用于自動變速器的液壓系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種用于自動變速器的液壓系統、自動變速器以及用于運行液壓系統的方法。
【背景技術】
[0002]在例如由DE 10 2005 002 337 Al公開的、用于機動車的自動變速器中，傳動級通過切換元件一一下面也稱為離合器一一調節。離合器不僅能連接兩個可旋轉的元件，也能連接與變速器殼體抗扭連接的元件和可旋轉的元件。后一種情況稱為制動器。切換元件在此構造為摩擦鎖合的盤式離合器和形鎖合的切換元件、如牙嵌離合器。為了能夠進行動力換擋、即在牽引力不中斷的情況下變換傳動比，至少一部分切換元件必須構造成摩擦鎖合切換元件。
[0003]在已知的自動變速器中，液壓地、即通過氣缸一活塞單元形式的致動器操作、即閉合切換元件以便傳輸轉矩，所述致動器被加載壓力介質、通常為變速器油。由活塞和氣缸形成離合器壓力室，該離合器壓力室為了操作切換元件被加載處于操作壓力下的壓力油。壓力油通過馬達驅動的、作為壓力源的栗輸送并且尤其是在摩擦鎖合的切換元件中必須在其整個操作持續時間中保持在這樣的壓力水平上，該壓力水平在切換元件中產生足夠用于傳輸轉矩的摩擦片壓緊力。用于借助液壓栗產生壓力的能量必須由機動車馬達提供，這引起油耗或C02排放。通過功率損失減少了可用于驅動車輛的能量，從而降低了傳動系的變速器效率。
[0004]另外，在密封位置上、如變速器殼體的壓力油供應裝置上通過所謂的旋轉式油供應裝置一一其借助間隙密封裝置、如滑動軸承和/或矩形環密封一一產生流入旋轉的變速器軸的泄漏損失。該泄漏損失要求在切換元件閉合時持續地向致動器中補充油壓力或者說補充泄漏量，以便使切換元件保持閉合。
[0005]為了使離合器致動器中的壓力獨立于待由栗產生的供應壓力并且最小化泄漏損失，可通過所謂的截止閥封閉離合器壓力室，以便在不需要另外補充油的情況下保持存在于離合器壓力室中的離合器壓力。閥僅在切換過程中打開并且隨后被填充相應壓力。本申請人的DE 102 05 411 Al公開了一種具有截止閥的液壓控制裝置。待由變速器栗產生的供應壓力可相對于封入切換元件中的離合器壓力減小，由此顯著降低了變速器油栗的功率消耗，該功率消耗等于所輸送的體積流和所產生的壓差的乘積。基于變速器栗功率消耗的減少變速器的總效率提高，因為只需為液壓分出較少的馬達功率作為無功功率并且在相同的行駛里程下減少了油耗。DE 102 05 411 Al公開的截止閥在不加載壓力的情況下、即也在栗或驅動栗的馬達靜止時保持在截止位置中。截止閥的這種作用方式一一其在液壓系統無壓時、即處于環境壓力的水平上時保持封閉一一被稱為“常閉”的。在下文中，處于環境壓力下或者說不被增壓器、如栗加載的液壓系統被稱為“無壓”的。
[0006]在此在功能可靠性方面不利的是，截止閥和因此相關切換元件在馬達或栗停止或故障并且在自動變速器因此未被加載壓力時不能再打開，這可導致傳動系卡住的故障。
[0007]截止閥在栗靜止時或在無壓系統中通常在彈簧作用下打開以便使離合器壓力下降為環境壓力的作用方式被稱為“常開”的。這種作用方式在變速器功能可靠性方面具有明顯優勢，因為在液壓壓力供應故障時變速器中的力流中斷。但在此必須不利地以控制壓力持續加載截止閥，以便使其保持閉合。通過適合地設計截止閥、尤其是選擇由控制壓力和離合器壓力加載的封閉活塞面積，控制壓力可顯著小于離合器壓力。
[0008]本申請人的未在先公開的DE 102013221038.8公開了一種構造成“常開”的截止閥。該截止閥包括大致圓柱形的封閉活塞，當截止閥構造為座閥時，該封閉活塞被稱為所謂的座活塞(Sitzkolben)。封閉活塞在此從一側被加載離合器壓力并且從另一側被加載控制壓力。基于封閉活塞的被壓力加載的面積比控制壓力和因此所述至少一個待由栗產生的壓力可顯著低于離合器壓力。在無壓的液壓系統中，截止閥在壓縮彈簧的作用下使離合器壓力室朝向其余的無壓液壓系統打開。
[0009]本申請人的同樣未在先公開的DE 102014218581.4公開了一種“常開”截止閥作為可能的實施方案，在其中控制壓力可相對于封入的離合器壓力進一步減小，其方式是，離合器壓力室不通過封閉活塞本身封閉，而是通過作為封閉體的球來封閉，該球被封閉活塞通過斜面壓到通往離合器壓力室的離合器通道中的閥座上。在此多個球可分布于圓周上。封閉活塞構造成環形或空心圓柱體的形狀并且圍繞軸同心于其地設置。另外，環形封閉活塞設置在切換元件的徑向內部。封閉活塞的徑向范圍相對小，因此該方案是具有較少徑向安裝空間要求的布置并且不需要附加的軸向結構長度。被控制壓力加載的環形表面僅與球的被離合器壓力加載的相對小的投影表面相對置，因此與根據DE 102013221038.8構造的截止閥相比，被離合器壓力加載的面積顯著小于被控制壓力加載的面積。但面積減小的極限由能借助球封閉的通道的流動橫截面的最小值給定，小于該值時不能足夠快填充切換元件。
[0010]另外，并不是離合器壓力的總值、而是基于球通過構造在活塞上的錐形、倒角狀的球斜面的力導入僅離合器壓力的軸向分力反作用于控制壓力。因此用于閉合截止閥的控制壓力和因此栗的功率消耗還可進一步降低。
【發明內容】
[0011]本發明所基于的任務在于提供一種“常開”的截止閥，在其中可在簡單的設計和節省空間的結構中盡可能降低用于使截止閥和因此切換元件閉合的液壓壓力高度。
[0012]該任務通過權利要求1的特征來解決。
[0013]據此，用于運行機動車自動變速器的液壓系統包括至少一個用于操作離合器的液壓致動器和至少一個截止閥，所述致動器具有能被壓力加載的操作壓力室，該操作壓力室能借助截止閥對壓力密封地封閉，使得離合器壓力獨立于液壓系統的其它壓力地得到保持。截止閥包括封閉裝置和閥殼體，該閥殼體具有與操作壓力室連接的操作壓力室接口、供應壓力接口和控制壓力接口。封閉裝置能借助液壓控制壓力移動到封閉位置中，在封閉位置中操作壓力室接口和因此操作壓力室被封閉裝置封閉。封閉裝置至少能借助封入操作壓力室中的離合器壓力的力移動到打開位置中，在打開位置中操作壓力室接口是打開的。根據本發明，所述截止閥具有可切換的鎖止裝置，封閉裝置能借助該鎖止裝置被固定在封閉位置中。
[0014]由此有利的是，只要封閉裝置借助鎖止裝置固定在封閉位置中，離合器就獨立于液壓系統中存在的壓力保持閉合，因此理論上變速器栗不需要產生壓力并且因此不消耗功率來確保離合器上的轉矩傳輸。
[0015]本發明的有利方案由從屬權利要求給出。
[0016]在本發明的一種有利方案中，這樣構造和設置鎖止裝置，使得能借助該鎖止裝置在封閉裝置和閥殼體之間建立形鎖合的連接，其方式是，當封閉裝置處于封閉位置中時，鎖止裝置能被切換到鎖止位置中。由此確保當操作壓力室接口封閉后封閉裝置才鎖止于閥殼體上。
[0017]在一種方案中這樣構造液壓系統，使得鎖止裝置具有至少一個鎖止活塞，該鎖止活塞可移動地設置在鎖止活塞孔中并且可通過加載控制壓力從解鎖位置移動到鎖止位置中并且被控制壓力保持在鎖止位置中。由于封閉裝置借助控制壓力從打開位置移動到封閉位置中，這有利于簡化液壓系統以及液壓地操作鎖止裝置。因此待由變速器栗產生的壓力只需高至將鎖止活塞保持在鎖止位置中。有利的是，通過該壓力降低可大大減少變速器栗的功率消耗。
[0018]在一種優選方案中，這樣構造鎖止裝置，使得需要用于將鎖止裝置保持在鎖止位置中的控制壓力高度小于需要用于使封閉裝置從打開位置移動到封閉位置中或保持在封閉位置中的控制壓力高度。
[0019]在此封閉裝置和閥殼體之間的形鎖合連接也可僅通過鎖止活塞建立，由此不需要其它構件。
[0020]作為替代方案，封閉裝置的鎖止也可機電地進行。有利的是，無需在液壓系統中由變速器栗來產生液壓壓力以保持離合器閉合。
[0021]在一種優選方案中，鎖止裝置可具有至少一個鎖止元件，為每個鎖止活塞配置至少一個鎖止元件，該鎖止元件與所述至少一個鎖止活塞作用連接并且可通過鎖止活塞運動。鎖止元件在鎖止位置中不僅與閥殼體而且也與封閉活塞處于形鎖合連接中并且因此用作用于在封閉活塞和閥殼體之間建立形鎖合連接的連接元件。由此可使鎖止裝置適應現有安裝空間條件或設置力關系的轉換。
[0022]在本發明的另一種方案中，封閉裝置具有封閉活塞、壓緊元件、至少一個彈簧元件和至少一個封閉體，所述封閉活塞在封閉位置中通過壓緊元件和彈簧元件這樣作用于所述至少一個封閉體，使得該封閉體封閉操作壓力室接口，壓緊元件可沿軸向方向相對于封閉活塞移動地設置在封閉活塞上。彈簧元件沿軸向方向至少部分設置在壓緊元件和封閉活塞之間。由此可補償公差并且確保操作壓力室接口的可靠封閉。
[0023]在此情況下示出另一方案:所述至少一個封閉體構造為封閉球，所述彈簧元件構造為碟形彈簧并且所述壓緊元件構造為錐環，該錐環具有球斜面，通過該球斜面封閉活塞至少在其朝向封閉位置的運動中作用于所述至少一個封閉球。在此當封閉活塞被加載控制壓力室中作用的控制壓力并且移動到封閉位置中時，封閉活塞的運動方向或者說力方向不同于封閉球的運動方向或者說力方向。該方案提高了密封的力，所述力通過楔形作用作用于封閉球。
[0024]可在封閉活塞中構造鎖止活塞孔和鎖止球孔，所述鎖止球孔和鎖止活塞孔至少部分相互以直角貫穿，并且所述鎖止元件構造為鎖止球，該鎖止球至少部分設置在封閉活塞的鎖止球孔中或或在鎖止球孔中被引導。在此在鎖止活塞的外輪廓中這樣構造鎖止活塞凹槽，使得當鎖止活塞位于解鎖位置中時鎖止球至少部分位于鎖止活塞凹槽中并且與鎖止活塞軸線的徑向距離小于當鎖止活塞位于鎖止位置中并且鎖止球靠置在鎖止活塞的圓柱形外輪廓上時鎖止球與鎖止活塞軸線的徑向距離。因此，鎖止活塞可有利地使鎖止球垂直于鎖止活塞運動方向地在關于鎖止活塞的徑向方向上遠離鎖止活塞。由此實現力方向的轉變，從而可設置力關系的轉變或適應現有安裝空間。另外，鎖止活塞和鎖止球在封閉活塞中的設置實現了緊湊的結構方式。
[0025]作為替代方案，鎖止活塞或鎖止活塞和相配的鎖止