CN1936374B - 用于自动化的双离合器变速器的液压控制装置 - Google Patents

用于自动化的双离合器变速器的液压控制装置 Download PDF

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Abstract

用于双离合器变速器的液压控制装置，具有调节阀单元，它预给定用于操作第一及第二离合器的压力和/或体积流量且包括第一及第二调节阀，还具有转换阀单元，通过它这些离合器可与调节阀单元断开和/或可被转换成无压力，该转换阀单元包括第一及第二转换阀，它们可分别通过一个控制信号操作，一个断开阀在断开位置中将附加的控制信号接通到第一及第二转换阀上，使得第一转换阀在位置BI中及第二转换阀在位置BII中将第一及第二离合器与该调节阀单元断开和/或调节成无压力，第一转换阀可通过至少一个另外的控制信号控制，在该控制信号被连接上时，第一转换阀与该断开阀的转换位置无关地占据一个位置AI，此时第一离合器与调节阀单元连接并且可***作。

Description

用于自动化的双离合器变速器的液压控制装置
技术领域
本发明涉及一种用于自动化的双离合器变速器的液压控制装置，该自动化的双离合器变速器具有一个第一离合器及一个第二离合器。
背景技术
双离合器变速器很久以来已被公知并且优选使用在机动车中。双离合器变速器通常具有一个第一分变速器和一个第二分变速器，给这些分变速器各配置有一组档位。在此，通过第一离合器可使第一分变速器与机动车的发动机断开，而第二离合器用于使第二分变速器与发动机断开或与发动机连接。
由于操作两个离合器以及转换两个分变速器的档位的巨大的机械费用，双离合器变速器大多构造成自动化的，即不仅离合器的操作而且档位的转换都通过对应配置的辅助驱动装置进行，所述辅助驱动装置优选被液压控制装置控制。
自动化的双离合器变速器通常不具有机动车驾驶员对双离合器变速器的转矩传递进行直接机械干涉的可能性。在少数双离合器变速器中，仅仅停车闭锁(Parksperre)可通过机动车驾驶员机械地操作。
出于可靠性原因，液压控制装置应尽可能这样设计，使得在任何时候出现故障的情况下都能可靠地中断通过双离合器变速器的转矩流。这可通过离合器的打开来实现。为此，只要涉及的是液压地操作的离合器，离合器就被调节得无压力，所述液压地操作的离合器在未被压力加载的状态中是打开的(“常开离合器”)。
上述要求的后果是，即使在相继出现两个可能具有直接相互作用的单个故障时也要中断转矩流。
除了上述关于双离合器变速器的可靠性方面的要求之外，还要满足机动车尽可能良好的可支配性的要求，其方式是安装双离合器变速器。通常若在出现一个单个故障的情况下至少一个前进档位和一个倒车档位可供使用以便可使机动车在两个方向上运动，则良好的可支配性的要求被认为满足。
关于可靠性和可支配性方面的要求在用于双离合器变速器的公知的控制装置中通常未被满足。因此，例如由DE101 34 115 A1公开了，第一离合器(按照意义这也适于第二离合器)被一个液压路径控制，后者由一个第一转换阀和一个与该转换阀串连连接的第一调节阀组成。可通过电控制信号操作的该第一转换阀在一个静止位置中将第一离合器调节得无压力并且在一个被电流激励的位置中使主压力管路与第一调节阀相连接，该第一调节阀被电控制信号控制。如果例如第一转换阀不可再从其静止位置中转换出，则第一离合器不可再***作。如果通过该离合器来实现倒车行驶，则在出现一个单个的故障(第一转换阀失灵)的情况下机动车按照上述不再可支配。
另一方面，如果一方面转换阀不再可被置于静止位置中，另一方面压力或体积通过调节阀不再可被充分地下降，只要第一离合器为了接合需要一个操作压力，则该第一离合器就不可再被打开。在此情况下，第一离合器保持接合并且双离合器变速器中的转矩流不再被断开。
这同样适于第二离合器。对于第二离合器，双离合器变速器具有一个第二转换阀和一个第二调节阀，其中，以与第一离合器类似的方式得到相同的关系。
发明内容
因此，本发明的任务在于，提供一种用于自动化的双离合器变速器的液压控制装置，该液压控制装置可简单且成本低地构造并且具有尽可能高的工作可靠性及尽可能高的可支配性。
根据本发明，提出了一种液压控制装置，用于具有一个第一离合器及一个第二离合器的自动化的双离合器变速器，该液压控制装置具有一个调节阀单元，该调节阀单元预给定用于操作该第一离合器及该第二离合器的至少一个可调节的压力和/或一个可调节的体积流量并且包括一个第一调节阀及一个第二调节阀，该液压控制装置还具有一个转换阀单元，通过该转换阀单元，这些离合器可与该调节阀单元断开和/或可被转换成无压力，其中，该转换阀单元包括一个第一转换阀及一个第二转换阀，这些转换阀可分别通过一个控制信号操作，其中：一个断开阀在一个断开位置中将一个附加的控制信号接通到该第一转换阀上及该第二转换阀上，使得该第一转换阀在一个位置BI中及该第二转换阀在一个位置BII中将该第一离合器及该第二离合器与该调节阀单元断开和/或调节成无压力，其中，该第一转换阀可通过至少一个另外的控制信号控制，在所述至少一个另外的控制信号被连接上时，该第一转换阀与该断开阀的转换位置无关地占据一个位置AI，在该位置中，该第一离合器与该调节阀单元连接并且可***作。
通过下述措施给出了本发明的优选实施形式。
通过断开阀，第一转换阀及第二转换阀被有冗余度地控制。第一转换阀在此可通过(通常的)控制信号和/或通过附加的控制信号控制，通过该(通常的)控制信号在控制装置的正常工作中操作第一转换阀，该附加的控制信号源自断开阀。即使当用于第一转换阀的、在正常工作中预定的控制信号失灵，通过断开阀也可使第一转换阀可靠地转换到位置BI中，由此优选第一离合器被调节成无压力的。因此，即使由于不仅调节阀单元故障而且所述(通常的)控制信号故障而使第一离合器不期望地被压力/体积流量加载，通过断开阀可保证第一离合器仍可被打开。
第二转换阀也被有冗余度地控制。因此，该第二转换阀一方面可通过(通常的)控制信号操作，或者通过源自断开阀的附加的控制信号操作。如果附加的控制信号施加在第二转换阀上，则优选将第二离合器调节得无压力。
第一转换阀除了在正常工作中预定的控制信号及附加的控制信号之外还可通过另外的控制信号控制，通过该另外的控制信号可使第一转换阀转换到位置AI中，在该位置中，第一离合器与调节阀单元连接。通过该另外的控制信号实现的可控制性保证了即使在断开阀故障的情况下第一离合器仍可***作。由此排除了第一离合器由于一个单个故障、即断开阀的单个故障而失灵。优选第一离合器应配置给包括一个倒车档位及至少一个前进档位的分变速器。
“控制信号”这个概念也应包括液压的控制压力或控制体积，只要涉及的是液压地控制的阀。在转换阀中优选是这种情况。这里，概念“信号通路”可相应地为信号管路。
在一个优选的实施例中，给第二转换阀配置有一个信号元件，对于正常工作，该信号元件产生用于第二转换阀的控制信号以及提供所述另外的控制信号，通过所述另外的控制信号使第一转换阀占据位置AI。由此，通过配置给该第二转换阀的信号元件可使第一转换阀转换到这样的位置中，在该位置中它使第一离合器与调节阀单元连接。如果所述另外的控制信号施加在第一转换阀上，则优选同时该信号也施加在第二转换阀上，其中，第二转换阀现在转换到位置BII中或保持在该位置中。第二离合器由此被调节/保持为无压力。
断开阀可以在一个正常位置中使第一调节阀与第一转换阀连接并且在该断开位置中使第二调节阀与第一转换阀连接。由此可实现，在第一调节阀失灵时第二调节阀通过断开阀及第一转换阀与第一离合器连接，以便负责所需的可支配性，只要给第一离合器配置有一个倒车档位及至少一个前进档位。
在一个优选的实施例中，断开阀可通过一个控制器的控制信号操作，通过该控制器来控制该液压控制装置的另外的阀单元。由此可节省一个信号元件，该信号元件通常被电操作并且与相对高的成本相联系。由此，反正已在液压控制装置中存在的控制信号用于激活/操作断开阀。在此，它应是这样的控制信号，该控制信号在激活断开阀时不触发不期望的副作用。
优选该控制器设计成双范围调节器，其中，该另外的阀单元在一个第一范围中被控制并且可在相应的界限内被调节。在一个第二范围中可操作断开阀。只要双范围调节器一直处于第一范围中就不进行断开阀的转换过程。只有当达到第二范围时，才可通过该控制器来启动断开阀。
优选在第二范围中该另外的阀单元占据一个应急位置。该应急位置被这样设计，使得该阀单元至少可在足够的程度内满足其被赋予的任务。
该另外的阀单元可被构造成冷却油调节器。该冷却油调节器可以是一个比例调节器，该比例调节器在双范围调节器的第一范围中调节冷却油量，在第二范围中给离合器提供在最小程度上所需的量的冷却油。
至少两个信号通路通到第一转换阀，这些信号通路通过第一转换阀上的两个控制面或通过一个优选三通球阀形式的转换器连接。转换器在此应这样设计，使得或者该一个信号通路的控制信号或者该另一个信号通路的控制信号施加在第一转换阀上。在具有两个控制面的实施例中，这些控制信号相加，由此，当控制信号构造成控制压力时，第一转换阀被一个较高的转换力操作。
除了这两个信号通路之外，优选一个第三信号通路通到第一转换阀，通过该第三信号通路使该另外的控制信号传送到第一转换阀。但该另外的控制信号至少部分地消除这些另外的控制信号对第一转换阀的影响，由此，当该另外的控制信号施加时，第一转换阀总是占据位置AI。
也优选两个信号通路通到第二转换阀，这些信号通路通过两个控制面或通过一个优选三通球阀形式的转换器连接。
在一个优选的实施例中，调节阀单元提供至少一个用于操作一个档位转换***的可调节的压力和/或可调节的体积流量，该档位转换***用于将双离合器变速器中的档位置入/置出。因此，调节阀单元不仅承担操作第一离合器及第二离合器的任务，而且自动地将双离合器变速器中的档位置入及置出。
第一转换阀可在位置AI中使第一调节阀与第一离合器连接并且与档位转换***断开，在位置BI中使第一调节阀与档位转换***连接并且与第一离合器断开，而第二转换阀在一个位置AII中可使第二调节阀与第二离合器连接并且与档位转换***断开，在一个位置BII中使第二调节阀与档位转换***连接并且与第二离合器断开。
由于这样设置调节阀及转换阀，可通过相应的位置BI、BII使得用于转换档位的档位转换***与两个调节阀连接。由此提供这样的可能性，即不仅第一调节阀而且第二调节阀都可提供一个被调节的压力或被调节的体积流量供档位转换***使用。该实施例由此可与这两个调节阀中的哪一个失灵无关地实现档位的转换。
此外，该实施例还具有其优点，即通过仅两个调节阀不仅可操作两个离合器，而且可转换档位。由此，用于制造这样的控制装置的费用可保持很低，因为调节阀、如压力调节器或流量调节器与转换阀相比更贵。
在第一转换阀或第二转换阀与该档位转换***之间可设置有一个转换器，该转换器保证档位转换***或者仅被第一调节阀的压力/体积流量或者仅被第二调节阀的压力/体积流量加载。该转换器用于断开档位转换***与这样的调节阀之间的连接，该调节阀被预定(暂时)不用于控制该转换***或者由于故障不能承担该控制。因此，档位转换***的控制不受两个调节阀的不期望的叠加的影响，这两个调节阀中的一个可能故障。
优选转换器构造成换向阀。换向阀，例如构造成三通球阀的换向阀，在此具有一个第一输入端和一个第二输入端及一个输出端，其中，第一输入端与第一调节阀连接，第二输入端与第二调节阀连接。转换器的输出端与档位转换***连接。换向阀建立输出端与其上施加较高的压力的输入端之间的连接，而它同时断开输出端与具有较低的压力的输入端之间的连接。
附图说明
借助于图1中所示的实施例来详细描述本发明。图1在此示出了一个优选实施例的框图。
具体实施方式
一个在其整体上用1标记的控制装置包括一个调节阀单元2，后者具有一个第一压力调节阀或压力调节器3及一个第二压力调节器4。在输入侧，这两个压力调节器3、4与一个主压力-总管路5相连接。与一个主压力调节器7相连接的泵6负责相应的主压力。
给第一压力调节器3配置一个第一转换阀8，给第二压力调节器4配置一个第二转换阀9。通过第一转换阀8可使第一压力调节器3或者与一个第一离合器10或者与一个构造成压力转换器的转换器11相连接，该转换器通过管路12与一个在此未进一步示出的档位转换***13相连接。借助于第二转换阀9可使第二压力调节器4的被调节的压力或者接通到压力转换器11上或者接通到一个第二离合器14上。
通过控制装置1可控制具有两个分开的离合器(参见第一离合器10和第二离合器14)以及具有档位转换***的多个执行机构的双离合器变速器，通过这些执行机构可将双离合器变速器的各个档位置入或置出。双离合器变速器在此包括一个第一分变速器及一个第二分变速器，它们配置给第一离合器10及第二离合器14。如果将一个压力提供给一个离合器的离合器缸，则该离合器接合，否则，该离合器通过一个弹簧力保持打开。在接合状态中，该离合器在驱动单元与所属的分变速器之间传递转矩。
为了操作第一转换阀8，设置有一个信号元件15。信号元件15通过信号通路16将一个信号或一个信号压力传送给第一转换阀8。信号通路16被一个转换器17中断，该转换器如转换器11那样构造成压力转换器。转换器17在此具有两个输入端18、19及一个输出端20。如果现在信号元件15将一个控制压力通过信号通路16接通到转换器17上，只要输入端19上没有施加压力，则该转换器就释放信号元件15与第一转换阀8之间的连接，使得转换阀8从在此示出的位置AI(在此为静止位置)转换到一个位置BI(在此为激励位置)，在该位置BI中，第一离合器10被调节得无压力并且第一压力调节阀3与转换器11连接。
为了操作第二转换阀9，设置有一个信号元件21，该信号元件通过信号通路22将一个信号或一个信号压力传送给第二转换阀9。此外，信号元件21通过信号通路23与第一转换阀8相连接。第一转换阀8在此被这样设计，使得当通过信号元件21使主压力-总管路5与信号通路23相连接时，该第一转换阀占据位置AI(如图1中所示)，与是否一个控制压力通过转换器17接通到第一转换阀8上无关。
此外，控制装置1包括一个断开阀24。断开阀24构造成具有两个输出端25、26及四个输入端27、28、29、30的可液压操作的二位六通换向阀。在图1中所示的正常位置中，断开阀24通过输入端28及输出端25使第一压力调节器3与第一转换阀8相连接。同时，该断开阀在该正常位置中将一个信号通路31通过输出/输入端26、29调节成无压力。在断开阀24的一个断开位置中，第二压力调节器4通过管路32、输入端27及输出端25与第一转换阀8相连接，由此，在该断开位置中第一离合器10可被第二压力调节器4操作。同时，在断开阀24的该断开位置中通过管路33将主压力接通到信号通路31上。
被液压地操作的断开阀24通过来自冷却油控制器35的一个信号通路34获得其控制压力。冷却油控制器35构造成双范围调节器。在双范围调节器35的一个第一压力范围中可使得一个冷却油调节器36被制，该冷却油调节器在该冷却油调节器的一个输出端37上提供一个确定的冷却油量。在双范围调节器35的一个第二范围中，冷却油调节器36转换到一个应急位置中，在该应急位置中通过一个节流板提供一个有限的但足够大的冷却油量。
第二转换阀9也可如第一转换阀那样占据一个第一位置AII(如图1中所示)及一个第二位置BII。从图1中可明显看出，在位置AII中第二转换阀9使第二压力调节器4与第二离合器14相连接。在位置BII中第二离合器14被调节得无压力，而这时第二压力调节器4通过转换器11及管路12与档位转换***13相连接。
下面要借助于几个可能的故障情况来描述液压控制装置1的工作原理：如果例如第一压力调节器3由于一个故障不再提供被调节的压力，则可通过断开阀24使第一离合器与第二压力调节器4相连接。在此情况下如上已述，断开阀24占据断开位置，在该断开位置中，主压力通过信号通路31导送给转换阀8、9作为信号压力。这导致：不仅第一转换阀8而且第二转换阀9被压到它们的相应的位置BI、BII中。在这些位置BI、BII中，两个离合器10、14被调节得无压力。尽管如此，为了现在可用第二压力调节器4操作第一离合器10，信号元件21可通过信号通路23将主压力接通到第一转换阀8上，由此，该第一转换阀占据位置AI并且使断开阀24的输出端25与第一离合器10相连接。由此，第二压力调节器4与离合器10相连接。符合目的地给第一离合器10配置双离合器变速器的这样的分变速器，该分变速器除了包括机动车的几个前进档位之外还包括机动车的一个倒车档位。由此既可通过第一压力调节器3又可通过第二压力调节器4操作双离合器变速器中的这样的离合器，通过该离合器可使机动车向后及向前运动。
即使由于故障不仅信号元件15而且信号元件21都失灵以及压力调节器3、4中一个的压力不可下调，通过断开阀24也可可靠地将离合器10、14调节得无压力。由此，断开阀24可靠地中断通过双离合器变速器的转矩流。如果断开阀24由于故障而转换到断开位置中，信号元件21与第二转换阀8相结合地负责使得第一离合器可通过第二压力调节器操作。由此甚至当断开阀失灵时，也提供了机动车的可支配性，与该断开阀处于何位置中无关。
转换阀8、9被这样地设计，使得通过在一些控制面上施加相应的控制压力来产生这样高的力，使得这些阀几乎不可能卡住。
这里，信号元件21、15、调节阀3、4以及控制器35和主管路流量调节器7是电控制的阀，与这些阀相联系的是相对高的成本。其它所有阀被液压控制压力操作，当然，转换阀也可以是电控制的阀。由此，通过本发明可实现成本低廉的控制装置，该控制装置满足了高的可靠性要求和可支配性要求。
参考标号清单
1控制装置          19输入端
2调节阀单元        20输出端
3第一压力调节器    21信号元件
4第二压力调节器    22信号通路
5主压力-总管路     23信号通路
6泵                24断开阀
7主压力调节器      25输出端
8第一转换阀        26输出端
9第二转换阀        27输入端
10第一离合器       28输入端
11转换器           29输入端
12管路             30输入端
13档位转换***     31信号通路
14第二离合器       32管路
15信号元件         33管路
16信号通路         34管路
17转换器           35冷却油控制器
18输入端           36冷却油调节器

Claims (14)

1.液压控制装置(1)，用于具有一个第一离合器(10)及一个第二离合器(14)的自动化的双离合器变速器，该液压控制装置具有一个调节阀单元(2)，该调节阀单元预给定用于操作该第一离合器及该第二离合器(10，14)的至少一个可调节的压力和/或一个可调节的体积流量并且包括一个第一调节阀(3)及一个第二调节阀(4)，该液压控制装置还具有一个转换阀单元，通过该转换阀单元，这些离合器(10，14)可与该调节阀单元(2)断开和/或可被转换成无压力，其中，该转换阀单元包括一个第一转换阀(8)及一个第二转换阀(9)，这些转换阀可分别通过一个控制信号操作，其特征在于：一个断开阀(24)在一个断开位置中将一个附加的控制信号接通到该第一转换阀(8)上及该第二转换阀(9)上，使得该第一转换阀(8)在一个位置BI中及该第二转换阀(9)在一个位置BII中将该第一离合器及该第二离合器(10，14)与该调节阀单元(2)断开，其中，该第一转换阀(8)可通过至少一个另外的控制信号控制，在所述至少一个另外的控制信号被连接上时，该第一转换阀(8)与该断开阀(24)的转换位置无关地占据一个位置AI，在该位置中，该第一离合器(10)与该调节阀单元(2)连接并且可***作。
2.根据权利要求1的控制装置(1)，其特征在于：该第一转换阀(8)在该位置BI中将该第一离合器(10)调节成无压力的；该第二转换阀(9)在该位置BII中将该第二离合器(14)调节成无压力的。
3.根据权利要求1或2的控制装置(1)，其特征在于：给该第二转换阀(9)配置一个信号元件(21)，该信号元件产生用于该第二转换阀(9)的所述控制信号以及提供所述另外的控制信号，通过所述另外的控制信号使该第一转换阀(8)占据该位置AI。
4.根据权利要求1的控制装置(1)，其特征在于：该断开阀(24)在一个正常位置中使该第一调节阀(3)与该第一转换阀(8)连接并且在该断开位置中使该第二调节阀(4)与该第一转换阀(8)连接。
5.根据权利要求1的控制装置(1)，其特征在于：该断开阀(24)可通过一个控制器(35)的控制信号操作，通过该控制器控制一个另外的阀单元(36)。
6.根据权利要求5的控制装置(1)，其特征在于：该控制器(35)设计成双范围调节器，其中，在一个第一范围中该另外的阀单元(36)被控制，在一个第二范围中该断开阀(24)可***作。
7.根据权利要求6的控制装置(1)，其特征在于：在该第二范围中该另外的阀单元(36)占据一个应急位置。
8.根据权利要求5的控制装置(1)，其特征在于：该另外的阀单元用于调节冷却油。
9.根据权利要求1的控制装置(1)，其特征在于：至少两个信号通路(16，31)通到该第一转换阀(8)，这些信号通路通过两个控制面或通过一个转换器(17)相连接。
10.根据权利要求1的控制装置(1)，其特征在于：至少两个信号通路(22，31)通到该第二转换阀(9)，这些信号通路通过两个控制面或通过一个转换器相连接。
11.根据权利要求1的控制装置(1)，其特征在于：该调节阀单元(2)提供至少一个用于操作一个档位转换***(13)的可调节的压力和/或可调节的体积流量，该档位转换***用于将该双离合器变速器中的档位置入或置出。
12.根据权利要求11的控制装置(1)，其特征在于：该第一转换阀(8)在该位置AI中使该第一调节阀与该第一离合器(10)连接并且与该档位转换***(13)断开，在该位置BI中使该第一调节阀(3)与该档位转换***(13)连接并且与该第一离合器(10)断开，该第二转换阀(9)在一个位置AII中使该第二调节阀(4)与该第二离合器(14)连接并且与该档位转换***(13)断开，该第二转换阀在所述位置BII中使该第二调节阀(4)与该档位转换***(13)连接并且与该第二离合器(14)断开。
13.根据权利要求11的控制装置(1)，其特征在于：在该第一转换阀(8)或该第二转换阀(9)与该档位转换***(13)之间设置有一个转换器(11)，该转换器保证该档位转换***(13)或者被该第一调节阀(3)的压力或体积流量或者被该第二调节阀(4)的压力或体积流量加载。
14.根据权利要求9、10或13的控制装置(1)，其特征在于：该转换器(11)构造成三通球阀。
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