用于自动变速器的具有带流动力补偿的面积受控式切换致动阀的液压回路的制作方法
【专利说明】用于自动变速器的具有带流动力补偿的面积受控式切换致动阀的液压回路
[0001]本申请是基于原申请号为201080036259.1 (国际申请号为PCT/US2010/047604)、原申请日为2010年9月2日的发明名称为“用于自动变速器的具有带流动力补偿的面积受控式切换致动阀的液压回路”的专利申请的分案申请。
技术领域
[0002]本发明总体上涉及一种用于自动变速器的液压回路。并且更确切地说，涉及一种具有带流动力补偿的面积受控式切换致动阀的液压回路。
【背景技术】
[0003]—般而言，陆地车辆要求由三个基本部件构成的动力传动系。这些部件包括一个动力设备(如一台内燃发动机)、一个动力传输系、以及多个车轮。动力传输部件典型地被简称为“变速器”。发动机的扭矩和速度是根据车辆的牵引功率要求而在变速器中进行转换的。
[0004]自动变速器典型地包括多个齿轮组，这些齿轮组在变速器壳体中被支持在多个轴上。同步器被用来协调变速器中所选齿轮的接合。根据所选择的档位，扭矩从发动机以不同的传动比通过变速器来传递。多数自动变速器是液压控制和致动的。然而，已经发现，对自动变速器进行控制和调整以便通过一种有效率的且有成本效益的方式来实现所希望的车辆乘员舒适性目标是一件复杂的事情。在变速器中为了使每一次换档平稳并有效地进行存在着大量的事件要适当地定时和执行。
[0005]此外，由于对自动变速器的控制是通过液压地致动该变速器中的这些不同的部件来实现的，所以重要的是提供一个稳定的液压压力。利用栗来提供加压的液压流体用于变速器的控制和致动。另外，离合器和齿轮组件是由液压流体的二次流动来润滑和冷却的。典型的是，由取自发动机的动力来机械地驱动这个栗。因此，当栗的速度响应于发动机转速的增加而增加时，从这个栗传送的液压压力增加。因为多个液压致动的装置以一种预定的并且精确的方式来对所提供的用于使它们致动的这种给定的压力作出反应，所以对该液压压力的不精确的控制导致该变速器不精确的操作和控制。至此，在一个自动变速器中建立并保持一个稳定的液压压力已经证实是成问题的。
[0006]常规变速器的液压供应回路典型地包括多个液压阀。然而，这些阀的设计和操作总体上没能适当地考虑液压回路中的液压流体的不同的流动作用，并且不提供对于确保变速器上的准确控制所必须的这种精确并且稳定的液压压力。更确切地说，为了提供一种稳定的系统压力，这些液压阀就必须响应于流动力(flow force)的变化，而这种流动力的变化是由于管线压力侧以及阀的返回或吸入侧中的液压流动变化而在回路中发生的。
[0007]液压流体流动力的变化能够具体地影响这些切换致动阀对于这些同步器的致动进行控制的操作并且由此影响多个邻近的齿轮间的对应切换。这种流动力是当流体移动通过这个阀时作用在阀构件的这些肩台上的液压流体的相关的力。当流体流动移动通过阀本体时，这些流动力在切换致动阀上的作用是清楚的。当液压流体移动通过这些阀时，固有的流动力作用在阀构件的这些物理表面上，并且所施加的力可以物理地影响阀构件在阀本体中的位置，从而使其在这些阀中移动并且产生不稳定性。例如，来自栗的流体流动的增加可以作用在这些阀构件的表面上从而迫使它们进一步打开，或者栗抽吸的增加可以使阀构件以一种不受控的方式来移动。由流动力引起的这种阀构件的移动导致了管线压力的不稳定性并且当阀构件设法改正时在流动中引起进一步的变化。
[0008]在自动变速器中对于液压切换致动阀所采用的常规方法依然是效率低的且易受波动的影响的并且对液压压力的控制是不准确的，从而导致了对于同步器的不准确的控制并且这可以影响变速器中的任何齿轮的平滑切换。因此，在相关技术中对于具有带流动力补偿的切换致动阀的自动变速器仍存在一种需要，这种流动力补偿既为稳态流动又为瞬态流动状况提供了稳定的液压压力。另外，在相关技术中对于具有切换致动阀的一种改进的液压回路仍存在一种需要，其中这些切换致动阀中的孔口的面积是以一种受控的形式来被打开的，以便提供液压压力到同步器从而由此更好地控制齿轮之间的切换同时保持低的系统成本。
【发明内容】
[0009]相关技术的这些缺点是通过本发明以一种用于自动变速器的液压回路来克服的，这种自动变速器具有多个齿轮组以及用于协调这些齿轮组之间切换的多个同步器。该液压回路包括一个加压流体源以及一个切换致动阀，该切换致动阀包括一个阀本体，该阀本体具有一个阀孔以及与加压流体源处于流体联通的至少一个入口以及与用于对齿轮接合进行选择性地控制的至少一个同步器处于流体联通的至少一个出口。一个阀构件被可移动的支持在阀孔中并且包括具有一个外径以及一个计量面的至少一个阀元件。这个计量面被适配为控制加压流体在阀本体的入口与出口之间的流动。这个计量面包括一个流动力补偿的环形空隙，该环形空隙被安置邻近该外径并且由测量在该外径与一个线之间的一个导角α限定，该线与该外径相交并且与该环形空隙相切。另外，该切换致动阀包括一个螺线管，该螺线管被适配为移动该阀构件以便产生通过该切换致动阀的一个流通面积，该流通面积是随着被输送到螺线管的电流而变化的，以便将一个预定量的加压流体输送到至少一个同步器来对该同步器的致动进行选择性地控制，从而在变速器中的这些齿轮组中选择一个预定的齿轮组。
[0010]以此方式，本发明的具有至少一个带流动力补偿的切换致动阀的液压回路所提供的优点是，不论稳态流动以及瞬态流动状况同步器以及相关的齿轮切换器都具有高度稳定且准确的控制。切换致动阀包括一个成形的阀构件以及多个端口，这些端口将该液压流动引导通过该切换致动阀，其方式为使得液压流体移动通过该阀的流动中所固有的流动力作用减小。这提供了极其准确且稳定的液压系统压力，从而导致了用来在变速器的齿轮组之间进行切换的这些同步器的准确且有效率的控制，这转换成变速器以及车辆的改进的效率。
[0011]将会很容易地认识到本发明的其他目标、特征、及优点，因为在阅读了以下结合附图所进行的说明之后它们会更好地得到理解。
【附图说明】
[0012]图1是具有可以使用本发明的液压阀的该类型的双离合器变速器的示意性图示；
[0013]图2是用于汽车变速器的一个代表性液压回路的示意图，展示了本发明的不同液压阀；
[0014]图3是本发明的切换致动阀的截面，展示了该阀处于第一位置中；
[0015]图4是图2中所示的切换致动阀的阀构件的一个放大的截面；
[0016]图5是图2所示的切换致动阀的一个放大的截面，展示了该阀构件处于一个第二位置；并且
[0017]图6是图2所示的切换致动阀的一个放大的部分截面视图，展示了该阀构件具有一种流动力补偿形状。
【具体实施方式】
[0018]本发明总体上涉及一种用于自动变速器的液压回路，并且更确切地说，涉及这样一种液压回路它具有多个带流动力补偿的面积受控式螺线管阀。总体上讲，自动变速器形成了车辆动力传动系的一部分，并且负责从原动机(如一台内燃发动机)获得一个扭矩输入并且通过多个可选择的传动比将该扭矩传输到车辆的驱动车轮。本发明克服了与具有不考虑流动力固有地作用在这些使用于液压系统中的阀构件上的液压系统的变速器相关联的这些缺点和缺陷。
[0019]本发明的具有一个使用多个阀的液压系统的自动变速器的一个实例(该实例考虑了该系统中的流动力)被表示为一种双离合器变速器，并且在图1的示意性图示中总体上以10表示。然而，本领域的普通技术人员应该从以下说明中认识到，本发明的液压回路可以使用在所有类型的利用液压阀来控制系统中液压压力的自动变速器中。关于如图1所示的该代表性实例，在全部这些附图中相同的数字表示相同的结构，变速器10包括:一个总体上以12表不的同轴双离合器组件；一个总体上以14表不的第一输入轴；一个总体上以16表不的、与该第一输入轴同轴的第二输入轴；一个总体上以18表不的副轴；一个输出轴20 ;—个倒档副轴22 ;以及总体上以24表示的多个同步器。
[0020]双离合器变速器10形成了车辆动力传动系的一部分，并且负责从原动机(如一台内燃发动机)获得一个扭矩输入并且通过多个可选择的传动比将该扭矩传输到车辆的驱动轮。双离合器变速器10通过同轴的双离合器组件12操作性地将来自发动机的所施加的扭矩引导到第一输入轴14上或者到第二输入轴16上。这些输入轴14和16包括一个第一齿轮系，这些齿轮与被安置在副轴18上的一个第二齿