包括多个阀装置的自动变速器液压系统的制作方法

本发明涉及一种根据在权利要求1前序部分中详细定义类型的包括多个阀装置的自动变速器液压系统。

背景技术：

DE 102011079850 A1公开了一种用于操作至少一个变速器切换元件的液压系统。该液压系统设有多个阀装置和一个可液压操作的驻车锁单元。所述阀装置之一是具有多个构造在阀壳体区域中的阀凹口的驻车锁阀，通过该驻车锁阀可将与供应压力相关的驻车锁单元操作压力施加到驻车锁单元上。所述阀凹口可通过可在阀壳体中纵向移动的阀芯彼此作用连接或彼此分离。所述阀芯是被朝向与驻车锁阀的第一运行状态对应的第一轴向位置方向弹性加载的，在第一运行状态中可在驻车锁单元上施加使驻车锁进入嵌入的运行状态的操作压力。在阀芯的一个控制面区域中可加载朝向阀芯的与驻车锁阀的第二运行状态对应的第二轴向位置方向作用的压力信号，在第二运行状态中可在驻车锁单元上施加使驻车锁单元的驻车锁进入脱开的运行状态的操作压力。

可施加到阀芯控制面上的压力信号在一个可电操作的压力调节装置区域中被调节，该压力调节器具有所谓的上升特征曲线。这表示，随着操作电流的增大在压力调节器区域中输出的压力或者说可施加在控制面区域中的压力信号的值增大。已知液压系统的这种实施方式在液压系统供电停止时导致压力信号下降为零并且驻车锁阀的阀芯进入第一轴向位置中并且驻车锁尝试进入嵌入的运行状态中。

在高于驻车锁定齿轮的定义转速时(驻车锁定卡爪尝试插入其中)，通过驻车锁定齿轮和驻车锁定卡爪的相应结构设计避免驻车锁定卡爪插入，驻车锁定齿轮和驻车锁定卡爪分别构造有相排斥的轮廓。但驻车锁的这种在高于定义转速时避免驻车锁插入的结构设计却在未插入驻车锁定齿轮的驻车锁定卡爪和驻车锁定齿轮之间引起所谓的咔咔声响，并且驻车锁定卡爪和/或驻车锁定齿轮在长时间持续的咔咔声响中会受到不可逆转的损伤。

为了避免驻车锁单元区域中的损伤，液压系统设有所谓的应急方案，其在供电停止时自动激活。在液压的应急运行方案激活期间，在具有液压系统的自动变速器中根据运行状态分别挂入所谓的应急挡位变速比，为了实现应急挡位变速比通过施加相应的操作压力分别接入或者说闭合两个切换元件之一。分别为切换元件加载操作压力的管道通过所谓的球换向阀彼此作用连接。通过该球换向阀确保两个设置用于形成应急挡位的切换元件的相应更高的操作压力被传递向驻车锁阀方向并且在那里出现在另一控制面区域中。两个为实现应急挡位被接入的切换元件之一的出现在驻车锁阀阀芯的所述另一控制面上的操作压力引起作用于阀芯的调节力，该调节力使阀芯进入其第二轴向位置中或保持在该位置中，以便能够将驻车锁保持在脱开的运行状态中。

上面所描述的已知液压系统的应急挡位功能的特点是液压控制阀组件区域中的高结构费用并且因此引起高制造成本。

技术实现要素：

因此，本发明所基于的任务在于提供一种结构简单且低成本的自动变速器液压系统，借助该液压系统即使在液压系统供电功能停止时也可将驻车锁单元区域中的负荷降到最低值。

根据本发明，该任务借助具有权利要求1特征的液压系统来解决。

根据本发明的自动变速器液压系统包括多个阀装置和一个可液压操作的驻车锁单元。所述阀装置之一是具有多个构造在阀壳体区域中的阀凹口的驻车锁阀。通过该驻车锁阀，可将与供应压力相关的驻车锁单元操作压力施加到驻车锁单元上。所述阀凹口可通过可在阀壳体中纵向移动的阀芯彼此作用连接或彼此分离。所述阀芯是被朝向与驻车锁阀的第一运行状态对应的第一轴向位置方向弹性加载的，在该第一运行状态中可在驻车锁单元上施加使驻车锁转入嵌入的运行状态中的操作压力。此外，在阀芯的一个控制面区域中可加载朝向阀芯的与驻车锁阀的第二运行状态对应的第二轴向位置方向作用的压力信号，在第二运行状态中可在驻车锁单元上施加使驻车锁单元的驻车锁进入脱开的运行状态的操作压力。

根据本发明，驻车锁单元的操作压力附加地出现在阀芯的另一控制面上。由此产生并且作用于阀芯的调节力朝向第二轴向位置方向作用，而在阀芯的附加控制面区域中可施加另一压力信号，该压力信号朝向阀芯的第一轴向位置方向作用于阀芯。所述控制面和弹簧装置这样协调一致，使得当出现在控制面区域中作用的并且相互对应的压力时在阀芯上作用一个使阀芯进入其第一轴向位置的合力分量。

本发明液压系统的驻车锁阀的阀芯在驻车锁单元的驻车锁的脱开运行状态中朝向第二轴向位置方向被加载驻车锁单元的操作压力，由此驻车锁阀借助所谓的自锁克服驻车锁阀的复位弹簧被保持。由此确保在应急运行触发时、例如在供电停止时，只要作用的液压系统供应压力或系统压力高于定义的阈值，那么驻车锁就液压地保持在脱开的运行状态中。

当供应压力下降时，驻车锁单元的操作压力也下降并且驻车锁阀的自锁解除。在低于定义的操作压力时，驻车锁单元的驻车锁转入嵌入的运行状态中，由此系统占据所谓的安全运行状态。

通过可施加在阀芯附加控制面区域中的另一压力信号，在液压系统正常运行时随时可确保驻车锁的主动嵌入，并且在故障情况下在驻车锁阀相应脱开时也可克服出现在控制面区域中的、朝向第二轴向位置方向作用于阀芯的压力信号。

因此，通过本发明的液压系统只要供应压力高于定义的阈值，就可以简单且低成本的方式避免驻车锁不希望的嵌入并且不需要由现有技术公开的应急挡位方案。

如果压力信号可在所述阀装置之一的区域中被调节，该阀装置构造为可电操作的压力调节器并且在其区域中压力信号随着增大的操作电流而增大时，那么在高于供应压力的定义阈值时确保驻车锁通过驻车锁阀的自锁保持在脱开的运行状态中并且在供应压力的压力下降到定义阈值以下或等于阈值并且同时供电停止时，驻车锁转入嵌入的运行状态中，因为可电操作的压力调节器区域中的压力信号基本下降为零并且在驻车锁阀的阀芯上作用可被复位弹簧克服的并且朝向阀芯第二轴向位置方向作用的控制力。

在本发明液压系统的一种节省空间且低成本的实施方式中，所述压力调节器的压力信号可附加地用于调节自动变速器的至少一个切换元件的与供应压力相关的操作压力。

如果所述另一压力信号可在所述阀装置之一的区域中被调节，该阀装置构造为可电操作的压力调节器并且在其区域中压力信号随着增大的操作电流而增大时，再次确保驻车锁阀的阀芯在供电停止时在供应压力下降到定义阈值以下时——在该阈值下驻车锁阀的自锁解除——才进入一个运行状态，在该运行状态时驻车锁占据挂入的运行状态。

如果所述阀凹口之一构成供应压力阀凹口，在该阀凹口上可施加供应压力并且该阀凹口至少在驻车锁阀阀芯的第一轴向位置中与另一阀凹口连接，该另一阀凹口作为卸压阀凹口与低压区域耦合，那么液压系统可以希望的高自发性运行，因为出现在供应压力阀凹口区域中的压力可在阀芯的第一轴向位置中通过卸压阀凹口以希望的程度下降。

在本发明液压系统的另一种有利实施方式中，所述阀凹口之一构成操作压力阀凹口，在其区域中作用有操作压力，通过该阀凹口驻车锁阀与驻车锁单元连接并且该阀凹口至少在驻车锁阀阀芯的第一轴向位置中与另一阀凹口连接，该另一阀凹口作为卸压阀凹口与低压区域耦合。这又使得操作压力阀凹口在阀芯的第一轴向位置中以希望的程度向低压区域方向卸压并且操作压力阀凹口区域中的压力以希望的程度在短的运行时间内下降并且避免驻车锁阀通过在操作压力阀凹口区域中作用的操作压力的操作而受损。

当所述供应压力阀凹口至少在驻车锁阀阀芯的第二轴向位置中与操作压力阀凹口连接并且供应压力阀凹口与卸压阀凹口之间的连接以及操作压力阀凹口与卸压阀凹口之间的连接分别是分离的时，驻车锁单元可在阀芯的第二轴向位置中以希望的程度被加载用于脱开驻车锁阀或用于将驻车锁阀保持在脱开运行状态中所需的操作压力。

在本发明液压系统的一种结构简单的扩展方案中，操作压力通过所述阀凹口之一作用在阀芯的所述另一控制面上。

在本发明液压系统的一种节省空间且结构简单的实施方式中，所述另一控制面相当于驻车锁阀阀芯的两个相互面对的控制面之间的面积差并且操作压力阀凹口区域中的操作压力出现在所述另一控制面上。

在本发明液压系统的一种可以更高自由度设计的实施方式中，驻车锁阀的阀芯具有两个单独的阀芯部件，它们沿轴向方向彼此间隔开并且可沿纵向相对移动地设置在阀壳体中并且在所述阀芯部件之间设置弹簧装置。控制面和所述另一控制面设置在第一阀芯部件区域中并且所述附加控制面设置在第二阀芯部件区域中。操作压力阀凹口和供应压力阀凹口在第一阀芯部件的第一轴向位置中彼此分离并且分别与相配的卸压阀凹口连接，而操作压力阀凹口和供应压力阀凹口在第一阀芯部件的第二轴向位置中彼此连接并且分别与相配的卸压阀凹口分离并且第一阀芯部件可通过第二阀芯部件转移到其第一轴向位置中。

在本发明液压系统的该实施方式中，第二阀芯部件区域中的所述附加控制面可按希望独立于第一阀芯部件的直径来设计，第一阀芯部件的直径决定控制面或所述另一控制面的尺寸。由此可这样设置使驻车锁阀进入第一轴向位置并且由所述另一压力信号产生的调节力，使得驻车锁阀在任何情况下可通过复位弹簧和所述另一压力信号进入阀芯的第一位置中。

在本发明液压系统的一种结构简单的实施方式中，第二阀芯部件通过弹簧装置被弹向止挡方向并且可借助另一压力信号克服弹簧装置的弹力朝向第一阀芯部件方向移动。

无论从属权利要求中给出的特征还是下述本发明的技术方案的实施例中给出的特征都适宜单独地或以任意组合来扩展本发明的技术方案。

附图说明

本发明液压系统的其它优点和有利实施方式可从权利要求和下述参考附图在原理上描述的实施例得出，在此为清楚起见在下述说明中为结构和功能相同的构件使用同一附图标记。附图示出：

图1为本发明液压系统驻车锁阀的第一种实施方式，其中驻车锁阀的阀芯处于第一轴向位置中；

图2为驻车锁阀的相应图1的视图，其阀芯处于第二轴向位置中；

图3为根据图1的驻车锁阀，其中阀芯再次处于第一轴向位置中；

图4为本发明液压系统驻车锁阀的第二种实施方式，其阀芯设置在第一轴向位置中；并且

图5为根据图4的驻车锁阀，其中阀芯处于其第二轴向位置中。

具体实施方式

图1示出自动变速器液压系统1的一部分，其包括多个阀装置2至5和一个可液压操作的驻车锁单元6。其中一个阀装置2是驻车锁阀，该阀具有多个构造在阀壳体7区域中的阀凹口21至28，通过该阀可将与供应压力或系统压力p_sys相关的驻车锁单元6操作压力pB施加到驻车锁单元上。系统压力p_sys在当前可在构成系统压力阀的阀装置4的区域中调节。在此自动变速器液压泵的输送压力作用在系统压力阀4上并且根据作用在系统压力阀上的先导压力与运行状态相关地进行调节。系统压力阀4的先导压力又在构造为电压力调节器并且在附图中未详细示出的阀装置区域中被调节，在此系统压力p_sys在供电停止时大致相应于液压泵的输送压力并且具有最大值。所述阀凹口可通过可在阀壳体中纵向移动的阀芯8以在下面将详细描述的方式彼此作用连接或彼此分离。

在图1至3所示的驻车锁阀2的第一种实施例中，驻车锁阀2的阀芯8包括两个单独的阀芯部件81、82，它们沿轴向彼此间隔开并且可沿纵向相对移动地设置在阀壳体7中。

与此不同，根据图4和图5的驻车锁阀2阀芯8构造成一体的，根据图1至图3的驻车锁阀2的第一阀芯部件81和根据图4和图5的驻车锁阀2的一体阀芯8具有大致相同的功能和作用方式，而第二阀芯部件82仅用于从图2所示的第一阀芯部件81的第二轴向位置起朝向图1或图3所示的第一轴向位置的方向操作第一阀芯部件81。

这表示，根据图1至图3的驻车锁阀2的阀凹口21至28和根据图4和图5的驻车锁阀2的阀凹口21至25和阀凹口28(该阀未构造阀凹口26和27)可以同样程度通过一体阀芯8或通过第一阀芯部件81彼此作用连接或彼此分离。

原则上不仅一体阀芯8而且第一阀芯部件81都是被朝向与驻车锁阀2的第一运行状态对应的第一轴向位置方向弹性加载的或者说弹簧装置9的弹力分别作用于所述阀芯。在驻车锁阀2的第一运行状态中或者说在一体阀芯8或第一阀芯部件81的与此对应的第一轴向位置中，可在驻车锁单元6上施加操作压力pB，在该操作压力时驻车锁转入嵌入的运行状态中。

这由此实现，即操作压力pB作用在驻车锁单元的活塞气缸单元的活塞区域中。在此操作压力pB反作用于作用于活塞气缸单元活塞上的弹簧装置，该弹簧装置在这样的程度上以调节力加载活塞和与之作用连接的活塞杆，使得该调节力使活塞和活塞杆以及与之作用连接的驻车锁定卡爪进入嵌入驻车锁定齿轮的运行状态中。当操作压力pB大于活塞气缸单元的弹簧装置的弹力时，驻车锁定卡爪通过操作压力pB与驻车锁定齿轮保持脱接。与此相反，当操作压力pB小于将驻车锁保持在脱开运行状态中的最小压力值时，驻车锁定卡爪通过活塞气缸单元的弹簧装置与驻车锁定齿轮嵌接。

附加地，在一体阀芯8或第一阀芯部件81的控制面10区域中可加载朝向一体阀芯8或第一阀芯部件81的与驻车锁阀2第二运行状态对应的第二轴向位置(该位置分别在图2和图5中示出)方向作用的压力信号pA，在第二运行状态中可在驻车锁单元6上施加使驻车锁单元6的驻车锁进入脱开的运行状态的操作压力pB。

在一体阀芯8或第一阀芯部件81的第一轴向位置中，阀凹口23或者说供应压力阀凹口与阀凹口22连接，该阀凹口22作为卸压阀凹口与低压区域11或者说自动变速器的油箱连接。由此通过节流孔板12作用在驻车锁阀2上的系统压力p_sys经由阀凹口23和22朝向低压区域11方向卸压。

驻车锁阀2的两种在附图中示出的实施例在阀凹口24区域中与驻车锁单元6连接，所述该阀凹口构成操作压力阀凹口。操作压力阀凹口24在一体阀芯8或第一阀芯部件81的第一轴向位置中与又构成卸压阀凹口的阀凹口25连接，该阀凹口25与低压区域11耦合。由此操作压力pB不仅在驻车锁阀2区域中而且在驻车锁单元6区域中被朝向低压区域11方向减小或者说卸压，以致驻车锁通过驻车锁单元6的弹簧装置转移到其嵌入的运行状态中。

在液压系统1正常运行时、即在阀装置3至5正常供电并且在存在用于脱开驻车锁单元6的驻车锁的相应要求时，在阀装置3区域中压力信号pA升高到一个水平上，在该水平上第一阀芯部件81或一体阀芯8通过压力信号pA从图1或图4中所示的第一轴向位置克服弹簧装置9的弹力转入到在图2或图5中所示的第二轴向位置中。

通过一体阀芯8或第一阀芯部件81的轴向移动，操作压力阀凹口24和卸压阀凹口25之间的连接以及供应压力阀凹口23和卸压阀凹口22之间的连接分离，而供应压力阀凹口23和操作压力阀凹口24彼此连接。这使得操作压力pB升高并且在相应高的系统压力p_sys下驻车锁克服驻车锁单元6的弹簧装置9的弹力进入其脱开的运行状态中。此外，根据图1至图3的驻车锁阀2的操作压力pB作用在阀凹口27区域中和因此作用在第一阀芯部件81的另一控制面13上，由此激活根据图1至图3的驻车锁阀2的所谓自锁(Selbsthalt)。激活的自锁引起第一阀芯部件81即使在压力信号pA下降时也可通过操作压力pB克服弹簧装置9的弹力保持在第二轴向位置中。

当又存在用于嵌入驻车锁单元6的驻车锁的相应要求时，则将驻车锁阀2的第一阀芯部件81转入其第一轴向位置中。为此阀装置5——其仍是具有上升特征曲线的压力控制器——相应通电并且在附加控制面14区域中施加另一压力信号pMV。这使得在第二阀芯部件82上作用将第二阀芯部件82导向第一阀芯部件81方向的调节力并且第一阀芯部件81与第二阀芯部件82一起朝向其第一轴向位置方向移动。根据图1的驻车锁阀2于是具有在图3中所示的运行状态并且操作压力阀凹口24又与供应压力阀凹口23分离。操作压力pB通过卸压阀凹口25减小到用于挂入驻车锁单元6的驻车锁所需要的程度上。同时驻车锁阀2的自锁解除，以至于第一阀芯部件81通过弹簧装置9的弹力在相应设定的压力信号pA下保持在其第一轴向位置中，即使所述另一压力信号pMV再次为零。

由于弹簧装置9设置在两个阀芯部件81、82之间，所以在另一压力信号pMV相应小时，第二阀芯部件82通过弹簧装置9进入图1中所示的位置中，而第一阀芯部件81始终处于其第一轴向位置中。这是因为，第二阀芯部件82通过弹簧装置9被朝向止挡17方向弹性加载并且可借助所述另一压力信号pMV克服弹簧装置9的弹力朝向第一阀芯部件81方向移动。

与此不同，在根据图4和图5的驻车锁阀2的第二种实施方式中，所述另一压力信号pMV直接施加到一体阀芯8上，以便可以使阀芯从第二轴向位置克服压力信号pA转入其第一轴向位置。

在液压系统1的供电停止时，压力信号pA和压力信号pMV基于阀装置3和5的上升特征曲线而下降为零。同时通过节流孔板12在驻车锁阀2上出现最大系统压力。当一体阀芯8或第一阀芯部件81在液压系统1的供电停止时处于第一轴向位置中时，驻车锁单元6的驻车锁保持在嵌入的运行状态中。如液压系统1的供电在一体阀芯8或第一阀芯部件81处于第二轴向位置中时中断，则驻车锁6通过驻车锁阀2的自锁功能保持在脱开的运行状态中，只要出现于驻车锁阀2上的系统压力足够高，以致一体阀芯8或第一阀芯部件81通过操作压力pB克服弹簧装置9的弹力保持在第二轴向位置中。只有当系统压力p_sys下降到阈值以下时，一体阀芯8或第一阀芯部件81才通过弹簧装置9进入第一轴向位置中并且驻车锁单元6的驻车锁转入嵌入的运行状态。

在根据图4和图5的驻车锁阀2中，所述另一控制面13相当于驻车锁阀2一体阀芯8的两个相互面对的控制面15、16之间的面积差，并且在根据图4和图5的驻车锁阀2中操作压力pB经由操作压力阀凹口24和供应压力阀凹口23作用在所述另一控制面13上。

控制面10、13和14不仅在根据图1至图3的驻车锁阀2中而且也在根据图4和图5的驻车锁阀2中这样协调一致，使得在出现作用在控制面10、13和14区域中的并且相互对应的压力pA、pB和pMA时在一体阀芯8或第一阀芯部件81上作用一个使一体阀芯8或第一阀芯部件81进入其第一轴向位置的合力分量，由此确保驻车锁阀2始终可进入使驻车锁进入嵌入运行状态的运行状态中。

附图标记列表

1 液压系统

2 阀装置、驻车锁阀

3-5 阀装置

6 驻车锁单元

7 阀壳体

8 阀芯

9 弹簧装置

10 控制面

11 低压区域

12 节流孔板

13 另一控制面

14 附加控制面

15、16 控制面

17 止挡

21 阀凹口

22 阀凹口、卸压阀凹口

23 阀凹口、供应压力阀凹口

24 阀凹口、操作压力阀凹口

25 阀凹口、卸压阀凹口

26 阀凹口

27 阀凹口

28 阀凹口

81 第一阀芯部件

82 第二阀芯部件

pA 压力信号

pB 操作压力

pMV 另一压力信号

p_sys 供应压力、系统压力