專利名稱：具有故障保護布置的車用自動變速器控制設備的制作方法
技術領域：
本發明一般地涉及用于控制車輛的自動變速器的控制設備，更具體而言，本發明涉及與故障保護布置相關的技術，該故障保護布置使得車輛能夠在可操作來選擇性建立多個檔位的控制器閥中出現操作異常的情況下行駛。
背景技術：
在其中多個液壓操作摩擦耦合裝置被選擇性地嚙合和松開來選擇性地建立具有各自不同速比的多個檔位的車輛自動變速器中，提供了一種用于控制每個液壓操作摩擦耦合裝置的液壓的控制設備。作為這樣一種控制設備，已知一種包括多個作為耦合裝置控制器閥的電磁閥的設備，這些控制器閥可操作來控制要供應到各個液壓操作摩擦耦合裝置的受壓工作流體的流動，以選擇性地嚙合和松開摩擦耦合裝置。JP-H-09-303545A公開了在該控制設備中采用的故障保護布置。在所公開的布置中，故障保護閥設置在耦合裝置控制器閥和摩擦耦合裝置之間。當由于電連接器斷開、導線破損或其他因素而使控制器閥進入其中閥變得不能對摩擦耦合裝置施加液壓的壓力輸出故障狀態時，控制故障保護閥來建立緊急流體通道以允許通過其對摩擦耦合裝置施加液壓，而將多個檔位中的預定一個建立為緊急檔位，從而使得車輛能夠持續行駛。
但是，在具有上述故障保護布置(其中故障保護閥設置在耦合裝置控制器閥和摩擦耦合裝置之間)的傳統控制設備中，即使在控制器閥不出現壓力輸出故障的情況下，液壓也通過故障保護施加到摩擦耦合裝置。就是說，該布置總是需要長的流體通道，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于耦合裝置控制器閥來精確地控制耦合裝置。
發明內容
考慮到上述背景技術做出了本發明。因此本發明的目的是提供一種故障保護布置，其通過確保向要嚙合來建立預定檔位的一個或多個液壓操作摩擦耦合裝置供應液壓，來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定檔位行駛，而不使摩擦耦合裝置對耦合裝置控制器閥的響應精度和速度惡化。該目的可以根據下述本發明的第一至第十方面中任一個來實現。
本發明的第一方面提供了一種控制設備，用于控制車輛自動變速器，所述自動變速器包括可操作來選擇性地建立多個具有各自不同速比的檔位的多個液壓操作摩擦耦合裝置，其中所述多個液壓操作摩擦耦合裝置包括(i)至少一個第一耦合裝置，其被嚙合來建立作為所述多個檔位中預定一個的緊急檔位，和(ii)至少一個第二耦合裝置，其被松開來建立所述緊急檔位。所述控制設備包括(a)多個耦合裝置控制器閥，其可操作來控制被供應到所述各個液壓操作摩擦耦合裝置的受壓工作流體的流動；和(b)故障保護閥。所述多個耦合裝置控制器閥中的每一個都具有(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一個；(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，所述閥芯可移動來改變所述輸入端口、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一個根據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到所述至少一個第一耦合裝置中每一個的所述工作流體的流動的所述控制器閥中的一個；(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，以使得供應到所述第一輸入端口的所述工作流體可以通過所述第一輸出端口供應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第一耦合裝置中的所述每一個排出到所述第一輸出端口的所述工作流體可以通過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到所述至少一個第二耦合裝置中每一個的所述工作流體的流動的所述控制器閥中的一個；(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，以使得供應到所述第二輸入端口的所述受壓工作流體可以通過所述第二輸出端口供應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第二耦合裝置中的所述每一個排出到所述第二輸出端口的所述工作流體可以通過所述第二排出端口被排出。
根據本發明的第二方面，在本發明第一方面所定義的控制設備中，所述故障保護閥可在正常連通狀態和緊急連通狀態之間切換，其中當所述故障保護閥被置于所述正常連通狀態中時，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，并且其中當所述故障保護閥被置于所述緊急連通狀態中時，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。
根據本發明的第三方面，在本發明第一或第二方面所定義的控制設備中，所述多個耦合裝置控制器閥中的每一個都由電磁操作閥提供。所述控制設備還包括電源故障檢測器，其檢測禁止向所述多個耦合裝置控制器閥供應足夠電力的電源故障；和故障保護閥切換器，當所述電源故障檢測器檢測到所述電源故障時，所述故障保護閥切換器可操作來將所述故障保護閥置于建立所述緊急檔位的緊急連通狀態中。
根據本發明的第四方面，在本發明第三方面所定義的控制設備中，所述多個控制器閥中的每一個在被激勵時被置于打開狀態，在所述打開狀態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，并且其中所述多個控制器閥中的每一個在被去激勵時被置于關閉狀態，在所述關閉狀態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。
根據本發明的第五方面，在本發明第四方面所定義的控制設備中，當所述故障保護閥被置于所述緊急連通狀態中時，所述第一輸出端口和所述第一輸入端口彼此保持連通來作為緊急輸出端口和緊急輸入端口，以允許通過所述故障保護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向所述至少一個第一耦合裝置中的每一個供應所述工作流體，從而嚙合所述至少一個第一耦合裝置來建立所述緊急檔位。
根據本發明的第六方面，在本發明第五方面所定義的控制設備中，當所述故障保護閥被置于所述緊急連通狀態中時，所述第二排出端口和所述第二輸出端口保持連通來作為緊急排出端口，以允許從所述至少一個第二耦合裝置中的每一個排出的所述工作流體通過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第二耦合裝置來建立所述緊急檔位。
根據本發明的第七方面，在本發明第三至第六方面中任一個所定義的控制設備中，所述故障保護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閥被置于所述緊急連通狀態中的方向上向所述故障保護閥的閥芯施加液壓，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時被置于禁止所述施加液壓操作的關閉狀態，以使得所述故障保護閥不被置于所述緊急連通狀態，并且其中所述閥芯位置控制器閥在被去激勵時被置于允許所述施加液壓操作的打開狀態，以使得所述故障保護閥被置于所述緊急連通狀態。
根據本發明的第八方面，在本發明第七方面所定義的控制設備中，所述閥芯位置控制器閥用作所述電源故障檢測器，并在所述閥芯位置控制器閥不被激勵時檢測到所述電源故障，并且其中用作所述電源故障檢測器的所述閥芯位置控制器閥在檢測到所述電源故障時，輸出所述液壓作為表示所述電源故障的信號，所述液壓被施加到所述故障保護閥的所述閥芯。
根據本發明的第九方面，在本發明第七或第八方面所定義的控制設備中，所述故障保護閥包括偏置器，所述偏置器在與使得所述故障保護閥被置于所述緊急連通狀態中的所述方向相反的方向上偏置所述故障保護閥的所述閥芯。
根據本發明的第十方面，在本發明第一或第九方面中任一個所定義的控制設備中，所述故障保護閥包括閥芯，所述閥芯可移動來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閥的所述閥芯由單個構件提供。
在本發明第一至第十方面的每一個的控制設備中，其中故障保護閥連接到每個耦合裝置控制器閥的排出端口或輸入端口，與其中故障保護閥連接到每個耦合裝置控制器閥的輸出端口的布置相比，使摩擦耦合裝置對耦合裝置控制器閥的響應的精度和速度惡化的危險更小。
在本發明第二方面的控制設備中，當故障保護閥例如響應于檢測到電源故障而從正常連通狀態切換到緊急連通狀態時，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控制供應到所述至少一個第一耦合裝置中每一個的工作流體的流動，同時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控制供應到所述至少一個第二耦合裝置中每一個的工作流體的流動。在故障保護閥被置于緊急連通狀態的情況下，工作流體可以通過故障保護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到第一耦合裝置，而同時工作流體可以從第二耦合裝置通過第二控制器閥的輸出端口和輸入端口以及故障保護閥的第二輸出端口和第二排出端口被排出。在此情況下，因為工作流體從第二耦合裝置通過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題地維持彼此連通時(例如由于由閥結構中堵塞的灰塵或其他異物以及閥的閥芯的受到阻礙的運動引起的所謂“閥阻塞”)，也可以實現從第二耦合裝置排出工作流體。因此，當故障保護閥被置于緊急連通狀態中時，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嚙合而導致的所謂“互鎖”。
此外，在本發明第二方面的控制設備中，當故障保護閥被置于正常連通狀態時，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工作流體，由此可以控制第二耦合裝置來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，通過布置來檢測每個液壓操作摩擦耦合裝置中的液壓的傳感器來檢測互鎖，使得在檢測到互鎖時將變速器置于受限檔位之一中，所述受限檔位可以通過所關注的耦合裝置的同時嚙合而建立，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，則車輛無法避免出現互鎖問題，除非上述受限檔位中至少一個與在出現壓力輸出故障時所要建立的預定檔位重合。另一方面，在根據本發明構造的控制設備中，即使耦合裝置控制器閥除了壓力輸出故障之外還出現排出故障(其中排出端口保持關閉)，也可以可靠地松開第二耦合裝置，同時嚙合第一耦合裝置，以使得車輛能夠在建立緊急檔位的情況下行駛，從而避免互鎖問題。
根據本發明的控制設備優選地可應用于具有多個行星齒輪組的行星齒輪式自動變速器。但是，本發明的原理同樣可應用于包括選擇性嚙合和松開來實現換檔動作的多個液壓操作摩擦耦合裝置的任何其他類型的自動變速器，例如具有選擇性連接到輸出旋轉構件的多個動力輸入路徑的并聯雙軸式自動變速器。
自動變速器的每個液壓操作摩擦耦合裝置可以是由液壓致動器嚙合并通常用于自動變速器的多片或單片式離合器或制動器，或者帶式制動器。設置來傳輸用于嚙合摩擦耦合裝置的受壓工作流體的油泵，可以被諸如發動機之類的車輛驅動源或者專門設置來驅動油泵的電動機驅動。
每個耦合裝置控制器閥優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節的嚙合液壓，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，其中電磁力由設置在閥芯相對兩側之一上的線圈產生，偏置力由設置在閥芯另一側上的彈簧產生，而反饋壓力在設置于閥芯另一側上并承受輸出液壓的反饋腔中產生。但是，每個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控制嚙合液壓。
如本發明的第四方面中那樣，在每個耦合裝置控制器閥由常閉式的電磁操作閥提供時，如果發生由例如電連接器斷開、導線破損或電子控制單元斷電而導致的并且其暫停對控制器閥的電力供應的電源故障，則使控制器閥進入壓力輸出故障狀態(在該狀態中輸出端口和排出端口彼此保持連通，而輸入端口被關閉，以禁止該閥輸出嚙合液壓)。控制器閥即使在由常閉式閥提供的情況下也可能進入壓力輸出故障狀態，因為存在這樣的可能性，即閥可能在被完全激勵時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耦合裝置控制器閥的液壓控制單元可以優選地被布置來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摩擦耦合裝置的液壓致動器(液壓缸)，以提高自動變速器的液壓換檔響應。但是，液壓控制單元可以被修改來在作為第一耦合裝置控制器閥的每個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置在每個第一耦合裝置控制器閥和相應液壓致動器之間。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到液壓致動器。本發明的原理同樣可應用于此修改布置。就是說，即使在出現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第二控制器閥(其通過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)供應到第一耦合裝置的液壓致動器，由此第一耦合裝置可以嚙合。
通常為各個液壓操作摩擦耦合裝置設置耦合裝置控制器閥。但是，在摩擦耦合裝置包括同時嚙合或松開(即不彼此分別嚙合或松開)的兩個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置單個共用的耦合裝置控制器閥。
故障保護閥優選地由具有閥芯的單個閥提供，該閥芯例如由如同本發明第十方面中的單個構件來提供。但是，故障保護閥可以由多個閥提供，所述多個閥中的一個用來改變第一輸出端口、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，所述多個閥中的另一個用來改變第二輸出端口、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。
控制設備優選地包括故障保護閥切換器，其在檢測到電源故障時可操作來將故障保護閥置于建立緊急檔位的緊急連通狀態中，如同本發明的第三方面中那樣。故障保護閥切換器可以布置來將故障保護閥保持在正常連通狀態，只要未檢測到電源故障。
故障保護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(ON)時通過允許或禁止向故障保護閥的閥芯施加液壓而將故障保護閥置于正常連通狀態(非緊急連通狀態)，并且在被去激勵(OFF)時通過禁止或允許向故障保護閥的閥芯施加液壓而將故障保護閥置于緊急連通狀態。故障保護閥可以包括偏置器(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出現壓力輸出故障狀態的最可能的原因。為此，故障保護閥切換器優選地被布置成在向故障保護閥切換器供應電力時將故障保護閥保持在正常連通狀態下，并且在停止向故障保護閥切換器供應電力時將故障保護閥置于緊急連通狀態。線圈優選地設置在故障保護閥切換器中，以由此在向障保護閥切換器供應電力時保持故障保護閥的正常連通狀態。但是，線圈可以用用于相同目的的其他電操作驅動力產生器代替。
故障保護閥可以由ON-OFF電磁閥提供，其被布置成在其線圈被激勵(ON)時被保持在正常連通狀態下，并且在其線圈被去激勵(OFF)時被諸如彈簧之類的偏置器切換到緊急連通狀態。
例如在有電源故障時所要建立的一個或多個緊急檔位可以是一個向前驅動檔位，或者替代地可以是兩個檔位，其中一個是向前驅動檔位，而另一個是向后驅動檔位。在后一情況下，可以構造具有手動閥的布置，該手動閥可由例如換檔手柄的可手動操作構件來機械操作，以被選擇性地置于其向前驅動位置和向后驅動位置。在此布置中，當手動閥被置于向前驅動位置時輸出向前驅動液壓，以建立向前驅動檔位。當手動閥被置于向后驅動位置時輸出向后驅動液壓，以建立向后驅動檔位。另外，緊急檔位可以是具有不同速比的多個向前驅動檔位，其根據由手動操作構件實現的手動閥操作來選擇性地建立。
在作為緊急檔位的多個檔位可選擇性地建立的情況下，可以設置多個故障保護閥來建立各個檔位。或者，可以采用具有多個第一輸入端口(緊急輸入端口)和多個第一輸出端口(緊急輸出端口)的單個故障保護閥，每個第一輸入端口被布置來通過不同連通通道中由手動閥的操作所選擇的相應一個來接收液壓，這些第一輸出端口被連接到各個耦合裝置控制器閥以建立作為緊急檔位的各個檔位。
通過結合附圖閱讀對本發明當前優選實施例的以下詳細說明，將更好地理解本發明的以上和其他目的、特征、優點以及技術和工業重要性，附圖中圖1A是圖示由根據本發明一個實施例構造的液壓控制設備所控制的車輛自動變速器的示意圖；圖1B是表示圖1A的自動變速器的檔位和液壓操作摩擦耦合裝置為建立各個檔位的工作狀態組合之間的關系的表；圖2是用直線來表示置于各個檔位下的圖1A的車輛自動變速器的多個旋轉元件的相對轉速的共線圖；圖3是示出用于控制圖1A的車輛自動變速器的控制系統的主要元件的框圖；圖4是圖示圖3所示換檔手柄的一個示例的立體圖；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的車輛自動變速器根據車輛行駛狀態來進行自動換檔；圖6是表示通過操作換檔手柄而選擇性建立的車輛自動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。
具體實施例方式
首先參考圖1A的示意圖，圖示了車用自動變速器10的基本布置，該自動變速器10由根據本發明的液壓控制設備控制并適當地用在發動機前置后驅車輛(FR車輛)上，以使得自動變速器10的軸向平行于車輛的縱向或行駛方向。如圖1A所示，自動變速器10包括主要由兩級行星齒輪式的第一行星齒輪組12構成的第一傳動部分14、以及主要由單級行星齒輪式的第二行星齒輪組16和兩級行星齒輪式的第三行星齒輪組18構成的第二傳動部分20。第一傳動部分14和第二傳動部分20彼此共軸布置并連接到輸入軸22，并且第二傳動部分20連接到輸出軸24，以使得由第一傳動部分14和第二傳動部分20將輸入軸22的旋轉運動速度改變成輸出軸24的旋轉運動速度。作為自動變速器10的輸入構件的輸入軸22是由采用發動機30形式的車輛驅動動力源旋轉的變矩器32的渦輪軸，而輸出軸24是自動變速器10的輸出構件，其通過傳動軸和差速齒輪裝置(未示出)而可操作地連接到車輛的左右驅動輪。因為自動變速器10被構造成相對于其軸線對稱，所以在圖1A的示意圖中省略了自動變速器10位于軸線之下的下半部分。
圖2的共線圖用直線來表示在自動變速器10的各個檔位下第一傳動部分14和第二傳動部分20的每個元件的轉速。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的轉速。該共線圖還具有與第一傳動部分14相對應的三條垂直直線以及與第二傳動部分20相對應的四條垂直直線。與第一傳動部分14相對應的三條垂直直線從左向右依次分別表示太陽輪S1、齒圈R1和行星輪架CA1。與第二傳動部分20相對應的四條垂直線從左向右依次分別表示太陽輪S2、行星輪架CA2和CA3、齒圈R2和R3、以及太陽輪S3。自動變速器10包括形式為離合器C1-C4和制動器B1、B2的多個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選擇性地建立形式為八個向前驅動檔位(“1st”至“8th”)和兩個向后驅動檔位(“Rev1”和“Rev2”)的多個檔位。
圖1B的表表示自動變速器10的檔位與離合器C1-C4以及制動器B1和B2的各個工作狀態組合之間的關系。在該表中，“○”表示離合器和制動器的嚙合狀態，而“(○)”表示建立來向車輛施加發動機制動的第二制動器B2的嚙合狀態。在存在與被嚙合來建立第一檔位“1st”的第二制動器B2并聯布置的單向離合器F1的情況下，不需要嚙合第二制動器B2來起動或加速自動變速器10置于第一檔位“1st”的車輛。由第一行星齒輪組12的傳動比ρ1、第二行星齒輪組16的傳動比ρ2和第三行星齒輪組18的傳動比ρ3來確定各個檔位的速比。注意，圖1A中出現的標號26和48分別表示變速箱和機械油泵。
上述離合器C1-C4以及制動器B1和B2(下面在不需要彼此特別區別的情況下簡單地稱為離合器C和制動器B)是液壓操作摩擦耦合裝置，其中每個都可以是具有相互疊置并由液壓致動器彼此壓緊的多個摩擦片的多片式離合器或制動器。這些離合器C和制動器B通過激勵和去激勵包括在圖3框圖所示的液壓控制單元98中的各個線性電磁閥SL1-SL6的線圈而嚙合和松開，并通過控制施加到線圈的電流來控制其嚙合和松開動作期間離合器C和制動器B的瞬時流體壓力。
參考圖示設置來控制車輛的自動變速器10和其他裝置的控制系統的圖3的框圖，該控制系統包括加速踏板傳感器52，其可操作來檢測采用作為車輛加速構件的加速踏板50的操作量ACC的形式的車輛駕駛員所需的發動機30的輸出；發動機速度傳感器58，其可操作來檢測發動機30的速度NE；進氣量傳感器60，其可操作來檢測發動機30的進氣量Q；進氣溫度傳感器62，其可操作來檢測進氣的溫度TA；配備有發動機怠速開關的節氣門傳感器64，其可操作來檢測電子節氣門的開度θTH以及電子節氣門的全關狀態(發動機30的怠速狀態)；車速傳感器66，其可操作來檢測車輛的行駛速度V(輸出軸24的轉速NOUT)；冷卻水溫傳感器68，其可操作來檢測發動機30中冷卻水的溫度TW；制動器開關70，其可操作來檢測車輛主制動系統的操作；換檔手柄位置傳感器74，其可操作來檢測形式為換檔手柄72的手動可操作構件的當前所選位置PSH；渦輪速度傳感器76，其可操作來檢測變矩器32的渦輪轉速NT(輸入軸22的轉速NIN)；NS2速度傳感器77，其可操作來檢測第二行星齒輪組16的太陽輪S2的轉速NS2；油溫傳感器78，其可操作來檢測液壓控制單元98中所使用的工作流體的溫度TOIL；升檔開關80，其可操作來產生用于使自動變速器10升檔的升檔命令RUP；和降檔開關82，其可操作來產生用于使自動變速器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的表示加速踏板操作量ACC、發動機速度NE、進氣量Q、進氣溫度TA、節氣門開度θTH、車速V、發動機水溫TW、主制動系統的操作、換檔手柄位置PSH、渦輪速度NT、太陽輪速度NS2、流體溫度TOIL、升檔命令RUP和降檔命令RDN的輸出信號。
換檔手柄72布置在車輛的車輛駕駛員座附近，并具有四個位置倒車位置R、空檔位置N、驅動位置D(自動換檔位置)和順序位置S(手動換檔位置)，如圖4所示。選擇倒車位置R來在向后或倒車方向上驅動車輛。在空檔位置N中，車輛驅動動力不從發動機30傳遞到驅動輪。選擇驅動位置D以在自動變速器10的自動換檔動作下在向前方向上驅動車輛。選擇順序位置S來在向前方向上驅動車輛，以使得可以通過操作換檔手柄72從順序位置S到圖4所示的升檔位置“+”或降檔位置“-”來使自動變速器10升檔或降檔。如下面參考圖6詳細描述的那樣，可以通過操作換檔手柄72到升檔位置“+”或降檔位置“-”而選擇八個換檔范圍L、2-7和D中的一個，來選擇自動變速器10可用于自動換檔的檔位數。如上所述，換檔手柄位置傳感器74檢測換檔手柄72的位置R、N、D和S中當前所選擇的一個。
當換檔手柄72被置于驅動位置(自動換檔位置)D或順序位置(手動換檔位置)S時，車輛在自動變速器10到八個向前驅動檔位“1st”至“8th”中合適一個的自動換檔動作下在向前方向上被驅動。當換檔手柄位置傳感器74檢測到換檔手柄72操作到驅動位置D時，電子控制單元90命令液壓控制單元98將自動變速器10置于自動換檔模式，在該模式下，基于車輛的行駛狀況并根據存儲在電子控制單元90的ROM中的形式為換檔邊界線圖的預定換檔規則，在通過激勵和去激勵線性電磁閥SL1-SL6而建立的離合器C和制動器B的嚙合和松開狀態的適當組合下，自動變速器10可自動換檔到八個向前驅動檔位“1st”至“8th”中的任一個。換檔邊界線圖的示例在圖5中示出，其用實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之間的關系，此關系被確定成當在加速踏板操作量ACC的給定值下降低檢測到的車速V時，或當在車速V的給定值下增大檢測到的加速踏板操作量ACC時，使得自動變速器10降檔以增大速比。但是，用于自動變速器10的自動換檔動作的參數并不限于車速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控制參數。
當換檔手柄位置傳感器74檢測到換檔手柄72操作到順序位置(手動換檔位置)S時，電子控制單元90命令液壓控制單元98來將自動變速器10置于手動換檔模式，在該模式下，自動變速器10可自動換檔到如上所述八個換檔范圍L、2-7和D中通過將換檔手柄72操作到升檔位置“+”或降檔位置“-”而選擇的一個內的任一個向前驅動檔位。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時電動建立手動換檔模式，以選擇自動變速器10自動換檔可用的檔位數量。更詳細而言，當升檔開關80檢測到換檔手柄72操作到升檔位置“+”時，產生升檔命令RUP來將當前建立的換檔范圍改變到新的換檔范圍，在該新換檔范圍中可用檔位的數量比當前建立的換檔范圍多一個。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)，例如當換檔手柄72從順序位置S操作到升檔位置“+”時將最高檔位從第四檔位“4th”改變到第五檔位“5th”。當降檔開關82檢測到換檔手柄72操作到降檔位置“-”時，產生降檔命令RDN來將當前建立的換檔范圍改變到新的換檔范圍，在該新換檔范圍中可用檔位的數量比當前建立的換檔范圍少一個。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，例如當換檔手柄72從順序位置S操作到降檔位置“-”時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，八個換檔范圍L、2-7和D中當前建立的一個就改變到下一個相鄰換檔范圍，使得遞增或遞減自動變速器10的自動換檔可用的檔位數量，從而改變自動換檔可用的最高檔位。在新建立的換檔范圍內，按照車輛的行駛狀況并根據圖5的換檔邊界線圖來將自動變速器10自動升檔或降檔。當在車輛行駛在下坡路上期間將換檔手柄72反復操作到降檔位置“-”時，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，從而逐級地增大發動機制動力。在手動換檔模式下，通過嚙合第二制動器B2以及第一離合器C1來建立第一檔位“1st”，使得在第一檔位下向車輛施加發動機制動。
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“-”自動返回到順序位置S。雖然在所示實施例中根據換檔手柄72操作到升檔位置“+”或降檔位置“-”的次數來改變換檔范圍，但也可用根據換檔手柄72保持在升檔或降檔位置的持續時間來改變換檔范圍。
圖7的液壓控制圖示出了液壓控制單元98的主要元件，其包括用于各個離合器C1-C4以及制動器B1和B2的形式為液壓缸的液壓致動器34、36、38、40、42和44。向液壓缸34-44供應具有管路壓力PL的受壓工作流體，其從液壓源46傳輸過來。管路壓力為PL的流體的壓力由各個線性電磁閥SL1-SL6來調節，使得向相應的液壓致動器34-44施加調節好的流體壓力。通過激勵和去激勵各個線性電磁閥SL1-SL6的線圈，即通過調節施加到各個液壓致動器34-44的流體壓力而嚙合和松開離合器C1-C4以及制動器B1、B2，并通過控制施加到線圈的電流來控制其嚙合和松開動作期間離合器C和制動器B的瞬時流體壓力。液壓源46包括由發動機30驅動的上述油泵48、可操作來根據作用在發動機30上的負荷來調節管路壓力PL的調節閥、以及可操作來根據換檔手柄72的當前所選位置PSH來機械建立不同液壓連通通道中所選一個的手動閥。
作為耦合裝置控制器閥的線性電磁閥SL1-SL6在基本構造上彼此相同，并且是常閉式閥。如圖8所示，每個線性電磁閥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、從其向相應的致動器34-44施加調節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。在通過由線圈100所產生的電磁力連續改變三個端口106、108、110中相互連通端口的組合(其被保持彼此連通)來調節或控制液壓的同時，線性電磁閥SL1-SL6中的每一個向液壓致動器34-44中相應的一個輸出液壓(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的負荷(偏置力)Fs、以及線圈100的電磁力F協同滿足以下表達式(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彼此獨立地控制，以彼此獨立地調節液壓致動器34-44的流體壓力。
如果閥芯102例如由于所謂的“閥阻塞”(由閥結構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，則輸入端口106和輸出端口108保持彼此連通，而不管線圈100是被激勵還是去激勵，這就禁止了從相應的耦合裝置排出工作流體，由此相應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致摩擦耦合裝置C、B的同時嚙合動作的某些組合的“互鎖”，這些組合在正常情況下由于與所關注摩擦耦合裝置相關聯的旋轉元件的速度差而不可用。例如，當通過嚙合離合器C1、C4而建立第四檔位“4th”(參見圖1B)時，如果其他摩擦耦合裝置C2、C3、B1、B2中任一個以及離合器C1、C4被嚙合，則變速器10出現互鎖，這可能導致變速器10的輸出驅動力的不期望的變化以及作用在同時嚙合摩擦耦合裝置的摩擦構件上的過分大的負荷，從而惡化摩擦構件的耐久性。
在本實施例中，為了避免互鎖現象，設置液壓傳感器P1-P6來檢測各個離合器C1-C4以及制動器B1、B2中的液壓PC1、PC2、PC3、PC4、PB1、PB2，以確定每個線性電磁閥SL1-SL6是否出現排出故障(例如由于閥阻塞)。如果確定線性電磁閥SL1-SL6中任一個出現了排出故障，則將變速器10置于允許車輛不受互鎖問題影響地行駛的受限檔位之一中。就是說，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線性電磁閥的排出故障而保持在其嚙合狀態下的所關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下時，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”和第一向后驅動檔位“Rev1”中之一的情況下驅動車輛。在此情況下，變速器10可以置于通過可由換檔手柄72操作的手動閥而可選擇的三個檔位之一中，即車輛可以在通過手動閥的操作而可選擇的向前和向后方向中的任一個上被驅動。
每個線性電磁閥SL1-SL6的閥芯被定位在根據上述表達式(1)所確定的力平衡位置中，以控制輸出液壓。當線圈100由于停止向線性電磁閥供應電力而被去激勵(OFF)時，線性電磁閥被置于其關閉狀態，即閥芯102由于彈簧104的負荷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連通的同時輸入端口106基本上被關閉，由此使從線性電磁閥輸出的液壓為零以松開相應的摩擦耦合裝置。如果所有的線性電磁閥SL1-SL6由于其線圈100的去激勵(OFF)(這是由于例如電連接器斷開、導線破損或電子控制單元90的斷電而導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。
在本實施例中，在線性電磁閥SL1-SL6出現電源故障的情況下，即在其進入其中閥變得無法對摩擦耦合裝置施加液壓的壓力輸出故障狀態的情況下，機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，從手動閥輸出的向前驅動液壓)經由作為故障保護閥的順序閥120傳輸到作為第一控制器閥的線性電磁閥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，并且這樣傳輸的管路壓力PL經由線性電磁閥SL1、SL3的輸出端口108而被供應到第一離合器C1和第三離合器C3的液壓致動器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、制動器B1、B2)中的每個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。
作為故障保護閥的順序閥120具有管路壓力PL所供應到的第一輸入端口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。當順序閥120的閥芯(未示出)被彈簧130的偏置力移動到其行程末端之一時，閥120被置于其正常連通狀態，在該狀態中第一輸出端口126和第一排出端口124保持彼此連通，而第一輸入端口122被關閉。在此正常連通狀態下，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作期間控制離合器C1、C3的瞬時流體壓力。因為工作流體在正常連通狀態下通過第一排出端口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致順序閥120被置于其緊急連通狀態的方向上對順序閥120的閥芯施加管路壓力PL。當ON-OFF電磁閥Soll的線圈被去激勵(OFF)時，閥Soll被置于其允許對順序閥120的閥芯施加管路壓力PL的接通狀態。當ON-OFF電磁閥Soll的線圈被激勵(ON)時，閥Soll被置于其停止對順序閥120的閥芯施加管路壓力PL的斷開狀態。當在線圈被去激勵(OFF)的情況下對順序閥120的閥芯施加管路壓力PL時，閥芯克服彈簧130的偏置力被移動到另一行程末端，使得順序閥120被置于其緊急連通狀態，在該狀態中第一輸出端口126和第一輸入端口122保持彼此連通，而第一排出端口124被關閉。在此緊急連通狀態下，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通過順序閥120傳輸到線性電磁閥SL1、SL3的排出端口110。這樣被傳輸的管路壓力PL被供應到液壓致動器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，ON-OFF電磁閥Soll的線圈被電子控制單元90激勵(ON)，并停止對順序閥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下。在存在例如由電連接器斷開、導線破損或電子控制單元90的斷電而導致的電源故障時，ON-OFF電磁閥Soll的線圈被去激勵(OFF)，并對順序閥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。就是說，在出現暫停向線性電磁閥SL1-SL6供應電力的電源故障時，即在壓力輸出故障狀態下，其線圈被去激勵(OFF)的ON-OFF電磁閥Soll將順序閥120置于其緊急連通狀態，以機械地建立第三檔位“3rd”作為緊急檔位。在此意義上，可以認為ON-OFF電磁閥Soll作為電源故障檢測器，其在其線圈未被激勵時檢測到電源故障，并且在檢測到電源故障時輸出管路壓力PL作為表示電源故障的信號。
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和制動器B1、B2松開的功能。就是說，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。當激勵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，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，在該狀態中第二輸出端口136和第二輸入端口132保持彼此連通，而第二排出端口134被關閉。在此正常連通狀態下，保持彼此連通的第二輸出端口136和第二輸入端口132分別作為通過其向線性電磁閥SL2、SL4、SL5、SL6的輸入端口106供應管路壓力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和制動器B1、B2并能夠在其嚙合和松開動作期間控制這些第二耦合裝置的瞬時流體壓力。
當順序閥120在線圈被去激勵(OFF)而被置于其緊急連通狀態時，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被關閉。在此緊急連通狀態下，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和制動器B1、B2排出的工作流體可以通過線性電磁閥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和制動器B1、B2的松開動作，即使線性電磁閥SL2、SL4、SL5、SL6中任一個的閥芯102例如由于“閥阻塞”而保持不可從其打開位置移動。就是說，即使“排出故障”與壓力輸出故障(或電源故障)一起發生，離合器C2、C4和制動器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，以避免互鎖問題。
如上所述，在根據本實施例構造的控制設備中，作為故障保護閥的順序閥120通過第一連通通道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(OFF)，由此將順序閥120從其正常連通狀態切換到其緊急連通狀態，使得管路壓力PL通過順序閥120傳輸到線性電磁閥SL1、SL3的排出端口110，并且這樣被傳輸的管路壓力PL通過線性電磁閥SL1、SL3的輸出端口108被供應到液壓致動器34、38。于是，機械建立了第三檔位“3rd”，使得即使在出現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和制動器B1、B2。在順序閥120被保持在正常連通狀態的同時，管路壓力PL可通過作為非緊急輸出端口的第二輸出端口136供應到線性電磁閥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和制動器B1、B2并能夠在其嚙合和松開動作期間控制這些第二耦合裝置的瞬時流體壓力。當順序閥120在出現壓力輸出故障(電源故障)而被置于其緊急連通狀態時，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的方向上移動時，該布置允許工作流體通過線性電磁閥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，從而避免互鎖問題。
在本實施例的控制設備中，由液壓傳感器P1-P6檢測各個離合器C1-C4和制動器B1、B2中的液壓PC1、PC2、PC3、PC4、PB1、PB2，并確定每個線性電磁閥SL1-SL6是否出現排出故障(例如由于閥阻塞)，使得如果確定線性電磁閥SL1-SL6中任一個出現排出故障，則將變速器10置于允許車輛不受互鎖問題的影響而行駛的受限檔位之一中。如上所討論的，在傳統的故障保護布置中，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，則車輛無法避免出現互鎖問題，除非上述受限檔位中至少一個與在出現壓力輸出故障時所要建立的預定檔位重合。另一方面，在根據本實施例構造的控制設備中，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，以避免互鎖問題。
此外，在本控制設備中，因為順序閥120連接到每個線性電磁閥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和液壓致動器34-44之間的布置相比，使液壓致動器34-44對線性電磁閥SL1-SL6的響應的精度和速度惡化的危險更小。
雖然上面已經僅僅為了解釋的目的而詳細描述了本發明的實施例，但是應該理解本發明可以利用本領域技術人員可想到的各種變化和改進來實施。
本申請基于2004年8月5日遞交的日本專利申請No.2004-229916，其內容通過引用而被包含于此。
權利要求
1.一種控制設備，用于控制車輛自動變速器，所述自動變速器包括可操作來選擇性地建立多個具有各自不同速比的檔位的多個液壓操作摩擦耦合裝置，其中所述多個液壓操作摩擦耦合裝置包括(i)至少一個第一耦合裝置，其被嚙合來建立作為所述多個檔位中預定一個的緊急檔位，和(ii)至少一個第二耦合裝置，其被松開來建立所述緊急檔位，所述控制設備包括(a)多個耦合裝置控制器閥，其可操作來控制被供應到所述各個液壓操作摩擦耦合裝置的受壓工作流體的流動；和(b)故障保護閥，其中所述多個耦合裝置控制器閥中的每一個都具有(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一個；(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，所述閥芯可移動來改變所述輸入端口、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一個根據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到所述至少一個第一耦合裝置中每一個的所述工作流體的流動的所述控制器閥中的一個；(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，以使得供應到所述第一輸入端口的所述工作流體可以通過所述第一輸出端口供應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第一耦合裝置中的所述每一個排出到所述第一輸出端口的所述工作流體可以通過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到所述至少一個第二耦合裝置中每一個的所述工作流體的流動的所述控制器閥中的一個；(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，以使得供應到所述第二輸入端口的所述受壓工作流體可以通過所述第二輸出端口供應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第二耦合裝置中的所述每一個排出到所述第二輸出端口的所述工作流體可以通過所述第二排出端口被排出。
2.如權利要求1所述的控制設備，其中所述故障保護閥可在正常連通狀態和緊急連通狀態之間切換，其中當所述故障保護閥被置于所述正常連通狀態中時，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，并且其中當所述故障保護閥被置于所述緊急連通狀態中時，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.如權利要求1或2所述的控制設備，其中所述多個耦合裝置控制器閥中的每一個都由電磁操作閥提供，所述控制設備還包括電源故障檢測器，其檢測禁止向所述多個耦合裝置控制器閥供應足夠電力的電源故障；和故障保護閥切換器，當所述電源故障檢測器檢測到所述電源故障時，所述故障保護閥切換器可操作來將所述故障保護閥置于建立所述緊急檔位的緊急連通狀態中。
4.如權利要求3所述的控制設備，其中所述多個控制器閥中的每一個在被激勵時被置于打開狀態，在所述打開狀態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，并且其中所述多個控制器閥中的每一個在被去激勵時被置于關閉狀態，在所述關閉狀態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.如權利要求4所述的控制設備，其中當所述故障保護閥被置于所述緊急連通狀態中時，所述第一輸出端口和所述第一輸入端口彼此保持連通來作為緊急輸出端口和緊急輸入端口，以允許通過所述故障保護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向所述至少一個第一耦合裝置中的每一個供應所述工作流體，從而嚙合所述至少一個第一耦合裝置來建立所述緊急檔位。
6.如權利要求5所述的控制設備，其中當所述故障保護閥被置于所述緊急連通狀態中時，所述第二排出端口和所述第二輸出端口保持連通來作為緊急排出端口，以允許從所述至少一個第二耦合裝置中的每一個排出的所述工作流體通過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第二耦合裝置來建立所述緊急檔位。
7.如權利要求3所述的控制設備，其中所述故障保護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閥被置于所述緊急連通狀態中的方向上向所述故障保護閥的閥芯施加液壓，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時被置于禁止所述施加液壓操作的關閉狀態，以使得所述故障保護閥不被置于所述緊急連通狀態，并且其中所述閥芯位置控制器閥在被去激勵時被置于允許所述施加液壓操作的打開狀態，以使得所述故障保護閥被置于所述緊急連通狀態。
8.如權利要求7所述的控制設備，其中所述閥芯位置控制器閥用作所述電源故障檢測器，并在所述閥芯位置控制器閥不被激勵時檢測到所述電源故障，并且其中用作所述電源故障檢測器的所述閥芯位置控制器閥在檢測到所述電源故障時，輸出所述液壓作為表示所述電源故障的信號，所述液壓被施加到所述故障保護閥的所述閥芯。
9.如權利要求7所述的控制設備，其中所述故障保護閥包括偏置器，所述偏置器在與使得所述故障保護閥被置于所述緊急連通狀態中的所述方向相反的方向上偏置所述故障保護閥的所述閥芯。
10.如權利要求1或2所述的控制設備，其中所述故障保護閥包括閥芯，所述閥芯可移動來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閥的所述閥芯由單個構件提供。
全文摘要
本發明公開了一種用于控制車輛自動變速器的控制設備，該自動變速器包括(i)將被嚙合來建立緊急檔位的第一耦合裝置和(ii)將被松開來建立該緊急檔位的第二耦合裝置。所述控制設備包括(a)用于控制各個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B60K31/00GK1730990SQ20051008919
公開日2006年2月8日 申請日期2005年8月5日 優先權日2004年8月5日
發明者野崎和俊, 近藤真實, 野田和幸, 藤峰卓也 申請人:豐田自動車株式會社, 愛信艾達株式會社