CN110939722A - 用于冷却机动车辆中的至少两个湿式离合器的液压装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于冷却至少两个湿式离合器的液压装置包括用于输送冷却剂液体的换向泵，其中根据泵旋转方向，一个泵接头在吸入侧而另一个泵接头在压力侧，还包括用于从储存器容器中吸出冷却剂液体的吸入口，用于将冷却剂液体输送到第一离合器的第一出口和用于将冷却剂液体输送到至少一个第二离合器的第二出口。为了将冷却剂液体从吸入口引导至每个与压力侧上的泵接头之一相关联的出口，提供了具有四个止回阀的阀装置，它们布置在泵接头、吸入口和出口之间，使得冷却剂液体只能在吸入侧通过吸入口吸出，并且只能在压力侧上相关联出口的方向上输送。通过对泵旋转方向切换，吸出的冷却剂液体因此可以通过阀装置被引导至第一出口或第二出口。

Description

用于冷却机动车辆中的至少两个湿式离合器的液压装置
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的用于冷却机动车辆中的至少两个湿式离合器(wet-running clutch)的液压装置。具体地，本发明涉及这样一种装置，其同时在汽车工业中已经大量用于具有或不具有双离合器变速器的混合动力车辆。
背景技术
湿式离合器的使用在双离合器变速器(DCT，double-clutch transmissions)和具有多离合器单元的混合动力变速器模块(DHT＝专用混合变速器，Dedicated HybridTransmissions)中很普遍，因为相对于干式离合器的强制油冷却，湿式离合器在较低的惯性矩、较高的扭矩能力和较小的安装空间要求方面是有利的。与此同时，湿式离合器相对于干式离合器的一个缺点是湿式离合器的阻力矩更大。这可以通过按需冷却来改进，为此在现有技术中使用电磁阀，如果需要，该电磁阀将油引导到离合器上和/或通过离合器引导，如果不需要则中断供油。
例如在文献WO2018/054411A1中公开的混合动力变速器模块通常包括双离合器装置，其具有用于换挡的第一和第二(部分)离合器以及用于内燃机的联接或分开的第三(分离)离合器，其中相应的致动系统与每个离合器相关，用于独立启动。永久地具有至电动机的驱动连接的旋转部件可以替代地经由分离离合器驱动连接到内燃机并且可以替代地经由两个部分离合器分别驱动连接到第一或第二变速器输入轴。在这种情况下，电动机交替地启动电动驱动而不用内燃机(分离离合器打开)，用内燃机驱动时的动力提升(分离离合器闭合，电动机的动力操作)和恢复(分离离合器打开，电动机的发电操作)。在换挡的情况下—无论是否利用内燃机操作—双离合器装置的一个部分离合器打开，而双离合器装置的另一个部分离合器闭合，两个部分离合器在换挡时总是共同产生热量。
如果在这种混合动力变速器模块中仅设置一个油冷却路径，则在电动驱动模式中，在每次换挡期间和之后，恒定打开的分离离合器充满油，这导致额外的阻力损失。因此需要两个单独的冷却路径，其中一个冷却路径可用于根据需要冷却双离合器装置的两个部分离合器，而另一个冷却路径可用于根据需要冷却分离离合器。然而，它将会涉及大量耗费以提供两个单独的冷却路径，每个都具有相关联的电磁阀。
在该上下文中，形成权利要求1的前序部分的文献DE102016206738B3公开了一种用于借助于由电动机驱动的泵来冷却至少两个离合器的流体装置。在该现有技术中，提供了一种切换单元，其用于分配冷却剂介质流，该冷却剂介质流通过由电动机在一个旋转方向上驱动的泵以速度比例的方式被提供到至少两个并且优选地多于两个离合器上。在这种情况下，泵可以实施为换向泵，其具有用于提供速度比例的冷却剂介质流的第一旋转方向和用于在切换单元上切换的第二旋转方向。与上述电磁阀类似，特别是设置有止动件和传感器系统的切换单元需要不小的费用，然而这在大规模生产的产品的情况下是不希望的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于冷却机动车辆中的至少两个湿式离合器的液压装置，其避免了上述缺点，特别是设计得比所描述的现有技术更简单。
该目的通过一种具有权利要求1的特征的用于冷却机动车辆中的至少两个湿式离合器的液压装置来实现。本发明的有利实施例是从属权利要求的主题。
在用于冷却机动车辆中的至少两个湿式离合器的液压装置中，具有泵，泵包括用于输送冷却剂液体(特别是油)的两个泵接头，泵设计为换向泵，从而根据泵的旋转方向，一个泵接头在吸入侧而另一个泵接头在压力侧，用于从储存容器中吸出冷却剂液体的至少一个吸入口，还具有用于将冷却剂液体输送到第一离合器的第一出口，用于将冷却剂液体输送到至少一个第二离合器的第二出口，以及用于将冷却剂液体从吸入口引导至出口的阀装置；根据本发明，在每种情况下，所述出口中的一个分别与压力侧的每个泵接头相关联，其中阀装置包括四个止回阀，它们布置在泵接头、吸入口和出口之间，使得冷却剂液体只能在吸入侧通过吸入口吸出，并且只能在压力侧在相关联的出口的方向上输送，从而通过对泵的旋转方向切换，吸出的冷却剂液体可以通过阀装置(V)被引导至用于将冷却剂液体输送到第一离合器的第一出口或者被引导至用于将冷却剂液体输送到至少第二离合器的第二出口。
因此，仅需要一个泵，特别是换向泵，以根据需要且交替地一次供应两个冷却路径中的一个，具体是用于冷却第一离合器的第一冷却路径或用于冷却至少一个另外离合器的第二冷却路径。为此，根据本发明，通过换向泵的简单旋转方向选择与阀装置的四个止回阀的智能互连相结合，以能量非常有利的方式将冷却剂液体从储存容器通过液压装置分别引导至用于冷却第一或至少一个另外离合器的出口。
在这种情况下，由于换向泵的预选旋转方向，冷却剂液体通过液压装置的相应路线自动地导致不需要用于阀的位置检测等以推断通过液压装置的冷却剂液体路线的任何传感器。因此，用于输送和引导冷却剂液体通过液压装置的装置费用也非常低，因为为此也不需要用于分配冷却剂液体流的复杂的切换单元、电磁阀等，仅仅是简单的止回阀。
此外，在使用固定排量泵作为换向泵的情况下，可以简单地通过泵驱动器的速度控制来能想到地设定相应冷却任务所需的冷却剂液体的输送量，其中(还)避免了能量上的不利的过量供应。
总之，在根据本发明的液压装置中，能量平衡更好并且装置费用小于上述现有技术。
在本发明的一个有利实施例中，吸入管路部分可以位于吸入口和每个泵接头之间，其中设置有在吸入口方向上阻塞的阀装置的止回阀。此外有利的是，第一压力管路部分位于泵接头中的第一泵接头和用于将冷却剂液体输送到第一离合器的第一出口之间，其中设置有在第一泵接头的方向上阻塞的阀装置的止回阀。此外，有利的实施例是，第二压力管路部分位于泵接头中的第二泵接头和用于将冷却剂液体输送到至少第二离合器的第二出口之间，其中设置有在第二泵接头的方向上阻塞的阀装置的止回阀。
为了不必对油纯度提出更高的要求并且能够尽可能可靠地避免由于液压装置中可能的油污染而导致的堵塞，更优选的是，在吸入口处设置过滤器。
原则上，在任何情况下在机动车辆中设置的可能具有相关联离合器的驱动器可以用于驱动换向泵，如果驱动器(可能借助于合适的变速器)也能够实现旋转方向反转。然而，优选实施例是，泵可由电动机驱动，电动机尤其是为此而单独提供的。该电动机可以以简单的方式来实现泵的旋转方向反转——即，在直流电动机的情况下，通过简单地反转电枢绕组或励磁绕组中的电流方向。
特别是关于液压装置在机动车辆中的简单安装，具有低的管道和布线费用，并且如果可能的话，可以独立于机动车辆中的离合器和变速器的放置来布置液压装置，例如在更好地防止外部影响(温度等)、更容易接近和/或更少收缩的位置，进一步优选的是，泵和阀装置组装以形成模块，其上形成有用于将冷却剂液体输送到第一离合器的第一出口、用于将冷却剂液体输送到至少第二离合器的第二出口以及用于将液压液体从储存容器吸出的吸入口。这种模块还提供的优点是，在其安装到机动车辆中之前，可以对其(预)测试并且可能(预)编程。在液压装置中功能最大可能集成的意义上，可以提供的是，模块还包括吸入口的过滤器和/或用于驱动泵的电动机和/或用于电动机的电力电子单元。
本发明最后还包括上述液压装置的用于冷却混合动力车辆中的至少两个湿式离合器的用途，该混合动力车辆优选地包括双离合器变速器。
附图说明
下面将参考所附示意图在优选示例性实施例的基础上更详细地解释本发明。在图中：
图1示出了用于机动车辆中的离合器冷却的液压装置的回路图，该液压装置液压地连接在用于液压液体的储存容器和具有双离合器装置的混合动力变速器模块的三个湿式离合器之间，该储存容器和该些湿式离合器也是示意性地示出。
在附图中以及在下面的描述中，省略了湿式离合器处的冷却剂输送点及混合动力变速器模块的进一步构造的详细描述和/或说明，因为这些元件及其功能对于本领域技术人员而言是充分已知的，并且这方面的陈述对于理解本发明而言似乎不是必需的。
具体实施方式
在图1中，附图标记H通常标识用于冷却机动车辆中的至少两个(在所示的示例性实施例中是三个)湿式离合器C0、C1、C2的液压装置。在这种情况下，三个离合器C0、C1、C2是混合动力变速器模块HM(仅在图1中示意性地示出)的一部分，其具体包括具有用于自动切换变速器T(双离合器变速器)的换挡的第一和第二(部分)离合器C1、C2的双离合器装置和用于联接或分开内燃机VM的具体地(分离)离合器C0。在这种情况下，相应的致动系统(未示出)与每个离合器C0、C1、C2相关，用于独立启动。
混合动力变速器模块HM的旋转部件RT通过传动机构GM永久地与电动机EM驱动连接，旋转部件RT可以以本身已知的方式通过分离离合器C0与内燃机VM的输出轴AW交替地驱动连接，并且分别通过两个部分离合器C1、C2与自动切换变速器T的第一或第二变速器输入轴EW1、EW2交替地驱动连接。旋转部件的壳体固定支承点在图1中由参考符号LS表示。
此外，如本身已知的那样，电动机EM因此交替地启动机动车辆的电动驱动而不用内燃机VM(分离离合器C0打开)，当用内燃机VM驱动机动车辆时的动力提升(分离离合器C0闭合，电动机EM的动力操作)和恢复(分离离合器C0打开，电动机EM的发电操作)。在换挡的情况下—无论是否利用内燃机VM操作—双离合器装置的一个部分离合器C1在自动切换变速器T处打开，而双离合器装置的另一个部分离合器C2闭合，使得两个部分离合器C1、C2在换挡期间总是共同产生热量。因此，并联连接的冷却剂输送点AS1、AS2与双离合器装置的部分离合器C1、C2相关联，而分离离合器C0具有单独的冷却剂输送点AS0。
用于冷却三个湿式离合器C0、C1、C2的液压装置H通常包括泵P，泵P包括用于输送冷却剂液体(特别是油)的两个泵接头P1、P2，泵P设计为换向泵，从而根据换向泵P的旋转方向，一个泵接头P1或P2在吸入侧而另一个泵接头P2或P1在压力侧，液压装置H还包括用于从储存容器B中吸出冷却剂液体的至少一个吸入口S，用于将冷却剂液体输送到分离离合器C0的第一出口A1，以及用于将冷却剂液体输送到部分离合器C1、C2的第二出口A2。此外，通常由附图标记V标识的阀装置用于将冷却剂液体从吸入口S引导至液压装置H的出口A1、A2。
在这种情况下，第一出口A1通过第一冷却剂管路KL1液压地连接到用于分离离合器C0的冷却剂输送点AS0，而通过第二冷却剂管路KL2(其在冷却剂输送点AS1、AS2之前分支成两个子部分)的液压连接存在于第二出口A2和用于双离合器装置的部分离合器C1、C2的并联连接的冷却剂输送点AS1、AS2之间。
对于液压装置H必不可少的是，在每种情况下，出口A1、A2中的一个与压力侧上的每个泵接头P1、P2相关联，并且阀装置V包括四个止回阀R1、R2、R3、R4，它们连接在泵接头P1、P2、吸入口S和出口A1、A2之间，使得冷却剂液体只能在吸入侧通过吸入口S吸出，并且只能在压力侧上相关联的出口A1、A2的方向上输送。通过仅对换向泵P的旋转方向切换，在这种情况下，从储存容器B吸出的冷却剂液体通过阀装置V被引导至用于将冷却剂液体输送到分离离合器C0的第一出口A1或者被引导至用于将冷却剂液体输送到部分离合器C1、C2的第二出口A2。
在所示的示例性实施例中，电动机M形式的单独驱动器与换向泵P相关联。例如，齿轮泵、滚柱式单元泵(roller cell pump)、叶片泵和径向或轴向活塞泵被考虑作为用于换向泵P的泵类型。对于本申请，如果换向泵P实施为固定排量泵就足够了，该泵对于电动机M的预定速度提供恒定体积流量。电动机M可选地是可控速度的，以便能够根据相应的冷却要求输送可变量的冷却剂液体。电动机M的通电和/或启动通过图1中虚线所示的供电电缆VK进行，该供电电缆VK电连接到电子单元L(电力电子单元)。后者又通过控制和信号线SS连接到更高级别的控制单元ECU—这相应地以本身已知的方式应用于自动切换变速器T、内燃机VM以及电动机EM的电传感器和致动器，如图1中的虚线所示。
为了实现通过液压装置H引导冷却剂液体的上述功能，换向泵P与阀装置V的止回阀R1、R2、R3、R4互连如下。首先，吸入管路部分SL1、SL2位于液压装置H的吸入口S和换向泵P的每个泵接头P1、P2之间，在吸入管路部分SL1、SL2中设置有在吸入口S方向上阻塞的阀装置V的止回阀R1、R2，在所示的示例性实施例中过滤器G设置在吸入口S处。此外，第一压力管路部分DL1位于换向泵P的第一泵接头P1和用于将冷却剂液体输送到分离离合器C0的第一出口A1之间，在第一压力管路部分DL1中设置有在第一泵接头P1的方向上阻塞的阀装置V的止回阀R3。另外，第二压力管路部分DL2位于换向泵P的第二泵接头P2和用于将冷却剂液体输送到两个部分离合器C1、C2的第二出口A2之间，在第二压力管路部分DL2中设置有在第二泵接头P2的方向上阻塞的阀装置V的止回阀R4。
此外，图1中用虚线示出了换向泵P和阀装置V以非常有利于安装的方式组装以形成模块U，其上形成有用于将冷却剂液体输送到分离离合器C0的第一出口A1、用于将冷却剂液体输送到两个分离离合器C1、C2的第二出口A2以及用于将液压液体从储存容器B中吸出的吸入口S。在所示的示例性实施例中，模块U还包括用于驱动换向泵P的电动机M和用于电动机M的电力电子单元L。此外，模块U还可包括吸入口S的过滤器G，虽然这没有在图1中示出。
上述液压装置H的功能如下。如果必须在分离离合器C0处进行冷却，则控制单元ECU通过电子单元L启动电动机M，使得它在图1中逆时针驱动换向泵P。结果，换向泵P通过第二泵接头P2、吸入管路部分SL2、其中的打开止回阀R2、吸入口S和过滤器G从储存容器B中吸出冷却剂液体。压力管路部分DL2中的止回阀R4在这种情况下关闭并防止冷却剂液体从压力管路部分DL2中吸出。
在换向泵P的压力侧，换向泵P将冷却剂液体从第一泵接头P1经由打开的止回阀R3输送到压力管路部分DL1中到达用于冷却分离离合器C0的出口A1。在这种情况下，吸入管路部分SL1中的止回阀R1关闭并防止换向泵P将冷却剂液体直接输送回到储存容器B中。从冷却剂输送点AS0滴落在分离离合器C0上的冷却剂液体以本身已知的方式返回到储存容器B中(在变速器上的收集器，可选的是返回输送泵)。
相反，如果要冷却自动切换变速器T的部分离合器C1、C2，则控制单元ECU因此通过电子单元L启动电动机M，使得换向泵P在图1中被顺时针驱动。现在，换向泵P通过第一泵接头P1、吸入管路部分SL1、其中打开的止回阀R1、吸入口S和过滤器G从储存容器B中吸出冷却剂液体。在这种情况下，压力管路部分DL1中的止回阀R3关闭并防止冷却剂液体从压力管路部分DL1中吸出。
在压力侧，换向泵P通过打开的止回阀R4将冷却剂液体从第二泵接头P2输送到压力管路部分DL2中到达用于冷却部分离合器C1、C2的出口A2。在这种情况下，吸入管路部分SL2中的止回阀R2关闭并防止换向泵P将冷却剂液体直接输送回到储存容器B中。从冷却剂输送点AS1、AS2滴落到部分离合器C1、C2上的冷却剂液体再次以本身已知的方式返回到储存容器B中。
虽然上面描述了使用液压装置H来冷却混合动力车辆中的三个湿式离合器C0、C1、C2，该混合动力车辆的混合动力变速器模块HM包括双离合器变速器T，但是例如液压装置H当然可以类似地用于这样的混合动力车辆，除了分离离合器之外，该混合动力车辆混合动力变速器模块仅在换档变速器上具有一个离合器，其中这些离合器将被交替地冷却。
一种用于冷却至少两个湿式离合器的液压装置包括用于输送冷却剂液体的换向泵，在换向泵中，根据泵旋转方向，一个泵接头位于吸入侧而另一个泵接头位于压力侧，液压装置还包括用于从储存容器中吸出冷却剂液体的吸入口，用于将冷却剂液体输送到第一离合器的第一出口，和用于将冷却剂液体输送到至少一个第二离合器的第二出口。为了将冷却剂液体从吸入口引导至每个与压力侧上的泵接头中的一个相关联的出口，提供了具有四个止回阀的阀装置(V)，这四个止回阀布置在泵接头、吸入口和出口之间，使得冷却剂液体只能在吸入侧通过吸入口吸出，并且只能在压力侧在相关联的出口的方向上输送。通过对泵旋转方向切换，吸出的冷却剂液体因此可以通过阀装置被引导至第一出口或第二出口。
附图标记列表
A1 第一出口(用于C0)
A2 第二出口(用于C1、C2)
AS0 冷却剂输送点(用于C0)
AS1 冷却剂输送点(用于C1)
AS2 冷却剂输送点(用于C2)
AW 内燃机的输出轴
B 储存容器
C0 第一离合器(分离离合器)
C1 第二离合器(第一部分离合器)
C2 第三离合器(第二部分离合器)
DL1 第一压力管路部分
DL2 第二压力管路部分
ECU 控制单元
EM 电动机
EW1 第一变速器输入轴
EW2 第二变速器输入轴
G 过滤器
GM 传动机构
H 液压装置
HM 混合变速器模块
KL1 第一冷却剂管路
KL2 第二冷却剂管路
L 电力电子单元
LS 壳体固定支承点
M 用于泵驱动的电动机
P 换向泵
P1 第一泵接头
P2 第二泵接头
R1 止回阀
R2 止回阀
R3 止回阀
R4 止回阀
RT 旋转部件
S 吸入口
SL1 吸入管路部分
SL2 吸入管路部分
SS 控制和信号线
T 双离合器变速器
U 模块
V 阀装置
VK 供电电缆
VM 内燃机。

Claims (9)

1.一种用于冷却机动车辆中的至少两个湿式离合器(C0、C1、C2)的液压装置(H)，所述液压装置(H)具有泵(P)，泵(P)包括用于输送冷却剂液体的两个泵接头(P1、P2)，泵(P)设计为换向泵，从而根据泵(P)的旋转方向，一个泵接头(P1；P2)位于吸入侧而另一个泵接头(P2；P1)位于压力侧，所述液压装置(H)还具有用于从储存容器(B)吸出冷却剂液体的至少一个吸入口(S)，用于将冷却剂液体输送到第一离合器(C0)的第一出口(A1)，用于将冷却剂液体输送到至少一个第二离合器(C1、C2)的第二出口(A2)，以及用于将冷却剂液体从吸入口(S)引导至出口(A1、A2)的阀装置(V)，其特征在于，在每种情况中，出口(A1、A2)中的一个与压力侧的每个泵接头(P1、P2)相关联，所述阀装置(V)包括四个止回阀(R1、R2、R3、R4)，这四个止回阀(R1、R2、R3、R4)布置在泵接头(P1、P2)、吸入口(S)和出口(A1、A2)之间，使得冷却剂液体只能在吸入侧通过吸入口(S)吸出，并且只能在压力侧在相关联出口(A1、A2)的方向上输送，从而通过对所述泵(P)的旋转方向的切换，吸出的冷却剂液体能够通过所述阀装置(V)被引导至用于将冷却剂液体输送到所述第一离合器(C0)的第一出口(A1)或者被引导至用于将冷却剂液体输送到至少第二离合器(C1、C2)的第二出口(A2)。
2.根据权利要求1所述的液压装置(H)，其特征在于，一个吸入管路部分(SL1、SL2)位于所述吸入口(S)和每个泵接头(P1、P2)之间，在吸入管路部分(SL1、SL2)中设置有在吸入口(S)方向上阻塞的阀装置(V)的止回阀(R1、R2)。
3.根据权利要求1或2所述的液压装置(H)，其特征在于，第一压力管路部分(DL1)位于所述泵接头(P1、P2)中的第一泵接头(P1)和用于将冷却剂液体输送到所述第一离合器(C0)的第一出口(A1)之间，在第一压力管路部分(DL1)中设置有在第一泵接头(P1)的方向上阻塞的阀装置(V)的止回阀(R3)。
4.根据前述权利要求中任一项所述的液压装置(H)，其特征在于，第二压力管路部分(DL2)位于所述泵接头(P1、P2)中的第二泵接头(P2)和用于将冷却剂液体输送到至少第二离合器(C1、C2)的第二出口(A2)之间，在第二压力管路部分(DL2)中设置有在第二泵接头(P2)的方向上阻塞的阀装置(V)的止回阀(R4)。
5.根据前述权利要求中任一项所述的液压装置(H)，其特征在于，过滤器(G)设置在所述吸入口(S)处。
6.根据前述权利要求中任一项所述的液压装置(H)，其特征在于，所述泵(P)能够由电动机(M)驱动。
7.根据前述权利要求中任一项所述的液压装置(H)，其特征在于，所述泵(P)和阀装置(V)组装以形成模块(U)，在模块(U)上形成有用于将冷却剂液体输送到第一离合器(C0)的第一出口(A1)、用于将冷却剂液体输送到至少第二离合器(C1、C2)的第二出口(A2)以及用于将液压液体从储存容器(B)中吸出的吸入口(S)。
8.根据至少参照权利要求5和/或6的权利要求7所述的液压装置(H)，其特征在于，所述模块(U)还包括吸入口(S)的过滤器(G)和/或用于驱动泵(P)的电动机(M)和/或用于电动机(M)的电力电子单元(L)。
9.根据前述权利要求中任一项所述的液压装置(H)的用于冷却混合动力车辆中的至少两个湿式离合器(C0、C1、C2)的用途，所述混合动力车辆优选地包括双离合器变速器(T)。
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