专利名称:用于车辆自动变速器的液压控制系统和方法
技术领域:
本发明涉及一种用于车辆自动变速器的液压控制系统和方法,更具 体地涉及一种用于当档位从空档位置换档至倒档位置时避免在自动变 速器中产生冲击的技术。
背景技术:
日本专利申请公才艮No.2005-273879描述了 一种车辆自动变速器, 其包括用于确立第一档位和倒车档位的第一档位和倒车档位接合元 件,该接合元件可通过选择性地接合多个接合元件而进入具有不同传 动变速比的多个变速档位中的任何一个。在该自动变速器中,当选档 装置换档至倒档位置(R位置)时,从手动阀供应的倒档范围压力(R 范围压力)施加在第一档位和倒车档位接合元件上作为其原始压力。 然而,当选档装置换档至空档位置(N位置)时,第一档位和倒车档 位接合元件变成脱离接合。
然而,在上述液压控制系统中,当选档装置在车辆停止时从N位 置换档至R位置时,R范围压力直接作用在第一档位和倒车档位接 合元件上而没有进行压力调节或流量控制。因此,第一档位和倒车档 位接合元件可能进行快速的接合,使得自动变速器的诸如鼓形物或齿 圏之类具有高转动惯性且已在连接中被转动的转动元件可能急速停 止,从而在自动变速器中产生冲击。
发明内容
本发明提供一种用于车辆自动变速器的液压控制系统及方法,当 选档装置从N位置换档至R位置时其防止自动变速器中的冲击。
根据本发明的一方面,提供一种用于自动变速器的液压控制系统,
5其中,自动变速器通过选择性地^作包括用于确立第一档位和倒车档位 的第 一档位和倒车档位接合元件在内的多个接合元件而确立多个变速 档位。在该液压控制系统中,当选档装置换挡至倒车档位位置时,接合
第一档位和倒车档位接合元件。进一步,液压系统包括第一电磁阀和 第二电磁阀,该第一电磁阀和第二电磁阀通过同时操作而接合第一档位 和倒车档位M元件;以及N位置^控制单元,在选档装置换挡至空 档位置时,N位置M控制单元使第一电磁阀和第二电磁阀都被激活, 从而使得能够接合第 一档位和倒车档位接合元件。
通过采用这种用于自动变速器的液压控制系统的结构,当选档装置 处于N位置时,两个电磁阀(即第一电磁阀和第二电磁阀)由N位置 M控制单元激活,从而接合笫一档位和倒车档位接合元件。因此,当 选档装置从N位置换档至R位置时,倒车档位可通过第二接合元件的 接合而确立,因为第一档位和倒车档位接合元件仍保持接合。因此,当 选档装置从N位置换档至R位置时可适当防止在自动变速器中产生冲 击。
此外,由于两个电磁阀(即第一电磁阀和第二电磁阀)被驱动以接 合第一档位和倒车档位#^元件,所以当第一电磁阀或第二电磁阀发生 单个故障时第一档位和倒车档位接合元件不会接合。因此,当选档装置 在车辆移动时从D位置换档至N位置时,可避免由于第一档位和倒车 档位接合元件的"^(即,"开"故障)而造成的自动变速器中的转动 元件的过度转动。
在上述结构中,当选档装置在车辆停止时换档至空档位置(N位置) 时,N位置^控制单元可将第一电磁阀和第二电磁阀都激活以接合第 一档位和倒车档位#^元件。此外,在车辆移动时,N位置^控制单 元可将第一电磁阀和第二电磁阀都解除激活以使第一档位和倒车档位 接合元件脱离接合。通过采用这种结构,可防止当选档装置在车辆移动 时换档至N位置时发生停滞(tie-up )。
此外,液压控制系统可进一步包括排出流量控制阀,其控制从第一 档位和倒车档位接合元件排出的油的流量。通过采用这种结构,从第一 档位和倒车档位^元件排出的油的流量可由排出流量控制阀调节。例 如,当选档装置从由第 一档位和倒车档位接合元件以及第二^元件一 并确立的倒车档位换档至N位置时,执行R—N控制使得油首先从第二接合元件排出,然后从第一档位和倒车档位接合元件排出,从而防止在 自动变速器中产生冲击。
此外,如果当第一档位和倒车档位^元件接合时选档装置从N位 置换档至D位置,则第二接合元件M。如果此时第一档位和倒车档位 接合元件尚未脱离接合,则可能发生停滞。为避免此问题,可执行与 R—N控制相适应的N—D控制以从第一档位和倒车档位接合元件快速 排油。因此,可在N—D控制中防止发生可能由于第一档位和倒车档位 接合元件排油延迟而造成的停滞。
此外,液压控制系统可进一步包括切换阀,其将从第一电磁阀或第 二电磁阀输出到第一档位和倒车档位接合元件的输出压力供应到多个 接合元件中的第一档位和倒车档位接合元件或第二接合元件。通过采用 这种结构,防止了输出压力既供应到第 一档位和倒车档位接合元件又供 应到第二^元件。因此,可避免可能通过第一档位和倒车档位接合元 件和第二接合元件两者的同时掩^而确立的不当档位。
此外,切换阀可在向第二^^元件供应调节压力和向第二M元件 供应保持压力之间切换。通过釆用这种结构,不需要提供额外的电磁阀 来控制第二掩^元件的^压力。
此外,当自动变速器i^变速档位时,切换阀进行切换以防止输出 压力供应到第二备^元件。通过采用这种结构,当自动变速器确立例如 第四档位时,防止了液压供应到第二接合元件。因此,故障保险可通过 使用一个切换阀实现。
此外,液压系统可进一步包括排出连通路径,当自动变速器进入特 定的变速档位时该连通路径将切换阀的排出路径与排出流量控制阀的 排出3^圣连通。通过采用这种结构,当自动变速器ii^例如第四档位时, 第二^元件的排出路径可经由切换阀形成。
此外,液压系统可进一步包括液压传动单元,其设置在自动变速 器的输入侧,并具有附连于其上的锁止离合器;锁止离合器切换阀,其 接合和脱离^锁止离合器;以及,手动阀,其用于当选档装置换档至 D档位位置时输出D范围压力,其中,锁止离合器切换阀通过D范围 压力切换。通过采用这种结构,当从N位置换档至R位置时,避免了 由于电磁阀排出延迟而造成的发动机失速。根据本发明的第二方面,提供用于自动变速器的控制方法,其中, 通过选择性地操作包括用于确立第一档位和倒车档位的第一档位和倒 车档位接合元件在内的多个接合元件而操作自动变速器以确立多个变 速档位。在此,当选档装置换挡至倒车档位位置时,第一档位和倒车档 位接合元件被接合,并且,在选档装置换挡至空档位置时,使得能够接 合第一档位和倒车档位M元件。
在上述第二方面中,自动变速器可进一步包括第一电磁阀和第二电 磁阀,它们同时操作以使第一档位和倒车档位接合元件接合,并且该控 制方法可进一步包括当选档装置换档至空档位置时将第一电磁阀和第 二电磁阀都激活以接合第 一档位和倒车档位接合元件。
在上述第二方面中,控制方法可进一步包括当选档装置在车辆停 止时换档至空档位置时将第一电磁阀和第二电磁阀都激活以接合第一 档位和倒车档位备^元件;以及当车辆移动时将第一电磁阀和第二电磁 阀都解除激活以使第一档位和倒车档位接合元件脱离接合。
在上述第二方面中,控制方法可进一步包括将从第一电磁阀或第二 电磁阀输出到第 一档位和倒车档位接合元件的输出压力供应到第 一档 位和倒车档位#^元件或第二#^元件。
在上述第二方面中,控制方法可进一步包括当自动变速器进入特定 的变速档位时中断对第二接合元件供应输出压力。
在上述第二方面中,可在自动变速器的输入侧设置液压传动单元; 锁止离合器,其附连于^a传动单元;以及锁止离合器切换阀,其进行 切换以接合锁止离合器和使锁止离合器脱离接合,并且控制方法可进一 步包括当选档装置换档至D档位位置时使用D范围压力切换锁止离 合器切换阀。
从下列参照附图对示例实施方式的描述中,本发明的特征和优点 将变得显而易见,在附图中类似的标号用来表示类似的元件,其中
图1是示出采用本发明的一个实施方式的车辆驱动系统的结构 的示意图;图2是示出用于确立图l所示的自动变速器的相应变速档位的离 合器和制动器的接合状态和脱离接合状态的组合的图表;
图3是示出设置在采用图l的实施方式的车辆中的电子控制单元 的输入信号和输出信号的框图4是示出图3所示的换档杆的换档模式的示例的视图5是示意图,其与图6相结合示出了图3所示的液压控制回路 的结构;
图6是示意图,其与图5相结合示出了图3所示的液压控制回路 的结构;
图7是示出图3所示的电子控制单元的控制功能的主要部件的框 图;以及
图8是示出根据本发明的另一个实施方式的液压控制回路的主 要部件的图。
具体实施例方式
下文将参照附图详细说明本发明的实施方式。
图1是示出用于具有诸如FF (前置发动机/前轮驱动)布置之类 的横向发动机布置的车辆的驱动系统的图。该驱动系统被构造成使得 诸如汽油发动机或柴油发动机之类的发动机10的输出功率借助于变 矩器12传输至驱动轮(前轮),所述变矩器12包括锁止离合器ll并 与自动变速器14和差动齿轮机构(未示出)连接。发动机10起到车 辆驱动动力源的作用,而变矩器12起到液压传动单元的作用。
自动变速器14包括第一传动部22,其主要由单小齿轮型第一行 星齿轮组20构成;第二传动部30,其主要由单级小齿轮型第二行星齿 轮组26构成;以及双小齿轮型第三行星齿轮组28,其中第一传动部22 和第二传动部30是同轴布置的,使得输入轴32的转动可在改变转速后 经输出齿轮34输出。
在本实施方式中,输入轴32对应于输入元件,并被构造为变矩器12的涡轮轴。输出齿轮34对应于输出元件,并经由差动齿轮^驱动 左、右驱动轮以转动驱动轮。此外,自动变速器14的结构绕其中心轴 线是对称的。在图1中,略去了自动变速器的对称结构在中心轴线以下 的下部。
构成第一传动部22的第一行星齿轮组20包括三个转动元件,其为 恒星齿轮Sl、托架CA1和齿圏Rl。恒星齿轮Sl与输入轴32连接并从 而转动,而齿圈Rl经由第三制动器B3固定于变速器箱体36 (下文筒 称"箱体")使得齿圏Rl不能转动。因此,起到中间输出元件的作用的 托架CA1在降低转速后输出输入轴32的转动力。
此外,构成第二传动部30的第二行星齿轮组26和第三行星齿轮组 28部分互相:^接,因此形成四个转动元件RM1至RM4。具体而言, 第三行星齿轮组28的恒星齿轮S3形成第一转动元件RM1。第二行星 齿轮组26的齿圏R2和第三行星齿轮组28的齿圏R3互相联接并形成 第二转动元件RM2。第二行星齿轮组26的托架CA2和第三行星齿轮 组28的托架CA3互相联接并形成第三转动元件RM3。第二行星齿轮 组26的恒星齿轮S2形成第四转动元件RM4。第二行星齿轮组26和第 三行星齿轮组28共用托架CA2、 CA3和齿圏R2、 R3。此外,第二行 星齿轮组26的小齿轮也被用来作为第三行星齿轮组28的第二小齿轮 (外部小齿轮)以形成拉维娜式(Ravigneaux)行星齿轮系。
第一转动元件RM1 (恒星齿轮S3 )经由第一制动器Bl选择性地与 箱体36连接使得其转动停止。第二转动元件RM2 (齿圏R2、 R3 )经 由第二制动器B2选择性地与箱体36连接使得其转动停止。第四转动元 件RM4(恒星齿轮S2 )经由第一离合器Cl选择性地与输入轴32连接, 而第二转动元件RM2 (齿圏R2、 R3)经由第二离合器C2选择性地与 输入轴32连接。
此外,第一转动元件RM1 (恒星齿轮S3 )与第一行星齿轮组20的 托架CA1连接成为一体,其起到中间输出元件的作用。第三转动元件 RM3 (托架CA2、 CA3)与输出齿轮34连接成为一体以输出转动力。 此外,单向离合器F平行于第二制动器B2设置在第二转动元件RM2 (齿圏R2、 R3)和箱体36之间,使得单向离合器允许第二转动元件 RM2沿着向前转动的方向(即输入轴32的转动方向)转动,并防止其 反向转动。离合器C1、 C2和制动器B1、 B2、 B3 (下文若未对离合器或制动 器进行特别区分则简称"离合器C"、"制动器B")对应于液压摩擦联接 装置中的多个#^元件,它们是由与其接合的液压致动器控制的多片式 离合器或带式制动器。此外,通过控制液压控制回路98 (见图3)中的 线性电磁阀SL1至SL4或手动阀的激励和去激励,接合状态和脱离接 合状态如图2所示确立。此外,才艮据换档杆72的位置(见图3 )确立包 括六个前进档和一个倒档的相应档位。
图2中的标识符"lst,,至"6th,,表示第一前进档位至第六前进档位, 且R表示倒车档位,其中其传动变速比(=输入轴每分钟转数N^/输 出轴每分钟转数NOUT )按照第一行星齿轮组20、第二行星齿轮组26和 第三行星齿轮组28的相应传动比pl、p2和p3适当确定。在图2中,"O" 表示完全接合,"A"表示通过调节的压力接合,而"X,,表示脱离接合。 由于单向离合器F是平行于确立第一档位的制动器B2安装的,所以不 需要在发动机起动(加速)期间接合制动器B2。
换档杆72是选档装置的一个实施方式,并且如图4中示出的换档 模式所示在驻车位置P、倒车驱动位置R、空档位置N以及前进驱动位 置D、 4、 3、 2和L之间换档。在P位置和N位置,确立空档状态以阻 止动力传输。此外,在P位置,驱动轮由机械驻车机构(未示出)机械 止动以防止马区动轮转动。
图3是示出设置在车辆中以控制图1所示的发动机10和自动变速 器14等的控制系统的框图。在该控制系统中,加速器传感器51检测加 速器踏板50的操作量Acc (加速器开度)。加速器踏板50是加速器操 纵装置的一个实施方式,其通常由驾^A员的足部按照驾驶人员期望的 输出功率下压。加速器^Mt量Acc大体上指示期望的输出功率。此外, 在发动机IO的进气管中设置了电子节气门56,其开度0TH由节气门致 动器54控制。
另外,控制系统进一步包括发动机转速传感器58,其用于检测发 动机转速NE;进气量传感器60,其用于检测发动机IO中的进气量Q; 进气温度传感器62,其用于检测进气温度TA;具有附连于其上的空转 开关的节气门传感器64,其用于检测电子节气门56的完全关闭状态(空 转状态)和开度eTH;车速传感器66,其用于检测输出齿轮34的转速 NOUT (等同于输出轴的转速),转速NouT对应于车速V;冷却剂温度传感器68,其用于检测发动机IO的冷却剂温度Tw;制动器开关70,其 用于检测脚制动器的操纵;杆位传感器74,其用于检测换档杆72的选 定位置Psh;涡轮转速传感器76,其用于检测涡轮转速NT; AT油温传 感器78,其用于检测AT油温TOIL, AT油温T。化为液压控制回路98 中的致动油的温度;以及点火开关82。
因此,指示发动机转速NE、进气量Q、迸气温度Ta、节气门开度 eTH、车速V (输出轴转速NouT)、发动机冷却剂温度Tw、制动器的操 纵、换档杆72的选定位置PSH、涡轮转速NT、 AT油温T(ml和点火开 关82的操纵位置的各种信号^M目应的传感器发送至电子控制单元卯。 涡轮转速NT等于起到输入元件的作用的输入轴32的转速(输入轴每 分钟转数NIN )。
液压控制回路98包括图5和图6所示的液压回路,用于控制自动 变速器14的操作。如图5和图6所示,从油泵40传送的致动油由减压 型第一调压阀100调压,从而形成第一管线压力PL1。油泵40例如是 由发动机10驱动的机械泵。第一调压阀100响应于从线性电磁阀SLT 供应的信号压PSLT而调节液压。指示涡轮扭矩TT (即自动变速器14 的输入扭矩TIN)或对应于该扭矩的节气门开度0TH的信号压PSLT从 线性电磁阀SLT供应到第一调压阀100。
第一调压阀IOO根据基于信号压PSLT的自动变速器14的输入扭矩 TW调节第一管线压力PL1。第一管线压力PL1经由第一管线路径LI 供应到与换档杆72协同操作的手动阀104和线性电磁阀SL4。此外, 当换档杆72处于诸如D位置之类的前进驱动位置时,D范围压力PD 从手动阀104供应到第一至第三线性电磁阀SL1至SL3,而第四线性电 磁阀SL4被供应第一管线压力PL1。
线性电磁阀SL1、 SL2、 SL3和SL4以对应于离合器C1、 C2和制 动器B1、 B2、 B3的方式布置。此外,线性电磁阀SL1、 SL2、 SL3和 SL4的激励响应于来自电子控制单元卯的驱动信号输出(指示液压) 而被控制,使得离合器C1、 C2和制动器B1、 B2、 B3的接合妙PC1、 PC2、 PB1、 PB2、 PB3被独立控制。因此,可确立第一至第六档位"lst" 至"6th"和倒车档位"Rev"中的任何一个。
线性电磁阀SL1至SL4是大容量阀,且其输出液压PSL1、 PSL2、PSL3、 PSL4供应到离合器Cl、 C2和制动器B1、 B2、 B3,从而直接 控制它们的^^妙PC1、 PC2、 PB1、 PB2、 PB3。开/关鋒开关SW1 和SW2分别与第一线性电磁阀SL1和第二线性电磁岡SL2连接。当线 性电磁阀SL1和SL2的输出液压PSL1和PSL2高于特定级别时,电磁 阀SL1和SL2打开,且指示液压的输出的液压信号供应到电子控制单 元卯。此外,相应的蓄存器AC1、 AC2、 AB1、 AB2、 AB3分别与离合 器C1、 C2和制动器B1、 B2、 B3连接。
第二调压阀106基于作为原始压力的信号压PSLT调节从第一调压 阀100流动的致动油的压力,从而根据自动变速器14的输入扭矩形成 第二管线压力PL2。为使用作为变矩器12的原始压力的第二管线压力 PL2,第二管线压力PL2经由第二管线路径L2供应到锁止继动阀108 和锁止控制阀110。第三调压阀112^^用作为原始压力的第一管线压力 PL1调节调制器压力PM。
不论原始压力如何变化,调制器压力PM都被调节为恒定。调制器 压力PM作为原始压力经由调制器压力路径LM供应到线性电磁阀 SLT、线性电磁阀SLU和电磁切换阀SL。
锁止继动阀108由于回位弹簧108s的复位力而被迫使处于"关"位 置,但是当电磁切换阀SL为"开"时,锁止继动阀108中的滑阀108a 通it^电磁继动阀118输出的D范围压力PD (SL:"开,,)形成的推力 移动至"开"位置。当滑阀108a处于"开,,位置时,第二管线压力PL2供 应到变矩器12中的接合侧油腔12a,同时脱离接合侧油腔12b的致动油 经由锁止继动阀108和锁止控制阀110的排出端口 110d排出。
然而,当滑阀108a处于"关"位置时,第二管线压力PL2供应到变 矩器12中的脱离接合侧油腔12b,并且同时接合侧油腔12a的致动油经 由锁止继动阀108和止回阀113排出到冷却器115。此外,为在锁止离 合器ll脱离接合时使用线性电磁阀SLU,当滑阀108a处于"关"位置时,
控制阀128,从而切^B2控制阀128。此外^参"号"117""示冷却 器旁通阀。
锁止控制阀110包括滑阀110a,滑阀110a移动至如下位置在该 位置时,回位弹簧110s的复位力与掩^侧油腔12a的压力P皿产生的推
13力、脱离^侧油腔12b的压力P。ff产生的另一个推力以及根据从线性 电磁阀SLU输出的液压信号PSLU的另一个推力互相平衡。
当用于接合锁止离合器11的锁止继动阀108为"开"时,锁止控制 阀110根据滑阀110a的位置选择油路以经由与排出端口 110d或第二管 线路径L2连接的锁止继动阀108从脱离接合侧油腔12b排出致动油。 因此,锁止控制阀110控制接合侧油腔12a的压力P。n和脱离接合侧油 腔12b的压力P。ff之间的压差AP (=P。n-P。ff),从而按照M信号PSLU 保持滑移量。
离合器控制阀114包括回位弹簧114s和滑阀114a。滑阀114a通常 根据回位弹簧114s的复位力定位在第一至第四档位中的一个中。然而, 当线性电磁阀SL2的输出'絲PSL2或离合器C2的M压力PC2作用 在其上时,滑阀114a可位于第五或第六档位中。
当自动变速器14处于第一至第四档位中的一个时,离合器控制阀 114将线性电磁阀SL1的输出、^£ PSL1输出到顺序岡116作为选定压 力POUT,并且同时将在第一至第四档位中产生的D范围压力PDw输 出到顺序岡116。然而,在第五或第六档位的情况中,离合器控制岡114 将线性电磁阀SL2的输出液压PSL2输出到顺序阀116作为选定压力 POUT,并且同时将在第五或第六档位的情况中产生的D范围压力PD5-6 输出到顺序阀116。
顺序阀116是用来作为备用阀的故障保险阀,用于在发生故障的情 况下确保前行档位。顺序阀116包括回位弹簧116s和滑阀116a,滑阀 116a移动至如下位置在该位置时,线性电磁阀SLT的输出压PSLT 产生的推力以及调制器压力PM和选定压力POUT两者产生的另一个 推力互相平衡。
在正常情况下,滑阀116a定位在图5中的点划线的右边,线性电 磁阀SL1、 SL2、 SL4的输出液压PSL1、 PSL2、 PSL4供应到离合器 Cl、 C2和制动器B3 (正常控制模式)。然而,如果发生故障,其中滑 阀116a定位在图5中的点划线的左边,则线性电磁阀SL1、 SL2、 SL4 的输出液压PSL1、 PSL2、 PSL4净皮中断,同时,在第一至第四档位产 生的D范围压力PD^输出到离合器Cl,或者在第五或第六档位中产生 的D范围压力PDs-6输出到离合器C2,而D范围压力PD输出到制动器B3 (故障控制模式)。
因此,当顺序阀116切换至故障控制模式而车辆行驶在第一档位至 第四档位中的一个时,第一离合器Cl和第三制动器B4 M,因此强 制性地确立第三档位。此外,当顺序阀116切换至故障控制模式而车辆 在变速器处于第五档位"5th,,或第六档位"6th,,中的情况下移动时,第二 离合器C2和第三制动器B3掩^,因此强制性地确立第五档位"5th"。
电磁继动阀118包括滑阀118a,其通常由回位弹簧118s的复位力 保持在"关,,位置,但是当电磁切换阀SL的输出压力PSL作用在其上时 移动至"开,,位置。在"开"位置,滑阀118a使用第一管线压力PL1作为 输出压力。然而,在"关"位置,滑阀118a将输出压力改变为D范围压 力PD,同时,将输出压力供应到离合器施加控制阀120和Bl施加控制 阀122。
如图2所示,如果换档杆72处于P、 R、 N位置中的一个且在行进 时被施加发动机制动,则电磁切换阀SL处于"关"状态。可供选择地, 如果自动变速器14处于第一至第六前进档位中的一个中,或处于其中 制动器B3掩^的P位置,或处于禁止倒车(R禁止)状态,则电磁切 换阀SL将为"开"。
离合器施加控制阀120包括滑阀120a,以下的力一起作用在该滑阀 120a上电磁继动阀118的输出压力引起的向上推力;以及,D范围压 力PD、离合器Cl的接合压力PC1、离合器C2的^压力PC2产生 的推力和回位弹簧120s的复位力两者引起的向下推力。
当向下推力大于向上推力时,换言之,当换档杆72处于R或N位 置时或者当自动变速器14换档至第四档位时,滑阀120a位于图5中的 较下位置(即在点划线的左边)。在此状态下,在第四档位的情况下引 起的D范围压力PD4输出到Bl施加控制阀122和B2施加控制阀124。 此外,输出液压PSL4经由顺序阀116供应到B2施加控制阀124,使得 R范围压力PR输出到制动器B3和B2施加控制岡124。
然而,当向下推力小于向上推力时,换言之,当换档杆72既未处 于R位置也未处于N位置时,或者当自动变速器14换档至非第四档位 的换档档位时,滑阀120a位于图5中的较上位置(即在点划线的右边)。 在此状态下,D范围压力PD供应到B2施加控制阀124,同时,输出液
15压PSL4作为接合压力PB3经由顺序阀116输出到制动器B3和B2施 加控制阀124。
Bl施加控制阀122包括滑阀122a,以下的力一起作用在滑阀122a 上电磁继动阀118的输出压力产生的推力和回位弹簧122s的复位力 引起的向上推力;以及,在第四档位的情况中离合器施加控制阀120的 D范围压力PD4、制动器B3的#^压力PB3和线性电磁阀SL3的输出 M PSL3引起的向下推力。
当向上推力大于向下推力时,滑阀122a位于正常位置。然而,当 向上推力小于向下推力时,滑阀122a位于非正常位置。在正常位置, 线性电磁阀SL3的输出液压PSL3供应到制动器Bl。在非正常位置, 线性电磁岡SL3的输出液压PSL3被中断,并且同时制动器B1的油经 由排出端口122d排出。第四档位由离合器C1和C2的接合确立,但是 当制动器B1接合时,Bl施加控制阀122移动至非正常位置。
B2施加控制阀124包括滑阀124a,以下的力一起作用在滑岡124a 上在第四档位的情况中离合器施加控制阀120的D范围压力PD4产 生的推力和回位弹簧124s的复位力引起的向上推力;以及,制动器B3 的接合压力PB3、在正常状态下从B1施加控制阀122供应的制动器Bl 的#^压力PB1和线性电磁阀SL2的输出'^a PSL2引起的向下推力。
当向上推力大于向下推力时,滑阀124a位于图6中的点划线的左 边。然而,当向上推力小于向下推力时,滑阀124a位于图6中的点划 线的右边。当滑阀124a位于图6中的点划线的左边时,换言之,当换 档杆72处于D或N位置时,线性电磁阀SL4的输出液压PSL4作为接 合压力经由连通路径126和B2控制阀128输出到制动器B2。此外,在 D位置,经由B2控制阀128从制动器B2流动的致动油经由旁通管线 129、排出端口 124d、快速排出,130和手动阀104快速排出。然而, 当滑阀124a位于图6中的点划线的右边时,输出'^£ PSL4被中断, 且制动器B2的致动油经由起到限流器的作用的孔134緩'匱排出。
B2控制阀128包括滑阀128a,以下的力一起作用在滑阀128a上 在"关"状态下经由电磁继动阀U8供应的制动器B2的掩^压力产生的 推力和回位弹簧128s的复位力引起的向上推力;以及,在"关"状态下 经由锁止离合器继动阀108供应的从线性电磁阀SLU输出的';^信号PSLU引起的向下推力。
当向上推力大于向下推力时,滑阀128a位于第一位置(图6中较 上的位置)。然而,当向上推力小于向下推力时,滑阀128a位于第二位 置(图6中较下的位置)。此外,B2控制岡还具有用于吸取R范围压力 PR的与倒档管线路径L4连接的第一端口 128b、与连通路径126连接 的第二端口 128c以及与制动器B2连接的输出端口 128d。当滑阀128a 按照液压信号PSLU的"关"状态位于第一位置时,输出端口 128d与第 一端口 128b连接。然而,当滑阀128a按照絲信号PSLU的"开"状态 位于第二位置时,输出端口 128d与第二端口 128c连接。
倒档管线路径L4 :&置在液压回路中,以在换档杆72处于R位置时 将手动阀104的R范围压力PR从R范围端口 104a吸取到B2施加控 制阀124、 B2控制阀128、离合器施加控制阀120。然而,当换档杆72 处于N位置时,倒档管线路径L4也被用来作为制动器B3的排出路径。 并列^目互联接的止回阀132和孔134设置在倒档管线路径L4中且处 于旁通管线129的分支点下游的位置,即在B2控制阀128和B2施加 控制阀124之间的位置。来自制动器B2的油相比快速排出路径130很 慢地经孔134排出。止回阀132抑制了孔134对R范围压力PR的供应 的影响。
在如上所述构造的液压控制回路98中,制动器B2起到第一范围和 倒车档位接合元件的作用。从线性电磁阀SL4输出的接合压力PSL4经 由顺序阀116、离合器施加控制阀120、 B2施加控制阀124和B2控制 阀128供应到制动器B2。制动器B2通过线性电磁阀SL4和B2控制岡 128的同时操作而接合,其响应于从线性电磁阀SLU输出的液压信号 PSLU而被控制。
此外,对于从线性电磁阀SL4至制动器B2的路径,离合器施加控 制阀120起到切换阀的作用,用于在经由B2施加控制阀124和B2控 制阀128到制动器B2的路径和到制动器B3的另一路径之间进行切换。 因此,防止了从线性电磁阀SL4输出到起到第一档位和倒车档位^元 件的作用的制动器B2的输出压力同时供应到制动器B2和制动器B3(其 起到第二M元件的作用)。
此外,在液压控制回路98中,B2施加控制阀124起到排出流量控制阀的作用。亦即,B2施加控制阀124改变制动器B2在快速排出模式 和緩慢排出模式之间的排出模式,在快速排出模式中排出端口 124d打 开使得致动油经由旁通管线129、快速排出路径130、倒档管线路径L4 和手动阀104从制动器B2快速排出,而在緩慢排出模式中排出端口 124d关闭使得致动油经由孔134、倒档管线路径L4和手动岡104緩慢 排出。
回到图3,电子控制单元卯包括微计算机,其具有CPU、 RAM、 ROM和输入/输出接口等。CPU在使用RAM的随fe^^储器功能的 同时根据储存在ROM中的程序来处理信号,从而执行发动机控制处理 或变速器控制处理。如果需要,电子控制单元可分为两部分以分开执行 发动机控制处理和变速器控制处理。
如图2所示,为避免诸如驱动力的急剧变化之类的变速器冲击以及 对诸如离合器C或制动器B之类的摩,合元件的摩擦部的破坏,电 子控制单元90持续控制液压控制回路98的电磁切换阀SL和线性电磁 阀SL1至SL4、 SLU、 SLT的激励。换言之,电子控制单元卯根据换 档杆72的选定位置持续改变离合器C或制动器B的接合压力PC1、 PC2、 PB1、 PB2、 PB3。
此外,如图2所示,在本实施方式的自动变速器14中,通过离合 器到离合器的传动在相邻的档位之间换档,其中主要通过两个接合元件 的接合确立一个档位,而通过使多对离合器C和制动器B中的一对脱 离接合并且同时使多对离合器C和制动器B中的另一对^而进行换 档。
图7是示出电子控制单元卯的控制功能的主要部件的框图。发动 机控制单元136控制电子节气门56从而用节气门致动器54来打开和关 闭电子节气门56,使得发动机10的输出功率受到控制以提供期望的驱
动力,且节气门开度0TH与加速器操作量ACC成正比地增加。此外,发
动机控制单元136控制燃料喷射阀92以调节燃料喷射量,并控制诸如 点火器之类的点火单元94以调节点火正时。
变速器控制单元138基于实际节气门开度eTH和实际车速V根据储 存的变速图表(变速映射图)判定自动变速器14的目标档位。换言之, 变速器控制单元138从现有档位判定目标档位,并将控制信号输出到自动变速器14,使得自动变速器14换档至目标档位(指定档位)。
此外,故障处理单元140在发生故障时执行特定的故障保险^Mt, 即自动变速器14 ii^空档状态。在此情况下,如果液压开关SW1和/ 或液压开关SW2正常操作并可确定线性电磁阀SL1至SL4发生故障, 则故障处理单元140对已发生故障的具体线性电磁阀SL1、 SL2、 SL3、 SL4执行特定的故障保险操作。
然而,如果液压开关SW1和/或液压开关SW2发生故障且不能确定 已发生故障的具体线性电磁阀SL1至SL4,则故障处理单元140基于在 检测到故障时指定的档位来选择线性电磁阀SL1、 SL2、 SL3、 SL4中 被怀疑发生故障的一个。然后,故障处理单元140对线性电磁阀SL1、 SL2、 SL3、 SL4中被选定的一个执行特定的故障保险操作。
此外,电子控制单元卯包括R—N控制单元142,其用来在换档 杆72被操纵为R—N换档时相比从制动器B3较慢地从制动器B2排出 致动油以减少释it倒车档位造成的沖击;N—D控制单元144,其用来 在换档杆72被操纵为N—D换档时从制动器B2快速排出致动油以防止 停滞;N位置接合控制单元146;以及,换档操纵控制单元148。
当换档杆72在车辆停止时换档至N位置时,N位置^控制单元 146同时激活线性电磁阀(第一电磁阀)SL4和线性电磁岡SLU (第二 电磁阀)。由从线性电磁阀SLU (第二电磁阀)输出的液压信号PSLU 控制的B2控制阀128因此激活,从而掩^制动器B2。然而,当换档杆 72在车辆移动时从D位置换档至N位置时,N位置接合控制单元146 解除激活线性电磁阀SL4和SLU以使制动器B2脱离掩^,从而避免 变速器停滞。
离合器施加控制阀120中的滑阀120a可能由于在紧接着换档杆72 从D位置换档至R位置(D—R换档)之后沿着回位弹簧120s的延伸 方向位移而未能正确操作。这是由制动器B2的行程引起的管线压力 PL1的下降和蓄存器控制产生的Cl脱离^压力的残余压力产生的。 为避免此问题,换档操纵控制单元148减小被C1压力作用的受压区域 以增加低管线压力的可允许级别。因此,防止了滑阀120a的上述运动。
此外,为使R—N控制与N—D控制相适应,换档操纵控制单元148 在换档杆72从R位置换挡至N位置(R—N换档)以确立R—N控制时暂时将电磁切换阀SL切换为"开"。因此,B2施加控制阀124中的滑 阀124a向下移动,且排出端口124d关闭。因此,致动油124a从制动 器B2緩慢排出。在当换档杆72从N位置换档至D位置(N—D换档) 时执行的N—D控制中,B2施加控制阀124的滑阀124a保持在较上的 位置以打开排出端口 124d。因此,油将从制动器B2快速氺,出。
此外,锁止继动阀108响应于D范围压力PD而切换为"开"。因此, 可实现以下两个优点。第一,在发动机刚起动后,当电磁切换岡SL为 "开"且换档杆处于P位置时通过将电磁继动阀118切换至"开"位置而对 制动器B3施加预加压。此时,由于D范围压力没有产生,且锁止继动 阀108没有操作,所以变矩器12不会因此受到影响。
第二,当执行N—R换档时,可避免发动机由于线性电磁阀SLU的 排出延迟而发生故障。在N位置,线性电磁岡SLU为"开"。然而,由 于N—R换档,线性电磁岡SLU切换为"关"而电磁切换岡SL切换为 "开"。如果当电磁切换阀SL为"开"时锁止继动阀108切换为"开",则 可能由于发生线性电磁岡SLU的排出延迟而导致发动机故障。然而, 在本实施方式中,锁止继动阀108由D范围压力PD切换。因此,锁止 继动阀108未由N—R换档切换,从而避免了发动机的故障。
如上所述,根据本实施方式,自动变速器14通过选择性地^^作包 括用于确立第一档位和倒车档位的制动器(第一档位和倒车档位#^元 件)B2的多个^元件而操作以确立多个变速档位,其中当换档杆(选 档装置)72换档至倒车档位位置时制动器B2接合。自动变速器14设 置有线性电磁阀SL4和B2控制阀128,它们在同时操作时致使制动 器B2接合;以及N位置接合控制单元146,其在换档杆72换档至空档 位置时激活线性电磁阀SL4和SLU,从而接合制动器B2。
因此,当换档杆72换档至N位置时,线性电磁阀SL4和SLU都被 激活以^制动器B2。因此,当换档杆72从N位置换档至R位置时, 制动器B2已经掩^,且第二接合元件(制动器B3)随后掩^以确立倒 车档位。因此,可在换档杆72从N位置换档至R位置时适当防止冲击。
此外,既用于1st档位又用于R档位的制动器B2可通过线性电磁 阀SL4和SLU两者的操作而^^。因此,当线性电磁阀SL4或SLU 单个发生故障时可避免制动器B2的接合。因此,当换档杆72在车辆行驶时从D位置换档至N位置时,可适当防止可能由制动器B2的接合 ("开"故障)导致的自动变速器14中的转动元件(特别是构成拉维娜 式行星齿轮传动系的行星齿轮组26和28中的恒星齿轮)的过度转动。
此外,根据本实施方式,如果换档杆(选档装置)72在车辆停止时 换档至N位置,则N位置接合控制单元146将线性电磁阀SL4和SLU 都激活以接合制动器B2。然而,如果车辆在移动,则N位置接合控制 单元146将线性电磁阀SL4和SLU都解除激活以使制动器B2脱离接 合。因此,可在换档杆72在车辆移动时换档至N位置时防止发生停滞。
此外,才艮据本实施方式,安装了 B2施加控制岡(排出流量控制阀) 124以控制M到第一档位和倒车档位接合元件的作用的制动器B2排 出的油的流量。因此,当使制动器B2脱离M时,从制动器B2排出 的油的流量由B2施加控制阀124响应于从电磁切换阀SL产生的信号 压力PSL而改变。
例如,当选档装置从借助于制动器B3和用于lst档位和R档位的 制动器B2所确立的倒车档位换档至N位置时,执行R—N控制使得油 首先从制动器B3排出,然后经由孔134从制动器B2排出,从而防止 产生冲击。另外,如果选档装置从其中制动器B2接合的N位置换档至 D位置以使离合器Cl和制动器Bl (起到第二接合元件的作用)ii^接 合状态,则如果制动器B2尚未释放则可能发生停滞。为避免此问题, 可执^f亍与R—N控制相适应的N—D控制以经由B3施加控制阀124和 快速排出路径130从制动器B2快速排油。因此,在N—D控制,可防 止由于可能第一档位和倒车档位接合元件的排出延迟而导致的停滞。
此外,上述由B2施加控制阀(排出流量控制阀)124执行的排出控 制可应用于制动器B3中的排出。具体而言,在正常情况下,从制动器 B3的排油通常由线性电磁阀SL4或孔134的控制执行。然而,当切换 至第四档位时,制动器B3的油经由B2施加控制阀124和快速排出路 径130快速排出以避免在第四档位发生故障的情况下的停滞。
此外,根据本实施方式,离合器施加控制阀(切换阀)120将从SL4 输出到既用于1st档位又用于R档位的制动器B2的输出压力供应到制 动器B2或制动器B3 (起到第二掩^元件的作用)。
因此,防止了从线性电磁阀SL4输出到制动器B2 (其既用于1st
21档位又用于R档位)的输出压力既供应到制动器B2又供应到制动器 B3 (起到第二^元件的作用)。因此,防止了可能通过制动器B2和 B3两者的同时掩^而确立的不期望的变速档位。
此外,在本发明的实施方式中,离合器施加控制阀(切换阀)120 在调节压力(线性电磁阀SL4的输出液压PSL4)和保持压力(R范围 压力PR)之间切换供应到制动器B3 (起到第二接合元件的作用)的压 力。因此,不需要设置额外的电磁阀来控制制动器B3的接合压力。
此外,根据本实施方式,离合器施加控制阀(切换阀)120用来防 止当自动变速器14 ^变速档位时输出压力供应到制动器B3 (起到第 二接合元件的作用)。因此,例如,当自动变速器14通过离合器C1和 C2的接合确立4th档位时,离合器施加控制阀120中断对制动器B3的 、M供应。因此,故障保险可通过使用一个切换阀来实现。
此外,根据本实施方式,设置倒档管线路径(排出连通路径)L4 以在自动变速器14进入特定的变速档位时将离合器施加控制阀(切换 阀)120的排出5M圣与B2施加控制阀(排出流量控制阀)124的排出路 径连通。因此,有利的是,当自动变速器14例如进入第四档位时,用 于第二^元件的排出5M圣可经由离合器施加控制阀(切换阀)120形 成。
此外,根据本实施方式,锁止离合器11附连于其上的变矩器(液 压传输单元)12设置在自动变速器14的输入侧,并且设置起到锁止离 合器切换岡的作用的锁止继动阀108以在#^状态和脱离#^状态之间 切换锁止离合器11的状态。另外,设置手动岡104以在换档杆(选档 装置)72换档至D档位位置时输出D范围压力。在此,锁止继动阀108 由在电磁切换阀SL处于"开,,状态时从电磁继动阀118产生的D范围压 力PD切换。因此,当从N位置换档至D位置时,电磁切换阀SL呈现 "开"状态。相应地,没有输出D范围压力。因此,锁止继动岡108没有 切换且锁止离合器11没有^。因此,避免了线性电磁阀SLU中的电 磁阀排出延i^it成的发动机失速。
图8是示出根据本发明的另 一个实施方式的液压控制回路150的主 要部件的图。在液压控制回路150中,设置了 B2压力控制阀154。当 从线性电磁阀SLU输出的液压信号PSLU为"关,,时,B2压力控制阀154经由换档阀152将R范围压力PR输出到制动器B2。然而,当M信 号PSLU为"开,,时,B2压力控制阀154使用作为原始压力的第一管线 压力PL1根据液压信号PSLU调节B2压力PB2,从而经由换档阀152 将所调节的B2压力PB2输出到制动器B2。
液压控制回路150进一步包括三向止回阀156,其将D范围压力 PD或R范围PR中的高压供应到线性电磁阀SL4作为原始压力;以及 在液压控制回路150中设置在线性电磁阀SL4和制动器B3之间的换档 阀158。
根据本实施方式的液压控制回路150被构造成通过在P范围压力和 N范围压力掩^制动器B2而实现类似于液压控制回路98的故障保险功 能和车库换档(garage shift)控制。为避免在控制制动器B2时处于N 位置的制动器B2和B3同时掩^,三向止回阀156将D范围压力PD 或R范围压力PR设定为制动器B3在液压控制回路150中的原始压力。
此外,设置蓄存器AB3以积累用于在R—N换档时通过线性电磁阀 SL4使制动器B3脱离接合的原始压力。液压控制回路150进一步设置 有换档阀(切换岡)152,如果当车速高于基准速度时在换档杆处于N 位置时发生单个故障,则换档阀152响应于信号压力而被控制以使制动 器B2脱离接合。在本实施方式中,在N位置和P位置的情况中,制动 器B3不能接合,且只有制动器B2掩^。
以上已参照附图详细描述本发明的实施方式。然而,并不局限于此, 本发明也可应用于其它结构。
例如,在上述实施方式中,发动机10被用来作为驱动动力源。然 而,电机或混合型动力源也可被用来作为驱动动力源。此外,上述实施 方式中的自动变速器14为六速自动变速器,其具有行星齿轮组和六个 前进档。然而,本实施方式也可应用于其它类型的自动变速器,其中, 例如档位数目和/或M元件数目与自动变速器14有所不同。
此外,M元件可以是单片或多片离合器或制动器,或者是通过诸 如液压缸之类的液压致动器M的带式制动器。而且,例如,可通过根 据电磁阀的液压控制或蓄力器的操作等在特定模式中改变液压(接合压 力)来控制变速器,或可通过在预设的正时改变液压来控制变速器。此 外,可采用直接压力控制,其中大容量电磁阀(线性电磁岡等)的输出压力直接供应以^^#^元件。然而,液压控制也可经由通过电磁阀 的输出压力调节的控制阀执行。
此外,虽然将制动器B2描述为液压控制回路98中的第一档位和 倒车档位^元件,但是同样可使用第二接合元件。另外,在上述实施 方式中,制动器B2可通过线性电磁阀(第一电磁阀)SL4和线性电磁 阀SLU(第二电磁阀)的同时操作而接合。然而,也可用其它阀代替线 性阀SL4和SLU。
虽然已参照示例实施方式示出和描述了本发明,但是本领域的技 术人员可理解,在不背离如下权利要求所限定的本发明范围的前提下, 可作出各种变化和改型。
权利要求
1.一种用于车辆自动变速器的液压控制系统,其中,通过选择性地操作包括用于确立第一档位和倒车档位的第一档位和倒车档位接合元件在内的多个接合元件而操作所述自动变速器以确立多个变速档位,并且,当选档装置换挡至倒车档位位置时,所述液压控制系统接合所述第一档位和倒车档位接合元件,所述液压控制系统包括第一电磁阀和第二电磁阀,所述第一电磁阀和所述第二电磁阀同时操作以接合所述第一档位和倒车档位接合元件;以及N位置接合控制单元,在所述选档装置换挡至空档位置时,所述N位置接合控制单元允许所述第一电磁阀和所述第二电磁阀都被激活以接合所述第一档位和倒车档位接合元件。
2. 如权利要求1所述的液压控制系统,其中,当所述选档装置在 车辆停止时换挡至所述空档位置时,所述N位置M控制单元将所述第 一电磁阀和所述第二电磁阀都激活以接合所述第一档位和倒车档位接 合元件,并且在车辆移动时,所述N位置^控制单元使所述第一电磁阀和所述 第二电磁阀都解除激活以使所述第 一档位和倒车档位接合元件脱离接 合。
3. 如权利要求1或2所述的液压控制系统,进一步包括排出流量控制阀,其控制从所述第一档位和倒车档位M元件排出 的油的流量。
4. 如权利要求1到3中任一项所述的液压控制系统,进一步包括:切换阀,其将从所述第一电磁阀或所述第二电磁阀输出到所述第一 档位和倒车档位接合元件的输出压力供应到所述多个接合元件中的第 二^元件或所述第一档位和倒车档位^元件。
5. 如权利要求4所述的液压控制系统,其中,所述切换岡在向所 述第二接合元件供应调节压力和向所述第二接合元件供应保持压力之 间切换。
6. 如权利要求4或5所述的液压控制系统,其中,当所述自动变 速器进入变速档位时,所述切换阀切换成防止所述输出压力供应到所述 第二M元件。
7. 如权利要求4到6中任一项所述的液压控制系统,进一步包括排出连通路径,当所述自动变速器i^特定的变速档位时所述排出 连通i^4圣将所述切换阀的排出路径与排出流量控制阀的排出5§4圣连通。
8. 如权利要求1到7中任一项所述的液压控制系统,进一步包括 液压传动单元,其设置在所述自动变速器的输入侧;锁止离合器,其附连于所述液压传动单元;锁止离合器切换阀,其进行切换以^^所述锁止离合器和使所述锁 止离合器脱离#^;以及手动阀,其用于在所述选档装置换挡至D档位位置时输出D范围 压力,其中所述锁止离合器切换阀由所述D范围压力切换。
9. 一种用于车辆自动变速器的控制方法,其中,通过选择性地操 作包括用于确立第一档位和倒车档位的第一档位和倒车档位接合元件 在内的多个接合元件而^Mt所述自动变速器以确立多个变速档位,并且其中,当选档装置换挡至倒车档位位置时,所述第一档位和倒车档 位^元件被^,所述控制方法包括在所述选档装置换挡至空档位 置时接合所述第 一档位和倒车档位接合元件。
10. 如权利要求9所述的控制方法,其中,所述自动变速器进一步包括第一电磁阀和第二电磁阀,所述第一电磁阀和所述第二电磁阀同时 操作以接合所述第一档位和倒车档位^元件,并且所述控制方法进一步包括当所述选档装置换挡至空档位置时,将所述第一电磁阀和所述第二 电磁阀都激活以#^所述第 一档位和倒车档位接合元件。
11. 如权利要求10所述的控制方法,进一步包括当所述选档装置在车辆停止时换挡至所述空档位置时,将所述第一 电磁阀和所述第二电磁阀都激活以接合所述第一档位和倒车档位接合 元件;以及当车辆移动时,使所述第一电磁岡和所述第二电磁阀都解除激活以 使所述第 一档位和倒车档位^^元件脱离接合。
12. 如权利要求10或11所述的控制方法,进一步包括将从所述第一电磁阀或所述第二电磁阀输出到所述第一档位和倒 车档位接合元件的输出压力供应到所述多个接合元件中的第二接合元 件或所述第 一档位和倒车档位接合元件。
13. 如权利要求12所述的控制方法,进一步包括当所述自动变 速器进入特定的变速档位时中断对所述第二接合元件供应所述输出压 力。
14.如权利要求9到13中任一项所述的控制方法,其中,在所述 自动变速器的输入侧设置液压传动单元;锁止离合器,其附连于所述 液压传动单元;以及锁止离合器切换阀,其进行切换以接合所述锁止离 合器和使所述锁止离合器脱离接合,并且所述控制方法进一步包括当 所述选档装置换挡至D档位位置时使用D范围压力切换所述锁止离合 器切换阀。
全文摘要
一种用于自动变速器的液压控制系统(14),其包括用来确立第一档位和倒车档位的制动器(B2)。该液压控制系统包括第一电磁阀(SL4)、第二电磁阀(SLU)以及通过来自第二电磁阀(SLU)的液压信号(PSLU)进行切换的控制阀(128),且它们同时被操作以接合所述第一档位和倒车档位接合元件;以及,空档位置接合控制单元(146),当换档杆(72)换档至空档时其将电磁阀(SL4,SLU)都激活以接合制动器(B2)。因此,可防止在换档杆(72)从N位置换档至R位置时产生冲击。
文档编号F16H61/02GK101589250SQ200780046079
公开日2009年11月25日 申请日期2007年12月5日 优先权日2006年12月13日
发明者土田建一, 西峯明子 申请人:丰田自动车株式会社