CN104105898A - 在引擎启-停操作期间自动变速器离合器充填的装置和方法 - Google Patents

在引擎启-停操作期间自动变速器离合器充填的装置和方法 Download PDF

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Abstract

一种用于接合自动变速器中的摩擦元件、例如离合器的装置和方法。所述装置包括容纳在外壳(210)内的活塞(224)，所述活塞(224)被用来向所述摩擦元件施加压力，从而操作所述摩擦元件。所述活塞(224)将所述外壳分成通过各种阀而被供给有流体的第一室(212)和第二室(214)。在所述室(212，214)中的流体的压力控制所述活塞(224)的位置。

Description

在引擎启-停操作期间自动变速器离合器充填的装置和方法
技术领域
本公开涉及一种用于在引擎启-停操作期间操作自动变速器的装置和方法，更具体地，涉及一种用于在引擎启-停操作期间自动变速器离合器充填的装置和方法。
背景技术
一些车辆配备有利用启-停操作以降低燃料消耗的引擎。当车辆停下来且变速器处于前进挡时，启-停操作使引擎自动关闭。例如，当车辆在红灯时临时停车时，利用启-停操作的车辆中的引擎被关闭。当红灯变绿时，一旦驾驶员踩压油门踏板开始行进，车辆再次启动引擎。通过当车辆停下来时关闭引擎，可降低燃料消耗。
然而，在变速器处于前进挡的情况下启动引擎产生了一些问题。在处于前进挡时，当引擎返回启动时，变速器必须在其元件中准备好充足的压力，以支撑引擎转矩。如果变速器未准备好，那么引擎不能够将转矩传递给变速器，于是在驾驶员踩压油门踏板后，车辆停滞不前。
这种停滞不前是自动变速器的设计的结果。自动变速器利用具有复位弹簧的液压驱动活塞来操作用来接合变速器的齿轮的离合器。当车辆的引擎关闭时，在变速器中的所有的液压丧失，活塞的复位弹簧冲击活塞远离离合器。结果是，在活塞可以向离合器施加压力使得变速器可以支撑引擎转矩之前，液压系统必须向活塞提供足够的压力，以克服复位弹簧的力，从而冲击活塞与离合器接触。
为了减少这种停滞不前，采用启-停操作的车辆利用电动泵来维持活塞中的一些液压。这使得变速器产生对于更快地接合与第一挡相关联的离合器所必需的压力，从而减少在启-停操作之后的车辆的停滞不前。然而，这些电动泵系统是昂贵的，且需要额外的逻辑电路、阀门和传感器来实现。所需要的是这样一种设计，该设计使变速器快速地产生对于在启-停操作期间接合与第一挡相关联的离合器所必需的压力，而在正常使用期间不改变变速器的操作，并且不需要当前所用的昂贵的逻辑电路、阀门和传感器。
发明内容
本公开提供一种用于接合车辆的自动变速器中的摩擦元件的装置。所述装置可以包括外壳和用于接合所述摩擦元件的活塞，所述活塞至少部分地容纳在所述外壳内。所述活塞可将所述外壳分成第一室和第二室。所述装置还可包括用于向所述第一室和所述第二室供给流体的流体供给装置，其中，所述活塞的位置可由在所述第一室中的流体的压力和在所述第二室中的流体的压力来确定。
所述流体供给装置还可包括向所述第一室提供流体的第一阀和向所述第二室提供流体的第二阀。所述第一阀可以为限制所述第一室中的流体的压力的限位阀。所述第一阀可将所述第一室中的流体压力限制在每平方英寸10磅至每平方英寸15磅之间。所述第二阀可以为所述自动变速器的阀体的一部分，所述第一阀可与所述阀体分离。所述第二阀可控制所述第二室中的流体压力。当所述第二室中的流体压力大于所述第一室中的流体压力时，所述活塞可接合所述摩擦元件。当关闭引擎时，所述第一室中的流体压力和所述第二室中的流体压力可大体上减少为零。此外，当关闭所述引擎时，所述活塞可维持其位置。
本公开还提供一种用于接合车辆的自动变速器中的摩擦元件的方法。所述方法可包括提供能够接合所述摩擦元件的活塞。所述活塞可至少部分地容纳在外壳内，且将所述外壳分成第一室和第二室。所述方法还可包括向所述第一室和所述第二室供给流体，其中，所述活塞的位置可由在所述第一室中的流体的压力和在所述第二室中的流体的压力来确定。
从在下文中所提供的详细描述、附图和权利要求书，本公开的适用性的其他领域将变得显而易见。应理解，包括所公开的实施方式和附图的详细描述实质上仅仅是示例性的出于说明的目的，而不用来限制本发明的范围、其应用或用途。因此，不脱离本发明的主旨的变型在本发明的范围内。
附图说明
图1示出具有自动变速器的车辆；
图2示出根据所公开的实施方式的摩擦元件接合系统；和
图3示出接合摩擦元件的摩擦元件接合系统。
具体实施方式
图1示出包括与自动变速器130联接的引擎120的车辆110。在车辆运行期间，引擎120与变速器130联接，以向变速器130提供转矩。变速器130利用摩擦元件(如，离合器)来接合齿轮，该齿轮将由引擎120产生的转矩传递给车辆110的车轮。变速器130包括使至少一个摩擦元件接合变速器130中的齿轮的摩擦元件接合系统134。
图2示出根据所公开的实施方式的摩擦元件接合系统134。摩擦元件接合系统134包括活塞外壳210、活塞220、阀体240、限位阀250和流体泵260。活塞外壳210容纳活塞220，且通过摩擦元件供给线路244与阀体240联接。活塞外壳210还通过限位阀供给线路252与限位阀250联接。限位阀250和阀体240通过阀体供给线路246与流体泵260联接。
活塞220包括联接在一起的活塞接合臂222和活塞控制臂224。活塞控制臂224位于在活塞外壳210的中空内部212内，且将中空内部212分成第一室214和第二室216。活塞控制臂224能够在中空内部212内横向地移动。活塞控制臂224还作为第一室214和第二室216之间的密封件，使得流体不会在第一室214和第二室216之间自由通过。然而，可以的是，在某些情况下，可以发生第一室214和第二室216之间的流体的某些排放。
活塞接合臂222的一端从活塞外壳210中延伸出，另一端与在活塞外壳210内的活塞控制臂224联接。活塞控制臂224在箭头218的方向上的横向移动使活塞接合臂222从活塞外壳210中延伸出。活塞控制臂224在箭头218的相反方向上的横向移动将活塞接合臂222拉入到活塞外壳210中。
第一室214与限位阀供给线路252流体连通。活塞控制臂224的横向移动不妨碍限位阀供给线路252和第一室214之间的流体连通。限位阀供给线路252向第一室214供给来自限位阀250的流体。
第二室216与摩擦元件供给线路244流体连通。活塞控制臂224的横向移动不妨碍摩擦元件供给线路244和第二室216之间的流体连通。摩擦元件供给线路244向第二室216供给来自阀体240的流体。特别地，摩擦元件供给线路244供给来自作为阀体240的一部分的摩擦元件阀242的流体。
流体泵260通过阀体供给线路246向限位阀250和阀体240供给流体。流体可以是基于石油的流体或可以起液压流体作用的其他类型的流体。流体泵260与引擎120机械地联接。结果是，当引擎120正在运转时，流体泵260向限位阀250和阀体240供给流体。然而，当引擎120停止时，流体泵260不供给任何流体。当流体泵260停止泵送时，由于使摩擦元件接合系统134敞开且使流体回流到容纳区域(未示出)中，故在活塞外壳210、阀体240、限位阀250和它们的连接供给线路中的任何流体压力消散。
限位阀250限制被供给到第一室214的流体的压力。在所示的实施方式中，限位阀250将第一室214中的流体压力限制在每平方英寸5磅至每平方英寸20磅之间。在一些实施方式中，限位阀250可以将第一室214中的流体压力限制在每平方英寸10磅至每平方英寸15磅之间。如上所述，当流体泵260正在运行时，限位阀250只维持第一室214中的流体压力。
阀体240包括协助控制自动变速器130的阀网络。应理解，其他的电系统或机械系统也可以协助控制自动变速器130。阀体240具有多个将流体送往活塞和其他装置以激活自动变速器130的各种功能(如，从一个挡位转换到另一个挡位)的阀。在阀体240内的摩擦元件阀242控制流体到第二室216的流动。如果摩擦元件阀242打开，且流体泵260正在运行，流体流入到第二室216中，直到第二室216具有在每平方英寸20磅的压力至每平方英寸120磅的压力之间的流体压力。如果摩擦元件阀242关闭，则在第二室216中几乎没有流体压力。如果流体泵260没有进行泵送，那么无论摩擦元件阀242的位置如何，在第二室216中都将几乎没有流体压力。
当通过摩擦元件接合系统134控制时，活塞220接合和脱离在自动变速器130内的摩擦元件270(如，离合器)。例如，在引擎120运转的情况下，流体泵260向摩擦元件接合系统134供给流体。结果是，在第一室214中形成流体压力，该流体压力向活塞控制臂224施加压力。如果摩擦元件阀242未打开，那么在第二室216中几乎没有流体压力。结果是，在第一室214中的流体压力在箭头218的相反方向上推动活塞控制臂224。活塞控制臂224的这种横向移动将活塞接合臂222拉入到活塞外壳210中，从而远离摩擦元件270。
当自动变速器130需要接合摩擦元件270时，其打开摩擦元件阀242。随着摩擦元件阀242的打开，在第二室216中形成流体压力，并且该流体压力向活塞控制臂224施加压力。一旦第二室216中的流体压力大于第一室214中的流体压力，则在第二室216中的流体压力在箭头218的方向上推动活塞控制臂224。如图3所示，活塞控制臂224的这种横向移动使活塞接合臂222从活塞外壳210中延伸出，从而使活塞220接合摩擦元件270，且向摩擦元件270施加压力。
当变速器130需要与摩擦元件270断开时，例如，当变速器130需要转换挡位时，变速器130关闭摩擦元件阀242。随着摩擦元件阀242的关闭，第二室216中的流体流出，以降低第二室216中的流体压力，直到第二室216中几乎没有压力。于是，第一室214中的流体压力足以在箭头218的相反方向上推动活塞控制臂224。活塞控制臂224的横向移动将活塞接合臂222拉入到活塞外壳210中，从而使活塞220与摩擦元件270断开。
当停止车辆110的引擎120时，正如先前所解释的，流体泵260停止泵送流体。结果是，由于活塞外壳210开放，故在第一室214和第二室216中的流体压力消散。在流体消散后，在第一室214和第二室216中的流体压力可基本上为零。随着在第一室214和第二室216中的流体压力的同时消散，活塞220维持当流体泵260停止泵送流体时其所具有的位置。
摩擦元件接合系统134可用在使用启-停操作的车辆中。启-停操作为：当车辆在正常驱动条件下临时停车时(如，当车辆在交通信号灯处停止时)，当车辆关闭其引擎时变速器仍处于前进挡。
例如，如果车辆110利用启-停操作，则摩擦元件接合系统134可接合通过变速器130所利用的摩擦元件270，以实现第一挡。在正常驱动条件下，当变速器130处于前进挡，且引擎120正在运转时，流体泵260向限位阀250和阀体240供给流体，使变速器130接合其摩擦元件，且适当地将引擎120的转矩传递给车辆110的车轮。当车辆110停下来时，变速器130处于第一挡。如图3所示，在变速器处于第一挡时，摩擦元件阀242打开，向第二室216供给流体，使活塞220接合摩擦元件270且向摩擦元件270施加压力。一旦车辆110停下来，引擎120就被关闭。结果是，流体泵260停止泵送，在第一室214和第二室216中的流体压力消散。由于在第一室214和第二室216中的流体压力同时消散，故活塞220不会与摩擦元件270断开。
当引擎120再次启动时，流体泵260开始通过打开的摩擦元件阀242向第二室216泵送流体。在第二室216中的任意流体压力向活塞220施加压力，然后该压力被传递至摩擦元件270，从而使变速器130支撑来自引擎120的转矩。因此，车辆110不需要等待压力来形成冲击活塞220和等待活塞220接触摩擦元件270，使得变速器130可以支撑引擎120的转矩。另外，没有额外的电动泵、线路、逻辑传感器或其他部件被用来消除对于形成冲击活塞220的压力和对于活塞220接触摩擦元件270所需要的时间。
虽然摩擦元件接合系统134已被描述为接合用来实现第一挡的摩擦元件，但摩擦元件接合系统134可被用来接合变速器中的所有摩擦元件、仅摩擦元件中的一些摩擦元件、或仅不被用于第一挡的摩擦元件。

Claims (20)

1.一种用于接合车辆的变速器中的摩擦元件的装置，所述装置包括：
外壳；
活塞，所述活塞至少部分地容纳在所述外壳内且将所述外壳分成第一室和第二室，所述活塞用于接合所述摩擦元件；和
流体供给装置，所述流体供给装置用于向所述第一室和所述第二室供给流体，其中，所述活塞的位置由在所述第一室中的流体的压力和在所述第二室中的流体的压力来确定。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述流体供给装置包括向所述第一室供给流体的第一阀和向所述第二室供给流体的第二阀。
3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述第一阀为限制所述第一室中的流体的压力的限位阀。
4.根据权利要求2所述的装置，其中，所述第一阀将所述第一室中的流体压力限制在每平方英寸10磅至每平方英寸15磅之间。
5.根据权利要求2所述的装置，其中，所述第二阀为所述自动变速器的阀体的一部分。
6.根据权利要求5所述的装置，其中，所述第二阀控制所述第二室中的流体压力。
7.根据权利要求5所述的装置，其中，所述第一阀与所述阀体分离。
8.根据权利要求1所述的装置，其中，当所述第二室中的流体压力大于所述第一室中的流体压力时，所述活塞接合所述摩擦元件。
9.根据权利要求1所述的装置，其中，当关闭与自动变速器连接的引擎时，所述第一室中的流体压力和所述第二室中的流体压力基本上减小为零。
10.根据权利要求9所述的装置，其中，当关闭所述引擎时，所述活塞维持其位置。
11.一种接合车辆的自动变速器中的摩擦元件的方法，所述方法包括：
提供用于接合所述摩擦元件的活塞，所述活塞至少部分地容纳在外壳内，且将所述外壳分成第一室和第二室；
向所述第一室供给流体；和
向所述第二室供给流体，其中，所述活塞的位置由在所述第一室中的流体的压力和在所述第二室中的流体的压力来确定。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，第一阀向所述第一室供给流体，第二阀向所述第二室供给流体。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述第一阀为限制所述第一室中的流体的压力的限位阀。
14.根据权利要求12所述的方法，其中，所述第一阀将所述第一室中的流体压力限制在每平方英寸10磅至每平方英寸15磅之间。
15.根据权利要求12所述的方法，其中，所述第二阀为所述自动变速器的阀体的一部分。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述第二阀控制所述第二室中的流体压力。
17.根据权利要求15所述的方法，其中，所述第一阀与所述阀体分离。
18.根据权利要求11所述的方法，其中，当所述第二室中的流体压力大于所述第一室中的流体压力时，所述活塞接合所述摩擦元件。
19.根据权利要求11所述的方法，其中，当关闭与所述自动变速器连接的引擎时，所述第一室中的流体压力和所述第二室中的流体压力基本上减小为零。
20.根据权利要求19所述的方法，其中，当关闭所述引擎时，所述活塞维持其位置。
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