本发明专利技术公开了一种控制阀组件，该组件用于其中泵－马达单元既可从传动轴系接收驱动力矩又可向其传递力矩的系统。该系统包括一高压蓄能器，并且控制阀组件设置在泵－马达单元和蓄能器之间，并包括一通常被控制腔中的压力偏压至关闭的状态阀，控制腔中的流体压力由响应一电信号的先导阀组件控制。与状态阀提动阀芯相连的阶跃节流孔阀在控制腔的压力高时提供进入控制腔的相对较大的节流孔，当在控制腔中的压力低时即当先导阀组件打开时，提供一进入控制腔的相对较小的节流孔。这样，在马达作用模式下，可形成从蓄能器到该单元的大流量流动，并且压降较低，同时提动阀芯能够具有较缓和和相对较长的打开时间，但是具有相对较快的关闭时间。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及包括泵-马达单元的类型的液压传动系统，该泵-马达单元在车辆运行循环的一个阶段中作为泵运行，而在车辆运行循环的另一阶段中作为马达运行。更具体地，本专利技术涉及用于控制泵-马达单元的运行“模式”，即该单元是在泵作用模式下还是在马达作用模式下运行的一种改进的控制阀组件(“状态”阀)。
技术介绍
尽管本专利技术的状态控制阀组件可以用于不同类型的液压系统，包括在车辆运行循环的大部分阶段内有效地用作车辆主变速器的传动系统，但是本专利技术当用于包括部分车辆液压再生制动系统的液压传动系统时是尤其有利的，而且本专利技术将结合车辆液压再生制动系统进行说明。在具有再生制动能力的车辆液压传动系统中，仅作为举例，假设车辆为后轮驱动型，主驱动力矩从发动机经过传统的机械变速器，然后通过传统的传动轴系传递到后驱动轮。在制动过程中(即，在“减速-加速”循环的制动阶段)，运动车辆的动能由被控制以泵作用模式运行的静液力泵-马达单元转换，并且该泵-马达单元充注(加压)一高压蓄能器。当车辆随后被加速时，所述静液力泵-马达单元被控制以其马达作用模式运行，并且储存在高压蓄能器中的高压被传送到该泵-马达单元。然后，由该泵-马达单元产生的合成输出力矩传递到车辆传动轴系，以有助于推进车辆，因而术语“液压助推(hydraulic assist)”有时用在这种系统中。本领域的技术人员将理解，因为在车辆上提供再生制动系统的主要原因是改进车辆的总燃料效率，所以液压传动系统尽可能高效地运行是很重要的。特别是，状态控制阀组件(如前所述，其控制泵-马达单元是在泵作用模式下运行还是在马达作用模式下运行)不构成液压效率低的主要原因是很重要的。例如，在当泵-马达单元处于零位移且与传动轴系脱开的很长的时间阶段内，对系统总效率而言，具有从状态阀组件流到系统油箱的受压流体的连续的先导流(pilot flow)、液压功率，但是在该时间阶段没有实现有用的功能是不可接受的。然而，对系统总性能而言，尤其是对“响应性”(运行速度)而言，状态控制阀的打开和关闭功能(在其运行状态必须改变时)要求系统等待某种先导信号以在阀腔中建立足够的压力以便能够使状态阀主阀芯在阀的打开和关闭位置之间移动，也是不可接受的。同样，因为本专利技术的液压传动系统至少在短时间段内用作车辆的主传动，所以该控制阀组件必须能够控制相对较大流量的流动，但是，大计量流动通常意味着通过特定阀芯会有大的压降，而且如前所述，对系统效率而言，在系统中这样大的压降将使得整个系统不可接受。
技术实现思路
因此，本专利技术的一个目的是提供一种用于液压系统的改进的控制阀组件，其中该控制阀组件能够在非常快的响应时间内控制相对大的流量，但通过该控制阀组件的压降非常小，是非常低速的静流(quiescent flows)。本专利技术的一个更为具体的目的是提供这样一种用作状态控制阀的改进的控制阀组件，其能够控制在高压蓄能器和泵-马达单元之间的任一方向的流动。本专利技术的上述和其它目的通过提供一种用于液压系统中的改进的控制阀组件实现，该液压系统适于用在具有可操作以传递驱动力矩到驱动轴的传动轴系的车辆上。该液压系统包括可在泵作用模式下运行以接收来自传动轴系的驱动力矩并且可在马达作用模式下运行以传递驱动力矩到传动轴系的泵-马达单元。一高压蓄能器通过该控制阀组件与泵-马达单元的第一端口流体连通，由此当该泵-马达单元在泵作用模式下时，受压流体从第一端口传送到高压蓄能器。当该泵-马达单元在马达作用模式下时，受压流体从高压蓄能器传送到第一端口。该控制阀组件包括限定一提动阀座和一与蓄能器流体连通的端口的的阀体。这种改进的控制阀组件的特征在于具有一个限定控制腔的主提动阀芯，在该控制腔中的流体压力朝该提动阀座偏压该主提动阀芯。无论在泵作用模式下还是在马达作用模式下，在该高压蓄能器和该泵-马达单元的第一端口之间的基本上所有的流动均流过该主提动阀芯和该提动阀座。一先导阀组件具有打开和关闭状态，并且可响应一电输入信号而控制从该控制腔到低压源的流体传送。一阶跃节流孔(step-orifice)阀组件可操作以控制从该蓄能器经过由该阀体限定的端口到达该控制腔的流体传送，并且当在该控制腔中的流体压力相对高时该阶跃节流孔阀组件限定第一相对较大的节流孔，当在该控制腔中的流体压力相对低时该阶跃节流孔阀组件限定第二相对较小的节流孔，以向所述先导阀组件提供一相对小的流量。附图说明图1为本专利技术的液压传动系统和状态控制阀组件特别适合用于其中的类型的整个车辆传动系统的示意图；图2为图1所示的液压传动系统的液压原理图，其中包括本专利技术的控制回路和状态控制阀组件；图3为本专利技术的整个控制阀组件的轴向剖视图，其中状态阀的提动阀芯处于关闭位置；图4为整体上在图3中示出的阶跃节流孔控制阀组件的放大的轴向剖视图；图5为同样在图3中示出的电磁操作的状态先导阀组件的放大的轴向剖视图，在图5中该组件处于其通常的关闭位置；图6为图5中所示的状态先导阀组件的一部分的进一步放大的局部轴向剖视图。具体实施例方式现在参照并非旨在限制本专利技术的附图，图1示出本专利技术的液压传动系统特别适合用于其中的类型的车辆传动系统。示意性地示于图1中的车辆系统具有四个驱动轮W，尽管应当理解本专利技术并不限于具有四轮驱动(或甚至四个驱动轮)的车辆，而是还可以用于仅具有两轮驱动的车辆，在这种情况下，两驱动轮可以是后驱动轮或前驱动轮。与每一驱动轮W可操作地相连的是常规类型的轮闸B，轮闸B的细节并不构成本专利技术的一部分，因而下文中仅简单地提及轮闸B。优选地，轮闸B是本领域技术人员现在正变得熟悉且可商业获得的类型的整个EHB(电液制动)系统的一部分。该车辆包括总的标记为11的包括车辆发动机13和变速器15的车辆传动系统。应当理解，发动机13和变速器15的特定类型以及它们的结构细节，以及传动系统的布置等，不构成本专利技术的部分，除非是在所附权利要求中被特别引用，因此在此不作进一步说明。另外，本专利技术甚至并不特别限定与通常所认为的“发动机”一起使用，因此，应当理解，在本专利技术的范围内，提及“发动机”将指且包括任何类型的动力源或其它原动力。最后，尽管本专利技术的液压系统是结合车辆传动系统进行图示和说明的，但是本领域的技术人员应当理解，本专利技术可以有利地与下文中所示和所述的任何类型的液压系统一起使用，无论该系统是否是车辆的一部分。从变速器15向后延伸的是总的标记为17的传动轴系。在本实施例中，仅作为举例，传动轴系17包括一前传动轴19、一中间传动轴(在此处不可见)、一后传动轴23、一轮间差速器25以及左右后半轴27和29。从随后对本说明书的阅读和理解，本领域的技术人员将理解，传动轴系17被图示和说明为主要包括轴19和23，这是为有助于理解整个车辆传动系统11，而不是作为限制。仍主要参照图1，本实施例中的传动系统11还分别包括左、右前半轴31、33。除了已经说明的相当常用的“机械”元件，传动系统11还包括总的标记为35的液静力泵-马达单元，在该泵-马达单元35前面设置有阀组37。连接到阀组37前部的是一低压蓄能器39，而连接到阀组37后部的是一高压蓄能器41。然而，本领域的技术人员应当理解，该特定的布置可以颠倒或变成某种其它方式。还应当理解的是，阀组37(除了下文中所指出的程度)以及蓄能器39和41的本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于一液压系统（１１）的控制阀组件（４３），该液压系统适于用在具有一可操作以传递驱动力矩到驱动轴（２７、２９）的传动轴系（１７）的系统上，所述液压传动系统（１１）包括一泵－马达单元（３５），该泵－马达单元可在泵作用模式下运行以接收来自所述传动轴系（１７）的驱动力矩，并且可在马达作用模式下运行以传递驱动力矩到所述传动轴系；一通过所述控制阀组件（４３）与所述泵－马达单元（３５）的第一端口（Ａ）流体连通的高压蓄能器（４１），由此当所述泵－马达单元在所述泵作用模式下时，受压流体从所述第一端口（Ａ）传送到所述高压蓄能器（４１），当所述泵－马达单元（３５）在所述马达作用模式下时，受压流体从所述高压蓄能器（４１）传送到所述第一端口（Ａ）；所述控制阀组件（４３）包括限定一提动阀座（８７）和一与所述蓄能器（４１）流体连通的端口（８４）的阀体（８３），其特征在于：（ａ）限定一控制腔（８９）的一主提动阀芯（７９），在所述控制腔（８９）中的流体压力朝所述提动阀座（８７）偏压所述主提动阀芯（７９）；（ｂ）在所述泵作用模式或所述马达作用模式的任一模式下， 在所述高压蓄能器（４１）和所述泵－马达单元（３５）的所述第一端口（Ａ）之间的基本所有流动均流过所述主提动阀芯（７９）和所述提动阀座（８７）；（ｃ）一具有打开和关闭状态的先导阀组件（４９），该先导阀组件可响应一电输入信号（１３３）而控 制从所述控制腔（８９）到一低压源（５０）的流体传送；（ｄ）一阶跃节流孔阀组件（４７），该阶跃节流孔阀组件可操作以控制从所述蓄能器（４１）经过由所述阀体（８３）限定的所述端口（８４）到达所述控制腔（８９）的流体传送，并且当在所述控制腔 （８９）中的流体压力相对高时限定第一相对较大的节流孔（１１５），而当在所述控制腔中的流体压力相对低时限定第二相对较小的节流孔（１１９），以向所述先导阀组件（４９）提供相对小的液流。...
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：RV辛格，
申请(专利权)人：伊顿公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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