专利名称：用于多级速度行星变速器的电子控制装置范围阀的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及机动车辆的动力变速器，并且更具体地涉及包括电子控制装置范围阀的动力变速器的线控换档控制系统。
背景技术：
电动液压控制设备系统控制自动车辆变速器的换档和操作。为了允许车辆操作人员换档，电动液压控制设备系统通常包括手动阀或者包括线控换档阀。在手动阀电动液压控制设备系统中，车辆操作人员手动地改变阀的位置来实现某些换档，例如，发起车辆从非移动状态到移动状态的移动，反之亦然，或者改变车辆正在移动的方向(即，从空档换档到前进档范围，从空档换档到倒档范围，从倒档范围换档到前进档范围，从倒档范围换档到空档，从前进档范围换档到空档，或者从前进档范围换档到倒档范围)。在线控换档系统中，用于发起换档的输入中的至少一些是电信号形式的，而不是液压力的形式或者机械力的形式。代替手动档位选择器，在线控换档系统中可以使用按钮范围选择器。车辆操作人员对按钮或者类似致动器的激活向电子控制装置单元发送电信号。电子控制装置单元执行计算机逻辑以确定电动液压控制设备系统中的哪个或哪些阀需要改变位置，以便使增压的液压流体流向适当的离合器以实现所要求的换档。电子控制装置单元向电动液压控制设备系统的电磁阀发送电信号，所述电磁阀发起所要求的阀位置变化以实现所要求的换档。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供了适于多级速度车辆变速器的电动液压控制设备。 电动液压控制设备包括电子控制装置，其被配置为接收来自变速器的电子范围选择器的换档要求信号；第一、第二和第三电动液压致动器，其每个被配置为接收来自电子控制装置的电信号；第一、第二和第三换档阀，其每个与第一、第二和第三电动液压致动器流体连通为接收由电动液压致动器输出的增压液压流体，并且互相流体连通为有选择地向变速器的至少一个换档机构传递增压液压流体；第四电动液压致动器，其被配置为接收来自电子控制装置的电信号；第四换档阀，其被配置为有选择地向变速器的至少一个换档机构传递增压液压流体，第四换档阀可由第四电动液压致动器控制为当第四电动液压致动器没有被电驱动时达到第一位置，并且当第四电动液压致动器被电驱动时达到第二位置；以及多个流体通道，有选择地连接第一、第二、第三和第四换档阀，以便当第四换档阀在第一位置或者第二位置时变速器可以达到空档或者倒档范围，并且只有当第四换档阀在第二位置时变速器才可以达到前进档范围。第四换档阀可以具有第一流体室(其流动地连接到第一换档机构)和第二流体室 (其流动地连接到第二换档机构)，其中，第一换档阀具有第三流体室，其流动地连接到第三换档机构，第三换档阀具有第四流体室，其流动地连接到第四换档机构，以及第一换档阀具有第五流体室，其流动地连接到变速器的第五换档机构。在第一倒档范围内，第二换档阀可以通过第一换档阀和第三换档阀流动地连接到第三换档机构，并且在第二倒档范围内， 第二换档阀可以通过第一、第三和第四换档阀流动地连接到第五换档机构。电动液压控制设备可以包括转矩变换器离合器控制阀，其中，转矩变换器离合器控制阀被连接到第一、第二、第三和第四换档阀中的至少一个。多个流体通道可以有选择地连接第一、第二、第三和第四换档阀以使无论第四换档阀在第一位置还是第二位置都可以达到第一倒档范围。多个流体通道可以有选择地连接第一、第二、第三和第四换档阀以使无论第四换档阀在第一位置还是第二位置都可以达到空档范围。多个流体通道可以有选择地连接第一、第二、第三和第四换档阀，以便为了使变速器从空档范围换档到前进档范围，至少两个换档阀必须改变位置。电动液压控制设备可以包括第一平衡系统和第二平衡系统，其每个被配置为接收来自电子控制装置的电信号，并且控制流体压力经由第一、第二、第三和第四换档阀被传递到变速器的换档机构的速率，其中，第一平衡系统直接流动地连接到第一换档阀，第二平衡系统直接流动地连接到第二换档阀，第二平衡系统经由第二换档阀流动地连接到第三换档阀，以及第二平衡系统经由第二和第三换档阀流动地连接到第一换档阀。流体通道可以有选择地连接第一、第二、第三和第四换档阀，以使为了使变速器从空档换档到倒档范围，至少一个平衡系统和至少一个换档阀必须被驱动。根据另一个方面，提供了适于多级速度车辆变速器的电动液压控制设备，其包括电子控制装置，其被配置为接收来自变速器的电子范围选择器的换档要求信号，至少一个平衡系统可由电子控制装置驱动为控制增压液压流体传递到变速器的至少一个换档机构的速率；第一、第二和第三电动液压致动器，其每个被配置为接收来自电子控制装置的电信号；第一、第二和第三换档阀，其每个与第一、第二和第三电动液压致动器流体连通为接收由电动液压致动器输出的增压液压流体，并且互相流体连通为有选择地向变速器的至少一个换档机构传递增压液压流体；第四电动液压致动器，其被配置为接收来自电子控制装置的电信号；第四换档阀，其被配置为有选择地向变速器的第一换档机构和第二换档机构传递增压液压流体，第四换档阀可由第四电动液压致动器控制以便当第四电动液压致动器没有被电驱动时达到第一位置，并且当第四电动液压致动器被电驱动时达到第二位置，第四换档阀被配置为维持第一位置(当电故障发生时如果第四换档阀在第一位置)，并且第四换档阀被配置为维持第二位置(当电故障发生时如果第四换档阀在第二位置并且平衡系统被驱动)。第四换档阀可以具有至少第一、第二和第三间隔面，其中，第一和第二面界定第二流体室(其与第二换档机构流体连通)，并且第二和第三面界定第一流体室(其与第一换档机构流体连通)。在正常操作期间并且也在电故障期间，在空档范围和倒档范围内，第四换档阀的第一流体室和第二流体室中的流体可以在排放压力下。第一面可以具有第一直径，第二面可以具有第二直径，第三面可以具有第三直径，其中，第二直径比第一直径大，并且第三直径比第二直径大。电动液压控制设备可以把流体压力应用到第四换档阀的第三面的差分区域，以使第四换档阀在电故障发生在低前进档范围内期间保持在第二位置。低前进档范围可以是比第四前进档范围低的前进档范围。电动液压控制设备可以把流体压力应用到第四换档阀的第二面的差分区域，以使第四换档阀在电故障发生在高前进档范围内期间保持在第二位置。高前进档范围可以是比第三前进档范围高的前进档范围。根据另一个方面，提供了适于多级速度车辆变速器的电动液压控制设备，其包括电子控制装置，其被配置为接收来自变速器的电子范围选择器的换档要求信号，至少一个平衡系统可由电子控制装置驱动为控制增压液压流体传递到变速器的至少一个换档机构的速率；多个电动液压致动器，其每个被配置为接收来自电子控制装置的电信号；多个换档阀，其每个与电动液压致动器流体连通以接收由电动液压致动器输出的增压液压流体， 并且互相流体连通为有选择地向变速器的至少一个换档机构传递增压液压流体；线控换档阀，其被配置为有选择地向变速器的至少一个换档机构传递增压液压流体；以及多个流体通道，其有选择地连接第一、第二、第三和第四换档阀，至少一个平衡系统，以及线控换档阀，以便提供空档范围，其中，除非至少一个换档阀或者线控换档阀的位置的变化和至少一个平衡系统的驱动发生，否则空档范围被维持。线控换档阀可以具有第一位置(在该第一位置它不被电驱动)和第二位置(在该第二位置它被电驱动)。无论线控换档阀在第一位置还是在第二位置，空档位置都是可以达到的。至少一个平衡系统可以与至少一个换档阀(除了线控换档阀)直接流体连通。可申请专利的主题可以包括一个或者更多的在本公开任何地方(包括所写说明书、附图和权利要求)示出或者描述的特征，或者这些特征的组合。
详细描述参考以下附图，其中图1是根据本发明的包括具有电子控制装置范围阀的电动液压控制设备系统的机动车辆动力系统的简化框图；图2是适于机动车辆的多级速度变速器的控制系统的一个实施例的示意图，其示出针对变速器的倒档范围的流体通道排列和流体压力配置；图3是图2的实施例的示意图，其示出针对另一个倒档范围的流体通道排列和流体压力配置；图4是图2的实施例的示意图，其示出针对空档范围的流体通道排列和流体压力配置；图5是图2的实施例的示意图，其示出针对变速器的第一前进档范围的流体通道排列和流体压力配置；图6是图2的实施例的示意图，其示出针对变速器的第二前进档范围的流体通道排列和流体压力配置；图7是图2的实施例的示意图，其示出针对变速器的第四前进档范围的流体通道排列和流体压力配置；图8是图2的实施例的示意图，其示出在响应电故障的故障模式下针对图2的倒档范围的流体通道排列和流体压力配置；图9是图2的实施例的示意图，其示出在响应电故障的故障模式下针对图3的倒档范围的流体通道排列和流体压力配置；图10是图2的实施例的示意图，其示出在响应电故障的故障模式下针对图4的空档范围的流体通道排列和流体压力配置；图11是图2的实施例的示意图，其示出在响应电故障的故障模式下针对图5的第一前进档范围的流体通道排列和流体压力配置；图12是图2的实施例的示意图，其示出在响应电故障的故障模式下针对图6的第二前进档范围的流体通道排列和流体压力配置；图13是图2的实施例的示意图，其示出在响应电故障的故障模式下针对图7的第四前进档范围的流体通道排列和流体压力配置。通常，虽然为了易于说明，可以从某些附图中省略参考标号，但是在不同图上的相同结构元件指代相同的或者功能上相似的结构元件。
具体实施例方式参照附图中所示的和在本文中所描述的某些说明性的实施例来描述本发明的方面。虽然参照说明性实施例描述了本发明，但是应该理解要保护的本发明不局限于所公开的实施例。图1描绘了在例示性车辆动力系统10的上下文中，包括线控换档阀沈的电动液压变速器控制20的简化框图。如本领域技术人员将理解的和本文中所描述的，示出为连接动力系统10的框12、14、16、18、20、22、对、26、观的线代表连接，该连接实际上可以包括一个或者更多的电的、机械的和/或者液体连接、通道、耦合或者链接。动力系统10包括驱动单元12、转矩变换器14、转矩变换器离合器16、变速器18、 电动液压控制设备20、电子控制装置22、范围选择器M和最终传动观。驱动单元12 —般向转矩变换器14提供转矩输出。驱动单元12可以是压缩点火类型(即，柴油)或者火花点火类型(即，汽油)的内燃机、混合单元或者用于产生转矩输出以驱动车辆的其他合适单兀。转矩变换器14有选择地在驱动单元12和变速器18之间建立耦合，以将从驱动单元12输出的转矩转换和/或者转移到车辆变速器18。这样的耦合在转矩变换器离合器16 没有被应用时是液力耦合，在转矩变换器离合器被应用时是机械耦合。转矩变换器离合器通常被提供来响应转矩变换器内减小的液压而实现转矩变换器泵和涡轮的单一旋转，这在不要求转矩变换器泵和涡轮之间的“滑差”(slip)(即，旋转速度的差)时可以发生。变速器18包括输入轴、输出轴、齿轮组件和多个换档机构，其中，所述多个换档机构被电动液压变速器20选择地啮合和释放以引起车辆采取多个操作模式或者范围(包括至少六个前进档速度比、空档范围和至少一个倒档范围)中的一个。如此看来，变速器18 的换档机构与控制20的液压控制元件流体连通。在本公开中，术语“换档机构”可以被用来指代一个或者多个离合器、制动器或者其他摩擦元件或者设备，或者被配置用于使得变速器从一个范围或者传动比转换到另一个、不同的范围或者传动比的类似合适的机构。
控制20包括两位置换档阀26，当在一个位置时其允许换档到倒档和空档范围，并且当在它的另一个位置时其允许换档到前进档范围。在所说明的实施例中，当换档阀沈在关闭或者未致动位置时实现倒档和空档范围，并且当换档阀26在开通或者被致动位置时可实现前进档范围。因此，换档阀26只用两个位置就能控制三种操作模式(倒档范围、空档范围和前进档范围)。下面更详细地描述换档阀沈的结构和操作。图2至图13所示的包括换档阀沈的控制20的实施例涉及六速度车辆变速器，其包括三个行星齿轮组和五个换档机构(例如，两个旋转换档机构和三个固定换档机构Cl、 C2、C3、C4、C5)。在变速器18的正常操作期间，在除空档以外的每个范围内啮合两个换档机构。在针对Polak的美国专利号4，070, 927中公开了变速器18的说明性实施例，其以引用的方式并入本文中。本领域内的普通技术人员将会理解提供这样的变速器只是作为示例， 并且本发明的方面适用于其他多级速度车辆变速器。在所说明的实施例中，变速器18具有如下面表1所示的换档安排表。
权利要求
1.一种用于多级速度车辆变速器的电动液压控制设备，包括电子控制装置，其被配置为接收来自所述变速器的电子范围选择器的换档要求信号，第一、第二和第三电动液压致动器，其每个被配置为接收来自所述电子控制装置的电信号，第一、第二和第三换档阀，其每个与所述第一、第二和第三电动液压致动器流体连通， 以接收由所述电动液压致动器输出的增压液压流体，并且互相流体连通，以有选择地向所述变速器的至少一个换档机构传递增压液压流体，第四电动液压致动器，其被配置为接收来自所述电子控制装置的电信号，第四换档阀，其被配置为有选择地向所述变速器的至少一个换档机构传递增压液压流体，所述第四换档阀可受所述第四电动液压致动器控制以在所述第四电动液压致动器没有被电驱动时达到第一位置并且在所述第四电动液压致动器被电驱动时达到第二位置，以及多个流体通道，其有选择地连接所述第一换档阀、所述第二换档阀、所述第三换档阀和所述第四换档阀，以使当所述第四换档阀在所述第一位置或者在所述第二位置时空档范围或者倒档范围能够被所述变速器实现，并且只有当所述第四换档阀在所述第二位置时，前进档范围才能被所述变速器实现。
2.根据权利要求1所述的电动液压控制设备，其特征在于，所述第四换档阀具有流动地连接到第一换档机构的第一流体室以及流动地连接到第二换档机构的第二流体室，所述第一换档阀具有流动地连接到第三换档机构的第三流体室，所述第三换档阀具有流动地连接到第四换档机构的第四流体室，以及所述第一换档阀具有流动地连接到变速器的第五换档机构的第五流体室。
3.根据权利要求2所述的电动液压控制设备，其特征在于，在第一倒档范围内，所述第二换档阀通过所述第一换档阀和所述第三换档阀被流动地连接到所述第三换档机构，并且在第二倒档范围内，所述第二换档阀被通过所述第一换档阀、所述第三换档阀和所述第四换档阀被流动地连接到所述第五换档机构。
4.根据权利要求3所述的电动液压控制设备，其特征在于，包括转矩变换器离合器控制阀，其中，所述转矩变换器离合器控制阀被连接到所述第一换档阀、所述第二换档阀、所述第三换档阀和所述第四换档阀中的至少一个。
5.根据权利要求1所述的电动液压控制设备，其特征在于，所述多个流体通道有选择地连接所述第一换档阀、所述第二换档阀、所述第三换档阀和所述第四换档阀，以使无论所述第四换档阀在所述第一位置还是在所述第二位置，都能实现第一倒档范围。
6.根据权利要求1所述的电动液压控制设备，其特征在于，所述多个流体通道有选择地连接所述第一换档阀、所述第二换档阀、所述第三换档阀和所述第四换档阀，以使无论所述第四换档阀在所述第一位置还是在所述第二位置，都能实现空档范围。
7.根据权利要求1所述的电动液压控制设备，其特征在于，所述多个流体通道有选择地连接所述第一换档阀、所述第二换档阀、所述第三换档阀和所述第四换档阀，以便为了使所述变速器从空档范围换档到前进档范围，所述换档阀中的至少两个必须改变位置。
8.根据权利要求7所述的电动液压控制设备，其特征在于，包括第一平衡系统和第二平衡系统，其每个被配置为接收来自所述电子控制装置的电信号，并且控制流体经由所述第一换档阀、所述第二换档阀、所述第三换档阀和所述第四换档阀被传递到所述变速器的所述换档机构的速率，其中，所述第一平衡系统被直接流动地连接到所述第一换档阀，所述第二平衡系统被直接流动地连接到所述第二换档阀，所述第二平衡系统经由所述第二换档阀被流动地连接到所述第三换档阀，以及所述第二平衡系统经由所述第二换档阀和所述第三换档阀被流动地连接到所述第一换档阀。
9.根据权利要求8所述的电动液压控制设备，其特征在于，所述多个流体通道有选择地连接所述第一换档阀、所述第二换档阀、所述第三换档阀和所述第四换档阀，以便为了使所述变速器从空档范围换档到倒档范围，至少一个所述平衡系统和至少一个所述换档阀必须被驱动。
10.一种用于多级速度车辆变速器的电动液压控制设备，包括电子控制装置，其被配置为接收来自所述变速器的电子范围选择器的换档要求信号，至少一个平衡系统可由所述电子控制装置驱动，以控制增压液压流体传递到所述变速器的至少一个换档机构的速率，第一、第二和第三电动液压致动器，其每个被配置为接收来自所述电子控制装置的电信号，第一、第二和第三换档阀，其每个与所述第一电动液压致动器、所述第二电动液压致动器和所述第三电动液压致动器流体连通，以接收由所述电动液压致动器输出的增压液压流体，并且与至少一个平衡系统连通并互相连通，以有选择地向所述变速器的至少一个换档机构传递增压液压流体，第四电动液压致动器，其被配置为接收来自所述电子控制装置的电信号，以及第四换档阀，其被配置为有选择地向所述变速器的第一换档机构和第二换档机构传递增压液压流体，所述第四换档阀可受所述第四电动液压致动器控制以在所述第四电动液压致动器没有被电驱动时达到第一位置并且在所述第四电动液压致动器被电驱动时达到第二位置，如果当电故障发生时所述第四换档阀在所述第一位置，所述第四换档阀被配置成维持所述第一位置，并且如果当电故障发生时所述第四换档阀在所述第二位置并且一个平衡系统被驱动，所述第四换档阀被配置成维持所述第二位置。
11.根据权利要求10所述的电动液压控制设备，其特征在于，所述第四换档阀具有至少第一、第二和第三间隔面，所述第一面和所述第二面界定了第二流体室，其与所述第二换档机构流体连通，并且所述第二面和所述第三面界定了第一流体室，其与所述第一换档机构流体连通。
12.根据权利要求11所述的电动液压控制设备，其特征在于，在正常操作期间，在空档范围和倒档范围内，所述第四换档阀的所述第一流体室和所述第二流体室内的流体处于排放压力，并且在电故障期间，在空档范围和倒档范围内，所述第四换档阀的所述第一流体室和所述第二流体室内的所述流体处于排放压力。
13.根据权利要求11所述的电动液压控制设备，其特征在于，所述第一面具有第一直径，所述第二面具有第二直径，所述第三面具有第三直径，所述第二直径比所述第一直径大，并且所述第三直径比所述第二直径大。
14.根据权利要求11所述的电动液压控制设备，其特征在于，流体压力被应用到所述第四换档阀的所述第三面的差分区域，以使所述第四换档阀在发生在低前进档范围内的电故障期间保持在所述第二位置。
15.根据权利要求14所述的电动液压控制设备，其特征在于，所述低前进档范围是比第四前进档范围低的前进档范围。
16.根据权利要求11所述的电动液压控制设备，其特征在于，流体压力被应用到所述第四换档阀的所述第二面的差分区域，以使所述第四换档阀在发生在高前进档范围内的电故障期间保持在所述第二位置。
17.根据权利要求16所述的电动液压控制设备，其特征在于，所述高前进档范围是比第三前进档范围高的前进档范围。
18.一种用于多级速度车辆变速器的电动液压控制设备，包括电子控制装置，其被配置为接收来自所述变速器的电子范围选择器的换档要求信号，至少一个平衡系统可由所述电子控制装置驱动，以控制增压液压流体传递到所述变速器的至少一个换档机构的速率，多个电动液压致动器，其每个被配置为接收来自所述电子控制装置的电信号，多个换档阀，其每个与一个电动液压致动器流体连通，以接收由所述电动液压致动器输出的增压液压流体，并且与至少一个平衡系统连通并互相连通，以有选择地向所述变速器的至少一个换档机构传递增压液压流体，线控换档阀，其被配置为有选择地向所述变速器的至少一个换档机构传递增压液压液体，以及多个流体通道，其有选择地连接所述第一换档阀、所述第二换档阀、所述第三换档阀和所述第四换档阀、所述至少一个平衡系统和所述线控换档阀，以提供空档范围，其中，除非至少一个所述换档阀或者线控换档阀的位置改变并且至少一个所述平衡系统的驱动发生， 否则所述空档范围被维持。
19.根据权利要求18所述的电动液压控制设备，其特征在于，所述线控换档阀具有第一位置和第二位置，在该第一位置时，所述线控换档阀没有被电驱动，在该第二位置时，所述线控换档阀被电驱动，并且无论所述线控换档阀在所述第一位置还是在所述第二位置， 所述空档范围都能够实现。
20.根据权利要求19所述的电动液压控制设备，其特征在于，至少一个平衡系统与除了所述线控换档阀以外的至少一个所述换档阀直接流体连通。
全文摘要
本发明提供了用于多级速度车辆变速器的线控换档控制设备。该控制设备包括与其他换档阀和离合器平衡阀流体连通的线控换档阀，以便在所述空档范围和倒档范围内提供双阻塞特征。线控换档阀配置有多个差分区域为提供针对所有前进档范围的故障模式。
文档编号F16H61/12GK102575763SQ201080042264
公开日2012年7月11日 申请日期2010年6月28日 优先权日2009年7月28日
发明者C.F.朗, C.T.泰勒 申请人:艾里逊变速箱公司