变速器液压控制系统的制作方法
【专利摘要】提供一种变速器液压控制系统。自动变速器使用以四者组合而应用以建立十个前进传动比和一个倒挡传动比的六换挡元件。自动变速器使用液压控制系统控制六个元件的接合、控制变矩器旁通离合器的接合、控制泊车掣爪的接合并且提供流体用于液动变矩器和用于润滑。泊车掣爪响应于六换挡元件中两者的接合而分离并且响应于其它换挡元件的接合而保持分离。单个阀控制与双行程变矩器关联的多个不同的功能。通过发动机驱动的可变排量泵并且还通过电动泵提供加压的流体。由泵排量控制回路指示的当其它流体需求较高时，优先阀减小润滑流动。
【专利说明】
变速器液压控制系统
技术领域
[0001] 本发明设及用于机动车的自动变速器的液压控制系统的领域。
【背景技术】
[0002] 很多车辆在宽范围的车速(包括向前和向后移动两者）下使用。然而，某些类型的 发动机只能在较窄的转速范围内高效运转。所W，能W多个传动比（speed ratio)高效传输 功率的变速器被频繁使用。当车辆处于较低车速时，变速器通常W高传动比运转使得它放 大发动机扭矩用于改善加速。较高车速时，W低传动比运转变速器允许与安静、燃料经济的 巡航关联的发动机转速。通常，变速器具有安装至车辆结构的壳体、由发动机曲轴驱动的输 入轴、W及经常经由差速器总成驱动车轮的输出轴，该差速器总成允许车辆转弯时左轮和 右轮W略微不同的转速旋转。
[0003] 离散传动比变速器能经由多个功率传输路径输送功率，每个功率传输路径具有不 同的传动比。通过结合特定的换挡元件（比如离合器或制动器)建立特定的功率传输路径。 从一个齿轮比(gear ratio)到另一个齿轮比的换挡设及改变哪些个换挡元件的接合。在很 多变速器中，通过W控制的压力引导流体至换挡元件来控制每个换挡元件的扭矩容量 (torque capacity)。控制器通过发送电信号至阀体而调节压力。
[0004] 除控制换挡元件的扭矩容量之外，阀体提供流体来用于其它目的。运些包括提供 流体用于润滑和提供流体至变矩器。流体吸收由变速器内的摩擦产生的热量。为了调节变 速器流体的溫度，流体被引导通过热交换器。
[0005] 通常，通过发动机驱动的累加压和循环流体。然而，一些车辆在不需要功率时自动 关闭发动机W减小燃料消耗。在运些时间段期间必须保持通过流体提供的一些功能。
[0006] 当车辆泊车时，变速器可W接合保持变速器轴静止W防止车辆滚动的驻车擧爪 (parking pawl)。泊车系统设计成在长期无人看管期间保持接合且不消耗任何功率。正常 地，驻车擧爪响应于驾驶员选择泊车挡而接合并且响应于驾驶员选择任何其它范围（比如 倒挡、空挡、行驶挡或低速挡)而分离。然而，存在变速器可能超控驾驶员选择的一些状况。
【发明内容】
[0007] 变速器包括输送流体至累输出回路的可变排量累。累排量响应于排量控制回路中 压力的增加而减小。优先阀(priori ty va 1 ve)响应于排量控制回路中的压力小于阔值而减 小润滑回路中的流动。流体可W流过优先阀和润滑阀之间的多个其它回路。例如，变矩器调 整阀可W直接或者经由变矩器释放和应用回路从优先阀引导流体至变矩器输出回路。热力 旁通阀（thermal bypass valve)可W取决于流体的溫度直接或者经由冷却器从变矩器输 出回路引导流体至润滑回路。润滑回路调整阀可W通过尺寸可变的开口从润滑回路放出流 体而控制润滑回路中的压力。
[000引液压控制系统包括第一流体供应回路、排量控制回路、润滑回路、发动机驱动的供 应流体至第一流体供应回路的可变排量累W及响应于排量控制回路中较低的压力而减小 润滑回路中的流动的优先阀。控制系统可W包括管路压力控制回路、响应于电流而调整管 路压力控制回路中压力的可变力电磁阀W及通过调节排量控制回路中的压力而控制第一 流体供应回路中与管路压力控制回路中的压力成比例的压力的管路压力调整阀。控制系统 还可W包括通过电动累供应流体的第二流体供应回路W及当管路压力控制回路中的压力 高于阔值时流体连接运两个流体供应回路并且否则隔离运两个流体供应回路的防回流阀 (anti-backflow valve)。
[0009] 根据本发明的一个实施例，进一步包含:变矩器输出回路、变矩器应用回路W及变 矩器释放回路；W及配置用于取决于变矩器旁通离合器的状态而直接或者经由变矩器释放 回路和变矩器应用回路从优先阀引导流体至变矩器输出回路的变矩器调整阀。
[0010] 根据本发明的一个实施例，进一步包含:配置用于取决于流体的溫度直接或者经 由冷却器从变矩器输出回路引导流体至润滑回路的热力旁通阀。
【附图说明】
[0011] 图1是传动系统的示意图；
[0012] 图2是适用于图1的传动系统的变速箱的传动系统齿轮传动装置（gearing arran邑ement)的示意图；
[0013] 图3是适用于图1的传动系统使用的液压控制系统的高级示意图；
[0014] 图4是图3的液压控制系统的流体供应子系统的示意图；
[0015] 图5是适用于控制图2的齿轮传动装置的换挡元件中的四者的图3的液压控制系统 的离合器控制子系统的第一部分的示意图；
[0016] 图6是适用于控制图2的齿轮传动装置的换挡元件中的两者的图3的液压控制系统 的离合器控制子系统的第二部分的示意图；
[0017] 图7是图3的液压控制系统的泊车子系统的示意图；
[0018] 图8是图3的液压控制系统的变矩器/润滑控制子系统的第一部分的示意图；
[0019] 图9a、9b和9c说明适用于用作图8的流体供应子系统的变矩器调整阀的分别处于 =个位置的滑阀；
[0020] 图10是图3的液压控制系统的变矩器/润滑控制子系统的第二部分的示意图。
【具体实施方式】
[0021] 本说明书描述了本发明的实施例。然而，应理解公开的实施例仅为示例，其可W多 种替代形式实施。附图无需按比例绘制;可放大或缩小一些特征W显示特定部件的细节。所 W，此处公开的具体结构和功能细节不应解释为限定，而仅为教导本领域技术人员W多种 形式实施本发明的代表性基础。本领域内的技术人员应理解，参考任一【附图说明】和描述的 多个特征可W与一个或多个其它附图中说明的特征组合W形成未明确说明或描述的实施 例。说明的组合特征提供用于典型应用的代表实施例。然而，与本发明的教导一致的特征的 多种组合和变型可W根据需要用于特定应用或实施。
[0022] 图1示意地说明车辆传动系统。粗实线代表机械功率流连接。细实线代表液压流体 的流动。虚线代表信息信号的流动。通常从内燃发动机曲轴在输入轴10处供应功率。流体连 接12包括可驱动的连接至输入轴10的累轮和可驱动的连接至满轮轴14的满轮。当累轮旋转 得快于满轮时经由移动的流体将功率从累轮传输至满轮。流体连接12可W是还包括当满轮 旋转得基本上快于累轮时再引导流体的导轮使得满轮扭矩是累轮扭矩的倍数的变矩器。变 速箱16包括配置用于在满轮轴14和输出轴18之间建立多个功率传输路径的齿轮装置 (gearing)和换挡元件。可W通过接合关联的换挡元件的子组来建立每个功率传输路径。低 车速时，在满轮轴和输出轴之间可W建立提供扭矩放大和转速减小的功率传输路径W优化 车辆性能。较高车速时，可W建立提供转速放大的功率传输路径W最小化燃料消耗。
[0023] 通过W升高的压力供应液压流体至离合器应用室来接合变速箱16内的换挡元件。 每个换挡元件可W包括离合器组klutch pack),离合器组(clutch pack)具有键连接至一 个部件并且与键连接至另一不同部件的分离盘交错的摩擦盘。流体迫使活塞挤压离合器组 使得摩擦盘和分离盘之间的摩擦力连接运些部件。每个换挡元件的扭矩容量与流体压力的 改变成比例地变化。通过输入轴10驱动的累20从油底壳22汲取流体并且W升高的压力输送 流体至阀体24。阀体24按照来自动力传动系统控制器26的信号W控制的压力输送流体至离 合器应用室。除了将流体提供至离合器应用室之外，阀体提供流体用于润滑并且提供流体 至变矩器12。流体最终从变速箱16W环境压力排出回到油底壳22。
[0024] 图2示意地说明了示例变速器。变速器利用四个简单行星齿轮组30、40、50和60。中 屯、齿轮36固定连接至中屯、齿轮46,齿轮架32固定连接至环形齿轮68,环形齿轮48固定连接 至中屯、齿轮56,环形齿轮58固定连接至中屯、齿轮66,满轮轴14固定连接至齿轮架42而输出 轴18固定连接至齿轮架62。环形齿轮38通过制动器70选择性地保持不旋转而中屯、齿轮36和 46通过制动器72选择性地保持不旋转。满轮轴14提供离合器74选择性地连接至环形齿轮58 和中屯、齿轮66。中间轴28通过离合器76选择性地连接至齿轮架52、通过离合器78选择性地 连接至齿轮架32和环形齿轮68而通过离合器80选择性地连接至环形齿轮48和中屯、齿轮56。 表1列出了用于每个行星齿轮组的建议齿数比。
[0025] 表 1 「00261
[0027] 如表2所示，W离合器和制动器四者的组合来接合离合器和制动器在满轮轴14和 输出轴18之间建立十个前进挡传动比和一个倒挡传动比。X指示需要该换挡元件建立该传 动比。（X)指示建立功率传输路径可W应用但不是必须的离合器。对于1挡，可W应用离合器 78或离合器80代替应用离合器76并且不会改变传动比。当齿轮组具有表1指示的齿数时，传 动比具有表2指示的值。
[0028] 表 2
[00 巧]_
[0030] 当车辆泊车时，驻车擧爪82选择性地连接输出轴18至变速器壳体W防止车辆移 动。不同于换挡元件70至80,驻车擧爪82设计成保持接合而且一旦接合就不需要任何外部 功率。如表2说明的，当变速器处于泊车挡时可W接合换挡元件70、72和80。该组合没有在满 轮轴14和输出轴18之间建立功率传输路径。然而，已经应用几个离合器来减小需要转换成 倒挡或1挡的离合器接合的数量。=个或更少换挡元件的其它组合也可W提供该益处。此 夕h随着释放驻车擧爪，通过液压离合器保持变速器的元件不旋转是有利的。运可W通过接 合六个换挡元件中的五者实现。随后，通过逐渐释放换挡元件来建立与倒挡或一挡关联的 功率传输路径。该顺序避免当接合功率传输路径时可能伴随驻车擧爪的释放的突然的剧烈 动作(jerk)。例如，为了从泊车挡转换为倒挡，可W在驻车擧爪的分离之前或者与其同时接 合元件D和F，通过元件A、B、C、D和F的全部接合将变速器置于锁止状态。随后，逐渐释放元件 CW建立倒挡功率传输路径。类似地，为了从泊车挡转换为1挡，可W在驻车擧爪的分离之前 或与其同时接合元件D和E，通过元件A、B、C、D和E全部接合将变速器置于锁止状态。随后，逐 渐释放元件CW建立1挡功率传输路径。
[0031] 图3示意地说明适用于具有图2的齿轮传动装置的图1的传动系统的液压控制系 统。实线代表液体的流动而虚线代表信息信号。连接W运输流体使得在该集合内的多个位 置处压力基本上相等的流体通道的集合可W称为液压回路。由于流动流体的寄生的粘性阻 力，液压回路内的压力可能出现轻微变化。液压回路可W通过允许回路之间流体流动但是 当流动发生时有意地限制流率并且有意地创建压力差异的孔而连接至另一个液压回路。还 可W通过阀口彼此连接液压回路。阀口在一些情况下可W阻止回路之间的流动、在其它情 况下允许具有可忽略的压力下降的自由流动并且在又一些其它情况下允许具有有意的压 力下降的限制的流动。
[0032] 流体供应子系统100在=个回路中W升高的压力提供流体:累输出回路102、管路 压力回路104和管路压力控制化P C化1)回路106。运些回路中的压力响应于来自控制器26 的控制信号而变化。累输出回路102和管路压力回路104设计成适配具有最小寄生压力下降 的高流体流率。离合器控制子系统108响应于来自控制器26的信号而将六个离合器应用回 路110至120中的压力调整至小于管路压力的压力。六个离合器应用回路的每者分别引导流 体至图2的六换挡元件中的一者的应用室。驻车控制子系统122响应于离合器应用回路中的 压力变化机械地接合和分离驻车擧爪82。变矩器/润滑控制子系统124调节润滑回路126、变 矩器离合器(TCC)应用回路128和变矩器离合器(TCC)释放回路130中的压力和流动。下文更 详细地讨论运些子系统中每者的结构和运转。
[0033] 图4示意地说明流体供应子系统100。美国专利申请公开2013/0014498和2013/ 0017112讨论了相似的流体供应子系统，此处将其内容全文引入作为参考。通过传动系统输 入轴驱动的累20从油底壳22汲取流体并且将流体输送至累输出回路102。累20是正排量累。 不考虑泄露，不管累入口和累出口的相对压力，正排量累在累轴的每转输送一定量的流体。 旋转累轴需要的扭矩随着累出口压力相对于入口压力的增加而增加。每转输送的流体量称 为累排量。累20的排量基于排量减小回路140中的压力在预定极限内变化。
[0034] 在正常运转期间，防回流阀142打开使得流体从累输出回路102自由流动至管路压 力回路104并且两个回路中的压力基本上相等。控制器通过发送指令至管路压力可变力电 磁阀(VFSH44而调节运两个回路中的压力。流体从累输出回路102流动、穿过孔146,通过在 管路压力VFS 144中的阀口开口并且随后进入LP控制回路106。从累输出回路102至LP控制 回路106的压力下降取决于管路压力VFS144开口的尺寸而变化。管路压力VFS 144开口的尺 寸基于阀忍（spool)的移动而变化。来自控制器26的电流在阀忍上创建倾向于增大开口的 磁力。LP控制回路106中的流体作用在阀忍区域上W创建倾向于减小开口尺寸的力。LP控制 回路106中的压力与电流成比例时达到均衡。
[0035] 主调整阀148调节累20的排量W保持与LP控制回路106中的压力成比例的累输出 回路102中的压力。LP控制回路106中的压力在主调整阀148的阀忍上产生力。累输出回路 102中的压力在滑阀上产生相反方向的力。当累输出回路102中的压力超过LP控制回路中的 压力时，阀忍移动W允许从累输出回路102流动至排量减小回路140。回路140中的压力导致 从累20进入累输出回路102的流率减小。累输出回路102和管路压力回路104所供给的部件 建立运些回路中的压力和流率之间的关系。所W，流率的减小使得累输出回路102中的压力 减小直到达到均衡。
[0036] 当车辆停车时（比如当等交通灯时），动力传动系统控制器26可W关闭发动机W节 省燃料。当驾驶员通过释放制动器并且压下加速器踏板而再次要求扭矩时，控制器再起动 发动机。为了在再起动发动机之后迅速响应，保持一些离合器处于接合状态很重要。通过直 接供给管路压力回路104的电动驱动的累150提供保持运些离合器的流体流动。在发动机关 闭时间段期间，控制器26通过控制电动马达驱动的累150的转速而调节管路压力回路104中 的压力。控制器26停止供应电流至管路压力VFS 144使得LP控制回路106中的压力下降至环 境压力。响应于LP控制压力的减小，防回流阀142关闭W防止从管路压力回路104至累输出 回路102的流动。从而，当发动机停机时，累输出回路102中的压力下降至环境压力。
[0037] 图5和6示例地说明离合器控制子系统108。控制器26通过调节至对应螺线管的电 流来调节每个离合器的扭矩容量。在换挡期间，即将接合的（on-coming)和即将分离的 (off-going)离合器的扭矩容量的精确控制非常重要。电流改变和扭矩容量改变之间的关 系称为增益。如果增益太高，那么扭矩容量控制的精度受损。必须保持当处于固定挡位或在 换挡期间保持离合器化Olding clutch)时接合的离合器的扭矩容量高于传输的扭矩W避 免离合器滑动。有时，运些需求彼此矛盾。例如，在倒挡，必须保持制动器A的扭矩容量是变 速箱输入扭矩的3.5倍W上。另一方面，在6挡上，通过制动器A传输的扭矩小于变速箱输入 扭矩的30%。从6挡至7挡的换挡，制动器A是即将分离的元件。在相对较低的变速箱输入扭 矩下可能出现的该换挡期间，需要低增益。然而，该相同的低增益不适合相对较高的变速箱 输入扭矩时的倒挡。
[0038] 图5说明控制图2的齿轮传动装置的六换挡元件中的四者(离合器AWL A)70、离合 器B(化6)72、离合器C(化C)80和离合器F(化F)78)的部件。通过铸造集成的直动式螺线 管（Casting-Integrated Direct-Acting Solenoid(CIDAS)) 160、162、164或 166和对应的 锁止阀（latch valve) 168、170、172或174的组合来控制每个离合器应用回路。每个CIDAS响 应于来自控制器26的控制信号来控制对应的控制的压力回路176、178、180或182中的压力。 每个锁止阀在控制的压力回路中的压力低于阔值时将离合器应用回路连接至对应的控制 的压力回路并且在控制的压力高于阔值时将离合器应用回路连接至管路压力回路104。运 样的设置能在换挡事件期间使用低增益并且还在其它时间提供高的扭矩容量。多个离合器 之间的阔值和增益可W变化。当指令控制的压力为零时，CIDAS阀将控制的压力回路连接至 提供流体从离合器应用室流出W使离合器活塞行程减小(de-stroke)的路径的离合器排出 回路184。升高的排出回路186W非常接近环境的压力供应流体。美国专利申请公开2013/ 0026401详细地描述了CIDAS/锁止阀组合的结构和运转，此处将其内容全文引入作为参考。
[0039] 图6说明控制图2的齿轮传动装置的六换挡元件中其它两者(离合器D(化D)76和 离合器E(化E)74)的部件。流体从管路压力回路104流动、通过离合器D CIDAS 190的开口 进入离合器D应用回路116。开口的尺寸取决于CIDAS 190中阀忍的位置而改变。来自控制器 26的电信号创建在一个方向上推动阀忍倾向于增加开口的尺寸的磁力。离合器D应用回路 116中的流体作用在阀忍的区域上倾向于在相反的方向上推动阀忍并且减小开口的尺寸。 额外地，离合器D反馈回路192中的流体作用在倾向于减小开口的尺寸的第二区域上。管路 压力回路和离合器D应用回路之间的压力下降关联于开口的尺寸。离合器D应用回路中的压 力与电流成比例时达到均衡。通过增益控制阀194确定比例系数或增益。当LP控制回路106 中的压力高于阔值时，增益控制阀194连接离合器D反馈回路192至升高的排出回路186。运 样状况下，因为离合器D应用回路中的压力仅作用在阀忍的第一区域，增益相对较高。当LP 控制回路106中的压力低于阔值时，增益控制阀194连接离合器D反馈回路192至离合器D应 用回路116。运种状况下，因为离合器D应用回路中的压力作用在阀忍的第一和第二区域两 者上，增益相对较低。类似地，离合器E CIDAS 196和增益控制阀194通过两个不同的增益协 同地控制离合器E应用回路中的压力。美国专利申请公开2014/0182693详细描述了阀190、 194和196的组合的结构和运转，此处将其内容全文引入作为参考。在替代的实施例中，可W 通过来自控制器26的独立信号控制增益控制阀194。排出阀(Blowoff valve) 198将来自所 有六个离合器的离合器排出回路184排出至油底壳，保持轻微的正压使得该回路不会变得 排空。
[0040] 图7示意地说明泊车控制子系统。美国专利申请公开2014/0284170详细描述了类 似的系统，此处将其内容全文引入作为参考。泊车阀（parkvalve) 200的阀忍机械连接至泊 车机构82使得在一个方向上的移动接合泊车机构而在相反方向上的移动分离泊车机构。泊 车机构内的弹黃朝接合偏置该系统。此外，累输出回路102作用在阀忍的区域上迫使阀忍朝 向接合。回路202和204作用在阀忍的区域上倾向于在分离方向上推动阀忍。运些回路作用 的区域被平衡使得在回路202和回路204两者中的压力必须接近累输出回路102中的压力W 推动阀忍进入分离位置。当离合器D应用回路116中的压力高时，球阀206连接回路116至回 路202。类似地，当离合器B应用回路112中的压力高时，球阀208连接回路112至回路204。从 而，可W通过同时指令至离合器应用回路112和116的高压而分离泊车。
[0041 ] 一旦阀忍移动进入分离位置，阀连接脱离泊车回路(out of park ci;rcuit)210至 回路212。球阀214、216和218连接回路212至离合器D应用116、离合器F应用120、离合器C应 用114或离合器A应用110中具有最高压力的无论哪一者。从而，只要指令运些离合器中的至 少一者完全接合时，回路212被增压至接近管路压力。无论何时脱离泊车回路210的压力都 高于离合器D应用116或离合器B应用112,球阀206和208分别连接脱离泊车回路至回路202 和204。从而，一旦泊车分离，只要离合器A、C、D和F中的至少一者完全接合，即使释放为了实 行换挡转换（transition)而曾经接合的离合器，泊车保持分离。如表2显示的，每个挡位状 态设及运些离合器中至少两者的接合。此外，释放一个元件并且接合另一个元件的每个换 挡使运四个离合器中至少一者为保持离合器。如上文关于流体供应子系统讨论的，当车辆 静止时发动机有时可能关闭。当发动机停机时电动累保持管路压力回路中的压力。从而，只 要指令用于离合器A、C、D或F中至少一者的完全压力，在运些发动机停机事件期间车辆保持 不泊车。为了重新接合泊车，必须指令所有运些离合器至较低的压力，运可W完成而不需要 完全分离运些离合器。
[0042] 图8说明控制变矩器的润滑和变矩器控制子系统124的部分。该系统设计用于运转 双行程(two-pass)类型的变矩器。该名称表明双行程变矩器仅利用两个液压回路：i)供给 新鲜流体至变矩器、ii)从变矩器返回流体W及iii)控制锁止离合器的扭矩容量。当锁止离 合器分离时，流体在TCC释放回路130中流进变矩器并且在TCC应用回路128中流出变矩器。 另一方面，当锁止离合器接合时，流体在TCC应用回路128中流进变矩器并且在TCC释放回路 130中流出变矩器，通过运些回路之间的压力差异控制锁止离合器的扭矩容量。运与=行程 (three-pass)类型的变矩器相反，在S行程类型的变矩器中独立的回路专口用于运些功能 中的每者。
[0043] 控制器26通过调节电信号来指示希望的锁止离合器扭矩容量。流体流动通过变矩 器VFS 220的开口从累输出回路102至TCC控制回路222。该阀控制开口的尺寸并且从而控制 运些回路之间的压力下降使得TCC控制回路222中的压力与电信号成比例。在正常工况下， 优先阀224连接累输出回路102至变矩器供给回路226。变矩器供给回路226供应新鲜流体至 变矩器。如下文讨论的，变矩器供给回路还供应流体至润滑回路。在累不能保持希望的管路 压力的情况下，优先阀224暂时减小并且可能甚至关闭至变矩器供给回路226的流动。优先 阀224基于排量减小回路140中的压力确定该状况存在。回想主调整阀148在存在额外的流 可用时增加该回路中的压力W减小流率。排量减小回路140中低于阔值的压力表明主调整 阀在请求完全的排量并且累还没有产生足够的流量。运可能发生在例如大流率专用于将离 合器活塞移动至行程位置时。
[0044] 变矩器调整阀228执行多个功能，所有功能响应于TCC控制压力。TCC控制回路222 中低于阔值的压力表明应该分离锁止离合器。作为响应，阀228i)连接变矩器供给回路226 至TCC释放回路130并且ii)连接TCC应用回路128至变矩器输出回路230。如下文讨论的，变 矩器输出回路230供应用于润滑的流体。当TCC控制回路222中的压力高于阔值时，阀228i) 通过尺寸可变的开口连接累输出回路102至TCC应用回路128、ii)调节开口的尺寸使得TCC 应用回路中的压力与TCC控制回路222中的压力成比例、iii)连接TCC释放回路130至油底壳 22并且iv)连接变矩器供给回路226至变矩器输出回路230。
[0045] 图9a和9b说明变矩器调整阀228的截面图。阀忍250在阀孔(valve bore)内轴向地 滑动。阀忍250包括形成多个室的四个阀忍实体(spool land)252、254、256和258。室260在 孔的左端的固定壁和实体252之间。室262在实体252和实体254之间。室264在实体254和实 体256之间。室266在实体256和实体258之间。最后，室268在实体258和孔的右端的固定壁之 间。压缩弹黃270倾向于朝右边推动阀忍。阀孔的侧面上称为端口的多个开口连接特定的室 至液压控制系统的特定的液压回路。特定的回路连接至的哪个室或哪些室可W取决于阀忍 250的位置。此外，端口开口的尺寸可W取决于阀忍250的位置。
[0046] 图9a说明阀忍在对应于打开变矩器的位置上的调整阀。TCC控制回路222连接至室 268使得该回路中的压力倾向于朝左推动阀忍250。当TCC控制压力低于阔值时，弹黃270推 动阀忍250进入图9a显示的位置。在该位置上，室260和262两者放出至油底壳，那么运些室 中的压力可W忽略。室264连接至TCC释放回路130和变矩器供给回路226两者W允许流体从 变矩器供给回路226流动至TCC释放回路130W释放旁通离合器并且提供新鲜流体至液动变 矩器。室266连接至变矩器输出回路230和TCC应用回路128两者W允许流体在TCC应用回路 128中离开变矩器W流动通过变矩器输出回路230进入冷却器和润滑回路。
[0047] 图9b说明阀忍在对应于锁止或滑动的变矩器的位置的调整阀。TCC控制回路222中 的压力足W克服弹黃270W推动阀忍250至左边。流体从累输出回路102流进室262并且从那 里至TCC应用回路128。在累输出回路102和室262之间的开口的尺寸取决于阀忍250的位置。 由于该约束的开口两边的压力下降，室262中的压力小于累输出回路102中的压力。实体254 的直径大于实体252的直径使得室262中的压力倾向于推动阀忍250至右边。阀忍250移动至 均衡位置使得来自室262向右的力和弹黃的力平衡来自室268的向左的力。在该均衡处，室 262中的压力是TCC控制回路222中的压力的函数，并且从而TCC应用回路128中的压力是TCC 控制回路222中的压力的函数。TCC释放回路130通过室264放出至油底壳。流体从变矩器供 给回路226通过室266流动至变矩器输出回路230。
[0048] 运一个阀250完成与双行程变矩器的运转关联的多个功能。在图9a的释放状态中， i)将流体从流动源(变矩器供给回路226)引导至变矩器释放回路130,并且ii)经由变矩器 输出回路230将流体从变矩器应用回路128引导至润滑回路。在图9b的应用状态中，i) W基 于控制回路(TCC控制回路222)中的压力的压力将流体引导至变矩器应用回路128，ii)经由 变矩器输出回路230将流体从流体源(变矩器供给回路226)引导至润滑回路，并且iii)将流 体从变矩器释放回路130排出至油底壳。在单个阀中完成所有运些功能避免了如果通过多 个阀执行运些功能发生的可能的错误状态。当在多个阀中执行运些功能时，从应用状态切 换为释放状态或者反之亦然需要多个阀改变位置。如果运些阀中的一者不能改变位置，在 运些回路中产生的不一致的连接可能使变矩器或润滑回路缺少新鲜流体的供给。例如由于 小微粒的污染，运些阀可能卡在位置上。运类错误状态的探测和减缓设备增加了控制系统 相当高的复杂性和成本。
[0049] 阀250设计成减缓卡住的阀的错误模式。如果在指令至相反的位置时阀250卡在应 用位置或者释放位置，则W将要提供润滑流体的一致状态连接运些回路。如果变矩器旁通 离合器释放则在变矩器中产生热量，那么向变矩器提供新鲜流体W去除热量。图9c显示卡 在中间位置的阀。在该位置，室266连接变矩器供给回路至变矩器输出回路使得至润滑回路 的流动不中断。此外，尽管经由独立的回路，室262和264两者排出至油底壳。结果，来自变矩 器的流体倾向于通过运些回路中的一者排空至油底壳并且通过另一回路替代为空气。随着 流体流出变矩器，变矩器的K因子增加(变矩器变得"更加没有束缚（looser)")。控制器可W 通过比较测量的满轮转速和累轮转速与基于扭矩水平预测的转速来探测该改变。响应于在 尝试从应用转换为释放之后探测到该K因子改变，控制器可W增加TCC控制回路中的压力W 返回至应用状态。类似地，如果在尝试从释放转换为应用之后探测到错误状态，控制器可W 返回至释放状态。尽管可能不利地影响燃料经济性，可W W释放状态无限期地运转变速器。 当变速器W应用状态运转时如果车辆停车，则控制器可W释放换挡离合器中的一者W进入 空挡状态。当驾驶车辆至服务设施时换挡离合器随后可W用作启动离合器。
[0050] 图10说明控制从变矩器输出回路230流动至润滑回路126的润滑和变矩器控制子 系统124的部分。热力旁通阀232确定是将变矩器输出回路230直接连接至润滑回路126还是 经由冷却器回路236引导它通过冷却器234。热力旁通阀是基于升高的排出回路186中的溫 度引导流体的被动控制的阀。当溫度高于阔值时，引导流体通过冷却器。当溫度在正常运转 范围中时，直接引导流体至润滑回路126。在一些应用中，当溫度低于正常运转范围时也可 W引导流体通过冷却器。冷却器可W是变速器流体和发动机冷却剂之间的热交换器。由于 发动机通常暖机(warm up)较快，在暖机时间段期间冷却器可W作为用于变速器流体的热 源运转，提供较快的暖机。由于冷的流体具有基本上较高的粘性，更迅速加热它减少了燃料 消耗。2014年5月20日提交的美国专利申请14/282,051详细讨论阀232的结构和运转，此处 将其内容全文引入作为参考。润滑调整阀238通过控制的开口允许一些流体从润滑回路126 流动至油底壳22W保持润滑回路126中希望的压力。
[0051] 虽然上文描述了示例实施例，但是并不意味着运些实施例描述了权利要求包含的 所有可能的形式。说明书中使用的词语为描述性词语而非限定，并且应理解不脱离本发明 的精神和范围可W作出各种改变。如上所述，可W组合多个实施例的特征W形成本发明没 有明确描述或说明的进一步的实施例。尽管已经描述了多个实施例就一个或多个期望特性 来说提供了优点或相较于其他实施例或现有技术应用更为优选，本领域技术人员应该认识 到，取决于具体应用和实施，为了达到期望的整体系统属性可W对一个或多个特征或特性 妥协。因此，描述的实施例在一个或多个特性上相对于其他实施例或现有技术应用不令人 满意也未超出本发明的范围，并且运些实施例可W满足特定应用。
【主权项】
1. 一种变速器，包含： 配置用于以与栗排量和栗转速基本上成比例的流率输送流体至栗输出回路的正排量 栗，所述栗排量响应于排量控制回路中增加的压力而减小；以及 配置用于响应于所述排量控制回路中的所述压力小于阈值而减小润滑回路中的流率 的优先阀。2. 根据权利要求1所述的变速器，进一步包含： 配置用于响应于来自控制器的电流而控制管路压力控制回路中的压力的可变力电磁 阀；以及 配置用于控制所述排量控制回路中的所述压力以保持所述栗输出回路中与所述管路 压力控制回路中的所述压力成比例的压力的管路压力调整阀。3. 根据权利要求2所述的变速器，进一步包含： 配置用于独立于所述正排量栗供应流体至管路压力回路的电动栗；以及 配置用于当所述管路压力控制回路中的所述压力高于阈值时流体地连接所述栗输出 回路至所述管路压力回路并且当所述管路压力控制回路中的所述压力小于阈值时隔离所 述管路压力回路与所述栗输出回路的防回流阀。4. 根据权利要求1所述的变速器，进一步包含： 配置用于通过从所述润滑回路放出流体通过尺寸可变的开口而控制所述润滑回路中 的压力的润滑回路调整阀。5. 根据权利要求4所述的变速器，进一步包含： 配置用于取决于变矩器旁通离合器的状态直接或者经由变矩器释放回路和变矩器应 用回路从所述优先阀引导流体至变矩器输出回路的变矩器调整阀。6. 根据权利要求5所述的变速器，进一步包含： 配置用于取决于所述流体的温度直接或经由冷却器从所述变矩器输出回路引导流体 至所述润滑回路的热力旁通阀。7. -种变速器液压控制系统，包含： 第一流体供应回路、排量控制回路和润滑回路； 配置用于以响应于所述排量控制回路增加的压力而减小的流率将流体供应至所述第 一流体供应回路的第一栗；以及 配置用于响应于所述排量控制回路中的所述压力减小到阈值以下而减小所述润滑回 路中的流动的优先阀。8. 根据权利要求7所述的变速器控制系统，进一步包含： 管路压力控制回路；以及 配置用于响应于来自控制器的电流而控制所述管路压力控制回路中的压力的可变力 电磁阀；以及 配置用于控制所述排量控制回路中的所述压力以保持与所述管路压力控制回路中的 所述压力成比例的所述第一流体供应回路的压力的管路压力调整阀。9. 根据权利要求8所述的变速器控制系统，进一步包含： 第二流体供应回路； 通过电动马达驱动的配置用于供应流体至所述第二流体供应回路的第二栗；以及 配置用于当所述管路压力控制回路中的所述压力高于阈值时流体地连接所述第一流 体供应回路至所述第二流体供应回路并且当所述管路压力控制回路中的所述压力小于所 述阈值时隔离所述第二流体供应回路与所述第一流体供应回路的防回流阀。10.根据权利要求7所述的变速器控制系统，进一步包含： 配置用于通过尺寸可变的开口从所述润滑回路放出流体而控制所述润滑回路中的压 力的润滑回路调整阀。
【文档编号】F16H41/30GK106015503SQ201610169135
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年3月23日
【发明人】德瑞克·肯驰
【申请人】福特全球技术公司