液压致动装置制造方法
【专利摘要】用于至少一个摩擦离合器和至少一个挡位调节元件的液压致动装置，包括用于借助电驱动的泵形成压力的动力单元、挡位调节和离合器致动部段以及用于控制这些子组件的控制单元，挡位调节和离合器致动部段与动力单元液压连接并具有挡位调节和离合器调节缸。与离合器调节缸的活塞相关联的是具有锁止元件的闭锁装置，该活塞可操作地连接到摩擦离合器并能在相对两侧液压加载，锁止元件弹性偏置到阻止活塞运动的锁止状态并借助通过控制单元来致动的致动器从锁止状态运动到允许活塞运动的释放状态。在此情况下，泵的泵送方向可逆，以根据对应的泵送方向在一侧或另一侧加载活塞以进行致动运动。控制单元协调泵装置和致动器的致动，以使摩擦离合器接合或脱开。
【专利说明】液压致动装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的用于机动车辆中的至少一个摩擦离合器和至少一个挡位调节元件(gear setting element)的致动的液压致动装置。当在自动变速器中、双离合器或多离合器变速器或可分离的分布和差速变速器中需要尽可能柔性地并且摩擦尽可能小地同时以较小空间要求来致动带有或不带有同步啮合的、诸如选择器拨叉和选择器套筒的挡位调节元件和(干式或湿式)摩擦离合器时，这种类型的致动装置用于大量现代机动车辆中。
【背景技术】
[0002]由DE-A-10360611 (图1)已知一种用于机动车辆自动变速器中的摩擦离合器和调节元件的致动的液压致动装置，该液压致动装置限定了权利要求1的前序部分。根据该现有技术，致动装置具有借助泵产生液压压力的动力单元，该动力单元能借助电泵驱动装置进行驱动，以使液压流体沿泵送方向排出并在此情况下对通过止回阀与泵分离的压力储存装置进行加载。借助多个可电磁致动的阀与动力单元液压连接的一方面是挡位调节部段，该挡位调节部段具有用于变速器中的挡位选择或换档选择(shift-track)的调节元件的多调节缸系统，另一方面是具有主单元和离合器调节缸的离合器致动部段，离合器调节缸的活塞可操作地连接到摩擦离合器。还提供一种电子控制系统，该电子控制系统与泵驱动装置和可电磁致动阀电气连接，可电磁致动阀作为用于挡位调节部段和离合器致动部段的控制兀件。
[0003]有利地，在该现有技术中仅设有一个动力单元，该动力单元向挡位调节部段和离合器致动部段供给液压压力。然而，可以看到在动力单元内具有压力储存器的现有技术的缺点，因为当对储存器加载时，液压流体必须泵送到远高于在特别是离合器致动部段中所需最大压力的压力水平，以仍能在移除所需量之后提供所需的工作压力，这在能量方面是不利的，并且显著减小装置的效率。此外，实施成滑阀并且构成该致动装置内最大的成本因素的可电磁致动的阀由于较窄的间隙需要较高的油纯度，并且经常需要过滤措施。然而，滑阀遭受到不可忽略的泄漏，这种泄漏经过对应的使用时间会导致压力储存器的完全卸载，这在对压力储存器加载时造成第一次致动的延迟。此外，当例如在高速公路上没有挡位变化地驾驶时，因此需要以规则间隔来对压力储存器重新加载，这类似地在能量方面也是不利的。
[0004]发明目的
[0005]本发明具有为了致动机动车辆中的至少一个摩擦离合器和至少一个挡位调节元件而提供一种液压致动装置的目的，该液压致动装置避免了上述缺点，并且通过与上述现有技术相比在较低成本的情况下主要是具有显著提高的总效率。
【发明内容】
[0006]该目的通过权利要求1中指出的特征来实现。本发明的有利或有用的改进设计是权利要求2到10的主题。
[0007]根据本发明，在用于机动车辆中的至少一个摩擦离合器和至少一个挡位调节元件的致动的液压致动装置中，该液压致动装置除了用于借助泵形成液压压力的动力单元之外包括挡位调节部段、离合器致动部段以及控制单元，泵能借助电泵驱动装置驱动，以使液压流体沿泵送方向排出，挡位调节部段具有用于挡位调节元件的挡位调节缸，该挡位调节缸与动力单元液压连接，离合器致动部段具有离合器调节缸，该离合器调节缸与动力单元液压连接，且离合器调节缸的活塞与摩擦离合器可操作地连接，控制单元与泵驱动装置以及用于挡位调节部段和离合器致动部段的控制元件电气连接，闭锁装置作为控制元件与活塞功能上相关联，该活塞能在离合器调节缸的相对两侧液压加载，该闭锁装置具有锁止元件，该锁止元件弹性偏置到阻止活塞运动的锁止状态，并能借助通过控制单元能电致动的致动器抵抗弹性偏置从锁止状态运动到允许活塞运动的释放状态，其中，泵的泵送方向可逆，以在离合器调节缸的一侧或另一侧液压加载离合器调节缸的活塞，以根据对应的泵送方向进行致动运动，并且控制单元协调电泵驱动装置和致动器的电致动，以使摩擦离合器脱开和接合。
[0008]泵驱动装置和致动器的协调在此情况下能通过控制单元来实施，以使闭锁装置的致动器先被电致动，以将锁止元件从在不带电的情况下阻止离合器调节缸的活塞运动的锁止状态置于释放状态，因而，消除通过闭锁装置产生的活塞的闭锁或锁止。然后，控制单元电致动泵驱动装置，从而以期望的泵送方向起动可逆泵，而作用于离合器调节缸的活塞的对应侧的液压压力产生活塞沿预定方向的运动，以致动与活塞可操作地连接的摩擦离合器。一旦活塞现在到达期望位置，就终止对闭锁装置的致动器供电，且通过控制单元切断泵驱动装置，该期望位置例如能通过位于离合器调节缸处的行程传感器来检测到。因此，锁止元件通过弹性偏置返回到其阻止活塞运动的锁止状态。
[0009]作为对此的替代方式，闭锁装置的致动器和泵驱动装置还能借助控制单元来如此协调操作，即，致动器首先被电致动，以通过使锁止元件缩回来消除对离合器调节缸的活塞的闭锁，然后以定义泵送方向来操作泵，以使活塞开始沿预定方向运动，并且不久之后将致动器再次切换到不带电，以使弹性偏置的锁止元件自动运动到其锁止状态，或者一旦由于参与的部件(锁止元件和活塞)的相对位置而再次可以进行闭锁，并且切断泵。在此替代方式情况下无须感测活塞位置等。
[0010]显然，建议的液压致动装置在能量方面以技术硬件上相对较少的耗费以及由此以较低成本非常有利地进行操作，特别是在致动摩擦离合器时，因为仅当为了使摩擦离合器脱开或接合需要离合器调节缸的活塞的致动运动时才对电气部件进行供电，否则通过闭锁装置的锁止元件来阻止该活塞进行运动。在动力单元或滑阀中不太需要必须加载的任何形式的储存器以及由此提高级别的油纯度，如对于离合器调节缸的“保持在压力下”那样。由于此外总是需要致动两个元件、即闭锁装置的致动器和泵驱动装置以开始进行运动，所以最后有利的是加大了抗故障致动的安全性。
[0011]原理上，可以在以下部件处提供闭锁装置，即，该部件为了形成与摩擦离合器的可操作连接而与离合器调节缸的活塞、例如活塞杆连接。然而，关于低构造耗费和紧凑结构，较佳的是闭锁装置安装在离合器调节缸上，以使锁止元件在离合器调节缸的活塞处与锁止部段协作，以将活塞保持在静止状态或致动状态下，或者从对应的状态释放；因此，不仅提供闭锁装置与离合器调节缸的活塞的摩擦联接还提供物理联接。在此情况下，位于离合器调节缸的活塞处的锁止部段能以简单的方式通过轴向间隔开的、可选地还呈活塞周缘处环绕的径向沟槽形式的凹槽来形成。
[0012]在用于双离合器或多离合器变速器的本发明的实施例的较佳形式中，离合器调节缸的活塞能在相对两侧分别与对应的摩擦离合器可操作地连接，因而，借助仅一个离合器调节缸可选地致动一个摩擦离合器或另一摩擦离合器。
[0013]如果为泵驱动装置和致动器的电致动的所述协调和/或为了其它目的需要行程信息，则离合器调节缸能包括用于检测活塞位置的传感器装置，该传感器装置较佳地具有设置在缸外壳处的传感器和附连到活塞的信号元件。
[0014]此外较佳的是可电致动的致动器是电磁致动器，因为可便宜且无困难地购得电磁致动器。由于致动器的电致动总是快速地发生，特别是当离合器调节缸的活塞的致动运动是期望的时，能量平衡是有利的。
[0015]原则上，还可以设计离合器调节缸的活塞与摩擦离合器可操作连接，因而，借助例如活塞杆来提供直接的机械联接。然而，特别是关于涉及到参与的部件的物理结构的高灵活度，较佳的是离合器调节缸的活塞在至少一侧与离合器主动缸的主活塞机械联接，该离合器主动缸通过压力管线与具有从动活塞的离合器从动缸液压连接，该从动活塞又与摩擦离合器机械连接，由此(还)存在液压操作连接。
[0016]如果在此情况下能影响或控制液压操作连接，特别是如果摩擦离合器是通常仅具有非常小的致动行程的湿式摩擦离合器，则这对于摩擦离合器的脱开以及特别是接合的灵敏度是有利的。由此，致动装置能以用于液压流体的流体储存器以本身已知的方式与离合器主动缸相关联的方式构造，在此情况下，从离合器主动缸起，将沿离合器主动缸方向锁止的止回阀以及可电磁致动的比例节流阀(原则上能偏置到过渡(trans i t ion )零位或锁止零位)连接到离合器主动缸与离合器从动缸之间的压力管线内，该比例节流阀通过出流管线与流体储存器连接，并且借助该比例节流阀能以定义方式调节离合器从动缸内的液压压力。
[0017]在具有离合器调节缸和摩擦离合器之间的受控液压操作连接的该实施例的变型中，比例节流阀能构造成在非致动状态下它位于过渡零位，因而，在不向比例节流阀供电的情况下在离合器从动缸内不形成压力。由于由此必须在任何情况下致动两个元件(泵驱动装置和比例节流阀)以开始离合器从动缸处的致动运动，大幅提高了抗故障致动的安全性。
[0018]在具有离合器调节缸和摩擦离合器之间的可影响的液压操作连接的实施例的另一变型中，最后可以在止回阀和比例节流阀之间将压力储存器连接到压力管线内，比例节流阀在非致动状态下位于锁止零位，该压力管线止回阀和比例节流阀之间通过转换阀与出流管线液压连接，该转换阀在非致动状态下锁止。当加载压力储存器时，这使得能够特别快速致动摩擦离合器，如对于特定应用期望的那样，因而，在此变型中考虑到了技术硬件方面的总体较高的耗费。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]下面，参照所附的仅仅是示意性的附图通过较佳实施例来更详细地阐释本发明，在附图中，相同的附图标记表示相同或对应的部件，且所有部件示出为处于静止状态、即非致动状态，在附图中:
[0020]图1示出了如根据本发明的第一实施例那样借助离合器调节缸来致动摩擦离合器和借助对应数目的挡位调节缸来致动四个挡位调节元件的液压致动装置，其中，离合器调节缸通过离合器主动缸和离合器从动缸的串联连接而与摩擦离合器可操作地连接；
[0021]图2示出图1中细节II的放大比例图，从该图中特别是能推断出关于离合器调节缸的进一步细节；
[0022]图3示出了根据本发明的第二实施例的用于摩擦离合器和四个挡位调节元件的致动的液压致动装置的回路图，其中通过与第一实施例相比，离合器主动缸和离合器从动缸之间的液压连接件设有用于调节压力的阀结构；
[0023]图4示出了根据本发明的第三实施例的用于摩擦离合器和四个挡位调节元件的致动的液压致动装置的回路图，其中，通过与第二实施例相比，离合器主动缸和离合器从动缸之间的液压连接件设有用于压力调节的不同的阀结构以及压力储存器；以及
[0024]图5示出了用于双离合器式变速器中的两个摩擦离合器和四个挡位调节元件的致动的液压致动装置的回路图，其中，与每个摩擦离合器相关联的是具有用于类似于图3所示压力调节的阀结构的离合器主动缸和离合器从动缸的串联连接，其中，离合器调节缸致动两个离合器主动缸。
[0025]在这些图中以及在下述描述中已经省略了对将要致动的挡位调节元件(例如，选择器套筒或具有选择器拨叉的选择器杆)和(干式或湿式)摩擦离合器的更详细的图示或阐释，因为这些元件及其功能是专业人员所熟知的，对其进行解释对于理解本发明显然没有必要。
【具体实施方式】
[0026]在图1中，附图标记10总地表示在机动车辆中用于一个(或若干个)摩擦离合器C和至少一个挡位调节元件的致动的液压致动装置，对于具有四个前进挡位Gl到G7以及一个倒档GR的自动变速器，四个挡位调节元件Fl到F4在所示实施例中以虚线示意地示出了为具有选择器拨叉的选择器杆。致动装置10能粗略地分成三个液压部段(每个液压部段用点划线框起来)。具体来说它们是:(第一)用于借助泵P形成液压压力的动力单元12，该泵与储存器14连接，并且能借助电泵驱动装置M来驱动，以使液压流体(例如，油或制动流体)沿泵送方向R排出，(第二)具有挡位调节缸GCl到GC4的挡位调节单元16，这些挡位调节缸与挡位调节元件Fl到F4相关联，并且与动力单元12液压连接，以及(第三)具有离合器调节缸CC的离合器致动部段18，该离合器调节缸与动力单元12液压连接，并且离合器调节缸的活塞以还将要描述的方式与摩擦离合器C可操作地连接。此外，设有控制单元ECU，该控制单元与泵驱动装置M和还将要更详细描述的控制元件电气连接(从控制单元ECU出发用向两侧和向下的虚线来画出)，这些控制元件用于挡位调节部段16和离合器致动部段18，并且就其而言由上级变速器控制单元(未示出)致动(位于控制单元ECU上方的虚线)。
[0027]如类似地接下来借助图1和2更详细描述的那样，具有锁止元件28的闭锁装置(detenting device) 26功能上并且在所示实施例中也物理上作为控制元件与离合器调节缸CC的活塞20联接，该活塞能在相对两侧22、24被液压加载(双作用活塞-缸结构)，该锁止元件借助例如为螺旋压力弹簧的弹簧30弹性偏置到阻止活塞20运动的锁止状态，并且能借助经由控制单元E⑶电致动的、较佳为电磁式的致动器抵抗弹性偏置从锁止状态运动到允许活塞20运动或使其能够运动的释放状态。此外，泵P的泵送方向R可逆(在图1中由双箭头表示，由此被称为可逆泵)，以在离合器调节缸体CC的活塞20的一侧(左侧有效表面)22和另一侧(右侧有效表面)24液压加载该活塞20，以根据对应的泵送方向R进行致动运动，在此情况下控制单元E⑶适当地协调泵驱动装置M和致动器32的电致动，以根据需要使摩擦离合器C脱开或接合(下面更详细阐释)。
[0028]动力单元12的泵P具有两个液压端口 34、36，根据对应选择的或者通过控制单元E⑶预先确定的泵送方向R，这两个液压端口中的一个形成泵入口(吸入接头)，借助泵入口吸入或向上吸液压流体，而另一端口形成泵出口(压力接头)，借助该泵出口在压力下递送液压流体。可用泵类型例如是齿轮泵、滚柱泵、叶轮泵和径向或轴向活塞泵。对于本申请来说，如果泵P构造成恒流泵就基本上足够了，该恒定流泵对于泵驱动装置的预定转动速度供给恒定的体积流。泵驱动装置M可选地转速可控，以例如能影响离合器调节缸CC的调节速度。借助图1中以虚线示出的电源线(Versorgungskabel)来对泵驱动装置M供电或致动泵驱动装置M，该电源线与控制单元ECU电气连接。
[0029]泵P的每个液压端口 34、36借助吸入管线38、40与储存器14连接，沿储存器的方向锁止的止回阀42、44连接到该吸入管线内。止回阀42、44能偏置到它们沿储存器14方向的设置锁止状态；然而，这未在附图中示出。此外，分支的压力管线46、48与各个液压端口 34、36连接，从而提供动力单元12与离合器调节缸CC和挡位调节缸GCl到GC4的液压连接，这些挡位调节缸均关于泵P并联。至此，专家将理解到当泵P以例如泵送方向R (图1中顺时针)操作时，泵P从压力管线46经由液压端口 34吸入液压流体，并且可选地经由止回阀42和吸入管线38从储存器14吸入液压流体。然而，借助其另一液压端口 36，泵P在压力管线48中以一定压力传送液压流体。在此情况下，止回阀44防止液压流体的压力降低或者回流到储存器14。以类似的方式使压力管线48卸压，而使压力管线46加载有压力，当泵P以泵送方向R (图1中逆时针)操作时，在此情况下，液压流体在图1中从泵P的右侧传送或排出到泵P的左侧。
[0030]在离合器致动部段18中，根据图2，压力管线46、48分别引向离合器调节缸CC的控制或压力端口 50、52。压力端口 50、52在图2中示意地示出为离合器调节缸CC的缸外壳54内的通道，该缸外壳形成离合器调节缸CC的缸室56，活塞40在该腔室内将两个压力室58,60彼此分离开。在此情况下，活塞20在其两端并在外周缘处设有对应的密封元件62、64，例如是本身已知的沟槽形密封圈，该密封元件与缸外壳54的内周缘表面协作以动力密封住对应的压力室58或60。
[0031]如沿轴向看缸室在密封元件62、64之间的无压力区域内、在活塞20处形成若干、在此是两个锁止部段，在所示实施例中安装在离合器调节缸CC、更精确地说是其缸外壳54上的闭锁装置26的锁止元件28与这两个锁止部段协作，以将活塞20保持在静止状态(如所示)或致动状态或使其从对应状态释放，如下面将更详细描述那样。活塞处的锁止部段在所示实施例中是在活塞的周缘处轴向间隔开的凹槽66、68。
[0032]闭锁装置26包括外壳70，该外壳在所示实施例中以合适的方式固定到离合器调节缸CC的缸外壳54的外周缘。致动器32的励磁线圈72接纳于外壳70内，并且至少部分地同心围绕铁磁性锁止元件28，该铁磁性锁止元件在此起到电磁驱动装置的电枢作用。以活塞方式在励磁线圈72内移动的锁止元件28穿过外壳70内的开口 74，因而，设置在锁止元件28的端部(在图2中为下方)并且其横截面向自由端部略渐缩的闭锁突出部76能与活塞20内的凹槽66或68配合。在其另一端部(图1中为上方)，锁止兀件28相对于外壳70的基部区域78借助弹簧30弹性地支承。借助图1中以虚线示出并与控制单元ECU电气连接的电源线来对励磁线圈72供电。
[0033]至此，显然的是弹簧30用于将锁止元件28推出闭锁装置26的外壳70，因而，在未对励磁线圈72供电的状态下，闭锁突出部76借助弹簧30的力保持与活塞20处的凹槽66、68保持配合。由于由此起作用的形状配合，当压力室58、60中的一个加载有压力时，防止活塞20在离合器调节缸CC内移动。相反，如果对励磁线圈72供电，则产生的磁力抵抗弹簧30的力使锁止元件28沿与活塞20的移动方向大致垂直的方向缩回到外壳70内，在此情况下闭锁突出部76从对应的凹槽66或68脱开。现在，活塞20能通过使对应的压力室58或60加载有压力而移动到图2中的左侧或右侧。
[0034]闭锁装置26的对应状态(打开或锁定)、即锁止元件28相对于闭锁装置26的外壳70的对应状态能借助控制单元ECU经由致动器32的电感值来间接确定，该电感值在锁止元件28相对于外壳70运动的情况下根据即刻空气间隙，锁止元件28与外壳70在弹簧30附近的基部区域78之间的间距来变化。
[0035]将活塞杆80在图2中的右侧紧固到活塞20，并且以适当密封的方式(未更详细示出)穿过离合器调节缸CC的缸外壳54的壁82，活塞杆为了致动时有效连接到相邻设置的离合器主动缸CM，更精确地说与主动缸的主活塞84机械联接。
[0036]以本身已知的方式构造的离合器主动缸CM包括缸外壳86,主活塞84接纳于该缸外壳内以沿纵向移动，并界定出压力室88。主活塞84在外周缘处设有主密封元件90和辅助密封兀件92,这些密封兀件相对于缸外壳86的内周缘表面动力密封,并且在它们之间限定随动区域(breather region)94。在图2中所示的主活塞84的静止状态下,压力室88借助随动连接件96与随动区域94无压力地连接，该随动连接件设置成借助随动端口 98与流体容器(fluid reservoirf)100流体连接。当主活塞88移动到图2中右侧时,主密封元件90行进超出随动连接件96，因而，压力室88和随动区域94液压上彼此分离，并且在压力室88内形成液压压力。现在，液压流体能从压力室88经由离合器主动缸CM的压力端口 102排出到与压力端口 102连接的压力管线104内。
[0037]如由图1中进一步推断，离合器主动缸CM借助压力管线104与离合器从动缸CS液压连接，该离合器从动缸可以是传统从动缸或所谓的中心释放装置(具有中心轴杆通道的环形活塞和环形缸体结构)。离合器从动缸CS以已知的方式具有从动活塞108，该从动活塞接纳于缸外壳106内以沿纵向移动，并且相对于缸外壳106的内周缘表面适当动力密封，并且在一侧与借助压力管线104液压加载的压力室110相接，并在其另一侧与摩擦离合器C在112处机械连接。
[0038]应理解到的是，当离合器主动缸CM致动时，液压流体通过主活塞84从压力室88排出，并且借助经由压力管线104的液压连接以对应的量推入离合器从动缸CS的压力室110内，由此，使从动缸108进行移动，并且借助机械连接件112在摩擦离合器C处进行脱开运动。
[0039]返回到图2，此外理解到在所示实施例中，在离合器调节缸CC的活塞20处设有两个凹槽66、68，凹槽在活塞20上的轴向位置和彼此间距限定了与活塞20可操作地连接的主活塞84的特定状态。如果闭锁突出部76如图1和2中所示与活塞处的右侧凹槽66配合，则这借助由活塞杆80形成的联接限定主活塞84以及由此从动活塞108的静止状态；因此，摩擦离合器C处于其未致动、在此为接合的状态。相反，如果闭锁突出部76与活塞20处的左侧凹槽68闭锁，则这限定主活塞84以及由此借助压力管线104内的流体柱限定从动活塞108的致动状态；由此，摩擦离合器C处于其致动、在此是脱开状态。
[0040]还如图2中可见，所示实施例中的离合器调节缸CC装备有用于检测活塞20的位置的传感器装置114，该传感器装置包括设置在缸外壳54处的传感器116 (例如，霍尔传感器)和附连到活塞20的信号元件118 (例如，永磁体)。传感器装置114相似地电气连接到控制单元ECU (在图1中用虚线示出)，该控制单元处理状态信号，例如以确定离合器调节缸CC的对应致动状态和/或根据活塞20的位置致动闭锁装置26。离合器从动缸CS也可设有用于从动活塞108的行程的传感器系统120，如图1中所示，该传感器系统与控制单元E⑶电气连接。
[0041]最后，关于具有四个双作用挡位调节缸GCl到GC4的挡位调节部段16，这四个双作用挡位调节缸能与关于泵P液压并联的压力管线46、48连接，须强调的是如能由图1中的示意图中容易假定，各个挡位调节缸GCl到GC4非常类似于离合器调节缸CC来构造。在此情况下，这些是被感测的调节缸，调节缸的活塞借助对应相关联的弹性偏置的闭锁装置来可选地固定或释放，该闭锁装置借助控制单元ECU电磁解锁，以根据活塞的对应液压加载来移动到图1的右侧或左侧。然而，所示实施例中的挡位调节缸GCl到GC4的活塞与根据图1的离合器调节缸CC相比分别设有三个锁止凹槽al，bl, cl, a2, b2, c2, a3, b3, c3或a4，b4，c4。然而，锁定凹槽bl到b4分别限定对应的活塞以及与其操作连接的挡位调节元件Fl到F4的静止状态或中性状态，其余锁止凹槽al到a4和cl到c4分别确定特定的接合状态。在此情况下，锁定到al处表示接合的前进档G3，闭锁到a2处表示接合的倒档GR，闭锁到a3处表示接合的前进档G6,闭锁到a4处表示接合的前进档G5,闭锁到cl处表示接合的前进档G1，闭锁到c2处表示接合的前进档G2，闭锁到c3处表示接合的前进档G4以及最后闭锁到c4处表示接合的前进档G7。由在此参照的同一 申请人:的先前的德国专利申请第102011107263.6号(DE-A-102011107263)可知这种挡位调节缸的其它细节、特别是构造细节.[0042]例如，借助上述液压致动装置10可以进行如下操作，其中，控制单元E⑶适当地致动并协调电泵驱动装置M和调节缸CC、GC1到GC4处的闭锁装置26的电磁致动器32，如有可能则考虑到感测的活塞位置。
[0043]如果尚合器调T1缸CC的活塞20为了尚合器王动缸CM处的致动运动而从预定状态、在此实施例中借助传感器装置114已知、根据图1和2例如是静止状态移位，则借助控制单元ECU先使闭锁装置26的致动器32供电。由此，锁止元件28抵抗弹簧30的力磁性缩回，在此情况下闭锁突出部76与活塞20处的对应的、在此是右侧的凹槽66脱开，因而，释放闭锁。现在借助控制单元E⑶以如下方式对泵驱动装置M供电，S卩，泵P以期望的调节运动方向所需的泵送方向R开始，例如以从图1中泵P的左侧到泵P的右侧的泵送方向R开始(泵以顺时针转动)。因此，对离合器调节缸CC内的压力室60进行液压加载，由此使活塞20移动到图1中的右侧。在活塞20的较短移动行程之后，可切断对致动器32的供电，因而，弹簧30试图使锁止元件28向图1中的下方移动。一旦活塞20相对于锁止元件28到达闭锁突出部76能滑动到凹槽68内的位置，就进行上述过程。现在切断泵驱动装置M以使系统再次完全没有电流。在此模式和方式下，活塞20能从一个锁止状态运动到另一锁止状态。
[0044]应理解到在整个系统中，能产生摩擦离合器C处的致动运动，或者挡位调节元件Fl到F4中的特定一个能移动，因为控制单元E⑶通过对闭锁装置26供电而消除了与摩擦离合器C或对应的挡位调节元件Fl到F4相关联的调节缸体CC或GCl到GC4处的活塞闭锁，并且根据期望的调节方向以特定的泵送方向R接通泵P，而其它调节缸的活塞借助与其功能上相关联的闭锁装置保持在没有电的状态。通过该切换过程基本上可以沿相同调节方向同时执行若干调节运动，因为同时向对应的闭锁装置和泵驱动装置M供电，而加载有压力并释放的活塞沿相同的调节方向运动。
[0045]由此，能在简短的说明中如下实施离合器和挡位选择操作:
[0046]A.起动:控制单元ECU从上级变速器控制件接收用于起动以及关于所需动力学的数据的信号。除了行程传感器外的所有电气部件都不带电，除非另有相反表述；开始时，所有调节缸CC，GCl到GC4都闭锁到静止状态(配合到凹槽66或bl到b4内)。
[0047]A.1为了打开摩擦离合器C，对离合器调节缸CC处的闭锁装置26供电，并且接通泵P以向右转动，而离合器调节缸CC内的活塞20向右运动并且致动离合器主动缸CM。在此情况下借助集成的传感器装置114来探测到活塞20的位置。由此液压致动离合器从动缸CS，并且打开摩擦离合器C。在活塞20的最终状态下，闭锁装置26没有电，并由此将活塞20保持在位(闭锁突出部76与凹槽68配合)；泵P被切断。
[0048]A.2为了挂入所需的挡位一即第一前进档Gl或倒档GR尚未挂入一过程如下。如果挂入第一前进档G1，不向挡位调节缸GCl处的闭锁装置供电；再次接通泵P以向右转动。由此，挡位调节缸GCl内的活塞向左行进，以使第一前进档Gl借助挡位调节元件Fl挂入。然后通过使相关联的闭锁装置不带电(配合到凹槽Cl内)来将挡位调节缸GCl的活塞固定在位。
[0049]A.3为了实际的起动过程，操作泵P起初以向右转动，以释放对离合器调节缸CC的闭锁。然后使离合器调节缸CC处的闭锁装置26供电，将泵P切换到向左转动，离合器调节缸CC内的活塞20在行程调节下运动，从而以定义的方式与摩擦离合器C配合，并且由此以对应于机动车辆的期望的动力学状态起动。当到达静止状态时，没有电的闭锁装置26使活塞20闭锁(闭锁突出部76与凹槽66配合)；泵P被切断。
[0050]B.换挡:控制单元ECU从上级变速器控制件接收用于换挡的信号。除了行程传感器外的所有电气部件都不带电，除非另有相反表述；离合器调节缸CC闭锁到静止状态，并且挡位调节缸GCl到GC4闭锁到它们的对应状态中。
[0051]B.1为了换挡，如上A.1中所述，先打开摩擦离合器C。
[0052]B.2为了脱开第一前进档G1，向挡位调节缸GCl处的闭锁装置供电。操作泵P以向左转动，因而，向右拉动挡位调节元件F1。当挡位调节缸GCl的活塞到达中间状态时，它通过使相关联的闭锁装置不带电(配合到凹槽bl内)来固定。
[0053]B.2为了挂入第二前进档G2，向挡位调节缸GC2处的闭锁装置供电。操作泵P以向右转动，因而，向左推动挡位调节元件F2。当挡位调节缸GC2的活塞到达其左侧位置时，它通过使相关联的闭锁装置不带电(配合到凹槽c2内)来固定。
[0054]B.4为了使摩擦离合器C闭合，先操作泵P以向右转动，因而，释放离合器调节缸CC处的闭锁。然后，向离合器调节缸CC处的闭锁装置26供电，将泵P切换到向左转动，离合器调节缸CC内的活塞20在行程调节下运动，从而使摩擦离合器C以期望的动力学状态闭合。当到达静止状态时，没有电的闭锁装置26使活塞20闭锁(闭锁突出部76与凹槽66配合)；泵P被切断。
[0055]对于其它挡位来说过程是类似的，因而，就此参照其它挡位的阐释是多余的。
[0056]下面应将根据图3到5的其它实施例仅描述到它们与参照图1和2上述的第一实施例不同的程度。在一开始须在此强调的是其它实施例在动力单元12和挡位调节部段16方面与第一实施例没有不同，并且因此不再作阐释；仅在离合器致动部段18的设计以及特别是如下方面存在差异。
[0057]在根据图3的第二实施例中，从离合器主动缸CM起，沿离合器主动缸CM方向锁止的止回阀122和可电磁致动的比例节流阀124连接到离合器主动缸CM与离合器从动缸CS之间的压力管线104内。能以定义的方式借助比例节流阀124来调节离合器从动缸CS内的液压压力，该比例节流阀可借助控制单元ECU电致动，并且借助出流管线126与流体容器100连接。
[0058]在所示实施例中，比例节流阀124实施成在非致动状态下切换到过渡零位中的可电磁致动的2/2球座阀，如原理上由同一 申请人:的DE-A-19633420 (图4)已知那样，由此在关于阀的其它细节参照该专利。通过对抵抗弹性力离开阀座弹性偏置的阀体(球)的以电磁方式形成的保持，阀座和阀体之间的节流间隙能闭合或可变地调节，借助该间隙，液压流体能从压力管线104流动到出流管线126内，因而，由于止回阀122保持离合器从动缸内的“闭锁”压力，或使该压力以定义方式朝向平衡容器100的方向释放或卸去。
[0059]由此，为了使摩擦离合器C打开或脱开，必须向比例节流阀124供电，以使其闭合，因而，当离合器主动缸CM如上所述由离合器调节缸CC致动时，压力能在任何情况下形成于离合器从动缸CS内。为了使摩擦离合器C闭合或接合，与第一实施例相比，不必操作泵P。相反，这能通过比例节流阀124的合适致动以可变地调节节流间隙来以较大灵敏度进行。然而，离合器调节缸CC同时或此后必须回到其起始或静止状态，特别是通过向闭锁装置26供电来释放将活塞20闭锁在致动状态下，通过操作泵P向左转动来移动活塞20，并且最后通过使闭锁装置26不带电来将活塞20闭锁到静止状态中。
[0060]在图4中所示的第三实施例的情况下，在离合器主动缸CM和离合器从动缸CS之间相继连接有止回阀122和比例节流阀124、在此是可电磁致动的2/2球座阀。然而，通过与第二实施例相比，阀124在非致动状态下处于锁止零位，即，阀本体弹性偏置抵靠阀座，并且必须以电磁方式作用来抵抗弹性力从阀座提升，从而以定义方式调节节流间隙。在根据图4所示的回路图中，比例节流阀124设置成它在不带电的情况下起到沿离合器主动缸CM的方向锁止的、弹性偏置的止回阀的作用。此外，在止回阀122与比例节流阀124之间，压力储存器128连接到压力管线104内，压力管线又通过可电磁致动的转换阀130在止回阀122和比例节流阀124之间与出流管线126液压连接，该转换阀弹性偏置成闭锁到非致动状态下。
[0061]最后，在图4中于132处示出有压力传感器，该压力传感器像转换阀130与控制单元E⑶电气连接，用以检测压力管线104内的压力，由此，例如能识别出泄漏，并且原理上也能在其它实施例中设置。在本回路中，压力传感器132还能有利地与控制单元ECU结合起到以定义方式向使比例节流阀124预先供电的目的，因而，能更快地实现比例节流阀124的打开点。
[0062]关于根据第三实施例的致动装置10的操作，应首先注意到(如果摩擦离合器C还未打开)周期性地、即以规则间隔向转换阀130供电，以确保体积补偿，由于热膨胀等会需要这种体积补偿。
[0063]然后，如下进行摩擦离合器C的脱开和接合:起初，为了填充(弹性)压力储存器128，向闭锁装置26供电，且接通泵P向右转动，以使离合器调节缸CC致动离合器主动缸CM。比例节流阀124处的弹性偏置在此情况下呈如下幅度，即，由于离合器主动缸CM的致动而排出的液压流体的体积被推入压力储存器128 ;止回阀122和闭锁的转换阀130维持压力。然后，操作泵P向左转动，直至活塞20到达其静止状态。然后，离合器主动缸CM将液压流体通过随动端口 98吸出到流体容器100，以使它准备好进行下一次致动。如有可能，可通过离合器调节缸CC来进行离合器主动缸CM的若干次这种致动，直至充分填充该压力储存器128。随后使闭锁装置26不带电，并且使离合器调节缸CC的活塞20闭锁；泵P被切断。
[0064]摩擦离合器C的打开或脱开此后仅通过向比例节流阀124适当供电来进行，在此情况下压力储存器128供给致动离合器从动缸CS所需的压力。
[0065]为了使摩擦离合器接合或脱开，起始向转换阀130供电，以使压力管线104与出流管线126连接。最后，适当地致动比例节流阀124，从而以定义的方式使离合器从动缸CS液压卸载，并且在此情况下形成路程可调的脱开运动。
[0066]图5中所示的第四实施例与之前所述的实施例的不同之处基本上在于，离合器调节缸CC的活塞20在相对两侧22、24分别可操作地连接到对应的摩擦离合器C、C’ ’，因而，通过离合器调节缸CC可选地致动在双离合器变速器中能例如与偶数前进档G2、G4和G6以及倒档GR相关联的一个摩擦离合器C或者在双离合器变速器中能例如与奇数前进档G1、G3、G5和G7的另一摩擦离合器C’ ’。在此情况下，离合器调节缸CC的活塞20在两侧分别机械联接于离合器主动缸CM、CM’的对应主活塞84、84’。如在根据图3的第二实施例的情况那样形成关于摩擦离合器C或C’的对应的进一步操作连接，因而，可以参照上述说明。
[0067]与前述实施例不同的是，附加地在活塞20处设有另一凹槽67，因而，该活塞总地具有三个凹槽66、67和68。在此情况下，中间凹槽67限定离合器调节缸CC中的活塞20的基本或静止状态，位于图5中右侧的凹槽66在致动摩擦离合器C’时限定活塞20的致动状态，而位于图5中左侧的凹槽68在致动另一摩擦离合器C时限定活塞20的致动状态。如上已述地进行活塞20的闭锁和移动。
[0068]对于专家来说显然的是由此可以使摩擦离合器C、C’ ’相互关联地操作。如果例如挡位从第一前进档Gl变化到第二前进档G2，则该过程可以是从与第一前进档Gl相关联的摩擦离合器C’ ’闭合、而与第二前进档G2相关联的摩擦离合器C通过通有电的比例节流阀124来保持打开的状态开始，如下以简略形式描述。
[0069]C.1在“空转”的部分变速器中挂入第二挡:使挡位调节缸体GC2处的闭锁装置供电；操作泵P以向右转动，以及由此挂入第二前进档G2 ;使挡位调节缸体GC2处的闭锁装置不带电，并且由此固定对应调节缸活塞(参照图1，配合到凹槽C2内)。
[0070]C.2离合器的“相互关联”:向离合器调节缸CC处的闭锁装置26和比例节流阀124’供电；操作泵P以向左转动，以及由此致动离合器主动缸CM’ ；离合器主动缸液压致动离合器从动缸CS’，该离合器从动缸打开摩擦离合器C’。与此同时:受控地使比例节流阀124不带电，因而，离合器从动缸CS液压卸载，并且摩擦离合器C闭合。在离合器调节缸CC内的活塞20的(左)端位置，闭锁装置26不带电，因而，活塞20保持在位(配合到凹槽66内)。
[0071]C.3在现在“空转”的部分变速器中使第一挡脱开:使挡位调节缸体GCl处的闭锁装置供电；操作泵P以向左转动，由此，使第一前进档Gl脱开；一旦对应的调节缸活塞到达其中间位置，就使挡位调节缸体GCl处的闭锁装置不带电，该活塞在中间位置由此被锁定(参照图1，配合到凹槽bl内)。
[0072]C.4再次形成离合器调节缸CC的初始位置:与第一前进档Gl的脱开同时或之后，向闭锁装置26供电，并且操作泵P以向左转动，直至活塞20到达其静止状态，在静止状态中，闭锁装置26不带电，由此使活塞20闭锁(配合到凹槽67内)。
[0073]能以类似方式在其它挡位之间进行变化；为此，关于这方面的阐释是多余的。
[0074]用于至少一个摩擦离合器和至少一个挡位调节元件的液压致动装置包括用于借助电驱动泵形成压力的动力单元、挡位调节部段和离合器致动部段以及用于控制这些子组件的电控制单元，挡位调节部段和离合器致动部段与动力单元液压连接，并带有挡位调节和离合器调节缸。与离合器调节缸的活塞相关联的是具有锁止元件的闭锁装置，该活塞可操作地连接到摩擦离合器，并能在相对两侧液压加载，锁止元件弹性偏置到阻止活塞运动的锁止状态，并能借助可通过控制单元来致动的致动器从锁止状态运动到释放状态，从而允许活塞运动。在此情况下，泵的泵送方向可逆，以根据泵送方向在一侧或另一侧加载活塞，以进行致动运动。控制单元协调泵装置和致动器的致动，以使摩擦离合器接合或脱开。
[0075]附图标记列表
[0076]10液压致动装置
[0077]12动力单元
[0078]14储存器
[0079]16挡位调节部段
[0080]18离合器致动部段
[0081]20 活塞
[0082]22 侧
[0083]24 侧
[0084]26闭锁装置
[0085]28锁止元件
[0086]30 弹簧
[0087]32致动器
[0088]34液压端口
[0089]36液压端口
[0090]38吸入管线
[0091]40吸入管线[0092]42止回阀
[0093]44止回阀
[0094]46压力管线
[0095]48压力管线
[0096]50压力连接
[0097]52压力连接
[0098]54缸外壳
[0099]56 缸室
[0100]58压力室
[0101]⑶压力室
[0102]62密封元件
[0103]64密封元件
[0104]66 凹槽
[0105]67 凹槽
[0106]68 凹槽
[0107]70 外壳
[0108]72励磁线圈
[0109]74 开口
[0110]76闭锁突出部
[0111]78基部区域
[0112]80,80’ 活塞杆
[0113]82 壁
[0114]84，84’ 主活塞
[0115]86,86’ 缸外壳
[0116]88, 88'压力室
[0117]90主密封元件
[0118]92辅助密封元件
[0119]94随动区域
[0120]96随动连接件
[0121]98随动端口
[0122]100，100’ 流体容器
[0123]102，102’ 压力端口
[0124]104，104’ 压力管线
[0125]106, 106’ 缸外壳
[0126]108，108’ 从动活塞
[0127]110，110’ 压力室
[0128]112，112’机械连接件
[0129]114，114’传感器装置
[0130]116传感器[0131]118信号元件
[0132]120，120’行程传感器
[0133]122，122’ 止回阀
[0134]124,124’比例节流阀
[0135]126,126’ 出流管线
[0136]128压力储存器
[0137]130转换阀
[0138]132压力传感器
[0139]al_a4 锁止凹
[0140]bl_b4 锁止凹
[0141]cl_c4锁止凹槽
[0142]C，C’摩擦离合器
[0143]CC离合器调节缸
[0144]CM, CM尚合器王动缸
[0145]CS，CS’离合器从动缸
[0146]E⑶控制单元
[0147]F1-F4挡位调节元件
[0148]G1-G7 前进挡
[0149]GC1-GC4挡位调节缸
[0150]G 倒挡
[0151]P 泵
[0152]M电泵驱动装置
[0153]R泵送方向
【权利要求】
1.一种用于机动车辆中的至少一个摩擦离合器(C，c’)和至少一个挡位调节元件(F1-F4)的致动的液压致动装置(10)，所述液压致动装置包括用于借助泵(P)形成液压压力的动力单元(12)、挡位调节部段(16)、离合器致动部段(18)以及控制单元(ECU)，所述泵能借助电泵驱动装置(M)驱动，以便沿泵送方向(R)排出液压流体，所述挡位调节部段具有用于所述挡位调节元件(F1-F4)的挡位调节缸(GC1-GC4)，所述挡位调节缸与所述动力单元(12)液压连接，所述离合器致动部段具有离合器调节缸(CC)，所述离合器调节缸与所述动力单元(12)液压连接，所述离合器调节缸的活塞与所述摩擦离合器(C，C’)可操作地连接，所述控制单元与所述电泵驱动装置(M)以及用于所述挡位调节部段(16)和所述离合器致动部段(18)的控制元件电气连接，其特征在于，具有锁止元件(28)的闭锁装置(26)作为控制元件与所述活塞(20)功能上相关联，所述活塞能在所述离合器调节缸(CC)的相对两侦U (22，24)液压加载，所述锁止元件(28)弹性偏置到阻止所述活塞(20)运动的锁止状态，并能借助能通过所述控制单元(ECU)电致动的致动器(32)抵抗弹性偏置从所述锁止状态运动到允许所述活塞(20)运动的释放状态，其中，所述泵(P)的所述泵送方向(R)可逆，以便在所述离合器调节缸的一侧或另一侧(22，24)液压加载所述离合器调节缸(CC)的所述活塞(20)，以便根据对应的泵送方向(R)进行致动运动，并且所述控制单元(E⑶)协调所述电泵驱动装置(M)和所述致动器(32)的电致动，以使摩擦离合器(C，C’ )脱开和接合。
2.如权利要求1所述的致动装置(10)，其特征在于，所述闭锁装置(26)安装在所述离合器调节缸(CC)上，所述锁止元件(28 )在所述离合器调节缸(CC)的所述活塞(20 )处与锁止部段协作，以便将所述活塞(20)保持在静止状态或致动状态下,或者从对应的状态释放所述活塞。
3.如权利要求2所述的致动装置(10)，其特征在于，所述锁止部段通过活塞周缘处轴向间隔开的凹槽(66-68)形成于所述离合器调节缸(CC)的所述活塞(20)处。
4.如前述权利要求中任一项所述的致动装置(10)，其特征在于，所述离合器调节缸(CO的所述活塞(20)在相对两侧(22，24)与对应的摩擦离合器(C，C’)可操作地连接，因而能借助所述离合器调节缸(CC)可选地致动一个摩擦离合器(C)或另一摩擦离合器(C’)。
5.如前述权利要求中任一项所述的致动装置(10)，其特征在于，所述离合器调节缸(CC)包括用于检测所述活塞(20 )的位置的传感器装置(114)，所述传感器装置具有设置在缸外壳(54)处的传感器(I 16)和附连于所述活塞(20)的信号兀件(I 18)。
6.如前述权利要求中任一项所述的致动装置(10)，其特征在于，能电致动的致动器是电磁致动器(32)。
7.如前述权利要求中任一项所述的致动装置(10)，其特征在于，所述离合器调节缸(CC)的所述活塞(20)在至少一侧与离合器主动缸(CM，CM’)的主活塞(84，84’)机械联接，所述离合器主动缸借助压力管线(104，104’)与具有从动活塞(108，108’)的离合器从动缸(CS，CS’)液压连接，所述从动活塞与所述摩擦离合器(C，C’)机械连接。
8.如权利要求7所述的致动装置(10)，其特征在于，用于液压流体的流体容器(100，100’)以本身已知的方式与所述离合器主动缸(CM，CM’)相关联，从所述离合器主动缸(CM，CM’)起，沿所述离合器主动缸(CM，CM’)的方向锁止的止回阀(122，122’)和可电磁致动的比例节流阀(124，124’)连接到所述离合器主动缸(CM，CM’)和所述离合器从动缸(CS，CS’)之间的压力管线(104，104，)内，所述比例节流阀通过出流管线(126，126，)与所述流体容器(100，100’)连接，并由此能以定义的方式调节所述离合器从动缸(CS，CS’)内的液压压力。
9.如权利要求8所述的致动装置(10)，其特征在于，处于非致动状态的所述比例节流阀(124，124’)被置于过渡零位。
10.如权利要求8所述的致动装置(10)，其特征在于，在所述止回阀(122)和所述比例节流阀(124)之间将压力储存器(128)连接到所述压力管线(104)内，所述比例节流阀在非致动状态下位于锁止零位，所述压力管线在所述止回阀(122)和所述比例节流阀(124)之间通过在非致动状态下锁止的转换阀(130)与所述出流管线(126)液压连接。
【文档编号】F16H61/40GK103912678SQ201310727031
【公开日】2014年7月9日 申请日期:2013年12月25日 优先权日:2013年1月9日
【发明者】W·赫伯那 申请人:Fte汽车股份有限公司