CN104633084B - 包括具有泵装置的液压系统的变速器装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种包括具有泵装置(3)的液压系统(1)的变速器装置(2)。通过所述泵装置(3)能为主要压力回路(7)和至少一个另外的压力回路(10)供应液压油。泵装置(3)与变速器输入轴耦合并且能由变速器输入轴驱动。根据本发明，所述泵装置(3)的第一泵单元(4)与变速器输入轴连接并且能由变速器输入轴驱动。泵装置(3)的第二泵单元(5)与变速器输出轴连接并且能由变速器输出轴驱动。所述第一泵单元(4)的压力侧(6)与主要压力回路(7)连接并且能与所述另外的压力回路(10)连接，而第二泵单元(5)的压力侧(14)则与所述另外的压力回路(10)连接并且能与主要压力回路(7)耦合。

Description

包括具有泵装置的液压系统的变速器装置

技术领域

本发明涉及一种包括具有泵装置的液压系统的变速器装置。

背景技术

由实践中已知的变速器装置、如自动变速器装置通常具有液压系统，通过泵装置为液压系统供应液压油。此外，已知泵装置包括所谓的定量泵，其供油功率根据驱动转速变化，或可调节的泵装置，其供油量可调节。泵装置大多定位于变速器输入轴区域中并且由安装有自动变速器的车辆的车辆动力总成的驱动装置驱动，原则上通过这种泵装置可满足各种不同的要求。

这种液压系统的许多液压致动器如离合器或换挡杆是电容性的并且为了所希望的运行可被加载定义的油量和/或定义的压力水平。特别是在安装有湿式双离合器系统的变速器装置中需要通过泵装置为液阻如用于双离合器系统、用于变速器装置的齿轮组以及支承装置的冷却油接口和润滑油接口供应液压油。

上面提到的液阻或者说液压致动器与变速器装置的其它液压消耗器、如双离合器或换挡致动器相比通常在小得多的压力水平上运行。最高待提供的压力水平决定泵装置的液压输入功率。当通过一个唯一的泵供应所有消耗器时，为了冷却油管路和润滑油管路的供应，需要由内燃机提供明显更多的功率。在能源方面更有利的是，分别由一个共同的泵单元为优选至少近似可在接近的压力水平上运行的各类消耗器供应液压油并且变速器装置设有多个泵单元。但这种纯能源考虑在不希望的程度上提高了变速器装置的结构空间需求和制造成本。

因为车辆动力总成的构造为内燃机的驱动装置在能源方面看构成车辆的最大损耗源，因此通过关断内燃机可实现最大的能量节约。在设有怠速熄火系统的新一代车辆中，内燃机例如在车辆静止期间或在所谓的滑行运行期间关断。

但在上面所描述的变速器装置中不利的是，在驱动装置的关断运行状态中不驱动泵装置，因此液压操作的自动变速器的液压子系统至少部分空载。当在内燃机随后重新起动时应在变速器装置区域中形成所要求的运行状态时——但该运行状态只能通过相应作用的液压系统、即通过完全被填充的液压系统来实现时，变速器装置在经过一段不希望的并且降低车辆自发性的死区时间后才能再次提供所希望的功能。但这种死区时间对驾驶员来说难以接受并且因此应被避免。

此外，在车速较高时变速器装置齿轮组的液压供应不足导致不充分的润滑或喷射润滑，这在不利的运行状态进程中在变速器装置齿轮组的区域中引起不可忽视的负荷。

在安装有双离合器系统的变速器装置中，在滑行运行期间在变速器区域本身中可挂入一个挡，以便例如在内燃机重新起动期间或之后在短的运行时间内实现内燃机的再次接入。但在车辆动力总成驱动装置的关断运行状态中——在其中泵装置不输送液压油——，不能再操作变速器装置的液压系统的致动器并且因此不能再进行挡位更新，由此在不希望的程度上限制了可形成滑行运行的时间。该限制在从高的车速向车辆静止方向的滑行或者说滑动时尤为明显。

为了能够例如在滑行运行期间或车辆动力总成的驱动装置的关断运行状态期间在希望的程度上为液压系统供应液压油，已知变速器装置具有可电动驱动的附加泵用于液压供应。但这种可电动驱动的泵在可提供的液压功率与所需的结构空间需求之间具有不利的比值。另外，可电动驱动的泵只能以在能源方面不利的效率运行并且不适合用于供应冷却回路。

由EP 2 336 590 A2公开了一种用于机动车双离合器变速器的泵设备。该泵设备包括一个泵，该泵在第一运行状态中产生用于离合器的冷却流、在第二运行状态中产生用于双离合器变速器调整机构的功率流并且在第三种运行状态中不仅产生冷却流而且也产生功率流。该泵构造为螺杆泵并且由车辆动力总成的驱动装置驱动。

但在此不利的是，在安装有该泵设备的车辆的滑行运行期间——在其中驱动装置关断，不能在希望的程度上为双离合器变速器的液压系统供应液压油。

此外，DE 10 2005 042 685 A1公开了一种包括两个变速器油泵的变速器，其中第一变速器泵在驱动装置侧被驱动并且提供与驱动转速有关的压力水平或者说与驱动转速有关的液压油体积流。该液压油体积流用作第二变速器泵的驱动装置，第二变速器泵构造为自吸喷射泵，通过其可提高用于次级压力回路的液压油体积流。

但在驱动装置静止时，通过两个变速器油泵既不能为变速器的次级压力回路也不能为主要压力回路供应液压油。

发明内容

因此，本发明所基于的任务在于提供一种在结构上简单且节省结构空间的变速器装置，借助该变速器装置可在车辆动力总成的尽可能大的运行范围上以希望的程度为液压系统供应液压油。

根据本发明，该任务借助一种包括具有泵装置的液压系统的变速器装置来解决，通过所述泵装置能为主要压力回路和至少一个另外的压力回路供应液压油，并且泵装置与变速器输入轴耦合并且能由变速器输入轴驱动，所述泵装置的第一泵单元与变速器输入轴连接并且能由变速器输入轴驱动、即由车辆动力总成的与变速器输入轴连接的驱动装置驱动，并且泵装置的第二泵单元与变速器输出轴连接并且能由变速器输出轴驱动，所述第一泵单元的压力侧与主要压力回路连接并且能与所述另外的压力回路连接，而第二泵单元的压力侧则与所述另外的压力回路连接并且能与主要压力回路耦合以供应液压油，所述第一泵单元构造为可调节的叶片泵并且该第一泵单元的供油量可调节，在正常行驶运行中、即在驱动装置接入时，由在驱动装置侧被驱动的第一泵单元为变速器装置的主要压力回路供应压力或者说液压油，并且在正常行驶运行期间第二泵单元也在输出端侧被驱动，并且所述第二泵单元构造为定量泵，并且当车辆动力总成的驱动装置关断时，通过第二泵单元为主要压力回路供应液压油，以维持变速器装置的有限的功能。

在根据本发明的包括具有泵装置的液压系统的变速器装置中，通过泵装置可为主要压力回路和至少一个另外的压力回路供应液压油。泵装置与变速器输入轴耦合并且可由变速器输入轴驱动。

根据本发明，泵装置的第一泵单元与变速器输入轴连接并且可由变速器输入轴驱动，而泵装置的第二泵单元与变速器输出轴连接并且可由变速器输出轴驱动。第一泵单元的压力侧与主要压力回路连接并且可与所述另外的压力回路连接。第二泵单元的压力侧与所述另外的压力回路连接并且可与主要压力回路耦合。

原则上本发明基于下述认识：从能源观点出发，原则上应为变速器的每个消耗器提供一个自身的泵。但这出于成本原因是不可行的，因此在本发明的变速器装置中不同消耗器的供应以适合的方式被合并并且通过两个泵单元为这些消耗器进行液压供应。在此在根据本发明的变速器装置的安装运行状态中，第一泵单元由变速器输入轴、即由车辆动力总成的与变速器输入轴连接的驱动装置驱动，而第二泵单元则由变速器输出轴驱动并且因此以车辆动力总成输出端的转速驱动。

在所谓的正常行驶运行中、即在驱动装置接入并且输出转速相应高时，由在驱动装置侧被驱动的第一泵单元为变速器装置的主要压力回路供应压力或者说液压油。通过主要压力回路例如为离合器、换挡杆调节和双离合器系统的冷却供应液压油。由于在正常行驶运行期间第二泵单元也在输出端侧被驱动，所以由第二泵单元为另外的压力回路供应液压油，通过该另外的压力回路可实现齿轮组润滑和全驱离合器的润滑。

通过所描述的系统例如可在所谓的赛车起动期间从安装有根据本发明的变速器装置的车辆的静止状态起——在该状态中驾驶员同时操作加速踏板和刹车踏板并且在车辆静止的同时驱动装置转速向最大转速方向增加——为双离合器系统供应相应高的冷却油体积流，以便导走基于高转速差产生的热量并且避免双离合器系统区域中的损坏。在赛车起动过程中，第二泵单元在车辆静止状态中基于输出转速为零不供应液压油并且第二泵单元不向所述另外的压力回路供应液压油。但为了能够在所述另外的压力回路的区域中提供液压油，在赛车起动过程中可由第一泵单元为所述另外的压力回路供应液压油。

与此相反，在滑行运行中(在滑行过程中为节省燃料关断驱动装置并且输出端和变速器输入轴之间的动力流优选在变速器装置的区域中断开)，主要压力回路不通过变速器输入轴驱动并且第一泵单元不向主要压力回路供应液压油。但为了能够在滑行运行中为主要压力回路加载液压油，由第二泵单元或者说可由第二泵单元为主要压力回路供应液压油，第二泵单元由具有大于零的输出转速的输出端驱动。

在根据本发明的变速器装置的一种在结构上简单且低成本的实施方式中，第二泵单元的压力侧在所述另外的压力回路和主要压力回路之间存在一个正压差时经由止回阀与主要压力回路连接并且在负压差时经由止回阀与主要压力回路分离。所述另外的压力回路和主要压力回路之间的正压差例如在安装有变速器装置的车辆的滑行运行期间出现。

在根据本发明的变速器装置的一种可简单运行的实施方式中，第一泵单元的压力侧可通过主要压力回路和所述另外的压力回路之间的阀单元与所述另外的压力回路连接。

如果第一泵单元的压力侧可通过阀单元与附加压力回路耦合(通过该附加压力回路例如冷却根据本发明的变速器装置的双离合器系统)，并且第一泵单元的压力侧在与附加压力回路耦合的状态中在主要压力回路和所述另外的压力回路之间存在一个正压差时经由另一止回阀与所述另外的压力回路连接，那么由此以简单的方式确保：在主要压力回路的压力水平足够高时并且同时第二泵单元对所述另外的压力回路供应不足时由第一泵单元至少近似在希望的程度上为所述另外的压力回路供应液压油。

当所述另一止回阀设置在这样的管路中时，该管路从一个通向附加压力回路方向的管路中在节流装置下游分支出，则确保了在第二泵单元对所述另外的压力回路供应不足时经由所述另一止回阀为所述另外的压力回路加载希望的液压油体积流或者说希望的液压压力，因为通过节流装置在阀单元和所述另一止回阀之间设定了定义的压力降。

在根据本发明的变速器装置的一种在结构上简单且低成本的实施方式中，在所述另一止回阀和第二泵单元的压力侧之间延伸的管路区域中设置节流装置。由此再次确保在由主要压力回路经由所述另一止回阀为所述另外的压力回路加载液压油时，定义地规定朝向第二泵单元的压力侧方向的压力降并且在希望的程度上为所述另外的压力回路加载液压油。

当所述另外的压力回路通过另一管路与第二泵单元的压力侧连接时，所述另一管路从在所述另一止回阀和第二泵单元的压力侧之间延伸的管路相对于第二泵单元在节流装置下游分支出，再次定义地规定朝向所述另外的压力回路方向的定义的压力降。

当第一泵单元的供油量可调节并且第一泵单元可优选构造为可调节的叶片泵时，以结构上简单的方式减小了第一泵单元区域中产生的损耗功率。

在根据本发明的变速器装置的一种以结构空间需求小并且结构简单为特点的扩展方案中，第二泵单元构造为定量泵，优选构造为限速的定量泵。

当各泵单元具有一个共同的吸入管时，从一个油池中提取的液压油可在一个唯一的真空过滤器区域中在希望的程度上被净化。

当各泵单元的吸入管彼此分离地构造时，泵单元与设有一个共同的用于两个泵单元的吸入管的泵装置实施方式相比可以以更高的自由度设置在变速器装置中。

无论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。相应的特征组合在本发明的技术方案的进一步扩展方面不构成限制，而基本上仅具有示例性的特点。

附图说明

本发明其它优点和有利的扩展方案可从权利要求和参考附图在原理上描述的实施例得出，并且为清楚起见在不同实施例的说明中为结构和功能上相同的构件使用了同一附图标记。附图如下：

图1为根据本发明的变速器装置的第一种实施方式的液压系统局部图；

图2为根据本发明的变速器装置的第二种实施方式的液压系统的相应于图1的视图。

具体实施方式

图1中示出变速器装置2或双离合器变速器的液压系统1的局部图。液压系统1包括具有两个泵单元4、5的泵装置3，其中第一泵单元4构造为可调节的叶片泵并且第二泵单元5构造为定量泵。

第一泵单元4在当前构成变速器主泵，其与在附图中未示出的变速器输入轴以已知的方式耦合并且因此能够由可与变速器装置2的变速器输入轴连接的驱动装置、优选内燃机驱动。与此不同，第二泵单元5与变速器输出轴耦合，变速器输出轴又以已知的方式可与安装有变速器装置2的车辆动力总成的输出端连接并且可以以与输出端转速相等的驱动转速驱动。第一泵单元4的压力侧6与主要压力回路7连接，在主要压力回路中存在系统压力p_sys，该系统压力又可通过可先导控制的系统压力阀8来调节。在系统压力阀8下游设置有同样可先导控制的阀单元9，该阀单元构成所谓的冷却阀。在图1所示的阀单元9的接通位置中，当主要压力回路7和另外的压力回路10之间存在导致止回阀装置11打开的正压力降时，主要压力回路7与所述另外的压力回路10连接。

在阀单元9的第二接通位置中，主要压力回路7与附加压力回路12连接，通过该附加压力回路为变速器装置2的双离合器系统的两个离合器K1和K2加载根据运行状态相应所需的冷却油量。在阀单元9的第二接通位置中，系统压力阀8下游存在的压力也作用于止回阀13上，该止回阀在高于主要压力回路7和所述另外的压力回路10之间的一个正压差时打开，以便在主要压力回路7和所述另外的压力回路10之间存在相应压差时即使在阀单元9的第二接通位置中也可由第一泵单元4的压力侧6为所述另外的压力回路10供应液压油。止回阀13设置在从一个通向附加压力回路12方向的管路中在节流装置28上游分支出的管路中。

第二泵单元5的压力侧14通过第一节流装置15和第二节流装置16与所述另外的压力回路10连接。第二泵单元5的压力侧14的压力可根据可先导控制的限压阀17变化。此外，第二泵单元5的压力侧14的压力作用于另一止回阀18上，该止回阀在高于第二泵单元5的压力侧14或者说所述另外的压力回路10和第一泵单元4的压力侧6之间的一个定义的正压差时打开并且在低于该压差时关闭。因此，当第二泵单元5的压力侧14和第一泵单元4的压力侧6之间存在所要求的正压差时可由第二泵单元5为主要压力回路7供应液压油。

通过第一泵单元4根据需要液压供应相配的致动器。例如由主要压力回路7或者说第一泵单元4为配置给两个离合器K1和K2的离合器阀19和20以及停车锁定系统21供应液压油。第二泵单元5配置给构成单独的低压回路的所述另外的压力回路10并且供应齿轮组冷却的润滑星形轮以及全驱离合器(all-wheel clutch)，其构成所谓的挂靠式联接装置(hang-on clutch)。

在常见的运行条件(在其中安装有变速器装置2的车辆动力总成的在当前构造为内燃机的驱动装置接入并且变速器输入轴的转速大于零同时车速或者说驱动速度也大于零)下，至少由第二泵单元5通过所述另外的压力回路10为变速器装置2的齿轮组以及全驱离合器供应液压油。由于变速器装置2的齿轮组的负荷通常随着车速的上升而增大，所以通过第二泵单元5自动在确定的工作点中根据需要提供冷却油功率，所述第二泵单元的泵驱动转速或者说其供油流量正比于车速。

在车辆静止或车速缓慢时并且同时在齿轮组区域中存在高扭矩负荷时、例如在赛车起动情况下——在其中驱动装置转速几乎最大并且驾驶员同时操作行车制动器，基于所描述的液压系统1的构造可附加地由第一泵单元4或者说叶片泵经由止回阀11为变速器装置2的齿轮组供应液压油。由第一泵单元4经由止回阀装置11或止回阀13对所述另外的压力回路10的附加供应可能性原则上允许第二泵单元5的更小尺寸。

当车辆动力总成的驱动装置在较高车速下例如在滑行运行期间关断并且第一泵单元4不输送液压油时，可由以输出转速驱动的或者说以与该转速相等的转速驱动的第二泵单元5经由另一止回阀18为主要压力回路7供应液压油。当第二泵单元5的压力侧14上的压力通过限压阀17升高时，在变速器装置2或者说安装有该变速器装置的车辆动力总成的确定工作点中可通过第二泵单元5维持有限的变速器装置2功能、如挡位更新、离合器冷却等。

在车辆动力总成的这种运行状态进程中，第二泵单元5从车辆质量获得其驱动能量并且基于直接的能量转换与电运行的附加泵相反不对车载电网或类似物造成不希望的负荷并且还可以更加有利的效率运行并且具有较小的结构空间-功率需要量比值。因此与安装有可电驱动的附加泵的车辆相比可在更长的时间上为其它用电器供应电能。尤其是在滑行运行期间在变速器装置2区域中挂入变速比的情况下在变速器装置2的离合器被以操作压力加载的同时，甚至在设置可作为发电机运行的电机的情况下还可为电蓄能器充电。

当安装有变速器装置2的车辆的车速大于零时，即使在驱动装置关断时也可避免主要压力回路7空载，因为在高于在所述另外的压力回路10或者说第二泵单元5的压力侧14和主要压力回路7之间的打开止回阀18所需的正压差时由第二泵单元5持续为主要压力回路7供应液压油。由此，当驱动装置再次起动时可在没有大的延迟的情况下形成所希望的运行条件、如挂入希望挡位并且同时压紧变速器装置2的离合器。

例如在变速器装置2中进行换挡时在阀单元9的区域中停止由主要压力回路7冷却两个离合器K1和K2，以便在希望的更短的运行时间内无延迟地进行所要求的换挡。在这种运行状态中，齿轮组仍可经由止回阀装置11被供应液压油。

由于图1中所示的变速器装置2的实施方式的两个泵单元4和5设有单独的吸入管22、23并且分别设有自身的过滤装置24或25，变速器装置2的液压系统1的该实施方式允许两个泵单元4和5设置在变速器装置2的不同位置上。

与此不同，在图2中所示的变速器装置2的实施方式中——其大致相应于根据图1的变速器装置2的实施方式，两个泵单元4和5具有一个共同的吸入管26和一个共同的过滤装置27。在足够大的车速下，第二泵单元5的吸入功率可用于共同的吸入管26，由此可降低两个泵单元4和5的能量负担。

附图标记列表

1 液压系统

2 变速器装置

3 泵装置

4 第一泵单元

5 第二泵单元

6 第一泵单元的压力侧

7 主要压力回路

8 系统压力阀

9 阀单元

10 另外的压力回路

11 止回阀装置

12 附加压力回路

13 止回阀

14 第二泵单元的压力侧

15 第一节流装置

16 第二节流装置

17 限压阀

18 另一止回阀

19 离合器阀

20 离合器阀

21 停车锁定系统

22 吸入管

23 吸入管

24 过滤装置

25 过滤装置

26 吸入管

27 过滤装置

28 节流装置

K1、K2 离合器

p_sys 系统压力

Claims (11)

1.包括具有泵装置(3)的液压系统(1)的变速器装置(2)，通过所述泵装置(3)能为主要压力回路(7)和至少一个另外的压力回路(10)供应液压油，并且泵装置(3)与变速器输入轴耦合并且能由变速器输入轴驱动，其特征在于，所述泵装置(3)的第一泵单元(4)与变速器输入轴连接并且能由变速器输入轴驱动、即由车辆动力总成的与变速器输入轴连接的驱动装置驱动，并且泵装置(3)的第二泵单元(5)与变速器输出轴连接并且能由变速器输出轴驱动，所述第一泵单元(4)的压力侧(6)与主要压力回路(7)连接并且能与所述另外的压力回路(10)连接，而第二泵单元(5)的压力侧(14)则与所述另外的压力回路(10)连接并且能与主要压力回路(7)耦合以供应液压油，

所述第一泵单元(4)构造为可调节的叶片泵并且该第一泵单元(4)的供油量可调节，在正常行驶运行中、即在驱动装置接入时，由在驱动装置侧被驱动的第一泵单元为变速器装置的主要压力回路供应压力或者说液压油，并且在正常行驶运行期间第二泵单元也在输出端侧被驱动，并且

所述第二泵单元(5)构造为定量泵，并且当车辆动力总成的驱动装置关断时，通过第二泵单元(5)为主要压力回路(7)供应液压油，以维持变速器装置(2)的有限的功能。

2.根据权利要求1所述的变速器装置，其特征在于，所述第二泵单元(5)的压力侧(14)在所述另外的压力回路(10)和主要压力回路(7)之间存在一个正压差时经由止回阀(18)与主要压力回路(7)连接并且在负压差时经由止回阀(18)与主要压力回路分离。

3.根据权利要求1所述的变速器装置，其特征在于，所述第一泵单元(4)的压力侧(6)能通过主要压力回路(7)和所述另外的压力回路(10)之间的阀单元(9)与所述另外的压力回路(10)连接。

4.根据权利要求2所述的变速器装置，其特征在于，所述第一泵单元(4)的压力侧(6)能通过主要压力回路(7)和所述另外的压力回路(10)之间的阀单元(9)与所述另外的压力回路(10)连接。

5.根据权利要求3或4所述的变速器装置，其特征在于，所述第一泵单元(4)的压力侧(6)能通过阀单元(9)与附加压力回路(12)耦合，并且第一泵单元(4)的压力侧(6)在与附加压力回路(12)耦合的状态中在主要压力回路(7)和所述另外的压力回路(10)之间存在一个正压差时经由另一止回阀(13)与所述另外的压力回路(10)连接。

6.根据权利要求5所述的变速器装置，其特征在于，所述另一止回阀(13)设置在这样的管路中，该管路从一个通向附加压力回路(12)方向的管路中在节流装置(28)上游分支出。

7.根据权利要求1至4之一所述的变速器装置，其特征在于，所述第二泵单元(5)的压力侧(14)上的压力能通过可先导控制的限压阀(17)变化。

8.根据权利要求5所述的变速器装置，其特征在于，在所述另一止回阀(13)和第二泵单元(5)的压力侧(14)之间延伸的管路区域中设置节流装置(15)。

9.根据权利要求8所述的变速器装置，其特征在于，所述另外的压力回路(10)通过另一管路与第二泵单元(5)的压力侧(14)连接，所述另一管路从在所述另一止回阀(13)和第二泵单元(5)的压力侧(14)之间延伸的管路相对于第二泵单元(5)在所述节流装置(15)下游分支出。

10.根据权利要求1至4之一所述的变速器装置，其特征在于，第一泵单元(4)和第二泵单元(5)具有一个共同的吸入管(26)。

11.根据权利要求1至4之一所述的变速器装置，其特征在于，第一泵单元(4)和第二泵单元(5)的吸入管(22、23)彼此分离。