CN102454772A - 干式双离合变速器的微机电液压控制系统 - Google Patents

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Abstract

一种干式双离合变速器，包括至少一个液压部件和连接到所述液压部件以致动所述液压部件的引导阀。所述引导阀包括基于微机电系统的压力差致动阀。液压部件可以包括但不限于干式双离合变速器的第一离合器和第二离合器、开关螺线管、线性压力控制阀或者同步拨叉。

Description

干式双离合变速器的微机电液压控制系统
技术领域
本发明总体上涉及用于车辆的干式双离合变速器(dry dual clutchtransmission)，并且更具体地涉及用于干式双离合变速器的至少一个液压控制部件的、基于微机电系统(MEMS)的液压控制。
背景技术
车辆包括由发动机、多级变速器(multi-speed transmission)、和差动驱动器或者最终驱动器构成的动力系。发动机产生转矩，并且多级变速器通过允许发动机在其整个转矩范围内多次运行而提高了车辆的总体运行速度范围。多级变速器可以包括若干不同类型多级变速器中的任意类型，包括：自动变速器、无级变速(CVT)手动变速器、或者双离合变速器。
双离合变速器包括具有多个齿轮的齿轮箱，所述多个齿轮特定地组合以限定多个齿比。所述多个齿比可以分为多个偶齿比和多个奇齿比。奇齿比可以限定第一齿比、第三齿比和第五齿比。多个偶齿比可以包括第二齿比、第四齿比和第六齿比。双离合变速器包括具有两个分离的离合器，即第一离合器和第二离合器的离合器组件，用以选择性地驱动齿比。第五离合器驱动奇齿比，第二离合器驱动偶齿比。齿比之间的切换可以如下完成：通过在发动机的转矩从其它离合器脱离的同时被施加到一个离合器，而使得对于差速器的转矩分配的中断最小化。
离合器组件可以包括干式离合器组件。如果离合器组件是干式离合器组件，则第一离合器和第二离合器均可以包括在传统手动变速器中使用的干式单碟离合器类型。如果离合器组件是干式离合器组件，则双离合变速器可以称为干式双离合变速器。
干式双离合变速器的若干操作通过阀体以液压方式控制。阀体作为从主流体泵接收加压流体的液压控制中心操作。来自主流体泵的加压流体被调节，并用以控制所述干式双离合变速器中的至少一个以液压方式控制的部件。干式双离合变速器的液压控制部件可以包括但不限于离合器组件的致动、开关螺线管的控制、同步拨叉的致动。
发明内容
提供了用于车辆的干式双离合变速器。所述干式双离合变速器包括液压部件和引导阀。引导阀包括至少一个基于微机电系统(MEMS)的装置。引导阀构造用于致动液压部件。干式双离合变速器进一步包括调节阀。所述调节阀能够连接到引导阀操作。调节阀连接到液压部件并且构造成在被引导阀致动时引导流体到液压部件。
还提供了车辆。所述车辆包括构造用于产生转矩的发动机和干式双离合变速器。干式双离合变速器联接到发动机并且构造成从发动机接收转矩。干式双离合变速器包括液压部件和引导阀。所述引导阀包括至少一个基于微机电系统(MEMS)的装置。引导阀能够连接到液压部件操作。引导阀构造用于致动液压部件。干式双离合变速器进一步包括调节阀。调节阀能够连接到引导阀操作。调节阀被连接到液压部件并且构造成在被引导阀致动时引导流体到液压部件。
因此，引导阀的基于MEMS的装置比目前用以控制干式双离合变速器的液压部件的传统控制阀显著地更小更轻。
根据下面结合附图对于本发明的最优方案的详细说明，本发明的上述的特征和优点与其它的特征和优点将是清楚的。
附图说明
图1是微机电系统(MEMS)微型阀致动器的示意性截面图。
图2是可以单独使用的和或者与图1中所示的MEMS微型阀致动器结合使用的MEMS滑阀的示意性截面图。
图3是车辆的示意图，其中示出了可以整合有压力控制系统的动力系。
图4是变速器内的液压控制部件所用的压力控制系统的第一变型的示意性矩形图。
图5是变速器内的液压控制部件所用的压力控制系统的第二变型的示意性矩形图。
图6是变速器内的第三液压部件所用的压力控制系统的第三变型的示意性矩形图。
图7是变速器内的第四液压部件所用的压力控制系统的第四变型的示意性矩形图。
具体实施方式
参考附图，其中在全部若干附图中，相同的附图标记对应于相同或类似的组件，在图1中示出了微电机系统(MEMS)压力差致动阀，下文中称为MEMS微阀致动器100。如这里所述的，MEMS微阀100可用以对特别地处于变速器内的一个或多个液压部件实施液压控制。所示的MEMS微阀100仅是可用作液压部件所用的控制阀或者控制致动器的MEMS装置的一个类型。
虽然参考自动化应用详细说明了本发明，本领域技术人员将认识到本发明的宽泛的可应用性。本领域普通技术人员将认识到术语比如“上方”、“下方”、“向上”、“向下”等用于说明附图，并不表示对于本发明的如所附权利要求限定的的范围的限制。
一般地，基于MEMS的装置可以认为包括这样一组系统，所述系统在物理上是小的并且具有尺寸在微米范围内的特征。MEMS系统可以具有电子部件和机械部件。MEMS装置通过微加工工艺生产出。术语“微加工”通常指通过包括修改集成电路(计算机芯片)制造技术(比如化学蚀刻)和材料(比如硅半导体材料)的工艺进行的三维结构和移动部件的生产。如这里使用的，术语“微阀”通常是指具有尺寸在微米范围内的尺寸的内部部件或特征的阀，由此所述“微阀”至少部分地通过微加工形成。如本申请中使用的，术语“微阀装置”是指包括微阀并且可以包括其它部件的装置。MEMS装置可以与其它MEMS(微加工的)装置或者部件结合操作或者可用于标准化尺寸(更大)的部件，比如通过机加工工艺生产的部件。
基于MEMS的装置可以通过任何适当的方式被致动以产生机械运动，包括但不限于热致动、静电致动、磁性致动、压电致动或者电致动。另外，基于MEMS的装置可以包括形状记忆合金元件，用于实现MEMS装置内的机械运动。下面详细说明的、示例性的基于MEMS的装置是电致动的。但是，应理解权利要求的范围并不限于电致动的MEMS装置，并且应该被阐释为包括通过任何适当的方式致动的任何基于MEMS的装置。
MEMS微阀100包括壳体或者主体110。MEMS微阀100可以由若干层材料形成，比如由若干半导体晶圆形成。主体110还可以由多个层形成。例如并且无限制地，所示的截面部分可以通过MEMS微阀100的中间层取得以示出主体110，其中另外两层存在于所示的中间层的后方和前方(相对于图1中的视图)。主体110的其它层可以包括固体盖、开口板或者电子控制板。但是，总体上认为每一个所述层是主体110的一部分，除非单独标示。
MEMS微阀100包括由阀致动器114致动的梁112。对于阀致动器114的选择性控制使得梁112选择性地改变流体在入口116与出口118之间的流动。通过变换流体在入口116与出口118之间的流动，MEMS微阀100变化引导端口(pilot port)120中的压力。如这里所述的，引导端口120可以连接到另外的阀或者装置，以通过基于引导端口120中的压力而变化的引导信号对所述另外的阀或者装置进行液压控制。
入口116连接到高压流体源，比如变速泵(在图3中总体示出为368)。出口118连接到低压储存器或者流体返回管路(未示出)。这里为了说明的目的，可以认为出口118是环境压力，并且在MEMS微阀100中作用为接地状态或者零状态。
梁112以连续可变的方式在图1中所示的第一位置、第二位置(未示出)和无数的中间位置之间移动。在第一位置中，梁112并不完全阻隔入口116。但是，在第二位置中，梁112阻隔入口116以基本防止来自高压流体源的全部流动。
第一室122与入口116和出口118两者均流体连通。但是，在出口118与第一室122(另外以及入口116)之间的连通由出口孔124限制。通过出口孔124的高容积或者快速的流体流动导致在第一室122与出口118之间建立起压力差。
梁112枢转地通过柔性枢轴126安装到主体110的固定部分。梁112的与柔性枢轴126相反的部分是可动端128，可动端128上下(如图1中所示)移动，以选择性地并且可变地遮盖或者不遮盖入口116。
当梁112处于第二位置中时，其几乎不允许或者根本不允许从入口116到第一室122的流动。第一室122中的任意加压流体通过出口孔124流出到出口118。随着MEMS微阀100的梁112朝向第一(打开)位置移动，入口116被渐进打开，从而允许流体更快地从入口116流动到第一室122内。快速流动流体不能通过出口孔124被全部排出，从而随着流体流过出口孔124而形成压力差，升高了第一室122中的压力。
随着入口116进一步向第一位置打开(如图1中所示)，流体逐渐更快地流过出口孔124，从而产生更大的压力差并进一步升高了第一室122中的压力。当梁112处于第一位置中时，其允许从入口116至第一室122的高的流动。因此，第一室122中的压力能够通过控制从入口116穿过第一室122和出口孔124到达出口118的流率来控制。第一室122的位置控制来自入口116的流体的流率，由此控制第一室122中的压力。
阀致动器114选择性地定位梁112。阀致动器114包括附接到梁112的长形脊柱130。阀致动器114还包括通常位于长形脊柱130的相反侧上的多个第一肋132和多个第二肋134。第一肋132中的每一个具有附接到长形脊柱130的第一侧的第一端和附接到主体110的第二端。与第一肋132类似，第二肋134中的每一个具有附接到长形脊柱130的第一端和附接到主体110的固定部分的第二端。
长形脊柱130和第一肋132和第二肋134可以如图1中所示表现为与主体110不连接。但是，长形脊柱130、第一肋132和第二肋134由相同的材料形成并且在一些点处连接到主体110以允许相对移动。但是，连接部可以在图1中所示的截面平面的下方。通常，可以认为长形脊柱130、第一肋132和第二肋134是阀致动器114的移动部分。
第一肋132和第二肋134构造成响应于第一肋132和第二肋134内的温度变化而热膨胀(伸长)和收缩(缩短)。采用电触点(未示出)用于连接到电源，以供给流过第一肋132和第二肋134的电流，以使第一肋132和第二肋134热膨胀。
致动器114适用被通过向第一肋132和第二肋134供给可变电流的电子控制单元(ECU)或其它可编程器件(未示出)控制。因为第一肋132和第二肋134由于充足电流的原因而膨胀，长形脊柱130向下移动或拉伸(如图1中所示)，使得梁112在总体上逆时针的方向旋转。梁112产生的运动使得可动端128向上(如图1中所示)移动，并逐渐阻塞入口116的更多部分。
关闭入口116使得更少的(最终没有)流体流入第一室122，并且随着流体排出到出口118而减小第一室122中的压力。一旦入口116关闭，则MEMS微阀100处于第二位置(未示出)，并且没有指示信号连通通过引导端口120。
随着流动的降低，第一肋132和第二肋134收缩，并且长形脊柱130向上移动(如图1中所示)，使得梁112在总体上顺时针的方向上转动。梁112的结果产生的运动使得可动端128向下移动(如在图1中所示)并且逐渐打开入口116的更多部分。
打开入口116使得更多的流体流入第一室122，从而随着流体流超过出口118的从第一室122排出流体的能力，使第一室122中的压力升高。一旦入口116被基本打开，则MEMS微阀100处于第一位置(图1中所示)，强的引导信号连通通过引导端口120。
除了图1中所示的热致动的MEMS装置之外，可以使用其它类型的基于MEMS的致动器来替代MEMS微阀100或者替代致动器114。因此，MEMS微阀100只是基于MEMS的装置的示例性实施方式，即MEMS压力差致动阀，并且权利要求的范围并不局限于这里所示和所说明的MEMS压力差致动阀的示例性实施方式。总体上，基于微机电系统(MEMS)的装置可以包括任意的如下装置：所述装置具有通过集成电路技术(例如，在硅晶圆上蚀刻)制成的一个或多个电子元件和通过微加工工艺(例如，形成尺寸在微米范围内的结构和移动部件)制成的一个或多个机械元件。电子元件和机械元件还可以通过其它的工艺形成。在替代的或者另外的方案、构造或者实施方式中，基于MEMS的装置可以包括尺寸在微米范围内的其它元件，比如电磁场致动器、压电放大器、热致动器、压力传感器、陀螺仪、光开关、其它的基于MEMS的装置、或它们的任意组合。
现在参考图2，同时继续参考图1，示出了基于MEMS的调节阀的示意性截面图，所述调节阀在下文中称为基于MEMS的滑阀(spool valve)200。这里所示和所述的基于MEMS的滑阀200是基于MEMS的调节阀的一个示例性实施方式。这样，权利要求的范围并不局限于下面详细示出和说明的基于MEMS的调节阀。基于MEMS的滑阀200包括壳体或者主体210。基于MEMS的滑阀200可以由若干层材料形成，比如若干半导体晶圆。主体210也可以由多个层形成。例如并且并不局限地，所示的截面部分可以通过中间层取得，以示出基于MEMS的滑阀200的主体212，而另外两个层位于所示的中间层的后方和前方(相对于图2中的视图)。
基于MEMS的滑阀200包括构造成能够在由主体210限定的腔214内左右(在图2中所示)移动的滑动件212。滑动件212由作用于引导表面216的流体压力致动，其中所述引导表面216与腔214的引导室220流体连通。引导室220内的压力的选择性变化改变了施加到引导表面216的力。引导室220可以与引导信号流体连通，比如图1中所示的MEMS微阀100的引导端口120所产生的引导信号。
滑动件212通过长形板形成，所述长形板具有在主体的第一端处竖向延伸的一对相反布置的壁，使得滑动件212大体上为T形，其中使引导表面216处于滑动件212的较宽纵向端，而相对表面222处于滑动件212的较窄相对纵向端。腔214大体上也是T形。
主体210限定若干与腔214连接的开口，其中一些开口可形成在横截面层中，而一些开口可形成在其它层中。所述开口包括用以连接到高压流体源的供应端口224，所述高压流体源比如是变速泵(在图3中示出为368)。供应端口224可与图1中的MEMS微阀100的入口116连接到同一高压流体源。主体210还可以限定油箱端口226，所述油箱端口226连接到低压储存器或者流体返回管路(未示出)。油箱端口226可以与图1所示的MEMS微阀100的出口118连接到同一低压流体源。
第一负载端口228和第二负载端口230形成在主体中并且与腔214连通。第一负载端口228和第二负载端口230布置于供应端口224的相反两侧。第一负载端口228和第二负载端口230适于连接在一起供给加压流体到变速箱或者动力系的液压操作部件，如这里所述的。其它的开口、通道或者槽沟(图2中不可见)可以通过与第一负载端口228和油箱端口226相反的方式形成在腔214的上表面上。另外的槽沟有助于平衡作用于滑动件212的流动力。
所示的滑动件212包括穿过滑动件212的三个开口。接近引导表面216的第一开口232被限定为穿过滑动件212，以允许流体容积通过油箱端口226上方的槽沟均衡油箱端口226处的压力，平衡竖向(图2中所示视图的进出方向)作用于滑动件212上的力。穿过滑动件212的第二开口234形成总是与第二负载端口230连通的内部容积。
在第二开口234与232之间的腹板236根据滑动件212的位置而允许或者防止在第二负载端口230与油箱端口226之间的流动。在所示的位置处，腹板236防止在第二负载端口230与油箱端口226之间的流动。当腹板236向右移动时(如图2中所示)，第二负载端口230与油箱端口226之间的流体通路被打开，使得第二负载端口230处的任意压力排出到与油箱端口226连接的低压储存器。
穿过滑动件212的第三开口238允许第一负载端口228上方的槽沟中的流体容积，以均衡在第一负载端口228处的压力，平衡竖向(图2中所示视图的进出方向)作用于滑动件212上的力。第二开口234与第三开口238之间的腹板240防止在滑动件212的全部位置中供应端口224与第二负载端口230之间的流动。
第三开口238与相对表面222之间的腹板242根据滑动件212的位置而允许或防止供应端口224与第一负载端口228之间的流动。在所示的位置中，腹板242防止在供应端口224与第一负载端口228之间的流动。当滑动件212向左移动时(如图2中所示)，供应端口224与第一负载端口228之间的流路打开，供给加压流体到与第一负载端口228连接的负载。
滑动件212与腔214的壁协同，以在引导表面216与腔214的相对壁之间限定引导室220。相对室244限定在相对表面222与腔214的相对壁之间。相对室244总是与第一负载端口228流体连通。另外，两个容积246和248可以在成对的形成滑动件212的T形板的肩与T形腔214的肩之间限定出来。容积246和248总是与油箱端口226连通。以此，防止了滑动件212的液压锁定。
滑动件212的引导表面216的总面积大于滑动件212的相对表面222的总面积。因此，当引导室220中的压力与相对室244中的压力相等时，结果形成的作用于滑动件212的不平衡净力将向左对滑动件212施力(如图2中所示)。
参考图3，示意性地示出了车辆320。车辆320包括动力系322。动力系322包括：发动机324、干式双离合变速器326和差速器328。发动机324构造用于产生转矩。发动机324可以包括但不局限于内燃机324。变速器326通过允许发动机324通过整个转矩范围若干次来运转而提高车辆320的整体运行速度范围。差速器328从变速器326接收转矩并且将其传导到车辆320的至少一个驱动轮。
干式双离合变速器326包括齿轮箱组件330。齿轮箱组件330包括在多个奇齿比与多个偶齿比之间可动的多个齿轮332。奇齿比可包括第一齿比334、第三齿比336和第五齿比338。偶齿比可包括第二齿比340、第四齿比342和第六齿比344。干式双离合变速器326进一步包括离合器组件346。离合器组件346布置在发动机324与齿轮箱组件330之间。离合器组件346将发动机324的转矩传递到齿轮箱组件330。离合器组件346包括第一离合器348和第二离合器350。第一离合器348构造用于当齿轮箱位于偶齿比时驱动多个齿轮332。第二离合器350构造用于在齿轮箱位于偶齿比时驱动多个齿轮332。中空轴352可将第二离合器350连接到偶齿轮332，实心轴354可将第一离合器348连接到奇齿轮332。实心轴354和中空轴352彼此同心，其中实心轴354布置在中空轴352的纵向孔道内。
第一离合器348和第二离合器350均是干式离合器。因此，第一离合器348可称为第一干式离合器348，第二离合器350可称为第二干式离合器350。第一离合器348和第二离合器350均可包括干式单碟离合器。
第一离合器348和第二离合器350中每一个由液压柱塞(未示出)直接或间接地致动。因此，第一离合器348和第二离合器350中的每一个是干式双离合变速器326的液压部件。在接收到液压信号时，第一离合器348或第二离合器350的液压柱塞直接或间接地使单个摩擦板移动接合于转动构件(未示出)，以使来自发动机324的输入轴356与实心轴354或者中空轴352中的任一个连接，由此将转矩传输到齿轮箱。在运行中，当液压从第一离合器348和第二离合器350中的一个释放时，液压直接或间接地施加到第一离合器348和第二离合器350中的另一个，以在实心轴354和中空轴352之间切换转矩传递，由此允许齿轮箱在偶齿比和奇齿比之间切换。
干式双离合变速器326可进一步包括一个或多个开关螺线管。所述开关螺线管是液力致动装置，用以控制和/或致动另一个装置。开关螺线管通过液压信号致动，因此是干式双离合变速器326的液压部件。例如，干式双离合变速器326可以包括：第一开关螺线管360，所述第一开关螺线管360联接第一离合器348以控制第一离合器348的液压柱塞的致动；和第二开关螺线管362，所述第二开关螺线管362联接第二离合器350以控制第二离合器350的液压柱塞的致动。应理解，开关螺线管可连接到干式双离合变速器326的一些其它的部件操作。
干式双离合变速器326可进一步包括至少一个同步拨叉364。同步拨叉364使至少一个齿轮移入或移出啮合接合，以与各种齿比连接和断开。为清楚起见，示出仅一个同步拨叉364。但是，应理解干式双离合变速器326可包括多个同步拨叉364用以移动多个齿轮332。同步拨叉364通过液压信号致动。因此，同步拨叉364是干式双离合变速器326的液压部件。
干式双离合变速器326可进一步包括线性压力控制阀366。线性压力控制阀366控制和/或引导来自变速泵368的加压流体到干式双离合变速器326的一个或多个液压部件的供给。因此，线性压力控制阀366与变速泵368流体连通，并且还与干式双离合变速器326的一个或多个液压部件流体连通。线性压力控制阀366可调节传递到干式双离合变速器326的各种不同液压部件的压力和/或流动。例如，线性压力控制阀366可增大或减小传递到第一离合器348和第二离合器350中的一个或两者的流体压力。
图4至图7均示出了图3中所示的干式双离合变速器的液压部件所用的不同压力控制系统的示意性矩形图。图4至图7中所示的压力控制系统所用的不同选择中的每一个利用基于MEMS的装置以致动和/或控制干式双离合变速器326的多个液压部件中的任何部件。基于MEMS的装置可作用为开关控制器用以提供离散信号，或者可作用为可变压力控制器，以提供对于干式双离合变速器326的液压部件的可变控制。具体地，液压控制部件可包括但不局限于离合器组件346、第一离合器348、第二离合器350、线性压力控制阀366、开关螺线管360和362、和同步拨叉364。在传动系300的一些实施方式中，液压控制部件可实际上是这些部件中的两个或更多个。另外，可通过使所讨论的各种MEMS装置与其它的MEMS装置和金属阀组合而产生另外的压力控制系统变型。
参考图4，并继续参考图1至图3，示出了用于液压致动部件410的压力控制系统所用的第一变型400。液压致动部件410可包括但不局限于上述的和图3中所示的干式双离合变速器的部件中的任何部件，包括离合器组件346、第一离合器348、第二离合器350、开关螺线管360和362、线性压力控制阀366和同步拨叉364。第一变型400包括控制调节阀414的引导阀412。调节阀414能连接到引导阀412和液压致动部件410操作。因此，调节阀414与引导阀412流体连通，并且构造成在被引导阀412致动时引导流体到液压致动部件410。
引导阀412包括产生引导信号的第一阀416。调节阀414构造成接收该引导信号。调节阀414还构造成输出控制液压致动部件410的控制信号。
在图4中所示的第一变型400中，第一阀416可包括但不局限于基于MEMS的装置，比如图1中所示的MEMS微阀100，并且调节阀414可包括但不局限于基于MEMS的装置，比如基于MEMS的滑阀(spool valve)200。因此，如这里所述的，MEMS微阀100产生引导信号并通过引导端口120与基于MEMS的滑阀200的引导室220连通。第一阀416和调节阀414可直接附接到液压致动部件410，或可相对于液压致动部件410远离布置。例如，第一阀416和调节阀414可位于干式双离合变速器的阀体(未示出)中。
如图1和图2中所示，当图1中所示的MEMS微阀100与基于MEMS的滑阀200组合，组合方式或通过两者直接附接在一起或者通过使引导端口120与引导室220流体连接时，MEMS微阀100作用于基于MEMS的滑阀200，以改变到第一负载端口228和第二负载端口230的流体流和压力。
与基于MEMS的滑阀200的供应端口224和第一负载端口228相比，MEMS微阀100中的入口116较小。在组合操作中，MEMS微阀100的梁112不遮挡入口116，并且流体流过入口116、梁112和出口孔124而到达出口118。入口116可以作用为该流路中的另外的孔。
由于通过入口116的可能的压力降低，使基于MEMS的滑阀200的引导室220中的压力升高到由高压流体源提供的压力是不可能的。由于基于MEMS的滑阀200的供应端口224和第一负载端口228的更大的开口，并由于流体流过这些开口时所产生的低的压力降低，相对室244中的压力可实现比引导室220中可实现的压力更高的压力(处于泵出口压力或者接近泵出口压力)。但是，因为引导表面216的表面面积大于相对表面222的表面面积，即使引导室220中的作用于引导表面216上的压力小于相对室244中的压力，滑动件212仍能够向左移动(如图2所示)。
基于MEMS的滑阀200具有三个主操作区或操作位置：压力增大位置、压力保持位置和压力降低位置。基于MEMS的滑阀200在图2中示出为压力保持位置，使得基于MEMS的滑阀200使加压流体保持作用于液压致动部件410(负载)上。
如果滑动件212向右移动(如图2中所示)，则基于MEMS的滑阀200处于压力降低位置。这在ECU通过增大供给到致动器114的电流而指令MEMS微阀100关闭时实现。致动器114的第一肋132和第二肋134膨胀，使得梁112逆时针枢转(使柔性枢轴126弯曲)并遮盖入口116的更多部分。流动从入口116穿过第一室122向出口118减小。横过入口116的压力降低减小。
第一室122和引导端口120中的压力也减小。因为引导端口120与引导室220直接流体连通，这导致了作用于滑动件212的力的不平衡。由于相对室244(连接到负载)中的压力，作用于引导表面216的减小的力(由于引导室220中的降低的压力的原因)现在小于作用于相对表面222上的未改变的力。
力的不平衡向右推压基于MEMS的滑阀200的滑动件212(如图2中所示)。由于腹板236向右移动，允许加压流体从液压致动部件410穿过滑动件212中的第二负载端口230和第二开口234的流动。由此，一些流动直接流出油箱端口226，而一些流动直接流入油箱端口226上方的槽沟，经过腹板236的上方，向下流过第一开口232并流出油箱端口226。以此，压力从液压致动部件410释放，并排出到与油箱端口226连接的低压储存器。
当相对室244中的(通过第一负载端口228作用的)压力充分减小而使得作用于滑动件212的力推动滑动件212向左移动时(如图2中所示)，基于MEMS的滑阀200的滑动件212将向后移动到压力保持位置。在力的均衡的情况下，基于MEMS的滑阀200的滑动件212将停止在压力保持位置中。由此，(如通过第一负载端口228和第二负载端口230所感测的)负载处的压力将与供给到致动器114的电信号(电流)成比例。
为将基于MEMS的滑阀200移动到压力增大位置，ECU减小流过致动器114的肋132、134的电流，MEMS微阀100的梁112顺时针枢转以打开入口116的更多部分。这导致了引导室220中的压力增大，同时相对室244中的压力保持恒定。滑动件212由于产生的作用于滑动件212的力的不平衡而向左移动(如图2中所示)。如果基于MEMS的滑阀200处于压力降低位置，则所述向左运动使滑阀移动回图2中所示的压力保持位置。
如果ECU进一步减小电流并使得MEMS微阀100进一步打开，则引导室220中的压力进一步增大，推动基于MEMS的滑阀200的滑动件212进一步向左(如图2中所示)进入压力增大位置。腹板242向左移动，允许加压流体从供应端口224穿过滑动件212中的第三开口238。从第三开口238开始，一些流动直接流出第一负载端口228，而一些流动可向上流入腹板242的顶部上方的槽沟，流过相对室244并流出第一负载端口228。以此，压力从连接到供应端口224的高压流体源被引导并施加到与第一负载端口228连接的负载(例如，液压致动部件410)。
尽管MEMS微阀100产生的引导信号可直接控制液压致动部件410，由基于MEMS的滑阀200产生的该控制信号提高了该控制信号的压力和流动选择性，以提供对于液压致动部件410的更可靠控制和更快响应。
同样如图4中所示，第一变型400可进一步包括压力传感器。该压力传感器可包括但不局限于MEMS压力转换器420。MEMS压力转换器420是可选的。但是，当使用时，MEMS压力转换器420构造成感测来自调节阀414的控制信号的压力特性曲线。EDU或者其它的控制器构造成从MEMS压力转换器420接收输入并提供输出到引导阀412中的MEMS微阀100，以响应于来自MEMS压力转换器420的输入来调节系统压力。因此，通过MEMS压力转换器420和控制器，第一变型400可构造用于发送到液压致动部件410的控制信号的闭环反馈和调节。
参考图5，并继续参考图1至图3，总体上示出了液压致动部件510的压力控制系统所用的第二变型500。液压致动部件510可包括但不局限于上述的和图3中所示的干式双离合变速器的部件中的任何部件，包括离合器组件346、第一离合器348、第二离合器350、开关螺线管360和362、线性压力控制阀366和同步拨叉364。第二变型500包括控制调节阀514的引导阀512。调节阀514能连接到引导阀512和液压致动部件510操作。因此，调节阀514与引导阀512流体连通，并且构造成在被引导阀512致动时引导流体到液压致动部件510。
引导阀512包括产生引导信号的第一阀516。但是，与图4中所示的第一变型400不同，在第二变型500中，引导阀512还包括第二阀518，第二阀518增大引导信号或者将引导信号放大成为放大的引导信号。调节阀514构造成接收该放大的引导信号。调节阀514还构造成输出控制液压致动部件510的控制信号。
在图5中所示的第二变型500中，第一阀516可包括但不局限于基于MEMS的装置，比如图1中所示的MEMS微阀100，并且第二阀518可包括但不局限于基于MEMS的装置，比如图2中所示的基于MEMS的滑阀200。因此，如这里所述的，MEMS微阀100选择性地产生引导信号，并通过引导端口120与基于MEMS的滑阀200的引导室220连通。但是，在第二变型500，基于MEMS的滑阀200的输出是放大的引导信号，该控制信号接着被调节阀514使用。第一阀516和第二阀518可直接附接到液压致动部件510，或可相对于液压致动部件410远离布置。例如，第一阀516和第二阀518可位于干式双离合变速器的阀体(未示出)中。
在图5中所示的第二变型500中，调节阀514是传统的机械调节阀。总体上，传统的机械调节阀是通过机械加工工艺生产的调节阀。基于由引导阀512提供的放大的引导信号，传统的机械调节阀提供用于液压致动部件510的控制信号。
由引导阀512的第一阀516(MEMS微阀100)产生的引导信号可直接引导传统的机械调节阀或者直接控制液压致动部件510。但是，由引导阀512(包括第一阀516和第二阀518)产生的放大的引导信号增大了控制信号的压力和流动特性，以提供对于控制液压致动部件510的传统机械调节阀的更可靠控制和更快响应。与图4中所示的第一变型400比较，传统的机械调节阀进一步提高了用于控制液压致动部件510的压力和流动特性。
与图4中所示的第一变型类似，第二变型500可进一步包括一个或多个压力传感器。所述压力传感器可包括但不局限于MEMS压力转换器520。MEMS压力转换器520是可选的。但是，在使用时，MEMS压力转换器520构造成感测来自引导阀512的放大的引导信号的压力特性曲线或来自调节阀514的控制信号的压力特性曲线。在大多数的构造中，将使用仅一个MEMS压力转换器520。如果用以感测引导信号的压力特性曲线，则MEMS压力转换器520可以与用于引导阀512的MEMS微阀100和基于MEMS的滑阀200一起封装成为个单个封装。
ECU或者其它控制器构造成从MEMS压力转换器520中的一个接收输入，并构造成提供输出到引导阀512中的MEMS微阀100，以响应于来自MEMS压力转换器520中的一个的输入来调节系统压力。因此，MEMS压力转换器520提供了对于发送到液压致动部件510的控制信号的闭环反馈和调节。
参考图6，并继续参考图1至图3，总体上示出了液压致动部件610的压力控制系统所用的第三变型600。液压致动部件610可包括但不局限于上述的和图3中所示的干式双离合变速器326的部件中的任何部件，包括离合器组件346、第一离合器348、第二离合器350、开关螺线管360和362、线性压力控制阀366和同步拨叉364。第三变型600包括控制调节阀614的引导阀612。调节阀614能连接到引导阀612和液压致动部件610操作。因此，调节阀614与引导阀612流体连通，并且构造成在被引导阀612致动时引导流体到液压致动部件610。
引导阀612包括产生引导信号的第一阀616。调节阀614构造成接收该引导信号。调节阀614还构造成输出控制液压致动部件610的控制信号。
在图6中所示的第三变型600中，第一阀616可包括但不局限于基于MEMS的装置，比如图1中所示的MEMS微阀100。因此，与图4中所示的第一变型400和图5中所示的第二变型500不同，第一阀616将引导信号直接连通到调节阀614，所述调节阀614是小的机械滑阀。第一阀616可以直接附接到液压致动部件610，或可相对于液压致动部件610远离布置。例如，第一阀616和调节阀614可位于干式双离合变速器326的阀体(未示出)中。
总体上，小的机械滑阀是通过机械加工艺生产的调节阀，但比例小于传统的机械调节阀。基于由引导阀612提供的(未放大的)引导信号，小的机械滑阀提供用于液压致动部件610的控制信号。与图5中的第二变型500使用的传统机械调节阀相比较，该小的机械滑阀例如为传统机械调节阀的尺寸的一半大小。
由引导阀612(仅包括MEMS微阀100)提供的引导信号可直接控制液压致动部件610。但是，由调节阀614产生的放大的控制信号提高了控制信号的压力和流动特性，以提供对于第一阀616所使用的小的机械滑阀更可靠的控制和更快响应。
第三变型600可进一步包括一个或多个压力传感器。所述压力传感器可包括但不局限于MEMS压力转换器620。MEMS压力转换器620也是可选的。但是，在使用时，MEMS压力转换器620构造成感测来自引导阀612的引导信号的压力特性曲线或来自调节阀614的控制信号的压力特性曲线。在大多数的构造中，将使用仅一个MEMS压力转换器620。如果用以感测引导信号的压力特性曲线，则MEMS压力转换器620可以与用于引导阀612的MEMS微阀100一起封装成为个单个封装。
ECU或者其它控制器构造成从MEMS压力转换器620中的一个接收输入，并构造成提供输出到引导阀612中的MEMS微阀100，以响应于来自MEMS压力转换器620中的一个的输入调节系统压力。因此，MEMS压力转换器620提供了对于发送到液压致动部件610的控制信号的闭环反馈和调节。
参考图7，并继续参考图1至图3，总体上示出了液压致动部件710的压力控制系统所用的第四变型700。液压致动部件710可包括但不局限于上述的和图3中所示的干式双离合变速器326的部件中的任何部件，包括离合器组件346、第一离合器348、第二离合器350、开关螺线管360和362、线性压力控制阀366和同步拨叉364。第四变型700包括控制调节阀714的引导阀712。调节阀714能连接到引导阀712和液压致动部件710操作。因此，调节阀714与引导阀712流体连通，并且构造成在被引导阀712致动时引导流体到液压致动部件710。
引导阀712包括产生引导信号的第一阀716。与图5中所示的第二变型500类似，引导阀712也包括第二阀718，第二阀718增加引导信号或者将引导信号放大成为放大的引导信号。调节阀714同样构造成接收该放大的引导信号，并且调节阀714构造成输出控制液压致动部件710的控制信号。
在图7中所示的第四变型700中，第一阀516可包括但不局限于基于MEMS的装置，比如图1中所示的MEMS微阀100，并且第二阀518可包括但不局限于小的机械滑阀。总体上，该小的机械滑阀是通过机械加工工艺生产的调节阀，但比例小于传统的机构调节阀。基于由第一阀716提供的(未放大的)引导信号，该小的机械滑阀提供用于调节阀714的控制信号。与图5中的第二变型500使用的传统机械调节阀相比较，该小的机械滑阀例如为传统机械调节阀的尺寸的一半大小。
在图7中所示的第四变型700中，调节阀714同样是传统的机械调节阀。基于由引导阀712提供的放大的引导信号，其中引导阀712包括MEMS微阀100和小的机械滑阀，传统的机械调节阀提供用于液压致动部件710的控制信号。
因此，如这里所述的，MEMS微阀100选择性地产生引导信号，并通过引导端口120与小的机械滑阀连通。但是，在第四变型700，该小的机构滑阀的输出是放大的引导信号，该控制信号接着被调节阀714使用。在第四变型700中，所述小的机械滑阀的作用与用作图5中所示的第二变型500中的第二阀518的基于MEMS的滑阀200类似。但是，用作用于第四变型700的第二阀718的该小的机械滑阀可以比用作第二变型500中的第二阀518的基于MEMS的滑阀200至少大100倍。
单由第一阀716(MEMS微阀100)产生的引导信号可直接引导控制传统的机械调节阀或者直接控制液压致动部件710。但是，由引导阀712(包括第一阀716和第二阀718)产生的放大的引导信号增大了控制信号的压力和流动特性，以提供对于传统机械调节阀的更可靠控制和更快响应，所述传统机械调节阀控制液压控制部件710。传统的机械调节阀进一步提高了用于控制液压致动部件710的压力和流动特性。
第四变型700可进一步包括一个或多个压力传感器。所述压力传感器可包括但不局限于MEMS压力转换器720。MEMS压力转换器720同样是可选的。但是，在使用时，MEMS压力转换器720构造成感测来自引导阀712的放大的引导信号的压力特性曲线或来自调节阀714的控制信号的压力特性曲线。在大多数的构造中，将使用仅一个MEMS压力转换器520。
ECU或者其它控制器构造成从MEMS压力转换器720中的一个接收输入，并构造成提供输出到引导阀712中的MEMS微阀100，以响应于来自MEMS压力转换器720中的一个的输入调节系统压力。因此，MEMS压力转换器720提供了对于发送到液压致动部件710的控制信号的闭环反馈和调节。
尽管已经详细说明了用于执行本发明的最佳方案，熟悉与本发明相关的领域的人员将认识到在所附权利要求的范围内的、用于实践本发明的各种替代设计和实施方式。
本申请要求于2010年10月15日提交的美国临时专利申请No.61/393380以及2011年5月24日提交的美国临时专利申请的优先权，其全部内容在此结合。

Claims (10)

1.一种用于车辆的干式双离合变速器，所述干式双离合变速器包括：
液压部件；
引导阀，所述引导阀包括至少一个基于微机电系统并且能够连接到所述液压部件操作的装置，其中所述引导阀被构造用于致动所述液压部件；和
调节阀，所述调节阀能够连接到所述引导阀和所述液压部件操作，并且被构造成在被所述引导阀致动时，引导流体到所述液压部件。
2.根据权利要求1所述的干式双离合变速器，其中所述引导阀的所述基于微机电的装置包括基于微机电的压力差致动阀。
3.根据权利要求2所述的干式双离合变速器，其中所述引导阀进一步包括基于微机电的调节阀。
4.根据权利要求1所述的干式双离合变速器，其中所述调节阀包括基于微机电的装置。
5.根据权利要求4所述的干式双离合变速器，其中所述引导阀的所述基于微机电的装置包括基于微机电的压力差致动阀。
6.根据权利要求4所述的干式双离合变速器，其中所述调节阀的所述基于微机电的装置包括基于微机电的调节阀。
7.根据权利要求1所述的干式双离合变速器，其中所述调节阀包括滑阀。
8.根据权利要求1所述的干式双离合变速器，其中所述液压部件包括离合器组件、开关螺线管、线性压力控制阀和同步拨叉中的至少一个。
9.根据权利要求1所述的干式双离合变速器，进一步包括齿轮箱组件，所述齿轮箱组件包括在多个偶齿比与多个奇齿比之间可动的多个齿轮，其中所述液压部件包括具有第一干式离合器和第二干式离合器的离合器组件，其中所述第一干式离合器构造用于在所述齿轮箱布置在所述奇齿比时驱动所述多个齿轮，和所述第二干式离合器构造用于在所述齿轮箱布置在所述偶齿比时驱动所述多个齿轮。
10.根据权利要求1所述的干式双离合变速器，进一步包括压力传感器，所述压力传感器能够布置在所述引导阀与所述液压部件之间操作。
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