CN109690144A - 用于操纵换挡变速器的离合器和挡位选择器的具有带有双冲程活塞的活塞缸单元的电动液压系统 - Google Patents

用于操纵换挡变速器的离合器和挡位选择器的具有带有双冲程活塞的活塞缸单元的电动液压系统 Download PDF

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piston
gear shift
shift transmission
clutch
pressure
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托马斯·莱贝尔
瓦伦丁·翁特尔弗罗纳
赖纳·文策尔
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LSP Innovative Automotive Systems GmbH
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Abstract

本发明涉及一种换挡变速器，其具有控制单元和至少一个电动驱动的具有活塞(19d)的活塞缸单元(19)，所述活塞缸单元经由液压管路与换挡变速器的多个换挡变速器单元(25，28，30，33，35，38)连接并且调整所述换挡变速器单元，其中换挡变速器单元包括至少两个离合器单元(25/C1，28/C2)，其特征在于，活塞缸单元(19)的活塞(19d)构成为双冲程活塞，其中双冲程活塞(19d)将两个工作腔(19a，19b)彼此密封地分开，其中每个工作腔(19a，19b)经由液压主管路(HL1，HL2)分别与离合器(C1，C2)连接并且双冲程活塞的至少一个工作腔(19a，19b)能够经由切换阀(20，22)与储备容器(6)液压连接。

Description

用于操纵换挡变速器的离合器和挡位选择器的具有带有双冲 程活塞的活塞缸单元的电动液压系统
技术领域
本发明涉及一种换挡变速器，其具有控制单元和至少一个电动驱动的具有活塞的活塞缸单元，所述活塞缸单元经由液压管路与换挡变速器的多个换挡变速器单元连接并且调整所述换挡变速器单元，其中换挡变速器单元包括至少两个离合器单元。
背景技术
在DE 10 2006 038 446 A1中描述一种具有电动驱动的活塞缸单元的换挡变速器，其中一个或两个活塞缸单元操纵四个挡位选择器和两个离合器。活塞缸单元产生用于调整挡位选择器和离合器所需的压力，其中压力传感器测量所产生的压力。DE 10 2006038 446 A1为此描述两个可行的实施方式。在第一实施方式中，离合器和挡位选择器为了操纵所谓的多路阀借助于活塞缸单元调整。在此，能够经由活塞缸单元实现压力形成以及压力下降。然而也可行的是，对于特定的或所有的消耗器设有附加的出口阀，经由所述出口阀能够可控地降低在各个消耗器中的压力。
发明内容
本发明的目的是，进一步改进从DE 10 2006 038 446 A1中已知的换挡变速器。
根据本发明，所述目的借助于一种换挡变速器实现，其中活塞缸单元的活塞构成为双冲程活塞，其中双冲程活塞将两个工作腔彼此密封地分开，并且每个工作腔经由液压主管路分别与离合器连接并且双冲程活塞的至少一个工作腔能够经由切换阀与储备容器液压连接。
所述换挡变速器的有利的设计方案通过从属权利要求的特征得出。
利用双冲程活塞(DHK)此外能够有利地有针对性地实现活塞缸单元的短的构造方式，所述双冲程活塞经由其两个工作腔能够在双冲程活塞的两个冲程方向将液压介质输送到换挡变速器单元之一中或从换挡变速器单元之一中输送出。因此，两个活塞面能够具有相同的尺寸，使得在前进冲程和返回冲程时在活塞的调整行程相同时输送相同的体积。然而也可行的是，活塞面不同大小地构成，例如以1.5至2:1的比例构成，使得在前进冲程时输送体积是在返回冲程时的1.5倍至2倍，使得为了快速形成压力进而快速操纵离合器或快速操纵挡位，能够在前进冲程时更快地输送体积。因此，尤其当在另一离合器中压力经由磁阀释放到储备容器中并且在给定的电源电压下能够最佳地利用电动机的转速-扭矩特性曲线时，能够实现双离合器变速的非常短的切换之间。
双冲程活塞DHK的所述不同的面/2个压力腔也能够用于控制
a)具有2个不同的面的挡位选择器，以便借助于在挡位选择器和压力源单元之间的阀进行体积控制(图1)
b)利用2个面，压力源单元和挡位选择器(图2)
c)用于缩小电动机的尺寸，在操纵离合器(借助于具有较小的作用面的离合器的压力形成)时初始确定功率，在操纵离合器时利用小的面，或经由DHK的2个面通过切换阀切换(参见补充另外的切换阀的附图)
d)在双离合器操纵时的能量回收或在两个离合器之间的切换过程中在一个离合器中存储的液压能量的利用，以减小电动机的尺寸(利用行程控制和通向储备容器的出口阀)(图1c)
也能够有意义地利用体积比2:1，其中经由切换阀能够实现在双冲程活塞的两个工作腔之间的体积补偿进而减少作用于变速器上的轴向力负荷，因为在前进冲程和返回冲程时仅一半的面积作用到变速器单元上。这尤其在压力大的情况下是有意义的，因为轴向力减少变速器负荷进而能够实现低成本的塑料-梯形丝杠传动装置的使用。双冲程活塞相对于连续运转的泵的优点是，仅须在切换过程期间运行压力产生单元。
通过活塞的行程控制，这对应于体积控制，获得低成本的构造，其中能够有利地减少所使用的阀的数量。由于行程和体积控制，以简单的方式，在没有耗费的压力控制情况下，至少一个换挡变速器单元能够具有多于两个切换位置，因为由于液压介质的不可压缩性，经由预定的输送的体积相应的换挡变速器单元能够有针对性地调整到可能的状态之一中。相比于借助比例阀，通过借助于活塞的行程或体积控制能够此外准确地且更快速地调整换挡变速器单元的部件，尤其挡位和离合器选择器，因为由于预知置换体积考虑附加的控制变量。
相反，比例阀能够仅受限地利用所述优点，因为其控制变量涉及阀流并且所述阀流还与液压液体状态及其粘度相关。除此之外，由于已知的体积预算和没有到贮液器中的泄漏的设计方案，已经能够精确地诊断到少量向外的泄漏和阀泄漏。
利用至少一个压力传感器或位置传感器，对于一些换挡变速器单元能够有利地设有压力调节或位置调节，用于压力形成并且也替选地用于压力下降，使得借助于活塞缸单元不仅进行行程或体积控制而且还进行压力调节。
压力调节经由有针对性的活塞行程控制或经由电动机的有针对性的通电来进行。在压力调节时，检测在压力和活塞调整行程之间的非线性的相互关系并且保存在特性曲线族中。在压力调节时使用所述特性曲线族，使得经由活塞经过特定的行程，所述行程对应于特定的压力。如果特性曲线族由于温度或气阻隔而改变，那么重新校准或检测所述特性曲线族。此外，存在不同的方法(经由压力感应器补偿，经由行程控制补偿和利用电动机的电流)。
替选地，能够经由电动机的电流调节扭矩。为了准确的扭矩确定例如能够考虑电动机的扭矩常数kt(在电动机的扭矩和相电流之间的相互关系)。在电动机中扭矩常数能够在制造、首次投入运行时确定进而特征在于，kt经过时间略微改变并且基本上仅温度影响线性地改变。替选于相电流，也能够使用电动机的电源电流。
如果若可能不使用压力传感器，那么能够借助于模型实现压力估算。因此，根据本发明，模型能够由具有传动装置的马达构成，所述传动装置例如按压到单重作用的或双重作用的液压活塞上或必要时牵拉。为了足够好地估算用于变速器单元的压力，在子单元中的参数(发动机扭矩常数kt、变速器效率和液压活塞横截面、通过密封装置的摩擦)必须受到小的影响或定期适配参数波动。
准确的模型能够如下实现，即通过在运行期间检测模型的上述参数变化，所述参数变化影响压力估算或压力调节。例如能够使用如下压力传感器，其仅在部分运行中是起作用的或考虑间接的压力计算。
用于经由电动机的电流间接测量压力的方法能够经由离合器活塞在从动缸中的位置以及主缸的活塞的有效横截面积，借助于离合器分离器的弹簧的知识和离合器从动缸的直径计算。由此，系统能够完全弃用压力感应器，这造成显著的成本节约，因为压力感应器是液压系统的首要成本动因。在系列应用中，压力感应器比切换阀更贵，是其大约4倍，并且可相比于比例阀那么昂贵。
如果现在以变速器促动器的系统建造结构为基础，所述系统建造结构借助于具有液压活塞的马达运行，那么所述系统建造结构不必强制性地设有压力传感器。在系统中的不同压力能够，如在更上面所描述那样，足够地经由模型估算。特别地，关于在挡位调整时的压力的信息能够是有利的。如果操纵挡位选择器，那么能够计算作用于其换挡拨叉的力。这意味着，识别在挡位选择器中的开始同步的那个位置进而不需要特殊的算法，所述算法学习在所有挡位选择器中的同步点。已经已知的系统，例如在DE 101 34 115 B4中所描述的变速器促动器，在挡位选择器中不具有压力传感器，而是仅具有位置传感器。如果在传动系中或在子传动系中的转速改变，那么评估同步点。由于传动系的高的惯性，转速明显比在挡位选择器中的压力更慢地改变进而与之前的切换或学习过程中的经验值有关地必须保持高的动力。
此外，也能够有利地使用湿式离合器，其中借助于用于双冲程活塞的驱动器或专门的驱动器，将流体用于湿式离合器的冷却。因此，例如附加的双冲程活塞能够与第一双冲程活塞耦联或刚性连接，所述第一双冲程活塞用于冷却流体的移动。那么，在调整第一双冲程活塞式时也同时输送冷却流体。只要不必调整离合器或挡位选择器，那么第一双冲程活塞就能够借助于适当的阀将流体仅从贮液器中输送出来并且直接再次输送到所述贮液器中。然而也可行的是，使用专门的泵和附加的驱动器用于冷却流体。
同样，离合器的微滑转调节和同时经由多路复用的挡位调整是可行的，如在图1b中所示出和描述那样。
根据本发明的换挡变速器也能够构成为仅具有两个离合器选择器，即不具有挡位选择器，如尤其在用于具有两个离合器的电动车的两挡变速器中是这种情况并且在图3中示出和描述。
借助于根据本发明的换挡变速器能实现下述优点：
a)由于减少部件数量的重量
b)通过引入用于密封性检查的诊断法和用于确定流阻变化的校准法改进可靠性
c)系统成本降低
○通过减少部件数量，尤其通过取消泵、储存器、压力传感器、过滤器和止回阀。这仅由马达-传动装置-活塞-单元替代。
○通过减少所需的液压液体
○由简单的切换阀替代成本密集的比例阀
d)功能改进
○控制位置的双冲程活塞用作压力供给机构，经由用于封闭系统的压力源单元的压力下降
○为了更快地操纵一个或两个离合器最优地利用电动机的扭矩-转速-特性曲线
○智能的压力调节过程，具有减小马达的潜力(在点2c中所描述)
e)改进可靠性
○用于检查部件(阀，挡位选择器和离合器选择器的活塞的以及压力供给单元的密封性)经由活塞控制的密封性的诊断法
○通过测量在系统中的液压阻力和探测在运行中的变化，测量液压系统
○用于检查液压系统及其部件(例如阀、管路)的流阻和确定挡位选择器或离合器选择器的活塞的调节力的测量法
f)用于自动的挡位切换和双离合器的平台设计方案，在系统中的部件的变化尽可能少。
附图说明
下面根据附图详细阐述根据本发明的换挡变速器的有利的可行的实施方式。附图示出：
图1a示出具有带有双冲程活塞的活塞缸单元的换挡变速器，其在闭合的液压回路中具有八个阀和两个干式运行的离合器选择器和四个挡位选择器；
图1b示出具有带有双冲程活塞的活塞缸单元的换挡变速器，其在闭合的液压回路中具有十二个阀和两个干式运行的离合器和四个挡位选择器；
图1c示出具有带有双冲程活塞的活塞缸单元的换挡变速器，其具有用于操纵离合器的智能调节，具有用于基于利用储存在离合器中的能量减小马达-传动装置-活塞-单元的尺寸的潜力；
图1d示出在两个离合器之间的切换过程中储存在离合器中的能量的利用；
图1e示出用于换挡变速器的功率图表，其中经由活塞控制和出口阀进行智能的压力控制以减少功率消耗；
图2a示出具有带有双冲程活塞的活塞缸单元的换挡变速器，其在具有附加的泵的闭合的液压回路中具有两个湿式运行的离合器和四个挡位选择器；
图2b示出具有带有双冲程活塞的活塞缸单元的换挡变速器，其在具有经由活塞缸单元的驱动器驱动的双冲程活塞(DHK泵)的闭合的液压回路中具有两个湿式运行的离合器和四个挡位选择器；
图3示出用于具有闭合的液压回路的两挡位系统的具有双冲程活塞的活塞缸单元；
图4示出具有附加的活塞缸单元的扩展的换挡变速器。
具体实施方式
图2a示出根据本发明的换挡变速器的可行的第一实施方式，所述换挡变速器呈具有活塞缸单元19的双离合器换挡变速器的形式，所述活塞缸单元具有双冲程活塞19c，以将液压介质移动到离合器选择器25/C1、28/C2中。
活塞缸单元19由驱动器1经由传动装置2驱动。双冲程活塞19c将两个工作腔19a和19b彼此分开，其中对工作腔19b限界的活塞面19e，大于对工作腔19a限界的有效活塞面19d。工作腔19a经由液压主管路HL2连接。工作腔19b与液压主管路HL1连接。从液压主管路HL1、HL2分出液压输送管路HL25、HL28、HL30a、HL30b、HL33a、HL33b、HL35a、HL35b、HL38a和HL38，所述液压输送管路将液压主管路HL1、HL2与离合器25/C1、28/C2以及挡位选择器30、33、35和38连接。在液压输送管路HL25、HL28、HL30a、HL30b、HL33a、HL33b、HL35a、HL35b、HL38a和HL38中分别设置有可切换的阀24、27、32、33、37、40和41，以可选地阻断或打开输送管路。两个工作腔19a和19b分别经由液压管路HL19a和HL19b与贮液器6连接，其中在液压管路HL19a和HL19b中设置有可切换的二位二通阀20、22。与每个二位二通阀20、22并联地分别设置有止回阀21、23。
根据图1a的具有两个离合器选择器和四个挡位选择器的换挡变速器仅需要八个可切换的二位二通阀。
挡位选择器30分别具有两个工作腔30a、30b、33a、33b、35a、35b和38a、38b，所述工作腔密封并且通过活塞彼此分开。在所述设置方式中重要的是，第一工作腔30a、33a、35a和38a与第一液压主管路HL1进而与工作腔19b连接，并且第二工作腔30b、33b、35b和38b经由第二液压主管路HL2与活塞缸单元19的工作腔19a连接。
通过将连接管路HL1和HL2这样分开地设置，能够如下实施换挡：对于从第一挡位到第二挡位的换挡，首先必须挂入第二挡，其中离合器C1(25)在所述初始状态中被按压进而也闭合。然而，为了使体积或压力不从离合器C1中泄漏，离合器选择器阀24必须是关闭的。为了开始换挡，挡位选择器阀1(35)打开，出口阀1和离合器选择器阀2关闭。随后双冲程活塞19c借助马达和传动单元1和2向左运动，由此体积移动到挡位选择器2/4(33)中，特别是移动到腔33b中。如果阀35在所述过程中不打开，以便能够实现挡位选择器33的移动，那么可以液压地阻断系统。如果挡位2在挡位选择器2/4(33)中在子变速器中与例如曲轴同步，那么挡位能够最终挂入。挡位选择器阀35再次关闭，离合器选择器阀27打开并且出口阀20继续保持关闭并且在离合器C2(28)中能够开始离合器操纵。为了能够无动力啮合中断地切换，必须进行两个离合器C1(25)和C2(28)的连续的负载变换。借助于在双冲程活塞19中形成压力进行离合器C2的闭合，所述双冲程活塞再次向左运动。离合器C1(25)的同时断开借助于有级地或也无级地调节离合器选择器阀24来实现，使得液体受控制地经由相应的出口阀22排出。如果执行负载变换，那么挡位选择器1/3(30)能够置于空挡(换挡拨叉30c的中间状态)或预选下一挡位。在此，离合器选择器阀24、27、出口阀22关闭，而挡位选择器阀32打开。双冲程活塞19将体积从腔19b中挤出进而根据所挤出的体积将挡位选择器30向右移动。从1到2的挡位调整最终结束。
优选地，在行驶开始前活塞19c位于中间状态中，因为不能预知在车辆启动时是否挂入第一挡或倒挡。因此，对于两种操作存在用于操纵挡位选择器和离合器的相应的体积。替选地，活塞必须在阀20或22打开时移到正确的位置中。
在从一个子变速器到另一子变速器的负载变换期间，当借助于马达-传动装置-活塞单元1、2按压离合器25并且从另外的离合器28中经由相应的离合器选择器阀27排出流体时，离合器的调节能够经由可能的位置传感器26、29或压力传感器进行。根据变速器的实施方式，在当前的变速器中使用压力或位置传感器。干式离合器通常构成有位置传感器而湿式离合器构成有压力传感器。离合器的经调节的排出能够借助于阀24和27或借助于阀20和22有级地或无级地进行，根据使用何种阀类型。在示出的实施方式中使用简单的切换阀(有级)或者使用具有类似调节的动衔铁的阀(无级)。
出于安全原因，在具有八个阀的双离合器促动器的每个实施方式中在每个挡位选择器30、33、35、38中设有位置传感器31、34、36、39，以便在阀32、37、40、41中的可能的泄漏不会造成机械损坏。阀20、22、24和27必须在常开状态中实施，以便在系统故障时立即断开两个离合器25、28，而此外无需供电。
图1b示出一个实施方案，其中借助于在挡位选择器30、33、35、38中的切换阀32和52、41和53、37和54、40和55能够阻断压力。在双离合器变速器的情况下，能够操纵离合器C1或C2，所述离合器除此之外还借助于所谓的微滑转运行并且借助于双冲程活塞19调节。利用微滑转，以便以一定程度衰减在曲轴处的不期望的转速波动并且能够更好地估算离合器的断开位置。衰减的作用与在相应的离合器处进行的滑转的大小相关。如果应当执行换挡，那么所述换挡通常持续数百毫秒，因为无负载的子变速器的同步占去大部分的总共切换时间。借助于双冲程活塞19，其借助于梯形丝杠或滚珠丝杠传动装置2来运行，能够在短时间内开始换挡。在此，在相应的子变速器中的最后处于负载下的离合器25或28借助于离合器选择器阀24或27阻断并且从现在起能够借助于阀24或22还有27或21排出液体。微滑转调节在所述短时间内是不可行的或仅是限制性可行的，然而离合器仍还在滑转下运转。然后，操纵期望的挡位选择器并且仅运动直至同步点，其中能够由马达电流计算在挡位选择器中的压力。如果开始同步，那么能够在相应的挡位选择器中借助于切换阀阻断液压压力并且双冲程活塞19能够在短时间中断之后再次开始进行在受负载的离合器25或28处的微滑转调节。为此，然而在双冲程活塞19中的压力水平必须接近受负载的离合器并且随后离合器选择器阀27或24无压差地再次打开。如果在无负载的子变速器中的同步结束，那么能够开始最后的换挡并且执行负载变换。
图1c示出用于调节两个离合器25/C1和28/C2的变型形式。在此涉及智能的变换形式，以便减小用于液压活塞19的驱动的马达1，所述马达借助于丝杠2驱动，进而节约功率、重量和结构空间。如果例如应当执行从具有离合器C1/25的子变速器1到具有离合器C2/28的子变速器2的换挡，那么能够将离合器C1/25的所储存的势能用于在离合器C2/28中的压力形成。过程的示意图在图1d和1e中示出。图1d示出在所述变换形式中在离合器中的可能的压力变化曲线并且图1e示出用于电动机1的减小的功率消耗的简化图。
在图1c中借助于箭头示出，流体在负载变换时如何流动。因此，在离合器C1/25中储存的和处于压力下的流体经由管路HL25和HL1导入到工作腔19b中并且将力向左施加到活塞19c上。所述力在活塞19c向左调整以减小工作腔19a时辅助马达1，以便在离合器C2/28中形成压力。在图1d中用阴影示出的面积对应于在切换离合器C2/28时能够通过在离合器C1/25中处于压力下的流体的用于辅助的力节约的能量。只要离合器C2/28应当断开并且离合器C1/25应当闭合，那么能够类似地利用在离合器C2/28中储存的压力辅助地调整活塞19c。由此马达的最大需要的功率从Pmax_Th减少到Pmax，如其在图1e中所示。因此，马达1的尺寸能够更小。
基于在闭合的液压的变速器促动器中的滞后作用和摩擦损失，在所述过程中对于在系统中的适合的负载变化而言能够是过多的体积。出口阀20和22能够同时引起适当的体积平衡并且可能的剩余液体能够经由管路HL19a、HL19b流出到贮液器6中。根据马达-传动装置-活塞单元1、2、19的设计，在所述实施方式中，在离合器之间的负载变换时，需要马达1的最大功率。这意味着，具有决定性意义的智能调节的马达1(发动机1和阀20、22、24、27)整体上能够更小地构成。特别在开始阶段，直至两个离合器25和28的压力相同，能够除了效率折扣以外(滚柱丝杠传动装置或梯形丝杠、液压损失等)一般能够弃用马达。只有当在离合器C2/28中的离合器压力高于在离合器C1/25中的离合器压力时，马达才必须借助于在离合器C1/25中的剩余压力的辅助完全形成在离合器C2中的压力。
图2a描述具有湿式运行的离合器C1和C2的双离合器变速器的实施方案和具有独立的泵44连同驱动马达43的单独的冷却回路HLP。换挡的工作方式和执行方式与图1a中所描述的相同地起作用，而离合器C1和C2经由压力传感器41、42而不经由位置传感器26、29调节。因此，能够取消位置传感器。由于传递更高的力矩和可能使用多片式离合器，借助单独的冷却回路HLP供给泵44来自容器46的经冷却的自身介质。
图2b描述具有湿式运行的离合器的双冲程活塞的系统建造结构和具有同步运行的双冲程活塞泵50的单独的冷却回路HLK1和HLK2，所述双冲程活塞泵连接于马达-传动装置-活塞单元1、2、19的活塞执行机构。借助于本身的变速器促动器的功能，能够借助于单独的双冲程活塞50承担泵功能。因此，能够省去具有马达的附加的泵。冷却回路HLK1、HLK2借助于分离的介质运行由此杂质不会到达原本的双冲程促动器19中。在所述实施方式中，附加的双冲程活塞50d必须明显比具有双冲程活塞19c的原本的促动器更大，因为必须每分钟输送数升的流体用于冷却。因为促动器可能不必执行挡位调整或离合器调整，所以通过打开阀20和22还能够将冷却液体从容器47中并且经由止回阀48和49输送。活塞50d能够借助于驱动器1与所需的输送速率相关地——在强冷却的情况下高频率，在弱冷却的情况下低频率——往复运动，而在此不调整离合器C1和C2以及挡位选择器。这由此实现，其中关闭相关联的阀24、27、32、37、40和41并且打开阀20和22。可选地，在所有在附图中示出和描述的实施方式中能够设置有在图1c中示出的阀31，所述阀在打开的状态中将两个工作腔19a、19b彼此液压连接或短接。因此，能够以“Power-on-demand”模式进行冷却。只要必须操纵离合器选择器和挡位选择器，那么可能没有达到所需的输送速率，这然而是不重要的，因为操纵通常在非常短的时间内终止。
图3示出具有两个挡位的双离合器设计方案，其能够有利地用于电驱动器。双冲程活塞组合部件的模块化的利用是可能的，其中不需要用于挡位选择器的部件。因此，用于电动驱动器的无牵引力中断的两挡位系统是可行的。离合器调节与图1a中所描述的相同地进行并且能够借助于压力传感器41、42或还有位置传感器26、29进行。
图4示出预先描述的系统的扩展。原始系统由在子变速器1和子变速器2中的阀线路构成，所述阀线路具有用于操纵离合器25、28和挡位选择器30、33、35、38的相应的阀24、27、32、37、40和41。由马达1经由传动装置2驱动并且具有双冲程活塞19c的液压促动器19的工作腔19a、19b能够经由两个阀20、22与容器或贮液器6连接。
换挡变速器的扩展在于，压力选择器19’，其由马达1’经由传动装置2’驱动，可用于操纵离合器C1和C2。工作腔19a’为此可经由液压管路HL19a’-25和HL19a’-28与离合器选择器25、29连接，其中在相应的液压管路HL19a’-25和HL19a’-28中分别设置有切换阀32a、32b，用于阻断或打开所述液压管路。这能够实现相应的处于力配合的离合器的连续的微滑转调节。在此，将压力选择器19a’与离合器选择器25、28连接的阀32a、32b能够常开地和常闭地构成。
下面详细阐述线路的功能特性。
情况1：在子变速器2中换挡的同时在离合器选择器25处的微滑转调节。
在所描述的情况下，压力选择器19a’承担离合器选择器25的连续的微滑转调节，其方式是：用于离合器选择器的压力调节阀32b是打开的并且用于另外的离合器选择器28的压力调节阀32b和离合器阀24是关闭的。压力选择器19a’在此与离合器行程传感器26相关地调节在离合器25处的微滑转。如果现在并行地需要在子变速器2中的挡位调整，那么能够通过液压促动器19进行所述挡位调整。如果例如在挡位选择器33处需要从空挡向右切换，那么阀20、22和27关闭并且挡位选择器入口阀41打开，并且由于双冲程活塞19c向右运动，挡位选择器33的双冲程活塞向右移动到第四挡位中。通过双冲程活塞的向左运动同样产生如下可行性：将挡位选择器33向左运动进而挂入相应的挡位。同样的情况当然也适用于在子变速器2中的所有其他挡位选择器。纯理论地也可能存在如下可行性：与在离合器25处的微滑转调节并行地经由双冲程活塞将体积移动到离合器选择器28、挡位选择器30和25中，或将体积从离合器选择器28、挡位选择器30和25移出。
情况2：停用离合器a并且同时激活离合器b
在此，不经由类似调节的阀24或30a调节离合器a的位置，而是经由压力选择器19a’调节。由此阀24、27、30a、30b简化至纯数字切换阀。
以之前所描述的情况1为出发点，现在打开阀24和27。在离合器选择器28和压力选择器19a’之间的阀30a、30b、32、37、40和41和压力调节阀32b关闭，只要其本来并非已经是这种情况。现在，经由双冲程活塞19c调节在离合器选择器19c处的位置或压力形成。双冲程活塞19c为此向左运动。双冲程活塞的右腔由此同时经由24从离合器选择器25抽吸体积。压力选择器19a’在此情况下承担离合器选择器25的压力或位置的调节。主体积流在此情况下通过双冲程活塞19c移动。压力选择器19a’仅根据要求修正用于离合器选择器28的体积。在子变速器2被激活并且子变速器1停用之后，离合器阀24和27关闭并且压力选择器19a’通过压力调节阀32a与离合器选择器25分开并且通过另外的压力调节阀32b与离合器选择器28连接。现在，压力选择器19a’承担在离合器选择器28处的微滑转调节。
所述线路的优点是，与双冲程活塞19c相比，压力选择器19a’以明显更小的体积预算实现。对压力选择器19a’的体积流要求也明显低于来自双冲程活塞19c的体积流。此外存在如下事实：系统可在完全没有类似的阀的情况下实现并且仅借助于低成本的数字切换的阀工作。
为了诊断系统效率，在该系统中存在如下可行性：例如通过打开阀32b和27将两个压力腔彼此连接并且就此由压力选择器19、19a’和液压促动器19补偿变速器效率。所述补偿能够一方面是非常有助于预知故障，并且另一方面然而也用于将压力设定精确地彼此匹配进而提高舒适度。对于几乎所有如下系统存在所提到的诊断可行性，所述系统具有两个液压促动器或压力选择器并且具有将系统短时地液压连接的可行性。
在压力选择器19、19’的或液压促动器19的马达1、1’故障时的应急运行中存在如下可行性：相应另外的压力供给装置承担离合器调整和挡位调整。如果压力选择器在应急运行中必须承担离合器调整和挡位调整，那么由于小的体积预算，必须经由出口阀30a和/或30b在其间将体积再输送到压力选择器33中。如果相反压力选择器33故障，那么能够经由液压促动器19维持除了在微滑转调节中的小的中断之外的功能。原则上，原始的线路的扩展仅在挡位切换过程期间不能接受在微滑转调节中短的中断时才是必要的。
附图标记列表
1 电动马达
2 传动装置
3 活塞缸单元
4 用于马达换向的转动角传感器
5 用于在自动变速器中的离合器选择器的位置传感器
6 贮液器
7 离合器单元1
8 用于在自动变速器中的离合器选择器的压力感应器
9 二位二通阀
10 挡位选择器单元1(旋转运动)
10a，10b 挡位选择器10的活塞缸单元
11 挡位选择器单元2(线性运动)
12 挡位选择器机构1的活塞旋转(3个状态)
13 挡位选择器机构2平移(3个状态)
14 二位二通阀
15 挡位选择器机构2的复位弹簧
16 二位二通阀
17 挡位选择器机构1的旋转体(3个状态)
18 二位二通阀
19 双冲程活塞
19a 用于液压回路HL2的双冲程活塞的液压腔
19b 用于液压回路HL1的双冲程活塞的液压腔
19b 液压操纵的活塞
20 用于HL2的二位二通入口阀和出口阀
21 用于HL2的止回阀
22 用于HL1的二位二通入口阀和出口阀
23 用于HL1的止回阀
24 用于离合器C1的二位二通入口阀和出口阀
25 离合器选择器C1
25a 离合器选择器C1的液压活塞
26 用于离合器选择器C1的位置传感器
27 用于离合器C2的二位二通入口阀和出口阀
28 离合器选择器C2
28a 离合器选择器C2的液压活塞
29 离合器选择器C2的位置传感器
30 挡位选择器1/3
30a 挡位选择器1/3的液压腔1
30b 挡位选择器1/3的液压腔2
30c 挡位选择器1/3的具有换挡拨叉的活塞
31 挡位选择器1/3的位置传感器
32 用于挡位选择器1/3的二位二通入口阀和出口阀1
33 挡位选择器2/4
33a 挡位选择器2/4的液压腔1
33b 挡位选择器2/4的液压腔2
33c 挡位选择器2/4的具有换挡拨叉的活塞
34 挡位选择器2/4的位置传感器
35 挡位选择器5/7
35a 挡位选择器5/7的液压腔1
35b 挡位选择器5/7的液压腔2
35c 挡位选择器5/7的具有换挡拨叉的活塞
36 挡位选择器5/7的位置传感器
37 用于挡位选择器5/7的二位二通入口阀和出口阀1
38 挡位选择器6/R
38a 挡位选择器6/R的液压腔1
38b 挡位选择器6/R的液压腔2
38c 挡位选择器6/R的具有换挡拨叉的活塞
39 挡位选择器6/R的位置传感器
40 用于挡位选择器6/R的二位二通入口阀和出口阀1
41 用于挡位选择器2/4的二位二通入口阀和出口阀1
42 用于离合器选择器2的压力传感器
43 用于离合器选择器1的压力传感器
44 冷却回路HLP的泵
45 冷却回路HLP的止回阀
46 冷却回路HLP的贮液器
47 用于冷却回路HLP的泵的马达
48 DHK泵液压腔1的止回阀
49 DHK泵液压腔2的止回阀
50 DHK泵液压机构
51 DHK泵液压机构的贮液器
52 用于挡位选择器1/3的二位二通入口阀和出口阀2
53 用于挡位选择器2/4的二位二通入口阀和出口阀2
54 用于挡位选择器5/7的二位二通入口阀和出口阀2
55 用于挡位选择器6/R的二位二通入口阀和出口阀2
HL 自动变速器的液压管路
HLR 自动变速器的液压机构的反馈和空转
HL1 双冲程活塞的液压管路1
HL2 双冲程活塞的液压管路2
HLP 具有泵的冷却回路的液压管路
HLK1 具有双冲程活塞泵的冷却回路的液压管路1
HLK2 具有双冲程活塞泵的冷却回路的液压管路2
LK1 多片式离合器1
LK2 多片式离合器2

Claims (27)

1.一种换挡变速器，其具有控制单元和至少一个电动驱动的具有活塞(19d)的活塞缸单元(19)，所述活塞缸单元经由液压管路与所述换挡变速器的多个换挡变速器单元(25，28，30，33，35，38)连接并且调整所述换挡变速器单元，其中所述换挡变速器单元包括至少两个离合器单元(25/C1，28/C2)，其特征在于，所述活塞缸单元(19)的活塞(19d)构成为双冲程活塞，其中所述双冲程活塞(19d)将两个工作腔(19a，19b)彼此密封地分开，其中每个工作腔(19a，19b)经由液压主管路(HL1，HL2)分别与离合器(C1，C2)连接并且所述双冲程活塞的至少一个工作腔(19a，19b)或至少一个液压中央管路(HL1/HL2)能够经由切换阀(20，22)与储备容器(6)液压连接。
2.根据权利要求1所述的换挡变速器，其特征在于，至少一个活塞缸单元(19)经由液压管路(HL1，HL2)以其工作腔(19a，19b)中的至少一个工作腔与至少一个挡位选择器(30，33，35，38)液压连接，其中所述液压连接能够可选地借助于阀(32，37，40，41)阻断。
3.根据权利要求1或2所述的换挡变速器，其特征在于，所述液压主管路(HL1，HL2)能够经由切换阀(31，图2c)彼此液压连接，其中所述切换阀(31)优选以其接口连接于通向所述活塞缸单元(19)的两个工作腔(19a，19b)的液压输送管路。
4.根据上述权利要求中任一项所述的换挡变速器，其特征在于，在换挡变速器单元，尤其离合器(25，28)中储存的压力用于辅助驱动所述活塞缸单元的活塞，其中压力从相应的换挡变速器单元中经由在所述液压输送管路和相关联的液压主管路(HL1，HL2)中的打开的阀导入到所述活塞缸单元的一个所述工作腔(19a，19b)中，其中所述活塞借助于所述驱动器(1)驱动以减小另外的工作腔(19b，19a)，由此液压体积移动到另外的液压主管路(HL2，HL1)中或在所述另外的液压主管路中形成压力。
5.根据上述权利要求中任一项所述的换挡变速器，其特征在于，所述活塞(19d)具有两个不同的活塞作用面，尤其比例为1.5:1至2.5:1之间，所述活塞作用面对两个工作腔(19a，19b)限界。
6.根据权利要求5所述的换挡变速器，其特征在于，在高压下，尤其在离合器的滑转调节时，利用所述活塞(19d，19e)的不同的面，其中与相应的离合器(C1，C2)相关联的阀(24，27)在所述离合器中压力形成和/或压力下降时打开。
7.根据上述权利要求中任一项所述的换挡变速器，其特征在于，所述双冲程活塞(19d)具有两个不同大小的液压作用的活塞面，并且通过由较大的活塞面限界的工作腔(34b)进行快速的压力形成或体积输送。
8.根据上述权利要求中任一项所述的换挡变速器，其特征在于，设有切换阀(31)，通过所述切换阀在其打开状态中能够将两个工作腔(34b，34c)彼此液压连接，使得为了保持压力或用于在较高压力下，例如在微滑转调节时，进行离合器调节，尤其在较高的压力下驱动器(1)必须施加比在阀(31)关闭时更小的马达扭矩和丝杠力。
9.根据上述权利要求中任一项所述的换挡变速器，其特征在于，经由所述活塞缸单元(3)的一个工作腔实现压力下降并且同时经由所述活塞缸单元的另一工作腔(19b)实现压力形成，或者将所述工作腔(19-19b)的体积经由阀(20，22)经由阀(20，22)输送到所述储备容器中进而仅实现压力下降。
10.根据上述权利要求中任一项所述的换挡变速器，其特征在于，所述控制单元操控电动驱动器(1)，以调整所述换挡变速器单元(25/C1，28/C2，30，33，35，38)中的至少一个换挡变速器单元，其中用于调节所述驱动器(1)的调节变量是所述驱动器(1)的转动角度流过所述驱动器(1)的马达电流(i)、活塞(3a，19a)的活塞位置(s)和/或行程距离(Δs)，并且活塞(3a，19d)由此将所需的液压体积输送到至少一个换挡变速器单元中或从至少一个换挡变速器单元中输出。
11.根据上述权利要求中任一项所述的换挡变速器，其特征在于，通过打开与相应的换挡变速器单元(25，28，30，33，35，38)相关联的阀(24，27，32，37，40，41)以及将所述液压主管路(HL1，HL2)与所述储备容器(6)连接的阀(20，22)，实现在换挡变速器单元(25/C1，28/C2，30，33，35，38)中的压力下降。
12.根据权利要求11所述的换挡变速器，其特征在于，利用与相应的换挡变速器单元(25，28，30，33，35，38)相关联的传感器(43，42，26，29，31，34，36，39)的信号，实现在换挡变速器单元(25，28，30，33，35，38)中压力下降和/或压力形成时的压力调节。
13.根据上述权利要求中任一项所述的换挡变速器，其特征在于，至少一个离合器借助于冷却介质冷却，其中所述冷却介质借助于驱动器(1)或分开的驱动器(47)输送，所述分开的驱动器尤其驱动泵(44)。
14.根据上述权利要求中任一项所述的换挡变速器，其特征在于，设有另一活塞(50d)，所述另一活塞将两个工作腔(50a，50b)密封地彼此分开，其中所述工作腔(50a，50b)经由液压管路(HL1，HL2)与湿式离合器(LK1，LK2)连接，用于其冷却，其中从所述工作腔(50a，50b)中泵出的流体经由所述湿式离合器(LK1，LK2)回到储备容器(51)中并且经由抽吸管路和止回阀(48，49)从所述储备容器(51)中抽吸到所述工作腔中。
15.根据权利要求14所述的换挡变速器，其特征在于，所述驱动器(1)驱动所述另一活塞(50d)，尤其所述活塞(19d)经由活塞杆(50c)与所述另一活塞(50d)连接，尤其刚性地连接。
16.根据上述权利要求中任一项所述的换挡变速器，其特征在于，为了调整挡位选择器，将预定量的液压介质(体积控制)从一个工作腔(19a，19b)输送到所述挡位选择器中并经由与所述挡位选择器(30，33，35，38)相关联的阀(32，37，40，41)输送到所述挡位选择器(30，33，35，38)的相应的第一工作腔(30a，33a，35a，38a)中，并且同时从另一工作腔(19b，19a)提取液压介质和/或经由阀(20，22)排出到所述储备容器(6)中。
17.根据上述权利要求中任一项所述的换挡变速器，其特征在于，用于驱动器(1)的调节使用至少一个尤其呈压力-体积-特性曲线的形式的特性曲线族。
18.根据权利要求16或17所述的换挡变速器，其特征在于，所述调节使用用于压力计算的模型，其中为了确定所述驱动器(1)的用于在离合器单元(25，28)中要调节的压力的调节变量，所述模型考虑马达电流(i)、离合器弹簧刚性和可选地考虑马达角度
19.根据上述权利要求中任一项所述的换挡变速器，其特征在于，所述换挡变速器具有至少一个压力传感器(41，42，43)，所述压力传感器用于对调节进行补偿或者用于尤其在经由阀(20，22，24，27)使压力下降时对离合器压力进行压力控制。
20.根据上述权利要求中任一项所述的换挡变速器，其特征在于，从所述液压管路(HL，HL1，HL2)分出至少一个液压输送管路(HL7a，HL10a，HL11a，HL25a，HL28a，HL30a，HL33a，HL35a，HL38a)或者将其延长，所述液压输送管路将所述液压主管路与换挡变速器单元的第一工作腔(7a，10a，11a，25a，28a，30a，33a，35a，38a)连接，其中为了选择性地阻断所述液压输送管路，在所述液压输送管路中设置有可切换的阀(9，16，18，24，27，32，37，40，41)，尤其二位二通阀。
21.根据上述权利要求中任一项所述的换挡变速器，其特征在于，换挡变速器单元(25，28，30，33，35，38)的第一工作腔(25a，28a，30a，33a，35a，38a)经由液压输送管路(HL25a，HL28a，HL30a，HL33a，HL35a，HL38a)与液压主管路(HL1，HL2)连接，并且相应的换挡变速器单元(25，28，30，33，35，38)的第二工作腔(25b，28b，30b，33b，35b，38b)经由另外的液压输送管路(HL25b，HL28b，HL30b，HL33b，HL35b，HL38b)与另外的液压主管路(HL1，HL2)连接，其中在一个或两个输送管路中，特别优选仅在一个输送管路中，设置有用于选择性地打开和阻断输送管路的可切换的阀。
22.根据上述权利要求中任一项所述的换挡变速器，其特征在于，至少一个，优选所有换挡变速器单元(25，28，30，33，35，38)，具有位置传感器或状态传感器(26，29，31，34，36，39)。
23.根据权利要求22所述的换挡变速器，其特征在于，所述位置传感器或状态传感器(26，29，31，34，36，39)的信号用于调节所述驱动器(1)和/或用于校准所述调节和/或所述模拟模型。
24.根据权利要求22或23所述的换挡变速器，其特征在于，在换挡变速器单元中的压力下降经由所述液压输送管路和所述液压主管路实现，其中通过评估所述位置传感器或状态传感器(26，29，31，34，36，39)的信号操控设置在所述液压输送管路中的切换阀(24，27，32，37，40，41)，以使压力下降，所述切换阀尤其持续预定的时间或借助于PWM打开。
25.根据上述权利要求中任一项所述的换挡变速器，其特征在于，所述位置传感器或状态传感器(26，29，31，34，36，39)，尤其在挡位选择器中，离散地构成，所述位置传感器或状态传感器尤其是霍尔开关，所述霍尔开关在调节中仅用于检查挡位选择器和离合器选择器的位置或用于泄漏诊断。
26.根据上述权利要求中任一项所述的换挡变速器，其特征在于，至少两个换挡变速器单元在多路运行中同时被调整，其中每个换挡变速器单元的调整以少量子步骤进行，交替地针对每个换挡变速器单元执行所述子步骤。
27.根据上述权利要求中任一项所述的换挡变速器，其特征在于，所述换挡变速器仅具有两个离合器选择器(25，28)，尤其针对用于纯电动车的不具有挡位选择器的两挡变速器。
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