CN101583510A - 用于双离合器变速器的液压致动阀门安排 - Google Patents

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Abstract

提供了一种控制系统用于一个多离合器变速器(10)，该多离合器变速器具有至少三个同步器(74，76，78，80)，这些同步器带有起相反作用的α压力室和β压力室(106，104)，以便选择性地使α或β齿轮与一根旋转轴同步。该控制系统包括：一个压力源(124)、一个贮槽(120)、一个第一多路阀(160)，该第一多路阀具有一个第一位置，该第一位置允许用于两个同步器(74，76)的α室和β室与压力源(122)的流体联通并且使其余同步器(80，78)的α压力室和β压力室(106，104)转向到贮槽(120)。第一多路阀(160)具有一个第二位置，该第二位置将以上动作反转。与该第一多路阀(160)相连接的一个第二多路阀(164)具有一个第一位置，该第一位置使一个给定的同步器的α和β室(106，104)与压力室源(122)相连接并且使其他同步器的α室和β室(106，104)与贮槽(120)相连接。第二多路阀(164)具有一个第二位置使该动作反转。一个第一调节阀(170)与第二多路阀(164)相连接以便选择性地将α室(106)与一组压力源(122)和贮槽(120)之一相连接。提供了一个第二调节阀与第二多路阀(164)相连接以便选择性地将β室(104)与一组压力源(122)和贮槽(120)之一相连接。

Description

用于双离合器变速器的液压致动阀门安排
相关申请的交叉引用
本申请要求于2007年3月2日提交的美国临时申请号60/904,698的权益。
技术领域
本申请涉及用于双离合器变速器的控制系统。
背景技术
在美国专利和专利申请5,711,409、6,996,989、6,887,184、6,909,955、2006/0101933A1以及2006/0207655A1中说明了双离合器变速器的多个实例。Koenig等人的(共同接受转让的)美国专利6,898,992说明了用于双离合器变速器的一种控制系统。令人希望的是一种用于双离合器变速器的控制系统防止多个同步的齿轮的同时接合。同样令人希望的是当控制系统的一个给定的部件不运行时，用于双离合器变速器的控制系统提供尽可能多的运行能力。
发明内容
为了使以上提到的以及其他希望更清楚，在此给出本发明的披露。在一个优选的实施方案中，本发明提供了用于多离合器变速器的一种控制系统，该变速器具有至少三个同步器，这些同步器带有起相反作用的α压力室和β压力室，以便交替选择性地使α或β齿轮与一根旋转轴同步。该控制系统包括一个压力源、一个贮槽、一个第一多路阀，该第一多路阀具有一个第一位置，该第一位置允许用于两个同步器的α室和β室与该压力源的流体联通并且将其余同步器的α压力室和β压力室转向到该贮槽。该第一多路阀还具有一个第二位置来使以上提到的动作反转。包括了一个第二多路阀，该第二多路阀与第一多路阀流体连接并具有一个第一位置从而使一个给定的同步器的α室和β室与该压力源相连接并且使其他同步器的α室和β室与该贮槽相连接。该第二多路阀还具有一个第二位置来使以上提到的动作反转。包括了一个第一执行器调节阀，该第一执行器调节阀与该第二多路阀流体连接以便使所述α室与包括该压力源和该贮槽的一组之一选择性地相连接。包括了一个第二执行器调节阀，该第二执行器调节阀与该第二多路阀流体连接以便使所述β室与包括该压力源和该贮槽的一组之一选择性地相连接。
随着在附图和本发明的详细说明中对本发明的进一步揭示，对于本领域中普通技术人员本发明的其他特征将会变得更加清楚。
附图说明
图1是一个双离合器变速器的示意图。
图2是在图1的双离合器变速器中使用的同步器的一个执行器的截面图。
图3是本发明的控制系统的一种液压示意图。
具体实施方式
可由本发明控制的一个代表性的双离合器变速器在图1所示出的示意图中总体上以10表示。确切地说，如图1所示，双离合器变速器10包括总体上以12表示的一个同轴双离合器组件；总体上以14表示的一个第一输入轴；总体上以16表示的、与该第一输入轴同轴的一个第二输入轴；总体上以18表示的一个副轴；一个输出轴20；一个倒档副轴22；总体上以24表示的多个同步器以及总体上以26(图2)表示的多个换档执行器。
双离合器变速器10形成车辆动力传动系的一部分并且负责从原动机(如一台内燃机)获得一个扭矩输入，并且将该扭矩通过可选择的多个传动比传输给车辆的这些驱动轮。双离合器变速器10可操作地将所施加的扭矩从发动机经过同轴双离合器组件12发送到第一输入轴14或第二输入轴16。输入轴14和16包括第一齿轮系，这些齿轮与安置在副轴18上的第二齿轮系持续地啮合。第一齿轮系中的每一个都与该第二齿轮系之一相互作用，以提供用于传输扭矩的不同传动比设置。副轴18也包括一个第一输出齿轮，该第一输出齿轮与安置在输出轴20上的一个第二输出齿轮持续地啮合。多个同步器24被安置在这两个输入轴14、16以及副轴18上，并且由多个换档执行器26操作性地控制，以便选择性地啮合这些交替的传动比设置之一。因此，扭矩是从发动机传输到同轴双离合器组件12上、到这些输入轴14或16之一上、通过这些传动比设置之一到达副轴18上并且到达输出轴20上。输出轴20进一步将该输出扭矩提供给动力传动系的其余部分。另外，倒档副轴22包括一个中间齿轮，该中间齿轮被安置在第一齿轮系之一与第二齿轮系之一之间，这就允许副轴18与输出轴20的一种反转的旋转。以下将对这些部件中的每一个进行更详细的讨论。
确切地说，同轴双离合器组件12包括一个第一离合器机构32和一个第二离合器机构34。第一离合器机构32被部分地在实体上连接到发动机飞轮(未示出)的一部分上并且被部分地在实体上附接到第一输入轴14上，这样，第一离合器机构32能够可操作地并且选择性地使第一输入轴14与飞轮接合或脱离接合。类似地，该第二离合器机构34被部分地实体上连接到该飞轮的一部分上并且被部分地实体上附接到第二输入轴16上，这样第二离合器机构34能够可操作地并且选择性地使第二输入轴16与该飞轮接合或脱离接合。如从图1中可见，第一和第二离合器机构32、34是同轴的和同心的，这样，第一离合器机构32的外壳28装配在第二离合器机构34的外壳36的内部。类似地，第一和第二输入轴14、16也是同轴的和同心的，这样，第二输入轴16是中空的并且具有一个内部直径，该内部直径足以允许第一输入轴14通过并且由第二输入轴16部分地支撑。第一输入轴14包括一个第一输入齿轮38和一个第三输入齿轮42。第一输入轴14在长度上比第二输入轴16长，这样第一输入齿轮38和一个第三输入齿轮42被安置在第一输入轴14的延伸超过第二输入轴16的一个部分上。第二输入轴16包括一个第六输入齿轮40、一个第四输入齿轮44、一个第二输入齿轮46以及一个倒档输入齿轮48。如图1所示，第六输入齿轮40和倒档输入齿轮48被固定地支持在第二输入轴16上，并且第四输入齿轮44和第二输入齿轮46围绕第二输入轴16被可旋转地支持在多个轴承组件50上，这样，它们的旋转不受限制，除非所伴随的同步器被接合，如在下面将会更详细地讨论的那样。
在该优选的实施方案中，副轴18是一个单一的、单件式轴，该轴包括与输入轴14、16上的那些的齿轮相对的或者反转的齿轮。如图1所示，副轴18包括一个第一反转齿轮52、一个第六反转齿轮54、一个第三反转齿轮56、一个第四反转齿轮58、一个第二反转齿轮60以及一个倒档反转齿轮62。副轴18固定地保持第四反转齿轮58和第二反转齿轮60，而第一、第六、第三和倒档反转齿轮52、54、56、62由多个轴承组件50支持围绕在副轴18上，这样，它们的旋转不受限制，除非所伴随的同步器被接合，如将在下面详细地讨论的那样。副轴18还固定地保持一个第一主动齿轮64，该主动齿轮啮合性地接合在输出轴20的对应的第二从动齿轮66上。第二从动齿轮66被固定地安装在输出轴20上。输出轴20从变速器10向外延伸以便为该动力传动系的其余部分提供附接。
在一个优选的实施方案中，倒档副轴22是一根相对较短的轴，该副轴具有一个单一的倒档中间齿轮72，该中间齿轮被安置在第二输入轴16上的倒档输入齿轮48与副轴18上的倒档反转齿轮62之间并且与这些齿轮啮合性地接合。因此，当这些倒档齿轮48、62和72被接合时，倒档副轴22上的倒档中间齿轮72使副轴18在与这些前进齿轮相反的旋转方向上转动，从而提供输出轴20的一个倒档转动。应该认识到，双离合器变速器10所有的这些轴都是通过某些轴承组件(例如，在图1中以68示出的多个滚柱轴承)的方式被安置并且被旋转地紧固在变速器10内的。
不同的前进档与倒档的接合和脱离接合是通过该变速器之内的这些同步器24的致动来实现的。如图1所示，在双离合器变速器10的这个实例中，使用了四个同步器74、76、78和80来通过六个前进档和倒档进行换档。应该认识到，存在着许多种已知类型的同步器，它们能够使一个齿轮与一根轴接合，并且为了进行讨论的目的所使用的具体的类型超出了本发明的范围。一般来讲，通过一个换档叉或类似的装置能够移动的任何类型的同步器均可采用。如图1的代表性实例中所示，这些同步器是双侧双致动同步器，这样当它们从一个中央的空档位置离开而到达右侧时将一个齿轮接合到其对应的轴上，并且当它们移动到左侧时则将另一个齿轮接合到其相应的轴上。确切地讲并参见图1，同步器78能够被致动到左侧以接合副轴18上的第一反转齿轮52，或者被致动到右侧以接合第三反转齿轮56。同步器80能够被致动到左侧以接合倒档反转齿轮62，或者被致动到右侧以接合第六反转齿轮54。同样，同步器74能够被致动到左侧以接合第四输入齿轮44，或者被致动到右侧以接合第二输入齿轮46。同步器76被致动到右侧以便直接地将第一输入轴14的端部接合到输出轴20上，由此提供一个用于第五档的直接的1∶1(一比一)的传动比。没有接合到同步器76的左侧的齿轮组。
为了对同步器74、76、78和80进行致动，双离合器变速器10的这个代表性实例利用了带有附接的多个换档叉的多个液压驱动的换档执行器26来选择性地移动这些同步器，这样它们就与这些所希望的齿轮接合或脱离接合(空档)。如图2所示，这些换档执行器26实质上是双向或双液压阀门组件，这些组件平行于这些输入轴14、16或副轴18之一被线性地往复驱动，以移动一个换档叉96，并且最终使多个同步器24之一接合和脱离接合。从以下说明应该认识到，也可以与本发明的方法一起使用能够来回驱动一个换档叉以便移动一个同步器的其他类型的执行器。这些执行器包括机械执行器、液压机械执行器、机电式执行器、电动执行器以及类似的执行器。
参见图2，这些液压操作的换档执行器26包括一个外壳86，该外壳包括具有两个圆柱形端部90、92的一个主孔88。一个活塞98被可滑动地安置在壳体86的主孔88内。活塞98包括两个相对的、密封的头部82和84。每个活塞头部82和84在其对应的汽缸端部90、92内的相互作用形成α和β压力或膨胀室106、104。
在活塞头部82与84之间是一个空隙。换档叉96被置于空隙95之内。为了将同步器74致动到右侧以启动该第二传动比，流体经过入口-出口100被注入α膨胀室106，以便将该活塞和换档叉96向右移动，从而使同步器80将第二输入齿轮46接合到轴16上。一个与带有换档叉96的联动器相连接的棘爪机构(未示出)约束换档叉96，以保持其被致动的位置。为使第二输入齿轮46从其轴16上释放，通过入口102对β膨胀室104施加压力，并且活塞98和换档叉96被移动回到一个被定位的空档位置。膨胀室106的轻微增压被暂时地保持，以防止活塞98的过度行进以及第四输入齿轮44与轴16的意外的接合。
图3示出了用于第一和第二离合器32、34并且用于同步器74、76、78和80的一个液压控制系统。控制系统7具有一个贮油槽120。为了提供一个加压油或流体的源，泵122经由一个吸滤器124被连接到贮槽120上。泵122将增压的流体传送到管线126和128。一个被连接到管线126上的泵减压阀127防止管线126中的过度增压。管线128中的流体通过压力过滤器130进入管线132和134。管线134与一个可变放泄螺线管(VBS)136相连接。VBS 136控制一条主管线压力调节阀140的操作。当至少部分地由VBS 136致动时，阀门140使管线126与一个润滑油调节阀142相连。一个VBS 144控制阀门142，以便通过一个离合器润滑油管线146来控制离合器32、34的润滑。离合器润滑油管线146与该离合器润滑系统相连接。阀门140也与一个油冷却器限制阀148流体连接。阀门148的出口被回路连接到泵122的入口侧。阀门142另外还将流体传送到油冷却器150。可变力螺线管(VFS)152、154通过将这些离合器与管线134或与贮槽120选择性地联通来控制它们相应的离合器32和34内的压力。
用于这些同步器的控制系统包括一个第一多路阀160。第一多路阀160具有允许将增压流体传送到同步器74和76的第一位置。同步器78和80被转向到贮槽120。在第一多路阀160的第二位置中发生反转而允许将增压流体传送到同步器78和80，使同步器74和76被转向到该贮槽。一个开/关电磁阀162控制第一多路阀160的操作。
一个第二多路阀164与第一多路阀160流体连接。第二多路阀164具有一个第一位置而允许同步器74的α室和β室的增压流体连接(当第一多路阀160是处于该第一位置时)。同步器76的α室和β室被转向到贮槽120。当第二多路阀164被一个开/关螺线管166置于该第二位置时，第二多路阀164的这些流体连接被反转。用于同步器74、76、78和80的这些α室包括用于奇数和偶数传动比的多个压力室。
为了将该α室致动，这里提供了一个第一执行器调节阀170。第一执行器调节阀170具有将该α室连接到贮槽120上的一个偏置位置。在一个第二位置中，第一执行器调节阀170使α室与管线132相连接。一个由VBS电磁阀174提供的一个比例电磁阀控制第一执行器调节阀170。以类似的方式，VBS 176控制用于同步器74的β室的第二执行器调节阀180。
为了控制同步器76，第一多路阀160处于该第一位置中并且该第二多路阀被置于在第二位置中。为了控制同步器80或同步器78，第一多路阀160被置于第二位置中。对于同步器80而言，第二多路阀164是处于第一位置中。为了控制同步器78，第二多路阀164被置于该第二位置中。
为了将第二输入齿轮46置于同轴16相接合，第一多路阀160和第二多路阀162被置于该第一位置中。第一调节阀170被打开以使α膨胀室106增压，从而使活塞98和换档叉96向右移动。一个活塞传感器97用于向变速器电子控制器(未示出)通知或确认变速器10处于该第二齿轮中的事实。用于这些同步器的本控制系统的一个主要优点是该变速器的任何两个齿轮都不能够被同时致动。如果第二输入齿轮46正在被致动，则同步器80、78和76的所有压力室都被转向贮槽。如果控制系统的失效造成第二执行器调节阀180将用于同步器74的换档执行器26的β膨胀104增压，则在相反的β膨胀室104和α膨胀室106内的压力相互对抗，从而防止任何齿轮同时启动(然而，当α室106被减压时，以上提到的失效致使与该β室相关联的齿轮(第四输入齿轮44)被卡定)。本控制系统的另一个优点是大多数阀门失效允许至少一个奇数档位和至少一个偶数档位仍然运行。第一多路阀160在该第一位置中的失效允许同步器74的操作，从而提供第二和第四档。另外，同步器76的第五档和空档是可供使用的。在这种失效时，变速器控制器为该变速器10安排程序以便以一种“跛行”回家的操作模式根据车辆速度以第二、第四和第五传动比来运行。
第一多路阀160在该第二位置中的失效仍允许倒档、第六档、第三档和第一档的操作。第二多路阀164在第一位置中的失效仍将允许第二、第四、第六和倒档的操作。任何一个给定的执行器阀门的失效仍允许部分档位操作。执行器调节阀170在打开位置中的失效将使第二输入齿轮46与轴16固定(定位)在一起。为得到用于“跛行”回家操作的另一个档位，该变速器控制器将离合器34打开。已接合的离合器32被用来使轴14旋转。该变速器的控制器然后从与轴14或20(第一、第三或第五档)相关联的一组传动比中挑选一个传动比以供“跛行”回家操作模式来使用。然后，该变速器控制器在第二档与来自第一、第三或第五档位组的一个档位之间交替。当这些执行器调节阀170、180之一失效时，只要有一个向前行进的档位被接合，该变速器将在“跛行”回家操作模式中有前进操作的两个传动比。
与如在Koenig等人的(共同转让的)美国专利6,898,992中所示的其他控制系统相比，本发明的另一个优点是仅要求有两个高流率螺线管执行器调节阀170、180。
尽管已经披露了本发明的多个优选实施方案，但应该理解这是仅以举例方式进行说明，并且无须脱离在以下的权利要求书中所包含的本发明的精神和范围即可进行不同的修改。

Claims (14)

1.一种用于多离合器变速器的控制系统，所述变速器具有至少三个同步器，这些同步器带有起相反作用的α压力室和β压力室，以便交替选择性地使α齿轮或β齿轮与一根旋转轴同步，所述控制系统包括：
一个压力源；
一个贮槽；
一个第一多路阀，该第一多路阀具有一个第一位置的而允许用于两个同步器的α室和β室与所述压力源的流体联通并且将其余同步器的α压力室和β压力室转向到所述贮槽，所述第一多路阀具有一个第二位置来使以上动作反转；
一个第二多路阀，该第二多路阀与所述第一多路阀流体连接并具有一个第一位置，该第一位置将一个给定的同步器的α室和β室与所述压力源相连接并且使所述其他同步器的α室和β室与所述贮槽相连接，所述第二多路阀具有一个第二位置来使以上动作反转；
一个第一执行器调节阀，该第一执行器调节阀与所述第二多路阀流体连接以便选择性地使所述α室与所述压力源以及所述贮槽之一相连接；以及
一个第二执行器调节阀，该第二执行器调节阀与所述第二多路阀流体连接以便选择性地使所述β室与所述压力源以及所述贮槽之一相连接。
2.如权利要求1所述的控制系统，其中所述执行器调节阀中的至少一个是由一个比例电磁阀控制的。
3.如权利要求1所述的控制系统，其中所述执行器调节阀中的至少一个是由一个可变放泄电磁阀控制的。
4.如权利要求1所述的控制系统，其中所述执行器调节阀中的至少一个被偏置以使所述室连接到一个贮槽上。
5.如权利要求1所述的控制系统，其中所述多路阀中的至少一个是由一个开/关电磁阀来控制的。
6.如权利要求1所述的控制系统，其中所述多个α室包括用于偶数传动比和奇数传动比的多个压力室。
7.如权利要求6所述的控制系统，其中当所述第一多路阀失效时，所述控制系统仍能运行至少一个偶数传动比和一个奇数传动比。
8.如权利要求6所述的控制系统，其中当所述第二多路阀失效时，所述控制系统仍能运行至少一个偶数传动比和一个奇数传动比。
9.如权利要求6所述的控制系统，其中在所述多个执行器调节阀之一失效时所述控制系统正以前进的传动比运行时，所述控制系统仍能运行至少两个传动比。
10.一种多离合器变速器，包括：
至少三个同步器，这些同步器带有起相反作用的α压力室和β压力室以便交替地选择性地使α齿轮或β齿轮与一根或多根旋转轴同步，所述变速器具有一个控制系统，该系统包括：
一个压力源；
一个贮槽；
一个第一多路阀，该第一多路阀具有一个第一位置而允许用于两个同步器的α室和β室与所述压力源流体联通并且将其余同步器的α压力室和β压力室转向到所述贮槽，所述第一多路阀具有一个第二位置来使以上动作反转；
一个第二多路阀，该第二多路阀与所述第一多路阀流体连接并具有一个第一位置，该第一位置将一个给定的同步器的α室和β室与所述压力源相连接并且将所述其他同步器的α室和β室与所述贮槽相连接，所述第二多路阀具有一个第二位置来使以上动作反转；
一个第一执行器调节阀，该第一执行器调节阀与所述第二多路阀流体相连接用于选择性地将所述α室与所述压力源以及所述贮槽之一相连接；以及
一个第二执行器调节阀，该第二执行器调节阀与所述第二多路阀流体相连接用于选择性地使所述β室与所述压力源以及所述贮槽之一相连接。
11.如权利要求10所述的多离合器变速器，其中所述α室包括用于偶数传动比和奇数传动比的多个压力室。
12.如权利要求11所述的多离合器变速器，其中当所述第一多路阀失效时，所述控制系统仍能运行至少一个偶数传动比和一个奇数传动比。
13.如权利要求11所述的多离合器变速器，其中当所述第二多路阀失效时，所述控制系统仍能运行至少一个偶数传动比和一个奇数传动比。
14.如权利要求10所述的控制系统，其中在所述执行器调节阀之一失效时所述控制系统正以前进的传动比运行时，所述控制系统仍能运行至少两个传动比。
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