CN105637231B - 用于自动变速器的液压控制装置以及自动变速器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于控制自动变速器的多个传输转矩的切换元件(K_A、K_B、K_C)的液压控制装置(101)，每个切换元件包括至少一个液压致动器(4A、4B、4C)，该致动器具有操作压力室(7A、7B、7C)，所述液压控制装置包括至少一个截止阀(110)和至少一个与多个配置给不同切换元件的压力调节装置(23A、23B、23C)连接的液压开关装置(8)。在此，截止阀构造和设置成，使得至少两个切换元件的致动器可通过一个共同的截止阀与压力调节装置液压连接，在截止阀的第一切换位置中所述至少两个切换元件的所有操作压力室被截止阀密封地封闭。在截止阀的第二切换位置中所述至少两个切换元件的所有操作压力室通过该截止阀与配置给相应切换元件的压力调节装置连接。

Description

用于自动变速器的液压控制装置以及自动变速器
技术领域
本发明涉及一种用于自动变速器的液压控制装置以及一种自动变速器。
背景技术
在例如由DE19858541A1公开的用于机动车的自动变速器中，通过摩擦锁合的切换元件来调节传动级，在下面摩擦锁合的离合器或制动器可理解为所述摩擦锁合的切换元件。可抗扭连接两个可转动元件的离合器和可抗扭连接一个可旋转元件与一个静止元件或者说变速器壳体的制动器在公开的自动变速器中构造为片式切换元件。切换元件在此液压地、即通过活塞-缸单元形式的致动器来操作，致动器可被加载压力油。压力油由作为压力源的用马达驱动的泵来输送并且必须在自动变速器的整个工作持续期间保持在一个压力水平上，该压力水平在切换元件中产生足够用于转矩传输的摩擦片压紧力。用于借助液压泵产生压力的能量必须由机动车发动机来施加，因而液压功率的产生增加了油耗和因此CO2排放或者说通过功率损耗减少了可用于车辆驱动的能量。因此也降低了变速器效率。
原则上自动变速器的切换元件除了可构造为摩擦锁合的片式切换元件外也可构造为形锁合的切换元件、如牙嵌式切换元件。
此外，在密封位置上、例如在从变速器壳体经由所谓的旋转油供应装置——其借助间隙密封装置、如滑动支承件和/或矩形环密封——进入旋转的变速器轴的压力油供应装置处产生泄漏损失。该泄漏损失要求在切换元件闭合时持续补充致动器中的油压力或者说补充泄漏量，以保持切换元件闭合。
为了使致动器中的压力独立于泵压力并且为了最小化泄漏损失，可通过不同的锁止机械装置封闭活塞室，以保持活塞室中的压力并且无需再输送油。仅在切换过程中打开阀并且随后以相应压力填充之。由本申请人的DE 10205411A1公开了一种液压控制装置，借助该液压控制装置在希望的转矩传输中可通过压力加载而闭合的片式切换元件在切换以外通过锁止装置锁止。从而保持用作致动器的操作缸中的压力并且由此维持摩擦片之间的压紧力，且变速器泵无需产生相应于切换元件操作压力的液压压力。
要由变速器泵产生的压力因此可相对于操作压力减小。虽然理论上可能，但泵不能完全关断或者说无压，因为即使在切换元件闭合且锁止时在变速器中仍存在低压力水平的油需求，例如用于冷却和润滑或用于预填充切换元件以便为切换过程作准备。
由此，变速器油泵的功率消耗显著降低，该功率消耗通过所要求的体积流与所产生的压力差的乘积计算出。通过变速器泵减小的功率消耗使变速器的总效率得到提高，因为为液压系统分出较少的发动机功率并且可供用于车辆驱动。一种在现有技术中公开的锁止装置构造为截止阀，其设置在液压缸的供应区域中并且使缸的压力室朝向泵密封地截止，从而保持用于维持摩擦片组中的压紧压力所需的液压压力。
现有解决方案的问题在于，每个切换元件需要一个阀，该阀封闭相应活塞室(下面也称为操作压力室)中的压力。一方面不利的是，必须在变速器的多个不同位置上施加控制压力，另一方面由于每个单独的阀都可能卡住等所以错误可能性也显著提高。由此自动变速器的功能可靠性不利地降低，因为在特殊情况下、例如在发动机停止运转时自动变速器可能卡住。因此自动变速器也可能因拖曳运动而卡住。为了保证功能可靠性或者说识别位置错误，需要为每个切换元件设置位置传感器。此外，基于较多数量的截止阀也提高了部件数量。这意味着安装过程更为复杂并且安装空间和成本增加。
发明内容
本发明的任务在于提供一种液压控制装置，借助该液压控制装置可以简单且功能可靠的方式密封地封闭可液压操作的切换元件的操作压力室或使之朝向液压系统打开。
该任务通过液压控制装置得以解决，其用于控制多个切换元件以便在自动变速器中传输转矩，每个切换元件包括至少一个液压致动器，该致动器具有操作压力室，通过由液压控制装置对操作压力室加载压力可操作切换元件，所述液压控制装置包括至少一个可切换的截止阀和至少一个与压力源连接的液压开关装置，该液压开关装置具有多个配置给不同切换元件的压力调节装置，其特征在于，所述截止阀构造和设置成，使得至少两个切换元件的致动器可通过一个共同的截止阀与压力调节装置液压连接，在截止阀的第一切换位置中所述至少两个切换元件的所有操作压力室被截止阀密封地封闭，并且在截止阀的第二切换位置中所述至少两个切换元件的所有操作压力室通过该截止阀与配置给相应切换元件的压力调节装置连接。
在用于控制多个切换元件以便在自动变速器中传输转矩的液压控制装置中，切换元件分别包括至少一个液压致动器，该致动器具有操作压力室，通过由液压控制装置对操作压力室加载压力可操作切换元件。所述液压控制装置包括至少一个可切换的截止阀和至少一个液压开关装置，该液压开关装置具有多个配置给不同切换元件的压力调节装置。液压开关装置为了其压力介质供应与压力源连接。截止阀可在两个位置中切换，在第一切换位置中至少一个切换元件的操作压力室密封地封闭，以致被封闭在操作压力室中的操作压力独立于压力源的压力大致保持其值。
根据本发明截止阀构造和设置成，使得至少两个切换元件的致动器可通过一个共同的截止阀与压力调节装置液压连接，在截止阀的第一切换位置中所述至少两个切换元件的所有操作压力室被截止阀密封地封闭。在截止阀的第二切换位置中所述至少两个切换元件的所有操作压力室通过该截止阀与配置给相应切换元件的压力调节装置连接。
与为每个切换元件配置一个截止阀的解决方案相比，一个共同用于多个切换元件的截止阀的优点在于，不会因单个阀卡住而出现错误。所有配置给该截止阀的压力室同时打开或关闭。在中央截止阀打开时确保在操作压力室中不再封闭操作压力，该操作压力会使切换元件闭合，这例如可导致自动变速器卡住。从而实现更高的功能可靠性。此外，在一个共同的截止阀中无需如在若干截止阀中那样在变速器的不同位置上施加操作能量。由此减少了若干相配的截止阀引起的结构费用和因此的成本，另外每个这样的截止阀本身所包含的元件数量与根据本发明的共同截止阀相同。
有利的是，所有切换元件的致动器可通过一个共同的截止阀与压力调节装置液压连接。由此实现了部件数量以及安装费用的最小化。
优选切换元件构造成，使得切换元件可借助对操作压力室加载压力而闭合，由此可通过切换元件传输转矩。无压的切换元件是打开的并且不能传输转矩。状态“无压地打开”也称为“常开”。
作为替代方案，切换元件也可构造成，使得该切换元件在操作压力室无压时借助弹簧力闭合并且借助对操作压力室加载压力而打开。具有这种功能方式的切换元件也称为“常闭”的。
在自动变速器中一些切换元件可构造为“常闭”的并且另一部分切换元件可构造为“常开”的。不同的切换元件结构方式可分配到切换元件上，使得在压力源出故障时确保自动变速器的功能可靠性。
在本发明一种方案中，截止阀具有封闭体和壳体，该封闭体设置在壳体内。壳体具有通向所述至少两个切换元件的每一个致动器的至少一个接口和通向配置给所述至少两个切换元件的每一个切换元件的压力调节装置的至少一个接口。封闭体在此可借助作用能量相对于壳体运动到第一位置和第二位置中，在第一位置中每个连接到截止阀上的致动器被封闭。在封闭体的第二位置中所述至少两个切换元件的致动器通过封闭体分别与配置给相应切换元件的压力调节装置连接。在此各个致动器或者说其操作压力室始终彼此分开，并且每个操作压力室本身可被压力调节装置填充压力介质尤其是油或者说被加载压力。
在一种有利方案中，壳体具有一个控制压力接口并且用于使封闭体运动到两个位置之一中的作用能量是加载封闭体的液压控制压力。该控制压力可通过液压开关装置调节并且通过控制压力接口被导向封闭体。当借助液压开关装置相应降低控制压力时，用于使封闭体运动到两个位置之中的另一个位置中的作用能量是弹簧的预张紧力。控制压力可降低，使得其压力小于弹簧的力。截止阀的这种液压操作具有下述优点：在自动变速器或液压控制装置中将本来就存在的用于操作切换元件的液压能量提供用于阀的调节。因此不产生以另一待安装的作用能量形式的附加费用。
弹簧可构造为压缩弹簧、拉力弹簧、盘形弹簧、螺旋弹簧或波形弹簧。
作为替代方案可想到，作用能量是气动或电动的。在电动作用能量中封闭体可借助设置在封闭体两侧的机电致动器或可借助设置在封闭体一侧上的机电致动器和设置在相反侧上的压力弹簧运动到两个位置中。
一种有利方案示出，封闭体在控制压力的作用下可运动到第二位置中，在第二位置中所述至少两个切换元件的操作压力室打开。当控制压力相应降低或在液压系统无压或者说压力源无压、如在车辆发动机停止运转时，在弹簧预张紧力的作用下封闭体可移动到第一位置中，在第一位置中所述至少两个切换元件的致动器的操作压力室封闭。阀的这种设计也称为“常闭”。当切换元件构造成，以致切换元件在操作压力下闭合并且因此可传输转矩时，即使在发动机停止运转、例如在起停运行时，也可保持挂入的传动级并且可在发动机重新起动时可更加自发地投入运行。
作为替代方案，封闭体可在控制压力的作用下进入第一位置，在该第一位置中操作压力室关闭，并且当控制压力相应下降或者说压力源无压如泵停止时，在压力弹簧预张紧力的作用下封闭体可运动到第二位置中，在该第二位置中操作压力室打开。阀的这种设计也称为“常开”。当切换元件构造成，以致切换元件在压力下闭合，因此切换元件现在例如在发动机因故障而停止运转时打开并且这有利地功能可靠地避免了自动变速器卡住，因为在无压打开的切换元件中在输出部和驱动部之间没有动力啮合。
优选封闭体构造为圆柱形的活塞式滑动件，该活塞式滑动件可移动地设置在壳体中。圆柱形活塞式滑动件是在液压中广泛使用的构件。因为在活塞式滑动件的制造中只需加工外轮廓，因而活塞式滑动件可有利地简单制造。
在本发明的一种优选方案中，壳体在此是变速器的轴。
作为替代方案，封闭体可构造为空心圆柱形的套筒式滑动件并且壳体包括变速器的轴和同心环绕该轴的变速器壳体部件。该套筒式滑动件在此同心于该轴并且因此也同心于壳体部件地在两者之间可相对于两者轴向移动地设置。通过围绕该轴设置套筒式滑动件在该轴内提供足够用于设置油通道或阀装置、例如用于至少另一切换元件的另一截止阀的安装空间。
在该替代方案的一种特殊设计中，用于致动器的接口构造在同心环绕该轴的变速器壳体部件中，并且通向液压开关装置或者说通向压力调节装置的接口构造在该轴中。
在本发明的另一种替代方案中规定，封闭体包括多个与一个控制活塞连接并且可通过该控制活塞运动的推杆，所述推杆可轴向移动地设置在壳体内，并且推杆的数量至少相应于连接的致动器的数量。
优选在该方案中可能的是，壳体是变速器的轴并且致动器在该轴中的接口沿轴线的轴向彼此间隔开。推杆相应于接口的位置沿轴向方向从控制活塞起具有不同长度。
在封闭体的所有方案中，变速器的轴可以是中心轴，该中心轴同心于自动变速器的中轴线设置。自动变速器的中轴线也是驱动轴的旋转轴线。
在本发明的另一种方案中，截止阀可构造为可切换的座阀。与简单的滑阀相反，座阀具有高密封性，以致封闭在操作压力室内的压力基本上不会随时间而下降。
座阀可构造为锥座阀或盘座阀。
在此情况下在一种有利方案中规定，封闭体包括具有多个圆柱形区段的外轮廓或内轮廓，所述圆柱形区段具有不同的内径或外径，以致外轮廓或内轮廓构造成阶梯状的。壳体——封闭体可轴向移动地导向于其内或其上——包括具有不同直径的相应的阶梯状的配合轮廓，并且封闭体和壳体在直径不同的相邻活塞区段的过渡部上在封闭体的第一位置中相互贴靠，由此在每个过渡部上形成一个密封座。
在一种可能方案中示出，在封闭体设计为活塞式滑动件时，活塞式滑动件构造为阶梯活塞，该阶梯活塞包括多个活塞区段，各活塞区段的外径是不同的并且从活塞式滑动件的一个端部向另一端部阶梯状地增大。活塞式滑动件具有至少与连接到截止阀上的致动器一样多的、直径不同的活塞区段。活塞式滑动件在构造于壳体中的轴向定向的阶梯孔中被导向，该阶梯孔具有多个内径不同的孔区段作为阶梯活塞的配合轮廓。由此活塞式滑动件可在阶梯孔中移动，直到各在两个活塞区段之间的台阶贴靠在孔区段的相应台阶上并且因此分别形成一个密封座，这相应于封闭体的第一位置并且因此致动器被封闭。
在该方案的一种有利方案中规定，壳体是变速器的轴，并且活塞式滑动件可沿轴的轴向方向移动地设置在轴内。通过该设置，截止阀不需要轴以外沿径向方向的安装空间，因而不影响自动变速器的尺寸。
在封闭体设计为套筒式滑动件时，套筒式滑动件的内轮廓构造为阶梯孔并且具有多个内径不同的孔区段。在此，套筒式滑动件在同样具有多个直径不同的轴区段作为配合轮廓的轴的外轮廓上沿轴向被导向。该套筒式滑动件和轴至少具有与连接的致动器一样多的、直径不同的孔区段或轴区段。套筒式滑动件可在阶梯状的轴上沿轴向方向移动，直到各在直径不同的孔区段之间的台阶贴靠到轴区段的相应台阶上并且因此形成相应于第一位置的挡靠位置并且分别形成一个密封座，由此致动器被封闭。套筒式滑动件的外轮廓或同样用作壳体的壳体部件的内轮廓可构造成圆柱形的且具有统一的直径。
作为替代方案，套筒式滑动件的内轮廓或用作壳体的轴的外轮廓构造成圆柱形且具有统一的直径。在该方案中，套筒式滑动件的外轮廓或作为配合轮廓的壳体部件的内轮廓为此具有多个直径不同的区段。
有利的是，密封座的数量——和因此圆柱形区段的数量——比致动器或通向致动器操作压力室的接口的数量大一，从而通向致动器操作压力室的每个接口在两个密封座之间密封。
代替将截止阀设置在变速器的轴内或中心轴内，截止阀也可直接设置在切换元件上或切换元件的操作压力室中。
在活塞式滑动件或套筒式滑动件的一种特别有利的方案中，封闭体构造成多件式的，该封闭体具有多个直径不同的圆柱形的滑动件区段，所述滑动件区段同心地相互嵌套并且可沿轴向相对移动并且在滑动件区段之间设置用作压力弹簧的弹性补偿元件，以致在封闭体的第一位置中每个滑动件区段独立于其余滑动件区段地通过补偿元件压紧在相应密封座上。由此可补偿封闭体和壳体之间由制造引起的公差，因为它们形成多重配合。配合的数量相应于圆柱形区段的数量。由此封闭体和壳体可仅在圆柱形区段的一个台阶上或者说在一个密封座上相互贴靠并且所有其它密封座都不密封，因为它们具有间隙。
在此情况下，可在各密封座的区域中在封闭体和/或在壳体上设置弹性密封元件，使得借助该弹性密封元件可进行密封。通过弹性密封元件也可补偿由制造引起的公差，这不仅补偿轴向多重配合而且也补偿各区段的圆柱形状的圆度、圆柱形区段之间的台阶的平整度或表面粗糙度并且由此提高各密封座的密封性。
用于机动车的自动变速器包括所描述的液压控制装置，由此以所示方式提高了功能可靠性。有利的是，在使用根据本发明的液压控制装置时也提高了变速器效率，因为通过独立于用马达驱动的压力源或泵的压力维持操作压力，可在切换以外减小要由压力源产生的压力。由此减少由发动机产生的机械功率向液压功率的转换。
自动变速器可包括多个切换元件，其中至少两个切换元件通过压力加载而闭合以便形成传动级。
此外还可规定，另一切换元件在其致动器被加载压力时是打开的。
替代或附加地，自动变速器可包括至少两个切换元件，这些切换元件在其致动器被加载压力时是打开的。
附图说明
在附图中示出且在下面详细说明本发明方法的实施例。附图如下：
图1为包括按现有技术的截止阀的液压控制装置的液压示意图；
图2为根据本发明的液压控制装置的液压示意图；
图3a为处于第一切换位置中的本发明截止阀的第一种方案；
图3b为处于第二切换位置中的本发明截止阀的第一种方案；
图4a为处于第一切换位置中的本发明截止阀的第二种方案；
图4b为处于第二切换位置中的本发明截止阀的第二种方案；
图5a为处于第一切换位置中的本发明截止阀的第三种方案；
图5b为处于第二切换位置中的本发明截止阀的第三种方案。
具体实施方式
图1示出根据现有技术的液压控制装置1的示意图，该液压控制装置在所示示例中与三个切换元件A、B和C液压连接。原则上至少两个切换元件设置在自动变速器中。
每个切换元件包括一个机械装置6A、6B、6C和一个致动器4A、4B、4C，致动器具有操作压力室7A、7B、7C。机械装置6A、6B、6C在自动变速器中优选构造成片式离合器或者说构造成摩擦锁合的。一个切换元件原则上也可构造成形锁合的并且构造为离合器(连接两个旋转部件)或制动器(连接一个旋转部件与一个静止部件)。通过对操作压力室7A、7B、7C加载压力，借助致动器4A、4B、4C将机械力施加到机械装置6A、6B、6C上，由此操作、即闭合或打开相应切换元件。在自动变速器中，通常切换元件在压力加载时闭合，这在功能可靠性方面是有利的，因为在用作压力源的泵出故障或者说停止运转时所有切换元件打开，由此避免不确定的变速器状态。
在已知的自动变速器中，致动器构造为液压缸，在液压缸中设有活塞，因此操作压力室形成于活塞和缸壁之间。在对操作压力室加载压力时，压力也作用到活塞上，该活塞又将机械力施加到切换元件的摩擦片上。
在所示示例中，液压控制装置1包括一个液压开关装置8和三个分别设置在液压开关装置8和致动器4A、4B、4C之间的截止阀10A、10B和10C。为每个切换元件A、B和C配置一个截止阀10A、10B和10C并且分别通过一个接口21A、21B和21C与之连接。液压开关装置8包括四个压力调节装置，其中三个压力调节装置23A、23B、23C配置给切换元件A、B和C并且为了给切换元件供应压力介质而与由驱动马达3驱动的泵1液压连接。第四压力调节装置是控制压力调节装置26，该控制压力调节装置配置给截止阀10A、10B和10C并且调节出控制压力p_S。所有截止阀10A、10B和10C在本实施例中构造相同并且构造为二位二通换向阀，即它们可在两个切换位置中切换并且分别具有两个压力接口21A和25A、21B和25B、21C和25C。通过压力接口25A，截止阀10A与压力调节装置23A连接。相应地，压力接口25B和25C分别与压力调节装置23B、23C连接。
所有压力调节装置23A、23B、23C、26可在与它们连接的液压系统区域中调节出从环境压力p_0至由泵1产生的系统压力p_SYS的压力。通过压力调节装置将液压系统的一个区域与自动变速器中的存在环境压力p_0的区域连接，可使相关区域变成无压的，这也称为卸压。
每个截止阀10A、10B、10C具有一个控制压力接口24A、24B、24C，所述控制压力接口与控制压力调节装置26连接，因此所有截止阀10A、10B、10C可同时被加载控制压力p_S。
通过以控制压力p_S压力加载截止阀10A、10B、10C，各截止阀从第一切换位置——在第一切换位置中相应致动器4A、4B、4C的操作压力室7A、7B、7C封闭——克服弹簧31A、31B、31C的力切换到第二切换位置中，第二切换位置在图中示出。在第二切换位置中，切换元件A、B、C的操作压力室7A、7B、7C通过接口21A、21B和21C与液压开关装置8的压力调节装置23A、23B、23C连接。截止阀例如在用于进行换挡的切换过程中占据第二切换位置。对于为换挡应被加载压力或者说闭合的切换元件，在与该切换元件通过截止阀连接的压力调节装置中调节出所谓的离合器阀压力p_V，该离合器阀压力相应于加载相应操作压力室的离合器压力p_K。应被打开的切换元件的致动器由相应压力调节装置切换成无压的。截止阀的该设计，即截止阀在液压控制装置的无压状态中或者说在泵停止运转时是关闭的，也称为“常闭”。
原则上也可构造截止阀，使得通过以控制压力加载控制压力接口使截止阀或者说操作压力室关闭并且在控制压力相应下降时在弹簧的作用下打开(“常开”)。
在切换结束时，截止阀10A、10B、10C的控制压力接口24A、24B、24C通过控制压力调节装置26卸压，由此弹簧31A、31B、31C使截止阀切换到第一切换位置中，从而离合器压力p_K被封闭在操作压力室中并且独立于系统压力p_SYS地保持在其水平上，以致切换元件闭合并且因此保持挂入相应传动级。由泵1产生的系统压力p_SYS现在可减小，从而泵的功率消耗降低并且自动变速器效率提高。
图2示出根据本发明的液压控制装置101的液压示意图。在此所有切换元件A、B、C通过一个共同的截止阀110与液压开关装置8连接。截止阀110在所示方案中构造为二位六通换向阀，即该截止阀可在两个切换位置中切换并且具有六个压力接口121A、121B、121C、125A、125B、125C。通常在任何数量的切换元件中，根据本发明的截止阀上的压力接口数量相应于切换元件数量的两倍。除了压力接口外，截止阀110具有一个控制压力接口124，该控制压力接口与控制压力调节装置26连接并且可被控制压力调节装置加载控制压力p_S。
在所示实施例中，截止阀110构造成“常闭”的，即，当控制压力接口124通过控制压力调节装置26卸压时或者说控制压力p_S低于特定压力值时，截止阀110通过弹簧131的力进入第二切换位置中，在第二切换位置中截止阀110关闭。由此切换元件A、B、C或者说其操作压力室与压力调节装置23A、23B、23C之间的液压连接中断并且操作压力室7A、7B、7C被封闭。原则上截止阀也可构造成“常开”的。为了使封闭在一个或多个操作压力室中的离合器压力p_K保持不变，必须构造截止阀110，使得该截止阀密封地关闭，即不允许工作介质泄漏。此外，在截止阀110和相应操作压力室之间也不允许有泄漏位置。
有利的是，在根据本发明的液压控制装置101中所有切换元件A、B、C或者说其操作压力室7A、7B、7C借助截止阀110强制同时关闭或打开。不会出现单个截止阀卡住。此外，在根据本发明的液压控制装置中，构件数量和因此成本与现有技术相比显著降低。
图3a示出处于第一切换位置中的本发明截止阀310的第一种方案的纵剖面图以及用于说明在纵剖面图中转入图平面中的一些特定特征的位置的横截面图A-A。在该实施例以及下面的附图中，截止阀310配置给三个切换元件K_A、K_B、K_C。截止阀310在此包括构造为活塞式滑动件311的封闭体，该活塞式滑动件在构造为自动变速器中心轴312的壳体内的阶梯孔314中在两个位置之间可移动地被导向。
活塞式滑动件311具有四个圆柱形活塞区段341、342、343和344，各活塞区段的直径从活塞区段341起阶梯状地增大。在相邻的活塞区段341和342之间构造有一个环形槽345、在活塞区段342和343之间构造有一个环形槽346并且在活塞区段343和344之间构造有一个环形槽347，在此术语“环形槽”表示活塞区段之间的间隙或材料凹部，而不表示活塞式滑动件的外轮廓。
作为相对于阶梯状活塞式滑动件311的配合轮廓，阶梯孔314也具有四个孔区段355、356、357和358，为清楚起见在图3b中标出这四个孔区段。在四个单独的孔区段之间的过渡部中构造的三个台阶分别形成一个密封座351、352和353。该密封座、即过渡部在此可构造成锥形或阶梯形的、即过渡部无轴向延伸尺寸。替代或附加地，也可将活塞区段之间的过渡部构造成锥形的。
在中心轴312中构造从阶梯孔314径向伸出的孔形式的离合器接口321A、321B和321C，所述离合器接口根据附图标记数字之后的字母连接截止阀310与相配的切换元件K_A、K_B、K_C并且在孔区段356、357和358的长度之内通入阶梯孔314中。如由剖面图A-A可见，离合器接口321A、321B和321C相对旋转并且出于显示原因在纵剖面图中转入图平面中。但理论上离合器接口321A、321B和321C也可设置在一个平面中，因为不会串通。
在孔区段355、356和357的长度之内，压力接口325A、325B和325C分别与一个离合器接口321A、321B和321C轴向错开地通入。截止阀310具有一个控制压力接口324，该控制压力接口与直径最小的孔区段、在此情况下与孔区段355连接。在孔区段355中构造有控制压力室327，该控制压力室通过控制压力接口324与控制压力调节装置连接。由此活塞式滑动件311可被加载控制压力p_S。在直径最大的孔区段358中构造有弹簧室332，弹簧331在弹簧室中被导向。弹簧室332是无压的。
在图3a中活塞式滑动件311处于第一切换位置中，当控制压力室327无压或控制压力p_S施加到活塞式滑动件311上的力小于弹簧331时，在预张紧于中心轴312和活塞式滑动件311之间的弹簧331的作用下占据该第一切换位置。活塞式滑动件311的活塞区段342、434和344在第一切换位置中贴靠在密封座351、352和353上。根据密封座的几何造型，截止阀310可构造为锥座阀或在阶梯状过渡部的情况下构造为盘座阀。密封座对于相应操作压力室的可靠密封是必要的，因为活塞式滑动件由结构决定与孔具有密封间隙，在该孔中活塞式滑动件被导向。离合器接口321A、321B和321C在第一切换位置中被活塞式滑动件311分别在密封座351和弹性密封元件362之间或在密封座352和弹性密封元件364或在密封座353和弹性密封元件366之间朝向压力接口325A、325B、325C密封。朝向控制压力室327附加地设有另一密封元件360，活塞式滑动件311在第一切换位置中贴靠在该另一密封元件上。
此外，活塞式滑动件311在密封座区域中在活塞区段342上具有弹性密封元件361，在活塞区段343上具有弹性密封元件363并且在活塞区段344上具有弹性密封元件365。这些弹性密封元件一方面补偿由制造决定的、表面粗糙度或密封座圆度不足方面的制造公差。另一方面阶梯孔314和活塞式滑动件311或者说其区段在其轴向位置方面具有公差，以致仅一个活塞区段可靠贴靠在密封座上，而在其余密封座处存在间隙。这些间隙通过弹性密封元件361、363和365封闭。控制压力室327朝向压力接口325A借助弹性密封元件367密封。
图3b示出处于第二切换位置中的活塞式滑动件311，在第二切换位置中切换元件的操作压力室与相应压力调节装置连接。控制压力室327被未示出的控制压力调节装置加载控制压力p_S，该控制压力使活塞式滑动件311克服弹簧331的力移动到第二切换位置中。
通过一个构造在中心轴312中的、轴向定向的供应通道371A与相配的、未示出的压力调节装置连接的压力接口325A经由环形槽345与离合器接口321A连接，从而该压力调节装置可填充或者说以离合器压力加载切换元件的操作压力室。此外，相应地压力接口325B和325C经由环形槽346或347与离合器接口321B或321C连接。压力接口325B通过供应通道371B并且压力接口325C通过供应通道371C与相应压力调节装置连接。在图3a和3b的纵剖面图中，供应通道371A、371B和371C转入图平面中。但由于各供应通道如此将会串通，因而供应通道实际上均匀地围绕圆周相互错开，如在剖面图A-A中所示。由剖面图A-A还可见，与供应通道371A、371B和371C连接的压力接口325A、325B、325C围绕圆周相互错开地设置。
图4a以关于中心轴412的中轴线M的纵剖面图示出本发明截止阀410的一种替代方案，该中心轴构成壳体的一部分。封闭体在此构造为管状、空心圆柱形的套筒式滑动件411，该套筒式滑动件同心于中轴线M地设置在中心轴412和作为壳体另一部分的变速器壳体部件413之间并且可沿轴向方向在两个切换位置之间移动。
在套筒式滑动件411的内轮廓上构造有阶梯孔414，以致套筒式滑动件411具有四个套筒区段441、442、443和444，所述套筒区段具有圆柱形内轮廓。套筒区段的内径从套筒区段441至套筒区段444阶梯状地增大。中心轴412在其外轮廓上具有四个直径不同的圆柱形轴区段475、476、477和478作为相应于套筒式滑动件411阶梯孔414的配合轮廓。在轴区段475、476和477中分别构造有一个环形槽455、456和457，在此术语“环形槽”表示中心轴412外轮廓中的间隙或材料凹部，并非外轮廓的形状。
在变速器壳体部件413中构造有三个离合器接口421A、421B和421C。在中心轴412中构造有三个压力接口425A、425B和425C，所述压力接口分别通过一个轴向定向的供应通道471A或471B或471C与相应未示出的压力调节装置连接。出于显示原因，供应通道471A、471B和471C以及压力接口425A、425B和425C在纵剖面图中全部位于图平面中，但这在技术上是不可能的，因为各供应通道如此将会串通。剖面图B-B示出供应通道471A、471B和471C以及分别与之连接的压力接口425A、425B和425C在中心轴412内的实际设置。
套筒式滑动件411具有至少三个贯通部445、446和447，通过所述贯通部在套筒式滑动件411的第二切换位置中离合器接口421A、421B和421C可与压力接口425A、425B和425C连接。在贯通部445、446和447的每个轴向位置上可在圆周上分布多个贯通部。
截止阀410在变速器壳体部件413中在套筒式滑动件411的一个端部上具有控制压力室427，该控制压力室通过控制压力接口424与未示出的控制压力调节装置连接，以便调节控制压力p_S。在套筒式滑动件411的另一端部上在壳体和套筒式滑动件411之间预张紧地设置弹簧431。
在套筒式滑动件411的第一切换位置中，套筒式滑动件以其套筒区段441、442和443的内端部贴靠在轴区段475、476、477和478之间的过渡部上，在此，过渡部形成密封座451、452和453。如图3a和3b所示那样，在密封座451、452和453的区域中在中心轴412上出于公差补偿原因分别设置一个弹性密封元件461、462和463。为了在两个相邻的离合器接口之间进行密封，在中心轴412上设置径向密封的弹性元件464、466和467。在套筒式滑动件411的圆柱形外轮廓上在贯通部445、446和447之间以及在贯通部445和447和套筒式滑动件411的相应径向端部之间设置径向朝向变速器壳体部件413密封的弹性密封元件465。原则上也可选择性地在中心轴412或套筒式滑动件411上设置密封元件。
在控制压力室427卸压时，在预张紧的弹簧431作用下占据套筒式滑动件411的第一切换位置。在该切换位置中离合器接口421A、421B和421C借助所述措施密封地关闭。
图4b示出具有套筒式滑动件411的截止阀410，该套筒式滑动件在控制压力p_S的作用下克服弹簧431的力移动到第二切换位置中。离合器接口421A、421B和421C通过贯通部445、446和447和环形槽455、456和457与压力接口425A、425B和425C连接，以致未示出的切换元件操作压力室被填充或者说可被加载离合器压力p_K。
图5a示出处于第一切换位置中的截止阀510的另一种方案的纵剖面图。封闭体在此构造为多件式的推杆滑动件511，该推杆滑动件在中心轴512内可关于中心轴512的中轴线M沿轴向在两个切换位置之间移动。
推杆滑动件511在此包括一个控制活塞516和三个固定在控制活塞上的、长度不同的推杆。基于三个推杆在中心轴512内的设置，仅一个推杆541转入图平面中地示出。由于所有推杆除了长度不同外结构都相同，因此这些推杆的结构和作用方式仅借助推杆541说明。推杆数量在此相应于与截止阀510连接的切换元件的数量。在图5a中以虚线示出另一长度不同的推杆。此外，示意性剖面图示出三个推杆在中心轴512圆周上的位置。
控制活塞516可轴向移动地导向于同心于中轴线M的圆柱形孔515中。圆柱形孔515借助密封板529压力密封地封闭。“压力密封地封闭”在此情况下可理解为在该位置上即使在被加载为此所设置的工作压力时也不会有泄漏从弹簧室532进入阀孔514的延长部中。在控制活塞516和密封板529之间构造有控制压力室527，该控制压力室通过控制压力接口524与未示出的控制压力调节装置连接并且可被控制压力调节装置加载控制压力p_S。在控制活塞516和盲孔状的圆柱形孔515的端部之间形成卸压的补偿压力室528，在该补偿压力室中存在环境压力p_0。
推杆541设置在轴向定向的阀孔514中。阀孔514在此具有两个直径不同的孔区段555和556，在所述孔区段的过渡部上构造有锥形密封座551。作为替代方案，该过渡部也可构造成阶梯状的。推杆541具有两个直径不同的阀区段542和543，直径较大的阀区段542在第一切换位置中贴靠在密封座551上。离合器接口521A通入孔区段556中，该孔区段的直径小于孔区段555，该离合器接口与未示出的切换元件K_A的操作压力室连接。压力接口525A通入孔区段555中，该压力接口与用于同样未示出的切换元件K_A的压力调节装置连接。在推杆541于阀区段542上的端部和封闭塞558之间在孔区段555的弹簧室532中设置弹簧531，该弹簧也预张紧于推杆541的第一切换位置中。封闭塞558与中心轴512固定连接并且密封弹簧室532。弹簧室532中的压力通过压力接口525A由相关的、未示出的压力调节装置来调节。
当控制压力室527无压时，推杆541通过弹簧531的力作用被压到密封座551上并处于第一切换位置中。其它两个推杆与此类似，这两个推杆通过控制活塞516与推杆541连接。该连接使得各推杆与控制活塞516不能沿轴向方向相对移动。阀区段542和密封座551之间的密封作用通过弹性密封元件561提高，该密封元件设置在阀区段542上。作为替代方案，密封元件561也可设置在密封座551上。另一径向作用的弹性密封元件563在孔区段556的朝向补偿压力室528的端部上设置在阀区段543和环绕的中心轴512之间。选择孔区段556或孔区段555的内径和阀区段543或阀区段542外径之间的差，使得空心圆柱形贯通部544构造为可自由穿流的环形横截面。
在第一切换位置中离合器接口521A和因此未示出的切换元件K_A的操作压力室通过推杆541以及密封元件561和563封闭。
图5b示出处于第二切换位置中的截止阀510的推杆滑动件511。在此，控制压力室527通过控制压力接口524被加载控制压力p_S，由此，控制活塞516以及推杆541随之克服弹簧531的力移动到第二切换位置中。阀区段542不再贴靠于密封座551上并且离合器接口521A通过贯通部544和弹簧压力室532与压力接口525A连接。这也适用于另外两个未示出的推杆或者说另外两个切换元件K_B和K_C。
附图标记列表
1 液压控制装置 101 液压控制装置
2 泵、压力源 110 截止阀
3 驱动马达 121A 压力接口
8 液压开关装置 121B 压力接口
4A 切换元件A的致动器 121C 压力接口
4B 切换元件B的致动器 124 控制压力接口
4C 切换元件C的致动器 125A 压力接口
6A 切换元件A的机械装置 125B 压力接口
6B 切换元件B的机械装置 125C 压力接口
6C 切换元件C的机械装置 131 弹簧
7A 切换元件A的操作压力室 310 截止阀
7B 切换元件B的操作压力室 311 封闭体、活塞式滑动件
7C 切换元件C的操作压力室 312 中心轴、壳体
10A 截止阀 314 阶梯孔
10B 截止阀 321A 离合器压力接口
10C 截止阀 321B 离合器压力接口
21A 压力接口 321C 离合器压力接口
21B 压力接口 324 控制压力接口
21C 压力接口 325A 压力接口
23A 压力调节装置 325B 压力接口
23B 压力调节装置 325C 压力接口
23C 压力调节装置 327 控制压力室
24A 控制压力接口 331 弹簧
24B 控制压力接口 332 弹簧室
24C 控制压力接口 341 活塞区段
25A 压力接口 342 活塞区段
25B 压力接口 343 活塞区段
25C 压力接口 344 活塞区段
345 环形槽 425A 压力接口
346 环形槽 425B 压力接口
347 环形槽 425C 压力接口
351 密封座 427 控制压力室
352 密封座 431 弹簧
353 密封座 432 弹簧室
355 孔区段 441 套筒区段
356 孔区段 442 套筒区段
357 孔区段 443 套筒区段
358 孔区段 444 套筒区段
360 密封元件 445 贯通部
361 密封元件 446 贯通部
363 密封元件 447 贯通部
364 密封元件 451 密封座
365 密封元件 452 密封座
366 密封元件 453 密封座
367 密封元件 455 环形槽
371A 供应通道 456 环形槽
371B 供应通道 457 环形槽
371C 供应通道 461 密封元件
410 截止阀 462 密封元件
411 封闭体、套筒式滑动件 463 密封元件
412 中心轴、壳体 464 密封元件
413 壳体部件、壳体 465 密封元件
414 阶梯孔 466 密封元件
421A 压力接口 467 密封元件
421B 压力接口 471A 供应通道
421C 压力接口 471B 供应通道
424 控制压力接口 471C 供应通道
475 轴区段 541 推杆
476 轴区段 542 阀区段
477 轴区段 543 阀区段
478 轴区段 544 贯通部
510 截止阀 551 密封座
511 封闭体、推杆滑动件 555 孔区段
512 中心轴、壳体 556 孔区段
514 阀孔 561 密封元件
515 圆柱形孔 563 密封元件
516 控制活塞 K_A 切换元件、离合器
521A 离合器接口 K_B 切换元件、离合器
521B 离合器接口 K_C 切换元件、离合器
524 控制压力接口 p_0 环境压力
525A 压力接口 p_K 离合器压力
525B 压力接口 p_S 控制压力
527 控制压力室 p_SYS 系统压力
531 弹簧 p_V 离合器阀压力
532 弹簧室

Claims (22)

1.液压控制装置(101)，用于控制多个切换元件(K_A、K_B、K_C)以便在自动变速器中传输转矩，每个切换元件包括至少一个液压致动器(4A、4B、4C)，该致动器具有操作压力室(7A、7B、7C)，通过由液压控制装置对操作压力室加载压力可操作切换元件，所述液压控制装置(101)包括至少一个可切换的截止阀(110)和至少一个与压力源(2)连接的液压开关装置(8)，该液压开关装置具有多个配置给不同切换元件的压力调节装置(23A、23B、23C)，其特征在于，所述截止阀(110)构造和设置成，使得至少两个切换元件的致动器可通过一个共同的截止阀(110)与压力调节装置(23A、23B、23C)液压连接，在截止阀(110)的第一切换位置中所述至少两个切换元件(K_A、K_B、K_C)的所有操作压力室(7A、7B、7C)被截止阀(110)密封地封闭，并且在截止阀(110)的第二切换位置中所述至少两个切换元件(K_A、K_B、K_C)的所有操作压力室(7A、7B、7C)通过该截止阀(110)与配置给相应切换元件(K_A、K_B、K_C)的压力调节装置(23A、23B、23C)连接。
2.根据权利要求1的液压控制装置，其特征在于，所述截止阀(110)具有封闭体(311、411、511)和壳体(312、412、413、512)，该封闭体设置在壳体内并且壳体具有通向所述至少两个切换元件的每一个致动器的至少一个接口(21A、21B、21C)和通向配置给所述至少两个切换元件的每一个切换元件的压力调节装置(23A、23B、23C)的至少一个接口(25A、25B、25C)，封闭体可借助作用能量相对于壳体移动到第一位置和第二位置中，在封闭体的第一位置中每个连接到截止阀(110、310、410、510)上的致动器被封闭并且在封闭体的第二位置中所述至少两个切换元件的致动器通过封闭体分别与配置给相应切换元件的压力调节装置连接。
3.根据权利要求2的液压控制装置，其特征在于，所述壳体具有一个控制压力接口(324、424、524)并且用于使封闭体(311、411、511)移动到两个位置之一中的作用能量是对封闭体加载的液压控制压力(p_S)，该液压控制压力可通过液压开关装置调节，并且当借助液压开关装置相应降低液压控制压力时，用于使封闭体移动到两个位置之中的另一个位置中的作用能量是弹簧(331、431、531)的预张紧力。
4.根据权利要求3的液压控制装置，其特征在于，所述封闭体(311、411、511)在液压控制压力(p_S)的作用下可运动到第二位置中，并且当液压控制压力相应降低时在弹簧(331、431、531)的预张紧力的作用下可运动到第一位置中。
5.根据权利要求2至4之一的液压控制装置，其特征在于，所述封闭体是圆柱形的活塞式滑动件(311)，该活塞式滑动件(311)可移动地设置在壳体(312)中。
6.根据权利要求2至4之一的液压控制装置，其特征在于，所述封闭体是空心圆柱形的套筒式滑动件(411)，并且壳体包括变速器的轴(412)和同心环绕该轴的变速器壳体部件(413)，该套筒式滑动件(411)同心于该轴(412)并且因此也同心于变速器壳体部件(413)地在两者之间可相对于两者轴向移动地设置。
7.根据权利要求2至4之一的液压控制装置，其特征在于，封闭体(511)包括与一个控制活塞(516)连接并且可通过该控制活塞运动的多个推杆(541)，所述推杆可轴向移动地设置在壳体(512)内，推杆的数量至少相应于连接的致动器的数量。
8.根据权利要求5的液压控制装置，其特征在于，所述截止阀(310)构造为可切换的座阀。
9.根据权利要求6的液压控制装置，其特征在于，所述截止阀(410)构造为可切换的座阀。
10.根据权利要求7的液压控制装置，其特征在于，所述截止阀(510)构造为可切换的座阀。
11.根据权利要求8的液压控制装置，其特征在于，所述活塞式滑动件(311)构造为阶梯活塞，该阶梯活塞包括多个活塞区段(341、342、343、344)，各活塞区段的外径是不同的并且从活塞式滑动件的一个端部向另一端部阶梯状地增大，活塞式滑动件(311)具有至少与连接到截止阀上的致动器一样多的、直径不同的活塞区段，并且活塞式滑动件(311)在构造于壳体(312)中的轴向定向的阶梯孔(314)中被导向，该阶梯孔具有多个内径不同的孔区段(355、356、357、358)作为阶梯活塞的配合轮廓，活塞式滑动件(311)可在阶梯孔(314)中移动，直到各在两个活塞区段之间的台阶贴靠在孔区段的相应台阶上并且因此分别形成一个密封座(351、352、353)，这相应于活塞式滑动件(311)的第一位置并且因此致动器被封闭。
12.根据权利要求5的液压控制装置，其特征在于，所述壳体是变速器的轴(312)，并且活塞式滑动件(311)可沿该轴(312)的轴向方向移动地设置在该轴内。
13.根据权利要求8的液压控制装置，其特征在于，所述壳体是变速器的轴(312)，并且活塞式滑动件(311)可沿该轴(312)的轴向方向移动地设置在该轴内。
14.根据权利要求11的液压控制装置，其特征在于，所述壳体是变速器的轴(312)，并且活塞式滑动件(311)可沿该轴(312)的轴向方向移动地设置在该轴内。
15.根据权利要求9的液压控制装置，其特征在于，所述套筒式滑动件(411)的内轮廓构造为阶梯孔(414)并且具有多个内径不同的套筒区段(441、442、443、444)，所述套筒式滑动件(411)在所述轴(412)的外轮廓上沿轴向被导向，该轴同样具有多个直径不同的轴区段(475、476、477、478)作为配合轮廓，该套筒式滑动件(411)至少具有与连接的致动器一样多的、直径不同的套筒区段(441、442、443、444)，并且所述套筒式滑动件(411)可在阶梯状的所述轴(412)上移动，直到各在直径不同的套筒区段(441、442、443、444)之间的台阶贴靠到轴区段(475、476、477、478)的相应台阶上并且因此形成相应于第一位置的挡靠位置并且分别形成一个密封座(451、452、453)，由此各致动器被封闭。
16.根据权利要求10的液压控制装置，其特征在于，所述壳体是变速器的轴(512)，并且各致动器在该轴(512)中的接口(521A、521B、521C)沿轴线(M)的轴向彼此间隔开，并且各推杆(541)沿轴向方向从控制活塞(516)起具有不同长度。
17.根据权利要求11至15之一的液压控制装置，其特征在于，所述封闭体构造成多件式的，该封闭体具有多个直径不同的圆柱形滑动件区段，所述滑动件区段同心地围绕所述轴(312、412)的中轴线(M)相互嵌套并且可沿轴向相对移动，并且在所述滑动件区段之间设置用作压力弹簧的弹性补偿元件，以致在封闭体的第一位置中每个滑动件区段独立于其余滑动件区段地通过弹性补偿元件压紧在相应密封座(351、352、353、451、452、453)上。
18.根据权利要求11至16之一的液压控制装置，其特征在于，在密封座(351、352、353、451、452、453、551)的区域中在封闭体(311、411、511)和/或壳体(312、412、413、512)上设置至少一个弹性密封元件(361、363、365、461、462、463、561)，使得借助该弹性密封元件进行密封。
19.自动变速器，其包括根据权利要求1至18之一的液压控制装置(101)。
20.根据权利要求19的自动变速器，其特征在于，所述自动变速器包括多个切换元件，其中至少两个切换元件通过压力加载而闭合以便形成传动级。
21.根据权利要求20的自动变速器，其特征在于，另一切换元件在其致动器被加载压力时是打开的。
22.根据权利要求19的自动变速器，其特征在于，所述自动变速器包括至少两个切换元件，这至少两个切换元件在其致动器被加载压力时是打开的。
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