用于自动变速器的电动液压控制系统的制作方法

专利名称：用于自动变速器的电动液压控制系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于自动变速器的电动液压控制系统，且更具体地涉及用于机动车辆的多挡自动变速器的电动液压控制系统。
背景技术：
该部分内容仅提供与本发明有关的背景信息，并且可能构成或可能不构成现有技术。已经开发了用于机动车辆的多挡自动变速器的两种控制系统类型，并且这两种控 制系统类型在该领域处于主导地位。第一种类型利用被提供给控制阀体的加压液压流体(变速器油)，该控制阀体具有多个多端口滑阀，所述多个多端口滑阀将这种流体引导到多个液压致动器，这些液压致动器控制与多个行星齿轮组件的各个元件相关的离合器和制动器。这种变速器实质上是能够自足的，因为大多数升挡和降挡决定是由控制阀体中的阀作出。最新开发的第二种类型的控制系统利用电磁阀以及多端口滑阀或逻辑阀来将加压液压流体(变速器流体)引导到与同步器离合器相关的多个致动器以及一个或两个驱动齿轮。当滑阀或逻辑阀被合适地定位时，启用电磁阀会提供液压流体，该液压流体使得致动器平移并且接合期望的传动比和速度比。这类控制系统尤其适合与双离合器变速器(DCT)
一起使用。过去，这两种控制系统通常针对某些性能或操作特征(例如，燃料经济性或极好的平滑换挡)来进行优化。本液压控制系统提供了在单个控制系统中以往未被发现的许多特征，并且针对这些特征中的许多特征进行了优化。

发明内容
本发明提供了一种用于机动车辆多挡自动变速器的通用且能量高效的电动液压控制系统。变速器包括扭矩变换器、四个行星齿轮组件和五个离合器，这五个离合器中的一个是可选择单向(超越)类型，这些离合器提供了八个前进速度比或传动比以及倒挡。控制系统包括主(机械式)液压泵和辅助(电气式)液压泵、馈给限制控制阀、管线压力调节器、润滑压力调节器、润滑超越控制阀以及扭矩变换器控制阀，该扭矩变换器控制阀由可变力电磁阀(VFS)控制。驾驶员指令通过手动逻辑阀或滑阀提供给该系统，手动逻辑阀或滑阀结合滑阀或逻辑默认阀起作用，所述滑阀或逻辑默认阀继而由默认电磁阀控制。五个电磁阀接收各液压流体流并且将其供应到液压致动器，这些液压致动器接合和脱开可选择单向离合器和四个摩擦离合器。除了其他特征之外，本发明的控制系统提供了快速的离合器响应、降低的变速器旋转损失、改善的燃料经济性、稳健的失效模式保护、坡道保持、驻车涡轮机失速、以及与BAS和P2混合动力系统的兼容性。因此，本发明的一个方面在于提供了一种用于自动变速器的电动液压控制系统。
本发明的另一方面在于提供了一种用于具有扭矩变换器、四个行星齿轮组件和五个离合器的变速器的变速器控制系统。本发明的又另一方面在于提供了一种具有主泵和辅助泵的电动液压变速器控制系统。本发明的又另一方面在于提供了一种具有管线压力调节器和润滑压力调节器的电动液压变速器控制系统。本发明的又另一方面在于提供了一种电动液压变速器控制系统，所述电动液压变速器控制系统具有由可变力电磁阀控制的扭矩变换器控制阀。本发明的又另一方面在于提供了一种电动液压变速器控制系统，所述电动液压变速器控制系统具有逻辑阀或滑阀，所述逻辑阀或滑阀由驾驶员手动控制以输入挡位选择指令。
本发明的又另一方面在于提供了一种电动液压变速器控制系统，所述电动液压变速器控制系统具有五个电磁阀，所述五个电磁阀接收各液压流体流，并且将其供应到五个液压致动器。本发明的又另一方面在于提供了一种电动液压变速器控制系统，所述电动液压变速器控制系统具有滑阀或逻辑默认阀以及默认电磁阀。本发明还包括以下方案
I. 一种用于自动变速器的控制系统，以组合的方式包括
具有输出的第一液压泵；
具有输出的第二液压泵；
馈给限制阀，所述馈给限制阀与所述第二液压泵的所述输出流体连通，并且具有输
出；
扭矩变换器控制阀，所述扭矩变换器控制阀与所述第一液压泵的所述输出流体连通，并且具有控制端口和输出；
扭矩变换器应用电磁阀，所述扭矩变换器应用电磁阀具有与所述扭矩变换器控制阀的所述控制端口流体连通的第一输出以及适于接合扭矩变换器的锁止离合器的第二输出；
润滑流调节器阀，所述润滑流调节器阀具有与所述第一液压泵的所述输出流体连通的第一控制端口，并且具有第二控制端口 ；
油冷却器，所述油冷却器可操作地设置在所述扭矩变换器控制阀的输出端口与所述润滑流调节器阀的入口端口之间；
润滑超越使能阀，所述润滑超越使能阀具有与所述润滑流调节器阀的所述第二控制端口流体连通的出口；
手动操作的滑阀，所述手动操作的滑阀具有使能倒挡的第一输出和使能这种变速器的前进挡位的第二输出；
默认控制阀，所述默认控制阀具有与所述手动操作的滑阀的所述第二输出流体连通的入口端口、与所述手动操作的阀的所述第一输出流体连通的第一控制端口、以及第二控制端口 ；
默认电磁阀，所述默认电磁阀具有与所述默认控制阀的所述第二控制端口流体连通的输出；以及多个电磁阀，所述多个电磁阀中的每个都具有与所述第二液压泵的所述输出流体连通的入口以及与液压离合器致动器流体连通的输出。2.根据方案I所述的控制系统，其中，所述手动操作的阀包括挡位选择器，所述挡位选择器能够由车辆操作员移动，并且所述默认控制阀是两位置阀。3.根据方案I所述的控制系统，还包括具有输出的离合器电磁阀；离合器使能阀，所述离合器使能阀具有与所述离合器电磁阀的所述输出流体连通的入口、出口、以及通过三路止回阀与所述默认电磁阀的所述输出和所述离合器使能阀的所述输出流体连通的控制端口 ；以及双作用液压活塞和缸组件，所述双作用液压活塞和缸组件具有第一入口，所述第一入口通过三路止回阀与所述离合器使能阀的所述输出和所述默认控制阀的所述第一控制端口流体连通。4.根据方案3所述的控制系统，还包括可选择单向离合器，所述双作用液压活塞和缸组件作用在所述可选择单向离合器上。
5.根据方案I所述的控制系统，还包括可变放泄电磁阀，所述可变排泄电磁阀具有与所述压力调节器阀的控制端口流体连通的输出。6.根据方案I所述的控制系统，其中，所述液压泵是电驱动的。7.根据方案I所述的控制系统，还包括来自于所述润滑流调节器阀的端口的液压管线，用于将液压流体提供给多个离合器。
8. 一种用于自动变速器的电动液压控制系统，以组合的方式包括
加压的液压流体源；
馈给限制阀，所述馈给限制阀与所述液压流体源流体连通并且具有输出；
扭矩变换器控制阀，所述扭矩变换器控制阀与所述加压液压流体源流体连通，并且具有控制端口和输出；
扭矩变换器应用电磁阀，所述扭矩变换器应用电磁阀具有与所述扭矩变换器控制阀的所述控制端口流体连通的第一输出以及适于接合扭矩变换器的锁止离合器的第二输出；
润滑流调节器阀，所述润滑流调节器阀具有与所述液压流体源流体连通的第一控制端口，并且具有第二控制端口 ；
润滑超越使能阀，所述润滑超越使能阀具有与所述润滑流调节器阀的所述第二控制端口流体连通的出口；
手动操作的阀，所述手动操作的阀具有使能倒挡的第一输出和使能这种变速器的前进挡位的第二输出；
默认控制阀，所述默认控制阀具有与所述手动操作的滑阀的所述第二输出流体连通的入口端口、与所述手动操作的阀的所述第一输出流体连通的第一控制端口、以及第二控制端口 ；
默认电磁阀，所述默认电磁阀具有与所述默认控制阀的所述第二控制端口流体连通的输出；
离合器电磁阀，所述离合器电磁阀具有输出；
离合器使能阀，所述离合器使能阀具有与所述离合器电磁阀的所述输出流体连通的入口、出口、以及控制端口，所述控制端口通过三路止回阀与所述默认电磁阀的所述输出和所述离合器使能阀的所述输出流体连通；双作用液压活塞和缸体组件，所述双作用液压活塞和缸体组件具有第一入口，所述第一入口通过三路止回阀与所述离合器使能阀的所述输出和所述默认控制阀的所述第一控制端口流体连通；以及
多个电磁阀，所述多个电磁阀中的每个都具有与所述液压流体源流体连通的入口以及与液压离合器致动器流体连通的输出。9.根据方案8所述的用于自动变速器的电动液压控制系统，其中，所述液压流体源包括第一机械驱动的泵和第二电驱动的泵。10.根据方案8所述的用于自动变速器的电动液压控制系统，其中，所述默认控制阀是两位置阀。 11.根据方案8所述的用于自动变速器的电动液压控制系统，还包括可选择单向离合器，所述双作用液压活塞和缸体组件作用在所述可选择单向离合器上。12.根据方案8所述的用于自动变速器的电动液压控制系统，还包括可变放泄电磁阀，所述可变放泄电磁阀具有与所述压力调节器阀的控制端口流体连通的输出。13.根据方案8所述的用于自动变速器的电动液压控制系统，还包括贮槽，所述贮槽用于接收并存储液压流体。14.根据方案8所述的用于自动变速器的电动液压控制系统，还包括液压流体冷却器，所述液压流体冷却器被设置成在所述扭矩变换器控制阀的出口与所述润滑流调节器阀的入口之间流体连通。15. 一种用于自动变速器的电动液压控制系统，以组合的方式包括
加压的液压流体源；
馈给限制阀，所述馈给限制阀与所述液压流体源流体连通并且具有输出；
扭矩变换器控制阀，所述扭矩变换器控制阀与所述液压流体源流体连通，并且具有控制端口和输出；
扭矩变换器应用电磁阀，所述扭矩变换器应用电磁阀具有与所述扭矩变换器控制阀的所述控制端口流体连通的第一输出以及适于接合扭矩变换器的锁止离合器的第二输出；
润滑流调节器阀，所述润滑流调节器阀具有与所述液压流体源流体连通的第一控制端口，并且具有第二控制端口 ；
润滑超越使能阀，所述润滑超越使能阀具有与所述润滑流调节器阀的所述第二控制端口流体连通的出口；
手动操作的阀，所述手动操作的阀具有使能倒挡的第一输出和使能这种变速器的前进挡位的第二输出；
默认控制阀，所述默认控制阀具有与所述手动操作的滑阀的所述第二输出流体连通的入口端口、与所述手动操作的阀的所述第一输出流体连通的第一控制端口、以及第二控制端口 ；
默认电磁阀，所述默认电磁阀具有与所述默认控制阀的所述第二控制端口流体连通的输出；以及
多个电磁阀，所述多个电磁阀中的每个都具有与所述液压流体源流体连通的入口以及与液压离合器致动器流体连通的输出。16.根据方案15所述的用于自动变速器的电动液压控制系统，其中，所述液压流体源包括第一机械驱动的泵和第二电驱动的泵。17.根据方案15所述的用于自动变速器的电动液压控制系统，其中，所述手动操作的阀包括挡位选择器，所述挡位选择器能够由车辆操作员移动，并且所述默认控制阀是两位置阀。18.根据方案15所述的用于自动变速器的电动液压控制系统，还包括压力调节器阀，所述压力调节器阀可操作地设置在所述加压的液压流体源与所述扭矩变换器控制阀之间。
19.根据方案15所述的用于自动变速器的电动液压控制系统，还包括液压流体冷却器，所述液压流体冷却器被设置成在所述扭矩变换器控制阀的出口与所述润滑流调节器阀的入口之间流体连通。20.根据方案15所述的用于自动变速器的电动液压控制系统，还包括具有输出的离合器电磁阀；离合器使能阀，所述离合器使能阀具有与所述离合器电磁阀的所述输出流体连通的入口、出口、以及控制端口，所述控制端口通过三路止回阀与所述默认电磁阀的所述输出和所述离合器使能阀的所述输出流体连通；双作用液压活塞和缸组件，所述双作用液压活塞和缸组件具有第一入口，所述第一入口通过三路止回阀与所述离合器使能阀的所述输出和所述默认控制阀的所述第一控制端口流体连通；以及，可选择单向离合器，所述双作用液压活塞和缸体组件作用在所述可选择单向离合器上。通过本文提供的说明，其他方面、优势和应用领域将变得显而易见。应当理解的是，本说明和具体示例仅旨在用于描述目的，且不旨在限制本发明的范围。


本文所述的附图仅用于描述目的，并且绝不旨在以任何方式限制本发明的范围。图I是用于结合了本发明的机动车辆的多挡自动变速器的示意 图2是用于根据本发明的自动变速器的电动液压控制系统的部件和液压流体回路的第一部分；
图3是用于根据本发明的自动变速器的电动液压控制系统的部件和液压流体回路的第二部分；
图4是用于根据本发明的自动变速器的电动液压控制系统的部件和液压流体回路的第三部分；以及
图5是用于根据本发明的自动变速器的电动液压控制系统的部件和液压流体回路的第四部分。
具体实施例方式下述说明本质上仅是示例性的，并且不旨在限制本发明、其应用或使用。参考图1，结合了本发明的机动车辆自动变速器被图示，并且总体上用附图标记10表示。自动变速器10包括通常是铸造的金属壳体12，该壳体接收、围绕、安装并保护变速器10的各种部件。变速器10包括输入轴14，该输入轴由原动机(未示出)驱动，该原动机可以是汽油的、柴油的、灵活燃料的或混合动力的动力设备。输入轴14被联接到扭矩变换器16并且驱动扭矩变换器16。扭矩变换器16的输出被提供给第一行星齿轮组件20。第二行星齿轮组件22、第三行星齿轮组件24和第四行星齿轮组件26完成了变速器的动力流部件。输出轴28将驱动扭矩提供给传动轴和/或最终传动组件(均未示出)。自动变速器10还包括多个离合器，所述离合器将行星齿轮组件20、22、24和26的各个元件选择性地连接到其他元件，或将所述各个元件固接(或地接)到壳体12。第一离合器30是多片式摩擦离合器，第二离合器32是可选择单向(超越)离合器，第三离合器34是多片式摩擦离合器，第四离合器36是多片式摩擦离合器，以及第五离合器38是多片式摩擦离合器。应当理解的是，图I仅以图示的方式提供，并且行星齿轮组件20、22、24和26以及离合器30、32、34、36和38的实际物理位置及其相对位置能够变化和被调节，以适于具体应用或构造。自动变速器10还包括变速器控制系统40，变速器控制系统40能够设置在壳体12内的任何便利的位置中。液压流体贮槽42被设置在壳体12的下部，并且包含各种电子存储器、处理器以及输入和输出装置的变速器控制模块(TCM)44能够方便地定位在变速器10的壳体12的外部或内部。
现参考图2，变速器控制系统40包括主液压泵46，该主液压泵从贮槽42的前部抽吸液压流体(变速器油)，通过过滤器48，并且将加压液压流体提供给主供应管线50。弹簧偏压(或弹簧偏置)的止回阀52仅用于P2混合动力应用中，S卩，混合动力的发动机-变速器构造，其中电动马达直接驱动变速器输入轴14，该弹簧偏压的止回阀52和主管线压力排泄阀54A都与主供应管线50流体连通。管线压力传感器55关于主供应管线50中的瞬时液压将信号提供给变速器控制模块44。优选位于贮槽42后部中的辅助电动液压泵56也将液压流体抽吸通过过滤器48，通过空气捕获装置58，以及将加压液压流体提供给辅助管线压力排泄阀54B、止回阀59以及辅助供应管线60。主液压泵46是加压液压流体的主源，而辅助电动泵56是次源，尽管例如在带式交流发电机起动器(BAS)系统中辅助电动泵56是当原动机不操作时进行操作的源。由此，仅用于BAS应用中的止回阀62防止液压流体流从辅助供应管线60到达主供应线路50，但是允许在相反的方向上的流动。简要地参考图3，主供应管线50与润滑流调节器阀70的第一控制端口 70A连通。润滑流调节器阀70是具有细长壳体72的多端口滑阀或逻辑阀，该壳体72接收轴向滑动的阀芯74，该阀芯74包括多个轴向间隔开的活塞或台肩第一活塞74A、第二活塞74B、第三活塞74C以及第四活塞74D。压缩弹簧76在图3中将阀芯74偏压到左侧。现在返回图2，辅助供应管线60与馈给限制阀80的入口端口 80D连通。馈给限制阀80是具有细长壳体82的多端口滑阀，该壳体82接收轴向滑动阀芯84，该阀芯84具有一对轴向间隔开的活塞或台肩第一活塞84A和第二活塞84B。压缩弹簧85在图2中将阀芯84偏压到右侧。细长壳体82限定或包括第一排出端口 80A、第二排出端口 80B、出口端口 80C、入口或供应端口 80D、第三排出端口 80E和控制端口 80F。排出端口 80A、80B和80E使液压流体返回到贮槽42。液压管线86被连接到出口端口 80C，辅助供应管线60被连接到入口或供应端口 80D。流量控制孔87在液压管线86和辅助供应管线60之间连通。液压管线86通过流量控制孔89与控制端口 80F连通。馈给限制阀80在其出口端口 80C处并且在液压管线86中设置最大流体压力为例如130 p. s. i. (895 kPa)，这通过克服活塞84B的端部上的液压流体的力来平衡压缩弹簧85的力而实现。
液压管线86还与通常为高的可变放泄电磁阀90的入口端口 90A连通。可变放泄电磁阀90的出口端口 90B通过液压管线94与微型蓄能器96和流量控制孔97连通。液压管线94与压力调节器阀100的第二控制端口 100G连通并且终止于该第二控制端口 100G。主供应管线50通过流量控制孔101与压力调节器阀100的第一控制端口 100A连通。压力调节器阀100是具有细长壳体102的多端口滑阀，该壳体102接收轴向滑动的阀芯104，该阀芯104具有三个轴向间隔开的活塞或台肩第一活塞104A、第二活塞104B和第三活塞104C。压缩弹簧106在图2A中将阀芯104偏压左侧。壳体102还限定排出端口100B、旁路端口 100C、入口或供应端口 100D、一对对齐的端口 100E、通过流量控制孔107与所述对齐的端口 100E中的一个连通的出口端口 100F、以及第二控制端口 100G。排出端口 100B使液压流体返回到贮槽42。旁路端口 100C通过加压旁路管线112与主液压泵46的输入连通，主供应管线50与入口或供应端口 100D直接连通，以及与馈给限制阀80的出口端口 80C连接的液压管线86与所述对齐的端口 100E连通并且通过流量 控制孔107与出口端口 100F和液压管线116连通。压力调节器阀100响应于阀芯104上的下述力的力平衡来提供主供应管线50中的调节液压压力，所述力为作用在活塞104A的面上将阀芯104驱动到图2中的右侧的力、作用在活塞104C的面上的力、以及压缩弹簧106的将阀芯104驱动到左侧的力。现参考图3，控制系统40还包括变换器控制阀120。变换器控制阀120是具有细长壳体122的多端口滑阀或逻辑阀，该壳体122接收轴向滑动的阀芯124，该阀芯124包括多个轴向间隔开的活塞或台肩第一活塞124A、第二活塞124B、第三活塞124C、第四活塞124D以及第五活塞124E。压缩弹簧126在图3中将阀芯124偏压到右侧。细长壳体122包括并且限定多个端口 均与贮槽42连通的第一排出端口 120A和第二排出端口 120B、第一入口端口 120C、第一出口或供应端口 120D、限压端口 120E、变换器返回端口 120F、变换器排出端口 120G、变换器供应端口 120H、第一变换器入口端口 1201、第二变换器入口端口 120J、第三变换器入口端口 120K、冷却器供应端口 120L以及控制端口 120M。第一排出端口 120A是泄压端口，而第二排出端口 120B与第一活塞124A协作并且当阀芯124移动到左侧时开启。排出端口 120A和120B都与贮槽42连通。第一入口端口120C接收液压管线128中的液压流体。压力开关130监测管线128中的流体压力并且提供二态信号给变速器控制模块44，该二态信号通过指示液压管线128中的流体压力是高于还是低于预定值来报告变换器控制阀120的阀芯124的位置。当阀芯124要达到图3中的右侧时，压力开关130断开；当阀芯124要达到左侧时，开关130闭合。液压管线116与第一出口或供应端口 120D、第二变换器入口端口 120J、第三变换器入口端口 120K以及润滑压力调节器阀70的端口连通。限压端口 120E通过管线136与扭矩变换器充量排泄阀138连通。扭矩变换器充量排泄阀138限制能够在扭矩变换器16的内部形成或出现的压力。当阀芯124处于如图3所示的左侧位置中(锁定扭矩变换器)时，扭矩变换器充量排泄阀138优选地被设置成在大约25 p. s. i. (172 kPa)时打开。扭矩变换器16是具有壳体142的三路封闭扭矩变换器，壳体142包括扭矩增大液力联轴节144和锁止离合器146。液压供应管线148在变换器控制阀120的变换器供应端口 120H和扭矩变换器16的壳体142内部之间连通，并且向其供应液压流体流，用于冷却扭矩变换器16。液压返回管线152与变换器返回端口 120F连通。变换器排出端口 120G通过液压供应管线166与液压流体(变速器油)冷却器170的入口连通。液压管线166还与冷却器供应端口 120L连通。液压流体冷却器170是将变速器10 (尤其是扭矩变换器16)中产生的热量传送到周围环境的热交换器。限流孔173被设置成与流体冷却器170并联并且在液压供应管线166和冷却器输出或返回管线174之间连通，正如冷却器170那样。限流孔175和泄压止回阀176在冷却器泄压管线174和液压管线128之间连通，并且当止回阀176上的压差超过预定值时允许液压流体从管线174流动到管线128，但是防止相反方向的流动。止回阀178允许液压流体从液压管线166通过限流孔179流动到液压管线296，但防止沿相反方向的流体流。返回到变换器控制阀120，液压管线86通过限流孔177与第一变换器入口端口1201连通，并且液压管线116通过另一限流孔179与第二变换器入口端口 120J连通以及通过又一限流孔181与第三变换器入口端口 120K连通。控制端口 120M通过具有限流孔185的液压管线184与通常为低的扭矩变换器应用可变力电磁阀(VFS) 190的变换器控制阀端口 190E连通。扭矩变换器应用阀190是电操作的，并且包括容纳了螺线管194的壳体192， 螺线管194使得容纳在壳体192内的具有一对间隔开的活塞196A和196B的阀芯196轴向移动。壳体192限定反馈端口 190A、第一供应端口 190B、扭矩变换器出口端口 190C、排出端口 190D、变换器控制阀端口 190E以及第二供应端口 190F。压缩弹簧198将阀芯196朝向螺线管194偏压。扭矩变换器应用阀190的第一供应端口 190B被选择性地提供以管线200中的加压液压流体。扭矩变换器出口端口 190C与液压管线202连通，液压管线202包括限流孔205并且终止于扭矩变换器16的锁止离合器146。扭矩变换器出口端口 190C还与反馈端口 190A连通。当螺线管194被赋能时，活塞196A响应于在反馈端口 190A处的电信号和压力而平移，并且控制被施加到锁止离合器146的液压压力。扭矩变换器应用阀190的第二供应端口 190F选择性地提供以管线200中的加压液压流体。变换器控制阀端口 190E与具有微型蓄能器214和限流孔185的液压管线184连通，液压管线184终止于变换器控制阀120的控制端口 120M。当螺线管194被赋能并且液压流体被供应到管线200中时，活塞196B平移并且控制被施加到第五活塞124E的端部和变换器控制阀120的阀芯124的液压压力，从而使得阀芯124克服压缩弹簧126的力而平移。当螺线管194被去能时，液压流体通过排出端口 190D被释放并且返回到贮槽42。扭矩变换器应用阀190实质上具有两个操作状态第一静止状态，在该状态中，扭矩变换器16的离合器146未被接合并且液力联轴节144被允许滑移，从而产生热量；以及第二赋能状态，在该状态中，扭矩变换器16的离合器146被接合并且液力联轴节144被锁定，由此几乎不产生热量。在第一状态中，扭矩变换器应用阀190指令并且允许变换器控制阀120的阀芯124到右侧，如图3所示，以向扭矩变换器16提供最大冷却液压流体流。在第二赋能状态中，扭矩变换器应用阀190的输出指令变换器控制阀120的阀芯124到左侧，以向扭矩变换器16提供预定的最小冷却液压流体流。现返回到润滑流调节器阀70，细长壳体72包括或限定多个端口，包括第一控制端口 70A、润滑超越端口 70B、第一排出端口 70C、第一超越默认端口 70D、第一调节润滑端口70E、第一冷却器返回端口 70F、第二冷却器返回端口 70G、第三冷却器返回和调节润滑端口70H、第一变换器馈给限制端口 701、第二变换器馈给限制端口 70J、第二排出端口 70K和第二控制端口 70L。如上所述，第一控制端口 70A接收主供应管线50中的加压液压流体，所述加压液压流体提供了将阀芯74偏压到图3中的右侧的力。润滑超越端口 70B通过润滑超越液压管线218与润滑超越使能阀220 (如图4所示)连通。第一排出端口 70C通过液压管线232与限流孔233以及贮槽42连通。液压管线232的支路由选择器板236关闭，如果控制系统40结合P2混合动力构造使用，那么能够移除该选择器板236，在该情况下，限流孔237能够被用于控制到P2电动马达(未示出)的液压流体流，而并联设置的另一限流孔239则控制到贮槽42的流量。第一超越默认端口 70D通过管线174与油冷却器的输出连通，正如第一冷却器返回端口 70F那样。第一调节润滑端口 70E被连接到调节润滑液压管线240，该调节润滑液压管线240包括限流孔241 (在图2中示出)，正如第三冷却器返回和调节润滑端口 70H那样。管线174中的输出或油冷却器170也通过限流孔243与第二冷却器返回端口 170G连通，并且通过限流孔245与第三冷却器返回和调节润滑端口 70H连通。液压管线116通过限流孔247与第一变换器馈给限制端口 701连通，并且通过限流孔249与第二变换器馈给限制端口 70J连通。 在第二变换器馈给限制端口 70J和限流孔249之间设置润滑/压力调节器阀压力开关250，该润滑/压力调节器阀压力开关250监测在该位置处的液压压力，并且向变速器控制模块44提供表示了被感测的液压压力是高于还是低于预定值的通断信号或二态信号。第二排出端口 70K与贮槽42连通，并且第二控制端口 70L通过限流孔255与三路止回阀254连通。三路止回阀254还通过限流孔257与液压管线218连通并且通过限流孔259与调节润滑液压管线240连通。润滑流调节器阀70感测主供应管线50中在第一控制端口 70A处的主供应压力，以及感测被供应到第二控制端口 70L的液压管线218和240中被供应到三路止回阀254的较高压力，并且利用压缩弹簧76所提供的偏压，寻找和维持平衡位置。如图3所示，阀芯74靠近右端并且通过润滑流调节器阀70的主液压流体流从管线174中的油冷却器170通过端口 70H并且进入到管线240中。如果阀芯74移动到右侧，那么通过端口 70F和70E发生到管线240的附加流。如果阀芯74移动到左侧，那么开始在端口 70D和70C之间的流动，并且端口 70G打开以提供附加润滑流，并且端口 70J通过端口 70K被排放。现参考图4，润滑超越使能阀220是包括壳体222的多端口滑阀，壳体222接收阀芯224，阀芯224具有或限定第一活塞224A和第二活塞224B。压缩弹簧226将阀芯224偏压到图4中的左侧。壳体222包括控制端口 220A、第一排出端口 220B、出口端口 220C、入口端口 220D和第二排出端口 220E。控制端口 220A通过液压管线264与三路止回阀262的端口连通，该液压管线264还与滑阀或逻辑默认阀270的第一入口端口 270B连通，这些都在图5中被示出。第一排出端口 220B和第二排出端口 220E与贮槽42连通。出口端口 220C通过润滑超越液压管线218与上述润滑流调节器阀70的各个部件连通。入口端口 220D与液压管线266连通。手动操作的滑阀280包括细长壳体282，该壳体282可滑动地接收阀芯284，该阀芯具有与第二活塞284B轴向间隔开的第一活塞284A。轴286向外延伸并且延伸超出壳体282，并且包括能够由机动车辆操作员移动进入到各个换挡位置(例如，P (驻车)、R (倒挡)、N (空挡)和D (行驶))中的选择器杠杆28或类似结构。阀芯284和选择器杠杆288在图4中被图示为处于行驶位置。壳体282限定并且包括第一排出端口 280A、倒挡端口 280B、流体连通的第一对对齐端口 280C、流体连通的第二对对齐端口 280D、以及第二排出端口 280E。第一排出端口 280A和第二排出端口 280E与贮槽42连通。倒挡端口 280B与倒挡液压管线292连通。第一对对齐端口 280C接收来自辅助供应管线60的加压液压流体，并且将其排放到液压管线294，该液压管线294与滑阀或逻辑默认阀270的第二入口端口 270E连通。第二对对齐端口 280D接收液压管线296中的液压流体并且将其排放到液压管线302。液压管线296还与滑阀或逻辑默认阀270的第三入口端口 270H连通。滑阀或逻辑默认阀270包括细长壳体272，该壳体272限定多个端口 第一控制端口 270A、第一入口端口 270B、第一出口端口 270C、第一排出端口 270D、第二入口端口 270E、第二出口端口 270F、第二排出端口 270G、第三入口端口 270H、第三出口端口 2701、第四出口端口 270J和第二控制端口 270K。默认阀270包括阀芯274，该阀芯能够在壳体272内轴向滑动并且包括多个轴向间隔开的活塞第一活塞274A、第二活塞274B、第三活塞274C和第四活塞274D。阀芯由压缩弹簧276偏压到图4中的右侧。默认阀270接收来自手动操作的滑阀280的液压流体以及两个控制信号，并且确保某些挡位选择不能被接合，或者在某些环境下仅有限的挡位能够被接合。第一控制端口 270A通过限流孔305与液压管线292连通。第一入口端口 270B被连接到液压管线264。第一出口端口 270C通过具有限流孔309的液压管线308与三路止回阀310连通。排出端口 270D和270G与贮槽42连通。第二入口端口 270E被连接到液压管线294，如上所述。第二出口端口 270F通过液压管线312与三路止回阀320连通。止回阀320还与液压管线296以及离合器供应管线322连通。如上所述，第三入口端口 270H接收来自液压管线296的液压流体，并且第三出口端口 2701与液压管线324连通，该液压管线324终止于三路止回阀330。止回阀330还与液压管线292连通并且将这两个液压管线的较高压力提供给第三液压管线332。第四出口端口 270J被连接到液压管线116。滑阀或逻辑默认阀270是两位置(二态)装置，阀芯274的位置由被施加到两个控制端口 270A和270K的液压压力、在活塞274A和274D的面上产生的力、以及压缩弹簧276所提供的偏压力来决定。第一控制端口 270A由液压管线292供应，并且第二控制端口 270K通过限流孔335从三路止回阀310被供应。三路止回阀310继而通过液压管线266被供应，该液压管线266与两位置默认电磁阀340的输出连通。默认电磁阀340被供应有来自液压管线86的液压流体。当被赋能时，默认电磁阀340将来自液压管线86的液压流体供应到液压管线266的各个支路。除了提供冗余控制特征(这提供了稳健失效模式)外，默认阀270还提供低挡位和高挡位、跋形回家失效(limp home failure)模式。当阀芯274处于如图4所示的左侧位置中时(当变速器10操作在较高的速度范围并且发生显著的电气或液压故障时出现)，通过将液压流体提供给第三离合器34、第四离合器36和第五离合器38并且接合第三离合器34、第四离合器36和第五离合器38来实现第六挡位默认操作模式。如果在这种情况出现之后并且变速器10被设置在驻车或倒挡位置并接着回到行驶位置时，或者如果当变速器未操作时最初发生故障，那么阀芯274将平移(或已经停驻)到右侧位置。在此，通过将液压流体提供给第二离合器32、第三离合器34和第四离合器36并且接合第二离合器32、第三离合、器34和第四离合器36 (全部在图I中示出)将实现较低速度的第三挡位默认操作模式。来自液压管线86的液压流体还被提供到第二离合器电磁阀350的入口。第二离合器32包括可选择单向或超越离合器组件352，如图5所示。第二离合器电磁阀350是两位置(二态)装置。第二离合器电磁阀350的出口与可选择单向离合器使能阀360的入口端口 360D连通。现参考图5，可 选择单向离合器使能阀360包括壳体362，该壳体限定多个端口 第一控制端口 360A、排出端口 360B、出口端口 360C、入口端口 360D和第二控制端口 360E。壳体362可滑动地接收阀芯364，该阀芯具有相邻于第二较小的活塞364B并且与该活塞364B整体形成的第一较大的活塞364A以及轴向间隔开的第三活塞364C。该阀芯在图5中由压缩弹簧365偏压到右侧。第一控制端口 360A与三路止回阀368连通，该三路止回阀368还与液压管线266和液压管线372连通，该液压管线372与出口端口 360C连通。排出端口360B与贮槽42连通。第二控制端口 360E接收来自液压管线302的液压流体。液压管线292通过限流孔375与三路止回阀376连通，该三路止回阀376还与液压管线372连通。液压管线292和372中的较高压力的流通过三路止回阀376提供到液压管线378中并且提供给液压致动器380的入口端口 380A。液压致动器380包括壳体或缸382以及活塞384，该活塞通过连杆386来移动可选择单向或超越离合器组件352。压缩弹簧388在图5中将活塞384偏压到左侧，以到达可选择单向离合器组件352的空转位置。壳体或缸382还包括第二入口端口 380B，该第二入口端口 380B被连接到液压管线302。当活塞384上的压力平衡将该活塞驱动到右侧时，可选择单向离合器组件352被锁定；当活塞移动到左侧时，可选择单向离合器组件352沿一个方向空转。现转到对各个摩擦离合器30、34、36和38的启用，当变速器10处于第一、第二、第七、第八挡位以及倒挡时该第一离合器30 (摩擦离合器)被启用，该第一离合器30包括三路止回阀392，三路止回阀392由来自管线292和液压管线116的液压流体供应，该液压管线116与默认阀270的第四出口端口 270J连通。三路止回阀392还与通常为低的可变力电磁阀(VFS) 400的第一出口端口 400C连通。通常为低的可变力电磁阀400是电操作的，并且包括容纳螺线管404的壳体402，螺线管404使阀芯406轴向平移，该阀芯406具有被容纳在壳体402内的一对间隔开的活塞406A和406B。压缩弹簧408将阀芯406朝向螺线管404偏压。壳体402限定第一入口端口 400A、与微型蓄能器412连通的蓄能器端口 400B、第一出口端口 400C、第二出口或离合器供应端口 400D、第二入口端口 400E和反馈端口 400F。第一入口端口 400A和第二入口端口 400E与辅助供应管线60连通，第二出口或离合器供应端口 400D与液压管线414连通并且通过限流孔415与反馈端口 400F连通。液压管线414与第一离合器致动器420连通，该第一离合器致动器420通过并联的限流孔421和止回阀424来操作第一摩擦离合器30。当变速器10处于第一、第三、第五、第六和第七挡位时启用第三离合器34(同样是摩擦离合器)，并且液压回路包括通常为高的可变力电磁阀430，该可变力电磁阀430是电操作的，并且包括容纳螺线管434的壳体432，该螺线管434使阀芯436轴向平移，该阀芯具有被容纳在壳体432内的一对间隔开的活塞436A和436B。压缩弹簧438将阀芯436朝向螺线管434偏压。壳体432限定第一入口端口 430A、与微型蓄能器442连通的蓄能器端口430B、第一出口端口 430C、第二出口或离合器供应端口 430D、第二入口端口 430E和反馈端Π 430F。第一入口端口 430Α与辅助供应管线60连通，第一出口端口 430C与液压管线116连通。第二入口端口 430Ε与液压管线322连通。第二出口或离合器供应端口 430D与液压管线444连通并且通过限流孔445与反馈端口 430F连通。液压管线444与第三离合器致动器450连通，该第三离合器致动器450通过并联的限流孔451和止回阀454对第三离合器34进行操作。当变速器10处于第二、第三、第四、第六和第八挡位时启用第四离合器36(也是摩擦离合器)，并且液压回路包括通常为高的可变力电磁阀460，该可变力电磁阀460是电操作的，并且包括容纳螺线管464的壳体462，该螺线管464使阀芯466轴向平移，该阀芯466具有被容纳在壳体462内的一对间隔开的活塞466Α和466Β。压缩弹簧468将阀芯466朝向螺线管464偏压。壳体462限定第一入口端口 460Α、与微型蓄能器472连通的蓄能器端口 460Β、第一出口端口 460C、第二出口或离合器供应端口 460D、第二入口端口 460Ε和反馈 端口 460F。第一入口端口 460Α与辅助供应管线60连通，第一出口端口 460C与液压管线116连通。第二入口端口 460Ε与液压管线322连通。第二出口或离合器供应端口 460D与液压管线474连通并且通过限流孔475与反馈端口 460F连通。液压管线474与三路止回阀262的一个端口连通。液压管线474与第四离合器致动器480连通，该第四离合器致动器480通过并联的限流孔481和止回阀484对第四离合器34进行操作。当变速器10处于第四、第五、第六、第七和第八挡位以及倒挡时启用第五离合器(也是摩擦离合器)38，液压回路包括通常为高的可变力电磁阀490，该可变力电磁阀490是电操作的，并且包括容纳螺线管494的壳体492，该螺线管494使阀芯496轴向平移，该阀芯496具有容纳在壳体492内的一对间隔开的活塞496Α和496Β。压缩弹簧498将阀芯496朝向螺线管494偏压。壳体492限定第一入口端口 490Α、与微型蓄能器502连通的蓄能器端口 490Β、第一出口端口 490C、第二出口或离合器供应端口 490D、第二入口端口 490Ε和反馈端口 490F。第一入口端口 490Α与辅助供应管线60连通，第一出口端口 490C与液压管线116连通。第二入口端口 490Ε与液压管线332连通。第二出口或离合器供应端口 490D与液压管线504连通，该液压管线504还与三路止回阀262连通。液压管线504还通过限流孔505与反馈端口 490F连通并且与第四离合器致动器510连通，该第四离合器致动器510通过并联的限流孔511和止回阀514对第五离合器38进行操作。可变力电磁阀400、430、460和490的输出与离合器致动器420、450、480和510之间的直接连接分别提供快速且受控的致动，这显著地改善自动变速器10的总体性能。液压润滑管线240与润滑流调节器阀70(如图3所示)的第一调节润滑端口 70Ε连通，该液压润滑管线240包括流量控制孔517以及多个并联的孔521A、521B、521C和521D，这些孔521A、521B、521C和521D单独将润滑液压流体流控制到变速器10的前部、第五离合器38、第三离合器34和第四离合器36。简要地返回到图2，在辅助供应管线60和液压管线116之间设置流量控制孔523。排出BF排泄阀530相邻于液压管线116中的流量控制孔523，该排出BF排泄阀530优选地在大约3 p. s. i. (20 kPa)下开启，以泄掉液压管线116中的过量压力。流量控制孔533被设置在压力调节阀100和可变力电磁阀400、430、460和490之间的液压管线116中。应当理解的是，降低的变速器旋转损失源自通过润滑超越控制和可变(调节)液压流体管线压力实现的本发明的调节润滑系统。此外，三路扭矩变换器16还改善了燃料经济性。可变馈给电磁阀400、430、460和490的直接电气控制有利于驻车涡轮机失速特征，该驻车涡轮机失速特征可能在驻车状态下通过启用第一离合器30、第二离合器32和第四离合器36被指令。类似地，通过启用离合器中的四个能够实现坡道保持特征，该坡道保持特征临时锁定变速器10的输出。
本发明的描述本质上仅是示例性的，并且不偏离本发明实质的变形都被认为落入本发明的范围内。这种变形应被认为不偏离本发明的精神和范围。
权利要求
1.一种用于自动变速器的控制系统，以组合的方式包括 具有输出的第一液压泵； 具有输出的第二液压泵； 馈给限制阀，所述馈给限制阀与所述第二液压泵的所述输出流体连通，并且具有输出； 扭矩变换器控制阀，所述扭矩变换器控制阀与所述第一液压泵的所述输出流体连通，并且具有控制端口和输出； 扭矩变换器应用电磁阀，所述扭矩变换器应用电磁阀具有与所述扭矩变换器控制阀的所述控制端口流体连通的第一输出以及适于接合扭矩变换器的锁止离合器的第二输出； 润滑流调节器阀，所述润滑流调节器阀具有与所述第一液压泵的所述输出流体连通的第一控制端口，并且具有第二控制端口 ； 油冷却器，所述油冷却器可操作地设置在所述扭矩变换器控制阀的输出端口与所述润滑流调节器阀的入口端口之间； 润滑超越使能阀，所述润滑超越使能阀具有与所述润滑流调节器阀的所述第二控制端口流体连通的出口； 手动操作的滑阀，所述手动操作的滑阀具有使能倒挡的第一输出和使能这种变速器的前进挡位的第二输出； 默认控制阀，所述默认控制阀具有与所述手动操作的滑阀的所述第二输出流体连通的入口端口、与所述手动操作的阀的所述第一输出流体连通的第一控制端口、以及第二控制端口 ； 默认电磁阀，所述默认电磁阀具有与所述默认控制阀的所述第二控制端口流体连通的输出；以及 多个电磁阀，所述多个电磁阀中的每个都具有与所述第二液压泵的所述输出流体连通的入口以及与液压离合器致动器流体连通的输出。
2.根据权利要求I所述的控制系统，其中，所述手动操作的阀包括挡位选择器，所述挡位选择器能够由车辆操作员移动，并且所述默认控制阀是两位置阀。
3.根据权利要求I所述的控制系统，还包括具有输出的离合器电磁阀；离合器使能阀，所述离合器使能阀具有与所述离合器电磁阀的所述输出流体连通的入口、出口、以及通过三路止回阀与所述默认电磁阀的所述输出和所述离合器使能阀的所述输出流体连通的控制端口 ；以及双作用液压活塞和缸组件，所述双作用液压活塞和缸组件具有第一入口，所述第一入口通过三路止回阀与所述离合器使能阀的所述输出和所述默认控制阀的所述第一控制端口流体连通。
4.根据权利要求3所述的控制系统，还包括可选择单向离合器，所述双作用液压活塞和缸组件作用在所述可选择单向离合器上。
5.根据权利要求I所述的控制系统，还包括可变放泄电磁阀，所述可变排泄电磁阀具有与所述压力调节器阀的控制端口流体连通的输出。
6.根据权利要求I所述的控制系统，其中，所述液压泵是电驱动的。
7.根据权利要求I所述的控制系统，还包括来自于所述润滑流调节器阀的端口的液压管线，用于将液压流体提供给多个离合器。
8.一种用于自动变速器的电动液压控制系统，以组合的方式包括 加压的液压流体源； 馈给限制阀，所述馈给限制阀与所述液压流体源流体连通并且具有输出； 扭矩变换器控制阀，所述扭矩变换器控制阀与所述加压液压流体源流体连通，并且具有控制端口和输出； 扭矩变换器应用电磁阀，所述扭矩变换器应用电磁阀具有与所述扭矩变换器控制阀的所述控制端口流体连通的第一输出以及适于接合扭矩变换器的锁止离合器的第二输出； 润滑流调节器阀，所述润滑流调节器阀具有与所述液压流体源流体连通的第一控制端口，并且具有第二控制端口 ； 润滑超越使能阀，所述润滑超越使能阀具有与所述润滑流调节器阀的所述第二控制端口流体连通的出口； 手动操作的阀，所述手动操作的阀具有使能倒挡的第一输出和使能这种变速器的前进挡位的第二输出； 默认控制阀，所述默认控制阀具有与所述手动操作的滑阀的所述第二输出流体连通的入口端口、与所述手动操作的阀的所述第一输出流体连通的第一控制端口、以及第二控制端口 ； 默认电磁阀，所述默认电磁阀具有与所述默认控制阀的所述第二控制端口流体连通的输出； 离合器电磁阀，所述离合器电磁阀具有输出； 离合器使能阀，所述离合器使能阀具有与所述离合器电磁阀的所述输出流体连通的入口、出口、以及控制端口，所述控制端口通过三路止回阀与所述默认电磁阀的所述输出和所述离合器使能阀的所述输出流体连通； 双作用液压活塞和缸体组件，所述双作用液压活塞和缸体组件具有第一入口，所述第一入口通过三路止回阀与所述离合器使能阀的所述输出和所述默认控制阀的所述第一控制端口流体连通；以及 多个电磁阀，所述多个电磁阀中的每个都具有与所述液压流体源流体连通的入口以及与液压离合器致动器流体连通的输出。
9.根据权利要求8所述的用于自动变速器的电动液压控制系统，其中，所述液压流体源包括第一机械驱动的泵和第二电驱动的泵。
10.一种用于自动变速器的电动液压控制系统，以组合的方式包括 加压的液压流体源； 馈给限制阀，所述馈给限制阀与所述液压流体源流体连通并且具有输出； 扭矩变换器控制阀，所述扭矩变换器控制阀与所述液压流体源流体连通，并且具有控制端口和输出； 扭矩变换器应用电磁阀，所述扭矩变换器应用电磁阀具有与所述扭矩变换器控制阀的所述控制端口流体连通的第一输出以及适于接合扭矩变换器的锁止离合器的第二输出； 润滑流调节器阀，所述润滑流调节器阀具有与所述液压流体源流体连通的第一控制端口，并且具有第二控制端口 ； 润滑超越使能阀，所述润滑超越使能阀具有与所述润滑流调节器阀的所述第二控制端口流体连通的出口； 手动操作的阀，所述手动操作的阀具有使能倒挡的第一输出和使能这种变速器的前进挡位的第二输出； 默认控制阀，所述默认控制阀具有与所述手动操作的滑阀的所述第二输出流体连通的入口端口、与所述手动操作的阀的所述第一输出流体连通的第一控制端口、以及第二控制端口 ； 默认电磁阀，所述默认电磁阀具有与所述默认控制阀的所述第二控制端口流体连通的输出；以及 多个电磁阀，所述多个电磁阀中的每个都具有与所述液压流体源流体连通的入口以及与液压离合器致动器流体连通的输出。
全文摘要
本发明涉及用于自动变速器的电动液压控制系统。具体地，提供了用于机动车辆多挡自动变速器的电动液压控制系统，包括主液压泵和辅助液压泵、管线压力调节器、润滑压力调节器、润滑超越控制阀以及由可变力电磁阀VFS控制的扭矩变换器控制阀。驾驶员指令通过手动的逻辑阀或滑阀提供给该系统，该手动的逻辑阀或滑阀结合滑阀或逻辑默认阀和默认电磁阀来起作用。五个电磁阀接收各液压流体流并且将其供应到液压致动器，这些液压致动器接合和脱开可选择单向离合器和四个摩擦离合器。
文档编号F16H61/38GK102734457SQ20121008999
公开日2012年10月17日 申请日期2012年3月30日 优先权日2011年4月4日
发明者S.P.穆尔曼 申请人:通用汽车环球科技运作有限责任公司