CN105793596A - 用于双离合器的液压组件以及用于操控或者冷却所述双离合器的方法 - Google Patents

用于双离合器的液压组件以及用于操控或者冷却所述双离合器的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种液压组件，用于操控或者冷却车辆的双离合器的至少一个离合器，具有：泵，用于提供操控或者冷却所述至少一个离合器用的液压流体；内燃机，内燃机设置用于驱动所述泵；离合器压力支路，用于提供操控用的液压流体；冷却支路，用于提供冷却用的液压流体；其中，所述泵构造为具有可调节的输送体积的变量泵。此外，本发明涉及一种方法，用于借助所述液压组件操控或者冷却双离合器的至少一个离合器。

Description

用于双离合器的液压组件以及用于操控或者冷却所述双离合器的方法
技术领域
本发明涉及一种具有权利要求1的单独特征的液压组件，以及涉及一种具有独立的方法权利要求的单个特征的方法。
背景技术
在许多自动换挡变速器中，在打开离合器的换挡过程中引起驱动系中的牵引力中断。特别在商用车的情况下，牵引力中断是尤其不利的，因为牵引力中断导致行驶速度下降，特别在上山行驶时。因此造成交通堵塞。在初始速度上加速车辆，不仅在山上，而且在平地上都需要许多时间和能量。特别在商用车的情况下这种缺点更加明显，因为商用车的发动机仅仅在窄的转速范围内能提供要求的扭矩。
当通过牵引力中断打断行驶速度并且因此也打断发动机转速时，商用车在下一个行驶速度级中可能不再处于扭矩最大的范围中。换句话说，该发动机在下一个行驶速度级中可能有更少的效率(功率)，对此能导致，行驶速度进一步降低。一个极端的例子是，载重车在一座陡峭的山上，速度从80km/h降低到70km/h以下。对此，在初始行驶速度上的加速过程要求附加的时间，以及消耗附加的燃料。因此，存在对离合器组件而言完全不再出现牵引力中断的要求。
离合器大多数以液压的方式来操控，其中，通过泵能提供具有额定压力的液压流体，该泵通过车辆的一个或者多个发动机来驱动。
DE102008058080A1说明了一种液压供给系统，具有泵、内燃机和电动机，其中，该电动机设置用于在内燃机停止时来驱动泵。
已经已知一些措施用于在时间上缩短牵引力中断，所述措施目的在于，持续地提供液压流体用于操控离合器，尤其是操控双离合器的两个离合器。双离合器能确保最小化或者消除牵引力中断。已知泵，所述泵设置用于，提供用于两个离合器的液压流体。
WO2011/072639A1和WO2010/127659A1分别说明一种液压组件，其中，能至少通过电动机来驱动泵，用于为两个离合器提供一确定的体积流量的液压流体。WO2011/072639A1基于下述设计：使用转速调节的电动机用于驱动泵。WO2010/127659A1基于下述设计：提供两个电动机，与两个体积流量源连接，尤其是由电动机中的一个驱动的第一体积流量源，以及独立于内燃发动机的第二体积流量源。
发明内容
本发明的任务是，以简单的、尤其是成本有利的方式实现冷却和/或操控离合器、特别是双离合器变速器的双离合器，其中，要在时间上尽可能完全地避免牵引力中断。对此，也在可动力换挡的、高能效的组件上产生关注。
该任务通过一种液压组件来解决，该液压组件用于操控和/或冷却车辆的双离合器的至少一个离合器，双离合器特别是双离合器变速器的双离合器，车辆特别是商用车、例如载重车，所述液压组件具有：
-泵，用于为至少一个离合器提供液压流体，特别用于操控或者冷却至少一个离合器；
-内燃机，该内燃机设置用于驱动所述泵；
-离合器压力支路，用于提供操控用的液压流体；
-冷却支路，用于提供冷却用的液压流体；
其中，所述泵构造为具有可调节的输送体积的变量泵。
借助该变量泵能与任一发动机转速无关地提供以适合需求方式输送的液压体积流量。这实现了高能效的组件和运行方式。因此，能适合需求地调节设定液压流体的输送量，虽然仅仅设置有一个单独的发动机。在此，也能提供液压流体用于双离合器的两个离合器。在此，能以纯机械方式来实现变量泵的驱动。这样的液压组件也能用于全负荷下的运行方式。
与此相反地，在已知的液压组件的情况下，在许多情况下借助定量泵来进行泵的驱动，该定量泵根据为所述泵设置的驱动装置的转速、以确定的输送体积来提供液压流体。因此，与实际需求无关地提供该输送体积，这不是高能效的。换句话说，在定量泵的情况下，在高发动机转速、但是小体积流量需求时，自动产生差的效率，尤其因为输送了比需求更多的液压介质。
在一些情况下，至少也借助电动机实现泵的驱动，即不仅借助机械部件而且借助电动机部件。对此，电动机能确保支持内燃机，例如当内燃机仅以小转速运行时。虽然所述驱动也可能单单借助电动机进行，特别是与行星齿轮变速器结合，然而该电动机是附加的驱动部件，该驱动部件造成成本并且必需被操控，并且所述行星齿轮变速器同样造成并非不显著的成本。机械的驱动装置和电动的驱动装置的组合虽然能降低在纯机械驱动的定量泵的情况下产生的损耗功率，但也造成了高成本。
在此，泵的驱动优选地理解为提供驱动能量，也就是说，所述泵能以用于操控和/或冷却离合器所必需的压力或者说体积来提供液压流体。
在此，离合器压力支路优选地理解为液压组件的如下部分，在所述部分中，借助液压流体建立用于操控所述两个离合器的压力。对此，离合器压力支路优选地包括至少为此所需的液压管路和阀。离合器压力支路特别地包括至少两个优选地直接操控的离合器压力调节器，所述离合器压力调节器通过主压力管路与变量泵连接。离合器压力支路也能被称作操控支路。
在此，冷却支路优选地理解为液压组件的部分，在该部分中，借助液压流体来产生用于冷却所述两个离合器的压力。对此，冷却支路包括至少对此必需的液压管路和阀。冷却支路特别地包括排出阀和用于排出阀的预调阀，包括离合器冷却阀和用于离合器冷却阀的预调阀(以及可选地也包括直接控制的离合器冷却阀)，包括限压阀以及喷射泵。冷却支路也能被被扩展有另一个离合器冷却阀和另一个预调阀以及第二喷射泵，特别是为了双离合器的两个离合器的每一个单独地来冷却。对此，喷射泵在增大液压流体的体积流量的情况下，把高压力的液压流体转变为低压力的液压流体。
优选地安置液压组件，借助变量泵不仅实施操控，而且实施冷却。对此，不仅冷却支路，而且离合器压力支路都能独自借助变量泵来驱动，即被施加以液压流体。单独的冷油泵不是必需的。
在此，本发明基于下述认知：在具有变量泵的液压组件的情况下，用于所述泵的驱动能量能够只从内燃机得到，并且同时也适合需求地调节设定输送率(输送的液压流体的体积流量)。借助于变量泵的可调节性，能够可行地使由于过大的体积流量引起的损失最小化。变量泵设置用于调节设定每转的输送体积。
变量泵能确保，在内燃机转速特别高的情况下不输送过大量的液压流体，或者在内燃机转速特别小的情况下不输送过小量的液压流体。该泵能例如在内燃机的低转速和高体积流量要求时，被调节设定到大的体积流量上。甚至在低发动机转速时能因此得到足够大的输送率。在高的驱动转速和小的体积流量需求时，能降低输送体积。因此，也能降低泵力矩和由此的泵的功率消耗。因此，也能例如设置具有相对高的体积流量的变量泵，而不会在高的发动机转速时引起高的损失功率。
所述液压组件特别适用于，用于长途交通的、重型的和中重型的商用车中的组件，用于建筑工地使用或者用于城市集散运输的翻斗卡车中的组件。在此，所述液压组件具有高能效。借助该液压组件可使被操控的变速器的全部挡位能动力换挡。
在此，变量泵优选地总体理解为如下泵，所述泵的输送体积或者说排量体积能被调节。与此相反地，在定量泵的情况下每转总是只能排挤相同的体积。特别地，所述变量泵能够是叶片泵或者说回转式滑片泵，或者轴向活塞泵或者摆滑块泵。
借助变量泵能使液压组件灵活地对实际的体积流量需求起反应，特别不依赖于内燃机的实际转速。因此，不必必需地与冷却关联地来进行操控。例如能单独进行冷却(再冷却)，或者能单独进行操控而不冷却。
在此，液压组件也能包括双离合器或者选择地也包括包含一个所述双离合器的双离合器变速器，特别包括载重车(LKW)的双离合器变速器。所述变量泵实现了液压组件或者说双离合器变速器的能量优化的设计，其中，与双离合器变速器关联产生的优点能以简单且成本有利的方式来被使用，特别是没有或者不可察觉的牵引力中断。
根据一实施例，液压组件设置为：仅仅借助内燃机来驱动变量泵。其示出了，双离合器不是能仅仅通过内燃机和附加的电动机来操控，而是已经只借助内燃机来操控。这能够在设置了可调节的泵时实现。例如不要求合成变速器(Summiergetriebe)来确保泵驱动。更确切地说，有更简单的和更成本有利的解决方案在于，放弃合成变速器或者说电动机，并且只借助变量泵和内燃机来确保双离合器的操控和/或冷却。如果使用不可调节的定量泵，那么必需如此大地确定该定量泵的尺寸：所必需的体积流量在发动机转速低的情况下也能被保证。然而这样的超尺寸在转速高的情况下引起了过大的、不需要的体积流量，并且在能量方面是非常低效的。
根据一实施例，所述液压组件具有用于调节变量泵的输送体积的调节装置，其中，调节装置优选地能电动地、液压地或者电动液压地操控。
在此，调节装置优选地理解为任一如下致动器，所述致动器优选地能电动地、液压地或者电动液压地操控。该调节装置也能至少部分地通过变量泵的部件来构成。
根据一实施例，所述液压组件具有机械的和/或液压的转换器，用于调节变量泵的输送体积。该机械转换器能例如以杠杆的形式提供。该调节装置可具有机械的和/或转换器，或者与之处于作用连接中。机械转换器能坚固耐用地构型，并且使变量泵的调节更容易，特别使对此所必需的控制压力或者力保持为低。
根据一实施例，所述液压组件具有控制装置，该控制装置设置用于，根据内燃机的转速和需求状况来调节设定变量泵的输送体积。
优选地，该控制装置设置用于，在转速低的情况下调节设定大的输送体积，并且使该输送体积随提升的转速而降低，并且相反地随降低的转速而提高。在此，控制装置也设置用于，考虑实际的体积流量需求，并且鉴于该体积流量需求来调节设定输送体积，特别不依赖于转速。该控制装置设置用于根据需求地调节设定变量泵的输送体积。该控制装置优选地具有两个接口，通过所述两个接口，该控制装置不仅与内燃机连接，也与变量泵连接。
根据一实施例，冷却支路不仅具有第一离合器冷却装置，而且具有第二离合器冷却装置，其中，控制装置设置用于这样操控液压组件：借助变量泵来提供不仅用于第一离合器冷却装置而且用于第二离合器冷却装置的液压流体。由此，能单独冷却双离合器的每个离合器。由此，特别能使阻力损失最小化。
所述任务也通过一种控制装置来解决，特别是变速器控制器，用于操控用于双离合器的液压组件，双离合器尤其是车辆的双离合器变速器的双离合器，车辆尤其是如载重车的商用车，该控制装置具有至少一个接口用于液压组件的内燃机和用于液压组件的泵，其中，该控制装置设置用于发出用于调节设定所述泵的输送体积的信号，特别是根据内燃机的转速。这种控制设备能确保，使变量泵的输送率按照内燃机的运行状态协调。由此，获得了前面与液压组件关联说明的优点。优选地，控制装置具有用于内燃机的第一接口以及用于泵的第二接口。该信号优选地通过用于泵的第二接口传递到泵上或者传递到调节装置上，所述调节装置布置在控制装置和泵之间。
所述任务也通过一种用于操控和/或冷却双离合器的至少一个离合器的方法来解决，所述至少一个离合器特别是车辆的双离合器变速器的离合器，车辆特别是如载重车的商用车，该方法具有下述步骤：
-借助变量泵不仅在液压组件的离合器压力支路中而且在液压组件的冷却支路中提供液压流体，；
-借助液压组件的内燃机、尤其仅仅借助内燃机驱动变量泵，由此操控和/或冷却所述至少一个离合器。在该方法中，使用用于驱动所述泵的电动机不是必需的。由此，获得了前面与液压组件关联说明的优点。特别地，不必操控任一电动机。
在该方法中，控制装置能持续地监控内燃机的转速，并且调节设定变量泵的输送体积，特别根据转速来调节设定。此外，该方法可包括至少一个下面的步骤：引导多余的体积流量到冷却支路中；和/或向变量泵的抽吸接头引导多余的体积流量。
附图说明
在下面的附图中进一步地阐述本发明。附图示出了：
图1以示意性图示示出了根据本发明的第一实施例的液压组件；
图2a以示意性的图示、以第一变型示出了调节装置，用于在图1中示出的液压组件；
图2b以示意性的图示、以第二变型示出了调节装置，用于在图1中示出的液压组件；
图3以示意性的图示、以第一变型示出了冷却压力调节器，用于在图1中示出的液压组件；以及
图4以示意性的图示、以第二变型示出了冷却压力调节器，用于在图1中示出的液压组件。
具体实施方式
在图1中示出了用于车辆的液压组件1，该液压组件具有变量泵10、离合器压力支路20和冷却支路30作为主要部件。变量泵10与控制装置3、尤其是变速器控制器连接。此外，示出了具有第一离合器2.1和第二离合器2.2的、车辆的双离合器2和内燃机4。控制装置3设置用于控制变速器中的所有活动，即例如泵调节、阀操控、例如压力传感器的信号处理。控制装置3能例如构造为所谓的变速器控制单元(TCU)。
在此，变量泵10通过以箭头划过的泵标志来标明。变量泵10具有抽吸接头10.1和用于内燃机4的接口10.4。变量泵10处于与离合器压力支路20和冷却支路30的连接中。这两个离合器2.1、2.2优选地以油作为液压流体被供给。
在图1中示出的离合器2.1、2.2可示例性地实施为一个常开式(normallyopen/”no”)离合器和一个常闭式(normallyclosed/”nc”)离合器，或者实施为两个常开式离合器或者两个常闭式离合器。为了最小化精密调节范围中的迟滞(例如在车辆起动时)，常开式离合器的压力调节器优选地使用具有上升的压力走向的特性线，常闭式离合器的压力调节器相反地使用具有下降的压力走向的特性线。
为了调节离合器压力，在离合器压力支路20中设置有第一离合器压力调节器21和第二离合器压力调节器22，尤其分别是直接控制的离合器压力调节器，所述离合器压力调节器在变量泵10和离合器2.1、2.2之间衔接到离合器压力支路20的主压力管路20a上。
此外，液压组件1具有排出阀(VSys)11，该排出阀与主压力管路20a连接，并且具有用于排出阀(VSys)11的预调阀(VpSys)12。借助排出阀(VSys)11，液压流体能在离合器压力支路20和冷却支路30之间来分配。
控制装置3具有：第一接口3.1，用于内燃机4；以及第二接口3.2，用于变量泵10，或者用于(未示出的)调节装置，并且选择性地也用于(未示出的)机械转换器，所述调节装置和机械转换器可分别布置在变量泵10和第二接口3.2之间。调节装置3可具有用于离合器压力支路20或者说冷却支路30的各个管路或者阀的其他接口，特别地用于检测相应位置上的液压流体的压力。控制装置3设置用于，基于内燃机4的检测到的转速来调整变量泵10的输送体积，或者说输出相应的控制信号，特别地也依赖于支路20、30内部的各个压力测量值。
下面说明液压组件1的运行方式，其中，无论如何也进行操控。当离合器压力支路20足够地以液压流体被供给时，通过排出阀(VSys阀)11把多余的体积流导到冷却支路30中。在冷却支路中，液压流体首先分别穿流过经由旁通阀保护的冷却器31和过滤器32，然后处于关闭的最小压力阀(VMD)33和离合器冷却阀(VKU)34上。最小压力阀(VMD)33优选地涉及限压阀，该限压阀能确保在冷却支路30中的最小压力。当达到该最小压力时，打开该最小压力阀并且把多余的体积流导向变量泵10的抽吸接头10.1。也可选择性地实现最小压力阀33的中间位置，在该中间位置中，通过附加的薄片提供用于变速器控制器3的液压流体或者说冷油，特别与主动的变速器控制器冷却装置(TCU冷却装置)40连接。由于大的冷油需求，可为离合器冷却阀(VKU)34设置大的阀门开度。为此，该阀能通过预调阀(VpKU)35来预调。
在冷却支路30中的最小压力是用于离合器冷却所必需的。通过离合器冷却阀(VKU阀)34能从该最小压力起在离合器冷却管路38中调节设定一压力，该压力在一下游的泵37、尤其是抽吸喷射泵中，作为驱动压力起作用。喷射泵37能在体积流量成倍的情况下把较高的驱动压力转化为较低的压力。因为该驱动压力在弹簧侧上返回到最小压力阀(VMD)33上，所以在主动的离合器冷却装置的情况下最小压力自动提升，从而重又能实现更高的驱动压力和由此更高的冷却体积流量。
代替最小压力阀(VMD)33和离合器冷却阀(VKU)34的组合，选择性地，冷却支路30也可具有冷却压力调节器形式的单独的阀。然而，单独的压力调节器可能具有缺点：在体积流量小的情况下，没有同样有利的可调节性。在图3和4中示出了两个压力调节器变型。
此外，在图1中示出了第二离合器冷却装置或者说设置在下游的泵37a(特别是喷射泵)，该第二离合器冷却装置或者说设置在下游的泵显示了示出的液压组件1的可选的扩展，与用于两个离合器2.1、2.2的、分立的冷却装置的另一离合器冷却阀(未示出)和另一预调阀(未示出)相联系。分别冷却单独的离合器2.1、2.2，特别对阻力损失最小化可以是有意义的。
在离合器2.1、2.2和冷却支路30都不接受从变量泵10提供的体积流量的情况下，打开再循环阀(VRZ)36，通过该再循环阀能使多余的体积流向所述泵的抽吸侧10.1再循环，这降低了变量泵10的能量消耗。多余的体积流能通过变量泵保持为小。对此，再循环阀不是必然地需要的，而是能可选地设置。选择性地，也可能通过限压阀(VMD)33来泄放过多输送的液压流体体积。
排出阀(VSys)11的泄放压力和再循环阀(VRZ)36的打开压力能通过一个共同的预调管路来提升。预调压力通过直接驱动的预调阀(VpSys)12来调节设定。
在图2a中示出了变量泵10，用于在图1中示出的液压组件1，该变量泵与用于泵调节的阀13和调节装置10.2连接。该调节装置10.2可以是液压的或者电动的或者电动液压的调节装置，其中，示出了液压式的变型，特别以行程调节装置的形式。调节装置10.2也能作为变量泵10的部件集成到该变量泵中。
在图2b中示出了变量泵10，用于在图1中示出的液压组件1，该变量泵与用于泵调节的阀13和调节装置10.2连接。该调节装置10.2可以是液压的或者电动的或者电动液压的调节装置，其中，示出了液压式的变型。在调节装置10.2和变量泵10之间布置有机械转换器10.3，特别是杠杆。
在图3中示出了冷却压力调节器34a，尤其在图中示出的液压组件的情况下，该冷却压力调节器可代替由最小压力阀(VMD)和离合器冷却阀(VKU)的组合而被安装。冷却压力调节器34a处于与预调阀(VpKU)35和排出阀(VSys)11的连接中。
在图4中示出了另一冷却压力调节器34b，尤其在图中示出的液压组件的情况下，该冷却压力调节器可代替由最小压力阀(VMD)和离合器冷却阀(VKU)的组合而被安装。冷却压力调节器34b处于与预调阀(VpKU)35和排出阀(VSys)11的连接中。该冷却压力调机器34b具有集成的最小体积流量作为永久冷却。
附图标记列表
1液压组件
2(商用车)双离合器
2.1第一离合器
2.2第二离合器
3控制装置，特别是变速器控制器(TCU)
3.1第一接口
3.2第二接口
4内燃机
10变量泵
10.1抽吸接头
10.2调节装置，特别是液压的或者电动的
10.3转换器，特别是机械转换器
10.4在变量泵和发动机之间的接口
11排出阀(VSys)
12用于排出阀的预调阀(Vpsys)
13用于泵调节的阀
20离合器压力支路
20a主压力管路
21第一离合器压力调节器
22第二离合器压力调节器
30冷却支路
31冷却器
32过滤器
33限压阀或者说最小压力阀(VMD)
34离合器冷却阀(VKU)
34a冷却压力调节器的第一变型
34b冷却压力调节器的第二变型
35用于离合器冷却阀的预调阀(VpKU)
36再循环阀(VRZ)
37(第一)离合器冷却装置，特别是下游的抽吸喷射泵
37a第二离合器冷却装置，特别是下游的抽吸喷射泵
38离合器冷却管路
40TCU冷却装置

Claims (10)

1.液压组件(1)，用于操控或者冷却车辆的双离合器(2)的至少一个离合器(2.1、2.2)，所述液压组件具有：
-用于为所述至少一个离合器提供液压流体的泵；
-内燃机(4)，设置用于驱动所述泵；
-离合器压力支路(20)，用于提供操控用的液压流体；
-冷却支路(30)，用于提供冷却用的液压流体；
其特征在于，所述泵构造为具有可调节的输送体积的变量泵(10)。
2.根据权利要求1所述的液压组件，其特征在于，所述液压组件设置为：所述变量泵(10)仅仅借助所述内燃机(4)来驱动。
3.根据权利要求1或2所述的液压组件，其特征在于，所述液压组件具有用于调节所述变量泵(10)的输送体积的调节装置(10.2)，其中，所述调节装置优选地能电动地、液压地或者电动液压地来操控。
4.根据上述权利要求中任一项所述的液压组件，其特征在于，所述液压组件具有机械的和/或液压的转换器(10.3)，用于调节所述变量泵(10)的输送体积。
5.根据上述权利要求中任一项所述的液压组件，其特征在于，所述液压组件具有控制装置(3)，所述控制装置设置用于，根据所述内燃机(4)的转速来调节设定所述变量泵(10)的输送体积。
6.根据权利要求5所述的液压组件，其特征在于，所述冷却支路(30)不仅具有第一离合器冷却装置(37)而且具有第二离合器冷却装置(37a)，其中，所述控制装置(3)设置用于这样操控所述液压组件：借助所述变量泵来提供液压流体，不仅用于所述第一离合器冷却装置(37)，而且用于所述第二离合器冷却装置(37a)。
7.车辆，特别是商用车，具有根据上述权利要求中任一项所述的液压组件(1)。
8.控制装置(3)，用于操控用于车辆的双离合器(2)的液压组件(1)，所述控制装置具有：
-至少一个接口(3.1、3.2)，用于所述液压组件的内燃机(4)并且用于所述液压组件的泵(10)；
其特征在于，所述控制装置设置用于发出信号，所述信号用于调节设定泵(10)的输送体积。
9.车辆，特别是商用车，具有根据权利要求8所述的控制装置。
10.用于操控或者冷却车辆的双离合器(2)的至少一个离合器(2.1、2.2)的方法，所述方法具有下述步骤：
-借助变量泵(10)不仅在液压组件(1)的离合器压力支路(20)中而且在液压组件的冷却支路(30)中提供液压流体；
-借助所述液压组件(1)的内燃机(4)驱动所述变量泵(10)，由此操控或者冷却所述至少一个离合器(2.1、2.2)。
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