用于机电变速器中液压流控制的逻辑阀的控制方法和装置

摘要

本发明涉及用于机电变速器中液压流控制的逻辑阀的控制方法和装置。具体地，提供了一种用于控制机电变速器的方法，所述方法包括监控当前液压回路油温，监控流量管理阀的当前状态，监控电机的冷却指令，监控期望变速器操作范围状态，基于监控到的特性，利用状态机确定控制流量管理阀位置以达到的期望变速器操作范围状态的顺序。

说明书

相关申请的交叉参考

本申请要求2007年10月26日提交的美国临时申请No.60/982,765的权益，在此以引用方式将该临时申请并入本文。

技术领域

本公开涉及机电变速器的控制系统。

背景技术

本部分中的陈述仅是为了提供与本公开有关的背景信息，可能并不构成现有技术。

已知的动力系结构包括转矩产生装置，其包括内燃机和电机，转矩产生装置经过变速器装置将转矩传递到输出元件。一个示例性的动力系包括双模式、复合分配、机电变速器(其利用输入元件接收来自主动力源的动力转矩，主动力源优选为内燃机)以及输出元件。输出元件可被可操作地连接至机动车的传动系，用于将牵引转矩传递至传动系。电机(可作为电动机或发电机操作)独立于内燃机的转矩输入而产生至变速器的转矩输入。电机可以将经过车辆传动系传递的车辆动能转换为能够存储在电能储存装置中的电能。控制系统监控来自车辆和操作者的各种输入，并且提供动力系的可操作控制，包括控制变速器操作状态与换挡，控制转矩产生装置，以及调节电能储存装置和电机之间的电力交换来控制变速器的输出(包括转矩和转速)。

在混合动力系车辆内的以上装置的操作需要控制连接至上述发动机、电机和传动系的大量转矩轴承轴或装置。发动机输入转矩和电机或多个电机的输入转矩可独立或合作地应用来提供输出转矩。各种控制方案以及各前述混合动力驱动系统的组件之间的可操作连接是已知的，为了执行混合动力系系统的功能，控制系统必须能够接合和脱离变速器的各组件。接合和脱离已知地通过选择性地应用可操作的离合器在变速器内实现。

在本领域中离合器是众所周知的用于接合和脱离轴的装置，包括管理旋转速度和轴之间的转矩差。离合器已知地具有各种设计和控制方法。一种已知类型的离合器是通过脱离或接合两个连接表面而操作的机械离合器，例如连接时操作以在互相之间施加摩擦转矩的离合器片。一种操作此类机械离合器的控制方法包括采用液压控制系统，使用通过液压管路传递的流体液压在两个连接表面之间施加或释放夹紧力。因此操作地，离合器不是在二元方式下操作，而是具有接合状态的范围，从完全脱离，到不接合的同步，到最小夹紧力的接合，到最大夹紧力的接合。能够应用于离合器的夹紧力确定在离合器滑动前离合器可以承受多大的作用转矩。

液压控制系统，如上所述，利用充满液压油的管路来选择性地在变速器中致动离合器。然而，液压控制系统也已知地在混合动力系中执行许多其他的功能。例如，在混合动力系中利用的电机产生热。在基本的装置冷却功能中已知的实施例利用来自液压控制系统的液压油在连续流中来冷却电机。其他所知的实施例额外已知地，以可选择的或温度驱动主动装置冷却功能对较高的电机温度作出反应，在高温条件下提供额外冷却。此外，已知实施例利用液压油润滑机械装置，如轴承。而且，液压回路已知地包括一定级别的内部泄漏。

众所周知在液压控制系统中是通过泵来对液压油加压。泵优选为机械驱动。除了第一主液压泵，液压控制系统已知地还包括辅助液压泵，优选为电力驱动且在机械驱动泵不能利用时使用。泵的内部推进机构以一定的速度旋转或操作，提取来自返回管路的液压油并对液压控制系统加压。泵或多个泵供应的液压流受泵速度、液压管路压力(P_LINE)施加的背压、和液压油(T_OIL)温度的影响。

由液压控制系统提供功能的液压流体流的选择性应用需要阀或开关来应用或释放用于功能的流。在本领域中液压阀已知具有多种构造。两种已知构造包括电力致动压力控制电磁线圈(PCS)，其中PCS内部的阀被移动、旋转、或被电磁机械装置运动，并能够具有多个或线性变量致动以提供小部分供应管路压力；以及液压致动流量管理阀，其中流量管理阀内部的阀被移动、旋转、或被选择性的指令压力移动，并在相异状态之间的致动，例如，在两个位置之间。

利用一系列PCS阀和流量管理阀通过复杂的操作以控制动力系可能是困难的。脱离开关可分配到液压控制系统提供的每个独立的功能。但是，这种系统可能成本高昂且保修会花费越来越多的精力。多级控制系统是已知的，其中第一组阀控制到第二组阀的流，在不同级别的阀之间多种设置可以少数物理阀提供多种功能。然而，这种协同的阀动作要求小心的控制，因为阀致动延迟或一些其他故障会在动力系的操作中产生意外或不希望的后果。

控制变速器中多级液压控制阀以保证阀提供的功能能准时并精确控制的方法是有利的。

发明内容

用于控制机电变速器的方法包括监控当前液压回路油温，监控流量管理阀的当前状态，监控用于冷却电机的指令，监控期望变速器操作范围状态，基于当前液压回路油温、流量管理阀的当前状态、用于冷却电机的指令和期望变速器操作范围状态，利用状态机确定流量管理阀位置控制顺序以达到期望变速器操作范围状态，和基于这种顺序控制流量管理阀，所述机电变速器包括第一和第二电机和液压回路，该液压回路具有多个流量管理阀和压力控制电磁线圈，其可操作以致动多个离合器和多个压力监控装置，这些装置适于监控液压回路，变速器通过离合器的选择性致动在固定档位及连续变量操作范围状态中操作。

附图说明

参照附图，通过例子的方式，现将描述一个或多个实施例，其中：

图1是根据本公开的示例性动力系的示意图；

图2是根据本公开的控制系统和动力系的示例性结构的示意图；

图3为根据本公开的液压回路的示意图；

图4图示了根据本公开的示例性的状态机；

图5图示了根据本公开的描述X阀和Y阀操作的示例性的状态机；

图6图示了根据本公开的各种操作范围状态下动力系的示例性操作，图5中状态机的构造所需的信息；

图7为根据本公开进一步描述了在示例性变速器的范围状态之间允许换档的示例性状态机；

图8图示了根据本公开的PCS屏蔽功能；以及

图9和图10示意性地描述了根据本公开的顺序化控制模块、监控与液压控制系统的控制相关的输入和发布指令至液压控制阀的示例性的阀；

图9描述了根据本公开的XY指令逻辑模块，其接收与液压控制系统提供的功能要求相关的输入和产生期望的XY输出，描述了能最好地满足输入需求的期望的XY状态或X阀和Y阀的配置；以及

图10描述了根据本公开的状态机模块，其接收关于当前阀设置、期望阀设置和期望操作范围状态的输入并输出X阀和Y阀指令。

具体实施方式

现参考附图，其中的图示仅用于示出特定示例性实施例，而不用于限制目的，图1和2描绘了示例性的机电混合动力系。图1中描绘了根据本公开的示例性机电混合动力系，其包括双模式、复合分配、机电混合变速器10，变速器10可操作地连接至发动机14及第一与第二电机(MG-A)56与(MG-B)72。发动机14及第一与第二电机56和72每个均产生可被传递至变速器10的功率。由发动机14及第一与第二电机56和72产生并传递至变速器10的功率通过输入和电动机转矩(本文中分别称为T_I，T_A，T_B)以及速度(本文中分别称为N_I，N_A，N_B)描述。

示例性的发动机14包括多缸内燃机，其可在几种状态下选择性地操作，从而经由输入轴12将转矩传递至变速器10，并且其可以是点燃式或压燃式发动机。发动机14包括可操作地耦接至变速器10的输入轴12的曲轴(未示出)。转速传感器11监控输入轴12的转速。由于将例如液压泵(未示出)和/或转矩控制装置(未示出)的转矩消耗组件放置在发动机14和变速器10之间的输入轴12上，包括转速与发动机转矩的发动机14的功率输出可不同于至变速器10的输入速度N_I与输入转矩T_I。

示例性的变速器10包括三组行星齿轮装置24、26与28，以及四个选择性地可接合的转矩传递装置，即离合器C1 70，C2 62，C3 73以及C4 75。如本文中使用的离合器指的是任何类型的摩擦转矩传递装置，例如包括单个或复合盘式离合器或组、带式离合器，以及制动器。优选地由变速器控制模块(以下为TCM)17控制的液压控制电路42可操作用于控制离合器状态。离合器C2 62和C4 75优选地包括使用液压的旋转摩擦离合器。离合器C1 70和C3 73优选地包括液压控制的固定装置，固定装置可选择性地接地(ground)至变速箱68。每个离合器C1 70，C2 62，C3 73以及C4 75均优选地使用液压，经由液压控制电路42选择性地接收加压液压流体。

第一与第二电机56与72优选地包括三相AC电机，每个均包括定子(未示出)与转子(未示出)以及各自的旋转变压器80和82。每个电机的电动机定子接地至变速箱68的外部，并且包括定子铁心，定子铁心具有从其中延伸出来的线圈电绕组。第一电机56的转子被支撑于毂衬齿轮上，毂衬齿轮经由第二行星齿轮装置26可操作地附接至轴60。第二电机72的转子固定地附接至轴套毂66。

每个旋转变压器80和82优选地包括可变磁阻装置，可变磁阻装置包括旋转变压器定子(未示出)和旋转变压器转子(未示出)。旋转变压器80与82适当地定位并装配在相应的第一与第二电机56与72上。旋转变压器80和82的各自的定子可操作地连接第一和第二电机56和72的定子。旋转变压器转子可操作地连接相应的第一与第二电机56和72的转子。每个旋转变压器80和82信号地且可操作地连接至变速器功率变换器控制模块(以下为TPIM)19，每个TPIM 19传感并监控旋转变压器转子相对于旋转变压器定子的旋转位置，由此监控第一与第二电机56与72的各自旋转位置。此外，中断来自旋转变压器80与82的信号输出来分别提供第一与第二电机56与72的转速，即，NA和NB。

变速器10包括输出元件64，例如可操作地连接至车辆(未示出)的传动系90的轴，以提供输出功率到传动系90，所述动力传递至车轮93(其中一个车轮示于图1)。通过输出转速NO与输出转矩To表征输出功率。变速器输出速度传感器84监控输出元件64的转速与旋转方向。每个车轮93优选地装配有适于监控轮速VSS-WHL的传感器94，轮速输出由图2中描述的分布式控制模块系统的控制模块监控来确定车速，以及制动控制、牵引控制和车辆加速度控制的绝对与相对轮速。

来自发动机14及第一与第二电机56与72的输入转矩(分别为T_I，T_A及T_B)由燃料或存储在电能存储装置(以下为ESD)74中的电势的能量转化而生成。ESD 74经由DC传递导体27高压DC耦接至TPIM 19。传递导体27包括接触器开关38。当接触器开关38闭合时，在正常操作下，电流可以在ESD 74与TPIM19之间流动。当接触器开关38断开时，中断在ESD 74与TPIM 19之间的电流。TPIM 19通过传递导体29将电力传递至第一电机56，并且从第一电机56传出电力，TPIM 19类以地通过传递导体31将电力传递至第二电机72，并且从第二电机72传出电力，以此来满足响应于电动机转矩T_A与T_B的第一与第二电机56与72的转矩指令。根据ESD 74正在充电或放电，电流传递至ESD 74或从ESD 74传出。

TPIM 19包括一对功率变换器(未示出)和各自的电动机控制模块(未示出)，其配置用于接收转矩指令，并且由指令控制变换器状态，以此来提供电动机驱动或再生功能来实现输入转矩T_A和T_B。功率变换器包括已知的补偿三相功率电子装置，并且每个补偿三相功率电子装置均包括多个绝缘栅双极晶体管(未示出)，绝缘栅双极晶体管通过高频转换，将ESD 74的DC功率转换为AC功率，为相应的第一与第二电机56与72提供功率。绝缘栅双极晶体管形成配置用于接收控制指令的开关模式电源。每个三相电机的每一相均示例性地存在一对绝缘栅双极晶体管。控制绝缘栅双极晶体管的状态来提供电动机驱动机械功率生成或电力再生功能。三相变换器经由DC传递导体27接收或供给DC功率，并将其转换为三相AC功率或从三相AC功率转换而来，三相AC功率分别经由传递导体29与31被传导至第一与第二电机56与72或从第一与第二电机56与72传导而来，用于第一与第二电机56与72作为电动机或发电机操作。

图2是分布式控制模块系统的示意性框图。以下描述的元件包括整车控制结构的子系统，并提供图1中描绘的示例性动力系的协同系统控制。分布式控制模块系统综合相关信息和输入，并执行算法来控制各种致动器以满足控制目的(包括涉及燃油经济性、排放、性能、驾驶性能以及包括ESD 74的电池及第一与第二电机56与72的硬件保护的目的)。分布式控制模块系统包括发动机控制模块(以下为ECM)23，TCM 17，电池组控制模块(以下为BPCM)21，以及TPIM19。混合动力控制模块(以下为HCP)5提供ECM 23，TCM 17，BPCM 21与TPIM 19的监管控制与协同。用户界面(UI)13可操作地连接至多个装置，通过用户界面，车辆操作者控制或指挥机电混合动力系的操作。所述装置包括加速踏板113(AP)(由其来确定操作者转矩需求)，操作者制动踏板112(BP)、变速器档位选择器114(PRNDL)，以及车速巡航控制(未示出)。PRNDL 114可具有操作者可选择位置的离散数字，包括输出元件64的旋转方向，以实现前进与倒退方向之一。

前述控制模块经由局域网(以下为LAN)总线6与其它控制模块，传感器，以及致动器相通讯。LAN总线6允许各个控制模块之间的操作参数状态与致动器指令信号的结构化通讯。使用的特定通信协议为专用的。LAN总线6与适当的协议提供用于前述控制模块与其它控制模块(提供包括例如防抱死制动，牵引控制和车辆稳定性的功能)之间的稳定的信息传送及多重控制模块接口连接。多重通讯总线可用于提高通讯速度，并且提供一定级别的信号冗余度与完整性。单个控制模块之间的通讯也可使用例如串行外设接口(SPI)总线(未示出)的直接联接。

HCP 5提供动力系的监管控制，用于ECM 23，TCM 17，TPIM 19以及BPCM21的协同操作。基于来自用户界面13以及动力系(包括ESD 74)的各种输入信号，HCP 5产生各种指令，包括：操作者转矩需求(T_O-REQ)，至动力系90的受指令控制的输出转矩(T_CMD)、发动机输入转矩指令、变速器10的转矩传递离合器C1 70，C2 62，C3 73，C4 75的离合器转矩；以及第一与第二电机56与72的各自转矩指令。TCM 17可操作地连接至液压控制电路42，并且提供各种功能，其中包括监控各种压力传感装置(未示出)，产生控制信号，将控制信号传送至各电磁线圈(未示出)，从而控制包含在液压控制电路42中的压力开关和控制阀。

ECM 23可操作地连接至发动机14，并且用于从发动机14的传感器与控制致动器在多条脱离的线路上获取数据，为了简化起见，多条脱离的线路以集合的双向接口电缆35示出。ECM 23从HCP 5接收发动机输入转矩指令。基于监控的发动机速度与载荷，ECM 23确定当时提供至变速器10的实际发动机输入转矩T_I，其被传送至HCP 5。ECM 23监控来自转速传感器11的输入来确定发动机对于输入轴12的输入速度，该速度转变为变速器输入速度N_I。ECM 23监控来自传感器(未示出)的输入来确定其它发动机操作参数的状态，包括例如歧管压力、发动机冷却温度，环境空气温度以及环境压力。例如，可以由歧管压力，或可替换地由监控操作者对加速踏板113的输入而确定发动机载荷。ECM23产生并传送指令信号来控制发动机致动器，包括例如燃料喷射器、点火模块，以及节气门控制模块，这些均未示出。

TCM 17可操作地连接至变速器10，并且监控来自传感器(未示出)的输入来确定变速器操作参数的状态。TCM 17生成并传送指令信号来控制变速器10，包括控制液压控制电路42。从TCM 17至HCP 5的输入包括估算的每个离合器(即，C1 70，C2 62，C3 73以及C4 75)的离合器转矩以及输出元件64的输出转速N_O。为了控制目的，可使用其它致动器与传感器将附加信息从TCM 17提供至HCP 5。TCM 17监控来自压力开关(未示出)的输入，并且选择性地致动压力控制电磁线圈(未示出)和液压电路42的切换电磁线圈(未示出)，以此来选择性地致动各种离合器C1 70，C2 62，C3 73，以及C4 75，从而达到如下文所述的各种变速操作范围状态。

BPCM 21信号地连接至传感器(未示出)来监控ESD 74(包括电流与电压参数的状态)来将ESD 74的电池的参数状态的指示信息提供至HCP 5。电池的参数状态优选地包括电池充电状态、电池电压、电池温度，以及有效电池功率(指的是P_{BAT_MIN}至P_{BAT_MAX}的范围)。

每个控制模块ECM 23，TCM 17，TPIM 19与BPCM 21优选地为通用数字计算机，其包括微处理器或中央处理器，存储介质，其包括只读存储器(ROM)，随机存取储存器(RAM)，电子可编程只读存储器(EPROM)，高速时钟，模数(A/D)与数模(D/A)电路，输入/输出电路与装置(I/O)，以及适当的信号调节与缓冲电路。每个控制模块都具有一组控制算法，包括存储在存储介质之一中并被执行来提供每个计算机各自功能的驻存程序指令和校准。控制模块之间的信息传递优选地使用LAN总线6和SPI总线来完成。在预设循环周期期间执行控制算法使得每个算法在每个循环周期中执行至少一次。存储在非易失存储装置中的算法由中央处理器之一执行来监控来自传感装置的输入，并且执行控制与诊断程序来通过使用预设校准控制致动器的操作。以规则时间间隔执行循环周期，例如在动力系实时操作过程中每隔3.125、6.25、12.5、25和100毫秒。可替换地，可响应于事件的发生而执行算法。

示例性动力系选择性地以几种操作范围状态之一操作，操作范围状态可通过发动机状态与变速器状态描述，其中发动机状态包括发动机工作状态(ON)与发动机停止状态(OFF)之一，变速器状态包括多个固定档位和连续变量操作模式，以下参照表1描述。

表1

表中描述了每个变速器操作范围状态并指示每个操作范围状态中使用的是特定离合器C1 70，C2 62，C3 73以及C4 75中的哪个。为了“接地”第三行星齿轮装置28的外部齿轮元件，仅通过使用离合器C170来选择第一连续变量模式，即EVT模式I或MI。发动机状态可以为ON(MI-Eng-On)或OFF(MI-Eng-Off)之一。仅通过使用离合器C2 62来选择第二连续变量模式，即EVT模式II或MII，以此来将轴60连接至第三行星齿轮装置28的承载件。发动机状态可以为ON(MII-Eng-On)或OFF(MII-Eng-Off)之一。为了本说明书的目的，当发动机状态为OFF时，发动机输入速度等于每分钟零转(RPM)，即发动机曲轴不旋转。固定档位操作提供变速器10的输入/输出速度的固定比率操作，即N_I/N_O。通过使用离合器C1 70，C4 75来选择第一固定档位操作(FG1)。通过使用离合器C1 70和C2 62来选择第二固定档位操作(FG2)。通过使用离合器C2 62和C4 75来选择第三固定档位操作(FG3)。通过使用离合器C2 62和C3 73来选择第四固定档位操作(FG4)。由于行星齿轮24、26及28中降低的传动比，因此输入/输出速度的固定比率操作随着升高的固定档位操作而提高。第一与第二电机56与72各自的转速N_A和N_B取决于由离合器限定的机构内部旋转，并且与输入轴12处测量的输入速度成比例。

响应于由用户界面13获取的经由加速踏板113与制动踏板112的操作者输入，HCP 5及一个或多个其它控制模式确定受指令控制的输出转矩T_CMD来满足在输出元件64执行并传递至传动系90的操作者转矩需求T_o-REQ。最终车辆加速度会受其它因素的影响，包括例如道路载荷、道路坡度以及车辆重量。基于动力系的各种操作特征，确定变速器10的操作范围状态。这包括操作者转矩需求，其如前所述通过加速踏板113和制动踏板112传送至用户界面13。操作范围状态能够基于由指令产生的动力系转矩需求，在电能生成模式或转矩生成模式中操作第一与第二电机56与72。操作范围状态可以由最佳算法或程序确定，其基于操作者对功率、电池充电状态、发动机14及第一与第二电机56与72的能量效率的要求而确定最佳系统效率。控制系统基于执行最佳程序的结果来控制发动机14及第一与第二电机56与72的转矩输入，并因此最佳化系统效率来控制燃油经济性与电池充电。而且，可以基于组件或系统中的故障确定操作。HCP 5监控转矩产生装置，并且确定变速器10的功率输出，需要所述功率输出来达到满足操作者转矩需求的所需输出转矩。如从以上描述中显而易见的，ESD 74及第一与第二电机56与72电动可操作地耦接，用于传递它们之间的功率流。而且，发动机14，第一与第二电机56与72，以及机电变速器10机械可操作地耦接来传递它们之间的功率，从而产生至输出元件64的功率流。

图3示出了示例性变速器中的用于控制液压流体流动的液压控制回路42的示意图。主液压泵88将输入轴12与发动机14脱离，由TPIM 19控制的辅助泵110通过阀140向液压控制回路42提供加压流体。辅助泵110优选包括具有适当大小和容量的电动泵以在操作时向液压控制回路42提供足够流量的加压液压流体。液压控制回路42选择性地将液压压力分配给多个装置，包括转矩传递离合器C1 70，C2 62，C3 73和C4 75，第一和第二电机56和72的主动冷却回路(未示出)，以及经由管道142，144冷却和润滑变速器10的基础冷却回路(未详细示出)。如上所述，通过对液压回路流动控制装置的选择性致动，TCM 17致动各个离合器来获得变速器操作范围状态中的一个，所述液压回路流动控制装置包括电动变量压力控制电磁线圈PSC1 108，PSC2 114，PSC3 112，PSC4 116和电磁控制流量管理阀X阀119和Y阀121。液压控制回路42经由管道122，124，126和128分别与压力开关PS1，PS2，PS3和PS4流体连通。压力控制电磁线圈PCS1 108具有正常高的控制位置，并且可操作以通过与可控压力调节器107和滑阀109的流体相互作用来调节液压回路内的流体压力大小。可控压力调节器107和滑阀109与PCS1 108相互作用以控制液压控制回路42内的液体压力在一定压力范围内并且为液压控制回路42提供附加功能。压力控制电磁线圈PCS3112具有正常高的控制位置，并且与滑阀113流体连通，并且可操作以在被致动时控制从其通过的流量。滑阀113经由管道126与压力开关PS3流体连通。压力控制电磁线圈PCS2 114具有正常高的控制位置，并且与滑阀115流体连通，并且可操作以在被致动时控制从其通过的流量。滑阀115经由管道124与压力开关PS2流体连通。压力控制电磁线圈PCS4 116具有正常低的控制位置，并且与滑阀117流体连通，并且可操作一在被致动时控制从其通过的流量。滑阀115经由管道128与压力开关PS4流体连通。

在示例性系统中，X阀119和Y阀121都是分别由电磁线圈118，120控制的流量管理阀，并且具有高(1)和低(0)的控制状态。控制状态指的是控制流向液压控制回路42和变速器10中的不同装置的每个阀的位置。X阀119可操作以根据流体输入源，分别经由流体管道136，138，144和142将加压流体引向离合器C3 73和C4 75和第一和第二电机56和72的定子冷却系统，如下所述。Y阀121可操作以根据流体输入源，分别经由流体管道132和134将加压流体引向离合器C1 70和C2 62，如下所述。Y阀121经由管道122与压力开关PS1流体连通。

液压控制回路42包括用于提供液压油来冷却第一和第二电机56和72的定子的基础冷却回路。基础冷却回路包括从阀140直接流向限流器的流体管道，其中，限流器通向流体管道144，而流体管道144通向第一电机56的定子的基础冷却回路，还有限流器通向流体管道142，而流体管道142通向第二电机72的定子的基础冷却回路。第一和第二电机56和72的定子的主动冷却由对压力控制电磁线圈PCS2 114、PCS3 112和PCS4 116以及电磁控制流量管理阀X阀119、Y阀121的选择致动来实现，这使得液压油绕着所选的定子流动，并允许热量在它们之间主要通过传导的方式传递。

参照下表2，提供了实现示例性液压控制回路42的控制以控制变速器10在变速器操作范围状态的一个下操作的一种示例性逻辑表。

表2

低范围被定义为包括第一和第二连续变量模式和第一、第二和第三固定档位操作中一种的变速器操作范围状态。高范围被定义为包括第二连续可变模式和第三、第四固定档位操作中一种的变速器操作范围状态。X阀119和Y阀121的选择控制以及电磁线圈PSC1 108，PSC2 114，PSC3 112，PSC4 116的致动利于液压油的流动以致动离合器C1 70，C2 62，C3 73和C4 75，并且为第一和第二电机56和72的定子提供冷却。

在操作中，根据动力系的多种操作特性为示例性变速器10选择变速器操作范围状态，也就是固定档位和连续可变模式操作中的一个。这包括驾驶员转矩需求，如上所述，这通常是通过对UI 13的输入来传达的。此外，对输出转矩的需求是以外部条件为基础的，包括，如道路坡度、道路表面条件或风力载荷。操作范围状态以控制模块指令引起的动力系转矩需求为基础，以使电机操作为发电模式或转矩产生模式。操作范围状态可由最佳算法或程序确定，这些最佳算法或程序可根据驾驶员的功率需求、电池充电状态以及发动机14和第一和第二电机56和72的能效来确定最优系统效率。控制系统根据已执行的最佳程序的结果来管理来自发动机14和第一和第二电机56和72的转矩输入，以使系统最佳从而提高燃料经济性和管理电池充电。而且，可根据部件或系统的故障来确定操作。

如上所述及如所述的示例性动力系，例如在表2所述的功能中，一层流量管理阀、前述示例性的X阀和Y阀，和一层PCS阀(PCS1至PCS4)，可用来控制用于由液压控制系统提供的功能的加压液压流体的供给。当此类配置有利于效率时，阀组合的精确控制对确保受控动力系的正常操作是关键。

有限状态机或状态机是在软件和控制应用中使用的方法，其描述了在复杂系统中作出决定的过程。状态机被用来模拟随时可通过处于特定设置或状态中来描述的系统。具有离散静止状态和定义的路径或状态之间的决定的系统可被状态机很好地描述。在标量或非离散区域操作的系统不能被状态机很好地描述。如果还在可定义的离散过程中执行，在静止状态间的转换可被定义为暂时状态。图4示出了根据本发明的示例性状态机。定义了六个状态，包括三个静止状态，静止状态A、B和C，和三个暂时状态，暂时状态A-B、B-C和C-A。由状态机描述的示例性系统仅能存在于六个定义状态的其中一个中。除了描述系统可存在的六个可能状态外，状态机还可描述在任意给定状态下的可能动作，如状态之间的箭头所描述。如果系统在静止状态B下操作，系统可采取动作以达到暂时状态A-B或暂时状态B-C。如果系统在暂时状态C-A下操作，系统仅能采取的动作就是达到静止状态A。以这种方式操作，状态机可被用来描述系统，所述系统在一系列离散状态下操作、定义系统状况和系统可能采取的动作。

PCS阀可在离散状态和离散暂时状态下操作。如表2和附加说明所述，每个PCS被称为处于高状态或低状态。对指令作出反应，每个PCS经历了从高状态到低状态或反向的离散暂时状态。即使当PCS阀在一些中间位置操作时，阀的控制可致动阀到作为半离散状态的中间位置。类似地，当存在于0状态或1状态时，X阀和Y阀在表2中被描述，描述了在离散二元状态下操作的每个阀。

方法是已知的，借此方法变速器阀可在中间状态或在阀行程的末端状态之间的状态下被操作。这种中间状态的示例性使用包括PCS阀，其被用来填装具有使得在离合器中选择接触状态的部分流量中间状态的离合器，其中离合器仅仅接收部分线性压力到校准水平使得离合器的接合停止短暂的对离合器连接表面的完全压缩。一个允许中间状态的示例性阀配置包括电动阀的直接控制，通过在本领域中已知的利用反馈控制的伺服或类似装置，驱动阀到一个基于指令的确定位置。另一个允许此类操作的示例性阀配置包括具有压力反馈循环的流量管理阀。根据正常的液压致动阀操作，指令压力被应用到阀上，打开阀使得全部P_LINE被应用到离合器上并使离合器压力增加。但是，被节流孔板或其他装置操控的离合器压力或一些其派生物，被反馈并驱动阀到特定位置。此类配置是有利的，因为其由离合器压力直接控制而不依赖传感器和控制系统的适当校准。此类中间状态仍然可以是离散的并仍可被状态机模拟。

公开了使用状态机控制一组液压阀的方法。如上所述，在液压控制系统中的液压阀控制由液压控制系统提供的功能。示例性控制系统做出关于阀设置的决策以监控提供功能的需求，在需求中确定优先级，确定期望的阀配置以根据确定的优先级使功能能够致动，监控当前的阀配置，并执行允许的或优先的阀转换以达到期望的阀配置。

通过状态机描述任意系统要求理解所有可能的状态和转换。图5根据本发明示出了描述X阀和Y阀操作的示例性状态机。具有两个可能静止状态的X阀和具有两个可能静止状态的Y阀定义了图5中的四个静止状态：状态310，其中只启用EVT模式I操作；状态320，其中只启用EVT模式II操作；表2中定义的状态330为高范围；表2中定义的状态340为低范围。每个描述状态定义了有效的或启动的离合器，其可在给定的X阀和Y阀配置下接合。状态310允许仅用接合的离合器C1的发动机、电机或两者的转矩传递。如图1中所显示的，示例性变速器的操作包括仅用接合的离合器C1的行星齿轮装置，系统在EVT模式I中是可操作的。如表2所示，状态310还包括两个电机的主动冷却回路的液压流体，允许动力系在具有完全管理电机热量能力的电功率下稳定操作。状态320允许仅用接合的离合器C2的发动机、电机或两者的转矩传递。如图1中所显示的，示例性变速器的操作包括仅用接合的离合器C2的行星齿轮装置，系统在EVT模式II中是可操作的。类似于状态310，状态320还包括两个电机的主动冷却回路的液压流体，允许动力系在具有完全管理电机热量能力的电功率下稳定操作。状态330允许使用任意接合的离合器C2、C3和C4的发动机、电机或两者的转矩传递。具有任何这些离合器的操作允许在仅用接合的离合器C2的EVT模式II中或在具有接合的离合器的组合的第三固定档位或第四固定档位中操作(参照上面的表1)。状态340允许使用任意接合的离合器C1、C2和C4的发动机、电机或两者的转矩传递。具有任何这些离合器的操作允许在EVT模式I或II中或在第一、第二或第三固定档位中操作。

图5中额外定义了四个暂时状态：状态315、325、335和345，定义了在静止状态之间允许的转换。在图5的示例性实施例中，要注意的是被模拟的系统总是在八个已定义状态的其中一个中，四个暂时状态被在转换中的X阀或Y阀所定义。经由暂时状态的动力系的操作主要通过未被转换的阀被定义，因为该阀控制(dictate)哪个阀在转换中保持接合。改变X阀和Y阀的暂时状态是不允许的。如上所述，系统总是在八个已定义状态的其中一个中，在两个阀被改变的转换中，经过系统的液压流将依赖于哪个阀先改变并将导致意外和可能的有害后果。结果，系统的稳定控制要求一次只有一个阀被改变。在暂时状态325、335和345中，没有转换的阀使得至少一个离合器于整个转换中接合，因此使得在暂时状态的整个操作中通过变速器来传递转矩。仅仅暂时状态315从只启动(或使能)离合器C1的状态310转换到只启动离合器C2的状态320。因为在暂时状态没有离合器是可操作的，所以状态315只发生在没有转矩通过变速器传递的空档范围状态。

模拟液压控制系统及其阀的操作的状态机基于转换对驾驶性能、完成换档的时间、燃料效率、和其他相关因素的影响，用于比较不同的可能阀转换路径并选择优选的阀转换。

图5示出了示例性变速器可以存在的并被作为X阀和Y阀的函数转换的状态。各种状态允许的功能不是随机安排的，而是适合用于动力系的整个控制战略。图6根据本发明，通过各种操作范围状态示出了动力系的示例性操作，图5中状态机的配置所需的信息。N_I对N_O绘图，标记线和区域基于变速器的操作范围状态描述了N_I对N_O的关系。线GR1到GR4描述了每个相应的固定档位状态的固定齿轮比，其中线的斜率描述了N_I对N_O的比。两种阴影线部分描述了启用EVT模式I和II的区域。图6还描述了通过各种离合器的接合和脱离在各种操作范围状态之间可能的转换，通过上述表1的检验，关系变得更加明显。例如，如上所述，EVT模式I仅用接合的离合器C1可操作，EVT模式II仅用接合的离合器C2可操作。第二固定档位(FG2)使用接合的离合器C1和C2可操作。返回到图6，表示FG2齿轮比的线位于EVT模式I和II的边界上。在EVT模式I和EVT模式II之间转换的示例性的方法是通过FG2转换。通过空档的任何换档会引起在TO中断，其中离合器C1的脱离先于离合器C2的接合，因此，通过FG2换档是优选，其中C2接合然后C1脱离。类似地，例如，从接合离合器C2和C3的FG4到接合离合器C2和C4的FG3的齿轮之间的换档为了避免T_O中断优选地通过接合离合器C2的EVT模式II转换。这样，在操作范围状态之间的转换被设配置，其中离合器转换包括通过选择的离合器控制设计启动的优先转换。

优选的离合器转换的布置在图5所示的示例性的阀配置中是明显的。图6中彼此紧贴的操作范围状态在状态330和340聚集在一起，在两状态之间的转换仅仅要求通过暂时状态335的单个转换。从状态340中相对于图6中的部分的操作到其中启动电机主动冷却的状态310的转换仅仅要求通过暂时状态345的单个转换。可能的是，以经过空档的相应的换档，通过暂时状态315的转换优选地被避免。例如，以操作在状态310并感知到需要转到状态330的系统，通过状态340的转换优选为通过状态320的转换，以此来避免在暂时状态315通过空档的换档以及由转矩中断引起的驾驶性能的相关影响。

图5描述了在X阀和Y阀的控制配置中可能的通过状态机的转换。图6描述了操作范围状态行为并表示了在范围状态之间换档的结构。图7为根据本发明进一步描述在示例性变速器中的范围状态之间的允许的换档的示例性状态机。接合和脱离各种离合器的多级阀的致动，与有限个有效的操作范围状态的离合器组合和其他车辆操作性能要求相结合，产生对操作范围状态的换档中的优先和禁止。例如，在FG1中操作的动力系在发动机操作时可以转换到到FG2或EVT模式I。这种转换是可能的，因为在图5里由状态340描述的低范围中，在FG1接合的离合器C1和C4可以转换为与EVT模式I发动机操作一致的C1的单独致动，或通过停用离合器C4和致动离合器C2转换为FG2。然而，不能从接合离合器C1和C4的FG1直接转换到接合离合器C2和C4的FG3。离合器C1和C2不能被转换，因为通过自身接合的离合器C4不是有效的操作范围状态。替代地，必须首先转换到FG2，然后可再转换到FG3。此类操作范围状态关系基于并相互依赖于例如图5中所描述行为的任意阀逻辑战略。图7出于说明的目的表示了描述操作范围状态和在范围状态之间允许的转换的不完整的状态机。应当领会的是，额外允许的转换存在于示例性变速器中，但是不需要在图7中说明这些关系。

如上所述，利用来控制变速器的多层液压阀的设计是有效的，允许使用的物理阀数量减少，但是对控制变速器的阀的小心控制必须在液压控制中保持避免逻辑错误。在阀设置之间且经过阀改变顺序的转换的不同方法是已知的。已知的战略利用传感器直接感应换档改变和定时战略通过指令控制的换档预测变速器行为。但是，如上所述，多层阀战略的使用与多个离合器行星齿轮装置结合产生增加的对液压阀的精确致动的依赖。非计划中的阀设置的瞬间重叠可引起意外的离合器致动和对动力系的负面影响。使用如图5所示的示例性实施例的状态机来控制阀改变，避免了不正确的假设并允许执行错误校对方法，保证了意外的离合器致动或停用不会发生。例如，为了考虑慢阀致动，在X阀和Y阀设置中的改变可以包括PCS屏蔽功能。图8图示了根据本发明的PCS屏蔽功能。由于输入中的改变，X阀指令初始化以改变X阀状态。为了屏蔽一些意外的或突发的用于由液压控制系统提供的功能的液压流的影响，在X阀指令初始化的时候，屏蔽功能施加在允许的PCS指令上，使得PCS必须返回缺省位置。PCS停用延迟被允许终止以便保证PCS阀具有返回它们缺省位置的时间。PCS停用延迟可以是多个变量的函数，包括T_OIL的影响，例如，液压油的粘度。一旦PCS停用延迟终止，X阀可被允许改变状态。此外，执行延迟以考虑X阀改变状态需要的时间。这种延迟，X阀致动延迟，可以是多个变量的函数，包括T_OIL。一旦X阀致动延迟终止，在允许的PCS指令上的屏蔽功能被移除，依赖于阀函数的PCS指令可以返回正常级别。

然而使用多级阀战略的系统，依赖于不同阀对于适当功能的相关定时，可以从本文所述方法中获益，应当领会的是，益处可以使用状态机以控制任意使用利用离散阀状态的阀的液压控制系统而获得。例如，如果上述系统利用用于每个离合器和每个额外的由液压控制系统提供的功能的不同的阀，状态机仍然能保证延迟的阀不会在离合器控制中引起逻辑错误。类似地，状态机在此类系统中可以作为防止出错的方法以优先与离合器操作相对的电机的主动冷却。

图9和10根据本发明图示了示例性阀顺序控制模块，监控与液压控制系统的控制相关的输入并对液压控制阀发出指令。图9描述了XY指令逻辑模块，接收与由液压控制系统提供的功能的要求相关的输入并产生期望的XY输出，描述了最好地服务于输入需求的期望的XY状态或X阀和Y阀的配置。在图9的示例性实施例中描述的输入包括期望主动电机冷却，TOIL，和期望的操作范围状态。其他示例性输入依赖于系统的配置可包括润滑需求。XY指令逻辑模块包括优先输入和确定哪个竞争功能对服务更加重要的算法。例如，算法可以确定完成期望操作范围状态的特定离合器功能比当前主动电动机冷却的需要更重要。图10描述了状态机模块，接收关于当前阀设置、期望阀设置和期望操作范围状态的输入且输出X阀和Y阀指令。状态机模块根据本发明中描述的方法编程的分析方法和算法确定合适的X阀和Y阀静止状态和传递状态以作用对液压控制系统的期望控制。尽管未示出，应当领会的是，除了期望阀设置和期望操作范围状态外，多个其他输入可以被用来影响和限制状态机作出的决定，包括物理限制和特征和诊断模式设置。例如卡住的X阀或Y阀的指示，诊断故障可以产生适当的作用，例如，在当前状态冻结状态机或补救转换，例如移动到产生试图解冻阀的压力脉冲的状态。所有输入的结果，状态机模块处理有效的信息并直接发布指令给X阀和Y阀或向阀指令模块发出合适的指示信号。上述模块解释了被利用的控制功能的不同功能特征；然而，应当理解的是，这些模块可以合并入不同的整体的物理装置，在单个物理装置中，模块自身可以覆盖多个物理装置；或两个模块可以结合为一个液压控制系统控制模块。

应当理解在本公开的范围内允许进行修改。本公开已经具体参考优选实施例和其修改进行了描述。基于阅读和理解本说明书可做出进一步的修改和替换。其旨在包括进入本公开范围内的所有此类修改和替换。