自动变速器的液压控制设备和运行液压控制设备的方法

摘要

本发明涉及一种用于机动车的自动变速器的液压控制设备，包括多个具有分别一个离合器缸的可液压操纵的切换元件和至少一个液压切换设备，所述液压切换设备具有压力调节装置，用于调节相应的离合器缸中的压力。在此，所述液压控制设备包括至少一个可切换的节流阀，其中，为一个或多个切换元件分别相配有可切换的节流阀，所述节流阀设置在与该节流阀相配的切换元件和与该切换元件相配的压力调节装置之间。因此，压力调节装置经由可切换的节流阀与切换元件的离合器缸液压连接，其中，可切换的节流阀至少可切换到第一切换位置和第二切换位置中，其中，在第二切换位置中的液压变速器控制装置和切换元件之间的液压阻力大于在第一切换位置中的液压阻力。

说明书

技术领域

本发明涉及一种按照权利要求1的前序部分的用于自动变速器的液压控制设备和一种用于运行按照权利要求10的液压控制设备的方法。

背景技术

在用于机动车的自动变速器中，例如由DE19858541A1已知的那样，传动级通过可液压操纵的切换元件(下面也被称为离合器)调节。离合器能不仅使两个可旋转的元件相互连接而且也能使与变速器壳体不可相对旋转地连接的元件与可旋转的元件连接。在后一种情况中，所述切换元件也被称之为制动器。在此，切换元件构成为摩擦锁合的片式离合器。在DE19858541A1中公开的自动变速器中，可调节用于前进行驶的六个传动级，其中，为了构成每个传动级必须同时闭合三个切换元件。

在已知的自动变速器中，切换元件为了传递转矩的操纵(即闭合)是液压地进行的，也就是说，通过以活塞缸单元形式的操纵装置进行，这些操作装置被加载以压力介质(通常是变速器油)并且将液压能量转换成机械能量。下面也将这种活塞缸单元称为“离合器缸”。由活塞和缸形成离合器压力腔，该离合器压力腔为了操纵切换元件而由处于操纵压力或离合器压力下的变速器油加载。在压力的作用下，活塞通常克服回位弹簧的力而压靠到片组上，由此该片组使两个构件不可相对旋转地相互连接。当下面提及“切换元件的压力加载”时，借此指的是由切换元件所包括的离合器缸或离合器压力腔的压力加载。

压力油由作为压力源的机动的变速器泵输送。操纵压力借助液压变速器控制装置的压力调节装置进行调节。借助液压变速器控制装置或该液压变速器控制装置的压力调节装置，也可将操纵压力降低至环境压力，由此使离合器压力腔变得没有压力并且再没有力作用到活塞上。没有压力的离合器缸也被称为“缺压的”离合器缸。

尤其在摩擦锁合的切换元件中，操纵压力必须在这些切换元件的整个操纵持续时间期间内保持在这样的压力水平上，该压力水平产生切换元件中的摩擦片的为了传递转矩足够的压紧力。

为了减少消耗或降低二氧化碳排放的目的，使用用于运行车辆驱动装置的不同的方法，所述车辆驱动装置包括驱动发动机和变速器。所述驱动发动机通常是内燃机。已知的措施是所谓的起动-停车-运行。

在起动-停车-运行的在DE19961796C1中公开的一种变型方案中，当车辆渐慢行驶并且临近车辆静止状态时，内燃机例如被断开。随着内燃机的切断，变速器泵也停止，使得运行介质的输送或在整个液压系统中的压力产生被中断。由此，可能不再确保在渐慢行驶中旋转的变速器构件的润滑，这可能导致相关构件的磨损或损坏的提高。润滑油供应不足、尤其是在支承位置中的润滑油供应不足可能导致这些支承位置的损坏并且最终导致变速器的故障。出于该原因，在已知的自动变速器中为这种状态设置有附加的辅助压力源，当变速器泵停止时，该辅助压力源可以提供处于压力下的运行介质的体积流量并且因此承担自动变速器的油供应。例如在DE19961796C1中，这种辅助压力源可构成为电驱动的泵。替代的辅助压力源可以是压力存储器，该压力存储器由本申请人的DE102006014756A1已知。辅助压力源的设置不利地意味着成本和重量的明显的耗费并且要求附加的构造空间。此外，正是在使用电驱动的变速器泵的情况下，可能需要软件方面的措施以用于提供针对电驱动的变速器泵发生故障的紧急情况的对策。

发明内容

本发明的任务是，提供一种用于自动变速器的液压控制设备，该液压控制设备在简单的结构构造中确保在内燃机切断时的渐慢行驶的情况下变速器的润滑油供应。尤其应能够省去附加的辅助压力源，例如电驱动的附加泵。

该任务通过权利要求1的特征解决。

因此，用于机动车的自动变速器的液压控制设备包括多个分别具有一个离合器缸的可液压操纵的切换元件，其中，离合器缸使液压能量转换成用于操纵切换元件的机械能量。此外，液压控制设备包括至少一个液压切换设备，所述液压切换设备具有压力调节装置，用于调节相应的离合器缸中的压力。为每个切换元件或该切换元件的离合器缸相配有压力调节装置。液压控制设备由变速器泵供以运行介质的体积流量和液压能量用于产生压力。

按照本发明，液压控制设备包括至少一个可切换的节流阀，其中，为一个或多个切换元件分别相配有可切换的节流阀。可切换的节流阀设置在与该节流阀相配的切换元件和与该切换元件相配的压力调节装置之间，使得相应的压力调节装置经由可切换的节流阀与切换元件的与该压力调节装置相配的离合器缸液压连接。在此，可切换的节流阀至少可切换到第一切换位置和第二切换位置中，其中，液压变速器控制装置和切换元件之间的液压阻力在第二切换位置中比在第一切换位置中大。不同的液压阻力(也被称为“节流”)具有的优点在于，一方面在液压阻力较大的情况下可由于该液压阻力延长压力介质从离合器缸中流出的时间，或者说延长将存在于离合器缸中的离合器压力减少至限定的较低的压力值或环境压力所需要持续的时间。反之，如果在改变传动级时应快速填充离合器缸，那么在第一切换位置中的较小的液压阻力是必需的。第一切换位置也被称为“未节流的切换位置”并且第二切换位置被称为“节流的切换位置”。

在本发明的一种优选的构造方案中可能的是，液压控制设备包括操纵装置，可切换的节流阀能借助该操纵装置在两个切换位置之间进行切换，其中，所述操纵装置构成为，使得在变速器泵静止状态的情况下或在液压变速器控制装置中的与之相关联的压力降低的情况下，可切换的节流阀自动占据第二切换位置或者(当该可切换的节流阀之前已经位于第二切换位置中时)保持在该第二切换位置中。通过使可切换的节流阀自动地转换到节流的切换位置中，有利地在变速器泵静止状态下确保润滑循环的供应。

在一种另外的构造方案中规定，液压变速器控制装置为了润滑油支路的供应而与该润滑油支路连接并且构成为，使得从离合器缸出发经由可切换的节流阀流动到液压切换设备中的油体积能输送给液压控制设备的润滑油支路。在此，可切换的节流阀构成为，使得在第一切换位置中液压阻力尽可能小，并且在第二切换位置中液压阻力如此大，使得在变速器泵静止状态之后、在离合器缸之前已压力加载的情况中，在离合器缸中的离合器压力的减少以及因此运行介质从离合器缸中的流出如此缓慢地在时间上进行，从而在渐慢行驶过程期间有利地确保润滑油支路的供应。

在本发明的一种有利的构造方案中规定，操纵装置构成为控制压力阀，并且可切换的节流阀能借助由控制压力阀切换的液压的控制压力切换到第一切换位置中并且当控制压力低于限定的值时能借助弹簧的力切换到第二切换位置中。

在一种取而代之的构造方案中，可切换的节流阀能借助液压的控制压力切换到第二切换位置中(也被称为“节流的切换位置”)，并且当控制压力低于限定的值时能借助弹簧的力切换到未节流的第一切换位置中。

在本发明的一种构造方案中，多个可切换的节流阀可由仅一个控制压力阀操纵。该解决方案具有构造空间和成本方面的优点。

替代于此地，可为每个可切换的节流阀相配有一个控制压力阀，以用于操纵该节流阀。由此，每个可切换的节流阀可单独地驱控。

在替代于所述操纵装置为控制压力阀的替代方案中，操纵装置可构成为电磁铁，可切换的节流阀能借助该电磁铁通过电磁调节力的作用切换到两个切换位置之中的至少一个切换位置中。

在一种另外的优选的替代方案中可能的是，可切换的节流阀的操纵装置是液压变速器控制装置的系统压力阀，借助该操纵装置可调节要由变速器泵产生的系统压力，其中，控制压力管路与液压变速器控制装置存在有系统压力的管路连接，使得可切换的节流阀能借助系统压力切换到未节流的第一切换位置中，并且当变速器泵停止该变速器泵运行时、当系统压力低于限定的值时能借助弹簧的力切换到节流的第二切换位置中。利用该解决方案，可以节省至少一个单独的控制压力阀，这意味着成本和构造空间方面的优点。

有利的是，自动变速器可具有按照上述构造方案之一的液压控制设备。由此，可在渐慢行驶之前将内燃机切断到临近的静止状态中并且因此降低燃料消耗或减少二氧化碳排放。

可给出一种用于运行液压控制设备的方法，该液压控制设备包括用于可切换的节流阀的作为操纵装置的电磁铁，其中，当借助检测设备确定，变速器泵已进入静止状态和/或在变速器泵的压力侧上所测量的压力低于限定的最小值时，该电磁铁使可切换的节流阀运动到节流的切换位置中。在此，优选的最小值是环境压力或大致等于环境压力的压力。在此，环境压力等于环境的空气压力并且因而大约为1巴。

在此，在一种另外的构造方案中，传感机构是必须的，以便检测变速器泵何时停止该变速器的运行。这可能例如借助检测变速器泵的转速实现或通过测量系统压力实现。

附图说明

在附图中示出并且下面详细说明各实施例。附图如下：

图1示出按照现有技术的液压控制设备的示意图；

图2示出按照本发明的液压控制设备的示意图。

具体实施方式

在图1中，示意性示出用于自动变速器的按照现有技术的液压控制设备。该液压控制设备包括可液压操纵的切换元件10、20、30和40以及液压变速器控制装置1。在液压变速器控制装置1内设置有多个阀装置，这些阀装置构成为液压驱控或电驱控的阀。出于清楚性的原因，与一个切换元件相配的各元件示例性地对于切换元件10示出。

切换元件10具有离合器缸18，所述切换元件能借助该离合器缸由液压的离合器压力p_K操纵。为离合器缸18相配有压力调节装置14，该压力调节装置调节离合器压力p_K。为每个另外的切换元件或该另外的切换元件的离合器缸同样相配有压力调节装置，用于调节相应的离合器压力。

液压变速器控制装置1由变速器泵3经由供应管路4供以运行介质(优选为变速器油)。变速器泵3由内燃机2驱动，该内燃机也用于驱动机动车。

在自动变速器运行的情况下，即在内燃机运转时，变速器泵3产生系统压力p_sys，该系统压力不仅存在于供应管路4中而且也存在于液压变速器控制装置1内的系统压力管路17中并且该系统压力的大小由系统压力阀9调节。因此，系统压力p_sys是在变速器的整个液压系统中的最大压力。

在液压变速器控制装置1内，通过借助不同的阀装置减少系统压力p_sys，来调节不同的所需的压力值。例如压力调节装置14调节离合器压力p_K，该离合器压力对离合器缸18加载并且因此闭合切换元件10以构成传动级。

变速器油由变速器泵3通过吸滤器5从变速器油储备部(也被称为“变速器油池”6)中抽吸出来。在供应管路4的接头7上连接有辅助压力源50并且由此与液压变速器控制装置1连接。在接头7和变速器泵3之间可设置供应管路4中的未示出的止回阀，当辅助压力源50在运行中而变速器泵3停止时，该止回阀阻止运行介质从辅助压力源50朝变速器油池6的方向流经变速器泵3。

压力调节装置14通过系统压力管路17供应，在该系统压力管路中例如存在有由变速器泵3产生的系统压力p_sys。压力调节装置14经由离合器压力管路13与切换元件10的离合器缸18连接，在所述离合器压力管路中存在有由压力调节装置14调节的离合器压力p_K。

离合器压力p_K可借助压力调节装置14在最大值(该最大值等于系统压力p_sys本身)和作为最小值的在切换元件排空时的压力之间变化。由此，切换元件10的离合器缸18通过如下方式排空：离合器压力管路13借助压力调节装置14与存在有环境压力的区域(例如变速器油池6)连接。

在调节液压变速器控制装置1内的阀装置中的压力时，产生具有如下压力水平的体积流量，所述压力水平明显低于系统压力p_sys。阀装置和这些阀装置的通道在液压变速器控制装置内这样设置，使得所述体积流量输送给润滑油支路8。润滑油支路8包括例如支承位置，所述支承位置为了避免磨损而必须被润滑或冷却。

出于减少燃料消耗和因此减少二氧化碳排放的目的，给出限定的方法：要如何运行机动车的驱动系统。一种可能性是，当内燃机不需要驱动机动车时，例如在机动车的静止状态期间或已经在渐慢行驶到静止状态中时，该内燃机切断。通常变速器泵由机动车的驱动机(例如内燃机)驱动，当内燃机切断时，该变速器泵停止。因此，在自动变速器的整个液压系统中的压力降低到环境压力并且不再有体积流量流至润滑油支路。因此，在机动车的渐慢行驶中旋转的构件的支承位置不再得到润滑，从而可能导致变速器损坏。

出于该原因，设置有辅助压力源50，在内燃机切断并且因此变速器泵停止的运行状态中，变速器油从该辅助压力源出发经由供应管路4输送到液压变速器控制装置1中并且因此也到达润滑油支路8中。辅助压力源50可以例如构成为电驱动的泵或构成为液压存储器。这两种构造方案构成明显的成本耗费并且要求附加的构造空间。此外，假如电驱动的泵发生故障时，存在变速器损坏的危险，从而需要高的花费，以便为这种情况提供紧急情况策略。

图2示出按照本发明的液压控制设备的示意图。区别于按照图1的现有技术的液压控制设备，本发明的液压控制设备具有液压变速器控制装置101和可切换的节流阀111。为了简化说明，仅示出可切换的节流阀111，该节流阀与切换元件10相配并且经由离合器压力管路113与切换元件10的离合器缸18连接。在图2的实施例中，在切换元件20和液压变速器控制装置101之间同样设置有可切换的节流阀，其中，理论上可为每个切换元件相配有可切换的节流阀。

在图2的实施例中，在液压变速器控制装置101中，除了用于调节离合器压力p_K的压力调节装置14之外，设置有控制压力阀115用于在至少两个切换位置之间操纵、即切换所述可切换的节流阀111。作为替换，可切换的节流阀的操纵也能以机电的方式借助电磁铁实现。在本实施例中，可切换的节流阀111构成为二位二通阀，因为该节流阀具有两个接头具有并且可在两个切换位置中进行切换。这两个接头之一使可切换的节流阀111与切换元件10的离合器缸18连接。另一个接头使可切换的节流阀111与液压变速器控制装置101或压力调节装置14连接。

在控制压力阀115的第一切换位置中，在液压变速器控制装置101中产生的控制压力p_S(该控制压力例如可以等于系统压力p_sys)通过控制压力管路116对可切换的节流阀111加载，该节流阀克服弹簧112的力切换到第一切换位置中，在该第一切换位置中，可以实现在填充切换元件10时运行介质到切换元件10的离合器缸18中的尽可能无阻碍的流入，以用于切换传动级。可切换的节流阀的第一切换位置也称为“未节流的切换位置”。在此，可切换的节流阀111构成为，使得该节流阀在未节流的切换位置中的穿流阻力尽可能小。在控制压力阀115的第二切换位置中或在变速器泵3静止状态下，控制压力管路116变得没有压力，从而可切换的节流阀111被弹簧112的力移动到第二切换位置中。在该第二切换位置中(也称为“节流的切换位置”)，穿流通过可切换的节流阀111的穿流阻力相比于第一切换位置中的穿流阻力明显提高，也就是说，可切换的节流阀111在节流的切换位置中构成离合器缸18和压力调节装置14之间的节流器或隔板。

控制压力p_S通过控制压力管路116作用到可切换的节流阀111上并且使该节流阀保持在未节流的切换位置中。如果现在机动车即将停止，那么在渐慢行驶中内燃机2切断，由此变速器泵3进入静止状态并且由该变速器泵所产生的系统压力p_sys降低至环境压力的水平。由系统压力p_sys所供给的控制压力p_S随着系统压力下降，从而可切换的节流阀111在弹簧112的作用下运动到节流的切换位置中。基于节流器的穿流阻力，油体积首先被保持在切换的离合器中并且切换元件10的排空以及因此离合器压力p_K的减少在时间上延迟。切换元件通常如开头提到的那样装备有未示出的活塞回位弹簧。在离合器压力管路113中的压力下降到小于通过回位弹簧产生的压力之后，油体积从切换元件10出发经由可切换的节流阀111的节流位置推出到液压变速器控制装置101中。

在一种替代的构造方案中，省去作为用于可切换的节流阀111的操纵装置的控制压力阀115。取代该控制压力阀的是通向操纵装置的系统压力阀9，即通过将控制压力管路116与液压变速器控制装置101的如下管路连接，该管路(例如供应管路4或系统压力管路17)处于由变速器泵3直接产生的系统压力p_sys之下。由此，一旦变速器泵3运行并且因此产生系统压力p_sys，可切换的节流阀111就处于未节流的切换位置中。于是，控制压力p_S等于系统压力p_sys。如果在内燃机2切断时变速器泵3进入静止状态，那么系统压力p_sys降低至环境压力并且可切换的节流阀111在弹簧112的力的作用下运动到节流的切换位置中。

液压变速器控制装置101构成为，使得所述体积能相应地再分配到润滑油支路8中，用于润滑和/或冷却变速器。在自动变速器中，通常如上面描述的那样，多个切换元件参与传动级的构成，其中，可为每个切换元件或为至少多于一个的切换元件设置可切换的节流阀。通过这样的叠加，可以明显提高所存储的体积，所述体积在内燃机静止状态下可供输入到润滑油支路中。

在示出的实施例中，每个可切换的节流阀111由与该节流阀相配的控制压力阀115操纵。但同样可能的是，液压控制设备的所有的可切换的节流阀共同地利用仅一个中央的控制压力阀进行切换。这可能具有构造耗费较少和成本较低的优点。在这两种变型方案中，在内燃机或变速器泵静止状态下，可切换的节流阀在相应的弹簧112的作用下切换到节流的切换位置中。

但是理论上也可能的是，可切换的节流阀111可在对切换元件10进行填充和加载压力之后切换到节流的切换位置中。对于可切换的节流阀的作用不重要的是，该节流阀是在内燃机或变速器泵静止状态下才被置于节流的切换位置中还是已经处于该节流的切换位置中。

液压控制设备可以与包括压力存储器或可切换的体积存储器亦或电驱动的附加泵的变速器组合，由此在发动机起动时，可以进行从节流的切换位置到未节流的切换位置的特别快速的转换，以用于快速地再次填充离合器。可切换的节流阀也能以相反的工作方式构成，也就是说，可切换的节流阀构成为，使得当没有控制压力作用到该节流阀上时，该节流阀处于未节流的切换位置中。这具有功能安全技术方面的优点。然而该构造形式仅在如下情况是有意义的：在发动机静止的状态期间，通过电驱动的附加泵或压力存储器，在油体积从离合器推出的推出时间上保持或产生至少最小的压力，用于控制可切换的节流阀或用于保持在节流的切换位置上。

附图标记列表

1 液压变速器控制装置

2 内燃机

3 变速器泵

4 供应管路

5 吸滤器

6 油池

8 润滑油支路

9 系统压力阀

10切换元件

13离合器压力管路

14压力调节装置

17系统压力管路

18离合器缸

20切换元件

30切换元件

40切换元件

50辅助压力源

101 液压变速器控制装置

111 可切换的节流阀

112 弹簧

113 离合器压力管路

115 控制压力阀

116 控制压力管路

p_K 离合器压力

p_S 控制压力

p_sys 系统压力