CN100337051C - 流体压力控制回路 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种流体压力控制回路。一对反馈室(72，74)设置在供给/排出切换控制阀(56)中，液压从设置在连通通路(64)中的节流口(78)的上游侧的部分经第二反馈通路(82)引入，且从设置在连通通路(64)中的节流口(78)的下游侧的部分经第一反馈通路(80)引入。因而，与仅设置第一反馈室(72)的情形相比，响应性得到提高。而且，与仅设置第二反馈室(74)的情形相比，流体压力的过调和欠调以及压力波动得到有效抑制。此外，通过适当设定第一反馈室(72)中的滑阀(58)的受压面积和第二反馈室(74)中的滑阀(58)的受压面积以及节流口(78，84和86)的循环横截面积，可根据液压装置(52)所需的性能很容易地调节响应性、流体压力的过调和欠调、压力波动等。

Description

流体压力控制回路
技术领域
本发明涉及一种流体压力控制回路。特别是，本发明涉及一种用于改善向流体压力装置供应流体/从流体压力装置排出流体的性能的技术。
背景技术
包括流体压力装置和控制阀的流体压力控制回路例如用于车辆变速器中。该流体压力装置由流体压力驱动。该控制阀包括通过其供给/排出流体的供给/排出口和通过连通通路与流体压力装置相连的连通口。控制阀通过改变经连通口和供给/排出口向流体压力装置供给或者从流体压力装置排出的流体的流量而控制流体压力装置的流体压力，该流体流量由连通口和供给/排出口之间的随阀元件的移动而改变的连通状态(下文中称作为“连通状态”)的变化而改变，该阀元件的移动由i)从连通通路引入反馈室的流体压力与ii)预定压力调节负荷之间的比值来确定。这种流体压力控制回路的一个示例为日本专利公开No.JP-A-05-196127中公开的液压控制回路。该液压控制回路包括设置有通过其从油泵等供应流体的供给口和通过其排出流体的排出口的控制阀以及与连通通路相连的连通口。该控制阀通过改变向流体压力装置供给或从流体压力装置排出的流体的流量来控制流体压力，该流体流量由供给口、排出口和连通口之间的连通状态的变化而改变，该连通状态随所述阀元件的位置的变化而连续变化。
在这种流体压力控制回路中，由于连通通路的在供给/排出流体时或者流体压力变化时产生的循环阻力，从连通通路引入反馈室的流体的流体压力未必能反映流体压力装置的流体压力。在流体压力变化之前，反馈室中的流体压力会升高或降低。因此很难获得足够的响应性。如果可在尽可能靠近流体压力装置的位置获得引入反馈室的流体，则响应性提高。然而，当流体的供给、流体的排出或者流体压力的变化结束时，即当液压缸活塞到达其行程的末端时，流体压力可能过调(上冲，overshoot)或欠调(下冲undershoot)。而且由于流体压力的过调或欠调，有可能发生压力的波动(下文中称作为“压力波动”)。
发明内容
本发明的目的是在供给/排出流体、流体压力变化或者类似情形时，在抑制流体压力的过调或欠调、压力波动等的同时提高响应性。
根据第一方面的流体压力控制回路包括：(a)由流体压力驱动的流体压力装置；和(b)包括通过其供给/排出流体的供给/排出口和通过连通通路与所述流体压力装置相连的连通口的控制阀，该控制阀通过改变经所述连通口和所述供给/排出口向所述流体压力装置供给或从所述流体压力装置排出的流体的流量而控制所述流体压力装置的流体压力，该流体流量由所述连通口和所述供给/排出口之间的随阀元件的移动而改变的连通状态的变化而改变，该阀元件的移动由i)从所述连通通路引入的流体压力与ii)预定压力调节负荷之间的比值确定。所述流体压力控制回路还包括：(c)设置在所述连通通路中用于调节流体循环的循环调节装置；(d)设置在所述控制阀中作为反馈室并沿同一方向分别向所述阀元件施加流体压力的第一反馈室和第二反馈室；(e)第一反馈通路，它用于将所述流体从所述连通通路中介于所述循环调节装置和所述控制阀之间的部分引入所述第一反馈室；和(f)第二反馈通路，它用于将所述流体从所述连通通路中介于所述循环调节装置和所述流体压力装置之间的部分引入所述第二反馈室。
在这种流体压力控制回路中，所述第一反馈室和所述第二反馈室成对地设置在所述供给/排出切换控制阀中。然后，液压从设置在所述连通通路中的所述循环调节装置的上游侧的部分经所述第二反馈通路引入，且从设置在所述连通通路中的所述循环调节装置的下游侧的部分经所述第一反馈通路引入。因此，与仅设置所述第一反馈室的情形相比，响应性得到提高。此外，与仅设置所述第二反馈室的情形相比，流体压力的过调或欠调以及压力波动得到有效抑制。
此外，通过适当调节所述第一反馈室中的滑阀的受压面积和所述第二反馈室中的滑阀的受压面积，和通过适当调节流体在所述第一反馈通路中实际循环部分的横截面积(下文中，称为“第一反馈通路的循环横截面积”)和流体在所述第二反馈通路中实际循环部分的横截面积(下文中，称为“第二反馈通路的循环横截面积”)，可根据所述流体压力装置所需的性能很容易地调节响应性、流体压力的过调和欠调、以及压力波动等。当重点放在响应性上时，所述第二反馈室中的所述阀元件的受压面积和所述第二反馈通路的循环横截面积相对增大，并且所述第二反馈通路中的流体压力的作用增大。当重点放在防止所述流体压力的过调或欠调以及压力波动上时，所述第二反馈室中的所述阀元件的受压面积和所述第二反馈通路的循环横截面积相对减小，并且所述第二反馈通路中的流体压力的作用减小。
根据本发明的流体压力控制回路可适当地应用于车辆的自动变速器，例如其中根据液压摩擦接合装置例如离合器和制动器的接合/分离进行变速的行星齿轮型变速器，和其中带轮的带保持力和槽宽由液压缸控制的带式无级变速器。在这种情况下，可在抑制压力波动等以及降低变速所需时间的同时，获得所需的变速响应性。根据本发明的流体压力控制回路除变速器之外还可应用于机械装置所用的流体压力控制回路。所述液压摩擦接合装置和所述液压缸均对应于流体压力装置。根据本发明的流体压力控制回路不仅可应用于使用液体如工作油的流体压力控制回路，而且可应用于使用气体如空气或另一流体的流体压力控制回路。
所述控制阀的阀元件例如是可线性往复移动的滑阀。例如，所述阀元件设置成通过连续改变通过其从油泵或类似装置供应流体的供给口、通过其排出流体的排出口以及与所述连通通道相连的连通口之间的连通状态而控制所述流体压力装置的流体压力，该连通状态随所述滑阀的移动而改变，所述滑阀的移动由彼此相对而后彼此相等的i)引入所述第一反馈室和所述第二反馈室的流体压力与ii)所述压力调节负荷之间的比值确定。所述控制阀可以是流体供给至所述流体压力装置时使用的阀，可以是流体从所述流体压力装置排出时使用的阀，或者可以是供给和排出流体时使用的阀。所述供给/排出口可以是通过其从油泵或类似装置供应流体的所述供给口和通过其排出流体的所述排出口之一。所述供给/排出口可同时设置有所述供给口和所述排出口。此外，所述供给/排出口可以是既用作供给口又用作排出口的一个单独的供给/排出口。在这种情况下，所述供给/排出口的作用通过改变所述回路的状态而在供给口的作用和排出口的作用之间切换。
所述循环调节装置利用随所述流体流量变化的循环阻力在所述循环调节装置的上游侧和下游侧之间产生流体压力差。优选使用调节所述循环横截面积的节流口。然而，作为压力调节装置，实际上可以使用相对长的通路，其中压力由于所述循环阻力而降低。
在每个所述第一反馈通路和所述第二反馈通路中，根据需要形成有所述压力调节装置，例如节流口。通过利用所述循环调节装置调节流体的流量，可根据所述流体压力装置所需的性能调节响应性、流体压力的过调和欠调、压力波动等。
附图说明
从结合附图对优选实施例的下列说明，本发明的上述及其它目的、特点和优点将变得清楚，其中相同的数字表示相同的元件，其中：
图1为示出本发明所应用的车辆传动系装置的结构的示意图；
图2为示出用于实现图1中自动变速器的每个档位的离合器的接合/分离状态以及制动器的作用/释放状态的图表；
图3为示出包括在图1所示的车辆传动系装置中的液压控制回路的示意图；和
图4为本发明另一实施例的示意图，也为示出与图3对应的回路的示意图。
具体实施方式
下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。图1为车辆例如FF(前置发动机前轮驱动)车辆的横向传动系装置的示意图。由燃料燃烧产生动力的发动机10如汽油机的输出经液力变矩器12、自动变速器14和差动齿轮装置(差速器)16传递给驱动轮(前轮)(未示出)。液力变矩器12包括：与发动机10的曲轴18联接的泵轮20；与自动变速器14的输入轴22联接的涡轮24；通过单向离合器26固定在壳体28上的作为非旋转件的定子30；及通过减振器将曲轴18直接连接到输入轴22上的锁止离合器32。机械式油泵21如齿轮泵与泵轮20相联接，并由发动机10驱动，以便与泵轮20一起旋转。由此产生用于变速和润滑的液压。发动机10是车辆运行所用的驱动力源，而液力变矩器12是液力动力传动装置。
自动变速器14设置有输入轴22、第一行星齿轮组40、第二行星齿轮组42、第三行星齿轮组46以及输出齿轮48。第一行星齿轮组40、第二行星齿轮组42和第三行星齿轮组46都是单行星齿轮型。第一行星齿轮组40和第二行星齿轮组42与输入轴22共轴地设置，并在第一行星齿轮组40的行星架与第二行星齿轮组42的齿圈(环形齿轮)联接时，和第二行星齿轮组42的行星架与第一行星齿轮组40的齿圈联接时，形成所谓的CR-CR联接行星齿轮机构。第三行星齿轮组46与平行于输入轴22的中间轴44共轴地设置。输出齿轮48固定在中间轴44的末端，并且与差动齿轮装置16啮合。各行星齿轮组40、42、46的元件即太阳齿轮、齿圈以及可旋转地支承与太阳齿轮和齿圈相啮合的行星齿轮的行星架通过四个离合器C0、C1、C2和C3选择性地彼此联接或者与输入轴22联接，并且通过三个制动器B1、B2和B3与作为非旋转件的壳体28选择性地联接。而且，行星齿轮组40、42和46的元件根据两个单向离合器F1和F2的旋转方向彼此联接或者与壳体28联接。应注意，由于差动齿轮装置16被构造成相对一轴线对称，因而图1中省略了其下部。
与输入轴22共轴地设置的一对第一行星齿轮组40和第二行星齿轮组42与离合器C0，C1，C2、制动器B1，B2以及单向离合器F1一起构成用于四个前进档和一个倒档的主变速部分MG。与中间轴44共轴地设置的第三行星齿轮组46与离合器C3、制动器B3以及单向离合器F2一起构成副变速部分，即低速传动部分U/D。在主变速部分MG中，输入轴22i)经离合器C0与第二行星齿轮组42的行星架K2联接；ii)经离合器C1与第一行星齿轮组40的太阳齿轮S1联接；及iii)经离合器C2与第二行星齿轮组42的太阳齿轮S2联接。第一行星齿轮组40的齿圈R1与第二行星齿轮组42的行星架K2联接，第二行星齿轮组42的齿圈R2与第一行星齿轮组40的行星架K1联接。第二行星齿轮组42的太阳齿轮S2通过制动器B1与壳体28联接。第一行星齿轮组40的齿圈R1通过制动器B2与壳体28联接。单向离合器F1设置在第二行星齿轮组42和壳体28之间。固定在第一行星齿轮组40的行星架K1上的第一中间轴齿轮G1与固定在第三行星齿轮组46的齿圈R3上的第二中间轴齿轮G2啮合，并且动力在主变速部分MG和低速传动部分U/D之间传送。在低速传动部分U/D中，第三行星齿轮组46的行星架K3和太阳齿轮S3通过离合器C3彼此联接在一起。而且，在低速传动部分U/D中，制动器B3和单向离合器F2并列地设置在太阳齿轮S3和壳体28之间。
离合器C0、C1、C2和C3以及制动器B1、B2和B3(下文中不特别指出时，分别简称为“离合器C”和“制动器B”)为液压摩擦接合装置，离合器C例如为多盘离合器，而制动器B例如为由液压致动器控制的带式制动器。如图2所示，这些离合器C在接合状态和分离状态之间切换，而这些制动器B在作用(施用)状态和释放状态之间切换，可根据换档杆(未示出)的位置获得每个档位，即五个前进档(D档)，一个倒车档(R档)，或者一空档(N档)。图2中的标记“1st”至“5th”分别表示第一前进档至第五前进档。在该图中，“○”表示接合/作用状态，“×”表示分离/释放状态，而“△”表示与动力传递无关的接合状态。
图3中的液压控制回路50构造成通过向其供给工作油而接合/作用作为离合器C和制动器B之一的液压装置52，并通过从其排出工作油而使液压装置52分离/释放。在根据加速装置工作量通过调节阀54将工作油的液压调节到预定液压之后，从油泵排出的工作油经供给/排出切换控制阀56供给至液压装置52。液压控制回路50对应流体压力控制回路，液压装置52对应流体压力装置，并且所述工作油对应流体。
供给/排出切换控制阀56对应控制阀。供给/排出切换控制阀56包括可线性往复移动的滑阀58作为阀元件，还包括通过其从调节阀54供应工作油的供给口60，通过其排出工作油的排出口62，以及通过连通通路64与液压装置52相连的连通口66。通过移动滑阀58，供给口60、排出口62以及连通口66之间的连通状态连续变化。在图3，当滑阀58向下移动时，连通口66和供给口60之间的通路的循环横截面积增大，而连通口66和供给口60与排出口62之间的通路的循环横截面积减小，从而从供给口60经连通口66和连通通路64供给至液压装置52的工作油的流量增大。另一方面，在图3中，当滑阀58向上移动时，连通口66和排出口62之间的通路的循环横截面积增大，而连通口66和排出口62与供给口60之间的通路的循环横截面积减小，从而从液压装置52经连通通路64、连通口66以及排出口62排出的工作油的流量增大。供给口60和排出口62分别对应供给/排出口。
供给/排出切换控制阀56包括信号油室70，成对的第一反馈室72和第二反馈室74，以及回位弹簧76。信号油室70通过供给由电磁阀68的负载控制所控制的信号液压PS而推动滑阀58向下移动。第一反馈室72和第二反馈室74通过在连通通路64中供给液压而分别推动滑阀58。回位弹簧76推动滑阀58向上移动。通过移动滑阀58使信号油室70的推动力、第一反馈室72和第二反馈室74的推动力、回位弹簧76的推动力彼此相等，根据信号液压PS控制连通通路64中的液压和液压装置52中的液压。因此，当液压装置52在变速期间接合/作用或分离/释放时，能够改变液压装置52的液压，即，根据预定变化模式改变离合器C和制动器B的接合转矩，从而平滑地进行变速。各液压装置52均设置有供给/排出切换控制阀56和电磁阀68。如果必要，各液压装置52均设置有多个供给/排出切换控制阀56和电磁阀68。因而，离合器C的接合转矩和制动器B的接合转矩被分别控制。信号液压PS对应压力调节负荷。在本实施例中，信号液压PS由电磁阀68的负载控制所控制。但是，信号液压PS还可使用线性电磁阀控制。
在连通通路64中，形成有作为用于调节工作油循环的循环调节装置的节流口78。节流口78和供给/排出切换控制阀56之间的液压经第一反馈通路80引入第一反馈室72。而且，节流口78和液压装置52之间的液压经第二反馈通路82引入第二反馈室74。作为用于调节工作油循环的循环调节装置，节流口84形成在第一反馈通路80中，节流口86形成在第二反馈通路82中。通过适当设定第一反馈室72的受压面积即第一反馈室72上侧面和下侧面之间的横截面积差、节流口84的循环横截面积、第二反馈室74中的滑阀58的受压面积、节流口86的循环横截面积及节流口78的循环横截面积，可根据液压装置52所需的性能调整响应性、以及流体压力的过调或欠调、压力波动等。当重点放在响应性上时，第二反馈室74中的滑阀58的受压面积和节流口86的循环横截面积相对增大，使得第二反馈通路82中的流体压力作用增大，与第一反馈通路连接连通通路64的部分相比，第二反馈通路82连接连通通路64的部分距离液压装置52更近。另一方面，当重点放在防止流体压力的过调或欠调以及压力波动上时，第二反馈室中的滑阀58的受压面积和节流口86的循环横截面积相对减小，使得第二反馈通路82中的流体压力作用减小。在本实施例中，第一反馈室72中的滑阀58的受压面积和第二反馈室74中的滑阀58的受压面积基本相同，并且通过节流口78，84和86进行调节以获得所需性能。
对于根据该实施例的液压控制回路50，第一反馈室72和第二反馈室74成对地设置在供给/排出切换控制阀56中，液压从设置在连通通路64中的节流口78的上游侧的部分经第二反馈通路82引入，且从设置在连通通路64中的节流口78的下游侧的部分经第一反馈通路80引入。因此，与仅设置第一反馈室72的情形相比，响应性得到提高。此外，与仅设置第二反馈室74的情形相比，流体压力的过调或欠调、压力波动得到有效抑制。
此外，通过适当调节第一反馈室72中的滑阀58的受压面积、第二反馈室74中的滑阀58的受压面积、和节流口78，84和86的循环横截面积，可根据液压装置52所需的性能很容易地调节响应性、流体压力的过调和欠调、压力波动等。
在根据该实施例的供给/排出切换控制阀56中，通过从电磁阀68向信号油室70提供信号液压PS而将压力调节负荷施加到滑阀58上。然而，在如图4所示的供给/排出切换控制阀100中，供给/排出切换控制阀与电磁铁(电磁阀)102一体地设置，并且压力调节负荷可由于电磁铁102的激励而直接施加到滑阀58上。
虽然已经结合参照附图的示例性实施例对本发明做了详细说明，但对本领域的技术人员来说，很明显本发明不限于上述实施例，并且在本发明的范围内，本发明可以其它各种实施例实现。

Claims (10)

1.一种流体压力控制回路，它包括由流体压力驱动的流体压力装置(52)；通过其供给/排出流体的供给/排出口(60，62)；通过连通通路(64)与所述流体压力装置(52)相连的连通口(66)；以及控制阀(56)，该控制阀通过改变经所述连通口(66)和所述供给/排出口(60、62)向所述流体压力装置(52)供给或从所述流体压力装置(52)排出的流体的流量而控制所述流体压力装置(52)的流体压力，该流体流量由所述连通口(66)和所述供给/排出口(60，62)之间的随阀元件(58)的移动而改变的连通状态的变化而改变，该阀元件(58)的移动由从所述连通通路(64)引入的流体压力与预定压力调节负荷之间的比值确定，所述流体压力控制回路的特征在于包括：
设置在所述连通通路(64)中用于调节流体循环的循环调节装置(78)；
设置在所述控制阀(56)中沿同一方向分别向所述阀元件(58)施加流体压力的第一反馈室(72)和第二反馈室(74)；
第一反馈通路(80)，它用于将所述流体从所述连通通路(64)中介于所述循环调节装置(78)和所述控制阀(56)之间的部分引入所述第一反馈室(72)；和
第二反馈通路(82)，它用于将所述流体从所述连通通路(64)中介于所述循环调节装置(78)和所述流体压力装置(52)之间的部分引入所述第二反馈室(74)。
2.根据权利要求1所述的流体压力控制回路，其特征在于，所述循环调节装置(78)利用与所述流体流量相应的循环阻力在所述循环调节装置(78)的上游侧和下游侧之间产生流体压力差。
3.根据权利要求2所述的流体压力控制回路，其特征在于，所述循环调节装置(78)为节流口。
4.根据权利要求1至3任一项所述的流体压力控制回路，其特征在于还包括设置在所述第一反馈通路(80)中用于调节经所述第一反馈通路(80)的循环的第二循环调节装置(84)。
5.根据权利要求4所述的流体压力控制回路，其特征在于，所述循环调节装置(84)为节流口。
6.根据权利要求1至3任一项所述的流体压力控制回路，其特征在于还包括设置在所述第二反馈通路(82)中用于调节经所述第二反馈通路(82)的循环的第三循环调节装置(86)。
7.根据权利要求6所述的流体压力控制回路，其特征在于，所述第三调节装置(86)为节流口。
8.根据权利要求1至3任一项所述的流体压力控制回路，其特征在于还包括施加所述压力调节负荷的电磁阀(68，102)。
9.根据权利要求8所述的流体压力控制回路，其特征在于，所述压力调节负荷为由所述电磁阀(68)的负载控制所控制的信号液压。
10.根据权利要求8所述的流体压力控制回路，其特征在于，所述电磁阀(102)与所述控制阀(56)一体地设置，并且所述电磁阀(102)将所述压力调节负荷直接施加到所述阀元件(58)上。
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