CN102384260A - 多档变速器的控制装置 - Google Patents

Abstract

公开一种多档变速器的控制装置（10）。该控制装置至少包括：第一压力控制管路（14），用于控制进行挡位调节的切换部件（18）；独立于第一压力控制管路（14）的第二压力控制管路（16）；具有多个控制状态的至少一个控制滑阀（12），其中控制滑阀（12）至少包括用于第一压力控制管路（14）的第一控制阀和用于第二压力控制管路（16）的第二控制阀，所述控制阀可通过操纵部件同时被共同地控制，用于从一种控制状态过渡到另一种控制状态，其中第一控制阀和第二控制阀具有不同的换向阀功能。在该控制装置中，待控制的控制滑阀的数量被减到最少。

Description

多档变速器的控制装置

技术领域

本发明涉及一种具有权利要求1的前序部分的特征的多档变速器的控制装置。

背景技术

用于多级或多档变速器例如双离合器变速器的广泛采用的控制装置特别是液压控制装置，具有繁琐的带有大量控制阀的控制机构。为此需要利用压力调节阀和压力切换阀对离合器进行压力调节。为了控制离合器气缸，可以通过压力行程调节来实现使得离合器半部直至接触点才受控地起动。相反，为了控制操作缸，已表明适宜采用压力调节方式，因为由此导致载荷较小，进而导致磨损较小。

在文献DE 101 34 115 A1中记载了一种用于液压地控制双离合器变速器的液压回路。有个比例式的流量控制阀置于离合器气缸之前，各有一个比例式的压力阀置于操作缸之前。在操作缸与压力阀之间布置有中央的换向阀装置。

在文献DE 103 20 524 A1中公开了一种用于控制双离合器变速器的液压回路，其中液压回路针对每个变速器组都具有自己的液压分路，每个液压分路都具有用于分离离合器的离合器控制阀和用于控制相关操作缸的切换控制阀。还有一些被设计成比例式的压力调节阀的安全阀。

在控制阀数量众多的情况下，控制装置日益不利地复杂化，需要相应的安装空间，具有相应的重量。在待控制的阀约有十二个的情况下，广泛采用的控制已无力应对。

发明内容

因此，本发明的目的是，提出一种多档变速器的控制器，在其中可简单且成本低廉地实施附加的控制过程。

根据本发明，采用具有根据权利要求1的特征的多档变速器控制装置，即可实现该目的。本发明的有利改进体现在从属权利要求中。

根据本发明，多档变速器的控制装置至少包括：第一压力控制管路，用于控制进行挡位调节的切换部件；第二压力控制管路，其独立于第一压力控制管路；至少一个控制滑阀，其具有多个控制状态，其中控制滑阀至少包括用于第一压力控制管路的第一控制阀和用于第二压力控制管路的第二控制阀，这些控制阀可通过操纵部件同时被共同地控制，用于从一种控制状态过渡到另一控制状态。根据本发明，第一控制阀和第二控制阀具有不同的换向阀功能。

本发明的控制装置特别是也可以称为机电一体化的控制装置、带有液压流体的液压控制装置、精确的电液压控制装置或压力控制装置。控制装置优选使用液压液体例如液压油作为液压流体。

采用本发明的做法能实现使得待控制的控制滑阀的数量得到减少或者减到最少。以此方式能有利地实现附加的控制目的，而不会超过待使用的控制滑阀的预定的最多数量。结果也使得所产生的成本减小，且可实现重量减小。除了切换功能和离合功能外，例如还可实现离合器冷却、扭矩定向、用于电驱动（混合系统）的另一离合器或停车锁止机构。

在本发明的控制装置的具体实施方式中，用于对控制滑阀进行控制的操纵部件可以包括磁体，且液压地作用到控制滑阀上。按照本发明的结果，所需磁体的数量得到减少或者减到最少，由此除了成本和重量得到减小外，还可减小安装空间。此外或者备选地，控制滑阀可以包括控制活塞，控制活塞具有多个控制边缘。由此能以有利的方式通过控制滑阀来操纵多种阀功能。换句话说，控制滑阀集成了众多的阀功能。

在本发明的控制装置的一种优选的实施方式中，控制滑阀的第一控制阀是4通3位的比例阀，控制滑阀的第二控制阀是3通2位的比例阀。本发明的这种结构在结构长度较短的情况下集成了两种功能。特别地，4通3位的比例阀可以用于控制换挡器系统的执行器或操作缸例如双重作用的操作缸，3通2位的比例阀可以用于控制另一控制滑阀、气缸或者用于开通通道。在处于挡位时使得操作缸的可逆驱动在时间上很短地出现，由此还能同时控制两种阀功能。控制滑阀可以经过特殊设计，使得液压罐接头对于阀来说可双重利用。

在一系列实施方式中，本发明的控制装置还包括至少一个切换控制滑阀。在此，第二压力控制管路经过设计，使得它能用于控制切换控制滑阀。换句话说，控制滑阀的至少一个控制阀用于控制另一控制滑阀，这里为用于控制切换控制滑阀。具体而言，切换控制滑阀在某些设计中可以具有3通2位的比例阀。

备选地或另外地，本发明的控制装置的一个实施方式可以具有至少一个比例式的带有前伸控制边缘的压力减小阀。由于前伸的控制边缘，控制滑阀中的液压流体特别是液压油在出现泄漏之前必须克服形式为两个控制边缘的两个障碍。一定的叠合长度意味着一定的泄漏，从而能以有利的方式减小泄漏平衡（Leckagebilanz）。

在第一组优选的实施方式中，本发明的控制装置还包括：第一压力控制管路和第二压力控制管路在控制滑阀之前均具有分支点。设置有切换控制滑阀、另一切换控制滑阀和在分支点之后与控制滑阀并行连接的另一控制滑阀。另一控制滑阀具有多个控制状态，且至少包括用于第一压力控制管路的第一控制阀和用于第二压力控制管路的第二控制阀，第二控制阀特别是不同于第一控制阀，这些控制阀通过另一操纵部件可同时地被共同控制，用于从一种控制状态过渡到另一种控制状态。在此，控制滑阀的第二压力控制管路被设计用于控制切换控制滑阀，另一控制滑阀的第二压力控制管路被设计用于控制另一切换控制滑阀。

在第二组优选的实施方式中，本发明的控制装置还包括：第一压力控制管路在控制滑阀之前具有分支点。设置有在分支点之后与控制滑阀并行连接的另一控制滑阀。另一控制滑阀具有多个控制状态，且至少包括用于第一压力控制管路的第一控制阀和用于第三压力控制管路的第二控制阀，这些控制阀通过另一操纵部件可同时地被共同控制，用于从一种控制状态过渡到另一种控制状态。控制滑阀的第二压力控制管路在第二控制阀之后通入到第一压力控制管路中，另一控制滑阀的第三压力控制管路被设计用于控制另一切换部件。

所述第一组和第二组实施方式可以特别有利地用于双离合器变速器，其特别是带有两个部分变速器，优选各带有四个档级：在第一组实施方式中，本发明的控制装置被设置用于第一部分变速器，在第一组实施方式中，另一控制装置被设置用于第二部分变速器。备选地，在第二组实施方式中，本发明的控制装置被设置用于第一部分变速器，在第二组实施方式中，另一控制装置被设置用于第二部分变速器。以此方式提供了简单的控制装置，其控制滑阀的数量得到减少或者减到最少。

本发明相关地还涉及特别是用于汽车的多档的变速器。多档的变速器包括至少一个输入轴、输出轴、至少第一档的第一齿轮组、第二档的具有不同于第一齿轮组的传动比的第二齿轮组、用于激活至少一个齿轮组的切换部件，使得转矩能通过激活的齿轮组从至少一个输入轴传递到输出轴上。根据本发明，这种变速器具有本发明的用于切换变速器的控制装置，该控制装置具有根据该说明书的各个特征或特征组合。

多档的变速器优选被设计或构造用于无轨陆上运输工具特别是汽车优选轿车或载重车。多档的变速器可以是手动变速器或自动变速器。

附图说明

本发明的其它优点和有利的实施方式与改进将借助如下说明，对照附图予以阐述。附图具体示出：

图1在局部视图A中示出在本发明的控制装置的一种优选的实施方式中使用的控制滑阀的接线图，该控制滑阀实现了一个4通3位的比例阀和一个3通2位的比例阀；且在局部视图B中示意性地示出控制滑阀的通道位置；

图2在局部视图A中示出在本发明的控制装置的一种优选的实施方式中使用的切换控制滑阀的接线图，该切换控制滑阀实现了三个3通2位的比例阀；且在局部视图B中示意性地示出切换控制滑阀的通道位置；

图3示出本发明的用于双离合器变速器的部分变速器的控制装置的第一实施方式的接线图；

图4示出本发明的用于双离合器变速器的部分变速器的控制装置的第二实施方式的接线图；

图5示出本发明的用于双离合器变速器的控制装置的第一实施方式的接线图，其具有根据在图3中所示实施方式的部分变速器控制器；和

图6示出本发明的用于双离合器变速器的控制装置的第二实施方式的接线图，其具有根据在图4中所示实施方式的部分变速器控制器。

具体实施方式

图1在局部视图A中示出在本发明的控制装置的一种优选的实施方式中使用的控制滑阀12的接线图，该控制滑阀实现了一个4通3位的比例阀和一个3通2位的比例阀，因而也可以称为换向阀。该接线图示出能实现哪三种基本的与控制滑阀12连接的线路连接方案。两个比例阀可以从不同的源引出压力能量，因而有很多种用于控制装置的布线技术方案。4通3位的比例阀用于受控地打开和中断具有来自高压回路22的网络压力P的第一压力管路14，且优选用于利用工作接头A和B来控制切换部件18例如双重作用的切换缸（用于换挡器系统）。3通2位的比例阀作用于具有来自控制压力回路24的控制压力PC的第二压力管路16，从而借助工作接头C可以对控制切换滑阀20、气缸或用于释放的通道进行控制。控制切换滑阀20为了其控制而具有加载装置32。

在图1的局部视图B中示意性地示出控制滑阀12的通道位置。各个通道的打开距离和控制滑阀12的通道之间的连接距离通过可由比例磁体26操纵的活塞30来调节。比例磁体26把活塞30压向复位弹簧28。4通3位的比例阀在控制滑阀的右部分中实现，3通2位的比例阀位于左部分中。在这里可以基于连接顺序，按照活塞30的位置功能定性地（qualitativ）调节如下连接部分：工作接头A可以一方面与罐接头T连接，另一方面与网络压力P连接。各个分开的活塞气缸或者各个控制边缘的长度经过设计，使得在工作接头A本身与罐接头T连接时，工作接头B与网络压力P连接。相反，在工作接头A本身处于网络压力P时，工作接头B与罐接头T连接。控制边缘的长度经过设计，使得网络压力P从工作接头A切换到工作接头B或者相反并非逐点地或突然地进行，而是存在一个区域，在该区域中，两个工作接头A和B实际上闭合或者与罐T连接。在工作接头A处于网络压力P且阀相对大开度地打开时，工作接头C贴靠在罐T上，从活塞30的一定的位置起，工作接头C处于控制压力PC，在该位置，工作接头A始终都被施加以网络压力P，但阀相对小开度地打开。在一个较小的区域中，工作接头C在此既与罐T连接，又与控制压力PC连接。在活塞位置的使得两个工作接头A和B与罐T连接的区域中，阀为了使得工作接头C与控制压力PC连接而相对大开度地打开。

相关地需要强调，在控制滑阀12的该优选的实施方式中，对罐接头T进行双重利用，从而活塞39以有利的方式被设计得相对较短。控制滑阀12具有六个控制边缘，这些控制边缘的确切顺序按照活塞30的位置功能决定了各个接头连接部分的打开横截面。控制滑阀12可以被设计成能进行流动力补偿。按照变型方案，该控制滑阀可以是插装阀（筒形插装式阀）或控制箱（Steuerblock）。活塞30在其端部延伸经过贴靠在润滑油罐接头TL上的腔室。

图2在局部视图A中示出在本发明的控制装置的一种优选的实施方式中使用的切换控制滑阀20的接线图，该切换控制滑阀实现了三个3通2位的比例阀。根据本发明，用于调节切换控制滑阀20的加载装置32受图1中所示的控制滑阀12的工作接头C的控制。在图2的局部视图B中示意性地示出切换控制滑阀20的通道位置。为明了起见在此编号的三组接头即网络压力P、工作接头A和罐接头T产生一种顺序。根据本发明，活塞30被朝向复位弹簧28挤压，其方式为，在控制压力室32处施加图1中所示的控制滑阀12的工作接头C的可调节的压力。各个3通2位的比例阀可自由组合。控制滑阀12具有六个控制边缘。

图3为本发明的用于双离合器变速器的部分变速器的控制装置10的第一实施方式的接线图。控制装置10基于两个本发明的控制滑阀12的使用，这些控制滑阀的4通3位的比例阀在切换部件18的第一分支点41之后分别对高压回路22的第一压力管路14中的控制压力施加影响。切换部件18优选是双重作用的气缸，特别是同等面积或非同等面积。此外，控制滑阀12的在第二分支点43之后与控制压力回路24的第二压力管路16连接的3通2位的比例阀分别通过其加载装置32控制着切换控制滑阀20。

在高压回路22中还设置有压力减小阀36，其带有能实现高密封性的前伸的控制边缘。基于压力减小阀中的通道的顺序和活塞气缸的高度，将实现使得网络压力P首先在活塞的某个确定的位置与具有减小了的压力的通道P1连接，而工作接头A仍贴靠在罐T上。通道P1与工作接头A的连接在活塞的另一位置才建立起来。在活塞的两个响应的位置之间例如可以有约为0.6mm的行程。压力减小阀36可以被设计能进行流动力补偿。高压回路22还具有用于控制离合器切换部件44的另一功能连接部分42。在该区域中还安装有压力传感器46。

在图3左侧部分中可看到的切换控制滑阀20的三个3通2位的比例阀之一用于打开冷却油压力回路40。替代地，该阀建立起与润滑压力回路38的连接。

作为附加功能，可利用压力保持功能，按照这种功能，激活的离合器部分保持闭合，其用于保持当前的运行状态。替代于这种压力保持功能，可以实现与罐T的连接。

图3中所示的切换方案具有如下切换方式：

－ 如果无论左边的切换控制滑阀20还是右边的切换控制滑阀20都未激活，则离合器功能即为压力保持功能或与罐T连接，切换功能即为罐T连接，离合器冷却作为基本冷却来进行；

－ 如果左边的切换控制滑阀20激活，而右边的切换控制滑阀20未激活，则针对离合器功能将比例式的压力减小阀连接，进行离合器调节，切断切换功能，并控制离合器冷却油；

－ 如果左边的切换控制滑阀20未激活，而右边的切换控制滑阀20激活，则离合器功能“切断”是一种冗余的切断，切换功能是与罐T连接，且进行彻底的离合器冷却；

－ 如果无论左边的切换控制滑阀20还是右边的切换控制滑阀20都激活，则冻结（“锁止”）离合器状态，利用比例式的压力减小阀进行切换力控制，并进行冷却油控制。

在图4中示意性地示出本发明的用于双离合器变速器的部分变速器的控制装置10的第二实施方式的接线图。

控制装置10基于两个本发明的控制滑阀12的使用，并基于两个比例式的压力减小阀36，这些控制滑阀的4通3位的比例阀在切换部件18的第一分支点41之后分别对高压回路22的第一压力管路14中的控制压力施加影响，高压回路22分别贴靠在所述压力减小阀的输入段上。右边示出的压力减小阀36作用于通向控制滑阀12的压力管路，左边示出的压力减小阀作用于第三压力管路47。切换部件18优选是双重作用的气缸，特别是同等面积或非同等面积。第二压力管路位于第一分支点41之前，右边示出的控制滑阀12的3通2位的比例阀作用于该第二压力管路。第三压力管路47延伸经过左边示出的控制滑阀12的3通2位的比例阀。该第三压力管路伸向离合器切换部件44。该离合器切换部件优选是单一作用的气缸。还设置有压力传感器46。

此外在图4所示的该实施方式中，存在着与用于另一部分变速器的另一控制装置48连接的连接部分和与具有切换压力的另一控制功能部分50连接的另一连接部分。

图4中所示的切换方案具有如下切换方式：

－ 如果无论左边的切换控制滑阀20还是右边的切换控制滑阀20都未激活，则离合器功能“切断”是一种冗余的切断，切换功能是与罐T连接；

－ 如果左边的切换控制滑阀20激活，而右边的切换控制滑阀20未激活，则针对离合器功能将比例式的压力减小阀连接，进行离合器调节，切换功能是与罐T连接；

－ 如果左边的切换控制滑阀20未激活，而右边的切换控制滑阀20激活，则离合器功能“切断”是一种冗余的切断，切换功能包括利用比例式压力减小阀进行切换控制；

－ 如果无论左边的切换控制滑阀20还是右边的切换控制滑阀20都激活，则针对离合器功能将比例式的压力减小阀连接，进行离合器调节，切换功能包括利用比例式压力减小阀进行切换控制。

图5为本发明的用于双离合器变速器的控制装置10的第一实施方式的接线图，其具有两个根据在图3中所示实施方式的部分变速器控制器。第一部分变速器控制器52和第二部分变速器控制器54在液压方面相互并行连接。具体而言，图3中仅示意性地示出的另一功能连接部分42是另一比例式的压力减小阀。有关部分变速器控制器52、54的细节可由图3和相关说明得到。

为了分开地控制两个离合器中的冷却油量，采用另一本发明的控制滑阀作为比例式的冷却油控制阀56，从而能进行精确配给。用于第二压力管路16的控制压力通过压力减小阀60从高压回路22来提供。该高压回路具有带止回阀的压力过滤器62。还配设有带止回阀的蓄能器58。控制装置10还具有两个可控制的压力限制阀64和一个液压机械的压力限制阀66。还有：过滤器68、机械的压力限制阀70、定量泵72和带旁通阀的油-热交换器74。

相关地需要强调，在图5所示的第一实施方式的线路中，压力供应与控制部件和润滑油回路分开。该线路对于带有驱动中断的相应的车辆来说能够起动-停止。

高压回路是一种通过压力传感器控制的存储系统。低压回路具有两个可借助控制滑阀56切换的压力水平，所述压力水平通常定性地在第一状态下约为1-2巴，在第二状态下约为3-5巴。离合器冷却是一种主动冷却，通常定性地为0-10 l/min。

在该第一实施方式的一种变型中，压力供应可以通过中央的泵进行。该泵特别是可以具有机械的或机电的驱动机构。在该第一实施方式的一种改进中，还设置有另一比例式的压力减小阀或另一控制滑阀，从而能包含附加的功能。附加的功能例如是：用于后导流板（Heckspoiler）的空气断开机构、带有保持磁体的停车锁止机构（停车锁）、差动变速器的主动控制器（扭矩定向）或用于混合驱动系统的附加离合器的控制器。

在图6中示出本发明的用于双离合器变速器的控制装置10的第二实施方式的接线图，其具有根据在图4中所示实施方式的部分变速器控制器。第一部分变速器控制器52已借助图4和相关说明予以详述。图4中用方框表示的用于另一部分变速器的另一控制装置48在图6中明确地表示为第二部分变速器控制器54，其细节及其功能类似于第一部分变速器控制器52。

在该第二实施方式中，为了分开地控制两个离合器中的冷却油量，采用另一本发明的控制滑阀作为比例式的冷却油控制阀56，从而能进行精确配给。高压回路具有带止回阀的蓄能器58和带止回阀的压力过滤器62。控制装置10还具有两个可控制的压力限制阀64和一个液压机械的压力限制阀66。此外，在该第二实施方式中还有：过滤器68、机械的压力限制阀70、定量泵72和带旁通阀的油-热交换器74。

附图标记列表

10        控制装置

12        控制滑阀

14        第一压力管路

16        第二压力管路

18        切换部件

20        控制切换滑阀

22        高压回路

24        控制压力回路

26        比例磁体

28        复位弹簧

30        控制活塞

32        加载装置

34        控制压力室

36        压力减小阀

38        润滑压力回路

40        冷却油压力回路

41        第一分支点

42        另一功能连接部分

43        第二分支点

44        离合器切换部件

46        压力传感器

47        第三压力控制管路

48        用于另一部分变速器的另一控制装置

50        具有切换压力的另一控制功能部分

52        第一部分变速器控制器

54        第二部分变速器控制器

56        比例式的冷却油控制阀

58        带止回阀的蓄能器

60        用于控制压力的压力减小阀

62        带止回阀的压力过滤器

64        可控制的压力限制阀

66        液压机械的压力限制阀

68        过滤器

70        机械的压力限制阀

72        定量泵

74        带旁通阀的油-热交换器

P         网络压力

PC      控制压力

T         罐接头

TL      润滑油罐接头

A、B、C  工作接头

Claims (10)

1. 一种多档变速器的控制装置（10），至少具有：第一压力控制管路（14），用于控制进行挡位调节的切换部件（18）；独立于第一压力控制管路（14）的第二压力控制管路（16）；具有多个控制状态的至少一个控制滑阀（12），其中控制滑阀（12）至少包括用于第一压力控制管路（14）的第一控制阀和用于第二压力控制管路（16）的第二控制阀，所述控制阀可通过操纵部件同时被共同地控制，用于从一种控制状态过渡到另一种控制状态，其特征在于，第一控制阀和第二控制阀具有不同的换向阀功能。

2. 如权利要求1所述的控制装置（10），其特征在于，用于对控制滑阀进行控制的操纵部件包括磁体，且液压地作用到控制滑阀（12）上；和/或控制滑阀（12）包括控制活塞（30），该控制活塞具有多个控制边缘。

3. 如权利要求1所述的控制装置（10），其特征在于，控制滑阀（12）的第一控制阀是4通3位的比例阀，控制滑阀（12）的第二控制阀是3通2位的比例阀。

4. 如权利要求1所述的控制装置（10），其特征在于至少一个切换控制滑阀（20），其中第二压力控制管路（16）被设计用于控制切换控制滑阀（20）。

5. 如权利要求4所述的控制装置（10），其特征在于，切换控制滑阀（20）具有三个3通2位的比例阀。

6. 如权利要求1所述的控制装置（10），其特征在于至少一个比例式的带有前伸控制边缘的压力减小阀（36）。

7. 如权利要求1所述的控制装置（10），其特征在于，第一压力控制管路（14）和第二压力控制管路（16）在控制滑阀（12）之前均具有分支点（41、43）；设置有切换控制滑阀（20）、另一切换控制滑阀（20）和在分支点（41、43）之后与控制滑阀（12）并行连接的另一控制滑阀（12），其中另一控制滑阀（12）具有多个控制状态，且至少包括用于第一压力控制管路（14）的第一控制阀和用于第二压力控制管路（16）的第二控制阀，所述控制阀通过另一操纵部件可同时地被共同控制，用于从一种控制状态过渡到另一种控制状态；控制滑阀（12）的第二压力控制管路（16）被设计用于控制切换控制滑阀（20），另一控制滑阀（12）的第二压力控制管路（16）被设计用于控制另一切换控制滑阀（20）。

8. 如权利要求1所述的控制装置（10），其特征在于，第一压力控制管路（14）在控制滑阀（12）之前具有分支点（41）；设置有在分支点（41）之后与控制滑阀（12）并行连接的另一控制滑阀（12），其中另一控制滑阀（12）具有多个控制状态，且至少包括用于第一压力控制管路（14）的第一控制阀和用于第三压力控制管路（47）的第二控制阀，所述控制阀通过另一操纵部件可同时地被共同控制，用于从一种控制状态过渡到另一种控制状态；

控制滑阀（12）的第二压力控制管路（16）在第二控制阀之后通入到第一压力控制管路（14）中，另一控制滑阀（12）的第三压力控制管路（47）被设计用于控制另一切换部件（44）。

9. 一种用于双离合器变速器的控制装置（10），其特征在于用于第一部分变速器的根据权利要求7的控制装置（52）和用于第二部分变速器的根据权利要求7的另一控制装置（54）或者用于第一部分变速器的根据权利要求8的控制装置（52）和用于第二部分变速器的根据权利要求8的另一控制装置（54）。

10. 一种特别是用于汽车的多档的变速器，具有：至少一个输入轴、输出轴、至少第一档的第一齿轮组、第二档的带有不同于第一齿轮组的传动比的第二齿轮组和用于激活至少一个齿轮组的切换部件，使得转矩能通过激活的齿轮组从至少一个输入轴传递到输出轴上，其特征在于根据前述权利要求中任一项的用于切换变速器的控制装置（10）。

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