专利名称：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
技术领域：
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：
一般而言，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。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。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。利用泵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泵。因此，当泵的速度响应于发动机转速的增加而增加时，从这个泵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。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。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，来自泵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，或者泵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。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
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。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。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。
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；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；
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；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；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。
具体实施例方式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。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表示的同轴双离合器组件；一个总体上以14表示的第一输入轴；一个总体上以16表示的、与该第一输入轴同轴的第二输入轴；一个总体上以18表示的副轴；一个输出轴20 ；—个倒档副轴22 ；以及总体上以M表示的多个同步器。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上的一个第二齿轮系处于恒定啮合。第一齿轮系的每一个齿轮与第二齿轮系中的一个齿轮相互作用，以便提供用于传输扭矩的不同的传动比设定值。副轴18还包括一个第一输出齿轮，该第一输出齿轮与安置在输出轴20上的一个第二输出齿轮处于恒定啮合。而这些同步器M被安置在这两个输入轴14、16以及副轴18上， 并且由这些切换致动器(未示出)操作性地控制以便选择性地接合这些传动比设定值中的一个。因此，扭矩被从发动机传输到同轴双离合器组件12上、再到输入轴14或16之一上、 通过这些传动比设定值之一到达副轴18上、并且传输到输出轴20上。输出轴20进一步对动力传动系的其余部分提供扭矩输出。另外，倒档副轴22包括一个中间齿轮，该中间齿轮被安置在该第一齿轮系之一与该第二齿轮系之一之间，这允许副轴18以及输出轴20的一种反向的转动。这些部件中的每一个将在以下予以更详细地讨论。图1中展示的同轴双离合器组件12包括一个第一离合器机构32以及一个第二离合器机构34。第一离合器机构32被部分地实体连接到发动机飞轮(未示出)的一部分上并且被部分地实体附接到第一输入轴14上，这样使得第一离合器机构32能够操作性地并
6且选择性地使第一输入轴14与飞轮接合或脱离接合。类似地，第二离合器机构34被部分地实体连接到该飞轮的一部分上并且被部分地实体附接到第二输入轴16上，这样，第二离合器机构34能够操作性地并且选择性地使第二输入轴16与该飞轮接合或脱离接合。在图 1所示的一个实施方案中，第一和第二离合器机构32、34是同轴的且同中心的，这样，第一离合器机构32的外壳观装配在第二离合器机构34的外壳36的内部。类似地，第一和第二输入轴14、16也是同轴的和同心的，这样，第二输入轴16中空具有一个足以允许第一输入轴14穿过的内部直径并且被第二输入轴16部分地支撑。第一输入轴14包括一个第一输入齿轮38以及一个第三输入齿轮42。第一输入轴14在长度上比第二输入轴16更长，这样第一输入齿轮38以及第三输入齿轮42被安置在第一输入轴14延伸超过第二输入轴16 的那个部分上。第二输入轴16包括一个第二输入齿轮40、一个第四输入齿轮44、一个第六输入齿轮46、以及一个倒档输入齿轮48。如图1所示，第二输入齿轮40与倒档输入齿轮48 被固定地安置在第二输入轴16上而第四输入齿轮44和第六输入齿轮46被可转动地围绕第二输入轴16支撑在多个轴承组件50上，这样使得它们的转动是不受限制的，除非该伴随同步器被接合，如将在以下予以更详细的讨论。在一个实施方案中，该副轴18包括与这些输入轴14、16上的那些齿轮相对或对立的齿轮。如图1所示，副轴18包括一个第一副轴齿轮52、一个第二副轴齿轮54、一个第三副轴齿轮56、一个第四副轴齿轮58、一个第六副轴齿轮60、以及一个倒档副轴齿轮62。副轴18固定地保持第四副轴齿轮58和副轴齿轮60，而第一、第二、第三、以及倒档副轴齿轮 52,54,56,62被多个轴承组件50围绕副轴18支撑，这样使得它们的转动不受限制，除非该伴随同步器被接合，如将在以下予以更详细的讨论。副轴18还固定地保持一个第一驱动齿轮64，该第一驱动齿轮啮合地接合输出轴20上对应的第二从动齿轮66。第二从动齿轮66 被固定地保持在输出轴20上。输出轴20从变速器10向外延伸以提供用于该动力传动系的其余部分的一种附接。倒档副轴22是一个相对短的轴，该轴具有一个单个倒档中间齿轮72，该倒档中间齿轮被安置在第二输入轴16上的倒档输入齿轮48与副轴18上的倒档副轴齿轮62之间并且与该倒档输入齿轮以及该倒档副轴齿轮啮合地接合。因此，当这些倒档齿轮48、62、以及 72被接合时，在倒档副轴22上的倒档中间齿轮72使得副轴18在与这些前进齿轮相反的旋转方向上转动，由此提供了输出轴20的反向旋转。应该认识到，双离合器变速器10的所有这些轴都被安置并且被旋转地紧固在变速器10中，而这是通过某些方式的轴承组件，如滚子轴承，例如在图1中以68示出。此外，本领域普通技术人员应该认识到，图1中展示的变速器仅是变速器的一个实施方案的代表。从随后的说明中，本领域的普通技术人员将认识至IJ，本发明可以使用在用来对具有任何数目的常规构形的变速器进行控制的液压回路中。不同的前进齿轮与倒档齿轮的接合以及脱离接合是通过该变速器之内的这些同步器M的致动来实现的。如图1所示，在变速器10的这个实例中，存在着四个同步器74、 76、78、和80，这些同步器被用来在这六个前进档和倒档中进行切换。应该认识到，它们是许多种已知类型的同步器，这些同步器能够使一个齿轮与一根轴接合，并且为了本文讨论的目的所使用的具体类型超出了本发明的范围。总体上讲，可采用通过一个换档叉或类似的装置而可移动的任何类型的同步器。如图1的代表性实例中所示，这些同步器是双侧、双致动同步器，这样使得当它们从一个中央或中性位置离开而到达右侧时会将一个齿轮接合到其轴上，并且当它们移动到中性位置的左侧时则将另一个齿轮接合到其轴上。确切地讲并参见图1，同步器78可以被致动到左侧以接合副轴18上的第一副轴齿轮52或者被致动到右侧以接合第三副轴齿轮56。同步器80可以被致动到左侧以接合倒档副轴齿轮62或者被致动到右侧以接合第二副轴齿轮M。同样，同步器74可以被致动到左侧以接合第四输入齿轮44或者被致动到右侧以接合第六输入齿轮46。同步器76被致动到右侧以将第一输入轴 14的末端直接接合到输出轴20上，由此提供用于第五档的一个直接的1 1( 一比一)的传动比。没有用来接合到同步器76的左侧的齿轮组。本领域普通技术人员应该认识到，此处使用的术语“同步器”不仅包括用来接合一个对应齿轮的装置，而且还包括用来移动这种使齿轮接合的实体装置的任何相关的液压致动器。还应当认识到，变速器10的操作是由某种类型的控制装置来管理的，如监视变速器10的运作的一个电子控制单元(ECU)，或者是由其中可以安装变速器10的车辆的一个电子控制单元来管理。无论如何，本发明的范围之外存在一种控制装置，该控制装置通过一个存储的控制方案或者一系列的控制方案(本发明仅仅是其中的一部分)来控制并操作该变速器。该控制装置有能力提供多个合适的电压、信号、和/或液压压力来操作变速器10。因此，可以容易地看到多个液压控制组件或系统必须在位以便控制该变速器的操作。此外，由于这些离合器机构、齿轮组以及该变速器的其他机械部分是由在该变速器内循环的液压流体来冷却和润滑的，因此为了这些目的同样必须存在一个控制组件或系统。因此，应该认识到变速器10包括一个电动液压回路以及额外的相关结构以便液压地控制该变速器。例如，参见在图2中总体上以88表示的一个代表性液压回路的示意图，变速器10 典型地包括总体上以82表示的一个泵，该泵从一个流体贮槽中抽取并产生加压的液压流体的流动。该加压的液压流体被用作这些变速器控制组件及系统的液压致动力以及运动力，并且该加压的液压流体还被用作变速器内的润滑和冷却介质。应该进一步认识到，泵 82提供了加压的液压流体通过一个过滤器84以及冷却装置86 (如一个热量交换器)的输出。以此方式，泵82将过滤的并且冷却的液压流体提供以用于致动该变速器中的不同装置的“管线”压力并且提供了一个冷却介质源。此外，该液压回路还可以包括多个阀以便对液压回路88中的液压流体的流动进行控制。这些液压阀可以包括但不限于一个冷却器释放阀90、一个润滑油调节器92、一个致动器调节阀94、一个切换致动阀96、一个可变力的螺线管阀98、以及一个压力调节器100。冷却器释放阀90作为保护冷却装置86的一种手段将次级压力限定在管线压力之下的一点上。润滑油调节器92控制着到该离合器的润滑/冷却回路的压力。致动器调节阀94用来对能够被引导到一个切换致动阀的压力进行调节，该切换致动阀控制着变速器的这些齿轮之间的切换。在图2展示的实施方案中，该液压回路可以包括一对切换致动阀 96。这些切换致动阀96包括一个起直接作用的面积受控式螺线管，该螺线管用来将液压阀定位以便对流动进行控制。在这种情况中，可以利用这些切换致动阀96来对流入和流出这些切换致动器活塞97的流动进行控制，而这些切换致动器活塞如以上说明的使这些同步器M接合及脱离接合。在图2展示的实施方案中，该液压回路可以包括一对可变力的螺线管阀98。这些可变力的螺线管阀98是使用一个反馈力来反对螺线管动作的一种类型的调节阀。可以利用这些可变力的螺线管阀98来对双离合器变速器的这些离合器提供直接的压力控制。因此，当离合器活塞移动时，通过可变力的螺线管阀98的流动在离合器的填充及冲程期间可以是高的。对于图2展示的液压回路88，本领域的普通技术人员应该认识到，该回路可以包括被用来对该变速器的不同部件进行控制和致动的多个其他部件。这些部件以及它们的功能在相关技术中总体上是周知的，并且因此不必详细讨论这些部件来获得对本发明的理解。因此，详细的说明的其余部分将集中在采用本发明的这些特征的切换致动阀96的结构上。如以上指出的，该切换致动阀控制着这些同步器的致动并且因此控制着变速器中多个邻近齿轮间的切换。在图3中该切换致动阀还总体上以96表示。切换致动阀96包括一个总体上以102表示的阀本体、以及一个总体上以104表示的螺线管组件。如以上指出的，以下通过参照图3至图6将更详细的说明这两个部件。更确切地说，阀本体102包括一个阀孔106以及与一个加压流体源处于流体联通的至少一个入口 108。另外，阀本体102还包括至少一个出口 110与至少一个同步器M处于流体连通用于在多个齿轮组间的切换进行选择性地控制。在这里展示的实施方案中，该入口包括一个压力供应端口 108。该出口包括一个压力控制端口 110。在这里所展示的代表性实例中，这个阀本体102包括一对压力控制端口 110，这些压力控制端口建立了阀孔106 与受这个切换致动阀96控制的至少一个同步器M之间的流体联通。阀本体102还可以包括至少一个排出端口 112，这个排出端口用于在切换致动阀处于其“关闭”位置时将加压流体从同步器M通过另一个压力控制端口 110排出。为此，切换致动阀96还包括一个总体上以114表示的阀构件，这个阀构件被可移动地支持在阀本体102中的多个预定位置之间， 如将在以下更详细说明的。阀构件114具有总体上以116表示的多个阀元件。更确切地说，在这些图所展示的这个代表性实施方案中，阀构件114包括三个阀元件118、120以及122，这些阀元件对应地被具有减小直径的第一和第二区域(1 和126) 操作性地分隔开。这些阀元件或肩台116被安置为与阀孔106处于密封安排并且被用来引导液压流体通过阀本体102的流动。这个减小直径部分IM可以在肩台118与120之间延伸，而这个减小直径部分1 可以在肩台120与122之间延伸。一个推杆128机械地受到螺线管组件104的影响以便使阀构件114在一个方向上 (如在图3中观察到的向右)移动。采用了一个偏置构件130来在与由螺线管组件104所引起的运动相反的方向上偏置阀构件114，如将在以下更详细地说明。在此所展示的代表性实施方案中，这个偏置构件是一个螺旋复位弹簧130，这个复位弹簧被置于阀构件114的肩台122与一个插塞132之间，这个插塞关闭了这个阀孔106的在其他情况下开放的末端 134。螺线管组件104被适配为移动这个阀构件114以便产生通过切换致动阀96的一个流通面积，该流通面积是随着输送给螺线管组件104的电流而变化的，以便将一个预定量的加压流体输送到这些同步器M之一上。以此方式，螺线管组件104用来对这个同步器 24的致动进行选择性地控制以便在变速器的这些齿轮组中选择一个预定的齿轮组。为此， 阀本体102被操作性地安装到螺线管组件104上，其方式为将螺线管组件104密封而避免与流动通过阀本体12的液压流体相接触。因此，阀构件114的一端通过一个开口被接收在一个隔膜136中，这个隔膜被固定地夹在阀本体102与螺线管组件104之间。如图3最佳示出的，螺线管组件114包括一个壳体或“罐” 138以及一个螺线管线圈140，这个螺线管线圈围绕一个缠线管142而支持在壳体138中。螺线管线圈140由卷绕在缠线管142周围的导线构成，并且如本领域所公知的，当它遭受流经这个线圈140的电流时产生一个电磁通量。为此，这个螺线管组件104经由这个总体上以144表示的连接器组件而与一个电力源处于联通。一个通量管146被固定地安装到壳体138中并且限定了一个内部空间148。在这个电磁通量的影响下，一个电枢150被可移动地支持在由通量管146限定的这个空间148 中，如将在以下更详细地说明的。这个螺线管组件104还包括一个总体上以152表示的磁极件，这个磁极件被固定地支持在壳体138中并且被安置为与电枢150相对。如在图3中最佳示出的，这个磁极件152具有一个分流部分154，如在图3中所示，这个分流部分面向这个电枢150。这个磁极件152包括一个环形的基底156。电枢150在由流经螺线管线圈 140的电流脉冲所产生的电磁通量的影响下是朝向这个磁极件152可移动的。进而，电枢 150通过这个推杆128作用在阀构件114上，以便在预定位置之间移动这个阀构件114。加压的液压流体流动通过这个压力供应端口 108、经过肩台120或122、通过阀孔 106并从这些压力控制端口 110或从排出端口 112通过另一个压力控制端口 110流出，如由阀孔106中的这个阀构件114的位置所指示的，而这个阀构件是响应于螺线管组件104以及复位偏置构件130的动作而被移动的。以此方式，切换致动阀96收到控制以便引导液压流体从这个压力供应端口 108通过阀孔106并且到达这些压力控制端口 110，或者从排出端口 112通过这个控制端口 110，如将在以下更详细地说明。在图3至图4中，这个切换致动阀96被示出为处于一个第一位置中。应该认识到， 当发动机以及泵被关闭而不能提供压力时或者当发动机处于怠速或者变速器处于空档时， 这个切换致动阀96可以处于这个位置。如所示，如在这些图中观察到的，排放端口 112与直接位于其下方的压力控制端口 110处于流体联通，因此液压压力可以从这些同步器对排出到贮槽，如由流动箭头156(图4)所指示的。在这个操作位置中，相关联的同步器将处于未接合的或者中性位置中。如在图5中进一步展示的，这个切换致动阀96的阀构件114被示出为处于一个第二位置。应该认识到，当这个螺线管组件104被致动以便通过致动一个同步器M来控制该齿轮接合时，这个阀构件114就是运行在这个范围中。在这种运行模式中，液压流动被引导通过这个压力供应端口 108到达这个压力控制端口 110并且然后到达相关联的同步器，如由流动路径158指示的。应该进一步认识到，流动路径158是一种计量流出(meter-out)的流动路径，在该路径中入口端口 108是打开的并且第二阀元件120对到达出口 110的流动进行计量(调节)。通过一种计量流出的构形，阀构件120被设计来横向移动并且在该阀的入口端口 108 打开并且不受限制的情况下计量到出口端口 110的液压流动。一个计量流出的构形在瞬态流动力的条件下提供了良好的控制，但在稳态流动力条件下提供了不太稳定的控制。本发明的流动路径158的一个计量流出的构形提供了对于这些流动力的补偿，因此这个阀构件 114是不受影响的并且这个切换致动阀96可以对这些同步器M提供稳定的并且准确的管线压力。由于增加的压力以及这个压力控制或出口 110的打开，液压流体通过这个切换致动阀96的流动同样增加，这样使得稳态流动力现在大得足够对切换致动阀96的运行产生影响并且具有一种负面的影响。然而，本发明的切换致动阀96包括带有计量流出的构形的流动力补偿。因此，本发明的双离合器变速器包括一个具有计量流出的构形的切换致动阀96，而这种计量流出的构形提供了响应于瞬态流动力的稳定性；并且进一步还包括流动力补偿，这种流动力补偿通过克服稳态流动力的这些作用而提供了稳定并且准确的压力调节。如图6中最佳地详细示出，为了实现流动力补偿，阀构件114进一步包括一个总体上以160表示的流动力补偿形状。更确切地说，阀元件122具有一个外径162以及一个计量面164 (metering face) 0这个计量面164被适配为控制加压的液压流体在管线入口端口 108与该控制或出口端口 110之间的流动。计量面164包括一个流动力补偿的环形空隙 166，该环形空隙被置于邻近这个阀元件122的外径162并且由一个测量在外径162与线 168之间的导角“ α ”来限定，该线与外径162相交并且与环形空隙166相切。这个环形空隙166在阀元件122的外径162处终止。阀构件的外径162还限定了一个环形平面部分， 这个环形平面部分被安置为与邻近该环形空隙166安置的阀构件114的减小直径部分126 间隔开。在阀元件122处，减小的直径126的区域过度进入该环形空隙166的内径168中。 阀元件122的这种流动力补偿形状160被适配为在加压的液压流体通过阀本体102时提供对于加压的液压流体的流动力的补偿，从而允许压力调节器提供对于加压的液压流体的一种稳定且准确的流动调节。另外，并且在这些图形所展示的这个实施方案中，阀元件118还可以包括一个流动力补偿形状以便处理液压压力从这个控制端口 110通过排出阀112的流动。在这种情况中，阀元件118将包括与如以上说明的阀元件122相同的结构。同样地，本领域的普通技术人员应该认识到，阀构件114可以具有任何数目的阀元件并且这些阀元件中的任何一个可以使用如在此说明的这种流动力补偿形状来调节加压的液压流体通过该阀的流动。还已经发现的是，提供任何小于90度的导角α会提供在阀构件114上的流动力作用中的一些减小。然而，作用在阀构件114上的这些流动力会相对于导角α的减小而单调地衰减。因此，导角α越小并且由此在计量面164中的环形空隙166就越深，流动力的减小就越大。应该认识到，流动力作用减小的百分比将会在某种程度上基于阀构件115被致动时的流动量而变化。换言之，对于一个具体的导角α较高的流量将使得这个相对减小的百分比更小，而对于同一个对应的导角α较小的流量将使得这个相对减小的百分更高。 应该进一步认识到，在此处说明的这些液压阀的生产中，制造的局限性以及费用可能影响导角的选择。确切地说，虽然在理论上通过提供尽可能接近0度的一个导角α可以使这些流动力得到完全补偿，但补偿的这种单调衰减的改进在更小的导角上会提供逐渐消失的改进效果并且可能证明是更昂贵的或对制造是不切实际的。因此，当前，在此所展示的这个实施方案包括在15度与25度之间的一个导角α，这就通过提供流动力作用大致78%的减小来补偿了作用在阀构件114上的流动力，并且是经济地可大量生产的。应该认识到，导角α 可以随着制造技术和工艺的改进而不断地减小，并且使更小的导角变得更加经济可行。因此，在此展示的液压回路中所采用的这些切换致动阀包括流动力补偿，而这种流动力补偿既在稳态也在瞬态调节状况中对于阀构件114上的流动力作用提供了高的阀稳定性以及准确且稳定的流动调节。本发明已经以一种说明性的方式进行了描述。应该理解，所使用的术语是旨在文字的说明性并非限制性的本性。鉴于以上的传授内容，本发明的许多修改和变体都是可能的。因此，在权利要求的范围之内本发明可以与具体说明不同的方式来实施。
权利要求
1.一种用于自动变速器的液压回路(88)，该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，所述液压回路(88)包括一个加压流体源(82)；一个切换致动阀(96)，该切换致动阀包括一个阀本体(102)，该阀本体具有一个阀孔 (106)和与所述加压流体源(82)处于流体联通的至少一个入口(108)和与用于对齿轮接合进行选择性地控制的至少一个同步器(24)处于流体联通的至少一个出口(110)，一个可移动地支持在所述阀孔(106)中的阀构件(114)，以及一个螺线管(104)；所述阀构件(114)包括至少一个阀元件(122)，该阀元件具有一个外径(162)以及一个计量面(164)，所述计量面(164)被适配为控制加压流体在所述阀本体(102)的所述入口(108)与所述出口(110)之间的流动，所述计量面(164)包括一个流动力补偿的环形空隙(166)，该环形空隙被安置邻近所述外径(162)并且由测量在所述外径(162)与一个线 (168)之间的一个导角α限定，该线与所述外径(162)相交并且与所述环形空隙(166)相切；所述螺线管(104)被适配为移动所述阀构件(114)，以便产生一个通过所述切换致动阀(96)的流通面积，该流通面积是随着输送给所述螺线管(104)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04)上来对该同步器04)的致动进行选择性地控制，从而在该变速器中的这些齿轮组中选择一个预定的齿轮组。
2.如权利要求1所述的液压回路(88)，其中，所述导角α落入15度与25度之间的一个角度范围内。
3.如权利要求1所述的液压回路(88)，其中，所述螺线管(104)是可操作的以便将所述阀构件(114)移动在所述阀孔(106)中的一个方向上，所述切换致动阀(96)进一步包括一个偏置构件(130)，该偏置构件是可操作的以便在所述阀构件(114)上产生一个力作用在与由所述螺线管(104)移动的该方向相反的一个方向上。
4.如权利要求1所述的液压回路(88)，其中，所述阀构件(114)限定一个减小直径部分(126)并且所述环形空隙(166)以一个环形平面终止，该环形平面与所述减小直径部分 (126)间隔开安置。
5.一种自动变速器(10)，该自动变速器被适配为将扭矩从一个原动机转移到一个输出轴，所述自动变速器(10)包括多个齿轮组以及多个同步器(M)，这些同步器被适配为协调所选的齿轮组的接合；一个液压回路(88)，该液压回路包括一个加压流体源(82)；一个切换致动阀(96)，该切换致动阀包括一个阀本体(102)，该阀本体具有一个阀孔 (104)和与所述加压流体源(82)处于流体联通的至少一个入口(108)和与用于对齿轮接合进行选择性地控制的至少一个同步器04)处于流体联通的至少一个出口(110)，一个被可移动地支持在所述阀孔(104)中的阀构件(114)，以及一个螺线管(104)；所述阀构件(114)包括至少一个阀元件(122)，该阀元件具有一个外径(162)以及一个计量面(164)，所述计量面(164)被适配为控制加压流体在所述阀本体(10 的所述入口 (108)与所述出口(110)之间的流动，所述计量面(164)包括一个流动力补偿的环形空隙 (166)，该环形空隙被安置邻近所述外径(162)并且由测量在所述外径(162)与一个线之间的一个导角α限定，该线与所述外径(162)相交并且与所述环形空隙(166)相切；所述螺线管(104)被适配为移动所述阀构件(114)，以便产生一个通过所述切换致动阀(96)的流通面积，该流通面积是随着输送给所述螺线管(104)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04)上来对该同步器04)的致动进行选择性地控制，从而在该变速器中的这些齿轮组中选择一个预定的齿轮组。
6.如权利要求5所述的自动变速器(10)，其中，所述导角α落入15度与25度之间的一个角度范围内。
7.如权利要求5所述的自动变速器(10)，其中，所述螺线管(104)是可操作的以便将所述阀构件(114)移动在所述阀孔(104)中的一个方向上，所述切换致动阀(96)进一步包括一个偏置构件(130)，该偏置构件是可操作的以便在所述阀构件(114)上产生一个力作用在与由所述螺线管(104)移动的该方向相反的一个方向上。
8.如权利要求5所述的自动变速器(10)，其中，所述阀构件(114)限定一个减小直径部分(126)并且所述环形空隙(166)以一个环形平面终止，该环形平面与所述减小直径部分(126)间隔开安置。
全文摘要
一种用于自动变速器(10)的液压回路(88)，该液压回路使用了一个切换致动阀(96)，该切换致动阀控制着该同步器(29)用于对齿轮接合进行选择性地控制的致动。该切换致动阀(96)包括一个阀构件(114)，该阀构件具有至少一个阀元件(122)，该阀元件带有一个外径(162)以及一个计量面(164)。该计量面(164)被适配为控制加压流体在该阀本体(102)的一个入口(108)与一个出口(110)之间的流动。该计量面(164)包括一个流动力补偿的环形空隙(166)，该环形空隙被安置邻近外径(162)并且由测量在该外径(162)与一个线之间的一个导角α限定，该线与该外径(162)相交并且与该环形空隙(166)相切。利用一个螺线管(104)使该阀构件(114)在多个预定的位置之间移动。
文档编号F16H61/4008GK102472386SQ201080036259
公开日2012年5月23日 申请日期2010年9月2日 优先权日2009年9月10日
发明者D·C·米尔斯 申请人:博格华纳公司