带液力变扭器的机动车以及转矩传递系统及其控制方法

带液力变扭器的机动车以及转矩传递 系统及其控制方法

本发明涉及一个特别适用于机动车的内燃机传动系统，该系统具有一个液力变扭器以及一个与这变扭器平行作用的跨接离合器，它是打滑可控的，因此，由这个离合器可传递的转矩可以依据存在的运转条件调节到一个确定的与这个运行条件有关的数值上。

此外本发明还涉及一个控制转矩传递系统的方法，该转矩传递系统与一个驱动装置例如一个机动车的内燃机的传动部件处于作用连接和一个自动传动装置的输入件处于传动连接，该系统具有一个液力变扭器和一个与此平行设置的摩擦离合器，一个测量值获取系统和一个中心计算单元或一个程序处理机，同时，对摩擦离合器的施加力作用和依此由这个离合器可传递的转矩，在与中央计算单元的配合作用中是可以按目的要求改变的。

本发明应能以有利的方式在传动系统或转矩传递系统中得到应用，该传递系统具有一个液力变扭器，其具有一个泵轮、一个涡轮、一个导轮和一个与转动轴对中的变流器壳体，该壳体与泵轮按传动要求相连接并将涡轮包围住，同时，局部地在变流器壳体的一个径向区域和涡轮之间设置一个环活塞，它在径向外边设置至少一个离合器摩擦表面和在径向里边对中地定位在变扭器的一个传动构件上，例如一个轮毂或一个传动装置输入轴。

这种形式的传动系统或转矩传递系统，例如通过DE-OS3130871，US-PS5029087以及US-PS4577737已经公知。

在前面提及的现有技术中同样公开了控制转矩传递系统的方法，其中，通过按目的要求调节一个与变扭器平行安置的和在必要时可操作与变扭器跨接的摩擦离合器的操作腔内压力或者调节在活塞两侧存在的压力腔之压差，该由摩擦离合器所传递的转矩也被调节。

这样，在DE-OS3130871中结合上面类型的转矩传递系统描述了一个调节方法，其中，在驱动侧和从动侧之间出现的打滑值可被测得，并与规定的打滑值相比较和大致与确定的差值作反向调节。后者(差值调节)是如此方式实现的，即，在一个腔内的流体压力被调节到：在驱动侧和从动侧之间的转数差至少控制在一个较低的转数范围内。依此，涉及一个基于规范的打滑调节的调节方法。

同样在US-PS5029087中公开了一个用于带平行安置的摩擦离合器的变流器的调节方法，其中，离合器的打滑可被测得，并与规定的额定打滑值相比较和依据所确定的偏移量来改变该摩擦离合器之分离腔内的压力。还有此处涉及一个典型的打滑调节，其中，至少在一个较低的转数区域内打滑是可调节的。

在实践中已经证明这种前述系统可按照要求影响由转矩传递系统的摩擦离合器可传递的转矩是不能令人满意的或至少不完全满意的。这样，在DE-OS3130871和US-PS4577737的系统中，只在和内燃机的空转转数连接的低转数区域或者较低的转数区内，离合器的打滑是可调节的。在这个较低的转数区域内，通过整个运行期限的观察看，该系统是优先运行的，因此，由于存在的打滑在这种公知的系统中为隔离振荡是必需的，所以导致增高的能量损失或燃料消耗。此外，在这个转数区内可调节的打滑或者在驱动侧和从动侧之间的转数差则由于在这个转数区内存在的运行条件或运行数据，特别如可调节的为闭合跨接离合器的压紧力，而不能调节到一个原本希望的低数值上。这是其中归因于，在对于存在的低转矩而于变流器或跨接离合器的活塞上必需的低压力值情况下，将这个压力值精确调节以实现一个规定的打滑是非常困难的。由于必需较小的压力水平，所以已经很小的压力波动也会使打滑转数引起明显的变化。另外，还应该考虑，为了调节或控制变扭器必需的阀门具有一个基本的失稳点，它例如是由于活塞在壳体上的摩擦引起的，因此对于这些阀门必需有一个确定的压力值，以确保毫无疑问的性能。由此，精确控制由跨接离合器所传递之转矩的可能性，若这个转矩越小则越糟。另外，在这些公知的系统中，存在的问题是，由于在提及的驱动发动机之较低转数区域中当许多运转状态或运行状态时存在的低负载或者由于存在的相对小的平均转矩和在这个平均转矩上叠加的相对较低幅度的转矩波动，则导致在离合器的摩擦表面之间产生短时间的粘附状态，对其则又总连续一个滑动时期。通过这种粘附-滑动过度，则在传动线路中或传动装置中导入脉冲作用，它将在传动装置中引起嘎嘎噪声和/或可能在驱动线路中或机动车中造成嗡嗡声。这种粘附-滑动过渡还特别引起传动输入转矩的跳跃或变化。而这种粘附-滑动过渡只有通过调节一个相应大的打滑值可以避免，然而这在能量观点看来是不利的。

在公知的系统中还不利的是，在低的或较低的转数区域中，该系统主要是以部分载荷运行的事实，而这个由摩擦离合器传递的转矩只有用很高的耗费才可能调节到希望的低数值上，并且因为这个转矩不仅仅是取决于离合器接合力而且还与摩擦垫的摩擦值有关，这个摩擦值本身又会根据温度、以及打滑转数，使用油的性能和其他影响因素而发生强烈的波动。这就意味着，在公知的系统中，必须遵守一个最小的打滑转数，以便在系统性能波动时确保一个为隔离波动所需的足够大的打滑转数。

本发明任务在于，消除上述的缺陷和因此确保在驱动机和连接于后的传动线路之间有一个较好的隔离振荡的作用。此外，用于变扭器的本发明跨接离合器应该具有一个价廉的结构和一个省空间或紧凑的结构方式。本发明另一目标在于，使跨接离合器的结构设置得，在传动系统或转矩传递系统的整个的运行区域内确保一个毫无问题的振荡隔离作用，同时，不需一个提高的能量投入或燃料消耗。

这作为本发明基础的任务可以通过应用一个扭转阻尼器来解决，该阻尼器可将由跨接离合器传递的振荡作用或转矩不均匀性至少减缓或过滤到一个可被接受的程度上。同时，该扭转阻尼器的限位转矩，亦即由阻尼装置如弹簧可传递的最大转矩小于内燃机的额定转矩亦即最大转矩。这就意味着，按照本发明，该扭转阻尼器不象现有技术中那样设置在传动装置或内燃机的全载荷上。一旦达到限位转矩，该跨接离合器及其扭转阻尼器在传动旋转方向实际如刚性传动元件一样地动作。因为，用于一个液力变扭器的跨接离合器之本发明扭转阻尼器仅仅设置在一部分载荷区域上，这样，这个扭转阻尼器就可以结构设置得简单，因此，还可确保一个廉价的制造。另外，该扭转阻尼器的力储存器，如特别为螺旋弹簧时，可以设置得较软弱，因此，这些弹簧需要一个较小的结构空间，进而，对于跨接离合器或扭转阻尼器所必需的结构空间同样可以减小。此外，重量也可减轻。为使扭转阻尼器的力储存器防止过载，按目的要求，在跨接离合器的扭转振荡阻尼器的输入件和输出件之间设置专门的限位件。

对于大多数应用场合，已经证明符合目的是，扭转阻尼器的限位转矩或跨接转矩位于内燃机最大转矩亦即额定转矩的10％和60％之间的数量级内，最好是在25％至50％的数量级内。然而对于某些应用情况，该扭转阻尼器的跨接转矩或限位转矩还可以具有较大或稍小的数值。按照本发明一个变型方案，这样设置的用于跨接离合器的扭转阻尼器没有专门的摩擦装置。这就意味着，在扭转弹簧的输入件和输出件之间仅仅设置力储存器，它在输入件和输出件之间阻止一个相对转动。

通过本发明扭转阻尼器之转矩传递能力的设置就可以使在部分载荷区域中，亦即在额定转矩的10％和60％或25％和50％之间之数量级内的传动转矩区域内出现的振荡很好地得以减缓。

特别符合目的要求的可能是，该阻尼器允许一个扭转角，该扭转角相对于现有的用于变流器跨接离合器之阻尼器的扭转角是相对小的。这个扭转角可以位于±2°至±8°的数量级内，最好在±3°至±6°的数量级内。该阻尼器的总扭转角，亦即用于两个转动方向的总扭转角由此计为4°至16°，最好为6°至12°。由于按照本发明设置的跨接离合器之扭转阻尼器有相对较小的扭转角就可以确保，在载荷变化时亦即在从推力运行过渡到拉力运行和相反变化时，在阻尼器中的振幅保持较小，因此，驱动线路中的起振就可以受到限制或者可避免。按有利的方式是，这些位于扭转阻尼器的限位转矩以上数量级的转矩冲击或转矩部分可以通过跨接离合器的打滑或连续打滑得以减缓或过滤掉，因此，这些冲击载荷或转矩部分至少是基本上与从动线路或传动装置远远隔离的。

对于大多数应用场合，还可以符合目的是该阻尼器具有一个为7Nm/°和30Nm/°之间数量级的扭转刚性，最好为8Nm/°和15Nm/°数量级。然而对于某些应用情况，扭转刚性还可以选择得小些或大些。对于大多数应用场合，该跨接离合器或扭转阻尼器可以如此设置，即，它具有一个在30Nm和90Nm之间数量级的限位转矩、最好为40Nm和70Nm之间数量级的限位转矩。对于低载的摩托化机动车，该限位转矩还可以设置得更小。同样可能必要的是，在具有相对大重量的重载摩托化机动车情况下，该限位转矩设置得较大些。

本发明传动系统可以按有利的方式和一个按照存在的转矩控制打滑的跨接离合器控制方法相结合应用，该方法可以确保至少在一个传动装置的所有前进档次中实现一个按照能量和功率相关的观点定位的控制作用。然而本发明传动系统还可以应用在与传动控制装置或调节装置相配合作用，这些控制或调节装置在第一和/或第二前进档次中或档级中是让跨接离合器完全打开的。

特别地本发明传动系统或跨接离合器的结构方案可以与一个控制转矩传递系统(如在德国专利申请P4328182.6中描述的)的方法相结合应用。这个申请的公开内容还应该是本申请的组成部分。这样，特别是关于本发明变能器搭接离合器的控制方案可参考上述申请。

按照开头所述类型的本发明传动系统或转矩传递系统另一结构方案，对一个液力变扭器的跨接离合器之转矩控制或转矩调节可以如此实现，即，跨接离合器至少具有两个运行区域，其中，由跨接离合器可传递的转矩的数量调节，就驱动机存在的转矩而言是按照另外的观点或另外的模式实现的。这样，例如在已提及的德国专利申请P4328182.6中之转矩控制情况下，至少下列修正因数之一：Kme(转矩分配因数)，Kkorr(用于补偿的乘以达到的误差的修正因数，Korrekturfaktor Zum Ausgleich multip likativ eingehender Fehler)，MKorr Mot(用于补偿的在发动机转矩上附加达到误差的修正转矩，Korre kturmoment Zum Ausgleich additiv zum Motormoment eingehender Fehler)和MkorrWu(用于补偿的在离合器转矩上附加达到误差的修正转矩，Korrekturmomentzum Ausgleich additivzum Kupplungsmoment eirgehender Fehler)在两个运行区域中被作不同的加权。这意味着，至少这些因数之一的数值大小和依此这个数值对由跨接离合器可传递的转矩的作用在两个运行区中是不同限定的。特别有利的可以是，在第一区域中，由跨接离合器可传递的转矩位于驱动机，特别是内燃机最大转矩的10％和60％之间数量级内，最好为15％和50％之间数量级内，而在其后连接的第二区中，由跨接离合器可传递的转矩位于第一区域的上边转矩界限值之上。也就是说，大于内燃机最大转矩的50％或60％。特别符合目的要求的可以是，在第一运行区中由跨接离合器可传递的最大转矩至少基本上与跨接离合器扭转阻尼器的限位转矩协调一致。通过这种形式的设置就可确保，具有较小振幅的转矩振荡通过扭转阻尼器而被截获或过滤掉，与此相反，具有高于扭转阻尼器限位转矩的转矩尖峰值的振荡则可以通过跨接离合器的连续打滑至少基本上被减缓掉。

该跨接离合器的转矩调节或转矩控制在第一区中可以有利方式如此实现，即，由跨接离合器可传递的转矩至少基本上在整个的第一区域中大于内燃机相应存在的转矩，它由内燃机接受输入的燃料量后产生的。由跨接离合器可传递的转矩可以由此在第一转数区域中如此调节，即这个转矩至少在第一转数区域的基本区域上近似和内燃机在第一区域中的转矩变化同步改变的。这就意味着，在由内燃机发出的转矩降低的情况下，这由跨接离合器可传递的转矩也下降。同时该转矩且仍保持大于内燃机的转矩。在由内燃机发出的转矩增加的情况下，由跨接离合器可传递的转矩也相应地变大。为此按照目的要求可以是，由跨接离合器可传递的转矩计为内燃机每个存在的发动机转矩的1到至少1.2倍。

按照本发明另一变型实施方案，这在第一区域中由搭接离合器可传递的转矩至少近似地调节到一个常数值上，同时这个数值可以位于内燃机最大转矩的25％和60％之间的数量级内、最好在最大转矩的30％至50％的数量级内。按有利的方式这个值可以至少近似于跨接离合器之扭转阻尼器的限位转矩或跨接转矩，但是最好稍大些例如是这个跨接转矩的1.05至1.2倍。

按照另一个有意义的变型实施方案，对于跨接离合器在第一转数区域内可传递的转矩的调节还可以如此实现，即在这个第一区域的以有利方式连接到内燃机空转转数上的下边部分区域中，由跨接离合器可传传的转矩至少近似地保持在一个常数值上，而在其上连接的第一区域之第二部分区域中，由跨接离合器可传递的转矩跟随于内燃机的转矩产生。后者意味着，当内燃机的转矩在第二部分区域中变得较大时，跨接离合器可传递的转矩也变大和反之亦然。在这个第二部分区域中、由跨接离合器可传递的转矩至少是相等大小的，最好是稍大于内燃机每个存在的转矩。

为确保一个精确地控制或调节由跨接离合器可传递的转矩，可以特别有利的是，由跨接离合器在第一转数区域中可传递的转矩不低于内燃机额定转矩的1％，最好保持大于这个额定转矩的1％。依此可确保一个用于跨接离合器的最小压力，它用公知的阀门就可以毫无疑问地调节得到。这样根据最小压力水平，这个压力就可以保持在相当狭窄的界限中。

对于大多数应用场合，可能有意义的是，该第一区域从空转转数可达到最大转数3000转/分(U/min)，最好最大直达一个位于2000转/分(U/min)和2500转/分(U/min)之间的一个数值上。但是对于某些应用场合，可以符合目的是，该上边的数值位于3000转/分(U/min)的上方或位于2000转/分(U/min)的下方。

按符合目的方式，可以在本发明一个变型方案的范围内，使由跨接离合器可传递的转矩(在传动系统整个的运行范围内看)如此实现，即在这个整个运行区域的最初下边的区域内，至少基本上通过阻尼器实现振荡的脱离作用(隔离作用)，而在其上连接的第二区域内，该振荡脱离作用基本上通过在跨接离合器中的打滑调节来确保。在这个第二区域中，该存在的阻尼器可以有时起附加作用，也就是说，阻尼器的力储存器卸载和又被压缩，同时，这个阻尼器在该第二区域中就振荡脱离的问题起到一个次等的角色。

这基本为第一转数区而设置的跨接离合器扭转阻尼器最好如已提及的具有一个限位转矩或搭接转矩，它位于内燃机最大转矩的10％和60％之间数量级内，最好为15％和50％之间。但是该扭转阻尼器可以按照本发明另一结构方案如此设置，即这个连接到与前述转矩值相一致的扭转角上的阻尼器还具有一个相对小的扭转角，其中，该弹簧率计为一个多倍值或者是很陡的，因此，该扭转阻尼器具有一个这样标志的限位弹簧，它能防止在扭转阻尼器中实现转动限位的构件有一个过硬的相互冲击。因此，可能存在的冲击噪声就可以基本避免了。在由限位弹簧实现的扭转角和其余前置的剩余扭转角之间的比例，按有利方式可以位于1∶2至1∶5的数量级内，最好在1∶25的数量级内。这由限位弹簧引起的扭转刚性按有利方式应比扭转阻尼器中在这个限位弹簧前面连接的扭转刚性大4至10倍。以有利方式，这由限位弹簧实现的扭转阻尼器之终端限位转矩可以计为前面提及的并在第一区域端部存在的转矩的2至5倍。然而还有利的是，由限位弹簧可最大传递的转矩小于最大的发动机转矩。这由限位弹簧在扭转阻尼器的输入件和输出件之间覆盖的扭转角可以位于0.5°至3°的数量级内，同时，可以有优点的是，这个扭转角位于1°至2°的数量级内。该限位弹簧还可以如此设置，即，它仅仅在拉力方向上起作用。

通过本发明设置的用于跨接离合器的扭转振荡阻尼器就可以消除已经提到的和在相对较小转矩时出现的嗡嗡噪声问题，这一点可能是因为，已提及的离合器粘附阶段被扭转弹性的扭转阻尼器搭接了。

按照本发明另一个有意义的变型方案，这由于跨接离合器至少在第一区域中可传递的转矩在传动线路中出现高振荡幅度的状态时，例如共振、载荷变化冲击或类似情况时可以被减小的，因此，在跨接离合器中的打滑就加大了。在载荷变化冲击时，假如必需的话，这由跨接离合器可传递的转矩在推力阶段实际上是完全下降的。在前面提及的运行条件下跨接离合器的转矩传递能力的减小还可按有利方式在第二转数区域中实现。

按照一个优选的实施方案，该传动系统或传递系统可以如此设置，即至少在内燃机主运行区域中有利用的特性曲线之主要部分落在第一区域的下方。这个主运行区按有利的方式至少可以包括发动机特性曲线中对于FTP75一循环和/或对于ECE一循环城乡公共交通和高速公路交通(城市，90Km/h，120Km/h)意义重大的区域。通过这种形式的结构设置就可确保，在主运行区域中，对振荡的隔离实际上主要通过阻尼器实现的，和依此，该变扭器实际上总被跨接了，因此，就确保了省能的或省燃料的运行方式。这一点在目前公知的具有弹簧打滑的跨接离合器的传动系统中则不是这种情况，因为在这一系统时刚好在第一转数区中一个打滑被中止，正如开头所述现有技术中那样。因此，按照本发明，跨接离合器的扭转阻尼器最好设置在主运行区上，因此就可以对那里出现的扭转振荡实现一个明显改善的阻尼作用亦即明显优于在一个较大运行区域上设置的阻尼结构所可能的阻尼作用。此外，还可获得一个特别紧奏的变扭器结构。

按照本发明的一个结构方案，在第二转数区中，由跨接离合器可传递的转矩可以计为内燃机相应存在的转矩的0.6至约1倍，最好为0.8至0.9倍。符合目的要求的是，由跨接离合器可传递的转矩在第二转数区中总是处于存在的发动机转矩的下方。通过这种结构设置可以确保，在第二运行区域中总在跨接离合器中存在一个较小的打滑，它用于减缓那里出现的会引起扭转振荡的转矩不均匀性。

在非临界的机动车亦即在第二转数区域运行区中不发出较大的不均匀转矩的机动车情况下，该跨接离合器还可以实际上闭合的，这意味着，由跨接离合器可传递的转矩至少与内燃机在相应时刻发出的转矩相一致，最好比其稍大些。同时这个比例可以最好处于1和1.2之间的数量级内。

在前面描述中，经常谈及两个运行区域，同时，此处所指的区域是连接在空转转数上的。但是本发明不局限在这些实施结构上，其中，传动系统整个的就转数而言的运行区域在空转转数的上方仅仅被分割成两个区域，而是本发明还针对这样的变型实施方案，其中，整个的运行区域被分割成多于两个的区域。这样在某些传动系统中可能符合目的要求的是，在已经描述的两个区域上连接一个第三区域，同时在这个第三区域中总存在一个完全的变扭器跨接作用。这样该第三区域包括一个转数范围(间隔)，它位于第二区域的转数(间隔)范围上方，同时这个第三转数区域应该如此确定，即在这个数值的上方不可能发生由内燃机导致的干扰诱因，因此，就不必需通过打滑的振荡阻尼器了。

按照本发明一个变型方案可以在作为驱动装置的内燃机传递系统中设置一个装置，它至少在加速过程中可确定，是否通过打开跨接离合器和保持相同的档次可以实现变矩器的拉力提高，同时，在这种情况下，跨接离合器被打开和放置的档次被保持，否则的话，传动装置至少回置一个档级，而且，离合器可以同样地至少部分地打开，因此，在跨接离合器中就发生一个打滑加大。这样提及的装置可以通过电子计算单元或一个程序处理机来构成，它(们)通过相应的传感装置及传输获得必需的数据或参数。但是有些参数还可以在电子计算单元中以文件夹或特性曲线形式贮存起来。这样，就可以使例如内燃机的特性曲线和/或变扭器的特性曲线和/或变扭器跨接离合器的特性曲线贮存在该电子单元中。此外，内燃机的运行状态可以根据其转数，节流阀转角或燃料输入量，进气管负压和如果必要的话，依据喷油时间来确定。这样一种控制本发明转矩传递系统的可行功能方式的电子单元可再参见德国专利申请P4328182.6。

如已提及的在本发明传动系统中从一个基本的发动机转数或一个确定的机动车速度起还可以实现一个变扭器完全的跨接作用，因为在这个发动机转数上方还有一个基于完全跨接而实际上刚性的传动系统，它对于在那里出现的扭转振荡在相当大程度上是不敏感的。这样，在这个确定的发动机转数上方，该离合器的跨接转矩就可以调节到一个大约和发动机转矩一致或稍高的数值上。

通过本发明扭转阻尼器与用于跨接离合器可传递转矩的调节或控制方法相结合的结构设置，至少可以使在内燃机的部分载荷区域于跨接离合器的摩擦表面上产生的并由于在粘附状态和滑动状态之间的过渡期中导致的转矩脉动(这会造成机动车的嗡鸣声)得以减弱。此外，在这个第一区域中由于调节的离合器为低跨接转矩就不可能形成急冲振动(Ruckelschwingungen)。该扭转阻尼器的软弱性必须与相应的传动系统或相应的机动车协调确定。只要该扭转阻尼器具有一个必须通过机动车运行状态的共振区域，那么人们就可以当这个区域一旦出现时允许离合器中发生一个打滑。由此就可防止嗡鸣激发或嘎嘎发生。

为在第一区域中限制载荷变化。不仅扭转阻尼器的较小扭转角发生作用，而且跨接离合器也被控制在一个这样的转矩上，它相对于内燃机的最大转矩是处于一个相对低的水平上。如已经提及的，这种控制还可以如此实现，即，至少在第一运行区域中，该跨接离合器的转矩传递能力仅仅稍微处于存在的发动机转矩之上。一个通过载荷变化过程的传动线路中的振动激发还可以通过本发明传动系统的结构设置而被相当程度地防止。在这第二的与内燃机较高载荷相一致的转数区域中，通过比存在的发动机转矩要小的转矩进行跨接，因此，会产生打滑。同样这种打滑在一个确定的转矩区域中引起噪声平息，首先与扭转阻尼器一起耦连，因为在这个区域中，还可能导致在跨接离合器的摩擦表面之间的粘附过程/滑动过程。

在驱动机、如特别是内燃机的整个运行区域或整个的特性曲线范围内，最好只有当由于能量的原因认为符合目的时才被跨接。亦即存在这样的区域，其中，不跨接运行是有意义的，而代替部分地或完全地跨接运行。还有，在驾驶员有加速想法时，跨接离合器被打开，以便导用一个变扭器。

本发明传动系统和/或本发明用于调节跨接离合器之可传递转矩的方法步骤可以按有利方式和一个柔性的变扭器相结合应用。这样一个柔性变扭器的特征已经在德国专利申请P4328182.6中描述过，它的公开内容应结合本发明加以考虑。使用这种柔性变扭器就能在机动车中实现一个改善的加速性能。因为这种变扭器具有一个较大的转矩变换，因此，可以利用一个较大的变换范围。此外，与传统的变扭器相比较该柔性变扭器在宽广的区域中可以获得改进的效率。因此，损失功率和进而消耗以及油温度都可以下降。该柔性变扭器效率不好的区域则被搭接或被跳过并且此时，变扭器跨接离合器与存在的发动机转矩相比，闭合到一个确定的允许打滑的转矩值上。通过变扭器及其跨接离合器的这种调节或控制就可确保，在所述运行状态中都以较好效率和较小的损失功率进行运行。因为通过本发明传动系统的结构设置还能在传动装置的所有运行档级中实现跨接，这样，装有这种传动系统的机动车的燃料消耗基本上减小到一个不装变扭器或装有传统的换档传动装置的机动车之水平上。

本发明提出用于内燃机的传动系统具有用于一个液力变扭器的可控制打滑的跨接离合器，其中，跨接离合器包括一个扭转阻尼器，它的限位转矩小于内燃机的额定转矩。

该限位转矩设计为内燃机最大转矩的10％至60％之间，最好为25％至50％之间。该阻尼器没有任何自己的摩擦装置。该阻尼器允许一个相对较小的数量级为±2°至±8°的扭转角，最好为±3°至±6°。该阻尼器具有一个7Nm/°至30Nm/°的刚度。

对根据所传递的转矩控制打滑的跨接离合器进行控制的方法，该跨接离合器用于一个液力变扭器，其中，一个按照能量和功率有关的观点定向的控制作用至少在一个传动装置的所有前进传动档中是有效的。

跨接离合器的转矩控制至少被分成两个区域，其中，该第一区域达到内燃机最大转矩的10％至60％，最好为15％至50％，而第二区域为其余部分。

在第一区域中，由跨接离合器可传递的转矩大于内燃机每个存在的转矩。

由跨接离合器可传递的转矩是内燃机每个存在的转矩的1.0至至少1.2倍。

一种内燃机的传动系统，具有可控制打滑的跨接离合器，其用于一个液力变扭器，其中，该跨接离合器包括一个扭转阻尼器，其特征在于：在第一区域中，该振荡脱离作用至少基本通过阻尼器来完成，而在第二区域中，基本通过跨接离合器的打滑来实现。

在第一区域中，并在传动线路中出现高振荡幅度的状态时，例如共振，载荷变化冲击或类似状态，跨接离合器可传递的转矩是可以减小的。

扭转阻尼器的限位转矩至少与在第一区末端出现的内燃机转矩近似一致。

至少在第一区域的一部分区域上，由跨接离合器可传递的最小转矩保持大于内燃机额定转矩的1％。

至少在第一区域的一部分区域上，由跨接离合器可传递的转矩至少近似保持在一个常数值上。

至少在内燃机主运行区中利用特性曲线的主要部分(例如发动机特性曲线中对于FTP75一循环和/或对于ECE一循环[城市，90km/h)20km/h]是关系重大的区域)落到第一区域的下方。

该第一区域从空转转数达到最大3000转/分(U/min)，最好是达到最大为2000和2500转/分(U/min)之间。

在第二区域中，由跨接离合器可传递的转矩是内燃机每个存在的转矩的0.6至小于1.0倍，最好是0.8至0.9倍。

一种内燃机传动系统，其特征在于：至少在加速过程中，一个装置可确定通过在相同的档次上打开跨接离合器，是否可实现一个变扭器的拉力提高，并在这种情况下打开跨接离合器，而在另外情况下，是否该传动装置至少退回一个档级。

下面借助图1至9详细描述本发明。

图1是一个转矩传递系统的半剖简图，其具有一个变扭器和一个锁闭(Lock-up)离合器；以及一个所需压力介质控制装置简图，图2，是将发动机转矩分配成一个由变扭器传递的转矩和一个由跨接离合器传递的转矩与在变扭器上和跨接这个变扭器的摩擦离合器上出现的打滑之间的图解，图3是一个转矩传递系统，其具有一个跨接液力变扭器的摩擦离合器；

图4和5是图3扭转振荡阻尼器的详细图；图6是用于一个锁闭离合器之阻尼器的可能扭转特性曲线；图7是一个“柔性”设置的变扭器的传动特性曲线图解；图8是一个扭转振荡阻尼器视图；图9是图8中的扭转振荡阻尼器视图和相邻的变扭器构件截面图；在图1中描述的转矩传递系统10包括一个变扭器11和一个压力流体介质可操作的跨接离合器12，它相对变扭器平行连接。该转矩传递系统与一个未示出内燃机的但只标明的轴13发生作用连接，并在它的从动侧通过一个传动件14与一个在传动线路中后置的自动传动装置形成传动连接，该自动传动装置同样未表示出。

如结合压力控制简图及该转矩传递系统10的半截面简图表示的那样，该变扭器11涉及一个传统的液力变扭器(Stromungswandler)。这个液力变扭器包括一个与内燃机的驱动装置相连接的变扭器盖16，一个与该变矩器盖16共同构成变扭器壳体的泵轮17，一个本身通过一个传动轮毂14与未示出的自动传动装置相连接的涡轮18以及一个在泵轮和涡轮之间安置的导轮19。这与变扭器跨接的摩擦离合器12安置在涡轮18和变扭器盖16之间和具有一个与传动轮毂14或变扭器的涡轮18转动连接的离合器盘20，它的摩擦表面21与变扭器盖16的一个对置表面22合作用。此外，该摩擦离合器还具有一个对着涡轮18的后边腔室24和一个朝着变扭器盖16的径向壁的前侧腔室25。该离合器盘20具有一个使这两个腔室24、25轴向相互分开的活塞20a，它通过一个扭转阻尼器20b与传动轮毂14相连接。

该变扭器11以公知方式通过一个在泵侧通入变扭器壳体中的导管30以一个未进一步描绘的压力介质源提供流动压力介质，同时，该压力控制是通过一个控制阀31实现的，该阀31本身被一个控制元件32进行控制。这个控制元件32可以通过一个比例阀或一个脉冲宽度调制的阀门构成，该阀通过一个计算单元或一个程序处理机32a来调节。并且，依据存在的输入数据或参数以及在程序处理机中储存的特性曲线进行调节。而该流体压力介质的排出是通过一个未描绘的管道并通至一个只是标出的冷却器33完成的。除了对涡轮18施加载荷。该泵轮17下游侧的流动压力介质的压力还作用在摩擦离合器12的后边腔室24中。该压力介质对活塞20施加作用并将它挤压到变扭器盖16的对置表面22上。因为按照本发明该离合器至少在有些运行范围内是以滑差运行的，所以，前腔25的流动压力介质载荷作用可以通过一个用管道34和该腔相连的阀门31如此控制，即，一个可调节的和在前腔25每后腔24之间起作用的压力差来确定可由摩擦离合器12传递的转矩。

鉴于变扭器11和最后跨接的摩擦离合器12的平行设置，则发动机转矩是与由变扭器或泵轮和离合器传递的转矩总和相等的，亦即，M发动机＝M离合器+M泵轮。

这个传动转矩，只要人们不考虑在传递系统中的损失的话，就与由变扭器或涡轮传递的转矩总和相等，亦即，M(传动)＝M(离合器)+M(涡轮)或者M(离合器)+M(泵轮×转换率)。

将发动机转矩分配成一个由变扭器传递的转矩和一个由跨接的摩擦离合器传递的转矩，在图2中表示上述分配与滑差的关系。可以看出，随着滑差的增大，由变扭器传递的发动机转矩份额也提高，与此相对应，由离合器传递的转矩份额则下降。

在优选的控制方式情况下，诚然在那些希望有滑差的运行状态中，这个滑差是不可直接调节的，而是根据发动机的运行状态，使得由摩擦离合器12待传递的发动机转矩份额被确定，并用一个计算单元，一般为一个微处理机32a，将为了传递预定转矩所必需的压力差在摩擦离合器上调定。由此，滑差就自然产生了。

在图3作为实施例描述的转矩传递系统110情况下涉及一个液压扭矩变流器111，其具有一个跨接离合器112和一个在变扭器和跨接离合器之间起作用的阻尼单元135。

该变扭器111包括一个与未示出的燃机处于抗扭传动连接的泵轮117，一个与从动侧的轮毂114作用相连的涡轮118，一个在流动循环中于泵轮和涡轮之间安置的导轮119和一个与泵轮抗扭连接的并包围涡轮的变扭器盖116。

变扭器盖116是与泵轮117抗扭连接的并通过在背离泵轮117一侧前伸的随动区域116a实现与内燃机的传动连接，在随动区域116a上固定一个未描绘的内燃机驱动盘。

在涡轮118和变扭器盖116的径向区域之间安置一个相对变扭器转轴对中的环形活塞136，其中，它涉及一个板形构件。这个环形活塞的径向里边安装在一个与涡轮118抗扭连接的传动轮毂114上并在径向外边构成一个锥形区域，它装有一个适当的垫片121。该环形活塞136与变扭器盖116的一个相应锥形结构的对置表面122配合作用。

该闭锁离合器(Lock-up-kupplung)112具有一个位于环形活塞116和涡轮118之间的后边腔室124和一个位于环形活塞136和变矩器盖116之间的前边腔室125。通过对前边腔室125用流动介质施加载荷，活塞136在其与对置表面122配合作用的离合位置中被操作。由摩擦离合器112传递的转矩的大小取决于在压力腔室124，125之间调节的压力差。

扭转阻尼器135是如此设置的，即它的跨接转矩或限位转矩小于额定转矩，亦即小于传递给变扭器110的内燃机之最大转矩。这就意味着，扭转阻尼器135的力储存器137如此设置的，即，这些储力器不能以弹性方式承受内燃机的全部转矩。在与活塞136抗扭连接的扭转阻尼器135的输入构件138和法兰形的输出构件139之间的相对运动可以通过弹簧137的绕圈进入闭锁来实现，或者最好通过在输入件137和输出件139之间设置的限位件来完成。阻尼器135的输出件139是以公知方式通过一个用齿结构形成的轴向插件连接与涡轮轮毂114作抗扭连接的。

如从图4看出的，这与力储存器137配合作用的输入件138可以由扇形的构件140构成，同时，在直径的相反对置侧分别设置两个这种形式的背靠背安置的构件140。这对扇形的构件140是与活塞136通过铆钉连接件141而抗扭连接的。在图5中描绘了法兰形的输出件139的视图。该法兰139具有一个环形的基体139a以及两个直径上相反对置的带有凹槽143的托架142以用于力储存器137。这个托架142是轴向上安装在成对方式配置的构件140之间的。这种成对方或背靠背相邻的扇形构件(在圆周方向看)在它们的固定区域144之间形成了用于托架142的容置罩145。在图5中用虚线表示了由扇形构件140构成的用于托架142的。限位轮廓146。该活塞136在圆周上具有分配布置的轴向冲制结构，它们构成了朝涡轮118指向的凸起147，其上安置着该对着活塞136的扇形构件140的固定区域144。该构件140同样具有凹槽148，以用于弹簧137。这些凹槽148在本实施例中和在轴向上与输出件139的凹槽143对准的。在按照图3至5的实施例情况下，力储存器137是无间隙地安装在凹槽143和148中。对于某些应用场合，但是也可以按照目的要求，使得至少一个弹簧137相对于一个凹槽143和/或148是有间隙的。还可以是至少一个弹簧137以确定的予应力方式安装在窗口143和/或窗口148中。

通过本发明扭转阻尼器20b及135仅仅设置在一部分载荷区域上，就可以使得这个阻尼器结构设置得特别简单，因此，还能实现一个制造成本低廉的优点。

按照本发明一个实施方案，扭转阻尼器135可以如此设置，即通过弹簧137，大约可以传递内燃机最大的亦即额定转矩的40％至50％。通过力储存器137覆盖的在输入件138和输出件139之间的相对转动角，如从图6看出的，可以位于5°的数量级内。在图6中描述了机动车在牵拉运行时，在阻尼器135的输入件138和输出件139之间的相对转角。在推进运行时，这个相对转角可以是相同的大或者具有一个另外的数值。还有，扭转阻尼器135的扭转刚度上拉伸方向和推力方向可以是不同大小的。这一点是通过窗口143和148以及弹簧137的相应尺寸设置来实现的。还有，扭转阻尼器135可以具有一个多级式的特性线，其中，与推力状态和牵拉运行相对应的特性线区域同样可以具有不同的变化曲线。

由图6可以得出，扭转阻尼器135在5°角时被跨接或者进入限位，由此通过弹簧137的弹性或压缩所传递的转矩就被限制在大约45Nm上。这样配置的扭转阻尼器135可以有利的方式与液力变扭器相结合应用，该变扭器具有一个可控打滑的跨接离合器。这种为45Nm的限位转矩适合用于那些具有最大额定转矩为80Nm至200Nm的数量级的发动机。

阻尼器135的搭接转矩按照目的要求是如此确定的，即这个转矩最好能覆盖机动车的整个主运行区域。作为主运行区应该认为是那个在机动车的整个运行延续期间最经常应用的区域。这个主运行区按目的要求至少包括发动机特性线中按规定用于FTP75-循环和/或对于ECE-循环(城市，90Km/h，120Km/h(公里/小时))的区域。这样，主运行区就是机动车最多运行的区域。由于在各个国家中现有的交通设施，这个运行区可能在各个国家之间是稍有不同的。

在图7中描述的一个带有软性变换器结构的变扭器110的运行特性线中，该主运行区是用窄阴影线表示的面积。此外在图7中还描绘了该变扭器的变换区。在这个变换区中，该跨接离合器112是打开的。该主运行区被一个其中最好以在跨接离合器112中具有最小打滑的方式运行的区域所包围。该主运行区可从一个下边转数A到达一个上边的转数B。该下边的转数A同时至少基本上与空转数相一致，该空转数可以位于700至800转/分的数量级内。这上边的转数B可以位于2000和3000转/分的数量级内和例如具有2200转/分的数值。该有打滑的区域可以具有一个上边的转数界限C，它可以和内燃机的最大转数相一致，但是按有利方式可能低于它为好，例如可以具有一个位于3000和4000转/分之间的数值。

通过根据本发明配置的扭转阻尼器135，变扭器110可以在主运行区中完全地被跨接，亦即跨接离合器112没有打滑地运转。在这个主运行区中，在内燃机和连接在其后的传动装置之间的振动隔离实际上完全通过扭转振荡阻尼器135实现的。仅仅是尖峰时转矩是通过在跨接离合器112中的打滑截住的。为此，跨接离合器112在主运行区中是如此控制或调节的，即它相对于内燃机的最大转矩只传递一个相对较小的转矩，但是这个转矩大于内燃机刚刚存在的转矩。

在打滑的区域内，跨接离合器112如此控制或调节的，即，在跨接离合器112的摩擦表面121、122之间存在一定程度的打滑。基于这个打滑，还在泵轮117和涡轮118之间存在一个相对转动。

在图7的打滑区域内，还会发生的干扰转矩的不均匀性主要是通过打滑减缓的。

在主运行区以及在打滑的区域内，为了改进振动隔离作用，只要在转动线路中发生高振幅的状态，那么，例如在共振、载荷变化冲击或类似情况下，该跨接离合器112可传递的转矩被减小了。

如从图6中看出的，该跨接离合器112的扭转阻尼器还可以如此结构设置，即，这个连接到一个具有相对较小转角刚性的扭转角上的阻尼器具有一个相对小的扭转角，其中，扭转刚度计为第一扭转角的相应刚度的多倍。在图6中，这个第二扭转角在2°角范围内延伸。在这个第二扭转角内的扭转刚度可以是在第一扭转角的扭转刚度的7至15倍。在图6描述的实施例中，在第一扭转角内的扭转刚度为8Nm/°的数量级内和在第二扭转角的扭转刚度为70Nm/°。

在图7中的主运行区内，该由跨接离合器112传递的转矩调节到大约为实际的发动机转矩的1.1至1.2倍。这种对由跨接离合器112可传递的转矩的控制或调节可以在主运行区内如此实现，即由该跨接离合器112可传递的转矩不低于一个最小值。这个数值应该至少计为内燃机额定转矩的1％。该由跨接离合器112在主运行区可传递的最小转矩可以例如计为5Nm。但是这个下边的界限可以按照应用场合向下或向上设置。这样，在主运行区由跨接离合器112可传递的最小转矩还可以调节到一个与在运行区中出现的最大发动机转矩很接近的数值上，最好是稍小些。

在图7中用“打滑区”标志的区域内，该由跨接离合器112可传递的转矩可调节在内燃机瞬时转矩的0.8至0.95倍上。该跨接离合器112的转矩传递能力亦即取决于相应存在的内燃机转矩，这个转矩应该得以传递。换句话说这意味着，随着内燃机提高的转矩，这由跨接离合器可传递的转矩也要增加和在内燃机发出的转矩下降时，跨接离合器112的转矩传递能力同样下降。

在图8和图9中描绘的一个用于液力变扭器的搭接离合器212的变型方案具有一个两级式扭转阻尼器235，它具有带一套力储存器237和第二套力储存器250。该跨接离合器212设置成盘式离合器，其具有一个里边的盘载体251和一个外边的盘载体252。该外边的盘载体252是变扭器的壳体216成抗扭连接。该盘载体252在其对着涡轮218的端部区域置有一个支承盘253。该壳体216与活塞236相结合构成一个压力腔254，它可用一种液体介质施加载荷，以便调节由跨接离合器212传递的转矩。由盘载体251构成的跨接离合器212的输出件在径向里边具有一个由齿结构形成的型廓255，它以松配合形式与一个结构为涡轮214的驱动部件之对置型廓256处于啮合。该型廓256通过一个环形的板制构件制成的，该构件与轮毂214固定或刚性连接。该扭转振荡阻尼器235具有一个输入件238，它在驱动侧与跨接离合器的输出件251相连接。该阻尼器235的输入件238是由一个环形构件构成的，它的径向里边置有托架或舌件257，它卡在跨接离合器输出件251内隙缝式的凹槽258中。通过这种卡接，实际上确保了在圆周方向上两个构件251和238之间的无间隙连接。如特别从图8看出的，该环形的构件238具有用于力储存器237，250的凹槽259、260。该力储存器250是在两个转动方向上松动地安装在凹槽260中的。该环形的构件238轴向上安装在盘件260和261之间。这两个盘形的构件260、261是在径向上与环形构件238的外边相互贴紧和固定相连接的。该对着涡轮218的盘形构件261径向上往里延伸至轮毂214并与其成抗扭地连接。如从图9获知的，外边的涡轮壳218a，盘形的构件261和环形的构件256与传动轮毂214共同通过由铆接件262形成的连接结构实现刚性连接。该扭转振荡阻尼器235可以具有一个与图6中线263、264相应的扭转特性线。同时该第一特性线区263通过力储存器237实现。在超过第一扭转角区域263时，这与弹簧237平行的具有高弹性率的弹簧250就附加起作用。因此，就获得陡峭的特性线区264。在特性线区264的端部，在传动轮毂214的外齿结构256上的离合器输出件251的内齿结构255就进入靠置，因此，就在构件251和传动轮毂214之间确保一个结构吻合的实际上刚性的连接(在相应的转动方向上)。通过齿结构255、256的限位作用，那么阻尼器235就被搭接起来。依此就存在一个与由弹簧237、250形成的力传递线路成平行的力传递线，该传递线直接从跨接离合器输出件251导引至传动部件214。因此，弹簧237、250及构件238、260、261的过度应力就可以避免了。

通过本发明变扭器跨接离合器及其控制的结构设置，就可以实现一个按能量观点看最佳的机动车运行工况。依此在无打滑的跨接离合器的主要利用的运行状态进行运行时，就可以相对于在这一运行状态时没有跨接的或者用打滑工作的变扭器跨接离合器之情况实现明显的燃料省约。同时该主转数区域位于约600和2200至3000转/每分之间，或者中间值约在1800转/分。在运行区内，该跨接离合器基本上闭合，因此原有的转矩通过跨接离合器可以没有明显打滑地被传递。该振荡阻尼作用在这个主运行区内是通过在变扭器跨接离合器12、112、212的力传递线路或转矩传递线路(流)中设置的转动振荡阻尼器20b、135、235完成的。同时该扭转阻尼器20b，135、235设有一个相对较小的扭转角，并且该扭转阻尼器的限位转矩与主运行区的大致上边的限界转矩一致。这个上边的限界转矩可以按照发动机设计和机动车重量计为最大发动机转矩的15至50％。应用这种结构的阻尼器，就可能在较小驱动转矩的运行区产生的振荡是一种干扰性的嗡鸣。在传动线路中的干扰性载荷变化反应，通过该扭转阻尼器的相对较小的扭转角而被抑制或避免。这种载荷变化的冲击受到限制，因为在超过限位转矩或者超过阻尼器的搭接转矩时，跨接离合器的摩擦表面相互间打滑。因此，传递的转矩被限定。转矩尖峰是通过在跨接离合器中的打滑减缓的。在主运行区的上方或者在这些存在的转矩大于由阻尼器可传递的限界转矩的运行区中，该跨接离合器是如此控制的，即存在一个打滑。干扰性的载荷变化反应则通过这样调节的打滑而避免了。在主运行区上方的转数区或者转矩区域内设有干扰性的振荡动力存在的话，该离合器同样可以闭合到一个大于存在的发动机转矩的转矩值上。对于确定的存在着干扰性动力的转数区域，该跨接离合器可以打开到打滑状态。这种情况在出现共振转数时可能是特别符合目的要求的。

还有在主运行区或者在相对较小的发动机转矩区域内，在通过共振情况时可以按照目的要求将跨接离合器打开，或者使由它传递的转矩明显降低。

通过本发明跨接离合器的结构设置和控制及调节，应能使特别所谓的嗡鸣噪声得以消除，它们通过部分闭合的亦即打滑的跨接离合器是不会消除的，并且是因为在这个跨接离合器的摩擦表面间出现的粘附状态/滑动状态。

本发明不局限在已描述的和说明的实施例上，而是还包括那些特别通过单个的，结合不同实施结构描述的特征或元件以及功能方式的组合所构成的变型方案。此外，在本申请中公开的发明还应该总括或结合描述的现有技术以及提及的老德国专利申请P4328182.6来考虑。在本申请中涉及的现有技术以及老的德国专利申请应该是本申请的一种补充。

此外本申请人有权，再进一步地将迄今只在说明书中公开的对本发明有实质意义的特征内容提出权利要求。