CN113883114A - 液压控制系统 - Google Patents

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S·法萨诺
D·丹尼勒
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Dana Sports Systems Italy
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Abstract

一种液压控制系统，其包括：第一压力室和第二压力室，其中的每一个都被构造成接收液压流体，第一可动构件和第二可动构件，第一可动构件被构造成呈现取决于第一压力室中的液压流体的液压压力的位置，第二可动构件被构造成呈现取决于第二压力室中的液压流体的液压压力的位置，液压指令回路，该液压指令回路被构造成提供液压流体并且控制第一压力室和/或第二压力室中的液压流体的液压压力，其特征在于，与第一压力室流体联通的切换阀，其中，该切换阀被构造成根据第二压力室中的液压流体的液压压力来引导。

Description

液压控制系统
技术领域
本发明涉及一种液压控制系统和一种操作液压控制系统的方法。本发明还涉及液压控制系统的使用。
背景技术
液压控制系统是这样一种装置，其在液压压力下使用液压流体(如矿物油)来控制另外的装置，例如使用有压力的液压流体来进行工作的液压机。另外的装置也可以是像转向箱组件、刹车组件或离合器组件的致动器，其例如可以允许或中断驱动系统中的动力传递。液压控制系统的优点是，其能够用较小的技术努力和相对较少的能源消耗产生较大的力。液压控制系统的第一构件可以与液压控制系统的第二构件进行流体联通。也就是说，例如液压流体的流体可以从第一构件流到液压控制系统的第二构件以及反向流动。也可以是，该流体中的例如液压压力的压力从第一构件传播到在流体联通中的第二构件，以及反向传播。流体联通例如可以用液压管来实现。
液压控制系统可以应用于但不限于控制包括第一挡和第二挡的两挡变速器。这样的变速器例如可用于机器中，例如建筑机器内，其中需要大的力，并且相比于常用的乘用车辆，速度通常比较低。
离合器例如通过使两个部分有物理接触而可以连接驱动系统的至少两个部分。这可以通过使离合器的至少一个部分相对于另一个部分移动来实现。为了建立物理接触，联接件可以包括第一离合器盘和第二离合器盘，其中物理接触通过使第一离合器盘和第二离合器盘摩擦接合来建立。
两挡变速器可以具有第一离合器和第二离合器。两者都可以是液压控制的，即通过使用在液压压力下的液压流体。当与变速器的第一挡连接的第一离合器被供应加压的液压流体时，第一离合器可以打开，而第一挡可以脱离。反之，当第一离合器连接到接收液压流体的储罐时，复位弹簧可以使第一离合器闭合，并且可以接合第一挡。第二离合器的工作原理可以是相同的。
通常地，闭合的离合器对应于机械动力从离合器的输入部传递到离合器的输出部。在这种情况下，驱动系统的两个部分都可能有物理接触。打开的离合器通常对应于没有机械动力从离合器的输入端传递到离合器的输出端。在这种情况下，驱动系统的两个部分都可能没有物理接触。离合器的打开可以是从闭合的离合器到打开的离合器的转换。离合器的闭合可以是从打开的离合器到闭合的离合器的转换。闭合的离合器也可以表示为接合的离合器。打开的离合器也可以表示为脱离的离合器。离合器的闭合可以表示为离合器的接合或使离合器接合。离合器的打开可以表示为离合器的脱离或使离合器接合脱离。
换挡可以理解为，例如，接合第一挡并且脱离第二挡，或者脱离第一挡并且接合第二挡，或者脱离第一挡和第二挡两者，或者接合第一挡和第二挡。
通常，在换挡期间，第一离合器和/或第二离合器的打开和/或闭合需要以协调的方式来控制，以防止两挡变速器的潜在损坏。如果两个挡位同时接合，而动力又随驱动系统传递，就可能发生这种损坏。
例如，接合的离合器的脱离应当在已脱离的离合器的接合之前进行，因为两个离合器的同时接合与机器的运动是不一致(不同步)的。此外，在从第二挡降挡到第一挡时，应当避免第一挡的过快接合，以防止对部件的压力和给机器操作者带来不舒服的冲击。当该瞬态仅依靠一个孔口和一个蓄能器时，转换特征可能不会随着时间的推移而恒定。这可能是由于孔口的效果在很大程度上取决于温度，以及由于离合器的磨损随着时间的推移影响工作压力。
发明内容
根据权利要求1的液压控制系统和根据辅助权利要求的液压控制系统的运行方法可以解决这个问题，因此可以有利地应用于防止两挡变速器的损坏。本发明的有利设计和进一步研发将从从属权利要求的特征和以下说明中推导出来。
该液压控制系统可以包括第一压力室和第二压力室，每一个压力室都被构造成接收液压流体。其还可以具有第一可动构件和第二可动构件，第一可动构件被构造成呈现取决于第一压力室中的液压流体的液压压力的位置，第二可动构件被构造成呈现取决于第二压力室中的液压流体的液压压力的位置。压力室可以被定义为封闭的空间。其可以被一个或多个壁限制，并且该封闭空间可以填充介质，其中该介质具有压力，并且其中该介质可以在一个或多个壁上施加对应于该压力的力。例如，该介质可以是具有液压压力的液压流体。第一可动构件和/或第二可动构件可以实现为相关压力室的可动壁，例如为活塞或阀芯。带有第一可动构件的第一压力室和带有第二可动构件的第二压力室可被视为操作该液压控制系统的第一另外构件和/或第二另外构件的致动器。这样的另外构件可以例如是离合器、转向组件、制动组件、机械臂、开关或另一个机械可控系统。
液压控制系统可以包括液压指令电路，其被构造成提供液压流体并且控制第一压力室和/或第二压力室中的液压流体的液压压力。通过控制第一压力室中的液压流体的液压压力，液压指令电路可以控制第一可动构件的位置。通过控制第二压力室中的液压流体的液压压力，液压指令电路可以控制第二可动构件的位置。
液压控制系统还可包括与第一压力室流体联通的切换阀，其中，该切换阀被构造成根据第二压力室中的液压流体的液压压力来引导(pilotable)。该切换阀可以允许、限制和/或阻挡液压流体经过切换阀的通行，因此可影响第一压力室和液压控制系统的其他构件之间的液压连接。通过使切换阀可由第二压力室中的液压流体的液压压力来引导，可以建立第一压力室中的液压流体的液压压力和第二压力室中的液压流体的液压压力的协作。这可用于协调第一可动构件的位置和第二可动构件的位置。
液压控制系统还可包括第一离合器和第二离合器，其中，第一可动构件可连接到第一离合器，并且可被构造成接合和/或脱离第一离合器，并且其中，第二可动构件可连接到第二离合器，并且可被构造成接合和/或脱离第二离合器。将第一离合器连接到第一可动构件可以允许液压地接合/脱离第一离合器。在一个实施例中，例如可以是，第一压力室中的高液压压力对应于脱离的第一离合器，而第一压力室中的低液压压力对应于接合的第一离合器。在另一个实施例中，它可能是另一种方式。将第二离合器连接到第二可动构件可以允许液压地接合/脱离第二离合器。在一个实施例中，例如可以是，第二压力室中的高液压压力对应于脱离的第二离合器，而第二压力室中的低液压压力对应于接合的第二离合器。在又一个实施例中，它可能是另一种方式。
液压控制系统还可包括第一液压网络，该第一液压网络被构造成在第一压力室和液压指令回路之间提供流体联通，第一液压网络还可包括第一限制性孔口，第一限制性孔口与切换阀串联连接，以及第一止回阀，第一止回阀与第一限制性孔口和切换阀并联连接。
限制性孔口可以限制(restrict)并且因此可以使介质、例如液压流体的流动受限。这可以例如通过减少管的内径或者通常地限制介质可流动经过的面积来实现。
第一止回阀可以提供液压流体朝向第一压力室的定向流动。这可以阻挡液压流体来自第一压力室的定向流动。与切换阀和第一限制性孔口平行，第一止回阀可以提供液压流体藉由旁通过切换阀和第一限制性孔口去至第一压力室的通行的方式。否则，来自第一压力室的液压流体的通行可能无法经过止回阀，而是经过切换阀和第一限制性孔口。在这种情况下，液压流体的通行和液压流体来自和/或去至第一压力室的量可以用切换阀和/或第一限制性孔口来控制。
第一止回阀和/或第一限制性孔口可以有固定的特征，也可以有可调节的特征。例如，第一止回阀可以包括阈值作为特征，其中第一止回阀只在液压流体的液压压力大于该阈值时才允许液压流体通过。该阈值可以是可调节的和/或固定为预定的阈值。此外，第一限制性孔口的特征可以是对液压流体的通行的限制程度，例如借助于可调节的限制程度或固定的限制程度并且其中该限制程度可以在液压流体的完全阻挡和自由通行之间改变，其中可以排除液压流体的通行的完全阻挡。
液压控制系统还可以具有第二液压网络，该第二液压网络被构造成在第二压力室和液压指令回路之间提供流体联通，第二液压网络还包括第二止回阀与第二限制性孔口的并联回路。
第二止回阀可以使液压流体直接流向第二压力室。这可以阻挡液压流体来自第二压力室的定向流动。与第二限制性孔口平行，第二止回阀可以提供液压流体藉由旁通过第二限制性孔口去至第二压力室的通行的方式。否则，来自第二压力室的液压流体的通行可能无法经过止回阀，而是经过第二限制性孔口。在这种情况下，液压流体的通行和液压流体来自和/或去至第二压力室的量可以用第二限制性孔口来控制。
第二止回阀和/或第二限制性孔口可以有固定的特征，也可以有可调节的特征。例如，第二止回阀可以包括阈值作为特征，其中第二止回阀只在液压流体的液压压力大于该阈值时才允许液压流体的通行。该阈值可以是可调节的和/或固定为一个预定的阈值。此外，第二限制性孔口的特征可以是对液压流体的通行的限制程度，例如借助于可调节的限制程度或固定的限制程度并且其中该限制程度可以在液压流体的完全阻挡和自由通行之间改变，其中可以排除液压流体的通行的完全阻挡。
第一止回阀的特征可与第二止回阀的特征不同。第一限制性孔口的特征可与第二限制性孔口的特征不同。
可能的是，液压指令回路包括液压储罐、液压泵、以及可控阀，液压储罐被构造成储存液压流体，液压泵被构造成泵送液压流体和产生液压压力，可控阀被构造成阻挡和/或允许液压流体的通行并且与液压储罐和/或液压泵和/或第一压力室和/或第二压力室流体联通。
液压储罐可以提供储存液压流体的储存器，并且可以例如使用液压泵从液压储罐中取出液压流体。也可以是，将液压流体存在液压储罐中，例如，通过使液压流体经由第一液压网络和液压指令电路从第一压力室通行到液压储罐，和/或使液压流体经由第二液压网络和液压指令电路从第二压力室传递到液压储罐。可控阀可以提供一种方法以控制液压控制系统中的液压流体和液压压力的分配。利用该可控阀，可以允许和/或阻挡液压流体分别经由第一液压网络和/或第二液压网络从液压泵去至第一压力室和/或第二压力室的通行。利用该可控阀，还可以允许和/或阻挡液压流体分别经由第一液压网络和/或第二液压网络从第一压力室和/或第二压力室去至液压储罐的通行。该可控阀可以是可控制的和/或可调节的，例如借助于电磁致动器(如电磁铁)或其他致动器，如机械致动器(例如开关、杆或设定螺栓)。
在某些实施例中，切换阀可以构造成：
-在第一状态下，允许液压流体经过切换阀去至和/或来自第一压力室的通行，以及
-在第二状态下，特别是借助于孔口和/或凹口来限制液压流体经过切换阀去至和/或来自第一压力室的通行，或者阻挡液压流体经过切换阀的通行。
例如，在第一状态下，可以减少液压流体的量，并且因此减少第一压力室中的液压压力。这可以通过与可控阀的协作来实现，该可控阀可以打开从第一液压网络到液压储罐的通路。例如，在第二状态下，可以增加或维持液压流体的量，并且因此增加或维持第一压力室中的液压压力。这可以通过与可控阀的协作来实现，该可控阀可以打开从液压泵到第一液压网的通路。
还可以是，切换阀被构造成当第二压力室中的液压压力基本上大于或等于阈值时处于第一状态。在某些实施例中，该阈值可以是可调节的阈值或者固定的、例如预定的阈值。由于切换阀的状态对应于液压流体经过切换阀的自由通行、限制通行或阻挡通行，因此可以至少部分地用第二压力室的液压压力和/或用调节阈值或固定阈值例如固定为预定的值来控制第一压力室的液压压力。只有当第二压力室中的液压压力大于阈值时，第一压力室中的液压压力才会被降低。由于第一压力室中的液压压力对应于第一离合器的接合/脱离，而第二压力室中的液压压力对应于第二离合器的接合/ 脱离，因此可以以一种协调的方式来协调两个离合器的接合/脱离。例如，第一离合器只有在第二离合器已经脱离的情况下才会接合。或者，第二离合器只有在第以一离合器已经脱离的情况下才会接合。
在一个实施例中，可以是，切换阀包括阀芯和弹簧，该弹簧被构造成对阀芯施加力，并且其中，阈值对应于施加到阀芯的力的大小。该弹簧可以在阀芯上施加对应于其弹簧常数的力。阀芯可在切换阀内移动，使得阀芯的第一位置对应于切换阀的第一状态，而阀芯的第二位置对应于切换阀的第二状态。如果在同一时间，与第二压力室中的液压压力对应的力也作用在阀芯上，那么这两个力都会影响阀芯呈现的位置，并且因此影响切换阀的状态。因此，可以选择弹簧力，使得阀芯只有当与第二压力室的液压压力对应的力大于与弹簧力对应的阈值时才处于与第一状态对应的位置。与第二压力室中的液压压力对应的力可以通过将切换阀连接到第二液压网络来施加，使得第二压力室中的液压压力可以直接作用在切换阀的阀芯上。除了弹簧力之外，还可以有例如对应于第一液压网络中的液压压力的另外的附加力作用在阀芯上，诸如另外的液压力。作用在阀芯上的另外的附加力也可以由电磁致动器、永磁体组件或任何其他致动器提供。
在另一个实施例中，阈值可以对应于第一液压网络或者第二液压网络中压力最高的那个液压压力。切换阀可以流体地连接到第二液压网络，并且可以流体地连接到液压管，该液压管中的液压流体具有与第一液压网络或第二液压网络中压力最高的那个液压压力对应的液压压力。切换阀可以有可动构件，诸如阀芯。可动构件的第一位置可以对应于阀的第一状态，而可动构件的第二位置可以对应于阀的第二状态。还可以的是，与第二液压网络中的液压压力对应的力作用在可动构件上，并且，例如沿相反的方向，与液压管中的液压压力对应的力作用在可动构件上。这两个力确定可移动部件呈现的位置，并且因此确定切换阀的状态。因此，液压管中的液压压力与阈值对应。
该液压控制系统还可以包括与第一液压网络、第二液压网络和切换阀流体联通的往复阀，其中该往复阀被构造成对切换阀提供液压流体，其具有的液压压力对应于第一液压网络或第二液压网络中那个压力最高的的液压液压压力。该往复阀作为一种方式来确定第一液压网络的液压液压和第二液压网络的液压液压中哪个液压压力更高。结果，最高的液压压力被作为液压流体的液压压力提供到切换阀。
也可以用其他方式将两个液压压力中的最高液压压力或与两个液压压力中的最高液压压力相对应的力提供到切换阀。例如，可以通过一个或多个压力传感器确定液压压力。由一个或多个压力传感器捕获的两个液压压力可以使用例如包括作为比较器的运算放大器的模拟电子电路来比较。捕获的液压压力也可以转换成数字域，并且使用数字电子电路、例如微控制器或控制单元来比较。比较的结果可用于控制例如包括电磁阀的液压致动器，和打开和/或闭合第一液压网络和/或第二液压网络与切换阀之间的液压连接。该比较的结果例如也可用于借助于电磁致动器来控制切换阀的阀芯的位置。可以的是该电磁致动器由微控制器或控制单元控制。
在一个实施例中，也可以的是，液压控制系统包括连接切换阀和第一限制性孔口的第一连接液压管和连接第二限制性孔口和液压指令回路的第二连接液压管，其中往复阀与第一连接液压管和第二连接液压管流体联通。
也可以是，液压控制系统包括这样的控制单元，其被构造成控制液压指令回路，特别是被构造成控制液压流体经过可控阀的通行。
控制单元可以控制液压泵，例如，以产生液压压力而在第一压力室的第一可动构件和/或第二压力室的第二可动构件上施加足以移动第一压力室的第一可动构件和/或第二压力室的第二可动构件的力。如果对应于该液压压力的力至少大于作用在第一压力室的可动构件上的第一恢复力和/或作用在第二压力室的可动构件上的第二恢复力，则该力可能是足够的。第一恢复力可由第一压力室中的第一复位弹簧提供，而第二恢复力可由第二压力室中的第二复位弹簧提供。也可以用其他方式来产生恢复力，例如，借助于电磁致动器、永磁体组件或电动机。恢复力也可以通过另外的液压组件来产生。
液压泵可以例如通过正排量泵(positive displacement pump容积泵)实现，诸如辊筒泵、内齿轮泵或螺旋心轴泵。这也可以通过流量型泵和/或高压泵来实现。
控制单元可以控制可控阀。控制可以包括提供和/或阻挡可控阀的输入部和可控阀的输出部之间的液压连接。可以的是，该可控阀可以包括电磁致动器，使得控制单元可以通过控制电磁致动器来电气地控制可控阀。可控阀还可以具有弹簧或可以产生恢复力的其他装置，例如永磁体组件。该恢复力可以使可控阀的操作更加柔和，例如，以减少磨损或提高可用性和/ 或操作者的感知性。控制单元也可以控制液压控制系统的其他构件，例如，切换阀，因此其可能具有电磁铁。
控制单元可以是电子装置和/或电气装置，例如微控制器。其可以包括存储器、处理单元、控制接口以及接收和/或传输信息的接口。其还可以包括用以操作控制单元的接口，其中该用以操作控制单元的接口可以包括用于输入装置和用于输出装置。控制单元可以连接到输入装置，例如提供由操作员或另外的技术装置(例如计算机)操作的方式的传感器或接口。输入装置可以还包括杠杆、变速杆、触摸板、键盘、语音识别接口和/或通信接口。通信接口可以是有线的或无线的。传感器可以包括，例如，位置传感器、加速度传感器、压力传感器、触觉传感器、流量传感器、水平指示器。其可以使用不同的测量原理，诸如光学、磁学、涡流、霍尔、压电、电感和/或电容。控制单元可以包括实现液压控制系统的操作方法的软件程序或任何其他程序。
一种控制液压控制系统的方法，可以包括控制液压控制系统，其中控制单元控制液压流体经过可控阀的通行，其中该方法包括第一运行模式，以允许：
-经过所述可控阀的、在所述液压泵和所述第二压力室之间的液压流体的通行和/或液压压力的传播，以及
-经过所述可控阀的、在第一压力室和液压储罐之间的液压流体的通行，
使得第一离合器接合，而所述第二离合器脱离，并且其中，该方法包括第二运行模式，以允许：
-经过可控阀的、在液压泵和第一压力室之间的液压流体的通行和/或液压压力的传播，以及
-经过所述可控阀的、在第二压力室和液压储罐之间的液压流体的通过，
使得第一离合器脱离，而第二离合器接合；并且其中，该方法包括第三种模式，以允许液经过可控阀的在第一压力室和所述液压储罐之间的、以及经过所述可控阀的在所述第二压力室和所述液压储罐之间的液压流体的通过，使得所述第一离合器被接合第二离合器被接合。
第一运行模式可以对应于其中第一齿轮被接合的液压控制系统操作。第二运行模式可以对应于其中第二齿轮被接合的液压控制系统操作。第三运行模式可以对应于其中第一齿轮和第二齿轮被接合的液压控制系统操作。第三运行模式可以在变速器静止期间和/或指示驻车位置时激活。
该方法还可以包括这样的步骤，其中，在第一运行模式下，切换阀允许液压流体经过切换阀去至和/或来自第一压力室的自由通行。
控制液压控制系统的方法可以包括这样的步骤，其中，在第二运行模式下，切换阀特别借助于孔口和/或凹口来限制经过切换阀去至和/或来自第一压力室的液压流体的通行，或者阻挡液压流体经过切换阀的通行。
该方法还可以包括这样的步骤，其中，在第三运行模式下，切换阀特别借助于孔口和/或凹口来限制经过切换阀去至和/或来自第一压力室的液压流体的通行，或者允许液压流体经过切换阀的自由通行。
控制液压控制系统的方法还可以包括这样的步骤，其中，第一液压网、第二液压网和液压指令回路被调节成如果第二压力室中的液压压力等于或大于预定的最大值的60％，优选地等于或大于最大值的70％，更优选地等于或大于最大值的80％，以及最优选地等于或大于最大值的90％，就允许液压流体经过切换阀的去至和/或来自第一压力室的自由通行。
调节第一液压网络和/或第二液压网络和/或液压指令回路可能涉及到允许液压流体自由行的最大的值和/或百分比。
最大值可以对应于第二压力室的最大液压压力。最大液压压力可以通过调节产生液压压力的液压泵和/或调节产生第二恢复力的第二复位弹簧来调节，该第二恢复力作用在第二压力室中的第二可动元件上。作用在第二压力室中的第二可动构件上的第二恢复力可以对应于并且可通过从连接到第二压力室中的第二可动构件的第二复位弹簧的预定弹簧常数中选择弹簧常数来调节。该最大液压压力也可以取决于作用在第一压力室中的第一可动构件上的第一恢复力。作用在第一压力室中的第一可动构件上的第一恢复力可以对应于并且可通过从连接到第一压力室中的第一可动构件的第一复位弹簧的预定弹簧常数中选择弹簧常数来调节。
调节第一液压网络和/或第二液压网络和/或液压指令回路可能涉及调节由弹簧施加在切换阀的阀芯上的力，例如通过在一个或多个预定的弹簧常数之一来选择或者通过例如借助于设定螺栓来调节对弹簧的偏置来调节。此外，还可以通过调节阀芯的表面积的尺寸和方向和/或阀芯的接触液压流体的部分来调节开关阀的行为。
调节第一液压网络和/或第二液压网络和/或液压指令回路可能涉及调节液压控制系统的瞬态行为和/或调节第一离合器的接合。其可能涉及调节接合的速度和经过第一离合器传递的扭矩变化，并且因此例如减少变速器的磨损和/或改善液压控制系统的可操作性。其还可能涉及调节与第二离合器的接合和/或脱离的及时关系相关的第一离合器的接合和/或脱离。这样，可以防止潜在的破坏性情况，例如，在传递扭矩期间，第一离合器和第二离合器同时接合。因此，调节第一液压网络和/或第二液压网络和/或液压指令回路可以在第一离合器和第二离合器的接合和/或脱离之间提供时间协作，允许液压控制系统的安全运行。
该液压控制系统可用于变速器，特别是用于两挡变速器。该变速器可以安装在车辆、建筑机械或其他采用变速器的机器中。
附图说明
下文将参考优选的实施例和附图来描述本发明，附图中：
图1示出了第一实施例中的液压控制系统的概述。
图2示出了第一实施例中的切换阀的剖视图。
图3示出了第一实施例中的切换阀的一部分。
图4示出了第二实施例中的液压控制系统的概述。
图5示出了第二实施例中的切换阀的剖视图。
图6示出了第二实施例中的切换阀的一部分。
具体实施例
图1给出了第一实施例中的液压控制系统1的概述。液压控制系统1 包括第一离合器13和第二离合器23，其中第一离合器13可以连接到第一挡(齿轮)，而第二离合器23可以连接到第二挡(齿轮)。该液压控制系统还包括第一压力室10和第二压力室20、第一液压网络50和第二液压网络40、液压指令回路30和控制单元70。
第一压力室10包括第一可动构件11和第一复位弹簧12。第一可动构件11的位置取决于由第一压力室10中的液压流体的液压施加在第一可动构件11上的力以及由第一复位弹簧12施加在第一可动构件11上的恢复力。第一可动构件11连接到第一离合器13，并且被构造成致动第一离合器13，即，接合和/或脱离第一离合器13。
第二压力室20包括第二可动构件21和第二复位弹簧22。第二可动构件21的位置取决于由第二压力室20中的液压流体的液压施加在第二可动构件21上的力以及由第二复位弹簧22施加在第二可动构件21上的恢复力。第二可动构件21连接到第二离合器23，并且被构造成致动第二离合器23，即，接合和/或脱离第二离合器23。
第一液压网络50包括经由液压管61串联连接的切换阀(switchable valve)53和限制性孔口52。第一液压网络50还包括与切换阀53和限制性孔口52并联的止回阀51。切换阀53包括用于接收液压管54的液压孔54’ (在图2和图3中描绘，在图1中未描绘)，其中的液压流体具有第二压力室20的液压压力。切换阀53还包括弹簧57和液压连接部84，该弹簧 57在阀芯81(在图2和图3中描绘，在图1中未描绘)上施加恢复力并且设置在弹簧室85(在图2和图3中描绘，在图1中未描绘)中，液压连接部84经由液压孔61’(在图2和图3中描绘，在图1中未描绘)将液压管 61和弹簧室85液压地连接，并且其中，液压连接部84和弹簧室85中的液压流体具有液压管61的液压压力。
切换阀53可呈现第一状态和第二状态，在第一状态中，液压流体沿非限制通路55经过切换阀的通行是自由的，在第二状态中，液压流体沿限制通路56的通行被限制，限制通路56可以是限制性孔口的实施例。切换阀 53可由弹簧57的恢复力控制，该力对应于液压孔54’中的液压，并且该力对应于内部液压连接部84中的液压压力，因此对应于弹簧室85中的液压压力。
液压管63将限制性孔口52和止回阀51与设置在液压指令回路30中的可控阀34液压地连接。液压管62将切换阀53和止回阀51与第一压力室10液压地连接。止回阀51具有指向性，其中该指向性只允许液压流体从液压指令回路30流向第一压力室10。
第二液压网络40包括与限制性孔口42并联的止回阀41。液压管60 将限制性孔口42和止回阀41与液压指令回路30的可控阀34液压地连接。
液压管64将限制性孔口42和止回阀41与第二压力室20液压地连接。止回阀41具有指向性，其中该指向性只允许液压流体从液压指令回路30 流向第二压力室20。
液压指令回路30包括可控阀34，其中该可控阀由电磁致动器35控制。液压指令回路30还包括液压泵31、液压储罐32和释压阀33。可控阀34 可由控制单元70控制，该控制单元被构造成控制电磁致动器35。控制单元 70可以是微控制器或其他类型的计算机，其根据储存在存储器中的程序来控制可控阀34。
在一个实施例中，液压泵31可以以固定的泵送速率进行泵送，其中该泵送速率表示每时间单位的液压流体量。在另一个实施例中，液压泵31可以例如以开环控制模式或闭环控制模式由控制单元70控制，以实现固定或可变的目标泵送速率和/或目标液压压力。在闭环控制中，液压控制系统1 中还可以包括传感器，例如压力传感器或流量传感器。目标泵送速率和/或目标液压压力可以在控制单元70内确定，或者可以经由控制单元70的接口而被指令到控制单元70。
液压指令回路30的可控阀34可以与液压储罐32和/或液压泵31流体联通。可控阀34可以经由液压管63与第一液压网络50流体联通。可控阀 34可被控制以提供和/或阻挡第一液压网络50与液压泵31和/或液压储罐 32之间的液压连接。
可控阀34可以经由液压管60与第二液压网络40流体联通。可控阀34 可被控制以提供和/或阻挡第二液压网络40与液压泵31和/或液压储罐32 之间的液压连接。
可控阀34也可以具有在可控阀34的可动构件上施加恢复力的复位弹簧。
释压阀33可以用于保护液压控制系统1免受过高的液压值的影响。在这种情况下，其可以在液压泵31和液压储罐32之间提供液压捷径 (hydraulic short-cut)。
图2描绘述了第一实施例中的切换阀53。其包括阀壳体82，设置在阀壳体82内的阀芯81、弹簧57和设定螺栓80。弹簧57被构造成在阀芯81 上施加恢复力。设定螺栓80可用于使弹簧57的恢复力偏置。切换阀53包括一些孔54’、61’和62’，这些孔被构造成作为液压连接部以分别接收液压管54、61和62。阀芯81中的钻孔84将孔61’与弹簧室85液压连接。例如，孔62’可以液压地连接到第一压力室10，而孔61’可以液压地连接到限制性孔口52。孔54’可以连接到第二液压网络40，使得第二液压网络40的液压压力，特别是第二压力室20的液压压力，可以存在于孔54’内。于是，对应于第二压力室20中的液压压力的力可以与弹簧57的恢复力一起作用在阀芯81上。这两个力确定阀芯81的位置，其中，阀芯81的位置对应于切换阀53的状态。阀芯81的可移动性受到第一止动部86和第二止动部86’的限制。如果阀芯81接触第二止动部86’，切换阀53可以处于第一状态。如果阀芯81接触第一止动部86，切换阀53可以处于第二状态。
阀芯81被设计成沿其中心轴线83有不同的直径，使得取决于阀芯81 的位置，例如当阀芯81接触第二止动部86’时，在孔61’和62’之间可能有允许液压流体自由通行的、经过阀的液压连接。也可以是，例如当阀芯81 接触第一止动部86时，在孔61’和62’之间有允许液压流体的限制性通过的、经过阀的液压连接。阀芯的孔口56可以被设计用来调节液压流体流经切换阀53的限制。
图3以立体图示出了图2的切换阀53。
图1、图2和图3所示的实施例为例，可以考虑在两挡变速器中从第二挡降挡到第一挡。这个瞬态情况从第二挡开始，因此第二离合器被接合。其在第一挡结束，因此第一离合器被接合。
第二挡的接合对应于第二压力室20中的低液压压力。同时，第一挡的脱离对应于第一压力室10中的高液压压力。可控阀34呈第二运行模式，将第一液压网络50连接到液压泵31，并且将第二液压网络40连接到液压储罐32。随后，切换阀53处在第二状态，限制液压流体经过切换阀53去至和/或来自第一压力室10的通行。
于是，控制单元70可以控制液压控制系统1执行从第二挡到第一挡的降挡，即，控制单元70从第二运行模式变为第一运行模式。在第一运行模式下，控制单元70控制可控阀34以将第一液压网络50与液压储罐32连接，并且将第二液压网络40与液压泵31连接。
通过变为第一运行模式，控制单元70启动从接合的第二挡/脱离的第一挡到脱离的第二挡/接合的第一挡的转换。在该转换的开始时，液压流体流经切换阀53的孔口56和第一限制性孔口52，流到液压储罐32。第一压力室10中的液压压力以缓慢的斜率相应地下降，该斜率由第一限制性孔口52 和切换阀53的孔口56所提供的限制来确定。弹簧室85中的液压压力对应于液压管61中的液压压力，在转换开始时，液压管61中的液压压力相对较高。
同时，因为液压流体经过第二止回阀41并且至少部分地经过第二限制性孔口42而被泵送到第二压力室20中，因此第二压力室20中的液压压力增加。如果存在于液压孔54’中的第二压力室20中的液压压力超过对应于弹簧57的恢复力和弹簧室85中的液压压力的阈值，则切换阀53变为第一状态，其中阀芯81接触第二止动部86’，并且其中切换阀53不再进一步限制液压流体从第一压力室10到液压储罐32的流动。于是，第一压力室10 中的液压下降的速度比之前快得多，并且第一离合器接合。
弹簧57的恢复力被调节成使得只有当第二压力室20中的液压压力足够高以使得第二离合器23以及因此第二挡已经脱离时，切换阀53才呈现第一状态。通过适当地调节弹簧57的恢复力和由液压泵31产生的液压压力，接合/脱离以相互协调的方式进行，允许液压控制系统1安全运行。
以这种方式，可保证的是，只要经过第一离合器13和/或第二离合器 23传递扭矩，两个离合器永远不会同时接合。此外，通过减少液压指令系统1的功能对第一限制性孔口52、第二限制性孔口42和孔口56的依赖，可减少降挡对液压流体温度的依赖。离合器磨损的影响减少，并且降挡瞬态在一段时间内更加稳定。
控制单元70可以控制液压控制系统1执行从第一挡到第二挡的升挡，即，控制单元70从第一运行模式变为第二运行模式。在第二运行模式下，控制单元70控制可控阀34以将第二液压网络40与液压储罐32连接，并且将第一液压网络50与液压泵31连接。
通过变为第二运行模式，控制单元70启动从脱离的第二挡/接合的第一挡到接合的第二挡/脱离的第一挡的转换。第二压力室20中液压压力的降低通过经由第二限制性孔口42从第二压力室20到液压储罐32的液压流体的流动来实现。第一压力室10中液压压力的增加通过经由第一止回阀51从液压泵31到第一压力室10的液压流体的流动来实现。
控制单元70可以控制液压控制系统1执行从第一挡到驻车位置的降挡，即，控制单元70从第一运行模式变为第三运行模式。在第三运行模式下，控制单元70控制可控阀34以将第二液压网络40与液压储罐32连接，并且将第一液压网络50与液压储罐32连接。当没有扭矩要经过第一离合器13和/或第二离合器23传输的情况下，这个控制动作是允许的。
通过变为第三运行模式，控制单元70启动从脱离的第二挡/接合的第一挡到接合的第二挡/接合的第一挡的转换。第二压力室20中液压压力的降低通过经由第二限制性孔口42从第二压力室20到液压储罐32的液压流体的流动来实现。
当变为第三运行模式时，第一压力室10中的液压压力必须尽可能快地降低，而当从第二运行模式变为第一运行模式时，第一压力室10中的液压降低必须有一定延迟。因此，必须适当地选择切换阀53中的孔口56来作为折衷方案，以便在从第二运行模式变为第一运行模式时有足够大的延迟，但又不能太大，以使从第一运行模式到第三运行模式的转变获得折衷。
图4给出了第二实施例中的液压控制系统1的概述。图4中的液压控制系统1与图1中的液压控制系统1几乎相同。因此，只解释差别。
图4中的液压控制系统1包括往复阀(shuttle valve)58。往复阀58包括第一输入部、第二输入部和输出部。往复阀58将具有最高液压压力的输入部液压地连接到输出部。往复阀58液压地连接到第一输入部与切换阀53’和第一限制性孔口52之间的液压管61。往复阀58的第二输入部液压地连接到第二液压网络40的液压管60。往复阀58的输出部经由液压管59液压地连接到切换阀53’。因此，切换阀53’的状态可以对应于第二压力室20中的液压压力和液压管59中的液压压力。此外，切换阀53’的状态可以对应于弹簧57’施加在切换阀53’的阀芯81上的恢复力。
图5示出了与第一实施例中的切换阀53不同的第二实施例中的切换阀 53’。其结构与图1、图2和图3中的切换阀53相似。切换阀53’包括接收阀芯81和弹簧57’和设定螺栓80的阀壳体82。弹簧57’被构造成在阀芯81 上施加恢复力。设定螺栓80可用于使该恢复力偏置。切换阀53’具有液压孔61’、62’、54’和59’，这些孔被构造成分别接收液压管61、62、54和59。
阀芯81中的钻孔84’将孔54’与弹簧室85液压连接。例如，孔62’可以液压地连接到第一压力室10，而孔61’可以液压地连接到限制性孔口52。孔54’可以连接到第二液压网络40，使得第二液压网络40的液压压力，特别是第二压力室20的液压压力，可以存在于孔54’内。孔59’可以连接到液压管59，使得液压管59的液压压力可以存在于孔59’内。于是，对应于孔 59’中的液压压力、对应于第二压力室20中的液压压力并且对应于弹簧57’的恢复力的力可以作用在阀芯81上。这些力确定阀芯81的位置，其中，阀芯81的位置对应于切换阀53’的状态。阀芯81的可移动性受到第一止动部86和第二止动部86’的限制。如果阀芯81接触第一止动部86，切换阀 53’可以处于第一状态。如果阀芯81接触第二止动部86’，切换阀53’可以处于第二状态。
阀芯81被设计成沿其中心轴线83有不同的直径，使得取决于阀芯81 的位置，例如当阀芯81接触第一止动部86时，在孔61’和62’之间可能有允许液压流体自由通行的、经过阀的液压连接。也可能是，例如当阀芯81 接触到第二止动部86’时，经过孔61’和62’之间的阀的液压连接被阻挡。
图6以立体图示出了图5的切换阀53’。
以图4、图5和图6所示的实施例为例，可以考虑在两挡变速器中从第二挡降挡到第一挡。这个瞬态情况从第二挡开始，因此第二离合器被接合。其在第一挡结束，因此第一离合器被接合。
第二挡的接合对应于第二压力室20中的低液压压力。同时，第一挡的脱离对应于第一压力室10中的高液压压力。可控阀34处于第一运行模式，将第一液压网络50连接到液压泵31，并且将第二液压网络40连接到液压储罐32。随后，可控阀53’处于第一状态，该第一状态是阻挡第一压力室 10和第一限制性孔口52之间的液压连接的位置。
于是，控制单元70可以控制液压控制系统1执行从第二挡到第一挡的降挡，即，控制单元70从第二运行模式转变为第一运行模式。在第一运行模式下，控制单元70控制可控阀34以将第一液压网络50与液压储罐32 连接，并且将第二液压网络40与液压泵31连接。
通过变为第一运行模式，控制单元70启动从接合的第二挡/脱离的第一挡到脱离的第二挡/接合的第一挡的转换。在该转换开始的时候，没有液压流体流经过切换阀53’。此外，孔59中的压力较高，对应于液压管61中的液压压力。同时，液压管54中的液压仍然较低，使得切换阀53’的阀芯81 的位置基本上对应于与弹簧57’的恢复力和液压管61中的液压压力。这时，切换阀53’处于第二状态，并且阀芯81接触第二止动部86’。
在此过程中，液压管54中的液压压力正在缓慢增加，因此渐增地平衡对应于作用在阀芯81上的管59中的液压压力的力。一旦与液压管54中的液压压力对应的力和弹簧57’的恢复力超过与液压管59中的液压压力对应的力，切换阀53’就会呈现与阀芯81接触第一止动部86对应的第一状态。于是，液压流体可以不受限制地、自由地通过切换阀53’，使得第一压力室 10以及液压管62、61、63和69中的液压压力迅速下降，并且第一离合器接合。
弹簧57’的恢复力被调节成使得只有当第二压力室20中的液压压力足够高以使得第二离合器23以及因此第二挡已经脱离时，切换阀53’才呈现第一状态。通过适当地调节弹簧57’的恢复力和由液压泵31产生的液压压力，接合/脱离以相互协调的方式进行，允许液压控制系统1安全运行。
以这种方式，可保证的是，只要经过第一离合器13和/或第二离合器 23传递扭矩，两个离合器永远不会同时接合。此外，通过减少液压指令系统1的功能对第一限制性孔口52和第二限制性孔口42的依赖，可减少降挡对液压流体温度的依赖。离合器磨损的影响减少，并且降挡瞬态在一段时间内更加稳定。

Claims (16)

1.液压控制系统(1)，包括：
-第一压力室(10)和第二压力室(20)，第一压力室和第二压力室(10、20)中的每一个都被构造成接收液压流体，
-第一可动构件(11)和第二可动构件(21)，所述第一可动构件(11)被构造成呈现取决于所述第一压力室(10)中的液压流体的液压压力的位置，所述第二可动构件(21)被构造成呈现取决于所述第二压力室(20)中的液压流体的液压压力的位置，
-液压指令回路(30)，所述液压指令回路(30)被构造成提供液压流体并且控制所述第一压力室(10)和/或所述第二压力室(20)中的液压流体的液压压力，
其特征在于，
与所述第一压力室(10)流体联通的切换阀(53、53')，其中，所述切换阀(53、53')被构造成根据所述第二压力室(20)中的液压流体的液压压力来引导。
2.根据权利要求1所述的液压控制系统(1)，其特征在于，包括第一离合器和第二离合器，其中，所述第一可动构件(11)被连接到所述第一离合器(13)并且被构造成接合和/或脱离所述第一离合器(13)，并且其中，所述第二可动构件(21)被连接到所述第二离合器(23)并且被构造成接合和/或脱离所述第二离合器(23)。
3.根据权利要求1或2所述的液压控制系统(1)，其特征在于，包括第一液压网络(50)，所述第一液压网络(50)被构造成在所述第一压力室(10)和所述液压指令回路(30)之间提供流体联通，所述第一液压网络(50)还包括第一限制性孔口(52)，所述第一限制性孔口(52)和所述切换阀(53、53’)串联连接，以及第一止回阀(51)，所述第一止回阀(51)与第一限制性孔口(52)和所述切换阀(53、53’)并联连接。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的液压控制系统(1)，其特征在于，包括第二液压网络(40)，所述第二液压网络(40)被构造成在所述第二压力室(20)和所述液压指令回路(30)之间提供流体联通，所述第二液压网络(40)还包括第二止回阀(41)与第二限制性孔口(42)的并联回路。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的液压控制系统(1)，其特征在于，所述液压指令回路(30)包括:
-液压储罐(32)，所述液压储罐(32)被构造成用于储存液压流体，
-液压泵(31)，所述液压泵(31)被构造成泵送液压流体并且产生液压压力，以及
-可控阀(34)，所述可控阀(34)被构造成阻挡和/或允许液压流体通过，并且与所述液压储罐(32)和/或所述液压泵(31)和/或所述第一压力室(10)和/或所述第二压力室(20)流体联通。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的液压控制系统(1)，其特征在于，所述切换阀(53、53’)被构造成：
-在第一状态下，允许液压流体经过所述切换阀(53、53’)去至和/或来自所述第一压力室(10)的通行，以及
-在第二状态下，特别是借助于孔口和/或凹口(56)来限制液压流体经过所述切换阀(53、53’)去至和/或来自所述第一压力室(10)的通行，或者阻挡液压流体经过所述切换阀(53、53’)的通行。
7.根据权利要求6所述的液压控制系统(1)，其特征在于，所述切换阀(53)被构造成当所述第二压力室(20)中的液压压力基本上大于或等于阈值时处于第一状态。
8.根据权利要求7所述的液压控制系统(1)，其特征在于，所述切换阀(53)包括阀芯(81)和弹簧(57)，所述弹簧(57)被构造成对阀芯(81)施加力，并且其中，所述阈值对应于施加到所述阀芯(81)的力的大小。
9.根据权利要求7或8中任一项所述的液压控制系统(1)，其特征在于，所述阈值对应于所述第一液压网络(50)或者所述第二液压网络(40)中压力最高的那个液压压力。
10.根据权利要求9所述的液压控制系统(1)，其特征在于，包括与所述第一液压网络(50)、所述第二液压网络(40)和所述切换阀(53’)流体联通的往复阀(58)，其中所述往复阀(58)被构造成对所述切换阀(53’)提供液压流体，其所具有的液压压力对应于所述第一液压网络(50)或所述第二液压网络(40)中压力最高的那个液压压力。
11.根据权利要求10所述的液压控制系统(1)，其特征在于，包括连接所述切换阀(53’)和所述第一限制性孔口(52)的第一连接液压管(61)以及连接所述第二限制性孔口(42)和所述液压指令回路(30)的第二连接液压管(60)，其中所述往复阀(58)与所述第一连接液压管(61)和所述第二连接液压管(60)流体连通。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的液压控制系统(1)，其特征在于，包括控制单元(70)，所述控制单元(70)被构造成控制所述液压指令回路(30)，特别是被构造成控制经过可控阀(34)的液压流体的通路。
13.控制液压控制系统的方法，所述方法包括控制根据权利要求12的液压控制系统(1)，其中所述控制单元(70)控制液压流体经过所述可控阀(34)的通行，其中所述方法包括第一运行模式，以允许：
-经过所述可控阀(34)的、在所述液压泵(31)和所述第二压力室(20)之间的液压流体的通行和/或液压压力的传播，以及
-经过所述可控阀(34)的、在所述第一压力室(10)和所述液压储罐(32)之间的液压流体的通行，
使得所述第一离合器(13)接合，而所述第二离合器(23)脱离；并且其中，所述方法包括第二运行模式，以允许：
-经过所述可控阀(34)的、在所述液压泵(31)和所述第一压力室(10)之间的液压流体的通行和/或液压压力的传播，以及
-经过所述可控阀(34)的、在所述第二压力室(20)和所述液压储罐(32)之间的液压流体的通行，
使得所述第一离合器(13)脱离，而所述第二离合器(23)接合；并且其中，所述方法包括第三运行模式，以允许：经过所述可控阀(34)的在所述第一压力室(10)和所述液压储罐(32)之间的、以及经过所述可控阀(34)的在所述第二压力室(20)和所述液压储罐(32)之间的液压流体的通行，使得所述第一离合器(13)被接合并且第二离合器(23)被接合。
14.根据权利要求13的控制所述液压控制系统的方法，其特征在于，
-其中，在所述第一运行模式下，所述切换阀(53、53’)允许液压流体经过所述切换阀(53、53')去至和/或来自所述第一压力室(10)的自由通行，以及
-其中，在所述第二运行模式下，所述切换阀(53)特别借助于孔口和/或凹口(56)来限制经过所述切换阀(53)去至和/或来自所述第一压力室的液压流体的通行，或者阻挡液压流体经过所述切换阀(53’)的通行，以及
-其中，在所述第三运行模式下，所述切换阀(53)特别借助于孔口和/或凹口(56)来限制经过所述切换阀(53)去至和/或来自所述第一压力室的液压流体的通行，或者允许液压流体经过所述切换阀(53’)的自由通行。
15.根据权利要求14的控制所述液压控制系统的方法，其特征在于，所述第一液压网(50)、所述第二液压网(40)和所述液压指令回路(30)被调节成：如果所述第二压力室中的液压压力等于或大于预定的最大值的60％，优选地等于或大于所述最大值的70％，更优选地等于或大于所述最大值的80％，以及最优选地等于或大于所述最大值的90％，就允许液压流体经过所述切换阀(53、53’)的去至和/或来自所述第一压力室(10)的自由通行。
16.根据权利要求1至14中任何一项的液压控制系统(1)在变速器中的使用，特别是在两挡变速器中的使用。
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