用於監控通過摩擦配合傳遞轉矩的變速器的工作可靠性的方法和裝置的製作方法
2023-05-18 09:45:31 2
專利名稱：用於監控通過摩擦配合傳遞轉矩的變速器的工作可靠性的方法和裝置的製作方法
用於監控通過摩擦配合傳遞轉矩的變速器的 工作可靠性的方法和裝置
本發明涉及用於監控通過摩擦配合傳遞轉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 配合傳遞轉矩的變速器，例如摩擦輪變速器、摩擦環變速器、錐盤纏 繞接觸裝置變速器等。這些變速器的共同點在於，通過摩擦配合傳遞 力或轉矩的構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。這些處於相互摩擦配合中的面單元在此由於壓緊力、可能的 滑差率和高溫而強烈地承受負荷，這可導致表面損傷，這種損傷影響 變速器的工作效能。
本發明的任務在於，提供一種用於監控通過摩擦配合傳遞轉矩的 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並且可 實現警報或應對措施。此外，本發明的任務在於，提供一種用於監控 通過摩擦配合傳遞轉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。
本發明任務針對方法的部分通過一種用於監控通過摩擦配合傳 遞轉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 於通過摩擦配合傳遞轉矩的接觸部位的損傷關係重大的工 作參數相關，_測定工作期間這些工作參數的值，
_由所測定的工作參數確定所達到的損傷值，以及
_顯示一個由瞬時達到的損傷值導出的量值。
因此根據本發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。損傷模型可由數學計 算、臺架試驗或者這二者的組合導出。從相應在變速器工作期間測得 的工作參數可藉助於損傷模型計算相應達到的瞬時損傷值。對於變速 器確定一個預確定的損傷值或一些配置給各個表面區域的損傷值，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 關係被顯示或分析處理，由此可相應對變速器的損傷狀態進行描述。 在超過允許的損傷值時以有利的方式觸發警報。
有利地將在一個工作循環結束時達到的損傷值存儲，該損傷值然 後構成在下一個工作循環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中的至少一個摩擦配合部位 的溫度、處於摩擦配合中的構件之間的壓緊力、處於摩擦配合中的構 件之間的滑差率、摩擦配合的位置、摩擦配合的持續時間。該溫度可 直接測量和/或由壓緊力、滑差率和持續時間計算。
根據本發明的方法可用於所有類型的傳遞轉矩的變速器。該方法 有利地用於錐盤纏繞接觸裝置變速器。
各個表面區域的損傷值的測定可用於這樣控制變速器，使得避免 具有高損傷的接觸部位之間的摩擦配合。
一種用於監控通過摩擦配合傳遞轉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，該裝置包括一些用於檢測 對於通過摩擦配合傳遞轉矩的接觸部位的損傷關係重大的工作參數 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於顯示 由瞬時達到的損傷值導出的量值的顯示裝置，該分析處理單元藉助於
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的所測定 的值確定一個損傷值並且包括一個存儲裝置，在一個工作循環期間達 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 個工作循環使用。該顯示單元不必強制可視。該顯示單元也可這樣構 造，使得該顯示單元將所達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到的損傷值相關地修正變速器的工作。
下面藉助於示意性附圖示例性地並且以其它細節對本發明進行 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用於描述根據本發明的方法的流程圖。
根據圖1， 一個在其構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 轉動。錐盤對4具有一個固定盤8和一個調節盤12，該固定盤剛性地 與軸IO相連接，該調節盤與軸10無相對轉動地相連接並且藉助於一 個液壓單元14可相對於軸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和一個調節盤20，該調節盤與軸16無相對轉動並且 藉助於一個液壓單元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產生，該泵從儲備容器28輸送液壓介質， 一個回流管路30
通到該儲備容器中。
軸10和16的轉速藉助於轉速傳感器30和32檢測。液壓單元14 和22中存在的壓力藉助於壓力傳感器34和36檢測，各自的調節盤 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的速度藉助於一個速度傳感器40檢測。調節盤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。控制和分析處理單元的其它輸入端 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 檔杆相連接。
所述結構形式的電子控制的錐盤纏繞接觸裝置變速器的構造和 功能包括其控制在內已經公知，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與根據本發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體實施的附加功能範圍， 下面對這些附加功能範圍進行描述。
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 定的各個圓周區域的負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。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徵來確定。錐面的相應承受負荷的圓 周區段的半徑rl或r2也可由各自錐盤對的錐盤之間的藉助於傳感器 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測定的轉速和傳感器40測定的、纏繞接觸 裝置的速度來確定。
適用於纏繞接觸裝置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是當時的滑差率，t是持續時間，在該持續時 間期間存在當時的壓緊壓力p和當時的滑差率s。
適用於具有錐面半徑r的圓周單元的損傷S&的例如是
Ss產fs(p， s， t)，
其中，函數關係fs由於不同的材料體積和材料通常與函數關係fB不同。 函數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
指數形式上升。在確定的持續時間期間出現的各個損傷相加，由此，
這些函數包含積分。
函數fB和fS可以以解析函數方式推導出來或藉助於臺架試驗來測
定。也可使用這兩種方法，其方式是解析推導出來的算法通過臺架試
驗來參數化和驗證。
函數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到的當時的損傷值S。當 變速器停止工作時，所達到的當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，在達到這些臨界損 傷值時顯示單元52例如被激活並且輸出警報。
在多個工作循環之後得到的當時的損傷值在另一個類似的工作 方式的前提下可被外推，由此可預告並且必要時顯示直至達到臨界損 傷值的剩餘運行時間。
當在個別徑向的圓周區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 錐盤面徑向區域，由此得到儘可能均勻的損傷並且由此得到高的壽 取代p和S,所描述的函數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 在函數中可包括各自的軸的轉速。
下面藉助於圖2對根據本發明的方法的流程圖進行描述
當例如在步驟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 損傷值並且在步驟64中激活一個節拍發生器，該節拍發生器在相應 前後相繼的時間單元上控制步驟66中的與損傷關係重大的工作參數 的確定以及錐面的與纏繞接觸裝置的銷軸處於摩擦配合中的環形區 域的各自半徑的確定。由在步驟66和68中測定的值藉助於損傷模型 計算每個在時間單元期間進行的附加損傷增量並且在步驟70中將該 附加損傷增量加上在先前時間單元結束時存在的瞬間的總損傷值，其 中，在節拍發生器64起動時的總損傷值相應於在步驟62中讀取的損 傷值。在步驟72中將相應在步驟70中測定的所累積的損傷值SS與 預確定的臨界損傷值Sv相比較。如果達到了臨界損傷值，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到。臨界損傷例如 可這樣導致變速器控制的變化，使得達到了臨界損傷的那些部位上的 摩擦配合被儘可能避免，在考慮這種臨界損傷的情況下系統繼續運 行，如同在步驟72中確定出沒有達到或還沒有任何位置達到臨界損 傷值時的情況下那樣。
當在步驟76中關斷點火裝置時，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，這些總損傷值相應於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的環形面單元的損傷。
參考標號清單
4錐盤對30轉速傳感器
6錐盤對32轉速傳感器
8固定盤34壓力傳感器
10軸36壓力傳感器
12調節盤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調節盤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
權利要求
1.用於監控通過摩擦配合傳遞轉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，該損傷值與對於通過摩擦配合傳遞轉矩的接觸部位的損傷關係重大的工作參數相關，-測定工作期間這些工作參數的值，-由所測定的工作參數確定所達到的損傷值，以及-顯示一個由瞬時達到的損傷值導出的量值。
2. 根據權利要求1的方法，其中，在一個工作循環結束時達到的 損傷值被存儲並且構成在下一個工作循環開始時的損傷值的起始值。
3. 根據權利要求1或2的方法，其中，在該損傷模型中考慮下述工作參數中的至少一個摩擦配合部位的溫度、處於摩擦配合中的構 件之間的壓緊力、處於摩擦配合中的構件之間的滑差率、摩擦配合的 位置、摩擦配合的持續時間。
4. 根據權利要求1至3中一項的方法，其中，具有可無級調節的變速比的所述通過摩擦配合傳遞轉矩的變速器是錐盤纏繞接觸裝置 變速器。
5. 根據權利要求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. 用於監控通過摩擦配合傳遞轉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，該裝置包括一些用於檢測對 於通過摩擦配合傳遞轉矩的接觸部位的損傷關係重大的工作參數的 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)和一個用於顯示由瞬時達到的損傷值導出的量值的顯示裝置(52)，該分析處理單元藉助於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的所測定的值確定一個損傷值並且包 括一個存儲裝置，在一個工作循環期間達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使用。
全文摘要
本發明涉及一種用於監控通過摩擦配合傳遞轉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，該損傷值與對於通過摩擦配合傳遞轉矩的接觸部位的損傷關係重大的工作參數相關；測定工作期間這些工作參數的值；由所測定的工作參數確定所達到的損傷值；以及顯示一個由瞬時達到的損傷值導出的量值。
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 優先權日2005年6月25日
發明者M·福內姆 申請人:盧克摩擦片和離合器兩合公司