專利名稱：控制電致動離合器以確定閉合位置的方法
技術領域：
本發明涉及一種控制電致動離合器以確定閉合位置的方法。
背景技術：
手自一體變速器(AMT)越來越多地常見于設有內燃式發動機的現代機動車輛中。 AMT是自動裝置，其通過打開和閉合離合器以及借助于相應的致動器來選擇、閉合和分離齒 輪而在傳統的手動變速箱上進行操作。這些控制通過變速器控制單元以及通過按照駕駛員 的意愿在機動車輛的手動變速箱上進行操作而以電子方式啟動，這種啟動允許駕駛員在不 使用離合器的情況下自動地或者順序地換擋。 具體地，電致動手動變速器包括電致動離合器，該電致動離合器則設有已知的離 合器機構、用于致動離合器機構的電執行器以及置于電馬達和離合器機構之間的用于傳動 的機械式變速器。 已知的是，離合器機構設有在其中容納離合器片組的離合器殼，所述離合器片借 助于一個或者多個彈簧耦聯到離合器殼。電馬達的控制允許離合器機構在閉合位置(或回 縮擱置位置)和打開位置(或前進操作位置)之間移動，在所述閉合位置中，離合器片組被 壓緊，以允許傳遞驅動扭矩。 隨著時間的推移，并且隨著機動車輛行駛里程數的增加，離合器片組趨于磨損和 消耗，因此也使得離合器機構的閉合位置和打開位置發生偏移。 從變速器控制單元的觀點出發，為了確保離合器機構的閉合位置不發生改變，需 要將液壓或者機械補償裝置插入到機械式變速器中，以補償離合器片組的磨損；然而補償 裝置的插入有顯著增加生產成本、裝配時間以及電致動離合器的總體積的缺點。
發明內容
本發明的目的是提供一種控制電致動離合器以確定閉合位置的方法，該方法不存 在上述的缺點。特別地，該方法實施起來容易且成本有效。 根據本發明，提供一種控制內燃式發動機中的電致動離合器的方法，所述離合器 包括離合器機構、用于致動所述離合器機構的電馬達以及置于所述電馬達和所述離合器機 構之間的機械式變速器；所述方法包括以下步驟 在系統的制造階段，在所述機械式變速器中建立可分離的連接，其中第一元件僅
僅擱置在第二元件上，以將所述電致動離合器分為第一部分和第二部分，所述第一部分設
置在所述可分離連接的上游，所述第二部分設置在所述可分離連接的下游； 讀取由第一位置傳感器產生的第一位置信號，所述第一位置傳感器以機械方式連
接于所述電致動離合器的第一部分的一點； 讀取由第二位置傳感器產生的第二位置信號，所述第二位置傳感器以機械方式連
接于所述電致動離合器的第二部分的一點； 將所述第一位置信號與所述第二位置信號作比較；
識別所述第一位置信號開始不同于所述第二位置信號的位置；以及 估測所述離合器機構的閉合位置，所述閉合位置與所述第一位置信號開始不同于
所述第二位置信號的所述位置相一致。
將參照附圖來描述本發明，附圖示出了本發明的非限制性實施方式，其中 圖1示出了由控制單元驅動的電致動離合器的簡圖，該控制單元實施本發明的控
制方法；以及 圖2示出了圖1中的控制單元的兩個位置傳感器產生的兩個信號隨時間變化的曲 線圖。
具體實施例方式
圖1中，標號l在整體上指代用于機動車輛(未示出)的電致動離合器，該電致動 離合器包括離合器機構2、用于操縱離合器機構2的電致動器3、以及機械式變速器4，該機 械式變速器4置于電馬達3和離合器機構2之間，以通過電馬達3的作用來控制離合器機 構2自身。 離合器機構2則包括離合器殼5，該離合器殼5具有縱向軸線6并在其中容納離合 器片組7，所述離合器片以相對于離合器殼5自身軸向滑動的方式耦聯到離合器殼5。
離合器殼5還部分地容納碟形彈簧8——更熟知為貝勒維爾彈簧——，所述貝勒 維爾彈簧8與縱向軸線6同軸，相對于離合器殼5成一定角度固定，并且能夠在由電馬達3 控制的機械式變速器4的偏壓作用下軸向移動。特別地，電馬達3的控制允許離合器機構 2在閉合位置(或回縮擱置位置)和打開位置(或前進操作位置)之間移動，在所述閉合 位置中，貝勒維爾彈簧8壓緊離合器片組7，以允許傳遞驅動扭矩。貝勒維爾彈簧8的第一 端容納在離合器殼5中，而貝勒維爾彈簧8的第二端耦聯到機械式變速器4的推力軸承9。 在使用中，所述推力軸承9在電馬達3的偏壓作用下沿軸向移動，以壓緊貝勒維爾彈簧8本 身；因此，貝勒維爾彈簧8最終允許保持離合器機構2和推力軸承9之間的接觸。
如圖1所示，除了推力軸承9之外，機械式變速器4還包括桿10，該桿10設有兩個 臂(分別用標號11和12指代)和位于其支點13處的位置傳感器14。臂11在第一端連接 于推力軸承9，并且在第二端連接于臂12，臂12則連接于管狀殼體15，該管狀殼體15用作 推桿16的引導元件。 推桿16容納在支撐框架17中并且由電馬達3借助于一系列級聯的齒輪18進行 控制，所述齒輪18也容納在支撐框架17內。推桿16在它的一端19建立起可以與桿10的 臂12斷開的非約束連接；換句話說，在使用中，推桿16能夠在管狀殼體15內自由地滑動， 并且能夠在設置為擱置在臂12上的第一位置和與臂12斷開連接的第二位置之間移動。提 供彈簧20以在管狀殼體15上施加彈性偏壓，所述彈性偏壓與貝勒維爾彈簧8的彈性偏壓 相反，并且抵抗著貝勒維爾彈簧8推動與管狀殼體成一體的桿10。此外，推桿16在一端21 連接到位置傳感器22，該位置傳感器22能夠檢測驅動離合器機構2的電馬達3的旋轉。
因此，最后，位置傳感器14與推力軸承9以及離合器機構2構成一體，而位置傳感 器22測量驅動離合器機構2的電馬達3的旋轉。
當離合器機構2完全閉合時，推力軸承9和與其一體的桿10立即停下來，因為離 合器片7可能不能夠被進一步物理壓縮。電馬達3繼續旋轉并確定推桿16的端部19與臂 12逐漸分離。因此， 一旦到達離合器機構2的閉合位置，與桿10成一體的位置傳感器14則 不再檢測任何運動，而與推桿16成一體的傳感器22則繼續檢測推桿16的運動，所述推桿 16通過在管狀殼體內滑動而盡可能多地與桿IO逐漸分離。如圖2中更詳細地示出，字母A 表示由位置傳感器14檢測的信號的時間趨勢，而字母B表示由位置傳感器22檢測的信號 的時間趨勢。如在圖2中清楚地示出，到字母C表示的點為止，這兩個信號A和B具有相同 的趨勢，兩個信號A和B的趨勢從點C開始分開。具體地說，兩個信號A和B在推桿16和 桿10的臂12之間建立有接觸的整個時間內保持一致；而兩個信號A和B從推桿16和臂12 之間不再建立有連接的時刻開始具有不同的趨勢。 圖2中的曲線圖中的點C精確地示出了電馬達3和離合器機構2之間開始不再建 立有接觸的那一點，也就是說，點C代表了離合器機構2的閉合時刻。 電致動離合器1的電子控制單元23連接于所述兩個傳感器14和22，其因此可以 識別離合器機構2的閉合點，從而確定由兩個傳感器14和22檢測的信號開始分開的時刻。 由于對離合器1的每個控制都能夠檢測離合器機構2的實際閉合點，所以可以將離合器片 組7的磨損考慮進去，這是因為通過實際閉合點的更新，可以更新離合器機構2的整個傳遞 率函數(即，將離合器機構2的位置與離合器機構2傳遞的驅動扭矩關聯起來的函數)。
顯然，能夠識別出離合器機構2的閉合點對于控制電致動離合器1是非常重要的， 尤其是因為閉合點在電致動離合器1的整個生命周期并不是保持恒定，而是隨著時間的推 移由于離合器片組7的磨損而變化。此外，當裝配離合器機構2時，貝勒維爾彈簧8裝配成 使得預載(即，趨于壓緊離合器片組7的力)能夠確保離合器在離合器片7本身的任何磨 損狀況下都接合，但是離合器片7的磨損導致貝勒維爾彈簧8的位置隨時間而移動，這繼而 影響離合器機構2的閉合位置。 根據一種變型(未示出)，位置傳感器4設置在推力軸承9上。 根據進一步的實施方式(未示出)，位置傳感器22，例如編碼器，連接到電馬達3
的軸的自由端。 因此，分別由標號14和22指代的兩個位置傳感器顯然可被放置在機械式變速器 4的不同點；在所有的情況中需要滿足的唯一條件是位置傳感器14將設置在建立于桿10 和推桿16之間的可分離連接的下游，以檢測離合器機構2的位置，而位置傳感器22需要始 終位于該可分離連接的上游，用于讀取電馬達3的旋轉。其他可能的構造也允許識別離合 器機構2的閉合點，所述閉合點與第一位置信號A開始不同于第二位置信號B的位置相一 致。 值得指出的是，在離合器機構2本身的每次致動過程中確定離合器機構2的閉合 點；因此，電致動離合器1的電子控制單元23具有大量的關于離合器機構2的打開點的可 能的測量值，并且因此可以將靜態分析應用于這些大量的測量值，以大大減小偶然誤差的 影響。 上述控制方法具有許多優點，尤其是允許在離合器機構2本身的每次致動過程中 精確地識別離合器機構2的閉合點，并且因此可以避免插入補償裝置來補償離合器片組7 的磨損。與相應的標準電致動離合器中的情形相比，通過僅僅加入位置傳感器就能夠實現
6閉合點的識別。這都轉化為電致動離合器l的生產成本的顯著減少，并且轉化為安全級別 的提高，因為兩個位置傳感器14和22的信號A和B是部分冗余的。換句話說，當離合器機 構2傳遞驅動扭矩用于控制電馬達3時，可以無差別地使用兩個位置傳感器14和22的信 號A或信號B，并且這種冗余既允許進行交叉檢查，以用于確定兩個位置傳感器14和22中 任何一個的可能的故障，又允許在位置傳感器22或14中的一個沒有正常工作時利用另一 個來進行恢復操作。
權利要求
一種控制內燃式發動機中的電致動離合器(1)的方法，所述離合器(1)包括離合器機構(2)、用于致動所述離合器機構(2)的電馬達(3)以及置于所述電馬達(3)和所述離合器機構(2)之間的機械式變速器(4)；所述方法包括以下步驟在系統的制造階段，在所述機械式變速器(4)中建立可分離的連接，其中第一元件僅僅擱置在第二元件上，以將所述電致動離合器(1)分為第一部分和第二部分，所述第一部分設置在所述可分離連接的上游，所述第二部分設置在所述可分離連接的下游；讀取由第一位置傳感器(14)產生的第一位置信號，所述第一位置傳感器(14)以機械方式連接于所述電致動離合器(1)的所述第一部分的一點；讀取由第二位置傳感器(22)產生的第二位置信號，所述第二位置傳感器(22)以機械方式連接于所述電致動離合器(1)的所述第二部分的一點；將所述第一位置信號與所述第二位置信號作比較；識別所述第一位置信號開始不同于所述第二位置信號的位置；以及估測所述離合器機構(2)的閉合位置，所述閉合位置與所述第一位置信號開始不同于所述第二位置信號的所述位置相一致。
2. —種用于內燃式發動機的電致動離合器(l)，包括離合器機構(2)、用于致動所述離 合器機構(2)的電致動器(3)以及置于所述電致動器(3)和所述離合器機構(2)之間的機 械式變速器(4);所述電致動離合器(1)的特征在于，其包括所述機械式變速器(4)中的可分離連接，其中第一元件僅僅擱置在第二元件上，以將 所述電致動離合器(1)分為第一部分和第二部分；以機械方式連接到所述第一部分的一點的第一位置傳感器(14);以機械方式連接到所述電致動離合器(1)的所述第二部分的一點的第二位置傳感器 (22);以及電子控制單元(23)，其讀取由所述第一位置傳感器(14)產生的第一位置信號，讀取由 所述第二位置傳感器(22)產生的第二位置信號，將所述第一位置信號與所述第二位置信 號作比較，識別所述第一位置信號開始不同于所述第二位置信號的位置，并且估測所述離 合器機構(2)的閉合位置，所述閉合位置與所述第一位置信號開始不同于所述第二位置信 號的所述位置相一致。
3. 根據權利要求2所述的電致動離合器，其中借助于推桿(16)來提供所述機械式變速 器中用于將所述伺服控制離合器(1)分為第一部分和第二部分的所述可分離連接，所述推 桿(16)的第一端(19)擱置在桿(10)的第一臂(12)上；所述推桿(16)能夠在設置成擱置 在所述第一臂(12)上的第一位置和與所述第一臂(12)斷開連接的第二位置之間移動。
4. 根據權利要求3所述的電致動離合器，其中所述第一臂(12)載有與其相連的管狀殼 體(15)，在使用中，所述管狀殼體(15)用作所述推桿(16)的端部(19)的引導元件。
5. 根據權利要求4所述的電致動離合器，其中包括彈簧(20)，所述彈簧(20)在所述管 狀殼體(15)上施加彈性偏壓，以推動與所述管狀殼體(15)成一體的所述桿(10)的第一臂 (12)到達所述離合器機構(2)的閉合位置。
6. 根據權利要求2所述的電致動離合器，其中所述第一位置傳感器(14)設置在所述桿 (10)的支點(13)處。
7. 根據權利要求2所述的電致動離合器，其中所述第二位置傳感器(22)以機械方式連接到所述推桿(16)。
8.根據權利要求2所述的電致動離合器，其中所述第二位置傳感器(22)連接到所述電 馬達(3)的軸的自由端。
全文摘要
一種控制內燃式發動機中的電致動離合器(1)的方法，所述離合器(1)包括離合器機構(2)、用于致動所述離合器機構(2)的電馬達(3)以及置于所述電馬達(3)和所述離合器機構(2)之間的機械式變速器(4)；所述方法包括以下步驟在系統的制造階段，在所述機械式變速器(4)中建立可分離的連接；讀取由第一位置傳感器(14)產生的第一位置信號；讀取由第二位置傳感器(22)產生的第二位置信號；將所述第一位置信號與所述第二位置信號作比較；識別所述第一位置信號開始不同于所述第二位置信號的位置；以及估測所述離合器機構(2)的閉合位置。
文檔編號F16D28/00GK101769350SQ20091025887
公開日2010年7月7日 申請日期2009年12月29日 優先權日2008年12月29日
發明者斯特凡諾·焦爾吉尼 申請人:馬涅蒂-馬瑞利公司