專利名稱：用于驅動機動車輛變速器中定位元件的液壓傳動裝置的制作方法
技術領域：
根據(jù)權利要求I前序部分，本發(fā)明涉及到ー種液壓傳動裝置。本發(fā)明尤其涉及用于驅動ー個或多個定位元件的液壓傳動裝置，例如，機動車輛變速器中的傳動裝置變速元件，所述機動車輛變速器的傳動裝置廣泛應用于現(xiàn)代機動車輛中。
背景技術：
所提及的傳動裝置變速元件，通常是帶有或不帶同步裝置的變速叉和變速器套筒，用于自動換擋變速箱(ASG)，雙離合器或多離合器變速器(TCT)以及可分離的功率分離器變速裝置和變速驅動橋。這些部件的驅動是通過電動機械或者液壓驅動的，其中，液壓驅動相對于變速器中的物理配置的優(yōu)勢應歸于執(zhí)行機構的高功率密度。因此，變速叉或變速器套筒可以被直接驅動，并且避免由諸如機械運動傳動機構之類所產(chǎn)生的額外摩擦損耗。 這種變速器的配置相對于電動機械驅動系統(tǒng)還具有適應安裝空間的優(yōu)勢，所述的電動機械驅動系統(tǒng)常常伸出到變速器的外輪廓之外，從而妨礙機動車輛中變速器的安裝。已知的液壓傳動裝置(例如，參見DEA-4309901的圖I ;DE-A_19637001的圖27 ;DE-A-19950443的

圖11F)，通常包括產(chǎn)生或泵送并存儲壓力的単元(所謂的“功率組件”)、給油閥組、傳輸液體的管路、以及執(zhí)行機構或氣缸本身，可選地還包括用于確定變速器元件位置的集成傳感器系統(tǒng)；所述的給油閥組帶有若干可由電動機械驅動的閥，用于把液壓能量分配到各個執(zhí)行機構。機動車輛變速器中的液壓傳動裝置常常通過變速器控制單元或者上位的車輛計算機激活。那種具有存儲單元的液壓傳動裝置的有ー個缺點，就是為了加載所述的存儲單元，壓カ媒介，也就是液壓液體的泵送壓力水平不得不以遠高于執(zhí)行機構實際需要的最高壓力，以便在抽吸了所需要的量之后仍能提供必要的エ作壓力，這造成能量的損失，并且大大地降低了裝置的效率。此外，電磁閥的主要結構為滑閥，由于其緊密的公差間隙，需要高度清潔的流體和強制過濾措施。然而，所用的滑閥有微量的泄漏，經(jīng)過相應的工作周期，這種泄漏導致存儲單元完全卸載，結果是造成首次驅動延遲加載存儲單元的時間。此外，在無變速齒輪驅動的情況下，例如，在高速公路上，需要每隔一定時間給存儲單元再加載，這同樣造成能量的損失。最后，帶有電磁閥的閥組在變速器中占據(jù)大量的安裝空間，這代表著所述的傳動裝置最大的成本因素。最后，ー種來源于EP-A-0706052液壓傳動裝置，用于驅動機動車輛變速器中的傳動裝置變速元件(變速叉)，形成權利要求I前序部分的(圖1)，包括泵，所述的泵有泵送方向可逆的電動泵驅動器(稱之為可逆泵)；雙作用的活塞-氣缸組件，所述的活塞-氣缸組件液壓連接到所述的泵，所述活塞-氣缸組件的活塞以運轉的方式連接至傳動裝置變速元件，以及液壓液體的液體池，液壓液體可以從所述的液體池泵送到活塞-氣缸組件，以便給活塞的ー側或者另ー側液壓加載，從而根據(jù)各自的泵送方向移動所述的傳動裝置變速元件。盡管為了避免使用電動閥在這個液壓傳動裝置中設置獨自液壓激活的閥機構，所述的閥機構位于在活塞-氣缸組件中的活塞(終端)位置，它可以確?；钊系膲亥a償，以便減輕傳動裝置變速元件(變速叉)的受力，即使在這種情況下，這個在先技術被認為是高成本的，因為變速器切換元件關聯(lián)的每個活塞-氣缸組件需要一個單獨的泵。此外，每個泵都必須被適當控制，以便活塞-氣缸組件也可以移動到(空擋)中心位置。發(fā)明目的本發(fā)明的目的是提供一種用于驅動尤其是機動車輛變速器中ー個或多個定位元件的液壓傳動裝置，所述的液壓傳動裝置避免上述缺點，與上述在先技術相比，尤其是顯著提高整體效率并且降低成本。

發(fā)明內容
此目的是通過權利要求I所表示的特征實現(xiàn)的。本發(fā)明的有益的或者方便的改進是權利要求2至9的主題。根據(jù)本發(fā)明，一種用于驅動尤其是機動車輛變速器中至少ー個定位元件的液壓傳·動裝置，包括泵、至少ー個雙作用的活塞-氣缸組件、以及液壓液體的液體池，所述的泵具有泵送方向可以逆轉的電動泵驅動器，所述的活塞-氣缸組件液壓連接到泵和活塞，所述活塞-氣缸組件與所述泵液壓地連接，并且所述活塞-氣缸組件的活塞以運轉的方與式定位元件連接，所述的泵可以把液壓液體從該液體池泵送到活塞-氣缸組件，以便給所述的活塞液壓加載，加載到所述活塞的一側或者另ー側，從而根據(jù)各自的泵送方向移動定位元件，所述的活塞-氣缸組件功能性地聯(lián)接帶有鎖定元件的止動裝置，所述的鎖定元件施以彈簧偏壓保持在鎖定位置，防止所述的定位元件移動，并且所述的鎖定元件可以受到電カ激活的執(zhí)行機構驅動而對抗彈簧偏壓，使鎖定元件從鎖定位置移動到釋放位置，使所述定位元件能夠移動，其中，泵驅動器和執(zhí)行機構電氣連接到控制單元，所述的控制単元協(xié)調泵驅動器和執(zhí)行機構的電カ激活動作。具體而言，泵驅動器和執(zhí)行機構的協(xié)調由控制單元執(zhí)行，首先，(各個)止動裝置的執(zhí)行機構被電カ激活，以便把鎖定元件從防止定位元件在無電流時移動的鎖定位置，移動到釋放位置，從而取消止動裝置引起的定位元件的止動或鎖定。然后，控制單元加電激活泵驅動器，以便根據(jù)需要的泵送方向啟動可逆泵，于是，作用在活塞-氣缸組件的活塞的相應液壓有效工作面上的液壓壓力，引起定位元件按預定的方向移動?，F(xiàn)在，一旦定位元件到達預期位置，控制單元就停止給止動裝置的執(zhí)行機構施加電流，并且關斷泵驅動器，舉例來說，所述的預期位置可以通過活塞-氣缸組件上的行程傳感器檢測到。于是，鎖定元件在彈簧偏壓作用下返回其鎖定位置防止定位元件移動。作為另外一種選擇，控制單元還可以協(xié)調操作泵驅動器和一套或多套止動裝置的執(zhí)行機構，首先相應的執(zhí)行機構被電力激活，以便通過抽回鎖定元件取消定位元件的止動，然后，按照確定的泵送方向操作所述的泵，從而使定位元件開始向預定方向移動，此后，執(zhí)行機構再立刻切換到無電流狀態(tài)，從而彈簧偏壓的鎖定元件自動移動到其鎖定位置或者達到止動目的，其結果是，一旦所有參與動作的部件(鎖定元件/定位元件)移動到其相關位置，所述的泵就被關斷。在這個可選方案中，沒有檢測活塞位置或類似的形式是必要的。顯然，因為僅僅在(各個)定位元件需要移動的時候才給電氣部件供電，這里提出的液壓傳動裝置在能源方面的運作非常有利，同時，在技術硬件上的開銷相當?shù)?，因而是低成本的。幾乎不需要任何形式的存儲單元或滑閥，以及由此帶來的流體潔凈度水平升高，同樣也不需要復雜的泵控制。此外，由于為了開始移動總是必須激活兩個元件，即，泵驅動器和(各個)止動裝置的執(zhí)行機構，有利地増加了安全性以防止錯誤的激活。通過控制單元協(xié)調泵驅動器和(各個)止動裝置的執(zhí)行機構的電カ激活，最終使得類似的有益方式可以進ー步用于定位元件與各個相關的活塞-氣缸組件，使它們能夠被唯一的ー個泵液壓激活，這樣，那些不需要移動的定位元件，受到各自的止動裝置，也就是其中的鎖定元件鎖止，保持在無電流狀態(tài)。一般而言，止動裝置可以配備在各自的定位元件上。然而，根據(jù)各自的安裝要求，所述的止動裝置也可以固定在活塞-氣缸組件上，在這種情況下，所述的鎖定元件與活塞上的鎖定區(qū)段相配合。這種安排在大多數(shù)情況下是首選的，因為節(jié)省了定位元件(例如，變速器套筒)的裝配費用和裝配空間，而這些空間尺寸常常是非常緊湊的。
具體而言，活塞上的鎖定區(qū)段可以由在活塞外周上軸向間隔配置的徑向凹槽形成。這不僅有利于生產(chǎn)エ藝，因為那樣的徑向凹槽可以以簡單的方式形成在活塞上，而且也是因為活塞不必加以保護以防旋轉。在第一可選方案中，在活塞-氣缸組件的活塞，或者至少是多個活塞-氣缸組件之一的活塞的液壓可加載側，可以配置同樣尺寸的有效工作面，所述的有效工作面構成(相應的)活塞-氣缸組件各自的壓カ腔的邊界。在這個可選方案中，為了使(各個)活塞-氣缸組件達到容積平衡而提供補償，也就是，在活塞移動的情況下，導致特定的液壓液體量輸送到兩個壓力腔之一，活塞就把同樣體積的液壓液體轉移到另ー個壓カ腔。因此，不必采取任何預防措施就可以為了補償容積差從液體池吸取液壓液體。反之，在第二可選方案中，活塞-氣缸組件的活塞，或者至少是多個活塞-氣缸組件之一的活塞的液壓可加載側，具有不同尺寸的有效工作面，所述的有效工作面分別構成(相應的)活塞-氣缸組件各自的壓カ腔的邊界，其中，在可逆泵和(各自的)活塞-氣缸組件之間設有可由泵壓カ液壓激活的閥組，用于在活塞移動的情況下確保補償壓力腔之間的容積差，這在能源方面非常有利。這樣，活塞僅需要一個恒定直徑的氣缸導向表面，從所述的活塞的ー側延伸出一個活塞柄，所述的活塞柄通常以運轉的方式連接活塞和定位元件，活塞柄的橫截面使相應的活塞液壓有效工作面減?。慌c此相反，在上述第一個可選方案的情況下，氣缸導向表面通常由不同直徑的兩段組成，因而有兩個行程長度，為的是補償活塞柄的橫截面的“面積”，以便在活塞上獲得同樣面積的有效工作面。如果為了協(xié)調泵驅動器和執(zhí)行機構的電カ激活和/或為了其他目的而需要行程信息，那么，(各個)活塞-氣缸組件可以包含用于檢測活塞位置的傳感器裝置，優(yōu)選地，設置在氣缸罩売上的傳感器和附著在活塞上的信號元件。然而，作為另ー種可選方案，那樣傳感器裝置也可以配置在定位元件上。此外，所提供的可電カ激活的執(zhí)行機構可以是電磁執(zhí)行機構，其中，所述的控制單元可以檢測所述執(zhí)行機構的電感量，以便確定鎖定元件的位置。因此，可以通過概念上簡單的模式和方式獲得(各個)鎖定元件相關的位置信息。在這一點上，前述的活塞外周上的徑向凹槽可以有不同的凹槽深度，以便于通過控制単元檢測電磁執(zhí)行機構的電感量，也就能夠確定氣缸罩殼內的活塞的位置軸向。最后，進ー步根據(jù)本發(fā)明的概念，如果要驅動多個定位元件，例如，用于機動車輛的多檔位自動換擋變速箱(AST)的變速叉或變速器套筒，可以配置多個雙作用的活塞-氣缸組件，所述活塞-氣缸組件的活塞分別以運轉的方式連接到各自的定位元件，其中，各個活塞-氣缸組件便利地以并行方式液壓連接到僅有的一個泵。附圖簡要說明以下將通過優(yōu)選的實施例，結合所附示意圖對本發(fā)明進行更詳細的說明，在附圖中，相同的標號表不同樣的或者對應的部件，彈性部件大部分簡化表不為未變形狀態(tài)，其中圖I所示為用于驅動機動車輛變速器中的定位元件的液壓傳動裝置的電路圖，僅有一個活塞-氣缸組件，所述的活塞-氣缸組件設有止動裝置，集成在變速器殼體中，作為根據(jù)本發(fā)明的第一實施例；
圖2所示為圖I中的細節(jié)部分II的放大圖，圖示了止動裝置的鎖定元件如何與活塞-氣缸組件的活塞上的鎖定區(qū)段相配合，所述的鎖定區(qū)段由在活塞外周軸向間隔配置的具有不同的凹槽深度的徑向凹槽形成；圖3所示為根據(jù)第一實施例的液壓傳動裝置的變體的電路圖，在圖中，活塞外周的徑向凹槽具有相同的深度，另外設置了用于檢測活塞位置的傳感器裝置；圖4所示為用于驅動機動車輛變速器中的多個定位元件的液壓傳動裝置的電路圖，具有相應數(shù)量的活塞-氣缸組件，所述的活塞-氣缸組件以并行方式液壓連接到単一的泵，作為根據(jù)本發(fā)明的第二實施例；圖5所示為僅有一個活塞-氣缸組件的液壓傳動裝置的電路圖，用于驅動機動車輛變速器中的定位元件(帶有變速叉的變速叉桿)，其中，與先前的實施例相比，止動裝置設置在定位元件上，作為根據(jù)本發(fā)明的第三實施例；圖6所示為僅有一個活塞-氣缸組件的液壓傳動裝置的電路圖，用于驅動機動車輛變速器中定位元件(帶有變速叉的變速叉桿)，止動裝置設置在所述的定位元件上，其中，與先前的實施例相比，活塞-氣缸組件的活塞具有兩個不同尺寸的有效工作面，在泵和活塞-氣缸組件之間連接的閥組用于在活塞移動的情況下補償活塞-氣缸組件的壓カ腔之間的容積差，作為根據(jù)本發(fā)明的第四實施例。在這些圖中，以及在以下的描述中，已經(jīng)省略了對被驅動的定位元件的詳細圖解或說明，因為這些元件及其功能是專業(yè)人員所熟知的，對其進行解釋對于理解本發(fā)明顯然沒有必要。實施例的詳細說明在圖I中，標號10通常表示用于驅動機動車輛變速器中的定位元件(圖中未顯示)的液壓傳動裝置，所述的定位元件的例子是帶有變速叉或者變速套筒的變速叉桿，在圖I中僅局部示意性地表示為變速器殼體12，在所給的例子中，該變速器殼體分為多個部分。以下將進ー步詳細描述，所述的液壓傳動裝置10包括泵14、雙作用的活塞-氣缸組件16、以及液壓液體的液體池20，所述的泵14有泵送方向(圖I中的雙向箭頭R)可以逆轉的電動泵驅動器M (故稱為可逆泵)，所述的活塞-氣缸組件與泵14液壓地連接，并且所述活塞-氣缸組件的活塞18以運轉的方式與定位元件連接，所述的泵14可以把液壓液體從該液體池泵送到活塞-氣缸組件16，以便給所述的活塞液壓加載，加載到所述活塞18的ー側(有效工作面22)或者另ー側(有效工作面24)，從而根據(jù)各自的泵送方向R移動定位元件。值得注意的是，在所給的例子中，所述的活塞-氣缸組件16功能性地并且也是物理性地聯(lián)接帶有鎖定元件28的止動裝置26，所述的鎖定元件施以彈簧偏壓保持在鎖定位置，例如，借助于螺旋壓縮彈簧30 (如圖I所示)，防止所述的定位元件移動，所述的鎖定元件可以受到電カ激活的執(zhí)行機構32驅動，優(yōu)選為電磁執(zhí)行機構，而對抗彈簧偏壓，使鎖定元件從鎖定位置移動到釋放位置，以便允許或者使能所述定位元件的移動。具體而言，所述的泵驅動器M和執(zhí)行機構32電氣(供電電纜34)連接到控制單元ECU，所述的控制單元適當?shù)貐f(xié)調所述的泵驅動器M和所述的執(zhí)行機構32的電カ激活動作，如本發(fā)明的簡要說明部分已經(jīng)簡略描述的。所述的泵14有兩個液壓連接端36、38，取決于所述的控制単元E⑶所選擇或者確定的泵送方向，一個連接構成泵入口(吸入管接ロ)，由此吸入或饋送液壓液體，另ー個連接構成泵出口(壓カ管接ロ)，由此送出加壓的液壓液體。這里討論泵的類型，例如，齒輪泵，滾子泵，葉片泵和徑向或軸向活塞泵。對于目前的應用，如果所述的泵14實現(xiàn)為恒流泵就足夠了，對應于泵驅動器M的預定的轉速，所述的恒流泵提供恒定的流量。所述的泵驅動器M可以隨意控制轉速，以便能夠改變，舉例來說，定位元件的給定速度。泵驅動器M通過供電·電纜34供電或者激活，所述的供電電纜在圖I中用虛線表示，與所述的控制単元ECU建立電氣連接。泵14的液壓連接端36、38分別經(jīng)由吸入管路40、42連接到液體池20，在所述的吸入管路中連接有阻止流向液體池20方向的單向閥44、46。所述的單向閥44、46可以被偏置到液體池20方向的阻斷位；但是，這一點并未顯示在附圖中。此外，保證與活塞-氣缸組件16建立液壓連接的壓カ管路48、50分別連接到液壓連接端36、38。從某種程度上說，對于專業(yè)人員而言是顯而易見是，舉例來說，如果圖I中的泵14以順時針方向的泵送方向R運轉，泵14經(jīng)由液壓連接端36，從壓カ管路48，并且在所給的例子中，經(jīng)由單向閥44和吸入管路40從液體池20吸入液壓液體。然而，泵14經(jīng)由它的另ー液壓連接端38，在壓カ管路50中輸送加壓的液壓液體。具體而言，單向閥46防止壓カ衰減或者防止液壓液體回流到液體池20。在類似的方式，如果圖I中的泵14以逆時針方向的泵送方向R運轉，壓カ管路50的壓カ釋放而壓カ管路48承受壓力，其中，圖I中的液壓液體從泵14的右側輸送或者傳遞到泵14的左側。壓カ管路48、50分別通向活塞-氣缸組件16的控制管或壓カ管接ロ 52、54。壓カ管接ロ 52、54在圖I中示意性地簡化表達為變速器殼體12中的通道，在圖示的實施例中，所述的壓カ管接ロ與兩個嵌套件56、58 —起，形成活塞-氣缸組件16的汽缸內腔60，汽缸內腔中的活塞18把兩個壓力腔62、64互相分隔開。嵌套件56、58，最好是用諸如聚鄰苯ニ甲酰胺(polyphtalamide, PPA)之類的塑料材料，以及預定的玻璃纖維含量，例如50%，用噴射造型法制成，所述嵌套件緊密插入變速器殼體12的相關聯(lián)的階梯孔66、68，在該實施例中，所述的嵌套件56、58中的ー個，固定套接在另ー個上。在嵌套件56、58外周的箍套、凸臺、凹槽或類似結構，在這個例子中形成O型圈70的接納部位，所述的O型圈與變速器殼體12的階梯孔66、68的內壁表面配合，以便實現(xiàn)活塞-氣缸組件16相對外部環(huán)境的靜態(tài)密封。反之，在圖I左側的嵌套件56實質上是套筒和軸承形狀的，其左端面頂靠在變速器殼體12的階梯孔66的凸臺上，在圖I右側的嵌套件58實質上是大ロ燒杯形的，有夾套段72、底座段74和延伸段76 ;所述的底座段74靠近圖I右側，嵌套件58通過底座段，固定在變速器殼體12的階梯孔66的凸臺上，本質上是中空圓柱形的延伸段76，同樣是在圖I右側與底座段74相連。在圖I左側的壓力管接ロ 52的開ロ，近似直接進入到嵌套件56內部的壓カ腔62。反之，在圖I右側的壓力管接ロ 54的開ロ，進入環(huán)形腔78，所述的環(huán)形腔環(huán)繞著嵌套件58的底座段74，其外邊界受限于變速器殼體12，其內邊界受限于嵌套件58，而其兩側邊界受限于中間配置的O型圈70。這個環(huán)形腔78與壓カ腔64之間，設置經(jīng)由嵌套件58的底座段74的若干個通道80的流體連接，這些通道均勻分布在嵌套件58的周圍(參見顯示在圖4上部、但未在剖視圖中顯示的活塞-氣缸組件16的相關內容?；钊?氣缸組件16的活塞18是帶有活塞部82和活塞柄84的帶柄活塞，同樣最好是用諸如polyphtalamide (PPA)之類的塑料材料，以及預定的玻璃纖維含量，例如50%,用噴射造型法制成，所述的帶柄活塞配有連續(xù)貫穿的階梯孔86。階梯孔86以其本身已知的方式用于液壓密封，以及變速叉桿產(chǎn)生的軸向耐拉カ和耐壓カ反應，所述的變速叉桿未顯示在圖I中，但在圖5和圖6中用標號88表示。在安裝了變速叉桿的狀態(tài)，在圖I中，變速叉桿在靠近活塞部82的末端的位置終止，它緊密液壓封閉或者與壓カ腔62鄰接，而在圖I中，它向右伸出投影到活塞柄84的末端之外，到達其伸出端，例如，圖5和圖6中的90所表示的變速叉。在外周側，活塞柄84可替換地導入到滑套92中，滑套92又固定在嵌套件58的延伸段76內。在滑套92和固定在在嵌套件58的底座段74的定位環(huán)94之間設置密封元件96，在圖示的實施例中，它本身是公知的帶槽的環(huán)，所述的密封元件96與活塞柄84的外周表面98配合，以便向圖I右側動態(tài)密封壓カ腔64?；钊?2，相比之下其直徑大于活塞柄84，在其縱向的兩個末端的外周側，分別設有徑向凹槽，用于容納各自的密封元件100或102，在圖示的實施例中，所述的密封元件本身也是公知的帶槽的環(huán)。在該例中，圖I左側的密封元件100與嵌套件56的內圓周表面配合，以便向圖I右側動態(tài)密封壓カ腔62，所述的壓力腔62以活塞18 (和)變速叉桿(圖中未顯示)為界。與此相反，圖I右側的活塞部82上的密封元件102，與嵌套件58的夾套段72的內圓周表面106配合，以便向圖I左側動態(tài)密封壓カ腔64。在密封元件100和102之間的汽缸內腔60的無壓カ區(qū)域中，在活塞18上形成若干個鎖定區(qū)段，這些鎖定區(qū)段與止動裝置26的鎖定元件28相配合，在圖示的實施例中，所述的止動裝置26固定在活塞-氣缸組件16上，參見以下更詳細的說明。在這一點上，還要提及的是，在活塞上的鎖定區(qū)段是環(huán)繞的徑向凹槽108、110和112 (見圖2)，所述的徑向凹槽沿軸向互相隔開，形成在活塞18的活塞部82的外周。在這個實施例中，在活塞18的兩個液壓可加載側，配置兩個同樣尺寸的有效工作面22、24，所述的有效工作面構成活塞-氣缸組件16的壓カ腔62、64的邊界。這是把嵌套件56、58的內圓周表面104、106的直徑Dltl4、Dltl6之差，與活塞18的活塞柄84之外周表面98的直徑D98互相協(xié)調實現(xiàn)的。更準確地說，取決于活塞柄84的外周表面98的直徑D98,所述的外周表面98與密封元件96配合，選擇嵌套件58中的內圓周表面106的直徑Dltl6, 使其大于嵌套件56中的內圓周表面104的直徑Dltl4，兩者的差值使壓力腔62的圓截面積與壓カ腔64的環(huán)形截面積一致,所述的內圓周表面106與密封元件102配合,所述的內圓周表面104與密封元件100配合，所述壓カ腔62的圓截面積(=圖I中活塞18左側的有效エ作面22)以內圓周表面104為邊界，所述壓カ腔64的環(huán)形截面積(=圖I中活塞18右側的有效工作面24)以外周表面98和內圓周表面106為邊界。重要的是，總是要提供補償使活塞-氣缸組件16達到容積平衡，舉例來說，也就是，如果活塞18向圖I右側移動，把一定體積的液壓液體通過壓カ管接ロ 52輸送到壓カ腔62，活塞18就把同樣體積的液壓液體通過通道18、環(huán)形腔78和壓カ管接ロ 54轉移到壓カ腔64，反之亦然。止動裝置26包括罩殼114，在圖示的實施例中，所述的罩殼以適當?shù)姆绞礁街交钊?氣缸組件16的嵌套件58的外周圍。執(zhí)行機構32的電磁線圈116收納在罩殼114中，至少局部同心環(huán)繞著鐵磁體鎖定元件28，所述的鎖定元件在這里起到電磁驅動器的動鐵芯的作用?？商鎿Q的鎖定元件28以類似活塞的方式在電磁線圈116里，穿過缺ロ 118、120 (見圖2)嚙合，所述的缺ロ 118、120形成在罩殼114或者嵌套件58中，更準確地說是在夾套段72中，缺ロ 118、120互相對齊，以便止動凸塊122能夠與活塞部82中的徑向凹槽108，110，112嚙合，所述的止動凸塊122設置在圖I中的鎖定元件28的下端，所述的止動凸塊122的截面朝其自由端形成輕微的錐度。在圖I中的鎖定元件28的上端，設有用于承載ー個螺旋壓縮彈簧30的開孔124，所述的螺旋壓縮彈簧從鎖定元件28伸出，支撐在罩殼 114上。最后，電磁線圈116通過供電電纜34供電，所述的供電電纜在圖I中用虛線表示，與所述的控制単元E⑶建立電氣連接。顯然，螺旋壓縮彈簧30試圖推動鎖定元件28伸出止動裝置26的罩殼114，使電磁線圈116無電流狀態(tài)時，憑借彈簧力，止動裝置122保持在與活塞部82上的徑向凹槽108、110、112之ー嚙合。通過機械制造過程中的精確耦合，防止活塞18脫離活塞-氣缸組件16，即使在壓カ腔62、64之一承受壓カ負荷的情況下。與此相反，如果電磁線圈116導電，則產(chǎn)生的磁力吸引鎖定元件28對抗螺旋壓縮彈簧30的弾力，使所述的彈簧沿實質上垂直于活塞18移動方向退回到罩殼114中，在這種情況下，止動凸塊122脫離所述的徑向凹槽108、110或112?；钊?8 (以及以運轉的方式連接至活塞18的定位元件)可以因相應的壓力腔62或64的壓カ負荷而移動。止動裝置26的各個(釋放或止動)位,也就是鎖定元件28相對于止動裝置26的罩殼114的位置，可以被控制単元E⑶通過執(zhí)行機構32的電感量間接檢測到，當鎖定元件28相對于罩殼114移動時，所述電感量的變化取決于瞬時氣隙，也就是鎖定元件28與罩殼114上靠近螺旋壓縮彈簧30的區(qū)域之間的間隙。在圖示的實施例中，活塞部82上設有三個徑向凹槽108、110、112，所述徑向凹槽在活塞18上的軸向位置和相互間隔，限定以運轉的方式連接到活塞18的定位元件的特定位置。如果圖I和圖2所示的止動凸塊122設置為與中間的徑向凹槽110嚙合，舉例來說，這就定義定位元件的空檔位置，在自動換擋變速箱(ASG)的情況下，例如，在第一和第三檔位之間的變速套筒位置，在這種情況下，沒有齒輪處于嚙合狀態(tài)。與此相反，如果止動凸塊122與徑向凹槽108或112鎖定，在ASG的情況下，這就定義了定位元件的一個單獨的界限位置，例如，變速套筒位置嚙合于第一或第三檔位。根據(jù)圖I和圖2所示的實施例的另外ー特征是，在活塞18周圍的徑向凹槽108、110、112有不同的凹槽深度，尤其是在圖2中可以很容易地看到。如果止動凸塊122設置為與徑向凹槽108、110、112之ー嚙合，那么，鎖定元件28伸出止動裝置26的罩殼114的程度較大或者較小，取決于各個徑向凹槽的深度，所述的徑向凹槽在執(zhí)行機構32上產(chǎn)生不同的氣隙。因此，控制単元ECU通過檢測執(zhí)行機構32的電感量，也可以間接判斷活塞18在(尤其是)嵌套件56、58形成的氣缸罩殼中的軸向位置。結果，可以獲得與定位元件的各個位置相關的可選的附加位置信息。例如，下列操作也可以通過前述的液壓傳動裝置10執(zhí)行，其中，控制單元E⑶適時地激活、并且協(xié)調電動泵驅動器M和止動裝置26的電磁執(zhí)行機構32。如果定位元件要從預定位置移開，在這個實施例中，所述的預定位置是通過執(zhí)行機構32的電感量(間接)得知，如上所述，例如，如圖I和圖2所示的中心位置，那么，首先要通過控制単元ECU給止動裝置26的執(zhí)行機構32施加電流。其結果是，鎖定元件28在磁力作用下抵抗螺旋壓縮彈簧30的弾力而縮回，在這種情況下，止動凸塊122脫離活塞18的各個徑向凹槽110 (這里是中心凹槽)，從而釋放止動裝置?，F(xiàn)在，通過控制単元E⑶給泵驅動器M施加電流，于是，泵14按照需要的泵送方向R啟動，所述的泵送方向是實現(xiàn)預期的定位移動方向所必需的，例如，在圖I中泵送方向R是從泵14的右側到泵14的左側。因此，壓力腔62出現(xiàn)液壓負荷，圖I中的活塞18因而向右側移動。在活塞18經(jīng)歷短的移動行程之 后，可以切斷給執(zhí)行機構32的供電，以便使螺旋壓縮彈簧30試圖向下推動圖I中的鎖定元件28。一旦與鎖定元件28相關的活塞18到位，止動凸塊122就能滑入徑向凹槽108。現(xiàn)在，切斷泵驅動器M的電源，系統(tǒng)就再次處于完全無電流狀態(tài)。顯然，活塞18可以按照這種模式和方式從ー個止動位置移動到下一個止動位置。如果定位元件要從ー個末端位置直接移動到另ー個末端位置，也就是不移動到中心位置或空檔位置，施加到執(zhí)行機構32的電流可以維持一段較長的時間，在止動凸塊122嚙合到處于各自末端位置的徑向凹槽108或112之前，這段時間使得活塞18上的中間的徑向凹槽110 “越過”可伸縮的止動凸塊122而不將其止動。以下將參考圖3對前述實施例的變型加以說明，說明的范圍僅限于兩者之間的差異。作為簡化的說明，圖3中省略了變速器殼體112部分的描述。在圖3所示的變型中，在活塞18外周的徑向凹槽108、110、112的凹槽深度沒有差異，而是恰恰相反，都加工成同樣的深度。為此目的，活塞-氣缸組件16包括傳感器裝置126，用于檢測活塞-氣缸組件16中的活塞18的各個位置，在氣缸罩売上，更準確地說，是在活塞-氣缸組件16的嵌套件58的外周上，適當?shù)嘏渲冒惭b一個傳感器128，例如，本身已眾所周知的霍爾傳感器，在活塞18上適當?shù)嘏渲冒惭b信號元件130，例如，塊狀永久磁鐵，在圖示的實施例中，置于活塞部82上的徑向凹槽108和110之間。所述的傳感器128通過信號電纜132連接到控制單元E⑶。在這個實施例中，當這個系統(tǒng)處于無電流狀態(tài)時，止動裝置26的鎖定元件28上的止動凸塊122，在螺旋壓縮彈簧30的彈カ的作用下，同樣也傾向于嚙合到活塞18上的徑向凹槽108、110、112，從而防止活塞18的移動。如果通過控制單元E⑶給止動裝置26的執(zhí)行機構32施加電流，電磁線圈116就沿著圖3中向上的方向拉回鎖定元件28，釋放止動裝置，也就是說，使止動凸塊122脫離活塞18的各個徑向凹槽108、110或112?？刂茊卧狤⑶立刻控制泵驅動器M，于是，受到壓カ負載的活塞18沿預期的定位方向移動，所述的定位方向取決于預定的泵送方向R。在此情況下，活塞18的各個位置是通過傳感器裝置126確定的，所述的傳感器128相對于活塞-氣缸組件16是靜止的，所述的傳感器裝置檢測信號元件130相對于傳感器128的各個相關位置。在活塞18到達預期的止動位置之前的瞬間，控制単元ECU停止給電磁線圈116供電，于是，由于螺旋壓縮彈簧30的弾力，鎖定元件28試圖向前，也就是圖3中的向下方向移動。一旦活塞部82上的相應徑向凹槽108、110或112隨著活塞的進ー步移動對準了鎖定元件28的止動凸塊122，止動凸塊122就滑入所述的徑向凹槽，以便沿軸向固定活塞18。最后，控制單元ECU切斷泵驅動器M的電源。液壓傳動裝置10的另ー實施例可以從圖4推知，與前述實施例相比，該實施例配置若干個雙作用的活塞-氣缸組件16 (這里是三個)，所述的活塞-氣缸組件的活塞18分別配置為以運轉的方式連接到各自的定位元件(圖中未顯示)。作為簡化的說明，圖4中再次省略了安裝活塞-氣缸組件16的變速器殼體部分的描述，僅僅對用于檢測各自的活塞位置或定位元件位置的傳感器裝置加以說明。根據(jù)圖4，通向圖4上部的(第一)活塞-氣缸組件16的壓カ管路48，50，分支成為連接管路134、136，液壓連接到新增的活塞-氣缸組件16的壓カ管接ロ 52、54，以便液壓操作并聯(lián)連接到單ー的泵14的所有的活塞-氣缸組件16。 顯然，控制単元ECU通過給止動裝置26供電，取消與某個特定定位元件相關的活塞-氣缸組件16上的活塞鎖止，并且按照特定的泵送方向R接通泵14，這個特定定位元件就可以按照預期的定位方向移動，同時，通過功能上與其相關聯(lián)的止動裝置26，新增的活塞-氣缸組件16的活塞18保持無電流狀態(tài)。通過這種供電方式，同時給相應的止動裝置26和泵驅動器M供電，受到壓カ負載、已取消鎖止的活塞18隨之按照同樣的定位方向移動，就可以按照同樣的定位方向同時移動數(shù)個定位元件。圖5展示了液壓傳動裝置10的另外ー個實施例，這里也有與關于圖4的論述相類似的簡化，該實施例與前述實施例的本質區(qū)別在干，所述的止動裝置26不是設置在活塞-氣缸組件16上，而是在實際的定位元件上，這里，所述的定位元件附有變速叉90的變速叉桿88，該實施例減少了活塞-氣缸組件16所需要的安裝空間。具體而言，變速叉桿88設置在徑向凹槽138、140、142的外周圍，所述的徑向凹槽按照描述的模式和方式與止動裝置26的鎖定元件28上的止動凸塊122配合，可以選擇令電磁線圈116無電流而鎖止，從而約束定位元件，進而約束活塞-氣缸組件16的活塞18，或者通過給止動裝置26供電取消鎖止狀態(tài)而釋放它。最后，圖6還展示了液壓傳動裝置10的另外ー個實施例，與先前的幾幅圖相比，圖6更大程度上是原理示意圖，該實施例與前述實施例的本質區(qū)別在于，在活塞18的可液壓加載側具有不同尺寸的有效工作面22、24，所述的有效工作面22、24分別構成活塞-氣缸組件16的獨立壓カ腔62或64的邊界。在此情況下，在活塞18的外周圍僅有ー個密封元件144，與活塞-氣缸組件16僅有的ー個氣缸導向表面146配合，以便使壓カ腔62和64互相液壓隔離，這與前述實施例相比，顯著地縮短了活塞-氣缸組件16。在活塞18移動的情況下，為了確保補償壓力腔62、64之間的容積差，在泵14和活塞-氣缸組件16之間設有ー個可由泵壓カ液壓激活的閥組148，所述的容積差起因于不同尺寸的液壓有效工作面22、24對應于同樣的活塞行程。在圖示的實施例中，這個閥組148包括兩個壓力控制的二位二通閥(2-2-wayvalve) 150、152,以及兩個孔徑元件(aperture) 154、156,所述的二位二通閥被彈簧偏壓在流通零位。第一個二位二通閥150連接在壓カ管路48、50之間的連接管路158中，而第二個二位二通閥152置于來自泵14的壓カ管路50中，位于連接管路158之前?？讖皆?54置于來自泵14的壓カ管路48中，位于連接管路158之前，而孔徑元件156連接在泵14的液壓連接端38和第二個二位二通閥152之間的壓カ管路50中。一條控制管路160連接在泵14的液壓連接端36和孔徑元件154之間的壓カ管路48上，通向壓カ管路50中的第二個二位二通閥152，以便其可由來源于壓カ管路48的壓カ液壓激活。同樣，一條控制管路162連接在泵14的液壓連接端38和孔徑元件156之間的壓カ管路50上，通向壓カ管路158中的第一個二位二通閥150，以便其可由來源于壓カ管路50的壓カ液壓激活?？梢栽趬亥苈?0中的同樣的位置設置ー個在朝泵14的方向阻斷的單向閥(圖中未顯示)，取代通過控制管路160激活，并且可選地與孔徑元件156結合的二位二通閥152。于是，在壓カ管路48中的孔徑元件也就成為多余的。這個回路的運作過程如下如果泵14按照逆時針的泵送方向R轉動，由于孔徑元件154的結果,在壓カ管路48中產(chǎn)生回壓(back-pressure),通過控制管路160傳遞給二位二通閥152并使其關閉。然而，二位二通閥150保持打開，所以，由于經(jīng)由連接管路158的液壓連接的結果，活塞18的兩個有效工作面22、24被同樣地施加壓カ負荷。由于圖I中的 活塞18左側的有效工作面22較大，活塞18向圖I的右側移動，顯然，這里假設已經(jīng)通過給止動裝置26供電取消了變速叉桿88的鎖止。在這種情況下，從環(huán)形壓カ腔64 (右手側)轉移的液壓液體量被用于填充圓柱壓力腔62 (左手側)；仍然缺少的液壓液體量由泵14經(jīng)由單向閥46從液體池20饋送。與此相反，如果泵驅動器M受控制単元ECU控制，使得泵14按照圖6中的順時針的泵送方向R輸送液壓液體，由于孔徑元件156的結果，在壓カ管路50中產(chǎn)生回壓。這個回壓通過控制管路162，傳達給連接管路158中的二位二通閥150并使其關閉。然而，在壓力管路50中的二位二通閥152保持打開。于是，活塞-氣缸組件16的環(huán)形壓力腔64連接到泵14的液流壓カ區(qū)(液壓連接端38)，并且與泵14的液流吸力區(qū)(液壓連接端36)隔離。與此相反，活塞-氣缸組件16的圓柱壓力腔62連接到泵14的液流吸力區(qū)(液壓連接端36)。由于作用在活塞18上的壓カ差，導致活塞18向圖6左側移動，顯然，這里假設變速叉桿88已被加電的止動裝置26解鎖。本發(fā)明公開了ー種尤其是在機動車輛變速器中用于驅動至少ー個定位元件的液壓傳動裝置，包括泵、至少ー個與其連接的雙作用的活塞-氣缸組件、以及液壓液體的液體池，所述的泵具有泵送方向可逆的電動泵驅動器，所述活塞-氣缸組件的活塞以運轉的方式連接至定位元件，液壓液體可以從所述的液體池泵送到活塞-氣缸組件，以便給活塞的一或側者另ー側液壓加載，從而根據(jù)各自的泵送方向移動定位元件。具體而言，所述的活塞-氣缸組件功能性地聯(lián)接帶有鎖定元件的止動裝置，所述的鎖定元件被施以彈簧偏壓保持在鎖定位置，防止所述的定位元件移動，并且所述的鎖定元件受到可電カ激活的執(zhí)行機構驅動，從鎖定位置移動到允許定位元件移動的釋放位置。此外，泵驅動器和執(zhí)行機構電氣連接到控制單元，所述的控制單元協(xié)調這些部件的電カ激活動作。結果，驅動定位元件可以低成本地達到高水平的整體效率。標號列表10液壓傳動裝置12變速器殼體14 泵16活塞-氣缸組件
18活塞20液體池22有效工作面24有效工作面26止動裝置28鎖定元件30螺旋壓縮彈簧32執(zhí)行機構·34供電電纜36液壓連接38液壓連接40吸入管路42吸入管路44單向閥46單向閥48壓カ管路50壓カ管路52壓カ管接ロ54壓カ管接ロ56嵌套件58嵌套件60汽缸內腔62壓カ腔64壓カ腔66階梯孔68階梯孔70O 型圈72夾套段74底座段76延伸段78環(huán)形腔80通道82活塞部84活塞柄86階梯孔88變速叉桿90變速叉92滑套94定位環(huán)
96密封元件98外周表面100密封元件102密封元件104內圓周表面106內圓周表面 108徑向凹槽110徑向凹槽112徑向凹槽114罩殼116電磁線圈118缺ロ120缺ロ122止動凸塊124開孔126傳感器裝置128傳感器130信號元件132信號電纜134連接管路136連接管路138徑向凹槽140徑向凹槽142徑向凹槽144密封元件146氣缸導向表面148閥組150二位二通閥152二位二通閥154孔徑元件156孔徑兀件158連接管路160控制管路162控制管路D直徑ECU控制單元M電動泵驅動器R泵送方向。
權利要求
1.液壓傳動裝置(10)，尤其是用于驅動機動車輛變速器中的ー個或多個定位元件(88、90)，包括泵(14)、至少ー個雙作用的活塞-氣缸組件(16)、以及液壓液體的液體池(20);所述的泵(14)具有泵送方向(R)可逆的電動泵驅動器(M)，所述活塞-氣缸組件(16)與所述泵(14)液壓地連接，并且所述活塞-氣缸組件(16)的活塞(18)以運轉的方式與定位元件(88、90)連接，液壓液體可以從所述的液體池被泵(14)輸送到活塞-氣缸組件，以便給活塞(18)的ー側(有效工作面22)或者另ー側(有效工作面24)液壓加載，從而根據(jù)各自的泵送方向(R)移動定位元件(88、90)，其特征在干，所述的活塞-氣缸組件(16)功能性地聯(lián)接帶有鎖定元件(28)的止動裝置(26)，所述的鎖定元件被施以彈簧偏壓保持在鎖定位置，防止所述的定位元件(88、90)移動，并且所述的鎖定元件受到可電カ激活的執(zhí)行機構(32)驅動而對抗彈簧偏壓，從鎖定位置移動到允許定位元件(88、90)移動的釋放位置，其中，泵驅動器(M)和執(zhí)行機構(32)電氣連接到控制單元(E⑶)，所述的控制単元協(xié)調泵驅動器(M)和執(zhí)行機構(32)的電カ激活動作。
2.根據(jù)權利要求I的傳動裝置(10)，其特征在于所述的止動裝置(26)安裝在所述的活塞-氣缸組件(16)上，其中，所述的鎖定元件(28)與活塞(18)上的鎖定區(qū)段相配合。
3.根據(jù)權利要求2的傳動裝置(10)，其特征在于所述的活塞(18)上的鎖定區(qū)段是由在活塞外周上沿軸向互相隔開的徑向凹槽(108、110、112 )形成的。
4.根據(jù)前述權利要求之任一項所述的傳動裝置(10)，其特征在于所述的活塞(18)的液壓可加載側上配置同樣尺寸(圖I)的有效工作面(22、24)，所述的有效工作面分別構成活塞-氣缸組件(16)的各自的壓カ腔(62、64)的邊界。
5.根據(jù)權利要求I至3之任一項所述的傳動裝置(10)，其特征在于所述的活塞(18)可液壓加載側具有不同尺寸(圖6)的有效工作面(22、24)，所述的有效工作面分別構成活塞-氣缸組件(16)的各自的壓カ腔(62、64)的邊界，其中，在泵(14)和活塞-氣缸組件(16)之間設有可由泵壓カ液壓激活的閥組(148)，所述的閥組(148)在活塞(18)移動的時候確保補償壓力腔(62、64)之間的容積差。
6.根據(jù)前述權利要求之任一項所述的傳動裝置(10)，其特征在于所述的活塞-氣缸組件(16)包括用于檢測活塞位置的傳感器裝置(126)，所述的傳感器裝置包括設置在氣缸罩殼上的傳感器(128 )和附著在活塞(18 )上的信號元件(130 )。
7.根據(jù)前述權利要求之任一項所述的傳動裝置(10)，其特征在于所述的可電カ激活的執(zhí)行機構是電磁執(zhí)行機構(32)，其中，所述的控制単元(ECU)可以檢測所述執(zhí)行機構(32)的電感量，以便確定鎖定元件(28)的位置。
8.根據(jù)至少是權利要求3或7所述的傳動裝置(10)，其特征在于在活塞外周的徑向凹槽(108、110、112)有不同的凹槽深度(圖2)，以便所述的控制単元(E⑶)通過檢測電磁執(zhí)行機構(32)的電感量,檢測活塞(18)在氣缸罩殼中的軸向位置。
9.根據(jù)前述權利要求之任一項所述的傳動裝置(10)，其特征在于(圖4)配置若干個雙作用的活塞-氣缸組件(16)，所述的活塞-氣缸組件的活塞(18)分別以運轉的方式連接到各自的定位元件，其中，所述的活塞-氣缸組件(16)以并行方式液壓連接到単一的泵(14)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種在機動車輛變速器中用于驅動至少一個定位元件的液壓傳動裝置，包括泵、至少一個與其連接的活塞-氣缸組件、以及液壓液體的液體池，其中泵具有泵送方向可逆的電動泵驅動器，活塞-氣缸組件與泵液壓連接，而活塞以運轉的方式與定位元件連接，液壓液體可以從液體池泵送到活塞-氣缸組件，以便給活塞的有效工作面液壓加載，並根據(jù)各自的泵送方向移動定位元件。為此，活塞-氣缸組件功能性地聯(lián)接帶有鎖定元件的止動裝置，鎖定元件被施以彈簧偏壓保持在鎖定位置以防止定位元件移動，并且受到可電力激活的執(zhí)行機構驅動而從鎖定位置移動到釋放位置。此外，泵驅動器和執(zhí)行機構電氣與控制單元連接，控制單元協(xié)調這些部件的電力激活動作。
文檔編號F15B21/08GK102865359SQ20121023453
公開日2013年1月9日 申請日期2012年7月6日 優(yōu)先權日2011年7月6日
發(fā)明者W·赫伯那, S·倫克 申請人:Fte汽車股份有限公司