JP2019532237A - ダブルアクションピストンを有するピストン−シリンダ−ユニットを備える変速伝動機構の単数または複数のクラッチおよびギヤ作動装置の操作用の電気液圧式のシステム - Google Patents
ダブルアクションピストンを有するピストン−シリンダ−ユニットを備える変速伝動機構の単数または複数のクラッチおよびギヤ作動装置の操作用の電気液圧式のシステム Download PDFInfo
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Abstract
本発明は、変速伝動機構であって、制御ユニットと、電気モータにより駆動される少なくとも1つのピストン−シリンダ−ユニット(19)と、を備え、ピストン−シリンダ−ユニット(19)は、ピストン(19d)を有し、液圧管路を介して変速伝動機構の複数の変速伝動機構ユニット(25,28,30,33,35,38)に接続されており、変速伝動機構ユニット(25,28,30,33,35,38)を作動させ、変速伝動機構ユニットは、少なくとも2つのクラッチユニット(25/C1,28/C2)を有する、変速伝動機構において、ピストン−シリンダ−ユニット(19)のピストン(19d)は、ダブルアクションピストンとして形成されており、ダブルアクションピストン(19d)は、2つの作業室(19a,19b)を互いに封止しつつ仕切り、各作業室(19a,19b)は、液圧主管路(HL1,HL2)を介してそれぞれ1つのクラッチ(C1,C2)に接続されており、ダブルアクションピストンの少なくとも1つの作業室(19a,19b)は、切り換え弁(20,22)を介して貯蔵容器(6)に液圧的に接続可能である、ことを特徴とする変速伝動機構に関する。
Description
本発明は、変速伝動機構であって、制御ユニットと、電気モータにより駆動される少なくとも1つのピストン−シリンダ−ユニットと、を備え、ピストン−シリンダ−ユニットは、ピストンを有し、液圧管路を介して変速伝動機構の複数の変速伝動機構ユニットに接続されており、変速伝動機構ユニットを作動させ、変速伝動機構ユニットは、少なくとも2つのクラッチユニットを有する、変速伝動機構に関する。
独国特許出願公開第102006038446号明細書には、電気モータにより駆動されるピストン−シリンダ−ユニットを備える変速伝動機構が記載されており、この変速伝動機構では、1つまたは2つのピストン−シリンダ−ユニットが、4つのギヤ作動装置と2つのクラッチとを操作している。ピストン−シリンダ−ユニットは、ギヤ作動装置とクラッチとを作動させるために必要とされる圧力を発生させ、その発生された圧力を圧力センサが測定している。独国特許出願公開第102006038446号明細書は、これに関して2つの可能な実施の形態を示している。第1の実施の形態では、クラッチおよびギヤ作動装置が、「マルチプレックス弁(Multiplexventil)」の操作を介してピストン−シリンダ−ユニットにより作動される。その際、増圧も減圧も、ピストン−シリンダ−ユニットを介して実施され得る。しかし、特定のまたはすべての消費器のために付加的な出口弁を設けることも可能であり、出口弁を介して個々の消費器内の圧力は、閉ループ制御されて下降され得る。
本発明の課題は、独国特許出願公開第102006038446号明細書において公知の変速伝動機構をさらに改良することである。
上記課題は、本発明により、変速伝動機構であって、ピストン−シリンダ−ユニットのピストンは、ダブルアクションピストンとして形成されており、ダブルアクションピストンは、2つの作業室を互いに封止しつつ仕切り、各作業室は、液圧主管路を介してそれぞれ1つのクラッチに接続されており、ダブルアクションピストンの少なくとも1つの作業室は、切り換え弁を介して貯蔵容器に液圧的に接続可能である、変速伝動機構によって解決される。
この変速伝動機構の有利な構成は、従属請求項の特徴により得られる。
ダブルアクションピストン(Doppelhubkolben:DHK)であって、その両作業室を介してダブルアクションピストンの両行程方向で液圧媒体を変速伝動機構ユニットの1つ内に圧送あるいは変速伝動機構ユニットの1つから圧送することができるダブルアクションピストンの使用により、とりわけ有利には、ピストン−シリンダ−ユニットの短い構造形式が達成され得る。そして両ピストン面は、同じ大きさを有していてもよく、その結果、往路行程時と復路行程時とで、ピストンの作動ストロークが同じであれば、同じ体積が圧送される。しかし、ピストン面がそれぞれ異なる大きさ、例えば1.5〜2:1の比で形成されていることも可能であり、その結果、往路行程時には、復路行程時の1.5ないし2倍の体積が圧送され、その結果、往路行程中、より迅速に体積が、迅速な増圧、ひいてはクラッチの迅速な操作あるいは迅速なギヤ操作の意味で圧送され得る。これにより、特に同時に他方のクラッチ内で圧力が、ソレノイド弁を介して貯蔵容器内に逃がされ、かつ電気モータの回転数−トルク−特性線が所与の供給電圧でこれにより最適に使用され得るとき、デュアルクラッチ式伝動機構の極めて短いシフト時間が達成され得る。
ダブルアクションピストンDHKのこれらのそれぞれ異なる面/2つの圧力室は、開ループ制御のためにも使用され得る。
a)それぞれ異なる2つの面を有するギヤ作動装置、これにより、ギヤ作動装置と圧力供給器ユニットとの間の弁による体積開ループ制御(図1)
b)圧力供給器ユニットとギヤ作動装置との2つの面の使用(図2)
c)電気モータをダウンサイジングするための使用、主にクラッチ操作(より小さく作用する面を用いたクラッチによる増圧)時に規定される電力、クラッチ操作時の小さな面の使用、あるいは切り換え弁によるDHKの2つの面を介した切り換え(−>補足として別の切り換え弁について図面参照)
d)電気モータをダウンサイジングするためのデュアルクラッチ操作時の回生あるいは2つのクラッチ間での切り換えプロセス時の一方のクラッチ内に蓄えられた液圧的なエネルギの利用(ストローク開ループ制御および貯蔵容器に通じる出口弁の使用)(図1c)。
a)それぞれ異なる2つの面を有するギヤ作動装置、これにより、ギヤ作動装置と圧力供給器ユニットとの間の弁による体積開ループ制御(図1)
b)圧力供給器ユニットとギヤ作動装置との2つの面の使用(図2)
c)電気モータをダウンサイジングするための使用、主にクラッチ操作(より小さく作用する面を用いたクラッチによる増圧)時に規定される電力、クラッチ操作時の小さな面の使用、あるいは切り換え弁によるDHKの2つの面を介した切り換え(−>補足として別の切り換え弁について図面参照)
d)電気モータをダウンサイジングするためのデュアルクラッチ操作時の回生あるいは2つのクラッチ間での切り換えプロセス時の一方のクラッチ内に蓄えられた液圧的なエネルギの利用(ストローク開ループ制御および貯蔵容器に通じる出口弁の使用)(図1c)。
体積比2:1を使用することも、切り換え弁を介してダブルアクションピストンの両作業室間の体積補償が達成されることができ、ひいては伝動機構に対する軸方向力負荷が減じられることで、有意義であり得る。それというのも、往路行程中および復路行程中、半分の面しか伝動機構ユニットに作用しないからである。このことは、特に高圧時に有意義である。それというのも、軸方向力は、伝動機構負荷を減じ、ひいては低コストのプラスチック製台形スピンドル機構の使用を可能にするからである。連続的に作動するポンプに対するダブルアクションピストンの利点は、圧力発生ユニットがシフトプロセス中しか運転される必要がないことである。
体積開ループ制御に相当するピストンのストローク開ループ制御により、使用される弁の数を有利に減じることが可能な低コストの構造が得られる。ストローク開ループ制御あるいは体積開ループ制御に基づいて、簡単に、手間あるいはコストのかかる圧力開ループ制御なしに、少なくとも1つの変速伝動機構ユニットは、2つより多くの切り換えポジションを有することができる。それというのも、液圧媒体の非圧縮性に基づいて、圧送される所定の体積を介してそれぞれの変速伝動機構ユニットが狙い通り、取り得る位置の1つへ作動され得るからである。ピストンによるストローク開ループ制御あるいは体積開ループ制御により、変速伝動機構ユニットのコンポーネント、特にギヤ作動装置およびクラッチ作動装置は、加えて正確に、かつ比例弁によるよりも迅速に作動され得る。それというのも、移動体積が既知であることに基づいて、付加的な開ループ制御量が援用されるからである。
これに対して比例弁は、この利点を限定的にのみ利用可能である。それというのも、比例弁の開ループ制御量は、弁流れに関し、他方、弁流れは、液圧液体の状態およびその粘性によるからである。さらに、既知の取り扱い体積と、リザーバ内への漏れなしの着想とに基づいて、外部への漏れおよび弁漏れが僅かなときから正確に診断され得る。
少なくとも1つの圧力センサまたはポジショントランスデューサの使用により、有利には、幾つかの変速伝動機構ユニットのために、圧力閉ループ制御またはポジション閉ループ制御が、増圧のために、代替的には減圧のためにも行われてもよく、その結果、ピストン−シリンダ−ユニットにより、ストローク開ループ制御あるいは体積開ループ制御も、圧力閉ループ制御も実施される。
圧力閉ループ制御は、適切なピストンストローク開ループ制御あるいは電気モータの適切な通電を介して実施される。圧力閉ループ制御時、圧力とピストン作動ストロークとの間の非線形の関係が検出され、特性マップ内に格納される。この特性マップは、圧力閉ループ制御時、特定の圧力に対応する特定のストロークをピストンが実施するように使用される。特性マップは、温度あるいは空気封入によって変化すると、新しく校正あるいは検出される。これには、様々な方法が存在する(圧力トランスデューサを介した照合、ストローク開ループ制御を介した照合および電気モータの電流の使用)。
代替的には、電気モータの電流を介してトルクが閉ループ制御され得る。正確なトルク特定のために、例えば電気モータのトルク定数kt(電気モータのトルクと相電流との間の関係)が、援用可能である。トルク定数は、電気モータにおいて製造中、最初の運転開始中に特定されることができ、ktは、時間にわたって僅かに変化し、実質的に温度影響のみが線形に変化することを特徴とする。相電流に代えて、電気モータの供給電流が使用されてもよい。
場合によっては圧力センサが使用可能でなければ、モデルによる圧力推定が行われてもよい。そしてモデルは、本発明により、例えば単動式または複動式の液圧ピストンを押すまたは場合によっては引く伝動機構を有するモータからなることができる。伝動機構ユニットのための十分に良好な圧力推定のために、パートユニット内のパラメータ(モータトルク定数kt、伝動機構効率および液圧ピストン横断面、シールによる摩擦)が曝されている影響は、僅かでなければならないか、または規則的な時間間隔を置いてパラメータ変動は、適合されねばならない。
正確なモデルは、圧力推定あるいは圧力閉ループ制御に悪影響を及ぼすモデルの上述のパラメータ変化が運転中に検出されることにより実現され得る。例えば部分運転中にのみ作動する圧力センサが使用され得るか、または間接的な圧力算出が援用され得る。
電気モータの電流を介して圧力を間接的に測定する方法は、スレーブシリンダ内でのクラッチピストンのポジションと、マスタシリンダのピストンの作用する横断面積とを介して、クラッチ押圧装置のばねと、クラッチスレーブシリンダの直径とが既知であることにより算出され得る。これによりシステムは、圧力トランスデューサを完全に省略することができ、このことは、顕著なコスト節減に至る。それというのも、圧力トランスデューサは、液圧システムの主要なコストドライバであるからである。量産化したとき、圧力トランスデューサは、切り換え弁より約4倍高価であり、比例弁に匹敵するほど高価である。
而るに伝動機構アクチュエータの、液圧ピストンを有するモータにより運転されるシステム構成が根底にあるとき、このシステム構成には、必ずしも圧力センサが設けられている必要がない。システム内の種々の圧力は、遥か上で説明したように、モデルを介して十分に推定可能である。特に圧力に関する情報は、ギヤ作動の際に有利であり得る。ギヤ作動装置が操作される際、ギヤ作動装置のシフトフォークに対する力が算出され得る。このことは、ギヤ作動装置内の、同期が開始するポジションが判り、それゆえ、すべてのギヤ作動装置内の同期点を教える個別のアルゴリズムを必要としないことを意味する。既に公知のシステム、例えば独国特許発明第10134115号明細書に記載の伝動機構アクチュエータは、圧力センサを有しておらず、ポジションセンサのみをギヤ箇所に有している。同期点は、伝動機構トレーン内またはパート伝動機構トレーン内の回転数が変化すると、評価される。伝動機構トレーンの高い質量慣性に基づいて、回転数の変化は、ギヤ作動装置内の圧力の変化よりも遙かに緩慢であり、それゆえ、ダイナミクスを高く保つためには、以前のシフトからの経験値または学習プロセスによらなければならない。
加えて有利には、湿式クラッチが使用されてもよく、流体は、湿式クラッチの冷却のためにダブルアクションピストン用の駆動部または個別の駆動部により使用される。而して、例えば冷却流体を移動させるために使用される付加的なダブルアクションピストンが、第1のダブルアクションピストンに連結あるいは剛結されていてもよい。この場合、第1のダブルアクションピストンを作動させると、同時に冷却流体も圧送される。クラッチまたはギヤ作動装置を作動させる必要がなければ、第1のダブルアクションピストンは、好適な弁により、流体をリザーバから圧送するだけして、直接リザーバ内に再び圧送してしまうことができる。しかし、個別のポンプおよび付加的な駆動部を冷却流体のために使用することも可能である。
同じく、図1bに示し、説明してあるように、マルチプレキシングを介したクラッチのマイクロスリップ閉ループ制御およびそれと同時のギヤ作動が可能である。
本発明に係る変速伝動機構は、2つのクラッチ作動装置のみを備えて、すなわち、ギヤ作動装置なしに形成されていてもよい。これは、特に2つのクラッチを備える電気車両用の2速伝動機構の場合に該当し、これについては、図3に示し、説明する。
以下の利点が、本発明に係る変速伝動機構により達成される:
a)コンポーネント数の減少による重量
b)密封性検査のための診断方法および流動抵抗の変化を突き止める校正方法の導入による信頼性の改善
c)システムコストの減少
−特にポンプ、アキュムレータ、圧力センサ、フィルタおよびチェック弁の省略によるコンポーネント数の減少による。これは、モータ−伝動機構−ピストン−ユニットのみに置換される。
−必要とされる液圧液体の減少による
−簡単な切り換え弁による高コストの比例弁の置換
d)機能改善
−ポジション開ループ制御されるダブルアクションピストンの、閉じたシステムのための圧力供給器ユニットを介した減圧を伴う圧力供給部としての使用
−1つまたは2つのクラッチを迅速に操作するという意味での、電気モータのトルク−回転数−特性線の最適な使用
−モータを小型化する可能性を伴ったインテリジェント圧力閉ループ制御過程(点2cに記載)
e)改善された信頼性
−ピストン開ループ制御を介して密封性に関してコンポーネント(弁、ギヤ作動装置およびクラッチ作動装置のピストンならびに圧力供給器ユニットの密封性)を検査する診断方法
−液圧式のシステム内の液圧抵抗を計測し、運転中の変化を検出することによるシステムの計測
−液圧式のシステムおよびそのコンポーネント(例えば弁、管路)の流動抵抗を調べ、ギヤ作動装置およびクラッチ作動装置のピストンの作動力を求める測定方法
f)システム内のコンポーネントの変化ができる限り少ない自動化されたギヤシフトおよびデュアルクラッチ用のプラットフォームコンセプト。
a)コンポーネント数の減少による重量
b)密封性検査のための診断方法および流動抵抗の変化を突き止める校正方法の導入による信頼性の改善
c)システムコストの減少
−特にポンプ、アキュムレータ、圧力センサ、フィルタおよびチェック弁の省略によるコンポーネント数の減少による。これは、モータ−伝動機構−ピストン−ユニットのみに置換される。
−必要とされる液圧液体の減少による
−簡単な切り換え弁による高コストの比例弁の置換
d)機能改善
−ポジション開ループ制御されるダブルアクションピストンの、閉じたシステムのための圧力供給器ユニットを介した減圧を伴う圧力供給部としての使用
−1つまたは2つのクラッチを迅速に操作するという意味での、電気モータのトルク−回転数−特性線の最適な使用
−モータを小型化する可能性を伴ったインテリジェント圧力閉ループ制御過程(点2cに記載)
e)改善された信頼性
−ピストン開ループ制御を介して密封性に関してコンポーネント(弁、ギヤ作動装置およびクラッチ作動装置のピストンならびに圧力供給器ユニットの密封性)を検査する診断方法
−液圧式のシステム内の液圧抵抗を計測し、運転中の変化を検出することによるシステムの計測
−液圧式のシステムおよびそのコンポーネント(例えば弁、管路)の流動抵抗を調べ、ギヤ作動装置およびクラッチ作動装置のピストンの作動力を求める測定方法
f)システム内のコンポーネントの変化ができる限り少ない自動化されたギヤシフトおよびデュアルクラッチ用のプラットフォームコンセプト。
以下に、本発明に係る変速伝動機構の有利な可能な実施の形態について、図面を基に詳しく説明する。
図2aは、液圧媒体をクラッチ作動装置25/C1,28/C2内に移動させるダブルアクションピストン19cを有するピストン−シリンダ−ユニット19を備えるデュアルクラッチ式伝動機構の形態の本発明に係る変速伝動機構の可能な第1の実施の形態を示している。
ピストンシリンダユニット19は、駆動部1により伝動機構2を介して駆動される。ダブルアクションピストン19cは、両作業室19aおよび19bを互いに仕切り、作業室19bを画定するピストン面19eは、作業室19aを画定する有効なピストン面19dよりも大きい。作業室19aは、液圧主管路HL2を介して接続されている。作業室19bは、液圧主管路HL1に接続されている。液圧主管路HL1,HL2からは、液圧式のフィード管路HL25,HL28,HL30a,HL30b,HL33a,HL33b,HL35a,HL35b,HL38aおよびHL38が出て、液圧式のフィード管路HL25,HL28,HL30a,HL30b,HL33a,HL33b,HL35a,HL35b,HL38aおよびHL38は、液圧主管路HL1,HL2をクラッチ25/C1,28/C2と、ギヤ作動装置30,33,35および38とに接続している。液圧式のフィード管路HL25,HL28,HL30a,HL30b,HL33a,HL33b,HL35a,HL35b,HL38aおよびHL38内には、それぞれ切り換え可能な弁24,27,32,33,37,40および41が、フィード管路を選択的に遮断あるいは開放すべく配置されている。両作業室19aおよび19bは、それぞれ、液圧式の管路HL19aおよびHL19bを介してリザーバ6に接続されており、液圧式の管路HL19aおよびHL19b内には、切り換え可能な2ポート2位置方向制御弁20,22が配置されている。各2ポート2位置方向制御弁20,22に対して並列に、それぞれ1つのチェック弁21,23が配置されている。
2つのクラッチ作動装置と、4つのギヤ作動装置とを備える図1aに示す変速伝動機構は、8つの切り換え可能な2ポート2位置方向制御弁を必要とするにすぎない。
ギヤ作動装置30は、それぞれ、2つの作業室30a,30b,33a,33b,35a,35bおよび38a,38bを有し、作業室30a,30b,33a,33b,35a,35bおよび38a,38bは、封止され、ピストンにより互いに仕切られている。このアッセンブリにおいて重要であることは、第1の作業室30a,33a,35aおよび38aが、第1の液圧主管路HL1、ひいてはピストン−シリンダ−ユニット19の作業室19bに接続され、第2の作業室30b,33b,35bおよび38bが、第2の液圧主管路HL2を介してピストン−シリンダ−ユニット19の作業室19aに接続されていることである。
接続管路HL1およびHL2のこの分けられた配置により、ギヤチェンジは、以下のように実施され得る:1速のギヤから2速のギヤへギヤチェンジするには、まず2速のギヤを入れなければならない。クラッチC1(25)は、この初期状態では押圧されていて、ひいては閉鎖されている。ただし、クラッチC1から体積あるいは圧力を漏らさないように、クラッチ作動装置−弁24は、閉鎖されていなければならない。ギヤチェンジを開始すべく、ギヤ作動装置−弁1(35)を開放し、出口弁1およびクラッチ作動装置−弁2を閉鎖する。次いでダブルアクションピストン19cをモータおよび伝動機構ユニット1および2により左方に動かすことができ、これにより体積は、ギヤ作動装置2/4(33)内、特にチャンバ33b内に移動される。この過程において、ギヤ作動装置33の移動を可能にするように弁35が開放されていなければ、システムは、液圧式にロックされてしまう。ギヤ作動装置2/4(33)において、2速のギヤがパート伝動機構内で例えばクランク軸と同期されていれば、ギヤを最終的に入れることができる。ギヤ作動装置−弁35を再び閉鎖し、クラッチ作動装置−弁27を開放し、出口弁20を引き続き閉鎖したままにし、クラッチC2(28)においてクラッチ操作を開始することができる。力結合の中断なしにシフトすることができるように、両クラッチC1(25)およびC2(28)の連続的な荷重切り換えを行わなければならない。クラッチC2の閉鎖は、再び左方に動くダブルアクションピストン19内での増圧により行われる。クラッチC1(25)の同時の開放は、閉ループ制御して液体を、対応する出口弁22を介して放出するクラッチ作動装置−弁24の有段または無段の閉ループ制御により行われる。荷重切り換えが行われると、ギヤ作動装置1/3(30)をニュートラルにする(シフトフォーク30cのセンタ位置)か、または次のギヤをプレセレクトすることができる。この場合、クラッチ作動装置−弁24,27、出口弁22を閉鎖し、ギヤ作動装置−弁32を開放する。ダブルアクションピストン19は、チャンバ19bから体積を押し退け、これにより、押し退けられた体積に応じてギヤ作動装置30を右方に移動させる。1速から2速へのギヤ作動は、最終的に完了する。
好ましくは、ピストン19cは、走行開始前、センタ位置にある。それというのも、車両のスタート時、1速のギヤを入れるのか、後進ギヤを入れるのか、予測できないからである。これにより、両操車のために、ギヤ作動装置およびクラッチを操作する相応の体積が存在している。代替的には、弁20あるいは22を開放し、ピストンを正しいポジションに走行させる必要がある。
一方のパート伝動機構から他方のパート伝動機構への荷重切り換え中、一方のクラッチ25がモータ−伝動機構−ピストンユニット1,2により押圧され、他方のクラッチ28から対応するクラッチ作動装置−弁27を介して流体が放出されると、クラッチの閉ループ制御は、可能なポジションセンサ26,29または圧力センサを介して実施可能である。現在の伝動機構では、伝動機構の実施の形態次第で、圧力センサまたはポジションセンサが使用される。乾式のクラッチは、通例、ポジションセンサを有して構成され、湿式のクラッチは、圧力センサを有して構成される。クラッチの閉ループ制御される放出は、弁24および27または弁20および22により、どの弁タイプが使用されるかに応じて有段または無段に実施され得る。図示の実施の形態では、簡単な切り換え弁(有段)またはアナログ式に閉ループ制御される浮動型の可動子を有する弁(無段)が使用される。
安全上の理由から、8つの弁を有するデュアルクラッチアクチュエータのすべての実施の形態において、弁32,37,40,41内で起こり得る漏れが機械的な破壊に繋がることがないように、ポジションセンサ31,34,36,39が各ギヤ作動装置30,33,35,38内に設けられている。弁20,22,24および27は、システム失陥時に、引き続き供給を受けずとも、両クラッチ25,28が即座に開放されるように、非通電時に開放されている位置を取るように構成されねばならない。
図1bは、切り換え弁32および52,41および53,37および54,40および55によりギヤ作動装置30,33,35,38内に圧力を封じ込めることが可能な構成を示している。デュアルクラッチ式伝動機構の場合、クラッチC1またはC2が操作されていることができ、クラッチC1またはC2は、さらに、いわゆるマイクロスリップを伴って運転され、ダブルアクションピストン19により閉ループ制御される。マイクロスリップは、クランク軸における望ましくない回転数変動をある程度減衰し、クラッチの開放ポジションをより良好に推定することができるように使用される。減衰の効果は、対応するクラッチにおいて行われるスリップの大きさによる。ギヤチェンジが実施される際には、荷重がかかっていない側のパート伝動機構の同期が、シフト時間全体の大部分を占めるため、ギヤチェンジの持続時間は、しばしば数百ミリ秒である。台形スピンドルまたはボールねじ機構2により運転されるダブルアクションピストン19により、短時間でギヤチェンジが開始可能である。その際、最後に荷重下にあるクラッチ25または28は、対応するパート伝動機構内でクラッチ作動装置−弁24または27により封じ込められ、今や液体は、弁24または22により、そして27または21によっても放出され得る。マイクロスリップ閉ループ制御は、この短い時間では、不可能であるか、または限定的にのみ可能である。しかし、クラッチは、それにもかかわらず引き続きスリップ下で動作する。その後、所望のギヤ作動装置が操作され、同期点までのみ動かされ、このとき、ギヤ作動装置内の圧力は、モータ電流から算出され得る。同期が開始されると、対応するギヤ作動装置内に液圧圧力を、切り換え弁により封じ込めることができ、ダブルアクションピストン19は、短い時間中断後、荷重がかかっているクラッチ25または28におけるマイクロスリップ閉ループ制御を再開することができる。ただし、このためには、ダブルアクションピストン19内の圧力レベルが、荷重がかかっているクラッチの圧力レベルに達した後、クラッチ作動装置−弁27または24が、圧力差なしに再び開かなければならない。荷重がかかっていないパート伝動機構内で同期が完了すると、最終的なギヤチェンジを開始することができ、荷重切り換えが行われる。
図1cは、両クラッチ25/C1および28/C2を閉ループ制御する一変化態様を示している。本変化態様は、スピンドル2により駆動される液圧ピストン19を駆動するモータ1を小型化し、ひいては電力、重量および構造スペースを節減する賢明な変化形である。例えばクラッチC1/25を有するパート伝動機構1から、クラッチC2/28を有するパート伝動機構2へのギヤチェンジを行うとき、クラッチC1/25の蓄えられた位置エネルギは、クラッチC2/28内での増圧のために利用することができる。この過程の概略図は、図1dおよび1eに示してある。図1dは、本変化形におけるクラッチ内の可能な圧力推移を示しており、図1eは、電気モータ1の減少された消費電力の簡略図を示している。
図1cには、矢印により、どのように流体が荷重切り換え時に流れるかを示してある。而して、クラッチC1/25内に蓄えられ、圧力下にある流体は、管路HL25およびHL1を介して作業室19b内に導かれ、ピストン19cに対して力を左方に加える。この力は、クラッチC2/28内の圧力を増大させるべく、作業室19aを縮小させるために、ピストン19cを左方に作動させる際に、モータ1をアシストする。図1dにハッチングを施して示した面は、クラッチC2/28の切り換え時、クラッチC1/25内で圧力下にある流体のアシスト力によって節減し得るエネルギに相当する。クラッチC2/28を開放し、クラッチC1/25を閉鎖するときは、同様に、クラッチC2/28内に蓄えられた圧力を、ピストン19cをアシストしながら作動させるために利用することができる。これにより、モータの最大で必要とされる電力は、図1eに示したように、Pmax_ThからPmaxに減少する。これによりモータ1は、より小型に寸法設定することができる。
閉じた液圧式の伝動機構アクチュエータ内のヒステリシスおよび摩擦損失に基づいて、この手法では、好適な荷重切り換えにとってシステム内の体積が過多であることがある。出口弁20および22は、同時に、適した体積収支を提供することができ、かつ起こり得る液体過剰を管路HL19a,HL19bを介してリザーバ6内に放出することができる。モータ−伝動機構−ピストン−ユニット1,2,19の設計次第で、本実施の形態では、クラッチ間の荷重切り換え時、モータ1の最大電力を必要とする。このことは、包括的なインテリジェント閉ループ制御(モータ1および弁20,22,24,27)により、モータ1を概してより小型に構成し得ることを意味する。特に初期の期間中、両クラッチ25および28の圧力が等しくなるまで、効率低下分(ボールねじ機構あるいは台形スピンドル、液圧損失等)は別として、概してモータなしに済ませることができる。クラッチC2/28内のクラッチ圧力が、クラッチC1/25内のクラッチ圧力より高くなって初めて、モータは、クラッチC1/25内の残存圧力のアシストを受けつつ、クラッチC2内の圧力を完全に増大させればよい。
図2aは、湿式作動するクラッチC1およびC2と、駆動モータ43を有する独立したポンプ44を含む別個の冷却回路HLPとを備えるデュアルクラッチ式伝動機構の構成を示している。機能形式と、ギヤチェンジの実施とは、図1aにおいて説明したのと同様に機能する一方、クラッチC1およびC2は、圧力センサ41,42を介して閉ループ制御され、ポジションセンサ26,29を介して閉ループ制御されない。それゆえポジションセンサは、省略されてもよい。伝達するより高いモーメントと、多板クラッチの可能な使用とに基づいて、ポンプ44と、別個の冷却回路HLPとは、容器46から固有の媒体の供給を受けつつ、冷却される。
図2bは、湿式作動するクラッチを有するダブルアクションピストンであって、同時に作動するダブルアクションピストン−ポンプ50を有する別個の冷却回路HLK1およびHLK2を有し、ダブルアクションピストン−ポンプ50は、モータ−伝動機構−ピストンユニット1,2,19のピストン貫通案内部に結合されているダブルアクションピストンのシステム構成を示している。本来の伝動機構アクチュエータの機能とともに、別個のダブルアクションピストン50によってポンプ機能を担うことができる。而してモータを有する付加的なポンプは、節減し得る。冷却回路HLK1,HLK2は、隔離された媒体によって作動し、これにより、本来のダブルアクションアクチュエータ19内に異物が侵入するおそれはない。本実施の形態において、付加的なダブルアクションピストン50dは、冷却用の流体を毎分数リットル圧送しなければならないため、ダブルアクションピストン19cを有する本来のアクチュエータより大幅に大きくなければならない。アクチュエータがギヤ作動またはクラッチ作動を実施する必要がない場合もあるので、弁20および22が開放されていることで、引き続き冷却液体は、容器47からチェック弁48および49を介して圧送され得る。ピストン50dは、駆動部1により、必要な圧送率に応じて、強冷却のときには高い周波数で、弱冷却のときには低い周波数で、その際に、クラッチC1およびC2ならびにギヤ作動装置を作動させることなく、往復動可能である。このことは、対応する弁24,27,32,37,40および41を閉鎖し、弁20および22を開放することで達成される。任意選択的には、図面に示して説明するすべての実施の形態において、図1cに示す弁31が配置されてもよい。弁31は、開放された状態で両作業室19a,19bを液圧的に互いに接続あるいは短絡する。これにより冷却は、「パワーオンデマンド」モードで実施可能である。クラッチ作動装置およびギヤ作動装置を操作しなければならないとき、必要とされる圧送率に達しない場合があるが、この操作は、大抵の場合、極めて短い時間で終了してしまうので、問題はない。
図3は、電気駆動に有利に使用可能な、2つのギヤを有するデュアルクラッチコンセプトを示している。ダブルアクションピストン−ブロックをモジュール式に使用することが可能であり、この場合、ギヤ作動装置用のコンポーネントは、不要となる。これにより、電気モータ駆動用のトラクション中断なしの2速システムが可能である。クラッチ閉ループ制御は、図1aにおいて説明したのと同様に実施され、圧力センサ41,42によって、またはポジションセンサ26,29によっても実施され得る。
図4は、前述のシステムの拡張を示している。おおもとのシステムは、クラッチ25,28およびギヤ作動装置30,33,35,38を操作するそれぞれの弁24,27,32,37,40および41を有するパート伝動機構1およびパート伝動機構2内の弁回路からなる。モータ1により伝動機構2を介して駆動されており、ダブルアクションピストン19cを有する液圧アクチュエータ19の作業室19a,19bは、両弁20,22を介して容器あるいはリザーバ6に接続可能である。
この変速伝動機構の拡張は、モータ1’により伝動機構2’を介して駆動されている圧力モジュレータ19’が、クラッチC1およびC2の操作のために使用可能であることにある。このために作業室19a’は、液圧管路HL19a’−25およびHL19a’−28を介してクラッチ作動装置25,29に接続可能であり、それぞれの液圧管路HL19a’−25およびHL19a’−28内にそれぞれ1つの切り換え弁32a,32bが、液圧管路HL19a’−25およびHL19a’−28の遮断あるいは開放のために配置されている。このことは、力結合状態にあるそれぞれのクラッチの連続的なマイクロスリップ閉ループ制御を可能にする。その際、圧力モジュレータ19a’をクラッチ作動装置25,28に接続する弁32a,32bは、非通電時に開放されているように構成されても、非通電時に閉鎖されているように構成されてもよい。
この回路の機能的な特性について、以下に詳しく説明する。
状況1:クラッチ作動装置25におけるマイクロスリップ閉ループ制御と、パート伝動機構2における同時のギヤシフト
説明する状況において、圧力モジュレータ19a’は、クラッチ作動装置25の連続的なマイクロスリップ閉ループ制御を、このクラッチ作動装置に通じる圧力モジュレーション弁32bが開放され、他方のクラッチ作動装置28に通じる圧力モジュレーション弁32bと、クラッチ弁24とが閉鎖されることにより担っている。その際、圧力モジュレータ19a’は、クラッチストロークセンサ26に応じてクラッチ25におけるマイクロスリップを閉ループ制御する。而るに、並行してパート伝動機構2においてギヤ作動が必要であるときは、ギヤ作動は、液圧アクチュエータ19により行うことができる。例えばギヤ作動装置33においてニュートラル位置から右方へのシフトが必要であるとき、弁20,22および27を閉鎖し、ギヤ作動装置入口弁41を開放し、ダブルアクションピストン19cを右方へ動かすことによって、ギヤ作動装置33のダブルアクションピストンを右方へ、4速のギヤに向かって移動させる。同じく、ダブルアクションピストンの左方への運動により、ギヤ作動装置33を左方に動かす、ひいては対応するギヤを入れる可能性が得られる。同じことは、当然、パート伝動機構2におけるすべてのその他のギヤ作動装置にもいえる。純粋に理論的には、クラッチ25におけるマイクロスリップ閉ループ制御に並行して、ダブルアクションピストンを介してクラッチ作動装置28、ギヤ作動装置30および35内にまたはクラッチ作動装置28、ギヤ作動装置30および35から体積を移動させる可能性も得られる。
説明する状況において、圧力モジュレータ19a’は、クラッチ作動装置25の連続的なマイクロスリップ閉ループ制御を、このクラッチ作動装置に通じる圧力モジュレーション弁32bが開放され、他方のクラッチ作動装置28に通じる圧力モジュレーション弁32bと、クラッチ弁24とが閉鎖されることにより担っている。その際、圧力モジュレータ19a’は、クラッチストロークセンサ26に応じてクラッチ25におけるマイクロスリップを閉ループ制御する。而るに、並行してパート伝動機構2においてギヤ作動が必要であるときは、ギヤ作動は、液圧アクチュエータ19により行うことができる。例えばギヤ作動装置33においてニュートラル位置から右方へのシフトが必要であるとき、弁20,22および27を閉鎖し、ギヤ作動装置入口弁41を開放し、ダブルアクションピストン19cを右方へ動かすことによって、ギヤ作動装置33のダブルアクションピストンを右方へ、4速のギヤに向かって移動させる。同じく、ダブルアクションピストンの左方への運動により、ギヤ作動装置33を左方に動かす、ひいては対応するギヤを入れる可能性が得られる。同じことは、当然、パート伝動機構2におけるすべてのその他のギヤ作動装置にもいえる。純粋に理論的には、クラッチ25におけるマイクロスリップ閉ループ制御に並行して、ダブルアクションピストンを介してクラッチ作動装置28、ギヤ作動装置30および35内にまたはクラッチ作動装置28、ギヤ作動装置30および35から体積を移動させる可能性も得られる。
状況2:クラッチaの非アクティブ化と、それと同時のクラッチbのアクティブ化
ここでは、クラッチaのポジションは、アナログ式に閉ループ制御される弁24または30aを介してではなく、圧力モジュレータ19a’を介して閉ループ制御される。これにより弁24,27,30a,30bは、純粋にデジタル式の切り換え弁へと単純化される。
ここでは、クラッチaのポジションは、アナログ式に閉ループ制御される弁24または30aを介してではなく、圧力モジュレータ19a’を介して閉ループ制御される。これにより弁24,27,30a,30bは、純粋にデジタル式の切り換え弁へと単純化される。
前述の状況1から出発して、而るに弁24および27を開放する。弁30a,30b,32,37,40および41と、クラッチ作動装置28と圧力モジュレータ19a’との間の圧力モジュレーション弁32bとを、いずれにせよ既にそうなっていなければ、閉鎖する。ダブルアクションピストン19cを介して、而るにクラッチ作動装置19cにおける増圧あるいはポジションは、閉ループ制御される。ダブルアクションピストン19cは、このために左方へ動く。これによりダブルアクションピストンの右側のチャンバは、同時に24を介してクラッチ作動装置25から体積を吸い出す。この場合、圧力モジュレータ19a’は、クラッチ作動装置25の圧力あるいはポジションの閉ループ制御を担う。主体積流は、この状況でダブルアクションピストン19cにより移動される。圧力モジュレータ19a’は、要求に応じてクラッチ作動装置28のための体積だけを修正する。パート伝動機構2がアクティブ化され、パート伝動機構1が非アクティブ化された後、クラッチ弁24および27を閉鎖し、圧力モジュレータ19a’を圧力モジュレーション弁32aによりクラッチ作動装置25から切り離し、他方の圧力モジュレーション弁32bによりクラッチ作動装置28に接続する。今や圧力モジュレータ19a’は、クラッチ作動装置28におけるマイクロスリップ閉ループ制御を担う。
この回路の利点は、圧力モジュレータ19a’が、ダブルアクションピストン19cよりも明らかに少ない取り扱い体積で済むことである。圧力モジュレータ19a’に対する体積流要求も、ダブルアクションピストン19cからの体積流を大幅に下回る。加えて、システムが完全にアナログ式の弁なしで済み、純粋により低コストのデジタル式に切り換わる弁を用いて作業するという事実がある。
システム効率の診断のために、このシステムには、例えば弁32bおよび27の開放により両圧力チャンバを互いに接続し、これにより圧力モジュレータ19,19a’および液圧アクチュエータ19の伝動機構効率を照合する可能性がある。この照合は、一方では、失陥を予測するのに極めて有益であり得るが、他方では、圧力調整をより精緻に互いに適合させ、ひいては快適性を向上させるにも極めて有益であり得る。言及した診断可能性は、2つの液圧アクチュエータあるいは圧力モジュレータを有し、システムを短期的に液圧的に接続する可能性を有する略すべてのシステムのために成立する。
圧力モジュレータ19,19’または液圧アクチュエータ19のモータ1,1’が失陥した際の非常運転中、その都度他方の圧力供給部が、クラッチ作動およびギヤ作動を担う可能性が得られる。圧力モジュレータが、非常運転中、クラッチ作動およびギヤ作動を担わなければならないとき、少ない取り扱い体積に基づいて、出口弁30aおよび/または30bを経由して圧力モジュレータ33内に体積が圧送され、補充されねばならない。これに対して圧力モジュレータ33に失陥が生じたときは、液圧アクチュエータ19を介して、機能は、マイクロスリップ閉ループ制御における小さな中断は除いて、維持され得る。原則、おおもとの回路の拡張は、ギヤシフトプロセス中のマイクロスリップ閉ループ制御における短い中断を容認することができないときだけ、必要である。
1 EC−モータ
2 伝動機構
3 ピストン−シリンダ−ユニット
4 モータ整流用の回転角度センサ
5 自動化された伝動機構内のクラッチ作動装置用のポジションセンサ
6 リザーバ
7 クラッチユニット1
8 自動化された伝動機構内のクラッチ作動装置用の圧力トランスデューサ
9 2ポート2位置方向制御弁
10 ギヤ作動装置ユニット1(回転運動)
10a,10b ギヤ作動装置10のピストン−シリンダ−ユニット
11 ギヤ作動装置ユニット2(直線運動)
12 ギヤ作動装置−機構1のピストン 回転(3位置)
13 ギヤ作動装置−機構2 並進(3位置)
14 2ポート2位置方向制御弁
15 ギヤ作動装置−機構2の戻しばね
16 2ポート2位置方向制御弁
17 ギヤ作動装置−機構1の回転体(3位置)
18 2ポート2位置方向制御弁
19 ダブルアクションピストン
19a 液圧回路HL2用のダブルアクションピストンの液圧式のチャンバ
19b 液圧回路HL1用のダブルアクションピストンの液圧式のチャンバ
19b 液圧式の操作のピストン
20 HL2用の2ポート2位置方向制御入口弁および出口弁
21 HL2用のチェック弁
22 HL1用の2ポート2位置方向制御入口弁および出口弁
23 HL1用のチェック弁
24 クラッチC1用の2ポート2位置方向制御入口弁および出口弁
25 クラッチ作動装置C1
25a クラッチ作動装置C1の液圧ピストン
26 クラッチ作動装置C1用のポジションセンサ
27 クラッチC2用の2ポート2位置方向制御入口弁および出口弁
28 クラッチ作動装置C2
28a クラッチ作動装置C2の液圧ピストン
29 クラッチ作動装置C2用のポジションセンサ
30 ギヤ作動装置1/3
30a ギヤ作動装置1/3の液圧チャンバ1
30b ギヤ作動装置1/3の液圧チャンバ2
30c ギヤ作動装置1/3のシフトフォークを有するピストン
31 ギヤ作動装置1/3のポジションセンサ
32 ギヤ作動装置1/3用の2ポート2位置方向制御入口弁および出口弁1
33 ギヤ作動装置2/4
33a ギヤ作動装置2/4の液圧チャンバ1
33b ギヤ作動装置2/4の液圧チャンバ2
33c ギヤ作動装置2/4のシフトフォークを有するピストン
34 ギヤ作動装置2/4のポジションセンサ
35 ギヤ作動装置5/7
35a ギヤ作動装置5/7の液圧チャンバ1
35b ギヤ作動装置5/7の液圧チャンバ2
35c ギヤ作動装置5/7のシフトフォークを有するピストン
36 ギヤ作動装置5/7のポジションセンサ
37 ギヤ作動装置5/7用の2ポート2位置方向制御入口弁および出口弁1
38 ギヤ作動装置6/R
38a ギヤ作動装置6/Rの液圧チャンバ1
38b ギヤ作動装置6/Rの液圧チャンバ2
38c ギヤ作動装置6/Rのシフトフォークを有するピストン
39 ギヤ作動装置6/Rのポジションセンサ
40 ギヤ作動装置6/R用の2ポート2位置方向制御入口弁および出口弁1
41 ギヤ作動装置2/4用の2ポート2位置方向制御入口弁および出口弁1
42 クラッチ作動装置2用の圧力センサ
43 クラッチ作動装置1用の圧力センサ
44 冷却回路HLPのポンプ
45 冷却回路HLPのチェック弁
46 冷却回路HLPのリザーバ
47 冷却回路HLPのポンプ用のモータ
48 DHK−ポンプ液圧チャンバ1のチェック弁
49 DHK−ポンプ液圧チャンバ2のチェック弁
50 DHK−ポンプ液圧系
51 DHK−ポンプ液圧系のリザーバ
52 ギヤ作動装置1/3用の2ポート2位置方向制御入口弁および出口弁2
53 ギヤ作動装置2/4用の2ポート2位置方向制御入口弁および出口弁2
54 ギヤ作動装置5/7用の2ポート2位置方向制御入口弁および出口弁2
55 ギヤ作動装置6/R用の2ポート2位置方向制御入口弁および出口弁2
HL 自動化された伝動機構の液圧管路
HLR 自動化された伝動機構の液圧系の戻し案内兼補充路
HL1 ダブルアクションピストンの液圧管路1
HL2 ダブルアクションピストンの液圧管路2
HLP ポンプを有する冷却回路の液圧管路
HLK1 ダブルアクションピストンポンプを有する冷却回路の液圧管路1
HLK2 ダブルアクションピストンポンプを有する冷却回路の液圧管路2
LK1 多板クラッチ1
LK2 多板クラッチ2
2 伝動機構
3 ピストン−シリンダ−ユニット
4 モータ整流用の回転角度センサ
5 自動化された伝動機構内のクラッチ作動装置用のポジションセンサ
6 リザーバ
7 クラッチユニット1
8 自動化された伝動機構内のクラッチ作動装置用の圧力トランスデューサ
9 2ポート2位置方向制御弁
10 ギヤ作動装置ユニット1(回転運動)
10a,10b ギヤ作動装置10のピストン−シリンダ−ユニット
11 ギヤ作動装置ユニット2(直線運動)
12 ギヤ作動装置−機構1のピストン 回転(3位置)
13 ギヤ作動装置−機構2 並進(3位置)
14 2ポート2位置方向制御弁
15 ギヤ作動装置−機構2の戻しばね
16 2ポート2位置方向制御弁
17 ギヤ作動装置−機構1の回転体(3位置)
18 2ポート2位置方向制御弁
19 ダブルアクションピストン
19a 液圧回路HL2用のダブルアクションピストンの液圧式のチャンバ
19b 液圧回路HL1用のダブルアクションピストンの液圧式のチャンバ
19b 液圧式の操作のピストン
20 HL2用の2ポート2位置方向制御入口弁および出口弁
21 HL2用のチェック弁
22 HL1用の2ポート2位置方向制御入口弁および出口弁
23 HL1用のチェック弁
24 クラッチC1用の2ポート2位置方向制御入口弁および出口弁
25 クラッチ作動装置C1
25a クラッチ作動装置C1の液圧ピストン
26 クラッチ作動装置C1用のポジションセンサ
27 クラッチC2用の2ポート2位置方向制御入口弁および出口弁
28 クラッチ作動装置C2
28a クラッチ作動装置C2の液圧ピストン
29 クラッチ作動装置C2用のポジションセンサ
30 ギヤ作動装置1/3
30a ギヤ作動装置1/3の液圧チャンバ1
30b ギヤ作動装置1/3の液圧チャンバ2
30c ギヤ作動装置1/3のシフトフォークを有するピストン
31 ギヤ作動装置1/3のポジションセンサ
32 ギヤ作動装置1/3用の2ポート2位置方向制御入口弁および出口弁1
33 ギヤ作動装置2/4
33a ギヤ作動装置2/4の液圧チャンバ1
33b ギヤ作動装置2/4の液圧チャンバ2
33c ギヤ作動装置2/4のシフトフォークを有するピストン
34 ギヤ作動装置2/4のポジションセンサ
35 ギヤ作動装置5/7
35a ギヤ作動装置5/7の液圧チャンバ1
35b ギヤ作動装置5/7の液圧チャンバ2
35c ギヤ作動装置5/7のシフトフォークを有するピストン
36 ギヤ作動装置5/7のポジションセンサ
37 ギヤ作動装置5/7用の2ポート2位置方向制御入口弁および出口弁1
38 ギヤ作動装置6/R
38a ギヤ作動装置6/Rの液圧チャンバ1
38b ギヤ作動装置6/Rの液圧チャンバ2
38c ギヤ作動装置6/Rのシフトフォークを有するピストン
39 ギヤ作動装置6/Rのポジションセンサ
40 ギヤ作動装置6/R用の2ポート2位置方向制御入口弁および出口弁1
41 ギヤ作動装置2/4用の2ポート2位置方向制御入口弁および出口弁1
42 クラッチ作動装置2用の圧力センサ
43 クラッチ作動装置1用の圧力センサ
44 冷却回路HLPのポンプ
45 冷却回路HLPのチェック弁
46 冷却回路HLPのリザーバ
47 冷却回路HLPのポンプ用のモータ
48 DHK−ポンプ液圧チャンバ1のチェック弁
49 DHK−ポンプ液圧チャンバ2のチェック弁
50 DHK−ポンプ液圧系
51 DHK−ポンプ液圧系のリザーバ
52 ギヤ作動装置1/3用の2ポート2位置方向制御入口弁および出口弁2
53 ギヤ作動装置2/4用の2ポート2位置方向制御入口弁および出口弁2
54 ギヤ作動装置5/7用の2ポート2位置方向制御入口弁および出口弁2
55 ギヤ作動装置6/R用の2ポート2位置方向制御入口弁および出口弁2
HL 自動化された伝動機構の液圧管路
HLR 自動化された伝動機構の液圧系の戻し案内兼補充路
HL1 ダブルアクションピストンの液圧管路1
HL2 ダブルアクションピストンの液圧管路2
HLP ポンプを有する冷却回路の液圧管路
HLK1 ダブルアクションピストンポンプを有する冷却回路の液圧管路1
HLK2 ダブルアクションピストンポンプを有する冷却回路の液圧管路2
LK1 多板クラッチ1
LK2 多板クラッチ2
Claims (27)
- 変速伝動機構であって、
制御ユニットと、
電気モータにより駆動される少なくとも1つのピストン−シリンダ−ユニット(19)と、
を備え、
前記ピストン−シリンダ−ユニット(19)は、ピストン(19d)を有し、液圧管路を介して前記変速伝動機構の複数の変速伝動機構ユニット(25,28,30,33,35,38)に接続されており、前記変速伝動機構ユニット(25,28,30,33,35,38)を作動させ、
前記変速伝動機構ユニットは、少なくとも2つのクラッチユニット(25/C1,28/C2)を有する、
変速伝動機構において、
前記ピストン−シリンダ−ユニット(19)の前記ピストン(19d)は、ダブルアクションピストンとして形成されており、
前記ダブルアクションピストン(19d)は、2つの作業室(19a,19b)を互いに封止しつつ仕切り、
各作業室(19a,19b)は、液圧主管路(HL1,HL2)を介してそれぞれ1つのクラッチ(C1,C2)に接続されており、前記ダブルアクションピストンの少なくとも1つの作業室(19a,19b)または少なくとも1つの液圧中央管路(HL1/HL2)は、切り換え弁(20,22)を介して貯蔵容器(6)に液圧的に接続可能である、
ことを特徴とする変速伝動機構。 - 少なくとも1つのピストン−シリンダ−ユニット(19)の作業室(19a,19b)の少なくとも1つは、液圧管路(HL1,HL2)を介して液圧的に少なくとも1つのギヤ作動装置(30,33,35,38)に接続されており、前記液圧的な接続は、弁(32,37,40,41)により選択的に遮断可能であることを特徴とする、請求項1記載の変速伝動機構。
- 前記液圧主管路(HL1,HL2)は、切り換え弁(31,図2c)を介して互いに液圧的に接続可能であり、前記切り換え弁(31)は、好ましくは、前記切り換え弁(31)のポートでもって、前記ピストン−シリンダ−ユニット(19)の両前記作業室(19a,19b)に通じる液圧式の供給管路に接続されていることを特徴とする、請求項1または2記載の変速伝動機構。
- それぞれの変速伝動機構ユニット、特にクラッチ(25,28)内に蓄えられた圧力を、前記変速伝動機構ユニットから、液圧式のフィード管路および対応する前記液圧主管路(HL1,HL2)内に設けられた開放された前記弁を介して、前記ピストン−シリンダ−ユニットの一方の前記作業室(19a,19b)内に導くことにより、前記圧力は、前記ピストン−シリンダ−ユニットの前記ピストンの駆動をアシストするように使用され、このとき、前記ピストンは、駆動部(1)により他方の前記作業室(19b,19a)を縮小するように駆動され、これにより液圧体積が、他方の前記液圧主管路(HL2,HL1)内に移動される、あるいはこの他方の液圧主管路(HL2,HL1)内で圧力が、増大されることを特徴とする、請求項1から3までのいずれか1項記載の変速伝動機構。
- 前記ピストン(19d)は、両前記作業室(19a,19b)を画定するそれぞれ異なる2つのピストン作用面、特に1.5:1ないし2.5:1の比のピストン作用面を有することを特徴とする、請求項1から4までのいずれか1項記載の変速伝動機構。
- 前記ピストンのそれぞれ異なる前記面(19d,19e)は、高圧時、特にクラッチのスリップ閉ループ制御時にトルクを減じるように使用され、それぞれの前記クラッチ(C1,C2)に割り当てられた前記弁(24,27)は、前記クラッチ内での増圧および/または減圧時、開放されていることを特徴とする、請求項5記載の変速伝動機構。
- 前記ダブルアクションピストン(19d)は、それぞれ異なる大きさの2つの、液圧が作用するピストン面を有し、大きい方の前記ピストン面により画定された前記作業室(34b)を介して、迅速な増圧あるいは体積圧送が実施されることを特徴とする、請求項1から6までのいずれか1項記載の変速伝動機構。
- 切り換え弁(31)を備え、前記切り換え弁(31)は、開放された位置で両前記作業室(34b,34c)を互いに液圧的に接続することができ、その結果、圧力保持のために、またはより高圧時のクラッチ閉ループ制御のために、例えば特により高圧時のマイクロスリップ閉ループ制御時に、前記駆動部(1)は、前記弁(31)が閉鎖されているときよりも小さいモータトルクおよびスピンドル力を提供すれば済むことを特徴とする、請求項1から7までのいずれか1項記載の変速伝動機構。
- 前記減圧が、前記ピストン−シリンダ−ユニット(3)の一方の作業室を介して実施されると同時に、増圧が、前記ピストン−シリンダ−ユニットの他方の前記作業室(19b)を介して実施されるか、または前記作業室(19〜19b)の前記体積が、弁(20,22)を介して弁(20,22)を介して前記貯蔵容器内に圧送され、ひいては減圧のみが実施されることを特徴とする、請求項1から8までのいずれか1項記載の変速伝動機構。
- 前記制御ユニットは、前記変速伝動機構ユニット(25/C1,28/C2,30,33,35,38)の少なくとも1つを作動させるべく、前記電気モータ式の駆動部(1)の動作を制御し、前記駆動部(1)の前記閉ループ制御用の操作量は、前記駆動部(1)の回転角度(φ)、前記駆動部(1)を通流するモータ電流(i)、前記ピストン(3a,19a)のピストンポジション(s)および/またはストローク量(Δs)であり、これにより前記ピストン(3a,19d)は、必要とされる液圧体積を少なくとも1つの変速伝動機構ユニット内に圧送または少なくとも1つの変速伝動機構ユニットから圧送することを特徴とする、請求項1から9までのいずれか1項記載の変速伝動機構。
- 変速伝動機構ユニット(25/C1,28/C2,30,33,35,38)内での前記減圧は、それぞれの前記変速伝動機構ユニット(25,28,30,33,35,38)に割り当てられた前記弁(24,27,32,37,40,41)と、前記液圧主管路(HL1,HL2)を前記貯蔵容器(6)に接続する弁(20,22)との開放により実施されることを特徴とする、請求項1から10までのいずれか1項記載の変速伝動機構。
- 変速伝動機構ユニット(25,28,30,33,35,38)内での前記減圧および/または前記増圧時の圧力閉ループ制御は、それぞれの前記変速伝動機構ユニット(25,28,30,33,35,38)に割り当てられたセンサ(43,42,26,29,31,34,36,39)の信号を用いて実施されることを特徴とする、請求項11記載の変速伝動機構。
- 少なくとも1つのクラッチが冷却媒体により冷却され、前記冷却媒体は、前記駆動部(1)により圧送されるか、または特にポンプ(44)を駆動する別個の駆動部(47)により圧送されることを特徴とする、請求項1から12までのいずれか1項記載の変速伝動機構。
- 別のピストン(50d)を備え、前記別のピストン(50d)は、2つの作業室(50a,50b)を互いに分割しつつ封止し、前記作業室(50a,50b)は、液圧管路(HLK1,HLK2)を介して湿式クラッチ(LK1,LK2)に、前記湿式クラッチ(LK1,LK2)を冷却すべく接続されており、前記作業室(50a,50b)から送出される流体は、前記湿式クラッチ(LK1,LK2)を介して貯蔵容器(51)内に戻り、吸い込み管路とチェック弁(48,49)とを介して前記貯蔵容器(51)から前記作業室内に吸い込まれることを特徴とする、請求項1から13までのいずれか1項記載の変速伝動機構。
- 前記駆動部(1)は、前記別のピストン(50d)を駆動し、特に前記ピストン(19d)は、ピストンロッド(50c)を介して前記別のピストン(50d)に結合、特に剛結されていることを特徴とする、請求項14記載の変速伝動機構。
- ギヤ作動装置を作動させるべく、所定量の液圧媒体(体積開ループ制御)が、前記ギヤ作動装置(30,33,35,38)に割り当てられた前記弁(32,37,40,41)を介して、前記ギヤ作動装置(30,33,35,38)のそれぞれの第1の作業室(30a,33a,35a,38a)内に、一方の作業室(19a,19b)から前記ギヤ作動装置内へと圧送されると同時に、他方の前記作業室(19b,19a)により液圧媒体が受容されるかつ/または弁(20,22)を介して前記貯蔵容器(6)内に放出されることを特徴とする、請求項1から15までのいずれか1項記載の変速伝動機構。
- 前記駆動部(1)のための前記閉ループ制御は、少なくとも1つの特性マップ、特に圧力−体積−特性線の形態の特性マップを使用することを特徴とする、請求項1から16までのいずれか1項記載の変速伝動機構。
- 前記閉ループ制御は、圧力算出用のモデルを使用し、前記モデルは、前記駆動部(1)のための前記操作量を求めるべく、クラッチユニット(25,28)内で適応制御すべき圧力のために前記モータ電流(i)、クラッチばね剛性および任意選択的に前記モータ角度(φ)を考慮することを特徴とする、請求項16または17記載の変速伝動機構。
- 前記変速伝動機構は、少なくとも1つの圧力センサ(41,42,43)を、前記閉ループ制御のための照合用または特に弁(20,22,24,27)を介した前記減圧時のクラッチ圧力の圧力開ループ制御用に有することを特徴とする、請求項1から18までのいずれか1項記載の変速伝動機構。
- 前記液圧管路(HL,HL1,HL2)から少なくとも1つの液圧式のフィード管路(HL7a,HL10a,HL11a,HL25a,HL28a,HL30a,HL33a,HL35a,HL38a)が分岐または前記液圧管路(HL,HL1,HL2)を延長し、前記液圧式のフィード管路(HL7a,HL10a,HL11a,HL25a,HL28a,HL30a,HL33a,HL35a,HL38a)は、前記液圧主管路を変速伝動機構ユニットの1つの第1の前記作業室(7a,10a,11a,25a,28a,30a,33a,35a,38a)に接続し、前記液圧式のフィード管路を選択的に遮断すべく、前記液圧式のフィード管路内に、切り換え可能な弁(9,16,18,24,27,32,37,40,41)、特に2ポート2位置方向制御弁が配置されていることを特徴とする、請求項1から19までのいずれか1項記載の変速伝動機構。
- 変速伝動機構ユニット(25,28,30,33,35,38)の前記第1の作業室(25a,28a,30a,33a,35a,38a)は、液圧式のフィード管路(HL25a,HL28a,HL30a,HL33a,HL35a,HL38a)を介して一方の液圧式の主管路(HL1,HL2)に接続されており、それぞれの前記変速伝動機構ユニット(25,28,30,33,35,38)の第2の作業室(25b,28b,30b,33b,35b,38b)は、別の液圧式のフィード管路(HL25b,HL28b,HL30b,HL33b,HL35b,HL38b)を介して他方の液圧式の主管路(HL1,HL2)に接続されており、一方または両方のフィード管路内に、特に好ましくは、一方のフィード管路内にのみ、切り換え可能な弁が、前記フィード管路を選択的に開放および遮断すべく配置されていることを特徴とする、請求項1から20までのいずれか1項記載の変速伝動機構。
- 少なくとも1つの、好ましくはすべての変速伝動機構ユニット(25,28,30,33,35,38)は、ポジションセンサあるいは位置センサ(26,29,31,34,36,39)を有することを特徴とする、請求項1から21までのいずれか1項記載の変速伝動機構。
- 前記ポジションセンサあるいは位置センサ(26,29,31,34,36,39)の信号は、前記駆動部(1)の前記閉ループ制御のためにならびに/または前記閉ループ制御および/もしくはシミュレーションモデルの校正のために使用されることを特徴とする、請求項22記載の変速伝動機構。
- 変速伝動機構ユニット内での前記減圧は、前記液圧式のフィード管路および前記液圧主管路を介して実施され、前記液圧式のフィード管路内に配置される前記切り換え弁(24,27,32,37,40,41)は、前記ポジションセンサあるいは位置センサ(26,29,31,34,36,39)の信号を評価して前記減圧のために動作が制御される、特に所定の時間の間またはPWMにより開放されることを特徴とする、請求項22または23記載の変速伝動機構。
- 前記ポジションセンサあるいは位置センサ(26,29,31,34,36,39)、特にギヤ作動装置に設けられた前記ポジションセンサあるいは位置センサ(26,29,31,34,36,39)は、離散的に形成されており、特にホールスイッチであり、前記ホールスイッチは、前記閉ループ制御においてギヤ作動装置およびクラッチ作動装置のポジションの検査または漏れ診断のためだけに使用されることを特徴とする、請求項1から24までのいずれか1項記載の変速伝動機構。
- 少なくとも2つの変速伝動機構ユニットは、マルチプレックス運転中、同時に作動され、各変速伝動機構ユニットの作動は、交互に各変速伝動機構ユニットのために行われる複数の小さな部分ステップで実施されることを特徴とする、請求項1から25までのいずれか1項記載の変速伝動機構。
- 前記変速伝動機構は、クラッチ作動装置(25,28)を2つだけ備え、特に純然たる電気車両用のギヤ作動装置なしの2速伝動機構用であることを特徴とする、請求項1から26までのいずれか1項記載の変速伝動機構。
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