變速器液壓控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】提供一種變速器液壓控制系統(tǒng)。自動(dòng)變速器使用以四者組合而應(yīng)用以建立十個(gè)前進(jìn)傳動(dòng)比和一個(gè)倒擋傳動(dòng)比的六換擋元件。自動(dòng)變速器使用液壓控制系統(tǒng)控制六個(gè)元件的接合、控制變矩器旁通離合器的接合、控制泊車掣爪的接合并且提供流體用于液動(dòng)變矩器和用于潤(rùn)滑。泊車掣爪響應(yīng)于六換擋元件中兩者的接合而分離并且響應(yīng)于其它換擋元件的接合而保持分離。單個(gè)閥控制與雙行程變矩器關(guān)聯(lián)的多個(gè)不同的功能。通過發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的可變排量泵并且還通過電動(dòng)泵提供加壓的流體。由泵排量控制回路指示的當(dāng)其它流體需求較高時(shí)，優(yōu)先閥減小潤(rùn)滑流動(dòng)。
【專利說明】
變速器液壓控制系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及用于機(jī)動(dòng)車的自動(dòng)變速器的液壓控制系統(tǒng)的領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 很多車輛在寬范圍的車速(包括向前和向后移動(dòng)兩者）下使用。然而，某些類型的 發(fā)動(dòng)機(jī)只能在較窄的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)高效運(yùn)轉(zhuǎn)。所W，能W多個(gè)傳動(dòng)比（speed ratio)高效傳輸 功率的變速器被頻繁使用。當(dāng)車輛處于較低車速時(shí)，變速器通常W高傳動(dòng)比運(yùn)轉(zhuǎn)使得它放 大發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩用于改善加速。較高車速時(shí)，W低傳動(dòng)比運(yùn)轉(zhuǎn)變速器允許與安靜、燃料經(jīng)濟(jì)的 巡航關(guān)聯(lián)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。通常，變速器具有安裝至車輛結(jié)構(gòu)的殼體、由發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸驅(qū)動(dòng)的輸 入軸、W及經(jīng)常經(jīng)由差速器總成驅(qū)動(dòng)車輪的輸出軸，該差速器總成允許車輛轉(zhuǎn)彎時(shí)左輪和 右輪W略微不同的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。
[0003] 離散傳動(dòng)比變速器能經(jīng)由多個(gè)功率傳輸路徑輸送功率，每個(gè)功率傳輸路徑具有不 同的傳動(dòng)比。通過結(jié)合特定的換擋元件（比如離合器或制動(dòng)器)建立特定的功率傳輸路徑。 從一個(gè)齒輪比(gear ratio)到另一個(gè)齒輪比的換擋設(shè)及改變哪些個(gè)換擋元件的接合。在很 多變速器中，通過W控制的壓力引導(dǎo)流體至換擋元件來控制每個(gè)換擋元件的扭矩容量 (torque capacity)?？刂破魍ㄟ^發(fā)送電信號(hào)至閥體而調(diào)節(jié)壓力。
[0004] 除控制換擋元件的扭矩容量之外，閥體提供流體來用于其它目的。運(yùn)些包括提供 流體用于潤(rùn)滑和提供流體至變矩器。流體吸收由變速器內(nèi)的摩擦產(chǎn)生的熱量。為了調(diào)節(jié)變 速器流體的溫度，流體被引導(dǎo)通過熱交換器。
[0005] 通常，通過發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的累加壓和循環(huán)流體。然而，一些車輛在不需要功率時(shí)自動(dòng) 關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)W減小燃料消耗。在運(yùn)些時(shí)間段期間必須保持通過流體提供的一些功能。
[0006] 當(dāng)車輛泊車時(shí)，變速器可W接合保持變速器軸靜止W防止車輛滾動(dòng)的駐車擧爪 (parking pawl)。泊車系統(tǒng)設(shè)計(jì)成在長(zhǎng)期無人看管期間保持接合且不消耗任何功率。正常 地，駐車擧爪響應(yīng)于駕駛員選擇泊車擋而接合并且響應(yīng)于駕駛員選擇任何其它范圍（比如 倒擋、空擋、行駛擋或低速擋)而分離。然而，存在變速器可能超控駕駛員選擇的一些狀況。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 變速器包括輸送流體至累輸出回路的可變排量累。累排量響應(yīng)于排量控制回路中 壓力的增加而減小。優(yōu)先閥(priori ty va 1 ve)響應(yīng)于排量控制回路中的壓力小于闊值而減 小潤(rùn)滑回路中的流動(dòng)。流體可W流過優(yōu)先閥和潤(rùn)滑閥之間的多個(gè)其它回路。例如，變矩器調(diào) 整閥可W直接或者經(jīng)由變矩器釋放和應(yīng)用回路從優(yōu)先閥引導(dǎo)流體至變矩器輸出回路。熱力 旁通閥（thermal bypass valve)可W取決于流體的溫度直接或者經(jīng)由冷卻器從變矩器輸 出回路引導(dǎo)流體至潤(rùn)滑回路。潤(rùn)滑回路調(diào)整閥可W通過尺寸可變的開口從潤(rùn)滑回路放出流 體而控制潤(rùn)滑回路中的壓力。
[000引液壓控制系統(tǒng)包括第一流體供應(yīng)回路、排量控制回路、潤(rùn)滑回路、發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的供 應(yīng)流體至第一流體供應(yīng)回路的可變排量累W及響應(yīng)于排量控制回路中較低的壓力而減小 潤(rùn)滑回路中的流動(dòng)的優(yōu)先閥?？刂葡到y(tǒng)可W包括管路壓力控制回路、響應(yīng)于電流而調(diào)整管 路壓力控制回路中壓力的可變力電磁閥W及通過調(diào)節(jié)排量控制回路中的壓力而控制第一 流體供應(yīng)回路中與管路壓力控制回路中的壓力成比例的壓力的管路壓力調(diào)整閥。控制系統(tǒng) 還可W包括通過電動(dòng)累供應(yīng)流體的第二流體供應(yīng)回路W及當(dāng)管路壓力控制回路中的壓力 高于闊值時(shí)流體連接運(yùn)兩個(gè)流體供應(yīng)回路并且否則隔離運(yùn)兩個(gè)流體供應(yīng)回路的防回流閥 (anti-backflow valve)。
[0009] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，進(jìn)一步包含:變矩器輸出回路、變矩器應(yīng)用回路W及變 矩器釋放回路；W及配置用于取決于變矩器旁通離合器的狀態(tài)而直接或者經(jīng)由變矩器釋放 回路和變矩器應(yīng)用回路從優(yōu)先閥引導(dǎo)流體至變矩器輸出回路的變矩器調(diào)整閥。
[0010] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，進(jìn)一步包含:配置用于取決于流體的溫度直接或者經(jīng) 由冷卻器從變矩器輸出回路引導(dǎo)流體至潤(rùn)滑回路的熱力旁通閥。
【附圖說明】
[0011] 圖1是傳動(dòng)系統(tǒng)的示意圖；
[0012] 圖2是適用于圖1的傳動(dòng)系統(tǒng)的變速箱的傳動(dòng)系統(tǒng)齒輪傳動(dòng)裝置（gearing arran邑ement)的示意圖；
[0013] 圖3是適用于圖1的傳動(dòng)系統(tǒng)使用的液壓控制系統(tǒng)的高級(jí)示意圖；
[0014] 圖4是圖3的液壓控制系統(tǒng)的流體供應(yīng)子系統(tǒng)的示意圖；
[0015] 圖5是適用于控制圖2的齒輪傳動(dòng)裝置的換擋元件中的四者的圖3的液壓控制系統(tǒng) 的離合器控制子系統(tǒng)的第一部分的示意圖；
[0016] 圖6是適用于控制圖2的齒輪傳動(dòng)裝置的換擋元件中的兩者的圖3的液壓控制系統(tǒng) 的離合器控制子系統(tǒng)的第二部分的示意圖；
[0017] 圖7是圖3的液壓控制系統(tǒng)的泊車子系統(tǒng)的示意圖；
[0018] 圖8是圖3的液壓控制系統(tǒng)的變矩器/潤(rùn)滑控制子系統(tǒng)的第一部分的示意圖；
[0019] 圖9a、9b和9c說明適用于用作圖8的流體供應(yīng)子系統(tǒng)的變矩器調(diào)整閥的分別處于 =個(gè)位置的滑閥；
[0020] 圖10是圖3的液壓控制系統(tǒng)的變矩器/潤(rùn)滑控制子系統(tǒng)的第二部分的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 本說明書描述了本發(fā)明的實(shí)施例。然而，應(yīng)理解公開的實(shí)施例僅為示例，其可W多 種替代形式實(shí)施。附圖無需按比例繪制;可放大或縮小一些特征W顯示特定部件的細(xì)節(jié)。所 W，此處公開的具體結(jié)構(gòu)和功能細(xì)節(jié)不應(yīng)解釋為限定，而僅為教導(dǎo)本領(lǐng)域技術(shù)人員W多種 形式實(shí)施本發(fā)明的代表性基礎(chǔ)。本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員應(yīng)理解，參考任一【附圖說明】和描述的 多個(gè)特征可W與一個(gè)或多個(gè)其它附圖中說明的特征組合W形成未明確說明或描述的實(shí)施 例。說明的組合特征提供用于典型應(yīng)用的代表實(shí)施例。然而，與本發(fā)明的教導(dǎo)一致的特征的 多種組合和變型可W根據(jù)需要用于特定應(yīng)用或?qū)嵤?br>[0022] 圖1示意地說明車輛傳動(dòng)系統(tǒng)。粗實(shí)線代表機(jī)械功率流連接。細(xì)實(shí)線代表液壓流體 的流動(dòng)。虛線代表信息信號(hào)的流動(dòng)。通常從內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸在輸入軸10處供應(yīng)功率。流體連 接12包括可驅(qū)動(dòng)的連接至輸入軸10的累輪和可驅(qū)動(dòng)的連接至滿輪軸14的滿輪。當(dāng)累輪旋轉(zhuǎn) 得快于滿輪時(shí)經(jīng)由移動(dòng)的流體將功率從累輪傳輸至滿輪。流體連接12可W是還包括當(dāng)滿輪 旋轉(zhuǎn)得基本上快于累輪時(shí)再引導(dǎo)流體的導(dǎo)輪使得滿輪扭矩是累輪扭矩的倍數(shù)的變矩器。變 速箱16包括配置用于在滿輪軸14和輸出軸18之間建立多個(gè)功率傳輸路徑的齒輪裝置 (gearing)和換擋元件?？蒞通過接合關(guān)聯(lián)的換擋元件的子組來建立每個(gè)功率傳輸路徑。低 車速時(shí)，在滿輪軸和輸出軸之間可W建立提供扭矩放大和轉(zhuǎn)速減小的功率傳輸路徑W優(yōu)化 車輛性能。較高車速時(shí)，可W建立提供轉(zhuǎn)速放大的功率傳輸路徑W最小化燃料消耗。
[0023] 通過W升高的壓力供應(yīng)液壓流體至離合器應(yīng)用室來接合變速箱16內(nèi)的換擋元件。 每個(gè)換擋元件可W包括離合器組klutch pack),離合器組(clutch pack)具有鍵連接至一 個(gè)部件并且與鍵連接至另一不同部件的分離盤交錯(cuò)的摩擦盤。流體迫使活塞擠壓離合器組 使得摩擦盤和分離盤之間的摩擦力連接運(yùn)些部件。每個(gè)換擋元件的扭矩容量與流體壓力的 改變成比例地變化。通過輸入軸10驅(qū)動(dòng)的累20從油底殼22汲取流體并且W升高的壓力輸送 流體至閥體24。閥體24按照來自動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)控制器26的信號(hào)W控制的壓力輸送流體至離 合器應(yīng)用室。除了將流體提供至離合器應(yīng)用室之外，閥體提供流體用于潤(rùn)滑并且提供流體 至變矩器12。流體最終從變速箱16W環(huán)境壓力排出回到油底殼22。
[0024] 圖2示意地說明了示例變速器。變速器利用四個(gè)簡(jiǎn)單行星齒輪組30、40、50和60。中 屯、齒輪36固定連接至中屯、齒輪46,齒輪架32固定連接至環(huán)形齒輪68,環(huán)形齒輪48固定連接 至中屯、齒輪56,環(huán)形齒輪58固定連接至中屯、齒輪66,滿輪軸14固定連接至齒輪架42而輸出 軸18固定連接至齒輪架62。環(huán)形齒輪38通過制動(dòng)器70選擇性地保持不旋轉(zhuǎn)而中屯、齒輪36和 46通過制動(dòng)器72選擇性地保持不旋轉(zhuǎn)。滿輪軸14提供離合器74選擇性地連接至環(huán)形齒輪58 和中屯、齒輪66。中間軸28通過離合器76選擇性地連接至齒輪架52、通過離合器78選擇性地 連接至齒輪架32和環(huán)形齒輪68而通過離合器80選擇性地連接至環(huán)形齒輪48和中屯、齒輪56。 表1列出了用于每個(gè)行星齒輪組的建議齒數(shù)比。
[0025] 表 1 「00261
[0027] 如表2所示，W離合器和制動(dòng)器四者的組合來接合離合器和制動(dòng)器在滿輪軸14和 輸出軸18之間建立十個(gè)前進(jìn)擋傳動(dòng)比和一個(gè)倒擋傳動(dòng)比。X指示需要該換擋元件建立該傳 動(dòng)比。（X)指示建立功率傳輸路徑可W應(yīng)用但不是必須的離合器。對(duì)于1擋，可W應(yīng)用離合器 78或離合器80代替應(yīng)用離合器76并且不會(huì)改變傳動(dòng)比。當(dāng)齒輪組具有表1指示的齒數(shù)時(shí)，傳 動(dòng)比具有表2指示的值。
[0028] 表 2
[00 巧]_

[0030] 當(dāng)車輛泊車時(shí)，駐車擧爪82選擇性地連接輸出軸18至變速器殼體W防止車輛移 動(dòng)。不同于換擋元件70至80,駐車擧爪82設(shè)計(jì)成保持接合而且一旦接合就不需要任何外部 功率。如表2說明的，當(dāng)變速器處于泊車擋時(shí)可W接合換擋元件70、72和80。該組合沒有在滿 輪軸14和輸出軸18之間建立功率傳輸路徑。然而，已經(jīng)應(yīng)用幾個(gè)離合器來減小需要轉(zhuǎn)換成 倒擋或1擋的離合器接合的數(shù)量。=個(gè)或更少換擋元件的其它組合也可W提供該益處。此 夕h隨著釋放駐車擧爪，通過液壓離合器保持變速器的元件不旋轉(zhuǎn)是有利的。運(yùn)可W通過接 合六個(gè)換擋元件中的五者實(shí)現(xiàn)。隨后，通過逐漸釋放換擋元件來建立與倒擋或一擋關(guān)聯(lián)的 功率傳輸路徑。該順序避免當(dāng)接合功率傳輸路徑時(shí)可能伴隨駐車擧爪的釋放的突然的劇烈 動(dòng)作(jerk)。例如，為了從泊車擋轉(zhuǎn)換為倒擋，可W在駐車擧爪的分離之前或者與其同時(shí)接 合元件D和F，通過元件A、B、C、D和F的全部接合將變速器置于鎖止?fàn)顟B(tài)。隨后，逐漸釋放元件 CW建立倒擋功率傳輸路徑。類似地，為了從泊車擋轉(zhuǎn)換為1擋，可W在駐車擧爪的分離之前 或與其同時(shí)接合元件D和E，通過元件A、B、C、D和E全部接合將變速器置于鎖止?fàn)顟B(tài)。隨后，逐 漸釋放元件CW建立1擋功率傳輸路徑。
[0031] 圖3示意地說明適用于具有圖2的齒輪傳動(dòng)裝置的圖1的傳動(dòng)系統(tǒng)的液壓控制系 統(tǒng)。實(shí)線代表液體的流動(dòng)而虛線代表信息信號(hào)。連接W運(yùn)輸流體使得在該集合內(nèi)的多個(gè)位 置處壓力基本上相等的流體通道的集合可W稱為液壓回路。由于流動(dòng)流體的寄生的粘性阻 力，液壓回路內(nèi)的壓力可能出現(xiàn)輕微變化。液壓回路可W通過允許回路之間流體流動(dòng)但是 當(dāng)流動(dòng)發(fā)生時(shí)有意地限制流率并且有意地創(chuàng)建壓力差異的孔而連接至另一個(gè)液壓回路。還 可W通過閥口彼此連接液壓回路。閥口在一些情況下可W阻止回路之間的流動(dòng)、在其它情 況下允許具有可忽略的壓力下降的自由流動(dòng)并且在又一些其它情況下允許具有有意的壓 力下降的限制的流動(dòng)。
[0032] 流體供應(yīng)子系統(tǒng)100在=個(gè)回路中W升高的壓力提供流體:累輸出回路102、管路 壓力回路104和管路壓力控制化P C化1)回路106。運(yùn)些回路中的壓力響應(yīng)于來自控制器26 的控制信號(hào)而變化。累輸出回路102和管路壓力回路104設(shè)計(jì)成適配具有最小寄生壓力下降 的高流體流率。離合器控制子系統(tǒng)108響應(yīng)于來自控制器26的信號(hào)而將六個(gè)離合器應(yīng)用回 路110至120中的壓力調(diào)整至小于管路壓力的壓力。六個(gè)離合器應(yīng)用回路的每者分別引導(dǎo)流 體至圖2的六換擋元件中的一者的應(yīng)用室。駐車控制子系統(tǒng)122響應(yīng)于離合器應(yīng)用回路中的 壓力變化機(jī)械地接合和分離駐車擧爪82。變矩器/潤(rùn)滑控制子系統(tǒng)124調(diào)節(jié)潤(rùn)滑回路126、變 矩器離合器(TCC)應(yīng)用回路128和變矩器離合器(TCC)釋放回路130中的壓力和流動(dòng)。下文更 詳細(xì)地討論運(yùn)些子系統(tǒng)中每者的結(jié)構(gòu)和運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0033] 圖4示意地說明流體供應(yīng)子系統(tǒng)100。美國(guó)專利申請(qǐng)公開2013/0014498和2013/ 0017112討論了相似的流體供應(yīng)子系統(tǒng)，此處將其內(nèi)容全文引入作為參考。通過傳動(dòng)系統(tǒng)輸 入軸驅(qū)動(dòng)的累20從油底殼22汲取流體并且將流體輸送至累輸出回路102。累20是正排量累。 不考慮泄露，不管累入口和累出口的相對(duì)壓力，正排量累在累軸的每轉(zhuǎn)輸送一定量的流體。 旋轉(zhuǎn)累軸需要的扭矩隨著累出口壓力相對(duì)于入口壓力的增加而增加。每轉(zhuǎn)輸送的流體量稱 為累排量。累20的排量基于排量減小回路140中的壓力在預(yù)定極限內(nèi)變化。
[0034] 在正常運(yùn)轉(zhuǎn)期間，防回流閥142打開使得流體從累輸出回路102自由流動(dòng)至管路壓 力回路104并且兩個(gè)回路中的壓力基本上相等?？刂破魍ㄟ^發(fā)送指令至管路壓力可變力電 磁閥(VFSH44而調(diào)節(jié)運(yùn)兩個(gè)回路中的壓力。流體從累輸出回路102流動(dòng)、穿過孔146,通過在 管路壓力VFS 144中的閥口開口并且隨后進(jìn)入LP控制回路106。從累輸出回路102至LP控制 回路106的壓力下降取決于管路壓力VFS144開口的尺寸而變化。管路壓力VFS 144開口的尺 寸基于閥忍（spool)的移動(dòng)而變化。來自控制器26的電流在閥忍上創(chuàng)建傾向于增大開口的 磁力。LP控制回路106中的流體作用在閥忍區(qū)域上W創(chuàng)建傾向于減小開口尺寸的力。LP控制 回路106中的壓力與電流成比例時(shí)達(dá)到均衡。
[0035] 主調(diào)整閥148調(diào)節(jié)累20的排量W保持與LP控制回路106中的壓力成比例的累輸出 回路102中的壓力。LP控制回路106中的壓力在主調(diào)整閥148的閥忍上產(chǎn)生力。累輸出回路 102中的壓力在滑閥上產(chǎn)生相反方向的力。當(dāng)累輸出回路102中的壓力超過LP控制回路中的 壓力時(shí)，閥忍移動(dòng)W允許從累輸出回路102流動(dòng)至排量減小回路140?；芈?40中的壓力導(dǎo)致 從累20進(jìn)入累輸出回路102的流率減小。累輸出回路102和管路壓力回路104所供給的部件 建立運(yùn)些回路中的壓力和流率之間的關(guān)系。所W，流率的減小使得累輸出回路102中的壓力 減小直到達(dá)到均衡。
[0036] 當(dāng)車輛停車時(shí)（比如當(dāng)?shù)冉煌魰r(shí)），動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)控制器26可W關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)W節(jié) 省燃料。當(dāng)駕駛員通過釋放制動(dòng)器并且壓下加速器踏板而再次要求扭矩時(shí)，控制器再起動(dòng) 發(fā)動(dòng)機(jī)。為了在再起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)之后迅速響應(yīng)，保持一些離合器處于接合狀態(tài)很重要。通過直 接供給管路壓力回路104的電動(dòng)驅(qū)動(dòng)的累150提供保持運(yùn)些離合器的流體流動(dòng)。在發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān) 閉時(shí)間段期間，控制器26通過控制電動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的累150的轉(zhuǎn)速而調(diào)節(jié)管路壓力回路104中 的壓力?？刂破?6停止供應(yīng)電流至管路壓力VFS 144使得LP控制回路106中的壓力下降至環(huán) 境壓力。響應(yīng)于LP控制壓力的減小，防回流閥142關(guān)閉W防止從管路壓力回路104至累輸出 回路102的流動(dòng)。從而，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)時(shí)，累輸出回路102中的壓力下降至環(huán)境壓力。
[0037] 圖5和6示例地說明離合器控制子系統(tǒng)108。控制器26通過調(diào)節(jié)至對(duì)應(yīng)螺線管的電 流來調(diào)節(jié)每個(gè)離合器的扭矩容量。在換擋期間，即將接合的（on-coming)和即將分離的 (off-going)離合器的扭矩容量的精確控制非常重要。電流改變和扭矩容量改變之間的關(guān) 系稱為增益。如果增益太高，那么扭矩容量控制的精度受損。必須保持當(dāng)處于固定擋位或在 換擋期間保持離合器化Olding clutch)時(shí)接合的離合器的扭矩容量高于傳輸?shù)呐ぞ豔避 免離合器滑動(dòng)。有時(shí)，運(yùn)些需求彼此矛盾。例如，在倒擋，必須保持制動(dòng)器A的扭矩容量是變 速箱輸入扭矩的3.5倍W上。另一方面，在6擋上，通過制動(dòng)器A傳輸?shù)呐ぞ匦∮谧兯傧漭斎?扭矩的30%。從6擋至7擋的換擋，制動(dòng)器A是即將分離的元件。在相對(duì)較低的變速箱輸入扭 矩下可能出現(xiàn)的該換擋期間，需要低增益。然而，該相同的低增益不適合相對(duì)較高的變速箱 輸入扭矩時(shí)的倒擋。
[0038] 圖5說明控制圖2的齒輪傳動(dòng)裝置的六換擋元件中的四者(離合器AWL A)70、離合 器B(化6)72、離合器C(化C)80和離合器F(化F)78)的部件。通過鑄造集成的直動(dòng)式螺線 管（Casting-Integrated Direct-Acting Solenoid(CIDAS)) 160、162、164或 166和對(duì)應(yīng)的 鎖止閥（latch valve) 168、170、172或174的組合來控制每個(gè)離合器應(yīng)用回路。每個(gè)CIDAS響 應(yīng)于來自控制器26的控制信號(hào)來控制對(duì)應(yīng)的控制的壓力回路176、178、180或182中的壓力。 每個(gè)鎖止閥在控制的壓力回路中的壓力低于闊值時(shí)將離合器應(yīng)用回路連接至對(duì)應(yīng)的控制 的壓力回路并且在控制的壓力高于闊值時(shí)將離合器應(yīng)用回路連接至管路壓力回路104。運(yùn) 樣的設(shè)置能在換擋事件期間使用低增益并且還在其它時(shí)間提供高的扭矩容量。多個(gè)離合器 之間的闊值和增益可W變化。當(dāng)指令控制的壓力為零時(shí)，CIDAS閥將控制的壓力回路連接至 提供流體從離合器應(yīng)用室流出W使離合器活塞行程減小(de-stroke)的路徑的離合器排出 回路184。升高的排出回路186W非常接近環(huán)境的壓力供應(yīng)流體。美國(guó)專利申請(qǐng)公開2013/ 0026401詳細(xì)地描述了CIDAS/鎖止閥組合的結(jié)構(gòu)和運(yùn)轉(zhuǎn)，此處將其內(nèi)容全文引入作為參考。
[0039] 圖6說明控制圖2的齒輪傳動(dòng)裝置的六換擋元件中其它兩者(離合器D(化D)76和 離合器E(化E)74)的部件。流體從管路壓力回路104流動(dòng)、通過離合器D CIDAS 190的開口 進(jìn)入離合器D應(yīng)用回路116。開口的尺寸取決于CIDAS 190中閥忍的位置而改變。來自控制器 26的電信號(hào)創(chuàng)建在一個(gè)方向上推動(dòng)閥忍傾向于增加開口的尺寸的磁力。離合器D應(yīng)用回路 116中的流體作用在閥忍的區(qū)域上傾向于在相反的方向上推動(dòng)閥忍并且減小開口的尺寸。 額外地，離合器D反饋回路192中的流體作用在傾向于減小開口的尺寸的第二區(qū)域上。管路 壓力回路和離合器D應(yīng)用回路之間的壓力下降關(guān)聯(lián)于開口的尺寸。離合器D應(yīng)用回路中的壓 力與電流成比例時(shí)達(dá)到均衡。通過增益控制閥194確定比例系數(shù)或增益。當(dāng)LP控制回路106 中的壓力高于闊值時(shí)，增益控制閥194連接離合器D反饋回路192至升高的排出回路186。運(yùn) 樣狀況下，因?yàn)殡x合器D應(yīng)用回路中的壓力僅作用在閥忍的第一區(qū)域，增益相對(duì)較高。當(dāng)LP 控制回路106中的壓力低于闊值時(shí)，增益控制閥194連接離合器D反饋回路192至離合器D應(yīng) 用回路116。運(yùn)種狀況下，因?yàn)殡x合器D應(yīng)用回路中的壓力作用在閥忍的第一和第二區(qū)域兩 者上，增益相對(duì)較低。類似地，離合器E CIDAS 196和增益控制閥194通過兩個(gè)不同的增益協(xié) 同地控制離合器E應(yīng)用回路中的壓力。美國(guó)專利申請(qǐng)公開2014/0182693詳細(xì)描述了閥190、 194和196的組合的結(jié)構(gòu)和運(yùn)轉(zhuǎn)，此處將其內(nèi)容全文引入作為參考。在替代的實(shí)施例中，可W 通過來自控制器26的獨(dú)立信號(hào)控制增益控制閥194。排出閥(Blowoff valve) 198將來自所 有六個(gè)離合器的離合器排出回路184排出至油底殼，保持輕微的正壓使得該回路不會(huì)變得 排空。
[0040] 圖7示意地說明泊車控制子系統(tǒng)。美國(guó)專利申請(qǐng)公開2014/0284170詳細(xì)描述了類 似的系統(tǒng)，此處將其內(nèi)容全文引入作為參考。泊車閥（parkvalve) 200的閥忍機(jī)械連接至泊 車機(jī)構(gòu)82使得在一個(gè)方向上的移動(dòng)接合泊車機(jī)構(gòu)而在相反方向上的移動(dòng)分離泊車機(jī)構(gòu)。泊 車機(jī)構(gòu)內(nèi)的彈黃朝接合偏置該系統(tǒng)。此外，累輸出回路102作用在閥忍的區(qū)域上迫使閥忍朝 向接合?；芈?02和204作用在閥忍的區(qū)域上傾向于在分離方向上推動(dòng)閥忍。運(yùn)些回路作用 的區(qū)域被平衡使得在回路202和回路204兩者中的壓力必須接近累輸出回路102中的壓力W 推動(dòng)閥忍進(jìn)入分離位置。當(dāng)離合器D應(yīng)用回路116中的壓力高時(shí)，球閥206連接回路116至回 路202。類似地，當(dāng)離合器B應(yīng)用回路112中的壓力高時(shí)，球閥208連接回路112至回路204。從 而，可W通過同時(shí)指令至離合器應(yīng)用回路112和116的高壓而分離泊車。
[0041 ] 一旦閥忍移動(dòng)進(jìn)入分離位置，閥連接脫離泊車回路(out of park ci;rcuit)210至 回路212。球閥214、216和218連接回路212至離合器D應(yīng)用116、離合器F應(yīng)用120、離合器C應(yīng) 用114或離合器A應(yīng)用110中具有最高壓力的無論哪一者。從而，只要指令運(yùn)些離合器中的至 少一者完全接合時(shí)，回路212被增壓至接近管路壓力。無論何時(shí)脫離泊車回路210的壓力都 高于離合器D應(yīng)用116或離合器B應(yīng)用112,球閥206和208分別連接脫離泊車回路至回路202 和204。從而，一旦泊車分離，只要離合器A、C、D和F中的至少一者完全接合，即使釋放為了實(shí) 行換擋轉(zhuǎn)換（transition)而曾經(jīng)接合的離合器，泊車保持分離。如表2顯示的，每個(gè)擋位狀 態(tài)設(shè)及運(yùn)些離合器中至少兩者的接合。此外，釋放一個(gè)元件并且接合另一個(gè)元件的每個(gè)換 擋使運(yùn)四個(gè)離合器中至少一者為保持離合器。如上文關(guān)于流體供應(yīng)子系統(tǒng)討論的，當(dāng)車輛 靜止時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)有時(shí)可能關(guān)閉。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)時(shí)電動(dòng)累保持管路壓力回路中的壓力。從而，只 要指令用于離合器A、C、D或F中至少一者的完全壓力，在運(yùn)些發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)事件期間車輛保持 不泊車。為了重新接合泊車，必須指令所有運(yùn)些離合器至較低的壓力，運(yùn)可W完成而不需要 完全分離運(yùn)些離合器。
[0042] 圖8說明控制變矩器的潤(rùn)滑和變矩器控制子系統(tǒng)124的部分。該系統(tǒng)設(shè)計(jì)用于運(yùn)轉(zhuǎn) 雙行程(two-pass)類型的變矩器。該名稱表明雙行程變矩器僅利用兩個(gè)液壓回路：i)供給 新鮮流體至變矩器、ii)從變矩器返回流體W及iii)控制鎖止離合器的扭矩容量。當(dāng)鎖止離 合器分離時(shí)，流體在TCC釋放回路130中流進(jìn)變矩器并且在TCC應(yīng)用回路128中流出變矩器。 另一方面，當(dāng)鎖止離合器接合時(shí)，流體在TCC應(yīng)用回路128中流進(jìn)變矩器并且在TCC釋放回路 130中流出變矩器，通過運(yùn)些回路之間的壓力差異控制鎖止離合器的扭矩容量。運(yùn)與=行程 (three-pass)類型的變矩器相反，在S行程類型的變矩器中獨(dú)立的回路?？谟糜谶\(yùn)些功能 中的每者。
[0043] 控制器26通過調(diào)節(jié)電信號(hào)來指示希望的鎖止離合器扭矩容量。流體流動(dòng)通過變矩 器VFS 220的開口從累輸出回路102至TCC控制回路222。該閥控制開口的尺寸并且從而控制 運(yùn)些回路之間的壓力下降使得TCC控制回路222中的壓力與電信號(hào)成比例。在正常工況下， 優(yōu)先閥224連接累輸出回路102至變矩器供給回路226。變矩器供給回路226供應(yīng)新鮮流體至 變矩器。如下文討論的，變矩器供給回路還供應(yīng)流體至潤(rùn)滑回路。在累不能保持希望的管路 壓力的情況下，優(yōu)先閥224暫時(shí)減小并且可能甚至關(guān)閉至變矩器供給回路226的流動(dòng)。優(yōu)先 閥224基于排量減小回路140中的壓力確定該狀況存在?；叵胫髡{(diào)整閥148在存在額外的流 可用時(shí)增加該回路中的壓力W減小流率。排量減小回路140中低于闊值的壓力表明主調(diào)整 閥在請(qǐng)求完全的排量并且累還沒有產(chǎn)生足夠的流量。運(yùn)可能發(fā)生在例如大流率專用于將離 合器活塞移動(dòng)至行程位置時(shí)。
[0044] 變矩器調(diào)整閥228執(zhí)行多個(gè)功能，所有功能響應(yīng)于TCC控制壓力。TCC控制回路222 中低于闊值的壓力表明應(yīng)該分離鎖止離合器。作為響應(yīng)，閥228i)連接變矩器供給回路226 至TCC釋放回路130并且ii)連接TCC應(yīng)用回路128至變矩器輸出回路230。如下文討論的，變 矩器輸出回路230供應(yīng)用于潤(rùn)滑的流體。當(dāng)TCC控制回路222中的壓力高于闊值時(shí)，閥228i) 通過尺寸可變的開口連接累輸出回路102至TCC應(yīng)用回路128、ii)調(diào)節(jié)開口的尺寸使得TCC 應(yīng)用回路中的壓力與TCC控制回路222中的壓力成比例、iii)連接TCC釋放回路130至油底殼 22并且iv)連接變矩器供給回路226至變矩器輸出回路230。
[0045] 圖9a和9b說明變矩器調(diào)整閥228的截面圖。閥忍250在閥孔(valve bore)內(nèi)軸向地 滑動(dòng)。閥忍250包括形成多個(gè)室的四個(gè)閥忍實(shí)體(spool land)252、254、256和258。室260在 孔的左端的固定壁和實(shí)體252之間。室262在實(shí)體252和實(shí)體254之間。室264在實(shí)體254和實(shí) 體256之間。室266在實(shí)體256和實(shí)體258之間。最后，室268在實(shí)體258和孔的右端的固定壁之 間。壓縮彈黃270傾向于朝右邊推動(dòng)閥忍。閥孔的側(cè)面上稱為端口的多個(gè)開口連接特定的室 至液壓控制系統(tǒng)的特定的液壓回路。特定的回路連接至的哪個(gè)室或哪些室可W取決于閥忍 250的位置。此外，端口開口的尺寸可W取決于閥忍250的位置。
[0046] 圖9a說明閥忍在對(duì)應(yīng)于打開變矩器的位置上的調(diào)整閥。TCC控制回路222連接至室 268使得該回路中的壓力傾向于朝左推動(dòng)閥忍250。當(dāng)TCC控制壓力低于闊值時(shí)，彈黃270推 動(dòng)閥忍250進(jìn)入圖9a顯示的位置。在該位置上，室260和262兩者放出至油底殼，那么運(yùn)些室 中的壓力可W忽略。室264連接至TCC釋放回路130和變矩器供給回路226兩者W允許流體從 變矩器供給回路226流動(dòng)至TCC釋放回路130W釋放旁通離合器并且提供新鮮流體至液動(dòng)變 矩器。室266連接至變矩器輸出回路230和TCC應(yīng)用回路128兩者W允許流體在TCC應(yīng)用回路 128中離開變矩器W流動(dòng)通過變矩器輸出回路230進(jìn)入冷卻器和潤(rùn)滑回路。
[0047] 圖9b說明閥忍在對(duì)應(yīng)于鎖止或滑動(dòng)的變矩器的位置的調(diào)整閥。TCC控制回路222中 的壓力足W克服彈黃270W推動(dòng)閥忍250至左邊。流體從累輸出回路102流進(jìn)室262并且從那 里至TCC應(yīng)用回路128。在累輸出回路102和室262之間的開口的尺寸取決于閥忍250的位置。 由于該約束的開口兩邊的壓力下降，室262中的壓力小于累輸出回路102中的壓力。實(shí)體254 的直徑大于實(shí)體252的直徑使得室262中的壓力傾向于推動(dòng)閥忍250至右邊。閥忍250移動(dòng)至 均衡位置使得來自室262向右的力和彈黃的力平衡來自室268的向左的力。在該均衡處，室 262中的壓力是TCC控制回路222中的壓力的函數(shù)，并且從而TCC應(yīng)用回路128中的壓力是TCC 控制回路222中的壓力的函數(shù)。TCC釋放回路130通過室264放出至油底殼。流體從變矩器供 給回路226通過室266流動(dòng)至變矩器輸出回路230。
[0048] 運(yùn)一個(gè)閥250完成與雙行程變矩器的運(yùn)轉(zhuǎn)關(guān)聯(lián)的多個(gè)功能。在圖9a的釋放狀態(tài)中， i)將流體從流動(dòng)源(變矩器供給回路226)引導(dǎo)至變矩器釋放回路130,并且ii)經(jīng)由變矩器 輸出回路230將流體從變矩器應(yīng)用回路128引導(dǎo)至潤(rùn)滑回路。在圖9b的應(yīng)用狀態(tài)中，i) W基 于控制回路(TCC控制回路222)中的壓力的壓力將流體引導(dǎo)至變矩器應(yīng)用回路128，ii)經(jīng)由 變矩器輸出回路230將流體從流體源(變矩器供給回路226)引導(dǎo)至潤(rùn)滑回路，并且iii)將流 體從變矩器釋放回路130排出至油底殼。在單個(gè)閥中完成所有運(yùn)些功能避免了如果通過多 個(gè)閥執(zhí)行運(yùn)些功能發(fā)生的可能的錯(cuò)誤狀態(tài)。當(dāng)在多個(gè)閥中執(zhí)行運(yùn)些功能時(shí)，從應(yīng)用狀態(tài)切 換為釋放狀態(tài)或者反之亦然需要多個(gè)閥改變位置。如果運(yùn)些閥中的一者不能改變位置，在 運(yùn)些回路中產(chǎn)生的不一致的連接可能使變矩器或潤(rùn)滑回路缺少新鮮流體的供給。例如由于 小微粒的污染，運(yùn)些閥可能卡在位置上。運(yùn)類錯(cuò)誤狀態(tài)的探測(cè)和減緩設(shè)備增加了控制系統(tǒng) 相當(dāng)高的復(fù)雜性和成本。
[0049] 閥250設(shè)計(jì)成減緩卡住的閥的錯(cuò)誤模式。如果在指令至相反的位置時(shí)閥250卡在應(yīng) 用位置或者釋放位置，則W將要提供潤(rùn)滑流體的一致狀態(tài)連接運(yùn)些回路。如果變矩器旁通 離合器釋放則在變矩器中產(chǎn)生熱量，那么向變矩器提供新鮮流體W去除熱量。圖9c顯示卡 在中間位置的閥。在該位置，室266連接變矩器供給回路至變矩器輸出回路使得至潤(rùn)滑回路 的流動(dòng)不中斷。此外，盡管經(jīng)由獨(dú)立的回路，室262和264兩者排出至油底殼。結(jié)果，來自變矩 器的流體傾向于通過運(yùn)些回路中的一者排空至油底殼并且通過另一回路替代為空氣。隨著 流體流出變矩器，變矩器的K因子增加(變矩器變得"更加沒有束縛（looser)")。控制器可W 通過比較測(cè)量的滿輪轉(zhuǎn)速和累輪轉(zhuǎn)速與基于扭矩水平預(yù)測(cè)的轉(zhuǎn)速來探測(cè)該改變。響應(yīng)于在 嘗試從應(yīng)用轉(zhuǎn)換為釋放之后探測(cè)到該K因子改變，控制器可W增加TCC控制回路中的壓力W 返回至應(yīng)用狀態(tài)。類似地，如果在嘗試從釋放轉(zhuǎn)換為應(yīng)用之后探測(cè)到錯(cuò)誤狀態(tài)，控制器可W 返回至釋放狀態(tài)。盡管可能不利地影響燃料經(jīng)濟(jì)性，可W W釋放狀態(tài)無限期地運(yùn)轉(zhuǎn)變速器。 當(dāng)變速器W應(yīng)用狀態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)如果車輛停車，則控制器可W釋放換擋離合器中的一者W進(jìn)入 空擋狀態(tài)。當(dāng)駕駛車輛至服務(wù)設(shè)施時(shí)換擋離合器隨后可W用作啟動(dòng)離合器。
[0050] 圖10說明控制從變矩器輸出回路230流動(dòng)至潤(rùn)滑回路126的潤(rùn)滑和變矩器控制子 系統(tǒng)124的部分。熱力旁通閥232確定是將變矩器輸出回路230直接連接至潤(rùn)滑回路126還是 經(jīng)由冷卻器回路236引導(dǎo)它通過冷卻器234。熱力旁通閥是基于升高的排出回路186中的溫 度引導(dǎo)流體的被動(dòng)控制的閥。當(dāng)溫度高于闊值時(shí)，引導(dǎo)流體通過冷卻器。當(dāng)溫度在正常運(yùn)轉(zhuǎn) 范圍中時(shí)，直接引導(dǎo)流體至潤(rùn)滑回路126。在一些應(yīng)用中，當(dāng)溫度低于正常運(yùn)轉(zhuǎn)范圍時(shí)也可 W引導(dǎo)流體通過冷卻器。冷卻器可W是變速器流體和發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑之間的熱交換器。由于 發(fā)動(dòng)機(jī)通常暖機(jī)(warm up)較快，在暖機(jī)時(shí)間段期間冷卻器可W作為用于變速器流體的熱 源運(yùn)轉(zhuǎn)，提供較快的暖機(jī)。由于冷的流體具有基本上較高的粘性，更迅速加熱它減少了燃料 消耗。2014年5月20日提交的美國(guó)專利申請(qǐng)14/282,051詳細(xì)討論閥232的結(jié)構(gòu)和運(yùn)轉(zhuǎn)，此處 將其內(nèi)容全文引入作為參考。潤(rùn)滑調(diào)整閥238通過控制的開口允許一些流體從潤(rùn)滑回路126 流動(dòng)至油底殼22W保持潤(rùn)滑回路126中希望的壓力。
[0051] 雖然上文描述了示例實(shí)施例，但是并不意味著運(yùn)些實(shí)施例描述了權(quán)利要求包含的 所有可能的形式。說明書中使用的詞語為描述性詞語而非限定，并且應(yīng)理解不脫離本發(fā)明 的精神和范圍可W作出各種改變。如上所述，可W組合多個(gè)實(shí)施例的特征W形成本發(fā)明沒 有明確描述或說明的進(jìn)一步的實(shí)施例。盡管已經(jīng)描述了多個(gè)實(shí)施例就一個(gè)或多個(gè)期望特性 來說提供了優(yōu)點(diǎn)或相較于其他實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)應(yīng)用更為優(yōu)選，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該認(rèn)識(shí) 到，取決于具體應(yīng)用和實(shí)施，為了達(dá)到期望的整體系統(tǒng)屬性可W對(duì)一個(gè)或多個(gè)特征或特性 妥協(xié)。因此，描述的實(shí)施例在一個(gè)或多個(gè)特性上相對(duì)于其他實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)應(yīng)用不令人 滿意也未超出本發(fā)明的范圍，并且運(yùn)些實(shí)施例可W滿足特定應(yīng)用。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種變速器，包含： 配置用于以與栗排量和栗轉(zhuǎn)速基本上成比例的流率輸送流體至栗輸出回路的正排量 栗，所述栗排量響應(yīng)于排量控制回路中增加的壓力而減?。灰约? 配置用于響應(yīng)于所述排量控制回路中的所述壓力小于閾值而減小潤(rùn)滑回路中的流率 的優(yōu)先閥。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的變速器，進(jìn)一步包含： 配置用于響應(yīng)于來自控制器的電流而控制管路壓力控制回路中的壓力的可變力電磁 閥；以及 配置用于控制所述排量控制回路中的所述壓力以保持所述栗輸出回路中與所述管路 壓力控制回路中的所述壓力成比例的壓力的管路壓力調(diào)整閥。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的變速器，進(jìn)一步包含： 配置用于獨(dú)立于所述正排量栗供應(yīng)流體至管路壓力回路的電動(dòng)栗；以及 配置用于當(dāng)所述管路壓力控制回路中的所述壓力高于閾值時(shí)流體地連接所述栗輸出 回路至所述管路壓力回路并且當(dāng)所述管路壓力控制回路中的所述壓力小于閾值時(shí)隔離所 述管路壓力回路與所述栗輸出回路的防回流閥。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的變速器，進(jìn)一步包含： 配置用于通過從所述潤(rùn)滑回路放出流體通過尺寸可變的開口而控制所述潤(rùn)滑回路中 的壓力的潤(rùn)滑回路調(diào)整閥。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的變速器，進(jìn)一步包含： 配置用于取決于變矩器旁通離合器的狀態(tài)直接或者經(jīng)由變矩器釋放回路和變矩器應(yīng) 用回路從所述優(yōu)先閥引導(dǎo)流體至變矩器輸出回路的變矩器調(diào)整閥。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的變速器，進(jìn)一步包含： 配置用于取決于所述流體的溫度直接或經(jīng)由冷卻器從所述變矩器輸出回路引導(dǎo)流體 至所述潤(rùn)滑回路的熱力旁通閥。7. -種變速器液壓控制系統(tǒng)，包含： 第一流體供應(yīng)回路、排量控制回路和潤(rùn)滑回路； 配置用于以響應(yīng)于所述排量控制回路增加的壓力而減小的流率將流體供應(yīng)至所述第 一流體供應(yīng)回路的第一栗；以及 配置用于響應(yīng)于所述排量控制回路中的所述壓力減小到閾值以下而減小所述潤(rùn)滑回 路中的流動(dòng)的優(yōu)先閥。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的變速器控制系統(tǒng)，進(jìn)一步包含： 管路壓力控制回路；以及 配置用于響應(yīng)于來自控制器的電流而控制所述管路壓力控制回路中的壓力的可變力 電磁閥；以及 配置用于控制所述排量控制回路中的所述壓力以保持與所述管路壓力控制回路中的 所述壓力成比例的所述第一流體供應(yīng)回路的壓力的管路壓力調(diào)整閥。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的變速器控制系統(tǒng)，進(jìn)一步包含： 第二流體供應(yīng)回路； 通過電動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的配置用于供應(yīng)流體至所述第二流體供應(yīng)回路的第二栗；以及 配置用于當(dāng)所述管路壓力控制回路中的所述壓力高于閾值時(shí)流體地連接所述第一流 體供應(yīng)回路至所述第二流體供應(yīng)回路并且當(dāng)所述管路壓力控制回路中的所述壓力小于所 述閾值時(shí)隔離所述第二流體供應(yīng)回路與所述第一流體供應(yīng)回路的防回流閥。10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的變速器控制系統(tǒng)，進(jìn)一步包含： 配置用于通過尺寸可變的開口從所述潤(rùn)滑回路放出流體而控制所述潤(rùn)滑回路中的壓 力的潤(rùn)滑回路調(diào)整閥。
【文檔編號(hào)】F16H41/30GK106015503SQ201610169135
【公開日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年3月23日
【發(fā)明人】德瑞克·肯馳
【申請(qǐng)人】福特全球技術(shù)公司