變速器液壓控制系統的制作方法

變速器液壓控制系統的制作方法
【專利摘要】提供一種變速器液壓控制系統。自動變速器使用以四者組合而應用以建立十個前進傳動比和一個倒擋傳動比的六換擋元件。自動變速器使用液壓控制系統控制六個元件的接合、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變矩器和用于潤滑。泊車掣爪響應于六換擋元件中兩者的接合而分離并且響應于其它換擋元件的接合而保持分離。單個閥控制與雙行程變矩器關聯的多個不同的功能。通過發動機驅動的可變排量泵并且還通過電動泵提供加壓的流體。由泵排量控制回路指示的當其它流體需求較高時，優先閥減小潤滑流動。
【專利說明】
變速器液壓控制系統
技術領域
[0001] 本發明設及用于機動車的自動變速器的液壓控制系統的領域。
【背景技術】
[0002] 很多車輛在寬范圍的車速(包括向前和向后移動兩者）下使用。然而，某些類型的 發動機只能在較窄的轉速范圍內高效運轉。所W，能W多個傳動比（speed ratio)高效傳輸 功率的變速器被頻繁使用。當車輛處于較低車速時，變速器通常W高傳動比運轉使得它放 大發動機扭矩用于改善加速。較高車速時，W低傳動比運轉變速器允許與安靜、燃料經濟的 巡航關聯的發動機轉速。通常，變速器具有安裝至車輛結構的殼體、由發動機曲軸驅動的輸 入軸、W及經常經由差速器總成驅動車輪的輸出軸，該差速器總成允許車輛轉彎時左輪和 右輪W略微不同的轉速旋轉。
[0003] 離散傳動比變速器能經由多個功率傳輸路徑輸送功率，每個功率傳輸路徑具有不 同的傳動比。通過結合特定的換擋元件（比如離合器或制動器)建立特定的功率傳輸路徑。 從一個齒輪比(gear ratio)到另一個齒輪比的換擋設及改變哪些個換擋元件的接合。在很 多變速器中，通過W控制的壓力引導流體至換擋元件來控制每個換擋元件的扭矩容量 (torque capacity)。控制器通過發送電信號至閥體而調節壓力。
[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。運些包括提供 流體用于潤滑和提供流體至變矩器。流體吸收由變速器內的摩擦產生的熱量。為了調節變 速器流體的溫度，流體被引導通過熱交換器。
[0005] 通常，通過發動機驅動的累加壓和循環流體。然而，一些車輛在不需要功率時自動 關閉發動機W減小燃料消耗。在運些時間段期間必須保持通過流體提供的一些功能。
[0006] 當車輛泊車時，變速器可W接合保持變速器軸靜止W防止車輛滾動的駐車擧爪 (parking pawl)。泊車系統設計成在長期無人看管期間保持接合且不消耗任何功率。正常 地，駐車擧爪響應于駕駛員選擇泊車擋而接合并且響應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。

【發明內容】

[0007] 變速器包括輸送流體至累輸出回路的可變排量累。累排量響應于排量控制回路中 壓力的增加而減小。優先閥(priori ty va 1 ve)響應于排量控制回路中的壓力小于闊值而減 小潤滑回路中的流動。流體可W流過優先閥和潤滑閥之間的多個其它回路。例如，變矩器調 整閥可W直接或者經由變矩器釋放和應用回路從優先閥引導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由冷卻器從變矩器輸 出回路引導流體至潤滑回路。潤滑回路調整閥可W通過尺寸可變的開口從潤滑回路放出流 體而控制潤滑回路中的壓力。
[000引液壓控制系統包括第一流體供應回路、排量控制回路、潤滑回路、發動機驅動的供 應流體至第一流體供應回路的可變排量累W及響應于排量控制回路中較低的壓力而減小 潤滑回路中的流動的優先閥。控制系統可W包括管路壓力控制回路、響應于電流而調整管 路壓力控制回路中壓力的可變力電磁閥W及通過調節排量控制回路中的壓力而控制第一 流體供應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整閥。控制系統 還可W包括通過電動累供應流體的第二流體供應回路W及當管路壓力控制回路中的壓力 高于闊值時流體連接運兩個流體供應回路并且否則隔離運兩個流體供應回路的防回流閥 (anti-backflow valve)。
[0009] 根據本發明的一個實施例，進一步包含:變矩器輸出回路、變矩器應用回路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而直接或者經由變矩器釋放 回路和變矩器應用回路從優先閥引導流體至變矩器輸出回路的變矩器調整閥。
[0010] 根據本發明的一個實施例，進一步包含:配置用于取決于流體的溫度直接或者經 由冷卻器從變矩器輸出回路引導流體至潤滑回路的熱力旁通閥。
【附圖說明】
[0011] 圖1是傳動系統的示意圖；
[0012] 圖2是適用于圖1的傳動系統的變速箱的傳動系統齒輪傳動裝置（gearing arran邑ement)的示意圖；
[0013] 圖3是適用于圖1的傳動系統使用的液壓控制系統的高級示意圖；
[0014] 圖4是圖3的液壓控制系統的流體供應子系統的示意圖；
[0015] 圖5是適用于控制圖2的齒輪傳動裝置的換擋元件中的四者的圖3的液壓控制系統 的離合器控制子系統的第一部分的示意圖；
[0016] 圖6是適用于控制圖2的齒輪傳動裝置的換擋元件中的兩者的圖3的液壓控制系統 的離合器控制子系統的第二部分的示意圖；
[0017] 圖7是圖3的液壓控制系統的泊車子系統的示意圖；
[0018] 圖8是圖3的液壓控制系統的變矩器/潤滑控制子系統的第一部分的示意圖；
[0019] 圖9a、9b和9c說明適用于用作圖8的流體供應子系統的變矩器調整閥的分別處于 =個位置的滑閥；
[0020] 圖10是圖3的液壓控制系統的變矩器/潤滑控制子系統的第二部分的示意圖。
【具體實施方式】
[0021] 本說明書描述了本發明的實施例。然而，應理解公開的實施例僅為示例，其可W多 種替代形式實施。附圖無需按比例繪制;可放大或縮小一些特征W顯示特定部件的細節。所 W，此處公開的具體結構和功能細節不應解釋為限定，而僅為教導本領域技術人員W多種 形式實施本發明的代表性基礎。本領域內的技術人員應理解，參考任一【附圖說明】和描述的 多個特征可W與一個或多個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施 例。說明的組合特征提供用于典型應用的代表實施例。然而，與本發明的教導一致的特征的 多種組合和變型可W根據需要用于特定應用或實施。
[0022] 圖1示意地說明車輛傳動系統。粗實線代表機械功率流連接。細實線代表液壓流體 的流動。虛線代表信息信號的流動。通常從內燃發動機曲軸在輸入軸10處供應功率。流體連 接12包括可驅動的連接至輸入軸10的累輪和可驅動的連接至滿輪軸14的滿輪。當累輪旋轉 得快于滿輪時經由移動的流體將功率從累輪傳輸至滿輪。流體連接12可W是還包括當滿輪 旋轉得基本上快于累輪時再引導流體的導輪使得滿輪扭矩是累輪扭矩的倍數的變矩器。變 速箱16包括配置用于在滿輪軸14和輸出軸18之間建立多個功率傳輸路徑的齒輪裝置 (gearing)和換擋元件。可W通過接合關聯的換擋元件的子組來建立每個功率傳輸路徑。低 車速時，在滿輪軸和輸出軸之間可W建立提供扭矩放大和轉速減小的功率傳輸路徑W優化 車輛性能。較高車速時，可W建立提供轉速放大的功率傳輸路徑W最小化燃料消耗。
[0023] 通過W升高的壓力供應液壓流體至離合器應用室來接合變速箱16內的換擋元件。 每個換擋元件可W包括離合器組klutch pack),離合器組(clutch pack)具有鍵連接至一 個部件并且與鍵連接至另一不同部件的分離盤交錯的摩擦盤。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些部件。每個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驅動的累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按照來自動力傳動系統控制器26的信號W控制的壓力輸送流體至離 合器應用室。除了將流體提供至離合器應用室之外，閥體提供流體用于潤滑并且提供流體 至變矩器12。流體最終從變速箱16W環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。變速器利用四個簡單行星齒輪組30、40、50和60。中 屯、齒輪36固定連接至中屯、齒輪46,齒輪架32固定連接至環形齒輪68,環形齒輪48固定連接 至中屯、齒輪56,環形齒輪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。環形齒輪38通過制動器70選擇性地保持不旋轉而中屯、齒輪36和 46通過制動器72選擇性地保持不旋轉。滿輪軸14提供離合器74選擇性地連接至環形齒輪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和環形齒輪68而通過離合器80選擇性地連接至環形齒輪48和中屯、齒輪56。 表1列出了用于每個行星齒輪組的建議齒數比。
[0025] 表 1 「00261
[0027] 如表2所示，W離合器和制動器四者的組合來接合離合器和制動器在滿輪軸14和 輸出軸18之間建立十個前進擋傳動比和一個倒擋傳動比。X指示需要該換擋元件建立該傳 動比。（X)指示建立功率傳輸路徑可W應用但不是必須的離合器。對于1擋，可W應用離合器 78或離合器80代替應用離合器76并且不會改變傳動比。當齒輪組具有表1指示的齒數時，傳 動比具有表2指示的值。
[0028] 表 2
[00 巧]_

[0030] 當車輛泊車時，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。不同于換擋元件70至80,駐車擧爪82設計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，當變速器處于泊車擋時可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，已經應用幾個離合器來減小需要轉換成 倒擋或1擋的離合器接合的數量。=個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是有利的。運可W通過接 合六個換擋元件中的五者實現。隨后，通過逐漸釋放換擋元件來建立與倒擋或一擋關聯的 功率傳輸路徑。該順序避免當接合功率傳輸路徑時可能伴隨駐車擧爪的釋放的突然的劇烈 動作(jerk)。例如，為了從泊車擋轉換為倒擋，可W在駐車擧爪的分離之前或者與其同時接 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狀態。隨后，逐漸釋放元件 CW建立倒擋功率傳輸路徑。類似地，為了從泊車擋轉換為1擋，可W在駐車擧爪的分離之前 或與其同時接合元件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狀態。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的齒輪傳動裝置的圖1的傳動系統的液壓控制系 統。實線代表液體的流動而虛線代表信息信號。連接W運輸流體使得在該集合內的多個位 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。由于流動流體的寄生的粘性阻 力，液壓回路內的壓力可能出現輕微變化。液壓回路可W通過允許回路之間流體流動但是 當流動發生時有意地限制流率并且有意地創建壓力差異的孔而連接至另一個液壓回路。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、在其它情 況下允許具有可忽略的壓力下降的自由流動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。
[0032] 流體供應子系統100在=個回路中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。運些回路中的壓力響應于來自控制器26 的控制信號而變化。累輸出回路102和管路壓力回路104設計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108響應于來自控制器26的信號而將六個離合器應用回 路110至120中的壓力調整至小于管路壓力的壓力。六個離合器應用回路的每者分別引導流 體至圖2的六換擋元件中的一者的應用室。駐車控制子系統122響應于離合器應用回路中的 壓力變化機械地接合和分離駐車擧爪82。變矩器/潤滑控制子系統124調節潤滑回路126、變 矩器離合器(TCC)應用回路128和變矩器離合器(TCC)釋放回路130中的壓力和流動。下文更 詳細地討論運些子系統中每者的結構和運轉。
[0033] 圖4示意地說明流體供應子系統100。美國專利申請公開2013/0014498和2013/ 0017112討論了相似的流體供應子系統，此處將其內容全文引入作為參考。通過傳動系統輸 入軸驅動的累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壓力，正排量累在累軸的每轉輸送一定量的流體。 旋轉累軸需要的扭矩隨著累出口壓力相對于入口壓力的增加而增加。每轉輸送的流體量稱 為累排量。累20的排量基于排量減小回路140中的壓力在預定極限內變化。
[0034] 在正常運轉期間，防回流閥142打開使得流體從累輸出回路102自由流動至管路壓 力回路104并且兩個回路中的壓力基本上相等。控制器通過發送指令至管路壓力可變力電 磁閥(VFSH44而調節運兩個回路中的壓力。流體從累輸出回路102流動、穿過孔146,通過在 管路壓力VFS 144中的閥口開口并且隨后進入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)的移動而變化。來自控制器26的電流在閥忍上創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域上W創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達到均衡。
[0035] 主調整閥148調節累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中的壓力在主調整閥148的閥忍上產生力。累輸出回路 102中的壓力在滑閥上產生相反方向的力。當累輸出回路102中的壓力超過LP控制回路中的 壓力時，閥忍移動W允許從累輸出回路102流動至排量減小回路140。回路140中的壓力導致 從累20進入累輸出回路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 建立運些回路中的壓力和流率之間的關系。所W，流率的減小使得累輸出回路102中的壓力 減小直到達到均衡。
[0036] 當車輛停車時（比如當等交通燈時），動力傳動系統控制器26可W關閉發動機W節 省燃料。當駕駛員通過釋放制動器并且壓下加速器踏板而再次要求扭矩時，控制器再起動 發動機。為了在再起動發動機之后迅速響應，保持一些離合器處于接合狀態很重要。通過直 接供給管路壓力回路104的電動驅動的累150提供保持運些離合器的流體流動。在發動機關 閉時間段期間，控制器26通過控制電動馬達驅動的累150的轉速而調節管路壓力回路104中 的壓力。控制器26停止供應電流至管路壓力VFS 144使得LP控制回路106中的壓力下降至環 境壓力。響應于LP控制壓力的減小，防回流閥142關閉W防止從管路壓力回路104至累輸出 回路102的流動。從而，當發動機停機時，累輸出回路102中的壓力下降至環境壓力。
[0037] 圖5和6示例地說明離合器控制子系統108。控制器26通過調節至對應螺線管的電 流來調節每個離合器的扭矩容量。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 系稱為增益。如果增益太高，那么扭矩容量控制的精度受損。必須保持當處于固定擋位或在 換擋期間保持離合器化Olding clutch)時接合的離合器的扭矩容量高于傳輸的扭矩W避 免離合器滑動。有時，運些需求彼此矛盾。例如，在倒擋，必須保持制動器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，通過制動器A傳輸的扭矩小于變速箱輸入 扭矩的30%。從6擋至7擋的換擋，制動器A是即將分離的元件。在相對較低的變速箱輸入扭 矩下可能出現的該換擋期間，需要低增益。然而，該相同的低增益不適合相對較高的變速箱 輸入扭矩時的倒擋。
[0038] 圖5說明控制圖2的齒輪傳動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式螺線 管（Casting-Integrated Direct-Acting Solenoid(CIDAS)) 160、162、164或 166和對應的 鎖止閥（latch valve) 168、170、172或174的組合來控制每個離合器應用回路。每個CIDAS響 應于來自控制器26的控制信號來控制對應的控制的壓力回路176、178、180或182中的壓力。 每個鎖止閥在控制的壓力回路中的壓力低于闊值時將離合器應用回路連接至對應的控制 的壓力回路并且在控制的壓力高于闊值時將離合器應用回路連接至管路壓力回路104。運 樣的設置能在換擋事件期間使用低增益并且還在其它時間提供高的扭矩容量。多個離合器 之間的闊值和增益可W變化。當指令控制的壓力為零時，CIDAS閥將控制的壓力回路連接至 提供流體從離合器應用室流出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非常接近環境的壓力供應流體。美國專利申請公開2013/ 0026401詳細地描述了CIDAS/鎖止閥組合的結構和運轉，此處將其內容全文引入作為參考。
[0039] 圖6說明控制圖2的齒輪傳動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、通過離合器D CIDAS 190的開口 進入離合器D應用回路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的電信號創建在一個方向上推動閥忍傾向于增加開口的尺寸的磁力。離合器D應用回路 116中的流體作用在閥忍的區域上傾向于在相反的方向上推動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域上。管路 壓力回路和離合器D應用回路之間的壓力下降關聯于開口的尺寸。離合器D應用回路中的壓 力與電流成比例時達到均衡。通過增益控制閥194確定比例系數或增益。當LP控制回路106 中的壓力高于闊值時，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 樣狀況下，因為離合器D應用回路中的壓力僅作用在閥忍的第一區域，增益相對較高。當LP 控制回路106中的壓力低于闊值時，增益控制閥194連接離合器D反饋回路192至離合器D應 用回路116。運種狀況下，因為離合器D應用回路中的壓力作用在閥忍的第一和第二區域兩 者上，增益相對較低。類似地，離合器E CIDAS 196和增益控制閥194通過兩個不同的增益協 同地控制離合器E應用回路中的壓力。美國專利申請公開2014/0182693詳細描述了閥190、 194和196的組合的結構和運轉，此處將其內容全文引入作為參考。在替代的實施例中，可W 通過來自控制器26的獨立信號控制增益控制閥194。排出閥(Blowoff valve) 198將來自所 有六個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變得 排空。
[0040] 圖7示意地說明泊車控制子系統。美國專利申請公開2014/0284170詳細描述了類 似的系統，此處將其內容全文引入作為參考。泊車閥（parkvalve) 200的閥忍機械連接至泊 車機構82使得在一個方向上的移動接合泊車機構而在相反方向上的移動分離泊車機構。泊 車機構內的彈黃朝接合偏置該系統。此外，累輸出回路102作用在閥忍的區域上迫使閥忍朝 向接合。回路202和204作用在閥忍的區域上傾向于在分離方向上推動閥忍。運些回路作用 的區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 推動閥忍進入分離位置。當離合器D應用回路116中的壓力高時，球閥206連接回路116至回 路202。類似地，當離合器B應用回路112中的壓力高時，球閥208連接回路112至回路204。從 而，可W通過同時指令至離合器應用回路112和116的高壓而分離泊車。
[0041 ] 一旦閥忍移動進入分離位置，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應用116、離合器F應用120、離合器C應 用114或離合器A應用110中具有最高壓力的無論哪一者。從而，只要指令運些離合器中的至 少一者完全接合時，回路212被增壓至接近管路壓力。無論何時脫離泊車回路210的壓力都 高于離合器D應用116或離合器B應用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 行換擋轉換（transition)而曾經接合的離合器，泊車保持分離。如表2顯示的，每個擋位狀 態設及運些離合器中至少兩者的接合。此外，釋放一個元件并且接合另一個元件的每個換 擋使運四個離合器中至少一者為保持離合器。如上文關于流體供應子系統討論的，當車輛 靜止時發動機有時可能關閉。當發動機停機時電動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，在運些發動機停機事件期間車輛保持 不泊車。為了重新接合泊車，必須指令所有運些離合器至較低的壓力，運可W完成而不需要 完全分離運些離合器。
[0042] 圖8說明控制變矩器的潤滑和變矩器控制子系統124的部分。該系統設計用于運轉 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。當鎖止離 合器分離時，流體在TCC釋放回路130中流進變矩器并且在TCC應用回路128中流出變矩器。 另一方面，當鎖止離合器接合時，流體在TCC應用回路128中流進變矩器并且在TCC釋放回路 130中流出變矩器，通過運些回路之間的壓力差異控制鎖止離合器的扭矩容量。運與=行程 (three-pass)類型的變矩器相反，在S行程類型的變矩器中獨立的回路專口用于運些功能 中的每者。
[0043] 控制器26通過調節電信號來指示希望的鎖止離合器扭矩容量。流體流動通過變矩 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中的壓力與電信號成比例。在正常工況下， 優先閥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供應新鮮流體至 變矩器。如下文討論的，變矩器供給回路還供應流體至潤滑回路。在累不能保持希望的管路 壓力的情況下，優先閥224暫時減小并且可能甚至關閉至變矩器供給回路226的流動。優先 閥224基于排量減小回路140中的壓力確定該狀況存在。回想主調整閥148在存在額外的流 可用時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整 閥在請求完全的排量并且累還沒有產生足夠的流量。運可能發生在例如大流率專用于將離 合器活塞移動至行程位置時。
[0044] 變矩器調整閥228執行多個功能，所有功能響應于TCC控制壓力。TCC控制回路222 中低于闊值的壓力表明應該分離鎖止離合器。作為響應，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供應用于潤滑的流體。當TCC控制回路222中的壓力高于闊值時，閥228i) 通過尺寸可變的開口連接累輸出回路102至TCC應用回路128、ii)調節開口的尺寸使得TCC 應用回路中的壓力與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說明變矩器調整閥228的截面圖。閥忍250在閥孔(valve bore)內軸向地 滑動。閥忍250包括形成多個室的四個閥忍實體(spool land)252、254、256和258。室260在 孔的左端的固定壁和實體252之間。室262在實體252和實體254之間。室264在實體254和實 體256之間。室266在實體256和實體258之間。最后，室268在實體258和孔的右端的固定壁之 間。壓縮彈黃270傾向于朝右邊推動閥忍。閥孔的側面上稱為端口的多個開口連接特定的室 至液壓控制系統的特定的液壓回路。特定的回路連接至的哪個室或哪些室可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說明閥忍在對應于打開變矩器的位置上的調整閥。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閥忍250。當TCC控制壓力低于闊值時，彈黃270推 動閥忍250進入圖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變 矩器。室266連接至變矩器輸出回路230和TCC應用回路128兩者W允許流體在TCC應用回路 128中離開變矩器W流動通過變矩器輸出回路230進入冷卻器和潤滑回路。
[0047] 圖9b說明閥忍在對應于鎖止或滑動的變矩器的位置的調整閥。TCC控制回路222中 的壓力足W克服彈黃270W推動閥忍250至左邊。流體從累輸出回路102流進室262并且從那 里至TCC應用回路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。實體254 的直徑大于實體252的直徑使得室262中的壓力傾向于推動閥忍250至右邊。閥忍250移動至 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，并且從而TCC應用回路128中的壓力是TCC 控制回路222中的壓力的函數。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流動至變矩器輸出回路230。
[0048] 運一個閥250完成與雙行程變矩器的運轉關聯的多個功能。在圖9a的釋放狀態中， i)將流體從流動源(變矩器供給回路226)引導至變矩器釋放回路130,并且ii)經由變矩器 輸出回路230將流體從變矩器應用回路128引導至潤滑回路。在圖9b的應用狀態中，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至變矩器應用回路128，ii)經由 變矩器輸出回路230將流體從流體源(變矩器供給回路226)引導至潤滑回路，并且iii)將流 體從變矩器釋放回路130排出至油底殼。在單個閥中完成所有運些功能避免了如果通過多 個閥執行運些功能發生的可能的錯誤狀態。當在多個閥中執行運些功能時，從應用狀態切 換為釋放狀態或者反之亦然需要多個閥改變位置。如果運些閥中的一者不能改變位置，在 運些回路中產生的不一致的連接可能使變矩器或潤滑回路缺少新鮮流體的供給。例如由于 小微粒的污染，運些閥可能卡在位置上。運類錯誤狀態的探測和減緩設備增加了控制系統 相當高的復雜性和成本。
[0049] 閥250設計成減緩卡住的閥的錯誤模式。如果在指令至相反的位置時閥250卡在應 用位置或者釋放位置，則W將要提供潤滑流體的一致狀態連接運些回路。如果變矩器旁通 離合器釋放則在變矩器中產生熱量，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滑回路 的流動不中斷。此外，盡管經由獨立的回路，室262和264兩者排出至油底殼。結果，來自變矩 器的流體傾向于通過運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 通過比較測量的滿輪轉速和累輪轉速與基于扭矩水平預測的轉速來探測該改變。響應于在 嘗試從應用轉換為釋放之后探測到該K因子改變，控制器可W增加TCC控制回路中的壓力W 返回至應用狀態。類似地，如果在嘗試從釋放轉換為應用之后探測到錯誤狀態，控制器可W 返回至釋放狀態。盡管可能不利地影響燃料經濟性，可W W釋放狀態無限期地運轉變速器。 當變速器W應用狀態運轉時如果車輛停車，則控制器可W釋放換擋離合器中的一者W進入 空擋狀態。當駕駛車輛至服務設施時換擋離合器隨后可W用作啟動離合器。
[0050] 圖10說明控制從變矩器輸出回路230流動至潤滑回路126的潤滑和變矩器控制子 系統124的部分。熱力旁通閥232確定是將變矩器輸出回路230直接連接至潤滑回路126還是 經由冷卻器回路236引導它通過冷卻器234。熱力旁通閥是基于升高的排出回路186中的溫 度引導流體的被動控制的閥。當溫度高于闊值時，引導流體通過冷卻器。當溫度在正常運轉 范圍中時，直接引導流體至潤滑回路126。在一些應用中，當溫度低于正常運轉范圍時也可 W引導流體通過冷卻器。冷卻器可W是變速器流體和發動機冷卻劑之間的熱交換器。由于 發動機通常暖機(warm up)較快，在暖機時間段期間冷卻器可W作為用于變速器流體的熱 源運轉，提供較快的暖機。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日提交的美國專利申請14/282,051詳細討論閥232的結構和運轉，此處 將其內容全文引入作為參考。潤滑調整閥238通過控制的開口允許一些流體從潤滑回路126 流動至油底殼22W保持潤滑回路126中希望的壓力。
[0051] 雖然上文描述了示例實施例，但是并不意味著運些實施例描述了權利要求包含的 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，并且應理解不脫離本發明 的精神和范圍可W作出各種改變。如上所述，可W組合多個實施例的特征W形成本發明沒 有明確描述或說明的進一步的實施例。盡管已經描述了多個實施例就一個或多個期望特性 來說提供了優點或相較于其他實施例或現有技術應用更為優選，本領域技術人員應該認識 到，取決于具體應用和實施，為了達到期望的整體系統屬性可W對一個或多個特征或特性 妥協。因此，描述的實施例在一個或多個特性上相對于其他實施例或現有技術應用不令人 滿意也未超出本發明的范圍，并且運些實施例可W滿足特定應用。
【主權項】
1. 一種變速器，包含： 配置用于以與栗排量和栗轉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，所述栗排量響應于排量控制回路中增加的壓力而減小；以及 配置用于響應于所述排量控制回路中的所述壓力小于閾值而減小潤滑回路中的流率 的優先閥。2. 根據權利要求1所述的變速器，進一步包含： 配置用于響應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整閥。3. 根據權利要求2所述的變速器，進一步包含： 配置用于獨立于所述正排量栗供應流體至管路壓力回路的電動栗；以及 配置用于當所述管路壓力控制回路中的所述壓力高于閾值時流體地連接所述栗輸出 回路至所述管路壓力回路并且當所述管路壓力控制回路中的所述壓力小于閾值時隔離所 述管路壓力回路與所述栗輸出回路的防回流閥。4. 根據權利要求1所述的變速器，進一步包含： 配置用于通過從所述潤滑回路放出流體通過尺寸可變的開口而控制所述潤滑回路中 的壓力的潤滑回路調整閥。5. 根據權利要求4所述的變速器，進一步包含： 配置用于取決于變矩器旁通離合器的狀態直接或者經由變矩器釋放回路和變矩器應 用回路從所述優先閥引導流體至變矩器輸出回路的變矩器調整閥。6. 根據權利要求5所述的變速器，進一步包含： 配置用于取決于所述流體的溫度直接或經由冷卻器從所述變矩器輸出回路引導流體 至所述潤滑回路的熱力旁通閥。7. -種變速器液壓控制系統，包含： 第一流體供應回路、排量控制回路和潤滑回路； 配置用于以響應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至所述第 一流體供應回路的第一栗；以及 配置用于響應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滑回 路中的流動的優先閥。8. 根據權利要求7所述的變速器控制系統，進一步包含： 管路壓力控制回路；以及 配置用于響應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回路的壓力的管路壓力調整閥。9. 根據權利要求8所述的變速器控制系統，進一步包含： 第二流體供應回路； 通過電動馬達驅動的配置用于供應流體至所述第二流體供應回路的第二栗；以及 配置用于當所述管路壓力控制回路中的所述壓力高于閾值時流體地連接所述第一流 體供應回路至所述第二流體供應回路并且當所述管路壓力控制回路中的所述壓力小于所 述閾值時隔離所述第二流體供應回路與所述第一流體供應回路的防回流閥。10.根據權利要求7所述的變速器控制系統，進一步包含： 配置用于通過尺寸可變的開口從所述潤滑回路放出流體而控制所述潤滑回路中的壓 力的潤滑回路調整閥。
【文檔編號】F16H41/30GK106015503SQ201610169135
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年3月23日
【發明人】德瑞克·肯馳
【申請人】福特全球技術公司