利用电磁阀开关脉冲的变速器存储油位控制的制作方法

本公开涉及一种用于自动变速器的主动机电液压流体液位控制系统，更具体地涉及一种利用机电装置主动控制自动变速器中的集油槽与侧盖或前盖之间的液压流体液位的组件和系统。

背景技术：

此部分的陈述仅提供与本公开相关的背景信息，并且可以构成或可以不构成现有技术。

典型的自动变速器包括液压控制系统，其用于向变速器内的部件提供冷却和润滑，并且致动多个扭矩传递装置，例如离合器和制动器。液压控制系统通常包括位于变速器底部的集油槽，其收集经过液压控制系统的液压油或液压流体。集油槽存储通过泵将要被吸回液压控制系统中的液压流体。集油槽中要求液压流体的最低液位，以便针对所有的变送器操作范围供给液压控制系统并解释集油槽内的液压流体的动态运动。期望的是将存储在集油槽中的液压流体的量保持在该最低液位，因为集油槽中的过量液压流体可能干扰变速器的旋转部件。旋转部件包括例如齿轮、离合器片和互连构件。经过集油槽液压流体的旋转部件可能产生液压流体的不期望曝气和增加的阻力，因此增加了旋转损失，这进而降低了变速器的效率。

必须存储在集油槽中的液压流体的最低液位基于包括液压流体工作温度、压力和车辆速度的因素而变化。期望的是将过量的液压流体存储在集油槽之外并且存储在不干扰旋转部件的单独区域中。一种解决方案是使用被动热致动阀在集油槽与存储区域(例如变速器的前盖或侧盖)之间传输液压流体。已知的被动热阀和存储区域腔室具有溢流口，这些溢流口允许液压流体主要基于液压流体的温度在集油槽和存储区域之间流动。

对于大多数操作状况，存储区域中的油位将保持在连接于集油槽的油管的水平。然而，在某些极端操作状况下，例如产生高油温和高油压的高车速，存储区域油位可能达到高于油管。因此，在连接存储区域与集油槽的存储区域顶部设置了限定开口的通道。如果极端状况持续足够的时间，则存储油位可以通过通道自由地流回到集油槽，通道可以接触旋转部件。

尽管这些系统对于它们的预期目的而言是有用的，但是在本领域中需要一种主动控制系统，其使成本和质量最小化，并且允许在正常操作状况期间但不在某些其他状况期间(例如在变速器的生产线测试或运输期间)将过量液压流体存储在集油槽之外。

技术实现要素：

根据若干方面，一种变速器存储油位控制系统包括第一流体贮存器和第二流体贮存器。控制阀打开和关闭第二流体贮存器与第一流体贮存器之间的流体连通路径。传感器定位在第一贮存器和第二贮存器中的至少一个中。控制装置与阀连通，以施加从传感器接收的信号，从而选择性地打开和关闭阀。

在本公开的其他方面，在第二流体贮存器和第一流体贮存器之间在阀的高度上方形成流体通道。

在本公开的另一方面，传感器定位在第二流体贮存器中在流体通道的高度以下，传感器发出信号以识别第二流体贮存器中的液压流体的预定状况何时存在。

在本公开的另一方面，液压流体的预定状况为与预定范围的液压管线压力结合使用的流体温度，以限定用于电磁阀操作的脉冲区。

在本公开的另一方面，液压流体的预定状况为与预定范围的车辆速度结合使用的流体温度，以限定用于电磁阀操作的脉冲区。

在本公开的另一方面，液压流体的预定状况为在传感器的水平处感测到的液压流体的存在。

在本公开的另一方面，阀定位在第一贮存器的液压流体最低液位的高度以下。

在本公开的另一方面，传感器定位在第一流体贮存器中低于第一贮存器的液压流体最低液位的高度，传感器发出信号以识别第一流体贮存器中的液压流体的预定状况何时存在。

在本公开的另一方面，液压流体的预定状况为与预定范围的液压管线压力结合使用的流体温度，以限定用于电磁阀操作的脉冲区。

在本公开的另一方面，液压流体的预定状况为与预定范围的车辆速度结合使用的流体温度，以限定用于电磁阀操作的脉冲区。

在本公开的另一方面，流体输送构件定位在第二贮存器中，用于将第二贮存器中的液压流体流通过流动端口引导回第一贮存器，流动端口形成在将第二流体贮存器与第一流体贮存器分隔开的隔板中。

在本公开的另一方面，流体输送构件包括将流体输送构件分隔成第一隔室和第二隔室的挡板，挡板具有限定第二贮存器内的液压流体的正常最高液位的挡板自由端，正常最高液位位于阀的高度以上。

在本公开的另一方面，第一贮存器限定变速器的集油槽，并且第二贮存器限定变速器的存储区域，存储区域还包括液压控制体。

在本公开的另一方面，控制装置是可变力电磁阀和开关电磁阀中的一种。

根据本公开的其他方面，变速器存储油位控制系统包括第一流体贮存器和通过隔板与第一流体贮存器分隔开的第二流体贮存器。第二流体贮存器从第一流体贮存器接收液压流体。定位在隔板中的阀被控制，以打开和关闭第二流体贮存器和第一流体贮存器之间的流体连通路径。当液压流体的温度低于预定值tp℃时，阀通常打开，以允许液压流体从第二流体贮存器通过阀流到第一流体贮存器，并且当液压流体的温度高于预定值tp℃，阀通常关闭，以防止液压流体从第二流体贮存器通过阀流到第一流体贮存器。流体输送构件定位在第二贮存器中，用于在第二贮存器中的液压流体达到高于阀的高度的正常最高液位之后，将第二储存器中的液压流体流通过流动端口引导回第一储存器。传感器定位在第一贮存器和第二贮存器中的至少一个中。传感器识别液压流体的预定状况。控制装置与阀连通，以在液压流体的预定状况存在时施加来自传感器的信号，选择性地打开和关闭阀，从而允许阀在液压流体的温度高于预定值tp℃时选择性地打开和关闭。

从本文提供的描述，其他适用领域将变得显而易见。应当理解的是，描述和具体示例仅旨在用于说明的目的，而不旨在限制本公开的范围。

附图说明

本文所描述的附图仅用于说明目的，并不旨在以任何方式限制本公开的范围。

图1是具有本公开的油位存储控制系统的变速器的示图；

图2是图1的变速器的横截面正视图；

图3是表示用于电磁阀和油位控制阀操作的脉冲信号的电流与时间的图形；

图4是识别用于本公开的电磁阀的操作的脉冲区的液压管线压力与液压流体温度的图形；

图5是识别用于本公开的电磁阀的操作的脉冲区的车辆速度与液压流体温度的图形；

图6是识别用于本公开的电磁阀的操作的脉冲区的液压管线压力与液压流体温度的图形；以及

图7是识别用于本公开的电磁阀的操作的脉冲区的车辆速度与液压流体温度的图形。

具体实施方式

以下描述本质上仅是示例性的，并且不旨在限制本公开、应用或用途。

参考图1，变速器油位存储控制系统10包括限定设置在变速器14中的第一流体贮存器的液压流体集油槽12。发动机16连接到变速器14，以向变速器14提供动力。诸如液压油的液压流体18通常收集在集油槽12的底部区域，并且保持在足以为一个或多个总体上以20表示的旋转部件提供润滑的液压流体最低液位“a”。旋转部件20可包括齿轮、离合器片和互连构件以及轴承和衬套中的一个或多个。液压流体最低液位“a”还选择成使液压流体中的直接浸渍最小化，并且限制液压流体对旋转部件的冲击，以使液压流体曝气和旋转部件的液压旋转损失最小化。

变速器14还包括限定靠近集油槽12定位的第二流体贮存器的存储区域22，该存储区域包括具有液压控制阀和相关设备的液压控制体24。诸如集油槽壁的隔板26限定了集油槽12和存储区域22之间的流体边界。电子控制的油位控制阀28连接到并限定通过隔板26的通道，并且定位成低于最低液位“a”，使得油位控制阀28在打开时允许液压流体18在集油槽12与存储区域22之间来回传送。存储区域22存储一定体积的液压流体30，该液压流体根据需要返回到集油槽12。

流体输送构件32定位在存储区域22中，流体输送构件将液压流体30流从储存区域22通过在隔板26中形成的位于阀28的高度以下的流动端口34引导回集油槽12。存储区域22内的液压流体30通常由流体输送构件32维持在正常最高液位“b”或低于正常最高液位，这将参照图2更详细地描述。液压流体沿着流动箭头“c”的方向进入流体输送构件32。在变速器14的正常操作期间，液压流体18流入存储区域22。还可以在存储区域22内设置传感器36，其可以用作热传感器、液体检测传感器等。传感器36的输出可以用于触发油位控制阀28的打开或关闭。存储区域22可以根据液压流体18或液压流体30的温度而被填充或排空。通常，当液压流体温度低时，存储区域22被排空，以将液压流体发送到集油槽12，从而确保集油槽12具有为液压系统操作提供的足够体积。当液压流体温度达到预定的高温时，液压流体传送到存储区域22，以提高发动机16的燃料经济性。

溢流或流体通道38设置在隔板26的上部中并延伸穿过隔板的上部。流体通道38允许液压流体30(其由于变速器14的某些操作状况基本上填充存储区域22)流回到集油槽12中。然而，通过流体通道38的液压流体的流动是不期望的，因为它可能处于高温下并且因为它可能直接接触旋转部件20，这可能导致液压流体的曝气，从而降低液压流体的工作寿命和润滑性能。根据其他方面，还可以在集油槽12内的液压流体18的正常液位内设置传感器40，低于由正常最低液位“a”限定的高度。传感器40可提供诸如液压流体18的高温状况的信号，该信号可以与来自传感器36的输出一起用于控制油位控制阀28的操作。

参考图2并再次参考图1，变速器14的旋转部件20接收来自变速器输入轴42的轴向旋转的驱动力。变速器输入轴42通常定位在集油槽12内的液压流体18的正常最低液位“a”以上。根据若干方面，变速器油位存储控制系统10的流体输送构件32设置为具有隔开的内部隔室的模制聚合物部件。在变速器14的正常操作期间，来自集油槽12的液压流体18通过在隔板26中形成的多个液压流道44或者通过油位控制阀28移动到存储区域22中。液压流体30在低入口部46处进入流体输送构件32。流体输送构件32包括将第一隔室50与第二隔室52分隔开的挡板48。在液压流体30进入低入口部46之后，其沿着流动方向“d”向上移动通过第一隔室50。在第一隔室50中穿过流体传输构件32的壁设置有窗口54，其高度对应于油位控制阀28。

从大约-40℃的液压流体温度直到预定的液压流体温度tp℃，油位控制阀28是打开的，以基本上使所有液压流体30返回到集油槽12。如果油位控制阀28是打开的，则来自第一隔室50的液压流体30可以被引导通过窗口54，通过油位控制阀28，并回到集油槽12中。因此，存储区域22此时基本上是空的。在预定液压流体温度tp℃或以上，油位控制阀28通常是关闭的，并且储存区域22中的油位将增加。一旦液压流体30达到正常最高液位“b”，液压流体将流回到集油槽12，从而保持存储区域22中的流体液位基本上恒定于正常最高液位“b”。

如果油位控制阀28是关闭的，并且当流入流体输送构件32中的液压流体较高时，液压流体30继续经过窗口54直到挡板自由端56。在到达挡板自由端56时，液压流体30从第一隔室50溢流到第二隔室52中。挡板自由端56因此限定存储区域22中的液压流体30的正常最高液位“b”。在第二隔室52中，液压流体30在重力作用下沿向下方向“e”向下行进，直到到达第二隔室52的下端58。下端58与隔板26中形成的流动端口34流体连通，流动端口使液压流体返回到集油槽12。

如前所述，在变速器14的极端操作状况下，或者如果油位控制阀28未打开，则存储区域22中的液压流体30可以向上流出流体输送构件32，直到到达流体通道38。液压流体30的直接溢流可以经由流体通道38回到集油槽12中而发生。油位控制阀28的操作控制由控制装置60提供，根据若干方面，控制装置为开关电磁阀。控制装置60还可以选自若干不同的电磁阀设计，包括但不限于可变力电磁阀(vfs)。控制装置60的操作以及由此油位控制阀28的操作将参照图3至图7讨论。控制装置60例如机械地或电气地与油位控制阀28连通。

参考图3并再次参考图1至图2，在具有热致动阀代替油位控制阀28的已知系统中，热致动阀仅具有两个分立的操作状况，打开或关闭。在这些系统中，通常情况是，在高于预定值的所有液压流体温度下关闭热致动阀。这留下诸如流体通道38的溢流通道，作为高温液压流体的唯一出口路径。通过使用变速器油位存储控制系统10，当满足预定系统状况时，为油位控制阀28的操作提供分立控制。例如，当存储区域22中的液压流体30处于或高于预定液压流体温度tp℃并且某些操作状况(例如高压或液压流体温度tp℃以上的高于预定值的温度)满足时，可以引导油位控制阀28打开。例如，可以利用不同的脉冲频率来提供油位控制阀28的分立控制，以将液压流体30的一部分体积从存储区域22传送回集油槽12，从而防止液压流体30到达流体通道38。

用于致动油位控制阀28的预定状况可以通过开环控制或闭环控制实现。在高温液压流体状况期间的示例性闭环控制可以通过使用位于流体通道38的水平以下的传感器36(图1中所示)实现。当液压流体液位到达传感器36的位置时，控制装置60被激励以在预定频率hz1下开始脉动并持续时间t1。如图3所示并继续参考图1和图2，用于致动控制装置60的电流可以随时间脉动，例如使用脉冲64a、64b、64c，以打开和关闭油位控制阀28，直到从传感器36输出的信号指示液压流体液位或温度已经降低，因此液压流体30将不会到达流体通道38。

在低温液压流体状况期间(例如，高于预定液压流体温度tp℃但低于高速车辆操作下预期的高温状况)的闭环控制可以通过使用传感器40(图1中所示)实现，其位于集油槽12内的液压流体18的正常最低液位“a”以下。当液压流体18的液位下降到传感器40的位置时，使用来自传感器40的信号来激励控制装置60，以便以预定频率hz2开始脉动并持续时间t2，这可以与频率hz1和持续时间t1相同或不同。因此，传感器40和油位控制阀28可以用于使存储区域22中的液压流体30的一部分体积返回到集油槽12，例如在油位控制阀28正常关闭时当液压流体30的温度可能不低于预定液压流体温度tp℃时。

参考图4和图5，并再次参考图1至图3，提供了在高温液压流体状况期间的示例性开环控制。如图4中更具体示出的，图形66识别液压流体温度是否高于预定温度tr以及液压流体管线压力是否高于预定压力pp，控制装置60用于脉动地打开和关闭油位控制阀28。使油位控制阀28脉动地打开和关闭将使液压流体30的一部分返回到集油槽12。当满足上述温度和压力状况时，可以预先确定脉冲区68。

如图5中更具体示出的，图形70识别液压流体温度是否高于预定温度tr以及车辆速度是否高于预定车辆速度vp，控制装置60用于脉动地打开和关闭油位控制阀28。使油位控制阀28脉动地打开和关闭将使液压流体30的一部分返回到集油槽12。当满足上述温度和车辆速度状况时，可以预先确定脉冲区72。

参考图6和图7，并再次参照图1至图3，提供了在低温液压流体状况期间的示例性开环控制。如图6中更具体示出的，图形74识别液压流体温度是否达到预定温度tp1，控制装置60可用于在预定的液压系统管线压力范围内脉动地打开和关闭油位控制阀28。控制装置60可用于脉动地打开和关闭油位控制阀28，直到液压流体温度在预定的液压系统管路压力范围内达到第二预定温度tp2。使油位控制阀28脉动地打开和关闭将使液压流体30的一部分返回到集油槽12。当满足上述温度和液压管线压力状况时，可以预先确定脉冲区76。之后，油位控制阀28可以保持关闭，直到液压流体达到参照图5和图6所描述的高温状况tr。

如图7中更具体示出的，图形78识别液压流体温度是否达到预定温度tp1，控制装置60可用于在预定的车辆速度范围内脉动地打开和关闭油位控制阀28。控制装置60可以用于脉动地打开和关闭油位控制阀28，直到液压流体温度在预定的车辆速度范围内达到第二预定温度tp2。使油位控制阀28脉动地打开和关闭将使液压流体30的一部分返回到集油槽12。当满足上述温度和车辆速度状况时，可以预先确定脉冲区80。之后，油位控制阀28可以保持关闭，直到液压流体达到参照图5和图6所描述的高温状况tr。

根据本公开的若干方面，变速器存储油位控制系统10包括第一流体贮存器12和通过隔板26与第一流体贮存器12隔开的第二流体贮存器22。阀28定位在隔板26中，其被控制以打开和关闭第二流体贮存器22与第一流体贮存器12之间的流体连通路径29。当液压流体18、30的温度高于预定值tp℃时，阀28通常关闭。传感器36、40定位在第一贮存器12和第二贮存器22中的至少一个中，传感器36、40识别液压流体18、30的状况。控制装置60与阀28连通，以施加从传感器36、40接收的信号，从而选择性地打开和关闭阀28。

本发明的描述本质上仅仅是示例性的，并且不脱离本发明主旨的变型旨在包含在本发明的范围内。这样的变型不应被认为偏离本发明的精神和范围。