專利名稱：用于監(jiān)控通過摩擦配合傳遞轉(zhuǎn)矩的變速器的工作可靠性的方法和裝置的制作方法
用于監(jiān)控通過摩擦配合傳遞轉(zhuǎn)矩的變速器的 工作可靠性的方法和裝置
本發(fā)明涉及用于監(jiān)控通過摩擦配合傳遞轉(zhuǎn)矩的變速器的工作可 靠性的方法和裝置，該變速器具有可無級變化的變速比。
己經(jīng)存在各種不同類型的具有可無級變化的變速比的通過摩擦 配合傳遞轉(zhuǎn)矩的變速器，例如摩擦輪變速器、摩擦環(huán)變速器、錐盤纏 繞接觸裝置變速器等。這些變速器的共同點在于，通過摩擦配合傳遞 力或轉(zhuǎn)矩的構(gòu)件必須各用彼此相對壓緊的面單元相互接觸，以便可摩 擦鎖合。這些處于相互摩擦配合中的面單元在此由于壓緊力、可能的 滑差率和高溫而強烈地承受負(fù)荷，這可導(dǎo)致表面損傷，這種損傷影響 變速器的工作效能。
本發(fā)明的任務(wù)在于，提供一種用于監(jiān)控通過摩擦配合傳遞轉(zhuǎn)矩的 變速器的工作可靠性的方法，該變速器具有可無級變化的變速比，該 方法允許在工作可靠性受到影響之前對工作可靠性進行描述并且可 實現(xiàn)警報或應(yīng)對措施。此外，本發(fā)明的任務(wù)在于，提供一種用于監(jiān)控 通過摩擦配合傳遞轉(zhuǎn)矩的變速器的工作可靠性的裝置，該變速器具有 可無級變化的變速比。
本發(fā)明任務(wù)針對方法的部分通過一種用于監(jiān)控通過摩擦配合傳 遞轉(zhuǎn)矩的變速器的工作可靠性的方法來解決，該變速器具有可無級變 化的變速比，該方法包括下述步驟.-
-提供一個損傷模型，該損傷模型包含損傷值，該損傷值與對 于通過摩擦配合傳遞轉(zhuǎn)矩的接觸部位的損傷關(guān)系重大的工 作參數(shù)相關(guān)，_測定工作期間這些工作參數(shù)的值，
_由所測定的工作參數(shù)確定所達(dá)到的損傷值，以及
_顯示一個由瞬時達(dá)到的損傷值導(dǎo)出的量值。
因此根據(jù)本發(fā)明使用一個損傷模型，該損傷模型描述變速器的總 損傷和/或相互摩擦配合的各個表面單元的損傷。損傷模型可由數(shù)學(xué)計 算、臺架試驗或者這二者的組合導(dǎo)出。從相應(yīng)在變速器工作期間測得 的工作參數(shù)可借助于損傷模型計算相應(yīng)達(dá)到的瞬時損傷值。對于變速 器確定一個預(yù)確定的損傷值或一些配置給各個表面區(qū)域的損傷值，這 些損傷值不允許被超過。所述瞬時損傷值可以以其與允許的損傷值的 關(guān)系被顯示或分析處理，由此可相應(yīng)對變速器的損傷狀態(tài)進行描述。 在超過允許的損傷值時以有利的方式觸發(fā)警報。
有利地將在一個工作循環(huán)結(jié)束時達(dá)到的損傷值存儲，該損傷值然 后構(gòu)成在下一個工作循環(huán)開始時的損傷值的起始值。
在損傷模型中可考慮下述工作參數(shù)中的至少一個摩擦配合部位 的溫度、處于摩擦配合中的構(gòu)件之間的壓緊力、處于摩擦配合中的構(gòu) 件之間的滑差率、摩擦配合的位置、摩擦配合的持續(xù)時間。該溫度可 直接測量和/或由壓緊力、滑差率和持續(xù)時間計算。
根據(jù)本發(fā)明的方法可用于所有類型的傳遞轉(zhuǎn)矩的變速器。該方法 有利地用于錐盤纏繞接觸裝置變速器。
各個表面區(qū)域的損傷值的測定可用于這樣控制變速器，使得避免 具有高損傷的接觸部位之間的摩擦配合。
一種用于監(jiān)控通過摩擦配合傳遞轉(zhuǎn)矩的變速器的工作可靠性的 裝置，該變速器具有可無級變化的變速比，該裝置包括一些用于檢測 對于通過摩擦配合傳遞轉(zhuǎn)矩的接觸部位的損傷關(guān)系重大的工作參數(shù) 的傳感器、 一個與這些傳感器相連接的分析處理單元和一個用于顯示 由瞬時達(dá)到的損傷值導(dǎo)出的量值的顯示裝置，該分析處理單元借助于
一個存儲在該分析處理單元中的損傷模型由這些工作參數(shù)的所測定 的值確定一個損傷值并且包括一個存儲裝置，在一個工作循環(huán)期間達(dá) 到的損傷值存儲在該存儲裝置中，由此，該損傷值作為起始值供下一 個工作循環(huán)使用。該顯示單元不必強制可視。該顯示單元也可這樣構(gòu) 造，使得該顯示單元將所達(dá)到的損傷值傳送給一個變速器控制裝置， 該變速器控制裝置與所達(dá)到的損傷值相關(guān)地修正變速器的工作。
下面借助于示意性附圖示例性地并且以其它細(xì)節(jié)對本發(fā)明進行 描述。附圖表示
圖1 具有控制和分析處理單元的錐盤纏繞接觸裝置變速器的 框圖，以及
圖2用于描述根據(jù)本發(fā)明的方法的流程圖。
根據(jù)圖1， 一個在其構(gòu)造上總體已公知的錐盤纏繞接觸裝置變速
器具有兩個錐盤對4、 6，這些錐盤對可繞彼此平行的軸線A-A和B-B 轉(zhuǎn)動。錐盤對4具有一個固定盤8和一個調(diào)節(jié)盤12，該固定盤剛性地 與軸IO相連接，該調(diào)節(jié)盤與軸10無相對轉(zhuǎn)動地相連接并且借助于一 個液壓單元14可相對于軸IO軸向移動。
以類似的、但反向的方式，錐盤對6具有一個與軸16剛性地相 連接的固定盤18和一個調(diào)節(jié)盤20，該調(diào)節(jié)盤與軸16無相對轉(zhuǎn)動并且 借助于一個液壓單元22可在軸16軸向移動。
液壓單元14和22通過閥裝置24被加載以壓緊壓力，該壓緊壓 力由泵26產(chǎn)生，該泵從儲備容器28輸送液壓介質(zhì)， 一個回流管路30
通到該儲備容器中。
軸10和16的轉(zhuǎn)速借助于轉(zhuǎn)速傳感器30和32檢測。液壓單元14 和22中存在的壓力借助于壓力傳感器34和36檢測，各自的調(diào)節(jié)盤 通過所述壓力在朝固定盤的方向上壓。摩擦鎖合地靠置在錐盤上的纏 繞接觸裝置38的速度借助于一個速度傳感器40檢測。調(diào)節(jié)盤12、 20
的各自的位置由位置傳感器42、 44檢測。
所述傳感器與控制和分析處理單元50的輸入端46相連接，該控 制和分析處理單元的輸出端48控制閥裝置24以及必要時控制其它未 示出的元件、例如自動離合器等?？刂坪头治鎏幚韱卧钠渌斎攵?例如與未示出的車輛的加速踏板傳感器、制動踏板傳感器和變速器換 檔桿相連接。
所述結(jié)構(gòu)形式的電子控制的錐盤纏繞接觸裝置變速器的構(gòu)造和 功能包括其控制在內(nèi)已經(jīng)公知，因此不再對其進行描述。
控制和分析處理單元包括一個具有所屬的存儲裝置的微處理器， 該控制和分析處理單元就其作為控制單元的功能而言也已公知，因此 不再對其進行描述。
一個顯示單元52與根據(jù)本發(fā)明的控制和分析處理單元相連接， 該控制和分析處理單元包括一些主要通過軟件實施的附加功能范圍， 下面對這些附加功能范圍進行描述。
錐盤對4或6的錐盤8、 12或18、 20的在其半徑rl或r2方面確 定的各個圓周區(qū)域的負(fù)荷與使纏繞接觸裝置38的元件彼此鉸接連接 的各個銷軸的端面之間的當(dāng)時的壓緊壓力以及銷軸的端面與錐面的 配合面之間的滑差率或相對速度相關(guān)。壓緊壓力越大，特別是在壓緊 壓力高的情況下滑差率越大，纏繞接觸裝置38的銷軸的端面以及錐 盤的錐面的相應(yīng)配合面單元受到損傷越多。
端面與錐面之間的壓緊壓力可由傳感器34和36測定的液壓壓力 以及端面靠置在錐面上的幾何特征來確定。錐面的相應(yīng)承受負(fù)荷的圓 周區(qū)段的半徑rl或r2也可由各自錐盤對的錐盤之間的借助于傳感器 42和44測定的距離來確定。纏繞接觸裝置38與各自錐盤對之間的滑 差率可由傳感器30和32測定的轉(zhuǎn)速和傳感器40測定的、纏繞接觸 裝置的速度來確定。
適用于纏繞接觸裝置38的銷軸的端面的損傷Sb的例如是一般公
式
SB=fB(p， s， t)，
其中，p是壓緊壓力，s是當(dāng)時的滑差率，t是持續(xù)時間，在該持續(xù)時 間期間存在當(dāng)時的壓緊壓力p和當(dāng)時的滑差率s。
適用于具有錐面半徑r的圓周單元的損傷S&的例如是
Ss產(chǎn)fs(p， s， t)，
其中，函數(shù)關(guān)系fs由于不同的材料體積和材料通常與函數(shù)關(guān)系fB不同。 函數(shù)fB和fs通常是非線性的。損傷隨著P和S的乘積增大通常呈
指數(shù)形式上升。在確定的持續(xù)時間期間出現(xiàn)的各個損傷相加，由此，
這些函數(shù)包含積分。
函數(shù)fB和fS可以以解析函數(shù)方式推導(dǎo)出來或借助于臺架試驗來測
定。也可使用這兩種方法，其方式是解析推導(dǎo)出來的算法通過臺架試
驗來參數(shù)化和驗證。
函數(shù)fe和fs存儲在控制和分析處理單元50中，由此可在控制和 分析處理單元50中計算在變速器工作期間達(dá)到的當(dāng)時的損傷值S。當(dāng) 變速器停止工作時，所達(dá)到的當(dāng)時的損傷值存儲在一個非易失性存儲 器中，由此，該損傷值在重新投入運行時作為起始值供使用。另外， 在控制和分析處理單元50中存儲有臨界損傷值，在達(dá)到這些臨界損 傷值時顯示單元52例如被激活并且輸出警報。
在多個工作循環(huán)之后得到的當(dāng)時的損傷值在另一個類似的工作 方式的前提下可被外推，由此可預(yù)告并且必要時顯示直至達(dá)到臨界損 傷值的剩余運行時間。
當(dāng)在個別徑向的圓周區(qū)域中得到特別高的損傷值時，可這樣控制 變速器或其變速比，使得只還很少使用或不再使用具有高損傷的這些 錐盤面徑向區(qū)域，由此得到盡可能均勻的損傷并且由此得到高的壽 取代p和S,所描述的函數(shù)fs和fs可包括摩擦鎖合部位上的溫度
T,該溫度例如由p和s計算或直接測量。另外，作為附加工作參數(shù) 在函數(shù)中可包括各自的軸的轉(zhuǎn)速。
下面借助于圖2對根據(jù)本發(fā)明的方法的流程圖進行描述
當(dāng)例如在步驟60中接通車輛的點火裝置或使車輛工作時，在步 驟62中從一個非易失性存儲器(例如ROM或EEPROM)讀取各個 損傷值并且在步驟64中激活一個節(jié)拍發(fā)生器，該節(jié)拍發(fā)生器在相應(yīng) 前后相繼的時間單元上控制步驟66中的與損傷關(guān)系重大的工作參數(shù) 的確定以及錐面的與纏繞接觸裝置的銷軸處于摩擦配合中的環(huán)形區(qū) 域的各自半徑的確定。由在步驟66和68中測定的值借助于損傷模型 計算每個在時間單元期間進行的附加損傷增量并且在步驟70中將該 附加損傷增量加上在先前時間單元結(jié)束時存在的瞬間的總損傷值，其 中，在節(jié)拍發(fā)生器64起動時的總損傷值相應(yīng)于在步驟62中讀取的損 傷值。在步驟72中將相應(yīng)在步驟70中測定的所累積的損傷值SS與 預(yù)確定的臨界損傷值Sv相比較。如果達(dá)到了臨界損傷值，則在步驟 74中激活一個顯示器，該顯示器顯示臨界損傷的達(dá)到。臨界損傷例如 可這樣導(dǎo)致變速器控制的變化，使得達(dá)到了臨界損傷的那些部位上的 摩擦配合被盡可能避免，在考慮這種臨界損傷的情況下系統(tǒng)繼續(xù)運 行，如同在步驟72中確定出沒有達(dá)到或還沒有任何位置達(dá)到臨界損 傷值時的情況下那樣。
當(dāng)在步驟76中關(guān)斷點火裝置時，在步驟70中測定的總損傷值在 步驟78中存儲在非易失性存儲器中，由此可在下一個工作循環(huán)中在 步驟62中讀取該總損傷值。
不言而喻，總損傷值SS以有利的方式總是代表多個總損傷值存 在，這些總損傷值相應(yīng)于纏繞接觸裝置的銷軸的端面的損傷值以及錐 盤的錐面的與半徑相關(guān)的環(huán)形面單元的損傷。
參考標(biāo)號清單
4錐盤對30轉(zhuǎn)速傳感器
6錐盤對32轉(zhuǎn)速傳感器
8固定盤34壓力傳感器
10軸36壓力傳感器
12調(diào)節(jié)盤38纏繞接觸裝置
14液壓單元40速度傳感器
16軸42位置傳感器
18固定盤44位置傳感器
20調(diào)節(jié)盤46輸入端
22液壓單元48輸出端
24閥裝置50控制和分析處理單元
26泵52顯示單元
28儲備容器
權(quán)利要求
1.用于監(jiān)控通過摩擦配合傳遞轉(zhuǎn)矩的變速器的工作可靠性的方法，該變速器具有可無級變化的變速比，該方法包括下述步驟-提供一個損傷模型，該損傷模型包含損傷值，該損傷值與對于通過摩擦配合傳遞轉(zhuǎn)矩的接觸部位的損傷關(guān)系重大的工作參數(shù)相關(guān)，-測定工作期間這些工作參數(shù)的值，-由所測定的工作參數(shù)確定所達(dá)到的損傷值，以及-顯示一個由瞬時達(dá)到的損傷值導(dǎo)出的量值。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中，在一個工作循環(huán)結(jié)束時達(dá)到的 損傷值被存儲并且構(gòu)成在下一個工作循環(huán)開始時的損傷值的起始值。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其中，在該損傷模型中考慮下述工作參數(shù)中的至少一個摩擦配合部位的溫度、處于摩擦配合中的構(gòu) 件之間的壓緊力、處于摩擦配合中的構(gòu)件之間的滑差率、摩擦配合的 位置、摩擦配合的持續(xù)時間。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中一項的方法，其中，具有可無級調(diào)節(jié)的變速比的所述通過摩擦配合傳遞轉(zhuǎn)矩的變速器是錐盤纏繞接觸裝置 變速器。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中一項的方法，其中，這樣控制該變速器，使得避免具有高損傷的接觸部位之間的摩擦配合。
6. 用于監(jiān)控通過摩擦配合傳遞轉(zhuǎn)矩的變速器的工作可靠性的裝 置，該變速器具有可無級變化的變速比，該裝置包括一些用于檢測對 于通過摩擦配合傳遞轉(zhuǎn)矩的接觸部位的損傷關(guān)系重大的工作參數(shù)的 傳感器(30， 32， 34， 36， 42， 44)、 一個與這些傳感器相連接的分 析處理單元(50)和一個用于顯示由瞬時達(dá)到的損傷值導(dǎo)出的量值的顯示裝置(52)，該分析處理單元借助于一個存儲在該分析處理單元 中的損傷模型由這些工作參數(shù)的所測定的值確定一個損傷值并且包 括一個存儲裝置，在一個工作循環(huán)期間達(dá)到的損傷值存儲在該存儲裝 置中，由此，該損傷值作為起始值供下一個工作循環(huán)使用。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于監(jiān)控通過摩擦配合傳遞轉(zhuǎn)矩的變速器的工作可靠性的方法，該變速器具有可無級變化的變速比，該方法包括下述步驟提供一個損傷模型，該損傷模型包含損傷值，該損傷值與對于通過摩擦配合傳遞轉(zhuǎn)矩的接觸部位的損傷關(guān)系重大的工作參數(shù)相關(guān)；測定工作期間這些工作參數(shù)的值；由所測定的工作參數(shù)確定所達(dá)到的損傷值；以及顯示一個由瞬時達(dá)到的損傷值導(dǎo)出的量值。
文檔編號F16H61/66GK101208546SQ200680022944
公開日2008年6月25日 申請日期2006年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月25日
發(fā)明者M·福內(nèi)姆 申請人:盧克摩擦片和離合器兩合公司