CN1730990A - 具有故障保护布置的车用自动变速器控制设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于控制车辆自动变速器的控制设备，该自动变速器包括(i)将被啮合来建立紧急档位的第一耦合装置和(ii)将被松开来建立该紧急档位的第二耦合装置。所述控制设备包括：(a)用于控制各个第一和第二耦合装置的第一和第二控制器阀；和(b)故障保护阀，其具有(b－1)连接到第一控制器阀的排出端口的第一输出端口，(b－2)工作流体输入到的第一输入端口，(b－3)排出工作流体的第一排出端口，(b－4)连接到第二控制器阀的输入端口的第二输出端口，(b－5)工作流体输入到的第二输入端口，和(b－6)排出工作流体的第二排出端口。

Description

具有故障保护布置的车用自动变速器控制设备
技术领域
本发明一般地涉及用于控制车辆的自动变速器的控制设备，更具体而言，本发明涉及与故障保护布置相关的技术，该故障保护布置使得车辆能够在可操作来选择性建立多个档位的控制器阀中出现操作异常的情况下行驶。
背景技术
在其中多个液压操作摩擦耦合装置被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车辆自动变速器中，提供了一种用于控制每个液压操作摩擦耦合装置的液压的控制设备。作为这样一种控制设备，已知一种包括多个作为耦合装置控制器阀的电磁阀的设备，这些控制器阀可操作来控制要供应到各个液压操作摩擦耦合装置的受压工作流体的流动，以选择性地啮合和松开摩擦耦合装置。JP-H-09-303545A公开了在该控制设备中采用的故障保护布置。在所公开的布置中，故障保护阀设置在耦合装置控制器阀和摩擦耦合装置之间。当由于电连接器断开、导线破损或其他因素而使控制器阀进入其中阀变得不能对摩擦耦合装置施加液压的压力输出故障状态时，控制故障保护阀来建立紧急流体通道以允许通过其对摩擦耦合装置施加液压，而将多个档位中的预定一个建立为紧急档位，从而使得车辆能够持续行驶。
但是，在具有上述故障保护布置(其中故障保护阀设置在耦合装置控制器阀和摩擦耦合装置之间)的传统控制设备中，即使在控制器阀不出现压力输出故障的情况下，液压也通过故障保护施加到摩擦耦合装置。就是说，该布置总是需要长的流体通道，不管是否有控制器阀的压力输出故障，这使得难以允许快速响应于耦合装置控制器阀来精确地控制耦合装置。
发明内容
考虑到上述背景技术做出了本发明。因此本发明的目的是提供一种故障保护布置，其通过确保向要啮合来建立预定档位的一个或多个液压操作摩擦耦合装置供应液压，来使得车辆能够在耦合装置控制器阀的上述压力输出故障下以该预定档位行驶，而不使摩擦耦合装置对耦合装置控制器阀的响应精度和速度恶化。该目的可以根据下述本发明的第一至第十方面中任一个来实现。
本发明的第一方面提供了一种控制设备，用于控制车辆自动变速器，所述自动变速器包括可操作来选择性地建立多个具有各自不同速比的档位的多个液压操作摩擦耦合装置，其中所述多个液压操作摩擦耦合装置包括：(i)至少一个第一耦合装置，其被啮合来建立作为所述多个档位中预定一个的紧急档位，和(ii)至少一个第二耦合装置，其被松开来建立所述紧急档位。所述控制设备包括：(a)多个耦合装置控制器阀，其可操作来控制被供应到所述各个液压操作摩擦耦合装置的受压工作流体的流动；和(b)故障保护阀。所述多个耦合装置控制器阀中的每一个都具有：(a-1)输入端口，所述受压工作流体被输入到所述输入端口；(a-2)输出端口，所述工作流体从所述输出端口输出到所述液压操作摩擦耦合装置中的相应一个；(a-3)排出端口，所述工作流体从所述排出端口排出；和(a-4)阀芯，所述阀芯可移动来改变所述输入端口、输出端口和排出端口中保持彼此连通的连通端口的组合，以使得所述液压操作摩擦耦合装置中所述相应一个根据所述连通端口的所述组合而被选择性地啮合和松开。所述故障保护阀具有：(b-1)连接到第一控制器阀的所述排出端口的第一输出端口，所述第一控制器阀是控制供应到所述至少一个第一耦合装置中每一个的所述工作流体的流动的所述控制器阀中的一个；(b-2)第一输入端口，所述第一输入端口可与所述第一输出端口连通，以使得供应到所述第一输入端口的所述工作流体可以通过所述第一输出端口供应到所述第一控制器阀的所述排出端口；(b-3)第一排出端口，所述第一排出端口可与所述第一输出端口连通，以使得从所述至少一个第一耦合装置中的所述每一个排出到所述第一输出端口的所述工作流体可以通过所述第一排出端口被排出；(b-4)连接到第二控制器阀的所述输入端口的第二输出端口，所述第二控制器阀是控制供应到所述至少一个第二耦合装置中每一个的所述工作流体的流动的所述控制器阀中的一个；(b-5)第二输入端口，所述第二输入端口可与所述第二输出端口连通，以使得供应到所述第二输入端口的所述受压工作流体可以通过所述第二输出端口供应到所述第二控制器阀的所述输入端口；和(b-6)第二排出端口，所述第二排出端口可与所述第二输出端口连通，以使得从所述至少一个第二耦合装置中的所述每一个排出到所述第二输出端口的所述工作流体可以通过所述第二排出端口被排出。
根据本发明的第二方面，在本发明第一方面所定义的控制设备中，所述故障保护阀可在正常连通状态和紧急连通状态之间切换，其中当所述故障保护阀被置于所述正常连通状态中时，所述第一输出端口和所述第一排出端口彼此保持连通，所述第一输入端口不与所述第一输出端口保持连通，所述第二输出端口和所述第二输入端口彼此保持连通，并且所述第二排出端口不与所述第二输出端口保持连通，并且其中当所述故障保护阀被置于所述紧急连通状态中时，所述第一输出端口和所述第一输入端口彼此保持连通，所述第一排出端口不与所述第一输出端口保持连通，所述第二输出端口和所述第二排出端口彼此保持连通，并且所述第二输入端口不与所述第二输出端口保持连通。
根据本发明的第三方面，在本发明第一或第二方面所定义的控制设备中，所述多个耦合装置控制器阀中的每一个都由电磁操作阀提供。所述控制设备还包括：电源故障检测器，其检测禁止向所述多个耦合装置控制器阀供应足够电力的电源故障；和故障保护阀切换器，当所述电源故障检测器检测到所述电源故障时，所述故障保护阀切换器可操作来将所述故障保护阀置于建立所述紧急档位的紧急连通状态中。
根据本发明的第四方面，在本发明第三方面所定义的控制设备中，所述多个控制器阀中的每一个在被激励时被置于打开状态，在所述打开状态中所述输出端口和所述输入端口彼此保持连通，而所述排出端口不与所述输出端口保持连通，并且其中所述多个控制器阀中的每一个在被去激励时被置于关闭状态，在所述关闭状态中所述输出端口和所述排出端口彼此保持连通，而所述输入端口不与所述输出端口保持连通。
根据本发明的第五方面，在本发明第四方面所定义的控制设备中，当所述故障保护阀被置于所述紧急连通状态中时，所述第一输出端口和所述第一输入端口彼此保持连通来作为紧急输出端口和紧急输入端口，以允许通过所述故障保护阀的所述紧急输入端口和输出端口以及所述第一控制器阀的所述排出端口和输出端口来向所述至少一个第一耦合装置中的每一个供应所述工作流体，从而啮合所述至少一个第一耦合装置来建立所述紧急档位。
根据本发明的第六方面，在本发明第五方面所定义的控制设备中，当所述故障保护阀被置于所述紧急连通状态中时，所述第二排出端口和所述第二输出端口保持连通来作为紧急排出端口，以允许从所述至少一个第二耦合装置中的每一个排出的所述工作流体通过所述第二控制器阀的所述输出端口和输入端口以及所述故障保护阀的所述第二输出端口和紧急排出端口排出，从而松开所述至少一个第二耦合装置来建立所述紧急档位。
根据本发明的第七方面，在本发明第三至第六方面中任一个所定义的控制设备中，所述故障保护阀切换器由阀芯位置控制器阀提供，所述阀芯位置控制器阀选择性地允许和禁止在使得所述故障保护阀被置于所述紧急连通状态中的方向上向所述故障保护阀的阀芯施加液压，其中所述阀芯位置控制器阀由电磁操作阀提供，其中所述阀芯位置控制器阀在被激励时被置于禁止所述施加液压操作的关闭状态，以使得所述故障保护阀不被置于所述紧急连通状态，并且其中所述阀芯位置控制器阀在被去激励时被置于允许所述施加液压操作的打开状态，以使得所述故障保护阀被置于所述紧急连通状态。
根据本发明的第八方面，在本发明第七方面所定义的控制设备中，所述阀芯位置控制器阀用作所述电源故障检测器，并在所述阀芯位置控制器阀不被激励时检测到所述电源故障，并且其中用作所述电源故障检测器的所述阀芯位置控制器阀在检测到所述电源故障时，输出所述液压作为表示所述电源故障的信号，所述液压被施加到所述故障保护阀的所述阀芯。
根据本发明的第九方面，在本发明第七或第八方面所定义的控制设备中，所述故障保护阀包括偏置器，所述偏置器在与使得所述故障保护阀被置于所述紧急连通状态中的所述方向相反的方向上偏置所述故障保护阀的所述阀芯。
根据本发明的第十方面，在本发明第一或第九方面中任一个所定义的控制设备中，所述故障保护阀包括阀芯，所述阀芯可移动来改变所述第一输出端口、第一输入端口和第一排出端口中保持彼此连通的连通端口的组合，且还改变所述第二输出端口、第二输入端口和第二排出端口中保持彼此连通的连通端口的组合，并且其中所述故障保护阀的所述阀芯由单个构件提供。
在本发明第一至第十方面的每一个的控制设备中，其中故障保护阀连接到每个耦合装置控制器阀的排出端口或输入端口，与其中故障保护阀连接到每个耦合装置控制器阀的输出端口的布置相比，使摩擦耦合装置对耦合装置控制器阀的响应的精度和速度恶化的危险更小。
在本发明第二方面的控制设备中，当故障保护阀例如响应于检测到电源故障而从正常连通状态切换到紧急连通状态时，使第一输入端口与连接到第一控制器阀排出端口的第一输出端口连通，该第一控制器阀布置来控制供应到所述至少一个第一耦合装置中每一个的工作流体的流动，同时使第二排出端口与连接到第二控制器阀输入端口的第二输出端口连通，该第二控制器阀布置来控制供应到所述至少一个第二耦合装置中每一个的工作流体的流动。在故障保护阀被置于紧急连通状态的情况下，工作流体可以通过故障保护阀的第一输入端口和第一输出端口以及第一控制器阀的排出端口和输出端口被供应到第一耦合装置，而同时工作流体可以从第二耦合装置通过第二控制器阀的输出端口和输入端口以及故障保护阀的第二输出端口和第二排出端口被排出。在此情况下，因为工作流体从第二耦合装置通过第二控制器阀的输出端口和输入端口排出，所以即使在输入端口和输出端口有问题地维持彼此连通时(例如由于由阀结构中堵塞的灰尘或其他异物以及阀的阀芯的受到阻碍的运动引起的所谓“阀阻塞”)，也可以实现从第二耦合装置排出工作流体。因此，当故障保护阀被置于紧急连通状态中时，第二耦合装置被可靠地松开，而第一耦合装置被啮合，由此避免由于第一和第二耦合装置的同时啮合而导致的所谓“互锁”。
此外，在本发明第二方面的控制设备中，当故障保护阀被置于正常连通状态时，第二输入端口与连接到第二控制器阀输入端口的第二输出端口保持连通，以允许向第二控制器阀的输入端口供应工作流体，由此可以控制第二耦合装置来选择性地啮合和松开。
已知一种使得车辆即使在“互锁”的情况下也能够行驶的布置，例如如JP-2000-65203所公开的。在此布置中，通过布置来检测每个液压操作摩擦耦合装置中的液压的传感器来检测互锁，使得在检测到互锁时将变速器置于受限档位之一中，所述受限档位可以通过所关注的耦合装置的同时啮合而建立，即允许车辆在不受互锁影响的情况下行驶。但是，在此布置中，如果上述压力输出故障是由例如除互锁外还有电连接器断开引起的，则车辆无法避免出现互锁问题，除非上述受限档位中至少一个与在出现压力输出故障时所要建立的预定档位重合。另一方面，在根据本发明构造的控制设备中，即使耦合装置控制器阀除了压力输出故障之外还出现排出故障(其中排出端口保持关闭)，也可以可靠地松开第二耦合装置，同时啮合第一耦合装置，以使得车辆能够在建立紧急档位的情况下行驶，从而避免互锁问题。
根据本发明的控制设备优选地可应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应用于包括选择性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并联双轴式自动变速器。
自动变速器的每个液压操作摩擦耦合装置可以是由液压致动器啮合并通常用于自动变速器的多片或单片式离合器或制动器，或者带式制动器。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，可以被诸如发动机之类的车辆驱动源或者专门设置来驱动油泵的电动机驱动。
每个耦合装置控制器阀优选地由形式为线性电磁阀的电磁操作阀提供，该线性电磁阀输出由阀芯调节的啮合液压，阀芯定位于电磁力同偏置力和反馈压力的和之间的平衡位置，其中电磁力由设置在阀芯相对两侧之一上的线圈产生，偏置力由设置在阀芯另一侧上的弹簧产生，而反馈压力在设置于阀芯另一侧上并承受输出液压的反馈腔中产生。但是，每个耦合装置控制器阀可以由ON-OFF电磁阀提供，控制其占空比或周期来控制啮合液压。
如本发明的第四方面中那样，在每个耦合装置控制器阀由常闭式的电磁操作阀提供时，如果发生由例如电连接器断开、导线破损或电子控制单元断电而导致的并且其暂停对控制器阀的电力供应的电源故障，则使控制器阀进入压力输出故障状态(在该状态中输出端口和排出端口彼此保持连通，而输入端口被关闭，以禁止该阀输出啮合液压)。控制器阀即使在由常闭式阀提供的情况下也可能进入压力输出故障状态，因为存在这样的可能性，即阀可能在被完全激励时例如由于电子控制单元的故障而偶尔变得不可控制。
包括液压操作摩擦耦合装置和相应耦合装置控制器阀的液压控制单元可以优选地被布置来将耦合装置控制器阀的输出液压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，液压控制单元可以被修改来在作为第一耦合装置控制器阀的每个耦合装置控制器阀之外还包括第二耦合装置控制器阀，以使得第二耦合装置控制器阀设置在每个第一耦合装置控制器阀和相应液压致动器之间。在此修改布置中，第二控制器阀由第一控制器阀的输出液压控制，并且工作流体从这样控制的第二控制器阀供应到液压致动器。本发明的原理同样可应用于此修改布置。就是说，即使在出现第一控制器阀的压力输出故障的情况下，工作流体也可以通过第二控制器阀(其通过从第一控制器阀的排出端口输出的液压而被置于其打开位置)供应到第一耦合装置的液压致动器，由此第一耦合装置可以啮合。
通常为各个液压操作摩擦耦合装置设置耦合装置控制器阀。但是，在摩擦耦合装置包括同时啮合或松开(即不彼此分别啮合或松开)的两个或更多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耦合装置控制器阀。
故障保护阀优选地由具有阀芯的单个阀提供，该阀芯例如由如同本发明第十方面中的单个构件来提供。但是，故障保护阀可以由多个阀提供，所述多个阀中的一个用来改变第一输出端口、第一输入端口和第一排出端口中彼此保持连通的连通端口的组合，所述多个阀中的另一个用来改变第二输出端口、第二输入端口和第二排出端口中彼此保持连通的连通端口的组合。
控制设备优选地包括故障保护阀切换器，其在检测到电源故障时可操作来将故障保护阀置于建立紧急档位的紧急连通状态中，如同本发明的第三方面中那样。故障保护阀切换器可以布置来将故障保护阀保持在正常连通状态，只要未检测到电源故障。
故障保护阀切换器可以由这样的电磁操作阀提供，其布置成在被激励(ON)时通过允许或禁止向故障保护阀的阀芯施加液压而将故障保护阀置于正常连通状态(非紧急连通状态)，并且在被去激励(OFF)时通过禁止或允许向故障保护阀的阀芯施加液压而将故障保护阀置于紧急连通状态。故障保护阀可以包括偏置器(例如弹簧)，所述偏置器在与使得可向阀芯施加液压的方向相反的方向上偏置阀芯。
电气系统的诸如电连接器断开之类的故障可能是所有耦合装置控制器阀中同时出现压力输出故障状态的最可能的原因。为此，故障保护阀切换器优选地被布置成在向故障保护阀切换器供应电力时将故障保护阀保持在正常连通状态下，并且在停止向故障保护阀切换器供应电力时将故障保护阀置于紧急连通状态。线圈优选地设置在故障保护阀切换器中，以由此在向障保护阀切换器供应电力时保持故障保护阀的正常连通状态。但是，线圈可以用用于相同目的的其他电操作驱动力产生器代替。
故障保护阀可以由ON-OFF电磁阀提供，其被布置成在其线圈被激励(ON)时被保持在正常连通状态下，并且在其线圈被去激励(OFF)时被诸如弹簧之类的偏置器切换到紧急连通状态。
例如在有电源故障时所要建立的一个或多个紧急档位可以是一个向前驱动档位，或者替代地可以是两个档位，其中一个是向前驱动档位，而另一个是向后驱动档位。在后一情况下，可以构造具有手动阀的布置，该手动阀可由例如换档手柄的可手动操作构件来机械操作，以被选择性地置于其向前驱动位置和向后驱动位置。在此布置中，当手动阀被置于向前驱动位置时输出向前驱动液压，以建立向前驱动档位。当手动阀被置于向后驱动位置时输出向后驱动液压，以建立向后驱动档位。另外，紧急档位可以是具有不同速比的多个向前驱动档位，其根据由手动操作构件实现的手动阀操作来选择性地建立。
在作为紧急档位的多个档位可选择性地建立的情况下，可以设置多个故障保护阀来建立各个档位。或者，可以采用具有多个第一输入端口(紧急输入端口)和多个第一输出端口(紧急输出端口)的单个故障保护阀，每个第一输入端口被布置来通过不同连通通道中由手动阀的操作所选择的相应一个来接收液压，这些第一输出端口被连接到各个耦合装置控制器阀以建立作为紧急档位的各个档位。
附图说明
通过结合附图阅读对本发明当前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辆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的车辆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的车辆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所示换档手柄的一个示例的立体图；
图5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的车辆自动变速器根据车辆行驶状态来进行自动换档；
图6是表示通过操作换档手柄而选择性建立的车辆自动变速器的换档范围的视图；
图7是图示图3所示液压控制单元的主要元件的液压回路图；和
图8是示出图7所示线性电磁阀中之一的轴向截面的视图。
具体实施方式
首先参考图1A的示意图，图示了车用自动变速器10的基本布置，该自动变速器10由根据本发明的液压控制设备控制并适当地用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(未示出)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。
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。与第二传动部分20相对应的四条垂直线从左向右依次分别表示太阳轮S2、行星轮架CA2和CA3、齿圈R2和R3、以及太阳轮S3。自动变速器10包括形式为离合器C1-C4和制动器B1、B2的多个液压操作摩擦耦合装置，这些耦合装置选择性地啮合和松开来选择性地建立形式为八个向前驱动档位(“1st”至“8th”)和两个向后驱动档位(“Rev1”和“Rev2”)的多个档位。
图1B的表表示自动变速器10的档位与离合器C1-C4以及制动器B1和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第二制动器B2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。注意，图1A中出现的标号26和48分别表示变速箱和机械油泵。
上述离合器C1-C4以及制动器B1和B2(下面在不需要彼此特别区别的情况下简单地称为离合器C和制动器B)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的线圈而啮合和松开，并通过控制施加到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。
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，其可操作来检测车辆的行驶速度V(输出轴24的转速NOUT)；冷却水温传感器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)；NS2速度传感器77，其可操作来检测第二行星齿轮组16的太阳轮S2的转速NS2；油温传感器78，其可操作来检测液压控制单元98中所使用的工作流体的温度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、太阳轮速度NS2、流体温度TOIL、升档命令RUP和降档命令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4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4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6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检测换档手柄72的位置R、N、D和S中当前所选择的一个。
当换档手柄72被置于驱动位置(自动换档位置)D或顺序位置(手动换档位置)S时，车辆在自动变速器10到八个向前驱动档位“1st”至“8th”中合适一个的自动换档动作下在向前方向上被驱动。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中的形式为换档边界线图的预定换档规则，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。换档边界线图的示例在图5中示出，其用实线表示升档边界线并用虚线表示降档边界线。如从图5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中通过将换档手柄72操作到升档位置“+”或降档位置“-”而选择的一个内的任一个向前驱动档位。升档位置“+”和降档位置“-”在车辆行驶方向上彼此隔开，并且顺序位置S在车辆行驶方向上位于升档位置“+”和降档位置“-”之间。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，以选择自动变速器10自动换档可用的档位数量。更详细而言，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在增大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“+”或降档位置“-”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5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。
图7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以及制动器B1和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。通过激励和去激励各个线性电磁阀SL1-SL6的线圈，即通过调节施加到各个液压致动器34-44的流体压力而啮合和松开离合器C1-C4以及制动器B1、B2，并通过控制施加到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。液压源46包括由发动机30驱动的上述油泵48、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、以及可操作来根据换档手柄72的当前所选位置PSH来机械建立不同液压连通通道中所选一个的手动阀。
作为耦合装置控制器阀的线性电磁阀SL1-SL6在基本构造上彼此相同，并且是常闭式阀。如图8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以及承受作为反馈液压Pf的输出流体压力的反馈腔112。在通过由线圈100所产生的电磁力连续改变三个端口106、108、110中相互连通端口的组合(其被保持彼此连通)来调节或控制液压的同时，线性电磁阀SL1-SL6中的每一个向液压致动器34-44中相应的一个输出液压(等于反馈液压Pf)，以使得反馈液压Pf、阀芯102承受反馈液压Pf的压力承受表面面积Af、弹簧104的负荷(偏置力)Fs、以及线圈100的电磁力F协同满足以下表达式(1)：
F＝Pf×Af+Fs……(1)
注意，线性电磁阀SL1-SL6的线圈100被图3所示的电子控制单元90彼此独立地控制，以彼此独立地调节液压致动器34-44的流体压力。
如果阀芯102例如由于所谓的“阀阻塞”(由阀结构中堵塞的异物引起的操作异常)而在离开弹簧104的方向上保持不可移动，则输入端口106和输出端口108保持彼此连通，而不管线圈100是被激励还是去激励，这就禁止了从相应的耦合装置排出工作流体，由此相应的耦合装置保持啮合。线性电磁阀SL1-SL6的这样一种排出故障可能导致摩擦耦合装置C、B的同时啮合动作的某些组合的“互锁”，这些组合在正常情况下由于与所关注摩擦耦合装置相关联的旋转元件的速度差而不可用。例如，当通过啮合离合器C1、C4而建立第四档位“4th”(参见图1B)时，如果其他摩擦耦合装置C2、C3、B1、B2中任一个以及离合器C1、C4被啮合，则变速器10出现互锁，这可能导致变速器10的输出驱动力的不期望的变化以及作用在同时啮合摩擦耦合装置的摩擦构件上的过分大的负荷，从而恶化摩擦构件的耐久性。
在本实施例中，为了避免互锁现象，设置液压传感器P1-P6来检测各个离合器C1-C4以及制动器B1、B2中的液压PC1、PC2、PC3、PC4、PB1、PB2，以确定每个线性电磁阀SL1-SL6是否出现排出故障(例如由于阀阻塞)。如果确定线性电磁阀SL1-SL6中任一个出现了排出故障，则将变速器10置于允许车辆不受互锁问题影响地行驶的受限档位之一中。就是说，在排出故障的情况下，将变速器10置于受限档位之一中，这些受限档位不必松开由于相应线性电磁阀的排出故障而保持在其啮合状态下的所关注耦合装置就可以建立。例如，在第三离合器C3由于线性电磁阀SL3的排出故障而不变地保持在其啮合状态下时，在变速器10被置于不必松开第三离合器C3就可以建立的第三档位“3rd”、第七档位“7th”和第一向后驱动档位“Rev1”中之一的情况下驱动车辆。在此情况下，变速器10可以置于通过可由换档手柄72操作的手动阀而可选择的三个档位之一中，即车辆可以在通过手动阀的操作而可选择的向前和向后方向中的任一个上被驱动。
每个线性电磁阀SL1-SL6的阀芯被定位在根据上述表达式(1)所确定的力平衡位置中，以控制输出液压。当线圈100由于停止向线性电磁阀供应电力而被去激励(OFF)时，线性电磁阀被置于其关闭状态，即阀芯102由于弹簧104的负荷Fs而被保持在其更靠近线圈100的行程末端之一中，使得在输出端口108保持与排出端口110连通的同时输入端口106基本上被关闭，由此使从线性电磁阀输出的液压为零以松开相应的摩擦耦合装置。如果所有的线性电磁阀SL1-SL6由于其线圈100的去激励(OFF)(这是由于例如电连接器断开、导线破损或电子控制单元90的断电而导致的电源故障所引起的)而变得不可控制，则所有的离合器C和制动器B被松开，由此变速器10被置于禁止车辆行驶的空档位置N中。
在本实施例中，在线性电磁阀SL1-SL6出现电源故障的情况下，即在其进入其中阀变得无法对摩擦耦合装置施加液压的压力输出故障状态的情况下，机械地建立作为紧急档位的第三档位“3rd”，以使得车辆能够行驶。具体而言，管路压力PL(例如，从手动阀输出的向前驱动液压)经由作为故障保护阀的顺序阀120传输到作为第一控制器阀的线性电磁阀SL1、SL3的排出端口110，第一控制器阀连接到作为第一耦合装置的为建立第三档位“3rd”而要啮合的第一离合器C1和第三离合器C3，并且这样传输的管路压力PL经由线性电磁阀SL1、SL3的输出端口108而被供应到第一离合器C1和第三离合器C3的液压致动器34、38，如图7所示，由此由于第一离合器C1和第三离合器C3的啮合而建立了第三档位“3rd”。第一离合器C1和第三离合器C3中的每个都作为为建立作为紧急档位的第三档位“3rd”而要啮合的第一耦合装置。其他摩擦耦合装置(即离合器C2、C4、制动器B1、B2)中的每个都作为为建立作为紧急档位的第三档位“3rd”而要松开的第二耦合装置。
作为故障保护阀的顺序阀120具有管路压力PL所供应到的第一输入端口122、从其排出工作流体的第一排出端口124、以及第一输出端口126，该第一输出端口126经由第一连通通道128连接到作为第一控制器阀的线性电磁阀SL1、SL3的排出端口110。当顺序阀120的阀芯(未示出)被弹簧130的偏置力移动到其行程末端之一时，阀120被置于其正常连通状态，在该状态中第一输出端口126和第一排出端口124保持彼此连通，而第一输入端口122被关闭。在此正常连通状态下，线性电磁阀SL1、SL3的排出端口110保持与顺序阀120的第一排出端口124连通，以由此允许工作流体通过第一排出端口124排出，并因此使得线性电磁阀SL1、SL3能够啮合和松开离合器C1、C3并能够在其啮合和松开动作期间控制离合器C1、C3的瞬时流体压力。因为工作流体在正常连通状态下通过第一排出端口124被排出，所以第一排出端口124也可以被称为非紧急排出端口。
控制设备包括连接到顺序阀120的形式为常开式ON-OFF电磁阀(通-断电磁阀)Soll的故障保护阀切换器。ON-OFF电磁阀Soll作为阀芯位置控制器阀，其选择性地允许和停止在导致顺序阀120被置于其紧急连通状态的方向上对顺序阀120的阀芯施加管路压力PL。当ON-OFF电磁阀Soll的线圈被去激励(OFF)时，阀Soll被置于其允许对顺序阀120的阀芯施加管路压力PL的接通状态。当ON-OFF电磁阀Soll的线圈被激励(ON)时，阀Soll被置于其停止对顺序阀120的阀芯施加管路压力PL的断开状态。当在线圈被去激励(OFF)的情况下对顺序阀120的阀芯施加管路压力PL时，阀芯克服弹簧130的偏置力被移动到另一行程末端，使得顺序阀120被置于其紧急连通状态，在该状态中第一输出端口126和第一输入端口122保持彼此连通，而第一排出端口124被关闭。在此紧急连通状态下，保持彼此连通的第一输出端口126和第一输入端口122分别作为紧急输出端口和紧急输入端口，以允许管路压力PL通过顺序阀120传输到线性电磁阀SL1、SL3的排出端口110。这样被传输的管路压力PL被供应到液压致动器34、38，由此由于第一离合器C1和第三离合器C3的啮合而建立了第三档位“3rd”。
在没有电源故障时，ON-OFF电磁阀Soll的线圈被电子控制单元90激励(ON)，并停止对顺序阀120的阀芯输出管路压力PL，以将顺序阀120保持在其正常连通状态下。在存在例如由电连接器断开、导线破损或电子控制单元90的断电而导致的电源故障时，ON-OFF电磁阀Soll的线圈被去激励(OFF)，并对顺序阀120的阀芯输出管路压力PL，以克服弹簧130的偏置力而将顺序阀120置于其紧急连通状态。就是说，在出现暂停向线性电磁阀SL1-SL6供应电力的电源故障时，即在压力输出故障状态下，其线圈被去激励(OFF)的ON-OFF电磁阀Soll将顺序阀120置于其紧急连通状态，以机械地建立第三档位“3rd”作为紧急档位。在此意义上，可以认为ON-OFF电磁阀Soll作为电源故障检测器，其在其线圈未被激励时检测到电源故障，并且在检测到电源故障时输出管路压力PL作为表示电源故障的信号。
除了为建立作为紧急档位的第三档位“3rd”而迫使作为第一耦合装置的离合器C1、C3啮合的功能之外，顺序阀120还具有为确保建立第三档位“3rd”而迫使作为第二耦合装置的离合器C2、C4和制动器B1、B2松开的功能。就是说，除了上述第一输入端口122、第一排出端口124和第一输出端口126之外，顺序阀120还具有管路压力PL所供应到的第二输入端口132、从其排出工作流体的第二排出端口134、以及第二输出端口136，该第二输出端口136经由第二连通通道138连接到作为第二控制器阀的线性电磁阀SL2、SL4、SL5、SL6的输入端口106。当激励ON-OFF电磁阀Soll的线圈而停止向顺序阀120的阀芯输出管路压力PL时，顺序阀120的阀芯被弹簧130的偏置保持在行程末端中，由此阀120被置于其正常连通状态，在该状态中第二输出端口136和第二输入端口132保持彼此连通，而第二排出端口134被关闭。在此正常连通状态下，保持彼此连通的第二输出端口136和第二输入端口132分别作为通过其向线性电磁阀SL2、SL4、SL5、SL6的输入端口106供应管路压力PL的非紧急输出和输入端口，由此使得线性电磁阀SL2、SL4、SL5、SL6能够啮合和松开离合器C2、C4和制动器B1、B2并能够在其啮合和松开动作期间控制这些第二耦合装置的瞬时流体压力。
当顺序阀120在线圈被去激励(OFF)而被置于其紧急连通状态时，第二输出端口136和第二排出端口134保持彼此连通，而第二输入端口132被关闭。在此紧急连通状态下，线性电磁阀SL2、SL4、SL5、SL6的输入端口106保持与顺序阀120的作为紧急排出端口的第二排出端口134连通，由此从离合器C2、C4和制动器B1、B2排出的工作流体可以通过线性电磁阀SL2、SL4、SL5、SL6的输入端口106和顺序阀120的第二排出端口134排出。该布置确保了离合器C2、C4和制动器B1、B2的松开动作，即使线性电磁阀SL2、SL4、SL5、SL6中任一个的阀芯102例如由于“阀阻塞”而保持不可从其打开位置移动。就是说，即使“排出故障”与压力输出故障(或电源故障)一起发生，离合器C2、C4和制动器B1、B2也可以被可靠地松开，使得车辆能够在变速器10被置于第三档位“3rd”的情况下行驶，以避免互锁问题。
如上所述，在根据本实施例构造的控制设备中，作为故障保护阀的顺序阀120通过第一连通通道128连接到线性电磁阀SL1、SL3的排出端口110，线性电磁阀SL1、SL3控制为建立作为紧急档位的第三档位“3rd”而要啮合的离合器C1、C3。在出现禁止所有线性电磁阀SL1-SL6输出液压的压力输出故障(或电源故障)的情况下，ON-OFF电磁阀Soll的线圈被去激励(OFF)，由此将顺序阀120从其正常连通状态切换到其紧急连通状态，使得管路压力PL通过顺序阀120传输到线性电磁阀SL1、SL3的排出端口110，并且这样被传输的管路压力PL通过线性电磁阀SL1、SL3的输出端口108被供应到液压致动器34、38。于是，机械建立了第三档位“3rd”，使得即使在出现压力输出故障或电源故障的情况下车辆也能够行驶。
顺序阀120通过第二连通通道138连接到线性电磁阀SL2、SL4、SL5、SL6的输入端口106，线性电磁阀SL2、SL4、SL5、SL6控制为建立作为紧急档位的第三档位“3rd”而要松开的离合器C2、C4和制动器B1、B2。在顺序阀120被保持在正常连通状态的同时，管路压力PL可通过作为非紧急输出端口的第二输出端口136供应到线性电磁阀SL2、SL4、SL5、SL6的输入端口106，由此使得线性电磁阀SL2、SL4、SL5、SL6能够啮合和松开离合器C2、C4和制动器B1、B2并能够在其啮合和松开动作期间控制这些第二耦合装置的瞬时流体压力。当顺序阀120在出现压力输出故障(电源故障)而被置于其紧急连通状态时，使线性电磁阀SL2、SL4、SL5、SL6的输入端口106与作为紧急排出端口的第二排出端口134连通。当线性电磁阀SL2、SL4、SL5、SL6的阀芯102例如由于“阀阻塞”而保持不可在离开弹簧104的方向上移动时，该布置允许工作流体通过线性电磁阀SL2、SL4、SL5、SL6的输入端口106和顺序阀120的第二排出端口134排出。于是，可以可靠地松开离合器C2、C4和制动器B1、B2，以使得车辆能够在第三档位“3rd”下行驶，从而避免互锁问题。
在本实施例的控制设备中，由液压传感器P1-P6检测各个离合器C1-C4和制动器B1、B2中的液压PC1、PC2、PC3、PC4、PB1、PB2，并确定每个线性电磁阀SL1-SL6是否出现排出故障(例如由于阀阻塞)，使得如果确定线性电磁阀SL1-SL6中任一个出现排出故障，则将变速器10置于允许车辆不受互锁问题的影响而行驶的受限档位之一中。如上所讨论的，在传统的故障保护布置中，如果上述压力输出故障是由例如除了互锁之外的电连接器断开引起的，则车辆无法避免出现互锁问题，除非上述受限档位中至少一个与在出现压力输出故障时所要建立的预定档位重合。另一方面，在根据本实施例构造的控制设备中，顺序阀120使得线性电磁阀SL2、SL4、SL5、SL6的输入端口106与第二排出端口(紧急排出端口)134连通，以可靠地松开离合器C2、C4和制动器B1、B2。因此，即使线性电磁阀SL2、SL4、SL5、SL6除了压力输出故障之外还出现排出故障，也可以使得车辆能够在建立作为紧急档位的第三档位“3rd”的情况下行驶，以避免互锁问题。
此外，在本控制设备中，因为顺序阀120连接到每个线性电磁阀SL1-SL6的排出端口110或输入端口106，所以与其中顺序阀120布置在线性电磁阀SL1-SL6和液压致动器34-44之间的布置相比，使液压致动器34-44对线性电磁阀SL1-SL6的响应的精度和速度恶化的危险更小。
虽然上面已经仅仅为了解释的目的而详细描述了本发明的实施例，但是应该理解本发明可以利用本领域技术人员可想到的各种变化和改进来实施。
本申请基于2004年8月5日递交的日本专利申请No.2004-229916，其内容通过引用而被包含于此。

Claims (10)

1.一种控制设备，用于控制车辆自动变速器，所述自动变速器包括可操作来选择性地建立多个具有各自不同速比的档位的多个液压操作摩擦耦合装置，其中所述多个液压操作摩擦耦合装置包括：(i)至少一个第一耦合装置，其被啮合来建立作为所述多个档位中预定一个的紧急档位，和(ii)至少一个第二耦合装置，其被松开来建立所述紧急档位，所述控制设备包括：
(a)多个耦合装置控制器阀，其可操作来控制被供应到所述各个液压操作摩擦耦合装置的受压工作流体的流动；和
(b)故障保护阀，
其中所述多个耦合装置控制器阀中的每一个都具有：
(a-1)输入端口，所述受压工作流体被输入到所述输入端口；
(a-2)输出端口，所述工作流体从所述输出端口输出到所述液压操作摩擦耦合装置中的相应一个；
(a-3)排出端口，所述工作流体从所述排出端口排出；和
(a-4)阀芯，所述阀芯可移动来改变所述输入端口、输出端口和排出端口中保持彼此连通的连通端口的组合，以使得所述液压操作摩擦耦合装置中所述相应一个根据所述连通端口的所述组合而被选择性地啮合和松开，
并且其中所述故障保护阀具有：
(b-1)连接到第一控制器阀的所述排出端口的第一输出端口，所述第一控制器阀是控制供应到所述至少一个第一耦合装置中每一个的所述工作流体的流动的所述控制器阀中的一个；
(b-2)第一输入端口，所述第一输入端口可与所述第一输出端口连通，以使得供应到所述第一输入端口的所述工作流体可以通过所述第一输出端口供应到所述第一控制器阀的所述排出端口；
(b-3)第一排出端口，所述第一排出端口可与所述第一输出端口连通，以使得从所述至少一个第一耦合装置中的所述每一个排出到所述第一输出端口的所述工作流体可以通过所述第一排出端口被排出；
(b-4)连接到第二控制器阀的所述输入端口的第二输出端口，所述第二控制器阀是控制供应到所述至少一个第二耦合装置中每一个的所述工作流体的流动的所述控制器阀中的一个；
(b-5)第二输入端口，所述第二输入端口可与所述第二输出端口连通，以使得供应到所述第二输入端口的所述受压工作流体可以通过所述第二输出端口供应到所述第二控制器阀的所述输入端口；和
(b-6)第二排出端口，所述第二排出端口可与所述第二输出端口连通，以使得从所述至少一个第二耦合装置中的所述每一个排出到所述第二输出端口的所述工作流体可以通过所述第二排出端口被排出。
2.如权利要求1所述的控制设备，
其中所述故障保护阀可在正常连通状态和紧急连通状态之间切换，
其中当所述故障保护阀被置于所述正常连通状态中时，所述第一输出端口和所述第一排出端口彼此保持连通，所述第一输入端口不与所述第一输出端口保持连通，所述第二输出端口和所述第二输入端口彼此保持连通，并且所述第二排出端口不与所述第二输出端口保持连通，
并且其中当所述故障保护阀被置于所述紧急连通状态中时，所述第一输出端口和所述第一输入端口彼此保持连通，所述第一排出端口不与所述第一输出端口保持连通，所述第二输出端口和所述第二排出端口彼此保持连通，并且所述第二输入端口不与所述第二输出端口保持连通。
3.如权利要求1或2所述的控制设备，
其中所述多个耦合装置控制器阀中的每一个都由电磁操作阀提供，
所述控制设备还包括：
电源故障检测器，其检测禁止向所述多个耦合装置控制器阀供应足够电力的电源故障；和
故障保护阀切换器，当所述电源故障检测器检测到所述电源故障时，所述故障保护阀切换器可操作来将所述故障保护阀置于建立所述紧急档位的紧急连通状态中。
4.如权利要求3所述的控制设备，
其中所述多个控制器阀中的每一个在被激励时被置于打开状态，在所述打开状态中所述输出端口和所述输入端口彼此保持连通，而所述排出端口不与所述输出端口保持连通，
并且其中所述多个控制器阀中的每一个在被去激励时被置于关闭状态，在所述关闭状态中所述输出端口和所述排出端口彼此保持连通，而所述输入端口不与所述输出端口保持连通。
5.如权利要求4所述的控制设备，其中当所述故障保护阀被置于所述紧急连通状态中时，所述第一输出端口和所述第一输入端口彼此保持连通来作为紧急输出端口和紧急输入端口，以允许通过所述故障保护阀的所述紧急输入端口和输出端口以及所述第一控制器阀的所述排出端口和输出端口来向所述至少一个第一耦合装置中的每一个供应所述工作流体，从而啮合所述至少一个第一耦合装置来建立所述紧急档位。
6.如权利要求5所述的控制设备，
其中当所述故障保护阀被置于所述紧急连通状态中时，所述第二排出端口和所述第二输出端口保持连通来作为紧急排出端口，以允许从所述至少一个第二耦合装置中的每一个排出的所述工作流体通过所述第二控制器阀的所述输出端口和输入端口以及所述故障保护阀的所述第二输出端口和紧急排出端口排出，从而松开所述至少一个第二耦合装置来建立所述紧急档位。
7.如权利要求3所述的控制设备，
其中所述故障保护阀切换器由阀芯位置控制器阀提供，所述阀芯位置控制器阀选择性地允许和禁止在使得所述故障保护阀被置于所述紧急连通状态中的方向上向所述故障保护阀的阀芯施加液压，
其中所述阀芯位置控制器阀由电磁操作阀提供，
其中所述阀芯位置控制器阀在被激励时被置于禁止所述施加液压操作的关闭状态，以使得所述故障保护阀不被置于所述紧急连通状态，
并且其中所述阀芯位置控制器阀在被去激励时被置于允许所述施加液压操作的打开状态，以使得所述故障保护阀被置于所述紧急连通状态。
8.如权利要求7所述的控制设备，
其中所述阀芯位置控制器阀用作所述电源故障检测器，并在所述阀芯位置控制器阀不被激励时检测到所述电源故障，
并且其中用作所述电源故障检测器的所述阀芯位置控制器阀在检测到所述电源故障时，输出所述液压作为表示所述电源故障的信号，所述液压被施加到所述故障保护阀的所述阀芯。
9.如权利要求7所述的控制设备，其中所述故障保护阀包括偏置器，所述偏置器在与使得所述故障保护阀被置于所述紧急连通状态中的所述方向相反的方向上偏置所述故障保护阀的所述阀芯。
10.如权利要求1或2所述的控制设备，
其中所述故障保护阀包括阀芯，所述阀芯可移动来改变所述第一输出端口、第一输入端口和第一排出端口中保持彼此连通的连通端口的组合，且还改变所述第二输出端口、第二输入端口和第二排出端口中保持彼此连通的连通端口的组合，
并且其中所述故障保护阀的所述阀芯由单个构件提供。
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