专利名称：汽车传动离合器的即时柔顺性的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种汽车的传动装置，该装置具有一个液压驱动的离合器组合件，后者被设计成有选择地与一柔顺元件或蓄能器分离。
本发明的背景一般地说，一个手动的或自动的汽车传动装置包括多个转矩传输装置(这里被称为离合器组合件)。液压控制的离合器组合件可被设计成具有增进柔顺性的装置，具有阻尼件的液压蓄能器。阻尼件通常被设计来当控制该离合器组件活塞的施加压力突然升高时吸收过高的压力脉冲。该阻尼件可包括一个机械弹簧或其他吸能装置。当该传动装置从一个档换到下一个档时最需要改善换档感觉的阻尼。
从一个传动装置换档到另一个档的过程包括三个不同的阶段a)充油阶段；b)转矩阶段；和c)惯性阶段。在接通动力增速换档的转矩阶段，该转矩从离去的离合器被传递到进入的离合器，直到该转矩从一个离合器基本上被转移到下一个离合器。此后，传动装置换档过程进入惯性阶段，在该阶段该进入离合器的滑动速率渐变为零。该转矩阶段之前有一充油阶段，在该阶段，油被供到该进入的离合器。在转矩阶段希望有一平稳的过渡，因为逐渐施力于活塞会使转矩平稳地转移。反之，突发地施力于活塞会使转矩不规则地转移，这是汽车司机可以检测到的。因此在该进入离合器的液压控制系统中在接上动力向上换档时，一个有效的柔顺元件是极其需要的。但在接上动力向下换档时，该离去的离合器以精确控制的方式被松开，该进入的离合器力求快速分离接合，而包含该柔顺元件会使该压力响应速率放慢。
本发明的综述由于柔顺元件会增加响应时间并降低离合器松开的精确度，在接上动力向下换档时希望有选择地去除离合器控制系统中的柔顺元件。因此，本发明的目标是在汽车传动装置的离合器组合件中有效地控制柔顺元件或带阻尼器的蓄能器的使用。该蓄能器在接上动力向上换档时有选择地被连接到该传动装置的离合器供液路径上，而在接上动力向下换档时跟该离合器供液路径分离。
在本发明所示的实施例中，离合器组合件包括一个将压力供到离合器活塞上的压力控制阀。一个设有阻尼件的蓄能器有选择地与离合器供液路径成液力连通，以便有选择地吸收超过预定范围的压力。
在本发明所示实施例中，一分离阀与传动装置的离合器供液路径成液力连通。该分离阀有选择地使蓄能器与该离合器供液路径分离。
该分离阀还可包括一个液压驱动的分离滑阀，该滑阀被设计成有选择地使蓄能器和该离合器供液路径连接或与其分离。
该分离阀还可形成一个容纳滑阀的筒腔，该筒腔可设计形成一个排出口，以便在该分离滑阀被驱动时从该筒腔将液压液排出。
更具体点说，本发明涉及一种汽车传动装置，该机构有一液压离合器的供液路径和一与该路径连通的液压驱动的离合器活塞。另外，设有一个压力控制阀，能够通过该离合器供液路径将压力供到该离合器活塞上。该传动装置还包括一个蓄能器，有选择地使其与该离合器供液路径液力连通。该蓄能器有一阻尼件，被设计成有选择地吸收超过预定范围的压力。
本发明还涉及一种控制汽车传动装置离合器的柔顺性的方法。该方法包括使一液压回路及一与传动装置离合器成液力连通的阻尼件充有压力；在接上动力向上换档时以增加离合器柔顺性的方式液力连接该阻尼件和该液压回路以更好地控制传动装置的转矩；而在接上动力向下换档时以减少离合器柔顺性的方式使该阻尼件与该液压回路液力分离。
本发明的上述这些和其他一些特点和优点在阅读下面结合附图对实施本发明的最佳模式所作的详细说明后当可更为清楚。
附图的简要说明
图1为与离合器组合件、蓄能器、分离阀、和离合器压力控制阀液力连通的离合器供液路径的概略的剖视图；图2为离合器供液路径内的压力作为时间的函数在带有和不带有蓄能器时的比较图；图3为一流程图，表示分离阀按照离合器压力控制阀所提供的供应压力而操作的功能。
优选实施例的说明本发明例如可与授予Long等的美国专利5,601,506号中所说明的那种型式的电-液压控制一起使用，该专利与本申请为共同持有，该专利在这里被整个参考引用。因此，在本文图1中示出的控制元件被大大简化，这是因为关于液压路线安排等更多资料可从上述专利中找到。
参阅附图，图1至图3，其中相同的标号代表相同的或相应的零件。图1所示为一汽车离合器组合件12的离合器供液路径10(至少部分由管子11限定)的剖视图。从根本上说，本发明涉及汽车传动装置的液压离合器供液路径10。该离合器供液路径10包括一个液压驱动的离合器活塞14，一个压力控制阀16设计用来通过离合器驱动路径10将压力供到离合器活塞14上，和一个蓄能器18可选择地使它在与离合器供液路径10液力连通。该蓄能器18有一阻尼件20被设计得有选择地吸收超过预定范围的压力。
较具体点说，参阅图1，本发明涉及一个离合器控制系统，该系统有一离合器供液路径10在液路上与离合器组合件12、蓄能器18、分离阀22(或控制)和压力控制阀16连通。该离合器组合件12被设计具有一个液压驱动的活塞14，该活塞14在作侧向运动时接合一组互补的离合器片(未示出)。当在活塞14前侧15的压力大于在后侧17的压力，即该活塞14达到其投入冲程的压力时，活塞14就在侧向上移动从而接合该互补的离合器件。该活塞14通过离合器供液路径10的管子11在液路上被连接到一个压力控制阀16。该压力控制阀16用作通往离合器供液路径10的压力调节器。该压力控制阀16包括一个双头滑阀26能依靠弹簧返回到相对于控制阀筒腔28的原处。该控制阀筒26的前侧27在液路上被连接到一供应管线(或泵)30上。在预定的条件下，供应管线30施加一个信号压力来克服弹簧对抗控制阀滑阀26的返回力，这样就可选择地将该压力控制阀16连接或从离合器供液路径10上分离。当该离合器压力控制阀16要从离合器供液路径10上分离时，该信号压力被减少而该控制阀活塞(滑阀)26将该压力控制阀与该离合器供液路径10的管子11之间的连通封闭。控制该压力控制阀16与该离合器供液路径10之间连通的供应管线(或泵)30可用一控制单元32来做到在某些预定的条件下将信号压力发送到泵30来控制。一般地说，当需要使离合器组合件进入接合状态时，控制单元32可告知供应管线30，办法是将一信号压力供给到该控制阀滑阀26的前侧27，使该压力控制阀16能通过离合器供液路径将足够的压力供到离合器活塞14的前侧15，从而接合互补的离合器片13。在所示的实施例中，该压力控制阀16被设计成按照泵30所提供信号压力的比例逐渐将压力供应到管子11上。该压力控制阀16还有另外一个压力供应源即泵31，该泵31将一恒定的压力供到控制阀筒腔28内，从而将一恒定的阻挡压力供到控制阀滑阀26上。另外，该控制阀被设计具有一条输出压力供液路径29，该路径允许泵31所供进入筒腔28的液压介质逐渐流到管子11内。这个装置使压力控制阀16能以与泵30所供信号压力成比例的方式调节输出压力。该压力控制阀16还形成一个排出口25以便从控制阀筒26的前侧释放压力。在示出的实施例中，该输出压力的范围为0到100psi(磅/平方英寸)。
继续参阅图1，可见在本发明中包括一个柔顺元件或蓄能器18。该蓄能器18为一被动的柔顺装置，它包括一个蓄能器活塞34，该活塞34在液路上连接到传动装置的离合器供液路径10上。当蓄能器18被连接到压力控制阀16上时，在蓄能器活塞34前侧35的压力基本上等于压力控制阀16所供的供应压力PS。该蓄能器活塞34依靠弹簧在蓄能器空腔16内返回。弹簧(或阻尼件)20被设计具有预定的刚度，因此能使蓄能器活塞34在侧向上移动，从而当供应压力大于一个预定值时吸收只是由供应压力造成的载荷。在一个装置中，该预定的范围为从0到50psi。因此，蓄能器弹簧20承受的载荷等于供应压力PS乘以蓄能器活塞34前侧35的表面面积。这个载荷等于蓄能器弹簧20的弹簧常数Kap乘以蓄能器活塞34侧向移动的距离。因此，供应压力PS越大，蓄能器弹簧20将被压缩得越多，从而吸收较多的能量。该蓄能器18还在蓄能器活塞空腔36的后侧形成一个排出口38。该排出口38用来在蓄能器活塞34的冲程到头时从蓄能器活塞空腔36释放液压液。
本发明的一个技术优点为该蓄能器18可选择地连接或从离合器供液路径10上分离，以便应对需求提供柔顺(或在预定条件下的柔顺性)。分离阀或脱接阀22在液路上被连接到蓄能器18和离合器供液路径10上并设在它们之间。脱接阀22包括一个与离合器压力控制阀16相似的双头滑阀40。该脱接阀筒40的前侧在液路上连接到一个泵或压力供应管线42上，该泵将一控制压力PC提供到脱接阀筒40的前侧41，从而可选择地使蓄能器18从离合器供液路径10上分离。脱接阀筒40依靠弹簧能向脱接阀活塞空腔44返回。当控制压力Po大于弹簧46的力时，脱接阀筒40在侧向上移动，从而封闭蓄能器18和离合器进给路径之间的液路连接。该泵或供应管线42可由一控制单元48控制，当柔顺变件(或蓄能器18)寻求从离合器供液路径10上拿掉时，该控制单元48可操作使控制压力增加，这样该柔顺件就可从离合器控制系统中拿掉。另外，弹簧46被设计具有刚度Kdv，因此控制压力PC乘以脱接阀活塞40前侧41的表面面积等于弹簧常数Kdv乘以该脱接阀活塞40在关闭该脱接阀22时所需的侧向移动与蓄能器18相似，该脱接阀22可设有一个排出口50以便在脱接阀活塞40的冲程到头时从脱接阀活塞空腔44内释放液压介质。虽然在图示的实施例中，所示脱接阀为一两阶段阀，但该阀也可为如同控制供应阀16那亲友的调节阀。
参阅图2，在离合器供液路径内的压力PS作为时间的函数被画出。曲线A是在离合器供液路径内压力变化的略图，其时蓄能器18被连接到该路径(或者是在柔顺的模式)而脱接阀22是在离合器的充液阶段和转矩阶段被打开。但曲线B所示在离合器供液路径10内的压力却是在脱接阀22闭合时(或者是在不柔顺的模式)并且蓄能器18已从系统分离时的情况。当蓄能器18存在时(如曲线A所示)如图2所示，压力逐渐上升到驱动活塞所需水平P*；但若没有蓄能器18，在离合器供液路径内的压力会冲击性地攀升到所需值之外跑到预定范围(0psi到P*psi)的之外。汽车司机可以检测到这种冲击性的攀升。
分离阀22的逻辑至少部分在图3中示出并在这里论述。只有在接上动力而向上换档的条件下，该柔顺元件(或蓄能器)在所示的实施例中才被使用。当发动机处在标号52的状态，传动装置在向下换档时使得脱接阀22关闭(如图1所示)，并将柔顺元件从离合器供液路径去除(如标号56所示)。由于该脱接阀22是被液压驱动并依靠弹簧返回，为了关闭该脱接阀所需的控制压力PC必须大于该脱接阀弹簧力的压力Kdv乘上闭合该脱接阀所需移动的距离除以该脱接阀活塞40前侧41表面的面积。如果该传动装置是在向上换档的模式(标号54)，该脱接阀将被打开(如标号58所示)，而蓄能器(或柔顺元件)便能按照返回弹簧20的刚度吸收载荷。吸收的载荷将等于弹簧常数Kap乘以蓄能器活塞所行走的距离(如标号60所示)。结果通过离合器供液路径10的压力在设有蓄能器18时为PS-A，在没有蓄能器时为PS-B，PSA将＜PSB(如标号62所示)。
本发明还包括一种控制汽车传动装置中离合器12的柔顺性的方法。该方法包括使一液压回路(或如图1所示的离合器供液路径)及一在液路上与该传动装置离合器12连通的阻尼件(或蓄能器18)充有压力，在液路上使该阻尼件12以一种能增加离合器柔顺性的方式与该液压回路连接以便在开动而向上换档时较好地控制传动装置的转矩；并且在开动而向下换档时以一种能减少离合器柔顺性的方式使该阻尼件18从该液压回路10上分离。
虽然上面已就实施本发明的最佳模式详细说明，在本行业的行家将会认识到在所附权利要求书限定的范围内可以作出各种可替代的设计和实施例来实施本发明。
权利要求
1.一种具有液压离合器供液路径的汽车传动装置，包括一个与该离合器供液路径连通的液压驱动的离合器活塞；一个被设计成通过该离合器供液路径将压力提供给所说离合器活塞上的压力控制阀；及一个可选择地与该离合器供液路径成液力连通的蓄能器，所说蓄能器有一阻尼件，其结构可选择地吸收超过预定范围的压力。
2.权利要求1的传动装置，其特征在于，还包括一个与该离合器供液路径和所说蓄能器有双重液力连通的分离阀，该阀可操作来有选择地使所说蓄能器与该离合器供液路径液力分离。
3.权利要求2的传动装置，其特征在于，还包括一个控制单元，用来驱动所说分离阀以便根据预定的条件控制所说蓄能器的与该离合器供液路径的分离。
4.权利要求3的传动装置，其特征在于，所说预定条件为汽车传动装置的接通动力减速换档。
5.权利要求2的传动装置，其特征在于，所说分离阀包括一个液压驱动的分离滑阀，该滑阀被设计成当驱动所说滑阀时，可选择地使所说蓄能器与该离合器供液路径分离。
6.权利要求5的传动装置，其特征在于，所说分离阀包括一个对所说分离滑阀产生载荷的弹簧。
7.权利要求6的传动装置，其特征在于，所说分离阀限定一个容纳所说分离滑阀的筒腔，所说分离阀限定一个排出口，该排出口被设计成当所说分离滑阀被驱动时从所说筒腔内释放液压液。
8.权利要求1的传动装置，其特征在于，所说蓄能器限定一个所说阻尼件的活塞空腔，该阻层件包括一个弹簧；及一个液压驱动的蓄能器活塞，当从离合器供液路径提供超过预定范围的液压时，该活塞被机械地连接到所说弹簧上。
9.权利要求8的传动装置，其中所说蓄能器限定一个排出口，该排出口被设计成在将超过所说预定范围的压力施加到所说空腔时从所说活塞空腔内释放液压液。
10.权利要求9的传动装置，其特征在于，还包括一个可操作来控制所说压力控制阀的信号压力。
11.一种在汽车传动装置内控制柔顺性的方法包括对一个液压回路和一个与该传动装置离合器液力连通的阻尼件加压；以增加离合器柔顺性的方式使所说阻尼件和所说液压回路液压连接，以更好控制传动扭矩；及以减少离合器柔顺性的方式使所说阻尼件与所说液压回路液压分离。
12.权利要求11的方法，其特征在于，所说阻尼件与所说液压回路的液压连接是在汽车传动装置的接通动力增速换档运转工况期间完成的。
13.权利要求11的方法，其特征在于，所说阻尼件与所说液压回路的液压分离是在汽车传动装置的接通动力减速换档操作模式期间完成的。
14.一种传动离合器组合件和该液压离合器供液路径的即时柔顺性的系统，包括一个与该离合器供液路径成液力连通的柔顺元件；及一个所说柔顺元件的控制单元，该单元可操作来有选择地使所说柔顺元件与该离合器供液路径分离，从而提供或是基本柔顺或是基本不柔顺的即时柔顺性的功能。
15.权利要求14的即时柔顺性的系统，其特征在于，所说控制单元为一与该离合器供液路径和所说柔顺元件成双重液路连通的分离阀，该阀可驱动来有选择地使所说柔顺元件与该离合器供液路径液压分离。
16.权利要求15的即时柔顺性的系统，其特征在于，所说分离阀包括一个液压驱动的分离滑阀，该滑阀被设计成在所说分离活塞的驱动下有选择地使所说柔顺元件跟该离合器供液路径分离。
17.权利要求16的即时柔顺性的系统，其特征在于，所说分离阀包括一个对所说分离滑阀产生载荷的弹簧。
18.权利要求17的即时柔顺性的系统，其特征在于，所说分离阀限定一个容纳所说分离滑阀的筒腔，所说分离阀限定一个排出口，该排出口被设计成当驱动所说分离活塞时从所说筒腔内释放液压液。
19.权利要求18的即时柔顺性的系统，其中所说柔顺元件为一蓄能器，该蓄能器有选择地与该离合器供液路径液力连通，所说蓄能器有一阻尼件，该阻尼件的结构能有选择地吸收超过预定范围的压力，所说阻尼件包括一个弹簧；及一个液压驱动的蓄能器活塞，当从该离合器供液路径提供超过所说预定范围的液压时该活塞可被机械地连接到所说弹簧上。
20.权利要求19的即时柔顺性的系统，其特征在于，所说蓄能器限定一个排出口，该排出口被设计成当将超过所说预定范围的液压施加到所说筒腔内时从所说筒腔内释放液压液。
全文摘要
本发明涉及一种汽车传动离合器上有选择地驱动的柔顺系统。该柔顺系统包括一个分离阀或控制单元，它可选择地使蓄能器或柔顺元件从该离合器供液路径上分离。虽然在接通动力增速换档采用该柔顺元件可能有利，但对接通动力减速换档，该柔顺元件并不适合。因此，本系统提供一种设施可在汽车传动的离合器组合件中有效地控制柔顺元件(或蓄能器和阻尼件)的使用。
文档编号F16H61/00GK1892077SQ20061010160
公开日2007年1月10日 申请日期2006年6月30日 优先权日2005年6月30日
发明者S·白 申请人:通用汽车环球科技运作公司