專利名稱：車輛自動變速箱的液壓控制系統中的手控閥的制作方法
本申請要求享有在2000年12月30日提交的第2000-87014號韓國申請的優先權。
本發明涉及一種用在自動變速箱的液壓控制系統中的手控閥。
通常，車輛上用到的普通自動變速箱包括一個多速比換檔機構，其連接到一個變扭器上；以及在一液壓控制系統的控制下、由液壓力驅動的一組摩擦元件，以將換檔機構選定在某一級速比上。
在這樣的自動變速箱中，液壓控制系統包括一個用來對液壓泵產生的液壓壓力大小進行控制的壓力調控裝置；用來執行換檔操作的手控/自動換檔控制裝置；通過使換檔操作平順過渡來調節響應性和換檔質量的液壓控制裝置；用來將液壓控制裝置輸出的壓力分配到相關摩擦元件上的液壓力分配裝置；以及用來控制變扭器中阻尼離合器的阻尼離合器控制裝置。
換檔控制是這樣實現的與各個負載控制電磁閥的開/關動作相配合，由壓力分配裝置將液壓力有選擇地、并大小程度不同地作用在各個摩擦元件上。因而，一個液壓控制系統的組成及控制方法取決于汽車制造商采用那一種具體類型的動力傳動系、以及該動力傳動系是如何進行控制的。
圖1表示了一種普通自動變速箱所用的液壓控制系統。
當一個液力變扭器2被驅動時，由一臺液壓泵4來產生控制變扭器2、進行換檔控制和潤滑所需的液壓力。由液壓泵4產生的液壓力被輸送到壓力調控裝置、阻尼離合器控制裝置以及一個減壓裝置，并經過手控/自動換檔裝置輸送到壓力控制裝置而被調節成某一換檔控制壓力。受壓力控制裝置調節的換檔壓力經轉換裝置和故障保險裝置輸送到摩擦元件處，作為換檔操作的工作壓力。該液壓力從手控/自動控制裝置直接輸送到空檔-倒檔(N-R)控制裝置，并隨后輸送到各個摩擦元件上。
詳細地講，壓力調控及阻尼離合器控制裝置包括一個用來將液壓泵4產生的液壓壓力調整均穩的調整閥6；一個用來將調整后的液壓力輸送到變扭器2、并將調整后液壓力調節成適于用來潤滑的變扭器控制閥8；以及一個阻尼離合器控制閥10，以用來對阻尼離合器進行控制，來提高變扭器2的傳動效率。
減壓裝置包括一個減壓閥12，用來將液壓力降低到管路壓力以下。由減壓閥12降壓后的部分液壓力作為控制壓力被導向阻尼離合器控制閥10和調節閥6，而剩余部分壓力被輸送到第一、第二和第三壓力控制閥14、16、18，這三個控制閥分別由第一、第二、第三電磁閥S1、S2、S3控制。
手控/自動換檔控制裝置包括一個與檔位選擇桿(圖中未示出)相聯動的手控閥20。按照檔位選擇桿的狀態不同，作為控制壓力輸送到手控閥20的液壓力可被導向第一、第二或第三控制閥14、16、18，或作為控制壓力和操作壓力被直接導向第一和第二轉換閥22和24、第一和第二故障保險閥26和28、以及空檔-倒檔控制閥30，以便于輸送到各個摩擦元件處。
在上述的液壓控制系統中，當發動機運轉時，不論手控閥20選定在那一級檔位上，都需要在管路中有一定的壓力，以供送作為潤滑劑的液壓流體。
此外，當手控閥處于駐車檔P或空檔N位置時，管路中需要有等于或小于前進驅動檔D、3、2以及L(低速檔)時所需壓力的壓力大小，以便于為換入前進驅動檔和倒檔的操作作準備。倒檔R所需的管路壓力一般大于前進檔的管路壓力。
但是，由于手控閥20的檔位排列是按照P、R、N、D、3、2、L的次序布置的，也就是說，由于倒檔R被設置在駐車檔P和空檔N之間，因而在實際上很難滿足上述的要求。
相應地，在某些控制系統中，駐車檔P時在管路中不建立任何壓力。但是，在這些情況中，如果在駐車檔P上發動機運轉了很長一段時間，則會由于沒有管路壓力，轉動元件會產生潤滑不足的狀況。
因而，目前的趨勢是基本上要在駐車檔P和倒檔N時建立管路壓力，以對轉動元件進行潤滑。
圖14a和圖14b表示了一種普通的手控閥，其在駐車檔P和倒檔N時可建立管路壓力。
手控閥的閥體上設置了一個用來接收從調節閥輸送來的液壓力的第一端口200；一個將從第一端口200輸入的液壓力輸送到駐車檔壓力管路和空檔壓力管路的第二端口202；一個第三端口204，用來將從第一端口200輸入的液壓力輸送到驅動檔D、二檔和低速檔的壓力管路；第四和第五端口206、208，用來將從第一端口200輸入的液壓力輸送向一個倒檔壓力管路；以及一個卸壓端口EX，用來對輸送到第四和第五端口206、208的液壓力進行卸壓。
在閥體中可活動地設置了一個閥柱210，其運動與換檔桿的調節操縱相對應，其包括一個靠近連接件212的第一擋圈214，當處于駐車檔P時，其位于第二端口202和第三端口204之間，而在其它的檔位R、N、D、2和L時，則位于第三端口204的一側；一個在除駐車檔P和倒檔R之外的其它任何檔位時將第二或第三端口202、204與第一端口200相連通的第二擋圈216；以及一個第三擋圈218，當在倒檔R時，其可將第一端口200與第四、第五端口206、208連通。
同時，閥柱210上還設置了一個卸壓孔220，其從連接件212通向第二擋圈216；一個開在閥柱210軸線垂直方向上的第一泄油口222，其制在第一和第二擋圈214、216之間；以及一個第二泄油口224，其制在第一擋圈214和連接件212之間，并靠近連接件212。
在駐車檔P時，經第一端口200輸入到手控閥中的液壓力經泄油口222被導向第二端口202和卸壓孔220。在倒檔R時，第一端口200與第四和第五端口206和208相連通，且在空檔N時，第一端口200和第二端口202連通。在前進檔D、2和L時，第一端口200與第一和第三端口202和204連通。
在這種普通類型的手控閥中，由于從液壓泵4輸出的液壓力被用來在駐車檔和空檔時進行潤滑以及建立操作液壓力，因而在駐車檔P和空檔N時，在潤滑方面不會出現問題。但是，由于液壓力要流經第二泄油口224，因而在閥柱210上會作用一個偏心力(偏頂力？)。因而，當系統經過長期使用后，閥柱210會產生單側偏摩。這會導致流體泄漏，由此而降低了管路壓力。
此外，如果偏心力是持續地作用在閥柱210上，某一擋圈就會被頂壓在某一端口的一個端部處，這樣就妨礙了閥柱210的運動。
相應地，對于非常精確的控制，就需要有一種結構足夠堅固的手控閥。
另外，上述的閥柱要用復雜的生產工藝制造，例如，孔220和224是通過鉆孔加工出的；還需要一個封帽來對卸壓孔20進行端堵，然后再必須接上一個連接件。這就會使得制造成本增加，并降低生產率。
因而，本發明致力于解決上述的問題。
本發明的一個目的是提供一種液壓控制系統的手控閥，該手控閥能在駐車檔P和空檔N時建立管路壓力，以改善潤滑狀況，并通過簡化制造工藝來降低生產成本。
為了實現上述的目的，本發明設計了一種車輛自動變速箱的液壓控制系統中的手控閥，其包括一個閥體，該閥體上設置有管路壓力接流端口；一個駐車檔/空檔(P/N)端口，用來在駐車檔P或空檔N時供應液壓壓力；以及多個液壓力輸送端口和多個卸壓端口；以及一個閥柱，其可滑動地插入到閥體中，并具有多個擋圈，所說多個擋圈中的一個第一擋圈具有一個凹陷向相鄰擋圈的卸壓槽；其中管路壓力接流端口和P/N檔位端口的寬度都小于所說多個擋圈中每個擋圈的直徑，這樣就在管路壓力接流端口與P/N檔位端口由所說多個擋圈堵上時，能保持嚴密的密封；以及所說多個液壓力輸送端口中每一個的寬度都大于各個所說擋圈的直徑，這樣，當由第一擋圈堵封時，儲留在所說多個液壓力輸送端口中的液壓力都可經所說卸壓槽排出。
附圖包括在說明書中、并作為說明書的一部分，這些附圖表示了本發明的一種實施方式，并和文字描述一道來解釋本發明的基本原理。
圖1是一套液壓控制系統的液壓回路圖，在其中的液壓控制系統中應用了本發明；圖2的放大視圖表示了根據本發明第一實施方式的手控閥；圖3是圖2所示手控閥的閥柱的軸測視圖；圖4是沿圖2中的I-I線所作的橫剖面視圖；圖5是沿圖2中的II-II線所作的橫剖面視圖；圖6的視圖表示了圖2所示手控閥處于駐車檔P位置時的情形；圖7的視圖表示了圖2所示手控閥處于倒檔R時的情形；圖8的視圖表示了圖2所示手控閥處于空檔N時的情形；圖9的視圖表示了圖2所示手控閥處于驅動檔D時的情形；圖10的視圖表示了圖2所示手控閥處于二檔時的情形；圖11的視圖表示了圖2所示手控閥處于低速檔L時的情形；圖12a的視圖表示了根據本發明第二實施例的一種手控閥，其中的該手控閥調定在駐車檔P上；圖12b的視圖表示了圖12a所示手控閥處于空檔N時的情形；圖13a的視圖表示了根據本發明第三實施例的一種手控閥，該手控閥位于駐車檔P上；圖13b的視圖表示了圖13a所示手控閥處于駐車檔P時的情形；圖14a的視圖表示了一種普通手控閥，該手控閥位于駐車檔P上；以及圖14b的視圖表示了圖14a所示的手控閥處于空檔N時的情形。
下面，將參照附圖對本發明的最佳實施例進行描述。
圖1是一套液壓控制系統的液壓回路圖，在該控制系統中應用了根據本發明的手控閥。由于該系統已經在上文相關現有技術中進行了描述，所以此處將略去詳細的闡述。對該液壓回路圖的描述應結合到此處的描述中。
圖2表示了根據本發明第一實施例的手控閥。
該具有創造性的手控閥20的閥體上設置有一個用來從調節閥12接收液壓力的第一端口100；一個第二端口102，用來將經第一端口100輸入的液壓力作為駐車檔和空檔時的操縱壓力進行輸送；一個第三端口104，用來將經第一端口100輸入的液壓力作為驅動檔、二檔和低速檔時的操縱壓力進行輸送；一個第四端口106，用來將經第一端口100輸入的液壓力作為倒檔操縱壓力進行輸送；以及一個卸壓端口EX，以對輸送到第四端口106的液壓力進行卸壓。
在閥體中設置了一個閥柱110，該閥柱的運動與檔位選擇桿相關聯，該閥柱包括一個制在連接件112附近的第一擋圈(閥間)114、靠近第一擋圈114的第二擋圈116、以及靠近第二擋圈116的第三擋圈118。
第一擋圈114是這樣設計的當選定在駐車檔P(見圖6)時，其位于第一和第二端口102、104之間，在其它的檔位R、N、D、2和L時，其位于第三端口104遠離第二端口102的那一側(見圖7到圖11)。
第二擋圈116被設計成距離第一擋圈114有一段設定的距離，這樣，第二擋圈116的位置會根據連接件112的位置進行變動，當在駐車檔P時，第二擋圈116的位置是處于第一端口遠離第二端口102的那一側；在倒檔R時，處于第一和第二端口100、102之間；在空檔N時，處于第二和第三端口102、104之間，這樣就使第一和第二端口100、102相互連通，在其余的檔位D、2和L上時，其位于第三端口104邊上遠離第二端口102的那一側(見圖8到圖11)。
第三擋圈118被設計成與第二擋圈116距離一段設定的距離，這樣，當選定在駐車檔P和倒檔R時，第三擋圈118就位于第四端口106遠離第一端口100的那一側，從而在倒檔R時，第一端口100和第四端口106是相互連通的(見圖7)。
如果要加工出第一和第二擋圈114、116，則首先要制出一根具有預定直徑的圓柱體，然后在該圓柱體的兩端部分上初步制出具有設定厚度的第一擋圈114和第二擋圈116。而初步制出的第一和第二擋圈114和116之間的圓柱體部分的上部和下部被加工成平面，這樣就形成了第一和第二擋圈114、116。然后，穿通被加工出的上下平面制出一個通孔120，由此形成連通上下腔122的流體通道，其中上下腔室是由第一和第二擋圈114、116與閥體圍成的。
另外，在圓柱體上未加工成平面的部分上制出一個卸壓槽124，其延伸穿過第一擋圈114。
第一和第二端口100和102是這樣設計的第一和第二端口100和102的寬度要小于第一和第二擋圈114、116的直徑，從而保持嚴密的密封(見圖4)。第三和第四端口104和106是這樣設計的使得第三和第四端口104和106的寬度要大于第一和第二擋圈114、116的直徑。
相應地，引入到第一和第二擋圈114、116之間的液壓力僅通過泄漏就能實現卸壓。在倒檔R時，第二和第三端口102、104通向閥的外部，而在空檔N時，只有第三端口104與外界相通。如果一個端口與閥的外部相通，則流體就可從該端口排到閥的外部。
下面將描述手控閥20的流體通路變換過程。
如圖6所示，在駐車檔P時，經第一端口100輸入的液壓力經第一擋圈114和第二擋圈116之間形成的流體通路輸送到第二端口102。
如圖7所示，在倒檔R時，經第一端口100輸入的液壓力被輸送向第四端口106。
如圖8所示，在空檔N時，經第一端口100輸入的液壓力被輸送向第二端口102，用來起到潤滑作用。在空檔N位置時，在第三端口104中的液壓力通過卸壓槽124排出到閥的外部。
在驅動檔D時，經第一端口100輸入的液壓力被輸送向第二和第三端口102、104。
在二檔和低速檔L時，與驅動檔D時的情形相同，經第一端口100輸入的液壓力被輸送向第二和第三端口102、104。
在駐車檔P和空檔N，液壓力同等程度地作用在第一和第二擋圈114、116上、或作用在第二和第三擋圈116、118上。也就是說，在擋圈上沒有作用偏心力或偏置力，由此就避免了手控閥在換檔過程的運動中由于受到偏心力的作用而損壞。
圖12a和12b表示了根據本發明第二種實施方式的手控閥。
該實施方式的手控閥的許多特征都和第一實施例中的特征相同，因而只對不同之處進行描述。
第二實施例的手控閥在其閥體上開有一個第五端口140和第六端口142。第五端口140用來供應二檔操作壓力，而第六端口142用來供應低速檔時的操作壓力。
第五和第六端口140、142是這樣設計的第五和第六端口140、142的寬度要大于第一和第二擋圈114、116的直徑。
此外，在該實施例中，取消了第一實施例中制在第一和第二擋圈114、116之間的通孔120。而是在第一擋圈116和流經上下腔122的流體通路之間的外部上制出了一個環周溝槽144，這樣，該溝槽144就可起到第一實施例中通孔120的作用。還制出了一個泄壓槽124，其具有一定的長度，從而使得第二、第三、第五和第六端口102、104、140和142的相鄰部分被泄壓槽124相互連通。因而，在倒檔R上，第二端口102的液壓力經上下腔122通過泄壓槽124進行泄壓。
相應地，如圖12a和圖12b所示，在駐車檔P和空擋N時，潤滑流體可經第二端口102進行輸送，同時避免了偏心液壓力，因而就略去了要設置將不必要的液壓力經泄壓槽124進行泄壓的功能。
圖13a和圖13b表示了根據本發明第三種實施例的手控閥。
該實施方式的手控閥的許多特征都和第一實施例中的特征相同，因而只對不同之處進行描述。
也就是說，在第一實施例中，對于閥體而言，檔位的設置次序依次為P、R、N、D、2和L。但是，在第三實施例中，閥體上的檔位設置次序為L、2、3、D、N、R和P。相應地，該閥體的各個端口和閥柱上各個擋圈的布置也根據檔位的變動進行了調整。也即是這些閥體和閥柱(的設置)可看作是第一實施例中的對應部件(的設置)的鏡面對稱圖像。
如上所述，按照本發明的手控閥，甚至在駐車檔P和空擋N時，也能對液壓控制系統施加液壓力，從而使其可對管路壓力進行控制，來防止對摩擦元件造成損壞，并避免急加速性能的惡化。
此外，由于本發明中任何檔位上液壓力都對稱地作用在閥柱上，從而避免了閥柱和閥體之間由于偏心力而產生摩擦。因而本發明可防止閥體內表面與閥柱發生摩擦而產生磨蝕，其中的閥體通常是由鋁材制成的，而閥柱通常是鋼質的。
另外，由于在閥柱上沒有開有任何沿其軸向的孔洞，且不需要端堵封帽、然后再連接連接件的工藝步驟，因而相比于現有技術，制造過程變得簡單了。
盡管上文是結合目前認為是最實用和最佳的實施例對本發明進行的描述，但可以理解本發明并不僅限于所公開的實施例，而是與此相反，應涵蓋包括在所附權利要求書的范圍和思想之內的各種變型和等效裝置。
權利要求
1.一種車輛自動變速箱的液壓控制系統中的手控閥，其包括一個閥體，該閥體上設置有管路壓力接流端口；一個駐車檔/空檔(P/N)端口，用來對駐車檔P或空檔N的一個以上供應液壓壓力；以及多個液壓力輸送端口和多個卸壓端口；以及一個閥柱，其可滑動地插入到閥體中，并具有多個擋圈(valveland)，所說多個擋圈中的一個第一擋圈具有一個凹陷向相鄰擋圈的卸壓槽；其中管路壓力接流端口和P/N檔位端口的寬度都小于所說多個擋圈中每個擋圈的直徑，這樣就在管路壓力接流端口和P/N檔位端口由所說的多個擋圈堵上時，能保持嚴密的密封；以及所說多個液壓力輸送端口中每一個的寬度都大于所說各個擋圈的直徑，這樣，當由第一擋圈堵封時，儲留在所說多個液壓力輸送端口中的液壓力都可經所說卸壓槽排出。
2.根據權利要求1所述的手控閥，其特征在于在繞閥柱軸線的相對表面之間、以及第一擋圈和第二擋圈之間形成了一條液壓流路，第二擋圈在泄壓槽的凹陷方向上靠近第一擋圈，由此來防止在垂直于該軸線的方向上有偏置力作用到閥柱上。
3.根據權利要求2所述的手控閥，其特征在于所說相對表面的每一個表面都和閥體的一個內表面相配合而形成一個腔，該腔的長度可使得駐車檔P/空擋N的端口可經過該腔與相鄰端口連通。
4.根據權利要求3所述的手控閥，其特征在于所說的多個液壓力輸送端口包括一個前進檔端口和一個倒檔端口，且所說閥柱使接流端口根據閥柱的位置不同而與特定端口相接通，這樣就使得接流端口當在駐車檔時，與第一和第二擋圈間的P/N檔端口連通；在倒檔R時，與第二和第三擋圈之間的倒檔R端口連通，由此來使在P/N檔位端口和前進檔端口、以及位于第一和第二擋圈之間的端口中的壓力可經泄壓槽進行泄壓；在空擋N時，與位于第二和第三擋圈之間的P/N檔端口連通；以及與P/N檔位端口和位于第二和第三擋圈之間的前進檔端口相連通。
5.根據權利要求4所述的手控閥，其特征在于所說的多個輸送端口還包括一個二檔端口，用來輸送二檔時的液壓力，以及包括一個低速檔端口，用來輸送低速檔時的操作液壓力；當處于二檔時，二檔端口還與位于第二和第三擋圈之間的接流端口相連通；以及在低速檔時，低速檔端口還與位于第二和第三擋圈之間的接流端口相連通。
6.根據權利要求4所述的手控閥，其特征在于閥體上的各個端口是以這樣的次序布置的倒檔R端口、接流端口、P/N檔端口以及前進檔端口；閥柱上的各個擋圈是以這樣的次序布置的第三、第二、第一擋圈，以及在第一擋圈上連接一個用來選擇檔位的連接件。
7.根據權利要求4所述的手控閥，其特征在于閥體上的的各個端口是以這樣的次序布置的倒檔R端口、接流端口、P/N檔端口以及前進檔端口；閥柱上的各個擋圈是以這樣的次序布置的第三、第二、第一擋圈，以及在第三擋圈上連接一個用來選擇檔位的連接件。
8.根據權利要求4所述的手控閥，其特征在于所說液壓流路是一個穿通閥柱的通孔。
9.根據權利要求4所述的手控閥，其特征在于所說液壓流路是一個制在閥柱上的環周溝槽。
全文摘要
車輛自動變速箱液壓控制系統中的手控閥,其包括:一個閥體;一個駐車檔/空檔(P/N)端口;以及多個液壓力輸送端口和多個卸壓端口;以及一個閥柱,并具有多個擋圈;管路壓力接流端口和P/N檔位端口的寬度都小于所說多個擋圈中每個擋圈的直徑,這樣就在管路壓力接流端口與P/N檔位端口由所說多個擋圈堵上時,能保持嚴密的密封;以及所說多個液壓力輸送端口中每一個的寬度都大于各個所說擋圈的直徑,這樣,當由第一擋圈堵封時,儲留在所說多個液壓力輸送端口中的液壓力都可經所說卸壓槽排出。
文檔編號F16H61/00GK1363481SQ0112580
公開日2002年8月14日 申請日期2001年8月24日 優先權日2000年12月30日
發明者樸鐘述, 李昌郁, 趙在鎬, 張在德, 金泰均, 李鄑熙 申請人:現代自動車株式會社