CN105736692A - 最小管线压力扰动泵切换阀 - Google Patents

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Abstract

公开了最小管线压力扰动泵切换阀。当在自动变速器中在全流量和半流量之间切换时，变力电磁阀和切换阀在发动机驱动的平衡液压泵的输出中提供最小的管线压力扰动。变力电磁阀接收来自变速器控制模块(TCM)或其它电子控制器的信号，并且提供受控的加压液压流体(变速器油)到调节二元切换阀或控制阀，所述阀在第一位置提供从液压泵的两个出口端口到管线压力调节器的流体流，并通过从一个出口端口向入口端口返回所述流的一部分以匹配第一位置和第二位置之间的变速器需要来调节以减小压力和流量，并且在第二位置，将所有流从泵出口端口的一个返回到泵的吸入或入口端口。

Description

最小管线压力扰动泵切换阀
技术领域
本公开涉及用于无级变速器的液压泵控制，并且更具体地涉及调节控制阀和相关的用于当在机动车变速器例如行星齿轮或无级变速器中从全泵流量模式切换到半泵流量模式时最小化管线压力扰动的控制程序。
背景技术
此部分的内容仅提供与本公开有关的背景信息，且可能会或可能不会构成现有技术。
机动车变速器的液压泵的二元或双模式操作是改进优于具有单模式泵的变速器的燃油经济性的手段。遗憾的是，从高泵流量操作到低泵流量操作的转换，或者相反的转换，通常伴随着瞬时压力扰动，瞬时压力扰动影响液压系统，并且在某些情况下可能与变速器控制的操作干扰。
这种流量转换压力扰动和可能的控制干扰的后果是控制方案被修改以补偿管线压力的任何下降。为了确保变速器硬件的正确操作，在流量转换过程中管线压力必须被命令至较高水平。增加的管线压力对于燃油经济性具有负面效应。压力扰动的幅度越大，必须增加用于补偿的管线压力也越大，燃油经济损失也越大。
因此，如果伴随从变速器泵的二元模式的一种操作模式到另一种的转换的瞬时现象可以最小化，则这将是合乎需要的，不仅因为变速器的整体操作可以得到改善，还因为用于燃油经济性的管线压力命令可以被优化。本发明是这样指向的。
发明内容
本发明提供了在机动车自动变速器中的二元模式泵的模式之间切换时改进的变速器性能。本发明将变力电磁阀(VFS)和二元切换阀与发动机驱动的平衡液压叶片泵和管线压力调节器一起使用。变力电磁线圈接收来自变速器控制模块(TCM)或诸如发动机控制模块(ECM)的其它电子控制器的信号，并提供受控的加压液压流体(变速器油)到调节二元切换阀或控制阀，所述阀在第一位置将流体流从液压泵的两个出口端口提供到管线压力调节器，通过将所述流的一部分从一个出口端口回流到入口端口以匹配第一位置和第二位置之间的变速器需要来调节以减小压力和流量，并且在第二位置，将所有流从一个泵出口端口回流到泵的吸入端口或入口端口，由此减小泵的能量消耗，并且使得泵的压力和流量输出与变速器的当前需要更加接近地匹配。
因此本发明的一个方面提供用于机动车自动变速器的发动机驱动的平衡液压泵和调节二元控制阀。
本发明另一个方面提供用于机动车自动变速器的发动机驱动的平衡液压泵、变力电磁线圈和调节二元控制阀。
本发明又一个方面提供用于机动车自动变速器的发动机驱动的平衡液压泵、变力电磁线圈和调节二元控制阀，其提供在全泵流量和压力与半泵流量和压力之间的受控转换。
本发明又一个方面提供用于机动车自动变速器的发动机驱动的平衡液压泵、变力电磁线圈和调节二元控制阀，其通过调节从一个出口端口到入口端口回流的流体体积来提供在全泵流量和压力与半泵流量和压力之间的受控转换。
本发明另一个方面提供用于机动车自动变速器的发动机驱动的平衡液压泵、变力电磁线圈和调节二元控制阀，其当在全泵流量和半泵流量之间切换时提供最小管线压力扰动。
本发明包括如下解决方案：
1.用于二元泵控制阀的控制系统，组合地包括：
变力电磁阀，具有电输入、流体入口和流体出口；
平衡液压泵，具有与相应的第一出口和第二出口相关的第一入口和第二入口；
二元泵控制阀，具有阀芯、与所述变力电磁阀的所述流体出口连通的控制端口、与所述液压泵的所述第一出口连通的入口端口、与所述泵的所述第一A口连通的第一出口端口以及与所述泵的所述第二出口连通的第二出口端口；
其中所述阀芯相对所述控制阀的所述端口的位置由变力电磁线圈控制，并且所述位置控制所述液压泵的引导和返回流。
2.如方案1所述的控制系统，进一步包括致动器馈给压力调节器，所述致动器馈给压力调节器具有与所述变力电磁阀的所述流体入口连通的出口。
3.如方案1所述的控制系统，其中所述液压泵由发动机驱动。
4.如方案1所述的控制系统，进一步包括变速器控制模块，所述变速器控制模块具有至少一个出口，所述出口连接到所述变力电磁阀的所述电输入。
5.如方案1所述的控制系统，进一步包括过滤器，所述过滤器设置在油箱中并与所述液压泵的所述第一入口和第二入口连通。
6.如方案1所述的控制系统，其中所述平衡液压泵包括设置在椭圆形泵送腔中的转子，所述转子支撑多个径向滑动的叶片。
7.如方案1所述的控制系统，进一步包括管线压力调节器，所述管线压力调节器具有与所述泵控制阀的所述第二出口端口和所述泵的所述第二出口连通的入口端口。
8.用于自动变速器的二元泵控制阀的控制系统，组合地包括：
具有电输出的变速器控制模块；
由所述电输出控制并且具有流体入口和流体出口的变力电磁阀；
具有与相应的第一出口和第二出口相关的第一入口和第二入口的平衡液压泵；
二元泵控制阀，具有阀芯、成对的台肩、与所述变力电磁阀的所述流体出口连通的控制端口、与所述液压泵的所述第一出口连通的入口端口、与所述泵的所述第一入口连通的第一出口端口和与所述泵的所述第二出口连通的第二出口端口；
其中所述控制阀的所述阀芯的位置由所述变力电磁线圈控制。
9.如方案8所述的控制系统，其中所述泵控制阀的所述第一出口端口还与所述液压泵的所述第二入口连通。
10.如方案8所述的控制系统，进一步包括致动器馈给压力调节器，所述致动器馈给压力调节器具有与所述变力电磁阀的所述流体入口连通的出口。
11.如方案8所述的控制系统，进一步包括过滤器，所述过滤器设置在油箱中并与所述液压泵的所述第一入口和第二入口连通。
12.如方案8所述的控制系统，其中所述平衡液压泵包括设置在椭圆形泵送腔中的转子，所述转子支撑多个径向滑动的叶片。
13.如方案8所述的控制系统，进一步包括管线压力调节器，所述管线压力调节器具有与所述泵控制阀的所述第二出口端口和所述泵的所述第二出口连通的入口端口。
14.如方案8所述的控制系统，其中所述阀芯的所述成对的台肩的所述相对面包括倒角。
15.用于自动变速器的二元泵控制阀的控制系统，组合地包括：
具有电输出的变速器控制模块；
由所述电输出控制并且具有流体入口和流体出口的变力电磁阀；
发动机驱动的平衡液压泵，具有与第一出口相关的第一入口以及与第二出口相关的第二入口；
二元泵控制阀，具有阀芯和成对的隔开的台肩、与所述变力电磁阀的所述流体出口连通的控制端口、与所述液压泵的所述第一出口连通的入口端口、与所述泵的所述第一入口连通的第一出口端口和与所述泵的所述第二出口连通的第二出口端口；
其中所述阀芯的位置控制所述泵的引导和返回流。
16.如方案15所述的控制系统，其中所述阀芯的所述成对的隔开的台肩的所述相对面包括倒角。
17.如方案15所述的控制系统，其中所述泵控制阀的所述第一出口端口还与所述液压泵的所述第二入口连通。
18.如方案15所述的控制系统，进一步包括致动器馈给压力调节器，所述致动器馈给压力调节器具有与所述变力电磁阀的所述流体入口连通的出口。
19.如方案15所述的控制系统，进一步包括管线压力调节器，所述管线压力调节器具有与所述泵控制阀的所述第二出口端口和所述泵的的所述第二出口连通的入口端口。
进一步的方面、优点和应用区域将从本文提供的描述变得明显。应当理解，描述和具体实例只意图用于说明的目的，而不意图用于限制本公开的范围。
附图说明
本文描述的附图只用于说明的目的，而不意图以任何方式限制本公开的范围。
图1是根据本发明的用于机动车自动变速器的平衡二元泵控制阀的相关组件和流体流动路径的示意图。
图2是示出二元泵控制阀的阀芯的台肩上的倒角的放大局部视图。
图3A、3B和3C是二元泵控制阀的顺序视图，分别示出全流量(两个出口都激活)的第一位置，二元阀在第一位置和第二位置之间移动的中间调节位置，以及一个出口的流被返回入口的半流量(一个出口激活)的第二位置。
具体实施方式
以下描述在本质上只是示例性的，而不意图限制本公开、应用或使用。
参考图1，示出了用于实现对于无级变速器的液压供应线中最小管线压力扰动的系统的平衡泵、调节二元泵控制阀和相关组件并且通常被参考数字100指示。系统100包括平衡液压流体(变速器油)泵110，泵110由诸如内燃机(未显示)的原动机驱动。平衡液压流体泵110包括圆形转子112，圆形转子112具有多个自由径向可滑动叶片114，转子和叶片都设置在椭圆形泵送腔116中，泵送腔116限定两个直径相对的入口或吸入端口122A和122B，以及与其各自相关的两个直径相对的出口或供应端口124A和124B。入口或吸入端口122A和122B通过流体吸入管线126连接到设置在变速器的油箱S中并且从其抽取液压流体(变速器油)的过滤器128。流体管线126还与二元泵控制阀130的入口端口132连通。
平衡泵110的出口或供应端口124A与液压管线134连通，液压管线134连接到二元泵控制阀130的入口端口136。平衡泵110的出口或供应端口124B与液压管线138连通，液压管线138连接到减压阀142、管线压力调节器144的输入端和二元泵控制阀130的出口端口146。
现在参考图1和图2，二元泵控制阀130包括滑动地接收阀芯154的圆柱形壳体152，阀芯154具有图1和图2中显示的第一左台肩156和第二右台肩158。如图2所示，台肩156和158的相对面的边缘包括倒角160，倒角160改善了二元泵控制阀130中液压流体流的调节控制。至第一左台肩156的左边在其末端和壳体152之间是腔室162，腔室162供应来自液压管线166的可变压力下的液压流体。至第二右台肩158的右边在其末端和壳体152之间设置了压缩弹簧168，压缩弹簧168在图1中将阀芯154偏压到左侧。
液压管线166可包括流量限制孔172和压力蓄能阀174，并且供应来自变力电磁(VFS)阀180的出口端口178的液压流体。变力电磁阀180配置为并且操作为常高压阀，即，当很少或没有电流从变速器控制模块(TCM)182、发动机控制模块(ECM)或类似的电子控制器或微处理器供应到电磁阀180时，液压管线166中的液压流体输出高于或等于出现于变力电磁阀180的入口端口186处的供应管线184中的流体压力。相反地，当变速器控制模块182供给的信号高或者接近最大时，液压管线166中的液压流体输出为零或预选的最小值。然而，应当理解，通过对变速器控制模块182或其它控制器的程序和/或电路的合适变化，变力电磁阀180可配置为并操作为常低压阀。
也提供加压液压流体到系统100中的不同的其它电磁控制阀和致动器(未显示)的供应管线184包括致动器馈给放出阀或减压阀188。供应管线184中的液压流体压力由致动器馈给伺服压力调节器190控制。致动器馈给压力调节器190包括具有台肩194的阀芯192、与供应管线184连通的输入或压力腔196、返回压缩弹簧198和入口端口200、入口端口200与管线压力液压管线202连通。流量限制孔204位于液压管线184和202中紧邻致动器馈给压力调节器190。
管线压力液压管线202中的液压流体通过单向阀206从管线压力调节器210供给。管线压力调节器210包括接收来自管线压力控制(未显示)的液压流体的第一控制端口212、端口214、接收直接来自平衡泵110的出口端口124A的液压流体的入口端口216A，入口端口216A与出口端口216B相对，出口端口216B与止回阀206的输入端连通。管线压力调节器210还包括第二出口端口218，第二出口端口218通过液压管线220和吸入管线126与平衡泵110的吸入端口122A和122B连通。管线压力调节器210进一步包括第二控制端口222，第二控制端口222通过流量限制孔224从出口端口216B接收液压流体。还包括在管线压力调节器210中的是具有三个台肩234和返回压缩弹簧236的阀芯232，在图1中返回压缩弹簧236将阀芯232偏压至右侧。
现在参考图3A、3B和3C，系统100并且尤其是二元泵控制阀130的操作被更好地图示并将进行详细说明。二元泵控制阀130包括阀芯154，其位置由变力电磁阀180的输出精确控制。阀芯154的位置的这种精确控制提供了全泵流量和半泵流量之间的受控转换，全泵流量如图3A所示使用两个泵出口124A和124B，在半泵流量的情况下如图3C所示，来自第一出口124A的流体通过液压管线126返回至第一入口端口122A。图3B图示了阀芯154的中间位置，其中返回流的一部分随着阀芯154的位置而变化。
应当理解，在阀芯154的台肩156和158的相对端的倒角160(图2所示)通过提供改进的相对于方形边缘的台肩的测量而有助于引导和返回液压流体流的精确的比例控制。另外，相对于端口132、136和146之间的间距的台肩156和158的端部之间的轴向间距影响一个端口的闭合程度(相对于另一个端口的打开程度)，并且该间距可被调节以精细地调整系统100的性能。这样改进的控制确保了最小的管线压力扰动以及无级变速器的平滑和改进的性能。此外，由于该转换提供了很小或没有管线压力扰动，因此其可以在操作条件需要转换的任何时刻进行，因而减少了泵的能量消耗，并且将泵的压力和流量输出与变速器的当前需要非常紧密地匹配。
本发明的说明在本质上只是示例性的，并且没有脱离本发明主旨的变形期望在本发明的范围内。这样的变形不被视为脱离本发明的精神和范围。

Claims (10)

1.用于二元泵控制阀的控制系统，组合地包括：
变力电磁阀，具有电输入、流体入口和流体出口；
平衡液压泵，具有与相应的第一出口和第二出口相关的第一入口和第二入口；
二元泵控制阀，具有阀芯、与所述变力电磁阀的所述流体出口连通的控制端口、与所述液压泵的所述第一出口连通的入口端口、与所述泵的所述第一入口连通的第一出口端口以及与所述泵的所述第二出口连通的第二出口端口；
其中所述阀芯相对所述控制阀的所述端口的位置由变力电磁线圈控制，并且所述位置控制所述液压泵的引导和返回流。
2.如权利要求1所述的控制系统，进一步包括致动器馈给压力调节器，所述致动器馈给压力调节器具有与所述变力电磁阀的所述流体入口连通的出口。
3.如权利要求1所述的控制系统，其中所述液压泵由发动机驱动。
4.如权利要求1所述的控制系统，进一步包括变速器控制模块，所述变速器控制模块具有至少一个出口，所述出口连接到所述变力电磁阀的所述电输入。
5.如权利要求1所述的控制系统，进一步包括过滤器，所述过滤器设置在油箱中并与所述液压泵的所述第一入口和第二入口连通。
6.如权利要求1所述的控制系统，其中所述平衡液压泵包括设置在椭圆形泵送腔中的转子，所述转子支撑多个径向滑动的叶片。
7.如权利要求1所述的控制系统，进一步包括管线压力调节器，所述管线压力调节器具有与所述泵控制阀的所述第二出口端口和所述泵的所述第二出口连通的入口端口。
8.用于自动变速器的二元泵控制阀的控制系统，组合地包括：
具有电输出的变速器控制模块；
由所述电输出控制并且具有流体入口和流体出口的变力电磁阀；
具有与相应的第一出口和第二出口相关的第一入口和第二入口的平衡液压泵；
二元泵控制阀，具有阀芯、成对的台肩、与所述变力电磁阀的所述流体出口连通的控制端口、与所述液压泵的所述第一出口连通的入口端口、与所述泵的所述第一入口连通的第一出口端口和与所述泵的所述第二出口连通的第二出口端口；
其中所述控制阀的所述阀芯的位置由所述变力电磁线圈控制。
9.如权利要求8所述的控制系统，其中所述泵控制阀的所述第一出口端口还与所述液压泵的所述第二入口连通。
10.用于自动变速器的二元泵控制阀的控制系统，组合地包括：
具有电输出的变速器控制模块；
由所述电输出控制并且具有流体入口和流体出口的变力电磁阀；
发动机驱动的平衡液压泵，具有与第一出口相关的第一入口以及与第二出口相关的第二入口；
二元泵控制阀，具有阀芯和成对的隔开的台肩、与所述变力电磁阀的所述流体出口连通的控制端口、与所述液压泵的所述第一出口连通的入口端口、与所述泵的所述第一入口连通的第一出口端口和与所述泵的所述第二出口连通的第二出口端口；
其中所述阀芯的位置控制所述泵的引导和返回流。
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