CN102454777A - 用于自动变速器的动力传动系压力和流动控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种用于自动变速器的动力传动系压力和流动控制系统，具体说是一种压力控制系统，包括：受液压控制的部件、先导阀、和调节阀。所述先导阀配置成产生先导信号并且包括第一阀，所述第一阀是MEMS微阀。所述调节阀与所述先导阀流体连通，并且所述调节阀配置成接收先导信号。调节阀还配置成输出对所述受液压控制的部件进行控制的控制信号。

Description

用于自动变速器的动力传动系压力和流动控制系统

技术领域

本公开涉及对于动力传动系统、变速器及其受液压控制的部件(hydraulically-controlled component)的液压控制。

背景技术

车辆动力传动系统可包括变速器以将来自发动机的动力和转矩传递到车辆输出(车轴或车轮)。混合动力传动系统可包括多个原动力，包括内燃发动机或者替代的动力源，比如与储能装置联接的一个或多个电机。当动力传动系统装配有诸如电机等另外的原动力时，变速器也可传递来自电机的转矩和动力来为车辆提供牵引。固定的变速比或转速比容许发动机在窄的转速范围内运行，而同时提供宽范围的输出转速给动力传动系统。

变速器的不同档位或运行模式提供了不同的、可选择的转速比或变速比、以及不同水平的转矩倍增(multiplication)。改变变速器的转速比通常改变输入转速对输出转速的比率，并且改变输入与输出之间的转矩倍增。转速比的选择可以通过由一个或多个液压阀控制的液压部件的促动来实现。所需的转速比由这些阀所调节和提供的液压和流动进行选择。

发明内容

本发明提供一种压力和流动控制系统。该压力和流动控制系统可用于动力传动系统内，并且包括受液压控制的部件和先导阀(pilot valve)。所述先导阀包括第一阀，并且所述先导阀配置成产生先导信号。所述第一阀是基于微机电系统(Micro Electro Mechanical Systems，MEMS)的微阀。调节阀与所述先导阀流体连通。所述调节阀配置成接收来自所述先导阀的先导信号并且配置成输出对所述受液压控制的部件进行控制的控制信号。

所述调节阀可以是基于MEMS的滑阀(spool valve)或者可以是小机械滑阀。另外，所述先导阀还可包括第二阀，并且所述调节阀可以是常规机械调节阀。所述第二阀可以是基于MEMS的滑阀或者可以是小机械滑阀。所述受液压控制的部件可以是离合器组件、润滑油回路、用于档位选择的开关状态、管线压力、或者扭矩转换离合器。

当联系附图时，本发明的上述特征和优点以及其它的特征和优点将由以下如所附权利要求所限定的用于实施本发明的一些最佳方案或其它实施方式的详细说明而变得清楚。

附图说明

图1是基于微机电系统(MEMS)的微阀促动器的示意性截面图；

图2是可以单独使用的或者与图1中所示的MEMS微阀促动器联合使用的MEMS滑阀的示意性截面图；

图3是具有变速器的动力传动系统的示意简图，该变速器包括扭矩转换器，在该扭矩转换器中可并入一个或多个压力/流动控制系统；

图4是用于动力传动系统内的受液压控制的部件的压力/流动控制系统的第一方案的示意性框图；

图5是用于动力传动系统内的受液压控制的部件的压力/流动控制系统的第二方案的示意性框图；

图6是用于动力传动系统内的受液压控制的部件的压力/流动控制系统的第三方案的示意性框图；和

图7是用于动力传动系统内的受液压控制的部件的压力/流动控制系统的第四方案的示意性框图。

具体实施方式

参考附图，其中，相同的附图标记对应于在遍及多个附图中的相同的或相似的组件，在图1中示出基于微电机系统(MEMS)的微阀促动器100的示意性截面图。如在此所述，MEMS微阀100可用于通过控制流体的压力或流动对例如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仅是可用作在此所讨论的液压部件或其它的液压部件所用的控制阀或者控制促动器的MEMS装置的一种类型。该MEMS微阀100也称为压差促动器或先导直接促动阀(pilot direct actuating valve：PDA)。

虽然可在汽车应用方面详细描述本发明，但是本领域技术人员将认识到本发明的更广泛的可应用性。本领域普通技术人员将认识到，诸如“上”、“下”、“向上”、“向下”等术语是在附图中的描述性使用，并不代表对本发明的范围的限制，而本发明的范围如所附权利要求所限定。

通常，MEMS可以认为是一类系统，所述系统在物理形体上是小的，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装置通过微加工处理制得。术语“微加工”通常指，通过包括改型的集成电路(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)的处理所进行的三维结构和运动部件的生产。如在此使用的，术语“微阀”通常指具有在微米范围内的尺寸的特征的阀，因此，由定义，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包括其它部件的装置。MEMS装置，可与其它的MEMS(微加工的)装置或部件联合工作，或者可与标准尺寸(较大)的部件比如通过机加工处理制得的部件一起使用。

参考图1，MEMS微阀100包括壳体或者阀体110。MEMS微阀100可以由多层(several layers)材料比如半导体晶圆而形成。阀体110也可以由多样的层(multiple layers)形成。例如而非限制地，所示截面部可经由MEMS微阀100的中间层取得，而另外两层存在于所示中间层的后方和前方(相对于图1中的视图)。阀体110的其它层可以包括实体盖、端口板、或者电控板。但是，所述的各层通常被认为是阀体110的一部分，除非单独标明。

MEMS微阀100包括由阀促动器114促动的杆112。促动器114的选择性控制使杆112变更在进流口116与出流口118之间的流体的流动。通过改变在进流口116与出流口118之间的流体流动，MEMS微阀100改变先导端口120中的压力。如在此所述，先导端口120可以连接到另外的阀或装置以通过先导信号实施对它们的液压控制，所述先导信号基于经由先导端口120连通的压力和流动而变化。

进流口116连接到高压流体源比如泵(未示出)。出流口118连接到低压储存器、油槽(sump)、或者流体返回管路(未示出)。在此，为了说明，可以认为出流口118处于环境压力下，并且在MEMS微阀100中用作地(ground)或零状态。

杆112以连续可变的方式在图1示出的第一位置、第二位置(未示出)和无数的(myriad)中间位置之间移动。在第一位置，杆112并不完全阻挡进流口116。但是，在第二位置，杆112阻挡进流口116以基本防止来自高压流体源的所有流动。

第一腔室122处于与进流口116和出流口118两者都流体连通。但是，出流口118与第一腔室122(以及进流口116)之间的连通由出流孔124限制。经过出流孔124的高压或快速的流体流动使在第一腔室122与出流口118之间建立起压力差。

杆112借由挠性枢轴126枢转地安装到阀体110的固定部。杆112的离挠性枢轴126的对立部是可动端128，可动端128上下移动(如图1中所见)以选择性地且可变地遮盖或者开启进流口116。

当杆112处于第二位置时，它不允许或者几乎不允许从进流口116到第一腔室122的流动。第一腔室122中的任意加压流体经由出流孔124排出到出流口118。随着MEMS微阀100的杆112移向第一(打开)位置，进流口116被渐进开启，从而允许流体从进流口116较快地流到第一腔室122内。快速流动的流体不能经由出流孔124被全部排出，从而随着流体流经出流孔124而形成压力差，造成第一腔室122中的压力上升。

随着进流口116被进一步打开到第一位置(如图1中所示)，流体逐渐更快地流经出流孔124，从而产生更大的压力差并进一步升高第一腔室122中的压力。当杆112处于第一位置时，它允许从进流口116至第一腔室122的高速流动。因此，通过控制从进流口116经由第一腔室122和出流孔124到达出流口118的流率，第一腔室122中的压力能被控制。第一杆112的位置控制来自进流口116的流体的流率，由此控制第一腔室122中的压力。

阀促动器114选择性地定位杆112。阀促动器114包括附接到杆112的细长脊(spine)130。阀促动器114还包括通常位于细长脊130的对立侧上的多个第一肋(rib)132和多个第二肋134。第一肋132中的每一个具有：第一端，附接到细长脊130的第一侧；和第二端，附接到阀体110。与第一肋132类似，第二肋134中的每一个具有：第一端，附接到细长脊130；和第二端，附接到阀体110的固定部。

细长脊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阀体110，但是配置成容许细长脊130的相对运动。所述连接可以在图1所示的截面平面的下方。通常，细长脊130、第一肋132和第二肋134可被认为是促动器114的运动部。

第一肋132和第二肋134配置成响应于在第一肋132和第二肋134内的温度变化而热膨胀(伸长)和收缩(缩短)。电触点(未示出)用于连接到电源，以供给电流流经第一肋132和第二肋134，从而使第一肋132和第二肋134热膨胀。

促动器114适用于由电子控制单元(ECU)或其它的可编程器件(未示出)控制，所述电子控制单元或其它的可编程器件向第一肋132和第二肋134供给可变电流。随着第一肋132和第二肋134因足够的电流而膨胀，细长脊130向下运动、滑动、或拉伸(如图1所示)，使得杆112沿大致逆时针方向旋转。杆112的运动结果使得可动端128向上(如图1中所示)运动并逐渐阻挡进流口116的更多部分。

关闭进流口116使得较少的(并且最终无)流体流入第一腔室122，并且第一腔室122中的压力随着流体排出到出流口118而减小。一旦进流口116被关闭，则MEMS微阀100处于第二位置(未示出)，并且没有先导信号经由先导端口120进行连通。

随着电流的下降，第一肋132和第二肋134收缩并且细长脊130向上移动(如图1中所示)，使得杆112沿大致顺时针方向转动。杆112的运动结果使得可动端128向下移动(如在图1中所示)并且逐渐打开进流口116的更多部分。

打开进流口116使得较多的流体流入第一腔室122，从而第一腔室122中的压力随着流体流量超过出流口118从第一腔室122排出流体的能力而升高。一旦进流口116被基本打开，则MEMS微阀100处于第一位置(图1中所示)，相对强的先导信号经由先导端口120进行连通。

在图1中所示的热促动MEMS装置之外，其它类型的MEMS促动器或基于MEMS的促动器可用来替代MEMS微阀100或者替代促动器114。概言之，基于微机电系统(MEMS)的装置可包括具有经由集成电路技术(例如，在硅晶圆上蚀刻)而制成的一个或多个电子元件以及经由微加工处理(例如，形成具有微米范围内尺寸的结构和运动部件)而制成的一个或多个机械元件的任何装置。所述电子元件和机械元件也可经由其它处理形成。在替代的或另外的方案、构造或者实施方式中，基于MEMS的装置可以包括其它的具有微米范围内尺寸的元件，比如电磁场促动器、压电放大器、热促动器、压力传感器、陀螺仪、光学开关、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，示出基于MEMS的滑阀200的示意性截面图。基于MEMS的滑阀200包括壳体或者阀体210。基于MEMS的滑阀200可由多层材料比如若干半导体晶圆而形成。阀体210也可由多样的层形成。例如，而非局限地，所示截面部可经由基于MEMS的滑阀200的中间层取得，而另外两层位于该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包括配置成在阀体210所限定的腔214内向左右(如图2中所示)可移动的滑动件212。滑动件212由作用在先导表面(piloted surface)216上的流体压力促动，先导表面216与腔214的先导腔室(piloted chamber)220流体连通。先导腔室220内的压力的选择性变化改变施加到先导表面216的力。先导腔室220可与先导信号流体连通，所述先导信号例如图1所示的MEMS微阀100的先导端口120所产生的先导信号。

滑动件212利用一种长形板形成，所述长形板具有一对对立布置的壁，所述一对壁垂直延伸于阀体的第一端，使得滑动件212大体上为T形，而先导表面216位于滑动件212的较宽纵向端，并且反向(counter)表面222位于滑动件212的相对较窄的对立的纵向端。腔214也大体上是T形的。

阀体210限定了与腔214相连接的多个端口，一些端口可形成在所述截面层中，而一些端口可形成在其它层中。所述端口包括适于连接到高压流体源的供给端口224，所述高压流体源比如是变速器泵(未示出)。供给端口224可与图1所示的MEMS微阀100的进流口116同样地连接到高压流体源。阀体210还限定了通油箱口226，所述通油箱口226连接到低压储存器或者流体返回管路(未示出)。通油箱口226可与图1所示的MEMS微阀100的出流口118同样地连接到低压流体源。

第一负载端口228和第二负载端口230形成在阀体中并且与腔214连通。第一负载端口228和第二负载端口230布置在供给端口224的对立侧。第一负载端口228和第二负载端口230适于连接在一起，以便向例如在此所述的动力传动系统或变速箱的液压操作部件供给加压流体。其它的端口、通道或者槽沟(troughs)(图2中不可见)可对立于第一负载端口228和通油箱口226而形成在腔214的上表面。另外的槽沟有助于对作用于滑动件212上的流动力进行平衡。

所示的滑动件212包括穿过滑动件212的三个开口。第一开口232，接近于先导表面216，被限定为穿过滑动件212，以便利用通油箱口226处的压力经由通油箱口226上方的槽沟而使流体容积均衡，从而平衡竖向(图2所示视图的进出方向)作用在滑动件212上的力。穿过滑动件212的第二开口234形成与第二负载端口230始终连通的内容积。

在第二开口234与第一开口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与通油箱口226之间的流动。腹板236在所示位置防止在第二负载端口230与通油箱口226之间的流动。当腹板236向右移动时(如图2中所示)，在第二负载端口230与通油箱口226之间的流体通路被打开，从而将存在于第二负载端口230处的任意压力向与通油箱口226连接的低压储存器排放。

穿过滑动件212的第三开口238利用在第一负载端口228处的压力使第一负载端口228上方的槽沟中的流体容积均衡，从而平衡竖向(图2中所示视图的进出方向)作用于滑动件212上的力。在第二开口234与第三开口238之间的腹板240，防止在滑动件212的所有位置中在供给端口224与第二负载端口230之间的流动。

在第三开口238与反向表面222之间的腹板242，根据滑动件212的位置而允许或防止在供给端口224与第一负载端口228之间的流动。腹板242在所示的位置防止在供给端口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)，在供给端口224与第一负载端口228之间的流路打开，从而向与第一负载端口228连接的负载供给加压流体。

滑动件212与腔214的壁配合，以限定出在先导表面216与腔214的对立壁之间的先导腔室220。反向腔室244限定成在反向表面222与腔214的对立壁之间。反向腔室244始终与第一负载端口228流体连通。另外，两个空间246和248可被限定成在分别成对的形成滑动件212的T形板的肩与T形腔214的肩之间。空间246和248总是与通油箱口226连通。以此方式，防止滑动件212的液压锁止。

滑动件212的先导表面216的总面积，大于滑动件212的反向表面222的总面积。因此，当先导腔室220中的压力与反向腔室244中的压力相等时，结果形成的作用在滑动件212上的不平衡净力将促使滑动件212向左移动(如图2中所示)。

在基于MEMS的滑阀200和滑动件212中的所示端口和开口的精准构造是不需要的。基于MEMS的滑阀200配置成接收相对小的先导信号，比如来自MEMS微阀100的先导信号，并且配置成向负载输出较强的信号(用于控制或用于进一步的先导)。当论及流体性信号时，比如基于MEMS的滑阀200所接收到的先导信号，术语“小的”可通常指较低的流动容积流量。因此，基于MEMS的滑阀200将先导信号放大并且允许先导信号对一些设备进行控制或进行先导，所述这些设备要求的流量或压力比单独的先导信号所提供的流量或压力更高。

现在参考图3，并继续参考图1至图2，示出具有带扭矩转换器312的自动变速器310的动力传动系统300的示意图。压力/流动控制系统可结合在动力传动系统300的变速器310、扭矩转换器312、或其它的部件或系统中。

为了将来自发动机(未示出)的转矩传递到变速器310并最终传递到车轮(未示出)，扭矩转换器312将发动机输出构件(未示出)与输入部(未单独示出)之间的流体联接提供到变速器310的其余部分并且大致地与它们每个同轴地对准。应注意，尽管扭矩转换器312示意性地显示为与变速器310的其余部分脱开，但是扭矩转换器312可直接并入到变速器310中。扭矩转换器312可以包括扭矩转换器离合器313，其选择性地将发动机的输出部锁定到变速器的其余部分的输入部，从而它们两个一起旋转。扭矩转换器离合器313选择性地在发动机和变速器310的其余部分之间提供机械联接。

扭矩转换器312允许发动机与变速器310之间传递动力或转矩而不会使发动机失速(stalling)，即使在变速器310的输出不旋转或者反向旋转时也是如此。扭矩转换器312允许发动机输出部即使在扭矩转换器的到变速器310的输出部没有旋转时也能旋转。此外，当动力传动系统300是混合动力传动系统时，扭矩转换器312可用于帮助将来自变速器310的旋转能量传递到发动机，以起动发动机。

通过变速器310内的一个或多个换档离合器组件314的选择性的且可变的(或滑动的)促动，可选择变速器310的不同运行状态。例如而非限制地，用以选择和改变变速器310的变速比的多个离合器或制动器可由一个或多个换档离合器组件314(图3中仅示出其中一个)促动。变速器310包括润滑调节阀316，所述润滑调节阀316配置成对用于变速器310的润滑的流动液压流体进行控制。润滑调节阀316还可以对用于变速器310的冷却的液压流体的流动进行控制。

开关阀318可用于控制变速器310的在大致开或大致关状态之间的受液压驱动的部件(即，不利用在全开与全关之间的调节压力量的部件)。开关阀318可提供与开关电磁阀相似的功能特性。但是，开关阀318可由MEMS微阀100(或来自MEMS微阀100的放大信号)促动，而不是由电磁阀的感应线圈促动。一个或多个开关阀318可布置在其它的受液压促动的部件之间。

管线压力控制阀320配置成对变速器310中的液压流体的基础压力进行控制。管线压力控制阀320将来自泵的均匀加压的流体提供到变速器310的多个部件。

控制器322可对变速器310的部件的促动进行控制，包括变速器310的转速比的选择。控制器322可包括多个装置并可包括分布式控制器架构，比如基于微处理器的电子控制单元(ECU)。控制器322可包括带有存储介质及适量可编程存储器的一个或多个部件，所述存储介质和存储器能够存储和执行一种或多种算法或方法以实施对动力传动系统300及其部件的控制。另外，控制器322可配置成提供电流，该电流选择性地且可变地促动图1所示的MEMS微阀100。

现在参考图4至图7，并继续参考图1至图3，示出用于变速器内的液压部件的压力/流动控制系统的多个方案的示意性框图，所述变速器是例如包括在图3所示的动力传动系统300的变速器310或其它的动力传动系统构造中。所示的和所描述的用于压力/流动控制系统的多个方案中的每一个方案可用于对所示的和所描述的多个部件中的任何部件进行操作和控制。另外，通过将所述的各种MEMS装置与其它的MEMS装置进行组合以及与金属阀、调节阀或者滑阀进行组合，可产生另外的压力/流动控制系统方案。

图4示出用于变速器300内的受液压促动的部件410的压力/流动控制系统的第一方案400。第一方案400包括对调节阀414进行控制的先导阀412。调节阀414与先导阀412流体连通。先导阀412包括产生先导信号的第一阀416。调节阀414配置成接收该先导信号，并且调节阀414配置成输出对受液压促动的部件410进行控制的控制信号。

受液压控制的部件410可以是图3所示的动力传动系统300的部件中的任何一个。例如而非限制地，受液压控制的部件410可以是如下中的一个：换挡离合器组件314、润滑油回路(由润滑调节阀316控制)、开关状态(由开关阀318控制)、管线压力(由管线压力控制阀320控制)、和扭矩转换器离合器313或相关的其他应用中的压力/流动状态。在动力传动系统300的一些实施方式中，受液压控制的部件410可以实际上是这些部件中的两个或更多个，且一些受液压控制的部件410可以使用多个压力/流动控制系统(包括不同方案)，用于对部件进行控制。

在图4所示的第一方案400中，第一阀416可包括图1所示的MEMS微阀100，并且调节阀414可包括基于MEMS的滑阀200。因此，如在此所述，MEMS微阀100产生先导信号，并且经由先导端口120连通到基于MEMS的滑阀200的先导腔室220。

如图1和图2所示，当MEMS微阀100与基于MEMS的滑阀200组合时，MEMS微阀100作用于MEMS的滑阀200来改变到第一负载端口228和第二负载端口230的流体流量和压力，而所述组合通过将该两者直接附接在一起或通过使先导端口120与先导腔室220流体连接而实现。

相比于基于MEMS的滑阀200的第一负载端口228和供给端口224，MEMS微阀100中的进流口116相对小。在组合操作中，MEMS微阀100的杆112开启进流口116，然后流体流经进流口116、第一腔室122、和出流孔124到达出流口118。进流口116可用作该流路中的附加孔。

由于经过进流口116可能有压力降，因此不可能使基于MEMS的滑阀200的先导腔室220中的压力达到高压流体源所提供的压力。由于基于MEMS的滑阀200的第一负载端口228和供给端口224的较大开口，以及流体流过这些端口时所产生的低的压力降，因此反向腔室244中的压力可达到比先导腔室220中可达到的压力更高的压力(处于泵出流口压力或者接近泵出流口压力)。然而，因为先导表面216的表面面积大于反向表面222的表面面积，所以，即使先导腔室220中作用于先导表面216上的压力小于反向腔室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中示出处于压力保持位置，使得基于MEMS的滑阀200保持加压流体作用在受液压促动的部件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。这在通过增大提供给促动器114的电流以使控制器322指令MEMS微阀100关闭时得以实现。促动器114的第一肋132和第二肋134膨胀，使得杆112逆时针枢转(使挠性枢轴126弯曲)并遮盖进流口116的更多部分。从进流口116经过第一腔室122到出流口118的流量减小。在出流孔124上的压力降减小。

所示MEMS微阀100默认处于打开位置，该阀可称为“常高”阀或“常开”阀。或者，MEMS微阀100可配置成通过减小提供给促动器114的电流而关闭，使得MEMS微阀100将默认处于关闭位置，该阀可称为“常低”阀或“常闭”阀。

第一腔室122和先导端口120中的压力也减小。因为先导端口120与先导腔室220直接流体连通，这导致作用在滑动件212上的力不平衡。作用在先导表面216上的减小的力(由于先导腔室220中下降的压力引起)，这时小于由反向腔室244(连接到负载)中的压力引起的作用在反向表面222上的未变化力。

力的不平衡促使基于MEMS的滑阀200的滑动件212向右移动(如图2中所示)。腹板236由此向右移动，从而允许来自受液压控制的部件410的加压流体流经滑动件212中的第二负载端口230和流经第二开口234。此后，一些流量直接经过通油箱口226流出，而一些流量可能向上流进通油箱口226上方的槽沟，经过腹板236的顶部上方，向下流经第一开口232，然后经过通油箱口226流出。以此方式，受液压控制的部件410中的压力被释放并排放到与通油箱口226连接的低压储存器。

当反向腔室244中的压力降低从而使得作用在滑动件212上的力促使滑动件212向左移动时(如图2中所示)，基于MEMS的滑阀200的滑动件212将移回到压力保持位置。在力得以均衡的情况下，基于MEMS的滑阀200的滑动件212将停止在压力保持位置。由此，负载处的压力(如经由第一负载端口228和第二负载端口230所感应的)将与提供给促动器114的电信号(电流)成比例。

要将基于MEMS的滑阀200移动到压力增大位置，控制器322减小经过促动器114的肋的电流，然后MEMS微阀100的杆112顺时针枢转以打开进流口116的更多部分。这导致先导腔室220中的压力增大，而反向腔室244中的压力保持恒定。由于结果作用在滑动件212上的力的不平衡，引起滑动件212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，则所述向左的运动使滑阀移动回到图2中所示的压力保持位置。

如果控制器322进一步减小电流而使得MEMS微阀100进一步打开，则先导腔室220中的压力进一步增大，从而促使基于MEMS的滑阀200的滑动件212进一步向左移动(如图2中所示)进入压力增大位置。腹板242向左移动，从而允许来自供给端口224的加压流体流经滑动件212中的第三开口238。一些流量直接从第三开口238经过第一负载端口228流出，而一些流动可能从第三开口238向上流入腹板242的顶部上方的槽沟，流经反向腔室244，然后经过第一负载端口228流出。以此方式，从连接到供给端口224的高压流体源来的压力被引导和施加到与第一负载端口228连接的负载(例如，液压操作部件410)上。

基于MEMS的滑阀200所产生的控制信号可具有足够的压力和流动特性以利用相对短的响应时间控制受液压控制的部件410。或者，MEMS微阀100所产生的先导信号可不经过放大而直接控制受液压控制的部件410。然而，MEMS微阀100直接控制受液压控制的部件410时的响应时间可能比MEMS微阀100与基于MEMS的滑阀或另外的放大阀(借助于流量的增大)组合时的响应时间相对较慢。

还如图4所示，第一方案400还可包括MEMS压力换能器420。MEMS压力换能器420是可选的。然而，在使用时，MEMS压力换能器420配置成感应来自调节阀414的控制信号的压力情况。控制器322，或者其它的控制器，可配置成接收来自MEMS压力换能器420的输入并且将输出提供给先导阀412中的MEMS微阀100以响应于来自MEMS压力换能器420的输入对系统压力进行调节。因此，通过MEMS压力换能器420和控制器322，第一方案400可构造用于对发送到受液压控制的部件410的控制信号的闭环反馈和调节。

图5示出了动力传动系统300内的受液压促动的部件510的压力控制系统所用的第二方案500。第二方案500包括控制调节阀514的先导阀512。调节阀514与先导阀512流体连通。

先导阀512包括产生先导信号的第一阀516。但是，与图4中所示的第一方案400不同，在第二方案500中，先导阀512还包括第二阀518，第二阀518建立先导信号或者将先导信号放大成为放大的先导信号。调节阀514配置成接收该放大的先导信号。调节阀514还配置成输出控制受液压促动的部件510的控制信号。

在图5中所示的第二方案500中，第一阀516是图1中所示的MEMS微阀100，并且第二阀518是基于MEMS的滑阀200。因此，如这里所述的，MEMS微阀100选择性地产生先导信号并通过先导端口120与基于MEMS的滑阀200的先导腔室220连通。但是，通过第二方案500，基于MEMS的滑阀200的输出是放大的先导信号，该控制信号接着被调节阀514使用。

在图5中所示的第二方案500中，调节阀514是常规机械调节阀。总体上，与用以生产基于MEMS的装置的微加工工艺相反，常规机械调节阀是通过机械加工工艺生产的调节阀。基于由先导阀512提供的放大的先导信号，常规机械调节阀提供用于受液压促动的部件510的控制信号。

由先导阀512(包括第一阀516和第二阀518)产生的放大的先导信号可具有足够的压力和流动特性，以控制传统机械式调节阀，该机械式调节阀可接着控制受液压控制的部件510。但是，先导阀512的第一阀516(MEMS微阀100)可能无法直接先导常规机械调节阀而不延迟响应时间。另外，虽然MEMS微阀100能够直接控制受液压控制的部件510，但由于经过MEMS微阀100的受限的流动，响应时间会受到限制。与图4中所示的第一方案400比较，常规机械调节阀进一步提高了用于控制受液压控制的部件510的压力和流动特性。

与图4中所示的第一方案类似，第二方案500可还包括一个或多个可选的MEMS压力换能器520。但是，在使用时，MEMS压力换能器520配置成感应来自先导阀512的放大的先导信号的压力情况或来自调节阀514的控制信号的压力情况。在大多数的构造中，将使用仅一个MEMS压力换能器520。如果用以感应先导信号的压力情况，则MEMS压力换能器520可以与用于先导阀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。

控制器322或者其它控制器，配置成从MEMS压力换能器520中的一个或多个接收输入，并配置成将输出提供给先导阀512中的MEMS微阀100以响应于来自MEMS压力换能器520之一的输入对系统压力进行调节。因此，MEMS压力换能器520提供了对于发送到受液压控制的部件510的控制信号的闭环反馈和调节。

受液压控制的部件510可以是图3中所示的动力传动系统300的部件中的任何一个。例如但不局限地，受液压控制的部件510可以是如下中的一个：换档离合器组件314、润滑油回路(由润滑调节阀316控制)、开关状态(由开关阀318控制)、管线压力(由管线压力控制阀320控制)、和扭矩转换器离合器313。在动力传动系统300的一些实施方式中，受液压控制的部件510可实际上是这些部件中的两个或更多个。第一方案400和第二方案500中的每一个可与动力传动系统300中的任何部件一起使用。

图6示出了用于动力传动系统300内的受液压促动的部件610的压力/流动控制系统的第三方案600。第三方案600包括对调节阀614进行控制的先导阀612。调节阀614与先导阀612流体连通。

先导阀612包括产生先导信号的第一阀616。调节阀614配置成接收该先导信号，并且调节阀614还配置成输出对受液压促动的部件610进行控制的控制信号。

在图6中所示的第三方案600中，第一阀516可包括图1所示的MEMS微阀100，但无形成先导阀512的附加阀。因此，不同于图4所示的第一方案400和图5所示的第二方案500，MEMS微阀100将先导信号直接连通到调节阀616，所述调节阀616是小机械滑阀。

总体上，该小机械滑阀是经由机械加处理制得的调节阀，但比例上小于常规机械调节阀。基于先导阀612所提供的(未放大的)先导信号，该小机械滑阀提供用于受液压促动的部件610的控制信号。与图5所示的第二方案500中所使用的传统机械式调节阀相比较，该小机械滑阀例如为传统机械式调节阀的尺寸的一半大小。

先导阀612(仅包括MEMS微阀100)所产生的先导信号可具有足够的压力和流动特性，以利用相对快的响应时间对用于调节阀616的小机械滑阀进行控制。虽然MEMS微阀100能够单独地直接控制第二方案500中所使用的常规机械调节阀，但是促动的响应时间会被延迟。第三方案600中的调节阀616所使用的小机械滑阀可用以放大来自MEMS微阀100的信号，使得该小机械滑阀可控制受液压控制的部件610。

第三方案600还可包括一个或多个可选的MEMS压力换能器620。MEMS压力换能器620也是可选的。但是，在使用时，MEMS压力换能器620配置成感应来自先导阀612的先导信号的压力情况或来自调节阀614的控制信号的压力情况。在大多数构造中，将仅使用所述MEMS压力换能器620中的一个。如果用以感应先导信号的压力情况，则MEMS压力换能器620可以与用于先导阀612的MEMS微阀100一起封装成单个封装。

控制器322或其它的控制器配置成从MEMS压力换能器620中的一个或多个接收输入，并且配置成将输出提供给先导阀612中的MEMS微阀100以响应于来自MEMS压力换能器620之一的输入对系统压力进行调节。因此，MEMS压力换能器620提供了对于发送到受液压控制的部件610的控制信号的闭环反馈和调节。

受液压控制的部件610可以是图3所示的动力传动系统300的部件中的任何一个。例如而非限制地，受液压控制的部件610可以是如下中的一个：换档离合器组件314、润滑油回路(由润滑调节阀316控制)、开关状态(由开关阀318控制)、管线压力(由管线压力控制阀320控制)、和扭矩转换器离合器313。在动力传动系统300的一些实施方式中，受液压控制的部件610可实际上是这些部件中的两个或更多个。第一方案400、第二方案500和第三方案600中的每一个可与动力传动系统300中的任何部件一起使用。

图7示出了用于动力传动系统300内的受液压促动的部件710的压力控制系统的第四方案700。第四方案700包括对调节阀714进行控制的先导阀712。调节阀714与先导阀712流体连通

先导阀712包括产生先导信号的第一阀716。与图5所示的第二方案500相似，先导阀712也包括第二阀718，第二阀718建立先导信号或者将先导信号放大成为放大的先导信号。调节阀714也配置成接收该放大的先导信号，并且调节阀714配置成输出对受液压促动的部件710进行控制的控制信号。

在图7所示的第四方案700中，第一阀516可包括图1所示的MEMS微阀100。然而，第二阀518是小机械滑阀。调节阀714也是常规机械调节阀。基于先导阀712所提供的放大的先导信号，该常规机械调节阀提供用于受液压促动的部件710的控制信号。

因此，如在此所述，MEMS微阀100选择性地产生先导信号，并且借由先导端口120连通到小机械滑阀。但是，采用第四方案700，该小型机构滑阀的输出是放大的先导信号，该放大的先导信号接着被调节阀714使用。在第四方案700中，用作第二阀718的所述小机械滑阀的功能与用作图5所示的第二方案500中的第二阀518的基于MEMS的滑阀200的功能相似。但是，用作第四方案700中的第二阀718的该小机械滑阀可比用作第二方案500中的第二阀518的基于MEMS的滑阀200至少大100倍。

先导阀712(包括第一阀716和第二阀718)所产生的放大的先导信号具有足够的压力和流动特性，以控制常规机械调节阀，该机械式调节阀然后可控制受液压控制的部件710。因为MEMS微阀100的低流量流动，所以第一阀716(MEMS微阀100)所单独产生的先导信号可能无法直接对常规机械调节阀进行先导或者可能无法直接控制受液压控制的部件710而不造成延迟的响应时间。常规机械调节阀进一步增大了用于控制受液压控制的部件710的压力和流动特性。

第四方案700可还包括一个或多个可选的MEMS压力换能器720。然而，在使用时，MEMS压力换能器720配置成感应来自先导阀712的放大的先导信号的压力情况或来自调节阀714的控制信号的压力情况。在大多数构造中，将仅使用所述MEMS压力换能器720中的一个。

控制器322或者其它的控制器配置成从MEMS压力换能器720中的一个或多个接收输入，并且配置成将输出提供给先导阀712中的MEMS微阀100以响应于来自MEMS压力换能器720之一的输入对系统压力进行调节。因此，MEMS压力换能器720提供了对于发送到受液压控制的部件710的控制信号的闭环反馈和调节。

受液压控制的部件710可以是图3所示的动力传动系统300的部件中的任何一个。例如而非限制地，受液压控制的部件710可以是如下中的一个：换档离合器组件314、润滑油回路(由润滑调节阀316控制)、开关状态(由开关阀318控制)、管线压力(由管线压力控制阀320控制)、和扭矩转换器离合器313。在动力传动系统300的一些实施方式中，受液压控制的部件710可实际上是这些部件中的两个或更多个。第一方案400、第二方案500、第三方案600和第四方案700中的每一个可与动力传动系统300中的任何部件一起使用。

详细说明和附图或者图表是对于本发明的支持和说明，但本发明的范围仅由权利要求限定。虽然对用于实施声明了权利要求的本发明的一些最佳方案和其它的实施方式已进行详细说明，但是仍存在各种替代设计和实施方式以用于实践随附权利要求所限定的本发明。

本申请要求2010年10月15日提交的美国临时专利申请序号61/393,384与2011年8月1日提交的美国专利申请序号13/195303的权益，它们的全部内容通过引用结合于此。

Claims (10)

1.一种用于自动变速器的压力和流动控制系统，所述压力和流动控制系统包括：

受液压控制的部件，设置在自动变速器中；

先导阀，所述先导阀包括第一阀，其中，所述先导阀配置成产生先导信号，并且所述第一阀是MEMS微阀；

调节阀，与所述先导阀流体连通，其中，所述调节阀配置成接收所述先导信号并且配置成输出控制信号，所述控制信号控制所述受液压控制的部件。

2.根据权利要求1所述的压力和流动控制系统，其中，所述先导阀还包括第二阀，并且所述调节阀是常规机械调节阀。

3.根据权利要求2所述的压力和流动控制系统，其中，所述第二阀是基于MEMS的滑阀。

4.根据权利要求2所述的压力和流动控制系统，其中，所述第二阀是小机械滑阀。

5.根据权利要求1所述的压力和流动控制系统，其中，所述调节阀是基于MEMS的滑阀。

6.根据权利要求1所述的压力和流动控制系统，其中，所述调节阀是小机械滑阀。

7.根据权利要求3所述的压力和流动控制系统，还包括MEMS压力换能器，其中，所述MEMS压力换能器配置成感应所述先导信号与所述控制信号中之一的压力情况。

8.根据权利要求7所述的压力和流动控制系统，还包括控制器，其中，所述控制器配置成接收来自所述MEMS压力换能器的输入并且将输出供给所述先导阀，以响应于来自所述MEMS压力换能器的输入而对系统压力进行调节。

9.根据权利要求8所述的压力和流动控制系统，其中，所述控制器配置成提供电流，其中，所述先导阀配置成响应于所述电流而产生所述先导信号。

10.根据权利要求9所述的压力和流动控制系统，其中所述受液压控制的部件是扭矩转换器离合器，且其中，来自所述调节阀的控制信号配置成可变地控制所述扭矩转换器离合器的接合。

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