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用于補(bǔ)償操作離合器的液壓操作裝置內(nèi)液壓流體體積變化的方法以及液壓操作裝置的制作方法

文檔序號(hào):5630900閱讀:290來源:國知局
專利名稱:用于補(bǔ)償操作離合器的液壓操作裝置內(nèi)液壓流體體積變化的方法以及液壓操作裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種按權(quán)利要求1前序部分所述用于補(bǔ)償操作離合器的液壓操作裝 置內(nèi)液壓流體體積變化的方法和按權(quán)利要求10前序部分所述用于操作離合器的液壓操作裝置。
背景技術(shù)
液壓操作的離合器也作為非功率分流的平行混合形式的在汽車混合驅(qū)動(dòng)裝置的 內(nèi)燃機(jī)與傳動(dòng)系之間的分離離合器使用,以便內(nèi)燃機(jī)通過打開分離離合器使傳動(dòng)系純電動(dòng) 行駛或在功率需求增加或者電池充電狀態(tài)下降的情況下通過閉合分離離合器借助電動(dòng)機(jī)
重新啟動(dòng)。為避免傳動(dòng)系內(nèi)的干擾,分離離合器在打開和閉合期間這樣控制,使其離合器盤 之間存在確定的接合力矩或者滑動(dòng)力矩。為此目的使用電動(dòng)液壓的操作裝置,其包括電控 和驅(qū)動(dòng)的主軸致動(dòng)器和與主軸致動(dòng)器連接的主動(dòng)缸,其通過自動(dòng)放氣孔與液壓流體的儲(chǔ)備 容器并通過液壓管線與從動(dòng)缸連接。與從動(dòng)缸的活塞連接的活塞桿作用于以內(nèi)燃機(jī)曲軸的 轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的漏斗形盤簧,該盤簧在其與活塞桿接觸的內(nèi)圓周與其與離合器盤連接的外圓周 之間可回轉(zhuǎn)支承在位置固定的支座上。為在離合器盤之間產(chǎn)生所要求的接合力矩或者滑動(dòng) 力矩,主軸致動(dòng)器以確定的尺寸移動(dòng),并因此主動(dòng)缸的活塞也進(jìn)行移動(dòng),由此將液壓流體壓 入從動(dòng)缸內(nèi)并由其活塞桿向盤簧施加力,然后在兩個(gè)離合器盤之間產(chǎn)生與接合力矩或者滑 動(dòng)力矩相應(yīng)的壓緊力。主軸致動(dòng)器的移動(dòng)行程與結(jié)合力矩或者滑動(dòng)力矩之間在此方面存在 確定的聯(lián)系,下面稱其為名義離合器特性曲線。在分離離合器閉合和不操作主軸致動(dòng)器的情況下,主動(dòng)缸與液壓流體儲(chǔ)備容器之 間的自動(dòng)放氣孔打開,從而主動(dòng)缸、從動(dòng)缸和缸之間的液壓管線內(nèi)的液壓流體通過溫度波 動(dòng)引起的體積變化可以通過自動(dòng)放氣孔得到補(bǔ)償。如果分離離合器在電動(dòng)行駛時(shí)打開,但 自動(dòng)放氣孔關(guān)閉,由此主動(dòng)缸、從動(dòng)缸和液壓管線內(nèi)含有確定體積的液壓流體。這種體積的 熱膨脹或者收縮因此直接導(dǎo)致改變由活塞桿向盤簧施加的力并通過這種力作用于離合器 盤的壓緊力并因此導(dǎo)致與所要求的離合器力矩或者滑動(dòng)力矩產(chǎn)生偏差。正如情況表明的那樣,液壓流體內(nèi)實(shí)際上會(huì)出現(xiàn)明顯的溫度變化,特別是在打開 分離離合器時(shí)冷液壓流體被壓入熱從動(dòng)缸內(nèi)并在從動(dòng)缸內(nèi)相當(dāng)迅速地,也就是在幾秒鐘內(nèi) 加熱。因?yàn)榇蜷_分離離合器時(shí)處于從動(dòng)缸內(nèi)的液壓體積占所含有的液壓流體總體積的大部 分,所以在這種情況下體積增加會(huì)產(chǎn)生對(duì)名義離合器特性曲線明顯干擾的影響并因此與所 要求的接合力矩或者滑動(dòng)力矩產(chǎn)生偏差的后果。

發(fā)明內(nèi)容
由此出發(fā)本發(fā)明的目的在于,提供一種開頭所稱類型的方法和離合器,利用其可 以補(bǔ)償主動(dòng)缸、從動(dòng)缸和缸之間的液壓管線內(nèi)含有的液壓流體通過溫度波動(dòng)引起的體積變化。方法方面的目的依據(jù)本發(fā)明由此得以實(shí)現(xiàn),即主動(dòng)缸的活塞位置根據(jù)溫度修正, 而離合器方面的目的依據(jù)本發(fā)明則通過用于根據(jù)溫度修正主動(dòng)缸的活塞位置的機(jī)構(gòu)得以 實(shí)現(xiàn)。依據(jù)本發(fā)明的方法一種優(yōu)選方案,主動(dòng)缸活塞的位置通過致動(dòng)器的受控操作進(jìn)行 修正,以便與從動(dòng)缸內(nèi)液壓流體的熱膨脹或收縮相應(yīng)回拉或前移主動(dòng)缸的活塞。作為致動(dòng)器控制的基礎(chǔ)依據(jù)目的使用從動(dòng)缸上所測(cè)量的溫度與基準(zhǔn)溫度之間的
iS差ο因?yàn)閺膭?dòng)缸內(nèi)液壓流體的明顯熱膨脹特別是在這種情況下確定,即在打開離合器 后直接壓入熱從動(dòng)缸內(nèi)的冷液壓流體在從動(dòng)缸內(nèi)相當(dāng)迅速地加熱并由此而膨脹,所以依據(jù) 本發(fā)明的另一種優(yōu)選方案,主動(dòng)缸活塞的位置直接在打開離合器后修正,最好按照下列公 式進(jìn)行
_1] Wz=K^(t旭-yxeA)(1)其中,IK。 , GZ是主動(dòng)缸上的位置修正,Ke是加熱系數(shù),τ Ε是液壓流體加熱階段的 時(shí)間常數(shù),U是從動(dòng)缸上的實(shí)際溫度和U,μ是至少必定在從動(dòng)缸上存在的基準(zhǔn)溫度,以便 能向液壓流體內(nèi)進(jìn)行相應(yīng)的熱量輸入。因?yàn)閺膭?dòng)缸內(nèi)液壓流體明顯的熱收縮特別是在這種情況下確定,即從動(dòng)缸內(nèi)的液 壓流體在打開離合器時(shí)逐漸冷卻,所以依據(jù)本發(fā)明的另一種優(yōu)選方案,主動(dòng)缸的活塞位置 在打開離合器后短時(shí)間重新修正,最好按照下列公式進(jìn)行
_4] IK。rr,GZ = KaX (tNz.opn-tNz)(2)其中,ez是主動(dòng)缸上的位置修正,Ka是冷卻系數(shù),tNZ,一是打開離合器的時(shí)間 點(diǎn)上從動(dòng)缸上的溫度和tNZ是從動(dòng)缸上的實(shí)際溫度。如果將通過上述公式(1)和( 獲得的主動(dòng)缸的活塞上位置修正的數(shù)值彼此疊加 或相加,可以取得最佳的結(jié)果。


下面借助附圖所示的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。其中圖1示出汽車混合驅(qū)動(dòng)裝置的液壓操作的分離離合器的示意圖;圖2示出有和沒有根據(jù)溫度波動(dòng)進(jìn)行液壓流體體積變化補(bǔ)償?shù)膹膭?dòng)缸內(nèi)的壓力 分布;圖3示出離合器的名義離合器特性曲線的分布,該特性曲線描述用于操作離合器 的致動(dòng)器運(yùn)動(dòng)行程與離合器的兩個(gè)離合器盤之間的壓力之間的關(guān)系;圖4示出名義離合器特性曲線分布以及離合器特性曲線由于運(yùn)行造成的溫度波 動(dòng)引起的偏差。
具體實(shí)施例方式圖中所示汽車非功率分流并行混合驅(qū)動(dòng)裝置的分離離合器2設(shè)置在混合驅(qū)動(dòng)裝 置的內(nèi)燃機(jī)與汽車的傳動(dòng)系之間。分離離合器2用于一方面,在汽車要僅利用混合驅(qū)動(dòng)裝 置的電機(jī)運(yùn)行的情況下,在過渡到電動(dòng)行駛時(shí)將內(nèi)燃機(jī)與傳動(dòng)系分離,或另一方面在功率
4需求增加時(shí)和/或電池充電狀態(tài)下降時(shí)為過渡到混合運(yùn)行將內(nèi)燃機(jī)借助電機(jī)重新啟動(dòng)。正如圖1最清楚示出的那樣,分離離合器2包括兩個(gè)離合器盤4、6和一個(gè)扁平漏 斗形式的彎曲的盤簧8,它們共同環(huán)繞內(nèi)燃機(jī)曲軸的旋轉(zhuǎn)軸線10轉(zhuǎn)動(dòng)。盤簧8在其外圓周 10上與相鄰的離合器盤6連接并在其外圓周與中心操作件12之間可回轉(zhuǎn)支承在位置固定 的支座14上。分離離合器2正常情況下閉合并為過渡到電動(dòng)行駛打開,方法是向中心操作 件12在圖1中箭頭的方向上施加力F,以便使盤簧8環(huán)繞支座14回轉(zhuǎn)并使與盤簧8連接的 離合器盤6與圖1中箭頭的方向相反從另一離合器盤4離開運(yùn)動(dòng)。離合器2的閉合利用復(fù) 位彈簧16進(jìn)行,該彈簧在與離合器盤6相反的面上作用于盤簧8的外圓周10并將其在沒 有力F作用于操作件12的情況下在那里與離合器盤6共同壓向另一離合器盤4。分離離合器2的操作借助液壓操作裝置18進(jìn)行,該裝置包括通過自動(dòng)放氣孔20 與液壓流體的儲(chǔ)備容器22連接的主動(dòng)缸24、與主動(dòng)缸M的活塞桿沈剛性連接用于移動(dòng)主 動(dòng)缸M的活塞30的電控主軸致動(dòng)器觀以及用于使離合器2分離的從動(dòng)缸32,其活塞桿 34作用于離合器2的操作件12。主動(dòng)缸M和從動(dòng)缸32通過液壓管線36連接,該液壓管 線各自在遠(yuǎn)離活塞桿沈或34的面上通入缸M或32內(nèi)。在操作分離離合器2時(shí),根據(jù)盤簧8的彈簧特性曲線形成圖3所示確定的壓力/ 行程分布,其描述根據(jù)主軸致動(dòng)器觀的移動(dòng)行程情況下兩個(gè)離合器盤4、6之間的壓力并通 常稱為離合器2的名義離合器特性曲線K。因?yàn)閴毫?行程分布在主動(dòng)缸和從動(dòng)缸24、32 移入和移出時(shí)各不相同,所以離合器特性曲線K滯后。自動(dòng)放氣孔20這樣設(shè)置在主動(dòng)缸M內(nèi),使其在離合器2閉合時(shí)通入缸M與液壓
管線36連通的活塞室38內(nèi),從而主動(dòng)缸M的活塞室38、液壓管線36和從動(dòng)缸32與液壓
管線36連通的活塞室40內(nèi)的液壓流體體積通過溫度波動(dòng)造成的膨脹或者收縮可以得到補(bǔ) m
te ο但在離合器2打開的情況下,自動(dòng)放氣孔20在活塞30相反的面上通入缸M內(nèi), 如圖1所示,從而主動(dòng)缸M的活塞室38、液壓管線36和從動(dòng)缸32的活塞室40內(nèi)包含確定 不變的液壓流體體積。這種液壓流體體積通過溫度波動(dòng)造成的膨脹或者收縮因此導(dǎo)致由活 塞桿34施加到盤簧8上的力F改變并因此導(dǎo)致與名義離合器特性曲線K不希望的偏差。液壓流體體積的膨脹例如在內(nèi)燃機(jī)長(zhǎng)時(shí)間以高轉(zhuǎn)速運(yùn)行例如在高速路上行駛的 情況下出現(xiàn),由此從動(dòng)缸32劇烈升溫并隨后過渡到電動(dòng)行駛例如像在堵車的情況下。如果 在這種情況下為過渡到電動(dòng)行駛通過主軸致動(dòng)器觀的移動(dòng)打開離合器2,那么冷液壓流體 從主動(dòng)缸M被壓入熱從動(dòng)缸32內(nèi),其在那里在幾秒鐘內(nèi)被加熱。由于加熱打開離合器2 時(shí)大部分處于從動(dòng)缸32內(nèi)的所包含的液壓流體膨脹。在此方面,打開離合器2后形成圖4所示典型的壓力/行程分布,其在滯后的上部 區(qū)域內(nèi)分成三個(gè)在圖4中采用1、2和3標(biāo)注的與名義離合器特性曲線K不同的階段第1階段是短時(shí)間的壓力下降,這種壓力下降直接在打開離合器2之后進(jìn)行,并一 方面通過由于兩個(gè)缸M和32的活塞桿觀和34行程相反引發(fā)的壓力降引起,以及另一方 面通過由于在盤簧8上減小的離心力和由此造成的活塞桿34的行程增加所引發(fā)的壓力降 而引起,并導(dǎo)致與滯后K的上分支oZ向下的偏差。第2階段是壓力持續(xù)幾秒鐘的重新上升并隨后飽和,這種重新上升通過此前所介 紹的熱量從動(dòng)缸32向液壓流體內(nèi)的輸入引起并導(dǎo)致向滯后K的上分支oZ返回。
第3階段是由于從動(dòng)缸32和所含液壓流體的冷卻引起的隨后的壓力降,由此進(jìn)行 向滯后K的下分支uZ的過渡。第2和第3階段中壓力/行程分布通過溫度波動(dòng)造成的改變依據(jù)本發(fā)明通過相應(yīng) 修正主動(dòng)缸M的活塞30位置進(jìn)行補(bǔ)償,以便在理想情況下電動(dòng)行駛期間在從動(dòng)缸32的活 塞室40內(nèi)取得恒定壓力,如圖2中通過三個(gè)階段1、2和3上面的點(diǎn)劃線Ll所示。該圖中 的實(shí)線L2表示無補(bǔ)償從動(dòng)缸32內(nèi)壓力的分布。在第2階段,液壓流體的膨脹可以近似通過指數(shù)函數(shù)進(jìn)行說明,因此主動(dòng)缸M上 必要的位置修正可以通過下面的公式計(jì)算lKon;GzH-t晴⑴在此方面,IKorr,GZ是主動(dòng)缸M上的位置修正,Ke是加熱系數(shù),用于考慮通過從動(dòng)缸 32的熱量輸入引起的液壓流體膨脹,τ Ε是液壓流體加熱階段的時(shí)間常數(shù),tNZ是從動(dòng)缸32 上的實(shí)際溫度和tNZ,Krf是至少必定在從動(dòng)缸32上存在的基準(zhǔn)溫度,以便能向液壓流體內(nèi)進(jìn) 行相應(yīng)的熱量輸入。情況表明,向液壓流體內(nèi)主要的熱量輸入并因此液壓流體的相應(yīng)膨脹只有在下列 情況下才進(jìn)行,即從動(dòng)缸32具有必須相應(yīng)高于液壓流體平均溫度的最低溫度。因此合理的 是作為從動(dòng)缸的基準(zhǔn)溫度tNZ, Eef使用從動(dòng)缸32外面的液壓流體的溫度。因?yàn)樵摐囟韧ǔ?未知,所以作為從動(dòng)缸的基準(zhǔn)溫度U, Eef依據(jù)目的要么使用恒定溫度,要么使用環(huán)境溫度, 例如在主動(dòng)缸M安裝在具有環(huán)境溫度的汽車部件內(nèi)的情況下。在此方面,不一定非得需要了解準(zhǔn)確溫度并因此液壓流體的準(zhǔn)確膨脹。通過使系 統(tǒng)在電動(dòng)行駛期間始終處于離合器特性曲線K上部區(qū)域的滯后內(nèi),重要的是僅需知道液壓 流體是進(jìn)行膨脹還是收縮。據(jù)此壓力要么沿滯后的上分支oZ,要么沿下分支uZ運(yùn)動(dòng)。因?yàn)?這兩個(gè)分支在離合器特性曲線K的上部區(qū)域內(nèi)幾乎水平延伸,所以如圖3和4所示,液壓流 體膨脹或收縮的量?jī)H具有次要作用。確切地說,在從上分支oZ向下分支uZ過渡和相反過 渡時(shí)對(duì)滯后和過渡狀況參數(shù)的認(rèn)識(shí)具有重要意義。液壓流體加熱階段的時(shí)間常數(shù)τ Ε可以從從動(dòng)缸32上相應(yīng)的溫度和壓力測(cè)量測(cè) 定并總體處于幾秒鐘的范圍內(nèi)。第2階段壓力上升的量主要取決于第1階段后壓力進(jìn)入滯后的程度。測(cè)量表明, 壓力向滯后的上分支oZ越安全地返回運(yùn)動(dòng),向從動(dòng)缸32的液壓流體內(nèi)的熱量輸入越高。在第3階段(在其中液壓流體由于該系統(tǒng)純電動(dòng)行駛的冷卻而同樣冷卻),在液壓 流體的收縮方面可以假設(shè),該收縮與系統(tǒng)的溫度下降成正比進(jìn)行。因?yàn)榇送馇闆r表明,液壓 流體內(nèi)的溫度下降與從動(dòng)缸32內(nèi)的溫度下降相類似,所以了解從動(dòng)缸32的溫度對(duì)于評(píng)定 液壓流體的收縮來說足夠,因此主動(dòng)缸M上必要的位置修正通過下列公式產(chǎn)生IKorr,Gz = KaX (tNZj0pn-tNZ)(2)在此方面,IKorr,GZ是主動(dòng)缸M上的位置修正,Ka是冷卻系數(shù),tNZ,0pn是打開離合器 2的時(shí)間點(diǎn)上從動(dòng)缸32上的溫度和tNZ是從動(dòng)缸32上的實(shí)際溫度。通過兩個(gè)公式(1)和( 的疊加,產(chǎn)生主動(dòng)缸M上液壓流體體積變化補(bǔ)償所需的 全部位置修正,正如圖2中通過實(shí)線K所示。如果未連續(xù)測(cè)量液壓系統(tǒng)內(nèi)的壓力,那么壓力/行程分布的溫度造成的偏差可以 借助此前所稱的公式(1)和(2)至少以控制的形式進(jìn)行補(bǔ)償,但為此需要準(zhǔn)確測(cè)量液壓系統(tǒng)(壓力/行程特性曲線、體積分配、液壓幾何形狀、熱膨脹系數(shù)、時(shí)間特性、熱量輸入等)。
最好連續(xù)測(cè)量該系統(tǒng)并采用依據(jù)本發(fā)明的方法根據(jù)所要求的數(shù)值對(duì)其進(jìn)行調(diào)節(jié), 由此通過溫度波動(dòng)造成的干擾可以更加精確地得到補(bǔ)償。
權(quán)利要求
1.用于補(bǔ)償操作離合器的操作裝置內(nèi)液壓流體體積變化的方法,該操作裝置包括主動(dòng) 缸、與主動(dòng)缸的活塞連接的致動(dòng)器和用于使離合器分離的與主動(dòng)缸液壓連接的從動(dòng)缸,其 特征在于,主動(dòng)缸04)的活塞(30)的位置根據(jù)溫度修正。
2.按權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,活塞(30)的位置通過致動(dòng)器08)的受控操 作進(jìn)行修正。
3.按權(quán)利要求1或2所述的方法,其特征在于,活塞(30)的位置根據(jù)從動(dòng)缸(3 上所 測(cè)量的溫度與基準(zhǔn)溫度之間的溫差,和/或根據(jù)打開離合器( 時(shí)從動(dòng)缸(3 上的溫度與 從動(dòng)缸(32)上的實(shí)際溫度之間的溫差進(jìn)行修正。
4.按前述權(quán)利要求之一所述的方法,其特征在于,活塞(30)的位置直接在打開離合器 ⑵后修正,以補(bǔ)償從動(dòng)缸(32)內(nèi)液壓流體的熱膨脹。
5.按權(quán)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進(jìn)行hbrvGZ= K£X(W- tNZ!W)X^ tV⑴其中,Ikot^是主動(dòng)缸04)上的位置修正,Ke是加熱系數(shù),用于考慮通過從動(dòng)缸(32) 的熱量輸入引起的液壓流體膨脹,τ E是液壓流體加熱階段的時(shí)間常數(shù),tNZ是從動(dòng)缸(32) 上的實(shí)際溫度和tNZ,Krf是至少必定在從動(dòng)缸(3 上存在的基準(zhǔn)溫度,以便能向液壓流體內(nèi) 進(jìn)行相應(yīng)的熱量輸入。
6.按權(quán)利要求3或5所述的方法,其特征在于,基準(zhǔn)溫度tNZ,Eef是恒定值或者環(huán)境溫度。
7.按權(quán)利要求5或6所述的方法,其特征在于,活塞(30)的位置隨后重新修正,以補(bǔ)償 從動(dòng)缸(3 內(nèi)液壓流體的熱收縮。
8.按權(quán)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進(jìn)行IKorr,GZ — ^a X (^NZ, 0pn_^Nz)(2)其中,Ikot^x是主動(dòng)缸上的位置修正,Ka是冷卻系數(shù),I1^0pn是打開離合器⑵的 時(shí)間點(diǎn)上從動(dòng)缸(32)上的溫度和tNZ是從動(dòng)缸(32)上的實(shí)際溫度。
9.按權(quán)利要求5和8所述的方法,其特征在于,活塞(30)的位置通過公式(1)和(2) 的疊加修正。
10.用于操作離合器的操作裝置,具有主動(dòng)缸、與主動(dòng)缸的活塞連接的致動(dòng)器和用于 使離合器分離的與主動(dòng)缸液壓連接的從動(dòng)缸,其特征在于,設(shè)有用于根據(jù)溫度修正主動(dòng)缸 (24)的活塞(30)位置的機(jī)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于補(bǔ)償操作離合器(2)的操作裝置(18)內(nèi)液壓流體體積變化的方法,該操作裝置包括主動(dòng)缸(24)、與主動(dòng)缸(24)的活塞(30)連接的致動(dòng)器(28)和用于使離合器(2)分離且與主動(dòng)缸(24)液壓連接的從動(dòng)缸(32)。本發(fā)明此外涉及這種操作裝置(18)。本發(fā)明提出,主動(dòng)缸(24)的活塞(30)位置根據(jù)溫度修正或操作裝置(18)包括用于根據(jù)溫度修正主動(dòng)缸(24)的活塞(30)位置的機(jī)構(gòu)(28)。
文檔編號(hào)F16D48/06GK102124245SQ200980132447
公開日2011年7月13日 申請(qǐng)日期2009年7月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月19日
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