CN111795141A - 双离合器致动器和具有这种致动器的驱动组件 - Google Patents

双离合器致动器和具有这种致动器的驱动组件 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种双离合器致动器，具有液压泵(22)、第一离合器液压回路(40)、第二离合器液压回路(50)和至少第一切换液压回路(30；60)，其中，切换液压回路(30；60)连接到液压泵(22)并且具有控制阀(32；62)，控制阀具有回流连接部(36；66)，其中第一离合器液压回路(40)连接到切换液压回路(30)的控制阀(32)的回流连接部(36)并且同样具有控制阀(42)，并且其中第二离合器液压回路(50)连接到液压泵(22)并也具有控制阀(52)。本发明还涉及一种用于机动车辆的车轴的驱动组件，具有：电马达(1)；齿轮箱(3)，具有连接到电马达(1)的输入，第一挡级和第二挡级以及输出；双离合器(2)，设置在电马达(1)和齿轮箱(3)的输入之间；同步组件(10)，设置在第一挡级和所述齿轮箱(3)的输出之间；和这种致动器，其中，第一切换液压回路(30)与第一挡级的同步组件(10)联接。

Description

双离合器致动器和具有这种致动器的驱动组件
技术领域
本发明涉及一种双离合器致动器和用于机动车辆的车轴的驱动组件，具有：电马达；齿轮箱，具有连接到电马达的输入，第一挡级和第二挡级以及输出轴；双离合器，设置在电马达和齿轮箱的输入之间；和同步组件，设置在第一挡级和齿轮箱的输出之间。
背景技术
原则上，这种驱动组件(也简称为“E轴”)在从电马达到车轮的扭矩传递路径中可配置有仅一个挡级，而无需离合器。然而，为了将高加速能力与同时高的最大速度结合起来，在现有技术中已知的是，齿轮箱具有两个或更多个挡级，以便在起动时可以使用较大的减速比，而在高速情况下可以使用较低的减速比。通过适当地致动双离合器，可以在不中断牵引力的情况下进行变速操作。
为了使离合器传递的扭矩尽可能小，通常将双离合器布置在齿轮箱的输入侧。因此，有两个输入轴和一个联合输出轴。当扭矩经由第二挡级传递时，同步组件允许在齿轮箱的输出与第一挡级的输入轴之间的力流分离。如果没有同步组件，则根据两个挡级的减速比之间的差异，第一挡级的输入轴将以比第二输入轴更快的速度被带动。
现有技术中已知不同的双离合器致动器，利用双离合器致动器可以以期望的方式切换双离合器以及同步组件。在DE 10 2015 214 998 A1中可以找到一个示例。
发明内容
本发明解决的问题是提出一种双离合器致动器，其特征在于更紧凑的设计。此外，将提出用于电动车辆的车轴的紧凑的驱动组件。
为了解决该问题，根据本发明提供了一种具有液压泵的双离合器致动器，其具有第一离合器液压回路、第二离合器液压回路和至少第一切换液压回路，其中，切换液压回路连接到液压泵并且具有控制阀，该控制阀具有回流连接部，其中第一离合器液压回路连接到切换液压回路的控制阀的回流连接部并且同样具有控制阀，并且其中第二离合器液压回路连接到液压泵并也具有控制阀。为了解决上述问题，还提供了上述类型的驱动组件，其具有上述类型的致动器，其中，第一切换液压回路联接至第一挡级的同步组件。
本发明基于这样的知识，即切换液压回路不必在设计上完全独立，而是可以构造为第一离合器液压回路上游的分支。换句话说，用于同步组件的控制阀和用于第一离合器液压回路的控制阀以级联的方式布置。由于在操作过程中通常发生的顺序，在致动同步组件和第一离合器时，可以从切换液压回路的控制阀的回流连接部供应第一离合器的液压回路。由此总体上产生非常简单的设计，该设计紧凑并且需要很少的部件。
根据本发明，设置第二离合器液压回路直接连接到液压泵。当没有为第二挡级提供同步组件时，这意味着第二挡级总是共同旋转，这种简单的设计特别有利。
根据本发明的替代实施例，提供了第二切换液压回路，该第二切换液压回路连接到液压泵，其中第二离合器液压回路连接到控制阀的回流连接部，第二切换液压回路中的压力通过该控制阀被控制。当提供布置在第二挡级与齿轮箱的输出之间的第二同步组件时，该致动器是有利的。利用第二同步组件，第二挡级的输入轴可与齿轮箱的输出分离，从而当第一挡级处于活动状态时，输入轴不会被带动。这为齿轮箱产生了较低的阻力扭矩。替代地，停车锁致动器也可以连接到第二切换液压回路，以便允许这样操作方法：其中仅离合器连接到第一挡级，然后仅打开停车锁。
根据一种实施方式，为切换液压回路提供压力传感器，其中，与对应的控制阀的回流连接部连接的离合器液压回路不具有其自身的压力传感器。该具有成本效益的实施例是基于这样的知识，即，当用于切换液压回路的控制阀完全打开时，总是对对应的离合器进行液压回路中压力的控制和调节。因此，该离合器的液压回路中的压力对应于由切换液压回路的压力传感器检测到的压力。
同步组件的致动器优选地包括用于在操作压力下接收支撑力的机械止挡部。由于同步组件的致动器暴露于为了致动离合器所需的压力，因此毫无疑问的是，与此同时，向所述致动器施加的压力高于用于打开和关闭的实际所需的操作压力。机械止挡部允许轻松承受由较高压力产生的力。
为了在高度动态的控制和调节动作的情况中可以更有效地控制或调节对应离合器液压回路中的压力，还可以为连接至控制阀的回流连接部的离合器液压回路提供压力传感器。
根据一个优选的实施方式，在双离合器致动器中集成有储液器，该储液器通过分隔壁被划分成两个部分容积部，其中，液压泵具有两个输入，第一离合器液压回路的控制阀的回流连接部通入部分容积部中，液压泵从该部分容积部中抽取以供应第二离合器液压回路。这种划分提高了功能可靠性，因为在其中一个回路泄漏的情况下，另一回路可用的液压流体不会受到影响。因此，即使两个挡级中的仅一个可以使用，车辆原则上是继续可操作的。
根据本发明的一个实施方式，集成有连接到切换液压回路的停车锁。以这种方式，停车锁可以被解锁，而不需要为此目的的单独致动器。
根据一个优选的实施例，停车锁集成在驱动组件中，该驱动组件连接至切换液压回路，第一挡级的同步组件也同时连接至该切换液压回路。由于在起动车辆时停车锁首先被释放，并且还必须致动第一挡级的同步组件，因此不需要单独的液压回路来释放停车锁，而是可以与第一挡级的同步组件平行地致动停车锁。这导致结构性费用的进一步减少。
如果将受限锁止差速器集成在驱动组件中，则可以通过将锁止差速器液压回路和控制阀连接到第一离合器液压回路的控制阀的回流连接部而通过致动器轻松地致动锁止差速器。这允许在没有进一步昂贵的构造的情况下，从第一控制阀的返回运动中获得用于致动锁止差速器(更准确地，用于产生锁止力矩的摩擦衬片上的冲击)所需的油流。
附图说明
下面借助于在附图中示出的不同实施例来描述本发明。在附图中：
图1示出了根据本发明的驱动组件的示意图；
图2示出了根据本发明的驱动组件的立体图；
图3示出了根据第一实施例的本发明的双离合器致动器的液压回路图；
图4示出了起动时切换液压回路和第一离合器液压回路中的压力分布；
图5示出了当从第二挡级切换到第一挡级时切换液压回路和两个双液压回路中的压力分布；
图6示出了根据本发明第二实施例的双离合器致动器的液压回路图；
图7示出了根据本发明第三实施例的双离合器致动器的液压回路图；和
图8示出了根据本发明第四实施例的双离合器致动器的液压回路图。
具体实施方式
图1和图2示出了用于机动车辆的车轴的驱动组件。
它包括电马达1，电马达1的驱动输出可以经由双离合器2传递到整体上表示为3的齿轮箱，在该齿轮箱的输出处布置有差速齿轮箱4。
双离合器2的两个离合器例如通过液压从动缸被液压地致动。离合器被设计成使得它们为常开式的，使得当不存在液压时，不会从它们传递扭矩。
驱动输出从差速齿轮箱4经由两个输出轴5传递到车轴的两个从动车轮。如果需要，可以将差速器锁集成在差速齿轮箱4中。
齿轮箱3包括两个挡级，这两个挡级经由第一输入轴6和第二输入轴7连接到双离合器2。因此，扭矩可以经由中间轴8和进一步的减速级9独立于经由第一挡级或第二挡级实现的双离合器2的切换状态而传递至差速齿轮箱4。
第一齿轮级的输出侧的齿轮经由同步组件10联接到中间轴8。在图1中实线所示的同步组件10的状态下，第一挡级的扭矩流被中断；第一齿轮级的输出侧的齿轮自由旋转地布置在中间轴8上。如果差速齿轮箱4经由第二齿轮级由电马达1驱动，则第一齿轮级因此不必被带动。特别地，由此防止第一齿轮级的输入侧上的齿轮和离合器的输出侧上的板在这种状态下以显著高于第二输入轴7的输入速度的速度被驱动和带动。
在图1中用虚线示出的同步组件10的状态中，第一齿轮级的输出侧的齿轮不可旋转地联接至中间轴8，从而可以经由第一挡级传递扭矩。
同步组件10可具有与在多挡级、手动切换车辆齿轮箱的情况中或在双离合器齿轮箱的情况中的同步组件类似的设计。因此，它可以包括摩擦衬片和滑动套筒，该摩擦衬片在切换操作之前同化中间轴8的和第一齿轮级的输出侧上的齿轮的速度，该滑动套筒可以被可以被改变以在中间轴8和输出侧的齿轮之间建立不可旋转的连接。在图1中示出了用于致动滑动套筒的致动器12。
致动器12是液压致动的。为此，致动器可以被配置为液压定位缸。致动器12通常是打开的，其中同步组件10通过弹簧移动到打开位置。换句话说，如果不施加压力，则第一挡级的输出齿轮可在中间轴8上自由旋转。
驱动组件还包括停车锁，该停车锁用于机械地阻挡驱动轴。在这种情况下，所述停车锁分配给减速级9的轴。
停车锁14具有液压从动缸，该液压从动缸设有弹簧作为致动器，因此其通常是关闭的。从动缸可以通过电磁阀锁定在两个位置，即打开和关闭位置。
在图2中还示出了双离合器致动器20，其用于致动双离合器2的两个离合器以及同步组件10和停车锁14。
下文参照图3更详细地解释双离合器致动器20的设计。
它包括由电马达24驱动的液压泵22。
在这种情况下，液压泵22具有两个输入，这些输入从储液器26的部分容积部中抽取，所述部分容积部在结构上彼此分开。
切换液压回路30连接至液压泵的输出，同步组件10的致动器12和停车锁14的致动器连接至该液压泵。液压回路30中的压力由构造成比例阀的控制阀32控制或调节。借助于压力传感器34，可以通过适当地致动控制阀32来检测和控制或调节切换液压回路30中的压力。为此，控制阀32的输入和回流连接部36之间的连接被适当地打开或关闭，从而由液压泵22提供的压力可以以期望的方式存储在切换液压回路30中。
切换液压回路30的控制阀32的回流连接部36供应第一离合器液压回路40，该第一离合器液压回路40被设置用于致动分配给齿轮箱3的第一挡级的双离合器2的离合器。第一离合器液压回路40具有控制阀42，该控制阀在这种情况下同样构造成比例阀。借助于压力传感器44，第一离合器液压回路40中的压力可以通过控制阀42的适当致动被检测和控制或调节。控制阀42的回流连接部46通入储液器26的部分容积部中，液压泵22从该部分容积部中抽取以供应切换液压回路30以及第一离合器液压回路40。
在这种情况下，第一离合器液压回路40不具有其自己的压力传感器，但是可以基于来自分配给切换液压回路30的压力传感器34的信号来致动控制阀42。然而，也可以容易地在第一离合器液压回路40中设置另外的压力传感器，例如这对于高度动态的致动过程是期望的。
液压泵22具有第二压力出口，第二离合器液压回路50连接到该第二压力出口。这用于致动分配给齿轮箱3的驱动轴7的双离合器2的离合器，换句话说，第二挡级的驱动轴。
第二离合器液压回路50具有控制阀52，该控制阀在这种情况下同样构造成比例阀。此外，设置有压力传感器54，其检测第二离合器液压回路50中的压力，从而可以期望的方式致动控制阀52。
第二控制阀52的回流连接部56通入储液器26的部分容积部，液压泵22从该部分容积部抽取以供应第二离合器液压回路50。
在液压泵22的压力出口和通向控制阀32或52的分支之间相应地布置有止回阀38或58，从而通过关闭对应的控制阀32或52可以维持对应液压回路中的液压，而不必操作液压泵22。
在图4的帮助下，以下提供了关于在对应的车辆将要出发时如何致动驱动组件的部件的说明。
如果车辆即将出发，则首先打开液压泵22，以便在两个压力出口处都存在液压。
在阶段1中，在切换液压回路30的输出处通过适当地致动控制阀32产生压力，使得常开同步组件10关闭，从而使第一挡级被接合，并且此外停车锁14被释放。当停车锁14被释放时，其通过中断用弹簧预紧的常闭闩锁磁铁的电源而被锁定在打开状态。
一旦第一挡级被接合并且停车锁被释放，第一离合器液压回路40的控制阀42就可以被致动以使得泵压力累积，从而使得双离合器2的被分配给第一挡级的离合器被接合。在这种情况下，一旦第一离合器液压回路40中的压力大于切换液压回路30中的为了接合第一挡级并释放停车锁止所必需的压力，控制阀32就可以完全打开，使得简单地通过控制阀42即可控制或调节切换液压回路30和第一离合器液压回路40两者中的压力。
一旦分配给第一挡级的离合器以所需的力被接合，车辆就可以电起动(阶段3)。只要车辆以相同挡级(假设示例中为第一挡级)电动行驶，一旦控制阀42关闭，就可以关闭液压泵22；然后借助于止回阀38保持液压。
如果车辆被关闭，则控制阀42可以被打开，从而在第一离合器液压回路40和切换液压回路30两者中压力都下降。以这种方式，同步组件10再次被重置为打开状态，并且通过打开停车锁14的电磁阀，该停车锁14被重置为锁定状态。
图5示出了在从第二挡级到第一挡级的转换期间驱动组件的不同部件的致动。
如果车辆以第二挡级行驶，则双离合器2的第二离合器的致动器关闭。为此所需的压力由液压泵22提供，该液压泵随后可以在关闭控制阀52时被关闭。因此，压力保持在恒定水平(阶段0)。
为了能够切换回至第一挡级，液压泵22被打开，从而在两个压力出口处都有油流。然后通过控制阀32增加切换液压回路30中的压力(阶段1)，从而触发同步组件10的致动器12。这样，第一挡级的输出齿轮的速度和中间轴8的速度同步，并且滑动套筒被最终改变，从而在第一齿轮级的输出齿轮和中间轴8之间形成不可旋转的连接。由于控制阀42完全打开，因此在该阶段第一离合器液压回路40中的压力进一步接近零。
如果滑动套筒被改变，则同步组件10的致动器12的从动缸位于机械止挡部处，使得切换液压回路30中的压力的进一步增大不起作用。
随后通过控制阀42增加第一离合器液压回路40中的压力，直到分配给第一挡级的双离合器2的离合器达到所谓的接吻点，换言之，其开始传递扭矩(阶段2)。
随后，第一离合器液压回路40中的压力增加，而第二离合器液压回路50中的压力沿相反的方向减小(阶段3)，从而扭矩传递以流畅的方式从第二挡级切换到第一挡级。
随后(阶段4)，在第二离合器液压回路50中控制阀52可完全打开，而第一离合器液压回路40中的压力通过止回阀38和关闭的控制阀42被保持在恒定的高水平。
图6示出了根据第二实施例的双离合器致动器20。对从第一实施例已知的部件使用相同的附图标记，并且在此程度上参考以上说明。
第一和第二实施例之间的区别在于，在第二实施例中，提供了另外的切换液压回路，在这种情况下，该切换液压回路用附图标记60表示。该切换液压回路用于致动分配给变速箱3的第二挡级的第二同步组件。
作为切换液压回路30和第一离合器液压回路40的布置的镜像，切换液压回路60布置在第二离合器液压回路50的上游。因此，第二离合器液压回路50连接至切换液压回路60的控制阀62的回流连接部66。
在这种情况下，用于致动第二离合器液压回路50的控制阀52的压力信号源自布置在第二变速液压回路60中的压力传感器64。
图7示出了根据第三实施例的致动器。对从前述实施例已知的部使用相同的附图标记，并且在此程度上参考以上说明。
第三实施例的致动器20基本上对应于第一实施例的致动器。然而，它另外包括带有控制阀72和压力传感器74的锁止差速液压回路70，从而可以以期望的方式调节出口ESD处的油流和油压。
锁止差速液压回路70通过第一离合器液压回路40的控制阀42的回流连接部46被供应，从而其以级联方式连接到该回流连接部46。因此，当对应的车辆以第一挡级行驶并且第一控制阀42打开时，锁止差速器被致动。
在图8中示出了根据第四实施例的双离合器致动器20。对从前述实施例已知的部件，使用相同的附图标记，并且在这方面参考以上的说明。
第四实施例与第二实施例之间的区别在于，在第四实施例的情况下，停车锁致动器而不是第二同步组件被连接到第二切换液压回路60的出口。这允许停车锁致动器独立于附接到第一切换液压回路30的同步组件而***作。特别地，可以在释放停车锁之前经由第一挡级闭合传动系。

Claims (13)

1.一种双离合器致动器，具有液压泵(22)、第一离合器液压回路(40)、第二离合器液压回路(50)和至少第一切换液压回路(30；60)，其中，所述切换液压回路(30；60)连接到所述液压泵(22)并且具有控制阀(32；62)，所述控制阀具有回流连接部(36；66)，其中所述第一离合器液压回路(40)连接到切换液压回路(30)的控制阀(32)的回流连接部(36)并且同样具有控制阀(42)，并且其中所述第二离合器液压回路(50)连接到所述液压泵(22)并也具有控制阀(52)。
2.根据权利要求1所述的双离合器致动器，其特征在于，所述第二离合器液压回路(50)直接连接到所述液压泵(22)。
3.根据权利要求1所述的双离合器致动器，其特征在于，提供了第二切换液压回路(60)，所述第二切换液压回路连接到所述液压泵(22)，并且所述第二离合器液压回路(50)连接到控制阀(62)的回流连接部(66)，所述第二切换液压回路(60)中的压力通过该控制阀被控制。
4.根据前述权利要求中任一项所述的双离合器致动器，其特征在于，提供用于切换液压回路(30；60)的压力传感器(34；64)，其中，与对应的控制阀(32；62)的回流连接部(36；66)连接的离合器液压回路(40,50)不具有其自身的压力传感器。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的双离合器致动器，其特征在于，还提供用于连接至控制阀(32；62)的回流连接部(36；66)的离合器液压回路(40，50)的压力传感器。
6.根据前述权利要求中任一项所述的双离合器致动器，其特征在于，集成有储液器(26)，所述储液器通过分隔壁划分为两个部分容积部，其中，所述液压泵(22)具有两个输入，所述第一离合器液压回路(40)的控制阀(42)的回流连接部(46)通至一部分容积部中，所述液压泵(22)从该部分容积部抽取以供应所述第一离合器液压回路(40)；所述第二离合器液压回路(50)的控制阀(52)的回流连接部(56)引入一部分容积部中，所述液压泵(22)从该部分容积部抽取以供应所述第二离合器液压回路(50)。
7.根据前述权利要求中任一项所述的双离合器致动器，其特征在于，具有控制阀(72)的锁止差速液压回路(70)连接到所述第一离合器液压回路(40)的控制阀(42)的回流连接部(46)。
8.一种用于机动车辆的车轴的驱动组件，具有：电马达(1)；齿轮箱(3)，具有连接到所述电马达(1)的输入，第一挡级和第二挡级以及输出轴；双离合器(2)，设置在所述电马达(1)和所述齿轮箱(3)的输入之间；同步组件(10)，设置在所述第一挡级和所述齿轮箱(3)的输出之间；和根据前述权利要求中任一项所述的致动器，其中，所述第一切换液压回路(30)与所述第一挡级的同步组件(10)联接。
9.根据权利要求8所述的驱动组件，其特征在于，提供设置在所述第二挡级与所述齿轮箱的输出之间得第二同步组件。
10.根据权利要求8或9所述的驱动组件，其特征在于，同步组件的致动器(12)具有用于在操作压力时接收支撑力的机械止挡部。
11.根据权利要求8至10中任一项所述的驱动组件，其特征在于，集成有连接到所述切换液压回路(30；60)的停车锁(14)。
12.根据权利要求8至10中任一项所述的驱动组件，其特征在于，集成有连接到切换液压回路(30)的停车锁(14)，所述第一挡级的同步组件(10)也同时连接到该切换液压回路(30)。
13.根据权利要求8至12中任一项所述的驱动组件，其特征在于，提供锁止差速器，所述锁止差速器能够由集成在所述致动器(20)中的锁止差速器液压回路(70)致动。
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