CN102537137A - 动力传动系统的压力控制系统 - Google Patents

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Abstract

一种离合器，包括导阀、调节阀、离合器控制阀。导阀配置为产生引导信号并包括第一阀，其为MEMS微阀。调节阀与导阀流体连通，且配置为接收引导信号。调节阀还配置为输出控制信号。离合器控制阀配置为响应于控制信号接合和断开离合器。离合器可配置为湿式离合器和干式离合器中之一。

Description

动力传动系统的压力控制系统
技术领域
本发明涉及动力传动系统、变速器的液压控制及其受液压促动的部件。 
背景技术
车辆的动力传动系统包括变速器，用于将动力和扭矩从发动机传递到车辆输出部(车轴或车轮)。混合动力传动系统可包括多个原动机，包括内燃发动机或替换的电源，如一个或多个联接到能量存储装置的电机。当动力传动系统配备有额外的原动机(如电机)时，变速器还可将扭矩和动力从电机传递，用于为车辆提供牵引。固定档位或速度比允许发动机在窄速服范围内运行，同时为动力传动系统提供宽范围的输出速度。 
具有常规内燃或混合动力汽油/电变速器的车辆通常利用扭矩传递装置，其称为离合器或离合器组(clutch pack)，用于平稳地接合或联接两个旋转体或轴，以在其之间传递扭矩。同样，同一离合器或离合器组用于随后脱开联接的轴，以终断动力传递并例如允许齿轮组的各个齿轮之间的平滑变换和/或一个或多个电动机/发电机的断开。 
车辆中的一个或多个离合器可构造为例如用在车辆的自动变速器，双离合器变速器(DCT)，分动箱或风扇驱动器中的湿式离合器。车辆中的一个或多个离合器可配置为例如用在干式DCT或自动化手动变速器的干式离合器。每个这些离合器或离合器组的接合和脱开可通过联接到液压部件的液压阀的控制而发生。通过这些阀提供或调节的液压压力促动离合器的接合脱开。 
发明内容
提供一种用于离合器的压力控制系统。离合器可配置为干式离合器和湿式离合器中之一。压力控制系统包括导阀、调节阀和离合器控制阀。导阀包括第一阀，且被配置为产生引导信号。第一阀是微机电系统(MEMS)微阀。调节阀与导阀流体连通的。调节阀配置为接收来自导阀的引导信号并配置为输出控制信号，该信号控制控制阀。 
调节阀可以是基于MEMS的滑阀或可以是小机械滑阀。进而，导阀可 进一步包括第二阀，且调节阀可以是常规机械调节阀。第二阀可以是基于MEMS的滑阀或可以是小机械滑阀。 
压力控制系统还可包括MEMS压力换能器，其中MEMS换能器配置为感测引导信号和控制信号中的一个的压力概况。压力控制系统还包括控制器，其中该控制器配置为接收来自MEMS压力换能器的输入并将输出提供到导阀，以响应于MEMS压力换能器的输入而调节系统压力。 
在下文结合附图进行的对实施本发明的较佳模式做出的详尽描述中能容易地理解上述的本发明的特征和优点以及其他的特征和优点。 
附图说明
图1是微机电系统(MEMS)微阀促动器的示意性截面图； 
图2是与图1所示的MEMS微阀促动器关联使用或单独使用的MEMS滑阀的示意性截面图； 
图3A是车辆的示意图，该车辆具有动力传动系统，其包括离合器，一个或多个压力控制系统可并入到该单向离合器中 
图3B是湿式离合器的示意性剖切侧视图，其直接受到压力控制系统的控制； 
图3C是干式离合器的示意性剖切侧视图，其直接受到压力控制系统的控制； 
图4是动力传动系统中受液压促动的部件的压力控制系统的第一方案的示意性方框图； 
图5是动力传动系统中受液压促动的部件的压力控制系统的第二方案的示意性方框图； 
图6是动力传动系统中受液压促动的部件的压力控制系统的第三方案的示意性方框图；和 
图7是动力传动系统中受液压促动的部件的压力控制系统的第四方案的示意性方框图。 
具体实施方式
参见附图，几幅图中相同的附图标记指示相同的部件。图1显示了微机电系统(MEMS)微阀促动器100示意性截面图。如本文所述，MEMS微阀100可用于对一个或多个液压部件施加液压控制，特别是在变速器中。所示的 MEMS微阀100仅是MEMS装置的一个类型，其可用作液压部件的控制阀或控制促动器，和其他的，如本文所述的。MEMS微阀100还可被称为压差促动器或引导直接促动阀(pilot direct actuating valve)。 
尽管参照汽车应用详细描述了本发明，但是本领域技术人员应意识到本发明更广泛的应用。本领域技术人员应意识到术语“上”、“下”、“向上”、“向下”等用于描述附图，而并不代表对如所附权利要求限定的本发明范围的限制。 
通常，MEMS可被认为是实体较小具有微米范围尺寸特征的一类系统。MEMS系统具有电部件和机械部件。MEMS装置通过微机械加工工艺制造。术语微机械加工通常是指通过包括修正的集成电路(计算机芯片)制造技术(如化学时刻)和材料(如硅半导体材料)在内的三维结构和运动部件的制造。本文所用的术语“微阀”通常是指具有微米范围尺寸特征的阀，且由此按照该定义其至少部分地通过为机械加工形成微机械加工。本发明所用的术语“微阀装置”是包括微阀的装置，且可包括其他装置。MEMS装置可以与其他MEMS(微机械加工)装置部件结合操作或可以与标准尺寸(较大)部件一起使用，如通过机加工过程制造的。 
参见图1，MEMS微阀100包括壳体或本体110。MEMS微阀100用多个材料层形成，如半导体晶片。本体110还可用多个层形成。例如，且并不是限制性地，所示的横截面部分可从MEMS微阀100的中间层截取，两个其他层存在于中间层的后面和前面(相对于图1)。本体110的其他层可包括固体覆盖件，端口板，或电控制板。但是每个层通常被认为是本体110的一部分，除非特别指明。 
MEMS微阀100包括梁112，该梁被阀促动器114促动。促动器114的选择性控制使得梁112选择性地将进入口116和排出口118之间的流体流动改变。通过改变进入口116排出口118之间的流体流动，MEMS微阀100改变引导端口120中的压力。如本文所述，引导端口120可连结到额外的阀或装置，以便通过引导信号影响其液压控制，该引导信号基于引导端口120的压力而变化。 
进入口116连结到高压流体源，如泵(未示出)。排出口118连结到低压贮存器或流体返回器(未示出)。处于本说明的目的，排出口118可认为处在环境压力下，且在微阀100中作用成接地(ground)或零状态。 
梁112以在图1所示的第一位置和第二位置(未示出之间及无数中间位 置上以连续可变的方式运动。在第一位置，梁112没有完全阻挡进入口116。但是，在第二位置，梁112阻挡进入口116以基本上防止所有来自高压流体源的流动。 
第一腔室122与流体进入口116和排出口118二者流体连通。但是，排出口118和第一腔室122(还有进入口116)之间的连通受到排出孔口124的限制。通过排出孔口124的大体积或快速流体流动造成在第一腔室122和排出口118之间建立压差。 
梁112通过挠性枢轴126可枢转地安装到本体110的固定部分。梁112的与挠性枢轴126相对的部分是可动端128，其向上和向下运动(如图1所示)以选择性地且可变地覆盖和打开进入口116。 
当梁112处于第二位置时，其允许从进入口116到第一腔室122的几乎很小的流动或没有流动。第一腔室122中任何加压的流体从排出孔口124流到排出口118。在MEMS微阀100的梁112朝向第一(打开)位置运动时，进入口116逐渐打开，允许流体快速地从进入口116流入到第一腔室122。快速流动的流体在流体流过排出孔口124时不能都通过排出孔口124排出并造成压差的形成，使得压力第一腔室122中的压力升高。 
在进入口116进一步打开到第一位置(如图所示图1时，流体逐渐地更快地流过排出孔口124，使得造成更大的压差并进一步升高第一腔室122中的压力。当梁112处在第一位置时，其允许从进入口116到第一腔室122的更大的流动。因此，第一腔室122中的压力通过控制从进入口116流过第一腔室122和排出孔口124而到排出口118的流量而受到控制。梁112的位置控制来自进入口116的流动的流量，并由此控制第一腔室122中的压力。 
阀促动器114选择性地对梁112进行定位。促动器114包括细长脊130，其附接到梁112。促动器114还包括多个第一肋132和多个第二肋134，它们通常位于细长脊130的相对侧上。每个第一肋134具有第一端和第二端，该第一端附接到细长脊130第一侧，该第二端附接到本体110。类似于第一肋132，每个第二肋134具有附接到细长脊130的第一端和附接到本体110的固定部分的第二端。 
细长脊130和第一肋132以及第二肋134显示在图1中，并与本体110断开连接。但是，细长脊130、第一肋132、和第二肋134用相同的材料形成并在同一点处连接到本体110，以便允许相对运动。但是，连接部可以是在图1所示的横截面平面之下。通常，细长脊130、第一肋132、和第二肋 134可以被认为是促动器114的运动部分。 
第一肋132和第二肋134配置为响应于第一肋132和第二肋134中的温度变化而热膨胀(加长)和收缩(缩短)。电触点(未示出)适于连接到电源，以供应电流流过第一肋132和第二肋134，以使得第一肋132和第二肋134热膨胀。 
促动器114适于受到电子控制单元(ECU)或其他可编程装置(未示出在图1中)的控制，其将可变的电流供应到第一肋132和第二肋134。在第一肋132和第二肋134由于足够的电流而膨胀时，细长脊130向下运动或伸展(如图1所示，使得梁112沿基本逆时针的方向旋转时。梁112的最终运动使得可动端128向上运动(如图1所示)并逐渐地更多地阻挡进入口116。 
在流体排出到排出口118时，将进入口116关闭允许更少的(且最终没有)流体流入第一腔室122，减少其中的压力。一旦进入口116关闭，则MEMS微阀100处于第二位置(未示出)，且没有引导信号通过引导端口120通讯。 
在电流下降时，第一肋132和第二肋134收缩且细长脊130线上运动(如图1所示，使得梁112基本沿顺时针方向旋转。梁112的最终运动使得可动端128向下运动(如图1所示)且逐渐更多地打开进入口116。 
在流体克服了排出口118从第一腔室122排放流体的能力时，打开进入口116允许更多的流体流入到第一腔室122，增加其中的压力。一旦进入口116实质上打开，则MEMS微阀100处在第一位置(如图1所示)，且更强的引导信号通过引导端口120通讯。 
除了图1所示的热促动MEMS装置，其他类型的基于MEMS的促动器可代替MEMS微阀100使用或代替促动器114使用。通常，基于微机电系统(MEMS)的装置可包括具有一个或多个通过集成电路技术(例如在硅晶片上蚀刻)制造的电子元件和一个或多个通过微机械加工工艺(例如形成微米范围尺寸的结构和运动部件)制造的机械元件的装置。电子和机械元件还可用其他工艺形成。在替换的或额外的方法、构造或实施方式中，基于MEMS的装置可包括具有微米范围尺寸的其他元件，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，其他基于MEMS的装置，或任何其组合。 
现在参见图2，并继续参见图1，显示了基于MEMS的滑阀200的示意性截面图。基于MEMS的滑阀200包括壳体或本体210。基于MEMS的滑阀200用多个材料层形成，如半导体晶片。本体210还可用多个层形成。例 如，但不限于，所示的横截面部分是从基于MEMS的滑阀200的中间层截取的，两个其他层存在于中间层之前和之后(相对于图2中所示)。 
基于MEMS的滑阀200包括滑动件212，该滑动件配置为可在本体210限定的空腔214中向左和向右运动(如图2中所示)。滑动件212通过受引导的表面216上的流体压力促动，该表面与空腔214的受引导的腔室220流体连通。受引导的腔室中压力的选择性改变能改变施加到受引导的表面216的力。受引导的腔室220可以与引导信号流体连通，例如图1所示的MEMS微阀100的引导端口120产生的引导信号。 
滑动件212用细长板形成，其具有相对设置且垂直地在本体的第一端延伸的一对臂，从而滑动件212基本是T形的，在滑动件212较宽的纵向端具有受引导的表面216，而在滑动件212相对较窄的纵向端具有反向表面(counter surface)222。空腔214还基本是T形的。 
本体210限定出与空腔214连接的多个端口，一些端口形成在横截面层中且一些形成在其他层中。端口包括供应口224，其适于连接到高压流体源，如变速器泵(未示出)。供应口224可以连接到与图1所示的MEMS微阀100的进入口116相同的高压流体源。本体210还限定出箱端口(tank port)226，其连接到低压贮存器或流体返回器(未示出)。箱端口226可连接到图1所示的MEMS微阀100的低压流体相同的低压流体源。 
第一载荷端口228和第二载荷端口230形成在本体中并与空腔214连通。第一载荷端口228和第二载荷端口230设置在供应口224的相对侧。第一载荷端口228和第二载荷端口230适于连接在一起以提供加压流体到变速器或动力传动系的受液压促动的部件，如本文所述的。额外的端口、通道或槽道(在图2中不可见)可形成在空腔214的与第一载荷端口228和箱端口226相对的上表面上。额外的槽道有助于平衡滑动件212上作用的力。 
所示的滑动件212包括贯通的三个开口。第一开口232(靠近受引导的表面216)被限定穿过滑动件212，以允许流体体积通过流体箱端口226上方的槽道与箱端口226处的压力相等，将滑动件212上垂直(进出图2所示的视图)作用的力平衡。穿过滑动件212的第二开口234形成内部空间，其总是与第二载荷端口230连通。 
第二开口234和第一开口232之间的腹板236允许或防止第二载荷端口230和箱端口226之间的流动，取决于滑动件212的位置。在所示的位置，腹板236防止第二载荷端口230和箱端口226之间的流动。当腹板236运动 到右方(如图2中页面所示)，第二载荷端口230和箱端口226之间的流体路径打开，将存在于第二载荷端口230处的压力导通到连接于箱端口226的低压力贮存器。 
穿过滑动件212的第三开口238允许第一载荷端口228上方槽道中的流体体积与第一载荷端口228处的压力相等，平衡滑动件212上垂直(进出图2所示的视图)作用的力。在滑动件212的所有位置中，第二开口234和第三开口238之间的腹板240防止供应口224和第二载荷端口230之间的流动。 
第三开口238和反向表面222之间的腹板242允许和防止供应口224和第一载荷端口228之间的流动，这取决于滑动件212的位置。在所示的位置，腹板242防止供应口224和第一载荷端口228之间的流动。当滑动件212运动到左方(如图2的液面所示)，流体路径打开于供应口224和第一载荷端口228之间，将加压流体提供到连接于第一载荷端口228的载荷。 
滑动件212与空腔214的壁协作，以在空腔214的相对壁和受引导的表面222之间限定出受引导的腔室220。反向腔室244被限定在空腔214的相对壁和反向表面222之间。反向腔室244与第一载荷端口228总是流体连通。此外，两个空间246和248可被限定在形成滑动件212的T形板的相应一对肩部和T形214的相应一对肩部之间。空间246和248与箱端口226总是连通。以此方式，防止滑动件212的液压锁定。 
滑动件212的受引导的表面216的总面积大于滑动件212的反向表面222的总面积。因此，当受引导的腔室220和反向腔室244中的压力相等时，最终未平衡的作用在滑动件212上的净力将促使滑动件212向左运动(如图2中所示)。 
在基于MEMS的滑阀200和滑动件212中所示的端口和开口的确切构造不是必须的。基于MEMS的滑阀200配置为接收相对较小的引导信号，如来自MEMS微阀100的引导信号，并输出较强的信号(或用于控制或用于进一步引导。当提及流体信号(如基于MEMS的滑阀200接收的引导信号)时，术语小通常是指相对较低流动的体积流。因此，基于MEMS的滑阀200将引导信号放大并允许引导信号控制或引导需要比仅通过引导信号提供的流动或压力更高的装置。 
现在参见图3A，图3B，图3C，并继续参见图1-2，显示了车辆300的部件，包括动力传动系，其可以并入一些本文所述的压力控制系统。图3A显示了具有发动机302的车辆300的动力系统的示意图，该发动机通过可旋 转构件306选择性地连接到变速器。变速器304将旋转力或扭矩传递到输出构件308，该输出构件最终经由一组道路车轮310推进车辆300。车辆300(包括变速器304)包括多个扭矩传递机构，所述机构包括多个离合器或离合器组件。 
离合器或离合器组件中的一个或多个可配置为湿式离合器，如图3B所示的湿式离合器311，且例如可以用在车辆300中的自动变速器、双离合器变速器(dual clutch transmission：DCT)、分动箱(transfer case)、或风扇驱动器中。离合器或离合器组件中的一个或多个可配置为干式离合器，如图3C所示的干式离合器312，其例如可用在车辆300中的干式DCT或自动化手动变速器(automated transmission)中。 
变速器304可包括润滑油调节阀(未示出)，其配置为控制用于对变速器304润滑的液压流体的流动。润滑油调节阀还可控制用于冷却变速器304的液压流体的流动。变速器304还可包括管线压力控制阀(未示出)，其配置为控制变速器304中液压流体的基础压力(base pressure)。管线压力控制阀提供从泵到变速器304的许多部件(如图3B和3C所示的离合器控制系统316)的一致加压的流体，其中一致加压的流体以管线压力通过供应管线312提供到离合器控制系统316。 
控制器314，如图3A所示，可控制动力传动系300的部件的促动，包括变速器304的离合器和齿轮的运行模式的选择。控制器可包括多个装置且可包括分布式控制器架构，如基于微处理器的电子控制单元(ECU)。控制器314可包括一个或多个部件，其具有存储介质和适当量的可编程存储器，它们能存储和执行一个或多个算法或方法，来影响车辆300的动力传动系的或其部件的控制。进而，控制器314可配置为提供电流，该电流选择性地且可变地促动图1所示的MEMS微阀100。 
图3B显示了湿式离合器311的剖切示意侧视图，其被离合器控制系统316选择性地接合，该控制系统还被称为压力控制系统316。图3C显示了干式离合器312的剖切示意侧视图，其选择性地被离合器控制系统316接合，该控制系统还被称为压力控制系统316。因而，每个湿式离合器311和干式离合器312配置为是车辆300的变速器304的受液压促动的部件。变速器304的不同运行状态或模式可以通过一个或多个离合器组件(如离合器组件311、312)的选择性且可变(或滑动的)促动来选择。控制器314可选择每个离合器311、312的运行模式和命令接合。 
用于压力控制系统316的方案如图4-8所示。一个或多个额外的压力控制系统316可并入到车辆300的动力传动系的变速器304、湿式离合器311、干式离合器312、或其他部件或系统中。 
图3显示了湿式离合器组件311的部分剖开示意图，其在非限制例子中配置为包括离合器鼓(clutch drum)317，活塞315，压力或驱动板327，背衬板(backing plate)329。多个反作用板(reaction plate)321和多个摩擦板325在压力板327和背衬板329之间插置。背衬板329操作性地接合到离合器鼓317，且离合器鼓317操作性地接合用于与旋转输入构件(未示出)一起旋转。多个反作用板321操作性地连接用于与离合器鼓317一起旋转，且多个摩擦板325操作性地连接用于与离合器输出构件(未示出)一起旋转。应理解，离合器组件311可进一步包括多个弹簧(未示出)，其例如可包括接合和缓冲弹簧。图3B所示的湿式离合器311配置为是压力接合的且是弹簧脱开的。应理解，湿式离合器及其部件的其他构造(例如包括弹簧接合且压力脱开的离合器)也是可行的且可以用本文所述的压力控制系统控制。 
用于对反作用板321和摩擦板325进行冷却和润滑的油从液槽(未示出)经由供油管(未示出)供应到离合器311。变速器304可包括润滑油调节阀(未示出)，以控制用于冷却变速器304的液压流体的流动(包括到离合器组件311的液压流体的流动)，以润滑和/或冷却反作用板321和摩擦板325。因而，润滑油调节阀是变速器304的液压部件，且基于液压信号而受到控制。变速器304还可包括管线压力控制阀(未示出)，该控制阀配置为控制变速器304中液压流体的基础压力。管线压力控制阀提供从泵到变速器304的许多部件的一致加压的流体。 
湿式离合器311的接合和脱开或释放通过液压流体促动，所述液压流体通过施加管线(apply line)342从离合器控制系统316供应到液压活塞315。液压流体通过供应管线320供应到离合器控制系统316。离合器控制系统316和/或施加管线342可以与排放端口344流体连通，以在活塞315不需要被加压时释放压力。基于来自施加管线342的控制信号液压活塞315接合或脱开湿式离合器311。控制信号从压力控制系统316通讯(用于该系统的方案在本文中更详细地描述)。取决于湿式离合器311和离合器控制系统316的构造，控制信号可以是开/关信号(其不具有接合和脱开之间的中间状态)或可以是经调解的信号(其允许湿式离合器311在完全接合和完全脱开状态之间滑动接合)。 
通过对离合器控制系统316进行促动以将来自施加管线的加压液压流体342施加到活塞315从而接合离合器311，从而活塞315将压力板327向右方驱动(如在图3B的页面中观察的)，以挤压多个反作用板321和摩擦板325使其成彼此接触并抵靠背衬板329，由此将来自输入构件(可操作地连接到离合器鼓317)的扭矩传递到操作地与摩擦板325接合的输出构件。 
通过对离合器控制系统316进行促动以减小或释放作用在活塞315上的液压压力从而使得离合器311脱开，从而响应于减小压力和脱开通过作用在反作用板321和摩擦板325上的弹簧(未示出)施加的弹簧力，活塞315和压力板327向左运动(如图3B的页面中所示)。反作用板321和摩擦板325彼此脱开，从而扭矩不再从摩擦板325传递到反作用板321，由此操作地从输入构件将输出构件脱开。 
图3C显示了干式离合器组件312的部分剖开示意图，其在非限制性例子中配置为包括覆盖件338，该覆盖件操作地在一端附接到第二施加板334，并在另一端与释放弹簧或杆322操作性地接触。释放杆322与止推轴承(thrust bearing)350操作性地接触，该轴承配置为通过第一液压活塞318运动。第一活塞318受到来自管线348的加压液压流体的控制，从而第一活塞318在止推轴承350上施加恒定的压力并抵靠释放杆322。管线348中的压力例如可以从变速器泵供应并受到压力控制阀的控制，如前针对图3B所述，或可以受到压力控制系统的控制(如压力控制系统316)。离合器组件312还包括第一施加板324和中间或中心板340，该中心板包括轴承或轴承面354。斜面板或压力板330与膜片弹簧332操作性地接触。膜片弹簧332与第二止推轴承360操作性地接触，该第二止推轴承配置为通过第二液压活塞328运动。第二活塞328受到通过施加管线342供应的加压流体的控制和受到离合器控制系统316的控制。 
第一摩擦板326插置在第一施加板324和中心板340且包括第一毂352。第二摩擦板336插置在第二施加板334和中心板340之间并包括第二毂356。第一施加板324，中心板340，第二施加板334，第一摩擦板326和第二摩擦板336每一个配置为绕轴线358旋转。应理解，离合器组件312还可包括多个弹簧或杆(未示出)，其配置为用于离合器312的缓冲和/或脱开。 
干式离合器组件312的许多构造都是可行的。例如，第一毂352操作性地接合，用于与具有轴线358的第一旋转构件(未示出)一起旋转。第二毂356操作性地接合，用于与具有轴线358的第二旋转构件(未示出)一起旋转。第 二施加板334操作地与输入或驱动构件接触，所述构件例如是发动机的飞轮，且第一和第二毂352和356每一个可分别且操作性地接合每一个都是输出或从动构件的第一和第二旋转构件。在这种情况下，当离合器312接合时，第二施加板334是驱动构件且第一和第二旋转构件每一个通过它们分别通过摩擦板326、336接合第一和第二毂352、356而成为从动构件。在另外的构造中，各个第一和第二摩擦板326、336的毂352，356二者都操作性地接合到单个旋转构件，该旋转构件是从动构件。 
应理解，干式离合器及其部件的其他构造也是可行的，且可以用本文所述的压力控制系统控制。变速器304还可包括管线压力控制阀(未示出)，该阀配置为控制变速器304中的液压流体的压力。管线压力控制阀提供从泵到变速器304的许多部件的一致加压的流体。 
干式离合器312的接合和脱开或释放通过液压流体促动，该液压流体通过施加管线342从离合器控制系统316供应到第二液压活塞328。液压流体通过供应管线320供应到离合器控制系统316。离合器控制系统316和/或施加管线342可以与排出口344流体连通，以在活塞328不需要加压时释放压力。基于来自施加管线342的控制信号，第二活塞328接合或脱开干式离合器312。控制信号从压力控制系统316通讯而来(用于其的方案详细描述在本文中)。取决于干式离合器312和离合器控制系统316的配置，控制信号可以是开/关信号，其具有在接合和脱开状态之间的中间状态，或控制信号可以是经调节的信号，其允许干式离合器312在完全接合和完全脱开状态之间滑动接合。 
离合器312通过促动离合器控制系统316以将加压液压流体从施加管线342施加到活塞328而被接合，从而活塞328使得止推轴承360向右方运动(如图3C的页面所观察的)，以挤压膜片弹簧332的中心，使得膜片弹簧弯曲并抵靠压力板330施加压力，从而第一施加板324，中心板340和摩擦板326、336彼此接触并抵靠第二施加板334，由此将扭矩从驱动构件(例如发动机飞轮，其操作地连接到第二施加板334)传递到可旋转输出构件(一个或多个)，所述输出构件操作性地接合摩擦板毂352和356。 
离合器312通过促动离合器控制系统316以减小或释放液压压力促动活塞328而被脱开，从而响应于压力的减小和由第一活塞318加压的弹簧(未示出)和释放杆322所施加的弹簧力的脱开，活塞328和止推轴承360向左运动(如在图3C中观察的)。施加板324、334，中心板340和摩擦板326、 336彼此脱开，从而扭矩不再从施加板334传递到摩擦板326、336，由此操作性地从输出或从动构件脱开输入或驱动构件。 
现在参见图4-7，并继续参考图1-3C，显示了用于如图3B所示的湿式离合器311和图3C所示的干式离合器312的压力控制系统方案的示意性方框图。所示和所述的压力控制系统的多个方案的每一个可用于通过离合器控制系统316进行的对离合器311、312每一个的操作和控制。每个方案可替换到图3B和3C所示的压力控制系统316中。 
图4显示了用于动力传动系300中受液压促动的部件410的压力控制系统的第一方案400。受液压促动的部件410例如包括但不限于图3所示和所述的变速器304的任何部件，包括以下的一个或多个：如图3B所示和所述的湿式离合器311，和图3C所示和所述的干式离合器312，不同构造的湿式或干式离合器，润滑油调节阀(未示出)，管线压力控制阀(未示出)，离合器控制系统316，和液压活塞316、318、328。第一方案400包括导阀412，其控制调节调节阀414。调节调节阀414与导阀412流体连通。导阀412包括第一阀416，该第一阀产生引导信号。调节阀414配置为接收引导信号，且调节阀414配置为输出控制信号，该控制信号控制受液压促动的部件410。 
在图4所示的第一方案400中，第一阀416可包括如图1所示的MEMS微阀100，且调节阀414可包括基于MEMS的滑阀200。所示的MEMS微阀100默认处于打开位置，其可被称为“常高”阀。替换地，MEMS微阀100可配置为通过减少供应到促动器114的电流而关闭，从而MEMS微阀100将默认处于关闭位置，其称为“常低”阀。由此，如本文所述，MEMS微阀100产生引导信号并通过引导端口120通讯至基于MEMS的滑阀200的受受引导的腔室220。 
图1和2中所示，当图1所示的MEMS微阀100与基于MEMS的滑阀200组合时，通过直接将二者附接在一起或通过流体地连接引导端口120和受受引导的腔室220，MEMS微阀100作用在基于MEMS的滑阀200上，以改变到第一载荷端口228和第二载荷端口230的流体流动和压力。 
MEMS微阀100中的进入口116与基于MEMS的滑阀200的供应口224和第一载荷端口228相比较小。在组合的操作中，MEMS微阀100的梁112打开进入口116，且流体流过进入口116、第一腔室122、和排出孔口124，流到排出口118。进入口116可在该流动路径中用作额外的孔口。 
由于通过进入口116的可能的压力降，可能不能使得基于MEMS的滑 阀200的受受引导的腔室220的压力达到由高压流体源提供的压力。当流体流过这些端口时，由于基于MEMS的滑阀200的供应口224和第一载荷端口228的较大开口以及最终的低压力降，与可在受受引导的腔室220中获得的相比，反向腔室244中的压力可获得更高的压力(在泵出口压力下或附近)。但是，因为受引导的表面216的表面积大于反向表面222的表面积，所以滑动件212仍可向左运动(如图2中所示)，即使在受受引导的腔室220中作用在受引导的表面216上的压力小于反向腔室244中的压力时也是如此。 
基于MEMS的滑阀200具有三个主要操作区域或位置：压力增加位置，压力保持位置，和压力下降位置。基于MEMS的滑阀200显示在图2中处于压力保持位置，从而基于MEMS的滑阀200在受液压促动的部件410上保持加压流体(载荷)。 
如果滑动件212向右运动(如在图2中观察)，则基于MEMS的滑阀200处于压力下降位置。这可以在控制器314通过增加供应到促动器114的电路而对MEMS微阀100发出命令以关闭时实现。促动器114的第一和第二肋132和134膨胀，使得梁112逆时针枢转(使得挠性枢轴126弯曲)并覆盖更多的进入口116。通过第一腔室122从进入口116到排出口118的流动减少。排出孔口124的压力减小。 
第一腔室122和引导端口120中压力也减小。因为引导端口120与受引导的腔室220直接流体连通，所以这使得作用在滑动件212上的力不平衡。减少作用在受引导的表面216上的力(由于受引导的腔室220中下降的压力)小于由于反向腔室244中的压力(连接到载荷)而作用在反向表面222上的未改变力。 
力的不平衡性促使基于MEMS的滑阀200的滑动件212向右运动(如在图2中观察)。腹板236由此向右运动，允许来自受液压促动的部件410的加压流体的流动，流过滑动件212中的第二载荷端口230并流过滑动件212中的第二开口234。由此，一些流动直接流出箱端口226，而一些流动向上流入箱端口226上方的槽道，在腹板236的顶部上方，向下通过第一开口232并流出箱端口226。以此方式，压力从受液压促动的部件410释放并通向连接到箱端口226的低压力贮存器。 
当反向腔室244中的压力(通过第一载荷端口228作用)充分下降使得作用在滑动件212上的力促使滑动件212向左运动(如在图2中观察)时，基于MEMS的滑阀200的滑动件212将向回运动到压力保持位置。通过力的均衡， 基于MEMS的滑阀200的滑动件212将停止在压力保持位置。由此，载荷下的(通过第一载荷端口228和第二载荷端口230感测)将与提供到促动器114的电信号(电流)成比例。 
为了将基于MEMS的滑阀200运动到压力增加位置，控制器314降低流过促动器114的肋的电流，且MEMS微阀100的梁112顺时针枢转，以更多地打开进入口116。这造成受引导的腔室220中压力的增加，尽管反向腔室244中的压力保持恒定。由于作用在滑动件212上的力的不平衡性滑动件212向左运动(如在图2中观察)。如果基于MEMS的滑阀200在压力降低位置，则向左运动会使得滑动阀运动回到压力保持位置，如图2所示。 
如果控制器314进一步降低电流且使得MEMS微阀100进一步打开，则受受引导的腔室220中的压力进一步增加，促使基于MEMS的滑阀200的滑动件212进一步向左运动(如在图2中观察)到压力增加位置。腹板242向左运动，允许加压流体流从供应口224流过滑动件212中的第三开口238。从该第三开口238，一些流动直接流出第一载荷端口228，同时一些流动可流到腹板242顶部上方的槽道中，流过第二反向腔室244并流出第一载荷端口228。以此方式，压力从连接到供应口224的高压流体源引出并施加到连接于第一载荷端口228的载荷(例如受液压促动的部件410)。 
基于MEMS滑阀200的产生的控制信号可具有足够的压力和流动特性，从而以相对较短的响应时间控制液压促动件410。通过MEMS微阀100产生的引导信号可直接控制受液压促动的部件410。但是，用MEMS微阀100直接控制受液压促动的部件410的响应时间可比与基于MEMS的滑阀200或其他放大阀相结合时相比较慢(通过增加流动)。 
还如图4所示，第一方案400还包括MEMS压力换能器420。MEMS压力换能器420是可选的。但是，当使用时，MEMS压力换能器420配置为感测来自调节阀414的控制信号的压力概况。控制器314，或其他控制装置，可配置为接收来自MEMS压力换能器420的输入并将输出提供到导阀412中的MEMS微阀100，以响应于来自MEMS压力换能器420的输入而调节系统压力。因此，通过MEMS压力换能器420和控制器314，第一方案400可配置为用于对发送到受液压促动的部件410的控制信号进行闭环反馈和调节。 
受液压促动的部件410可以是包括如图3B和3C所示的湿式离合器311和干式离合器312构造中的任一个，或可以是不同配置的干式离合器或湿式 离合器。例如，但非限制性地，来自调节阀414的控制信号可直接发送到施加管线314，以直接调节离合器(如图3B和3C所示，分别针对离合器311和312)。在所示构造中，各个离合器311、312的接合和脱开受到通过来自调节阀414的施加管线342提供的控制信号控制，该信号是响应于来自导阀412的引导信号而产生的。 
图5显示了动力传动系300中的受液压促动的部件510的压力控制系统的第二方案500。受液压促动的部件510例如包括但不限于图3所示和所述的变速器304的任何部件，包括以下的一个或多个：如图3B所示和所述的湿式离合器311，和图3C所示和所述的干式离合器312，不同构造的湿式或干式离合器，润滑油调节阀(未示出)，管线压力控制阀(未示出)，离合器控制系统316，和液压活塞316、318、328。第二方案500包括控制调节阀514的导阀512。调节阀514与导阀512流体连通。 
导阀512包括产生引导信号的第一阀516。但是，与图4所示的第一方案400不同，在第二方案500中，导阀512还包括第二阀518，其将引导信号增加或放大成经放大的引导信号。调节阀514配置为接收该经放大的引导信号且调节阀514配置为输出控制信号，其控制受液压促动的部件510。 
在图5所示的第二方案50，第一阀516可包括如图1所示的MEMS微阀100且第二阀518可包括基于MEMS的滑阀200。因此，如已经在本文所述的，MEMS微阀100选择性地产生引导信号并通过引导端口120通讯到基于MEMS的滑阀200的受受引导的腔室220。但是通过第二方案500，基于MEMS的滑阀200的输出是经放大的引导信号，其随后可被调节阀514使用。 
图5所示的第二方案500中，调节阀514是常规机械调节阀。通常，常规机械调节阀是通过机械加工工艺制造的调节阀，与用于制造基于MEMS的装置的微加工工艺不同。基于通过导阀512提供的经放大引导信号，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。 
通过导阀512(包括第一阀516和第二阀518二者，以及基于MEMS的滑阀200)产生的经放大引导信号可具有足够的压力和流动特性，以控制常规机械调节阀，该常规机械调节阀随后控制受液压促动的部件510。但是，通过导阀512的第一阀516(MEMS微阀100)产生的引导信号可能不能直接引导常规机械调节阀而不延迟响应时间。进而，尽管MEMS微阀100能直接控制受液压促动的部件510，但是响应时间会由于经过MEMS微阀100的有限流动而受到限制。与图4所示的第一方案400相比，常规机械调节阀还增 加了用于控制受液压促动的部件510的压力和流动特性。 
类似于图4所示的第一方案，第二方案500还包括一个或多个可选的MEMS压力换能器520。当使用时，MEMS压力换能器520配置为感测来自导阀512的经放大引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。在大多数构造中，将仅使用一个MEMS压力换能器520。如果用于感测引导信号的压力情况，则MEMS压力换能器520可与MEMS微阀100和用于导阀512的基于MEMS的滑阀200一起封装在一个封装结构中。 
控制器314，或其他控制装置，配置为接收来自一个MEMS压力换能器520的输入并将输出提供到导阀512中的MEMS微阀100，以响应于来自MEMS压力换能器520中的一个的输入而调节系统压力。因此，MEMS压力换能器520对发送到受液压促动的部件510的控制信号提供闭环反馈和调节。 
受液压促动的部件510可以包括如图3B和3C所示的湿式离合器311和干式离合器312构造中的任一个，或可以是不同配置的干式离合器或湿式离合器。例如，但非限制性地，来自调节阀514的控制信号可直接发送到控制管线342(如图3B和3C所示，分别针对离合器311和312)。在所示构造中，各个离合器311、312的接合和脱开受到通过来自调节阀514的施加管线342提供的控制信号控制，该信号是响应于来自导阀512的引导信号而产生的。 
图6显示了动力传动系300中受液压促动的部件610的压力控制系统的第三方案600。受液压控制的部件610例如包括但不限于图3所示和所述的变速器304的任何部件，包括以下的一个或多个：如图3B所示和所述的湿式离合器311，和图3C所示和所述的干式离合器312，不同构造的湿式或干式离合器，润滑油调节阀(未示出)，管线压力控制阀(未示出)，离合器控制系统316，和液压活塞316、318、328。第三方案600包括导阀612，其控制调节阀614。调节阀614与导阀612流体连通。 
导阀612包括产生引导信号的第一阀616。调节阀614配置为接收引导信号，且调节阀614配置为输出控制信号，该控制信号受液压促动的部件610。 
在图6所示的第三方案600中，第一阀616可包括MEMS微阀100，如图1所示，但没有形成导阀612的第二阀。因此，与图4所示的第一方案400和图5所示的第五方案500不同，MEMS微阀100将引导信号直接通讯到调 节阀614，该阀是小机械滑阀(a small mechanical spool valve)。 
通常，小机械滑阀是通过机械加工工艺制造的调节阀，但是尺寸比常规机械调节阀更小。基于通过导阀612提供的(未放大的)引导信号，小机械滑阀提供用于受液压促动的部件610的控制信号。与将用于图5所示的第二方案500的常规机械调节阀相比，小机械滑阀例如是常规机械调节阀的尺寸的一半大小。 
通过导阀612(仅包括MEMS微阀100)产生的引导信号可提供足够的压力和流动特性，以以相对较快的响应时间来控制用于调节阀616的小机械滑阀。但是，尽管MEMS微阀100能直接控制用在第二方案500中的常规机械调节阀，但是用于促动的响应时间可被延迟。小机械滑阀可用于将来自MEMS微阀100的信号放大，且小机械滑阀可控制受液压促动的部件610。 
第三方案600还可包括一个或多个可选MEMS压力换能器620。当使用时，MEMS压力换能器620配置为感测来自导阀612的引导信号的压力概况或来自调节阀614的控制信号压力概况。在大多数构造中，将仅使用MEMS压力换能器620中的一个。如果用于感测引导信号的压力概况，则MEMS压力换能器620可与用于导阀612的MEMS微阀100一起封装在一个封装结构中。 
控制器314或其他的控制器配置为接收来自MEMS压力换能器620中的一个的输入并将输出提供到导阀612中的MEMS微阀100，以响应于来自MEMS压力换能器620中的一个的输入调节系统压力。因此，MEMS压力换能器620对发送到受液压促动的部件610控制信号提供闭环反馈和调节。 
受液压控制的部件610可以包括如图3B和3C所示的湿式离合器311和干式离合器312构造中的任一个，或可以是不同配置的干式离合器或湿式离合器。例如，但非限制性地，来自调节阀614的控制信号可直接发送到控制管线342(如图3B和3C所示，分别针对离合器311和312)。在所示构造中，各个离合器311、312的接合和脱开受到通过来自调节阀614的施加管线342提供的控制信号控制，该信号是响应于来自导阀612的引导信号而产生的。 
图7显示了用于动力传动系300中受液压促动的部件710的压力控制系统的第四方案700。受液压控制的部件710例如包括但不限于图3所示和所述的变速器304的任何部件，包括以下的一个或多个：如图3B所示和所述的湿式离合器311，和图3C所示和所述的干式离合器312，不同构造的湿式 或干式离合器，润滑油调节阀(未示出)，管线压力控制阀(未示出)，离合器控制系统316，和液压活塞316、318、328。第四方案700包括导阀712，其控制调节阀714。调节阀714与导阀712流体连通。 
导阀712包括第一阀716，该第一阀产生引导信号。类似于图5所示的第二方案500，导阀712还包括第二阀718，其将引导信号增加或放大成经放大的引导信号。调节阀714再次配置为接收该经放大的引导信号，且调节阀714配置为输出控制信号，该控制信号受液压促动的部件710。 
在图7所示的第四方案700中，第一阀716可包括MEMS微阀100，如图1所示。但是第二阀718是小机械滑阀。在图7所示的第四方案700中，调节阀714再一次是常规机械调节阀。基于导阀712提供的(经放大的)引导信号，常规机械调节阀提供控制信号，用于受液压促动的部件710。 
因此，如已经在本文所述的，MEMS微阀100选择性地产生引导信号并通过引导端口120通讯到基于MEMS的滑阀200的受受引导的腔室220。但是，通过第四方案700，小机械滑阀的输出是经放大的引导信号，其随后可被调节阀714使用。在第四方案700中，小机械滑阀功能类似于用作图5所示的第二方案500中的第二阀518的基于MEMS的滑阀200。但是，用作第四方案700的第二阀718的小机械滑阀可以是用于第二方案500中第二阀518的基于MEMS的滑阀200的至少100倍大。 
通过导阀712(包括第一阀716和第二阀718二者)产生的经放大引导信号具有足够的压力和流动特性，从而控制常规机械调节阀，该常规机械调节阀可随后控制受液压促动的部件710。但是，仅通过的第一阀716(MEMS微阀100)产生的引导信号可能不能直接引导常规机械调节阀或直接控制受液压促动的部件710而不带有由于来自MEMS微阀100的小量流动而造成的延迟响应。常规机械调节阀还增加了用于控制受液压促动的部件710的压力和流动特性。 
第四方案700还可包括一个或多个可选MEMS压力换能器720。当使用时，MEMS压力换能器720配置为感测来自导阀712的引导信号或来自调节阀714的控制信号的压力概况。在大多数配置中，将仅使用MEMS压力换能器720中的一个。 
控制器314或其他控制器配置为接收来自MEMS压力换能器720的输入并将输出提供到导阀712中的MEMS微阀100，以响应于来自MEMS压力换能器中的一个的输入而调节系统720压力。因此，MEMS压力换能器 720对发送到受液压促动的部件710的控制信号通过闭环反馈和调节 
受液压促动的部件710可以包括如图3B和3C所示的湿式离合器311和干式离合器312构造中的任一个，或可以是不同配置的干式离合器或湿式离合器。例如，但非限制性地，来自调节阀514的控制信号可直接发送到控制管线342(如图3B和3C所示，分别针对离合器311和312)。在所示构造中，各个离合器311、312的接合和脱开受到通过来自调节阀714的施加管线342提供的控制信号控制，该信号是响应于来自导阀712的引导信号而产生的。 
详细的描述和附图是对本发明描述的支持，而不是对仅有权利要求限定的发明的。尽管已经对执行本发明的较佳模式进行了详尽的描述，但是本领域技术人员可得知在所附的权利要求的范围内的用来实施本发明的许多替换设计和实施例。 
本发明要求于2010年10月15日递交的美国临时专利申请No.61/393,382和于2011年7月20日递交的美国专利申请No.13/186839的权益，所述申请通过引用全部合并于此。 

Claims (10)

1.一种用于离合器的压力控制系统，包括：
导阀，其包括第一阀，其中该导阀被配置为产生引导信号且该第一阀是MEMS微阀；
调节阀，其与所述导阀流体连通，其中该调节阀被配置为接收所述引导信号且被配置为输出控制信号；
离合器控制阀，配置为响应该控制信号而选择性地接合和断开离合器。
2.如权利要求1所述的压力控制系统，其中导阀还包括第二阀，且调节阀是常规机械调节阀。
3.如权利要求2所述的压力控制系统，其中第二阀是基于MEMS的滑阀。
4.如权利要求1所述的压力控制系统，其中该调节阀是基于MEMS的滑阀。
5.如权利要求1所述的压力控制系统，其中调节阀是小机械滑阀。
6.如权利要求3所述的压力控制系统，还包括MEMS压力换能器，其中，MEMS压力换能器被配置为感测引导信号和控制信号中的一个的压力情况。
7.如权利要求6所述的压力控制系统，还包括控制器；其中控制器配置为接收来自MEMS压力换能器的输入并将输出提供到导阀，以响应于从MEMS压力换能器接收的输入而调节系统压力。
8.如权利要求7所述的压力控制系统，还包括MEMS压力换能器，其中，MEMS压力换能器被配置为感测引导信号和控制信号中的一个的压力情况。
9.如权利要求8所述的压力控制系统，还包括控制器；其中控制器配置为接收来自MEMS压力换能器的输入并将输出提供到导阀，以响应于从MEMS压力换能器接收的输入而调节系统压力。
10.一种车辆中的动力传动系统，该动力传动系统包括：
变速器，其包括离合器；和
压力控制系统，其被配置为控制离合器，该压力控制系统包括：
导阀，其包括第一阀，其中该导阀被配置为产生引导信号且该第一阀是MEMS微阀；
调节阀，其与所述导阀流体连通，其中该调节阀被配置为接收所述引导信号且被配置为输出控制信号；
离合器控制阀，配置为响应该控制信号而选择性地接合和断开离合器。
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PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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