CN112105847B - 用于无级变速器的流体系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于无级变速器(2)的流体系统(1)，所述流体系统具有第一泵(3)，其中所述第一泵(3)的第一连接部经由第一管路段(4)流体连接至分配给所述变速器(2)的第一盘组(5)的第一执行单元(6)，并且所述第一泵(3)的第二连接部经由第二管路段(7)流体连接至分配给所述变速器(2)的第二盘组(8)的第二执行单元(9)，其中所述第一泵(3)由至少一个第一副泵(10)和第二副泵(11)形成，其中所述第二副泵(11)的第一连接部(12)可选择性地流体连接至所述第一执行单元(6)，和/或所述第二副泵(11)的第二连接部(14)可选择性地流体连接至所述第二执行单元(9)。

Description

用于无级变速器的流体系统
技术领域
本发明涉及一种用于无级变速器的流体系统，所述流体系统具有第一泵，其中第一泵的第一连接部经由第一管路段流体连接至分配给所述变速器的第一盘组的第一执行单元(actuation unit)，并且第一泵的第二连接部经由第二管路段流体连接至分配给所述变速器的第二盘组的第二执行单元。
背景技术
通用流体系统和带式无级变速器是现有技术中已知的。例如，US 6 219608B1公开了一种用于具有无级变速器的机动车辆的电子变速器控制系统。这包括由电动马达驱动的第一流体泵和第二流体泵，用于挤压和调节带式变速器的变速机。
然而，现有技术始终是有缺点的，例如在快速调节的情况下，需要相对大的泵冲程容积来覆盖大的体积流量。然而，由于在正常驱动期间必须保持压力，大冲程容积需要驱动所述泵的执行机构(actuator)马达提供高扭矩。这反过来就有了相应高功率消耗的缺点。因此，由于在恒速驱动时除泄漏补偿之外无体积流量需求，即使不必要提供任何液压功率，功率损失也很高。
发明内容
本发明的目标为避免或至少减少现有技术的缺点。具体地讲，提供具有泵的流体系统，所述流体系统同时可在需要峰值功率时提供大冲程体积，并且可在正常操作期间切换至减小的冲程体积。
在根据本发明的通用装置中实现了本发明的目标，其中第一泵由至少一个第一副泵(sub-pump)和第二副泵形成，其中第二副泵的第一连接部可以可切换地流体连接至第一执行单元，和/或第二副泵的第二连接部可以可切换地流体连接至第二执行单元。这意味着第二副泵可以可切换地连接至第一执行单元和/或第二执行单元和/或蓄积器。第一泵的功率因此分到两个较小的副泵中，其中一个或全部两个副泵可切换成活动状态以输送流体。
这具有以下优点：第一泵可因此适用于用户的需求，因为第一副泵永久地连接至第一执行单元和第二执行单元，并且第二副泵可按需要切换。特别地，如果两个副泵的尺寸较小，则是优选的。因此，为了获得峰值功率，可行的是启动两个副泵，亦即，将它们连接至第一执行单元和第二执行单元，以及仅启动第一副泵并且将第二副泵连接至蓄积器以例如进行正常驱动。
在从属权利要求中要求保护有利的实施例并在下文中对其进行阐述。
此外，如果第二泵连接至或可连接至第二管路段，则是可取的。因此，第二泵可用来提供基本的流体压力，使得第一泵只需施加压差即可调节所述无级变速器。因此，第一泵的尺寸可有利地具有相对小的冲程容积。此外，第二泵的压力因此可用来驱动作为马达的第二副泵，使得驱动第一泵的马达得到支持。
如果第二泵也连接至带式变速器的冷却和/或润滑回路，则以特别简单的方式提供所述带式变速器的冷却或润滑。
已经发现，如果将第二泵设计为具有固定(即，不可调节的)输送方向的泵，则特别有利，其中第二泵的输入连接部(流体地)连接至蓄积器并且第二泵的输出连接部(流体地)连接至第二管路段。
特别地，如果副泵各自由设置在公共驱动轴上的轮组形成或由各自设置在公共轮组上的压力肾形成，则是优选的。因此，副泵可由公共马达驱动，并且第二副泵可用作支持所述马达的液压马达。在每种情况下，借助于压力肾的设计已经获证实是特别经济有效且紧凑的解决方案。
如果第二副泵的第一连接部取决于第一阀组件的切换位置而流体连接至第一执行单元或至蓄积器，则是特别优选的。第一副泵的第二连接部优选地流体连接至或可流体连接至第二执行单元。因此，第二副泵可在第一阀组件的切换位置切换成活动状态以进行流体输送，即连接至第一执行单元，并且可在第一阀组件的另一切换位置从输送流体的流体系统脱离，即连接至蓄积器。由于驱动轴上的布置，第二副泵在第一阀组件的其他切换位置空转或可用作液压马达以驱动所述马达。
此外，如果第二副泵的第二连接部取决于第二阀组件的切换位置而流体连接至第二执行单元或至蓄积器，则是有利的。第二副泵的第一连接部优选地流体连接至或可流体连接至第一执行单元。因此，第二副泵可在第二阀组件的切换位置切换成活动状态进行流体输送，即连接至第二执行单元，并且可在第二阀组件的另一切换位置从输送流体的流体系统脱离，即连接至蓄积器。
如果第一阀组件和/或第二阀组件由连接在一起的两个2/2通阀形成，则也是有利的。用这种方法可实施第二副泵的廉价切换。特别地，设计2/2通阀，使得在第一阀组件和/或第二阀组件的一个切换位置，两个2/2通阀中的一个处于封闭位置并且两个2/2通阀中的另一个处于打开位置。
可替换地，如果第一阀组件和/或第二阀组件由3/2通阀形成，则是有利的。用这种方法可廉价、易控地实施所述回路。特别地，如果一个连接部连接至蓄积器，一个连接部连接至第一执行单元或第二执行单元并且一个连接部连接至第二副泵的第一连接部或第二连接部，则是优选的。
第一阀组件和/或第二阀组件可优选地由座阀形成和/或由滑动阀形成。这意味着所述2/2通阀可设计为座阀或滑动阀。这也意味着所述3/2通阀可设计为座阀或滑动阀。
如果第一泵可在第一转动方向上和在与第一转动方向相反的第二转动方向上受驱动，则也是可取的。因此，将第一泵(即，两个副泵)设计为双向泵，使得可在两个方向上输送体积流量。
已经发现，如果第一泵和/或第二泵可由电动马达驱动，则是有利的。这在能源层面而言是有利的，因为与具有受变速器输入驱动的机械泵的刚性泵相比，电驱动泵可在需要时精确地提供液压功率。
如果第一泵由液压变换器形成，则也是有利的。用这种方法可以无限可变的方式将第一泵有利地分为多个副泵，使得可按需求提供功率。
换言之，本发明涉及一种具有泵执行机构和两个副泵的无级变速器。这解决了现有技术中的问题。电动泵必须具有用于峰值体积流量的最小尺寸，诸如紧急制动事件中的齿轮比调节，以便以电动马达的最大速度输送足够的体积流量。泵尺寸/冲程容积决定了所需要的马达扭矩，使得在许多仅具有低体积流量但具有一定压力需求的驱动情境中，必须提供相对高的扭矩，这由于绕组、电子设备和电缆中的欧姆电阻而导致高的电损。根据本发明，泵因此分为至少两个较小的副泵，一个或全部两个副泵可切换成活动状态以输送流体。因此泵的尺寸可适于相应的需求，使得可降低马达电流并因此减少功率损耗。
附图说明
下文借助图式阐述本发明。在附图中：
图1示出了第一实施例中的根据本发明的具有由两个副泵形成的第一泵的流体系统的示意图，
图2示出了第二实施例中的具有第一泵的流体系统的示意图，
图3示出了第三实施例中的具有第一泵的流体系统的示意图，以及
图4示出了第四实施例中的具有第一泵的流体系统的示意图。
附图在本质上仅是示意性的并且仅用于理解本发明。相同元件具有相同的附图标记。不同示例性实施例的特征可互换。
具体实施方式
图1示出了第一实施例中的用于无级变速器2的流体系统1。流体系统1具有第一泵3。第一泵3的第一连接部经由第一管路段4流体连接至分配给变速器2的第一盘组5的第一执行单元6。第一泵3的第二连接部经由第二管路段7流体连接至分配给变速器2的第二盘组8的第二执行单元9。
第一泵3由第一副泵10和第二副泵11形成，其连接部各自流体连接至第一管路段4和第二管路段7。第二副泵11的第一连接部12可经由第一管路段4可切换地流体连接至第一执行单元6或蓄积器/罐13。在第一实施例中，第二副泵11的第二连接部14经由第二管路段7直接地(即，不可切换地)流体连接至第二执行单元9。
第一副泵10和第二副泵11由电动马达15驱动。全部两个副泵10、11布置在公共驱动轴16上，该公共驱动轴由电动马达15驱动旋转。因此，在第一实施例中，第一泵3为电动泵执行机构(EPA)的一部分。
第二副泵11的第一连接部12经由第一阀组件17可切换地流体连接至第一管路段4或第一执行单元6或至蓄积器13。在第一实施例中，第一阀组件17受布置在第二副泵11的第一连接部12与第一执行单元6之间的第一2/2通阀18控制，并且形成了布置在第二副泵11的第一连接部12与蓄积器13之间的第二2/2通阀19。第一2/2通阀18和第二2/2通阀19通过控制器20联动切换。为了简便起见，控制器20未示出在进一步的实施例中。第一2/2通阀18和第二2/2通阀19可设计为例如座阀或滑动阀。
在第一阀组件17的静止位置，第一2/2通阀18处于打开位置，其中第二副泵11的第一连接部12和第一执行单元6彼此流体连接，并且第二2/2通阀19处于封闭位置，其中第一连接部12和蓄积器13彼此流体分离。在第一阀组件17的执行位置，第一2/2通阀18处于封闭位置，其中第二副泵11的第一连接部12和第一执行单元6彼此流体分离，并且第二2/2通阀19处于通路位置，其中第一连接部12和蓄积器13彼此流体连接。
在第一阀组件17的静止位置，两个副泵10、11并行工作，使得最大体积流量朝向第一盘组5(或朝向第二盘组8)流动。在第一阀组件17的执行位置，仅第一副泵10工作，使得体积流量流向第一盘组5，并且当第一盘组5上的压力大于第二盘组8上的压力时，第二副泵11用作支持第一副泵10的驱动的液压马达。
第二泵21流体连接至第二管路段7。第三泵21由电动马达22驱动，并且因此为在第二盘组8上产生压力的另一电动泵执行机构(EPA)的一部分。
在图2中，示出了流体系统1的第二实施例。第二实施例基本上对应于第一实施例。其与第一实施例的差异之处仅在于第一阀组件17。第一阀组件17由3/2通阀23形成，其将第二副泵11的第一连接部12流体连接至第一管路段4或至蓄积器13。在第一阀组件17的静止位置，第二副泵11的第一连接部12和第一管路段4彼此流体连接，并且第一连接部12和蓄积器13彼此流体分离。在第一阀组件17的执行位置，第二副泵11的第一连接部12和第一管路段4彼此流体分离，并且第一连接部12和蓄积器13彼此流体连接。3/2通阀23可设计为例如座阀或滑动阀。
图3示出了流体系统1的第三实施例。第三实施例基本上对应于第一实施例。其与第一实施例的差异之处仅在于，第二副泵11的第二连接部14不直接连接至第二管路段7或第二执行单元9，但第二连接部14可经由第二阀组件24可切换地流体连接至第二执行单元9或蓄积器13。
在第三实施例中，第二阀组件24受布置在第二副泵11的第二连接部14与第二执行单元9之间的第三2/2通阀25控制，并且形成了布置在第二副泵11的第二连接部14与蓄积器13之间的第四2/2通阀26。第三2/2通阀25和第四2/2通阀26通过控制器联动切换。第三2/2通阀和第四2/2通阀也可独立地受控制。
在第二阀组件24的静止位置，第三2/2通阀25处于打开位置，其中第二副泵11的第二连接部14和第二执行单元9彼此流体连接，并且第四2/2通阀26处于封闭位置，其中第二连接部14和蓄积器13彼此流体分离。在第二阀组件24的执行位置，第三2/2通阀25处于封闭位置，其中第二副泵11的第二连接部14和第二执行单元9彼此流体分离，并且第四2/2通阀26处于通路位置，其中第二连接部14和蓄积器13彼此流体连接。与第二实施例类似，第二阀组件24也可由3/2通阀形成，即使这并未示出。
根据第三实施例，存在四个切换位置：当全部2/2通阀18、19、25、26均处于静止位置时，两个副泵10、11并行工作，使得最大体积流量流向第一盘组5(或流向第二盘组8)。该切换位置用来实现最大性能。当全部2/2通阀18、19、25、26均处于执行位置(即，切换)时，独有第一副泵10对体积流量起作用并且第二副泵11也以空挡力矩运行。该切换位置用于低体积需求的节能操作。当第一2/2通阀18和第二2/2通阀19处于执行位置并且第三2/2通阀25和第四2/2通阀26处于静止位置时，第二副泵11作为液压马达工作并且支持第一副泵10的驱动。该切换位置用于正常行进(拉动)期间，亦即，当第一盘组5上的压力大于第二盘组8上的压力时的延长节能操作。当第一2/2通阀18和第二2/2通阀19处于静止位置并且第三2/2通阀25和第四2/2通阀26处于执行位置时，以及当第二盘组8上的压力大于第一盘组5上的压力(推动)时，第一副泵10通过压力梯度工作以使体积流量朝向第一盘组5流动并且历经制动反压力梯度，这降低了第一泵3所必需的驱动扭矩。
图4示出了流体系统1的第四实施例。在第四实施例中，第一泵3由液压变换器27形成。在内部，液压变换器27具有两个无级变速副泵。然而，内部结构在这里没有详细讨论，但可参考例如说明书DE 10 2012 208323A1。液压变换器27从由电动马达22驱动的第二泵21汲取能量。液压变换器27具有经由第一管路段4流体连接至第一执行单元6的第一连接部、经由第二管路段7流体连接至第二执行单元9(和第二泵21)的第二连接部以及流体连接至蓄积器13的第三连接部。这一调节的结果是，液压变换器27可在两个方向上识别第一盘组5和第二盘组8之间的压力差和体积流量。
附图标记说明
1.流体系统
2.变速器
3.第一泵
4.第一管路段
5.第一盘组
6.第一执行单元
7.第二管路段
8.第二盘组
9.第二执行单元
10.第一副泵
11.第二副泵
12.第一连接部
13.蓄积器
14.第二连接部
15.电动马达
16.驱动轴
17.第一阀组件
18.第一2/2通阀
19.第二2/2通阀
20.控制器
21.第二泵
22.电动马达
23.3/2通阀
24.第二阀组件
25.第三2/2通阀
26.第四2/2通阀
27.液压变换器
28.第一连接部
29.第二连接部
30.第三连接部

Claims (8)

1.一种用于无级变速器(2)的流体系统(1)，所述流体系统具有第一泵(3)，其中所述第一泵(3)的第一连接部经由第一管路段(4)流体连接至分配给所述变速器(2)的第一盘组(5)的第一执行单元(6)，并且所述第一泵(3)的第二连接部经由第二管路段(7)流体连接至分配给所述变速器(2)的第二盘组(8)的第二执行单元(9)，其特征在于，所述第一泵(3)由至少一个第一副泵(10)和第二副泵(11)形成，其中所述第二副泵(11)的第一连接部(12)可选择性地流体连接至所述第一执行单元(6)和/或所述第二副泵(11)的第二连接部(14)可选择性地流体连接至所述第二执行单元(9)；
其中，所述第二副泵(11)的所述第一连接部(12)取决于第一阀组件(17)的切换位置而流体连接至所述第一执行单元(6)或至蓄积器(13)；
其中，第二泵(21)能够连接至所述第二管路段(7)，并且向第二盘组提供压力；
其中，当所述第二副泵(11)的所述第一连接部(12)取决于第一阀组件(17)的切换位置而流体连接至蓄积器(13)时，第二副泵能够作为液压马达工作并支持第一副泵的驱动。
2.根据权利要求1所述的流体系统(1)，其特征在于，所述第一副泵(10)和所述第二副泵（11）各自由布置在公共驱动轴上的轮组形成或由各自布置在公共轮组上的压力肾形成。
3.根据权利要求1所述的流体系统(1)，其特征在于，所述第二副泵(11)的所述第二连接部(14)取决于第二阀组件(24)的切换位置而流体连接至所述第二执行单元(9)或至所述蓄积器(13)。
4.根据权利要求3所述的流体系统(1)，其特征在于，所述第一阀组件(17)和/或所述第二阀组件(24)由连接在一起的两个2/2通阀(18、19、25、26)形成。
5.根据权利要求3所述的流体系统(1)，其特征在于，所述第一阀组件(17)和/或所述第二阀组件(24)由3/2通阀(23)形成。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的流体系统(1)，其特征在于，所述第一泵(3)可在第一转动方向上和在与所述第一转动方向相反的第二转动方向上受驱动。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的流体系统(1)，其特征在于，所述第一泵(3)和/或所述第二泵(21)可由电动马达(15、22)驱动。
8.根据权利要求1所述的流体系统(1)，其特征在于，所述第一泵(3)由液压变换器(27)形成。
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