用于限制具有组合的液压机械的转矩探测装置的锥盘缠绕接触装置变速器的输入力矩的方法和装置.pdf

本发明涉及一种用于限制锥盘缠绕接触装置变速器的输入力矩的方法，该锥盘缠绕接触装置变速器具有液压机械的转矩探测装置，该转矩探测装置包含在从该变速器的输入轴到输出轴的传递路径中并且与调节元件的位置相关地控制在一个锥盘对之间起作用的压紧力，该调节元件的位置与作用在该输入轴上的转矩相关，在该方法中，输入力矩通过检测由该转矩探测装置确定的参量来确定。

1.  用于限制锥盘缠绕接触装置变速器(G)的输入力矩的方法，该锥盘缠绕接触装置变速器具有液压机械的转矩探测装置(D)，该转矩探测装置包含在从该变速器的输入轴(I)到输出轴(II)的传递路径中并且与调节元件的位置相关地控制在一个锥盘对之间起作用的压紧力，该调节元件的位置与作用在该输入轴上的转矩相关，其中，输入力矩通过检测由该转矩探测装置确定的参量来确定。

2.  根据权利要求1的方法，其中，通过由该转矩探测装置(D)调节的参量确定输入力矩，该参量是由该转矩探测装置调节的压紧力。

3.  根据权利要求1或2的方法，其中，在确定有效输入力矩时考虑该转矩探测装置(D)的特性曲线，该特性曲线与该锥盘缠绕接触装置变速器(G)的瞬时变换比相关地描述压紧力。

4.  根据权利要求1至3之一的方法，其中，将输入力矩限制到与该锥盘缠绕接触装置变速器(G)的工作参数相关的值。

5.  根据权利要求1至4之一的方法，其中，与动力总成系统(BKM，K，D，G)的工作参数相关地限制输入力矩，该锥盘缠绕接触装置变速器(G)包含在该动力总成系统中。

6.  根据权利要求1至5之一的方法，其中，通过限制由驱动马达(BKM)产生的驱动力矩来限制输入力矩。

7.  根据权利要求1至5之一的方法，其中，通过限制可由连接在该锥盘缠绕接触装置变速器(G)前面或后面的离合器(K)传递的力矩来限制输入力矩。

8.  用于限制锥盘缠绕接触装置变速器(G)的输入力矩的装置，该锥盘缠绕接触装置变速器具有液压机械的转矩探测装置(D)，该转矩探测装置包含在从该变速器的输入轴(I)到输出轴(II)的传递路径中并且与调节元件(24c)的位置相关地控制在一个锥盘对(1a，1b)之间起作用的压紧力，该调节元件的位置与作用在该输入轴上的转矩相关，所述用于限制锥盘缠绕接触装置变速器(G)的输入力矩的装置包括用于检测由该转矩探测装置调节的参量的力矩传感器(58)、用于调节该锥盘缠绕接触装置变速器的输入力矩的执行机构(54，55)以及与该力矩传感器和该执行机构相连接的电子控制装置(40)，该电子控制装置这样控制所述用于调节输入力矩的执行机构(54，55)，使得由该力矩传感器(58)检测到的参量不超过预给定的值。

9.  根据权利要求8的装置，其中，该装置包括另外一些用于检测动力总成系统的工作参数的传感器，该锥盘缠绕接触装置变速器包含在该动力总成系统中，其中，特性曲线族与这些工作参数中的至少一个相关地描述最大允许的输入力矩。

10.  根据权利要求8或9的装置，其中，该装置包括一个可读出的存储模块，该储存模块用于存储包含该锥盘缠绕接触装置变速器的动力总成系统的至少一个工作参数的谱。

用于限制具有组合的液压机械的转矩探测装置的锥盘缠绕接触装置变速器的输入力矩的方法和装置
技术领域
本发明涉及一种用于限制锥盘缠绕接触装置变速器的输入力矩的方法，该锥盘缠绕接触装置变速器具有液压机械的转矩探测装置。
背景技术
在车辆动力总成系统中，内燃机或另外的驱动马达的功率通过具有可无级变化的变换比的变速器、优选通过锥盘缠绕接触装置变速器传递给被驱动的车轮，这种车辆动力总成系统近年来由于其高的舒适性、但也由于有利的效率和与极其不同的比例的适配性而越来越多地得到应用。
这种车辆动力总成系统例如已由DE 42 34 294 A1公知，图2中示意性地示出了这种车辆动力总成系统。
内燃机BKM通过离合器K与具有可无级变化的变换比的变速器G相连接。离合器K的输出轴构成用于锥盘缠绕接触装置变速器G的输入轴I，该锥盘缠绕接触装置变速器的输出轴II通过未示出的差速器驱动车辆的被驱动的车轮。
输入轴I包括一个转矩探测装置D。在输入轴I上无相对转动地设置有一个盘对1，在输出轴II上无相对转动地设置有一个盘对2。每个盘对具有一个可轴向运动的盘1a和2a以及一个轴向固定的盘1b和2b。在两个盘对1和2之间为了传递转矩而设置有一个呈链3形式的缠绕接触装置。
在可轴向移位的从动侧的盘2a上由碟形弹簧4施加与变换比相关的力，该碟形弹簧这样安装和构造，使得当链3处于驱动侧的盘对1的径向内部区域中时在该链上施加较大的力并且当该链在驱动侧的盘对1上处于较大的直径区域中时施加较小的力。
碟形弹簧4以其径向内部区域支撑在可轴向运动的盘2a上，在径向外部支撑在一个活塞/缸单元6的被称为活塞5的轴向固定的构件上并且安置在该单元的液体室6a中。可轴向运动的缸部分用7标记并且无相对转动地与可轴向运动的盘2a相连接。
在驱动侧的盘对1中，可轴向运动的盘1a也与一个活塞/缸单元9的回转且可轴向运动的缸部分8相连接，该活塞/缸单元的一起运转的、但轴向固定的活塞部分构造成环形活塞10。
与活塞/缸单元9并联地并且在其径向内部构造有一个活塞/缸单元11，该活塞/缸单元的轴向固定的或与输入轴I无相对转动地相连接的缸部分12与外部的活塞/缸单元9的活塞10无相对转动地相连接并且该活塞/缸单元的可轴向移位的、但与输入轴I无相对转动地相连接的活塞13与外部的活塞/缸单元9的缸部分8固定地相连接。
输入轴I驱动一个泵14，该泵可通过一个根据所期望或所需的变换比例被控制的带单个节流口的方向阀或两位三通换向阀15经由管路16将压力介质输送到内部的活塞/缸单元11的压力室11a中。视阀15的位置而定，或者压力介质经由管路16被泵到压力室11a中并且由此链3在盘对上向外移位——与碟形弹簧4的力相应，或者压力介质通过阀15的相应位置经由管路17返回到油底壳中。在压力介质流中，在泵14前面安置有一个过滤器18并且在泵14与阀15之间设置有一个压力限制阀19。
为了产生与由变速器G传递的力矩相关的压力，在过滤器18后面设置有一个泵20，该泵经由管路21为从动侧的锥盘对2的活塞/缸单元6的压力室6a供给并且经由管路22为驱动侧的盘对1的设置在径向外部的活塞/缸单元9的压力室9a供给。另一个管路23从管路22通到转矩探测装置D的压力室24a中，该压力室总体上形成一个受变换比和力矩控制的阀并且直接将转矩从离合器K的输出端传递到驱动侧的盘对1。转矩探测装置D具有一个轴向静止不动的曲线盘24b和一个可轴向移位的曲线盘24c，它们各具有一些成形上的上升斜坡，在这些上升斜坡之间设置有一些呈滚珠24d形式的扩张体。在排出孔24e上连接着一个管路25，该管路用于用通过孔24e流出的液压介质来润滑链3和盘。视所调节的变换比和在盘24b与24c之间起作用的转矩而定，通过作为控制活塞起作用的盘24c使排出孔24e或多或少地闭合并且由此在压力室24a中、在管路23、22和21中并且由此也在压力室9a和6a中产生与变换比和当前力矩相应的压力。在此，由于活塞/缸单元11和9并联连接，与变换比和力矩相关的压力加在用于变换比的调节压力上。
取代具有碟形弹簧4的活塞/缸单元6，在锥盘对2上也可设置两个活塞/缸单元，这些活塞/缸单元与驱动侧的盘对1的活塞/缸单元9、11类似地构造、设置和起作用，其中，内部的活塞/缸单元则承担碟形弹簧4的功能并且借助于用于调节变换比的本身公知的带四个节流口的方向阀被加载相应的压力。
对于本身公知的所述装置的结构构型已经公知了多种变型方案，例如所述的DE 42 34 294 A1中所述。
一个电子控制装置40以公知方式用于控制所述的动力总成系统，该电子控制装置的输入端42与用于检测对于动力总成系统工作重要的工作参数的传感器相连接，例如与用于检测内燃机BKM的转速的传感器44、用于检测输入轴I的转速的传感器46、用于检测变速器G的输出轴II的转速的传感器48、用于检测行驶踏板的位置的传感器50、用于检测变速器换档杆的位置的传感器52等等相连接。在电子控制装置40中存储有一些程序，按照这些程序操作与控制装置40的输出端42相连接的执行机构，如内燃机的功率调节元件的执行机构54、用于操作离合器K的执行机构55以及用于调节变速器G的变换比的阀15的执行机构56。在此，尤其是执行机构56组合在一个调节装置中，该调节装置检验：是否变速器的在控制装置40中计算的给定变换比与由传感器46和48测定的实际变换比相一致并且实际变换比在存在偏差的情况下被相应地补偿调节。公知的所述装置可用也公知的方式进行多种变化。例如在所描述的例子中组合在变速器G中的转矩探测装置D这样设计，使得不是连续地而是阶梯地考虑对应的变换比和/或附加地考虑转速。无变换比和转速检测的简单构型也可以。
在实际工作中已经证实，尤其是由锥盘对1和2以及链3组成的变速机构、或者包括未示出的部件在内的完整的变速器必须得到保护以免过载，这种过载可能损害寿命。这种过载也可通过极其不同的影响引起，例如通过内燃机控制装置的芯片调校引起，内燃机由于所述过载而产生高于原始设置的转矩的转矩。另外，通过在预确定的载荷点例如在具有非常高的惯性力矩(Schubmoment)的商用车中由于马达或变速器输入端侧的持续制动或由于以未知力矩中间输出察觉到过载荷或引入附加载荷而可产生过高要求。
发明内容
本发明的任务在于，保护锥盘缠绕接触装置变速器、尤其是其变速机构以免不允许地高的载荷。
该任务通过一种用于限制锥盘缠绕接触装置变速器的输入力矩的方法来解决，该锥盘缠绕接触装置变速器具有液压机械的转矩探测装置，该转矩探测装置包含在从该变速器的输入轴到输出轴的传递路径中并且与调节元件的位置相关地控制在一个锥盘对之间起作用的压紧力，该调节元件的位置与作用在输入轴上的转矩相关，其中，输入力矩通过检测由转矩探测装置确定的参量来确定。
锥盘缠绕接触装置变速器的输入力矩直接由转矩探测装置所检测的力矩导出，由此，实际输入力矩当前可用，由此，该实际输入力矩可以可靠地限制到预给定的值，其方式驱动马达或离合器或锥盘缠绕接触装置变速器的压紧力本身以合适的方式受到控制。除了传感器不需要附加部件。
通过由转矩探测装置调节的参量确定输入力矩，优选该参量是由转矩探测装置调节的压紧力。
在确定有效输入力矩时有利地考虑转矩探测装置的特性曲线，该特性曲线与锥盘缠绕接触装置变速器的瞬时变换比相关地描述压紧力。
优选将锥盘缠绕接触装置变速器的输入力矩限制到与锥盘缠绕接触装置变速器的工作参数相关的值。
另外，根据本发明的方法可这样实施，使得与动力总成系统的工作参数相关地限制输入力矩，锥盘缠绕接触装置变速器包含在该动力总成系统中。
例如可通过限制由驱动马达产生的驱动力矩来限制输入力矩。
另外，可通过限制可由连接在锥盘缠绕接触装置变速器前面或后面的离合器传递的力矩来限制输入力矩。
一种用于限制锥盘缠绕接触装置变速器的输入力矩的装置，该锥盘缠绕接触装置变速器具有液压机械的转矩探测装置，该转矩探测装置包含在从该变速器的输入轴到输出轴的传递路径中并且与调节元件的位置相关地控制在一个锥盘对之间起作用的压紧压力，该调节元件的位置与作用在输入轴上的转矩相关，所述用于限制锥盘缠绕接触装置变速器的输入力矩的装置包括用于检测由转矩探测装置调节的参量的力矩传感器、用于调节锥盘缠绕接触装置变速器的输入力矩的执行机构以及与力矩传感器和执行机构相连接的电子控制装置，该电子控制装置这样控制用于调节输入力矩的执行机构，使得由力矩传感器检测到的参量不超过预给定的值。
根据本发明的装置有利地包括另外一些用于检测动力总成系统的工作参数的传感器，锥盘缠绕接触装置变速器包含在该动力总成系统中，其中，特性曲线族与这些工作参数中的至少一个相关地描述最大允许的输入力矩。
另外，根据本发明的装置可包括一个可读出的存储模块，该储存模块用于存储包含锥盘缠绕接触装置变速器的动力总成系统的至少一个工作参数的谱。
附图说明
下面借助于示意性附图示例性地并且更加详细地描述本发明。附图表示：
图1 用来描述本发明的流程图，以及
图2 具有锥盘缠绕接触装置变速器的在其重要方面已经公知的动力总成系统的框图。
具体实施方式
根据图2的开头已经描述的动力总成系统根据本发明包括一个压力传感器58，该压力传感器检测转矩探测装置D的在压力室24a中存在的压力，并且与控制装置40的一个输入端相连接。
在控制装置40中存储有转矩探测装置D的特性曲线族，它与由压力传感器58检测的压力以及必要时锥盘缠绕接触装置变速器的其它工作参数如其变换比(可借助于传感器46和48检测)、其转速等相关地包含由转矩探测装置传递的转矩，该转矩等于锥盘缠绕接触装置变速器的输入力矩。作为替换方案，锥盘缠绕接触装置变速器的由转矩探测装置D传递的输入转矩也可通过直接检测曲线盘24c的位置来测定，该位置借助于合适的传感器检测并且与室24a中的压力存在符合规律的关系，其中，以泵20的恒定输送压力为前提。
借助于图1的流程图来描述根据本发明的方法的实施形式：
在步骤60中，例如根据动力总成系统的工作参数如变速器的变换比、高惯性力矩或变速器流体回路中不允许地高的温度的确定来开始检验程序。在步骤62中，计算必要时与工作条件相关的、最大允许的、可由变速器G传递的力矩NE_max。在步骤64中，由压力室24a中的压力的测量结果计算由变速器传递的瞬时力矩。
在步骤66中检验：NE是否大于或等于NE_max。如果情况如此，则将由变速器传递的力矩降低，其方式是例如在步骤68中相应地调节内燃机BKM的载荷调节元件的执行机构54或者借助于离合器K的执行机构55使该离合器部分地打开。
然后，程序重新跳到步骤62和64，以便在步骤66中可重新检验：是否仍存在用于降低输入力矩的条件。如果条件不再存在，则程序跳到步骤60，在该步骤中重新检验：是否应触发检验程式。
不言而喻，该程序可用不同方式变化，例如该程序可从步骤68跳到步骤60。
所述发明适用于解决在锥盘缠绕接触装置变速器中产生的多种问题：
-链3在接片力、摇摆压力件弯曲、摇摆压力件本身和摇摆压力件与盘的锥面之间的接触方面的负荷在驱动力矩相同的情况下在UD变换比时、即当链在被驱动的盘对上的运转半径小的情况下最大。待传递的圆周力或有用力大，压紧力大，各个节之间的转折角度大，但处于配合的摇摆压力件的数量小。相同情况在OD时在输出侧的盘对中也适用，其中，力在此虽然较小，但运转时间份额通常非常大。因此有意义的是，在UD变换比和OD变换比的区域中在确定的工作状态中例如在超过确定转速时或在高力矩的时间份额长时限制允许的输入力矩。
-在所谓的马达芯片调校(Chiptuning)的情况下，马达控制器的力矩信息也许是错误的，由此，该马达控制器不可被考虑用于限制。变速器所针对设计的额定力矩在芯片调校的情况下可能被超过。这种超过通过输入力矩的根据本发明的限制来避免。
-尤其是在商用车应用中，在马达制动时可产生非常高的惯性力矩，这种惯性力矩一方面可借助于转矩探测装置D很好地测量，另一方面根据本发明可及时地受到限制以免损坏变速器。
-在功率分流式变速器中，直接通过变速机构传递的力矩只是难于确定，由此，所传递的力矩的根据本发明的确定得到可靠的判断并且由此得到可靠的可限制性。
-如果由于高的力矩和高的压紧力而使链从盘组外直径运转出来，在变速机构一次过载时就已经可产生该变速机构的全面失效。这可通过本发明可靠地得到避免。
-可能发生：变速器在长时间上以恒定的变换比和高的力矩运转，这可导致锥盘的区域受到危害。在此情况下符合目的的是，所传递的力矩至少短时间地下降。
-总地来说，由变速器传递的力矩根据本发明可这样受到限制，使得实现与瞬时变换比无关的恒定的压紧力或者实现锥盘的恒定的合成负荷，该合成负荷由运转半径、圆周力、压紧力、处于盘接触的摇摆压力件的数量、节链的转折角度等得到。
-在使用多个共同影响变速机构总力矩的输出装置、驱动装置和/或制动装置时，由此引起的转矩变化通过借助于转矩探测装置检测输入力矩来可靠地识别。
-另外，本发明提供保险防止错误安装输入级，这在输入变换比过大的情况下尽管马达力矩正确也可导致变速机构过载。
-另外，通过本发明可避免保险，防止由于液力变矩器在电子地降低马达力矩以及其它影响的功能错误时输入力矩提高。
-另外，如果通过高动力性工作状态在变速机构上产生过载力矩，本发明可实现降低转矩的干涉，这种过载力矩在变速器接合部位上不是已知的，例如由于在功率分流的总动力总成系统内部具有惯性矩作用的换档过程。
-有利的是，关于载荷谱、过载和过载力矩的信息储存在电子控制装置80的储存器、例如EPROM中，由此，这些数据可用于分析并且例如用于指出误使用。
在其用于限制输入力矩方面进行描述的、通过分接锥盘缠绕接触装置变速器的转矩探测装置来对由该锥盘缠绕接触装置变速器传递的转矩进行的测定也可用于其它目的，由此，申请人保留要求通过检测由转矩探测装置调节的参量本身来测定转矩的权利。
参考标号清单
I     输入轴            17    管路
II    输出轴            18    过滤器
1     盘对              19    压力限制阀
2     盘对              20    泵
1a，2a可轴向运动的盘    21    管路
1b，2b轴向固定的盘      6a    压力室
3     链                22    管路
4     碟形弹簧          23    管路
5     活塞              24a   压力室
6     活塞/缸单元       24b   曲线盘
6a    液体室            24c   曲线盘
7     缸部分            24d   滚珠
8     缸部分            24e   排出孔
9     活塞/缸单元       25    管路
10    环形活塞          40    电子控制装置
11    活塞/缸单元       42    输入端
12    缸部分            43    输出端
13    活塞件            44    传感器
14    泵                46    传感器
15    阀                48    传感器
16    管路              50    传感器
52     传感器            56     执行机构
54     执行机构          58     压力传感器
55     执行机构