CN102563052B - 用于双离合器变速箱的控制系统和方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于双离合器变速箱的控制系统和方法，所述系统包括与多个离合器致动器和多个同步器致动器流体连通的多个压力和流量控制设备以及逻辑阀组件。离合器致动器可操作用于致动多个扭矩传递设备，并且同步器致动器可操作用于致动多个同步器组件。压力控制螺线管和流量控制螺线管组合的选择性激活允许加压流体激活离合器致动器和同步器致动器中的至少一个，目的是为了将变速箱换档为所需的传动比。

Description

用于双离合器变速箱的控制系统和方法
交叉引用
本申请要求2010年12月8日提交的、申请号为61/421,136的美国临时申请的权益。通过引用将上述申请的全部内容并入本文。
技术领域
本发明涉及一种用于双离合器变速箱的控制系统和方法，并且更具体地涉及一种使多个螺线管和阀可操作用于致动双离合器变速箱内多个致动器的电液控制系统和方法。
背景技术
典型的多速双离合器变速箱使用两个摩擦离合器和几个爪形离合器/同步器的组合以通过在一个摩擦离合器和另一个摩擦离合器之间交替使用来实现“动力接通”(power-on)或动态换档，其中同步器在实际进行动态换档之前针对即将到来的比率被“预先选定”。“动力接通”换档是指在进行换档之前无需中断来自发动机的扭矩流。这种构思通常使用具有不同的专用齿轮副或齿轮组的副轴齿轮以实现每一种前进档速比。通常，电控液压控制回路或系统被用于控制螺线管和阀组件。螺线管和阀组件致动离合器和同步器以实现前进档和倒档传动比。
尽管先前的液压控制系统有利于实现其预期目的，但是对于变速箱内新型和改进型的液压控制系统结构的需求是基本不变的，新型和改进型的液压控制系统结构表现出更好的性能，特别是在效率、响应性和平滑性方面更是如此。因此，对用于在双离合器变速箱中使用的节约成本的改进型液压控制系统存在需求。
发明内容
提供了一种用于控制液压控制系统的方法。液压控制系统包括与多个离合器致动器和多个同步器致动器流体连通的多个压力和流量控制设备以及逻辑阀。离合器致动器可操作用于致动多个扭矩传递设备，并且同步器致动器可操作用于致动多个同步器组件。压力控制螺线管和流量控制螺线管组合的选择性激活允许加压流体激活离合器致动器和同步器致动器中的至少一个，目的是为了将变速箱换档为所需的传动比。
在液压控制系统的一个示例中，液压控制系统包括提供加压液压流体的电泵和蓄压器。
在液压控制系统的另一个示例中，液压控制系统包括用于致动双离合器的两个压力控制设备和两个流量控制设备。
在液压控制系统的又一个示例中，液压控制系统包括用于致动多个同步器组件的两个压力控制设备、两个流量控制设备以及两个逻辑阀和逻辑阀控制螺线管。
方案1. 一种控制变速箱内的双离合器和多个同步器的方法，所述方法包括：
从多个同步器中选择同步器并从要致动的双离合器中选择离合器以在变速箱中实现所需的速比；
从使需要的流量能够流过在下游与压力控制螺线管流体连通的流量控制螺线管所需的压力水平、在选定的离合器上保持离合器扭矩所需的压力水平以及根据第一位置和第二位置定位模式阀所需的压力水平的较高者中选择指令压力水平用于在上游与选定的离合器流体连通的离合器压力控制螺线管；
指令离合器压力控制螺线管以选定的指令压力水平提供第一供应量的液压流体；
指令离合器流量控制螺线管以提供能致动选定的离合器的第一供应量的液压流体流速；
指令同步器压力控制螺线管向同步器流量控制螺线管并且向模式阀的第一输入端提供第二供应量的液压流体；
指令同步器流量控制螺线管向模式阀的第二输入端提供第三供应量的液压流体；
将模式阀致动到第一和第二位置之一以将第一输入端与第一输出端相连和将第二输入端与第二输出端相连，其中第一输出端被连接至致动器腔室的第一部分，而第二输出端被连接至致动器腔室的第二部分；以及
调节来自同步器压力控制螺线管的第二供应量的液压流体以及来自同步器流量控制螺线管的第三供应量的液压流体以将致动器移动至第一和第二位置中的至少一个位置从而接合选定的同步器。
方案2. 如方案1所述的方法，其中所述定位模式阀的步骤包括指令在下游与离合器压力控制螺线管流体连通的阀控制螺线管以向模式阀提供第三供应量的液压流体。
方案3. 一种用于控制变速箱内的双离合器的方法，双离合器具有可由离合器致动器致动的离合器，离合器致动器在下游与流量控制螺线管流体连通，流量控制螺线管在下游与压力控制螺线管流体连通，所述方法包括：
确定要由离合器提供的目标离合器扭矩；
利用离合器扭矩与离合器致动器位置的关系确定能提供目标离合器扭矩的离合器的目标离合器位置；
从使需要的流量能够流过流量控制螺线管以致动离合器所需的压力、在离合器上保持目标离合器扭矩所需的压力以及切换模式阀所需的压力的较高者中选择要由压力控制螺线管提供的第一液压流体压力；
指令压力控制螺线管以选定的第一压力提供第一供应量的液压流体用于建立流量控制螺线管两端的压力势能上游侧；
检测离合器致动器的位置；
利用预定的离合器致动器位置与离合器压力的关系估算在离合器致动器处的第二供应量的液压流体的第二压力；
通过第一压力减去第二压力来计算流量控制螺线管两端的压力势能，其中流量控制螺线管两端的压力势能在控制信号和来自流量控制螺线管的流速之间建立关系；
确定要由流量控制螺线管提供的能将离合器致动器定位在目标离合器位置的第一供应量的液压流体的流速；
确定要送往流量控制螺线管的控制信号以提供第一供应量的液压流体的所述流速；以及
将控制信号送往流量控制螺线管以将离合器致动器移动至目标离合器位置从而提供目标离合器扭矩。
方案4. 如方案3所述的方法，进一步包括通过指令压力控制螺线管向流量控制螺线管排出、保持或提供增加的压力来保持流量控制螺线管两端的压力势能的步骤。
方案5. 如方案3所述的方法，其中目标离合器扭矩是在变速箱内执行包括执行换档事件或保持传动比的动作所需的扭矩量。
方案6. 如方案3所述的方法，其中在变速箱运行时通过将离合器滑动时的发动机扭矩与离合器致动器的位置相关联来学习离合器扭矩与离合器致动器位置的关系。
方案7. 如方案3所述的方法，进一步包括利用闭环位置控制来调节离合器扭矩与离合器致动器位置的关系的步骤。
方案8. 如方案3所述的方法，其中检测离合器致动器位置的步骤包括利用离合器位置传感器来检测离合器致动器的位置。
方案9. 一种在机动车辆变速箱内同步轴到齿轮的速度的方法，所述方法包括：
监测致动器的位置，致动器被设置用于移动结合至轴的同步器；
监测轴的速度；
定位模式阀以将压力控制螺线管和流量控制螺线管与致动器相连；
根据监测的致动器位置确定同步器的初始位置；
指令压力控制螺线管以第一预定压力向致动器和流量控制螺线管提供第一供应量的液压流体；
根据同步器的期望移动方向，指令流量控制螺线管以第一流速向致动器输入第二供应量的液压流体或者以第一流速从致动器中排出液压流体，目的是为了将同步器从初始位置移动到第一位置；
根据监测的致动器位置确定同步器是否已经到达第一位置；
当同步器在第一位置和第二位置之间移动时，将来自压力控制螺线管的第一供应量的液压流体的压力降低至第二预定压力水平，目的是为了减小致动器的速度；
根据监测的致动器位置和监测的轴速度确定同步器是否已经到达第二位置；
当致动器已到达第二位置时，指令流量控制螺线管以小于第一流速的第二流速为致动器提供输入或排出；
当同步器已经到达第二位置时，将来自压力控制螺线管的第一供应量的液压流体的压力升高至第三预定压力水平以将致动器移动至第三位置；
根据监测的致动器位置确定同步器是否已经到达第三位置；
当同步器在第三位置和第四位置之间移动时，将来自压力控制螺线管的第一供应量的液压流体的压力降低至第四预定压力水平以减小致动器的速度；
根据监测的致动器位置确定同步器是否已经到达第四位置；
当同步器在第四位置和第五位置之间移动时，将来自压力控制螺线管的第一供应量的液压流体的压力降低至第五预定压力水平并且指令流量控制螺线管以第三流速为致动器提供输入或排出；
根据监测的致动器位置确定同步器是否已经到达第五位置；以及
当同步器处于第五位置时，指令压力控制螺线管为零压力。
方案10. 如方案9所述的方法，其中第一、第二、第三、第四和第五预定压力水平均为足以提供在期望时长内将致动器移动至指令位置并克服棘爪簧和致动器阻力所需流速的压力。
方案11. 如方案9所述的方法，其中第二位置是在其中同步器套轴接触挡环的同步器位置。
方案12. 如方案11所述的方法，其中第四位置是在其中挡环随齿轮转位并且同步器套轴啮合齿轮的位置。
方案13. 如方案12所述的方法，其中第五位置是在其中同步器将轴结合至齿轮的同步器位置。
方案14. 如方案13所述的方法，其中第五位置被设置在初始位置和第一位置之间。
方案15. 如方案14所述的方法，其中第三位置被设置在第二位置和第四位置之间。
方案16. 如方案9所述的方法，其中定位模式阀的步骤包括指令模式阀控制螺线管上的压力，其中指令压力足以移动模式阀并且其中模式阀的移动将压力控制螺线管和流量控制螺线管连接至同步器的致动器。
方案17. 如方案9所述的方法，其中利用致动器位置和速度反馈来调节对流量控制螺线管和压力控制螺线管的指令。
本发明更多的特征、应用和优点将通过参考以下的说明及附图而变得显而易见，附图中相似的附图标记表示相同的部件、元件或特征。
附图说明
本文中介绍的附图仅用于说明目的，而并不是为了以任何方式限制本公开的保护范围。
图1是具有根据本发明原理的液压控制系统的示范性双离合器变速箱的示意图；
图2A和2B是根据本发明原理用于双离合器变速箱的液压控制系统实施例的示意图；
图3是示出了液压控制系统内的液压流体输送子系统的控制方法流程图；
图4是示出了蓄压器压力随时间变化的曲线图；
图5是示出了液压控制系统内的离合器致动器子系统的控制方法流程图；
图6是示出了液压控制系统内的同步器致动器子系统的控制方法流程图；以及
图7是示出了同步器控制随时间变化的曲线图。
具体实施方式
参照图1，示出了结合有本发明的示范性双离合器自动变速箱并且总体上用附图标记10表示。双离合器变速箱10包括通常为铸造的金属壳体12，壳体12封装并保护变速箱10中的各种部件。壳体12包括定位并支撑这些部件的多个孔、通道、轴肩和凸缘。尽管壳体12被示出为典型的后轮驱动式变速箱，但是应该意识到变速箱10可以是前轮驱动式变速箱或后轮驱动式变速箱，这并不背离本发明的保护范围。变速箱10包括输入轴14、输出轴16、双离合器组件18以及齿轮装置20。输入轴14与原动机(未示出)例如汽油内燃机或柴油内燃机或混合动力装置相连。输入轴14接收来自原动机的输入扭矩或动力。输出轴16优选地与最终驱动单元(未示出)相连，最终驱动单元可以包括例如传动轴、差速器组件和驱动轴。输入轴14被结合至并且驱动双离合器组件18。双离合器组件18优选地包括一对可选择性接合的扭矩传递设备，其中包括第一扭矩传递设备22和第二扭矩传递设备24。扭矩传递设备22,24优选地是干式离合器。扭矩传递设备22,24被互斥地接合以将驱动扭矩提供给齿轮装置20。
齿轮装置20包括多个齿轮组和多个轴，齿轮组总体上用附图标记26表示，轴总体上用附图标记28表示。多个齿轮组26包括连接至或者可选择性地连接至多个轴28的互相啮合的独立齿轮。多个轴28可以包括中间轴、副轴、套轴和中心轴、倒档轴或空转轴或其组合。应该意识到变速箱10内齿轮组26的具体布置和数量以及轴28的具体布置和数量可以改变而并不背离本发明的保护范围。在提供的示例中，变速箱10设有七个前进档齿轮和一个倒档齿轮。
齿轮装置20进一步包括第一同步器组件30A、第二同步器组件30B、第三同步器组件30C和第四同步器组件30D。同步器组件30A-D可操作用于将多个齿轮组26内的独立齿轮选择性地结合至多个轴28。每一个同步器组件30A-D都邻近在相邻齿轮组26内的某些单一齿轮设置或者相邻齿轮对之间设置。当被激活时，每一个同步器组件30A-D均使齿轮速度与轴和强制离合器例如爪形离合器或端面离合器的速度同步。同步器强行将齿轮连接或结合至轴。离合器致动器由每一个同步器组件30A-D内的换档导轨和拨叉组件(未示出)双向平移。
变速箱还包括变速箱控制模块32。变速箱控制模块32优选地是电子控制设备，其具有预编程的数字计算机或处理器、控制逻辑、用于储存数据的存储器以及至少一个输入/输出外围设备。控制逻辑包括用于监测、处理和生成数据的多个逻辑程序。变速箱控制模块32通过根据本发明原理的液压控制系统100来控制双离合器组件18和同步器组件30A-D的致动。
转至图2A-B，液压控制系统100通常包括三个子系统：油或液压流体输送子系统100A、离合器致动器子系统100B和同步器致动器子系统100C。液压控制系统100可操作用于通过将来自储液箱104的液压流体102选择性地输送至多个换档致动设备而选择性地接合双离合器组件18和同步器组件30A-D，正如以下将要更加详细介绍的那样。储液箱104是从自动变速箱10的各个部件和区域返回和收集的液压流体102到达的罐或容器。液压流体102通过泵106从储液箱104中强行抽出。泵106由电机或燃机(未示出)或任意其他类型的原动机驱动。泵106可以是例如齿轮泵、叶片泵、内齿轮轴承泵或任意其他的正排量泵。泵106包括入口108和出口110。入口108通过吸入管路112与储液箱104连通。出口110将加压的液压流体102送往供给管路114。供给管路114与弹簧偏置的排空安全阀116、压力侧过滤器118以及弹簧偏置的止回阀120连通。弹簧偏置的排空安全阀116与储液箱104连通。弹簧偏置的排空安全阀116被设定在相对较高的预定压力下，并且如果供给管路114内的液压流体102的压力超过该预定压力，那么安全阀116就立刻打开以释放并降低液压流体102的压力。压力侧过滤器118与弹簧偏置的止回阀120并联设置。如果压力侧过滤器118变得阻塞或部分阻塞，那么供给管路114内的压力就增大并且打开弹簧偏置的止回阀120，目的是为了允许液压流体102绕过压力侧过滤器118。
压力侧过滤器118和弹簧偏置的止回阀120均与输出管路122连通。输出管路122与第二止回阀124连通。第二止回阀124与主供给管路126连通并且被设置用于维持主供给管路126内的液压。主供给管路126将加压的液压流体送往蓄压器130和主压力传感器132。蓄压器130是能量储存设备，其中不可压缩的液压流体102通过外部源被保持在一定压力下。在提供的示例中，蓄压器130是具有弹簧或可压缩气体以提供作用在蓄压器130内的液压流体102上的压缩力的弹簧型或充气型蓄压器。但是，应该意识到蓄压器130可以是其他类型的蓄压器例如气体增压型蓄压器而并不背离本发明的保护范围。因此，蓄压器130可操作用于将加压的液压流体102送回至主供给管路126。然而，在蓄压器130排放时，第二止回阀124会阻止加压的液压流体102返回到泵106。蓄压器130在被增压时可以有效地代替泵106作为加压的液压流体102的来源，由此消除了连续运转泵106的需要。主压力传感器132实时读取主供给管路126内的液压流体102的压力并将该数据提供给变速箱控制模块32。因此，变速箱控制模块32能够根据蓄压器130的实施状态来操作泵106。
主供给管路126穿过用于冷却控制器32的散热器134，但是应该意识到散热器134可以定位在别处或者从液压控制系统100中移除而并不背离本发明的保护范围。主供给管路126将加压的液压流体102提供给四个压力控制设备，包括第一离合器压力控制设备136、第二离合器压力控制设备138以及第一致动器压力控制设备140和第二致动器压力控制设备141。
第一离合器压力控制设备136优选地是电控可变作用力的螺线管，其具有内部闭环压力控制。各种构造、类型和式样的螺线管都可以用于本发明，只要第一离合器压力控制设备136可操作用于控制液压流体102的压力即可。第一离合器压力控制设备136包括当第一离合器压力控制设备136被激活或通电时与出口136B连通的入口136A，并且包括当第一离合器压力控制设备136未激活或断电时与出口136B连通的排出口136C。第一离合器压力控制设备136的可变激活在液压流体102从入口136A流向出口136B时调节或控制液压流体102的压力。内部闭环压力控制提供螺线管内的压力反馈以便基于来自控制器32的特定电流指令调节流向出口136B的流量，从而控制压力。入口136A与主供给管路126连通。出口136B与中间管路142连通。排出口136C与储液箱104或排放回流管路(未示出)连通。
中间管路142将液压流体102从第一离合器压力控制设备136输送至第一离合器流量控制设备144、第一压力限制控制阀146和三通球形止回阀147。第一离合器流量控制设备144优选地是电控可变作用力的螺线管，其可操作用于控制来自第一离合器流量控制设备144的液压流体102的流量，目的是为了致动第一扭矩传递设备22，正如以下将要更加详细介绍的那样。第一离合器流量控制设备144包括当第一离合器流量控制设备144被通电至大于零点电流(也就是对于给定电流的正向/反向零流点)的电流时与出口144B连通的入口144A，并且包括当第一离合器流量控制设备144被断电至低于零点电流的电流时与出口144B连通的排出口144C。第一离合器流量控制设备144的可变激活在液压流体102从入口144A送往出口144B时调节或控制液压流体102的流量。入口144A与中间管路142连通。出口144B与第一离合器供给管路148及节流孔150连通。排出口144C与储液箱104或排放回流管路(未示出)连通。第一压力限制控制阀146与第一离合器流量控制螺线管144并联设置并且与第一离合器供给管路148连通。如果第一离合器供给管路148内的压力超过预定值，那么第一压力限制控制阀146就打开以释放和降低压力。
第一离合器供给管路148与第一离合器活塞组件152中的入口/出口152A流体连通。第一离合器活塞组件152包括可滑动地设置在缸体156内的单作用活塞154。活塞154在液压作用下平移以接合图1中示出的第一扭矩传递设备22。当第一离合器流量控制设备144被激活或通电时，加压的液压流体102的流体流就被提供至第一离合器供给管路148。加压的液压流体102的流体流从第一离合器供给管路148输送至第一离合器活塞组件152，其中加压的液压流体102平移活塞154由此接合第一扭矩传递设备22。当第一离合器流量控制螺线管144断电时，入口144A关闭并且来自缸体156的液压流体从出口144B通过到达排出口144C并流入储液箱104或排放回流管路(未示出)，由此断开第一扭矩传递设备22。通过位置传感器157来监测活塞154的平移。
第二离合器压力控制设备138优选地是电控可变作用力的螺线管，其具有内部闭环压力控制。各种构造、类型和式样的螺线管都可以用于本发明，只要第二离合器压力控制设备138可操作用于控制液压流体102的压力即可。第二离合器压力控制设备138包括当第二离合器压力控制设备138被激活或通电时与出口138B连通的入口138A，并且包括当第二离合器压力控制设备138未激活或断电时与出口138B连通的排出口138C。第二离合器压力控制设备138的可变激活在液压流体102从入口138A送往出口138B时调节或控制液压流体102的压力。内部闭环压力控制提供螺线管内的压力反馈以便基于来自控制器32的特定电流指令调整流向出口138B的流量，由此控制压力。入口138A与主供给管路126连通。出口138B与中间管路158连通。排出口138C与储液箱104或排放回流管路(未示出)连通。
中间管路158将液压流体102从第二离合器压力控制设备138输送至第二离合器流量控制设备160、第二压力限制控制阀162以及三通球形止回阀147。第二离合器流量控制设备160优选地是电控可变作用力的螺线管，其可操作用于控制来自第二离合器流量控制设备160的液压流体102的流量，目的是为了致动第二扭矩传递设备24，正如以下将要更加详细介绍的那样。第二离合器流量控制设备160包括当第二离合器流量控制设备160被通电至大于零点电流的电流时与出口160B连通的入口160A，并且包括当第二离合器流量控制设备160被断电至低于零点电流时与出口160B连通的排出口160C。第二离合器流量控制设备160的可变激活在液压流体102从入口160A送往出口160B时调节或控制液压流体102的流量。入口160A与中间管路158连通。出口160B与第二离合器供给管路164及节流孔166连通。排出口160C与储液箱104或排放回流管路(未示出)连通。第二压力限制控制阀162与第二离合器流量控制螺线管160并联设置并且与第二离合器供给管路164连通。如果第二离合器供给管路164内的压力超过预定值，那么第二压力限制控制阀162就打开以释放和降低压力。通过位置传感器167来监测活塞170的平移。
第二离合器供给管路164与第二离合器活塞组件168中的入口/出口168A流体连通。第二离合器活塞组件168包括可滑动地设置在缸体172中的单作用活塞170。活塞170在液压作用下平移以接合在图1中示出的第二扭矩传递设备24。当第二离合器流量控制设备160被激活或通电时，加压的液压流体102的流体流被提供至第二离合器供给管路164。加压的液压流体102的流体流被从第二离合器供给管路164输送至第二离合器活塞组件168，其中加压的液压流体102平移活塞170，由此接合第二扭矩传递设备24。当第二离合器流量控制螺线管160断电时，入口160A关闭并且来自缸体172的液压流体从出口160B通过到达排出口160C并流入储液箱104或排放回流管路(未示出)，由此断开第二扭矩传递设备24。
三通球形止回阀147包括三个端口147A,147B和147C。球形止回阀147关闭端口147A和147B中输送较低液压的那一个并且在端口147A和147B中具有或输送较高液压的那一个和出口147C之间提供连通。端口147A和147B均分别与压力控制设备136和138连通。出口147C与控制设备馈线173连通。控制设备馈线173与阀控制设备174连通。因此，激活离合器压力控制设备136和138中的任意一个即可通过控制设备馈线173将加压的液压流体102的流体流提供给阀控制设备174而不会允许加压的液压流体102的流体流进入未激活的离合器压力控制设备136,138的管路内。
第一和第二压力控制设备140和141可操作用于选择性地提供加压的液压流体流102通过第一和第二流量控制设备178,180以及通过第一和第二阀组件182,184，目的是为了选择性地致动多个同步器的换档致动器。同步器致动器包括第一同步器致动器186A、第二同步器致动器186B、第三同步器致动器186C和第四同步器致动器186D。
例如，第一致动器压力控制设备140优选地是电控可变作用力的螺线管，其具有内部闭环压力控制。各种构造、类型和式样的螺线管都可以用于本发明，只要第一致动器压力控制设备140可操作用于控制液压流体102的压力即可。第一致动器压力控制设备140包括当第一致动器压力控制设备140被激活或通电时与出口140B连通的入口140A，并且包括当第一致动器压力控制设备140未激活或断电时与出口140B连通的排出口140C。第一致动器压力控制设备140的可变激活在液压流体102从入口140A送往出口140B时调节或控制液压流体102的压力。内部闭环压力控制在螺线管内提供压力反馈以便基于来自控制器32的特定电流指令调整流向出口140B的流量，由此控制压力。入口140A与主供给管路126连通。出口140B与中间管路188连通。排出口140C与储液箱104或排放回流管路(未示出)连通。
中间管路188将加压的液压流体102从第一致动器压力控制设备140送往第一流量控制设备178和第一阀组件182。第一流量控制设备178包括当第一流量控制设备178被通电至大于零点电流的电流时通过可调液压孔或节流孔与出口178B连通的入口178A，并且包括当第一流量控制设备178被断电至低于零点电流的电流时与出口178B连通的排出口178C。第一流量控制设备178的可变激活在液压流体102从入口178A送往出口178B时调节或控制液压流体102的流量。入口178A与中间管路188连通。出口178B与中间管路190连通，中间管路190与第一阀组件182连通。排出口178C与储液箱104或排放回流管路(未示出)连通。
第一阀组件182可操作用于将来自第一压力控制设备140和第一致动器流量控制设备178的加压液压流体流102选择性地导向第一同步器致动器186A和第二同步器致动器186B，正如以下将要更加详细介绍的那样。第一阀组件182包括第一入口182A、第二入口182B、第一出口182C、第二出口182D、第三出口182E、第四出口182F、多个排出口182G和控制端口182H。第一入口182A与中间管路190连通。第二入口182B与中间管路188连通。第一出口182C与同步器供给管路192连通。第二出口182D与同步器供给管路194连通。第三出口182E与同步器供给管路196连通。第四出口182F与同步器供给管路198连通。排出口182G最终与储液箱104或排放回流管路(未示出)连通。控制端口182H与控制管路200连通，控制管路200与控制设备174连通。
阀控制设备174优选地是常闭的开关式螺线管。但是，应该意识到其他类型的螺线管和其他的控制设备例如压力控制螺线管也可以使用而并不背离本发明的保护范围。例如，阀控制设备174可以是直接作用的螺线管。阀控制设备174包括与控制设备馈线173流体连通的入口174A和与控制管路200流体连通的出口174B。阀控制设备174由控制器32在关闭状态和开启状态之间电致动。在关闭状态下，入口174A被禁止与出口174B连通。在开启状态下，入口174A被允许与出口174B连通。
第一阀组件182进一步包括可滑动地设置在阀体或孔204内的滑阀202。滑阀202通过偏置元件206以及通过由控制管路220从控制设备174引入的流体流可以在至少两个位置之间移动非冲程（de-stroked）位置。当控制设备174被通电或激活时，液压流体102的流体流经由控制管路220被传输至控制端口182H并送入阀组件182的控制室191内。液压流体102作用在滑阀202的一端上以移动滑阀202并压缩偏置元件206以将滑阀202置于第二位置或冲程位置。当离合器压力控制设备136被通电或打开时，加压液压流体的供应量被通过中间流体管路142提供给控制设备174。
当滑阀202处于非冲程位置时，第一入口182A与第二出口182D连通，第二入口182B与第四出口182F连通，而第一和第三出口182C,182E与排出口182G连通。当滑阀202处于冲程位置时，如图2B中所示，第一入口182A与第一出口182C连通，第二入口182B与第三出口182E连通，而第二和第四出口182D,182F与排出口182G连通。因此，当阀控制设备174打开时，加压的液压流体102从第一压力控制设备140流出，并且可变流量的液体流体102从第一流量控制设备178流动至第二同步器致动器186B。当阀控制设备174关闭时，加压的液压流体102从第一压力控制设备140流出，并且可变流量的液体流体102从第一流量控制设备178流动至第一同步器致动器186A。
第二致动器压力控制设备141优选地是电控可变作用力的螺线管，其具有内部闭环压力控制。各种构造、类型和式样的螺线管都可以用于本发明，只要第二致动器压力控制设备141可操作用于控制液压流体102的压力即可。第二致动器压力控制设备141包括当第二致动器压力控制设备141被激活或通电时与出口141B连通的入口141A，并且包括当第二致动器压力控制设备141未激活或断电时与出口141B连通的排出口141C。第二致动器压力控制设备141的可变激活在液压流体102从入口141A送往出口141B时调节或控制液压流体102的压力。内部闭环压力控制在螺线管内提供压力反馈以便基于来自控制器32的特定电流指令调整流向出口141B的流量，由此控制压力。入口141A与主供给管路126连通。出口141B与中间管路210连通。排出口140C与储液箱104或排放回流管路(未示出)连通。
中间管路210将加压的液压流体102从第二致动器压力控制设备141送往第二流量控制设备180和第二阀组件184。第二流量控制设备180优选地是电控可变作用力的螺线管。各种构造、类型和式样的螺线管都可以用于本发明，只要第二流量控制设备180可操作用于控制液压流体102的流量即可。第二流量控制设备180包括当第二流量控制设备180被通电至大于零点电流的电流时通过可调液压孔或节流孔与出口180B连通的入口180A，并且包括当第二流量控制设备180被断电至低于零点电流时与出口180B连通的排出口180C。第二流量控制设备180的可变激活在液压流体102从入口180A送往出口180B时调节或控制液压流体102的流量。入口180A与中间管路210连通。出口180B与中间管路212连通，中间管路212与第二阀组件184连通。排出口180C与储液箱104或排放回流管路(未示出)连通。
第二阀组件184可操作用于选择性地引导加压液压流体流102从第二压力控制设备141和第二致动器流量控制设备180流向第三同步器致动器186C和第四同步器致动器186D，正如以下将要更加详细介绍的那样。第二阀组件184包括第一入口184A、第二入口184B、第一出口184C、第二出口184D、第三出口184E、第四出口184F、多个排出口184G和控制端口184H。第一入口184A与中间管路212连通。第二入口184B与中间管路210连通。第一出口184C与同步器供给管路214连通。第二出口184D与同步器供给管路216连通。第三出口184E与同步器供给管路218连通。第四出口184F与同步器供给管路220连通。排出口184G与储液箱104或排放回流管路(未示出)连通。控制端口184H与控制管路200连通，控制管路200与控制设备174连通。
第二阀组件184进一步包括可滑动地设置在阀体或孔224内的滑阀222。滑阀222通过偏置元件226以及通过由控制管路200从控制设备174引入的流体流可以在至少两个位置之间移动。偏置元件226优选地是弹簧并且作用在滑阀222的一端上以将滑阀222偏置到第一位置或非冲程位置。当控制设备174被通电或激活时，液压流体102的流体流经由控制管路200被传输至控制端口184H并送入阀组件184的控制室227内。液压流体102作用在滑阀222的一端上以移动滑阀222并压缩偏置元件226以将滑阀222置于第二位置或冲程位置。应该意识到阀控制设备174在处于开放状态时通过控制管路200将阀组件182和184一起致动。
当滑阀222处于非冲程位置时，第一入口184A与第二出口184D连通，第二入口184B与第四出口184F连通，而第一和第三出口184C,184E与排出口184G连通。当滑阀222处于冲程位置时，如图2B中所示，第一入口184A与第一出口184C连通，第二入口184B与第三出口184E连通，而第二和第四出口184D,184F与排出口184G连通。因此，当阀控制设备174打开时，加压的液压流体102从第二压力控制设备141流出，并且可变流量的液体流体102从第二流量控制设备180流动至第四同步器致动器186D。当阀控制设备174关闭时，加压的液压流体102从第二压力控制设备141流出，并且可变流量的液体流体102从第二流量控制设备180流动至第三同步器致动器186C。
同步器致动器186A-D优选地是可操作以每一个都接合或致动同步器组件中换挡导轨的双区域活塞组件，但是也可以是三区域活塞组件而并不背离本发明的保护范围。例如，第一同步器致动器186A可操作用于致动第一同步器组件30A，第二同步器致动器186B可操作用于致动第二同步器组件30B，第三同步器致动器186C可操作用于致动第三同步器组件30C，而第四同步器致动器186D可操作用于致动第四同步器组件30D。
第一同步器致动器186A包括可滑动地设置在活塞壳体或缸体232A内的活塞230A。棘爪簧231A将活塞230A偏置在第一接合位置、第二接合位置和中立位置。活塞230A提供两个独立区域供加压的液压流体作用于其上。活塞230A接合或接触第一同步器组件30A的指状杆、拨叉或其他换挡导轨部件233A。第一同步器致动器186A包括与活塞230A的第一端部235A连通的流体端口234A和与活塞230A的相对第二端部237A连通的流体端口236A，相对第二端部237A具有比第一端部235A小的接触面积。流体端口234A与同步器供给管路194连通，而流体端口236A与同步器供给管路198连通。因此，由第一致动器压力控制设备140输送的加压液压流体102通过流体端口236A进入第一同步器致动器186A并且接触活塞230A的第二端部237A，而来自第一流量控制设备178的液压流体102的流体流通过流体端口234A进入第一同步器致动器186A并且接触活塞230A的第一端部235A。由从第一致动器压力控制设备140输送至流体端口236A的液压流体102的压力以及从第一流量控制设备178输送至流体端口234A的液压流体102的压力产生的作用力之差使活塞230A在各个位置之间移动。通过控制来自第一流量控制设备178的液压流体102的流量，活塞234A即可在各个位置之间致动。每一个位置依次对应第一同步器组件30A中换挡导轨的一个位置(即左接合、右接合和空档位置)。可以包括拨叉位置传感器240A以将拨叉233A的位置传输至控制器32。
第二同步器致动器186B包括可滑动地设置在活塞壳体或缸体232B内的活塞230B。棘爪簧231B将活塞230B偏置在第一接合位置、第二接合位置和中立位置。活塞230B提供两个独立区域供加压的液压流体作用于其上。活塞230B接合或接触第二同步器组件30B的指状杆、拨叉或其他换挡导轨部件233B。第二同步器致动器186B包括与活塞230B的第一端部235B连通的流体端口234B和与活塞230B的相对第二端部237B连通的流体端口236B，相对第二端部237B具有比第一端部235B小的接触面积。流体端口234B与同步器供给管路192连通，而流体端口236B与同步器供给管路196连通。因此，由第一致动器压力控制设备140输送的加压液压流体102通过流体端口236B进入第二同步器致动器186B并且接触活塞230B的第二端部237B，而来自第一流量控制设备178的液压流体102的流体流通过流体端口234B进入第二同步器致动器186B并且接触活塞230B的第一端部235B。由从第一致动器压力控制设备140输送至流体端口236B的液压流体102的压力以及从第一流量控制设备178输送至流体端口234B的液压流体102的压力产生的作用力之差使活塞230B在各个位置之间移动。通过控制来自第一流量控制设备178的液压流体102的流量，活塞234B即可在各个位置之间致动。每一个位置依次对应第二同步器组件30B中换挡导轨的一个位置(即左接合、右接合和空档位置)。可以包括拨叉位置传感器240B以将拨叉233B的位置传输至控制器32。
第三同步器致动器186C包括可滑动地设置在活塞壳体或缸体232C内的活塞230C。棘爪簧231C将活塞230C偏置在第一接合位置、第二接合位置和中立位置。活塞230C提供两个独立区域供加压的液压流体作用于其上。活塞230C接合或接触第三同步器组件30C的指状杆、拨叉或其他换挡导轨部件233C。第三同步器致动器186C包括与活塞230C的第一端部235C连通的流体端口234C和与活塞230C的相对第二端部237C连通的流体端口236C，相对第二端部237C具有比第一端部235C小的接触面积。流体端口234C与同步器供给管路216连通，而流体端口236C与同步器供给管路220连通。因此，由第二致动器压力控制设备141输送的加压液压流体102通过流体端口236C进入第三同步器致动器186C并且接触活塞230C的第二端部237C，而来自第二流量控制设备180的液压流体102的流体流通过流体端口234C进入第三同步器致动器186C并且接触活塞230C的第一端部235C。由从第二致动器压力控制设备141输送至流体端口236C的液压流体102的压力以及从第二流量控制设备180输送至流体端口234C的液压流体102的压力产生的作用力之差使活塞230C在各个位置之间移动。通过控制来自第二流量控制设备180的液压流体102的流量，活塞234C即可在各个位置之间致动。每一个位置依次对应第三同步器组件30C中换挡导轨的一个位置(即左接合、右接合和空档位置)。可以包括拨叉位置传感器240C以将拨叉233C的位置传输至控制器32。
第四同步器致动器186D包括可滑动地设置在活塞壳体或缸体232D内的活塞230D。棘爪簧231D将活塞230D偏置在第一接合位置、第二接合位置和中立位置。活塞230D提供两个独立区域供加压的液压流体作用于其上。活塞230D接合或接触第四同步器组件30D的指状杆、拨叉或其他换挡导轨部件233D。第四同步器致动器186D包括与活塞230D的第一端部235D连通的流体端口234D和与活塞230D的相对第二端部237D连通的流体端口236D，相对第二端部237D具有比第一端部235D小的接触面积。流体端口234D与同步器供给管路214连通，而流体端口236D与同步器供给管路218连通。因此，由第二致动器压力控制设备141提供的加压液压流体102通过流体端口236D进入第四同步器致动器186D并且接触活塞230D的第二端部237D，而来自第二流量控制设备180的液压流体102的流体流通过流体端口234D进入第四同步器致动器186D并且接触活塞230D的第一端部235D。由从第二致动器压力控制设备141输送至流体端口236D的液压流体102的压力以及从第二流量控制设备180输送至流体端口234D的液压流体102的压力产生的作用力之差使活塞230D在各个位置之间移动。通过控制来自第二流量控制设备180的液压流体102的流量，活塞230D即可在各个位置之间致动。每一个位置依次对应第四同步器组件30D中换挡导轨的一个位置(即左接合、右接合和空档位置)。可以包括拨叉位置传感器240D以将拨叉233D的位置传输至控制器32。
在液压控制系统100的常规工作期间，蓄压器130将加压的液压流体102提供至整个系统，而泵106被用于向蓄压器130注入流体。特定前进档或倒档传动比的选择通过首先选择性地致动同步器组件30A-D中的一个且随后选择性地致动扭矩传递设备22,24中的一个来完成。应该意识到提供前进档或倒档传动比的同步器组件30A-D和扭矩传递设备22,24的选择性接合的组合可以改变而并不背离本发明的保护范围。
通常，第一致动器压力控制设备140为每一个同步器致动器186A-B和第一流量控制设备178选择性地提供加压的液压流体102，而第二致动器压力控制设备141为每一个同步器致动器186C-D和第二流量控制设备180选择性地提供加压的液压流体102。通过根据第一和第二阀组件182和184的位置控制来自流量控制设备178和180之一的流量而致动单独的同步器致动器186A-D。
例如，为了致动第一同步器组件30A，第一压力控制设备140被通电以提供作用在活塞230A上的压力以及为第一流量控制设备178提供加压的液压流体102的流体流。随后通过选择性地给第一流量控制设备178通电来实现第一同步器组件30A的双向平移。为了致动第二同步器组件30B，第一压力控制设备140被通电以提供作用在活塞230B上的压力以及为第一流量控制设备178提供加压的液压流体102的流体流。随后通过选择性地给第一流量控制设备178通电来实现第二同步器组件30B的双向平移。
为了致动第三同步器组件30C，第二压力控制设备141被通电以提供作用在活塞230C上的压力以及为第二流量控制设备180提供加压的液压流体102的流体流。随后通过选择性地给第二流量控制设备180通电来实现第三同步器组件30C的双向平移。
为了致动第四同步器组件30D，第二压力控制设备141被通电以提供作用在活塞230D上的压力以及为第二流量控制设备180提供加压的液压流体102的流体流。随后通过选择性地给第二流量控制设备180通电来实现第三同步器组件30D的双向平移。
为了接合或致动第一扭矩传递设备22，第一离合器压力控制设备136和第一离合器流量控制设备144被通电或打开。为了接合或致动第二扭矩传递设备24，第二离合器压力控制设备138和第二离合器流量控制设备160被通电或打开。
转至图3，一种用于控制油输送子系统100A的方法总体上用附图标记300表示。通常，电动的固定排量泵106被用于提供加压的液压流体102以用于致动离合器22,24和同步器30A-D，从而对变速箱10进行换档。液压控制系统100与发动机(未示出)是否在运行无关地提供加压流体102，由此保持离合器22,24在发动机启动/停机动作和其他驱动状态期间的挂档快速响应。泵106在压力传感器132指示蓄压器130需要再填充时打开并且在达到完全填充压力时关闭。
在开始填充液压控制系统100之前，蓄压器130先被减压。这样就不会提供由变速箱10使用的用于换档的备用量液压流体102。因此，压力传感器132在步骤302向控制器32发送信号以启动泵106。在步骤304，泵106加速至固定转速并开始从储液箱104中抽出液压流体102，通过滤油器118和止回球阀120送出，并进入蓄压器130和液压控制系统100的其余部分内。该液压流体102累积压力并且开始填充蓄压器130，正如图4中的线段305所示。在步骤306，压力传感器132测量流体管线126内并由此测量蓄压器130内的液压流体120的压力，然后将测量压力发送至控制器32。在步骤308，将测量压力与第一阈值相比较。第一阈值是指示蓄压器130完全填充的预定压力值，在图4所示的蓄压器压力与时间的曲线图中以“P1”表示。如果测量压力小于第一阈值，那么方法300就返回步骤306。如果测量压力大于或等于第一阈值，那么方法300就前进至步骤310，在此由控制器32停止给泵106供电，由此使泵106停止旋转。此时，液压流体102就有从蓄压器130回流到泵106内的趋势，但是通过安置在泵106上并将泵106密封与蓄压器130隔离的止回球阀124来避免出现这种情况。通过安装止回球阀124，蓄压器130内仅有的用于液压流体102流动的空间就是流动至子系统100B和100C中用于离合器和同步器控制的其余部分。
但是，系统100B和100C的泄漏以及用于冲击致动器的液压流体102的量都会使蓄压器130内的压力随时间下降，在图4中用线段311表示。在步骤312，压力传感器132测量流体管线126内并由此测量蓄压器130内的液压流体102的压力，然后将测量压力发送至控制器32。在步骤314，将测量压力与第二阈值相比较。第二阈值是蓄压器130内的计算压力值，该计算压力值可以保证充足的蓄压器保留容量用于实现多次快速换档操作。第二压力阈值在图4所示的蓄压器压力与时间的曲线图中以“P2”表示。蓄压器保留容量是换档次数、被冲击的部件容量、换档时间、系统泄漏速率以及变速箱10的泵输出速率的函数。第二压力阈值作为温度、蓄压器130内的充气压力、泵106的流量输出能力、学习或者假定用于接合或中立拨叉和离合器的泄漏和冲击容量的函数进行计算。第二压力阈值通过计算可以保证蓄压器保留容量的蓄压器压力水平来确定。一旦蓄压器保留容量被确定，泵的重启压力即可根据物理气体定律进行计算。如果测量压力大于或等于第二阈值，那么方法300就返回步骤312。如果测量压力小于第二阈值，那么方法300就前进至步骤316，在此由控制器32激活给泵106的供电，由此使泵106重新启动。方法随后返回到步骤304并且继续循环，如图4中所示。排空安全阀116被设计用于在泵106由于泵电机失灵、压力传感器失灵或惯性响应而没有准时关闭的情况下释放和限制系统压力。设计的排空压力略高于最大的预期系统压力。例如，如果最大系统压力是60bar，那么排空压力将被设计为使标称压力可以处于80bar。
泵106也可以用固定的较低转速运行以在某些失效保护运行模式期间形成闭环压力控制，其中失效的离合器螺线管可能会导致离合器22或24的过度加压。泵106可以在换档事件期间被打开，此时有相对大量的液压流体量被从蓄压器130中抽出。泵106也可以在驱动器开启发动机(未示出)前被打开以在请求任何换档或出车之前先液压填充系统100。泵106的预先启动可以通过开车门、解锁车门或其他方式触发。
现转至图5，一种用于控制离合器控制子系统100B的方法总体上用附图标记400表示。在该实施例中，偶数和奇数个离合器回路(也就是控制离合器22,24位置的流体管路和螺线管以及致动器)是相同但独立的。因此，对两种回路的说明都在以下讨论方法400时进行。但是，每一种回路的流速和离合器位置都可以根据该离合器具体的换档或挂档需求进行独立操控。方法400在步骤402开始，在此控制器32确定用于离合器22,24之一的目标离合器扭矩。目标离合器扭矩是在变速箱10内执行例如换档事件或保持传动比动作所需的扭矩量。在步骤404，控制器32利用离合器扭矩与离合器致动器152,168位置的关系来确定目标离合器位置，目标离合器位置可以提供目标离合器扭矩。离合器扭矩与离合器致动器152,168位置的关系应在变速箱10运行时通过将离合器22,24滑动时报告的发动机扭矩与由离合器位置传感器157和167报告的活塞154,170的位置相关联来学习。这种关系一旦学习后即被用于提供换档时的前馈控制指令。闭环控制也被用于微调离合器扭矩与离合器致动器152,168位置关系之间的关系。
在步骤406，控制器32计算被选择用于控制选定离合器22,24的压力控制螺线管136,138的指令压力水平。选定压力控制螺线管136,138的指令压力水平根据三个压力需求值的较高者计算：第一个压力需求值是使需要的流量能够流过流量控制螺线管160和144所需的压力水平；第二个压力需求值是在选定离合器22,24上保持目标离合器扭矩所需的压力水平；以及第三个压力需求值是切换模式阀182和184所需的压力水平。在某些情况下，流量控制设备144和160两端所需的压降导致比离合器扭矩容量所需压力更高的压力。一旦算出指令压力水平，方法就前进至步骤408，在此控制器302向选定的压力控制螺线管136,138发送电流以提供指令压力水平。选定的压力控制螺线管136,138具有使调节的压力与指令电流相关联的性能特征。一旦确定了指令压力水平，合适的电流量即可被指令用于选定的压力控制螺线管136,138。该指令压力水平在与选定压力控制螺线管136,138连通的选定流量控制螺线管144,160两端建立起压力势能上游侧。用于选定压力控制螺线管136和138的指令压力水平输送至三通止回阀组件147，目的是为了输送至模式阀控制螺线管174。较高压力输出的压力控制螺线管136或138切换三通止回球阀以切断来自较低压力控制螺线管136或138的输送。来自压力控制螺线管136或138的较高压力的油随后通过三通止回阀147输送至模式阀控制螺线管174。在步骤410，离合器位置传感器157,167测量离合器致动器152,168中活塞154,170的位置并将活塞154,170的当前位置输送至控制器32。在步骤411，控制器32确定送往流量控制设备144和160的电流以实现在步骤404中确定的目标离合器位置。在步骤412，控制器32利用预定的离合器致动器152,168的位置与离合器压力的关系估算当前的离合器压力。在步骤414，控制器32计算选定的流量控制螺线管144,160两端的压力势能。选定的流量控制螺线管144,160两端的压力势能通过选定压力控制螺线管136,138的指令压力水平减去当前的离合器压力(也就是上游的压力势能减去下游的压力势能)进行计算。
一旦选定的流量控制螺线管144,160两端的压力势能已被确定，控制器32就在步骤416根据选定的流量控制螺线管144,160两端的压力势能来确定是否要排出、保持或提供增加的压力来保持流量控制螺线管144和160两端的压降以提供可预测的流速，从而将选定的离合器22,24定位在步骤404中确定的目标离合器位置，目的是为了提供目标离合器扭矩。选定的流量控制螺线管144,160两端提供的压力势能在来自选定流量控制螺线管144,160的电流和流速之间建立了关系。如上所述，流量控制螺线管144,160能够根据指令的电流值提供正(输入)流量、零流量和负(排出)流量。在步骤418，控制器32指令流量控制螺线管144,160上的准确电流以将当前的离合器位置带至目标离合器位置。闭环控制还可以根据活塞154,170实际和指令的速度和位置使用以控制流量控制螺线管144,160。在步骤420，闭环控制由控制器32根据活塞180,200实际和指令的速度和位置使用以控制流量控制螺线管160,162。如果活塞180,200的当前位置不等于活塞180,200的指令位置，那么方法400就返回到步骤418。如果活塞180,200的当前位置确实等于活塞180,200的指令位置，那么方法400就前进至步骤422，在此控制器32停止将指令电流送往流量控制设备160,162。如果离合器22,24被接合，那么流量为正并且要求较大的电流。如果离合器22,24被脱离，那么流量为负并且要求较小的电流。存在中间的电流区域，在此流量为零，既不输送也不排出。步骤402到418连续进行以确保离合器22和24处于其正确的位置。
弹簧加载的止回球阀146,162可以被提供用于允许快速释放离合器22,24或者用于在流量控制螺线管144,160滞留在死区内的情况下释放离合器22,24。通过将压力控制螺线管136,138的压力降低到离合器压力水平和止回球阀阈值以下而由止回阀146,162释放离合器22,24。每一个离合器22,24的压力和流速可以根据离合器22,24的具体换档或挂档要求而独立控制。
现转至图6，一种用于控制同步器控制子系统100C的方法总体上用附图标记500表示。同步器控制子系统100C包括两个相同的液压回路用于分别控制奇数和偶数个齿轮同步器。一个回路包括压力控制螺线管140,141之一、流量控制螺线管178,180之一、模式阀182,184之一、共用模式阀螺线管174以及致动器186A-D中的两个。一个回路可以控制例如第一、第三、第五和第七齿轮同步器。另一个回路可以控制例如第二、第四、第六和倒档齿轮同步器。每一个拨叉致动器233A-D都是双动作的，意思是说它具有左侧的全接合位置、中间的空档位置和右侧的全接合位置。例如，一个致动器活塞可以将第三齿轮同步器接合到左侧，并将第五齿轮同步器接合到右侧，而空档位置位于中间。
方法500在步骤502开始，在此控制器32选择要接合的同步器30A-D，目的是为了满足机动车辆的换档要求。方法500可应用于任何选定的同步器30A-D，因此以下会使用对偶数和奇数两种回路的说明。图7中示出了同步器30A-D在不同模式下工作。同步器模式包括两个稳态模式和至少三个过渡模式。稳态模式包括全接合模式501和空档模式或预挂档503。过渡模式包括预同步模式505、同步模式507和后同步模式509。而且，图7中的线“A”表示随时间变化的相对同步器作用力，线“B”表示随时间变化的实际同步器位置，而线“C”则表示随时间变化的拨叉位置指令。
在任何同步器的换档事件之前，模式阀都必须进行定位以将压力和流量控制螺线管140,141和178,180分别连接至控制选定同步器30A-D的致动器186A-D。因此，方法500前进至步骤504，在此控制器32向模式阀螺线管174发送合适的电流指令。如果电流指令为高，那么螺线管174就在位于两个模式阀182和184中的阀202和222头部的信号腔191和227内施加压力。该压力足以克服偏置弹簧206和226分别移动阀202和222。这样可以将奇数支路的压力控制螺线管和流量控制螺线管例如连接至第三和第五齿轮致动器活塞，并将偶数支路的压力控制螺线管和流量控制螺线管例如连接至第二和第六齿轮致动器活塞。如果电流指令为低，那么模式阀螺线管174将排空位于阀202和222头部的信号腔191和227。这就促使偏置弹簧206和226分别将阀202和222推送至它们的断电或非冲程位置。这样可以将奇数支路的压力控制螺线管和流量控制螺线管例如连接至第一和第七齿轮致动器活塞，并将偶数支路的压力控制螺线管和流量控制螺线管例如连接至第四和倒档齿轮致动器活塞。每一个致动器186A-D中实际配对的模式阀状态、致动器活塞和齿轮配对可以改变而并不背离本发明的保护范围。
如上所述，致动器活塞230A-D具有两个不同尺寸的相对区域235A-D和237A-D。较大的区域被连接至流量控制螺线管178,180之一的输出端。较小的区域被连接至压力控制螺线管140,141之一的输出端。如果需要将活塞237A-D之一向右移动，那么就将连接的压力控制螺线管140,141指令至某个压力水平并将连接的流量控制螺线管178,180指令至某个位置，在该位置连接的流量控制螺线管178,180可以将来自连接的压力控制螺线管140,141的液压流体102输送至致动器活塞230A-D的较大区域。压力在较大区域内累积，并最终达到平衡作用力。超过该平衡作用力，活塞230A-D就会克服棘爪簧负载以及在相对的较小区域上生成的压力控制螺线管的压力而开始向右移动。如果需要将活塞230A-D向左移动，那么就将连接的压力控制螺线管140,141指令至某个压力水平并将连接的流量控制螺线管178,180指令至某个位置，在该位置连接的流量控制螺线管178,180可以将致动器活塞230A-D较大区域内的液压流体102排出。随着较大区域内压力下降，最终即可达到平衡作用力。超出该平衡作用力，活塞230A-D就会由于棘爪簧231A-D的负载以及在相对的较小区域上生成的压力控制螺线管140,141的压力而开始向左移动。
一旦模式阀组件182和184已被预挂档，如图7中的503处所示，方法500就前进至步骤506，在此控制器32将压力控制螺线管140,141指令至预定的压力水平。该步骤开启了预同步模式505。预同步模式505包括移动致动器活塞230A-D和拨叉233A-D，直到同步器套轴(未示出)接触同步器30A-D内的挡环(未示出)为止。预定的压力水平是足以提供在期望时长内将致动器活塞移动至指令位置并克服棘爪簧和活塞阻力所需流速的液压流体102的压力。在步骤508，根据同步器30A-D的期望移动方向，指令流量控制螺线管178,180打开以输入或者排出较大区域的容量。对压力控制螺线管140,141和流量控制螺线管178,180的这些指令可以在步骤510根据闭环位置控制的指示利用来自位置传感器的活塞位置和速度反馈进行调节。
在步骤512，控制器确定活塞230A-D是否已接近同步将开始的学习位置。如果活塞230A-D尚未接近学习位置，方法就返回到步骤510。如果活塞230A-D已经接近学习位置，那么方法就前进至步骤514，在此降低来自压力控制螺线管140,141的压力，目的是为了减慢活塞230A-D的速度。减慢活塞230A-D的速度可以避免在进行同步器接触时发生碰撞或撞击。
在步骤516，根据来自速度传感器(未示出)的活塞位置和轴速度反馈信号通知开始同步模式507。然后，增加流量控制螺线管178,180被操控向内或向外的流速以减小回路中的限流。这就允许活塞230A-D上的控制作用力仅为压力控制螺线管140,141的函数。同步模式507期间的致动器作用力通过使用压力控制螺线管140和141而渐变以提供同步器两端平滑的速度改变而没有任何碰撞或撞击。如果期望的同步作用力是向右的，那么流量控制螺线管178,180就打开以为致动器186A-D提供输入。因此，活塞230A-D两侧上的压力得以平衡，但是由于较大区域提供了比较小区域更大的作用力，因此就有向右的净作用力。如果期望的同步作用力是向左的，那么流量控制螺线管178,180就打开以排空。这就使活塞较大侧上的压力下降，但是由于较小区域仍然受压，因此就有向左的净作用力。
在步骤518，控制器32确定同步模式507是否已经接近结束。如果同步模式507尚未接近结束，那么方法就返回到步骤516。如果同步模式507已经接近结束，那么就在预期后同步模式509的情况下，在步骤520降低由压力控制螺线管140,141提供的压力。
在步骤522，控制器32确定是否已经信号通知后同步模式509。后同步模式509在挡环(未示出)转位时开始并且允许同步器30A-D的套轴(未示出)移动穿过以与齿轮26完全啮合。如果尚未信号通知后同步模式509，方法500就返回到步骤520。如果已经信号通知后同步模式509，那么方法500就前进至步骤524，在此控制拨叉致动器233A-D的速度以在套轴(未示出)接触并停止在齿轮26上时避免撞击。拨叉致动器233A-D的速度通过闭环的位置和速度控制进行控制，其中压力水平由压力控制螺线管140,141设定，而流量控制螺线管178,180被打开以输入或排出从而控制活塞230A-D的速度。
在步骤526，控制器32确定是否已经信号通知全接合模式501。全接合模式501在套轴(未示出)接触并停止在齿轮26上时开始。如果尚未信号通知全接合模式501，方法500就返回到步骤524。如果已经信号通知全接合模式501，那么方法就前进至步骤528，在此压力控制螺线管140,141的压力被调节为零压力，同时保持流量控制螺线管178,180的主动控制。这就确保拨叉233A-D保持全接合。一旦全接合模式501完成，模式阀螺线管174的压力就在步骤530被降为零，目的是为了保存模式阀202和226头部的泄漏。同步器齿上的倒锥(未示出)和棘爪簧作用力将同步器30A-D保持为全接合。
在使同步器30A-D脱离全接合模式返回空档模式503时，只有一个位置和速度控制的阶段。在步骤532，模式阀螺线管174被指令至适当状态以将成对的压力控制螺线管140,141和流量控制螺线管178,180连接至适当的致动器186A-D。在步骤534，流量控制螺线管178,180被打开以根据所需运动方向输入或排空。压力控制螺线管140,141被指令至生成流过流量控制螺线管178,180的指令流量所需的压力水平。然后，流量控制螺线管178,180在步骤536被指令以使油流入或流出较大面积的腔室，迫使活塞230A-D移动。致动器活塞230A-D的位置和速度在步骤538由闭环控制利用位置传感器233A-D的反馈信息进行控制。随着拨叉233A-D接近中间的空档位置，指令速度在步骤540处被减慢。一旦活塞230A-D已到达接近学习的空档位置的区域，就在步骤542关闭压力控制螺线管140,141同时仍然主动控制流量控制螺线管178,180。一旦压力在致动器230A-D上被释放，机械棘爪簧(未示出)就将致动器230A-D保持在空档位置。模式阀螺线管174随后在步骤544被指令为零压力以保存模式阀头部的泄漏，并且全接合得以完成。
如上所述，液压控制系统100的部件通过多条流体连通管路连接。应该意识到这些流体连通管路可以被集成在一个阀体中或者可以由独立的管道或导管组成而并不背离本发明的保护范围。另外，这些流体连通管路可以具有任何截面形状，并且可以包括比图示中更多或更少的弯曲、转向和分支而并不背离本发明的发明范围。上述阀组件被示出为具有多个端口的滑阀组件。然而，应该意识到也可以提供具有更多端口或更少端口的其他特定类型的阀而并不背离本发明的保护范围。最后，应该意识到加压液压流体源也就是泵式蓄压器130和电动泵106可以被可选的液压流体源例如发动机驱动泵代替。
通过提供离合器22与24和/或同步器组件30A-D的流量控制，液压控制系统100可操作用于提供直接的离合器位置控制、直接的同步器致动器位置控制以及可变的离合器和同步器致动器位置控制。与此同时，能够实现快速的离合器响应时间，减少了旋转损失，并且减小了液压控制系统100的封装空间，所有这些都有助于提高燃料经济性和性能。液压控制系统100也与BAS/BAS+混合动力系统兼容。最后，通过控制设备136,138,140,141,144,166,178,180以及阀182和184的预挂档位置控制即可实现故障模式保护。
本发明的说明内容在本质上仅仅是示范性的，并且不偏离本发明主旨的变形应被认为是落在本发明的保护范围之内。这些变形不应被视为背离了本发明的实质和保护范围。

Claims (17)

1.一种控制变速箱内的双离合器和多个同步器的方法，所述方法包括：
从多个同步器中选择同步器并从要致动的双离合器中选择离合器以在变速箱中实现所需的速比；
从使需要的流量能够流过在下游与离合器压力控制螺线管流体连通的离合器流量控制螺线管所需的压力水平、在选定的离合器上保持离合器扭矩所需的压力水平以及根据第一位置和第二位置定位模式阀所需的压力水平的较高者中选择指令压力水平用于在上游与选定的离合器流体连通的离合器压力控制螺线管；
指令离合器压力控制螺线管以选择的指令压力水平提供第一供应量的液压流体；
指令离合器流量控制螺线管以提供能致动选定的离合器的第一供应量的液压流体流速；
指令同步器压力控制螺线管向同步器流量控制螺线管并且向模式阀的第一输入端提供第二供应量的液压流体；
指令同步器流量控制螺线管向模式阀的第二输入端提供第三供应量的液压流体；
将模式阀致动到第一和第二位置之一以将第一输入端与第一输出端相连和将第二输入端与第二输出端相连，其中第一输出端被连接至致动器腔室的第一部分，而第二输出端被连接至致动器腔室的第二部分；以及
调节来自同步器压力控制螺线管的第二供应量的液压流体以及来自同步器流量控制螺线管的第三供应量的液压流体以将致动器移动至第一和第二位置中的至少一个位置从而接合选定的同步器。
2.如权利要求1所述的方法，其中定位模式阀的步骤包括指令在下游与离合器压力控制螺线管流体连通的模式阀控制螺线管以向模式阀提供第三供应量的液压流。
3.一种用于控制变速箱内的双离合器的方法，双离合器具有可由离合器致动器致动的离合器，离合器致动器在下游与流量控制螺线管流体连通，流量控制螺线管在下游与压力控制螺线管流体连通，所述方法包括：
确定要由离合器提供的目标离合器扭矩；
利用离合器扭矩与离合器致动器位置的关系确定能提供目标离合器扭矩的离合器的目标离合器位置；
从使需要的流量能够流过流量控制螺线管以致动离合器所需的压力、在离合器上保持目标离合器扭矩所需的压力以及切换模式阀所需的压力的较高者中选择要由压力控制螺线管提供的第一液压流体压力；
指令压力控制螺线管以选择的第一液压流体压力提供第一供应量的液压流体用于建立流量控制螺线管两端的压力势能上游侧；
检测离合器致动器的位置；
利用预定的离合器致动器位置与离合器压力的关系估算在离合器致动器处的第二供应量的液压流体的第二压力；
通过第一压力减去第二压力来计算流量控制螺线管两端的压力势能，其中流量控制螺线管两端的压力势能在控制信号和来自流量控制螺线管的流速之间建立关系；
确定要由流量控制螺线管提供的能将离合器致动器定位在目标离合器位置的第一供应量的液压流体的流速；
确定要送往流量控制螺线管的控制信号以提供第一供应量的液压流体的所述流速；以及
将控制信号送往流量控制螺线管以将离合器致动器移动至目标离合器位置从而提供目标离合器扭矩。
4.如权利要求3所述的方法，进一步包括通过指令压力控制螺线管向流量控制螺线管排出、保持或提供增加的压力来保持流量控制螺线管两端的压力势能的步骤。
5.如权利要求3所述的方法，其中目标离合器扭矩是在变速箱内执行包括执行换档事件或保持传动比的动作所需的扭矩量。
6.如权利要求3所述的方法，其中在变速箱运行时通过将离合器滑动时的发动机扭矩与离合器致动器的位置相关联来学习离合器扭矩与离合器致动器位置的关系。
7.如权利要求3所述的方法，进一步包括利用闭环位置控制来调节离合器扭矩与离合器致动器位置的关系的步骤。
8.如权利要求3所述的方法，其中检测离合器致动器位置的步骤包括利用离合器位置传感器来检测离合器致动器的位置。
9.一种在机动车辆变速箱内同步轴到齿轮的速度的方法，所述方法包括：
监测致动器的位置，致动器被设置用于移动结合至轴的同步器；
监测轴的速度；
定位模式阀以将压力控制螺线管和流量控制螺线管与致动器相连；
根据监测的致动器位置确定同步器的初始位置；
指令压力控制螺线管以第一预定压力向致动器和流量控制螺线管提供第一供应量的液压流体；
根据同步器的期望移动方向，指令流量控制螺线管以第一流速向致动器输入第二供应量的液压流体或者以第一流速从致动器中排出液压流体，目的是为了将同步器从初始位置移动到第一位置；
根据监测的致动器位置确定同步器是否已经到达第一位置；
当同步器在第一位置和第二位置之间移动时，将来自压力控制螺线管的第一供应量的液压流体的压力降低至第二预定压力水平，目的是为了减小致动器的速度；
根据监测的致动器位置和监测的轴速度确定同步器是否已经到达第二位置；
当致动器已到达第二位置时，指令流量控制螺线管以小于第一流速的第二流速为致动器提供输入或排出；
当同步器已经到达第二位置时，将来自压力控制螺线管的第一供应量的液压流体的压力升高至第三预定压力水平以将致动器移动至第三位置；
根据监测的致动器位置确定同步器是否已经到达第三位置；
当同步器在第三位置和第四位置之间移动时，将来自压力控制螺线管的第一供应量的液压流体的压力降低至第四预定压力水平以减小致动器的速度；
根据监测的致动器位置确定同步器是否已经到达第四位置；
当同步器在第四位置和第五位置之间移动时，将来自压力控制螺线管的第一供应量的液压流体的压力降低至第五预定压力水平并且指令流量控制螺线管以第三流速为致动器提供输入或排出；
根据监测的致动器位置确定同步器是否已经到达第五位置；以及
当同步器处于第五位置时，指令压力控制螺线管为零压力。
10.如权利要求9所述的方法，其中第一、第二、第三、第四和第五预定压力水平均为足以提供在期望时长内将致动器移动至指令位置并克服棘爪簧和致动器阻力所需流速的压力。
11.如权利要求9所述的方法，其中第二位置是在其中同步器套轴接触挡环的同步器位置。
12.如权利要求11所述的方法，其中第四位置是在其中挡环随齿轮转位并且同步器套轴啮合齿轮的位置。
13.如权利要求12所述的方法，其中第五位置是在其中同步器将轴结合至齿轮的同步器位置。
14.如权利要求13所述的方法，其中第五位置被设置在初始位置和第一位置之间。
15.如权利要求14所述的方法，其中第三位置被设置在第二位置和第四位置之间。
16.如权利要求9所述的方法，其中定位模式阀的步骤包括指令模式阀控制螺线管上的压力，其中指令压力足以移动模式阀并且其中模式阀的移动将压力控制螺线管和流量控制螺线管连接至同步器的致动器。
17.如权利要求9所述的方法，其中利用致动器位置和速度反馈来调节对流量控制螺线管和压力控制螺线管的指令。
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