DE102005036565A1

DE102005036565A1 - Fahrzeug-Automatikgetriebe-Steuervorrichtung mit fehlersicherer Anordnung

Info

Publication number: DE102005036565A1
Application number: DE102005036565A
Authority: DE
Inventors: Kazutoshi Toyota Nozaki; Masami Toyota Kondo; Kazuyuki Anjo Noda; Takuya Anjo Fujimine
Original assignee: Aisin AW Co Ltd; Toyota Motor Corp
Current assignee: Aisin AW Co Ltd; Toyota Motor Corp
Priority date: 2004-08-05
Filing date: 2005-08-03
Publication date: 2006-03-02
Anticipated expiration: 2025-08-04
Also published as: CN100432502C; US20060030446A1; US7320657B2; DE102005036565B4; KR100655676B1; CN1730990A; KR20060050280A; JP2006046542A

Abstract

Eine Steuervorrichtung zum Steuern eines Fahrzeug-Automatikgetriebes (10), die Folgendes einschließt: (i) eine erste Kupplungseinrichtung (C1, C3), die eingerückt werden muss, um eine Notgangstellung einzurichten, und (ii) eine zweite Kupplungseinrichtung (C2, C4, B1, B2), die ausgerückt werden muss, um die Notgangstellung einzurichten. Die Steuervorrichtung schließt Folgendes ein: (a) erste und zweite Steuerventile (SL1-SL6) zum Steuern der jeweiligen ersten und zweiten Kupplungseinrichtungen und (b) ein störungssicheres Ventil (120) mit (b-1) einer ersten Auslassöffnung (126), die mit einer Ablauföffnung (110) des ersten Steuerventils (SL1, SL3) verbunden ist, (b-2) einer ersten Einlassöffnung (122), in die ein Arbeitsmedium eingegeben wird, (b-3) einer ersten Ablauföffnung (124) zum Ablassen des Arbeitsmediums, (b-4) einer zweiten Auslassöffnung (136), die mit einer Einlassöffnung (106) des zweiten Steuerventils (SL2, SL4, SL5, SL6) verbunden ist, (b-5) einer zweiten Einlassöffnung (132), in die das Arbeitsmedium eingelassen wird, und (b-6) einer zweiten Ablauföffnung (134) zum Ablassen des Arbeitsfluids.

Description

Diese Anmeldung beruht auf der japanischen Patentanmeldung Nr. 2004-229916, eingereicht am 5. August 2004, deren Inhalt durch Bezugnahme hierin aufgenommen wird.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein eine Steuervorrichtung zum Steuern eines Fahrzeug-Automatikgetriebes, und genauer Techniken im Zusammenhang mit einer störungssicheren Anordnung, die es möglich machen, dass das Fahrzeug fährt, wenn eine Funktionsstörung der Steuerventile, die dazu dienen, selektiv eine Vielzahl von Gangstellungen auszuwählen, vorliegt.

Erörterung der verwandten Technik

In einem Fahrzeug-Automatikgetriebe, in dem eine Vielzahl von hydraulisch betätigten Reibkupplungseinrichtungen selektiv ein- und ausgerückt werden, um selektiv eine Vielzahl von Gangstellungen mit jeweils unterschiedlichen Übersetzungen einzurichten, ist eine Steuervorrichtung zum Steuern des Hydraulikdrucks jeder der hydraulisch betätigten Reibkupplungseinrichtungen vorgesehen. Als solche Steuervorrichtung ist eine Vorrichtung bekannt, die eine Vielzahl von Magnetventilen einschließt, die als Steuerventile für die Kupplungseinrichtungen dienen und deren Funktion es ist, den Strom eines unter Druck gesetzten Arbeitsmediums, das den jeweiligen hydraulisch betätigten Reibkupplungseinrichtungen zugeführt werden soll, zu steuern, um die Reibkupplungseinrichtungen selektiv ein- und auszurücken. JP-H-09-303545A offenbart eine störungssichere Anordnung zur Verwendung in der Steuervorrichtung. In der offenbarten Anordnung ist ein störungssicheres Ventil zwischen den Steuerventilen für die Kupplungseinrichtungen und den Reibkupplungseinrichtungen vorgesehen. Wenn sich bei den Steuerventilen ein Zustand einstellt, in dem aufgrund des Trennens eines elektrischen Verbinders, eines Kabelbruchs oder anderer Faktoren die Druckausgabe gestört ist, wodurch das Ventil nicht mehr in der Lage ist, Hydraulikdruck an die Reibkupplungseinrichtungen anzulegen, wird das störungssichere Ventil so gesteuert, dass es eine Not-Fluidleitung einrichtet, durch die das Anlegen von Hydraulikdruck an die Reibkupplungseinrichtungen möglich ist, um eine vorgegebene aus einer Vielzahl von Gangstellungen als Notgangstellung einzurichten, damit das Fahrzeug weiter fahren kann.

In einer herkömmlichen Steuervorrichtung mit der oben beschriebenen störungssicheren Anordnung, bei der das störungssichere Ventil zwischen den Steuerventile für die Kupplungseinrichtungen und den Reibkupplungseinrichtungen vorgesehen ist, wird Hydraulikdruck jedoch auch dann, wenn die Steuerventile nicht von einer Druckausgabestörung betroffen sind, über das störungssichere Ventil angelegt. Das heißt, diese Anordnung benötigt immer einen langen Fluidkanal, unabhängig davon, ob eine Druckausgabestörung der Steuerventile vorliegt oder nicht, wodurch eine exakt und schnell auf die Steuerventile für die Kupplungseinrichtungen ansprechende Steuerung der Kupplungseinrichtungen erschwert ist.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung wurde angesichts des oben erörterten Standes der Technik durchgeführt. Daher ist es die Aufgabe der Erfindung, eine störungssichere Anordnung bereitzustellen, die es möglich macht, dass ein Fahrzeug fährt, weil eine vorgegebene Gangstellung eingerichtet wird, falls es zu der oben beschriebenen Druckausgabestörung der Steuerventile für die Kupplungseinrichtungen kommt, und zwar dadurch, dass die Zufuhr von Hydraulikdruck zu der einen bzw. den mehreren hydraulisch betätigte(n) Kupplungseinrichtung(en), die eingerückt werden muss bzw. müssen, um die vorgegebene Gangstellung einzurichten, sichergestellt wird, ohne das Ansprechverhalten der Reibkupplungseinrichtungen auf die Steuerventile für die Kupplungseinrichtungen hinsichtlich Genauigkeit und Schnelligkeit zu beeinträchtigen. Diese Aufgabe kann gemäß einem der nachstehend beschriebenen Aspekte eins bis zehn der Erfindung gelöst werden.

Der erste Aspekt der Erfindung stellt eine Steuervorrichtung zum Steuern eines Fahrzeug-Automatikgetriebes bereit, das eine Vielzahl von hydraulisch betätigten Reibkupplungseinrichtungen enthält, die dazu dienen, selektiv eine Vielzahl von Gangstellungen mit jeweils unterschiedlichen Übersetzungen einzurichten, wobei die Vielzahl von hydraulisch betätigten Reibkupplungseinrichtungen folgendes einschließt: (i) mindestens eine erste Kupplungseinrichtung, die eingerückt werden muss, um die eine bzw. eine von mehreren Notgangstellungen einzurichten, bei der es sich um eine vorgegebene aus einer Vielzahl von Gangstellungen handelt, sowie (ii) mindestens eine zweite Kupplungseinrichtung, die ausgerückt werden muss, um die Notgangstellung einzurichten. Die Steuervorrichtung schließt folgendes ein: (a) eine Vielzahl von Steuerventilen für die Kupplungseinrichtungen, die dazu dienen, den Strom eines unter Druck gesetzten Arbeitsmediums, das den jeweiligen hydraulisch betätigten Reibkupplungseinrichtungen zugeführt werden soll, zu steuern; und (b) ein störungssicheres Ventil. Jedes aus der Vielzahl von Steuerventilen für die Kupplungseinrichtungen weist folgendes auf: (a-1) eine Einlassöffnung, in die das unter Druck gesetzte Arbeitsmedium einzuführen ist; (a-2) eine Auslassöffnung, aus der das Arbeitsmedium an eine entsprechende der hydraulisch betätigten Kupplungseinrichtungen abzugeben ist; (a-3) eine Ablauföffnung, aus der das Arbeitsmedium abzulassen ist; und (a-4) einen Schieber, der bewegt werden kann, um eine Kombination aus miteinander in Fluidverbindung stehenden Einlass-, Auslass- und Ablauföffnungen, die miteinander in Fluidverbindung stehen, zu ändern, so dass abhängig von der Kombination der in Fluidverbindung stehenden Öffnungen die entsprechende von den hydraulisch betätigten Reibkupplungseinrichtungen selektiv ein- und ausgerückt wird. Das störungssichere Ventil weist folgendes auf: (b-1) eine erste Auslassöffnung, die mit der Ablauföffnung eines ersten Steuerventils verbunden ist, bei dem es sich um eines der Steuerventile handelt, die den Strom des Arbeitsmediums steuern, das zu der einen ersten oder zu jeder der ersten Kupplungseinrichtung(en) geliefert wird; (b-2) eine erste Einlassöffnung, die mit der ersten Auslassöffnung in Fluidverbindung gebracht werden kann, so dass das Arbeitsmedium, das der ersten Einlassöffnung zugeführt wird, der Ablauföffnung des ersten Steuerventils durch die erste Auslassöffnung zugeführt werden kann; (b-3) eine erste Ablauföffnung, die mit der ersten Auslassöffnung in Fluidverbindung gebracht werden kann, so dass das Arbeitsmedium, das von der einen ersten bzw. von jeder der ersten Kupplungseinrichtung(en) zur ersten Auslassöffnung geliefert wird, durch die erste Ablauföffnung abgelassen werden kann; (b-4) eine zweite Auslassöffnung, die mit der Einlassöffnung eines zweiten Steuerventils verbunden ist, bei dem es sich um eines der Steuerventile handelt, die den Strom des Arbeitsmediums steuern, das der einen zweiten bzw. jeder der zweiten Kupplungseinrichtung(en) zugeführt wird; (b-5) eine zweite Einlassöffnung, die mit der zweiten Auslassöffnung in Fluidverbindung gebracht werden kann, so dass das unter Druck gesetzte Arbeitsmedium, das der zweiten Einlassöffnung zugeführt wird, der Einlassöffnung des zweiten Steuerventils durch die zweite Auslassöffnung zugeführt werden kann; und (b-6) eine zweite Ablauföffnung, die mit der zweiten Auslassöffnung in Fluidverbindung gebracht werden kann, so dass das Arbeitsmedium, das von der einen zweiten bzw. jeder der zweiten Kupplungseinrichtung(en) an die zweite Auslassöffnung abgegeben wird, durch die zweite Ablauföffnung abgegeben werden kann.

Gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung kann in der Steuervorrichtung, die im ersten Aspekt der Erfindung definiert ist, das störungssichere Ventil zwischen dem normalen Fluidverbindungszustand und einem Not-Fluidverbindungszustand geschaltet werden, wobei dann, wenn das störungssichere Ventil in den normalen Fluidverbindungszustand gebracht wurde, die erste Auslassöffnung und die erste Ablauföffnung miteinander in Fluidverbindung gehalten werden, die erste Einlassöffnung nicht mit der ersten Auslassöffnung in Fluidverbindung gehalten wird, die zweite Auslassöffnung und die zweite Einlassöffnung miteinander in Fluidverbindung gehalten werden und die zweite Ablauföffnung nicht mit der zweiten Auslassöffnung in Fluidverbindung gehalten wird, und wobei, wenn das störungssichere Ventil in den Not-Fluidverbindungs zustand gebracht wurde, die erste Auslassöffnung und die erste Einlassöffnung miteinander in Fluidverbindung gehalten werden, die erste Ablauföffnung nicht in Fluidverbindung mit der ersten Auslassöffnung gehalten wird, die zweite Auslassöffnung und die zweite Ablauföffnung miteinander in Fluidverbindung gehalten werden und die zweite Einlassöffnung nicht mit der zweiten Auslassöffnung in Fluidverbindung gehalten wird.

Gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung wird in der im ersten oder zweiten Aspekt definierten Steuervorrichtung jede von der Vielzahl von Steuerventilen für die Kupplungseinrichtungen durch ein elektromagnetisch gesteuertes Ventil bereitgestellt. Die Steuervorrichtung schließt ferner folgendes ein: einen Energiezufuhrstörungs-Detektor, der eine Energiezufuhrstörung erfasst, die eine ausreichende elektrische Energieversorgung der Vielzahl von Steuerventilen für die Kupplungseinrichtungen verhindert; und einen Schalter für das störungssichere Ventil, der dazu dient, das störungssichere Ventil in einen Not-Fluidverbindungszustand zu bringen, der die Notgangstellung einrichtet, wenn vom Energiezufuhrstörungs-Detektor eine Energiezufuhrstörung erfasst wird.

Gemäß dem vierten Aspekt der Erfindung wird in der im dritten Aspekt der Erfindung definierten Steuervorrichtung jedes von der Vielzahl von Steuerventilen, wenn es angeregt wird, in einen offenen Zustand gebracht, in dem die Auslassöffnung und die Einlassöffnung in Fluidverbindung miteinander gehalten werden, während die Ablauföffnung nicht mit der Auslassöffnung in Fluidverbindung gehalten wird, wobei jedes aus der Vielzahl von Steuerventilen, wenn es entregt wird, in einen geschlossenen Zustand gebracht wird, in dem die Auslassöffnung und die Ablauföffnung miteinander in Fluidverbindung gehalten werden, während die Einlassöffnung nicht mit der Auslassöffnung in Fluidverbindung gehalten wird.

Gemäß dem fünften Aspekt der Erfindung werden in der im vierten Aspekt der Erfindung definierten Steuervorrichtung, wenn das störungssichere Ventil in den Not-Fluidverbindungszustand gebracht wird, die erste Auslassöffnung und die erste Einlass öffnung miteinander in Fluidverbindung gehalten, so dass sie als Notauslassöffnung und als Noteinlassöffnung dienen, um die Zufuhr von Arbeitsmedium zu der einen ersten bzw. zu jeder der ersten Kupplungseinrichtung(en) durch die Noteinlass- und -auslassöffnungen des störungssicheren Ventil und durch die Ablauf- und Auslassleitungen des ersten Steuerventils zu ermöglichen, so dass die mindestens eine erste Kupplungseinrichtung eingerückt wird, um die Notgangstellung einzurichten.

Gemäß dem sechsten Aspekt der Erfindung wird in der im fünften Aspekt der Erfindung definierten Steuervorrichtung, wenn das störungssichere Ventil in den Not-Fluidverbindungszustand gebracht wird, die zweite Ablauföffnung mit der zweiten Auslassöffnung in Fluidverbindung gehalten, um als Not-Ablauföffnung zu dienen, damit ein Ablaufen des Arbeitsmediums, das von der mindestens einen zweiten Kupplungseinrichtung abgegeben wird, durch die Auslass- und Einlassöffnungen des zweiten Steuerventils und die zweiten Auslass- und Not-Ablauföffnungen des störungssicheren Ventils möglich ist, so dass die mindestens eine zweite Kupplungseinrichtung ausgerückt wird, um die Notgangstellung einzurichten.

Gemäß dem siebten Aspekt der Erfindung wird in der in einem der Aspekte eins bis sechs der Erfindung definierten Steuervorrichtung der Schalter für das störungssichere Ventil von einem Schieberstellungs-Steuerventil bereitgestellt, das selektiv das Anlegen eines Hydraulikdrucks an einen Schieber des störungssicheren Ventil in einer Richtung, die bewirkt, dass das störungssichere Ventil in den Not-Fluidverbindungszustand gebracht wird, zulässt oder verhindert, wobei das Schieberstellungs-Steuerventil von einem elektromagnetisch betätigten Ventil bereitgestellt wird, wobei das Schieberstellungs-Steuerventil, wenn es angeregt wird, in einen geschlossenen Zustand gebracht wird, der das Anlegen des Hydraulikdrucks verhindert, so dass das störungssichere Ventil nicht in den Not-Fluidverbindungszustand gebracht wird, und wobei das Schieberstellungs-Steuerventil, wenn es entregt wird, in einen offenen Zustand gebracht wird, der das Anlegen des Hydraulikdrucks zulässt, so dass das störungssichere Ventil in den Not-Fluidverbindungszustand gebracht wird.

Gemäß des achten Aspekts der Erfindung dient in der im siebten Aspekt der Erfindung definierten Steuervorrichtung das Schieberstellungs-Steuerventil als Energiezufuhrstörungs-Detektor und erfasst eine Energiezufuhrstörung, wenn das Schieberstellungs-Steuerventil entregt wird, wobei das Schieberstellungs-Steuerventil, das als Energiezufuhrstörungs-Detektor dient, nach Erfassung der Energiezufuhrstörung einen Hydraulikdruck, der an den Schieber des störungssicheren Ventils angelegt wird, als Signal, das für die Energiezufuhrstörung steht, ausgibt.

Gemäß dem neunten Aspekt der Erfindung schließt die im siebten oder achten Aspekt der Erfindung definierte Steuervorrichtung ein Vorspannelement ein, das den Schieber des störungssicheren Ventils entgegen der Richtung vorspannt, die bewirkt, dass das störungssichere Ventil in den Not-Fluidverbindungszustand gebracht wird.

Gemäß dem zehnten Aspekt der Erfindung schließt in der in einem der Aspekte eins bis neun der Erfindung definierten Steuervorrichtung das störungssichere Ventil einen Schieber ein, der bewegt werden kann, um eine Kombination aus miteinander in Fluidverbindung stehenden ersten Auslass-, Einlass- und Ablauföffnungen, die miteinander in Fluidverbindung gehalten werden, und auch eine Kombination aus miteinander in Fluidverbindung stehenden zweiten Auslass-, Einlass- und Ablauföffnungen, die miteinander in Fluidverbindung gehalten werden, zu ändern, wobei der Schieber des störungssicheren Ventil von einem einzigen Element bereitgestellt wird.

In der Steuervorrichtung jedes der Aspekte eins bis zehn der Erfindung, in der das störungssichere Ventil mit der Ablauföffnung oder der Einlassöffnung jedes der Steuerventile für die Kupplungseinrichtungen verbunden ist, besteht eine geringere Gefahr, dass das Ansprechverhalten der Reibkupplungseinrichtungen auf die Steuerventile für die Kupplungseinrichtungen hinsichtlich Genauigkeit und Schnelligkeit leidet, als in einer Anordnung, in der das störungssichere Ventil mit der Ausgangsöffnung jedes der Steuerventile für die Kupplungseinrichtungen verbunden ist.

In der Steuervorrichtung gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung wird dann, wenn das störungssichere Ventil aus dem normalen Fluidverbindungszustand in den Not-Fluidverbindungszustand gebracht wird, beispielsweise ansprechend auf die Erfassung einer Energiezufuhrstörung, die erste Einlassöffnung mit der ersten Auslassöffnung in Fluidverbindung gebracht, die mit der Ablauföffnung des ersten Steuerventils verbunden ist, welches dafür ausgelegt ist, den Strom des Arbeitsmediums, das zu der einen ersten bzw. jeder der ersten Kupplungseinrichtung(en) geliefert wird, zu steuern, während die zweite Ablauföffnung mit der zweiten Auslassöffnung in Fluidverbindung gebracht wird, die mit der Einlassöffnung des zweiten Steuerventils verbunden ist, das dafür ausgelegt ist, den Strom des Arbeitsmediums, das der einen zweiten bzw. jeder der zweiten Kupplungseinrichtung(en) zugeführt wird, zu steuern. Wenn das störungssichere Ventil in den Not-Fluidverbindungszustand gebracht wird, kann das Arbeitsmedium durch die ersten Einlass- und Auslassöffnungen des störungssicheren Ventils und die Ablauf- und Auslassöffnungen des ersten Steuerventils zur ersten Kupplungseinrichtung geliefert werden, während gleichzeitig das Arbeitsmedium durch die Auslass- und Einlassöffnungen des zweiten Steuerventils und die zweiten Auslass- und Ablauföffnungen des störungssicheren Ventils abgegeben werden kann. Da das Arbeitsmedium, durch die Auslass- und Einlassöffnungen des zweiten Steuerventils aus der zweiten Kupplungseinrichtung abgegeben wird, kann in diesem Fall die Abgabe von Arbeitsmedium aus der zweiten Kupplungseinrichtung auch dann durchgeführt werden, wenn die Einlass- und Auslassöffnungen aufgrund eines Problems miteinander in Fluidverbindung bleiben, beispielsweise aufgrund eines sogenannten „Festsitzenden Ventils", das durch Schmutzteilchen oder andere Fremdstoffe bewirkt wird, die im Ventilaufbau stecken und die Bewegung des Ventilschiebers behindern. Wenn das störungssichere Ventil in den Not-Fluidverbindungszustand gebracht wird, wird daher die zweite Kupplungseinrichtung zuverlässig ausgerückt, während die erste Kupplungseinrichtung eingerückt wird, wodurch das sogenannte „Interlocking" bzw. Sperren aufgrund eines gleichzeitigen Einrückens der ersten und zweiten Kupplungseinrichtungen verhindert wird.

Ferner wird in der im sechsten Aspekt der Erfindung beschriebenen Steuervorrichtung, wenn das störungssichere Ventil in den normalen Fluidverbindungszustand ge bracht wird, die zweite Einlassöffnung mit der zweiten Auslassöffnung in Fluidverbindung gehalten, welche mit der Einlassöffnung des zweiten Steuerventils verbunden ist, um eine Zufuhr von Arbeitsmedium zur Einlassöffnung des zweiten Steuerventils zu ermöglichen, wodurch die zweite Kupplungseinrichtung so gesteuert werden kann, dass sie selektiv ein- und ausgerückt wird.

Man kennt eine Anordnung, die es einem Fahrzeug ermöglicht, auch dann noch zu fahren, wenn es zu einem „Interlocking" kommt, wie beispielsweise in JP-2000-65203 beschrieben. Bei dieser Anordnung wird die Sperrung durch Detektoren erfasst, die dafür ausgelegt sind, den Hydraulikdruck in jeder der hydraulisch betätigten Reibkupplungseinrichtungen erfassen, so dass das Getriebe, wenn eine Sperrung erfasst wird, in eine von begrenzten Gangstellungen gebracht wird, die durch das gleichzeitige Einrücken der betreffenden Kupplungseinrichtungen eingerichtet werden können, d.h. eine, die es erlaubt, dass das Fahrzeug fährt, ohne durch die Sperrung beeinträchtigt zu sein. Falls jedoch zusätzlich zu der Sperrung eine oben beschriebene Druckausgabestörung beispielsweise durch das Trennen eines elektrischen Anschlusses bewirkt wird, kann bei dieser Anordnung nicht verhindert werden, dass das Fahrzeug von dem Sperrungsproblem betroffen wird, solange nicht mindestens eine der oben beschriebenen begrenzten Gangstellungen mit einer vorgegebenen von den Gangstellungen übereinstimmt, die eingerichtet werden sollen, wenn es zu einer Druckausgabestörung kommt. Dagegen wird in der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung auch dann, wenn das Kupplungseinrichtungs-Steuerventil zusätzlich zur Druckausgabestörung von einer Ablaufstörung betroffen ist (bei der die Ablauföffnung geschlossen bleibt), die zweite Kupplungseinrichtung zuverlässig ausgerückt, während die erste Kupplungseinrichtung eingerückt wird, um zu ermöglichen, dass das Fahrzeug nach dem Einrichten der Notgangstellung fährt, wodurch das Sperrungsproblem vermieden wird.

Die Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist vorzugsweise auf ein Planeten-Automatikgetriebe, welches eine Vielzahl von Planetenradsätzen aufweist, anwendbar. Das Prinzip der vorliegenden Erfindung kann jedoch ebenso auf Automatikgetriebe jeder anderen Art anwendbar, die eine Vielzahl von hydraulisch betätigten Reibkupplungseinrichtungen enthalten, welche selektiv ein- und ausgerückt werden, um Schaltaktionen zu bewirken, wie auf parallele Zweiachsen-Automatikgetriebe mit einer Vielzahl von Kraftzufuhrwegen, die selektiv mit einem Abtriebs-Drehelement verbunden werden.

Bei jeder der hydraulisch betätigten Reibkupplungseinrichtungen des Automatikgetriebes kann es sich um eine Einscheiben- oder Lamellenkupplung oder -bremse oder ein Bandbremse handeln, welche durch ein hydraulisches Stellglied eingerückt wird und üblicherweise für ein Automatikgetriebe verwendet wird. Eine Ölpumpe, die vorgesehen ist, um das unter Druck gesetzte Arbeitsmedium zu liefern, mit dem die Reibkupplungseinrichtung eingerückt wird, kann von einer Antriebsquelle des Fahrzeugs, wie einem Verbrennungsmotor, angetrieben werden oder von einem Elektromotor, der nur bereitgestellt wird, um die Ölpumpe anzutreiben.

Jedes der Steuerventile für die Kupplungseinrichtungen ist vorzugsweise durch ein elektromagnetisch betriebenes Ventil in Gestalt eines linearen Magnetventils bereitgestellt, welches einen hydraulischen Einrückdruck ausgibt, der vom Schieber reguliert wird, der in eine Gleichgewichtslage zwischen einer elektromagnetischen Kraft und der Summe aus einer Vorspannkraft und einem Regeldruck positioniert wird, wobei die elektromagnetische Kraft durch einen Magneten erzeugt wird, der an einer der gegenüberliegenden Seiten des Schiebers bereitgestellt ist, die Vorspannkraft durch eine Feder erzeugt wird, die an der anderen Seite des Schiebers erzeugt wird, und die Regelkraft durch eine Regelkammer erzeugt wird, die an der anderen Seite des Schiebers bereitgestellt ist und die den hydraulischen Ausgangsdruck aufnimmt. Jedoch kann jedes der Steuerventile für die Kupplungseinrichtungen von einem EIN/AUS-Magnetventil bereitgestellt werden, dessen Tastverhältnis oder Arbeitszyklus so gesteuert wird, dass es den hydraulischen Einrückdruck steuert.

Wenn jedes der Steuerventile für die Kupplungseinrichtungen von einem elektromagnetisch betätigten Ventil des Typs, der normalerweise geschlossen ist, bereitgestellt wird, wie im vierten Aspekt der Erfindung, wird das Steuerventil in den Druckausgabe störungs-Zustand gebracht (in dem die Auslassöffnung und die Ablauföffnung miteinander in Fluidverbindung gehalten werden, während die Einlassöffnung geschlossen ist, wodurch das Ventil nicht mehr in der Lage ist, den hydraulischen Einrückdruck auszugeben), falls es zu einer Energiezufuhrstörung kommt, die beispielsweise durch das Trennen eines elektrischen Anschlusses, einen Kabelbruch oder das Abschalten einer elektronischen Steuereinheit bewirkt wird und die die Zufuhr von elektrischer Energie zum Steuerventil unterbricht. Das Steuerventil könnte auch dann in den Druckausgabestörungs-Zustand gebracht werden, wenn es von einem Ventil des Typs, der normalerweise geschlossen ist, bereitgestellt wird, da die Möglichkeit besteht, dass das Ventil nicht mehr zu steuern ist, beispielsweise aufgrund einer Störung in der elektronischen Steuereinheit, wenn es nebenbei vollständig angeregt ist.

Eine hydraulische Steuervorrichtung, die die hydraulisch betätigten Reibkupplungseinrichtungen und die entsprechenden Steuerventile für die Kupplungseinrichtungen einschließt, kann vorzugsweise so ausgelegt sein, dass sie den ausgegebenen Hydraulikdruck des Kupplungseinrichtungs-Steuerventils direkt an ein hydraulisches Stellglied (einen Hydraulikzylinder) anlegt, mit dem die entsprechende Reibkupplungseinrichtung eingerückt wird, um das Ansprechverhalten der hydraulischen Schaltung des Automatikgetriebes zu verbessern. Die hydraulische Steuereinheit kann jedoch so modifiziert werden, dass sie zusätzlich zu jedem der Steuerventile für die Kupplungseinrichtungen als dem ersten Steuerventil für Kupplungseinrichtungen ferner ein zweites Steuerventil für Kupplungseinrichtungen einschließt, und zwar so, dass das zweite Steuerventil für Kupplungseinrichtungen zwischen jedem der ersten Steuerventile für Kupplungseinrichtungen und dem entsprechenden hydraulischen Stellglied vorgesehen ist. In dieser modifizierten Anordnung wird das zweite Steuerventil vom Hydraulikdruck gesteuert, der vom ersten Steuerventil ausgegeben wird, und das Arbeitsmedium wird dem hydraulischen Stellglied durch das so gesteuerte zweite Steuerventil zugeführt. Das Prinzip der Erfindung kann auch auf diese modifizierte Anordnung angewendet werden. Das heißt, auch im Fall einer Druckausgabestörung des ersten Steuerventils kann das hydraulische Stellglied der ersten Kupplungseinrichtung durch das zweite Steuerventil, das vom Hydraulikdruck, der von der Ablauföffnung des ersten Steuerventils ausgegeben wird, in die offene Stellung gebracht wird, mit Arbeitsmedium versorgt werden, wodurch die erste Kupplungseinrichtung eingerückt werden kann.

Die Steuerventile für die Kupplungseinrichtungen werden in der Regel für jeweils eine hydraulisch betätigte Reibkupplungseinrichtung bereitgestellt. Wenn die Reibkupplungseinrichtungen jedoch zwei oder mehr Reibkupplungseinrichtungen einschließen, die gleichzeitig ein- oder ausgerückt werden, d.h. die nicht unabhängig voneinander individuell ein- oder ausgerückt werden, kann ein einziges gemeinsames Steuerventil für Kupplungseinrichtungen für diese Reibkupplungseinrichtungen bereitgestellt werden.

Das störungssichere Ventil wird von einem einzigen Ventil mit einem Schieber bereitgestellt, das beispielsweise als Einzelelement bereitgestellt wird, wie im zehnten Aspekt der Erfindung. Das störungssichere Ventil kann jedoch auch von einer Vielzahl von Ventilen bereitgestellt werden, von denen eines dazu dient, die Kombination aus miteinander in Fluidverbindung stehenden von den ersten Auslass-, Einlass- und Ablauföffnungen, die miteinander in Fluidverbindung gehalten werden, zu ändern, und von denen das andere dazu dient, die Kombinationen aus miteinander in Fluidverbindung stehenden von den zweiten Auslass-, Einlass- und Ablauföffnungen, die miteinander in Fluidverbindung gehalten werden, zu ändern.

Die Steuervorrichtung schließt vorzugsweise einen Schalter für das störungssichere Ventil ein, der dazu dient, nach Erfassung einer Energiezufuhrstörung das störungssichere Ventil in den Not-Fluidverbindungszustand zu bringen, wodurch die Notgangstellung eingerichtet wird, wie im dritten Aspekt der Erfindung. Der Schalter für das störungssichere Ventil kann so angeordnet sind, dass der das störungssichere Ventil im normalen Fluidverbindungszustand hält, solange keine Energiezufuhrstörung erfasst wird.

Der Schalter für das störungssichere Ventil kann von einem elektromagnetisch betätigten Ventil bereitgestellt werden, das dafür ausgelegt ist, das störungssichere Ventil in den normalen Fluidverbindungszustand (den Fluidverbindungszustand bei nicht gegebenem Notfall) zu bringen, wenn es angeregt wird (EIN), indem es das Anlegen von Hydraulikdruck an den Schieber des störungssicheren Ventils zulässt oder verhindert, und dafür, das störungssichere Ventil in den Not-Fluidverbindungszustand zu bringen, wenn es entregt wird (AUS), indem es das Anlegen von Hydraulikdruck an den Schieber des störungssicheren Ventil zulässt oder verhindert. Das störungssichere Ventil kann ein Vorspannelement (z.B. eine Feder) einschließen, das den Schieber entgegengesetzt zu der Richtung, in der Hydraulikdruck an den Schieber angelegt werden kann, vorspannt.

Eine Störung in einem elektrischen System, wie das Trennen eines elektrischen Anschlusses, könnte und würde der wahrscheinlichste Grund für gleichzeitige Druckausgabestörungs-Zustände aller Steuerventile für die Kupplungseinrichtungen sein. Mit Rücksicht darauf wird der Schalter für das störungssichere Ventil vorzugsweise so angeordnet, dass er das störungssichere Ventil im normalen Fluidverbindungszustand hält, wenn der Schalter für das störungssichere Ventil mit elektrischer Energie versorgt wird, und dass er das störungssichere Ventil in den Not-Fluidverbindungszustand bringt, wenn die Zufuhr von elektrischer Energie zum Schalter für das störungssichere Ventil unterbrochen ist. Vorzugsweise ist ein Magnet in dem Schalter für das störungssichere Ventil bereitgestellt, um so den normalen Fluidverbindungszustand des störungssicheren Ventil zu halten, wenn dem Schalter für das störungssichere Ventil elektrische Energie zugeführt wird. Der Magnet kann jedoch von einem anderen elektrisch betätigten Antriebskraft-Erzeugungsmittel für den gleichen Zweck ersetzt werden.

Das störungssichere Ventil kann durch ein EIN/AUS-Magnetventil bereitgestellt werden, das so ausgelegt ist, dass es den normalen Fluidverbindungszustand hält, wenn sein Magnet angeregt ist (EIN), und dass es von einem Vorspannelement, wie einer Feder, in den Not-Fluidverbindungszustand geschaltet wird, wenn sein Magnet entregt ist (AUS).

Bei der Notgangstellung bzw. den Notgangstellungen, die beispielsweise bei Vorliegen einer Energiezufuhrstörung eingerichtet werden soll(en), kann es sich um eine Vorwärtsantriebs-Gangstellung handeln oder alternativ um zwei Gangstellungen, von denen eine eine Vorwärtsantriebs-Gangstellung ist und die andere eine Rückwärtsantriebs-Gangstellung. Im letztgenannten Fall ist es möglich, eine Anordnung mit einem manuellen Ventil zu konstruieren, das von einem manuell betätigten Element mechanisch betätigt werden kann, beispielsweise von einem Schalthebel, um selektiv in die Vorwärtsantriebsstellung oder die Rückwärtsantriebsstellung gebracht zu werden. Bei dieser Anordnung wird ein hydraulischer Vorwärtsantriebsdruck ausgegeben, wenn das manuelle Ventil in die Vorwärtsantriebsstellung gebracht wird, um die Vorwärtsantriebs-Gangstellung einzurichten. Ein Rückwärtsantriebsdruck wird ausgegeben, wenn das manuelle Ventil in die Rückwärtsantriebsstellung gebracht wird, um die Rückwärtsantriebs-Gangstellung einzurichten. Ferner kann es sich bei der Notgangstellung um eine Vielzahl von Vorwärtsantriebs-Gangstellungen mit unterschiedlichen Übersetzungen handeln, die gemäß der Betätigung des manuellen Ventils, die von dem manuellen Betätigungselement erreicht wird, selektiv eingerichtet werden.

Wenn eine Vielzahl von Gangstellungen als Notgangstellungen selektiv eingerichtet werden können, kann eine Vielzahl von störungssicheren Ventilen bereitgestellt werden, um die jeweiligen Gangstellungen einzurichten. Alternativ dazu ist es möglich, ein einziges störungssicheres Ventil mit einer Vielzahl von ersten Einlassöffnungen (Noteinlassöffnungen) zu verwenden, von denen jede so ausgelegt ist, dass sie den Hydraulikdruck durch einen entsprechenden von verschiedenen Fluidverbindungskanälen erhält, die durch die Betätigung des manuellen Ventils ausgewählt werden, sowie eine Vielzahl von ersten Auslassöffnungen (Notauslassöffnungen), die mit den jeweiligen Steuerventilen für die Kupplungseinrichtungen verbunden sind, die dazu dienen, die jeweiligen Gangstellungen als Notgangstellungen einzurichten.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG

Die obigen und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile und die technische und industrielle Bedeutung der Erfindung werden durch Lektüre der folgenden ausführlichen Beschreibung der derzeit bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besser verstanden, wenn sie in Zusammenschau mit der begleitenden Zeichnung betrachtet werden, wobei:

1A eine schematische Darstellung ist, welche ein Fahrzeug-Automatikgetriebe zeigt, das von einer hydraulischen Steuervorrichtung gesteuert wird, die gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist;

1B eine Tabelle ist, welche die Beziehung zwischen Gangstellungen des Automatikgetriebes von 1A und Kombinationen der Betätigungszustände von hydraulisch betätigten Reibkupplungseinrichtungen, mit denen die jeweiligen Gangstellungen eingerichtet werden, zeigt;

2 eine kollineare Skizze ist, die durch gerade Linien die relativen Drehzahlen einer Vielzahl von Drehelementen des Fahrzeug-Automatikgetriebes von 1A darstellt, das in die jeweiligen Gangstellungen gebracht wurde;

3 ein Blockdiagramm ist, das Hauptelemente eines Steuersystems zum Steuern des Fahrzeug-Automatikgetriebes von 1A darstellt;

4 eine perspektivische Darstellung ist, die ein Beispiel für einen in 3 dargestellten Schalthebel zeigt;

5 eine Darstellung ist, die ein Beispiel für Hochschalt- und Runterschalt-Grenzlinien zeigt, die von einem Schaltgrenzlinien-Kennfeld dargestellt werden, das zum automatischen Schalten des Fahrzeug-Automatikgetriebes von 1A gemäß dem Laufzustand des Fahrzeugs verwendet wird;

6 eine Darstellung ist, welche die Schaltbereiche des Fahrzeug-Automatikgetriebes darstellt, die durch Betätigen des Schalthebels selektiv eingerichtet werden;

7 ein Hydraulikkreisschema ist, das Hauptelemente der hydraulischen Steuereinheit von 3 zeigt; und

8 ein Aufriss im axialen Querschnitt ist, der eines der in 7 dargestellten Magnetventile zeigt.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
Zunächst wird auf die schematische Darstellung von 1A Bezug genommen, wo die Grundanordnung eines Fahrzeug-Automatikgetriebes 10 gezeigt ist, das von einer hydraulischen Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung gesteuert wird und das sich für die Verwendung in einem Frontmotor/Heckantriebs-Fahrzeug (FH-Fahrzeug) eignet, so dass die axiale Richtung des Automatikgetriebes 10 parallel zur Längs- oder Laufrichtung des Fahrzeugs ist. Wie in 1A dargestellt, schließt das Automatikgetriebe 10 einen ersten Getriebeabschnitt 14 ein, der hauptsächlich aus einem ersten Planetengetriebesatz 12 vom Doppelritzel-Typ besteht, sowie einen zweiten Getriebeabschnitt 20, der hauptsächlich aus einem zweiten Planetengetriebesatz 16 vom Einzelritzel-Typ und einem dritten Planetengetriebesatz vom Doppelritzel-Typ besteht. Der erste Getriebeabschnitt 14 und der zweite Getriebeabschnitt 20 sind koaxial zueinander angeordnet und sind mit einer Antriebswelle 14 verbunden, und der zweite Getriebeabschnitt 20 ist mit einer Abtriebswelle 24 verbunden, so dass die Geschwindigkeit einer Drehbewegung der Antriebswelle 22 von den ersten und zweiten Getriebeabschnitten 14, 20 in die Geschwindigkeit der Drehbewegung einer Abtriebswelle 24 umgewandelt wird. Die Antriebswelle 22, bei der es sich um ein Antriebselement des Automatikgetriebes 10 handelt, ist eine Turbinenwelle eines Drehmomentwandlers 32, der von einer Antriebsleistungsquelle des Fahrzeugs in Gestalt eines Verbrennungsmotors 30 gedreht wird, während es sich bei der Abtriebswelle 24 um ein Abtriebselement des Automatikgetriebes 10 handelt, das über eine Propellerwelle und eine Differentialgetriebeeinrichtung (nicht dargestellt) wirkmäßig mit den rechten und linken Antriebsrädern des Fahrzeugs verbunden ist. Da das Automatikgetriebe 10 bezüglich seiner Achse symmetrisch aufgebaut ist, ist die untere Hälfte des Automatik getriebes 10, die sich unterhalb der Achse befindet, in der schematischen Darstellung von 1A weggelassen.
Die kollineare Skizze von 2 zeigt durch die geraden Linien die Drehzahl jedes Elements der ersten und zweiten Getriebeabschnitte 14, 20 in jeder der Gangstellungen des Automatikgetriebes 10 an. Die kollineare Skizze weist eine untere horizontale gerade Linie auf, die die Geschwindigkeit „0" anzeigt, und eine obere horizontale gerade Linie, die die Geschwindigkeit „1,0" anzeigt, d.h. die Drehzahl der Antriebswelle 22. Die kollineare Skizze weist ferner drei vertikale gerade Linien auf, die dem ersten Getriebeabschnitt 14 entsprechen, und vier vertikale gerade Linien, die dem zweiten Getriebeabschnitt 20 entsprechen, auf. Die drei vertikalen geraden Linien, die dem ersten Getriebeabschnitt 14 entsprechen, stellen jeweils – in der Reihenfolge von links nach rechts – ein Sonnenrad S1, einen Zahnkranz R1 und einen Träger CA1 auf. Die vier vertikalen geraden Linien, die dem zweiten Getriebeabschnitt 20 entsprechen, stellen – in der Reihenfolge von links nach rechts – jeweils ein zweites Sonnenrad S2, Träger CA2, CA3, Zahnkränze R2, R3 und ein Sonnenrad S3 dar. Das Automatikgetriebe 10 schließt eine Vielzahl von hydraulisch betätigten Reibkupplungseinrichtungen in Gestalt von Kupplungen C1–C4 und Bremsen B1, B2 ein, die selektiv ein- und ausgerückt werden, um selektiv eine Vielzahl von Gangstellungen in Gestalt von acht Vorwärtsantriebs-Gangstellungen („1." bis „8.") und Rückwärtsantriebs-Gangstellungen („Rev1" und „Rev2") einzurichten.
Die Tabelle von 1B zeigt die Beziehung zwischen den Gangpositionen des Automatikgetriebes und den jeweiligen Kombinationen der Betätigungszustände der Kupplungen C1–C4 und der Bremsen B1 und B2. In der Tabelle zeigt „O" den eingerückten Zustand der Kupplungen und Bremsen an, während „(O)" den eingerückten Zustand der zweiten Bremse B2 anzeigt, die eingerückt wird, um eine Bremskraft an das Fahrzeug anzulegen. Wenn eine Freilaufkupplung F1 vorhanden ist, die parallel zur zweiten Bremse B2 angeordnet ist, die eingerückt wird, um die erste Gangstellung „1." einzurichten, muss die zweite Bremse B2 nicht eingerückt werden, um das Fahrzeug zu starten oder zu beschleunigen, wenn das Automatikgetriebe 10 in die erste Gangstellung „1." gebracht wurde. Die Übersetzungen der einzelnen Gangstellungen werden von den Zähnezahlverhältnissen ρ1, ρ2 und ρ3 der ersten, zweiten und dritten Planetenradsätze 12, 16, 18 bestimmt. Es sei darauf hingewiesen, dass die Bezugszahlen 26 und 48, die in 1A auftauchen, ein Getriebegehäuse bzw. eine mechanische Ölpumpe anzeigen.
Die oben beschriebenen Kupplungen C1–C4 und die Bremsen B1 und B2 (im folgenden einfach als Kupplungen C und Bremsen B bezeichnet, wenn sie nicht eigens voneinander unterschieden werden müssen), sind hydraulisch betätigte Reibkupplungseinrichtungen, von denen jede eine Mehrscheibenkupplung oder -bremse mit einer Vielzahl von übereinander angeordneten Reibplatten sein kann, die durch ein hydraulisches Stellglied gegeneinander gedrängt werden. Diese Kupplungen C und Bremsen B werden dadurch ein- und ausgerückt, dass die Magnete der jeweiligen linearen Magnetventile SL1–SL6, die in eine im Blockschema von 3 dargestellten hydraulischen Steuereinheit 98 integriert sind, angeregt oder entregt werden, und die Übergangs-Fluiddrücke der Kupplungen C und Bremsen B während ihrer Ein- und Ausrückaktionen werden durch Steuern des elektrischen Stroms gesteuert, der an die Magnete angelegt wird.
Wie in 3 dargestellt, wo ein Steuersystem gezeigt wird, das vorgesehen ist, um das Automatikgetriebe 10 und andere Einrichtungen des Fahrzeugs zu steuern, schließt das Steuersystem folgendes ein: einen Beschleunigungselement-Sensor 52, der dazu dient, die vom Fahrzeuglenker angeforderte Ausgangsleistung des Verbrennungsmotors 30 in Gestalt des Betätigungsbetrags A_CC eines Gaspedals 50, das als Fahrzeug-Beschleunigungselement dient, zu erfassen; einen Motordrehzahl-Sensor 58, der dazu dient, eine Drehzahl N_E des Verbrennungsmotors 30 zu erfassen; einen Ansaugluftmengen-Sensor 60, der dazu dient, die Ansaugluftmenge Q des Verbrennungsmotors 30 zu erfassen; einen Ansauglufttemperatur-Sensor 62, der dazu dient, die Temperatur T_A der Ansaugluft zu erfassen; einen Drosselklappen-Sensor 64, der mit einem Motorleerlaufschalter ausgestattet ist und der dazu dient, den Öffnungswinkel θ_TH einer elektronischen Drosselklappe und den ganz geschlossenen Zustand des elektronischen Drosselventils (den Leerlaufzustand des Verbrennungsmotors 30) zu erfassen; einen Fahrzeuggeschwindigkeits-Sensor 66, der dazu dient, die Fahrgeschwindigkeit V des Fahrzeugs (die Drehzahl N_OUT der Antriebswelle 24) zu erfassen; einen Kühlwassertemperatur-Sensor T_W, der dazu dient, die Temperatur des Kühlwassers des Verbrennungsmotors 30 zu erfassen; einen Bremsschalter 70, der dazu dient, die Betätigung eines Betriebsbremssystems des Fahrzeugs zu erfassen; einen Schalthebelstellungs-Sensor 74, der dazu dient, die gegenwärtig ausgewählte Stellung P_SH eines manuell betätigten Elements in Gestalt eines Schalthebels 72 zu erfassen; einen Turbinendrehzahl-Sensor 76, der dazu dient, die Drehzahl N_T der Turbine des Drehmomentwandlers 32 (die Drehzahl N_IN der Antriebswelle 22) zu erfassen; einen NS2-Drehzahldetektor 77, der dazu dient, die Drehzahl NS2 des Sonnenrads S2 des zweiten Planetengetriebesatzes 16 zu erfassen; einen Öltemperatur-Detektor 78, der dazu dient, die Temperatur T_OIL eines Arbeitsmediums zu erfassen, das in der hydraulischen Steuereinheit 98 verwendet wird; einen Hochschaltschalter 80, der dazu dient, einen Hochschaltbefehl R_UP zum Hochschalten des Automatikgetriebes 10 zu erzeugen; und einen Runterschaltschalter 82, der dazu dient, einen Runterschaltbefehl R_DN zum Runterschalten des Automatikgetriebes 10 zu erzeugen. Die elektronische Steuereinheit 90 empfängt Ausgangssignale von den Sensoren und Schaltern, die den Beschleunigungselement-Betätigungsbetrag A_CC, die Motordrehzahl N_E die Ansaugluftmenge Q, die Ansauglufttemperatur T_A, den Drosselöffnungsgrad θ_TH, die Fahrzeuggeschwindigkeit V, die Motorwassertemperatur T_W, die Betätigung des Betriebsbremssystems, die Schalthebelstellung P_SH, die Turbinendrehzahl N_T, die Sonnenraddrehzahl NS2, die Fluidtemperatur T_OIL, einen Hochschaltbefehl R_UP und einen Runterschaltbefehl R_DN anzeigen.
Der Schalthebel 72 ist in der Nähe des Fahrersitzes des Fahrzeugs angeordnet und weist vier Stellungen auf: eine Rückwärtsstellung R; eine Neutralstellung N; eine Antriebsstellung D (eine automatische Schaltstellung); und eine Arbeitsfolgestellung S (eine manuelle Schaltstellung), wie in 4 dargestellt. Die Rückwärtsstellung R wird ausgewählt, um das Fahrzeug in Rückwärts- oder umgekehrter Richtung anzutreiben. In der Neutralstellung N wird keine Fahrzeug-Antriebskraft vom Verbrennungsmotor 30 auf die Antriebsräder übertragen. Die Antriebsstellung D wird ausgewählt, um das Fahrzeug mit Schaltaktionen des Automatikgetriebes 10 in Vorwärtsrichtung anzutreiben. Die Arbeitsfolgestellung S wird ausgewählt, um das Fahrzeug so in Vorwärtsrichtung anzutreiben, dass das Automatikgetriebe 10 durch Betätigung des Schalthebels 72 aus der Arbeitsfolgestellung S selektiv in eine Hochschaltstellung „+" oder eine Runterschaltstellung „–" hoch- oder runtergeschaltet wird, wie in 4 dargestellt. Wie nachstehend ausführlich mit Bezug auf 6 beschrieben, kann einer der acht Schaltbereiche L, 2–7 und D durch Bringen des Schalthebels 72 in die Hochschaltstellung „+" oder in die Runterschaltstellung „–" ausgewählt werden, um die Zahl der Schaltstellungen des Automatikgetriebes zu wählen, die für das automatische Schalten zur Verfügung stehen. Wie oben angegeben, erfasst der Schalthebelstellungs-Sensor 74, welche der Stellungen R, N, D und S des Schalthebels gerade ausgewählt ist.
Wenn der Schalthebel 72 in die Antriebsstellung (die automatische Schaltstellung) D oder die Arbeitsfolgestellung (die manuelle Schaltstellung) S gebracht wird, wird das Fahrzeug in Vorwärtsrichtung angetrieben, wenn eine automatische Schaltaktion durchgeführt wird, um das Automatikgetriebe 10 in eine geeignete von den acht Vorwärtsantriebs-Gangstellungen „1." bis „8." zu bringen. Wenn vom Schalthebelstellungs-Sensor 74 erfasst wird, dass der Schalthebel 72 in die Antriebsstellung D gebracht wurde, gibt die elektronische Steuereinheit 90 einen Befehl an die hydraulische Steuereinheit 98 aus, das Automatikgetriebe 10 in den automatischen Schaltmodus zu bringen, in dem das Automatikgetriebe 10 aufgrund der Fahrsituation des Fahrzeugs und gemäß einer vorgegebenen Schaltregel in Gestalt eines Schaltgrenzlinien-Kennfelds, das in einem ROM der elektronischen Steuereinheit 90 hinterlegt ist, mit einer geeigneten Kombination aus Ein- und Ausrückungszuständen der Kupplungen C und der Bremsen B, die dadurch eingerichtet wird, dass die linearen Magnetventile SL1–SL6 angeregt oder entregt werden, automatisch in eine der acht Vorwärtsantriebs-Gangstellungen „1." bis „8." gebracht wird. Ein Beispiel für ein Schaltgrenzlinien-Kennfeld ist in 5 dargestellt und stellt Hochschalt-Grenzlinien dar, die von durchgezogenen Linien angezeigt werden, sowie Runterschalt-Grenzlinien, die von durchbrochenen Linien angezeigt werden. Jede Grenzlinie stellt eine Beziehung zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit V und dem Betätigungsbetrag A_CC des Beschleunigungselements dar, die so bestimmt wird, dass das Automatikgetriebe 10 runtergeschaltet wird, um die Übersetzung zu erhöhen, wenn die erfasste Fahrzeuggeschwindigkeit V bei einem gegebenen Wert des Beschleunigungselement-Betätigungsbetrag A_CC gesenkt wird oder wenn der erfasste Betätigungsbetrag des Beschleunigungselements A_CC bei einem bestimmten Wert der Fahrzeuggeschwindigkeit V erhöht wird, wie aus 5 hervorgeht. Jedoch sind die Parameter für die automatischen Schaltaktionen des Automatikgetriebes 10 nicht auf die Fahrzeuggeschwindigkeit V und den Betätigungsbetrag A_CC des Beschleunigungselements beschränkt. Beispielsweise kann der Betätigungsbetrag A_CC des Beschleunigungselements durch die Ansaugluftmenge Q ersetzt werden, und der Oberflächengradient einer Fahrbahn, auf der das Fahrzeug fährt, kann als einer der Steuerungsparameter verwendet werden.
Wenn vom Schalthebelstellungs-Sensor 74 erfasst wird, dass der Schalthebel 72 in die Arbeitsfolgestellung (die manuelle Schaltstellung) S gebracht wurde, gibt die elektronische Steuereinheit 90 einen Befehl an die hydraulische Steuereinheit 98 aus, das Automatikgetriebe 10 in einen manuellen Schaltmodus zu bringen, in dem das Automatikgetriebe 10 automatisch in eine der Vorwärtsantriebs-Gangpositionen innerhalb eines der acht Schaltbereiche L, 2–7 und D geschaltet werden kann, der dadurch ausgewählt wird, dass der Schalthebel 72 in die Raufschalt- oder Runterschaltstellung „+" oder „–" gebracht wird. Die Raufschalt- und Runterschaltstellungen „+" und „–" sind in Laufrichtung des Fahrzeug voneinander beabstandet, und die Arbeitsfolgestellung S ist zwischen den Raufschalt- und Runterschaltstellungen „+" und „–" in Laufrichtung des Fahrzeugs angeordnet. Der manuelle Schaltmodus wird elektrisch eingerichtet, sobald der Schalthebel 72 in die Arbeitsfolgestellung S gebracht wurde, um die Zahl der Gangstellungen auszuwählen, die zum automatischen Schalten des Automatikgetriebes 10 zur Verfügung stehen. Genauer gesagt wird, wenn vom Raufschaltschalter 80 erfasst wird, dass der Schalthebel 72 in die Raufschaltstellung „+" oder die Runterschaltstellung „–" gebracht wurde, ein Raufschaltbefehl R_UP erzeugt, um den derzeit eingerichteten Schaltbereich in den neuen Schaltbereich zu ändern, in dem die Zahl der verfügbaren Schaltstellungen um eins größer ist als im derzeit eingerichteten Schaltbereich. Somit ändert der Raufschaltbefehl R_UP die höchste verfügbare Gangstellung (die mit der niedrigsten Übersetzung) in Richtung auf die Verkleinerung der Übersetzung, beispielsweise aus der vierten Gangstellung „4." in die fünfte Gang stellung „5.", wenn der Schalthebel 72 aus der Arbeitsfolgestellung S in die Raufschaltstellung „+" gebracht wird. Wenn vom Runterschaltschalter 82 erfasst wird, dass der Schalthebel 72 in die Runterschaltstellung „–" gebracht wurde, wird der Runterschaltbefehl R_DN erzeugt, um den derzeit eingerichteten Schaltbereich in den neuen Schaltbereich zu ändern, in dem die Zahl der verfügbaren Gangstellungen um eins niedriger ist als die des derzeit eingerichteten Schaltbereichs. Somit ändert der Runterschaltbefehl R_DN die höchste verfügbare Gangstellung in Richtung der Vergrößerung der Übersetzung, beispielsweise aus der fünften Gangstellung „5." in die vierte Gangstellung „4.", wenn der Schalthebel 72 aus der Arbeitsfolgestellung S in die Runterschaltstellung „" gebracht wird. Somit wird jedesmal, wenn der Schalthebel 72 in die Raufschaltstellung „+" oder die Runterschaltstellung „–" gebracht wird, der derzeit eingerichtete von den acht Schaltbereichen L, 2–7 und D in den am nächsten benachbarten Schaltbereich geändert, so dass die Zahl der Gangstellungen, die für das Automatikgetriebe 10 zur Verfügung stehen, schrittweise erhöht oder erniedrigt wird, was dazu führt, dass die höchste Gangstellung, die zum automatischen Schalten zur Verfügung steht, geändert wird. Innerhalb des neu eingerichteten Schaltbereichs wird das Automatikgetriebe 10 abhängig von der Fahrsituation des Fahrzeugs und gemäß dem Schaltgrenzlinien-Kennfeld von 5 automatisch rauf- oder runtergeschaltet. Wenn der Schalthebel 72 wiederholt in die Runterschaltstellung „–" gebracht wird, während das Fahrzeug auf einer abwärts geneigten Fahrbahn fährt, wird der Schaltbereich sequentiell aus dem Schaltbereich 4 in Richtung auf den Schaltbereich L geändert, so dass das Automatikgetriebe 10 sequentiell aus der vierten Gangstellung „4." in Richtung auf die erste Gangstellung „1." geschaltet werden kann, was dazu führt, dass die Motorbremskraft schrittweise erhöht wird. Im manuellen Schaltmodus wird die erste Gangstellung „1." durch Einrücken der zweiten Bremse B2 ebenso wie der ersten Kupplung C1 eingerichtet, so dass in dieser ersten Gangposition die Motorbremse an das Fahrzeug angelegt wird.
Der Schalthebel 72 wird unter der Vorspannwirkung eines Vorspannmittels wie einer Feder automatisch aus der Raufschaltstellung „+" oder Runterschaltstellung „–" in die Arbeitsfolgestellung S zurückgestellt. Zwar wird der Schaltbereich in der dargestellten Ausführungsform gemäß der Zahl der Betätigungen des Schalthebels 72 in die Raufschalt- oder Runterschaltstellung „+", „–" geändert, aber der Schaltbereich kann auch gemäß der Zeit, über die der Schalthebel 72 in der Raufschalt- oder Runterschaltstellung gehalten wird, geändert werden.
Das Hydrauliksteuerschema von 7 zeigt Hauptelemente der hydraulischen Steuereinheit 98, die hydraulische Stellglieder 34, 36, 38, 40, 42 und 44 in Gestalt von Hydraulikzylindern für die jeweiligen Kupplungen C1–C4 und Bremsen B1 und B2 einschließt. Die Hydraulikzylinder 34–44 werden mit unter Druck gesetztem Arbeitsmedium mit einem Leitungsdruck PL versorgt, der von einer Hydraulikdruckquelle 46 geliefert wird. Der Druck des Fluids mit dem Leitungsdruck PL wird von den einzelnen linearen Magnetventilen SL1–SL6 geregelt, so dass ein geregelter Fluiddruck an das entsprechende hydraulische Stellglied 34–44 angelegt wird. Die Kupplungen C1–C4 und Bremsen B1, B2 werden dadurch ein- und ausgerückt, das die Magnete der jeweiligen linearen Magnetventile SL1–SL6 angeregt oder entregt werden, d.h. durch Regulieren der Fluiddrücke, die an das jeweilige hydraulische Stellglied 34–44 angelegt werden, und die Übergangs-Fluiddrücke der Kupplungen C und Bremsen B während der Ein- und Ausrückaktionen werden durch Steuern des elektrischen Stroms, der an die Magnete angelegt wird, gesteuert. Die Hydraulikdruckquelle 46 schließt die oben genannte Ölpumpe 48 ein, die vom Verbrennungsmotor 30 angetrieben wird, ein Regelventil, das dazu dient, den Leitungsdruck PL gemäß einer Last, die auf den Verbrennungsmotor 30 wirkt, einzustellen, und ein manuelles Ventil, das dazu dient, einen ausgewählten von verschiedenen HydraulikFluidverbindungskanälen gemäß der derzeit ausgewählten Stellung P_SH des Schalthebels 72 einzurichten.
Die linearen Magnetventile SL1–SL6, die als Steuerventile für die Kupplungseinrichtungen dienen, sind in ihrem grundsätzlichen Aufbau einander gleich und sind normalerweise geschlossene Ventile. Wie in 8 dargestellt, schließt jedes lineare Magnetventil SL folgendes ein: einen Magneten 100; einen Schieber 102; eine Feder 104; eine Einlassöffnung 106, die den Leitungsdruck PL aufnimmt; eine Auslassöffnung 108, aus der ein geregelter Fluidausgabedruck an das jeweilige Stellglied 34–44 angelegt wird, eine Ablauföffnung 10 und eine Regelkammer 112, die den Fluidausgabe druck als hydraulischen Regeldruck Pf aufnimmt. Jedes der linearen Magnetventile SL1 bis SL6 gibt den Hydraulikdruck (der dem Regel-Hydraulikdruck Pf gleich ist) an das entsprechende von den hydraulischen Stellgliedern 34–44 ab, während es den Hydraulikdruck durch kontinuierliches Ändern der Kombination aus miteinander in Fluidverbindung stehenden von den drei Öffnungen 106, 108, 110 (die miteinander in Fluidverbindung gehalten werden) gemäß einer elektromagnetischen Kraft, die vom Magnegten 100 erzeugt wird, regelt oder steuert, so dass der Regeldruck Pf, eine druckaufnehmende Oberfläche Af, an der der Schieber 102 den Regeldruck Pf aufnimmt, eine Last (Vorspannkraft) Fs der Feder 104 und die elektromagnetische Kraft F des Magneten 100 zusammenwirken, um die folgende Gleichung (1) zu erfüllen: F = Pf × Af + Fs (1)
Es sei darauf hingewiesen, dass die Magnete 100 der linearen Magnetventile SL1–SL6 unabhängig voneinander durch die in 3 dargestellte elektronische Steuereinheit 90 gesteuert werden, um die Fluiddrücke der hydraulischen Stellglieder 34–44 unabhängig voneinander zu regeln.
Falls der Schieber 102 in entgegengesetzter Richtung zur Feder 104 unbeweglich bleibt, beispielsweise aufgrund eines sogenannten „festsitzenden Ventils", wobei es sich um eine Betriebsstörung handelt, die durch in den Ventilaufbau geratene Fremdstoffe verursacht wird, werden die Einlass- und Auslassöffnungen 106, 108 unabhängig davon, ob der Magnet 100 angeregt oder entregt wird, miteinander in Fluidverbindung gehalten, was ein Ablaufen des Arbeitsmediums aus der entsprechenden Kupplungseinrichtung verhindert, wodurch die entsprechende Kupplungseinrichtung eingerückt bleibt. Solch eine Ablaufstörung des linearen Magnetventils SL1–SL6 könnte ein „Interlocking" von Kombinationen aus den gleichzeitigen Einrückaktioen der Reibkupplungseinrichtungen C, B bewirken, die normalerweise aufgrund der Drehzahlunterschiede zwischen den Drehelementen, die zu den fraglichen Reibkupplungseinrichtungen gehören, nicht zur Verfügung stehen. Wenn beispielsweise die vierte Gangstellung „4." durch Einrücken der Kupplungen C1, C4 (siehe 1B) eingerückt werden soll, leidet das Getriebe 10, falls eine der anderen Reibkupplungseinrichtungen C2, C3, B1, B2 ebenso wie die Kupplungen C1, C4 eingerückt wird, unter einer der gegenseitigen Sperrung, was eine unerwünschte Schwankung der ausgegebenen Antriebskraft des Getriebes 10 und eine übermäßig hohe Last, die auf die Reibkupplungseinrichtungen der gleichzeitig eingerückten Kupplungseinrichtungen wirkt, bewirken könnte, was zu einer Verschlechterung der Haltbarkeit der Reibelemente führt.
Um das Phänomen der gegenseitigen Sperrung zu vermeiden werden in der vorliegenden Ausführungsform Hydraulikdruck-Sensoren P1–P6 bereitgestellt, welche die Hydraulikdrücke PC1, PC2, PC3, PC4, PB1, PB2 in den jeweiligen Kupplungen C1 bis C4 und den Bremsen B1, B2 erfassen, um zu bestimmen, ob die linearen Magnetventile SL1–SL6 jeweils von einer Ablaufstörung betroffen sind (beispielsweise aufgrund eines festsitzenden Ventils). Falls bestimmt wird, dass eines der linearen Magnetventile SL1–SL6 von einer Ablaufstörung betroffen ist, wird das Getriebe 10 in eine von mehreren beschränkten Gangstellungen gebracht, die es ermöglicht, dass das Fahrzeug fährt, ohne von dem Problem der gegenseitigen Sperrung beeinträchtigt zu sein. Das heißt, im Falle einer Ablaufstörung wird das Getriebe 10 in eine der beschränkten Gangstellungen gebracht, die eingerichtet werden können, ohne dass die fragliche Kupplungseinrichtung, welche aufgrund der Ablaufstörung des entsprechenden linearen Magnetventils eingerückt bleibt, ausgerückt werden müsste. Wenn beispielsweise die dritte Kupplung C3 aufgrund der Ablaufstörung des linearen Magnetventils SL3 in ihrem eingerückten Zustand festgelegt bleibt, wird das Fahrzeug angetrieben, während das Getriebe 10 in die dritte Gangstellung „3.", die siebte Gangstellung „7." oder die erste Rückwärtsgangstellung „Rev1" gebracht wird, die eingerichtet werden können, ohne dass die dritte Kupplung C3 ausgerückt werden müsste. In diesem Fall kann das Getriebe 10 in eine der drei Gangstellungen gebracht werden, die durch das manuelle Ventil ausgewählt werden können, welches durch den Schalthebel 72 betätigt werden kann, d.h. das Fahrzeug kann entweder in der Vorwärts- oder der Rückwärtsrichtung angetrieben werden, die durch Betätigen des manuellen Ventils ausgewählt werden kann.
Der Schieber jedes der linearen Magnetventile SL1–SL6 wird in einer Kräftegegleichgewichtslage angeordnet, die gemäß der oben beschriebenen Gleichung (1) be stimmt wird, um den ausgegebenen Hydraulikdruck zu steuern. Wenn der Magnet 100 aufgrund einer Unterbrechung der Versorgung des Magnetventils mit elektrischem Strom entregt wird (AUS), wird das lineare Magnetventil in den geschlossenen Zustand gebracht, d.h. der Schieber 102 wird aufgrund der Last Fs der Feder 104 an einem seiner Hubenden näher am Magneten 100 gehalten, so dass die Einlassöffnung 106 im wesentlichen geschlossen wird, während die Auslassöffnung 108 mit der Ablauföffnung 110 in Fluidverbindung gehalten wird, wodurch der Hydraulikdruck, der vom linearen Magnetventil ausgegeben wird, ausgeglichen wird, um die entsprechende Reibkupplungseinrichtung auszurücken. Falls alle linearen Magnetventile SL1–SL6 infolge einer Unterbrechung der Energiezufuhr (AUS) zu ihren Magneten 100 aufgrund einer Energiezufuhrstörung, die beispielsweise durch das Trennen eines elektrischen Anschlusses, einen Kabelbruch oder ein Abschalten der elektronischen Steuereinheit 90 bewirkt wird, nicht mehr gesteuert werden können, werden alle Kupplungen C und Bremsen B ausgerückt, wodurch das Getriebe 10 in die Neutralstellung N gebracht wird, die das Fahrzeug am Fahren hindert.
Wenn die linearen Magnetventile SL1–SL6 von einer Stromversorgungsstörung betroffen sind, d.h. wenn sie in einen Druckausgabestörungs-Zustand gebracht werden, in dem die Ventile nicht mehr in der Lage sind, Hydraulikdruck an die Reibkupplungseinrichtungen anzulegen, wird in der vorliegenden Ausführungsform die dritte Gangstellung „3." mechanisch als Notgangstellung eingerichtet, wodurch das Fahrzeug fahren kann. Genauer gesagt wird der Leitungsdruck PL (z.B. ein Vorwärtsantriebs-Hyraulikdruck, der vom manuellen Ventil ausgegeben wird) über ein Druckfolgeventil 120 als störungssicheres Ventil zu den Ablauföffnungen 110 der linearen Magnetventile SL1, SL3 als ersten Steuerventilen geliefert, die mit den ersten und dritten Kupplungen C1, C3 als ersten Kupplungseinrichtungen, die zum Einrichten der dritten Gangstellung „3." eingerückt werden müssen, verbunden sind, und der so gelieferte Leitungsdruck PL wird den hydraulischen Stellgliedern 34, 38 der ersten und dritten Kupplungen SL1, SL3 über die Auslassöffnungen 108 der linearen Magnetventile SL12, SL3 zugeführt, wie in 7 dargestellt, wodurch als Folge davon, dass die ersten und dritten Kupplungen C1, C3 eingerückt wurden, die dritte Gangstellung „3." eingerichtet wird. Jede der ersten bis dritten Kupplungen C1, C3 dient als erste Kupplungseinrichtung, die eingerückt werden muss, um die dritte Gangstellung „ 3." als Notgangstellung einzurichten. Jede der anderen Reibkupplungseinrichtungen (d.h. die Kupplungen C2, C4, die Bremsen B1, B2) dient als zweite Kupplungseinrichtung, die ausgerückt werden muss, um die dritte Gangstellung „3." als Notgangstellung einzurichten.
Das Druckfolgeventil 120, das als störungssicheres Ventil dient, weist eine erste Einlassöffnung 122 auf, zu der der Leitungsdruck PL geliefert wird, eine erste Ablauföffnung 124, aus der das Arbeitsmedium abgelassen wird, und eine erste Auslassöffnung 126, die über erste Fluidverbindungsleitungen 128 mit den Ablauföffnungen 110 der linearen Magnetventile SL1, S13, die als erste Steuerventile dienen, verbunden ist. Wenn ein (nicht dargestellter) Schieber des Druckfolgeventils 120 durch die Vorspannkraft einer Feder 130 zu einem seiner Hubenden bewegt wird, wird das Ventil 120 in den normalen Fluidverbindungszustand gebracht, in dem die erste Auslassöffnung 126 und die erste Ablauföffnung 124 miteinander in Fluidverbindung gehalten werden, während die erste Einlassöffnung 122 geschlossen wird. In diesem normalen Fluidverbindungszustand werden die Ablauföffnungen 110 der linearen Magnetventile SL1, SL3 mit der ersten Ablauföffnung 124 des Druckfolgeventils 120 in Fluidverbindung gehalten, wodurch ein Ablaufen des Arbeitsmediums durch die erste Ablauföffnung 124 möglich ist, und wodurch demgemäß die linearen Magnetventile SL1 SL3 in die Lage versetzt werden, die Kupplungen C1, C3 ein- und auszurücken und die Übergangs-Fluiddrücke der Kupplungen C1, C3 während ihrer Ein- und Ausrückaktionen zu steuern. Da das Arbeitsmedium im normalen Fluidverbindungszustand durch die erste Ablauföffnung 124 abgelassen wird, kann man die erste Ablauföffnung 124 auch als Ablauföffnung für den nicht gegebenen Notfall bezeichnen.
Die Steuervorrichtung schließt einen Schalter für das störungssichere Ventil in Gestalt eines EIN/AUS-Magnetventils Sol1 vom normalerweise geschlossenen Typ auf, das mit dem Druckfolgeventil 120 verbunden ist. Das EIN/AUS-Magnetventil Sol1 dient als Schieberstellungs-Steuerventil, das ein selektives Anlegen und Unterbrechen des Leitungsdrucks PL am Schieber des Druckfolgeventils 120 in einer Richtung, die bewirkt, dass das Druckfolgeventil 120 in den Not-Fluidverbindungszustand gebracht wird, zulässt und verhindert. Wenn der Magnet des EIN/AUS-Magnetventils Sol1 entregt wird (AUS), wird das Ventil Sol1 in den offenen Zustand gebracht, wodurch es das Anlegen des Leitungsdrucks PL an den Schieber des Druckfolgeventils 120 zulässt. Wenn der Magnet des EIN/AUS-Magnetventils Sol1 angeregt wird (EIN), wird das Ventil Sol1 in den geschlossenen Zustand gebracht, wodurch das Anlegen des Leitungsdrucks PL an den Schieber des Druckfolgeventils 120 unterbrochen wird. Wenn der Leitungsdruck PL an den Schieber des Druckfolgeventils 120 angelegt wird, während der Magnet entregt wird (AUS), wird der Schieber gegen die Vorspannkraft der Feder 130 zum anderen Hubende bewegt, so dass das Druckfolgeventil 120 in den Not-Fluidverbindungszustand gebracht wird, in dem die erste Auslassöffnung 126 und die erste Einlassöffnung 122 miteinander in Fluidverbindung gehalten werden, während die erste Ablauföffnung 124 geschlossen wird. In diesem Not-Fluidverbindungszustand dienen die erste Auslassöffnung 126 und die erste Einlassöffnung 122, die miteinander in Fluidverbindung gehalten werden, als Notauslassöffnung bzw. als Noteinlassöffnung, um die Zufuhr des Leitungsdrucks PL durch das Druckfolgeventil 120 zu den Ablauföffnungen 110 des linearen Magnetventils SL1, SL3 zu ermöglichen. Der so abgegebene Leitungsdruck PL wird den hydraulischen Stellgliedern 34, 38 zugeführt, wodurch die dritte Gangstellung „3." als Ergebnis des Einrückens der ersten und dritten Kupplungen C1, C3 eingerichtet wird.
Wenn keine Energiezufuhrstörung vorliegt, wird der Magnet des EIN/AUS-Magnetventils Sol1 durch die elektronische Steuereinheit 90 angeregt (EIN) und unterbricht die Ausgabe des Leitungsdrucks PL an den Schieber des Druckfolgeventils 120, um das Druckfolgeventil 120 im normalen Fluidverbindungszustand zu halten. Wenn eine Energiezufuhrstörung vorliegt, die beispielsweise durch das Trennen eines elektrischen Anschlusses, einen Kabelbruch oder ein Abschalten der elektronischen Steuereinheit 90 bewirkt wird, wird der Magnet des EIN/AUS-Magnetventils Sol1 entregt (AUS) und gibt den Leitungsdruck PL an den Schieber des Druckfolgeventils 120 aus, um das Druckfolgeventil 120 gegen die Vorspannkraft der Feder 130 in den Not-Fluidverbindungszustand zu bringen. Das heißt, im Fall einer Energiezufuhrstörung, die die Zufuhr von elektrischer Energie an die linearen Magnetventile SL1–SL6 unterbricht, d.h. im Fall des Druckausgabestörungs-Zustands, bringt das EIN/AUS-Magnetventil Sol1, dessen Magnet entregt wird (AUS), das Druckfolgeventil 120 in den Not-Fluidverbindungszustand, der die dritte Gangstellung „3." als Notgangstellung einrichtet. In diesem Sinne kann man das EIN/AUS-Magnetventil Sol1 als Energiezuführstörungs-Detektor betrachten, der eine Energiezufuhrstörung erfasst, wenn sein Magnet entregt wird, und der den Leitungsdruck PL als Signal ausgibt, das für eine Energiezufuhrstörung steht, sobald die Energiezufuhrstörung erfasst wurde.
Das Druckfolgeventil 120 weist, zusätzlich zu seiner Funktion, die Kupplungen C1, C3 als erste Kupplungseinrichtungen zum Einrücken zu drängen, um die erste Gangstellung „3." einzurichten, die Funktion auf, die Kupplungen C2, C4 und Bremsen B1, B2 als zweite Kupplungseinrichtungen zum Ausrücken zu drängen, um sicherzustellen, dass die dritte Gangstellung „3." eingerichtet wird. Das heißt, das Druckfolgeventil 120 weist zusätzlich zu den oben beschriebenen Einlass-, Ablauf- und Auslassöffnungen 122, 124, 126 eine zweite Einlassöffnung 132 auf, der der Leitungsdruck PL zugeführt wird, eine zweite Ablauföffnung 134, aus der das Arbeitsmedium abgelassen wird, und eine zweite Auslassöffnung 136, die über zweite Fluidverbindungskanäle 138 mit den Einlassöffnungen 106 der linearen Magnetventile SL2, SL4, SL5, SL6, die als zweite Steuerventile dienen. Während die Ausgabe des Leitungsdrucks PL an den Schieber des Druckfolgeventils 120 unterbrochen wird, wenn der Magnet des EIN/AUS-Magnetventils Sol1 angeregt wird, wird der Schieber des Druckfolgeventils 120 durch die Vorspannkraft der Feder 130 am Hubende gehalten, wodurch das Ventil 120 in den normalen Fluidverbindungszustand gebracht wird, in dem die zweite Auslassöffnung 136 und die zweite Einlassöffnung 132 miteinander in Fluidverbindung gehalten werden, während die zweite Ablauföffnung 134 geschlossen ist. In diesem normalen Fluidverbindungszustand dienen die zweiten Auslass- und Einlassöffnungen 136, 132, die miteinander in Fluidverbindung gehalten werden, als Auslass- bzw. Einlassöffnungen für den nicht gegebenen Notfall, durch die der Leitungsdruck PL den Einlassöffnungen 106 der linearen Magnetventile SL2, SL4, SL5, SL6 zugeführt wird, wodurch es möglich ist, dass die linearen Magnetventile SL2, SL4, SL5, SL6 die Kupplungen C2, C4 und die Bremsen B1, B2 ein- und ausrücken, um die Übergangs-Fluiddrücke dieser zweiten Kupplungseinrichtungen während ihrer Ein- und Ausrückaktionen zu steuern.
Wenn das Druckfolgeventil 120 in den Not-Fluidverbindungszustand gebracht wird, in dem sein Magnet entregt ist (AUS), werden die zweite Auslassöffnung 136 und die zweite Ablauföffnung 134 miteinander in Fluidverbindung gehalten, während die zweite Einlassöffnung 132 geschlossen wird. In diesem Not-Fluidverbindungszustand werden die Einlassöffnungen 106 der linearen Magnetventile SL2, SL4, SL5, SL6 mit der zweiten Ablauföffnung 134 des Druckfolgeventils 120, das als Not-Ablauföffnung dient, in Fluidverbindung gehalten, wodurch das Arbeitsmedium, das von den Kupplungen C2, C4 und den Bremsen B1, B2 abgegeben wird, durch die Einlassöffnungen 106 der linearen Magnetventile SL2, SL4, SL5, SL6 und die zweite Ablauföffnung 134 des Druckfolgeventils abgelassen werden kann. Diese Anordnung stellt die Ausrückaktionen der Kupplungen C2, C4 und der Bremsen B1, B2 sicher, auch wenn der Schieber 102 eines der linearen Magnetventile SL2, SL4, SL5, SL6 weiterhin nicht aus seiner geöffneten Stellung bewegt werden kann, beispielsweise aufgrund eines „festsitzenden Ventils". Das heißt, auch wenn zusammen mit der Druckausgabestörung (oder der Energiezufuhrstörung) eine „Ablaufstörung" auftritt, können die Kupplungen C2, C4 und die Bremsen B1, B2 zuverlässig ausgerückt werden, um zu ermöglichen, dass das Fahrzeug fährt, wenn das Getriebe 10 in die dritte Gangstellung „3." gebracht wird, wodurch das Problem der gegenseitigen Sperrung vermieden wird.
Wie oben beschrieben, wird in der Steuervorrichtung, die gemäß der vorliegenden Ausführungsform aufgebaut ist, das Druckfolgeventil 120 als störungssicheres Ventil über die ersten Fluidverbindungsleitungen 128 mit den Ablauföffnungen 110 der linearen Magnetventile SL1, SL3 verbunden, die die Kupplungen C1, C3, die zum Einrichten der dritten Gangstellung „3." als Notgangstellung eingerückt werden müssen, steuern. Im Falle einer Druckausgabestörung (oder einer Energiezufuhrstörung), durch welche alle linearen Magnetventile SL1–SL6 nicht mehr in der Lage sind, den Hydraulikdruck auszugeben, wird der Magnet des EIN/AUS-Magnetventils Sol1 entregt (AUS), wodurch das Druckfolgeventil 120 aus seinem normalen Fluidverbindungs zustand in den Not-Fluidverbindungszustand gebracht wird, so dass der Leitungsdruck PL den Ablauföffnungen 110 der linearen Magnetventile SL1, SL3 durch das Druckfolgeventil 120 zugeführt wird und der so abgegebene Leitungsdruck PL den hydraulischen Stellgliedern 34, 38 durch die Auslassöffnungen 108 der linearen Magnetventile SL1, SL3 zugeführt wird. Somit wird die dritte Gangstellung „3." mechanisch eingerichtet, wodurch das Fahrzeug in der Lage ist, auch im Falle einer Druckausgabestörung oder einer Energiezufuhrstörung fahren zu können.
Das Druckfolgeventil 120 wird durch die zweiten Fluidverbindungsleitungen 138 mit den Einlassöffnungen 106 der linearen Magnetventile SL2 SL4, SL5, SL6 verbunden, die die Kupplungen C2, C4 und die Bremsen B1, B2 steuern, welche ausgerückt werden müssen, um die dritte Gangstellung „3." als Notgangstellung einzurichten. Während das Druckfolgeventil 120 im normalen Fluidverbindungszustand gehalten wird, kann der Leitungsdruck PL den Einlassöffnungen der Magnetventile SL2, SL4, SL5, SL6 durch die zweite Auslassöffnung 136 als Auslassöffnung für den nicht gegebenen Notfall zugeführt werden, wodurch es möglich ist, dass die linearen Magnetventile SL2, SL4, SL5, SL6 die Kupplungen C2, C4 und die Bremsen B1, B2 ein- und ausrücken, und die Übergangs-Fluiddrücke dieser zweiten Kupplungseinrichtungen während ihrer Ein- und Ausrückaktionen zu steuern. Wenn das Druckfolgeventil 120 im Falle einer Druckausgabestörung (Energiezufuhrstörung) in den Not-Fluidverbindungszustand gebracht wird, werden die Einlassöffnungen 106 der Magnetventile SL2, SL4, SL5, SL6 mit der zweiten Ablauföffnung 134 als Not-Ablauföffnung in Fluidverbindung gebracht. Diese Anordnung macht es möglich, dass das Arbeitsmedium durch die Einlassöffnungen 106 der linearen Magnetventile SL2, SL4, SL5, SL6 und die zweite Ablauföffnung 134 des Druckfolgeventils 120 abgelassen wird, wenn die Schieber 102 der linearen Magnetventile SL2, SL4, SL5, SL6 in entgegengesetzter Richtung zur Feder 104 unbeweglich bleiben, beispielsweise aufgrund eines „festsitzenden Ventils". Somit können die Kupplungen C2, C4 und die Bremsen B1, B2 zuverlässig ausgerückt werden, um zu ermöglichen, dass das Fahrzeug mit der dritten Gangstellung „3." fahren kann, was das Problem der gegenseitigen Sperrung vermeidet.
In der Steuervorrichtung der vorliegenden Ausführungsform werden die Hydraulikdrücke PC1, PC2, PC3, PC4, PB1, PB2 in den jeweiligen Kupplungen C1–C4 und Bremsen B1, B2 von den Hydraulikdruck-Sensoren P1–P6 erfasst, und es wird bestimmt, ob die linearen Magnetventile SL1–SL6 jeweils von einer Ablaufstörung betroffen sind (beispielsweise aufgrund eines festsitzenden Ventils), so dass das Getriebe 10 in eine von begrenzten Gangstellungen gebracht wird, die es dem Fahrzeug ermöglichen, zu fahren, ohne von dem Problem der gegenseitigen Sperrung betroffen zu sein, falls bestimmt wird, dass eines der linearen Magentventile SL1–SL6 von der Ablaufstörung betroffen ist. Wie oben erörtert, kann in der herkömmlichen störungssicheren Anordnung, falls die oben beschriebene Druckausgabestörung beispielsweise durch das Tennen eines elektrischen Anschlusses zusätzlich zu einer gegenseitigen Sperrung bewirkt wird, nicht verhindert werden, dass das Fahrzeug von dem Problem der gegenseitigen Sperrung betroffen ist, solange nicht mindestens einer der oben beschriebenen begrenzten Gangstellungen mit der vorgegebenen Gangstellung übereinstimmt, die im Falle einer Druckausgabestörung eingerichtet werden muss. Andererseits bewirkt in der Steuervorrichtung, die gemäß der vorliegenden Ausführungsform aufgebaut ist, das Druckfolgeventil 120, dass die Einlassöffnungen 106 der linearen Magnetventile SL2, SL4, SL5, SL6 mit der zweiten Ablauföffnung (der Not-Ablauföffnung) in Fluidverbindung gebracht werden, um die Kupplungen C2, C4 und die Bremsen B1, B2 zuverlässig auszurücken. Daher ist es selbst dann, wenn die linearen Magentventile SL2 SL4, SL5, SL6 zusätzlich zu einer Druckausgabestörung von einer Ablaufstörung betroffen sind, zu ermöglichen, dass das Fahrzeug fährt, wenn die dritte Gangstellung „3." als Notgangstellung eingerichtet wird, wodurch das Problem der gegenseitigen Sperrung vermieden wird.
Da das Druckfolgeventil 120 mit der Ablauföffnung 110 oder der Einlassöffnung 106 jedes der linearen Magnetventile SL1–SL6 verbunden ist, besteht in der vorliegenden Steuervorrichtung außerdem eine geringere Gefahr, dass das Ansprechverhalten der hydraulischen Stellglieder 34–44 auf die linearen Magnetventile SL1 bis SL6 hinsichtlich Genauigkeit und Schnelligkeit verschlechtert wird, als in einer An ordnung, wo das Druckfolgeventil 120 zwischen den linearen Magnetventilen SL1 bis SL6 und den hydraulischen Stellgliedern 34–44 angeordnet ist.
Obwohl die oben beschriebene Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nur zum Zwecke der Erläuterung beschrieben wurde, kann die vorliegende Erfindung selbstverständlich mit verschiedenen Änderungen und Verbesserungen ausgeführt werden, die für den Fachmann naheliegen mögen.

Claims

Steuervorrichtung zum Steuern eines Fahrzeug-Automatikgetriebes (10), das eine Vielzahl von hydraulisch betätigten Reibkupplungseinrichtungen (C1–C4, B1, B2) einschließt, die dazu dienen, selektiv eine Vielzahl von Gangstellungen mit jeweils unterschiedlichen Übersetzungen einzurichten, wobei die Vielzahl von hydraulisch betätigten Reibkupplungseinrichtungen folgendes einschließt: (i) mindestens eine erste Kupplungseinrichtung (C1, C3), die eingerückt werden muss, um eine Notgangstellung einzurichten, bei der es sich um eine vorgegebene aus der Vielzahl von Gangstellungen handelt, sowie (ii) mindestens eine zweite Kupplungseinrichtung (C2, C4, B1, B2), die ausgerückt werden muss, um die Notgangstellung einzurichten, wobei die Steuervorrichtung folgendes einschließt: (a) eine Vielzahl von Steuerventilen (SL1–SL6) für die Kupplungseinrichtungen, die dazu dienen, den Strom eines unter Druck gesetzten Arbeitsmediums, das den jeweiligen hydraulisch betätigten Reibkupplungseinrichtungen zugeführt werden soll, zu steuern; und (b) ein störungssicheres Ventil (120), wobei jedes aus der Vielzahl von Steuerventilen (SL1–SL6) für die Kupplungseinrichtungen folgendes aufweist: (a-1) eine Einlassöffnung (106), in die das unter Druck gesetzte Arbeitsmedium eingelassen werden soll; (a-2) eine Auslassöffnung (108), aus der das Arbeitsmedium an eine entsprechende der hydraulisch betätigten Reibkupplungseinrichtungen ausgegeben werden soll; (a-3) eine Ablauföffnung (110), aus der Arbeitsmedium abgelassen werden soll; und (a-4) einen Schieber (102), der bewegt werden kann, um die Kombination aus miteinander in Fluidverbindung stehenden Einlass-, Auslass- und Ablauf öffnungen (106, 108, 110), die miteinander in Fluidverbindung gehalten werden, zu ändern, so dass die entsprechenden der hydraulisch betätigten Reibkupplungseinrichtungen je nach Kombination der miteinander in Fluidverbindung stehenden Öffnungen selektiv ein- und ausgerückt werden; und wobei das störungssichere Ventil (120) folgendes aufweist: (b-1) eine erste Auslassöffnung (126), die mit der Ablauföffnung (110) eines ersten Steuerventils (SL1, SL3) verbunden ist, bei dem es sich um eines (SL1, SL3) der Steuerventile handelt, die den Strom des Arbeitsmediums, das jeder der mindestens einen Kupplungseinrichtungen (C1, C3) zugeführt wird, steuert; (b-2) eine erste Einlassöffnung (122); die mit der ersten Auslassöffnung so in Fluidverbindung stehen kann, dass das Arbeitsmedium, das der ersten Einlassöffnung zugeführt wird, der Ablauföffnung des ersten Steuerventils (SL1, SL3) durch die erste Auslassöffnung zugeführt werden kann; (b-3) eine erste Ablauföffnung (124), die mit der ersten Auslassöffnung so in Fluidverbindung stehen kann, dass das Arbeitsmedium, das von jeder der mindestens einen Kupplungseinrichtungen zur ersten Auslassöffnung abgegeben wird, durch die erste Ablauföffnung abgelassen wird; (b-4) eine zweite Auslassöffnung (136), die mit der Einlassöffnung (106) eines zweiten Steuerventils (SL2, SL4, SL5, SL6) verbunden ist, bei dem es sich im eines (SL2, SL4, SL5, SL6) der Steuerventile handelt, die den Strom des Arbeitsmediums, das jeder der mindestens einen Kupplungseinrichtungen (C2, C4, B1, B2) zugeführt wird, steuert; (b-5) eine zweite Einlassöffnung (132), die mit der zweiten Auslassöffnung (126) in Fluidverbindung stehen kann, so dass das unter Druck gesetzte Arbeitsmedium, das der zweiten Einlassöffnung zugeführt werden kann, der Einlassöffnung des zweiten Steuerventils (SL2, SL4, SL5, SL6) durch die zweite Auslassöffnung zugeführt werden kann; und (b-6) eine zweite Ablauföffnung (134), die mit der zweiten Auslassöffnung in Fluidverbindung stehen kann, so dass das Arbeitsmedium, das aus der mindestens einen zweiten Kupplungseinrichtung zur zweiten Auslassöffnung abgegeben wird, durch die zweiten Ablauföffnung abgelassen werden kann.
Steuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei das störungssichere Ventil (120) zwischen einem normalen Fluidverbindungszustand und einem Not-Fluidverbindungszustand geschaltet werden kann, wobei dann, wenn das störungssichere Ventil in den normalen Fluidverbindungszustand gebracht wird, die erste Auslassöffnung (126) und die erste Ablauföffnung (124) miteinander in Fluidverbindung gehalten werden, die erste Einlassöffnung (122) nicht mit der ersten Auslassöffnung in Fluidverbindung gehalten wird, die zweite Auslassöffnung (136) und die zweite Einlassöffnung (132) miteinander in Fluidverbindung gehalten werden und die zweite Ablauföffnung (134) nicht mit der zweiten Auslassöffnung in Fluidverbindung gehalten wird, und wobei dann, wenn das störungssichere Ventil in den Not-Fluidverbindungszustand gebracht wird, die erste Auslassöffnung (126) und die erste Einlassöffnung (122) miteinander in Fluidverbindung gehalten werden, die erste Ablauföffnung (124) nicht mit der ersten Auslassöffnung in Fluidverbindung gehalten wird, die zweite Auslassöffnung (136) und die zweite Ablauföffnung (134) miteinander in Fluidverbindung gehalten werden und die zweite Einlassöffnung (132) nicht mit der zweiten Auslassöffnung in Fluidverbindung gehalten wird.
Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei jedes aus der Vielzahl von Steuerventilen (SL1–SL6) für die Kupplungseinrichtungen von einem magnetisch betätigten Ventil (SL1–SL6) bereitgestellt wird, wobei die Steuervorrichtung ferner einschließt: einen Energiezufuhrstörungs-Detektor (Sol1), der eine Energiezufuhrstörung erfasst, die eine ausreichende Versorgung der Vielzahl von Steuerventilen (SL1 bis SL6) für Kupplungseinrichtungen mit elektrischer Energie verhindert; und einen Schalter (Sol1) für das störungssichere Ventil, der betätigt werden kann, wenn eine Energiezufuhrstörung von dem Energiezufuhrstörungs-Detektor erfasst wird, um das störungssichere Ventil (120) in einen Not-Fluidverbindungszustand zu bringen, der die Notgangstellung einrichtet.
Steuervorrichtung nach Anspruch 3, wobei jedes aus der Vielzahl von Steuerventilen (SL1–SL6), wenn sie angeregt werden, in einen offenen Zustand gebracht wird, in dem die Auslassöffnung (108) und die Einlassöffnung (106) miteinander in Fluidverbindung gehalten werden, während die Ablauföffnung (110) nicht mit der Auslassöffnung in Fluidverbindung gehalten wird, und wobei jedes aus der Vielzahl von Steuerventilen, wenn es entregt wird, in einen geschlossenen Zustand gebracht wird, in dem die Auslassöffnung (108) und die Ablauföffnung (110) miteinander in Fluidverbindung gehalten werden, während die Einlassöffnung (106) nicht mit der Auslassöffnung in Fluidverbindung gehalten wird.
Steuervorrichtung nach Anspruch 4, wobei dann, wenn das störungssichere Ventil (120) in den Not-Fluidverbindungszustand gebracht wird, die erste Auslassöffnung (126) und die erste Einlassöffnung (122) miteinander in Fluidverbindung gehalten werden, so dass sie als Notauslassöffnung (126) und als Noteinlassöffnung (122) dienen, um die Zufuhr des Arbeitsmediums zu der einen ersten oder zu jeder der ersten Kupplungseinrichtung(en) (C1, C3) durch die Noteinlass- und -auslassöffnungen (122, 126) des störungssicheren Ventils und die Ablauf- und Auslassöffnungen (110, 108) des ersten Steuerventils (SL1, SL3) zu ermöglichen, so dass die mindestens eine erste Kupplungseinrichtung (C1, C3) eingerückt wird, um die Notgangstellung einzurichten.
Steuervorrichtung nach Anspruch 5, wobei dann, wenn das störungssichere Ventil (120) in den Not-Fluidverbindungszustand gebracht wird, die zweite Ablauföffnung (134) mit der zweiten Auslassöffnung (136) in Fluidverbindung gehalten wird, um als Not-Ablauföffnung (134) zu dienen, um ein Ablaufen des Arbeitsmediums, das aus der einen zweiten oder jeder der zweiten Kupplungseinrichtung(en) (C2, C4, B1, B2) durch die Auslass- und Einlassöffnungen (108, 106) des zweiten Steuerventils (SL, SL4, SL5, SL6) und die zweiten Auslass- und Notablassöffnungen (136, 134) des ersten störungssicheren Ventil zu ermöglichen, so dass die mindestens eine Kupplungseinrichtung (C2, C4, B1, B2) ausgerückt wird, um die Notgangstellung einzurichten.
Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 3–6, wobei der Schalter für das störungssichere Ventil (Sol1) von einem Schieberstellungs-Steuerventil (Sol1) bereitgestellt wird, welches das Anlegen von Hydraulikdruck an einen Schieber des störungssicheren Ventil (120) in einer Richtung, die bewirkt, dass das störungssichere Ventil in den Not-Fluidverbindungszustand gebracht wird, selektiv zulässt und verhindert, wobei das Schieberstellungs-Steuerventil von einem elektromagnetisch betätigten Ventil (Sol1) bereitgestellt wird, wobei das Schieberstellungs-Steuerventil, wenn es angeregt wird, in einen geschlossenen Zustand gebracht wird, der das Anlegen des Hydraulikdrucks verhindert, so dass das störungssichere Ventil nicht in den Not-Fluidverbindungszustand gebracht wird, und wobei das Schieberpositions-Steuerventil, wenn es entregt wird, in einen offenen Zustand gebracht wird, in dem das Anlegen des Hydraulikdrucks zugelassen wird, so dass das störungssichere Ventil in den Not-Fluidverbindungszustand gebracht wird.
Steuervorrichtung nach Anspruch 7, wobei das Schieberstellungs-Steuerventil (Sol1) als Energiezufuhrstörungs-Detektor (Sol1) dient und eine Energiezufuhrstörung erfasst, wenn das Schieberstellungs-Steuerventil entregt wird, und wobei das Schieberstellungs-Steuerventil, das als Energiezufuhrstörungs-Detektor dient, den Hydraulikdruck, der an den Schieber des störungssicheren Ventils (120) angelegt wird, als Signal, das für die Energiezufuhrstörung steht, ausgibt, sobald eine Energiezufuhrstörung erfasst wurde.
Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 7 oder 8, wobei das störungssichere Ventil (120) ein Vorspannelement (130), das den Schieber des störungssicheren Ventils entgegengesetzt zu der Richtung, die bewirkt, dass das störungssichere Ventil in den Not-Fluidverbindungszustand gebracht wird, vorspannt.
Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1–9, wobei das störungssichere Ventil (120) einen Schieber einschließt, der bewegt werden kann, um eine Kombination aus miteinander in Fluidverbindung stehenden der ersten Auslass-, Einlass- und Ablauföffnungen (126, 122, 124), die miteinander in Fluidverbindung gehalten werden, und auch eine Kombination aus miteinander in Fluidverbindung stehenden der zweiten Auslass-, Einlass- und Ablauföffnungen (136, 132, 134), die miteinander in Fluidverbindungen gehalten werden, zu ändern, und wobei der Schieber des störungssicheren Ventil von einem einzigen Element bereitgestellt wird.