CN101915304A

CN101915304A - 自动变速器液压控制装置

Info

Publication number: CN101915304A
Application number: CN2010101877690A
Authority: CN
Inventors: 艾伦·莫里斯; 陈勇; 赵福全
Original assignee: Zhejiang Geely Holding Group Co Ltd; Zhejiang Geely Automobile Research Institute Co Ltd
Current assignee: Changshu intellectual property operation center Co.,Ltd.
Priority date: 2010-06-01
Filing date: 2010-06-01
Publication date: 2010-12-15
Anticipated expiration: 2030-06-01
Also published as: CN101915304B

Abstract

本发明公开了一种自动变速器液压控制装置，该装置包括主调节阀、锁止离合器调节阀、变矩器减压阀、变矩器方向阀和冷却器，该装置还包括冷却器压力调节阀、可变流量电磁阀a和可变流量电磁阀b，主调节阀和变矩器方向阀内包括一根滑柱，主调节阀的两个出油孔分别连接变矩器减压阀的进油孔和锁止离合器调节阀的第一进油孔，锁止离合器调节阀的出油孔连接变矩器方向阀的第一进油孔，变矩器减压阀的出油孔连接变矩器方向阀的第二进油孔和冷却器压力调节阀的进油孔，可变流量电磁阀a控制主调节阀，可变流量电磁阀b控制锁止离合器调节阀和变矩器方向阀。

Description

自动变速器液压控制装置

技术领域

本发明涉及汽车自动变速器领域，尤其是涉及一种自动变速器液压控制装置。

背景技术

在汽车自动变速器上通常装有液力变矩器，用来将发动机的动力传递至变速器。液力变矩器可以增强发动机的扭矩，缓解发动机的波动，提高车内的乘坐舒适性。但是，当发动机与变速器之间的速度差过大时，由于紊流和泄漏的原因，换造成功率的大量损失。为了减小这种功率的损失，在现在的液力变矩器中内置锁止离合器。在汽车定速巡航行驶时，离合器锁止，变矩器作为离合器工作，液压传动装置不会出现上述的功率损失。然而离合器一旦锁止，发动机转速和扭矩的波动就会传递至车内，从而降低乘坐的舒适性，缩短车辆的使用寿命。为了消除这种波动所带来的影响，改进扭矩传递的效率，则要求液力变矩器要在“滑摩模式”下工作，也就是液力变矩器的输出轴的转速略低于发动机的转速，这种“滑摩模式”可以消除发动机的扭矩波动而不会造成过多的功率损失。为了实现滑摩控制，必须精确控制变矩器锁止离合器的压力。当前自动变速器液压控制装置中包括一个价格昂贵的可变压力电磁阀（VFS）以及带有移动滑柱的阀门，不仅需要很大的空间并且增加了生产成本。1994年Er-ich Wilfinger和John Thompson在Design Practices-Passenger Car Automatic Transmissions 513-521页发表了Borg-Warner Australia Model 85 Automatic Transmission。该论文公开了一种自动变速器液压控制装置，如图3所示，该装置可以实现锁止离合器的滑摩，但是该装置中需要一个昂贵的带有滑柱的可变压力电磁阀，并且主调节阀和变矩器方向阀的结构复杂，生产成本较高，主调节阀内的两个移动滑柱增加了制造和装配成本，变矩器方向阀中有9个油孔和一个中央长孔，需要很大的空间，从而也增加了制造成本。

发明内容

本发明主要是解决现有技术中存在的自动变速器液压控制装置中主调节阀和变矩器方向阀结构复杂，并且需要设置可变压力电磁阀的问题，提供了一种自动变速器液压控制装置，该装置结构简单，并且只需要采用普通电磁阀控制并可以实现锁止离合器的滑摩工作。

为了解决上述技术问题，本发明采用了这样一种自动变速器液压控制装置，该装置包括主调节阀、锁止离合器调节阀、变矩器减压阀、变矩器方向阀和冷却器，所述自动变速器液压控制装置还包括冷却器压力调节阀、可变流量电磁阀a和可变流量电磁阀b，主调节阀和变矩器方向阀内包括一根滑柱，所述主调节阀的两个出油孔分别连接变矩器减压阀的进油孔和锁止离合器调节阀的第一进油孔，所述锁止离合器调节阀的出油孔连接变矩器方向阀的第一进油孔，所述变矩器减压阀的出油孔连接变矩器方向阀的第二进油孔和冷却器压力调节阀的进油孔，所述可变流量电磁阀a控制主调节阀，所述可变流量电磁阀b控制锁止离合器调节阀和变矩器方向阀。可变流量电磁阀a连接主调节阀的控制油室，通过计算可以得出可变流量电磁阀a放泄压力与主调节阀出口压力之间的关系，这样可以通过控制可变流量电磁阀a的放泄压力进而控制主调节阀的出口压力，简单高效。可变流量电磁阀b连接锁止离合器调节阀以及变矩器方向阀的控制油室，通过计算可以得出可变流量电磁阀b放泄压力与锁止离合器调节阀和变矩器方向阀出口压力之间的关系。这样通过可变流量电磁阀a和可变流量电磁阀b的控制，主调节阀的液压油在一般情况下通过减压阀和变矩器方向阀的第二油孔向锁止离合器的分离侧供油，这时锁止离合器处于分离状态；当车辆定速巡航时主调节阀的滑柱向右移动，液压油通过锁止离合器调节阀以及变矩器方向阀的第一油孔向锁止离合器的闭合侧作用，锁止离合器处于闭合状态，并且通过锁止离合器调节阀的液压调节，实现锁止离合器的滑摩。因为主调压阀压力调节是通过可变流量电磁阀a先导控制的，然后去往锁止离合器调节阀，然后锁止离合器调节阀又通过可变流量电磁阀b实现先导压力的二次调节，与单独靠滑阀来调节的液压油路相比精度提高。本发明中的二次的先导压力调节可以保证离合器压力的准确控制。另外该装置中的主调节阀和变矩器方向阀均为单滑柱结构，且变矩器方向阀内取消了中央通孔，并且可变流量电磁阀a与可变流量电磁阀b均为普通的比例控制阀，这样显著降低了制造和装配成本。

作为优选，所述主调节阀包括5个油孔、4个环岸和5个油室，且第一控制油室内环岸的直径小于第二控制油室内环岸的直径。第二控制油室内为可变流量电磁阀a的控制液压油，这样对可变流量电磁阀a的控制液压要求降低，控制更加简单，节省电磁阀的成本。

作为优选，在所述第二控制油室内环岸上设安装孔，孔内设置弹簧。这样在控制油室内的控制压力就分为弹簧力和液压力，可以增加主调节阀内滑柱在左端闭合时的稳定性，同时对可变流量电磁阀a的控制液压要求降低，控制更加简单，节省电磁阀的成本。

作为优选，所述变矩器方向阀包括8个油孔、3个环岸和4个油室。在保证正确控制的前提下，降低成本。

作为优选，所述可变流量电磁阀a为常闭电磁阀，所述可变流量电磁阀b常开电磁阀，可变流量电磁阀a和可变流量电磁阀b的输入电流与输出液压成正比。可变流量电磁阀a为常闭电磁阀是用来对主调节阀的控制油室进行保压，进而使得主调节阀在一般情况下处于闭合状态，一旦可变流量电磁阀a收到控制信号，便降低主调节阀的控制油室内的油压，使得主调节阀内的滑柱向右滑动打开，进而向液力变矩器供油。可变流量电磁阀b常开电磁阀是用来对锁止离合器调节阀以及变矩器方向阀的控制油室进行泄压，当可变流量电磁阀b没有收到调节信号时，锁止离合器调节阀以及变矩器方向阀内的滑柱处于最右端，液压油作用在锁止离合器的分离侧，锁止离合器分离不工作；当可变流量电磁阀b没有收到调节信号时，提高锁止离合器调节阀以及变矩器方向阀的控制油室内的油压，锁止离合器调节阀以及变矩器方向阀内的滑柱移动至左端，液压油作用在锁止离合器的闭合侧，锁止离合器闭合工作。

作为优选，所述可变流量电磁阀a的出油孔连接主调节阀的进油孔，所述可变流量电磁阀b的出油孔连接锁止离合器调节阀的第二进油孔以及变矩器方向阀的第三进油孔。该主调节阀的进油孔连通主调节阀的液压控制油室，将可变流量电磁阀a的出油孔与该进油孔连接，通过设置可变流量电磁阀a的出口油压来控制主调节阀内滑柱的左右滑动。锁止离合器调节阀的第二进油孔和变矩器方向阀的第三进油孔分别连通锁止离合器调节阀和变矩器方向阀的控制油室，通过设置可变流量电磁阀b的出口油压来控制锁止离合器调节阀和变矩器方向阀内滑柱的左右滑动。

作为优选，所述锁止离合器调节阀内的滑柱仅包括2个直径相同的环岸。将锁止离合器调节阀内滑柱设置为仅包含2个直径相同的环岸，不仅结构简单制造成本低，并且可以简单实现对锁止离合器调节阀的控制，使锁止离合器能够顺利实现闭合。

作为优选，锁止离合器闭合侧的液压油进入所述变矩器方向阀后，经过第一出油孔和第二出油孔进入所述冷却器。这样液压油不直接回油箱，可以保证在液力变矩器工作时有更好的冷却效果。

作为优选，变矩器方向阀的偏置压力小于或等于锁止离合器调节阀的偏置压力。这样可以实现变矩器方向阀的滑柱先滑动，锁止离合器调节阀的滑柱后滑动，确保锁止离合器的闭合的顺利进行。

作为优选，所述冷却器压力调节阀内设置偏置弹簧。可以保证当液压泵流量偏低时，在偏置弹簧的作用下，冷却器压力调节阀内的滑柱被推向左端，迫使有限的流量流向变矩器以便在车辆升温怠速时对其进行冷却。

本发明中的主调节阀和变矩器方向阀均为单滑柱结构，且变矩器方向阀内取消了中央通孔，另外可变流量电磁阀a与可变流量电磁阀b均为普通的电磁阀，这样显著降低了制造和装配成本。

附图说明

图1是本发明的液压原理图；

图2是本发明的结构示意图；

图3是现有自动变速器液压控制装置的液压原理图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

如图1所示，本发明的自动变速器液压控制装置包括主调节阀2、可变流量电磁阀（VBS）a3、可变流量电磁阀b7、锁止离合器调节阀4、变矩器减压阀5、变矩器方向阀6、冷却器压力调节阀8以及冷却器旁通阀9。本发明是用来控制汽车自动变速器液压系统的主压力、锁止离合器12分离压力、锁止离合器12作用压力以及冷却器11的压力。

液压泵1的出油供给主调节阀2，进入主调节阀2的油室26，并经过油孔23进入油室27，可变流量电磁阀a3常闭电磁阀，由TCU控制，电磁阀a3设置后的液压油经过油孔31和油孔25进入油室29，当液压泵1的压力达到可变流量电磁阀a3所设定的要求压力时，油室27内的液压油推动主调节阀2滑柱向右移动，环岸28打开主调节阀2的出油孔24。液压油经过油孔24和油孔54流入减压阀5，经过减压阀5减压后的液压油经过油孔67供给变矩器方向阀6并且经过油孔82进入油室86供给冷却器压力调节阀8，冷却器压力调节阀8对冷却器的压力进行调节并促使足够流量进入变矩器10来对变矩器10进行冷却。变矩器方向阀6在液力变矩器10内来回引导液压油，该变矩器方向阀6是通过可变流量电磁阀b7控制的先导阀，可变流量电磁阀b7为常开电磁阀，由TCU控制，液压泵1经过油孔71给电磁阀b7供油，经过电磁阀b7设置后的液压油经过油孔68进入油室69，并且经过油孔44进入油室45进而控制锁止离合器调节阀4。可变流量电磁阀a3和可变流量电磁阀b7是比例压力控制电磁阀，其放泄压力与输入电流成比例。

主调节阀2是用来对系统的主压力进行调节并向变矩器10和冷却器11供油。主调节阀2还有一个重要的作用是当主压力下降低于要求值时，主调节阀2将关闭冷却器11的流量。当变速器在发动机低转速时换挡，液压系统需要向变速器内离合器行程控制液压缸大量供油。这种大量供油的需要将会造成主压力的下降，在油室29内的液压油以及弹簧22的作用下，主调节阀2滑柱向左移动，环岸28关闭出油孔24，这样可以进一步确保足够的液压油控制变速器的离合器或制动器行程。换挡完成后，系统主压力恢复，主调节阀2滑柱向右移动打开出油孔24，并向变矩器10和冷却器11供油。

如上所述，主调节阀2由可变流量电磁阀3控制，设主调节阀2的主压力为P₂，设可变流量电磁阀a3设定的压力为P₃，设弹簧22的作用力为F₂₂，设A₂₈为环岸28在油室29内的受压面积，设A₂₁为环岸21在油室27内的受压面积，用算式表示P₂，则为P₂·A₂₁=P₃·A₂₈+F₂₂，导出P₂=P₃（A₂₈/A₂₁）+F₂₂/A₂₁,为了避免功率损失，主压力P₂由发动机的扭矩来确定，这样可变流量电磁阀a3的压力P₃可以计算出来。然后TCU将正确的电流值发送给可变流量电磁阀a3，这样可变流量电磁阀a3用正确的放泄压力控制主调节阀。

减压阀5用来保护变矩器10和冷却器11，经过减压阀5减压后的液压油经过油孔52和油孔53进入油室55，设减压阀5的出口压力为P₅，弹簧51的力为F₅₁，设A₅为减压阀5内滑柱在油室55内的受压面积，用算式表示P₅，则为P₅·A₅=F₅₁，导出P₅=F₅₁/A₅。

锁止离合器调节阀4用来调节锁止离合器12的作用压力，该锁止离合器调节阀4内的滑柱只有两个直径相同的环岸，锁止离合器调节阀4内的液压油通过油孔43和油孔46进入油室47。假设锁止离合器调节阀4的出口压力为P₄，设可变流量电磁阀7的设定压力为P₇，设弹簧41的力为F₄₁，设A₄₂为环岸42在油室45内的受压面积，设A₄₅为环岸48在油室47内的受压面积，由于环岸48与环岸42直径相同，所以A₄₂=A₄₈，用算式表示P₄，则为P₄·A₄₈+F₄₁=P₇·A₄₂，导出P₄=P₇+F₄₁/A₄₂。

当P₇低于弹簧61作用力设定的滑动压力时，变矩器方向阀6处于正确位置，来自减压阀5的液压油经过油孔52、油孔67和油孔66供给锁止离合器12的分离侧，液力变矩器按照车辆加速和换挡的扭矩增强模式进行工作。从变矩器返回的热的液压油通过油孔63和油孔64，进入冷却器11。然后来自冷却器11的冷却后的液压油供给变速器，并对旋转部件进行润滑和冷却。

如果将可变流量电磁阀b7设定到最大压力，变矩器方向阀6内的滑柱被推向左侧，环岸66关闭油孔67，并且油孔62打开；锁止离合器调节阀4内的滑柱被推向左侧，环岸46打开油孔49，液压泵1通过主调节阀2向锁止离合器调节阀4供油。来自锁止离合器调节阀4的液压油通过油孔43、油孔62以及油孔63供给锁止离合器12的作用侧使锁止离合器12锁止，液力变矩器作为一个机械离合器工作。

在车辆正常行驶期间，可变流量电磁阀b7的压力设定为：P₇=P₄₀+K·（T_e-T_ti-T_m），式中P₄₀为F₄₁/A₄₂，T_e为发动机扭矩，T_ti为变速器惯性扭矩，T_m为液压泵的驱动扭矩，K为滑摩模式下锁止离合器12压力与扭矩的比值。

压力P₇将变矩器方向阀6的滑柱推向左侧，打开油孔62，这样变矩器调节阀4的出油可以流向锁止离合器12。压力P₄闭和锁止离合器12，将发动机的扭矩传递给变速器，压力P₄可以精确控制以便传递足够的发动机扭矩，但又能保证锁止离合器12发生滑摩。变速器的输入速度总是略小于发动机的转速，也就是离合器持续滑摩。如果发动机出现振动，离合器滑摩越多而不会将振动传递给变速器，当大多数扭矩通过离合器传递时，此时液力变矩的传递效率比其锁止离合器分离，单独通过液体传递扭矩时要高。

只有在滑摩模式期间需要小量的流量冷却离合器时，从变矩器10返回的热的液压油通过变矩器方向阀6上的油孔65排至变速器的贮油盘。

假设弹簧61的作用力为F₆₁，环岸60在油室69内的受压面积为A₆₀，P₆₀=F₆₁/A₆₀，为了确保锁止离合器12的顺利使用，变矩器方向阀6应在达到锁止离合器调节阀4的压力之前变位既：P₆₀≤P₄₀。

冷却器11的压力或流量通过冷却器压力调节阀8进行调节，流入冷却器11的液压油通过油孔87进入油室89，设冷却器压力为P₈，变矩器减压阀5的出口压力为P₅，弹簧81的作用力为F₈₁，环岸88在油室89内的受压面积为A₈₈，环岸85在油室86内的受压面积为A₈₅，用算式表示P₈，则为P₈·A₈₈+F₈₁=P₅·A₈₅，导出P₈=（A₈₅/A₈₈）P₅-F₈₁/A₈₈。

当液压泵流量偏低时，在弹簧81的作用下，冷却器压力调节阀8内的滑柱被推向左端，迫使有限的流量经过油孔84、油孔83以及旁通阀9流向变矩器10以便在车辆升温怠速时对其进行冷却。

与以往技术相比，本发明省去了变矩器方向阀上的开关电磁阀和主调节阀内的滑动柱塞，另外锁止离合器调节阀结构更加简单，变矩器方向阀的一个油孔和中央孔也省去了。最重要的是本发明采用低成本可变流量电磁阀取代价格昂贵的可变压力电磁阀，使成本降低50%以上。

Claims

1. 一种自动变速器液压控制装置，该装置包括主调节阀（2）、锁止离合器调节阀（4）、变矩器减压阀（5）、变矩器方向阀（6）和冷却器（11），其特征在于，所述自动变速器液压控制装置还包括冷却器压力调节阀（8）、可变流量电磁阀a（3）和可变流量电磁阀b（7），主调节阀（2）和变矩器方向阀（6）内包括一根滑柱，所述主调节阀（2）的两个出油孔（24，20）分别连接变矩器减压阀（5）的进油孔（54）和锁止离合器调节阀（4）的第一进油孔（49），所述锁止离合器调节阀（4）的出油孔（43）连接变矩器方向阀（6）的第一进油孔（62），所述变矩器减压阀（5）的出油孔（52）连接变矩器方向阀（6）的第二进油孔（67）和冷却器压力调节阀（8）的进油孔（82），所述可变流量电磁阀a（3）控制主调节阀（2），所述可变流量电磁阀b（7）控制锁止离合器调节阀（4）和变矩器方向阀（6）。

2. 按照权利要求1所述的自动变速器液压控制装置，其特征在于，所述主调节阀（2）包括5个油孔、4个环岸和5个油室，且第一控制油室（27）内环岸的直径小于第二控制油室（29）内环岸的直径。

3. 按照权利要求2所述的自动变速器液压控制装置，其特征在于，在所述第二控制油室（29）内环岸（28）上设安装孔，孔内设置弹簧（22）。

4. 按照权利要求1所述的自动变速器液压控制装置，其特征在于，所述变矩器方向阀（6）包括8个油孔、3个环岸和4个油室。

5. 按照权利要求1所述的自动变速器液压控制装置，其特征在于，所述可变流量电磁阀a（3）为常闭电磁阀，所述可变流量电磁阀b（7）常开电磁阀，可变流量电磁阀a（3）和可变流量电磁阀b（7）的输入电流与输出液压成正比。

6. 按照权利要求5所述的自动变速器液压控制装置，其特征在于，所述可变流量电磁阀a（3）的出油孔（31）连接主调节阀（2）的进油孔（25），所述可变流量电磁阀b（7）的出油孔（71）连接锁止离合器调节阀（4）的第二进油孔（44）以及变矩器方向阀的第三进油孔（68）。

7. 按照权利要求6所述的自动变速器液压控制装置，其特征在于，所述锁止离合器调节阀（4）内的滑柱包括2个直径相同的环岸。

8. 按照权利要求1所述的自动变速器液压控制装置，其特征在于，锁止离合器（10）闭合侧的液压油进入所述变矩器方向阀（6）后，经过第一出油孔（63）和第二出油孔（64）进入所述冷却器（11）。

9. 按照权利要求1所述的自动变速器液压控制装置，其特征在于，变矩器方向阀（6）的偏置压力小于或等于锁止离合器调节阀（4）的偏置压力。

10. 按照权利要求1所述的自动变速器液压控制装置，其特征在于，所述冷却器压力调节阀（8）内设置偏置弹簧（81）。