用于自動變速器的具有帶流動力補償的面積受控式切換致動閥的液壓回路的制作方法
【專利說明】用于自動變速器的具有帶流動力補償的面積受控式切換致動閥的液壓回路
[0001]本申請是基于原申請號為201080036259.1 (國際申請號為PCT/US2010/047604)、原申請日為2010年9月2日的發明名稱為“用于自動變速器的具有帶流動力補償的面積受控式切換致動閥的液壓回路”的專利申請的分案申請。
技術領域
[0002]本發明總體上涉及一種用于自動變速器的液壓回路。并且更確切地說，涉及一種具有帶流動力補償的面積受控式切換致動閥的液壓回路。
【背景技術】
[0003]—般而言，陸地車輛要求由三個基本部件構成的動力傳動系。這些部件包括一個動力設備(如一臺內燃發動機)、一個動力傳輸系、以及多個車輪。動力傳輸部件典型地被簡稱為“變速器”。發動機的扭矩和速度是根據車輛的牽引功率要求而在變速器中進行轉換的。
[0004]自動變速器典型地包括多個齒輪組，這些齒輪組在變速器殼體中被支持在多個軸上。同步器被用來協調變速器中所選齒輪的接合。根據所選擇的檔位，扭矩從發動機以不同的傳動比通過變速器來傳遞。多數自動變速器是液壓控制和致動的。然而，已經發現，對自動變速器進行控制和調整以便通過一種有效率的且有成本效益的方式來實現所希望的車輛乘員舒適性目標是一件復雜的事情。在變速器中為了使每一次換檔平穩并有效地進行存在著大量的事件要適當地定時和執行。
[0005]此外，由于對自動變速器的控制是通過液壓地致動該變速器中的這些不同的部件來實現的，所以重要的是提供一個穩定的液壓壓力。利用栗來提供加壓的液壓流體用于變速器的控制和致動。另外，離合器和齒輪組件是由液壓流體的二次流動來潤滑和冷卻的。典型的是，由取自發動機的動力來機械地驅動這個栗。因此，當栗的速度響應于發動機轉速的增加而增加時，從這個栗傳送的液壓壓力增加。因為多個液壓致動的裝置以一種預定的并且精確的方式來對所提供的用于使它們致動的這種給定的壓力作出反應，所以對該液壓壓力的不精確的控制導致該變速器不精確的操作和控制。至此，在一個自動變速器中建立并保持一個穩定的液壓壓力已經證實是成問題的。
[0006]常規變速器的液壓供應回路典型地包括多個液壓閥。然而，這些閥的設計和操作總體上沒能適當地考慮液壓回路中的液壓流體的不同的流動作用，并且不提供對于確保變速器上的準確控制所必須的這種精確并且穩定的液壓壓力。更確切地說，為了提供一種穩定的系統壓力，這些液壓閥就必須響應于流動力(flow force)的變化，而這種流動力的變化是由于管線壓力側以及閥的返回或吸入側中的液壓流動變化而在回路中發生的。
[0007]液壓流體流動力的變化能夠具體地影響這些切換致動閥對于這些同步器的致動進行控制的操作并且由此影響多個鄰近的齒輪間的對應切換。這種流動力是當流體移動通過這個閥時作用在閥構件的這些肩臺上的液壓流體的相關的力。當流體流動移動通過閥本體時，這些流動力在切換致動閥上的作用是清楚的。當液壓流體移動通過這些閥時，固有的流動力作用在閥構件的這些物理表面上，并且所施加的力可以物理地影響閥構件在閥本體中的位置，從而使其在這些閥中移動并且產生不穩定性。例如，來自栗的流體流動的增加可以作用在這些閥構件的表面上從而迫使它們進一步打開，或者栗抽吸的增加可以使閥構件以一種不受控的方式來移動。由流動力引起的這種閥構件的移動導致了管線壓力的不穩定性并且當閥構件設法改正時在流動中引起進一步的變化。
[0008]在自動變速器中對于液壓切換致動閥所采用的常規方法依然是效率低的且易受波動的影響的并且對液壓壓力的控制是不準確的，從而導致了對于同步器的不準確的控制并且這可以影響變速器中的任何齒輪的平滑切換。因此，在相關技術中對于具有帶流動力補償的切換致動閥的自動變速器仍存在一種需要，這種流動力補償既為穩態流動又為瞬態流動狀況提供了穩定的液壓壓力。另外，在相關技術中對于具有切換致動閥的一種改進的液壓回路仍存在一種需要，其中這些切換致動閥中的孔口的面積是以一種受控的形式來被打開的，以便提供液壓壓力到同步器從而由此更好地控制齒輪之間的切換同時保持低的系統成本。
【發明內容】
[0009]相關技術的這些缺點是通過本發明以一種用于自動變速器的液壓回路來克服的，這種自動變速器具有多個齒輪組以及用于協調這些齒輪組之間切換的多個同步器。該液壓回路包括一個加壓流體源以及一個切換致動閥，該切換致動閥包括一個閥本體，該閥本體具有一個閥孔以及與加壓流體源處于流體聯通的至少一個入口以及與用于對齒輪接合進行選擇性地控制的至少一個同步器處于流體聯通的至少一個出口。一個閥構件被可移動的支持在閥孔中并且包括具有一個外徑以及一個計量面的至少一個閥元件。這個計量面被適配為控制加壓流體在閥本體的入口與出口之間的流動。這個計量面包括一個流動力補償的環形空隙，該環形空隙被安置鄰近該外徑并且由測量在該外徑與一個線之間的一個導角α限定，該線與該外徑相交并且與該環形空隙相切。另外，該切換致動閥包括一個螺線管，該螺線管被適配為移動該閥構件以便產生通過該切換致動閥的一個流通面積，該流通面積是隨著被輸送到螺線管的電流而變化的，以便將一個預定量的加壓流體輸送到至少一個同步器來對該同步器的致動進行選擇性地控制，從而在變速器中的這些齒輪組中選擇一個預定的齒輪組。
[0010]以此方式，本發明的具有至少一個帶流動力補償的切換致動閥的液壓回路所提供的優點是，不論穩態流動以及瞬態流動狀況同步器以及相關的齒輪切換器都具有高度穩定且準確的控制。切換致動閥包括一個成形的閥構件以及多個端口，這些端口將該液壓流動引導通過該切換致動閥，其方式為使得液壓流體移動通過該閥的流動中所固有的流動力作用減小。這提供了極其準確且穩定的液壓系統壓力，從而導致了用來在變速器的齒輪組之間進行切換的這些同步器的準確且有效率的控制，這轉換成變速器以及車輛的改進的效率。
[0011]將會很容易地認識到本發明的其他目標、特征、及優點，因為在閱讀了以下結合附圖所進行的說明之后它們會更好地得到理解。
【附圖說明】
[0012]圖1是具有可以使用本發明的液壓閥的該類型的雙離合器變速器的示意性圖示；
[0013]圖2是用于汽車變速器的一個代表性液壓回路的示意圖，展示了本發明的不同液壓閥；
[0014]圖3是本發明的切換致動閥的截面，展示了該閥處于第一位置中；
[0015]圖4是圖2中所示的切換致動閥的閥構件的一個放大的截面；
[0016]圖5是圖2所示的切換致動閥的一個放大的截面，展示了該閥構件處于一個第二位置；并且
[0017]圖6是圖2所示的切換致動閥的一個放大的部分截面視圖，展示了該閥構件具有一種流動力補償形狀。
【具體實施方式】
[0018]本發明總體上涉及一種用于自動變速器的液壓回路，并且更確切地說，涉及這樣一種液壓回路它具有多個帶流動力補償的面積受控式螺線管閥。總體上講，自動變速器形成了車輛動力傳動系的一部分，并且負責從原動機(如一臺內燃發動機)獲得一個扭矩輸入并且通過多個可選擇的傳動比將該扭矩傳輸到車輛的驅動車輪。本發明克服了與具有不考慮流動力固有地作用在這些使用于液壓系統中的閥構件上的液壓系統的變速器相關聯的這些缺點和缺陷。
[0019]本發明的具有一個使用多個閥的液壓系統的自動變速器的一個實例(該實例考慮了該系統中的流動力)被表示為一種雙離合器變速器，并且在圖1的示意性圖示中總體上以10表示。然而，本領域的普通技術人員應該從以下說明中認識到，本發明的液壓回路可以使用在所有類型的利用液壓閥來控制系統中液壓壓力的自動變速器中。關于如圖1所示的該代表性實例，在全部這些附圖中相同的數字表示相同的結構，變速器10包括:一個總體上以12表不的同軸雙離合器組件；一個總體上以14表不的第一輸入軸；一個總體上以16表不的、與該第一輸入軸同軸的第二輸入軸；一個總體上以18表不的副軸；一個輸出軸20 ;—個倒檔副軸22 ;以及總體上以24表示的多個同步器。
[0020]雙離合器變速器10形成了車輛動力傳動系的一部分，并且負責從原動機(如一臺內燃發動機)獲得一個扭矩輸入并且通過多個可選擇的傳動比將該扭矩傳輸到車輛的驅動輪。雙離合器變速器10通過同軸的雙離合器組件12操作性地將來自發動機的所施加的扭矩引導到第一輸入軸14上或者到第二輸入軸16上。這些輸入軸14和16包括一個第一齒輪系，這些齒輪與被安置在副軸18上的一個第二齒