具有自動發動機停止-起動蓄能器的變速器液壓控制系統的製作方法
2023-09-21 02:59:40 2
專利名稱：具有自動發動機停止-起動蓄能器的變速器液壓控制系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種具有自動發動機停止-起動蓄能器的液壓控制系統，且更具體地涉及具有平行扭矩傳遞裝置輸入線的自動發動機停止-起動蓄能器。
背景技術：
本部分中的敘述僅提供與本發明相關的背景信息，且可能構成或可能不構成現有技術。通常的自動變速器包括液壓控制系統，其尤其用來致動多個扭矩傳遞裝置。例如，這些扭矩傳遞裝置可以是摩擦離合器和制動器。傳統的液壓控制系統通常包括主泵，其提供加壓流體例如油給位於閥體內的多個閥和螺線管。主泵通過機動車的發動機驅動。閥和螺線管可操作以引導加壓的液壓流體經由液壓流體迴路到變速器內的多個扭矩傳遞裝置。傳遞到扭矩傳遞裝置的加壓的液壓流體用來接合或斷開(脫離)該裝置以便獲得不同的齒輪比。為了增加機動車的燃料經濟性，期望的是在特定情況下例如當在紅燈處停止或怠速時停止發動機。然而，在該自動停止期間，泵不再由發動機驅動。因此，液壓控制系統內的液壓流體壓力下降。這導致變速器內的離合器和/或制動器完全脫離。當發動機重新起動時，這些離合器和/或制動器會需要時間來完全再次接合，從而產生在加速器踏板的接合或制動器的釋放和機動車的移動之間產生滑移和遲延。—種解決方案是提供在發動機重新起動期間填充所選擇的離合器的停止-起動蓄能器。然而，一直需要提高停止-起動蓄能器的性能，被測量為蓄能器在停止/起動事件期間填充液壓迴路所需的時間和蓄能器的初始充填壓力，其中，較快的填充時間和較低的初始充填壓力提供改進的性能。
發明內容
提供用於控制多個扭矩傳動機構的致動的液壓控制系統。所述液壓控制系統包括具有到多個扭矩傳動機構的平行供給路徑的蓄能器。在一個例子中，所述液壓控制系統包括:加壓液壓流體源；在下遊與加壓液壓流體源流體連通的蓄能器子系統、在下遊與蓄能器子系統和加壓液壓流體源連通的離合器螺線管、在下遊與離合器螺線管和蓄能器子系統流體連通的離合器致動器、從加壓液壓流體源經由離合器螺線管到離合器致動器的第一流體流動路徑和從蓄能器子系統到離合器致動器的第二流體流動路徑。在本發明的另一個例子中，蓄能器子系統包括與第一單向閥連通的蓄能器和蓄能器螺線管，其中第一單向閥和蓄能器螺線管彼此平行布置。在本發明的另一個例子中，該系統包括從加壓液壓流體源經由第一單向閥到蓄能器的第三流體流動路徑和從蓄能器經由蓄能器螺線管到第二流體流動路徑的第四流體流動路徑。在本發明的另一個例子中，該系統包括第二單向閥和從第二流體流動路徑經由第二單向閥到第一流體流動路徑的第五流體流動路徑。在本發明的另一個例子中，該系統包括第二離合器螺線管、第二離合器致動器和從第一流體流動路徑經由第二離合器螺線管到第二離合器致動器的第六流體流動路徑。在本發明的另一個例子中，離合器致動器構造為在變速器中接合第一齒輪比。在本發明的另一個例子中，離合器螺線管是可變流體螺線管。在本發明的另一個例子中，第二流體流動路徑平行於第一流體流動路徑布置。在本發明的另一個例子中，加壓液壓流體源包括發動機驅動的泵。在本發明的另一個例子中，當發動機驅動的泵不由發動機驅動時，蓄能器子系統經由第二流體流動路徑提供加壓液壓流體。本發明進一步提供以下解決方案:1.一種用於變速器的液壓控制系統，包括:加壓液壓流體源；在下遊與加壓液壓流體源流體連通的蓄能器子系統；在下遊與蓄能器子系統和加壓液壓流體源連通的離合器螺線管；在下遊與離合器螺線管和蓄能器子系統流體連通的離合器致動器；從加壓液壓流體源經由離合器螺線管到離合器致動器的第一流體流動路徑；和從蓄能器子系統到離合器致動器的第二流體流動路徑。2.解決方案I的液壓控制系統，其中蓄能器子系統包括與第一單向閥連通的蓄能器和蓄能器螺線管，其中第一單向閥和蓄能器螺線管彼此平行布置。3.解決方案I的液壓控制系統，還包括從加壓液壓流體源經由第一單向閥到蓄能器的第三流體流動路徑和從蓄能器經由蓄能器螺線管到第二流體流動路徑的第四流體流動路徑。4.解決方案I的液壓控制系統，還包括第二單向閥和從第二流體流動路徑經由第二單向閥到第一流體流動路徑的第五流體流動路徑。5.解決方案I的液壓控制系統，還包括第二離合器螺線管，第二離合器致動器，和從第一流體流動路徑經由第二離合器螺線管到第二離合器致動器的第六流體流動路徑。6.解決方案I的液壓控制系統，其中離合器致動器構造為在變速器中接合第一齒輪比。7.解決方案I的液壓控制系統，其中離合器螺線管是可變流體螺線管。8.解決方案I的液壓控制系統，其中第二流體流動路徑平行於第一流體流動路徑布置。9.解決方案I的液壓控制系統，其中加壓液壓流體源包括發動機驅動的泵。10.解決方案9的液壓控制系統，其中當發動機驅動的泵不再由發動機驅動時蓄能器子系統經由第二流體流動路徑提供加壓液壓流體。
11.一種用於變速器的液壓控制系統，包括:加壓液壓流體源；與加壓液壓流體源流體連通的第一單向閥；與第一單向閥流體連通的蓄能器；與蓄能器流體連通的蓄能器螺線管；與蓄能器螺線管和加壓液壓流體源流體連通的第二單向閥；在下遊與第一單向閥、第二單向閥、和加壓液壓流體源流體連通的離合器螺線管；和在下遊與離合器螺線管和蓄能器螺線管流體連通的離合器致動器。12.解決方案11的液壓控制系統，其中第一單向閥和蓄能器螺線管彼此平行布置。13.解決方案12的液壓控制系統，其中第一單向閥允許流體僅僅在一個方向從加壓液壓流體源到蓄能器流通，且第二單向閥允許流體僅僅在一個方向從蓄能器螺線管到離合器螺線管連通。14.解決方案11的液壓控制系統，還包括與加壓液壓流體源、第一單向閥和第二單向閥流體連通的第二離合器螺線管，且還包括與第二離合器螺線管流體連通的第二離合器致動器。15.解決方案11的液壓控制系統，其中離合器致動器構造為在變速器內接合第一齒輪比。16.解決方案11的液壓控制系統，其中離合器螺線管是可變流體螺線管。17.解決方案11的液壓控制系統，其中加壓液壓流體源包括發動機驅動的泵。18.一種用於變速器的液壓控制系統，包括:加壓液壓流體源；蓄能器子系統；離合器螺線管；離合器致動器；單向閥；從加壓液壓流體源經由離合器螺線管到離合器致動器的第一流體流動路徑；從蓄能器子系統到離合器致動器的第二流體流動路徑；從第二流體流動路徑經由單向閥到第一流體流動路徑的第三流體流動路徑；和從加壓液壓流體源到蓄能器子系統的第四流體流動路徑。19.解決方案18的液壓控制系統，還包括第二離合器螺線管、第二離合器致動器和從第一流體流動路徑經由第二離合器螺線管到第二離合器致動器的第五流體流動路徑。進一步的適用範圍將通過下文提供的描述而變得顯而易見。應當理解的是，該描述和具體示例僅旨在用於說明目的，而並非旨在限制本發明的範圍。
這裡所描述的附圖僅是為了說明的目的，而不意圖以任何方式限制本發明的範圍。
圖1是機動車內的示例性傳動系統的示意圖；圖2A是在第一操作條件下示例性的液壓控制系統的一部分的示意圖；圖2B是在第二操作條件下示例性的液壓控制系統的一部分的示意圖；和圖2C是在第三操作條件下示例性的液壓控制系統的一部分的示意圖。
具體實施例方式以下說明本質上僅僅是示例性的並且不旨在限制本發明、應用或用途。參考圖1，示出了機動車並大體由標號5表示。機動車5示為客車，但是應當理解的是，機動車5可以是任意類型的車輛，例如卡車、貨車等等。機動車5包括示例性的傳動系統10。應當理解的是，在開始時儘管已經示出了後輪驅動傳動系統，但是機動車5可以具有前輪驅動傳動系統，而不脫離本發明的範圍。傳動系統10通常包括與變速器14互相連接的發動機12。發動機12可以是傳統的內燃機或電發動機、或任意其它類型的原動機，而不脫離本發明的範圍。發動機12經由撓性板15或連接到起動裝置16的其它連接裝置向變速器14提供驅動扭矩。起動機裝置16可以是液壓裝置，例如流體聯結或扭矩轉換器、溼式雙離合器或電馬達。應當明白的是，可以在發動機12和變速器14之間使用任意起動裝置。變速器14包括典型的鑄造金屬外殼18，其包圍並保護變速器14的各個部件。外殼18包括各種孔、通道、肩部和凸緣，其設置並支撐這些部件。通常講，變速器14包括變速器輸入軸20和變速器輸出軸22。設置在變速器輸入軸20和變速器輸出軸22之間的是齒輪和離合器裝置24。變速器輸入軸20通過起動裝置16與發動機12功能性地相互連接，並接收來自發動機12的輸入扭矩或動力。因此，變速器輸入軸20在起動裝置16是液壓裝置的情況下可以是渦輪軸，在起動裝置16是雙離合器的情況下可以是雙輸入軸，或者在起動裝置16是電馬達的情況下可以是驅動軸。變速器輸出軸22優選與最終驅動單元26連接，最終驅動單元26包括例如傳動軸28、差速組件30和連接到車輪33的驅動車橋32。變速器輸入軸20連接到齒輪和離合器裝置24並為其提供驅動扭矩。齒輪和離合器裝置24包括多個齒輪組、多個離合器和/或制動器和多個軸。多個齒輪組可以包括獨立的互相嚙合的齒輪，如行星齒輪組，其連接到或通過多個離合器/制動器的選擇性致動可選擇地連接到多個軸。多個軸可以包括副軸或中間軸、軸套和中心軸、反轉或怠速軸、或它們的組合。示意性地由標號34表示的離合器/制動器可選擇性地接合，從而通過選擇地將多個齒輪組中的獨立齒輪與多個軸連接來發起多個齒輪比或速度比中的至少一個。應當明白的是，變速器14內的齒輪組、離合器/制動器34和軸的特定布置和數量可以變化而不脫離本發明的範圍。機動車5包括控制系統36。控制系統36可包括變速器控制模塊、發動機控制模塊或混合控制模塊、或任何其它類型的控制器。控制系統36可以包括具有預編程數字計算機或處理器的一個或多個電子控制裝置、控制邏輯、用來存儲數據的儲存器和至少一個I/O外圍設備。控制邏輯包括用於監測、管理和產生數據的多個邏輯例程。控制模塊36通過液壓控制系統38控制離合器/制動器34的致動。液壓控制系統38可操作以通過將液壓流體與離合器/制動器34選擇地聯通從而接合離合器/制動器34來選擇地接合離合器/制動器34。
轉到圖2A-C，示出了液壓控制系統38的一部分。液壓控制系統38通常包括加壓液壓流體源，如發動機驅動的泵39。例如，泵39可以是齒輪泵、葉片泵、擺線泵或任何其他正位移泵。液壓流體在壓力下從發動機驅動的泵39連通到管線壓力控制子系統40。管線壓力控制子系統40可包括壓力調節閥、螺線管和可操作以控制由泵39提供的液壓流體的壓力的其它部件。管線壓力控制子系統40為主供給管線42提供加壓液壓流體。主供給管線42經由流體限制孔51、第二閥52、第一螺線管54、第二螺線管56和第三螺線管58與第一閥50連通。每個螺線管分別與離合器致動器55、57和59連通。第一閥50是具有第一流體埠 50A和第二流體埠 50B的單向止回球或提升閥。第一流體埠 50A與主供給管線42連通，而第二流體埠 50B通過蓄能器供給管線62與蓄能器60連通。第一閥50構造為在正常操作條件期間維持蓄能器60內的壓力，同時管線壓力低於蓄能器壓力。此外，在蓄能器60的洩放期間，第一閥50選擇性地防止流體從埠 50B流經埠 50A以避免流體經由孔51回填。蓄能器60是能量存儲裝置，非可壓縮的液壓流體通過外部源在壓力下保持在其中。蓄能器60包括具有密封件的活塞，其沿蓄能器外殼的孔滑動。在活塞的一側有液壓流體，在活塞的另一側有反應件，如一個或多個彈簧和/或氣體。蓄能器60使用反應件在活塞的一側產生力，其在活塞的相對側抵抗液壓流體壓力作用。本發明使用的蓄能器的例子在2009年12月10日提交的共同轉讓的美國專利申請N0.12/635，587中已經公開，因此在這裡作為參考併入，如同本文所完全地公開。蓄能器60在填充時有效地代替泵39作為加壓液壓流體源，從而減少了泵39連續運轉的需要。蓄能器供給管線62與蓄能器控制螺線管64連通。螺線管64與離合器供給管線66流體連通。螺線管64通過控制模塊36電控制並可操作以控制蓄能器60的填充狀態。螺線管64優選為開/關螺線管，其選擇性地允許蓄能器60和離合器供給管線66之間的連通。離合器供給管線66通過流體限制孔70與第二閥52和離合器致動器59連通。第二閥52是具有第一流體埠 52A和第二流體埠 52B的單向止回球或提升閥。第一流體埠 52A與離合器供給管線66連通，而第二流體埠 52B與主供給管線42連通。第二閥52構造為當泵39正在操作時選擇性地防止流體從埠 52B流經埠 52A以避免流體流入離合器供給管線66。如上所述，每個螺線管54、56和58分別選擇性地供給離合器致動器55、57和59。例如，螺線管54包括進口埠 54A，並包括排出埠 54C，當螺線管54被激活到大於零點電流(即，對於給定電流的零正向/反向電流點)的電流時，進口埠 54A與出口埠 54B連通，當螺線管54被去激活到小於零點電流的電流時，排出埠 54C與出口埠 54B連通。螺線管54的可變致動調節或控制當液壓流體從進口埠 54A連通到出口埠 54B時的液壓流體的流量。進口埠 54A與供給管線80連通，供給管線80繼而與線壓控制子系統40連通。出口埠 54B與第一離合器供給管線82連通。排出埠 54C與集槽或排出回填迴路(未示出)連通。第一離合器供給管線82通過流體限制孔84和與流體限制孔84平行布置的旁通閥86與離合器致動器55連通。如果流體限制孔84下遊的壓力大於流體限制孔84上遊的壓力，則旁通閥86開啟，從而允許離合器致動器55快速倒空。離合器致動器55可以是在液壓壓力下平移以接合第一扭矩傳遞裝置90的活塞組件。螺線管56包括進口埠 56A，並包括排出埠 56C，當螺線管56被激活到大於零點電流(即，對於給定電流的零正向/反向電流點)的電流時，進口埠 56A與出口埠56B連通，當螺線管56被去激活到小於零點電流的電流時，排出埠 56C與出口埠 56B連通。螺線管56的可變致動調節或控制當液壓流體從進口埠 56A連通到出口埠 56B時的液壓流體的流量。進口埠 56A與主供給管線42連通。出口埠 56B與第二離合器供給管線92連通。排出埠 56C與集槽或排出回填迴路(未示出)連通。第二離合器供給管線92通過流體限制孔94和與流體限制孔94平行布置的旁通閥96與離合器致動器57連通。如果流體限制孔94下遊的壓力大於流體限制孔94上遊的壓力，則旁通閥96開啟，從而允許離合器致動器57快速倒空。離合器致動器57可以是在液壓壓力下平移以接合第二扭矩傳遞裝置98的活塞組件。螺線管58包括進口埠 58A，並包括排出埠 58C，當螺線管58被激活到大於零點電流(例如，對於給定電流的零正向/反向電流點)的電流時，進口埠 58A與出口埠58B連通，當螺線管58被去激活到小於零點電流的電流時，排出埠 58C與出口埠 58B連通。螺線管58的可變致動調節或控制當液壓流體從進口埠 58A連通到出口埠 58B時的液壓流體的流量。進口埠 58A與主供給管線42連通。出口埠 58B與第三離合器供給管線102連通。排出埠 58C與集槽或排出回填迴路(未示出)連通。第三離合器供給管線102通過流體限制孔104和與流體限制孔104平行布置的旁通閥106與離合器致動器59連通。如果流體限制孔104下遊的壓力大於流體限制孔104上遊的壓力，則旁通閥106開啟，從而允許離合器致動器59快速倒空。離合器致動器59可以是在液壓壓力下平移以接合第三扭矩傳遞裝置108的活塞組件。流體從蓄能器60的流入流出通過第一閥50和螺線管64控制。當泵39開啟時，液壓流體從主線壓子系統40流進主供給管線42。從主供給管線42，液壓流體流進螺線管54,56和58，並可用於多個扭矩傳遞機構34的致動。此外，一旦液壓流體經過孔51，液壓流體使止回閥50離開閥座(unseat)並流進蓄能器60。因此，為了填充蓄能器60，在主供給管線42內的壓力必須高於在蓄能器60內的壓力以便使止回閥50離開閥座且螺線管必須被關閉，如圖2A所示。液壓流體44的壓力作用在活塞上，將其朝著另一側的空氣和/或彈簧推動。如果空氣和彈簧的力小於由液壓流體壓力產生的力，則活塞將移動以允許更多的油流進蓄能器60。此外，在主供給管線42內的液壓流體將使閥52就座(seat)，防止液壓流體流進離合器供給管線66。當發動機12關閉時，液壓流體以設定的體積和壓力存儲在蓄能器60內。如果在蓄能器60內的由空氣和/或彈簧產生的力等於或大於由液壓流體壓力產生的力，則閥50將就座且活塞沒有移動，如圖2B所示。此外，在主供給管線42內的液壓流體將使閥52就座，防止液壓流體流進離合器供給管線66。當螺線管64關閉時，液壓流體將保持在蓄能器60內，這樣沒有路徑使得任何液壓流體通過螺線管64，除了滲透穿過螺線管64的部件中的空隙的少量洩漏之外。當螺線管64被電激活時，其開啟。激活螺線管64的決策是基於發動機起動命令確定的，以便使得離合器/制動器34為車輛發動做好準備。激活螺線管64允許液壓流體離開蓄能器60，進入螺線管64，使閥52離開閥座，並流進主供給管線42從而供給第一和第二離合器致動器55和57，如圖2C所示。同時，液壓流體離開蓄能器60並進入離合器供給管線66。液壓流體經由孔70連通並直接進入第三離合器致動器59。在特定情況下，額外的流量可能經由螺線管58流回且進入主供給管線42以供給螺線管54和56。一旦主管線壓力迴路內的壓力由於泵39的致動而上升時，螺線管64通過關閉到螺線管64的動力而被電關閉。蓄能器60的填充過程可以再次開始以允許另一個發動機關閉事件。當機動車5停止(即，例如在紅燈處)時，可能希望關閉發動機12以便改善燃料經濟性。然而，在自動發動機停止事件期間，發動機12關閉，其引起變速器液壓迴路和離合器內的液壓流體壓力損失。為了在發動機重新起動和車輛開動時適當地控制變速器14，在開動車輛之前，變速器油迴路必須通過使蓄能器60洩放進行填充且離合器前置(pre-staged)。例如，當指令自動起動信號時，控制器36激活螺線管64,由此洩放蓄能器60。此外，預定時間段的制動踏板或油門踏板的應用還可以用來發起蓄能器60洩放。通過提供經由離合器供給管線66從蓄能器60到第三離合器致動器59的平行供給路徑，第三離合器108可以快速接合，從而在開動期間提供推進性能。可選地，如果變速器14機構允許額外的流體管線，則平行輸入路徑還可以供給離合器98。使用從蓄能器60到第三離合器致動器59的平行路徑繞過額外通道限制，如離合器供給孔104。這在維持離合器供給孔尺寸的情況下允許在起動/停止事件期間更快的離合器填充時間。平行路徑還通過減少在給定時間需要穿過路徑的流體的總量來減小主供給管線42的有效限制。由於減少的經過主供給管線42的體積的需求，流速減少，因此系統總體上變得更加高效。本發明的描述本質上僅是示例性的，且不偏離本發明的要旨的變形意圖在本發明的範圍內。這種變形不應被視為偏離本發明的精神和範圍。
權利要求
1.一種用於變速器的液壓控制系統，包括: 加壓液壓流體源； 在下遊與加壓液壓流體源流體連通的蓄能器子系統； 在下遊與蓄能器子系統和加壓液壓流體源流體連通的離合器螺線管； 在下遊與離合器螺線管和蓄能器子系統流體連通的離合器致動器； 從加壓液壓流體源經由離合器螺線管到離合器致動器的第一流體流動路徑；和 從蓄能器子系統到離合器致動器的第二流體流動路徑。
2.根據權利要求1所述的液壓控制系統，其特徵在於，蓄能器子系統包括與第一單向閥連通的蓄能器和蓄能器螺線管，其中第一單向閥和蓄能器螺線管彼此平行布置。
3.根據權利要求2所述的液壓控制系統，其特徵在於，其還包括:從加壓液壓流體源經由第一單向閥到蓄能器的第三流體流動路徑和從蓄能器經由蓄能器螺線管到第二流體流動路徑的第四流體流動路徑。
4.根據權利要求1所述的液壓控制系統，其特徵在於，其還包括:第二單向閥和從第二流體流動路徑經由第二單向閥到第一流體流動路徑的第五流體流動路徑。
5.根據權利要求1所述的液壓控制系統，其特徵在於，其還包括第二離合器螺線管、第二離合器致動器和從第一流體流動路徑經由第二離合器螺線管到第二離合器致動器的第六流體流動路徑。
6.根據權利要求1所述的液壓控制系統，其特徵在於，離合器致動器構造為在變速器中接合第一齒輪比。
7.根據利要求I所述的液壓`控制系統，其特徵在於，離合器螺線管是可變流體螺線管。
8.根據權利要求1所述的液壓控制系統，其特徵在於，第二流體流動路徑平行於第一流體流動路徑布置。
9.一種用於變速器的液壓控制系統，包括: 加壓液壓流體源； 與加壓液壓流體源流體連通的第一單向閥； 與第一單向閥流體連通的蓄能器； 與蓄能器流體連通的蓄能器螺線管； 與蓄能器螺線管和加壓液壓流體源流體連通的第二單向閥； 在下遊與第一單向閥、第二單向閥和加壓液壓流體源流體連通的離合器螺線管；和 在下遊與離合器螺線管和蓄能器螺線管流體連通的離合器致動器。
10.一種用於變速器的液壓控制系統，包括: 加壓液壓流體源； 蓄能器子系統； 離合器螺線管； 離合器致動器； 單向閥； 從加壓液壓流體源經由離合器螺線管到離合器致動器的第一流體流動路徑； 從蓄能器子系統到離合器致動器的第二流體流動路徑； 從第二流體流動路徑經由單向閥到第一流體流動路徑的第三流體流動路徑；從加壓液壓流體 源到蓄能器子系統的第四流體流動路徑。
全文摘要
本發明涉及具有自動發動機停止-起動蓄能器的變速器液壓控制系統，更具體地，提供一種用於控制多個扭矩傳遞機構的致動的液壓控制系統。該液壓控制系統包括具有到多個扭矩傳遞機構的平行供給路徑的蓄能器。
文檔編號F16H61/4008GK103104699SQ201210596310
公開日2013年5月15日 申請日期2012年11月14日 優先權日2011年11月14日
發明者K·E·埃伯 申請人:通用汽車環球科技運作有限責任公司