CN108291590A - 用于在机动车的变速器中进行离合器和换挡器致动的泵致动器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于在机动车的变速器中进行离合器和换挡器致动的泵致动器，包括用于输送工作流体的泵(12、46、50)、用于操纵所述泵(12、46、50)的驱动装置(14、52、82、86、94、100、108)、用于控制所述驱动装置(14、52、82、86、94、100、108)的本地控制器(16)和用于操纵至少一个消耗装置的至少一个液压接口(A、B)，其中，至少一个冷却设备(24、30、102)冷却所述驱动装置(14、52、82、86、94、100、108)和所述本地控制器(16)。以这种方式能够提供简单和紧凑的泵致动器。

Description

用于在机动车的变速器中进行离合器和换挡器致动的泵致 动器

技术领域

本发明涉及一种用于在机动车的变速器中进行离合器和换挡器致动的泵致动器。该泵致动器尤其能够在液压系统中使用，例如大规模地使用在用于机动车的多离合器变速器中。

背景技术

用于自动换挡变速器、双离合器变速器或多离合器变速器以及可分离的分配器和差速器变速器的离合器构造为干式或湿式离合器。它们的操纵或者机电地或者液压地进行，其中，由于致动器的高功率密度，液压的操纵在变速器中的空间布置方面提供了优点。因此，所述离合器能够例如借助中央接合器或者中央分离器来直接操纵，并且能够通过机械的变速器或类似装置来避免附加的摩擦损失。

由DE 11 2005 000814 B4已知一种用于离合器和换挡器致动的液压系统。该系统包括泵，所述泵能够通过带有多个不同阀的阀逻辑装置使双离合器变速器致动。阀在所述系统中分布地布置。由此提高装配花费并且由于穿过阀门之间的长路径的粘性的壁摩擦而产生在液压管路中的损失。

发明内容

因此，本发明的任务是，提供一种具有简单和紧凑的结构以及提高的使用寿命的泵致动器。

根据本发明，该任务的解决方案通过具有权利要求1的特征的泵致动器实现。本发明的优选构型在从属权利要求中给定，所述从属权利要求能够分别单独地或以组合形式示出本发明的一个方面。

本发明涉及一种用于在机动车的变速器中进行离合器和换挡器致动的泵致动器，包括用于输送工作流体的泵、用于操纵泵的驱动装置、用于控制所述驱动装置的本地控制器和用于操纵至少一个消耗装置的至少一个液压接口，其中，至少一个冷却设备冷却驱动装置和本地控制器。

在此，该泵致动器能够构造为可操控的电驱动的液压作用的体积流供给单元。在此，泵、驱动装置和本地控制器一起构造电式泵致动器。所述电式泵致动器也简称为EPA。

在此，泵致动器能够包括所有零部件作为一个紧凑的单元，使得能够提供简单的、节省空间和本身绝对安全的液压系统用于操控离合器变速器。以这种方式，泵致动器能够在离合器变速器中具有高的集成度并且例如也能够简单地集成到存在的系统中。此外，泵致动器能够通过上述结构而具有稳健的结构。

尤其通过使用本地控制器，泵致动器能够在机动车中装入几乎任何地方并且能够独立自主于机动车的中央控制器(英文称为electronic control unit或简称为ECU)地运行。此外，能够节省到机动车的中央控制单元的长线路，从而能够为信号和功率传递提供短的路径。

所述泵能够构型为单流向泵(Einfachpumpe)或换向泵。在构型为单流向泵时，所述泵仅能够将工作流体(例如液压油、发动机油或变速器油)从储存装置输送到消耗装置(例如双离合器的子离合器、换挡器或驻车制动器)，以便操纵所述消耗装置。为了将消耗装置返回到基本状态中，能够使用第二泵或消耗装置的回位元件(例如回位弹簧)。在构型为换向泵时，所述泵能够为工作流体(例如液压油、发动机油、机油或变速器油)提供第一输送方向和第二输送方向。换向泵的第一输送方向或第二输送方向能够通过驱动装置、尤其电动马达的旋转方向来调整。换向泵优选地能够是流体泵，该流体泵能够沿相反的输送方向运行。该流体泵尤其能够是液压泵。该液压泵优选地以排挤装置结构形式实施。该液压泵能够实施为叶片泵、齿轮泵(例如外齿轮泵或内齿轮泵)、盖劳特泵(Gerotorpumpe)或活塞泵(例如轴向柱塞泵或径向柱塞泵)。所述换向泵尤其能够以第一输送方向操纵第一消耗装置(例如子离合器、换挡器或停车制动器)并且以第二输送方向操纵第二消耗装置或将工作流体从所述第一消耗装置输送到储存装置中。泵与消耗装置的连接在此能够借助液压接口实现。

该驱动装置能够构造为电动马达。在此，根据泵致动器的使用目的，驱动装置例如能够是同步马达、异步马达、永久励磁马达(permanenterregter Motor，例如具有由铁氧体或稀土制成的磁体的永久励磁马达)、他励马达或具有可变马达常数的马达。

在构造为换向泵的泵中，第一输送方向操纵第一消耗装置并且第二输送方向操纵第二消费装置，其中，阀组件(例如双压力阀或换向阀)与换向泵的第一输送方向和第二输送方向连接，以便将泵与用于工作流体的储存装置连接。例如在构型为双压力阀时，换向泵的第一输送方向输出端与双压力阀的第一侧连接，并且双压力阀的与所述第一侧相对置的第二侧能够与换向泵的第二输送方向输出端连接。双压力阀能够构型为“和”阀。通过该双压力阀能够保证仅一个输送方向侧能够与储存装置连接。在构型为换向阀时，该换向阀能够具有不同的切换位态，以便将第一输送方向输出端或第二输送方向输出端与储存装置连接。以这种方式能够提供具有简单和紧凑的结构的泵致动器。

在此，冷却设备能够构造为热交换器或电风扇，以便将在泵致动器运行时产生的热量从驱动装置和本地控制器导出。在构造为电风扇的情况下，冷却设备能够将冷空气吹到驱动装置和本地控制器上。在构型为热交换器时，冷却设备或者能够直接布置在驱动装置和/或本地控制器上或者能够通过冷却管路导出热量。该冷却设备在此能够是被动的，例如布置在驱动装置和/或本地控制器上的金属冷却体；或是主动的，例如借助泵和冷却液体将热量从驱动装置和/或本地控制器导出。以这种方式能够防止在泵致动器的运行期间在驱动装置和/或本地控制器中的温度上升太多。由此能够提供具有良好的运行安全性的泵致动器，并且能够提高泵致动器的使用寿命。

优选地，至少一个传感器线路将所述本地控制器与泵的输出端、尤其与延伸到至少一个液压接口的液压路段连接，用于检测和传输用于通过所述本地控制器控制驱动装置的参数。在此，传感器线路或者能够将电信号传导到所述本地控制器或者能够是液压路段，该液压路段例如将体积流的压力传输到所述本地控制器。该传感器线路尤其不能与所述泵的输出端直接连接，而是能够布置在位于泵输出端(例如所述泵的第一输送方向输出端)和液压接口之间的液压路段上。被传感器线路检测到的参数例如能够是输送的工作流体的体积流的压力、工作流体的温度和/或泵的旋转速度。以这种方式能够简化对泵致动器的驱动装置的控制。

优选地，在驱动装置和/或本地控制器上布置有至少一个冷却设备(尤其热交换器)用于冷却驱动装置和/或本地控制器。在驱动装置和/或本地控制器中产生的热量能够由此直接输送到冷却设备中。以这种方式，冷却设备能够立即冷却驱动装置和本地控制器。在此，冷却设备能够借助冷却液体将热量从驱动装置和/或本地控制器导出。由此能够节省用于冷却液体的长冷却管路，从而能够提供简单和紧凑的泵致动器。在此，冷却液体能够是工作流体或其它冷却液体，例如水、液态金属、油或酒精。

在一个优选的实施方式中，至少一个液压接口与第二冷却设备(尤其热交换器)连接。第二热交换器能够将存在于工作流体中的热量散发给环境，使得接下来操纵与液压接口连接的消耗装置(例如子离合器)不会被过热的工作流体不利地影响。以这种方式能够改进通过泵致动器操纵的变速器的运行安全性。

优选地，用于冷却驱动装置和/或本地控制器的冷却设备集成在驱动装置壳体和/或本地控制器的壳体中。在此，冷却设备能够构造为冷却通道，所述冷却通道例如集成在驱动装置壳体中。在冷却通道中，冷却液体能够流动，以便例如直接导出在驱动装置中产生的热量。以这种方式，能够节省可布置在驱动装置或本地控制器上的外部冷却设备，从而能够提供紧凑的泵致动器。

优选地，驱动装置壳体和/或本地控制器的壳体布置在冷却设备中并且该冷却设备使用工作流体作为用于冷却驱动装置和/或本地控制器的冷却液体。在此，冷却设备能够构造为具有冷却通道的冷却外罩，该冷却外罩完全包围驱动装置和/或本地控制器，或者冷却设备能够构造为完全包围驱动装置和/或本地控制器的壳体。以这种方式，驱动装置和/或本地控制器能够完全被冷却液体包围，从而所产生的热量能够直接导出到冷却液体中。以这种方式，能够改进泵致动器的运行安全性并且提高泵致动器的使用寿命。

在一个优选的实施方式中，在本地控制器上布置有传感器(尤其压差传感器)，其中，至少一个传感器线路与该传感器连接。在换向泵的情况下，压差传感器不但能够求取第一输送方向侧上的压力而且能够求取第二输送方向侧上的压力。因为在换向泵中，总是仅一个输送方向侧具有提高的压力并且另一输送方向侧与环境平衡，所以来自一个输送方向侧的信号就能足以求取所述压力。以这种方式能够简化泵致动器的结构，替代于为泵的每个输送方向侧提供自身的压力传感器，能够通过一个压差传感器来求取压力。借助传感器，能够将用于操控驱动装置所需的信号传输给控制器。压差传感器尤其能够测量工作流体的体积流的压力。借助该压差传感器，驱动装置能够运行所述泵从而使得该泵能够提供用于操纵离合器和/或换挡器所需的压力。

优选地，所述泵是调节泵。以这种方式能够通过调节所述泵的调节活塞的体积来调整所述泵的体积流。在换向泵的情况下尤其能够在两个输送方向侧上布置调节活塞，或仅在一个输送方向侧上布置调节活塞并且另一输送方向侧具有恒定的输送体积。

优选地，驱动装置和泵通过主轴相互连接，其中，该主轴不但支承在驱动装置中而且支承在泵中。在此，所述主轴能够通过轴承支承在驱动装置中并且通过泵座圈支承在泵中。此外，主轴在驱动装置中的支承装置能够相应于泵致动器的要求更靠近泵地布置或者与泵进一步间隔开地布置。在此，在驱动装置中的支承装置能够是球轴承，该球轴承通过轴承保持装置支撑在驱动装置的壳体上。驱动装置和泵能够以这种方式连接为一个模块，由此能够提供紧凑和简单的泵致动器。

在一个优选的实施方式中，泵的元件(尤其齿轮)能够用作传感器靶。以这种方式能够缩短传感器线路，从而能够提供紧凑和简单的泵致动器。

附图说明

以下参照附图根据优选的实施例示例性地阐述本发明，其中，以下示出的特征不但能够分别单独地而且能够以组合形式示出本发明的一个方面。其示出了：

图1泵致动器的第一实施方式的示意性视图；

图2泵致动器的第二实施方式的示意性视图；

图3泵致动器的第三实施方式的示意性视图；

图4泵致动器的第四实施方式的示意性视图；

图5泵致动器的第五实施方式的示意性视图；

图6泵致动器的第六实施方式的示意性视图；

图7泵致动器的第七实施方式的示意性视图；

图8泵致动器的第八实施方式的示意性视图；

图9泵致动器的第九实施方式的示意性视图；

图10泵致动器的第十实施方式的示意性视图；

图11泵致动器的第十一实施方式的示意性视图；

图12泵致动器的第十二实施方式的示意性视图；和

图13泵致动器的第十三实施方式的示意性视图。

在以下附图说明中对相同的构件/术语使用相同的附图标记。

具体实施方式

在图1中示出泵致动器10的第一实施方式。泵致动器10包括呈换向泵形式的泵12。泵12与呈电动马达形式的驱动装置14连接。驱动装置14与本地控制器16连接。本地控制器16控制驱动装置14并且由此控制泵12。泵12是具有第一输送方向和与第一输送方向相反的第二输送方向的换向泵。输送方向的选择借助驱动装置14的旋转方向来实现。在该实施例中，泵12的第一输送方向示出为向左的箭头并且泵12的第二输送方向示出为向右的箭头。泵12的第一输送方向与工作流体(在该实施例中为液压油)的储存装置18连接。泵12的第二输送方向通过液压路段与液压接口A连接，用于操纵未示出的变速器的未示出的消耗装置(例如双离合器的子离合器)。此外，泵致动器10具有传感器线路20，该传感器线路将到液压接口A的液压路段与本地控制器16连接，使得在本地控制器16中的传感器能够检查在液压路径中的操纵参数(例如工作流体的体积流)，并且本地控制器16能够根据所测量的传感器值控制驱动装置14。

图2示出泵致动器22的第二实施方式。该泵致动器22包括泵12、驱动装置14和本地控制器16。泵12的第一输送方向输出端通过冷却设备24(例如热交换器)与储存装置18连接。冷却设备24布置在本地控制器16和驱动装置14上并且借助工作流体将它们冷却。在此，本地控制器16和/或驱动装置14产生的热量通过冷却设备24传递到工作流体中。在该实施例中，泵致动器22的液压接口A与呈外部的热交换器形式的第二冷却设备26连接，以便将存在于工作流体中的热量散发到环境中。本地控制器16借助传感器线路20检查液压路径中的参数，以便控制驱动装置14并且由此控制泵12。

在图3中示出泵致动器28的第三实施方式。泵致动器28包括泵12、驱动装置14和本地控制器16。

在该实施例中，本地控制器16和驱动装置14布置在冷却设备30中，例如布置在壳体中，并且完全被工作流体包围。液压接口A与第二冷却设备26连接，以便将本地控制器16和/或驱动装置的被冷却设备30中的工作流体接收的热量散发到环境中。

图4示出泵致动器32的第四实施方式。泵致动器32包括泵12、驱动装置14和本地控制器16。泵12的第一输送方向输出端与用于操纵第二消耗装置(例如换挡器)的液压接口B连接。泵致动器32还包括双压力阀34。该双压力阀34在第一侧处与泵12的第一输送方向输出端连接并且借助与所述第一侧相对置的第二侧与泵12的第二输送方向输出端连接。此外，双压力阀34与工作流体的储存装置18连接。通过双压力阀34，能够总是仅仅液压接口A或者第二液压接口B与储存装置18连接。这借助泵12的输送方向来确定。

在图5中示出泵致动器36的第五实施方式。泵致动器36包括泵12、驱动装置14和本地控制器16。泵12的第一输送方向输出端通过冷却设备24与液压接口B连接。泵致动器36还具有双压力阀34。

图6示出泵致动器38的第六实施方式。泵致动器38包括泵12、驱动装置14和本地控制器16。在本地控制器16上布置有压差传感器40。该压差传感器40通过传感器线路20与到液压接口A的液压路段连接。此外，压差传感器40通过传感器线路42与到液压接口B的液压路段连接。因为总是仅仅或者在到液压端口A的液压路段中或者在到液压接口B的液压路段中存在工作压力，并且相应的另一液压路段与环境平衡，接收一个信号用于本地控制器16就足以控制驱动装置14。

图7示出泵致动器44的第七实施方式。泵致动器44包括泵46、驱动装置14和本地控制器16。在该实施例中，泵46是单侧调节泵，该单侧调节泵根据通过传感器线路20传输的值能够被本地控制器16调节。在该实施例中，泵46的输送体积仅能够在第二输送方向输出端处调节而在第一输送方向输出端处是恒定的。

图8示出泵致动器48的第八实施方式。泵致动器48包括泵50、驱动装置52和本地控制器16。泵50和驱动装置52通过共同的主轴54连接。到液压接口A或B的液压路段以及双压力阀和储存装置没有示出。

主轴54借助泵座圈56支承在泵50中。该泵50还具有辅助轴58。该辅助轴58和主轴54分别具有齿轮60。借助齿轮60使辅助轴58与主轴54连接，以便传递主轴54的转矩。泵50包括泵壳体62，泵50的所有零部件都布置在所述泵壳体中。

在驱动装置52中，主轴54通过轴承64(例如滚珠轴承)支承。轴承64保持在轴承保持装置66中。驱动装置52还具有布置在主轴上的转子68和围绕转子68的定子70。在主轴54的与泵50背离的端部上具有磁体保持装置72，在该磁体保持装置中布置有转子位置磁体74。位于本地控制器16中的转子位置传感器76能够借助该转子位置磁体74确定转子的位置。驱动装置52还包括驱动装置壳体78，驱动装置52的所有零部件都布置在所述驱动装置壳体中。

图9示出泵致动器80的第九实施方式。泵致动器80包括泵50、驱动装置82和本地控制器16。到液压接口A或B的液压路段以及双压力阀和储存装置未示出。与图8不同地，在驱动装置82中，定子70和转子68的位置与轴承64和轴承保持装置66的位置互换，使得在两个支承点之间存在更长的支承间距。为了冷却驱动装置82和本地控制器16，这些能够布置和运行在未示出的冷却设备中(例如在围绕的壳体中)、在未示出的工作流体中。

图10示出泵致动器84的第十实施方式。泵致动器84包括泵50、驱动装置14和本地控制器16。到液压接口A或B的液压路段以及双压力阀和储存装置未示出。与图9不同地，驱动装置86在驱动装置壳体88中具有用于冷却驱动装置86的冷却通道90。

在图11中示出泵致动器92的第十一实施方式。泵致动器92包括泵50、驱动装置94和本地控制器16。到液压接口A或B的液压路段以及双压力阀和储存装置未示出。与图10不同地，本地控制器16侧向地布置在驱动装置壳体96上，使得局部的控制器16能够借助驱动装置壳体96的冷却通道90被冷却。此外，转子位置传感器76集成在驱动装置壳体96中。

图12示出泵致动器98的第十二实施方式。泵致动器98包括泵50、驱动装置100和本地控制器16。到液压路段的液压接口A或B以及双压力阀和储存装置未示出。与图11相反地，驱动装置壳体101不具有冷却通道，然而转子位置传感器76集成在驱动装置壳体101中。该驱动器装置壳体101被冷却设备102包围。该冷却设备102以外罩的形式构造，该外罩具有冷却通道104。本地控制器布置在冷却设备102的外侧上。

在图13中示出泵致动器106。该泵致动器106包括泵12、驱动装置108和本地控制器16。到液压接口A或B的液压路段以及双压力阀和储存装置未示出。驱动装置壳体110具有冷却通道90。本地控制器16侧向地布置在驱动装置壳体110上，以便通过冷却通道90被冷却。此外，使用泵50的元件作为用于控制泵致动器106的传感器靶。传感器112检测辅助轴58的齿轮60。

附图标记列表

10 泵致动器 72 磁体保持装置

12 泵 74 转子位置磁体

14 驱动装置 76 转子位置传感器

16 本地控制器 78 驱动装置壳体

18 储存装置 80 泵致动器

20 传感器线路 82 驱动装置

22 泵致动器 84 泵致动器

24 冷却设备 86 驱动装置

26 第二冷却设备 88 驱动装置壳体

28 泵致动器 90 冷却通道

30 冷却设备 92 泵致动器

32 泵致动器 94 驱动装置

34 双压力阀 96 驱动装置壳体

36 泵致动器 98 泵致动器

38 泵致动器 100 驱动装置

40 压差传感器 101 驱动装置壳体

42 传感器线路 102 冷却设备

44 泵致动器 104 冷却通道

46 泵 106 泵致动器

48 泵致动器 108 驱动装置

50 泵 110 驱动装置壳体

52 驱动装置 112 传感器

54 主轴 A 液压接口

56 泵座圈 B 液压接口

58 辅助轴

60 齿轮

62 泵壳体

64 轴承

66 轴承保持装置

68 转子

70 定子

Claims (10)

1.一种泵致动器，用于在机动车的变速器中进行离合器和换挡器致动，包括

-泵(12、46、50)，用于输送工作流体，

-驱动装置(14、52、82、86、94、100、108)，用于操纵所述泵(12、46、50)，

-本地控制器(16)，用于控制所述驱动装置(14、52、82、86、94、100、108)，和

-至少一个液压接口(A、B)，用于操纵至少一个消耗装置，

其中，至少一个冷却设备(24、30、102)冷却所述驱动装置(14、52、82、86、94、100、108)和所述本地控制器(16)。

2.根据权利要求1所述的泵致动器，其特征在于，至少一个传感器线路(20、42)将所述本地控制器(16)与所述泵(14、46、50)的输出端连接，尤其与延伸到所述至少一个液压接口(A、B)的液压路段连接，用于检测和传输用于通过所述本地控制器(16)控制所述驱动装置(14、52、82、86、94、100、108)的参数。

3.根据权利要求1或2所述的泵致动器，其特征在于，在所述驱动装置(14、52、82、86、94、100、108)和/或所述本地控制器(16)上布置有至少一个冷却设备(24、30、102)、尤其热交换器，用于冷却所述驱动装置(14、52、82、86、94、100、108)和/或所述本地控制器(16)。

4.根据权利要求1到3中任一项所述的泵致动器，其特征在于，所述至少一个液压接口(A、B)与第二冷却设备(26)、尤其热交换器连接。

5.根据权利要求3或4所述的泵致动器，其特征在于，用于冷却所述驱动装置(14、52、82、86、94、100、108)和/或所述本地控制器(16)的所述冷却设备(24、30)集成在驱动装置壳体(88、96、110)中和/或所述本地控制器(16)的壳体中。

6.根据权利要求3或4所述的泵致动器，其特征在于，驱动装置壳体(78、101)和/或本地控制器(16)的壳体布置在所述冷却设备(30)中并且所述冷却设备使用所述工作流体作为冷却液体，用于冷却所述驱动装置(14、52、82、86、94、100、108)和/或所述本地控制器(16)。

7.根据权利要求1到6中任一项所述的泵致动器，其特征在于，在所述本地控制器(16)上布置有传感器、尤其压差传感器(40)，其中，至少一个传感器线路(20、42)与所述传感器连接。

8.根据权利要求1到7中任一项所述的泵致动器，其特征在于，所述泵是调节泵(46)。

9.根据权利要求1到8中任一项所述的泵致动器，其特征在于，所述驱动装置(14、52、82、86、94、100、108)和所述泵(12、46、50)通过主轴(54)相互连接，其中，所述主轴(54)不但支承在所述驱动装置(14、52、82、86、94、100、108)中而且支承在所述泵(12、46、50)中。

10.根据权利要求2到9中任一项所述的泵致动器，其特征在于，所述泵(50)的元件、尤其齿轮(60)能够用作传感器靶。