CN100385151C - 用于车用自动变速器的液压控制设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于控制车用自动变速器的液压控制设备。该自动变速器包括被选择性地啮合和松开来选择性地建立多个档位的多个液压操作摩擦耦合装置以及可操作来调节各个摩擦耦合装置的流体压力的多个线性电磁阀，各个线性电磁阀包括阀芯和线圈并可在压力调节状态和非压力调节状态之间操作，处于压力调节状态的各个线性电磁阀可操作来根据电磁力调节相应摩擦耦合装置的流体压力，所述液压控制设备包括压力调节切换部分，其可操作来基于车辆的当前状态判断应该将各个未使用线性电磁阀置于压力调节状态还是非压力调节状态，压力调节切换部分根据该判断结果来将各个未使用线性电磁阀选择性地置于压力调节或非压力调节状态。

Description

用于车用自动变速器的液压控制设备
技术领域
本发明一般地涉及用于车用自动变速器的液压控制设备，更具体而言，本发明涉及与为自动变速器的液压操作摩擦耦合装置设置的线性电磁阀中未使用的那些线性电磁阀的压力调节相关联的技术。
背景技术
JP-2001-248718A公开了用于车用自动变速器的液压控制设备的一个示例，其包括：(a)选择性地啮合和松开来选择性地建立具有各自不同速比的多个档位的多个液压操作摩擦耦合装置，和(b)可操作来调节各个液压操作摩擦耦合装置的流体压力的多个线性电磁阀。上述文献中公开的液压控制设备适于控制行星齿轮式的车用自动变速器。
各个上述线性电磁阀包括阀芯和线圈，并可在压力调节状态和非压力调节状态之间操作，在压力调节状态中阀芯移动到用于根据由线圈产生的电磁力来调节输出流体压力的力平衡位置，在非压力调节状态中阀芯被保持在其不从阀产生输出流体压力的行程末端。当啮合相应液压操作摩擦耦合装置来建立自动变速器当前所选的档位时，置于压力调节状态下的线性电磁阀可操作来根据线圈的电磁力来调节该摩擦耦合装置的流体压力。但是，不必啮合来建立自动变速器的当前所选档位的每个用于摩擦耦合装置的未使用线性电磁阀，通常被置于非压力调节状态或最低压力调节状态，而不管设有自动变速器的车辆的当前状态如何。即，非使用线性电磁阀总是被置于非压力调节状态或最低压力调节状态，不管当前车辆状态如何。在最低压力调节状态下，输出流体压力被调节到最低水平。在阀是常闭式的情况下通过将线圈去激励，或者在阀是常开式的情况下通过最大化施加到线圈的电流，可以将未使用线性电磁阀置于非压力调节状态。在阀芯可移动到力平衡位置的线圈电流范围内，在阀是常闭式的情况下通过最小化线圈电流，或者在阀是常开式的情况下通过最大化线圈电流，可以将未使用线性电磁阀置于最低压力调节状态。
但是，当通过向线圈施加电流来将线性电磁阀从非压力调节状态切换到压力调节状态，以调节相应摩擦耦合装置的流体压力来建立自动变速器的当前所选档位时，阀芯要花相当长的时间移动到力平衡位置，这由于摩擦耦合装置流体压力的缓慢升高而导致自动变速器液压换档响应恶化的危险。在将线性电磁阀置于最低压力调节状态的情况下，阀芯被保持在力平衡位置处，这允许自动变速器更高的液压换档响应。但是，在此最低压力调节状态中，受压工作流体总是流动通过线性电磁阀，这要求从油泵传输相对较大量的工作流体，由此要求油泵具有相对较大的容量并对设置来驱动油泵的驱动源产生相对较大负荷，例如这由于作为驱动源的车辆发动机燃油消耗量增加而导致车辆能量效率的恶化。虽然受压工作流体应该供应到线性电磁阀以将阀保持在其压力调节状态下，在该状态中阀芯被保持在力平衡位置处以产生所期望的输出流体压力，但是不需要将受压流体供应到置于不产生输出流体压力的非压力调节状态下的线性电磁阀。
发明内容
因此本发明的目的是提供一种液压控制设备，其能够控制车用自动变速器的未使用线性电磁阀，同时防止自动变速器的液压换档响应的恶化并最小化所要求的受压工作流体到线性电磁阀的传输，以由此提高车辆的诸如燃油经济性之类的能量效率。
可以根据本发明以下模式中的任一个来实现以上目的，这些模式中的每一个都和所附权利要求一样地编号并依赖于其他一个或多个模式，以表示并阐明元素或技术特征的可能的组合。应该理解到本发明并不限于将仅仅为解释而描述的技术特征及其组合。应该理解到本发明以下模式中任一个所包括的多个元素或特征不一定要全都提供，不用针对同一模式所描述的某些元素或特征也可以实施本发明。
(1)一种液压控制设备，用于控制车用自动变速器，所述自动变速器包括：(a)多个液压操作摩擦耦合装置，其被选择性地啮合和松开来选择性地建立多个具有各自不同速比的档位，和(b)可操作来调节所述每个摩擦耦合装置的流体压力的多个线性电磁阀，所述线性电磁阀中的每个都包括阀芯和线圈并可在压力调节状态和非压力调节状态之间操作，在所述压力调节状态中所述阀芯可移动到用于根据由所述线圈产生的电磁力来调节输出流体压力的力平衡位置，在所述非压力调节状态中所述阀芯被保持在其从所述线性电磁阀不产生输出流体压力的行程末端处，置于所述压力调节状态的所述每个线性电磁阀可操作来根据所述电磁力调节相应摩擦耦合装置的流体压力，所述液压控制设备包括：
压力调节切换部分，其可操作来基于设有所述自动变速器的车辆的当前状态判断应该将每个未使用线性电磁阀置于所述压力调节状态还是所述非压力调节状态，所述每个未使用线性电磁阀是所述多个线性电磁阀中当前未使用来啮合所述相应液压操作摩擦耦合装置的一个，所述压力调节切换部分根据所述判断的结果来将所述每个未使用线性电磁阀选择性地置于所述压力调节状态和所述非压力调节状态之一中。
在根据本发明的上述模式(1)的液压控制设备中，压力调节切换部分被布置成基于当前车辆状态判断应该将每个未使用线性电磁阀置于压力调节状态还是非压力调节状态，所述每个未使用线性电磁阀当前未被使用来啮合相应的液压操作摩擦耦合装置，所述压力调节切换部分被进一步布置成根据该判断的结果来将每个未使用线性电磁阀选择性地置于压力调节状态和非压力调节状态中之一。因为一些未使用线性电磁阀被置于非压力调节状态，所以可以减少所要求的受压流体从诸如油泵之类的液压源的传输，并可以减少该液压源所要求的容量，从而可以减少作用在用于驱动液压源的驱动动力源(例如发动机)上的负荷，由此可以提高车辆的能量效率，例如燃油经济性。此外，一些未使用线性电磁阀被置于压力调节状态，使得可以提高自动变速器的液压换档响应。
(2)如上述模式(1)所述的液压控制设备，其中所述压力调节切换部分包括基于流体温度的切换部分，所述基于流体温度的切换部分可操作来在用于操作所述自动变速器的工作流体的温度低于预定阈值时将所述每个未使用线性电磁阀置于所述压力调节状态，并在所述温度不低于所述预定阈值时置于所述非压力调节状态。
在根据本发明的上述模式(2)的液压控制设备中，基于流体温度的切换部分被布置成在用于自动变速器的工作流体的温度低于预定阈值时，即在工作流体具有相对较高粘度时，将每个未使用线性电磁阀置于压力调节状态。该布置有效地防止了当工作流体的粘度相对较高时自动变速器的液压换档响应的恶化。当工作流体温度不低于所述阈值时，即当工作流体具有相对较低的粘度时，线性电磁阀趋向于具有相对较大的泄漏流动量，并且如果其被置于压力调节状态则具有通过其的相对较高的流体流率。因此，为了减少所要求的受压流体到每个未使用线性电磁阀的传输，基于流体温度的切换部分被布置成将每个未使用线性电磁阀置于非压力调节状态，从而可以提高车辆的能量效率。
(3)如上述模式(1)或(2)所述的液压控制设备，其中所述压力调节切换部分包括基于手动换档的切换部分，所述基于手动换档的切换部分可操作来在所述自动变速器被置于手动换档模式下时将所述每个未使用线性电磁阀置于所述压力调节状态，并在所述自动变速器被置于自动换档模式下时置于所述非压力调节状态，在所述手动换档模式下所述自动变速器可通过手动操作构件的操作而换档，在所述自动换档模式下所述自动变速器可基于所述车辆的行驶状况并根据预定换档规则而自动换档。
在根据本发明的上述模式(3)的液压控制设备中，基于手动换档的切换部分被布置成在自动变速器被置于手动换档模式下时，将每个未使用线性电磁阀置于压力调节状态。因此，当自动变速器被置于手动换档模式下时提高了自动变速器的液压换档响应，在所述手动换档模式下为了手动使自动变速器升档或降档由车辆驾驶员操作诸如换档手柄之类的手动操作构件。另一方面，在自动换档模式下，基于手动换档的切换部分将每个未使用线性电磁阀置于非压力调节状态，从而可以减少所要求的受压工作流体到未使用线性电磁阀的传输，由此可以提高车辆的能量效率。
在上述手动换档模式中，可以直接通过换档手柄的操作，或间接作为手动选择多个换档范围中之一的结果而使自动变速器升档或降档，这导致自动变速器基于车辆行驶状况和根据预定换档规则的自动换档动作。在后一情况下，通过改变换档范围中所选的一个，可以改变自动变速器自动换档可用的向前驱动档位的数量，使得通过手动可操作构件的操作来将换档范围从一个范围改变到另一个可能导致自动变速器的自动换档。例如，确定换档范围，以使得换档范围具有可用于自动换档的向前驱动档位的各自不同的连续数量。在此情况下，当在自动变速器被置于上述一个换档范围的最高档位的情况下车辆行驶期间，将换档范围从一个换档范围手动改变到另一个以将可用的向前驱动档位的数量减小一个时，自动变速器可以自动降档。
(4)如上述模式(1)-(3)中任一个所述的液压控制设备，其中所述压力调节切换部分包括基于换档预测的切换部分，所述基于换档预测的切换部分可操作来在正常情况下将每个未使用线性电磁阀置于所述非压力调节状态，并且当所述基于换档预测的切换部分已预测到将在最近发生所述相应液压操作摩擦耦合装置的啮合动作时将每个未使用线性电磁阀置于所述压力调节状态。
在根据上述模式(4)的液压控制设备中，基于换档预测的切换部分在正常情况下将每个未使用线性电磁阀置于非压力调节状态，从而可以减少所要求的受压工作流体到未使用线性电磁阀的传输，由此可以提高车辆的能量效率。如果预测到最近与未使用线性电磁阀相应的摩擦耦合装置将发生啮合动作，则在压力调节切换部分正常控制未使用线性电磁阀的输出流体压力以实现相应摩擦耦合装置的啮合动作的操作之前，基于换档预测的切换部分将未使用线性电磁阀置于压力调节状态。因此，可以提高自动变速器在通过所关注摩擦耦合装置的啮合动作而进行的换档动作时的液压换档响应。
(5)如上述模式(1)-(4)中任一个所述的液压控制设备，还包括换档控制部分，所述换档控制部分包括换档判断部分和换档命令部分，所述换档判断部分可操作来判断是否应该发生所述自动变速器的换档动作，所述换档命令部分可操作来在所述换档判断部分判断所述换档动作应该发生的时刻之后的预定时机处，命令所述多个线性电磁阀中的至少一个开始调节用于啮合所述相应的至少一个摩擦耦合装置来实现所述自动变速器的所述换档动作的所述输出流体压力，
并且其中所述压力调节切换部分包括基于换档判断的切换部分，所述基于换档判断的切换部分可操作来在正常情况下将所述每个未使用线性电磁阀置于所述非压力调节状态，并且当所述换档判断部分已判断所述换档动作应该发生时将用于所述相应至少一个摩擦耦合装置中每个的所述每个未使用线性电磁阀置于所述压力调节状态，在所述每个未使用线性电磁阀在所述换档命令部分的控制之下开始调节所述输出流体压力之前，所述基于换档判断的切换部分将所述每个未使用线性电磁阀置于所述压力调节状态。
在根据上述模式(5)的液压控制设备中，基于换档判断的切换部分被布置成在正常情况下将每个未使用线性电磁阀置于非压力调节状态，从而可以减少所要求的受压工作流体到未使用线性电磁阀的传输，由此可以提高车辆的能量效率。如果换档判断部分判断到自动变速器的换档动作，则在每个未使用线性电磁阀在换档命令部分的控制之下开始调节输出流体压力之前，基于换档判断的切换部分将用于要啮合来实现该换档动作的每个摩擦耦合装置的未使用线性电磁阀置于压力调节状态。因此，可以提高自动变速器在通过所关注至少一个摩擦耦合装置的啮合动作而进行的换档动作时的液压换档响应。
(6)如上述模式(1)-(5)中任一个所述的液压控制设备，其中所述自动变速器具有用于禁止通过其进行动力传动的空档状态以及用于允许所述动力传动的驱动状态，并且所述压力调节切换部分包括基于空档状态的切换部分，所述基于空档状态的切换部分可操作来在所述自动变速器被置于所述空档位置时，将用于所述多个摩擦耦合装置中要在所述自动变速器从所述空档状态切换到所述驱动状态时被啮合的至少一个中的每个的每个第一未使用线性电磁阀置于所述压力调节状态，并将除所述每个第一未使用线性电磁阀之外的每个第二未使用线性电磁阀置于所述非压力调节状态。
在根据上述模式(6)的液压控制设备中，当自动变速器被置于空档状态下时操作基于空档状态的切换部分，以将用于要在自动变速器从空档状态切换到驱动状态时啮合的每个摩擦耦合装置的每个第一未使用线性电磁阀置于压力调节状态。因此可以提高自动变速器在其到向前驱动档位或倒车驱动档位的换档动作时的液压换档响应。基于空档状态的切换部分还被布置成将除单个或多个第一未使用线性电磁阀之外的每个第二未使用线性电磁阀置于非压力调节状态，从而可以减少所要求的受压工作流体到其他单个或多个未使用线性电磁阀的传输，由此可以提高车辆的能量效率。
(7)如上述模式(1)-(6)中任一个所述的液压控制设备，其中由所述线圈产生的所述电磁力“F”在第一方向上作用在所述阀芯上，并且所述阀芯具有部分限定承受反馈压力“Pf”的反馈腔的压力承受表面面积“Af”，所述反馈压力“Pf”等于所述输出流体压力并在与所述第一方向相反的第二方向上作用在所述阀芯上，所述每个线性电磁阀还包括用偏置力“Fs”使所述阀芯在所述第二方向上偏置的弹簧，在所述压力调节状态下所述阀芯可移动到根据等式(1)F＝Pf×Af+Fs所确定的力平衡位置。
在压力调节状态中，每个线性电磁阀的阀芯被保持在满足上述等式(1)的力平衡位置处。在非压力调节状态中，阀芯被保持在不满足上述等式(1)并且从线性电磁阀不产生输出流体压力的行程末端处。在线性电磁阀是常闭式的情况下，在电磁力F为零时，在弹簧偏置力Fs作用下将置于其非压力调节状态下的线性电磁阀的阀芯保持在其线圈侧的行程末端处。在阀是常开式的情况下，最大电磁力F使处于其非压力调节状态下的阀的阀芯克服弹簧偏置力Fs保持在其弹簧侧的行程末端处。
(8)如上述模式(1)-(7)中任一个所述的液压控制设备，其中所述每个未使用线性电磁阀由所述压力调节切换部分切换到的所述压力调节状态是最低压力调节状态，在所述最低压力调节状态中，将所述输出流体压力调节到所述阀芯可移动到所述力平衡位置的范围内基本上最低的水平。
最低压力调节状态是所期望的，用于最小化所要求的受压工作流体从液压源的传输。但是，压力调节状态可以是其中输出流体压力不高于这样的水平的状态，在所述水平之上，相应摩擦耦合装置的啮合程度足以使摩擦耦合装置传递力矩。在阀芯可移动到力平衡位置的线圈电流范围内，在阀是常闭式的情况下通过最小化线圈电流，或者在阀是常开式的情况下通过最大化线圈电流，可以建立最低压力调节状态。只要所要求的受压流体的传输可以减小或最小化，可以将为建立最低压力调节状态而施加到线圈上的电流适当地确定在这样的范围之外，即在所述范围内电流通常被控制用于每个线性电磁阀而使摩擦耦合装置啮合。可以由液压开关来检测优选为最低压力调节状态的压力调节状态中所产生的输出流体压力，以控制将被施加到线圈的电流。
(9)如上述模式(1)-(8)中任一个所述的液压控制设备，其中所述压力调节切换部分包括上述模式(2)中所限定的基于流体温度的切换部分、上述模式(3)中所限定的基于手动换档的切换部分、上述模式(4)中所限定的基于换档预测的切换部分、上述模式(5)中所限定的基于换档判断的切换部分、以及上述模式(6)中所限定的基于空档状态的切换部分，当所述基于流体温度的切换部分、所述基于手动换档的切换部分、所述基于换档预测的切换部分、所述基于换档判断的切换部分以及所述基于空档状态的切换部分中任一个已判断应该将所述每个未使用线性电磁阀置于所述压力调节状态时，即使所述基于流体温度的切换部分、所述基于手动换档的切换部分、所述基于换档预测的切换部分、所述基于换档判断的切换部分以及所述基于空档状态的切换部分中任何其他切换部分已判断应该将将所述每个未使用线性电磁阀置于所述非压力调节状态，所述压力调节切换部分也将所述每个未使用线性电磁阀置于所述压力调节状态。
虽然以上仅仅为了解释的目的而描述了根据模式(2)的基于流体温度的切换部分、根据模式(3)的基于手动换档的切换部分、根据模式(4)的基于换档预测的切换部分、根据模式(5)的基于换档判断的切换部分以及根据模式(6)的基于空档状态的切换部分，但是应该理解压力调节切换部分可以包括任何其他这样的切换部分，所述切换部分被布置成基于任何其他检测到的车辆状态来将当前未用于啮合相应摩擦耦合装置的每个未使用线性电磁阀置于压力调节状态和非压力调节状态之一。
根据本发明的液压控制设备优选地可用于具有多个行星齿轮组的行星齿轮式自动变速器。但是，本发明的原理同样可用于包括选择性地啮合和松开来实现换档动作的多个液压操作摩擦耦合装置的任何其他类型的自动变速器，例如具有选择性连接到输出旋转构件的多个动力输入路径的平行双轴式自动变速器。
自动变速器的每个液压操作摩擦耦合装置可以是通过液压致动器而啮合的多片或单片式的离合器或制动器、或带式制动器，并常用于自动变速器。设置来传输用于啮合摩擦耦合装置的受压工作流体的油泵，可以由诸如发动机之类的车辆驱动源驱动，或者由专门设置来驱动油泵的电动机驱动。
由压力调节切换部分建立的压力调节状态不需要是诸如上述最低压力调节状态之类的固定状态，而可以按照车辆当前检测到的状态来改变。例如，当压力调节切换部分已检测或预测到最近很可能将发生摩擦耦合装置的啮合动作来实现自动变速器的换档动作时，可以将当前未用于啮合所关注的摩擦耦合装置的相应线性电磁阀置于压力调节状态，在该状态下输出流体压力仅仅稍低于摩擦耦合装置开始向输出旋转构件传递力矩时的水平。
包括液压操作摩擦耦合装置和相应线性电磁阀在内的液压控制设备可以优选地布置来将每个线性电磁阀的输出流体压力直接施加到用于啮合相应摩擦耦合装置的液压致动器(液压缸)，以提高自动变速器的液压换档响应。但是，可以在每个线性电磁阀和相应液压致动器之间设置合适的控制阀，以使得通过该控制阀来控制线性电磁阀的输出流体压力，并将这样控制的流体压力施加到液压致动器。
通常为各个液压操作摩擦耦合装置设置线性电磁阀。在摩擦耦合装置包括两个或更多不同时啮合或松开的摩擦耦合装置的情况下，可以为这些摩擦耦合装置设置单个共用的线性电磁阀。此外，不是所有的摩擦耦合装置都需要由线性电磁阀控制，某些摩擦耦合装置可以由电磁操作的关闭阀来控制，这些关闭阀在利用受控占空比交替接通和断开其线圈的情况下被交替接通和断开。但是本发明的原理可用于这样的自动变速器，其中由具有线圈的线性电磁阀来控制至少一个摩擦耦合装置，所述线圈的电磁力是线性可控的，以线性控制电磁力。
附图说明
通过结合附图阅读对本发明优选实施例的以下详细说明，将更好地理解本发明的以上和其他目的、特征、优点以及技术和工业重要性，附图中：
图1A是图示由根据本发明一个实施例构造的液压控制设备所控制的车用自动变速器的示意图；
图1B是表示图1A的自动变速器的档位和液压操作摩擦耦合装置为建立各个档位的工作状态组合之间的关系的表；
图2是用直线来表示置于各个档位下的图1A的车用自动变速器的多个旋转元件的相对转速的共线图；
图3是示出用于控制图1A的车用自动变速器的控制系统的主要元件的框图；
图4是图示图3所示液压控制单元的主要元件的液压回路图；
图5是以轴截面示出图3所示线性电磁阀之一的正视图；
图6是图示图3所示换档手柄的一个示例的立体图；
图7是表示由换档边界线图所表示的升档和降档边界线示例的视图，该换档边界线图用于图1A的车用自动变速器根据车辆行驶状态进行自动换档；
图8是表示通过操作换档手柄而选择性建立的车用自动变速器的换档范围的视图；
图9是图示图3所示电子控制单元的功能部分的框图，该单元构成本发明的液压控制设备；
图10是图示由液压控制设备所执行的切换例程的流程图，该例程根据液压控制单元的油温来选择性地将每个未使用线性电磁阀置于压力调节状态或非压力调节状态；
图11是图示由液压控制设备所执行的切换控制例程的流程图，该例程根据换档手柄是否被置于手动换档位置来选择性地将每个未使用线性电磁阀置于压力调节或非压力调节状态；
图12是图示由液压控制设备所执行的切换控制例程的流程图，该例程根据是否已经确定或预测自动变速器的换档动作来选择性地将每个未使用线性电磁阀置于压力调节或非压力调节状态；和
图13是图示由液压控制设备所执行的切换例程的流程图，该例程根据车辆静止时所选的换档手柄位置来选择性地将每个未使用线性电磁阀置于压力调节或非压力调节状态。
具体实施方式
首先参考图1A的示意图，图示了车辆自动变速器10的基本布置，该自动变速器10适当地安装在发动机前置后驱车辆(FR车辆)上，以使得自动变速器10的轴向平行于车辆的纵向或行驶方向。如图1A所示，自动变速器10包括主要由两级行星齿轮式的第一行星齿轮组12构成的第一传动部分14、以及主要由单级行星齿轮式的第二行星齿轮组16和两级行星齿轮式的第三行星齿轮组18构成的第二传动部分20。第一传动部分14和第二传动部分20彼此共轴布置并连接到输入轴22，并且第二传动部分20连接到输出轴24，以使得由第一传动部分14和第二传动部分20将输入轴22的旋转运动速度改变成输出轴24的旋转运动速度。作为自动变速器10的输入构件的输入轴22是由采用发动机30形式的车辆驱动动力源旋转的变矩器32的涡轮轴，而输出轴24是自动变速器10的输出构件，其通过传动轴和差速齿轮装置而可操作地连接到车辆的左右驱动轮。因为自动变速器10被构造成相对于其轴线对称，所以在图1A的示意图中省略了自动变速器10位于轴线之下的下半部分。
第一传动部分14的第一行星齿轮组12具有形式为太阳轮S1、行星轮架CA1和齿圈R1的三个旋转元件。太阳轮S1固定到变速器壳体26以使得太阳轮S1相对于变速器壳体26不可旋转。行星轮架CA1一体固定到输入轴22并与输入轴22一起旋转，使得相对于输入轴22的速度减小作为减速输出构件的齿圈R1的速度。第二传动部分20的第二行星齿轮组16和第三行星齿轮组18具有其中某些彼此固定以提供四个旋转元件RM1-RM4的旋转元件。具体而言，第二行星齿轮组16具有作为第一旋转元件RM1的太阳轮S2，并具有固定到第三行星齿轮组18的行星轮架CA3并与该行星轮架CA3协作来构成第二旋转元件RM2的行星轮架CA2。第二行星齿轮组16还具有固定到第三行星齿轮组18的齿圈R3并与该齿圈R3协作来构成第三旋转元件RM3的齿圈R2。第三行星齿轮组18还具有作为第四旋转元件RM4的太阳轮S3。第二行星齿轮组16和第三行星齿轮组18使用作为行星轮架CA2和行星轮架CA3的单个构件以及作为齿圈R2和齿圈R3的另一个单个构件，并且协作来构成拉威挪(Ravigneaux)式行星齿轮系，其中第二行星齿轮组16的小齿轮也用作两个小齿轮中的一个，即第二小齿轮。
第一旋转元件RM1(太阳轮S2)通过第一制动器B1而选择性地固定到变速器壳体26，并且第二旋转元件RM2(行星轮架CA2、CA3)通过第二制动器B2而选择性地固定到变速器壳体26。第四旋转元件RM4(太阳轮S3)通过第一离合器C1而选择性地连接到形式为第一行星齿轮组12的齿圈R1的减速构件，并且第二旋转元件RM2(行星轮架CA2、CA3)通过第二离合器C2而选择性地连接到输入轴22。第一旋转元件RM1(太阳轮S2)通过第三离合器C3而选择性地连接到形式为齿圈R1的减速构件，并通过第四离合器C4而选择性地连接到第一行星齿轮组12的行星轮架CA1，即连接到输入轴22。第三旋转元件RM3(齿圈R2、R3)一体固定到输出轴24，以提供输出旋转运动。在第二旋转元件RM2(行星轮架CA2、CA3)和变速器壳体26之间，布置有平行于第二制动器B2的单向离合器F1。该单向离合器F1允许第二旋转元件RM2在向前方向(在输入轴22的旋转方向上)上的旋转运动，但禁止第二旋转元件RM2在相反方向上的旋转运动。
图2的共线图用直线来表示在自动变速器10的各个档位下第一传动部分14和第二传动部分20的每个元件的转速。该共线图下方的水平直线表示速度“0”，而上方的水平直线表示速度“1.0”，即输入轴22的转速。该共线图还具有与第一传动部分14相对应的三条垂直直线以及与第二传动部分20相对应的四条垂直直线。与第一传动部分14相对应的三条垂直直线从左向右依次分别表示太阳轮S1、齿圈R1和行星轮架CA1。这三条垂直直线中相邻直线之间的距离由第一行星齿轮组12的传动比ρ1确定，该传动比为太阳轮S1的齿数对齿圈R1的齿数的比值。与第二传动部分20相对应的四条垂直直线从左向右依次分别表示第一旋转元件RM1(太阳轮S2)、第二旋转元件RM2(行星轮架CA2、CA3)、第三旋转元件RM3(齿圈R2、R3)和第四旋转元件RM4(太阳轮S3)。这四条垂直直线中相邻直线之间的距离由第二行星齿轮组16的传动比ρ2和第三行星齿轮组18的传动比ρ3确定。
如图1B所示，当啮合第一离合器C1和第二制动器B2时，将自动变速器10置于第一档位“1st”。第一档位“1st”具有最高速比(输入轴22的转速NIN对输出轴24的转速NOUT的比值)。在此第一档位下，第四旋转元件RM4和形式为齿圈R1的减速输出构件在降低的速度下一起旋转，同时第二旋转元件RM2保持静止，使得连接到第三旋转元件RM3的输出轴24在由图2的共线图中标为“1st”的倾斜直线所表示的速度下旋转。当啮合第一离合器C1和第一制动器B1时，将自动变速器10置于速比低于第一档位“1st”的第二档位“2nd”。在第二档位“2nd”下，第四旋转元件RM4和齿圈R1在降低的速度下一起旋转，同时第一旋转元件RM1保持静止，使得第三旋转元件RM3在由共线图中标为“2nd”的倾斜直线所表示的速度下旋转。当啮合第一离合器C1和第三离合器C3时，将自动变速器10置于速比低于第二档位“2nd”的第三档位“3rd”。在第三档位“3rd”下，第二传动部分20和齿圈R1在降低的速度下一起旋转，使得第三旋转元件RM3在由共线图中标为“3rd”的水平直线所表示的速度下旋转。当啮合第一离合器C1和第四离合器C4时，将自动变速器10置于速比低于第三档位“3rd”的第四档位“4th”。在第四档位“4th”下，第四旋转元件RM4和齿圈R1在降低的速度下一起旋转，同时第一旋转元件RM1和输入轴22一起旋转，使得第三旋转元件RM3在由共线图中标为“4th”的倾斜直线所表示的速度下旋转。当啮合第一离合器C1和第二离合器C2时，将自动变速器10置于速比低于第四档位“4th”的第五档位“5th”。在第五档位“5th”下，第四旋转元件RM4和齿圈R1在降低的速度下一起旋转，同时第二旋转元件RM2和输入轴22一起旋转，使得第三旋转元件RM3在由共线图中标为“5th”的倾斜直线所表示的速度下旋转。
当啮合第二离合器C2和第四离合器C4时，将自动变速器10置于速比低于第五档位“5th”的第六档位“6th”。在第六档位“6th”下，第二传动部分20和输入轴22一起旋转，使得第三旋转元件RM3在由共线图中标为“6th”的水平直线所表示的速度下旋转，即在与输入轴22相同的速度下旋转。第六档位“6th”的速比等于1.0。当啮合第二离合器C2和第三离合器C3时，将自动变速器10置于速比低于第六档位“6th”的第七档位“7th”。在第七档位“7th”下，第二旋转元件RM2和输入轴22一起旋转，同时第一旋转元件RM1和齿圈R1在降低的速度下一起旋转，使得第三旋转元件RM3在由共线图中标为“7th”的倾斜直线所表示的速度下旋转。当啮合第二离合器C2和第一制动器B1时，将自动变速器10置于速比低于第七档位“7th”的第八档位“8th”。在第八档位“8th”下，第二旋转元件RM2和输入轴22一起旋转，同时第一旋转元件RM1保持静止，使得第三旋转元件RM3在由共线图中标为“8th”的倾斜直线所表示的速度下旋转。第一档位“1st”至第八档位“8th”是前驱档位。
当啮合第二制动器B2和第三离合器C3时，将自动变速器10置于第一倒车档位“Rev1”，其中第二旋转元件RM2保持静止，同时第一旋转元件RM1和齿圈R1在降低的速度下旋转，使得第三旋转元件RM3在由共线图中标为“Rev1”的倾斜直线所表示的速度下反向旋转。当啮合第二制动器B2和第四离合器C4时，将自动变速器10置于第二倒车档位“Rev2”，其中第二旋转元件RM2保持静止，同时第一旋转元件RM1和输入轴22一起旋转，使得第三旋转元件RM3在由共线图中标为“Rev2”的倾斜直线所表示的速度下反向旋转。
图1B的表表示自动变速器10的档位与离合器C1-C4和制动器B1、B2的各个工作状态组合之间的关系。在该表中，“○”表示离合器和制动器的啮合状态，而“(○)”表示建立来向车辆施加发动机制动的离合器和制动器的啮合状态。在存在与被啮合来建立第一档位“1st”的第二制动器B2并联布置的单向离合器F1的情况下，不需要啮合第二制动器B2来起动或加速自动变速器10置于第一档位“1st”的车辆。由第一行星齿轮组12的传动比ρ1、第二行星齿轮组16的传动比ρ2和第三行星齿轮组18的传动比ρ3来确定各个档位的速比。
上述离合器C1-C4和制动器B1、B2是液压操作摩擦耦合装置，其中每个都可以是具有相互叠置并由液压致动器彼此压紧的多个摩擦片的多片式离合器或制动器。这些离合器C和制动器B通过激励和去激励包括在图3框图所示的液压控制单元98中的各个线性电磁阀SL1-SL6的电磁线圈而啮合和松开，并通过控制施加到电磁线圈的电流来控制其啮合和松开动作期间离合器C和制动器B的瞬时流体压力。图4的液压控制图示出了液压控制单元98的主要元件，其包括用于各个离合器C1-C4和制动器B1、B2的形式为液压缸的液压致动器34、36、38、40、42和44。向液压缸34-44供应具有管路压力PL的受压工作流体，其从液压源46传输过来。管路压力为PL的流体的压力由各个线性电磁阀SL1-SL6来调节，使得向相应的液压致动器34-44施加调节好的流体压力。液压源46包括由发动机30驱动的机械式油泵48以及可操作来根据作用在发动机30上的负荷来调节管路压力PL的调节阀。
线性电磁阀SL1-SL6在基本构造上彼此相同，并且是常闭式阀。如图5所示，每个线性电磁阀SL包括：线圈100、阀芯102、弹簧104、承受管路压力PL的输入端口106、从其向相应的致动器34-44施加调节好的输出流体压力的输出端口108、排出端口110以及承受输出流体压力的反馈腔112。线性电磁阀SL1-SL6的线圈100由图3所示的电子控制单元90彼此独立地进行控制，以彼此独立地调节液压致动器34-44的流体压力。当由电子控制单元90控制向每个线性电磁阀SL所施加的电流量时，将线性电磁阀SL置于压力调节状态，在该状态下阀芯102可移动到力平衡位置以满足前述等式(1)，即F＝Pf×Af+Fs，其中“F”、“Pf”、“Af”和“Fs”分别表示：由线圈100产生并在向着弹簧104的第一方向上作用在阀芯102上的电磁力F；由反馈腔112承受并提供在与第一方向相反的第二方向上作用在阀芯102上的力的反馈压力；阀芯102的部分限定反馈腔112的压力承受表面面积；和在第二方向上作用在阀芯102上的弹簧104的偏置力。在线性电磁阀SL的该压力调节状态下，根据由线圈100所产生的电磁力F来调节输出流体压力(由反馈腔112承受到的反馈压力Pf)。
当线圈100处于未从电子控制单元90施加电流的去激励状态下时，线性电磁阀SL被置于非压力调节状态下，其中阀芯102在弹簧104的偏置力Fs下保持在线圈100侧的行程末端处，如图5所示，以使得不从线性电磁阀SL产生输出流体压力。压力调节状态可以是最低压力调节状态，其通过在阀芯102可移动到根据上述等式(1)的力平衡位置的电流量范围内，最小化施加到线圈100的电流量来建立。同样在此最低压力调节状态下，受压流体流入输入端口106并从排出端口110排出，以维持与平衡位置相对应的最低反馈压力Pf。
回来参考图示设置来控制车辆的自动变速器10和其他装置的控制系统的图3的框图，该控制系统包括：加速踏板传感器52，其可操作来检测采用作为车辆加速构件的加速踏板50的操作量ACC的形式的车辆驾驶员所需的发动机30的输出；发动机速度传感器58，其可操作来检测发动机30的速度NE；进气量传感器60，其可操作来检测发动机30的进气量Q；进气温度传感器62，其可操作来检测进气的温度TA；配备有发动机怠速开关的节气门传感器64，其可操作来检测电子节气门56的开度θTH以及电子节气门的全关状态(发动机30的怠速状态)；车速传感器66，可操作来检测车辆的行驶速度V(输出轴24的转速NOUT)；发动机水温传感器68，其可操作来检测发动机30中冷却水的温度TW；制动器开关70，其可操作来检测车辆主制动系统的操作；换档手柄位置传感器74，其可操作来检测形式为换档手柄72的手动可操作构件的当前所选位置PSH；涡轮速度传感器76，其可操作来检测变矩器32的涡轮转速NT(输入轴22的转速NIN)；油温传感器78，其可操作来检测液压控制单元98的工作流体的温度TOIL；升档开关80，其可操作来产生用于使自动变速器10升档的升档命令RUP；和降档开关82，其可操作来产生用于使自动变速器10降档的降档命令RDN。电子控制单元90接收这些传感器和开关的表示加速踏板操作量ACC、发动机速度NE、进气量Q、进气温度TA、节气门开度θTH、车速V、发动机水温TW、主制动系统的操作、换档手柄位置PSH、涡轮速度NT、流体温度TOIL、升档命令RUP、降档命令RDN的输出信号。
换档手柄72布置在车辆的车辆驾驶员座附近，并具有四个位置：倒车位置R、空档位置N、驱动位置D(自动换档位置)和顺序位置S(手动换档位置)，如图6所示。选择倒车位置R来在向后或倒车方向上驱动车辆。在空档位置N中，车辆驱动动力不从发动机30传递到驱动轮。选择驱动位置D以在自动变速器10的自动换档动作下在向前方向上驱动车辆。选择顺序位置S来在向前方向上驱动车辆，以使得可以通过操作换档手柄72从顺序位置S到图6所示的升档位置“+”或降档位置“-”来使自动变速器10升档或降档。如下面参考图8详细描述的那样，可以通过操作换档手柄72到升档位置“+”或降档位置“-”而选择八个换档范围L、2-7和D中的一个，来选择自动变速器10可用于自动换档的档位数。如上所述，换档手柄位置传感器74紧凑换档手柄72的位置R、N、D和S中当前所选择的一个。如从图6清楚可见，倒车位置R、空档位置N和驱动位置D在车辆的行驶方向或纵向上彼此间隔开。顺序位置S位于在车辆行驶方向上与驱动位置D相同的位置上。液压控制单元98包括通过缆线或链接件可操作地连接到换档手柄72的手动阀，使得通过换档手柄72在车辆行驶方向上的运动来机械操作手动阀，从而在操作换档手柄72到倒车位置R时从手动阀产生倒车驱动液压PR，以建立将自动变速器10置于第一倒车档位“Rev1”或第二倒车档位“Rev2”的倒车驱动液压回路，同时在操作换档手柄72到空档位置N时建立空档驱动液压回路，来将所有离合器C1-C4和制动器B1、B2置于松开状态，以将自动变速器10置于用于将发动机30和驱动轮之间动力断开的空档位置N中。
在换档手柄72操作到驱动位置(自动换档位置)D或顺序位置(手动换档位置)S时，从手动阀产生向前驱动液压PD，以建立将自动变速器10置于八个向前驱动档位“1st”至“8th”中之一的向前驱动液压回路。当换档手柄位置传感器74检测到换档手柄72操作到驱动位置D时，电子控制单元90命令液压控制单元98将自动变速器10置于自动换档模式，在该模式下，基于车辆的行驶状况并根据存储在电子控制单元90的ROM中的形式为换档图的预定换档规则，在通过激励和去激励线性电磁阀SL1-SL6而建立的离合器C和制动器B的啮合和松开状态的适当组合下，自动变速器10可自动换档到八个向前驱动档位“1st”至“8th”中的任一个。换档图的示例在图7中示出，其是表示由实线示出的升档边界线和由虚线示出的降档边界线的换档边界线图。如从图7清楚可见，每条边界线表示车速V和加速踏板操作量ACC之间的关系，此关系被确定成当在加速踏板操作量ACC的给定值下降低检测到的车速V时，或当在车速V的给定值下增大检测到的加速踏板操作量ACC时，使得自动变速器10降档以增大速比。但是，用于自动变速器10的自动换档动作的参数并不限于车速V和加速踏板操作量ACC。例如，加速踏板操作量ACC可以用进气量Q代替，并且车辆所行驶路面的表面坡度可以用作一个控制参数。
当换档手柄位置传感器74检测到换档手柄72操作到顺序位置(手动换档位置)S时，电子控制单元90命令液压控制单元98来将自动变速器10置于手动换档模式，在该模式下，自动变速器10可自动换档到如上所述八个换档范围L、2-7和D中所选一个内的任一个向前驱动档位。顺序位置S位于在车辆行驶方向上与驱动位置D相同的位置处，并且如同在驱动位置D中一样，在顺序位置S中建立向前驱动液压回路。但是，在操作换档手柄72到顺序位置S时电动建立手动换档模式，以限制自动变速器10自动换档可用的档位数量。更详细而言，上述升档位置“+”和降档位置“-”分别位于顺序位置S的前后侧。当升档开关80检测到换档手柄72操作到升档位置“+”时，产生升档命令RUP来将当前建立的换档范围改变到新的换档范围，在该新换档范围中可用档位的数量比当前建立的换档范围多一个。因此，升档命令RUP在降低速比的方向上改变了可用的最高档位(具有最低速比)，例如当换档手柄72从顺序位置S操作到升档位置“+”时将最高档位从第四档位“4th”改变到第五档位“5th”。当降档开关82检测到换档手柄72操作到降档位置“-”时，产生降档命令RDN来将当前建立的换档范围改变到新的换档范围，在该新换档范围中可用档位的数量比当前建立的换档范围少一个。因此，降档命令RDN在自动速比的方向上改变了可用的最高档位，例如当换档手柄72从顺序位置S操作到降档位置“-”时将最高档位从第五档位“5th”改变到第四档位“4th”。于是，每次换档手柄72操作到升档位置“+”和降档位置“-”时，八个换档范围L、2-7和D中当前建立的一个就改变到下一个相邻换档范围，使得递增或递减自动变速器10的自动换档可用的档位数量，从而改变自动换档可用的最高档位。在新建立的换档范围内，按照车辆的行驶状况并根据图7的换档边界线图来将自动变速器10自动升档或降档。当在车辆行驶在下坡路上期间将换档手柄72反复操作到降档位置“-”时，换档范围顺序地从换档范围4向着换档范围L改变，使得自动变速器10可以从第四档位“4th”向着第一档位“1st”顺序降档，从而逐级地增大发动机制动力。在手动换档模式下，通过啮合第二制动器B2以及第一离合器C1来建立第一档位“1st”，使得在第一档位下向车辆施加发动机制动。
在诸如弹簧之类的偏置装置的偏置作用下，换档手柄72从升档位置“+”或降档位置“-”自动返回到顺序位置S。虽然在所示实施例中根据换档手柄72操作到升档位置“+”或降档位置“-”的次数来改变换档范围，但也可用根据换档手柄72保持在升档或降档位置的持续时间来改变换档范围。
电子控制单元90主要由包括CPU、RAM、ROM和输入输出接口的微计算机构成。CPU在利用RAM的临时数据存储功能的同时，根据存储在ROM中的控制程序来处理输入信号。如图9所示，电子控制单元90包括换档控制部分120和压力调节切换部分130。压力调节切换部分130包括基于流体温度的切换部分131、基于手动换档的切换部分132、基于换档判断的切换部分133、基于换档预测的切换部分134和基于空档状态的切换部分135，这些将参考图10-13的流程图来描述。
换档控制部分120被布置成基于换档手柄72的当前所选位置PSH并根据图7的换档边界线图来自动换档自动变速器10，并且包括换档判断部分122和换档命令部分124。换档判断部分122可操作来基于检测到的车速V和检测到的加速踏板操作量ACC并根据图7的升档和降档边界线，判断自动变速器10应该升档还是降档。响应于换档判断部分122的判断，换档命令部分124控制液压控制单元98的线性电磁阀SL1-SL6，来建立离合器C1-C4和制动器B1、B2的啮合和松开状态的组合，该组合允许自动变速器10的根据换档判断部分122的判断应该实现的换档动作。换档命令部分124在对于换档判断部分122判断所关注的自动变速器10中的换档动作应该发生的时刻不同的时机处，命令线性电磁阀SL1-SL6启动流体压力调节。即，当换档判断部分122判断在操作加速踏板50期间应该发生自动变速器10的降档动作，或者判断在手动换档模式下应该对换档手柄72操作到升档位置“+”或降档位置“-”以高响应性发生自动变速器10的换档动作时，紧接着换档判断部分122进行判断的时刻之后换档命令部分124命令线性电磁阀SL启动流体压力调节。另一方面，在换档判断部分122判断自动变速器10的升档动作，或者加速踏板50处于非操作位置同时判断自动变速器10的换档动作时，在换档判断部分122进行判断的时刻之后预定时间换档命令部分124命令线性电磁阀SL启动流体压力调节，以防止自动变速器10在短的时间内的连续换档动作。
压力调节切换部分130可操作来基于车辆的当前状态，选择性地将各个未使用线性电磁阀SL置于上述压力调节状态和非压力调节状态之一下。各个未使用线性电磁阀SL是对应于根据换档判断部分122的判断来建立档位而未被啮合的离合器C或制动器B的线性电磁阀。通过切断向线性电磁阀SL的线圈100施加的电流来建立非压力调节状态。在非压力调节状态下，阀芯102在偏置力Fs作用下保持在线圈100侧的行程末端处，从而将输入端口106完全关闭并且不从输出端口108产生输出流体压力。未使用线性电磁阀SL不被置于压力调节状态来啮合相应的离合器C或制动器B，而是置于该压力调节状态下以在施加到线圈100的电流的这样的范围内使输出流体压力最小，在该范围中阀芯102可移动到根据上述等式(1)的力平衡位置。就是说，本实施例中的压力调节状态是通过最小化施加到线圈100的电流量而建立的最低压力调节状态，在该状态下将输出流体压力调节到满足上述等式(1)的最低水平。
通过基于流体温度的切换部分131、基于手动换档的切换部分132、基于换档判断的切换部分133、基于换档预测的切换部分134和基于空档状态的切换部分135，来实现由压力调节切换部分130进行的关于应该将各个未使用线性电磁阀SL置于压力调节状态(最低压力调节状态)还是非压力调节状态下的判断。基于流体温度的切换部分131被布置来执行图10的流程图中所示的切换控制例程，并且基于手动换档的切换部分132被布置来执行图11的流程图中所示的切换控制例程。基于换档判断的切换部分133和基于换档预测的切换部分134被布置来执行图12的流程图中所示的切换控制例程，并且基于空档状态的切换部分135被布置来执行图13的流程图中所示的切换控制例程。将理解到换档控制部分120和压力调节切换部分130构成用于控制自动变速器10的液压控制设备的主要部分。
图10的切换控制例程以步骤S1-1开始，来判断液压控制单元98中工作流体的温度TOIL是否低于预定阈值TTH。如果在步骤S1-1得到肯定结果(是)，则控制流进行到步骤S1-2来将所有未使用线性电磁阀SL置于最低压力调节状态(压力调节状态)。如果在步骤S1-1得到否定结果(否)，则控制流进行到步骤S1-3来将所有未使用线性电磁阀SL置于非压力调节状态。就是说，当工作流体具有相对较低的温度和相对较高的粘度时，线性电磁阀SL和液压致动器34-44趋向于具有相对较低的控制响应。考虑到这一事实，当流体温度TOIL相对较低时，各个未使用线性电磁阀SL被置于最低压力调节状态，而非非压力调节状态。当工作流体具有相对较高的温度和相对较低的粘度时，线性电磁阀SL趋向于具有相对较大的泄漏流动量，并且如果其被置于压力调节状态(最低压力调节状态)则具有通过其的相对较高的流体流率。考虑到这一点，各个未使用线性电磁阀SL被置于非压力调节状态，来减少所要求的受压工作流体从油泵48的传输并减小用作驱动油泵48的驱动动力源的发动机30上的负荷，以由此提高车辆的燃油经济性。
图11的切换控制例程以步骤S2-1开始，来判断自动变速器10是否被置于手动换档模式，即换档手柄72是否被置于顺序位置(手动换档位置)S。基于换档手柄位置传感器74的表示换档手柄72当前所选位置PSH的输出来进行步骤S2-1中的判断。如果在步骤S2-1得到肯定结果(是)，则控制流进行到步骤S2-2来将所有未使用线性电磁阀SL置于最低压力调节状态。如果在换档手柄72置于驱动位置(自动换档位置)D的情况下将自动变速器10置于自动换档模式下，则在步骤S2-1得到否定结果(否)，并且控制流进行到步骤S2-3来将所有未使用线性电磁阀SL置于非压力调节状态。就是说，车辆驾驶员在手动换档模式下期望自动变速器10相对较高的液压换档响应，在该模式中车辆驾驶员为了手动升档或降档自动变速器10来操作换档手柄72。考虑到这一点，通过将各个未使用线性电磁阀SL置于最低压力调节状态(压力调节状态)可以提高液压换档响应。另一方面，在自动换档模式中，通过将各个未使用线性电磁阀SL置于非压力调节状态，可以减少所要求的受压工作流体从油泵48的传输并减小作用在用作驱动油泵48的驱动动力源的发动机30上的负荷，以由此提高车辆的燃油经济性。
图12的切换控制例程以步骤S3-1开始，来判断换档判断部分122是否已判断在加速踏板50的操作期间的自动换档模式下应该发生自动变速器10的升档动作。在此方面，注意在换档判断部分122进行判断的时刻之后相对较长时间的时间点处，换档命令部分124命令线性电磁阀SL启动自动变速器10这种类型的升档动作。如果在步骤S3-1得到肯定结果(是)，则控制流进行到步骤S3-3来将与实现所关注升档动作所要啮合的离合器C或制动器B相对应的线性电磁阀SL置于最低压力调节状态。
当在步骤S3-1得到否定结果(否)时，控制流进行到步骤S3-2来预测在自动换档模式下最近是否将发生在加速踏板50的操作期间的自动变速器10的降档动作，或者是否将发生在加速踏板50的非操作状态下的自动变速器10的升档动作。基于检测到的车速V和加速踏板50的操作量ACC并根据图7的换档边界线图来进行步骤S3-2中的判断。在本实施例中，换档命令部分124被布置成在紧接着换档判断部分122进行判断的时刻之后的时间点处，命令线性电磁阀SL启动在加速踏板50操作期间的降档动作。可以基于加速踏板50的操作量ACC的改变来容易地预测加速踏板50的非操作状态下的升档动作。如果在步骤S3-2得到肯定结果(是)，则控制流进行到步骤S3-3来将与实现所关注升档动作或降档动作所要啮合的离合器C或制动器B相对应的线性电磁阀SL置于最低压力调节状态。如果在步骤S3-1和步骤S3-2两者中得到否定结果(否)，则控制流进行到步骤S3-4来将所有未使用线性电磁阀SL置于非压力调节状态。
根据图12的切换控制例程，所有未使用线性电磁阀SL都基本上或在正常情况下置于非压力调节状态，使得可以减少所要求的受压工作流体从油泵48的传输，从而减小用来驱动油泵48的发动机30的负荷，由此可以提高车辆的燃油经济性。如果判断有在操作加速踏板50期间的自动换档模式下自动变速器10的升档动作，或者预测到有在操作加速踏板50期间自动变速器10的降档动作或在加速踏板50的非操作状态下自动变速器10的升档动作，则在换档命令部分124命令线性电磁阀SL启动所关注的换档动作之前，将与实现所判断升档动作或者所预测的降档或升档动作所要啮合的离合器C或制动器B相对应的线性电磁阀SL置于最低压力调节状态。因此，可以提高自动变速器10的液压换档响应。
图13的切换控制例程以步骤S4-1开始，来判断车辆是否静止。基于车速V来进行步骤S4-1中的此判断。如果在步骤S4-1得到肯定结果(是)，则控制流进行到步骤S4-2来判断换档手柄72是否被置于空档位置N。基于由换档手柄位置传感器74检测到的换档手柄72的当前所选位置PSH来进行步骤S4-2中的此判断。如果在步骤S4-2得到肯定结果(是)，则控制流进行到步骤S4-5，其中将用于建立第-向前驱动档位“1st”所要啮合的第一离合器C1的线性电磁阀SL1以及用于建立第一倒车档位“Rev1”所要啮合的第三离合器C3和第二制动器B2的线性电磁阀SL3和SL6置于最低压力调节状态，同时将其他线性电磁阀SL2、SL4和SL5置于非压力调节状态。当在将换档手柄72置于空档位置N之后起动车辆时，建立第一向前驱动档位“1st”和第一倒车档位“Rev1”。
如果在步骤S4-2得到否定结果(否)，则控制流进行到步骤S4-3来判断换档手柄72是否被置于驱动位置D。如果在步骤S4-3得到肯定结果(是)，则控制流进行到步骤S4-6，其中将用于第三离合器C3和第二制动器B2的线性电磁阀SL3和SL6置于非压力调节状态。如果在步骤S4-3得到否定结果(否)，则控制流进行到步骤S4-4来判断换档手柄72是否被置于倒车位置R。如果在步骤S4-4得到肯定结果(是)，则控制流进行到步骤S4-7，其中将用于第一离合器C1的线性电磁阀SL1置于非压力调节状态。
如上所述，当换档手柄72从空档位置N操作到驱动位置D或倒车位置R时将用于所要啮合的第一离合器C1、第三离合器C3和第二制动器B2的线性电磁阀SL1、SL3和SL6置于最低压力调节状态，同时将其他线性电磁阀SL2、SL4和SL5置于非压力调节状态，使得可以提高换档到第一向前驱动档位“1st”或第一倒车档位“Rev1”时自动变速器10的液压换档响应，并且可以减少所要求的受压流体从油泵48的传输以及用来驱动油泵的发动机30的负荷，由此可以提高车辆的燃油经济性。
提供来控制自动变速器10的根据本发明的液压控制设备，被布置成基于当前车辆状态判断应该将未使用来啮合相应离合器C或制动器B的各个未使用线性电磁阀SL置于形式为最低压力调节状态的压力调节状态还是非压力调节状态，并被进一步布置成根据该判断结果来将各个未使用线性电磁阀选择性地置于最低压力调节状态和非压力调节状态之一。因为一些未使用线性电磁阀被置于非压力调节状态，所以可以减少所要求的受压流体从油泵48的传输，并可以减少油泵48所要求的容量，从而可以减少作用在用作驱动油泵48的驱动动力源的发动机上的负荷，由此可以提高车辆的燃油经济性。此外，一些未使用线性电磁阀被置于最低压力调节状态，使得可以提高自动变速器10的液压换档响应。
如上所述，所示液压控制设备的压力调节切换部分130被布置来执行图10-13的切换控制例程，以根据车辆的各种状况，例如液压控制单元98的工作流体温度、手动换档模式的选择、自动变速器10的具体换档动作的确定或预测、以及在车辆静止时对换档手柄72的空档位置N、驱动位置D或倒车位置R的选择，来选择性地将各个未使用线性电磁阀SL置于压力调节状态(最低压力调节状态)和非压力调节状态之一下。为了确保自动变速器10的高度液压换档响应，压力调节切换部分130被布置成当在图10-13的切换控制例程的任一个中选择最低压力调节状态时将各个未使用线性电磁阀SL置于最低压力调节状态(压力调节状态)下，即使在其他单个或多个切换控制例程中选择了非压力调节状态。
虽然上面已经仅仅为了解释的目的而参考附图详细描述了本发明的优选实施例，但是应该理解可以利用本领域技术人员在前述教导下可以想到的各种变化、修改和改进来实施。
本申请基于2004年5月7日递交的日本专利申请No.2004-139150、No.2001-308925，其内容通过引用而被包含于此。

Claims (9)

1.一种液压控制设备，用于控制车用自动变速器(10)，所述自动变速器包括：(a)多个液压操作摩擦耦合装置(C1-C4、B1、B2)，其被选择性地啮合和松开来选择性地建立多个具有各自不同速比的档位，和(b)可操作来调节所述各个摩擦耦合装置的流体压力的多个线性电磁阀(SL1-SL6)，所述线性电磁阀中的每个都包括阀芯(102)和线圈(100)并可在压力调节状态和非压力调节状态之间操作，在所述压力调节状态中所述阀芯可移动到用于根据由所述线圈产生的电磁力来调节输出流体压力的力平衡位置，在所述非压力调节状态中所述阀芯被保持在其从所述线性电磁阀不产生输出流体压力的行程末端处，置于所述压力调节状态的所述每个线性电磁阀可操作来根据所述电磁力调节相应摩擦耦合装置的流体压力，所述液压控制设备的特征在于包括：
压力调节切换部分(130)，其可操作来基于设有所述自动变速器的车辆的当前状态判断应该将每个未使用线性电磁阀(SL)置于所述压力调节状态还是所述非压力调节状态，所述每个未使用线性电磁阀是所述多个线性电磁阀(SL1-SL6)中当前未使用来啮合所述相应液压操作摩擦耦合装置的一个，所述压力调节切换部分根据所述判断的结果来将所述每个未使用线性电磁阀选择性地置于所述压力调节状态和所述非压力调节状态之一中。
2.如权利要求1所述的液压控制设备，其中所述压力调节切换部分(130)包括基于流体温度的切换部分(131)，所述基于流体温度的切换部分可操作来在用于操作所述自动变速器的工作流体的温度低于预定阈值时将所述每个未使用线性电磁阀(SL)置于所述压力调节状态，并在所述温度不低于所述预定阈值时置于所述非压力调节状态。
3.如权利要求1或2所述的液压控制设备，其中所述压力调节切换部分(130)包括基于手动换档的切换部分(132)，所述基于手动换档的切换部分可操作来在所述自动变速器被置于手动换档模式下时将所述每个未使用线性电磁阀(SL)置于所述压力调节状态，并在所述自动变速器被置于自动换档模式下时置于所述非压力调节状态，在所述手动换档模式下所述自动变速器可通过手动操作构件(72)的操作而换档，在所述自动换档模式下所述自动变速器可基于所述车辆的行驶状况并根据预定换档规则而自动换档。
4.如权利要求1或2所述的液压控制设备，其中所述压力调节切换部分(130)包括基于换档预测的切换部分(134)，所述基于换档预测的切换部分可操作来在正常情况下将所述每个未使用线性电磁阀(SL)置于所述非压力调节状态，并且当所述基于换档预测的切换部分已预测到将在最近发生所述相应液压操作摩擦耦合装置的啮合动作时将所述每个未使用线性电磁阀置于所述压力调节状态，在所述基于换档预测的切换部分正常控制所述未使用线性电磁阀的所述输出流体压力以实现所述相应摩擦耦合装置的所述啮合动作的操作之前，所述基于换档预测的切换部分将所述每个未使用线性电磁阀置于所述压力调节状态。
5.如权利要求1或2所述的液压控制设备，还包括换档控制部分(120)，所述换档控制部分包括换档判断部分(122)和换档命令部分(124)，所述换档判断部分可操作来判断是否应该发生所述自动变速器的换档动作，所述换档命令部分可操作来在所述换档判断部分判断所述换档动作应该发生的时刻之后的预定时机处，命令所述多个线性电磁阀(SLI-SL6)中的至少一个开始调节用于啮合所述相应的至少一个摩擦耦合装置(C、B)来实现所述自动变速器的所述换档动作的所述输出流体压力，
并且其中所述压力调节切换部分(130)包括基于换档判断的切换部分(133)，所述基于换档判断的切换部分可操作来在正常情况下将所述每个未使用线性电磁阀(SL)置于所述非压力调节状态，并且当所述换档判断部分已判断所述换档动作应该发生时将用于所述相应至少一个摩擦耦合装置(C、B)中每个的所述每个未使用线性电磁阀置于所述压力调节状态，在所述每个未使用线性电磁阀在所述换档命令部分的控制之下开始调节所述输出流体压力之前，所述基于换档判断的切换部分将所述每个未使用线性电磁阀置于所述压力调节状态。
6.如权利要求1或2所述的液压控制设备，其中所述自动变速器具有用于禁止通过其进行动力传动的空档状态以及用于允许所述动力传动的驱动状态，并且所述压力调节切换部分(130)包括基于空档状态的切换部分(135)，所述基于空档状态的切换部分可操作来在所述自动变速器被置于所述空档位置时，将用于所述多个摩擦耦合装置中要在所述自动变速器从所述空档状态切换到所述驱动状态时被啮合的至少一个(C1、C3、B2)中的每个的每个第一未使用线性电磁阀(SL1、SL3、SL6)置于所述压力调节状态，并将除所述每个第一未使用线性电磁阀之外的每个第二未使用线性电磁阀(SL2、SL4、SL5)置于所述非压力调节状态。
7.如权利要求1或2所述的液压控制设备，其中由所述线圈(100)产生的所述电磁力“F”在第一方向上作用在所述阀芯(102)上，并且所述阀芯具有部分限定承受反馈压力“Pf”的反馈腔(112)的压力承受表面面积“Af”，所述反馈压力“Pf”等于所述输出流体压力并在与所述第一方向相反的第二方向上作用在所述阀芯上，所述每个线性电磁阀(SL1-SL6)还包括用偏置力“Fs”使所述阀芯在所述第二方向上偏置的弹簧(104)，在所述压力调节状态下所述阀芯可移动到根据等式F＝Pf×Af+Fs所确定的力平衡位置。
8.如权利要求1或2所述的液压控制设备，其中所述每个未使用线性电磁阀(SL)由所述压力调节切换部分(130)切换到的所述压力调节状态是最低压力调节状态，在所述最低压力调节状态中，将所述输出流体压力调节到所述阀芯(102)可移动到所述力平衡位置的范围内基本上最低的水平。
9.如权利要求1或2所述的液压控制设备，其中所述压力调节切换部分(130)包括：
基于流体温度的切换部分(131)，所述基于流体温度的切换部分可操作来在用于操作所述自动变速器的工作流体的温度低于预定阈值时将所述每个未使用线性电磁阀(SL)置于所述压力调节状态，并在所述温度不低于所述预定阈值时置于所述非压力调节状态，
基于手动换档的切换部分(132)，所述基于手动换档的切换部分可操作来在所述自动变速器被置于手动换档模式下时将所述每个未使用线性电磁阀(SL)置于所述压力调节状态，并在所述自动变速器被置于自动换档模式下时置于所述非压力调节状态，在所述手动换档模式下所述自动变速器可通过手动操作构件(72)的操作而换档，在所述自动换档模式下所述自动变速器可基于所述车辆的行驶状况并根据预定换档规则而自动换档，
基于换档预测的切换部分(134)，所述基于换档预测的切换部分可操作来在正常情况下将所述每个未使用线性电磁阀(SL)置于所述非压力调节状态，并且当所述基于换档预测的切换部分已预测到将在最近发生所述相应液压操作摩擦耦合装置的啮合动作时将所述每个未使用线性电磁阀置于所述压力调节状态，在所述基于换档预测的切换部分正常控制所述未使用线性电磁阀的所述输出流体压力以实现所述相应摩擦耦合装置的所述啮合动作的操作之前，所述基于换档预测的切换部分将所述每个未使用线性电磁阀置于所述压力调节状态，
基于换档判断的切换部分(133)，所述基于换档判断的切换部分可操作来在正常情况下将所述每个未使用线性电磁阀(SL)置于所述非压力调节状态，并且当所述换档判断部分已判断所述换档动作应该发生时将用于所述相应至少一个摩擦耦合装置(C、B)中每个的所述每个未使用线性电磁阀置于所述压力调节状态，在所述每个未使用线性电磁阀在所述换档命令部分的控制之下开始调节所述输出流体压力之前，所述基于换档判断的切换部分将所述每个未使用线性电磁阀置于所述压力调节状态，以及
基于空档状态的切换部分(135)，所述基于空档状态的切换部分可操作来在所述自动变速器被置于所述空档位置时，将用于所述多个摩擦耦合装置中要在所述自动变速器从所述空档状态切换到所述驱动状态时被啮合的至少一个(C1、C3、B2)中的每个的每个第一未使用线性电磁阀(SL1、SL3、SL6)置于所述压力调节状态，并将除所述每个第一未使用线性电磁阀之外的每个第二未使用线性电磁阀(SL2、SL4、SL5)置于所述非压力调节状态，
当所述基于流体温度的切换部分、所述基于手动换档的切换部分、所述基于换档预测的切换部分、所述基于换档判断的切换部分以及所述基于空档状态的切换部分中任一个已判断应该将所述每个未使用线性电磁阀(SL)置于所述压力调节状态时，即使所述基于流体温度的切换部分、所述基于手动换档的切换部分、所述基于换档预测的切换部分、所述基于换档判断的切换部分以及所述基于空档状态的切换部分中任何其他切换部分已判断应该将所述每个未使用线性电磁阀置于所述非压力调节状态，所述压力调节切换部分也将所述每个未使用线性电磁阀置于所述压力调节状态。
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