Diese Offenbarung betrifft die hydraulische Steuerung von Antriebssträngen, Getrieben und den hydraulisch betätigten Komponenten davon.This disclosure relates to hydraulic control of powertrains, transmissions and the hydraulically operated components thereof.
Fahrzeugantriebsstränge können Getriebe umfassen, um Leistung und Drehmoment von einer Maschine auf einen Fahrzeugabtrieb (Achsen oder Räder) zu übertragen. Hybridantriebsstränge können mehrere primäre Antriebsaggregate umfassen, die Brennkraftmaschinen oder alternative Leistungsquellen, wie etwa eine oder mehrere Elektroarbeitsmaschinen, die mit einer Energiespeichereinrichtung gekoppelt ist/sind, einschließen. Wenn der Antriebsstrang mit einem zusätzlichen primären Antriebsaggregat, wie etwa einer Elektroarbeitsmaschine, ausgestattet ist, kann das Getriebe auch Drehmoment und Leistung von der Elektroarbeitsmaschine übertragen, um Zugkraft für das Fahrzeug vorzusehen. Feste Gänge oder Übersetzungsverhältnisse gestatten es, dass die Maschine in einem engen Bereich von Drehzahlen arbeiten kann, während ein breiter Bereich von Ausgangsdrehzahlen an dem Antriebsstrang zur Verfügung gestellt wird.Vehicle powertrains may include transmissions to transfer power and torque from an engine to a vehicle output (axles or wheels). Hybrid powertrains may include multiple prime movers, including internal combustion engines or alternative power sources, such as one or more electric work machines coupled to an energy storage device. If the powertrain is equipped with an additional prime mover, such as an electric work machine, the transmission may also transfer torque and power from the electric work machine to provide traction for the vehicle. Fixed gears or gear ratios allow the machine to operate over a narrow range of speeds while providing a wide range of output speeds at the drive train.
Fahrzeuge, die entweder herkömmliche Brennkraftmaschinen- und oder hybride Benzin-/Elektrogetriebe aufweisen, benutzen in der Regel eine Drehmomentübertragungseinrichtung, die als Kupplung oder Kupplungspaket bekannt ist, um zwei rotierende Körper oder Wellen zum Übertragen von Drehmoment in Eingriff zu bringen oder zu koppeln. Gleichermaßen wird die gleiche Kupplung oder das gleiche Kupplungspaket verwendet, um nachfolgend die gekoppelten Wellen außer Eingriff zu bringen und somit den Leistungstransfer zu unterbrechen und zum Beispiel ein glattes Schalten zwischen den verschiedenen Zahnrädern eines Zahnradsatzes zu gestatten und/oder einen oder mehrere Motoren/Generatoren zu entkoppeln.Vehicles having either conventional internal combustion engine and or hybrid gasoline/electric transmissions typically use a torque-transmitting device known as a clutch or clutch pack to engage or couple two rotating bodies or shafts to transmit torque. Likewise, the same clutch or clutch pack is used to subsequently disengage the coupled shafts, thus disrupting power transfer and allowing, for example, smooth shifting between the various gears of a gear set and/or one or more motor/generators decouple.
Eine oder mehrere der Kupplungen in einem Fahrzeug können als Nasskupplung ausgestaltet sein, die zum Beispiel in einem Automatikgetriebe, einem Doppelkupplungsgetriebe (DCT), einem Verteilergetriebe oder einem Gebläseantrieb des Fahrzeugs verwendet werden kann. Eine oder mehrere Kupplungen in einem Fahrzeug können als Trockenkupplung ausgestaltet sein, die zum Beispiel in einem Trocken-DCT oder einem automatisierten Handschaltgetriebe verwendet werden kann. Das Einrücken und Ausrücken jeder dieser Kupplungen oder Kupplungspakete kann durch Steuerung von mit hydraulischen Komponenten verbundenen Hydraulikventilen erfolgen. Der durch diese Ventile geregelte oder gelieferte Hydraulikdruck betätigt die Kupplungseinrückung und -ausrückung.One or more of the clutches in a vehicle may be configured as a wet clutch, which may be used in, for example, an automatic transmission, a dual clutch transmission (DCT), a transfer case, or a fan drive of the vehicle. One or more clutches in a vehicle may be configured as a dry clutch, which may be used in a dry DCT or automated manual transmission, for example. The engagement and disengagement of each of these clutches or clutch packs can be accomplished by controlling hydraulic valves associated with hydraulic components. Hydraulic pressure regulated or supplied by these valves actuates clutch engagement and disengagement.
Aus der DE 101 34 115 A1 , der DE 10 2006 049 972 A1 und der DE 10 2006 046 710 A1 sind hydraulische Steuerungsvorrichtungen mit Drucksteuersystemen, die Vorsteuerventile enthalten, bekannt. Es werden keine Ventile und Drucksensoren auf der Basis von mikromechanischen Systemen verwendet.From the DE 101 34 115 A1 , the DE 10 2006 049 972 A1 and the DE 10 2006 046 710 A1 hydraulic control devices with pressure control systems that include pilot valves are known. No valves and pressure sensors based on micromechanical systems are used.
Die DE 601 05 029 T2 offenbart ein Drucksteuersystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.the DE 601 05 029 T2 discloses a pressure control system according to the preamble of claim 1.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das Drucksteuersystem der DE 601 05 029 T2 weiterzubilden.It is the object of the present invention, the pressure control system DE 601 05 029 T2 to train.
Diese Aufgabe wird durch ein Drucksteuersystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved by a pressure control system having the features of claim 1.
Eine vorteilhafte Weiterbildung ist in dem abhängigen Anspruch angegeben.An advantageous development is specified in the dependent claim.
Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft anhand der Zeichnungen beschrieben:
- 1 ist eine schematische Querschnittsansicht eines elektromechanischen Mikrosystem-Ventilaktors oder MEMS-Mikroventilaktors;
- 2 ist eine schematische Querschnittsansicht eines MEMS-Schiebeventils, das alleine oder in Verbindung mit dem in 1 gezeigten MEMS-Mikroventilaktor verwendet werden kann;
- 3A ist ein schematisches Diagramm eines Fahrzeugs, das einen Antriebsstrang aufweist, der eine Kupplung umfasst, in die eine oder mehrere Drucksteuersysteme eingearbeitet sein kann/können;
- 3B ist eine schematische Seitenansicht im Teilschnitt einer Nasskupplung, die durch ein Drucksteuersystem direkt gesteuert wird;
- 3C ist eine schematische Seitenansicht im Teilschnitt einer Trockenkupplung, die durch ein Drucksteuersystem direkt gesteuert wird;
- 4 ist ein schematisches Blockdiagramm einer ersten nicht erfindungsgemäßen Option für ein Drucksteuersystem für eine hydraulisch betätigte Komponente innerhalb des Antriebsstrangs;
- 5 ist ein schematisches Blockdiagramm einer zweiten erfindungsgemäßen Option für ein Drucksteuersystem für die hydraulisch betätigte Komponente innerhalb des Antriebsstrangs;
- 6 ist ein schematisches Blockdiagramm einer dritten nicht erfindungsgemäßen Option für ein Drucksteuersystem für die hydraulisch betätigte Komponente innerhalb des Antriebsstrangs; und
- 7 ist ein schematisches Blockdiagramm einer vierten nicht erfindungsgemäßen Option für ein Drucksteuersystem für die hydraulisch betätigte Komponente innerhalb des Antriebsstrangs.
The invention is described below by way of example with reference to the drawings: - 1 Figure 13 is a schematic cross-sectional view of a micro-system electromechanical valve actuator or MEMS micro-valve actuator;
- 2 is a schematic cross-sectional view of a MEMS slide valve, which alone or in conjunction with the in 1 shown MEMS microvalve actuator can be used;
- 3A Figure 12 is a schematic diagram of a vehicle having a powertrain that includes a clutch that may be incorporated with one or more pressure control systems;
- 3B Fig. 12 is a schematic side view in partial section of a wet clutch directly controlled by a pressure control system;
- 3C Fig. 12 is a schematic side view in partial section of a dry clutch directly controlled by a pressure control system;
- 4 Figure 12 is a schematic block diagram of a first option for a pressure control system for a hydraulically operated component within the powertrain, not in accordance with the present invention;
- 5 Figure 12 is a schematic block diagram of a second option for a pressure control system for the hydraulically operated component within the powertrain according to the invention;
- 6 Figure 12 is a schematic block diagram of a third option for a pressure control system for the hydraulic system not in accordance with the invention actuated component within the powertrain; and
- 7 Figure 12 is a schematic block diagram of a fourth option for a pressure control system for the hydraulically operated component within the powertrain, not in accordance with the invention.
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszeichen gleichen oder ähnlichen Bauteilen überall in den unterschiedlichen Figuren entsprechen, ist in 1 eine schematische Querschnittsansicht eines elektromechanischen Mikrosystemventilaktors (MEMS-Mikroventilaktors; MEMS von Micro Electro Mechanical Systems) 100 gezeigt. Wie es hierin besprochen wird, kann das MEMS-Mikroventil 100 verwendet werden, um eine hydraulische Steuerung über eine oder mehrere hydraulische Komponenten, insbesondere innerhalb eines Getriebes, zu bewirken. Das gezeigte MEMS-Mikroventil 100 ist nur ein Typ einer MEMS-Einrichtung, die als ein Steuerventil oder Steueraktor für die hierin besprochenen hydraulischen Komponenten und andere verwendet werden kann. Das MEMS-Mikroventil 100 kann auch bevorzugt als ein Druckdifferenzaktor oder ein Vorsteuer-Direktbetätigungsventil bezeichnet werden.Referring to the drawings, in which like reference characters correspond to the same or like parts throughout the different figures 1 1 is a schematic cross-sectional view of a micro electromechanical system valve actuator (MEMS micro valve actuator; MEMS from Micro Electro Mechanical Systems) 100 is shown. As discussed herein, the MEMS microvalve 100 can be used to effect hydraulic control over one or more hydraulic components, particularly within a transmission. The MEMS microvalve 100 shown is just one type of MEMS device that can be used as a control valve or control actuator for the hydraulic components discussed herein and others. The MEMS microvalve 100 may also preferably be referred to as a pressure differential actuator or a direct actuation pilot valve.
Im Allgemeinen können MEMS als eine Klasse von Systemen angesehen werden, die physikalisch klein sind, wobei sie Merkmale mit Größen im Mikrometerbereich aufweisen. MEMS-Systeme können sowohl elektrische als auch mechanische Komponenten aufweisen. MEMS-Einrichtungen werden durch Mikrobearbeitungsprozesse produziert. Der Ausdruck „Mikrobearbeitung“ bezieht sich im Allgemeinen auf die Produktion von dreidimensionalen Strukturen und sich bewegenden Teilen durch Prozesse, die modifizierte Fertigungstechniken für integrierte Schaltkreise (Computerchips) (wie etwa chemisches Ätzen) und Materialien (wie etwa Siliziumhalbleitermaterial) einschließen. Der Ausdruck „Mikroventil“, wie er hierin verwendet wird, bezieht sich allgemein auf ein Ventil mit Merkmalen mit Größen im Mikrometerbereich und ist somit per Definition zumindest teilweise durch Mikrobearbeitung gebildet. Der Ausdruck „Mikroventileinrichtung“, wie er in dieser Anmeldung verwendet wird, bedeutet eine Einrichtung, die ein Mikroventil umfasst und die andere Komponenten umfassen kann. MEMS-Einrichtungen können in Verbindung mit anderen MEMS (mikrobearbeiteten) Einrichtungen oder Komponenten betrieben werden, oder können mit Komponenten mit Standardabmessung (größer) verwendet werden, wie etwa jene, die durch mechanische Bearbeitungsprozesse produziert werden.In general, MEMS can be viewed as a class of systems that are physically small, having features with sizes in the micron range. MEMS systems can have both electrical and mechanical components. MEMS devices are produced by micromachining processes. The term “micromachining” generally refers to the production of three-dimensional structures and moving parts through processes that include modified integrated circuit (computer chip) fabrication techniques (such as chemical etching) and materials (such as silicon semiconductor material). As used herein, the term "microvalve" generally refers to a valve having features with sizes in the micron range, and thus is by definition formed at least in part by micromachining. The term "microvalve device" as used in this application means a device that includes a microvalve and that may include other components. MEMS devices may operate in conjunction with other MEMS (micromachined) devices or components, or may be used with standard sized (larger) components, such as those produced by mechanical machining processes.
Unter Bezugnahme auf 1 umfasst das MEMS-Mikroventil 100 ein Gehäuse oder einen Körper 110. Das MEMS-Mikroventil 100 kann aus mehreren Materialschichten, wie etwa Halbleiterwafern, gebildet sein. Der Körper 110 kann ebenfalls aus mehreren Schichten gebildet sein. Zum Beispiel, und ohne Einschränkung, können die gezeigten geschnittenen Abschnitte durch die Mittelschicht des MEMS-Mikroventils 100 genommen sein, wobei zwei weitere Schichten hinter und vor (relativ zu der Ansicht in 1) der Mittelschicht vorhanden sind. Die anderen Schichten des Körpers 110 können massive Abdeckungen, Anschlussplatten oder elektrische Steuerplatten umfassen. Jedoch wird jede dieser Schichten allgemein als Teil des Körpers 110 betrachtet, außer wenn dies separat gekennzeichnet ist.With reference to 1 MEMS microvalve 100 includes a housing or body 110. MEMS microvalve 100 may be formed from multiple layers of materials, such as semiconductor wafers. The body 110 can also be formed of multiple layers. For example, and without limitation, the sectioned sections shown may be taken through the middle layer of MEMS microvalve 100, with two more layers behind and in front (relative to the view in FIG 1 ) of the middle class are present. The other layers of body 110 may include solid covers, terminal boards, or electrical control boards. However, each of these layers is generally considered part of the body 110 unless separately identified.
Das MEMS-Mikroventil 100 umfasst einen Balken 112, der durch einen Ventilaktor 114 betätigt wird. Eine selektive Steuerung des Ventilaktors 114 bewirkt, dass der Balken 112 den Durchfluss von Fluid zwischen einem Einlassanschluss 116 und einem Auslassanschluss 118 selektiv ändert. Durch Variieren des Fluiddurchflusses zwischen dem Einlassanschluss 116 und dem Auslassanschluss 118 variiert das MEMS-Mikroventil 100 den Druck in einem Vorsteueranschluss 120. Wie es hierin beschrieben ist, kann der Vorsteueranschluss 120 mit zusätzlichen Ventilen oder Einrichtungen verbunden sein, um eine hydraulische Steuerung davon durch ein Vorsteuersignal zu bewirken, das auf der Basis des Drucks in dem Vorsteueranschluss 120 variiert.The MEMS microvalve 100 includes a beam 112 actuated by a valve actuator 114 . Selective control of the valve actuator 114 causes the beam 112 to selectively change the flow of fluid between an inlet port 116 and an outlet port 118 . By varying the fluid flow between the inlet port 116 and the outlet port 118, the MEMS microvalve 100 varies the pressure in a pilot port 120. As described herein, the pilot port 120 may be connected to additional valves or devices to provide hydraulic control thereof by a Effecting a pilot signal that varies based on the pressure in the pilot port 120 .
Der Einlassanschluss 116 ist mit einer Quelle für Hochdruckfluid, wie etwa einer Pumpe (nicht gezeigt), verbunden. Der Auslassanschluss 118 ist mit einem Niederdruckreservoir oder einer Fluidrückführung (nicht gezeigt) verbunden. Zu Zwecken der Beschreibung hierin kann der Auslassanschluss 118 als auf Umgebungsdruck liegend angesehen werden und wirkt als eine Masse oder Nullzustand in dem MEMS-Mikroventil 100.The inlet port 116 is connected to a source of high pressure fluid, such as a pump (not shown). The outlet port 118 is connected to a low pressure reservoir or fluid return (not shown). For purposes of description herein, outlet port 118 may be considered to be at ambient pressure and acts as a ground or null state in MEMS microvalve 100.
Der Balken 112 bewegt sich auf eine stufenlose Weise zwischen einer ersten Stellung, die in 1 veranschaulicht ist, einer zweiten Stellung (nicht gezeigt) und unzähligen Zwischenstellungen. In der ersten Stellung versperrt der Balken 112 den Einlassanschluss 116 nicht vollständig. Jedoch versperrt der Balken 112 in der zweiten Stellung den Einlassanschluss 116, um im Wesentlichen den gesamten Durchfluss von der Hochdruck-Fluidquelle zu verhindern.The beam 112 moves in a stepless manner between a first position shown in 1 illustrated, a second position (not shown) and innumerable intermediate positions. In the first position, the beam 112 does not completely block the inlet port 116 . However, in the second position, the beam 112 blocks the inlet port 116 to prevent substantially all flow from the high pressure fluid source.
Eine erste Kammer 122 steht mit sowohl dem Einlassanschluss 116 als auch dem Auslassanschluss 118 in Fluidverbindung. Jedoch wird die Kommunikation zwischen dem Auslassanschluss 118 und der ersten Kammer 122 (und auch dem Einlassanschluss 116) durch eine Auslassblende 124 beschränkt. Hochvolumen- oder schneller Fluiddurchfluss durch die Auslassblende 124 bewirkt, dass sich eine Druckdifferenz zwischen der ersten Kammer 122 und dem Auslassanschluss 118 aufbaut.A first chamber 122 is in fluid communication with both the inlet port 116 and the outlet port 118 . However, communication between the outlet port 118 and the first chamber 122 (and also the inlet port 116 ) is restricted by an outlet orifice 124 . High volume or fast fluid Flow through the outlet orifice 124 causes a pressure differential to develop between the first chamber 122 and the outlet port 118 .
Der Balken 112 ist an einem festen Abschnitt des Körpers 110 durch einen Biegezapfen 126 schwenkbar montiert. Der dem Biegezapfen 126 entgegengesetzte Abschnitt des Balkens 112 ist ein bewegliches Ende 128, das sich hoch- und herunter (wie in 1 betrachtet) bewegt, um den Einlassanschluss 116 selektiv und variabel zu bedecken und abzudecken.The beam 112 is pivotally mounted to a fixed portion of the body 110 by a flexure pin 126 . The portion of beam 112 opposite flexure pin 126 is a movable end 128 which moves up and down (as in Fig 1 considered) moved to selectively and variably cover and cover the inlet port 116 .
Wenn sich der Balken 112 in der zweiten Stellung befindet, gestattet er wenig oder keinen Durchfluss von dem Einlassanschluss 116 zu der ersten Kammer 122. Jegliches Druckfluid in der ersten Kammer 122 läuft durch die Auslassblende 124 zu dem Auslassanschluss 118 ab. Wenn der Balken 112 des MEMS-Mikroventils 100 in Richtung der ersten (offenen) Stellung bewegt wird, wird der Einlassanschluss 116 fortschreitend abgedeckt, was schnellere Durchflüsse von Fluid aus dem Einlassanschluss 116 in die erste Kammer 122 gestattet. Das schnell strömende Fluid kann nicht ganz durch die Auslassblende 124 ablaufen gelassen werden und bewirkt, dass sich eine Druckdifferenz bildet, wenn das Fluid durch die Auslassblende 124 strömt, wobei der Druck in der ersten Kammer 122 angehoben wird.When the beam 112 is in the second position, it allows little or no flow from the inlet port 116 to the first chamber 122 . As the beam 112 of the MEMS microvalve 100 is moved toward the first (open) position, the inlet port 116 is progressively covered, allowing faster flows of fluid from the inlet port 116 into the first chamber 122 . The fast flowing fluid cannot be drained all the way through the outlet orifice 124 and causes a pressure differential to form as the fluid flows through the outlet orifice 124 raising the pressure in the first chamber 122 .
Wenn der Einlassanschluss 116 weiter in die erste Stellung geöffnet wird (wie in 1 gezeigt), strömt Fluid allmählich schneller durch die Auslassblende 124, wobei eine größere Druckdifferenz bewirkt wird und der Druck in der ersten Kammer 122 weiter angehoben wird. Wenn sich der Balken 112 in der ersten Stellung befindet, gestattet er einen hohen Durchfluss von dem Einlassanschluss 116 zu der ersten Kammer 122. Deshalb kann der Druck in der ersten Kammer 122 gesteuert werden, indem die Durchflussrate von dem Einlassanschluss 116 durch die erste Kammer 122 und die Auslassblende 124 zu dem Auslassanschluss 118 gesteuert wird. Die Stellung des Balkens 112 steuert die Durchflussrate des Fluids von dem Einlassanschluss 116 und somit den Druck in der ersten Kammer 122.If the inlet port 116 is further opened to the first position (as in 1 1), fluid gradually flows faster through the outlet orifice 124, causing a greater pressure differential and further raising the pressure in the first chamber 122. When the beam 112 is in the first position, it allows high flow from the inlet port 116 to the first chamber 122. Therefore, the pressure in the first chamber 122 can be controlled by increasing the flow rate from the inlet port 116 through the first chamber 122 and the outlet orifice 124 is controlled to the outlet port 118 . The position of the beam 112 controls the flow rate of fluid from the inlet port 116 and thus the pressure in the first chamber 122.
Der Ventilaktor 114 positioniert den Balken 112 selektiv. Der Ventilaktor 114 umfasst ein längliches Rückgrat 130, das an dem Balken 112 angebracht ist. Der Ventilaktor 114 umfasst ferner mehrere erste Rippen 132 und mehrere zweite Rippen 134, die im Allgemeinen auf entgegengesetzten Seiten des länglichen Rückgrats 130 angeordnet sind. Jede der ersten Rippen 134 weist ein erstes Ende auf, das an einer ersten Seite des länglichen Rückgrats 130 angebracht ist, und ein zweites Ende, das an dem Körper 110 angebracht ist. Ähnlich wie die ersten Rippen 132 weist jede der zweiten Rippen 134 ein erstes Ende auf, das an dem länglichen Rückgrat 130 angebracht ist, und ein zweites Ende, das an dem festen Abschnitt des Körpers 110 angebracht ist.The valve actuator 114 selectively positions the beam 112 . The valve actuator 114 includes an elongated spine 130 attached to the beam 112 . The valve actuator 114 further includes a plurality of first ribs 132 and a plurality of second ribs 134 disposed generally on opposite sides of the elongated spine 130 . Each of the first ribs 134 has a first end attached to a first side of the elongated spine 130 and a second end attached to the body 110 . Similar to the first ribs 132 , each of the second ribs 134 has a first end attached to the elongated spine 130 and a second end attached to the fixed portion of the body 110 .
Das längliche Rückgrat 130 und die ersten Rippen 132 und die zweiten Rippen 134 können als von dem Körper 110 getrennt aussehen, wie es in 1 veranschaulicht ist. Das längliche Rückgrat 130, die ersten Rippen 132 und die zweiten Rippen 134 sind jedoch aus dem gleichen Material gebildet und mit dem Körper 110 an irgendeinem Punkt verbunden, um eine Relativbewegung zu gestatten. Die Verbindung kann jedoch unterhalb der in 1 gezeigten Schnittebene vorliegen. Im Allgemeinen können das längliche Rückgrat 130, die ersten Rippen 132 und die zweiten Rippen 134 als die sich bewegenden Abschnitte des Ventilaktors 114 angesehen werden.Elongated spine 130 and first ribs 132 and second ribs 134 may appear separate from body 110, as shown in FIG 1 is illustrated. However, the elongated spine 130, first ribs 132 and second ribs 134 are formed of the same material and are connected to the body 110 at some point to permit relative movement. However, the connection can be below the in 1 sectional plane shown are present. In general, the elongated spine 130, the first ribs 132, and the second ribs 134 can be considered the moving portions of the valve actuator 114. FIG.
Die ersten Rippen 132 und die zweiten Rippen 134 sind ausgestaltet, um sich in Antwort auf Temperaturänderungen innerhalb der ersten Rippen 132 und der zweiten Rippen 134 thermisch auszudehnen (sich zu längen) und zusammenzuziehen (zu schrumpfen). Elektrische Kontakte (nicht gezeigt) sind zum Anschluss an eine Quelle elektrischer Leistung ausgebildet, um elektrischen Strom, der durch die ersten Rippen 132 und die zweiten Rippen 134 fließt, zuzuführen und somit die ersten Rippen 132 und die zweiten Rippen 134 thermisch auszudehnen.The first fins 132 and the second fins 134 are configured to thermally expand (elongate) and contract (shrink) in response to temperature changes within the first fins 132 and the second fins 134 . Electrical contacts (not shown) are configured for connection to a source of electrical power to supply electrical current that flows through the first fins 132 and the second fins 134 and thus thermally expand the first fins 132 and the second fins 134 .
Der Ventilaktor 114 ist ausgebildet, um durch eine elektronische Steuereinheit (ECU) oder eine andere programmierbare Einrichtung (in 1 nicht gezeigt) gesteuert zu werden, die den ersten Rippen 132 und den zweiten Rippen 134 variablen Strom zuführt. Wenn sich die ersten Rippen 132 und die zweiten Rippen 134 aufgrund eines ausreichenden Stromflusses ausdehnen, bewegt oder streckt sich das längliche Rückgrat 130 nach unten (wie in 1 betrachtet), wobei bewirkt wird, dass sich der Balken 112 im Allgemeinen gegen die Uhrzeigerrichtung dreht. Die resultierende Bewegung des Balkens 112 bewirkt, dass sich das bewegliche Ende 128 nach oben (wie in 1 betrachtet) bewegt und fortschreitend mehr von dem Einlassanschluss 116 blockiert.The valve actuator 114 is designed to be controlled by an electronic control unit (ECU) or another programmable device (in 1 not shown) that applies variable current to the first fins 132 and the second fins 134 . When the first ribs 132 and the second ribs 134 expand due to sufficient current flow, the elongated spine 130 moves or stretches downward (as in 1 considered), causing the beam 112 to rotate generally counterclockwise. The resultant movement of beam 112 causes movable end 128 to move upward (as in 1 considered) moves and progressively blocks more of the inlet port 116 .
Das Schließen des Einlassanschlusses 116 gestattet es, dass weniger (und schließlich kein) Fluid in die erste Kammer 122 strömt, wobei der Druck darin abnimmt, wenn das Fluid zu dem Auslassanschluss 118 abläuft. Sobald der Einlassanschluss 116 geschlossen ist, befindet sich das MEMS-Mikroventil 100 in der zweiten Stellung (nicht gezeigt) und es wird kein Vorsteuersignal durch den Vorsteueranschluss 120 übermittelt.Closing the inlet port 116 allows less (and eventually no) fluid to flow into the first chamber 122 , the pressure therein decreasing as the fluid drains to the outlet port 118 . Once the inlet port 116 is closed, the MEMS microvalve 100 is in the second position (not shown) and no pilot signal is communicated through the pilot port 120 .
Wenn der Stromfluss abfällt, ziehen sich die ersten Rippen 132 und die zweiten Rippen 134 zusammen und das längliche Rückgrat 130 bewegt sich nach oben (wie in 1 betrachtet), wobei bewirkt wird, dass sich der Balken 112 im Allgemeinen in der Uhrzeigerrichtung dreht. Die resultierende Bewegung des Balkens 112 bewirkt, dass sich das bewegliche Ende 128 nach unten (wie in 1 betrachtet) bewegt und fortschreitend mehr von dem Einlassanschluss 116 öffnet.When the current flow drops, the first ribs 132 and the second ribs 134 contract and the elongated spine 130 moves upward (as in Fig 1 considered), causing the beam 112 to rotate generally in the clockwise direction. The resultant movement of beam 112 causes movable end 128 to move downward (as in 1 considered) moves and progressively opens more of the inlet port 116.
Das Öffnen des Einlassanschlusses 116 gestattet es, dass mehr Fluid in die erste Kammer 122 strömt, wobei der Druck darin erhöht wird, wenn die Fluidströmung die Fähigkeit des Auslassanschlusses 118, Fluid von der ersten Kammer 122 abzuleiten, überwindet. Sobald der Einlassanschluss 116 im Wesentlichen offen ist, befindet sich das MEMS-Mikroventil 100 in der ersten Stellung (in 1 gezeigt) und es wird durch den Vorsteueranschluss 120 ein starkes Vorsteuersignal übermittelt.Opening the inlet port 116 allows more fluid to flow into the first chamber 122 , increasing the pressure therein as the fluid flow overcomes the ability of the outlet port 118 to drain fluid from the first chamber 122 . Once the inlet port 116 is substantially open, the MEMS microvalve 100 is in the first position (in 1 shown) and a strong pilot signal is transmitted through the pilot terminal 120 .
Zusätzlich zu der in 1 gezeigten wärmebetätigten MEMS-Einrichtung können andere Typen von Aktoren auf MEMS-Basis anstelle des MEMS-Mikroventils 100 oder anstelle des Ventilaktors 114 verwendet werden. Im Allgemeinen kann die Einrichtung auf der Basis eines elektromechanischen Mikrosystems (MEMS von Micro-Electrical Mechanical Systems) irgendeine Einrichtung umfassen, die ein oder mehrere elektronische Elemente aufweist, die durch eine Technik integrierter Schaltkreise (z.B. Ätzen eines Siliziumwafers) gefertigt sind, und ein oder mehrere mechanische Elemente, die durch einen Mikrobearbeitungsprozess (z.B. Bilden von Strukturen und sich bewegenden Teilen mit Abmessungen im Mikrometerbereich) gefertigt sind. Die elektronischen und mechanischen Elemente können auch durch andere Prozesse gebildet sein. In alternativen oder zusätzlichen Ansätzen, Ausgestaltungen oder Ausführungsformen kann die Einrichtung auf MEMS-Basis andere Elemente mit Abmessungen im Mikrometerbereich umfassen, wie etwa einen auf einem elektromagnetischen Feld beruhenden Aktor, einen piezoelektrischen Verstärker, einen thermischen Aktor, einen Drucksensor, ein Gyroskop, einen optischen Schalter, andere Einrichtungen auf MEMS-Basis oder irgendeine Kombination davon.In addition to the in 1 In the heat-actuated MEMS device shown, other types of MEMS-based actuators may be used in place of MEMS microvalve 100 or in place of valve actuator 114 . In general, the device based on a micro-electro-mechanical system (MEMS from Micro-Electrical Mechanical Systems) can include any device having one or more electronic elements manufactured by an integrated circuit technique (eg etching a silicon wafer) and one or multiple mechanical elements fabricated by a micromachining process (eg, forming structures and moving parts with dimensions in the micron range). The electronic and mechanical elements can also be formed by other processes. In alternative or additional approaches, forms or embodiments, the MEMS-based device may comprise other elements with dimensions in the micron range, such as an electromagnetic field based actuator, a piezoelectric amplifier, a thermal actuator, a pressure sensor, a gyroscope, an optical Switches, other MEMS based devices, or any combination thereof.
Nun unter Bezugnahme auf 2 und mit fortgesetztem Bezug auf 1 ist eine schematische Querschnittsansicht eines Schiebeventils 200 auf MEMS-Basis gezeigt. Das Schiebeventil 200 auf MEMS-Basis umfasst ein Gehäuse oder einen Körper 210. Das Schiebeventil 200 auf MEMS-Basis kann aus mehreren Materialschichten, wie etwa Halbleiterwafern, gebildet sein. Der Körper 210 kann ebenfalls aus mehreren Schichten gebildet sein. Zum Beispiel, und ohne Einschränkung, können die gezeigten geschnittenen Abschnitte durch die Mittelschicht des Schiebeventils 200 auf MEMS-Basis genommen sein, wobei zwei weitere Schichten hinter und vor (relativ zu der Ansicht in 2) der Mittelschicht vorhanden sind.Now referring to 2 and with continued reference to 1 A schematic cross-sectional view of a MEMS-based spool valve 200 is shown. The MEMS-based slide valve 200 includes a housing or body 210. The MEMS-based slide valve 200 may be formed from multiple layers of material, such as semiconductor wafers. The body 210 can also be formed of multiple layers. For example, and without limitation, the sectioned sections shown may be taken through the middle layer of the MEMS-based slide valve 200, with two more layers behind and in front (relative to the view in FIG 2 ) of the middle class are present.
Das Schiebeventil 200 auf MEMS-Basis umfasst einen Schieber 212, der ausgestaltet ist, um nach links und nach rechts (wie in 2 betrachtet) innerhalb eines durch den Körper 210 definierten Hohlraums 214 bewegbar zu sein. Der Schieber 212 wird durch Fluiddruck an einer vorgesteuerten Fläche 216 betätigt, die mit einer vorgesteuerten Kammer 220 des Hohlraums 214 in Fluidverbindung steht. Eine selektive Veränderung des Drucks in der vorgesteuerten Kammer 220 ändert die auf die vorgesteuerte Fläche 216 aufgebrachte Kraft. Die vorgesteuerte Kammer 220 kann mit einem Vorsteuersignal, wie etwa dem Vorsteuersignal, das durch den Vorsteueranschluss 120 des in 1 gezeigten MEMS-Mikroventils 100 erzeugt wird, in Fluidverbindung stehen.The MEMS-based spool valve 200 includes a spool 212 configured to pivot left and right (as in Fig 2 considered) to be movable within a cavity 214 defined by the body 210. The spool 212 is actuated by fluid pressure on a pilot area 216 that is in fluid communication with a pilot chamber 220 of the cavity 214 . Selectively changing the pressure in pilot chamber 220 changes the force applied to pilot area 216 . The pilot chamber 220 can be supplied with a pilot signal, such as the pilot signal provided through the pilot port 120 of the in 1 shown MEMS microvalve 100 is generated, are in fluid communication.
Der Schieber 212 ist mit einer länglichen Platte gebildet, die ein Paar entgegengesetzt angeordnete Arme aufweist, die sich rechtwinklig an einem ersten Ende des Körpers erstrecken, so dass der Schieber 212 im Allgemeinen T-förmig ist, wobei die vorgesteuerte Fläche 216 an einem breiteren Längsende des Schiebers 212 und eine Gegenfläche 222 an einem relativ schmäleren entgegengesetzten Längsende des Schiebers 212 vorgesehen ist. Der Hohlraum 214 ist ebenfalls im Allgemeinen T-förmig.The slider 212 is formed with an elongated plate having a pair of oppositely disposed arms extending perpendicularly at a first end of the body such that the slider 212 is generally T-shaped with the piloted surface 216 at a wider longitudinal end of the slide 212 and a mating surface 222 is provided at a relatively narrower opposite longitudinal end of the slide 212. The cavity 214 is also generally T-shaped.
Der Körper 210 definiert eine Zahl Öffnungen, die mit dem Hohlraum 214 verbunden sind, von denen manche in der geschnittenen Schicht gebildet sein können und manche in anderen Schichten gebildet sein können. Die Anschlüsse umfassen einen Versorgungsanschluss 224, der ausgebildet ist, um mit einer Quelle für Hochdruckfluid, wie etwa einer Getriebepumpe (nicht gezeigt), in Verbindung zu stehen. Der Versorgungsanschluss 224 kann mit der gleichen Quelle für Hochdruckfluid wie der Einlassanschluss 116 des in 1 gezeigten MEMS-Mikroventils 100 verbunden sein. Der Körper 210 definiert auch einen Tankanschluss 226, der mit einem Niederdruckreservoir oder einer Fluidrückführung (nicht gezeigt) verbunden ist. Der Tankanschluss 226 kann mit der gleichen Quelle für Niederdruckfluid wie der Auslassanschluss 118 des in 1 gezeigten MEMS-Mikroventils 100 verbunden sein.The body 210 defines a number of openings connected to the cavity 214, some of which may be formed in the sliced layer and some of which may be formed in other layers. The ports include a supply port 224 adapted to communicate with a source of high pressure fluid, such as a transmission pump (not shown). The supply port 224 may be connected to the same source of high pressure fluid as the inlet port 116 of the FIG 1 MEMS microvalve 100 shown be connected. The body 210 also defines a tank port 226 which is connected to a low pressure reservoir or fluid return (not shown). Tank port 226 may be connected to the same source of low pressure fluid as outlet port 118 of FIG 1 MEMS microvalve 100 shown be connected.
Ein erster Lastanschluss 228 und ein zweiter Lastanschluss 230 sind in dem Körper gebildet und kommunizieren mit dem Hohlraum 214. Der erste Lastanschluss 228 und der zweite Lastanschluss 230 sind auf entgegengesetzten Seiten des Versorgungsanschlusses 224 angeordnet. Der erste Lastanschluss 228 und der zweite Lastanschluss 230 sind ausgebildet, um miteinander in Verbindung zu stehen und somit einer hydraulisch betätigen Komponente des Getriebes oder des Antriebsstrangs Druckfluid zuzuführen, wie es hierin beschrieben ist. Zusätzliche Anschlüsse, Kanäle oder Mulden (in 2 nicht sichtbar) können an der oberen Fläche des Hohlraums 214 gegenüber dem ersten Lastanschluss 228 und dem Tankanschluss 226 gebildet sein. Die zusätzlichen Mulden helfen, Strömungskräfte, die auf den Schieber 212 wirken, auszubalancieren.A first load port 228 and a second load port 230 are formed in the body and communicate with the cavity 214 . The first load Port 228 and second load port 230 are configured to communicate with one another and thus supply pressurized fluid to a hydraulically actuated component of the transmission or drive train as described herein. Additional ports, channels, or troughs (in 2 (not visible) may be formed on the top surface of cavity 214 opposite first load port 228 and tank port 226 . The additional troughs help to balance flow forces acting on the spool 212 .
Der gezeigte Schieber 212 umfasst drei Öffnungen hindurch. Eine erste Öffnung 232 nahe bei der vorgesteuerten Fläche 216 ist durch den Schieber 212 definiert, um zu gestatten, dass das Fluidvolumen sich durch die Mulde über dem Tankanschluss 226 mit dem Druck an dem Tankanschluss 226 ausgleicht, wobei Kräfte, die vertikal (in und aus der in 2 gezeigten Ansicht) auf den Schieber 212 wirken, ausbalanciert werden. Eine zweite Öffnung 234 durch den Schieber 212 bildet ein Innenvolumen, das immer mit dem zweiten Lastanschluss 230 in Verbindung steht.The slider 212 shown includes three openings therethrough. A first orifice 232 proximate the pilot area 216 is defined by the spool 212 to allow the volume of fluid to balance through the trough over the tank port 226 with the pressure at the tank port 226 with forces acting vertically (in and out the in 2 shown view) act on the slide 212, are balanced. A second opening 234 through the spool 212 forms an internal volume that is always in communication with the second load port 230 .
Ein Steg 236 zwischen der zweiten Öffnung 234 und der ersten Öffnung 232 gestattet oder verhindert abhängig von der Stellung des Schiebers 212 einen Durchfluss zwischen dem zweiten Lastanschluss 230 und dem Tankanschluss 226. In der dargestellten Stellung verhindert der Steg 236 einen Durchfluss zwischen dem zweiten Lastanschluss 230 und dem Tankanschluss 226. Wenn sich der Steg 236 nach rechts (wie in 2 betrachtet) bewegt, wird eine Fluidstrecke zwischen dem zweiten Lastanschluss 230 und dem Tankanschluss 226 geöffnet, wobei jeder an dem zweiten Lastanschluss 230 vorhandene Druck zu dem Niederdruckreservoir, das mit dem Tankanschluss 226 verbunden ist, abgelassen wird.A land 236 between the second opening 234 and the first opening 232 allows or prevents flow between the second load port 230 and the tank port 226 depending on the position of the spool 212. In the position shown, the land 236 prevents flow between the second load port 230 and the tank connection 226. If the web 236 moves to the right (as in 2 considered), a fluid path between the second load port 230 and the tank port 226 is opened, venting any pressure present at the second load port 230 to the low pressure reservoir connected to the tank port 226 .
Eine dritte Öffnung 238 durch den Schieber 212 gestattet es, dass das Fluidvolumen in der Mulde oberhalb des ersten Lastanschlusses 228 sich mit dem Druck an dem ersten Lastanschluss 228 ausgleicht, wobei Kräfte, die vertikal (in und aus der in 2 gezeigten Ansicht) auf den Schieber 212 wirken, ausbalanciert werden. Ein Steg 240 zwischen der zweiten Öffnung 234 und der dritten Öffnung 238 verhindert einen Durchfluss zwischen dem Versorgungsanschluss 224 und dem zweiten Lastanschluss 230 in allen Stellungen des Schiebers 212.A third orifice 238 through the spool 212 allows the volume of fluid in the trough above the first load port 228 to equalize with the pressure at the first load port 228 with forces acting vertically (in and out of the in 2 shown view) act on the slide 212, are balanced. A web 240 between the second opening 234 and the third opening 238 prevents flow between the supply port 224 and the second load port 230 in all positions of the spool 212.
Ein Steg 242 zwischen der dritten Öffnung 238 und der Gegenfläche 222 gestattet oder verhindert einen Durchfluss zwischen dem Versorgungsanschluss 224 und dem ersten Lastanschluss 228 abhängig von der Stellung des Schiebers 212. In der dargestellten Stellung verhindert der Steg 242 einen Durchfluss zwischen dem Versorgungsanschluss 224 und dem ersten Lastanschluss 228. Wenn sich der Schieber 212 nach links (wie in 2 betrachtet) bewegt, öffnet sich eine Fluidstrecke zwischen dem Versorgungsanschluss 224 und dem ersten Lastanschluss 228, wobei der mit dem ersten Lastanschluss 228 verbundenen Last Druckfluid zugeführt wird.A ridge 242 between the third opening 238 and the mating surface 222 permits or prevents flow between the supply port 224 and the first load port 228 depending on the position of the spool 212. In the position shown, the ridge 242 prevents flow between the supply port 224 and the first load terminal 228. When the spool 212 moves to the left (as in 2 considered) moves, a fluid path opens between the supply port 224 and the first load port 228, whereby the load connected to the first load port 228 is supplied with pressurized fluid.
Der Schieber 212 arbeitet mit den Wänden des Hohlraums 214 zusammen, um die vorgesteuerte Kammer 220 zwischen der vorgesteuerten Gegenfläche 222 und der entgegengesetzten Wand des Hohlraums 214 zu definieren. Eine Gegenkammer 244 ist zwischen der Gegenfläche 222 und der entgegengesetzten Wand des Hohlraums 214 definiert. Die Gegenkammer 244 steht die ganze Zeit mit dem ersten Lastanschluss 228 in Fluidverbindung. Zusätzlich können zwei Volumina 246 und 248 zwischen jeweiligen Paaren Schultern der T-förmigen Platte, die den Schieber 212 bildet, und den Schultern des T-förmigen Hohlraums 214 definiert sein. Die Volumina 246 und 248 stehen die ganze Zeit mit dem Tankanschluss 226 in Verbindung. Auf diese Weise wird eine hydraulische Blockierung des Schiebers 212 verhindert.The spool 212 cooperates with the walls of the cavity 214 to define the pilot chamber 220 between the mating pilot surface 222 and the opposite wall of the cavity 214 . A counter chamber 244 is defined between counter surface 222 and the opposite wall of cavity 214 . The counter chamber 244 is in fluid communication with the first load port 228 at all times. Additionally, two volumes 246 and 248 may be defined between respective pairs of shoulders of the T-shaped plate forming the slider 212 and the shoulders of the T-shaped cavity 214 . Volumes 246 and 248 communicate with tank port 226 at all times. In this way, a hydraulic blockage of the slide 212 is prevented.
Die Gesamtfläche der vorgesteuerten Fläche 216 des Schiebers 212 ist größer als die Gesamtfläche der Gegenfläche 222 des Schiebers 212. Wenn die Drücke in der vorgesteuerten Kammer 220 und der Gegenkammer 244 gleich sind, wird daher die resultierende nicht ausbalancierte Nettokraft, die auf den Schieber 212 wirkt, den Schieber 212 nach links (wie in 2 betrachtet) drängen.The total area of pilot surface 216 of spool 212 is greater than the total area of mating surface 222 of spool 212. Therefore, when the pressures in pilot chamber 220 and mating chamber 244 are equal, the resulting unbalanced net force acting on spool 212 is , slide 212 to the left (as in 2 considered) urge.
Die exakte Ausgestaltung der Anschlüsse und Öffnungen, die in dem Schiebeventil 200 auf MEMS-Basis und dem Schieber 212 gezeigt sind, ist nicht notwendig. Das Schiebeventil 200 auf MEMS-Basis ist ausgestaltet, um ein relativ kleines Vorsteuersignal zu empfangen, wie etwa das Vorsteuersignal von dem MEMS-Mikroventil 100, und ein stärkeres Signal (entweder zur Steuerung oder zur weiteren Vorsteuerung) auszugeben. Wenn auf Fluidsignale verwiesen wird, wie etwa das Vorsteuersignal, das von dem Schiebeventil 200 auf MEMS-Basis empfangen wird, dann kann sich der Ausdruck klein allgemein auf einen volumetrischen Durchfluss mit relativ niedrigem Durchfluss beziehen. Deshalb verstärkt das Schiebeventil 200 auf MEMS-Basis das Vorsteuersignal und gestattet es, dass das Vorsteuersignal Einrichtungen steuert oder vorsteuert, die einen höheren Durchfluss oder einen höheren Druck erfordern, als durch das Vorsteuersignal alleine zur Verfügung gestellt wird.The exact configuration of the ports and orifices shown in MEMS-based spool valve 200 and spool 212 is not necessary. The MEMS-based spool valve 200 is configured to receive a relatively small pilot signal, such as the pilot signal from the MEMS microvalve 100, and output a larger signal (either for control or for further piloting). When referring to fluid signals, such as the pilot signal received by the MEMS-based spool valve 200, the term small may generally refer to relatively low flow volumetric flow. Therefore, the MEMS-based spool valve 200 amplifies the staging signal and allows the staging signal to control or pilot devices that require higher flow or pressure than is provided by the staging signal alone.
Nun unter Bezugnahme auf 3A, 3B und 3C und mit fortgesetztem Bezug auf die 1 - 2 sind Elemente eines Fahrzeugs 300 gezeigt, das einen Antriebsstrang umfasst, der einige der hierin beschriebenen Drucksteuersysteme enthalten kann. 3A zeigt ein schematisches Diagramm des Antriebsstrangs des Fahrzeugs 300, der eine Maschine 302 aufweist, die selektiv mit einem Getriebe 304 durch ein drehbares Element 306 verbunden ist. Das Getriebe 304 überträgt eine Drehkraft oder Drehmoment auf das Ausgangselement 308, das schließlich das Fahrzeug 300 über einen Satz Straßenräder 310 antreibt. Das Fahrzeug 300, das das Getriebe 304 umfasst, umfasst mehrere Drehmomentübertragungsmechanismen, die mehrere Kupplungen oder Kupplungsanordnungen einschließen.Now referring to 3A , 3B and 3C and with continued reference to the 1 - 2 are elements of a vehicle 300 is shown including a powertrain that may include some of the pressure control systems described herein. 3A 12 is a schematic diagram of the powertrain of vehicle 300 having an engine 302 selectively connected to a transmission 304 through a rotatable member 306. FIG. The transmission 304 transfers rotary power or torque to the output member 308 which ultimately propels the vehicle 300 through a set of road wheels 310 . Vehicle 300, including transmission 304, includes multiple torque-transmitting mechanisms that include multiple clutches or clutch assemblies.
Eine oder mehrere der Kupplungen oder Kupplungsanordnungen können als Nasskupplung, wie etwa die in 3B gezeigte Nasskupplung 311 ausgestaltet sein und können zum Beispiel in einem Automatikgetriebe, einem Doppelkupplungsgetriebe (DCT), einem Verteilergetriebe oder einem Gebläseantrieb des Fahrzeugs 300 verwendet werden. Eine oder mehrere der Kupplungen oder Kupplungsanordnungen können als Trockenkupplung, wie etwa die in 3C gezeigte Trockenkupplung 312, ausgestaltet sein, die zum Beispiel in einem Trocken-DCT oder einem automatisierten Handschaltgetriebe des Fahrzeugs 300 verwendet werden kann.One or more of the clutches or clutch assemblies may be designed as a wet clutch, such as those in 3B wet clutch 311 shown and can be used, for example, in an automatic transmission, a dual clutch transmission (DCT), a transfer case or a fan drive of the vehicle 300 . One or more of the clutches or clutch assemblies may be designed as a dry clutch, such as those in 3C dry clutch 312 shown, which can be used in a dry DCT or an automated manual transmission of the vehicle 300, for example.
Das Getriebe 304 kann ein Schmierregelventil (nicht gezeigt) umfassen, das ausgestaltet ist, um den Durchfluss von Hydraulikfluid zur Schmierung des Getriebes 304 zu steuern. Das Schmierregelventil kann auch den Durchfluss von Hydraulikfluid zum Kühlen des Getriebes 304 steuern. Das Getriebe 304 kann auch ein Leitungsdruck-Steuerventil (nicht gezeigt) umfassen, das ausgestaltet ist, um den Basisdruck von Hydraulikfluid in dem Getriebe 304 zu steuern. Das Leitungsdruck-Steuerventil liefert ein beständig unter Druck gesetztes Fluid von der Pumpe an viele Komponenten des Getriebes 304, wie etwa das in den 3B und 3C gezeigte Drucksteuersystem 316, bei dem beständig unter Druck gesetztes Fluid auf Leitungsdruck durch eine Versorgungsleitung 320 an das Drucksteuersystem 316 geliefert wird.The transmission 304 may include a lubrication control valve (not shown) configured to control the flow of hydraulic fluid to lubricate the transmission 304 . The lubrication control valve can also control the flow of hydraulic fluid to cool the transmission 304 . Transmission 304 may also include a line pressure control valve (not shown) configured to control the base pressure of hydraulic fluid in transmission 304 . The line pressure control valve supplies a constant pressurized fluid from the pump to many components of transmission 304, such as that shown in FIGS 3B and 3C 3, pressure control system 316 is shown in which continuously pressurized fluid is supplied to pressure control system 316 through supply line 320 at line pressure.
Ein in 3A gezeigter Controller 314 kann die Betätigung von Komponenten des Antriebsstrangs 300, einschließlich die Auswahl des Betriebsmodus der Zahnräder und Kupplungen des Getriebes 304, steuern. Der Controller kann mehrere Einrichtungen umfassen und eine verteilte Controller-Architektur enthalten, wie etwa eine elektronische Steuereinheit (ECU) auf Mikroprozessorbasis. Der Controller 314 kann eine oder mehrere Komponenten mit einem Speichermedium und eine geeignete Menge programmierbaren Speicher umfassen, die in der Lage sind, einen oder mehrere Algorithmen oder Verfahren zu speichern und auszuführen, um eine Steuerung des Antriebsstrangs des Fahrzeugs 300 oder Komponenten davon zu bewirken. Darüber hinaus kann der Controller 314 ausgestaltet sein, um den elektrischen Strom zu liefern, der das in 1 gezeigte MEMS-Mikroventil 100 selektiv und variabel betätigt.a in 3A The controller 314 shown may control the actuation of components of the powertrain 300, including the selection of the mode of operation of the gears and clutches of the transmission 304. The controller may include multiple devices and include a distributed controller architecture, such as a microprocessor-based electronic control unit (ECU). The controller 314 may include one or more components having a storage medium and an appropriate amount of programmable memory capable of storing and executing one or more algorithms or methods to effectuate control of the vehicle 300 powertrain or components thereof. In addition, the controller 314 can be configured to supply the electric power that the in 1 MEMS microvalve 100 shown is actuated selectively and variably.
3B zeigt eine schematische Seitenansicht im Schnitt einer Nasskupplung 311, die durch das Drucksteuersystem 316 ist selektiv eingerückt wird, das auch als Drucksteuersystem 316 bezeichnet werden kann. 3C zeigt eine schematische Seitenansicht im Schnitt einer Trockenkupplung 312, die durch ein Drucksteuersystem 316 selektiv eingerückt wird, das auch als Drucksteuersystem 316 bezeichnet werden kann. Dementsprechend ist eine jede von der Nasskupplung 311 und der Trockenkupplung 312 als hydraulisch betätigte Komponente des Getriebes 304 des Fahrzeugs 300 ausgestaltet. Es können unterschiedliche Betriebszustände oder -modi des Getriebes 304 durch selektive und variable (oder schlupfende) Betätigung von einer oder mehreren Kupplungsanordnungen, wie etwa den Nass- und Trockenkupplungen 311, 312, ausgewählt werden. Der Controller 314 kann den Betriebsmodus und auswählen und die Einrückung von jeder Nass- und Trockenkupplungen 311, 312 befehlen. 3B 12 is a schematic side sectional view of wet clutch 311 being selectively engaged by pressure control system 316, which may also be referred to as pressure control system 316. FIG. 3C 12 is a schematic sectional side view of a dry clutch 312 that is selectively engaged by a pressure control system 316, which may also be referred to as a pressure control system 316. FIG. Accordingly, each of the wet clutch 311 and the dry clutch 312 is configured as a hydraulically operated component of the transmission 304 of the vehicle 300 . Different operating states or modes of the transmission 304 may be selected through selective and variable (or slipping) actuation of one or more clutch assemblies, such as the wet and dry clutches 311,312. The controller 314 can select the operating mode and command the engagement of each wet and dry clutch 311,312.
Optionen für das Drucksteuersystem 316 sind in den 4-8 gezeigt. Ein oder mehrere zusätzliche Drucksteuersysteme 316 können in das Getriebe 304, die Nasskupplung 311, die Trockenkupplung 312 oder andere Komponenten oder Systeme des Antriebsstrangs des Fahrzeugs 300 eingearbeitet sein.Options for the pressure control system 316 are in the 4-8 shown. One or more additional pressure control systems 316 may be incorporated into the transmission 304, wet clutch 311, dry clutch 312, or other vehicle 300 powertrain components or systems.
3B zeigt eine schematische Darstellung im Teilschnitt einer Nasskupplung 311, die in einem Beispiel derart ausgestaltet ist, dass sie eine Kupplungstrommel 317, einen Hydraulikkolben 315, eine Druckplatte 327 und eine Verstärkungsplatte 329 umfasst. Mehrere Gegendruckplatten 321 und mehrere Reibplatten 325 sind ineinandergreifend zwischen der Druckplatte 327 und der Verstärkungsplatte 329 angeordnet. Die Verstärkungsplatte 329 steht funktional mit der Kupplungstrommel 317 in Eingriff, und die Kupplungstrommel 317 steht funktional zur Drehung mit einem rotierenden Eingangselement (nicht gezeigt) in Eingriff. Die mehreren Gegendruckplatten 321 sind funktional zur Drehung mit der Kupplungstrommel 317 verbunden, und die mehreren Reibplatten 325 sind funktional zur Drehung mit einem Kupplungsausgangselement (nicht gezeigt) verbunden. Es ist zu verstehen, dass die Nasskupplung 311 ferner mehrere Federn (nicht gezeigt) umfassen kann, die zum Beispiel, Einrück- und Dämpfungsfedern umfassen können. Die in 3B gezeigte Nasskupplung 311 ist ausgestaltet, um über Druck eingerückt und über eine Feder ausgerückt zu werden. Es ist zu verstehen, dass andere Ausgestaltungen von Nasskupplungen und Komponenten davon, die zum Beispiel über eine Feder eingerückte und über Druck ausgerückte Kupplungen einschließen, möglich sind und unter Verwendung des hierin beschriebenen Drucksteuersystems gesteuert werden können. 3B 12 shows a schematic representation in partial section of a wet clutch 311 configured in one example to include a clutch drum 317 , a hydraulic piston 315 , a pressure plate 327 , and a reinforcement plate 329 . A plurality of backing plates 321 and a plurality of friction plates 325 are interleaved between the pressure plate 327 and the backing plate 329 . The backing plate 329 is operatively engaged with the clutch drum 317, and the clutch drum 317 is operatively engaged for rotation with a rotating input member (not shown). The plurality of reaction plates 321 are operatively connected for rotation with the clutch drum 317, and the plurality of friction plates 325 are operatively connected for rotation with a clutch output member (not shown). It is understood that wet clutch 311 may further include multiple springs (not shown), which may include, for example, apply and damping springs. In the 3B The wet clutch 311 shown is configured to be pressure engaged and spring disengaged will. It is to be understood that other configurations of wet clutches and components thereof, including, for example, spring-engaged and pressure-disengaged clutches, are possible and can be controlled using the pressure control system described herein.
Öl zur Kühlung und Schmierung der Gegendruckplatten 321 und Reibplatten 325 wird der Nasskupplung 311 aus einem Sumpf (nicht gezeigt) über ein Ölversorgungsrohr (nicht gezeigt) zugeführt. Das Getriebe 304 kann ein Schmierregelventil (nicht gezeigt) umfassen, um den Durchfluss von Hydraulikfluid zum Kühlen des Getriebes 304, einschließlich den Durchfluss von Hydraulikfluid zu der Nasskupplung 311, um die Gegendruckplatten 321 und Reibplatten 325 zu schmieren und/- oder zu kühlen, zu steuern. Dementsprechend ist das Schmierregelventil eine hydraulische Komponente des Getriebes 304 und wird auf der Basis eines hydraulischen Signals gesteuert. Das Getriebe 304 kann auch ein Leitungsdruck-Steuerventil (nicht gezeigt) umfassen, das ausgestaltet ist, um den Basisdruck von Hydraulikfluid in dem Getriebe 304 zu steuern. Das Leitungsdruck-Steuerventil liefert ein beständig unter Druck gesetztes Fluid von der Pumpe an viele Komponenten des Getriebes 304.Oil for cooling and lubricating the reaction plates 321 and friction plates 325 is supplied to the wet clutch 311 from a sump (not shown) via an oil supply pipe (not shown). Transmission 304 may include a lubrication control valve (not shown) to control hydraulic fluid flow to cool transmission 304, including hydraulic fluid flow to wet clutch 311 to lubricate and/or cool reaction plates 321 and friction plates 325 Taxes. Accordingly, the lubrication control valve is a hydraulic component of transmission 304 and is controlled based on a hydraulic signal. Transmission 304 may also include a line pressure control valve (not shown) configured to control the base pressure of hydraulic fluid in transmission 304 . The line pressure control valve supplies a constant pressurized fluid from the pump to many components of the 304 transmission.
Die Einrückung und Ausrückung oder das Lösen der Nasskupplung 311 wird durch Hydraulikfluid betätigt, das dem Hydraulikkolben 315 durch eine Anlegeleitung 342 von dem Drucksteuersystem 316 zugeführt wird. Hydraulikfluid wird dem Drucksteuersystem 316 durch eine Versorgungsleitung 320 zugeführt. Das Drucksteuersystem 316 und/oder die Anlegeleitung 342 kann mit einem Ablaufanschluss 344 in Fluidverbindung stehen, um den Druck zu entspannen, wenn der Hydraulikkolben 315 nicht unter Druck gesetzt sein soll. Der Hydraulikkolben 315 rückt die Nasskupplung 311 auf der Basis eines Steuersignals von der Anlegeleitung 342 ein oder aus. Das Steuersignal wird von dem Drucksteuersystem 316 übermittelt (Optionen dafür werden nachstehend ausführlicher beschrieben). Abhängig von der Ausgestaltung der Nasskupplung 311 und des Drucksteuersystems 316 kann das Steuersignal ein Ein/Aus-Signal sein, das zwischen eingerückt und ausgerückt keine Zwischenzustände aufweist, oder kann ein geregeltes Signal sein, das eine schlupfende Einrückung der Nasskupplung 311 zwischen vollständig eingerückten und vollständig ausgerückten Zuständen zulässt.The engagement and disengagement or release of the wet clutch 311 is actuated by hydraulic fluid supplied to the hydraulic piston 315 through an apply line 342 from the pressure control system 316 . Hydraulic fluid is supplied to pressure control system 316 through supply line 320 . The pressure control system 316 and/or the apply line 342 may be in fluid communication with a drain port 344 to relieve pressure when the hydraulic piston 315 is not to be pressurized. Hydraulic piston 315 engages or disengages wet clutch 311 based on a control signal from apply line 342 . The control signal is provided by the pressure control system 316 (options for this are described in more detail below). Depending on the design of the wet clutch 311 and the pressure control system 316, the control signal may be an on/off signal that has no intermediate states between engaged and disengaged, or may be a regulated signal that represents a slipping engagement of the wet clutch 311 between fully engaged and fully engaged disengaged states.
Die Nasskupplung 311 wird eingerückt, indem das Drucksteuersystem 316 betätigt wird, um Hydraulikdruckfluid von der Anlegeleitung 342 auf den Hydraulikkolben 315 aufzubringen, so dass der Hydraulikkolben 315 die Druckplatte 327 nach rechts (wie auf dem Blatt in 3B betrachtet) treibt, um die mehreren Gegendruckplatten 321 und Reibplatten 325 in Kontakt miteinander und gegen die Verstärkungsplatte 329 zusammenzudrücken, wodurch Drehmoment von dem Eingangselement, das funktional mit der Kupplungstrommel 317 verbunden ist, auf das Ausgangselement, das funktional mit den Reibplatten 325 in Eingriff steht, übertragen wird.Wet clutch 311 is engaged by actuating pressure control system 316 to apply pressurized hydraulic fluid from apply line 342 to hydraulic piston 315 so that hydraulic piston 315 moves pressure plate 327 to the right (as shown on sheet in 3B considered) drives to compress the plurality of reaction plates 321 and friction plates 325 into contact with each other and against the backing plate 329, thereby torque from the input member operatively connected to the clutch drum 317 to the output member operatively engaged to the friction plates 325 , is transmitted.
Die Nasskupplung 311 wird ausgerückt, indem das Drucksteuersystem 316 betätigt wird, um den Hydraulikdruck, der den Hydraulikkolben 315 betätigt, zu verringern oder zu entspannen, so dass sich der Hydraulikkolben 315 und die Druckplatte 327 nach links (wie auf dem Blatt in 3B betrachtet) in Antwort auf die Abnahme der Druck- und Ausrückfederkräfte bewegen, die durch Federn (nicht gezeigt) ausgeübt werden, die auf die Gegendruckplatten 321 und Reibplatten 325 wirken. Die Gegendruckplatten 321 und Reibplatten 325 gelangen derart voneinander außer Eingriff, dass nicht länger Drehmoment von den Reibplatten 325 auf die Gegendruckplatten 321 übertragen wird, wodurch das Ausgangselement funktional von dem Eingangselement außer Eingriff gebracht wird.The wet clutch 311 is disengaged by actuating the pressure control system 316 to reduce or relieve the hydraulic pressure actuating the hydraulic piston 315 so that the hydraulic piston 315 and pressure plate 327 move to the left (as shown on sheet in 3B considered) in response to the decrease in compression and release spring forces exerted by springs (not shown) acting on the reaction plates 321 and friction plates 325. The reaction plates 321 and friction plates 325 disengage from each other such that torque is no longer transmitted from the friction plates 325 to the reaction plates 321, thereby operatively disengaging the output member from the input member.
3C zeigt eine schematische Darstellung im Teilschnitt einer Trockenkupplung 312, die in einem nicht einschränkenden Beispiel ausgestaltet ist, um eine Abdeckung 338 zu umfassen, die an einem Ende funktional an einer zweiten Anlegeplatte 334 angebracht ist und am anderen Ende in funktionalem Kontakt mit einer Ausrückfeder oder einem Ausrückhebel 322 steht. Der Ausrückhebel 322 steht in funktionalem Kontakt mit einen Drucklager 350, das ausgestaltet ist, um durch einen ersten Hydraulikkolben 318 bewegbar zu sein. Der erste Hydraulikkolben 318 wird durch Hydraulikdruckfluid von einer Leitung 348 derart gesteuert, dass der erste Hydraulikkolben 318 einen konstanten Druck auf das Drucklager 350 und gegen den Ausrückhebel 322 ausübt. Der Druck in Leitung 348 kann zum Beispiel von einer Getriebepumpe, zugeführt und durch ein Drucksteuerventil gesteuert werde, wie es zuvor für 3B besprochen wurde, oder kann durch ein Drucksteuersystem, wie etwa das Drucksteuersystem 316, gesteuert werden. Die Trockenkupplung 312 umfasst ferner eine erste Anlegeplatte 324 und eine Zwischen- oder Mittelplatte 340, die eine Lager oder eine Lagerfläche 354 umfasst. Eine Rampen- oder Druckplatte 330 steht in funktionalem Kontakt mit einer Membranfeder 332. Die Membranfeder 332 steht in funktionalem Kontakt mit einem zweiten Drucklager 360, das ausgestaltet ist, um durch einen zweiten Hydraulikkolben 328 bewegbar zu sein. Der zweite Hydraulikkolben 328 wird durch Druckfluid gesteuert, das durch eine Anlegeleitung 342 zugeführt und durch eine Drucksteuersystem 316 gesteuert wird. 3C 12 is a schematic representation, in partial section, of a dry clutch 312 configured, in one non-limiting example, to include a cover 338 operatively attached at one end to a second apply plate 334 and at the other end in operative contact with a release spring or a Release lever 322 stands. The release lever 322 is in operative contact with a thrust bearing 350 configured to be moveable by a first hydraulic piston 318 . The first hydraulic piston 318 is controlled by pressurized hydraulic fluid from a line 348 such that the first hydraulic piston 318 applies constant pressure to the thrust bearing 350 and against the release lever 322 . The pressure in line 348 may, for example, be supplied by a transmission pump and controlled by a pressure control valve as previously described for 3B as discussed, or may be controlled by a pressure control system, such as pressure control system 316. The dry clutch 312 further includes a first application plate 324 and an intermediate or middle plate 340 that includes a bearing or bearing surface 354 . A ramp or pressure plate 330 is in operative contact with a diaphragm spring 332. The diaphragm spring 332 is in operative contact with a second thrust bearing 360 configured to be movable by a second hydraulic piston 328. As shown in FIG. The second hydraulic piston 328 is controlled by pressurized fluid supplied through an apply line 342 and controlled by a pressure control system 316 .
Eine erste Reibplatte 326 ist ineinandergreifend zwischen der ersten Anlegeplatte 324 und der Mittelplatte 340 angeordnet und umfasst eine erste Nabe 352. Eine zweite Reibplatte 336 ist ineinandergreifend zwischen der zweiten Anlegeplatte 334 und der Mittelplatte 340 angeordnet und umfasst eine zweite Nabe 356. Die erste Anlegeplatte 324, die Mittelplatte 340, die zweite Anlegeplatte 334, die erste Reibplatte 326 und die zweite Reibplatte 336 sind jeweils ausgestaltet, um um eine Achse 358 drehbar zu sein. Es ist zu verstehen, dass die Trockenkupplung 312 ferner mehrere Federn oder Hebel (nicht gezeigt) umfassen kann, die zur Dämpfung und/oder Ausrückung der Trockenkupplung 312 ausgestaltet sind.A first friction plate 326 is interdigitated between the first contact plate 324 and the center plate 340 and includes a first hub 352. A second friction plate 336 is interdigitated between the second contact plate 334 and the center plate 340 and includes a second hub 356. The first contact plate 324 , center plate 340, second apply plate 334, first friction plate 326, and second friction plate 336 are each configured to be rotatable about an axis 358. FIG. It is understood that the dry clutch 312 may further include a plurality of springs or levers (not shown) configured to dampen and/or disengage the dry clutch 312 .
Es sind verschiedene Ausgestaltungen der Trockenkupplung 312 möglich. Zum Beispiel kann die erste Nabe 352 funktional zur Drehung mit einem ersten rotierenden Element (nicht gezeigt), das eine Achse 358 aufweist, eingerückt sein. Die zweite Nabe 356 kann funktional zur Drehung mit einem zweiten rotierenden Element (nicht gezeigt), das eine Achse 358 aufweist, eingerückt sein. Die zweite Anlegeplatte 334 kann in funktionalem Kontakt mit einem Eingangs- oder Antriebselement stehen, das zum Beispiel das Schwungrad einer Maschine sein kann, und die erste und zweite Nabe 352 und 356 können jeweils und funktional mit einem ersten und zweiten rotierenden Element in Eingriff stehen, die jeweils Ausgangs- oder angetriebene Elemente sind. In diesem Fall, wenn die Trockenkupplung 312 eingerückt ist, ist die zweite Anlegeplatte 334 das Antriebselement und ein jedes von dem ersten und zweiten rotierenden Element sind durch ihren jeweiligen Eingriff mit der ersten und zweiten Nabe 352 und 356 durch Reibplatten 326, 336 angetriebene Elemente. In einer anderen Ausgestaltung können die Naben 352, 356 der jeweiligen ersten und zweiten Reibplatten 326, 336 beide funktional mit einem einzigen rotierenden Element, das ein angetriebenes Element ist, in Eingriff stehen.Various configurations of the dry clutch 312 are possible. For example, the first hub 352 may be operatively engaged for rotation with a first rotating member (not shown) having an axle 358 . The second hub 356 may be operatively engaged for rotation with a second rotating member (not shown) having an axle 358 . The second apply plate 334 may be in operative contact with an input or drive member, which may be, for example, a machine flywheel, and the first and second hubs 352 and 356 may be and operatively engaged with first and second rotating members, respectively. each being an output or driven element. In this case, when the dry clutch 312 is engaged, the second apply plate 334 is the driving member and each of the first and second rotating members are driven members through their respective engagement with the first and second hubs 352 and 356 through friction plates 326,336. In another embodiment, the hubs 352, 356 of the respective first and second friction plates 326, 336 may both operatively engage a single rotating member that is a driven member.
Es ist zu verstehen, dass andere Ausgestaltungen von Trockenkupplungen und Komponenten davon möglich sind und unter Verwendung des hierin beschriebenen Drucksteuersystems gesteuert werden können. Das Getriebe 304 kann auch ein Leitungsdruck-Steuerventil (nicht gezeigt) umfassen, das ausgestaltet ist, um den Basisdruck von Hydraulikfluid in dem Getriebe 304 zu steuern. Das Leitungsdruck-Steuerventil liefert ein beständig unter Druck gesetztes Fluid von der Pumpe an viele Komponenten des Getriebes 304.It is understood that other configurations of dry clutches and components thereof are possible and can be controlled using the pressure control system described herein. Transmission 304 may also include a line pressure control valve (not shown) configured to control the base pressure of hydraulic fluid in transmission 304 . The line pressure control valve supplies a constant pressurized fluid from the pump to many components of the 304 transmission.
Die Einrückung und Ausrückung oder das Lösen der Trockenkupplung 312 wird durch Hydraulikfluid betätigt, das dem zweiten Hydraulikkolben 328 durch eine Anlegeleitung 342 von dem Drucksteuersystem 316 zugeführt wird. Hydraulikfluid wird dem Drucksteuersystem 316 durch eine Versorgungsleitung 320 zugeführt. Das Drucksteuersystem 316 und/oder die Anlegeleitung 342 kann mit einem Ablaufanschluss 344 in Fluidverbindung stehen, um den Druck zu entspannen, wenn der zweite Hydraulikkolben 328 nicht unter Druck gesetzt sein soll. Der zweite Hydraulikkolben 328 rückt die Trockenkupplung 312 auf der Basis eines Steuersignals von der Anlegeleitung 342 ein oder aus. Das Steuersignal wird von dem Drucksteuersystem 316 übermittelt (Optionen dafür werden nachstehend ausführlicher beschrieben). Abhängig von der Ausgestaltung der Trockenkupplung 312 und des Drucksteuersystems 316, kann das Steuersignal ein Ein/Aus-Signal sein, das zwischen eingerückt und ausgerückt keine Zwischenzustände aufweist, oder kann eine geregeltes Signal sein, das eine schlupfende Einrückung der Trockenkupplung 312 zwischen vollständig eingerückten und vollständig ausgerückten Zuständen zulässt.The engagement and disengagement or release of the dry clutch 312 is actuated by hydraulic fluid supplied to the second hydraulic piston 328 through an apply line 342 from the pressure control system 316 . Hydraulic fluid is supplied to pressure control system 316 through supply line 320 . The pressure control system 316 and/or the apply line 342 may be in fluid communication with a drain port 344 to relieve pressure when the second hydraulic piston 328 is not to be pressurized. The second hydraulic piston 328 engages or disengages the dry clutch 312 based on a control signal from the apply line 342 . The control signal is provided by the pressure control system 316 (options for this are described in more detail below). Depending on the design of the dry clutch 312 and the pressure control system 316, the control signal may be an on/off signal that has no intermediate states between engaged and disengaged, or it may be a regulated signal that indicates a slipping engagement of the dry clutch 312 between fully engaged and fully disengaged states.
Die Trockenkupplung 312 wird eingerückt, indem das Drucksteuersystem 316 betätigt wird, um Hydraulikdruckfluid von der Anlegeleitung 342 auf den zweiten Hydraulikkolben 328 aufzubringen, so dass der zweite Hydraulikkolben 328 das Drucklager 360 nach rechts (wie auf dem Blatt in 3C betrachtet) bewegt, um die Mitte der Membranfeder 332 zusammenzudrücken, was bewirkt, dass die Membranfeder sich biegt und Druck gegen die Druckplatte 330 ausübt, so dass die erste Anlegeplatte 324, die Mittelplatte 340 und die Reibplatten 326, 336 in Kontakt miteinander und gegen die zweite Anlegeplatte 334 gelangen, wodurch Drehmoment von dem Antriebselement, zum Beispiel dem Maschinenschwungrad, das funktional mit der zweiten Anlegeplatte 334 verbunden ist, auf das drehbare Ausgangselement/die drehbaren Ausgangselemente, das/die funktional mit den Naben 352 und 356 steht/stehen, aufgebracht wird.Dry clutch 312 is engaged by actuating pressure control system 316 to apply pressurized hydraulic fluid from apply line 342 to second hydraulic piston 328 so that second hydraulic piston 328 moves thrust bearing 360 to the right (as shown on sheet in 3C viewed) is moved to compress the center of the diaphragm spring 332, causing the diaphragm spring to flex and apply pressure against the pressure plate 330 so that the first application plate 324, middle plate 340 and friction plates 326, 336 are in contact with each other and against the second apply plate 334, thereby applying torque from the input member, e.g., engine flywheel, operatively connected to second apply plate 334 to the output rotatable member(s) operatively associated with hubs 352 and 356 will.
Die Trockenkupplung 312 wird ausgerückt, indem das Drucksteuersystem 316 betätigt wird, um den Hydraulikdruck, der den zweiten Hydraulikkolben 328 betätigt, zu verringern oder zu entspannen, so dass sich der zweite Hydraulikkolben 328 und das Drucklager 360 nach links (wie auf dem Blatt in 3C betrachtet) in Ansprechen auf die Abnahme der Druck- und Ausrückfederkräfte bewegen, die durch Federn (nicht gezeigt) und den Ausrückhebel 322, der durch den ersten Hydraulikkolben 318 unter Druck gesetzt wird, ausgeübt werden. Die Anlegeplatten 324, 334, die Mittelplatte 340 und die Reibplatten 326, 336 werden jeweils voneinander ausgerückt, so dass nicht länger Drehmoment von der Anlegeplatte 334 auf die Reibplatten 326, 336 übertragen wird, wodurch das Eingangs- oder Antriebselement funktional von dem Ausgangs- oder angetriebenen Element getrennt wird.The dry clutch 312 is disengaged by actuating the pressure control system 316 to reduce or relieve hydraulic pressure actuating the second hydraulic piston 328 so that the second hydraulic piston 328 and thrust bearing 360 move to the left (as shown on sheet in 3C considered) in response to the decrease in compression and release spring forces exerted by springs (not shown) and the release lever 322 which is pressurized by the first hydraulic piston 318. The apply plates 324, 334, center plate 340 and friction plates 326, 336 are each disengaged from each other so that torque is no longer transmitted from the apply plate 334 to the friction plates 326, 336, thereby functionally disengaging the input or drive member from the output or driven element is separated.
Nun unter Bezugnahme auf die 4-8 und mit fortgesetztem Bezug auf die 1-3C sind schematische Blockdiagramme von Optionen für Drucksteuersysteme für Kupplungen, wie etwa die in 3B gezeigte Nasskupplung 311 und die in 3C gezeigte Trockenkupplung 312 gezeigt. Jeder die mehreren gezeigten und beschriebenen Optionen für Drucksteuersysteme kann für den Betrieb und die Steuerung jeder der Nass- und Trockenkupplungen 311, 312 durch ein Drucksteuersystem 316 verwendet werden. In dem in den 3B und 3C schematisch gezeigten Drucksteuersystem 316 können jegliche der Optionen ersetzt sein.Now referring to the 4-8 and with continued reference to the 1-3C are schematic block diagrams of options for pressure control systems for clutches, such as those in 3B shown wet clutch 311 and in 3C shown dry clutch 312 shown. Any of the several pressure control system options shown and described may be used for the operation and control of each of the wet and dry clutches 311, 312 by a pressure control system 316. In the in the 3B and 3C Any of the options may be substituted for the pressure control system 316 shown schematically.
4 zeigt eine erste nicht erfindungsgemäße Option 400 für ein Drucksteuersystem für eine hydraulisch betätigte Komponente 410 innerhalb des Antriebsstrangs 300. Die hydraulisch betätigte Komponente 410 kann zum Beispiel jede der oben beschriebenen und in 3 gezeigten Komponenten des Getriebes 304, die eine oder mehrere Kupplungsanordnungen einschließen, wie etwa die oben beschriebene und in 3B gezeigte Nasskupplung 311, die oben beschriebene und in 3C gezeigte Trockenkupplung 312, eine anders ausgestaltete Nasskupplung oder Trockenkupplung, ein Schmierregelventil (nicht gezeigt), ein Leitungsdruck-steuerventil (nicht gezeigt), das Drucksteuersystem 316 und die Hydraulikkolben 315, 318, 328 umfassen, ist aber nicht darauf beschränkt. Die erste Option 400 umfasst ein Vorsteuerventil 412, das ein Regelventil 414 steuert. Das Regelventil 414 steht mit dem Vorsteuerventil 412 in Fluidverbindung. Das Vorsteuerventil 412 umfasst ein erstes Ventil 416, das ein Vorsteuersignal erzeugt. Das Regelventil 414 ist ausgestaltet, um das Vorsteuersignal zu empfangen, und das Regelventil 414 ist ausgestaltet, um ein Steuersignal auszugeben, das die hydraulisch betätigte Komponente 410 steuert. 4 12 shows a first option 400 for a pressure control system, not in accordance with the invention, for a hydraulically actuated component 410 within the powertrain 300. The hydraulically actuated component 410 may, for example, be any of those described above and described in FIG 3 components of transmission 304 shown, including one or more clutch assemblies, such as those described above and FIG 3B shown wet clutch 311, the one described above and in 3C dry clutch 312 shown, a differently configured wet clutch or dry clutch, a lubrication control valve (not shown), a line pressure control valve (not shown), the pressure control system 316 and the hydraulic pistons 315, 318, 328, but is not limited thereto. The first option 400 includes a pilot valve 412 that controls a regulator valve 414 . The regulator valve 414 is in fluid communication with the pilot valve 412 . Pilot valve 412 includes a first valve 416 that generates a pilot signal. The regulator valve 414 is configured to receive the pilot control signal and the regulator valve 414 is configured to output a control signal that controls the hydraulically actuated component 410 .
In der in 4 gezeigten ersten nicht erfindungsgemäßen Option 400 kann das erste Ventil 416 das in 1 gezeigte MEMS-Mikroventil 100 umfassen, und das Regelventil 414 kann das Schiebeventil 200 auf MEMS-Basis umfassen. Das gezeigte MEMS-Mikroventil 100 geht in die offene Ausgangsstellung zurück, was als ein „normal beaufschlagtes“ Ventil bezeichnet werden kann. Alternativ kann das MEMS-Mikroventil 100 ausgestaltet sein, zu schließen, indem der dem Ventilaktor 114 zugeführte elektrische Strom verringert wird, so dass das MEMS-Mikroventil 100 in die geschlossene Ausgangsstellung zurückgehen würde, was als ein „normal nicht beaufschlagtes“ Ventil bezeichnet werden kann. Deshalb erzeugt das MEMS-Mikroventil 100, wie es hierin beschrieben ist, das Vorsteuersignal und übermittelt es durch den Vorsteueranschluss 120 an die vorgesteuerte Kammer 220 des Schiebeventils 200 auf MEMS-Basis.in the in 4 shown first option 400 not according to the invention, the first valve 416 in 1 MEMS micro-valve 100 as shown, and control valve 414 may include MEMS-based spool valve 200 . The MEMS microvalve 100 shown returns to the default open position, which may be referred to as a "normally loaded" valve. Alternatively, the MEMS microvalve 100 may be configured to close by reducing the electrical current supplied to the valve actuator 114 such that the MEMS microvalve 100 would return to the default closed position, which may be referred to as a "normally de-energized" valve . Therefore, as described herein, the MEMS microvalve 100 generates the pilot signal and communicates it through the pilot port 120 to the pilot chamber 220 of the MEMS-based spool valve 200 .
Wenn das in 1 gezeigte MEMS-Mikroventil 100 mit dem Schiebeventil 200 auf MEMS-Basis kombiniert ist, entweder indem die beiden direkt aneinander angebracht sind oder indem der Vorsteueranschluss 120 und die vorgesteuerte Kammer 220 fluidtechnisch verbunden sind, wie es in den 1 und 2 gezeigt ist, wirkt das MEMS-Mikroventil 100 auf das Schiebeventil 200 auf MEMS-Basis, um den Fluiddurchfluss und -druck an dem ersten Lastanschluss 228 und dem zweiten Lastanschluss 230 zu verändern.If that's in 1 The MEMS microvalve 100 shown is combined with the MEMS-based slide valve 200 either by attaching the two directly to each other or by fluidly connecting the pilot port 120 and the pilot chamber 220 as shown in FIGS 1 and 2 As shown, the MEMS microvalve 100 acts on the MEMS-based spool valve 200 to vary the fluid flow and pressure at the first load port 228 and the second load port 230 .
Der Einlassanschluss 116 in dem MEMS-Mikroventil 100 ist im Vergleich mit dem Versorgungsanschluss 224 und dem ersten Lastanschluss 228 des Schiebeventils 200 auf MEMS-Basis relativ klein. Im kombinierten Betrieb deckt der Balken 112 des MEMS-Mikroventils 100 den Einlassanschluss 116 ab, und Fluid strömt durch den Einlassanschluss 116, die erste Kammer 122 und die Auslassblende 124 zu dem Auslassanschluss 118. Der Einlassanschluss 116 kann als eine zusätzliche Blende in dieser Durchflussstrecke wirken.The inlet port 116 in the MEMS microvalve 100 is relatively small compared to the supply port 224 and the first load port 228 of the MEMS-based slide valve 200 . In combined operation, the beam 112 of the MEMS microvalve 100 covers the inlet port 116 and fluid flows through the inlet port 116, the first chamber 122 and the outlet orifice 124 to the outlet port 118. The inlet port 116 can act as an additional orifice in this flow path .
Aufgrund des möglichen Druckabfalls durch den Einlassanschluss 116 kann es sein, dass es nicht möglich ist, den Druck in der vorgesteuerten Kammer 220 des Schiebeventils 200 auf MEMS-Basis bis zu dem Druck zu bekommen, der durch die Hochdruck-Fluidquelle bereitgestellt wird. Der Druck in der Gegenkammer 244 kann aufgrund der größeren Öffnungen des Versorgungsanschlusses 224 und des ersten Lastanschlusses 228 des Schiebeventils 200 auf MEMS-Basis und des resultierenden Niederdruckabfalls, wenn Fluid durch diese Anschlüsse strömt, einen höheren Druck (bei oder nahe bei dem Pumpenauslassdruck) erreichen, als er in der vorgesteuerten Kammer 220 erreicht werden kann. Da jedoch die Oberfläche der vorgesteuerten Fläche 216 größer als die Oberfläche der Gegenfläche 222 ist, kann der Schieber 212 dennoch nach links (wie in 2 betrachtet) bewegt werden, selbst wenn der Druck in der vorgesteuerten Kammer 220, der auf die vorgesteuerte Fläche 216 wirkt, geringer als der Druck in der Gegenkammer 244 ist.Due to the possible pressure drop through the inlet port 116, it may not be possible to get the pressure in the pilot operated chamber 220 of the MEMS based shift valve 200 up to the pressure provided by the high pressure fluid source. The pressure in the back chamber 244 may reach a higher pressure (at or near the pump outlet pressure) due to the larger openings of the supply port 224 and the first load port 228 of the MEMS-based shift valve 200 and the resulting low pressure drop as fluid flows through these ports , than can be achieved in the pilot chamber 220. However, since the surface of the pilot surface 216 is larger than the surface of the counter surface 222, the slider 212 can still move to the left (as in 2 considered) can be moved even if the pressure in the pilot chamber 220 acting on the pilot area 216 is less than the pressure in the opposing chamber 244.
Das Schiebeventil 200 auf MEMS-Basis weist drei Hauptbetriebszonen oder -stellungen auf: eine Druckzunahmestellung, eine Druckhaltestellung und eine Druckabnahmestellung. Das Schiebeventil 200 auf MEMS-Basis ist in 2 in der Druckhaltestellung gezeigt, so dass das Schiebeventil 200 auf MEMS-Basis Druckfluid an der hydraulisch betätigten Komponente 410 (der Last) hält.The MEMS-based spool valve 200 has three main zones or positions of operation: a pressure increase position, a pressure hold position, and a pressure decrease position. The MEMS-based slide valve 200 is in 2 shown in the pressure hold position such that the MEMS-based shift valve 200 holds pressurized fluid at the hydraulically actuated component 410 (the load).
Wenn der Schieber 212 nach rechts (wie in 2 betrachtet) bewegt wird, befindet sich das Schiebeventil 200 auf MEMS-Basis in der Druckabnahmestellung. Dies wird bewerkstelligt, wenn der Controller 314 das MEMS-Mikroventil 100 anweist, zu schließen, indem der dem Ventilaktor 114 zugeführte elektrische Strom erhöht wird. Die ersten und zweiten Rippen 132 und 134 des Ventilaktors 114 dehnen sich aus, was bewirkt, dass der Balken 112 in der Gegenuhrzeigerrichtung verschwenkt (wobei der Biegezapfen 126 gebogen wird) und mehr von dem Einlassanschluss 116 bedeckt. Der Durchfluss durch die erste Kammer 122 von dem Einlassanschluss 116 zu dem Auslassanschluss 118 nimmt ab. Der Druckabfall über die Auslassblende 124 nimmt ab.If the slide 212 to the right (as in 2 considered) is moved, the MEMS-based slide valve 200 is in the pressure-reducing position. This is accomplished when the controller 314 instructs the MEMS microvalve 100 to to close by increasing the electrical current supplied to the valve actuator 114 . The first and second ribs 132 and 134 of the valve actuator 114 expand causing the beam 112 to pivot in the counterclockwise direction (flexing the flexure pin 126 ) and covering more of the inlet port 116 . Flow through the first chamber 122 from the inlet port 116 to the outlet port 118 decreases. The pressure drop across the outlet orifice 124 decreases.
Der Druck in der ersten Kammer 122 und dem Vorsteueranschluss 120 nimmt ebenfalls ab. Da der Vorsteueranschluss 120 in direkter Fluidverbindung mit der vorgesteuerten Kammer 220 steht, führt dies zu einem Ungleichgewicht der Kräfte, die auf den Schieber 212 wirken. Die verringerte Kraft, die auf die vorgesteuerte Fläche 216 wirkt (aufgrund des abgesenkten Drucks in der vorgesteuerten Kammer 220), ist nun niedriger als die unveränderte Kraft, die auf die Gegenfläche 222 aufgrund des Drucks in der Gegenkammer 244 (die mit der Last verbunden ist) wirkt.The pressure in the first chamber 122 and the pilot port 120 also decreases. Because the pilot port 120 is in direct fluid communication with the pilot chamber 220 , this results in an imbalance in the forces acting on the spool 212 . The reduced force acting on the pilot area 216 (due to the decreased pressure in the pilot chamber 220) is now lower than the unchanged force acting on the counter area 222 due to the pressure in the counter chamber 244 (which is associated with the load ) works.
Das Kraftungleichgewicht drängt den Schieber 212 des Schiebeventils 200 auf MEMS-Basis nach rechts (wie in 2 betrachtet). Der Steg 236 wird somit nach rechts bewegt, was einen Durchfluss von Druckfluid von der hydraulisch betätigten Komponente 410, durch den zweiten Lastanschluss 230 und durch die zweite Öffnung 234 in dem Schieber 212 gestattet. Von dort gelangt etwas von dem Durchfluss direkt aus dem Tankanschluss 226 heraus, während etwas Durchfluss bis in die Mulde oberhalb des Tankanschlusses 226, über die Oberseite des Stegs 236, herunter durch die erste Öffnung 232 und aus dem Tankanschluss 226 heraus gelangen kann. Auf diese Weise wird Druck von der hydraulisch betätigten Komponente 410 entspannt und zu dem mit dem Tankanschluss 226 verbundenen Niederdruckreservoir abgelassen.The force imbalance pushes the spool 212 of the MEMS-based slide valve 200 to the right (as in 2 considered). The land 236 is thus moved to the right, allowing pressurized fluid to flow from the hydraulically actuated component 410 , through the second load port 230 and through the second orifice 234 in the spool 212 . From there, some of the flow passes directly out of the tank port 226 while some of the flow can pass up into the trough above the tank port 226, over the top of the ridge 236, down through the first opening 232 and out of the tank port 226. In this manner, pressure is relieved from the hydraulically actuated component 410 and vented to the low pressure reservoir connected to the tank port 226 .
Der Schieber 212 des Schiebeventils 200 auf MEMS-Basis wird sich zurück in die Druckhaltestellung bewegen, wenn der Druck in der Gegenkammer 244 (der durch den ersten Lastanschluss 228 wirkt) ausreichend verringert wird, so dass Kräfte, die auf den Schieber 212 wirken, den Schieber 212 nach links (wie in 2 betrachtet) drängen. Bei ausgeglichenen Kräften wird der Schieber 212 des Schiebeventils 200 auf MEMS-Basis in der Druckhaltestellung stoppen. Somit wird der Druck an der Last (wie durch den ersten Lastanschluss 228 und den zweiten Lastanschluss 230 erfasst) proportional zu dem elektrischen Signal (Strom) sein, das dem Ventilaktor 114 zugeführt wird.The spool 212 of the MEMS-based spool valve 200 will move back to the pressure holding position when the pressure in the opposing chamber 244 (acting through the first load port 228) is reduced sufficiently such that forces acting on the spool 212, the Slider 212 to the left (as in 2 considered) urge. When the forces are balanced, the spool 212 of the MEMS-based spool valve 200 will stop in the pressure hold position. Thus, the pressure at the load (as sensed by the first load port 228 and the second load port 230 ) will be proportional to the electrical signal (current) supplied to the valve actuator 114 .
Um das Schiebeventil 200 auf MEMS-Basis in die Druckzunahmestellung zu bewegen, verringert der Controller 314 den Stromfluss durch die Rippen des Ventilaktors 114, und der Balken 112 des MEMS-Mikroventils 100 verschwenkt sich in der Uhrzeigerrichtung, um mehr von dem Einlassanschluss 116 abzudecken. Dies führt zu einer Druckzunahme in der vorgesteuerten Kammer 220, während der Druck in der Gegenkammer 244 konstant bleibt. Der Schieber 212 wird aufgrund des resultierenden Ungleichgewichts von Kräften, die auf den Schieber 212 wirken, nach links (wie in 2 betrachtet) bewegt. Wenn sich das Schiebeventil 200 auf MEMS-Basis in der Druckabnahmestellung befindet, bewegt die Bewegung des Schiebeventils nach links dieses zurück in die in 2 gezeigte Druckhaltestellung.To move the MEMS-based slide valve 200 to the pressure increase position, the controller 314 reduces the flow of current through the fins of the valve actuator 114, and the beam 112 of the MEMS microvalve 100 pivots clockwise to cover more of the inlet port 116. This results in an increase in pressure in the pilot chamber 220 while the pressure in the counter chamber 244 remains constant. Slider 212 is moved to the left (as in Fig 2 viewed) moved. When the MEMS-based spool valve 200 is in the pressure release position, movement of the spool valve to the left moves it back to the in position 2 pressure holding position shown.
Wenn der Controller 314 den Stromfluss weiter verringert und bewirkt, dass sich das MEMS-Mikroventil 100 weiter öffnet, nimmt der Druck in der vorgesteuerten Kammer 220 weiter zu, wobei der Schieber 212 des Schiebeventils 200 auf MEMS-Basis weiter nach links (wie in 2 betrachtet) in die Druckzunahmestellung gedrängt wird. Der Steg 242 wird nach links bewegt, wobei Durchfluss von Druckfluid von dem Versorgungsanschluss 224 durch die dritte Öffnung 238 in dem Schieber 212 gestattet wird. Aus der dritten Öffnung 238 gelangt etwas von dem Durchfluss direkt aus dem ersten Lastanschluss 228 heraus, während etwas Durchfluss hinauf in die Mulde über die Oberseite des Stegs 242, durch die zweite Gegenkammer 244 und aus dem ersten Lastanschluss 228 heraus gelangen kann. Auf diese Weise wird Druck von der Quelle für Hochdruckfluid, die an Versorgungsanschluss 224 angeschlossen ist, zu dem ersten Lastanschluss 228 gelenkt und auf die an diesen angeschlossene Last (z.B. die hydraulisch betätigte Komponente 410) aufgebracht.As the controller 314 further decreases the current flow and causes the MEMS microvalve 100 to open further, the pressure in the pilot operated chamber 220 continues to increase, moving the spool 212 of the MEMS-based slide valve 200 further to the left (as in Fig 2 considered) is pushed into the pressure increase position. Land 242 is moved to the left allowing pressurized fluid to flow from supply port 224 through third opening 238 in spool 212 . From the third orifice 238 some of the flow passes directly out of the first load port 228 while some flow may pass up into the trough over the top of the land 242 , through the second back chamber 244 and out of the first load port 228 . In this manner, pressure from the source of high pressure fluid connected to supply port 224 is directed to the first load port 228 and applied to the load (eg, hydraulically actuated component 410) connected thereto.
Das von dem Schiebeventil 200 auf MEMS-Basis erzeugte Steuersignal kann eine ausreichende Druck- und Durchflusskennlinie aufweisen, um die hydraulisch betätigte Komponente 410 mit einer relativ kurzen Antwortzeit zu steuern. Es kann sein, dass das von dem MEMS-Mikroventil 100 erzeugte Vorsteuersignal in der Lage ist, die hydraulisch betätigte Komponente 410 direkt zu steuern. Jedoch können die Antwortzeiten von einem direkten Steuern der hydraulisch betätigten Komponente 410 mit dem MEMS-Mikroventil 100 relativ langsamer sein, als wenn dieses mit dem Schiebeventil auf MEMS-Basis oder einem anderen verstärkenden Ventil kombiniert ist (durch Zunahmen des Durchflusses).The control signal generated by the MEMS-based spool valve 200 may have sufficient pressure and flow characteristics to control the hydraulically-actuated component 410 with a relatively short response time. The pilot signal generated by the MEMS microvalve 100 may be able to control the hydraulically actuated component 410 directly. However, the response times of directly controlling the hydraulically actuated component 410 with the MEMS microvalve 100 may be relatively slower than when combined with the MEMS-based spool valve or other amplifying valve (through increases in flow).
Wie es in 4 ebenfalls gezeigt ist, umfasst die erste Option 400 ferner einen MEMS-Druckwandler 420. Der MEMS-Druckwandler 420 ist optional. Wenn er jedoch verwendet wird, ist der MEMS-Druckwandler 420 ausgestaltet, um das Druckprofil des Steuersignals von dem Regelventil 414 zu erfassen. Der Controller 314 oder die andere Steuereinrichtung kann ausgestaltet sein, um einen Eingang von dem MEMS-Druckwandler 420 zu empfangen und einen Ausgang an das MEMS-Mikroventil 100 in dem Vorsteuerventil 412 zu liefern und somit den Systemdruck in Antwort auf einen Eingang von dem MEMS-Druckwandler 420 zu regeln. Mit dem MEMS-Druckwandler 420 und dem Controller 314 kann daher die erste Option 400 für eine Regelkreisrückführung und Einstellung des Steuersignals, das zu der hydraulisch betätigten Komponente 410 gesendet wird, ausgestaltet sein.like it in 4 Also shown, the first option 400 further includes a MEMS pressure transducer 420. The MEMS pressure transducer 420 is optional. However, when used, the MEMS pressure transducer 420 is configured to acquire the pressure profile of the control signal from the regulator valve 414 . The controller 314 or the other Controller may be configured to receive an input from the MEMS pressure transducer 420 and provide an output to the MEMS microvalve 100 in the pilot valve 412 and thus regulate the system pressure in response to an input from the MEMS pressure transducer 420. Thus, with the MEMS pressure transducer 420 and the controller 314 , the first option 400 can be configured for closed-loop feedback and adjustment of the control signal sent to the hydraulically-actuated component 410 .
Die hydraulisch betätigte Komponente 410 kann eine der Ausgestaltungen der Nasskupplung 311 und der Trockenkupplung 312 sein, die in den 3B und 3C gezeigt sind, oder kann eine anders ausgestaltet Nasskupplung oder Trockenkupplung sein. Zum Beispiel, und ohne Einschränkung, kann das Steuersignal von dem Regelventil 414 direkt zu der Anlegeleitung 342 geschickt werden, um die Kupplung direkt zu regeln (wie es jeweils in den 3B und 3C für die Nasskupplung 311 bzw. Trockenkupplung 312 dargestellt ist). In den veranschaulichten Ausgestaltungen wird die Einrückung und Ausrückung der jeweiligen Nass- bzw. Trockenkupplung 311, 312 durch das Steuersignal gesteuert, das von der Anlegeleitung 342 von dem Regelventil 414 geliefert wird, das in Antwort auf das Vorsteuersignal von dem Vorsteuerventil 412 erzeugt wird.Hydraulically actuated component 410 may be any of the wet clutch 311 and dry clutch 312 configurations described in FIGS 3B and 3C are shown, or may be a differently configured wet clutch or dry clutch. For example, and without limitation, the control signal from the control valve 414 may be sent directly to the apply line 342 to control the clutch directly (as discussed in FIGS 3B and 3C for the wet clutch 311 or dry clutch 312). In the illustrated embodiments, the engagement and disengagement of the respective wet and dry clutches 311, 312 is controlled by the control signal provided by the apply line 342 from the regulator valve 414, which is generated in response to the pilot signal from the pilot valve 412.
5 zeigt eine zweite erfindungsgemäße Option 500 für ein Drucksteuersystem für die hydraulisch betätigte Komponente 510 innerhalb des Antriebsstrangs 300. Die hydraulisch betätigte Komponente 510 kann zum Beispiel jede der oben beschriebenen und in 3 gezeigten Komponenten des Getriebes 304, die eine oder mehrere Kupplungsanordnungen einschließen, wie etwa die oben beschriebene und in 3B gezeigte Nasskupplung 311, die oben beschriebene und in 3C gezeigte Trockenkupplung 312, eine anders ausgestaltete Nasskupplung oder Trockenkupplung, ein Schmierregelventil (nicht gezeigt), ein Leitungsdruck-steuerventil (nicht gezeigt), das Drucksteuersystem 316 und die Hydraulikkolben315, 318, 328 umfassen, ist aber nicht darauf beschränkt. Die zweite Option 500 umfasst ein Vorsteuerventil 512, das ein Regelventil 514 steuert. Das Regelventil 514 steht mit dem Vorsteuerventil 512 in Fluidverbindung. 5 12 shows a second pressure control system option 500 for the hydraulically actuated component 510 within the powertrain 300 according to the present invention. The hydraulically actuated component 510 may be, for example, any of those described above and described in 3 components of transmission 304 shown, including one or more clutch assemblies, such as those described above and FIG 3B shown wet clutch 311, the one described above and in 3C The dry clutch 312 shown includes, but is not limited to, a differently configured wet clutch or dry clutch, a lubrication control valve (not shown), a line pressure control valve (not shown), the pressure control system 316, and the hydraulic pistons 315, 318, 328. The second option 500 includes a pilot valve 512 that controls a regulator valve 514 . The regulator valve 514 is in fluid communication with the pilot valve 512 .
Das Vorsteuerventil 512 umfasst ein erstes Ventil 516, das ein Vorsteuersignal erzeugt. Jedoch anders als die in 4 gezeigte erste Option 400 umfasst das Vorsteuerventil 512 in der zweiten Option 500 auch ein zweites Ventil 518, das das Vorsteuersignal zu einem verstärkten Vorsteuersignal hochstuft oder verstärkt. Das Regelventil 514 ist ausgestaltet, um das verstärkte Vorsteuersignal zu empfangen, und das Regelventil 514 ist ausgestaltet, um ein Steuersignal auszugeben, das die hydraulisch betätigte Komponente 510 steuert.Pilot valve 512 includes a first valve 516 that generates a pilot signal. However, unlike the in 4 In the first option 400 shown, the pilot valve 512 in the second option 500 also includes a second valve 518 that steps up or amplifies the pilot signal to an amplified pilot signal. The regulator valve 514 is configured to receive the amplified pilot signal and the regulator valve 514 is configured to output a control signal that controls the hydraulically actuated component 510 .
In der in 5 gezeigten zweiten Option 500 kann das erste Ventil 516 das in 1 gezeigte MEMS-Mikroventil 100 umfassen, und das zweite Ventil 518 kann das Schiebeventil 200 auf MEMS-Basis umfassen. Deshalb erzeugt das MEMS-Mikroventil 100, wie es hierin bereits beschrieben wurde, selektiv das Vorsteuersignal und übermittelt es durch den Vorsteueranschluss 120 an die vorgesteuerte Kammer 220 des Schiebeventils 200 auf MEMS-Basis. Jedoch ist mit der zweiten Option 500 der Ausgang des Schiebeventils 200 auf MEMS-Basis das verstärkte Vorsteuersignal, das dann von dem Regelventil 514 verwendet wird.in the in 5 shown second option 500, the first valve 516 in 1 MEMS microvalve 100 as shown, and the second valve 518 may comprise the MEMS-based slide valve 200. Therefore, as previously described herein, the MEMS microvalve 100 selectively generates the pilot signal and communicates it through the pilot port 120 to the pilot chamber 220 of the MEMS-based spool valve 200 . However, with the second option 500 , the output of the MEMS-based shift valve 200 is the amplified pilot signal that is then used by the control valve 514 .
In der in 5 gezeigten zweiten Option 500 ist das Regelventil 514 ein herkömmliches mechanisches Regelventil. Im Allgemeinen ist das herkömmliche mechanische Regelventil ein Regelventil, das durch mechanische Bearbeitungsprozesse produziert wird, im Gegensatz zu den Mikrobearbeitungsprozessen, die verwendet werden, um Einrichtungen auf MEMS-Basis zu produzieren. Auf der Basis des von dem Vorsteuerventil 512 gelieferten verstärkten Vorsteuersignals liefert das herkömmliche mechanische Regelventil das Steuersignal für die hydraulisch betätigte Komponente 510.in the in 5 In the second option 500 shown, the control valve 514 is a conventional mechanical control valve. In general, the traditional mechanical control valve is a control valve produced by mechanical machining processes, as opposed to the micromachining processes used to produce MEMS-based devices. Based on the amplified pilot signal provided by the pilot valve 512, the conventional mechanical control valve provides the control signal for the hydraulically operated component 510.
Das von dem Vorsteuerventil 512 (das sowohl das erste Ventil 516 als auch das zweite Ventil 518 und das Schiebeventil 200 auf MEMS-Basis umfasst) erzeugte verstärkte Vorsteuersignal kann eine ausreichende Druck- und Durchflusskennlinie aufweisen, um das herkömmliche mechanische Regelventil zu steuern, das dann die hydraulisch betätigte Komponente 510 steuern kann. Jedoch kann es sein, dass das von dem ersten Ventil 516 (dem MEMS-Mikroventil 100) des Vorsteuerventils 512 erzeugte Vorsteuersignal nicht in der Lage wäre, das herkömmliche mechanische Regelventil direkt ohne Verzögerung der Antwortzeit vorzusteuern. Während darüber hinaus das MEMS-Mikroventil 100 in der Lage sein kann, die hydraulisch betätigte Komponente 510 direkt zu steuern, kann die Antwortzeit aufgrund des begrenzten Durchflusses, der durch das MEMS-Mikroventil 100 hindurchgelangt, begrenzt sein. Das herkömmliche mechanische Regelventil erhöht die Druck- und Durchflusskennlinie weiter, die verwendet wird, um die hydraulisch betätigte Komponente 510 zu steuern, im Vergleich mit der in 4 gezeigten ersten Option 400.The amplified pilot signal generated by the pilot valve 512 (which includes both the first valve 516 and the second valve 518 and the MEMS-based spool valve 200) may have sufficient pressure and flow characteristics to control the conventional mechanical control valve that then the hydraulically operated component 510 can control. However, the pilot signal generated by the first valve 516 (the MEMS microvalve 100) of the pilot valve 512 may not be able to directly pilot the conventional mechanical control valve without delay in response time. Additionally, while the MEMS microvalve 100 may be able to directly control the hydraulically actuated component 510, the response time may be limited due to the limited flow that can pass through the MEMS microvalve 100. FIG. The conventional mechanical control valve further increases the pressure and flow characteristics used to control the hydraulically actuated component 510 compared to that in FIG 4 shown first option 400.
Ähnlich wie bei der in 4 gezeigten ersten Option umfasst die zweite Option 500 darüber hinaus einen oder mehrere optionale MEMS-Druckwandler 520. Wenn sie verwendet werden, sind die MEMS-Druckwandler 520 ausgestaltet, um das Druckprofil des verstärkten Vorsteuersignals von dem Vorsteuerventil 512 oder des Steuersignals von dem Regelventil 514 zu erfassen. In den meisten Ausgestaltungen wird nur einer der MEMS-Druckwandler 520 verwendet werden. Wenn er verwendet wird, um das Druckprofil des Vorsteuersignals zu erfassen, kann der MEMS-Druckwandler 520 in ein einziges Paket zusammen mit dem MEMS-Mikroventil 100 und dem Schiebeventil 200 auf MEMS-Basis für das Vorsteuerventil 512 gepackt sein.Similar to the in 4 In addition to the first option shown, the second option 500 includes one or more optional MEMS pressure transducers 520. When used, the MEMS pressure transducers 520 are configured to derive the pressure profile of the amplified pilot signal from the pilot control valve 512 or the control signal from the control valve 514 to detect. In most embodiments, only one of the MEMS pressure transducers 520 will be used. When used to acquire the pressure profile of the pilot signal, the MEMS pressure transducer 520 can be packaged in a single package along with the MEMS microvalve 100 and the MEMS-based spool valve 200 for the pilot valve 512 .
Der Controller 314, oder eine andere Steuereinrichtung, ist ausgestaltet, um einen Eingang von einem der MEMS-Druckwandler 520 zu empfangen und einen Ausgang an das MEMS-Mikroventil 100 in dem Vorsteuerventil 512 zu liefern, um den Systemdruck in Antwort auf einen Eingang von einem der MEMS-Druckwandler 520 zu regeln. Deshalb stellen die MEMS-Druckwandler 520 eine Regelkreisrückführung und Einstellung des Steuersignals, das zu der hydraulisch betätigten Komponente 510 gesendet wird, bereit.The controller 314, or other control device, is configured to receive an input from one of the MEMS pressure transducers 520 and to provide an output to the MEMS microvalve 100 in the pilot valve 512 to adjust the system pressure in response to an input from one of the MEMS pressure transducer 520 to regulate. Therefore, the MEMS pressure transducers 520 provide closed-loop feedback and adjustment of the control signal sent to the hydraulically-actuated component 510 .
Die hydraulisch betätigte Komponente 510 kann eine der Ausgestaltungen der Nasskupplung 311 und der Trockenkupplung 312 sein, die in den 3B und 3C gezeigt sind, oder kann eine anders ausgestaltet Nasskupplung oder Trockenkupplung sein. Zum Beispiel, und ohne Einschränkung, kann das Steuersignal von dem Regelventil 514 direkt zu der Anlegeleitung 342 geschickt werden (wie es jeweils in den 3B und 3C für die Nasskupplung 311 bzw. Trockenkupplung 312 dargestellt ist). In den veranschaulichten Ausgestaltungen wird die Einrückung und Ausrückung der jeweiligen Nasskupplung 311 bzw. Trockenkupplung 312 durch das Steuersignal gesteuert, das von der Anlegeleitung 342 von dem Regelventil 514 geliefert wird, das in Antwort auf das Vorsteuersignal von dem Vorsteuerventil 512 erzeugt wird.Hydraulically actuated component 510 may be any of the wet clutch 311 and dry clutch 312 configurations described in FIGS 3B and 3C are shown, or may be a differently configured wet clutch or dry clutch. For example, and without limitation, the control signal from the control valve 514 may be sent directly to the apply line 342 (as discussed in FIGS 3B and 3C for the wet clutch 311 or dry clutch 312). In the illustrated embodiments, the engagement and disengagement of the respective wet clutch 311 and dry clutch 312 is controlled by the control signal provided by the apply line 342 from the regulator valve 514, which is generated in response to the pilot signal from the pilot valve 512.
6 zeigt eine dritte nicht erfindungsgemäße Option 600 für ein Drucksteuersystem für die hydraulisch betätigte Komponente 610 innerhalb des Antriebsstrangs 300. Die hydraulisch betätigte Komponente 610 kann zum Beispiel jede der oben beschriebenen und in 3 gezeigten Komponenten des Getriebes 304, die eine oder mehrere Kupplungsanordnungen einschließen, wie etwa die oben beschriebene und in 3B gezeigte Nasskupplung 311, die oben beschriebene und in 3C gezeigte Trockenkupplung 312, eine anders ausgestaltete Nasskupplung oder Trockenkupplung, ein Schmierregelventil (nicht gezeigt), ein Leitungsdruck-steuerventil (nicht gezeigt), das Drucksteuersystem 316 und die Hydraulikkolben315, 318, 328 umfassen, ist aber nicht darauf beschränkt. Die dritte Option 600 umfasst ein Vorsteuerventil 612, das ein Regelventil 614 steuert. Das Regelventil 614 steht mit dem Vorsteuerventil 612 in Fluidverbindung. 6 12 shows a third option 600 for a pressure control system for the hydraulically actuated component 610 within the powertrain 300, not in accordance with the invention. The hydraulically actuated component 610 may be, for example, any of those described above and described in FIG 3 components of transmission 304 shown, including one or more clutch assemblies, such as those described above and FIG 3B shown wet clutch 311, the one described above and in 3C The dry clutch 312 shown includes, but is not limited to, a differently configured wet clutch or dry clutch, a lubrication control valve (not shown), a line pressure control valve (not shown), the pressure control system 316, and the hydraulic pistons 315, 318, 328. The third option 600 includes a pilot valve 612 that controls a regulator valve 614 . The regulator valve 614 is in fluid communication with the pilot valve 612 .
Das Vorsteuerventil 612 umfasst ein erstes Ventil 616, das ein Vorsteuersignal erzeugt. Das Regelventil 614 ist ausgestaltet, um das Vorsteuersignal zu empfangen, und das Regelventil 614 ist ausgestaltet, um ein Steuersignal auszugeben, das die hydraulisch betätigte Komponente 610 steuert.Pilot valve 612 includes a first valve 616 that generates a pilot signal. The regulator valve 614 is configured to receive the pilot control signal and the regulator valve 614 is configured to output a control signal that controls the hydraulically actuated component 610 .
In der in 6 gezeigten dritten Option 600 kann das erste Ventil 616 das in 1 gezeigte MEMS-Mikroventil 100 umfassen, aber es gibt kein zweites Ventil, das das Vorsteuerventil 612 bildet. Anders als die in 4 gezeigte erste Option 400 und in der in 5 gezeigten zweiten Option 500 übermittelt daher das MEMS-Mikroventil 100 das Vorsteuersignal direkt an das Regelventil 614, das ein kleines mechanisches Schiebeventil ist.in the in 6 shown third option 600, the first valve 616 in 1 include MEMS microvalve 100 as shown, but there is no second valve forming pilot valve 612. Unlike the in 4 shown first option 400 and in the in 5 Therefore, in the second option 500 shown, the MEMS microvalve 100 transmits the pilot control signal directly to the control valve 614, which is a small mechanical spool valve.
Im Allgemeinen ist das kleine mechanische Schiebeventil ein Regelventil, das durch mechanische Bearbeitungsprozesse produziert wird, aber in einem kleineren Maßstab als das herkömmliche mechanische Regelventil. Auf der Basis des (nicht verstärkten) Vorsteuersignals, das von dem Vorsteuerventil 612 geliefert wird, liefert das kleine mechanische Schiebeventil das Steuersignal für die hydraulisch betätigte Komponente 610. Im Vergleich mit dem herkömmlichen mechanischen Regelventil, das in der in 5 gezeigten zweiten Option 500 verwendet wird, liegt die Größe des kleinen mechanischen Schiebeventils zum Beispiel in der Größenordnung der Hälfte der Größe des herkömmlichen mechanischen Regelventils.In general, the small mechanical spool valve is a control valve produced by mechanical machining processes, but on a smaller scale than the traditional mechanical control valve. Based on the (unamplified) pilot control signal provided by the pilot control valve 612, the small mechanical spool valve provides the control signal for the hydraulically operated component 610. Compared to the conventional mechanical control valve shown in FIG 5 For example, if the second option 500 shown is used, the size of the small mechanical spool valve is on the order of half the size of the conventional mechanical control valve.
Das von dem Vorsteuerventil 612 (das nur das MEMS-Mikroventil 100 umfasst) erzeugte Vorsteuersignal kann eine ausreichende Druck- und Durchflusskennlinie aufweisen, um das kleine mechanische Schiebeventil, das für das Ventil 616 verwendet wird, mit relativ schnellen Antwortzeiten zu steuern. Während jedoch das MEMS-Mikroventil 100 alleine in der Lage sein kann, das herkömmliche in der zweiten Option 500 verwendete mechanische Regelventil zu steuern, können die Antwortzeiten für die Betätigung verzögert sein. Das kleine mechanische Schiebeventil kann verwendet werden, um das Signal von dem MEMS-Mikroventil 100 zu verstärken, und das kleine mechanische Schiebeventil kann die hydraulisch betätigte Komponente 610 steuern.The pilot signal generated by pilot valve 612 (which includes only MEMS microvalve 100) may have sufficient pressure and flow characteristics to control the small mechanical spool valve used for valve 616 with relatively fast response times. However, while the MEMS microvalve 100 alone may be capable of controlling the conventional mechanical control valve used in the second option 500, actuation response times may be delayed. The small mechanical spool valve can be used to amplify the signal from the MEMS microvalve 100 and the small mechanical spool valve can control the hydraulically actuated component 610 .
Die dritte nicht erfindungsgemäße Option 600 kann ferner einen oder mehrere optionale MEMS-Druckwandler 620 umfassen. Wenn sie verwendet werden, sind die MEMS-Druckwandler 620 ausgestaltet, um das Druckprofil des Vorsteuersignals von dem Vorsteuerventil 612 oder des Steuersignals von dem Regelventil 614 zu erfassen. In den meisten Ausgestaltungen wird nur einer der MEMS-Druckwandler 620 verwendet werden. Wenn er verwendet wird, um das Druckprofil des Vorsteuersignals zu erfassen, kann der MEMS-Druckwandler 620 in ein einziges Paket zusammen mit dem MEMS-Mikroventil 100 für das Vorsteuerventil 612 gepackt sein.The third option 600 not in accordance with the invention may further include one or more optional MEMS pressure transducers 620 . When used, MEMS pressure transducers 620 are configured to acquire the pressure profile of the pilot signal from pilot valve 612 or the control signal from regulator valve 614 . In most embodiments, only one of the MEMS pressure transducers 620 will be used. When used to calculate the pressure profile of the input tax signals, the MEMS pressure transducer 620 can be packaged in a single package along with the MEMS microvalve 100 for the pilot valve 612.
Der Controller 314, oder ein anderer Controller, ist ausgestaltet, um einen Eingang von einem der MEMS-Druckwandler 620 zu empfangen und einen Ausgang an das MEMS-Mikroventil 100 in dem Vorsteuerventil 612 zu liefern, um den Systemdruck in Antwort auf einen Eingang von einem der MEMS-Druckwandler 620 zu regeln. Deshalb stellen die MEMS-Druckwandler 620 eine Regelkreisrückführung und Einstellung des Steuersignals, das zu der hydraulisch betätigten Komponente 610 gesendet wird, bereit.The controller 314, or other controller, is configured to receive an input from one of the MEMS pressure transducers 620 and to provide an output to the MEMS microvalve 100 in the pilot valve 612 to adjust the system pressure in response to an input from one of the MEMS pressure transducer 620 to regulate. Therefore, the MEMS pressure transducers 620 provide closed loop feedback and adjustment of the control signal sent to the hydraulically actuated component 610 .
Die hydraulisch betätigte Komponente 610 kann eine der Ausgestaltungen der Nasskupplung 311 und der Trockenkupplung 312 sein, die in den 3B und 3C gezeigt sind, oder kann eine anders ausgestaltet Nasskupplung oder Trockenkupplung sein. Zum Beispiel, und ohne Einschränkung, kann das Steuersignal von dem Regelventil 614 direkt zu der Anlegeleitung 342 geschickt werden (wie es jeweils in den 3B und 3C für die Nasskupplung 311 bzw. Trockenkupplung 312 dargestellt ist). In den veranschaulichten Ausgestaltungen wird die Einrückung und Ausrückung der jeweiligen Nasskupplung 311 bzw. Trockenkupplung 312 durch das Steuersignal gesteuert, das von der Anlegeleitung 342 von dem Regelventil 614 geliefert wird, das in Antwort auf das Vorsteuersignal von dem Vorsteuerventil 612 erzeugt wird.Hydraulically actuated component 610 may be any of the wet clutch 311 and dry clutch 312 configurations described in FIGS 3B and 3C are shown, or may be a differently configured wet clutch or dry clutch. For example, and without limitation, the control signal from the control valve 614 may be sent directly to the apply line 342 (as indicated in FIGS 3B and 3C for the wet clutch 311 or dry clutch 312). In the illustrated embodiments, the engagement and disengagement of the respective wet clutch 311 and dry clutch 312 is controlled by the control signal provided by the apply line 342 from the regulator valve 614, which is generated in response to the pilot signal from the pilot valve 612.
7 zeigt eine vierte nicht erfindungsgemäße Option 700 für ein Drucksteuersystem für eine hydraulisch betätigte Komponente 710 innerhalb des Antriebsstrangs 300. Die hydraulisch betätigte Komponente 710 kann zum Beispiel jede der oben beschriebenen und in 3 gezeigten Komponenten des Getriebes 304, die eine oder mehrere Kupplungsanordnungen einschließen, wie etwa die oben beschriebene und in 3B gezeigte Nasskupplung 311, die oben beschriebene und in 3C gezeigte Trockenkupplung 312, eine anders ausgestaltete Nasskupplung oder Trockenkupplung, ein Schmierregelventil (nicht gezeigt), ein Leitungsdruck-steuerventil (nicht gezeigt), das Drucksteuersystem 316 und die Hydraulikkolben315, 318, 328 umfassen, ist aber nicht darauf beschränkt. Die vierte Option 700 umfasst ein Vorsteuerventil 712, das ein Regelventil 714 steuert. Das Regelventil 714 steht mit dem Vorsteuerventil 712 in Fluidverbindung. 7 14 shows a fourth option 700 for a pressure control system, not in accordance with the invention, for a hydraulically actuated component 710 within the powertrain 300. The hydraulically actuated component 710 may, for example, be any of those described above and described in FIG 3 components of transmission 304 shown, including one or more clutch assemblies, such as those described above and FIG 3B shown wet clutch 311, the one described above and in 3C The dry clutch 312 shown includes, but is not limited to, a differently configured wet clutch or dry clutch, a lubrication control valve (not shown), a line pressure control valve (not shown), the pressure control system 316, and the hydraulic pistons 315, 318, 328. The fourth option 700 includes a pilot valve 712 that controls a regulator valve 714 . The regulator valve 714 is in fluid communication with the pilot valve 712 .
Das Vorsteuerventil 712 umfasst ein erstes Ventil 716, das ein Vorsteuersignal erzeugt. Ähnlich wie die in 5 gezeigte zweite Option 500 umfasst das Vorsteuerventil 712 auch ein zweites Ventil 718, das das Vorsteuersignal auf ein verstärktes Vorsteuersignal hochstuft oder verstärkt. Das Regelventil 714 ist wieder ausgestaltet, um das verstärkte Vorsteuersignal zu empfangen, und das Regelventil 714 ist ausgestaltet, um ein Steuersignal auszugeben, das die hydraulisch betätigte Komponente 710 steuert.Pilot valve 712 includes a first valve 716 that generates a pilot signal. Similar to the in 5 In the second option 500 shown, the pilot valve 712 also includes a second valve 718 that steps up or amplifies the pilot signal to an amplified pilot signal. Again, regulator valve 714 is configured to receive the amplified pilot signal and regulator valve 714 is configured to output a control signal that controls hydraulically-actuated component 710 .
In der in 7 gezeigten vierten Option 700 kann das erste Ventil 716 das in 1 gezeigte MEMS-Mikroventil 100 umfassen. Jedoch ist das zweite Ventil 718 ein kleines mechanisches Schiebeventil. In der in 7 gezeigten vierten Option 700 ist das Regelventil 714 wieder ein herkömmliches mechanisches Regelventil. Auf der Basis des von dem Vorsteuerventil 712 gelieferten verstärkten Vorsteuersignals liefert das herkömmliche mechanische Regelventil das Steuersignal für die hydraulisch betätigte Komponente 710.in the in 7 shown fourth option 700, the first valve 716 in 1 MEMS microvalve 100 shown include. However, the second valve 718 is a small mechanical spool valve. in the in 7 Fourth option 700 shown, the control valve 714 is again a conventional mechanical control valve. Based on the amplified pilot signal provided by the pilot valve 712, the conventional mechanical control valve provides the control signal for the hydraulically operated component 710.
Deshalb erzeugt das MEMS-Mikroventil 100, wie es hierin bereits beschrieben wurde, selektiv das Vorsteuersignal und übermittelt es durch den Vorsteueranschluss 120 an die vorgesteuerte Kammer 220 des Schiebeventils 200 auf MEMS-Basis. Jedoch ist mit der vierten Option 700 der Ausgang des kleinen mechanischen Schiebeventils das verstärkte Vorsteuersignal, das dann von dem Regelventil 714 verwendet wird. In der vierten Option 700 funktioniert das kleine mechanische Schiebeventil ähnlich wie das Schiebeventil 200 auf MEMS-Basis, das in der in 5 gezeigten zweiten Option 500 als das zweite Ventil 518 verwendet wird. Jedoch kann das kleine mechanische Schiebeventil, das als das zweite Ventil 718 für die vierte Option 700 verwendet wird, zumindest 100 Mal größer als das Schiebeventil 200 auf MEMS-Basis sein, das für das zweite Ventil 518 in der zweiten Option 500 verwendet wird.Therefore, as previously described herein, the MEMS microvalve 100 selectively generates the pilot signal and communicates it through the pilot port 120 to the pilot chamber 220 of the MEMS-based spool valve 200 . However, with the fourth option 700 the output of the small mechanical spool valve is the amplified pilot signal which is then used by the control valve 714 . In the fourth option 700, the small mechanical spool valve functions similarly to the MEMS-based spool valve 200 described in the in 5 second option 500 shown is used as the second valve 518. However, the small mechanical spool valve used as the second valve 718 for the fourth option 700 may be at least 100 times larger than the MEMS-based spool valve 200 used for the second valve 518 in the second option 500.
Das von dem Vorsteuerventil 712 (das sowohl das erste Ventil 716 als auch das zweite Ventil 718 umfasst) erzeugte verstärkte Vorsteuersignal weist eine ausreichende Druck- und Durchflusskennlinie auf, um das herkömmliche mechanische Regelventil zu steuern, das dann die hydraulisch betätigte Komponente 710 steuern kann. Es kann jedoch sein, dass das von dem ersten Ventil 716 alleine (dem MEMS-Mikroventil 100) erzeugte Vorsteuersignal nicht in der Lage ist, das herkömmliche mechanische Regelventil direkt vorzusteuern, oder es kann sein, dass es nicht in der Lage ist, die hydraulisch betätigte Komponente 710 direkt zu steuern, ohne eine verzögerte Antwort aufgrund des Niedervolumendurchflusses von dem MEMS-Mikroventil 100 zu bewirken. Das herkömmliche mechanische Regelventil erhöht weiter die Druck- und Durchflusskennlinie, die verwendet wird, um die hydraulisch betätigte Komponente 710 zu steuern.The amplified pilot signal generated by the pilot valve 712 (which includes both the first valve 716 and the second valve 718) has sufficient pressure and flow characteristics to control the conventional mechanical control valve, which can then control the hydraulically actuated component 710. However, the pilot signal generated by the first valve 716 alone (the MEMS microvalve 100) may not be able to pilot the conventional mechanical control valve directly, or it may not be able to control the hydraulic to directly control actuated component 710 without causing a delayed response due to the low volume flow from MEMS microvalve 100. The traditional mechanical control valve further increases the pressure and flow characteristics used to control the hydraulically actuated component 710 .
Die vierte Option 700 kann ferner einen oder mehrere optionale MEMS-Druckwandler 720 umfassen. Wenn sie verwendet werden, sind die MEMS-Druckwandler 720 ausgestaltet, um das Druckprofil des Vorsteuersignals von dem Vorsteuerventil 712 oder des Steuersignals von dem Regelventil 714 zu erfassen. In den meisten Ausgestaltungen wird nur einer der MEMS-Druckwandler 720 verwendet werden.The fourth option 700 may further include one or more optional MEMS pressure transducers 720 senior When used, the MEMS pressure transducers 720 are configured to acquire the pressure profile of the pilot signal from the pilot valve 712 or the control signal from the regulator valve 714 . In most embodiments, only one of the MEMS pressure transducers 720 will be used.
Der Controller 314, oder ein anderer Controller, ist ausgestaltet, um einen Eingang von einem der MEMS-Druckwandler 720 zu empfangen und einen Ausgang an das MEMS-Mikroventil 100 in dem Vorsteuerventil 712 zu liefern, um den Systemdruck in Antwort auf einen Eingang von einem der MEMS-Druckwandler 720 zu regeln. Deshalb stellen die MEMS-Druckwandler 720 eine Regelkreisrückführung und Einstellung des Steuersignals, das zu der hydraulisch betätigten Komponente 710 gesendet wird, bereit.The controller 314, or other controller, is configured to receive an input from one of the MEMS pressure transducers 720 and to provide an output to the MEMS microvalve 100 in the pilot valve 712 to adjust the system pressure in response to an input from a of the MEMS pressure transducer 720 to regulate. Therefore, the MEMS pressure transducers 720 provide closed loop feedback and adjustment of the control signal sent to the hydraulically actuated component 710 .
Die hydraulisch betätigte Komponente 710 kann eine der Ausgestaltungen der Nasskupplung 311 und der Trockenkupplung 312 sein, die in den 3B und 3C gezeigt sind, oder kann eine anders ausgestaltet Nasskupplung oder Trockenkupplung sein. Zum Beispiel, und ohne Einschränkung, kann das Steuersignal von dem Regelventil 714 direkt zu der Anlegeleitung 342 geschickt werden (wie es jeweils in den 3B und 3C für die Nasskupplung 311 bzw. Trockenkupplung 312 dargestellt ist). In den veranschaulichten Ausgestaltungen wird die Einrückung und Ausrückung der jeweiligen Nasskupplung 311 bzw. Trockenkupplung 312 durch das Steuersignal gesteuert, das von der Anlegeleitung 342 von dem Regelventil 714 geliefert wird, das in Antwort auf das Vorsteuersignal von dem Vorsteuerventil 712 erzeugt wird.Hydraulically actuated component 710 may be any of the wet clutch 311 and dry clutch 312 configurations described in FIGS 3B and 3C are shown, or may be a differently configured wet clutch or dry clutch. For example, and without limitation, the control signal from the control valve 714 may be sent directly to the apply line 342 (as discussed in FIGS 3B and 3C for the wet clutch 311 or dry clutch 312). In the illustrated embodiments, the engagement and disengagement of the respective wet clutch 311 and dry clutch 312 is controlled by the control signal provided by the apply line 342 from the regulator valve 714, which is generated in response to the pilot signal from the pilot valve 712.
