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相关申请的交叉引用

本申请要求享有2014年12月11日提交的美国临时申请No.62/090,563的权益。以上申请的公开内容并入本文。

技术领域

本发明涉及用于自动变速器的液压控制系统，并且更具体地涉及用于自动变速器的液压控制系统中的电子变速器范围选择子系统。

背景技术

典型的自动变速器包括液压控制系统，使用该液压控制系统来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。这些扭矩传递装置可以例如是与齿轮组一起设置或者设置在变矩器中的摩擦离合器和制动器。传统的液压控制系统通常包括主泵，该主泵向多个阀和阀体内的电磁阀提供加压流体诸如油。主泵由机动车的发动机驱动。阀和电磁阀是可操作的，用于引导加压液压流体穿过液压流体回路至各个子系统，包括润滑子系统、冷却器子系统、变矩器离合器控制子系统、和包括接合扭矩传递装置的致动器的换档致动器子系统。使用输送至换档致动器的加压液压流体来使扭矩传递装置接合或脱离，以便于获得不同的齿轮比。

变速器通常以多个运转模式运转，包括非停车驾驶模式和停车模式。非停车驾驶模式通常包括前进齿轮或速度比（即前进模式）、至少一个倒档齿轮或速度比（即倒档模式）以及空档模式。通常通过接合变速杆或由换档缆线或其他机械连接件与变速器连接的其他驾驶员接口装置，来完成各种驾驶模式的选择。替代地，驾驶模式的选择可以由也已知为“线控换档”系统的电子变速器范围选择（ETRS）系统来控制。在ETRS系统中，驾驶模式的选择通过在驾驶员接口装置和变速器之间通信的电子信号来完成。ETRS系统减少机械部件，增大仪表盘空间，增强式样选项，并且消除了换档缆线与变速器范围选择杆不对准的可能性。

尽管之前的ETRS子系统对于其预期目的是有用的，但是对于变速器内展现改进性能的新和改进的液压控制系统配置的需求基本上是持续的，尤其是从效率、响应性和平滑性的观点出发。这些控制系统必须在具体运转故障模式期间还满足对于新的变速器和车辆设计的特定安全要求。因此，在用于液压致动的自动变速器的液压控制系统内需要改进的成本有效的ETRS子系统。

发明内容

提供了一种用于变速器的液压控制系统。该液压控制系统包括与电子变速器范围选择（ETRS）子系统通信的加压液压流体源。在一个示例中，ETRS子系统包括ETRS控制阀、ETRS启用阀、控制停车机构的停车伺服器、多个电磁阀以及停车禁止电磁阀组件。

例如，液压控制系统包括：压力调节器子系统，用于提供加压液压流体；启用阀组件，直接地连接在压力调节器子系统的下游，并且配置为选择性地允许加压液压流体通过启用阀组件连通；控制阀组件，直接地连接在启用阀组件的下游，并且配置为将加压液压流体与第一端口和第二端口中的一个选择性地连通；停车伺服器组件，直接地连接在控制阀组件的第一端口和第二端口的下游并且配置为控制停车机构；第一电磁阀，配置为控制启用阀组件；以及第二电磁阀，配置为控制控制阀组件。

在一个方面中，控制阀组件的第一端口连接于停车伺服器组件中的非停车端口，并且控制阀组件的第二端口连接于停车伺服器组件中的返回至停车端口。

在另一方面中，停车伺服器组件包括机械地连接于停车机构的停车活塞，其中停车活塞能够在非停车位置和停车位置之间移动，并且其中非停车端口与停车活塞的与返回至停车端口相对的一侧连通。

在另一方面中，第一位置传感器检测控制阀组件的运转状态。

在另一方面中，第二位置传感器检测停车伺服器组件的运转状态。

在另一方面中，第一电磁阀是常高开/关电磁阀。

在另一方面中，第二电磁阀是常低开/关电磁阀。

在另一方面中，停车禁止电磁阀组件配置为将停车伺服器组件锁定在非停车位置。

在另一方面中，控制阀组件包括由弹簧偏压至停车位置的往复阀和控制阀。

在另一方面中，第二电磁阀与往复阀通信，以克服弹簧的偏压将往复阀和控制阀移动至非停车位置。

在另一方面中，启用阀组件包括由弹簧偏压至停用位置的启用阀。

在另一方面中，第一电磁阀与启用阀通信，以克服弹簧的偏压将启用阀移动至启用位置。

1.一种用于机动车中的变速器的液压控制系统，该液压控制系统包括：

压力调节器子系统，用于提供加压液压流体；

启用阀组件，直接地连接在所述压力调节器子系统的下游，并且配置为选择性地允许加压液压流体通过所述启用阀组件连通；

控制阀组件，直接地连接在所述启用阀组件的下游，并且配置为将加压液压流体与第一端口和第二端口中的一个选择性地连通；

停车伺服器组件，直接地连接在所述控制阀组件的第一端口和第二端口的下游并且配置为控制停车机构；

第一电磁阀，配置为控制所述启用阀组件；以及

第二电磁阀，配置为控制所述控制阀组件。

2.根据方案1所述的液压控制系统，其中，所述控制阀组件的第一端口连接于所述停车伺服器组件中的非停车端口，并且所述控制阀组件的第二端口连接于所述停车伺服器组件中的返回至停车端口。

3.根据方案2所述的液压控制系统，其中，所述停车伺服器组件包括机械地连接于停车机构的停车活塞，其中所述停车活塞能够在非停车位置和停车位置之间移动，并且其中所述非停车端口与所述停车活塞的与所述返回至停车端口相对的一侧连通。

4.根据方案1所述的液压控制系统，还包括用于检测所述控制阀组件的运转状态的第一位置传感器。

5.根据方案1所述的液压控制系统，还包括用于检测所述停车伺服器组件的运转状态的第二位置传感器。

6.根据方案1所述的液压控制系统，其中，所述第一电磁阀是常高开/关电磁阀。

7.根据方案1所述的液压控制系统，其中，所述第二电磁阀是常低开/关电磁阀。

8.根据方案1所述的液压控制系统，还包括配置为将所述停车伺服器组件锁定在非停车位置的停车禁止电磁阀组件。

9.根据方案1所述的液压控制系统，其中，所述控制阀组件包括由弹簧偏压至停车位置的往复阀和控制阀。

10.根据方案9所述的液压控制系统，其中，所述第二电磁阀与所述往复阀通信，以克服所述弹簧的偏压将所述往复阀和所述控制阀移动至非停车位置。

11.根据方案1所述的液压控制系统，其中，所述启用阀组件包括由弹簧偏压至停用位置的启用阀。

12.根据方案11所述的液压控制系统，其中，所述第一电磁阀与所述启用阀通信，以克服所述弹簧的偏压将所述启用阀移动至启用位置。

13.一种机动车的变速器中的液压控制系统，该液压控制系统包括：

压力调节器子系统，用于提供加压液压流体；

启用阀组件，具有与所述压力调节器子系统连通的入口、出口、信号端口以及能够在第一位置和第二位置之间移动的启用阀，其中所述启用阀当处于所述第一位置时禁止从所述入口至所述出口的流体连通，并且当处于所述第二位置时允许从所述入口至所述出口的流体连通；

控制阀组件，具有液压地直接连接于所述启用阀组件的出口下游的第一端口、第二端口、第三端口、第一阀以及第二阀，其中所述第一阀能够在第一位置和第二位置之间移动，并且所述第一阀当处于所述第一位置时允许所述第一端口和所述第三端口之间的流体连通，并且所述第一阀当处于所述第二位置时允许所述第一端口和所述第二端口之间的流体连通，并且其中所述第四端口与所述第二阀的端部连通；

停车伺服器组件，液压地直接连接于所述控制阀组件的第二端口和第三端口的下游，所述停车伺服器组件配置为控制停车机构；

第一电磁阀，直接连接于所述启用阀组件的信号端口的上游；以及

第二电磁阀，直接连接于所述控制阀组件的第四端口的上游。

14.根据方案13所述的液压控制系统，其中，所述控制阀组件的第二端口连接于所述停车伺服器组件中的非停车端口，并且所述控制阀组件的第三端口连接于所述停车伺服器组件中的返回至停车端口。

15.根据方案14所述的液压控制系统，其中，所述停车伺服器组件包括机械地连接于所述停车机构的停车活塞，其中所述停车活塞能够在非停车位置与停车位置之间移动，并且其中所述非停车端口与所述停车活塞的与所述返回至停车端口相对的一侧连通。

16.根据方案15所述的液压控制系统，其中，所述停车伺服器组件包括将所述停车活塞偏压至所述停车位置的停车偏压构件。

17.根据方案16所述的液压控制系统，其中，所述控制阀组件包括与所述控制阀组件的第二端口和所述停车伺服器组件的非停车端口连通的第五端口，以便当所述第一阀处于所述第二位置时在所述第一阀的端部上提供反馈压力。

18.根据方案17所述的液压控制系统，其中，所述控制阀组件的第一阀和第二阀由第一弹簧偏压至所述第一位置，并且所述启用阀由第二弹簧偏压至所述第一位置。

19.根据方案13所述的液压控制系统，其中，所述第一电磁阀是常高开/关电磁阀。

20.根据方案13所述的液压控制系统，其中，所述第二电磁阀是常低开/关电磁阀。

通过参考以下的说明和附图将使本发明的进一步特征、方面和优点变得显然，在附图中相同的附图标记指代相同的部件、元件或特征。

附图说明

在此描述的附图仅为了例示目的，而不意在以任何方式限制本发明的范围。

图1是机动车中的示例性动力系的示意图；

图2A是根据本发明原理的处于第一运转模式的液压控制系统的一部分的视图；

图2B是表示当处于第一运转模式时动力系的部件的运转状态的表格；

图3A是根据本发明原理的处于第二运转模式的液压控制系统的一部分的视图；

图3B是表示当处于第二运转模式时动力系的部件的运转状态的表格；

图4A是根据本发明原理的处于第三运转模式的液压控制系统的一部分的视图；

图4B是表示当处于第三运转模式时动力系的部件的运转状态的表格；

图4C是表示当处于第四运转模式时动力系的部件的运转状态的表格；

图5A是根据本发明原理的处于第五运转模式的液压控制系统的一部分的视图；以及

图5B是表示当处于第五运转模式时动力系的部件的运转状态的表格。

具体实施方式

参照图1，示出了机动车并且总体上由附图标记5标注。机动车5示出为客车，但是应该意识到的是，机动车5可以是任何类型的车辆，诸如卡车、有篷货车、运动型多用途车等。机动车5包括示例性的动力系10。最开始应该意识到的是，尽管示出了后轮驱动的动力系，但是在不脱离本发明的范围的情况下，机动车5可以具有前轮驱动的动力系。动力系10通常包括与变速器14互连的发动机12。

在不脱离本发明的范围的情况下，发动机12可以是传统的内燃发动机或者电气发动机、混合动力发动机或任何其他类型的原动机。发动机12通过挠性板15或连接于起动装置16的其他连接装置向变速器14供应驱动扭矩。起动器装置16可以是流体动力装置，诸如流体联接或变矩器、湿式双离合器或电动机。应该意识到的是，在发动机12和变速器14之间可以采用任何起动装置，包括干式发动离合器。

变速器14具有通常铸造的金属外壳18，外壳18包围并保护变速器14的各部件。外壳18包括定位并支撑这些部件的各种孔口、通道、肩部和凸缘。大体来说，变速器14包括变速器输入轴20和变速器输出轴22。在变速器输入轴20与变速器输出轴22之间布置有齿轮和离合器装置24。变速器输入轴22经由起动装置16与发动机12功能地互连，并且接收来自发动机12的输入扭矩或功率。因此，变速器输入轴20在起动装置16是流体动力装置的情况下可以是涡轮轴，在起动装置16是双离合器的情况下可以是双输入轴，或者在起动装置16是电动机的情况下可以是驱动轴。变速器输出轴22优选地与最终驱动单元26连接，最终驱动单元26例如包括传动轴28、差动组件30和连接于车轮33的驱动轮轴32。变速器输入轴20联接至齿轮和离合器装置24并向其提供驱动扭矩。

齿轮和离合器装置24包括多个齿轮组、多个离合器和/或制动器以及多个轴。多个齿轮组可以包括单独的相互啮合的齿轮，诸如连接于多个轴或者通过多个离合器/制动器的选择性致动而能够选择性地连接于多个轴的行星齿轮组。多个轴可以包括副轴或中间轴、套管和中心轴、反向或空转轴或其组合。由附图标记34示意性示出的离合器/制动器通过将多个齿轮组内的单独的齿轮选择性地联接至多个轴而能够选择性地接合，以启动多个齿轮或速度比中的至少一个。应该意识到的是，在不脱离本发明的范围的情况下，变速器14内的齿轮组、离合器/制动器34和轴的具体设置和数量可以改变。

变速器18包括变速器控制模块36。变速器控制模块36优选的是具有预编程数字计算机或处理器、控制逻辑或电路、用于存储数据的存储器以及至少一个I/O外围装置的电子控制装置。控制逻辑包括或启用多个逻辑程序，用于监控、操纵以及生成数据和控制信号。变速器控制模块36经由液压控制系统100控制离合器/制动器34的致动。在另一示例中，变速器控制模块36是发动机控制模块（ECM）、或混合动力控制模块或任何其他类型的控制器。

液压控制系统100布置在阀体101内，阀体101经由流体路径和阀孔包含并容纳液压控制系统100的大多数部件。这些部件包括但不限于压力调节阀、定向阀、电磁阀等。阀体101可以附接至后轮驱动变速器中的变速器外壳18的底部，或者附接至前轮驱动变速器中的变速器外壳18的前部。液压控制系统100是可操作的，以通过在来自发动机从动泵104或蓄压器（未示出）的压力下选择性地连通来自储液槽102的液压流体，而选择性地接合离合器/制动器34，并且向变速器14提供冷却和润滑。泵104可以由发动机12或者由辅助发动机或电动机驱动。

组合参照图2A、图3A、图4A和图5A，示出了液压控制系统100的一部分。液压控制系统100大体上包括多个互连或液压连通的子系统，包括压力调节器子系统106、致动器供料子系统108以及电子变速器范围选择（ETRS）控制子系统110。在不脱离本发明的范围的情况下，液压控制系统100也可以包括各种其他子系统或模块，诸如润滑子系统、离合器控制和/或比例控制子系统、变矩器离合器子系统和/或冷却子系统。

压力调节器子系统106是可操作的，以遍布液压控制系统100提供并调节加压液压流体，诸如变速器油。压力调节子系统106从储液槽102抽吸液压流体。储液槽102是优选地布置在变速器外壳18的底部的储槽或贮存器，液压流体返回至变速器外壳18并且从变速器的各个部件和区域集中。经由泵104从储液槽102推出液压流体并且液压流体遍布液压控制系统100连通。泵104可以例如是齿轮泵、叶片泵、回转泵或任何其他正排量泵。压力调节器子系统106也可以包括液压流体的替代源，包括优选地由电气发动机、电池或其他原动机（未示出）驱动的辅助泵（未示出）或蓄压器。来自泵104的液压流体由压力调节器阀112控制。压力调节器阀112调节来自泵104的液压流体的压力，并且将处于管线压力下的加压液压流体输送至主供应管线114。在不脱离本发明的范围的情况下，主供应管线114可以包括其他分支并且对包括致动器供料子系统108的其他子系统供料。在不脱离本发明的范围的情况下，压力调节器子系统106也可以包括各种其他阀和电磁阀。

致动器供料子系统108向遍布液压控制系统100的各种控制装置或致动器诸如电磁阀提供液压流体。致动器供料子系统108包括供料限制阀115，供料限制阀115控制或限制供应至致动器的液压流体的压力。

ETRS控制子系统110将用于所请求范围选择（前进、倒档、停车）的电子输入转换为液压和机械命令。液压命令使用从压力调节器子系统106经由主供应管线114的管线压力液压流体以向停车伺服器机构116提供液压流体。机械命令包括接合和脱离停车机构117。停车机构117可以是限制变速器输出轴22的旋转的传统的停车机构、或任何其他类型的车辆运动止动系统。ETRS控制子系统110还包括启用阀组件118、控制阀组件120、第一控制装置122、第二控制装置124以及停车禁止电磁阀组件126。

启用阀组件118在图2A中编号连续地从左向右包括端口118A-D。端口118A经由供料管线130与第二控制装置124连接或者流体连通。端口118B是与储液槽102或排液回填回路（未示出）连通的排液端口。端口118C连接于中间供料管线132。端口118D连接于主供料管线114。

启用阀组件118还包括滑阀134，滑阀134可滑动地布置在形成于阀体101中的孔136内。滑阀134能够在图3A、图4A、图5A所示的启用位置与图2A中所示的停用位置之间移动。诸如螺旋弹簧等偏压构件138将滑阀134偏压至停用位置。在启用位置（示出在图3A、图4A、图5A中），流体端口118D与流体端口118C连通，并且将流体端口118B闭合。在停用位置（示出在图2A中），流体端口118C通过排液端口118B排液，并且将流体端口118D闭合。

控制阀组件120在图2A中编号连续地从左向右包括端口120A-G。端口120A经由供料管线140连接于第一控制装置122。端口120B经由非停车供料管线142的分支142A连接于停车伺服器116。端口120C和120G是与储液槽102或者排液回填回路（未示出）连通的排液端口。端口120D经由非停车供料管线142的第二分支142B连接于停车伺服器116。端口120E连接于中间供料管线132。端口120F通过至停车供料管线144的返回回路连接于停车伺服器116。

控制阀组件120还包括往复阀146和主滑阀148，每个可滑动地布置在形成于阀体101中的孔150内。往复阀146能够在图3A中所示的接合位置与图2A、图4A和图5A中所示的脱离位置之间移动。主滑阀148能够在图2A、图5A中所示的停车位置与图3A、图4A中所示的非停车位置之间移动。诸如螺旋弹簧等偏压构件150将主滑阀148偏压至停车位置。在停车位置（示出在图2A、图5A），流体端口120D通过排液端口120C排液并且流体端口120E与流体端口120F连通。在非停车位置（示出在图3A、图4A），流体端口120E与流体端口120D连通，流体端口120F通过排液端口120G排液，并且流体端口120B与主滑阀148的端部连通。

靠近主滑阀148布置有停车位置开关或传感器154，并且停车位置开关或传感器154是可操作的以检测主滑阀148的位置。在不脱离本发明的范围的情况下，停车位置传感器154可以是霍尔效应传感器或者任何其他类型的传感器或开关。停车位置传感器154与变速器控制模块136通信并且用于诊断。

停车伺服器组件116包括端口116A和116B，每个位于活塞160的任一侧。端口116A与非停车流体管线142连通。端口116B与停车供料管线144连通。活塞160机械地联接至停车系统117。活塞160能够在图2A和图5A中所示的停车位置与图3A和图4A中所示的非停车位置之间移动。诸如弹簧等偏压构件162将活塞160偏压至停车位置。在停车位置，活塞150接合停车组件118，从而将机动车5置于停车运转模式，其中将变速器输出轴22机械地锁定而避免旋转。供应至流体端口116A的液压流体克服偏压构件152的力移动活塞150，以将活塞150移动至非停车位置。液压流体可以任选地供应至流体端口116B以帮助将活塞150移动至停车位置。

停车伺服器位置开关或传感器164靠近连接于活塞160的柄166布置，并且是可操作的以检测活塞160的位置。在不脱离本发明的范围的情况下，停车伺服器位置传感器164可以是霍尔效应传感器或者任何其他类型的传感器或开关。停车伺服器位置传感器164与变速器控制模块36通信并用于诊断。

第一控制装置122配置为通过将加压液压流体从致动器供料子系统108经由致动器管线166选择性地连通至阀供料管线140，而将往复阀146移动至接合位置，并且由此将主滑阀148移动至非停车位置。第一控制装置122优选地是常低开/关电磁阀。第一控制装置122与变速器控制模块36电气通信。

第二控制装置124配置为通过将加压液压流体从致动器供料子系统108经由致动器管线166选择性地连通至阀供料管线130，而将启用阀组件118的滑阀134移动至启用位置。第二控制装置124优选地是常高开/关电磁阀。第二控制装置124与变速器控制模块36电气通信。

停车禁止电磁阀126连接于停车伺服器组件116。当激活时，停车禁止电磁阀126机械地接合活塞160以将活塞160保持在非停车位置。停车禁止电磁阀126与变速器控制模块36电气通信。

图2A示出了处于停车运转模式的ETRS子系统110，并且图2B展示了指示处于停车模式的动力系10的各个部件的接通/断开状态或接合/脱离的表格。在图2B中，“0”指示断开状态或脱离状态，并且“1”指示接通状态或接合状态。在停车状态下，装置122、124关闭，并且偏压构件138将启用滑阀134移动至停用位置，从而将从主供应管线114至ETRS子系统110的流体切断。偏压构件152、166将主滑阀148和停车活塞160偏压至停车位置，由此接合停车机构117。

图3A示出了处于非停车运转模式的ETRS子系统110，并且图3B展示了指示处于非停车模式的动力系10的各个部件的接通/断开状态或接合/脱离的表格。在图3B中，“0”指示断开状态或脱离状态，并且“1”指示接通状态或接合状态。在非停车状态下，控制装置122、124开启，并且使启用滑阀134移动至启用位置，往复阀146移动至接合位置，由此将主滑阀148移动至非停车位置。加压液压流体经由非停车流体管线142从主供应管线114通过启用阀组件116并通过控制阀组件120而连通至停车伺服器116的流体端口116A。该加压液压流体将活塞160移动至非停车位置。

图4A示出了处于锁定非停车运转模式的ETRS子系统110，并且图4B展示了指示处于锁定非停车模式的动力系10的各个部件的接通/断开状态或接合/脱离的表格。在图4B中，“0”指示断开状态或脱离状态，并且“1”指示接通状态或接合状态。在锁定非停车状态下，由于第一控制装置122或变速器控制模块36的故障，使得第一控制装置122关闭。在该状态下，将来自主供应管线114的加压液压流体经由非停车供料管线142的第一分支142A输送返回到控制阀组件120中。该加压液压流体作用在主滑阀148的端部上，并且将主滑阀148锁定至非停车位置。

图4C展示了指示处于非停车模式的动力系10的各个部件的接通/断开状态或接合/脱离的表格，其中不存在供应至ETRS子系统110的动力或液压流体，例如当在洗车处处于空档时。在图4B中，“0”指示断开状态或脱离状态，并且“1”指示接通状态或接合状态。在该变更的非停车状态下，使停车禁止电磁阀组件126接合并且将停车伺服器116保持在非停车位置。

图5A示出了返回至停车运转模式的ETRS子系统110，并且图5B展示了指示处于返回至停车模式的动力系10的各个部件的接通/断开状态或接合/脱离的表格。在图5B中，“0”指示断开状态或脱离状态，并且“1”指示接通状态或接合状态。在返回至停车状态下，第一控制装置122关闭并且主滑阀148移动至非停车位置。为了结束锁定，而将控制装置122、124均液压地关断，因此将来自这两个控制装置122、124的输出压力排出。还通过排液端口120C将来自非停车供料管线142的锁定油压力排出。随后通过液压地开启第二控制装置124而启用返回至停车模式。这将把管线压力油从主供应管线114发送至停车供料管线144。来自主供应管线114的加压液压流体由控制阀组件120连通至停车供料管线144，以液压地辅助活塞160移动至停车位置。

本发明的说明本质上仅是示例性的，并且不脱离本发明的通常本质的变形意在落入本发明的范围内。不应将这样的变形视为脱离本发明的精神和范围。