CN102121530A - 具有蓄能器旁通阀组件的变速器液压控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及具有蓄能器旁通阀组件的变速器液压控制系统。一种用于提供加压液压流体的系统包括泵。旁通阀组件包括与泵连通的入口端口和与蓄能器连通的出口端口。所述泵和蓄能器均与液压控制系统连通，液压控制系统控制、润滑并冷却机动车辆的变速器。所述旁通阀组件具有能在至少两个位置之间移动的阀。在车辆第一次启动时，旁通阀组件能操作绕过蓄能器，使得泵在装载蓄能器之前装载液压控制系统。在车辆启动之后，蓄能器将加压液压流体提供给液压控制系统。

Description

具有蓄能器旁通阀组件的变速器液压控制系统
相关申请的交叉引用
本申请要求于2009年12月18日提交的美国临时申请No. 61/287,814的权益，上述申请在此作为参考全文引入。
技术领域
本发明涉及用于变速器的液压控制系统，且更具体地涉及具有发动机驱动或电子驱动泵、蓄能器旁通阀组件和蓄能器的电动液压控制系统。
背景技术
该部分的内容仅提供与本发明有关的背景信息，且可能会或可能不会构成现有技术。
一种典型的自动变速器包括液压控制系统，除了其他功能之外，液压控制系统用于致动多个扭矩传递装置。这些扭矩传递装置可以是例如摩擦离合器和制动器。常规液压控制系统通常包括主泵，主泵将加压流体（如，油）提供给阀本体内的多个阀和螺线管。主泵由机动车辆的发动机或电动马达驱动。阀和螺线管能操作将加压液压流体引导通过液压流体回路至变速器内的多个扭矩传递装置。传输给扭矩传递装置的加压液压流体用于接合或脱离所述装置以便获得不同的传动比。
在某些变速器配置中，扭矩传递装置的致动通过选择性地释放装有液压流体的蓄能器来实现。蓄能器通过主泵间歇性地装载，在不装载蓄能器时，主泵通常停用。然而，在当蓄能器为空时的车辆启动期间，由于泵在蓄能器可以将加压液压流体供应给液压控制系统之前首先装载蓄能器，因而在液压控制系统的操作中有延迟。因而，本领域需要用于减少或消除由于在车辆启动期间装载蓄能器引起的换档滞后时间的系统。
发明内容
提供一种用于在机动车辆的变速器中提供加压液压流体的系统的示例。所述系统包括用于提供加压液压流体的泵，所述泵具有入口端口和出口端口。旁通阀组件包括与泵的出口端口连通的入口端口和与蓄能器连通的出口端口。所述泵和蓄能器均与液压控制系统连通，液压控制系统控制、润滑并冷却机动车辆的变速器。所述旁通阀组件具有能在至少第一位置和第二位置之间移动的阀，其中，在阀处于第一位置时，旁通阀组件的入口端口与旁通阀组件的出口端口不连通，在阀处于第二位置时，旁通阀组件的入口端口与旁通阀组件的出口端口连通。在车辆第一次启动时，旁通阀组件处于第一位置，从而所述泵不装载蓄能器，而是装载液压控制系统。一旦液压控制系统被装载或充满，阀就移动至第二位置，于是泵装载蓄能器。蓄能器将加压液压流体提供给液压控制系统。在变速器的操作期间，泵根据需要装载蓄能器。
在系统的一个示例中，所述系统包括单向球形止回阀，以在泵停用时防止流回泵且防止流向蓄能器直到控制系统被装载。
在系统的另一个示例中，所述阀包括与旁通阀组件的入口端口和出口端口连通的端口和通道。
在系统的又一个示例中，所述旁通阀组件包括密封件，在阀处于第一位置时，所述密封件密封所述阀，从而切断入口端口和出口端口之间的连通。
方案1. 一种用于将加压液压流体提供给机动车辆的变速器中的液压控制设备的系统，所述系统包括：
用于提供加压液压流体的泵；
控制装置，用于将加压液压流体选择性地传输给液压控制设备；
第一单向装置，所述第一单向装置配置成传输来自于泵的加压液压流体流且防止至泵的加压液压流体流；
旁通阀组件，所述旁通阀组件包括出口端口和与第一单向装置连通的入口端口，所述旁通阀组件具有能在至少第一位置和第二位置之间移动的构件，其中，在所述构件处于第一位置时，旁通阀组件的入口端口与旁通阀组件的出口端口不连通，在所述构件处于第二位置时，旁通阀组件的入口端口与旁通阀组件的出口端口连通，且其中，所述构件通过由于偏压构件作用在所述构件上的力偏压至第一位置；
蓄能器，与旁通阀组件的出口端口连通；
第二单向装置，所述第二单向装置配置成传输来自于蓄能器的加压液压流体流且防止至蓄能器的加压液压流体流；
其中，当控制装置关闭时，蓄能器被装载，且在由于旁通阀组件的入口端口处的加压液压流体而作用于所述构件上的力超过由于偏压构件作用在所述构件上的力时，所述构件从第一位置移动至第二位置。
方案2. 根据方案1所述的系统，其中，所述构件是阀，所述阀滑动地设置在孔内且与孔密封，所述阀具有与入口端口连通的第一端口以及与第一端口连通的第二端口，其中，第二端口在阀处于第二位置时与出口端口连通，在阀处于第一位置时与出口端口不连通。
方案3. 根据方案2所述的系统，其中，第一端口和第二端口经由阀内的流体连通通道连通。
方案4. 根据方案3所述的系统，其中，第二端口相对于第一端口以90度定向。
方案5. 根据方案2所述的系统，其中，偏压构件作用于阀的端部上，该端部与入口端口处加压液压流体作用的阀端部相对。
方案6. 根据方案1所述的系统，其中，所述构件是活塞，所述活塞滑动地设置在孔内且与孔密封，所述活塞具有第一端和第二端，其中，第一端与偏压构件接触，第二端与入口端口连通。
方案7. 根据方案6所述的系统，其中，旁通阀组件还包括围绕入口端口设置的环形密封件，在活塞处于第一位置时，活塞的第二端与环形密封件密封。
方案8. 根据方案1所述的系统，其中，控制装置是电致动螺线管。
方案9. 根据方案1所述的系统，其中，第一和第二单向装置是球形止回阀。
方案10. 根据方案1所述的系统，还包括与蓄能器连通的压力传感器，其中，在蓄能器内的液压流体压力小于阈值压力时，控制装置关闭。
方案11. 一种用于将加压液压流体提供给机动车辆的变速器中的液压控制设备的系统，所述系统包括：
用于提供加压液压流体的泵；
控制装置，与泵在下游流体连通，用于将加压液压流体选择性地传输给液压控制设备；
第一单向装置，所述第一单向装置与控制装置在下游流体连通且配置成传输来自于泵的加压液压流体流并防止至泵的加压液压流体流；
旁通阀组件，所述旁通阀组件包括出口端口和与第一单向装置连通的入口端口，所述旁通阀组件具有阀，所述阀滑动地设置在孔内且与孔密封，所述阀能在至少第一位置和第二位置之间移动，具有与入口端口连通的第一端口以及与第一端口连通的第二端口，其中，第二端口在阀处于第二位置时与出口端口连通，在阀处于第一位置时与出口端口不连通，且其中，所述构件通过由于偏压构件作用在所述构件上的力偏压至第一位置；
蓄能器，与旁通阀组件的出口端口连通；
第二单向装置，所述第二单向装置配置成传输来自于蓄能器的加压液压流体流且防止至蓄能器的加压液压流体流；
其中，当控制装置关闭时，蓄能器被装载，且在由于旁通阀组件的入口端口处的加压液压流体而作用于所述阀上的力超过由于偏压构件作用在所述阀上的力时，所述阀从第一位置移动至第二位置。
方案12. 根据方案11所述的系统，其中，第一端口和第二端口经由阀内的流体连通通道连通。
方案13. 根据方案12所述的系统，其中，第二端口相对于第一端口以90度定向。
方案14. 根据方案11所述的系统，其中，偏压构件作用于阀的端部上，该端部与入口端口处加压液压流体作用的阀端部相对。
方案15. 根据方案11所述的系统，其中，控制装置是电致动螺线管。
方案16. 根据方案11所述的系统，其中，第一和第二单向装置是球形止回阀。
方案17. 根据方案11所述的系统，还包括与蓄能器连通的压力传感器，其中，在蓄能器内的液压流体压力小于阈值压力时，控制装置关闭。
方案18. 一种用于将加压液压流体提供给机动车辆的变速器中的液压控制设备的系统，所述系统包括：
用于提供加压液压流体的泵；
控制装置，与泵在下游流体连通，用于将加压液压流体选择性地传输给液压控制设备；
第一单向装置，所述第一单向装置与控制装置在下游流体连通且配置成传输来自于泵的加压液压流体流并防止至泵的加压液压流体流；
旁通阀组件，所述旁通阀组件包括出口端口和与第一单向装置连通的入口端口，所述旁通阀组件具有活塞，所述活塞滑动地设置在孔内且与孔密封，所述活塞具有第一端和第二端，其中，第一端与偏压构件接触，第二端与入口端口连通，其中，旁通阀组件还包括围绕入口端口设置的环形密封件，其中，所述活塞能在至少第一位置和第二位置之间移动，在所述活塞处于第一位置时，旁通阀组件的入口端口与旁通阀组件的出口端口不连通，在所述活塞处于第二位置时，旁通阀组件的入口端口与旁通阀组件的出口端口连通；
蓄能器，与旁通阀组件的出口端口连通；
第二单向装置，所述第二单向装置配置成传输来自于蓄能器的加压液压流体流且防止至蓄能器的加压液压流体流；
其中，当控制装置关闭时，蓄能器被装载，且在由于旁通阀组件的入口端口处的加压液压流体而作用于所述活塞上的力超过由于偏压构件作用在所述活塞上的力时，所述活塞从第一位置移动至第二位置。
进一步的应用领域从下文提供的说明显而易见。应当理解的是，说明和具体示例仅旨在用于说明的目的且并不旨在限制本发明的范围。
附图说明
在此所述的附图仅用于图示说明的目的，且不旨在以任何方式限制本发明的范围。
图1是根据本发明原理的液压控制系统的子系统的示意图，所述子系统能操作将加压液压流体流提供给液压控制系统；
图1A是在第一操作模式时图1的子系统的一部分的放大图；
图1B是在第二操作模式时图1和图1A的子系统的该部分的放大图；以及
图2是根据本发明原理的液压控制系统的子系统的另一个示例的示意图，所述子系统能操作将加压液压流体流提供给液压控制系统。
具体实施方式
以下说明本质上仅为示例性的且绝不意图限制本发明、应用、或使用。
参考图1，用于机动车辆的变速器的液压控制系统的子系统由附图标记10总体上示出。子系统10作为液压控制系统的加压液压流体源操作且包括与贮存器14流体连通的泵12。泵12可由机动车辆中的发动机直接驱动或者由电动马达或其他原动力直接驱动。泵12包括入口端口16和出口端口18。入口端口16与贮存器14连通，出口端口18与过滤器20连通。泵12可以具有各种类型，例如齿轮泵、叶轮泵、回转泵或任何其他正排量泵。贮存器14是流体储存器，通常位于变速器底部，能操作存储液压流体22。贮存器14包括出口端口24。液压流体22通过泵12从贮存器14驱出，且从贮存器14的出口端口24经由抽吸管线26传输给泵12的入口端口16。泵12的出口端口18将加压液压流体22流传输给中间管线30。中间管线30与过滤器20连通。
过滤器20筛选液压流体22流且与第二中间管线32连通。第二中间管线32与单向球形止回阀34连通。止回阀34与主供应管线36连通。止回阀34仅允许在一个方向流体连通。例如，止回阀34允许从第二中间管线32到主供应管线36的流体连通且防止从主供应管线36到第二中间管线32的流体连通。
主供应管线36与控制装置37连通，控制装置37与液压控制系统的各个其他子系统（由附图标记38表示）连通。液压控制系统的各个其他子系统38可包括例如扭矩传递装置控制子系统、润滑调节子系统、补偿器子系统、变矩器控制子系统、冷却子系统等。控制装置37控制至液压控制系统38的液压流体流。控制装置37可以是例如开/关螺线管。主供应管线36还与旁通阀组件40和第二单向球形止回阀41连通。
旁通阀组件40能操作允许主供应管线36和蓄能器供给管线42之间的选择性流体连通。转向图1A和1B，旁通阀组件40包括入口端口40A、出口端口40B和排放端口40C。入口端口40A与主供应管线36流体连通。出口端口40B与蓄能器供给管线42流体连通。排放端口40C与排放管线44流体连通，排放管线44与贮存器14连通。
旁通阀组件40还包括滑动地设置在孔48中的阀或活塞46。阀46经由至少一个环形密封件50与孔48密封。阀46包括第一阀面（valve land）49。第一阀面49优选是圆柱形且定尺寸为配合在孔48内。阀46包括在第一阀面49中的至少一个侧端口52，所述至少一个侧端口52与横向流体通道54连通，横向流体通道54垂直于阀46的轴线设置。横向流体通道54与轴向流体通道56连通，轴向流体通道56与端口58连通。端口58位于阀46的远端60上。端口58与旁通阀组件40的入口端口40A连通。
阀46能在至少两个位置之间移动。在如图1A所示的第一位置或去冲击位置（de-stroked position），出口端口40B由阀46切断。在图1B所示的第二位置或冲击位置（stroked position），出口端口40B与阀46的侧端口52流体连通。阀46由偏压构件62偏压至去冲击位置。偏压构件62由支撑柱53支撑，支撑柱53联接到第二阀面55，第二阀面55附连到第一阀面49的端部。偏压构件62作用在阀46的与远端60相对的第二远端64上。阀46通过抵抗偏压构件62的偏压作用于阀46的端部60上的液压流体22移动至冲击位置，如下文所述。旁通阀组件40设定为最小系统液压流体压力。
回到图1，第二单向球形止回阀41与蓄能器供给管线42连通。止回阀41仅允许一个方向的流体连通。例如，止回阀1允许从蓄能器供给管线42到主供应管线36的流体连通且防止从主供应管线36到蓄能器供给管线42的流体连通。
蓄能器供给管线42与蓄能器70和压力传感器72连通。蓄能器70是能量存储装置，其中，不可压缩液压流体22通过外部源保持在压力下。在所提供的示例中，蓄能器70是弹簧型或气体填充型蓄能器，具有弹簧或可压缩气体，给蓄能器70内的液压流体22提供压缩力。然而，应当理解的是，蓄能器70可以是其他类型，而不偏离本发明的范围。因此，蓄能器70能操作将加压液压流体22通过第二止回阀41供应给主供应管线36。然而，在蓄能器70排放时，止回阀34防止加压液压流体22返回泵12。在装载时，蓄能器70有效地取代泵12，作为加压液压流体22源，从而消除泵12连续运行的需要。主压力传感器72实时读取蓄能器供给管线42内的液压流体22的压力且将该数据提供给变速器控制模块（未示出）。
液压控制子系统10的部件经由多个流体连通管线连接，如上所述。应当理解的是，流体连通管线可以整体形成在阀本体内或者从独立管道或管形成，而不偏离本发明的范围。此外，流体连通管线可以具有任何截面形状且可以包括比所示更多或更少的弯曲部、回转部和分支，而不偏离本发明的范围。
结合参考图1、1A、1B和2，现在将描述液压控制子系统10的操作。泵12主要用于装载蓄能器70。液压控制系统38内的扭矩传递装置的致动、润滑和冷却经由蓄能器70的排放实现。打开控制装置37允许泵12和蓄能器70将加压液压流体22流提供给液压控制系统38。关闭控制装置37允许泵12装载蓄能器70。子系统10操作使用泵12装载蓄能器70，且通过允许泵12停用而减少由于泵12连续操作引起的损失量，同时蓄能器70将加压液压流体22流提供给液压控制系统38。
在启动状况期间，其中，主供应管线36、液压控制系统38和蓄能器70未用液压流体22加压，泵12被命令操作且加压液压流体22流从贮存器14抽吸、通过泵12、通过过滤器和止回阀34到达主供应管线36。最初，主供应管线36内的液压流体22的压力不足以克服旁通阀组件40的偏压构件62的偏压。因而，阀46保持去冲击，从而将蓄能器70从主供应管线36切断。因而，来自于泵12的加压液压流体22流被直接引导至液压控制系统38，从而提供系统压力给液压控制系统38且允许液压控制系统38在车辆启动后立即有效地操作。当液压控制系统38充满时，主供应管线36内的压力增加。主供应管线36内增加的压力在阀46的远端60上产生力且阀46将抵抗偏压构件62冲击到冲击位置。因而，液压流体22传送通过蓄能器供给管线42且装载蓄能器70。
在正常操作状况期间，主压力传感器72用于监测蓄能器70内的液压流体22的压力。如果蓄能器70未完全装载或者下降低于阈值，变速器控制模块命令泵12操作。关闭螺线管37防止至液压控制系统38的液压流体流，但是允许泵12装载蓄能器70。加压液压流体22流传送通过止回阀34到主供应管线36、通过旁通阀组件40和蓄能器供给管线42到达蓄能器70。一旦主压力传感器72感测到蓄能器70内表示蓄能器70完全装载的液压流体22压力，变速器控制模块就命令泵12中止操作，且蓄能器70根据需要排放，以通过止回阀41将加压液压流体22提供给主供应管线36。替代地，泵12可保持操作且与蓄能器70的排放相结合将加压液压流体22流提供给主供应管线36。蓄能器70的控制可以使用位于液压控制系统38内蓄能器下游的控制装置完成，例如开/关螺线管。
转向图2，替代旁通阀组件总体上由附图标记40’表示。旁通阀组件40’类似于上述旁通阀组件40且因而相同的部件用相同的附图标记表示。然而，旁通阀组件40’包括阀46’。阀46’类似于前述阀46，然而，阀46’不包括端口或通道。相反，旁通阀组件40’包括环形密封件47，在阀46’去冲击时，环形密封件47操作以将入口端口40A从出口端口40B密封。环形密封件47围绕入口端口40A设置，使得偏压构件62的偏压力将阀46’的远端60’与密封件47密封，从而将入口端口40A从出口端口40B切断。旁通阀组件40’还包括多个导向件50。旁通阀组件40’以与上文所述的旁通阀组件40类似的方式操作。
本发明的子系统10减少了在蓄能器70排放时液压控制系统38的供给时间、使得蓄能器预装载损失最小化、且可以设计成用作备用弹簧蓄能器。最终结果是减少在车辆启动之后与第一次换档相关的任何换档时间延迟。
本发明的说明本质上仅仅是示例性的，且不偏离本发明实质的变型旨在处于本发明的范围内。这种变型被认为不偏离本发明的精神和范围。

Claims (10)

1.一种用于将加压液压流体提供给机动车辆的变速器中的液压控制设备的系统，所述系统包括：
用于提供加压液压流体的泵；
控制装置，用于将加压液压流体选择性地传输给液压控制设备；
第一单向装置，所述第一单向装置配置成传输来自于泵的加压液压流体流且防止至泵的加压液压流体流；
旁通阀组件，所述旁通阀组件包括出口端口和与第一单向装置连通的入口端口，所述旁通阀组件具有能在至少第一位置和第二位置之间移动的构件，其中，在所述构件处于第一位置时，旁通阀组件的入口端口与旁通阀组件的出口端口不连通，在所述构件处于第二位置时，旁通阀组件的入口端口与旁通阀组件的出口端口连通，且其中，所述构件通过由于偏压构件作用在所述构件上的力偏压至第一位置；
蓄能器，与旁通阀组件的出口端口连通；
第二单向装置，所述第二单向装置配置成传输来自于蓄能器的加压液压流体流且防止至蓄能器的加压液压流体流；
其中，当控制装置关闭时，蓄能器被装载，且在由于旁通阀组件的入口端口处的加压液压流体而作用于所述构件上的力超过由于偏压构件作用在所述构件上的力时，所述构件从第一位置移动至第二位置。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述构件是阀，所述阀滑动地设置在孔内且与孔密封，所述阀具有与入口端口连通的第一端口以及与第一端口连通的第二端口，其中，第二端口在阀处于第二位置时与出口端口连通，在阀处于第一位置时与出口端口不连通。
3.根据权利要求2所述的系统，其中，第一端口和第二端口经由阀内的流体连通通道连通。
4.根据权利要求3所述的系统，其中，第二端口相对于第一端口以90度定向。
5.根据权利要求2所述的系统，其中，偏压构件作用于阀的端部上，该端部与入口端口处加压液压流体作用的阀端部相对。
6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述构件是活塞，所述活塞滑动地设置在孔内且与孔密封，所述活塞具有第一端和第二端，其中，第一端与偏压构件接触，第二端与入口端口连通。
7.根据权利要求6所述的系统，其中，旁通阀组件还包括围绕入口端口设置的环形密封件，在活塞处于第一位置时，活塞的第二端与环形密封件密封。
8.根据权利要求1所述的系统，其中，控制装置是电致动螺线管。
9.一种用于将加压液压流体提供给机动车辆的变速器中的液压控制设备的系统，所述系统包括：
用于提供加压液压流体的泵；
控制装置，与泵在下游流体连通，用于将加压液压流体选择性地传输给液压控制设备；
第一单向装置，所述第一单向装置与控制装置在下游流体连通且配置成传输来自于泵的加压液压流体流并防止至泵的加压液压流体流；
旁通阀组件，所述旁通阀组件包括出口端口和与第一单向装置连通的入口端口，所述旁通阀组件具有阀，所述阀滑动地设置在孔内且与孔密封，所述阀能在至少第一位置和第二位置之间移动，具有与入口端口连通的第一端口以及与第一端口连通的第二端口，其中，第二端口在阀处于第二位置时与出口端口连通，在阀处于第一位置时与出口端口不连通，且其中，所述构件通过由于偏压构件作用在所述构件上的力偏压至第一位置；
蓄能器，与旁通阀组件的出口端口连通；
第二单向装置，所述第二单向装置配置成传输来自于蓄能器的加压液压流体流且防止至蓄能器的加压液压流体流；
其中，当控制装置关闭时，蓄能器被装载，且在由于旁通阀组件的入口端口处的加压液压流体而作用于所述阀上的力超过由于偏压构件作用在所述阀上的力时，所述阀从第一位置移动至第二位置。
10.一种用于将加压液压流体提供给机动车辆的变速器中的液压控制设备的系统，所述系统包括：
用于提供加压液压流体的泵；
控制装置，与泵在下游流体连通，用于将加压液压流体选择性地传输给液压控制设备；
第一单向装置，所述第一单向装置与控制装置在下游流体连通且配置成传输来自于泵的加压液压流体流并防止至泵的加压液压流体流；
旁通阀组件，所述旁通阀组件包括出口端口和与第一单向装置连通的入口端口，所述旁通阀组件具有活塞，所述活塞滑动地设置在孔内且与孔密封，所述活塞具有第一端和第二端，其中，第一端与偏压构件接触，第二端与入口端口连通，其中，旁通阀组件还包括围绕入口端口设置的环形密封件，其中，所述活塞能在至少第一位置和第二位置之间移动，在所述活塞处于第一位置时，旁通阀组件的入口端口与旁通阀组件的出口端口不连通，在所述活塞处于第二位置时，旁通阀组件的入口端口与旁通阀组件的出口端口连通；
蓄能器，与旁通阀组件的出口端口连通；
第二单向装置，所述第二单向装置配置成传输来自于蓄能器的加压液压流体流且防止至蓄能器的加压液压流体流；
其中，当控制装置关闭时，蓄能器被装载，且在由于旁通阀组件的入口端口处的加压液压流体而作用于所述活塞上的力超过由于偏压构件作用在所述活塞上的力时，所述活塞从第一位置移动至第二位置。
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