变化可以通过自动放气孔得到补偿。如果分离离合器在电动行驶时打开，但 自动放气孔关闭，由此主动缸、从动缸和液压管线内含有确定体积的液压流体。这种体积的 热膨胀或者收缩因此直接导致改变由活塞杆向盘簧施加的力并通过这种力作用于离合器 盘的压紧力并因此导致与所要求的离合器力矩或者滑动力矩产生偏差。正如情况表明的那样，液压流体内实际上会出现明显的温度变化，特别是在打开 分离离合器时冷液压流体被压入热从动缸内并在从动缸内相当迅速地，也就是在几秒钟内 加热。因为打开分离离合器时处于从动缸内的液压体积占所含有的液压流体总体积的大部 分，所以在这种情况下体积增加会产生对名义离合器特性曲线明显干扰的影响并因此与所 要求的接合力矩或者滑动力矩产生偏差的后果。
发明内容
由此出发本发明的目的在于，提供一种开头所称类型的方法和离合器，利用其可 以补偿主动缸、从动缸和缸之间的液压管线内含有的液压流体通过温度波动引起的体积变化。方法方面的目的依据本发明由此得以实现，即主动缸的活塞位置根据温度修正， 而离合器方面的目的依据本发明则通过用于根据温度修正主动缸的活塞位置的机构得以 实现。依据本发明的方法一种优选方案，主动缸活塞的位置通过致动器的受控操作进行 修正，以便与从动缸内液压流体的热膨胀或收缩相应回拉或前移主动缸的活塞。作为致动器控制的基础依据目的使用从动缸上所测量的温度与基准温度之间的
iS差ο因为从动缸内液压流体的明显热膨胀特别是在这种情况下确定，即在打开离合器 后直接压入热从动缸内的冷液压流体在从动缸内相当迅速地加热并由此而膨胀，所以依据 本发明的另一种优选方案，主动缸活塞的位置直接在打开离合器后修正，最好按照下列公 式进行
_1] Wz=K^(t旭-yxeA)(1)其中，IK。 , GZ是主动缸上的位置修正，Ke是加热系数，τ Ε是液压流体加热阶段的 时间常数，U是从动缸上的实际温度和U,μ是至少必定在从动缸上存在的基准温度，以便 能向液压流体内进行相应的热量输入。因为从动缸内液压流体明显的热收缩特别是在这种情况下确定，即从动缸内的液 压流体在打开离合器时逐渐冷却，所以依据本发明的另一种优选方案，主动缸的活塞位置 在打开离合器后短时间重新修正，最好按照下列公式进行
_4] IK。rr,GZ = KaX (tNz.opn-tNz)(2)其中，ez是主动缸上的位置修正，Ka是冷却系数，tNZ,一是打开离合器的时间 点上从动缸上的温度和tNZ是从动缸上的实际温度。如果将通过上述公式(1)和( 获得的主动缸的活塞上位置修正的数值彼此叠加 或相加，可以取得最佳的结果。
下面借助附图所示的实施例对本发明进行详细说明。其中图1示出汽车混合驱动装置的液压操作的分离离合器的示意图；图2示出有和没有根据温度波动进行液压流体体积变化补偿的从动缸内的压力 分布；图3示出离合器的名义离合器特性曲线的分布，该特性曲线描述用于操作离合器 的致动器运动行程与离合器的两个离合器盘之间的压力之间的关系；图4示出名义离合器特性曲线分布以及离合器特性曲线由于运行造成的温度波 动引起的偏差。
具体实施例方式图中所示汽车非功率分流并行混合驱动装置的分离离合器2设置在混合驱动装 置的内燃机与汽车的传动系之间。分离离合器2用于一方面，在汽车要仅利用混合驱动装 置的电机运行的情况下，在过渡到电动行驶时将内燃机与传动系分离，或另一方面在功率
4需求增加时和/或电池充电状态下降时为过渡到混合运行将内燃机借助电机重新启动。正如图1最清楚示出的那样，分离离合器2包括两个离合器盘4、6和一个扁平漏 斗形式的弯曲的盘簧8，它们共同环绕内燃机曲轴的旋转轴线10转动。盘簧8在其外圆周 10上与相邻的离合器盘6连接并在其外圆周与中心操作件12之间可回转支承在位置固定 的支座14上。分离离合器2正常情况下闭合并为过渡到电动行驶打开，方法是向中心操作 件12在图1中箭头的方向上施加力F，以便使盘簧8环绕支座14回转并使与盘簧8连接的 离合器盘6与图1中箭头的方向相反从另一离合器盘4离开运动。离合器2的闭合利用复 位弹簧16进行，该弹簧在与离合器盘6相反的面上作用于盘簧8的外圆周10并将其在没 有力F作用于操作件12的情况下在那里与离合器盘6共同压向另一离合器盘4。分离离合器2的操作借助液压操作装置18进行，该装置包括通过自动放气孔20 与液压流体的储备容器22连接的主动缸24、与主动缸M的活塞杆沈刚性连接用于移动主 动缸M的活塞30的电控主轴致动器观以及用于使离合器2分离的从动缸32，其活塞杆 34作用于离合器2的操作件12。主动缸M和从动缸32通过液压管线36连接，该液压管 线各自在远离活塞杆沈或34的面上通入缸M或32内。在操作分离离合器2时，根据盘簧8的弹簧特性曲线形成图3所示确定的压力/ 行程分布，其描述根据主轴致动器观的移动行程情况下两个离合器盘4、6之间的压力并通 常称为离合器2的名义离合器特性曲线K。因为压力/行程分布在主动缸和从动缸24、32 移入和移出时各不相同，所以离合器特性曲线K滞后。自动放气孔20这样设置在主动缸M内，使其在离合器2闭合时通入缸M与液压
管线36连通的活塞室38内，从而主动缸M的活塞室38、液压管线36和从动缸32与液压
管线36连通的活塞室40内的液压流体体积通过温度波动造成的膨胀或者收缩可以得到补 m
te ο但在离合器2打开的情况下，自动放气孔20在活塞30相反的面上通入缸M内， 如图1所示，从而主动缸M的活塞室38、液压管线36和从动缸32的活塞室40内包含确定 不变的液压流体体积。这种液压流体体积通过温度波动造成的膨胀或者收缩因此导致由活 塞杆34施加到盘簧8上的力F改变并因此导致与名义离合器特性曲线K不希望的偏差。液压流体体积的膨胀例如在内燃机长时间以高转速运行例如在高速路上行驶的 情况下出现，由此从动缸32剧烈升温并随后过渡到电动行驶例如像在堵车的情况下。如果 在这种情况下为过渡到电动行驶通过主轴致动器观的移动打开离合器2，那么冷液压流体 从主动缸M被压入热从动缸32内，其在那里在几秒钟内被加热。由于加热打开离合器2 时大部分处于从动缸32内的所包含的液压流体膨胀。在此方面，打开离合器2后形成图4所示典型的压力/行程分布，其在滞后的上部 区域内分成三个在图4中采用1、2和3标注的与名义离合器特性曲线K不同的阶段第1阶段是短时间的压力下降，这种压力下降直接在打开离合器2之后进行，并一 方面通过由于两个缸M和32的活塞杆观和34行程相反引发的压力降引起，以及另一方 面通过由于在盘簧8上减小的离心力和由此造成的活塞杆34的行程增加所引发的压力降 而引起，并导致与滞后K的上分支oZ向下的偏差。第2阶段是压力持续几秒钟的重新上升并随后饱和，这种重新上升通过此前所介 绍的热量从动缸32向液压流体内的输入引起并导致向滞后K的上分支oZ返回。
第3阶段是由于从动缸32和所含液压流体的冷却引起的随后的压力降，由此进行 向滞后K的下分支uZ的过渡。第2和第3阶段中压力/行程分布通过温度波动造成的改变依据本发明通过相应 修正主动缸M的活塞30位置进行补偿，以便在理想情况下电动行驶期间在从动缸32的活 塞室40内取得恒定压力，如图2中通过三个阶段1、2和3上面的点划线Ll所示。该图中 的实线L2表示无补偿从动缸32内压力的分布。在第2阶段，液压流体的膨胀可以近似通过指数函数进行说明，因此主动缸M上 必要的位置修正可以通过下面的公式计算lKon;GzH-t晴⑴在此方面，IKorr,GZ是主动缸M上的位置修正，Ke是加热系数，用于考虑通过从动缸 32的热量输入引起的液压流体膨胀，τ Ε是液压流体加热阶段的时间常数，tNZ是从动缸32 上的实际温度和tNZ,Krf是至少必定在从动缸32上存在的基准温度，以便能向液压流体内进 行相应的热量输入。情况表明，向液压流体内主要的热量输入并因此液压流体的相应膨胀只有在下列 情况下才进行，即从动缸32具有必须相应高于液压流体平均温度的最低温度。因此合理的 是作为从动缸的基准温度tNZ, Eef使用从动缸32外面的液压流体的温度。因为该温度通常 未知，所以作为从动缸的基准温度U, Eef依据目的要么使用恒定温度，要么使用环境温度， 例如在主动缸M安装在具有环境温度的汽车部件内的情况下。在此方面，不一定非得需要了解准确温度并因此液压流体的准确膨胀。通过使系 统在电动行驶期间始终处于离合器特性曲线K上部区域的滞后内，重要的是仅需知道液压 流体是进行膨胀还是收缩。据此压力要么沿滞后的上分支oZ，要么沿下分支uZ运动。因为 这两个分支在离合器特性曲线K的上部区域内几乎水平延伸，所以如图3和4所示，液压流 体膨胀或收缩的量仅具有次要作用。确切地说，在从上分支oZ向下分支uZ过渡和相反过 渡时对滞后和过渡状况参数的认识具有重要意义。液压流体加热阶段的时间常数τ Ε可以从从动缸32上相应的温度和压力测量测 定并总体处于几秒钟的范围内。第2阶段压力上升的量主要取决于第1阶段后压力进入滞后的程度。测量表明， 压力向滞后的上分支oZ越安全地返回运动，向从动缸32的液压流体内的热量输入越高。在第3阶段(在其中液压流体由于该系统纯电动行驶的冷却而同样冷却)，在液压 流体的收缩方面可以假设，该收缩与系统的温度下降成正比进行。因为此外情况表明，液压 流体内的温度下降与从动缸32内的温度下降相类似，所以了解从动缸32的温度对于评定 液压流体的收缩来说足够，因此主动缸M上必要的位置修正通过下列公式产生IKorr,Gz = KaX (tNZj0pn-tNZ)(2)在此方面，IKorr,GZ是主动缸M上的位置修正，Ka是冷却系数，tNZ,0pn是打开离合器 2的时间点上从动缸32上的温度和tNZ是从动缸32上的实际温度。通过两个公式(1)和( 的叠加，产生主动缸M上液压流体体积变化补偿所需的 全部位置修正，正如图2中通过实线K所示。如果未连续测量液压系统内的压力，那么压力/行程分布的温度造成的偏差可以 借助此前所称的公式(1)和(2)至少以控制的形式进行补偿，但为此需要准确测量液压系统(压力/行程特性曲线、体积分配、液压几何形状、热膨胀系数、时间特性、热量输入等)。
最好连续测量该系统并采用依据本发明的方法根据所要求的数值对其进行调节， 由此通过温度波动造成的干扰可以更加精确地得到补偿。
权利要求
1.用于补偿操作离合器的操作装置内液压流体体积变化的方法，该操作装置包括主动 缸、与主动缸的活塞连接的致动器和用于使离合器分离的与主动缸液压连接的从动缸，其 特征在于，主动缸04)的活塞(30)的位置根据温度修正。
2.按权利要求1所述的方法，其特征在于，活塞(30)的位置通过致动器08)的受控操 作进行修正。
3.按权利要求1或2所述的方法，其特征在于，活塞(30)的位置根据从动缸(3 上所 测量的温度与基准温度之间的温差，和/或根据打开离合器( 时从动缸(3 上的温度与 从动缸(32)上的实际温度之间的温差进行修正。
4.按前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，活塞(30)的位置直接在打开离合器 ⑵后修正，以补偿从动缸(32)内液压流体的热膨胀。
5.按权利要求4所述的方法，其特征在于，活塞(30)位置的修正按照下列公式进行hbrvGZ= K￡X(W- tNZ!W)X^ tV⑴其中，Ikot^是主动缸04)上的位置修正，Ke是加热系数，用于考虑通过从动缸(32) 的热量输入引起的液压流体膨胀，τ E是液压流体加热阶段的时间常数，tNZ是从动缸(32) 上的实际温度和tNZ,Krf是至少必定在从动缸(3 上存在的基准温度，以便能向液压流体内 进行相应的热量输入。
6.按权利要求3或5所述的方法，其特征在于，基准温度tNZ,Eef是恒定值或者环境温度。
7.按权利要求5或6所述的方法，其特征在于，活塞(30)的位置随后重新修正，以补偿 从动缸(3 内液压流体的热收缩。
8.按权利要求7所述的方法，其特征在于，活塞(30)位置的修正按照下列公式进行IKorr，GZ — ^a X (^NZ, 0pn_^Nz)(2)其中，Ikot^x是主动缸上的位置修正，Ka是冷却系数，I1^0pn是打开离合器⑵的 时间点上从动缸(32)上的温度和tNZ是从动缸(32)上的实际温度。
9.按权利要求5和8所述的方法，其特征在于，活塞(30)的位置通过公式(1)和(2) 的叠加修正。
10.用于操作离合器的操作装置，具有主动缸、与主动缸的活塞连接的致动器和用于 使离合器分离的与主动缸液压连接的从动缸，其特征在于，设有用于根据温度修正主动缸 (24)的活塞(30)位置的机构。
全文摘要
本发明涉及一种用于补偿操作离合器(2)的操作装置(18)内液压流体体积变化的方法，该操作装置包括主动缸(24)、与主动缸(24)的活塞(30)连接的致动器(28)和用于使离合器(2)分离且与主动缸(24)液压连接的从动缸(32)。本发明此外涉及这种操作装置(18)。本发明提出，主动缸(24)的活塞(30)位置根据温度修正或操作装置(18)包括用于根据温度修正主动缸(24)的活塞(30)位置的机构(28)。
文档编号F16D48/06GK102124245SQ200980132447
公开日2011年7月13日 申请日期2009年7月24日 优先权日2008年8月19日
发明者M·克利门科, W·乌尔班 申请人:罗伯特·博世有限公司