專利名稱：具有故障保護(hù)布置的車用自動(dòng)變速器控制設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及用于控制車輛的自動(dòng)變速器的控制設(shè)備，更具體而言，本發(fā)明涉及與故障保護(hù)布置相關(guān)的技術(shù)，該故障保護(hù)布置使得車輛能夠在可操作來(lái)選擇性建立多個(gè)檔位的控制器閥中出現(xiàn)操作異常的情況下行駛。
背景技術(shù)：
在其中多個(gè)液壓操作摩擦耦合裝置被選擇性地嚙合和松開來(lái)選擇性地建立具有各自不同速比的多個(gè)檔位的車輛自動(dòng)變速器中，提供了一種用于控制每個(gè)液壓操作摩擦耦合裝置的液壓的控制設(shè)備。作為這樣一種控制設(shè)備，已知一種包括多個(gè)作為耦合裝置控制器閥的電磁閥的設(shè)備，這些控制器閥可操作來(lái)控制要供應(yīng)到各個(gè)液壓操作摩擦耦合裝置的受壓工作流體的流動(dòng)，以選擇性地嚙合和松開摩擦耦合裝置。JP-H-09-303545A公開了在該控制設(shè)備中采用的故障保護(hù)布置。在所公開的布置中，故障保護(hù)閥設(shè)置在耦合裝置控制器閥和摩擦耦合裝置之間。當(dāng)由于電連接器斷開、導(dǎo)線破損或其他因素而使控制器閥進(jìn)入其中閥變得不能對(duì)摩擦耦合裝置施加液壓的壓力輸出故障狀態(tài)時(shí)，控制故障保護(hù)閥來(lái)建立緊急流體通道以允許通過(guò)其對(duì)摩擦耦合裝置施加液壓，而將多個(gè)檔位中的預(yù)定一個(gè)建立為緊急檔位，從而使得車輛能夠持續(xù)行駛。
但是，在具有上述故障保護(hù)布置(其中故障保護(hù)閥設(shè)置在耦合裝置控制器閥和摩擦耦合裝置之間)的傳統(tǒng)控制設(shè)備中，即使在控制器閥不出現(xiàn)壓力輸出故障的情況下，液壓也通過(guò)故障保護(hù)施加到摩擦耦合裝置。就是說(shuō)，該布置總是需要長(zhǎng)的流體通道，不管是否有控制器閥的壓力輸出故障，這使得難以允許快速響應(yīng)于耦合裝置控制器閥來(lái)精確地控制耦合裝置。

發(fā)明內(nèi)容
考慮到上述背景技術(shù)做出了本發(fā)明。因此本發(fā)明的目的是提供一種故障保護(hù)布置，其通過(guò)確保向要嚙合來(lái)建立預(yù)定檔位的一個(gè)或多個(gè)液壓操作摩擦耦合裝置供應(yīng)液壓，來(lái)使得車輛能夠在耦合裝置控制器閥的上述壓力輸出故障下以該預(yù)定檔位行駛，而不使摩擦耦合裝置對(duì)耦合裝置控制器閥的響應(yīng)精度和速度惡化。該目的可以根據(jù)下述本發(fā)明的第一至第十方面中任一個(gè)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
本發(fā)明的第一方面提供了一種控制設(shè)備，用于控制車輛自動(dòng)變速器，所述自動(dòng)變速器包括可操作來(lái)選擇性地建立多個(gè)具有各自不同速比的檔位的多個(gè)液壓操作摩擦耦合裝置，其中所述多個(gè)液壓操作摩擦耦合裝置包括(i)至少一個(gè)第一耦合裝置，其被嚙合來(lái)建立作為所述多個(gè)檔位中預(yù)定一個(gè)的緊急檔位，和(ii)至少一個(gè)第二耦合裝置，其被松開來(lái)建立所述緊急檔位。所述控制設(shè)備包括(a)多個(gè)耦合裝置控制器閥，其可操作來(lái)控制被供應(yīng)到所述各個(gè)液壓操作摩擦耦合裝置的受壓工作流體的流動(dòng)；和(b)故障保護(hù)閥。所述多個(gè)耦合裝置控制器閥中的每一個(gè)都具有(a-1)輸入端口，所述受壓工作流體被輸入到所述輸入端口；(a-2)輸出端口，所述工作流體從所述輸出端口輸出到所述液壓操作摩擦耦合裝置中的相應(yīng)一個(gè)；(a-3)排出端口，所述工作流體從所述排出端口排出；和(a-4)閥芯，所述閥芯可移動(dòng)來(lái)改變所述輸入端口、輸出端口和排出端口中保持彼此連通的連通端口的組合，以使得所述液壓操作摩擦耦合裝置中所述相應(yīng)一個(gè)根據(jù)所述連通端口的所述組合而被選擇性地嚙合和松開。所述故障保護(hù)閥具有(b-1)連接到第一控制器閥的所述排出端口的第一輸出端口，所述第一控制器閥是控制供應(yīng)到所述至少一個(gè)第一耦合裝置中每一個(gè)的所述工作流體的流動(dòng)的所述控制器閥中的一個(gè)；(b-2)第一輸入端口，所述第一輸入端口可與所述第一輸出端口連通，以使得供應(yīng)到所述第一輸入端口的所述工作流體可以通過(guò)所述第一輸出端口供應(yīng)到所述第一控制器閥的所述排出端口；(b-3)第一排出端口，所述第一排出端口可與所述第一輸出端口連通，以使得從所述至少一個(gè)第一耦合裝置中的所述每一個(gè)排出到所述第一輸出端口的所述工作流體可以通過(guò)所述第一排出端口被排出；(b-4)連接到第二控制器閥的所述輸入端口的第二輸出端口，所述第二控制器閥是控制供應(yīng)到所述至少一個(gè)第二耦合裝置中每一個(gè)的所述工作流體的流動(dòng)的所述控制器閥中的一個(gè)；(b-5)第二輸入端口，所述第二輸入端口可與所述第二輸出端口連通，以使得供應(yīng)到所述第二輸入端口的所述受壓工作流體可以通過(guò)所述第二輸出端口供應(yīng)到所述第二控制器閥的所述輸入端口；和(b-6)第二排出端口，所述第二排出端口可與所述第二輸出端口連通，以使得從所述至少一個(gè)第二耦合裝置中的所述每一個(gè)排出到所述第二輸出端口的所述工作流體可以通過(guò)所述第二排出端口被排出。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，在本發(fā)明第一方面所定義的控制設(shè)備中，所述故障保護(hù)閥可在正常連通狀態(tài)和緊急連通狀態(tài)之間切換，其中當(dāng)所述故障保護(hù)閥被置于所述正常連通狀態(tài)中時(shí)，所述第一輸出端口和所述第一排出端口彼此保持連通，所述第一輸入端口不與所述第一輸出端口保持連通，所述第二輸出端口和所述第二輸入端口彼此保持連通，并且所述第二排出端口不與所述第二輸出端口保持連通，并且其中當(dāng)所述故障保護(hù)閥被置于所述緊急連通狀態(tài)中時(shí)，所述第一輸出端口和所述第一輸入端口彼此保持連通，所述第一排出端口不與所述第一輸出端口保持連通，所述第二輸出端口和所述第二排出端口彼此保持連通，并且所述第二輸入端口不與所述第二輸出端口保持連通。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面，在本發(fā)明第一或第二方面所定義的控制設(shè)備中，所述多個(gè)耦合裝置控制器閥中的每一個(gè)都由電磁操作閥提供。所述控制設(shè)備還包括電源故障檢測(cè)器，其檢測(cè)禁止向所述多個(gè)耦合裝置控制器閥供應(yīng)足夠電力的電源故障；和故障保護(hù)閥切換器，當(dāng)所述電源故障檢測(cè)器檢測(cè)到所述電源故障時(shí)，所述故障保護(hù)閥切換器可操作來(lái)將所述故障保護(hù)閥置于建立所述緊急檔位的緊急連通狀態(tài)中。
根據(jù)本發(fā)明的第四方面，在本發(fā)明第三方面所定義的控制設(shè)備中，所述多個(gè)控制器閥中的每一個(gè)在被激勵(lì)時(shí)被置于打開狀態(tài)，在所述打開狀態(tài)中所述輸出端口和所述輸入端口彼此保持連通，而所述排出端口不與所述輸出端口保持連通，并且其中所述多個(gè)控制器閥中的每一個(gè)在被去激勵(lì)時(shí)被置于關(guān)閉狀態(tài)，在所述關(guān)閉狀態(tài)中所述輸出端口和所述排出端口彼此保持連通，而所述輸入端口不與所述輸出端口保持連通。
根據(jù)本發(fā)明的第五方面，在本發(fā)明第四方面所定義的控制設(shè)備中，當(dāng)所述故障保護(hù)閥被置于所述緊急連通狀態(tài)中時(shí)，所述第一輸出端口和所述第一輸入端口彼此保持連通來(lái)作為緊急輸出端口和緊急輸入端口，以允許通過(guò)所述故障保護(hù)閥的所述緊急輸入端口和輸出端口以及所述第一控制器閥的所述排出端口和輸出端口來(lái)向所述至少一個(gè)第一耦合裝置中的每一個(gè)供應(yīng)所述工作流體，從而嚙合所述至少一個(gè)第一耦合裝置來(lái)建立所述緊急檔位。
根據(jù)本發(fā)明的第六方面，在本發(fā)明第五方面所定義的控制設(shè)備中，當(dāng)所述故障保護(hù)閥被置于所述緊急連通狀態(tài)中時(shí)，所述第二排出端口和所述第二輸出端口保持連通來(lái)作為緊急排出端口，以允許從所述至少一個(gè)第二耦合裝置中的每一個(gè)排出的所述工作流體通過(guò)所述第二控制器閥的所述輸出端口和輸入端口以及所述故障保護(hù)閥的所述第二輸出端口和緊急排出端口排出，從而松開所述至少一個(gè)第二耦合裝置來(lái)建立所述緊急檔位。
根據(jù)本發(fā)明的第七方面，在本發(fā)明第三至第六方面中任一個(gè)所定義的控制設(shè)備中，所述故障保護(hù)閥切換器由閥芯位置控制器閥提供，所述閥芯位置控制器閥選擇性地允許和禁止在使得所述故障保護(hù)閥被置于所述緊急連通狀態(tài)中的方向上向所述故障保護(hù)閥的閥芯施加液壓，其中所述閥芯位置控制器閥由電磁操作閥提供，其中所述閥芯位置控制器閥在被激勵(lì)時(shí)被置于禁止所述施加液壓操作的關(guān)閉狀態(tài)，以使得所述故障保護(hù)閥不被置于所述緊急連通狀態(tài)，并且其中所述閥芯位置控制器閥在被去激勵(lì)時(shí)被置于允許所述施加液壓操作的打開狀態(tài)，以使得所述故障保護(hù)閥被置于所述緊急連通狀態(tài)。
根據(jù)本發(fā)明的第八方面，在本發(fā)明第七方面所定義的控制設(shè)備中，所述閥芯位置控制器閥用作所述電源故障檢測(cè)器，并在所述閥芯位置控制器閥不被激勵(lì)時(shí)檢測(cè)到所述電源故障，并且其中用作所述電源故障檢測(cè)器的所述閥芯位置控制器閥在檢測(cè)到所述電源故障時(shí)，輸出所述液壓作為表示所述電源故障的信號(hào)，所述液壓被施加到所述故障保護(hù)閥的所述閥芯。
根據(jù)本發(fā)明的第九方面，在本發(fā)明第七或第八方面所定義的控制設(shè)備中，所述故障保護(hù)閥包括偏置器，所述偏置器在與使得所述故障保護(hù)閥被置于所述緊急連通狀態(tài)中的所述方向相反的方向上偏置所述故障保護(hù)閥的所述閥芯。
根據(jù)本發(fā)明的第十方面，在本發(fā)明第一或第九方面中任一個(gè)所定義的控制設(shè)備中，所述故障保護(hù)閥包括閥芯，所述閥芯可移動(dòng)來(lái)改變所述第一輸出端口、第一輸入端口和第一排出端口中保持彼此連通的連通端口的組合，且還改變所述第二輸出端口、第二輸入端口和第二排出端口中保持彼此連通的連通端口的組合，并且其中所述故障保護(hù)閥的所述閥芯由單個(gè)構(gòu)件提供。
在本發(fā)明第一至第十方面的每一個(gè)的控制設(shè)備中，其中故障保護(hù)閥連接到每個(gè)耦合裝置控制器閥的排出端口或輸入端口，與其中故障保護(hù)閥連接到每個(gè)耦合裝置控制器閥的輸出端口的布置相比，使摩擦耦合裝置對(duì)耦合裝置控制器閥的響應(yīng)的精度和速度惡化的危險(xiǎn)更小。
在本發(fā)明第二方面的控制設(shè)備中，當(dāng)故障保護(hù)閥例如響應(yīng)于檢測(cè)到電源故障而從正常連通狀態(tài)切換到緊急連通狀態(tài)時(shí)，使第一輸入端口與連接到第一控制器閥排出端口的第一輸出端口連通，該第一控制器閥布置來(lái)控制供應(yīng)到所述至少一個(gè)第一耦合裝置中每一個(gè)的工作流體的流動(dòng)，同時(shí)使第二排出端口與連接到第二控制器閥輸入端口的第二輸出端口連通，該第二控制器閥布置來(lái)控制供應(yīng)到所述至少一個(gè)第二耦合裝置中每一個(gè)的工作流體的流動(dòng)。在故障保護(hù)閥被置于緊急連通狀態(tài)的情況下，工作流體可以通過(guò)故障保護(hù)閥的第一輸入端口和第一輸出端口以及第一控制器閥的排出端口和輸出端口被供應(yīng)到第一耦合裝置，而同時(shí)工作流體可以從第二耦合裝置通過(guò)第二控制器閥的輸出端口和輸入端口以及故障保護(hù)閥的第二輸出端口和第二排出端口被排出。在此情況下，因?yàn)楣ぷ髁黧w從第二耦合裝置通過(guò)第二控制器閥的輸出端口和輸入端口排出，所以即使在輸入端口和輸出端口有問(wèn)題地維持彼此連通時(shí)(例如由于由閥結(jié)構(gòu)中堵塞的灰塵或其他異物以及閥的閥芯的受到阻礙的運(yùn)動(dòng)引起的所謂“閥阻塞”)，也可以實(shí)現(xiàn)從第二耦合裝置排出工作流體。因此，當(dāng)故障保護(hù)閥被置于緊急連通狀態(tài)中時(shí)，第二耦合裝置被可靠地松開，而第一耦合裝置被嚙合，由此避免由于第一和第二耦合裝置的同時(shí)嚙合而導(dǎo)致的所謂“互鎖”。
此外，在本發(fā)明第二方面的控制設(shè)備中，當(dāng)故障保護(hù)閥被置于正常連通狀態(tài)時(shí)，第二輸入端口與連接到第二控制器閥輸入端口的第二輸出端口保持連通，以允許向第二控制器閥的輸入端口供應(yīng)工作流體，由此可以控制第二耦合裝置來(lái)選擇性地嚙合和松開。
已知一種使得車輛即使在“互鎖”的情況下也能夠行駛的布置，例如如JP-2000-65203所公開的。在此布置中，通過(guò)布置來(lái)檢測(cè)每個(gè)液壓操作摩擦耦合裝置中的液壓的傳感器來(lái)檢測(cè)互鎖，使得在檢測(cè)到互鎖時(shí)將變速器置于受限檔位之一中，所述受限檔位可以通過(guò)所關(guān)注的耦合裝置的同時(shí)嚙合而建立，即允許車輛在不受互鎖影響的情況下行駛。但是，在此布置中，如果上述壓力輸出故障是由例如除互鎖外還有電連接器斷開引起的，則車輛無(wú)法避免出現(xiàn)互鎖問(wèn)題，除非上述受限檔位中至少一個(gè)與在出現(xiàn)壓力輸出故障時(shí)所要建立的預(yù)定檔位重合。另一方面，在根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的控制設(shè)備中，即使耦合裝置控制器閥除了壓力輸出故障之外還出現(xiàn)排出故障(其中排出端口保持關(guān)閉)，也可以可靠地松開第二耦合裝置，同時(shí)嚙合第一耦合裝置，以使得車輛能夠在建立緊急檔位的情況下行駛，從而避免互鎖問(wèn)題。
根據(jù)本發(fā)明的控制設(shè)備優(yōu)選地可應(yīng)用于具有多個(gè)行星齒輪組的行星齒輪式自動(dòng)變速器。但是，本發(fā)明的原理同樣可應(yīng)用于包括選擇性嚙合和松開來(lái)實(shí)現(xiàn)換檔動(dòng)作的多個(gè)液壓操作摩擦耦合裝置的任何其他類型的自動(dòng)變速器，例如具有選擇性連接到輸出旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的多個(gè)動(dòng)力輸入路徑的并聯(lián)雙軸式自動(dòng)變速器。
自動(dòng)變速器的每個(gè)液壓操作摩擦耦合裝置可以是由液壓致動(dòng)器嚙合并通常用于自動(dòng)變速器的多片或單片式離合器或制動(dòng)器，或者帶式制動(dòng)器。設(shè)置來(lái)傳輸用于嚙合摩擦耦合裝置的受壓工作流體的油泵，可以被諸如發(fā)動(dòng)機(jī)之類的車輛驅(qū)動(dòng)源或者專門設(shè)置來(lái)驅(qū)動(dòng)油泵的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。
每個(gè)耦合裝置控制器閥優(yōu)選地由形式為線性電磁閥的電磁操作閥提供，該線性電磁閥輸出由閥芯調(diào)節(jié)的嚙合液壓，閥芯定位于電磁力同偏置力和反饋壓力的和之間的平衡位置，其中電磁力由設(shè)置在閥芯相對(duì)兩側(cè)之一上的線圈產(chǎn)生，偏置力由設(shè)置在閥芯另一側(cè)上的彈簧產(chǎn)生，而反饋壓力在設(shè)置于閥芯另一側(cè)上并承受輸出液壓的反饋腔中產(chǎn)生。但是，每個(gè)耦合裝置控制器閥可以由ON-OFF電磁閥提供，控制其占空比或周期來(lái)控制嚙合液壓。
如本發(fā)明的第四方面中那樣，在每個(gè)耦合裝置控制器閥由常閉式的電磁操作閥提供時(shí)，如果發(fā)生由例如電連接器斷開、導(dǎo)線破損或電子控制單元斷電而導(dǎo)致的并且其暫停對(duì)控制器閥的電力供應(yīng)的電源故障，則使控制器閥進(jìn)入壓力輸出故障狀態(tài)(在該狀態(tài)中輸出端口和排出端口彼此保持連通，而輸入端口被關(guān)閉，以禁止該閥輸出嚙合液壓)?？刂破鏖y即使在由常閉式閥提供的情況下也可能進(jìn)入壓力輸出故障狀態(tài)，因?yàn)榇嬖谶@樣的可能性，即閥可能在被完全激勵(lì)時(shí)例如由于電子控制單元的故障而偶爾變得不可控制。
包括液壓操作摩擦耦合裝置和相應(yīng)耦合裝置控制器閥的液壓控制單元可以優(yōu)選地被布置來(lái)將耦合裝置控制器閥的輸出液壓直接施加到用于嚙合相應(yīng)摩擦耦合裝置的液壓致動(dòng)器(液壓缸)，以提高自動(dòng)變速器的液壓換檔響應(yīng)。但是，液壓控制單元可以被修改來(lái)在作為第一耦合裝置控制器閥的每個(gè)耦合裝置控制器閥之外還包括第二耦合裝置控制器閥，以使得第二耦合裝置控制器閥設(shè)置在每個(gè)第一耦合裝置控制器閥和相應(yīng)液壓致動(dòng)器之間。在此修改布置中，第二控制器閥由第一控制器閥的輸出液壓控制，并且工作流體從這樣控制的第二控制器閥供應(yīng)到液壓致動(dòng)器。本發(fā)明的原理同樣可應(yīng)用于此修改布置。就是說(shuō)，即使在出現(xiàn)第一控制器閥的壓力輸出故障的情況下，工作流體也可以通過(guò)第二控制器閥(其通過(guò)從第一控制器閥的排出端口輸出的液壓而被置于其打開位置)供應(yīng)到第一耦合裝置的液壓致動(dòng)器，由此第一耦合裝置可以嚙合。
通常為各個(gè)液壓操作摩擦耦合裝置設(shè)置耦合裝置控制器閥。但是，在摩擦耦合裝置包括同時(shí)嚙合或松開(即不彼此分別嚙合或松開)的兩個(gè)或更多摩擦耦合裝置的情況下，可以為這些摩擦耦合裝置設(shè)置單個(gè)共用的耦合裝置控制器閥。
故障保護(hù)閥優(yōu)選地由具有閥芯的單個(gè)閥提供，該閥芯例如由如同本發(fā)明第十方面中的單個(gè)構(gòu)件來(lái)提供。但是，故障保護(hù)閥可以由多個(gè)閥提供，所述多個(gè)閥中的一個(gè)用來(lái)改變第一輸出端口、第一輸入端口和第一排出端口中彼此保持連通的連通端口的組合，所述多個(gè)閥中的另一個(gè)用來(lái)改變第二輸出端口、第二輸入端口和第二排出端口中彼此保持連通的連通端口的組合。
控制設(shè)備優(yōu)選地包括故障保護(hù)閥切換器，其在檢測(cè)到電源故障時(shí)可操作來(lái)將故障保護(hù)閥置于建立緊急檔位的緊急連通狀態(tài)中，如同本發(fā)明的第三方面中那樣。故障保護(hù)閥切換器可以布置來(lái)將故障保護(hù)閥保持在正常連通狀態(tài)，只要未檢測(cè)到電源故障。
故障保護(hù)閥切換器可以由這樣的電磁操作閥提供，其布置成在被激勵(lì)(ON)時(shí)通過(guò)允許或禁止向故障保護(hù)閥的閥芯施加液壓而將故障保護(hù)閥置于正常連通狀態(tài)(非緊急連通狀態(tài))，并且在被去激勵(lì)(OFF)時(shí)通過(guò)禁止或允許向故障保護(hù)閥的閥芯施加液壓而將故障保護(hù)閥置于緊急連通狀態(tài)。故障保護(hù)閥可以包括偏置器(例如彈簧)，所述偏置器在與使得可向閥芯施加液壓的方向相反的方向上偏置閥芯。
電氣系統(tǒng)的諸如電連接器斷開之類的故障可能是所有耦合裝置控制器閥中同時(shí)出現(xiàn)壓力輸出故障狀態(tài)的最可能的原因。為此，故障保護(hù)閥切換器優(yōu)選地被布置成在向故障保護(hù)閥切換器供應(yīng)電力時(shí)將故障保護(hù)閥保持在正常連通狀態(tài)下，并且在停止向故障保護(hù)閥切換器供應(yīng)電力時(shí)將故障保護(hù)閥置于緊急連通狀態(tài)。線圈優(yōu)選地設(shè)置在故障保護(hù)閥切換器中，以由此在向障保護(hù)閥切換器供應(yīng)電力時(shí)保持故障保護(hù)閥的正常連通狀態(tài)。但是，線圈可以用用于相同目的的其他電操作驅(qū)動(dòng)力產(chǎn)生器代替。
故障保護(hù)閥可以由ON-OFF電磁閥提供，其被布置成在其線圈被激勵(lì)(ON)時(shí)被保持在正常連通狀態(tài)下，并且在其線圈被去激勵(lì)(OFF)時(shí)被諸如彈簧之類的偏置器切換到緊急連通狀態(tài)。
例如在有電源故障時(shí)所要建立的一個(gè)或多個(gè)緊急檔位可以是一個(gè)向前驅(qū)動(dòng)檔位，或者替代地可以是兩個(gè)檔位，其中一個(gè)是向前驅(qū)動(dòng)檔位，而另一個(gè)是向后驅(qū)動(dòng)檔位。在后一情況下，可以構(gòu)造具有手動(dòng)閥的布置，該手動(dòng)閥可由例如換檔手柄的可手動(dòng)操作構(gòu)件來(lái)機(jī)械操作，以被選擇性地置于其向前驅(qū)動(dòng)位置和向后驅(qū)動(dòng)位置。在此布置中，當(dāng)手動(dòng)閥被置于向前驅(qū)動(dòng)位置時(shí)輸出向前驅(qū)動(dòng)液壓，以建立向前驅(qū)動(dòng)檔位。當(dāng)手動(dòng)閥被置于向后驅(qū)動(dòng)位置時(shí)輸出向后驅(qū)動(dòng)液壓，以建立向后驅(qū)動(dòng)檔位。另外，緊急檔位可以是具有不同速比的多個(gè)向前驅(qū)動(dòng)檔位，其根據(jù)由手動(dòng)操作構(gòu)件實(shí)現(xiàn)的手動(dòng)閥操作來(lái)選擇性地建立。
在作為緊急檔位的多個(gè)檔位可選擇性地建立的情況下，可以設(shè)置多個(gè)故障保護(hù)閥來(lái)建立各個(gè)檔位?；蛘撸梢圆捎镁哂卸鄠€(gè)第一輸入端口(緊急輸入端口)和多個(gè)第一輸出端口(緊急輸出端口)的單個(gè)故障保護(hù)閥，每個(gè)第一輸入端口被布置來(lái)通過(guò)不同連通通道中由手動(dòng)閥的操作所選擇的相應(yīng)一個(gè)來(lái)接收液壓，這些第一輸出端口被連接到各個(gè)耦合裝置控制器閥以建立作為緊急檔位的各個(gè)檔位。


通過(guò)結(jié)合附圖閱讀對(duì)本發(fā)明當(dāng)前優(yōu)選實(shí)施例的以下詳細(xì)說(shuō)明，將更好地理解本發(fā)明的以上和其他目的、特征、優(yōu)點(diǎn)以及技術(shù)和工業(yè)重要性，附圖中圖1A是圖示由根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例構(gòu)造的液壓控制設(shè)備所控制的車輛自動(dòng)變速器的示意圖；圖1B是表示圖1A的自動(dòng)變速器的檔位和液壓操作摩擦耦合裝置為建立各個(gè)檔位的工作狀態(tài)組合之間的關(guān)系的表；圖2是用直線來(lái)表示置于各個(gè)檔位下的圖1A的車輛自動(dòng)變速器的多個(gè)旋轉(zhuǎn)元件的相對(duì)轉(zhuǎn)速的共線圖；圖3是示出用于控制圖1A的車輛自動(dòng)變速器的控制系統(tǒng)的主要元件的框圖；圖4是圖示圖3所示換檔手柄的一個(gè)示例的立體圖；圖5是表示由換檔邊界線圖所表示的升檔和降檔邊界線示例的視圖，該換檔邊界線圖用于圖1A的車輛自動(dòng)變速器根據(jù)車輛行駛狀態(tài)來(lái)進(jìn)行自動(dòng)換檔；圖6是表示通過(guò)操作換檔手柄而選擇性建立的車輛自動(dòng)變速器的換檔范圍的視圖；圖7是圖示圖3所示液壓控制單元的主要元件的液壓回路圖；和圖8是示出圖7所示線性電磁閥中之一的軸向截面的視圖。
具體實(shí)施例方式
首先參考圖1A的示意圖，圖示了車用自動(dòng)變速器10的基本布置，該自動(dòng)變速器10由根據(jù)本發(fā)明的液壓控制設(shè)備控制并適當(dāng)?shù)赜迷诎l(fā)動(dòng)機(jī)前置后驅(qū)車輛(FR車輛)上，以使得自動(dòng)變速器10的軸向平行于車輛的縱向或行駛方向。如圖1A所示，自動(dòng)變速器10包括主要由兩級(jí)行星齒輪式的第一行星齒輪組12構(gòu)成的第一傳動(dòng)部分14、以及主要由單級(jí)行星齒輪式的第二行星齒輪組16和兩級(jí)行星齒輪式的第三行星齒輪組18構(gòu)成的第二傳動(dòng)部分20。第一傳動(dòng)部分14和第二傳動(dòng)部分20彼此共軸布置并連接到輸入軸22，并且第二傳動(dòng)部分20連接到輸出軸24，以使得由第一傳動(dòng)部分14和第二傳動(dòng)部分20將輸入軸22的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)速度改變成輸出軸24的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)速度。作為自動(dòng)變速器10的輸入構(gòu)件的輸入軸22是由采用發(fā)動(dòng)機(jī)30形式的車輛驅(qū)動(dòng)動(dòng)力源旋轉(zhuǎn)的變矩器32的渦輪軸，而輸出軸24是自動(dòng)變速器10的輸出構(gòu)件，其通過(guò)傳動(dòng)軸和差速齒輪裝置(未示出)而可操作地連接到車輛的左右驅(qū)動(dòng)輪。因?yàn)樽詣?dòng)變速器10被構(gòu)造成相對(duì)于其軸線對(duì)稱，所以在圖1A的示意圖中省略了自動(dòng)變速器10位于軸線之下的下半部分。
圖2的共線圖用直線來(lái)表示在自動(dòng)變速器10的各個(gè)檔位下第一傳動(dòng)部分14和第二傳動(dòng)部分20的每個(gè)元件的轉(zhuǎn)速。該共線圖下方的水平直線表示速度“0”，而上方的水平直線表示速度“1.0”，即輸入軸22的轉(zhuǎn)速。該共線圖還具有與第一傳動(dòng)部分14相對(duì)應(yīng)的三條垂直直線以及與第二傳動(dòng)部分20相對(duì)應(yīng)的四條垂直直線。與第一傳動(dòng)部分14相對(duì)應(yīng)的三條垂直直線從左向右依次分別表示太陽(yáng)輪S1、齒圈R1和行星輪架CA1。與第二傳動(dòng)部分20相對(duì)應(yīng)的四條垂直線從左向右依次分別表示太陽(yáng)輪S2、行星輪架CA2和CA3、齒圈R2和R3、以及太陽(yáng)輪S3。自動(dòng)變速器10包括形式為離合器C1-C4和制動(dòng)器B1、B2的多個(gè)液壓操作摩擦耦合裝置，這些耦合裝置選擇性地嚙合和松開來(lái)選擇性地建立形式為八個(gè)向前驅(qū)動(dòng)檔位(“1st”至“8th”)和兩個(gè)向后驅(qū)動(dòng)檔位(“Rev1”和“Rev2”)的多個(gè)檔位。
圖1B的表表示自動(dòng)變速器10的檔位與離合器C1-C4以及制動(dòng)器B1和B2的各個(gè)工作狀態(tài)組合之間的關(guān)系。在該表中，“○”表示離合器和制動(dòng)器的嚙合狀態(tài)，而“(○)”表示建立來(lái)向車輛施加發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)的第二制動(dòng)器B2的嚙合狀態(tài)。在存在與被嚙合來(lái)建立第一檔位“1st”的第二制動(dòng)器B2并聯(lián)布置的單向離合器F1的情況下，不需要嚙合第二制動(dòng)器B2來(lái)起動(dòng)或加速自動(dòng)變速器10置于第一檔位“1st”的車輛。由第一行星齒輪組12的傳動(dòng)比ρ1、第二行星齒輪組16的傳動(dòng)比ρ2和第三行星齒輪組18的傳動(dòng)比ρ3來(lái)確定各個(gè)檔位的速比。注意，圖1A中出現(xiàn)的標(biāo)號(hào)26和48分別表示變速箱和機(jī)械油泵。
上述離合器C1-C4以及制動(dòng)器B1和B2(下面在不需要彼此特別區(qū)別的情況下簡(jiǎn)單地稱為離合器C和制動(dòng)器B)是液壓操作摩擦耦合裝置，其中每個(gè)都可以是具有相互疊置并由液壓致動(dòng)器彼此壓緊的多個(gè)摩擦片的多片式離合器或制動(dòng)器。這些離合器C和制動(dòng)器B通過(guò)激勵(lì)和去激勵(lì)包括在圖3框圖所示的液壓控制單元98中的各個(gè)線性電磁閥SL1-SL6的線圈而嚙合和松開，并通過(guò)控制施加到線圈的電流來(lái)控制其嚙合和松開動(dòng)作期間離合器C和制動(dòng)器B的瞬時(shí)流體壓力。
參考圖示設(shè)置來(lái)控制車輛的自動(dòng)變速器10和其他裝置的控制系統(tǒng)的圖3的框圖，該控制系統(tǒng)包括加速踏板傳感器52，其可操作來(lái)檢測(cè)采用作為車輛加速構(gòu)件的加速踏板50的操作量ACC的形式的車輛駕駛員所需的發(fā)動(dòng)機(jī)30的輸出；發(fā)動(dòng)機(jī)速度傳感器58，其可操作來(lái)檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)30的速度NE；進(jìn)氣量傳感器60，其可操作來(lái)檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)30的進(jìn)氣量Q；進(jìn)氣溫度傳感器62，其可操作來(lái)檢測(cè)進(jìn)氣的溫度TA；配備有發(fā)動(dòng)機(jī)怠速開關(guān)的節(jié)氣門傳感器64，其可操作來(lái)檢測(cè)電子節(jié)氣門的開度θTH以及電子節(jié)氣門的全關(guān)狀態(tài)(發(fā)動(dòng)機(jī)30的怠速狀態(tài))；車速傳感器66，其可操作來(lái)檢測(cè)車輛的行駛速度V(輸出軸24的轉(zhuǎn)速NOUT)；冷卻水溫傳感器68，其可操作來(lái)檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)30中冷卻水的溫度TW；制動(dòng)器開關(guān)70，其可操作來(lái)檢測(cè)車輛主制動(dòng)系統(tǒng)的操作；換檔手柄位置傳感器74，其可操作來(lái)檢測(cè)形式為換檔手柄72的手動(dòng)可操作構(gòu)件的當(dāng)前所選位置PSH；渦輪速度傳感器76，其可操作來(lái)檢測(cè)變矩器32的渦輪轉(zhuǎn)速NT(輸入軸22的轉(zhuǎn)速NIN)；NS2速度傳感器77，其可操作來(lái)檢測(cè)第二行星齒輪組16的太陽(yáng)輪S2的轉(zhuǎn)速NS2；油溫傳感器78，其可操作來(lái)檢測(cè)液壓控制單元98中所使用的工作流體的溫度TOIL；升檔開關(guān)80，其可操作來(lái)產(chǎn)生用于使自動(dòng)變速器10升檔的升檔命令RUP；和降檔開關(guān)82，其可操作來(lái)產(chǎn)生用于使自動(dòng)變速器10降檔的降檔命令RDN。電子控制單元90接收這些傳感器和開關(guān)的表示加速踏板操作量ACC、發(fā)動(dòng)機(jī)速度NE、進(jìn)氣量Q、進(jìn)氣溫度TA、節(jié)氣門開度θTH、車速V、發(fā)動(dòng)機(jī)水溫TW、主制動(dòng)系統(tǒng)的操作、換檔手柄位置PSH、渦輪速度NT、太陽(yáng)輪速度NS2、流體溫度TOIL、升檔命令RUP和降檔命令RDN的輸出信號(hào)。
換檔手柄72布置在車輛的車輛駕駛員座附近，并具有四個(gè)位置倒車位置R、空檔位置N、驅(qū)動(dòng)位置D(自動(dòng)換檔位置)和順序位置S(手動(dòng)換檔位置)，如圖4所示。選擇倒車位置R來(lái)在向后或倒車方向上驅(qū)動(dòng)車輛。在空檔位置N中，車輛驅(qū)動(dòng)動(dòng)力不從發(fā)動(dòng)機(jī)30傳遞到驅(qū)動(dòng)輪。選擇驅(qū)動(dòng)位置D以在自動(dòng)變速器10的自動(dòng)換檔動(dòng)作下在向前方向上驅(qū)動(dòng)車輛。選擇順序位置S來(lái)在向前方向上驅(qū)動(dòng)車輛，以使得可以通過(guò)操作換檔手柄72從順序位置S到圖4所示的升檔位置“+”或降檔位置“-”來(lái)使自動(dòng)變速器10升檔或降檔。如下面參考圖6詳細(xì)描述的那樣，可以通過(guò)操作換檔手柄72到升檔位置“+”或降檔位置“-”而選擇八個(gè)換檔范圍L、2-7和D中的一個(gè)，來(lái)選擇自動(dòng)變速器10可用于自動(dòng)換檔的檔位數(shù)。如上所述，換檔手柄位置傳感器74檢測(cè)換檔手柄72的位置R、N、D和S中當(dāng)前所選擇的一個(gè)。
當(dāng)換檔手柄72被置于驅(qū)動(dòng)位置(自動(dòng)換檔位置)D或順序位置(手動(dòng)換檔位置)S時(shí)，車輛在自動(dòng)變速器10到八個(gè)向前驅(qū)動(dòng)檔位“1st”至“8th”中合適一個(gè)的自動(dòng)換檔動(dòng)作下在向前方向上被驅(qū)動(dòng)。當(dāng)換檔手柄位置傳感器74檢測(cè)到換檔手柄72操作到驅(qū)動(dòng)位置D時(shí)，電子控制單元90命令液壓控制單元98將自動(dòng)變速器10置于自動(dòng)換檔模式，在該模式下，基于車輛的行駛狀況并根據(jù)存儲(chǔ)在電子控制單元90的ROM中的形式為換檔邊界線圖的預(yù)定換檔規(guī)則，在通過(guò)激勵(lì)和去激勵(lì)線性電磁閥SL1-SL6而建立的離合器C和制動(dòng)器B的嚙合和松開狀態(tài)的適當(dāng)組合下，自動(dòng)變速器10可自動(dòng)換檔到八個(gè)向前驅(qū)動(dòng)檔位“1st”至“8th”中的任一個(gè)。換檔邊界線圖的示例在圖5中示出，其用實(shí)線表示升檔邊界線并用虛線表示降檔邊界線。如從圖5清楚可見，每條邊界線表示車速V和加速踏板操作量ACC之間的關(guān)系，此關(guān)系被確定成當(dāng)在加速踏板操作量ACC的給定值下降低檢測(cè)到的車速V時(shí)，或當(dāng)在車速V的給定值下增大檢測(cè)到的加速踏板操作量ACC時(shí)，使得自動(dòng)變速器10降檔以增大速比。但是，用于自動(dòng)變速器10的自動(dòng)換檔動(dòng)作的參數(shù)并不限于車速V和加速踏板操作量ACC。例如，加速踏板操作量ACC可以用進(jìn)氣量Q代替，并且車輛所行駛路面的表面坡度可以用作一個(gè)控制參數(shù)。
當(dāng)換檔手柄位置傳感器74檢測(cè)到換檔手柄72操作到順序位置(手動(dòng)換檔位置)S時(shí)，電子控制單元90命令液壓控制單元98來(lái)將自動(dòng)變速器10置于手動(dòng)換檔模式，在該模式下，自動(dòng)變速器10可自動(dòng)換檔到如上所述八個(gè)換檔范圍L、2-7和D中通過(guò)將換檔手柄72操作到升檔位置“+”或降檔位置“-”而選擇的一個(gè)內(nèi)的任一個(gè)向前驅(qū)動(dòng)檔位。升檔位置“+”和降檔位置“-”在車輛行駛方向上彼此隔開，并且順序位置S在車輛行駛方向上位于升檔位置“+”和降檔位置“-”之間。在操作換檔手柄72到順序位置S時(shí)電動(dòng)建立手動(dòng)換檔模式，以選擇自動(dòng)變速器10自動(dòng)換檔可用的檔位數(shù)量。更詳細(xì)而言，當(dāng)升檔開關(guān)80檢測(cè)到換檔手柄72操作到升檔位置“+”時(shí)，產(chǎn)生升檔命令RUP來(lái)將當(dāng)前建立的換檔范圍改變到新的換檔范圍，在該新?lián)Q檔范圍中可用檔位的數(shù)量比當(dāng)前建立的換檔范圍多一個(gè)。因此，升檔命令RUP在降低速比的方向上改變了可用的最高檔位(具有最低速比)，例如當(dāng)換檔手柄72從順序位置S操作到升檔位置“+”時(shí)將最高檔位從第四檔位“4th”改變到第五檔位“5th”。當(dāng)降檔開關(guān)82檢測(cè)到換檔手柄72操作到降檔位置“-”時(shí)，產(chǎn)生降檔命令RDN來(lái)將當(dāng)前建立的換檔范圍改變到新的換檔范圍，在該新?lián)Q檔范圍中可用檔位的數(shù)量比當(dāng)前建立的換檔范圍少一個(gè)。因此，降檔命令RDN在增大速比的方向上改變了可用的最高檔位，例如當(dāng)換檔手柄72從順序位置S操作到降檔位置“-”時(shí)將最高檔位從第五檔位“5th”改變到第四檔位“4th”。于是，每次換檔手柄72操作到升檔位置“+”或降檔位置“-”時(shí)，八個(gè)換檔范圍L、2-7和D中當(dāng)前建立的一個(gè)就改變到下一個(gè)相鄰換檔范圍，使得遞增或遞減自動(dòng)變速器10的自動(dòng)換檔可用的檔位數(shù)量，從而改變自動(dòng)換檔可用的最高檔位。在新建立的換檔范圍內(nèi)，按照車輛的行駛狀況并根據(jù)圖5的換檔邊界線圖來(lái)將自動(dòng)變速器10自動(dòng)升檔或降檔。當(dāng)在車輛行駛在下坡路上期間將換檔手柄72反復(fù)操作到降檔位置“-”時(shí)，換檔范圍順序地從換檔范圍4向著換檔范圍L改變，使得自動(dòng)變速器10可以從第四檔位“4th”向著第一檔位“1st”順序降檔，從而逐級(jí)地增大發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)力。在手動(dòng)換檔模式下，通過(guò)嚙合第二制動(dòng)器B2以及第一離合器C1來(lái)建立第一檔位“1st”，使得在第一檔位下向車輛施加發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)。
在諸如彈簧之類的偏置裝置的偏置作用下，換檔手柄72從升檔位置“+”或降檔位置“-”自動(dòng)返回到順序位置S。雖然在所示實(shí)施例中根據(jù)換檔手柄72操作到升檔位置“+”或降檔位置“-”的次數(shù)來(lái)改變換檔范圍，但也可用根據(jù)換檔手柄72保持在升檔或降檔位置的持續(xù)時(shí)間來(lái)改變換檔范圍。
圖7的液壓控制圖示出了液壓控制單元98的主要元件，其包括用于各個(gè)離合器C1-C4以及制動(dòng)器B1和B2的形式為液壓缸的液壓致動(dòng)器34、36、38、40、42和44。向液壓缸34-44供應(yīng)具有管路壓力PL的受壓工作流體，其從液壓源46傳輸過(guò)來(lái)。管路壓力為PL的流體的壓力由各個(gè)線性電磁閥SL1-SL6來(lái)調(diào)節(jié)，使得向相應(yīng)的液壓致動(dòng)器34-44施加調(diào)節(jié)好的流體壓力。通過(guò)激勵(lì)和去激勵(lì)各個(gè)線性電磁閥SL1-SL6的線圈，即通過(guò)調(diào)節(jié)施加到各個(gè)液壓致動(dòng)器34-44的流體壓力而嚙合和松開離合器C1-C4以及制動(dòng)器B1、B2，并通過(guò)控制施加到線圈的電流來(lái)控制其嚙合和松開動(dòng)作期間離合器C和制動(dòng)器B的瞬時(shí)流體壓力。液壓源46包括由發(fā)動(dòng)機(jī)30驅(qū)動(dòng)的上述油泵48、可操作來(lái)根據(jù)作用在發(fā)動(dòng)機(jī)30上的負(fù)荷來(lái)調(diào)節(jié)管路壓力PL的調(diào)節(jié)閥、以及可操作來(lái)根據(jù)換檔手柄72的當(dāng)前所選位置PSH來(lái)機(jī)械建立不同液壓連通通道中所選一個(gè)的手動(dòng)閥。
作為耦合裝置控制器閥的線性電磁閥SL1-SL6在基本構(gòu)造上彼此相同，并且是常閉式閥。如圖8所示，每個(gè)線性電磁閥SL包括線圈100、閥芯102、彈簧104、承受管路壓力PL的輸入端口106、從其向相應(yīng)的致動(dòng)器34-44施加調(diào)節(jié)好的輸出流體壓力的輸出端口108、排出端口110以及承受作為反饋液壓Pf的輸出流體壓力的反饋腔112。在通過(guò)由線圈100所產(chǎn)生的電磁力連續(xù)改變?nèi)齻€(gè)端口106、108、110中相互連通端口的組合(其被保持彼此連通)來(lái)調(diào)節(jié)或控制液壓的同時(shí)，線性電磁閥SL1-SL6中的每一個(gè)向液壓致動(dòng)器34-44中相應(yīng)的一個(gè)輸出液壓(等于反饋液壓Pf)，以使得反饋液壓Pf、閥芯102承受反饋液壓Pf的壓力承受表面面積Af、彈簧104的負(fù)荷(偏置力)Fs、以及線圈100的電磁力F協(xié)同滿足以下表達(dá)式(1)F＝Pf×Af+Fs……(1)注意，線性電磁閥SL1-SL6的線圈100被圖3所示的電子控制單元90彼此獨(dú)立地控制，以彼此獨(dú)立地調(diào)節(jié)液壓致動(dòng)器34-44的流體壓力。
如果閥芯102例如由于所謂的“閥阻塞”(由閥結(jié)構(gòu)中堵塞的異物引起的操作異常)而在離開彈簧104的方向上保持不可移動(dòng)，則輸入端口106和輸出端口108保持彼此連通，而不管線圈100是被激勵(lì)還是去激勵(lì)，這就禁止了從相應(yīng)的耦合裝置排出工作流體，由此相應(yīng)的耦合裝置保持嚙合。線性電磁閥SL1-SL6的這樣一種排出故障可能導(dǎo)致摩擦耦合裝置C、B的同時(shí)嚙合動(dòng)作的某些組合的“互鎖”，這些組合在正常情況下由于與所關(guān)注摩擦耦合裝置相關(guān)聯(lián)的旋轉(zhuǎn)元件的速度差而不可用。例如，當(dāng)通過(guò)嚙合離合器C1、C4而建立第四檔位“4th”(參見圖1B)時(shí)，如果其他摩擦耦合裝置C2、C3、B1、B2中任一個(gè)以及離合器C1、C4被嚙合，則變速器10出現(xiàn)互鎖，這可能導(dǎo)致變速器10的輸出驅(qū)動(dòng)力的不期望的變化以及作用在同時(shí)嚙合摩擦耦合裝置的摩擦構(gòu)件上的過(guò)分大的負(fù)荷，從而惡化摩擦構(gòu)件的耐久性。
在本實(shí)施例中，為了避免互鎖現(xiàn)象，設(shè)置液壓傳感器P1-P6來(lái)檢測(cè)各個(gè)離合器C1-C4以及制動(dòng)器B1、B2中的液壓PC1、PC2、PC3、PC4、PB1、PB2，以確定每個(gè)線性電磁閥SL1-SL6是否出現(xiàn)排出故障(例如由于閥阻塞)。如果確定線性電磁閥SL1-SL6中任一個(gè)出現(xiàn)了排出故障，則將變速器10置于允許車輛不受互鎖問(wèn)題影響地行駛的受限檔位之一中。就是說(shuō)，在排出故障的情況下，將變速器10置于受限檔位之一中，這些受限檔位不必松開由于相應(yīng)線性電磁閥的排出故障而保持在其嚙合狀態(tài)下的所關(guān)注耦合裝置就可以建立。例如，在第三離合器C3由于線性電磁閥SL3的排出故障而不變地保持在其嚙合狀態(tài)下時(shí)，在變速器10被置于不必松開第三離合器C3就可以建立的第三檔位“3rd”、第七檔位“7th”和第一向后驅(qū)動(dòng)檔位“Rev1”中之一的情況下驅(qū)動(dòng)車輛。在此情況下，變速器10可以置于通過(guò)可由換檔手柄72操作的手動(dòng)閥而可選擇的三個(gè)檔位之一中，即車輛可以在通過(guò)手動(dòng)閥的操作而可選擇的向前和向后方向中的任一個(gè)上被驅(qū)動(dòng)。
每個(gè)線性電磁閥SL1-SL6的閥芯被定位在根據(jù)上述表達(dá)式(1)所確定的力平衡位置中，以控制輸出液壓。當(dāng)線圈100由于停止向線性電磁閥供應(yīng)電力而被去激勵(lì)(OFF)時(shí)，線性電磁閥被置于其關(guān)閉狀態(tài)，即閥芯102由于彈簧104的負(fù)荷Fs而被保持在其更靠近線圈100的行程末端之一中，使得在輸出端口108保持與排出端口110連通的同時(shí)輸入端口106基本上被關(guān)閉，由此使從線性電磁閥輸出的液壓為零以松開相應(yīng)的摩擦耦合裝置。如果所有的線性電磁閥SL1-SL6由于其線圈100的去激勵(lì)(OFF)(這是由于例如電連接器斷開、導(dǎo)線破損或電子控制單元90的斷電而導(dǎo)致的電源故障所引起的)而變得不可控制，則所有的離合器C和制動(dòng)器B被松開，由此變速器10被置于禁止車輛行駛的空檔位置N中。
在本實(shí)施例中，在線性電磁閥SL1-SL6出現(xiàn)電源故障的情況下，即在其進(jìn)入其中閥變得無(wú)法對(duì)摩擦耦合裝置施加液壓的壓力輸出故障狀態(tài)的情況下，機(jī)械地建立作為緊急檔位的第三檔位“3rd”，以使得車輛能夠行駛。具體而言，管路壓力PL(例如，從手動(dòng)閥輸出的向前驅(qū)動(dòng)液壓)經(jīng)由作為故障保護(hù)閥的順序閥120傳輸?shù)阶鳛榈谝豢刂破鏖y的線性電磁閥SL1、SL3的排出端口110，第一控制器閥連接到作為第一耦合裝置的為建立第三檔位“3rd”而要嚙合的第一離合器C1和第三離合器C3，并且這樣傳輸?shù)墓苈穳毫L經(jīng)由線性電磁閥SL1、SL3的輸出端口108而被供應(yīng)到第一離合器C1和第三離合器C3的液壓致動(dòng)器34、38，如圖7所示，由此由于第一離合器C1和第三離合器C3的嚙合而建立了第三檔位“3rd”。第一離合器C1和第三離合器C3中的每個(gè)都作為為建立作為緊急檔位的第三檔位“3rd”而要嚙合的第一耦合裝置。其他摩擦耦合裝置(即離合器C2、C4、制動(dòng)器B1、B2)中的每個(gè)都作為為建立作為緊急檔位的第三檔位“3rd”而要松開的第二耦合裝置。
作為故障保護(hù)閥的順序閥120具有管路壓力PL所供應(yīng)到的第一輸入端口122、從其排出工作流體的第一排出端口124、以及第一輸出端口126，該第一輸出端口126經(jīng)由第一連通通道128連接到作為第一控制器閥的線性電磁閥SL1、SL3的排出端口110。當(dāng)順序閥120的閥芯(未示出)被彈簧130的偏置力移動(dòng)到其行程末端之一時(shí)，閥120被置于其正常連通狀態(tài)，在該狀態(tài)中第一輸出端口126和第一排出端口124保持彼此連通，而第一輸入端口122被關(guān)閉。在此正常連通狀態(tài)下，線性電磁閥SL1、SL3的排出端口110保持與順序閥120的第一排出端口124連通，以由此允許工作流體通過(guò)第一排出端口124排出，并因此使得線性電磁閥SL1、SL3能夠嚙合和松開離合器C1、C3并能夠在其嚙合和松開動(dòng)作期間控制離合器C1、C3的瞬時(shí)流體壓力。因?yàn)楣ぷ髁黧w在正常連通狀態(tài)下通過(guò)第一排出端口124被排出，所以第一排出端口124也可以被稱為非緊急排出端口。
控制設(shè)備包括連接到順序閥120的形式為常開式ON-OFF電磁閥(通-斷電磁閥)Soll的故障保護(hù)閥切換器。ON-OFF電磁閥Soll作為閥芯位置控制器閥，其選擇性地允許和停止在導(dǎo)致順序閥120被置于其緊急連通狀態(tài)的方向上對(duì)順序閥120的閥芯施加管路壓力PL。當(dāng)ON-OFF電磁閥Soll的線圈被去激勵(lì)(OFF)時(shí)，閥Soll被置于其允許對(duì)順序閥120的閥芯施加管路壓力PL的接通狀態(tài)。當(dāng)ON-OFF電磁閥Soll的線圈被激勵(lì)(ON)時(shí)，閥Soll被置于其停止對(duì)順序閥120的閥芯施加管路壓力PL的斷開狀態(tài)。當(dāng)在線圈被去激勵(lì)(OFF)的情況下對(duì)順序閥120的閥芯施加管路壓力PL時(shí)，閥芯克服彈簧130的偏置力被移動(dòng)到另一行程末端，使得順序閥120被置于其緊急連通狀態(tài)，在該狀態(tài)中第一輸出端口126和第一輸入端口122保持彼此連通，而第一排出端口124被關(guān)閉。在此緊急連通狀態(tài)下，保持彼此連通的第一輸出端口126和第一輸入端口122分別作為緊急輸出端口和緊急輸入端口，以允許管路壓力PL通過(guò)順序閥120傳輸?shù)骄€性電磁閥SL1、SL3的排出端口110。這樣被傳輸?shù)墓苈穳毫L被供應(yīng)到液壓致動(dòng)器34、38，由此由于第一離合器C1和第三離合器C3的嚙合而建立了第三檔位“3rd”。
在沒有電源故障時(shí)，ON-OFF電磁閥Soll的線圈被電子控制單元90激勵(lì)(ON)，并停止對(duì)順序閥120的閥芯輸出管路壓力PL，以將順序閥120保持在其正常連通狀態(tài)下。在存在例如由電連接器斷開、導(dǎo)線破損或電子控制單元90的斷電而導(dǎo)致的電源故障時(shí)，ON-OFF電磁閥Soll的線圈被去激勵(lì)(OFF)，并對(duì)順序閥120的閥芯輸出管路壓力PL，以克服彈簧130的偏置力而將順序閥120置于其緊急連通狀態(tài)。就是說(shuō)，在出現(xiàn)暫停向線性電磁閥SL1-SL6供應(yīng)電力的電源故障時(shí)，即在壓力輸出故障狀態(tài)下，其線圈被去激勵(lì)(OFF)的ON-OFF電磁閥Soll將順序閥120置于其緊急連通狀態(tài)，以機(jī)械地建立第三檔位“3rd”作為緊急檔位。在此意義上，可以認(rèn)為ON-OFF電磁閥Soll作為電源故障檢測(cè)器，其在其線圈未被激勵(lì)時(shí)檢測(cè)到電源故障，并且在檢測(cè)到電源故障時(shí)輸出管路壓力PL作為表示電源故障的信號(hào)。
除了為建立作為緊急檔位的第三檔位“3rd”而迫使作為第一耦合裝置的離合器C1、C3嚙合的功能之外，順序閥120還具有為確保建立第三檔位“3rd”而迫使作為第二耦合裝置的離合器C2、C4和制動(dòng)器B1、B2松開的功能。就是說(shuō)，除了上述第一輸入端口122、第一排出端口124和第一輸出端口126之外，順序閥120還具有管路壓力PL所供應(yīng)到的第二輸入端口132、從其排出工作流體的第二排出端口134、以及第二輸出端口136，該第二輸出端口136經(jīng)由第二連通通道138連接到作為第二控制器閥的線性電磁閥SL2、SL4、SL5、SL6的輸入端口106。當(dāng)激勵(lì)ON-OFF電磁閥Soll的線圈而停止向順序閥120的閥芯輸出管路壓力PL時(shí)，順序閥120的閥芯被彈簧130的偏置保持在行程末端中，由此閥120被置于其正常連通狀態(tài)，在該狀態(tài)中第二輸出端口136和第二輸入端口132保持彼此連通，而第二排出端口134被關(guān)閉。在此正常連通狀態(tài)下，保持彼此連通的第二輸出端口136和第二輸入端口132分別作為通過(guò)其向線性電磁閥SL2、SL4、SL5、SL6的輸入端口106供應(yīng)管路壓力PL的非緊急輸出和輸入端口，由此使得線性電磁閥SL2、SL4、SL5、SL6能夠嚙合和松開離合器C2、C4和制動(dòng)器B1、B2并能夠在其嚙合和松開動(dòng)作期間控制這些第二耦合裝置的瞬時(shí)流體壓力。
當(dāng)順序閥120在線圈被去激勵(lì)(OFF)而被置于其緊急連通狀態(tài)時(shí)，第二輸出端口136和第二排出端口134保持彼此連通，而第二輸入端口132被關(guān)閉。在此緊急連通狀態(tài)下，線性電磁閥SL2、SL4、SL5、SL6的輸入端口106保持與順序閥120的作為緊急排出端口的第二排出端口134連通，由此從離合器C2、C4和制動(dòng)器B1、B2排出的工作流體可以通過(guò)線性電磁閥SL2、SL4、SL5、SL6的輸入端口106和順序閥120的第二排出端口134排出。該布置確保了離合器C2、C4和制動(dòng)器B1、B2的松開動(dòng)作，即使線性電磁閥SL2、SL4、SL5、SL6中任一個(gè)的閥芯102例如由于“閥阻塞”而保持不可從其打開位置移動(dòng)。就是說(shuō)，即使“排出故障”與壓力輸出故障(或電源故障)一起發(fā)生，離合器C2、C4和制動(dòng)器B1、B2也可以被可靠地松開，使得車輛能夠在變速器10被置于第三檔位“3rd”的情況下行駛，以避免互鎖問(wèn)題。
如上所述，在根據(jù)本實(shí)施例構(gòu)造的控制設(shè)備中，作為故障保護(hù)閥的順序閥120通過(guò)第一連通通道128連接到線性電磁閥SL1、SL3的排出端口110，線性電磁閥SL1、SL3控制為建立作為緊急檔位的第三檔位“3rd”而要嚙合的離合器C1、C3。在出現(xiàn)禁止所有線性電磁閥SL1-SL6輸出液壓的壓力輸出故障(或電源故障)的情況下，ON-OFF電磁閥Soll的線圈被去激勵(lì)(OFF)，由此將順序閥120從其正常連通狀態(tài)切換到其緊急連通狀態(tài)，使得管路壓力PL通過(guò)順序閥120傳輸?shù)骄€性電磁閥SL1、SL3的排出端口110，并且這樣被傳輸?shù)墓苈穳毫L通過(guò)線性電磁閥SL1、SL3的輸出端口108被供應(yīng)到液壓致動(dòng)器34、38。于是，機(jī)械建立了第三檔位“3rd”，使得即使在出現(xiàn)壓力輸出故障或電源故障的情況下車輛也能夠行駛。
順序閥120通過(guò)第二連通通道138連接到線性電磁閥SL2、SL4、SL5、SL6的輸入端口106，線性電磁閥SL2、SL4、SL5、SL6控制為建立作為緊急檔位的第三檔位“3rd”而要松開的離合器C2、C4和制動(dòng)器B1、B2。在順序閥120被保持在正常連通狀態(tài)的同時(shí)，管路壓力PL可通過(guò)作為非緊急輸出端口的第二輸出端口136供應(yīng)到線性電磁閥SL2、SL4、SL5、SL6的輸入端口106，由此使得線性電磁閥SL2、SL4、SL5、SL6能夠嚙合和松開離合器C2、C4和制動(dòng)器B1、B2并能夠在其嚙合和松開動(dòng)作期間控制這些第二耦合裝置的瞬時(shí)流體壓力。當(dāng)順序閥120在出現(xiàn)壓力輸出故障(電源故障)而被置于其緊急連通狀態(tài)時(shí)，使線性電磁閥SL2、SL4、SL5、SL6的輸入端口106與作為緊急排出端口的第二排出端口134連通。當(dāng)線性電磁閥SL2、SL4、SL5、SL6的閥芯102例如由于“閥阻塞”而保持不可在離開彈簧104的方向上移動(dòng)時(shí)，該布置允許工作流體通過(guò)線性電磁閥SL2、SL4、SL5、SL6的輸入端口106和順序閥120的第二排出端口134排出。于是，可以可靠地松開離合器C2、C4和制動(dòng)器B1、B2，以使得車輛能夠在第三檔位“3rd”下行駛，從而避免互鎖問(wèn)題。
在本實(shí)施例的控制設(shè)備中，由液壓傳感器P1-P6檢測(cè)各個(gè)離合器C1-C4和制動(dòng)器B1、B2中的液壓PC1、PC2、PC3、PC4、PB1、PB2，并確定每個(gè)線性電磁閥SL1-SL6是否出現(xiàn)排出故障(例如由于閥阻塞)，使得如果確定線性電磁閥SL1-SL6中任一個(gè)出現(xiàn)排出故障，則將變速器10置于允許車輛不受互鎖問(wèn)題的影響而行駛的受限檔位之一中。如上所討論的，在傳統(tǒng)的故障保護(hù)布置中，如果上述壓力輸出故障是由例如除了互鎖之外的電連接器斷開引起的，則車輛無(wú)法避免出現(xiàn)互鎖問(wèn)題，除非上述受限檔位中至少一個(gè)與在出現(xiàn)壓力輸出故障時(shí)所要建立的預(yù)定檔位重合。另一方面，在根據(jù)本實(shí)施例構(gòu)造的控制設(shè)備中，順序閥120使得線性電磁閥SL2、SL4、SL5、SL6的輸入端口106與第二排出端口(緊急排出端口)134連通，以可靠地松開離合器C2、C4和制動(dòng)器B1、B2。因此，即使線性電磁閥SL2、SL4、SL5、SL6除了壓力輸出故障之外還出現(xiàn)排出故障，也可以使得車輛能夠在建立作為緊急檔位的第三檔位“3rd”的情況下行駛，以避免互鎖問(wèn)題。
此外，在本控制設(shè)備中，因?yàn)轫樞蜷y120連接到每個(gè)線性電磁閥SL1-SL6的排出端口110或輸入端口106，所以與其中順序閥120布置在線性電磁閥SL1-SL6和液壓致動(dòng)器34-44之間的布置相比，使液壓致動(dòng)器34-44對(duì)線性電磁閥SL1-SL6的響應(yīng)的精度和速度惡化的危險(xiǎn)更小。
雖然上面已經(jīng)僅僅為了解釋的目的而詳細(xì)描述了本發(fā)明的實(shí)施例，但是應(yīng)該理解本發(fā)明可以利用本領(lǐng)域技術(shù)人員可想到的各種變化和改進(jìn)來(lái)實(shí)施。
本申請(qǐng)基于2004年8月5日遞交的日本專利申請(qǐng)No.2004-229916，其內(nèi)容通過(guò)引用而被包含于此。
權(quán)利要求
1.一種控制設(shè)備，用于控制車輛自動(dòng)變速器，所述自動(dòng)變速器包括可操作來(lái)選擇性地建立多個(gè)具有各自不同速比的檔位的多個(gè)液壓操作摩擦耦合裝置，其中所述多個(gè)液壓操作摩擦耦合裝置包括(i)至少一個(gè)第一耦合裝置，其被嚙合來(lái)建立作為所述多個(gè)檔位中預(yù)定一個(gè)的緊急檔位，和(ii)至少一個(gè)第二耦合裝置，其被松開來(lái)建立所述緊急檔位，所述控制設(shè)備包括(a)多個(gè)耦合裝置控制器閥，其可操作來(lái)控制被供應(yīng)到所述各個(gè)液壓操作摩擦耦合裝置的受壓工作流體的流動(dòng)；和(b)故障保護(hù)閥，其中所述多個(gè)耦合裝置控制器閥中的每一個(gè)都具有(a-1)輸入端口，所述受壓工作流體被輸入到所述輸入端口；(a-2)輸出端口，所述工作流體從所述輸出端口輸出到所述液壓操作摩擦耦合裝置中的相應(yīng)一個(gè)；(a-3)排出端口，所述工作流體從所述排出端口排出；和(a-4)閥芯，所述閥芯可移動(dòng)來(lái)改變所述輸入端口、輸出端口和排出端口中保持彼此連通的連通端口的組合，以使得所述液壓操作摩擦耦合裝置中所述相應(yīng)一個(gè)根據(jù)所述連通端口的所述組合而被選擇性地嚙合和松開，并且其中所述故障保護(hù)閥具有(b-1)連接到第一控制器閥的所述排出端口的第一輸出端口，所述第一控制器閥是控制供應(yīng)到所述至少一個(gè)第一耦合裝置中每一個(gè)的所述工作流體的流動(dòng)的所述控制器閥中的一個(gè)；(b-2)第一輸入端口，所述第一輸入端口可與所述第一輸出端口連通，以使得供應(yīng)到所述第一輸入端口的所述工作流體可以通過(guò)所述第一輸出端口供應(yīng)到所述第一控制器閥的所述排出端口；(b-3)第一排出端口，所述第一排出端口可與所述第一輸出端口連通，以使得從所述至少一個(gè)第一耦合裝置中的所述每一個(gè)排出到所述第一輸出端口的所述工作流體可以通過(guò)所述第一排出端口被排出；(b-4)連接到第二控制器閥的所述輸入端口的第二輸出端口，所述第二控制器閥是控制供應(yīng)到所述至少一個(gè)第二耦合裝置中每一個(gè)的所述工作流體的流動(dòng)的所述控制器閥中的一個(gè)；(b-5)第二輸入端口，所述第二輸入端口可與所述第二輸出端口連通，以使得供應(yīng)到所述第二輸入端口的所述受壓工作流體可以通過(guò)所述第二輸出端口供應(yīng)到所述第二控制器閥的所述輸入端口；和(b-6)第二排出端口，所述第二排出端口可與所述第二輸出端口連通，以使得從所述至少一個(gè)第二耦合裝置中的所述每一個(gè)排出到所述第二輸出端口的所述工作流體可以通過(guò)所述第二排出端口被排出。
2.如權(quán)利要求1所述的控制設(shè)備，其中所述故障保護(hù)閥可在正常連通狀態(tài)和緊急連通狀態(tài)之間切換，其中當(dāng)所述故障保護(hù)閥被置于所述正常連通狀態(tài)中時(shí)，所述第一輸出端口和所述第一排出端口彼此保持連通，所述第一輸入端口不與所述第一輸出端口保持連通，所述第二輸出端口和所述第二輸入端口彼此保持連通，并且所述第二排出端口不與所述第二輸出端口保持連通，并且其中當(dāng)所述故障保護(hù)閥被置于所述緊急連通狀態(tài)中時(shí)，所述第一輸出端口和所述第一輸入端口彼此保持連通，所述第一排出端口不與所述第一輸出端口保持連通，所述第二輸出端口和所述第二排出端口彼此保持連通，并且所述第二輸入端口不與所述第二輸出端口保持連通。
3.如權(quán)利要求1或2所述的控制設(shè)備，其中所述多個(gè)耦合裝置控制器閥中的每一個(gè)都由電磁操作閥提供，所述控制設(shè)備還包括電源故障檢測(cè)器，其檢測(cè)禁止向所述多個(gè)耦合裝置控制器閥供應(yīng)足夠電力的電源故障；和故障保護(hù)閥切換器，當(dāng)所述電源故障檢測(cè)器檢測(cè)到所述電源故障時(shí)，所述故障保護(hù)閥切換器可操作來(lái)將所述故障保護(hù)閥置于建立所述緊急檔位的緊急連通狀態(tài)中。
4.如權(quán)利要求3所述的控制設(shè)備，其中所述多個(gè)控制器閥中的每一個(gè)在被激勵(lì)時(shí)被置于打開狀態(tài)，在所述打開狀態(tài)中所述輸出端口和所述輸入端口彼此保持連通，而所述排出端口不與所述輸出端口保持連通，并且其中所述多個(gè)控制器閥中的每一個(gè)在被去激勵(lì)時(shí)被置于關(guān)閉狀態(tài)，在所述關(guān)閉狀態(tài)中所述輸出端口和所述排出端口彼此保持連通，而所述輸入端口不與所述輸出端口保持連通。
5.如權(quán)利要求4所述的控制設(shè)備，其中當(dāng)所述故障保護(hù)閥被置于所述緊急連通狀態(tài)中時(shí)，所述第一輸出端口和所述第一輸入端口彼此保持連通來(lái)作為緊急輸出端口和緊急輸入端口，以允許通過(guò)所述故障保護(hù)閥的所述緊急輸入端口和輸出端口以及所述第一控制器閥的所述排出端口和輸出端口來(lái)向所述至少一個(gè)第一耦合裝置中的每一個(gè)供應(yīng)所述工作流體，從而嚙合所述至少一個(gè)第一耦合裝置來(lái)建立所述緊急檔位。
6.如權(quán)利要求5所述的控制設(shè)備，其中當(dāng)所述故障保護(hù)閥被置于所述緊急連通狀態(tài)中時(shí)，所述第二排出端口和所述第二輸出端口保持連通來(lái)作為緊急排出端口，以允許從所述至少一個(gè)第二耦合裝置中的每一個(gè)排出的所述工作流體通過(guò)所述第二控制器閥的所述輸出端口和輸入端口以及所述故障保護(hù)閥的所述第二輸出端口和緊急排出端口排出，從而松開所述至少一個(gè)第二耦合裝置來(lái)建立所述緊急檔位。
7.如權(quán)利要求3所述的控制設(shè)備，其中所述故障保護(hù)閥切換器由閥芯位置控制器閥提供，所述閥芯位置控制器閥選擇性地允許和禁止在使得所述故障保護(hù)閥被置于所述緊急連通狀態(tài)中的方向上向所述故障保護(hù)閥的閥芯施加液壓，其中所述閥芯位置控制器閥由電磁操作閥提供，其中所述閥芯位置控制器閥在被激勵(lì)時(shí)被置于禁止所述施加液壓操作的關(guān)閉狀態(tài)，以使得所述故障保護(hù)閥不被置于所述緊急連通狀態(tài)，并且其中所述閥芯位置控制器閥在被去激勵(lì)時(shí)被置于允許所述施加液壓操作的打開狀態(tài)，以使得所述故障保護(hù)閥被置于所述緊急連通狀態(tài)。
8.如權(quán)利要求7所述的控制設(shè)備，其中所述閥芯位置控制器閥用作所述電源故障檢測(cè)器，并在所述閥芯位置控制器閥不被激勵(lì)時(shí)檢測(cè)到所述電源故障，并且其中用作所述電源故障檢測(cè)器的所述閥芯位置控制器閥在檢測(cè)到所述電源故障時(shí)，輸出所述液壓作為表示所述電源故障的信號(hào)，所述液壓被施加到所述故障保護(hù)閥的所述閥芯。
9.如權(quán)利要求7所述的控制設(shè)備，其中所述故障保護(hù)閥包括偏置器，所述偏置器在與使得所述故障保護(hù)閥被置于所述緊急連通狀態(tài)中的所述方向相反的方向上偏置所述故障保護(hù)閥的所述閥芯。
10.如權(quán)利要求1或2所述的控制設(shè)備，其中所述故障保護(hù)閥包括閥芯，所述閥芯可移動(dòng)來(lái)改變所述第一輸出端口、第一輸入端口和第一排出端口中保持彼此連通的連通端口的組合，且還改變所述第二輸出端口、第二輸入端口和第二排出端口中保持彼此連通的連通端口的組合，并且其中所述故障保護(hù)閥的所述閥芯由單個(gè)構(gòu)件提供。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于控制車輛自動(dòng)變速器的控制設(shè)備，該自動(dòng)變速器包括(i)將被嚙合來(lái)建立緊急檔位的第一耦合裝置和(ii)將被松開來(lái)建立該緊急檔位的第二耦合裝置。所述控制設(shè)備包括(a)用于控制各個(gè)第一和第二耦合裝置的第一和第二控制器閥；和(b)故障保護(hù)閥，其具有(b－1)連接到第一控制器閥的排出端口的第一輸出端口，(b－2)工作流體輸入到的第一輸入端口，(b－3)排出工作流體的第一排出端口，(b－4)連接到第二控制器閥的輸入端口的第二輸出端口，(b－5)工作流體輸入到的第二輸入端口，和(b－6)排出工作流體的第二排出端口。
文檔編號(hào)B60K31/00GK1730990SQ20051008919
公開日2006年2月8日 申請(qǐng)日期2005年8月5日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月5日
發(fā)明者野崎和俊, 近藤真實(shí), 野田和幸, 藤峰卓也 申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車株式會(huì)社, 愛信艾達(dá)株式會(huì)社