用于校准机械传动装置的联轴器系统的方法

技术领域

本发明涉及一种用于校准机械传动装置的联轴器系统的方法。

背景技术

为了增加牵引驱动器的传动比范围，从本领域现状已知具有两个液压马达的静液压传动装置，这两个液压马达并行地以流体方式进行操作。其驱动轴功率能够经由静液压传动装置的复合传动装置被增加以及被传递，例如传递到车轴。例如，在低速下，两个液压马达并行操作，且由此允许高牵引力。给定液压泵的预定义的递送量并且在液压马达的扫描体积减小使得效率水平降低的背景下，利用两个马达能够达到的速度是有限的。

为了获得相对高速的驱动范围，液压马达中的一个因此能够被设定为排出体积为零并且借助于离合器与输出断开连接。液压泵的全部体积流因此经由剩余的、通常较小的液压马达来引导，这样准许相对高的旋转速度及因此相对高的速度。

如果两个液压马达然后再次参与动力的传输，则离合器必须被闭合。为此目的，先前与输出断开连接的液压马达必须从空转(wheeling)状态加速到其工作旋转速度。该加速过程将在不被驾驶员注意到的情况下既快速又尽可能远地进行。由于这些在一定程度上相互矛盾的要求，对联接过程的控制是苛刻的。

例如，借助于液压缸来激活离合器。取决于设计，此处要么通过将压力介质施加到液压缸(正离合器)，要么通过从液压缸排放压力介质(负离合器)来引起离合器的闭合。

原则上，在正离合器系统中(在负离合器系统中，该过程相反)，离合器的闭合过程能够被划分为两个阶段。在第一阶段中，以这种方式供应压力介质，使得尽可能快地接合离合器，也就是说，实施离合器行程使得在可能的最短时间内到达接合点。第二阶段从接合点开始，也就是说，如果扭矩正由离合器传递。从此刻开始，然后压力介质的供应主要只是引起离合器的可传递扭矩的增加，而不再是离合器行程的增加。

最佳地，第一阶段就时间而言是非常短的并且其终止于恰好在接合点之前的位置(离合器的接合点在本文中被定义为当离合器进行初始摩擦接触并开始在两个不同元件之间传递扭矩时的离合器位置)。然后，优选地以此方式控制第二阶段使得相应的液压马达以期望的方式加速。

能够使用比例阀来解决这种存在问题的情形。然而，然后必须根据能够保存在传动装置控制器中的过程变量，才能知道该接合点。目前，为此目的，接合点是手动确定的，且因此在车辆上的牵引驱动器的交付之前进行校准。

一方面，该解决方案的缺点在于校准和设定是复杂的。另外，由于联轴器特性的自然变化(由于磨损所致)，再校准每次都需要新的校准。

与此相反，本公开所基于的目的在于提供一种能够用很少的费用进行校准的传动装置组合以及一种具有其的牵引驱动器。此外，本公开的目的是提供一种用于控制、特别是用于校准传动装置组合的方法。

发明内容

本发明是基于创建为到达接合点所需电流的函数的想法，其中，该函数是与温度有关的。

根据本发明的实施例，提供了一种用于校准叠加机械传动装置的联轴器系统的方法，所述联轴器系统被构造成使第一驱动轴与第二驱动轴联接，所述第一驱动轴联接到第一液压马达，所述第二驱动轴与第二液压马达联接，所述联轴器系统包括具有两个可释放的联轴器区段的液压联轴器，其中，第一联轴器区段连接到所述第一驱动轴并且第二联轴器区段连接到所述第二驱动轴，所述联轴器系统进一步包括液压缸，所述液压缸连接到第一联轴器区段和第二联轴器区段中的一者并且被构造成基于所述液压缸内部的压力使所述第一联轴器区段与所述第二联轴器区段接合以及脱离接合，其中，所述液压缸内部的压力能够借助于压力调节装置来调节，其中，所述压力调节装置包括激活器件，所述激活器件被构造成基于提供给所述激活器件的电流来调节所述液压缸内部的压力；

其中，所述方法包括以下步骤：

估计为到达接合点所要求的、提供给所述激活器件的电流随温度变化的函数。

根据本发明的另外的实施例，提供了一种方法，其中，通过以下步骤来估计所述函数：

a.使所述第一驱动轴与所述第二驱动轴联接和解除联接预定次数，所述预定次数大于或等于一次，其中，对于所述次数中的每一次，压力介质的温度基本上是相同的，所述压力介质是在联接期间或在解除联接过程期间借助于所述压力调节装置被引入到所述液压缸(34)中的压力介质；

b.测量在步骤a.的所述联接期间已到达所述接合点时提供给所述激活器件的所述电流；

c.对所述测量电流的值求平均值，其中，如果所述预定次数等于一，则平均值是在步骤a.期间一次所测量的值；

其中，针对压力介质的至少两个不同温度重复所述步骤a.至c.，所述压力介质是在步骤a.的联接期间或在解除联接过程期间被引入到所述液压缸中的压力介质；

其中，基于针对所述至少两个不同温度获得的所述测量电流的平均值，通过对针对所述至少两个温度获得的已到达接合点时的电流的平均值进行插值来估计插值函数，其中，所述插值函数是表示所述电流随温度变化的函数，所述预定次数优选地等于一次，更优选地等于或大于三次，更优选地等于或大于四次。

根据本发明的另外的实施例，提供了一种方法，其中，在所述步骤a.的联接期间，提供给所述激活器件的电流优选地以恒定梯度逐渐被增加或逐渐被减小，以便到达接合点，所述激活器件被构造成基于所述电流来调节所述液压缸内部的压力。

根据本发明的另外的实施例，提供了一种方法，其中，从所述第一联轴器区段与所述第二联轴器区段的联接尚未开始时的电流值开始，所述电流被逐渐增加或被逐渐减小。

根据本发明的另外的实施例，提供了一种方法，其中，在所述步骤a.的联接期间，所述第一驱动轴和所述第二驱动轴之间的一个被完全制动，其中，被完全制动的驱动轴优选地是直接连接到所述叠加机械传动装置的输出轴的轴。

根据本发明的另外的实施例，提供了一种方法，其中，通过以下步骤来检测接合点：测量未被制动的驱动轴的速度，并且检测未被制动的驱动轴的速度何时减小到限定的速度。

根据本发明的另外的实施例，提供了一种方法，其中，通过检测由液压传动装置中的液压机递送的压力差来检测接合点，所述液压传动装置中包括所述第一液压马达和所述第二液压马达。

根据本发明的另外的实施例，提供了一种方法，其中，在所述步骤a.中，所述预定次数大于或等于3次。

根据本发明的另外的实施例，提供了一种方法，其中，在联接期间或在解除联接过程期间被引入到所述液压缸中的压力介质的所述至少两个不同温度中的一者包括在20℃至40℃之间，并且其中，压力介质的所述至少两个不同温度中的另一者包括在60℃至90℃之间。

根据本发明的另外的实施例，提供了一种方法，其中，在将压力介质递送到所述压力调节装置的罐中测量所述至少两个温度。

根据本发明的另外的实施例，提供了一种方法，其中，所述联轴器系统是负离合器，其被构造成当所述液压缸被加压时使第一驱动轴与第二驱动轴解除联接并且被构造成当所述液压缸中的压力低于最小对应值时使第一驱动轴与第二驱动轴联接。

根据本发明的另外的实施例，提供了一种方法，其中，所述联轴器系统是正离合器，其被构造成当所述液压缸被加压时使第一驱动轴与第二驱动轴联接并且被构造成当所述液压缸中的压力低于最小对应值时使第一驱动轴与第二驱动轴解除联接。

根据本发明的另外的实施例，提供了一种方法，其中，所述第一液压马达和所述第二液压马达是液压传动装置的马达。

根据本发明的另外的实施例，提供了一种方法，其中，所述联轴器系统是车辆的机械传动装置，其定位在具有两个或更多个马达的静液压传动装置和叠加机械传动装置的输出轴之间。

根据本发明的另外的实施例，提供了一种方法，其中，所述接合点被定义为液压联轴器在离合器进行初始摩擦接触并开始在第一联轴器区段和第二联轴器区段之间传递扭矩时的位置。

附图说明

参考附图来描述本发明，其中，相同的附图标记指代系统的相同部分和/或相似部分和/或相对应部分。在附图中：

图1示意性地示出了根据本领域现状的液压图示；

图2示出了根据本发明的优选实施例的在联轴器系统12闭合期间由传感器54测量的压力值以及通过信号线路80递送到电磁体78的电流值；

图3示出了根据本发明的优选实施例的用于估计插值函数的方法，该插值函数是表示排空时间t

图4示出了根据本发明的优选实施例的用于检测接合点的方法；

图5示出了根据本发明的优选实施例的用于控制联轴器系统的第一方法；

图6示出了根据本发明的优选实施例的用于控制联轴器系统的第二方法。

具体实施方式

在下文中，参考如附图中所示的特定实施例来描述本发明。然而，本发明不限于以下详细描述中所描述的和附图中所示出的特定实施例，而是所描述的实施例仅举例说明本发明的几个方面，本发明的范围由权利要求限定。

对于本领域技术人员而言，本发明的另外的修改和变型将是清楚的。因此，本描述将被认为包括本发明的所有所述修改和/或变化，其范围由权利要求限定。

在本公开中，术语“压力介质”意指每种类型的介质，其能够被加压并且能够用于将动力传递到不同的液压元件，比如液压油。

将注意的是，用于描述本发明的一些工作示例的特定物理值不限制本发明的范围，本发明的范围由所附权利要求限定。

根据图1，牵引驱动器具有静液压传动装置2，该静液压传动装置具有在牵引驱动器的牵引模式下作为液压泵操作的一个液压机(未示出)和在指定的牵引模式下作为液压马达操作的两个液压机4和8。一方面，两个液压马达4、8经由闭合的液压回路中的工作管路连接到液压泵。液压机能够在其排出体积方面进行调整，同时它们各自被实施为具有斜盘设计或弯轴设计的轴向活塞机。

液压泵经由其驱动轴连接到驱动机器，该驱动机器被构造为柴油发动机。两个液压马达4、8中的第一液压马达4(在该说明书中也被称为永久马达)具有第一驱动轴14，并且第二液压马达8(在该说明书中也被称为临时马达)具有第二驱动轴16。具有两个输入轴14和16的联轴器系统12作为机械传动装置连接在静液压传动装置2下游。联轴器系统12的输出轴20以旋转固定的方式连接到驱动轴的差速器22，该驱动轴使预定数量的车轮24(在该特定情况下为四个)旋转。

联轴器系统12具有液压联轴器26，该液压联轴器具有经由齿轮结构不可旋转地连接到第一驱动轴14的第一联轴器区段28以及不可旋转地连接到第二驱动轴16的第二联轴器区段30。在所示的示例性实施例中，离合器26被设计为多片式离合器。

液压缸34的活塞32连接到第二联轴器区段30以便致动液压联轴器26。在图1中所示的示例性实施例中，液压联轴器26被设计为负离合器，这意味着当由活塞32界定的缸室36的实际压力p低于预定值时，液压联轴器26被致动或闭合，除其他外，该预定值取决于来自离合器弹簧38的弹力。

缸室36经由压力介质线路40连接到压力控制器件44的第一压力介质连接件42，该压力控制器件被构造为压力控制阀。此外，缸室36还连接到冲洗管路，以便能够在克服最大压力(例如，20bar(巴))的情况下释放该缸室内所容纳的油。

压力控制器件44的第二压力介质连接件46连接到压力介质源48，并且第三压力介质连接件50连接到压力介质罐T。罐T具有温度检测单元52，通过该温度检测单元能够检测压力介质温度。

作为另外的传感器系统，提供了压力检测单元54，其被设计为压力传感器，通过该压力传感器，能够检测压力介质线路40中的压力。另外，提供了第一速度检测单元56，通过该第一速度检测单元，能够检测轴18的实际速度，并且在知道了轴18与第一驱动轴14的传动比的情况下，能够确定第一驱动轴14的实际速度及因此能够确定第一联轴器区段28的实际速度n1。另外，传动装置1具有第二速度检测单元58，通过该第二速度检测单元，能够检测第二驱动轴16的实际速度，并且在知道了第二驱动轴16与第二离合器区段30的齿轮比的情况下，能够确定第二离合器区段30的实际速度n2。

为了控制离合器26的致动，静液压行驶驱动器1具有控制单元60，该控制单元具有存储器单元62和处理器单元64。

温度检测单元52经由信号线路66连接到控制单元60，经由信号线路68连接到压力检测单元54，经由信号线路70连接到第一速度检测单元56，并且经由信号线路72连接到第二速度检测单元58。

控制单元60经由信号线路74连接到调节装置76，通过该调节装置，能够调节第二液压机8的行程体积。

压力控制器件44具有电磁体78，该电磁体经由信号线路80连接到控制单元60。压力控制器件44的阀本体沿第一压力介质连接件42到第二压力介质连接件46的压力介质连接的方向被致动，借助于通过信号线路80提供给电磁体78的电流来致动该阀本体。沿对应于离合器26的致动方向的相反方向(在所示的负离合器的情况下)，通过弹簧82的弹力和第一压力介质连接件42处的缸室36中的实际压力p来致动该阀本体。

在下文中，参考图2至图4，将描述用于图1中所公开的系统的校准方法。

这种校准方法通常在终端(EOL)时和在调试期间针对每个车辆执行，并且每次都能够由操作者所请求。还建议在操作特定的工作小时数(待从变速箱和机器制造商定义)之后、由于驾驶员注意到驾驶性能不良或在静液压单元或变速箱的离合器回路中维修之后执行校准。

如先前段落中所描述的，当压力控制器件44未通电时，缸室中的压力是可达到的最大值并且几乎对应于压力介质源48处的系统充压压力。例如，压力能够是介于27bar和30bar之间的值。随着经由信号线路80的电流增加，缸室36中的压力开始降低。

在校准过程开始时，执行系统的排气过程。

特别地，为了从压力介质线路、从压力控制器件44和从液压缸34去除任何可能存在的空气，通过操作压力控制器件44将联轴器系统12且特别是其离合器26闭合和打开若干次。为执行排气过程分别打开和闭合离合器26的次数能够大于十次，优选地等于十五次。

在该排气过程期间，柴油发动机的输出速度被监测为优选地介于1100rpm到1300rpm之间，车辆的驻车制动器被激活，永久马达速度和临时马达速度两者都等于0，并且以矩形波循环来控制压力控制器件的电流。在该排气过程期间，由传感器52测量的压力介质的温度几乎保持恒定。

在该排气过程期间，且特别地与联轴器系统12被闭合和重新打开的最后X次(其中，X优选地大于四，更优选地等于五)相对应，测量第一时间间隔t

预定压力是通过以下步骤确定的：测量第一联轴器区段28与第二联轴器区段30完全接合(扭矩得以在其间传递)时在液压缸34内部的压力，并且选择第一联轴器区段28未与第二联轴器区段30完全接合时在液压缸34内部的压力的值，并且其中，预定压力和第一联轴器区段28与第二联轴器区段30完全接合时的最初压力值之间的压力差的绝对值等于预定值(例如，等于4bar)。

如在该说明书的进行中将更清楚地解释的，在校准过程中，重要的是估计第一时间间隔t

参考图2和图3来详细解释用于确定第一时间间隔t

图2示出了在联轴器系统12的闭合期间由传感器54测量的压力值(以实线)以及通过信号线路80递送到电磁体78的电流值(以虚线)。在该特定示例中，预定压力被认为等于12bar。如图2中所示，在增加递送到压力控制器件44的致动器78的电流i

因此，排空时间t

如上文所描述的，优选地测量5次排空时间t

图3给出了用于估计插值函数的方法的概述，该插值函数是表示排空时间t

针对压力介质的两个不同温度值来计算排空时间的如上文所描述的平均值：包括在20℃至40℃之间的低温T

用偏移值来校正针对压力介质的高温和低温所计算的平均值，从所计算的平均值减去该偏移值。偏移值是压力介质的温度的函数，并且是由于以下事实所引起：在较低温度下，压力介质的粘度具有更大的影响。如在该说明书的进行中将更清楚的，该偏移值对于在到达接合点的途中有更多的自由度(以使得能够在离合器闭合之前具有调制阶段)是重要的。偏移值能够获自在不同机器中和在压力介质的不同温度下的测试期间获得的函数。

等式1

其中t

基于t

在该特定实施例中，插值函数的内容如下：

等式2

其中，t

在已针对排空时间t

图4给出了用于检测接合点的方法的概述。

图4的图形被划分为三个部分。上部部分示出了临时马达8的速度n2和永久马达4的速度n1随时间的变化，其中，n2

如图4的上部部分中所示，为了确定接合点，永久马达4的旋转速度n1等于0，临时马达8的速度n2优选地等于500rpm。同时，给出了临时马达8的速度n2的上限值n2

如图4的中间部分中所示，从联接过程仍尚未开始时的电流值(例如，处于315mA)开始，递送到电磁体78的电流i

在一定时间之后，通过逐渐增加电流i

当临时马达8的速度n2被减小/制动大约预定量时，能够认为已到达接合点。发明人已发现，在一些应用中，在大约50rpm(Δn＝50rpm)的速度下降情况下，能够认为已到达接合点。当已达到所述Δn时，检测实际电流i

针对压力介质的至少两个不同温度重复该操作三次。优选地，这些温度与用于计算排空时间的温度相同。特别地：低温T

基于已针对两个不同温度在接合点处检测到的电流i

如上文所描述的，如果在电流i

等式3

Δp

其中，Δp

参考图5和图6，描述了用于控制联轴器系统12的两种替代性方法。图5和图6两者都被划分为三个部分。在上部部分中，示出了电流i

将注意的是，鉴于以上的描述，在已检测到压力介质的实际温度之后，则知道了排空时间t1和将到达接合点时的电流i

对联轴器系统12且特别是第一联轴器区段28和第二联轴器区段30的控制是通过控制给予压力控制器件44的致动器78的电流i

当从第二档换档到第一档时，临时马达8必须从0rpm加速到取决于永久马达4速度的速度。

为此，第一联轴器区段28和第二联轴器区段30应快速被移动以便到达靠近接合点位置的位置。如图5的上部部分中所示，这发生在排空阶段t

调制阶段t

当最终到达接合点时，临时马达8(见图5的中间部分)将加速，直到达到其中第一联轴器区段28和第二联轴器区段30之间的速度差小于预定值Δn_t的速度，例如，Δn_t等于20rpm(在点5处，满足以下条件Δn≤Δn_t)。此时，离合器将完全闭合(电流i

最后，如果缸室36中的压力小于预定值(例如，8bar)，则临时马达8(见图5的下部部分)将被允许旋转出来(swivel out)并且临时马达排量V

在替代性实施例中，为了加速联接过程，如图6中所示，离合器将更早地被完全闭合。特别地，如果临时马达8的速度n2大于阈值并且如果临时马达的速度梯度大于0(速度n2正在增加)，则离合器将被闭合(电流i

如在图4的下部部分处的比较中所示，在该特定实施例中，临时马达排量V

尽管已参考上文所描述的实施例描述了本发明，但是对于技术人员清楚的是，有可能根据上文所描述的教导并在所附权利要求的范围内实现本发明的若干修改、变型和改进，而不背离本发明的精神和保护范围。

例如，即使仅详细描述了用于负离合器的工作示例，清楚的是本发明也能够在正离合器中使用且具有相同的技术优点。

另外，相信本领域普通技术人员熟悉的那些领域在本文中并未描述，以免不必要地混淆所描述的发明。

因此，本发明将不由特定图示性实施例限制，而仅由所附权利要求的范围限制。