具有自动变速器的车辆用的线控换档故障控制装置的制作方法

专利名称：具有自动变速器的车辆用的线控换档故障控制装置的制作方法
技术领域：
本发明的实施例涉及具有自动变速器(例如，连续可变的或“无级”式变速器、有 级式自动变速器或能够对手动变速器进行自动换档的自动手动变速器)的车辆用的线控 换档故障控制装置。
背景技术：
一般的自动变速器具有确定各个换档模式并按以下顺序的停车(P)区段、倒退行 驶(R)区段、中立(N)区段和前进自动变速⑶区段等。驾驶员可以在这些区段之间进行 手动选择操作。手动阀根据该选择操作而移动。当手动阀位于与所选择的区段相对应的位 置处时，获得与该所选择的区段相对应的换档。因而，由驾驶员所操作的换档杆一般已经通过连杆机构、布线等以机械方式与手 动阀相耦接，因此已经使用机械系统使该手动阀根据选择操作而移动。由于设置有连杆机构、布线等，因此机械系统可能需要相对大的(体积)空 间量。另外，近年来，电子控制的使用和车辆大小的缩小正越来越普遍。因而，已经提 议了在电子控制下使手动阀根据由驾驶员进行的选择操作而移动的所谓的“线控换档 (shift-by-wire) ”式自动变速器。在前述线控换档系统中，以电子方式检测利用换档杆的选择操作，根据检测信号 而移动致动器，并且使手动阀变换至与该选择操作相对应的区段位置。该系统满足电子控制的要求，并且由于不需要连杆机构或布线等的机械系统用的 大的布置空间，该系统满足车辆的大小缩小的要求。在该线控换挡系统中，由于在电子控制下使手动阀根据选择操作而移动，因此采 取针对故障防护(fail-safe)的措施、从而为如由于致动器的故障或电子控制系统的故障 因而手动阀没有根据选择操作而移动等的意外情况作好准备，这很重要。以前，例如，日本特开平06-213025提议了针对故障防护的机制。在该机制中，当 在行驶状况下发生手动阀没有根据选择操作而移动的故障时，发动机的输出减小；并且当 在停止状况下发生该故障时，发动机的工作停止。不利地，在这种针对故障防护的机制中，在车辆停止时并且如果发生手动阀没有 根据选择操作而移动的故障，则在任何情况下，发动机的工作均无条件地停止。因此，禁止 车辆行驶。因此，即使当驾驶员意图驾驶车辆驶向修理厂、驶向驾驶员的家或驶向安全的停 车场所时，该车辆也不能借助其自身的动力行驶离开停止位置，因此必须由救援车或牵引 车来移动该车辆。

发明内容
根据一个方面，这里所公开的实施例涉及一种车辆变速器的换档设备，所述换档 设备包括致动器，其对所述车辆变速器进行行驶区段设置；选择器，其选择期望行驶区段 设置；致动器检测器，其将所述致动器的行驶区段设置输出至变速器控制器；选择器检测 器，其将所述选择器的期望行驶区段设置输出至所述变速器控制器；所述变速器控制器，其 响应于所述选择器的期望行驶区段设置，使所述致动器进行行驶区段设置；以及限制器装 置，如果所述变速器控制器确定由所述致动器进行的行驶区段设置不同于由所述选择器检 测器确定的期望行驶区段设置，则所述限制器装置限制驱动马达的输出。根据其它方面，这里所公开的实施例涉及一种车辆变速器的控制方法，所述控制 方法包括以下步骤检测所述车辆变速器的行驶区段设置；检测选择器的期望行驶区段设 置；如果检测到的行驶区段设置不同于所述期望行驶区段设置、并且对应于检测到的行驶 区段设置的检测到的车辆行驶方向与对应于所述期望行驶区段设置的期望行驶方向相同， 则进入应急行驶模式。根据其它方面，这里所公开的实施例涉及一种车辆变速器的换档设备，所述换档 设备包括致动器，其对所述车辆变速器进行行驶区段设置；选择器，其指示期望行驶区段 设置；变速器控制器，其响应于所述选择器的期望行驶区段设置，使所述致动器进行行驶区 段设置；以及限制器，如果所述车辆变速器所处于的行驶区段设置不同于所述期望行驶区 段设置，则所述限制器限制驱动马达的输出。根据其它方面，这里所公开的实施例涉及一种车辆，包含驱动马达和车辆变速器， 所述车辆包括指示期望行驶区段设置的部件；响应于所指示的期望行驶区段设置、进行 所述车辆变速器的行驶区段设置的部件；以及如果所进行的行驶区段设置不同于所述期望 行驶区段设置、则限制所述驱动马达的输出的部件。


根据以下结合附图的说明，本发明的特征将更加明显。图1是示出具有包括根据本发明的实施例的线控换档故障控制装置的V形带式连 续可变的变速器的车辆的动力传递系及其控制系统的示意系统图。图2描述示出与图1中的V形带式连续可变的变速器的前进/倒退改变机构有关 的液压控制系统、以及手动阀及其致动器的液压回路图。图3是示出当手动阀位于区段位置之间的中间位置时图2中的手动阀的定位机构 的动作图。图4是示出图1中的变速器控制器中与线控换档故障控制有关的部分和线控换档 控制用的部分的框图。图5是示出由图1中的变速器控制器执行的线控换档故障控制程序的流程图。图6是针对线控换档系统的故障状态分别示出图5所示的线控换档故障控制的控 制内容的表。图7是针对线控换档系统的其它故障状态分别示出图5所示的线控换档故障控制 的控制内容的表。
具体实施例方式以下将参考附图来详细说明本发明的典型实施例的实现。图1示出具有包括根据本发明的实施例的线控换档故障控制装置的V形带式连续 可变的变速器的车辆的动力传递系及其控制系统。作为马达的发动机1和自动变速器2构成具有自动变速器的车辆的动力传递系。自动变速器2根据所选择的变速比将发动机1的转动速度转换成输出转动速度。 在选定实施例中，自动变速器2可以是V形带式连续可变的变速器。这样，自动变速器2可 以包括输入轴3、前进/倒退改变机构4、V形带式传动机构5和输出轴6。可以将来自发动 机1的转动通过锁止变矩器T/C输入至输入轴3。前进/倒退改变机构4可以具有双小齿轮行星齿轮组7。当使前进离合器8接合 时，输入轴3的转动可被直接传递至V形带式传动机构5。当使倒退制动器9接合时，输入 轴3的转动以反向方式被传递至V形带式传动机构5。当使前进离合器8和倒退制动器9 这两者均分离时，输入轴3的转动未被传递至V形带式传动机构5。V形带式传动机构5可以包括位于驱动侧处的初级滑轮10、位于从动侧处的二级 滑轮11、和V形带12。初级滑轮10接收来自前进/倒退改变机构4的转动。使二级滑轮 11耦接至输出轴6，以使其位于输出轴6上。V形带12缠绕在滑轮10和11上或绕滑轮10 和11移动。初级滑轮10和二级滑轮11包括可以相对于其它的凸缘转动的凸缘IOa和11a。 凸缘IOa和Ila可以是在轴方向上可偏移的可动凸缘。可以使用气缸室IOb中的压力和气 缸室lib中的压力之间的差来控制可动凸缘IOa和Ila的位置。V形带式传动机构5将初级滑轮10的转动经由V形带12传递至二级滑轮11，然 后传递至输出轴6。在转动的传动期间，可以向二级滑轮气缸室lib供给管压力(line pressure)，该 管压力可以是与变速器输入转矩相应的换档控制原始压力。可以向初级滑轮气缸室IOb供 给换档控制压力，该换档控制压力可以使用管压力作为原始压力由换档控制阀确定。可以 基于初级滑轮气缸室IOb的换档控制压力相对于二级滑轮气缸室lib的管压力的比，来控 制可动凸缘IOa和Ila在轴方向上的位置。因而，可以控制缠绕在滑轮10和11上的V形 带12的圆弧直径、即滑轮间传动比(即，变速比)。V形带式传动机构5可以通过增大换档控制压力(初级滑轮压力)，以无级(或连 续)方式从最低速变速比朝向高速变速比连续改变变速比(升档)，并且V形带式传动机构 5可以通过减小换档控制压力(初级滑轮压力)，以无级方式朝向最低速变速比反向地连续 改变变速比(降档)。将从V形带式传动机构5到输出轴6的转动输入至差速齿轮装置(未示出)。该 差速齿轮装置驱动(未示出的)车辆的左右驱动轮，以使得该车辆行驶。发动机1可以是汽油发动机。输出确定用的节流阀13可以不以机械方式与由驾 驶员可操作的加速踏板14相耦接。节流阀13与加速踏板14分离，并且在电子控制下，替 换为由节流致动器15改变节流阀13的开度。因此，发动机1可以是以电子方式可控制节 流阀13的开度(节流阀开度TV0)的线控节流式汽油发动机。
节流致动器15根据来自发动机控制器16的节流阀开度(TVO)指令 而移动。发动机控制器16可以将节流阀开度(TVO)确定为与加速踏板14的踩踏程度(加 速踏板开度ΑΡ0)相对应的值。因而，提供用于检测加速踏板开度APO的加速踏板开度传感 器17。发动机控制器16可以参考预定映射，使用由传感器17检测到的加速踏板开度APO 来获得节流阀开度(TVO)指令。发动机控制器16可以向节流致动器15给出该指令，以电 子方式控制节流阀13的开度(节流阀开度TV0)，从而与加速踏板开度APO基本相对应。对 于作为本发明的特征的(后面所述的)线控换档故障控制，可选地，可以由除加速踏板操作 以外的因素来控制节流阀开度(TVO)指令、即节流阀13的开度(节流阀开度TV0)。V形带式连续可变的变速器2可以包括档位选择杆21a，其中，为了简便，在图1中 以独立于V形带式连续可变的变速器2的方式示出该档位选择杆21a。驾驶员可以使用档 位选择杆21a，以通过手动操作(选择操作)选择换档模式并给出所选择的换档模式的指 令。档位选择杆21a可以穿过车辆底板(未示出)中的传动通道，并且可以位于驾驶 员的座椅附近。驾驶员可以根据操作模式21手动操作档位选择杆21a，以选择换档模式并 给出所选择的换档模式的指令。档位选择杆21a的操作模式21可以包括V形带式连续可变的变速器2被设置到 停车(P)区段的P区段位置、V形带式连续可变的变速器2被设置到倒退行驶(R)区段的R 区段位置、V形带式连续可变的变速器2被设置到中立(N)区段的N区段位置和V形带式 连续可变的变速器2被设置到前进自动变速(D)区段的D区段位置。可以使P区段位置、 R区段位置、N区段位置和D区段位置按该逻辑顺序线性布置，但本领域的普通技术人员将 理解可以使用其它顺序。另外，在档位选择杆操作模式21处可以布置当档位选择杆21a位于P区段位置时 输出P区段信号的P区段开关22p、当档位选择杆21a位于R区段位置时输出R区段信号的 R区段开关22r、当档位选择杆21a位于N区段位置时输出N区段信号的N区段开关22η、以 及当档位选择杆21a位于D区段位置时输出D区段信号的D区段开关22d。以下参考图2来说明图1中的V形带式连续可变的变速器2中的前进离合器8和 倒退制动器9的接合/分离控制用的液压回路。在图2中，手动阀41可以根据利用档位选择杆21a的区段改变操作(选择操作) 而移动。然而，手动阀41可以不以机械方式与档位选择杆21a相耦接。如后面详细说明， 手动阀41可以是在电子控制下使手动阀41根据利用档位选择杆21a的选择操作而移动的 线控换档式。因此，在手动阀41处，可以使停车⑵区段位置、倒退行驶(R)区段位置、中立(N) 区段位置和前进自动变速⑶区段位置按该顺序彼此相邻排列。选择致动器42可以在电 子控制下使手动阀41的滑柱41a变换至这些区段位置中的一个区段位置。手动阀41可以连接至供给有管压力PL (V形带式连续可变的变速器2的换档控制 原始压力)的管压力回路43、朝向前进离合器8的前进压力回路44和朝向倒退制动器9的 倒退压力回路45。可以将前进压力回路44的连接部和倒退压力回路45的连接部布置在管 压力回路43的连接部在手动阀轴方向上的两侧。
位于图中的中立(N)区段位置处的手动阀41使管压力回路43连接至滑柱41a的 两端处的槽岸之间的封闭空间，以使得管压力回路43完全封闭(即，与前进压力回路44和 倒退压力回路45隔离)。另外，在该中立(N)位置处，手动阀41允许前进压力回路44和倒 退压力回路45与排放口 41b和41c相连通，以使得可以通过排放口 41b和41c分别除去任 何前进离合器压力Pf (前进离合器8的接合压力)和任何倒退制动器压力Pr (倒退制动器 9的接合压力)。可以使前进离合器8和倒退制动器9这两者分离，因此V形带式连续可变 的变速器2变为禁止动力传递的中立状态。在前进(D)位置处，手动阀41允许前进压力回路44从排放口 41b断开并连接到 管压力回路43，以使得管压力PL被导向前进离合器8。因此，可以生成作为前进离合器8 的接合压力的前进离合器压力Pf，并且使前进离合器8接合。同时，手动阀41使倒退压力 回路45继续连接到排放口 41c。通过排放口 41c除去作为倒退制动器9的接合压力的倒退 制动器压力Pr，以使得使倒退制动器9分离。因此，V形带式连续可变的变速器2处于能够 传递前进转动动力的状态。此外，在倒退(R)位置处，手动阀41允许倒退压力回路45从排放口 41c断开。另 外，手动阀41使倒退压力回路45连接到管压力回路43，以使得管压力PL被导向倒退制动 器9。因此，生成作为倒退制动器9的接合压力的倒退制动器压力Pr，并且使倒退制动器9 接合。同时，手动阀41使前进压力回路44继续连接到排放口 41b。通过排放口 41b除去 作为前进离合器8的接合压力的前进离合器压力Pf，以使得使前进离合器8分离。因此，V 形带式连续可变的变速器2处于能够传递倒退转动动力的状态。当将手动阀41的滑柱41a向倒退行驶(R)区段位置的右侧变换至停车⑵区段 位置中时，滑柱41a(图2)的左侧处的槽岸封闭管压力回路43。另外，前进压力回路44和 倒退压力回路45连接至排放口 41b和41c，以使得通过排放口 41b和41c除去作为前进离 合器8的接合压力的前进离合器压力Pf和作为倒退制动器9的接合压力的倒退制动器压 力Pr。因此，使前进离合器8和倒退制动器9这两者均分离，由此V形带式连续可变的变速 器2变为禁止动力传递的中立状态。可以设置定位机构46，以在由选择致动器42移动手动阀41的滑柱41a时，将滑柱 41a定位到P、R、N和D位置中的一个位置。定位机构46可以包括定位球48和三角缺口部41p、41r、41n和41d。由弹簧47在 与滑柱41a的移动方向正交的方向上朝向滑柱41a按压定位球48。可以在滑柱41a处设置 三角缺口部41p、41r、41n和41d，从而与定位球48协作，将滑柱41a定位到P、R、N和D位 置中的一个位置处。因而，三角缺口部41p、41r、41n和41d的排列顺序与滑柱41a处的P、R、N和D区 段位置的排列顺序相对应。此外，三角缺口部41p、41r、41n和41d的排列间距与滑柱41a 处的P、R、N和D区段位置的排列间距相对应。例如，如图2所示，当定位球48被完全配合至三角缺口部41p、41r、41n和41d的 凹槽之一中时，使手动阀41 (滑柱41a)正确地定位于相应的区段位置处，并且可以实现预 定的换档模式。例如，如图3所示，当定位球48未被完全配合至三角缺口部41p、41r、41n和41d 的凹槽之一中、并且位于三角缺口部41p、41r、41n和41d的凹槽之间的斜面之一上时，手动阀41 (滑柱41a)没有定位于相应的区段位置处，并且没有实现预定的换档模式。尽管定位球48位于三角缺口部41p、41r、41n和41d的凹槽之间的斜面之一上， 但如果选择致动器42处于非工作状态(包括故障)，则定位球48可以接收弹簧47的弹簧 力，并且如由图3中的箭头所示可以被完全配合至三角缺口部41p、41r、41n和41d的凹槽 之一中。此时，期望定位球48与三角缺口部41p、41r、41n和41d的斜面协作，通过凸轮作 用(cam action)在相应的移动方向上向滑柱41a施加分力，并且使滑柱41a正确地定位于 相应的区段位置处。然而，在一些情况下，还可以预料由于例如在定位球48和三角缺口部41p、41r、 41η和41d的斜面之间存在大的摩擦系数因而没有获得凸轮作用，定位球48被保留在三角 缺口部41p、41r、41n和41d的凹槽之间的斜面上，因此未使滑柱41a正确地定位于相应的 区段位置处。在这种情况下，手动阀41没有实现预定的换档模式。参考图2，可以将截止阀51和52分别插入至前进压力回路44和倒退压力回路45 中，从而进行根据本发明的实施例的线控换档故障控制。在正常状态下，如图2所示，截止阀51和52通过弹簧51a和52a使前进压力回路 44和倒退压力回路45连通。在这种状态下，可以利用手动阀41来接合/分离前进离合器 8和倒退制动器9。当电磁线圈51b和52b接通(ON)时，前进压力回路44和倒退压力回路 45断开，并且除去前进离合器压力Pf和倒退制动器压力Pr。无论手动阀41的所选择的区 段位置如何，前进离合器8和倒退制动器9均分离，因此V形带式连续可变的变速器2变为 禁止动力传递的中立状态。图2所示的前进离合器8和倒退制动器9的接合/分离用的液压回路、连同与V 形带式连续可变的变速器2有关的其它的换档控制液压回路和锁止控制液压回路一起，包 含于图1所示的控制阀主体2b中。为了简便，图1仅示出控制阀主体2b可以包括手动阀41用的选择致动器42、前 进压力回路44用的截止阀51 (电磁线圈51b)、倒退压力回路45用的截止阀52 (电磁线圈 52b)、和用于通过确定初级滑轮气缸室IOb中的换档控制压力来进行换档控制的换档控制 阀(未示出)用的换档电磁线圈53(参见图1)。除了使用换档电磁线圈53的V形带式连续可变的变速器2的换档控制以外，图1 中的变速器控制器23使用选择致动器42、前进压力回路截止阀电磁线圈5 Ib和倒退压力回 路截止阀电磁线圈52b来进行前进离合器8和倒退制动器9的接合/分离控制。变速器控制器23可以接收来自档位选择杆操作模式21的档位选择杆位置传感器 21b的档位选择杆位置(选择操作)信号Dr、来自检测车辆速度VSP的车辆速度传感器24 的信号、与由从发动机控制器16发送至节流致动器15的节流阀开度指令所确定的节流阀 开度TVO有关的信息、以及来自检测手动阀41的区段位置Tm的手动阀区段位置传感器25 的信号。变速器控制器23基于接收到的信息，经由控制阀主体2b如下进行包括前进离合 器8和倒退制动器9的接合/分离控制的V形带式连续可变的变速器2的换档控制、以及 作为本发明的特征的线控换档故障控制。首先简要说明换档控制。变速器控制器23可以基于来自区段开关22p、22r、22n 和22d中的相应的区段开关的档位选择杆位置信号Dr来驱动选择致动器42，以使得将手动阀41的滑柱41a变换至停车(P)区段位置、倒退行驶(R)区段位置、中立(N)区段位置和 前进自动变速(D)区段位置中的相应的区段位置。参考图4，变速器控制器23可以包括线控换档控制用的线控换档控制部23a。线 控换档控制部23a中的致动器控制单元23b可以将档位选择杆位置Dr (由驾驶员所指示的 区段)与由传感器25检测到的手动阀41的当前区段位置Tm进行比较。如果档位选择杆位置Dr (指令区段)与手动阀41的当前区段位置Tm—致，则致 动器控制单元23b通过不向电磁线圈23d施加电流来断开电磁开关23c，由此致动器驱动电 路23e不工作。因此，选择致动器42不工作，以使得手动阀41被保持在当前区段位置Tm 处。当利用档位选择杆21a进行选择操作(区段改变)、并且档位选择杆位置Dr (指令 区段)与手动阀41的当前区段位置Tm不一致时，致动器控制单元23b通过向电磁线圈23d 施加电流来接通电磁开关23c，由此启动致动器驱动电路23e。因此，驱动选择致动器42。此时，可以启动并控制致动器驱动电路23e，以使得选择致动器42的转动方向和 转动量变为使手动阀41从当前区段位置Tm移动至与档位选择杆位置Dr (指令区段)相对 应的位置的转动方向和转动量。如上所述，可以在电子控制下使手动阀41根据利用档位选择杆21a的选择操作 (区段改变)而移动，并且可以使手动阀41移动至由驾驶员所指示的区段位置。在如图2所示手动阀41位于中立(N)区段位置时，可以使管压力回路43连接至 位于滑柱41a的两端处的槽岸之间的封闭空间，从而防止管压力PL被除去。此外，使前进 压力回路44和倒退压力回路45分别连接至排放口 41b和41c，从而通过排放口 41b和41c 除去前进离合器8的接合压力(前进离合器压力)Pr和倒退制动器9的接合压力(倒退制 动器压力)Pr。使前进离合器8和倒退制动器9这两者分离，因此V形带式连续可变的变速 器2变为禁止动力传递的中立状态。此外，在手动阀41位于前进自动变速⑶区段位置时，使前进压力回路44从排放 口 41b断开并连接至管压力回路43，以使得管压力PL被导向前进离合器8。因此，生成前 进离合器8的接合压力Pf，并且使前进离合器8接合。同时，使倒退压力回路45继续连接至排放口 41c。通过排放口 41c除去倒退制动 器9的接合压力Pr，由此倒退制动器9保持分离。由于使倒退制动器9分离并使前进离合 器8接合，因此V形带式连续可变的变速器2可以传递前进转动动力。在手动阀41可以位于倒退行驶(R)区段位置时，可以使倒退压力回路45从排放 口 41c断开并连接至管压力回路43，以使得管压力PL被导向倒退制动器9。因此，可以生 成倒退制动器9的接合压力Pr，并且使倒退制动器9接合。同时，使前进压力回路44继续连接至排放口 41b。通过排放口 41b除去前进离合 器8的接合压力Pf，由此前进离合器8保持分离。由于可以使前进离合器8分离并使倒退 制动器9接合，因此V形带式连续可变的变速器2可以传递倒退转动动力。在将手动阀滑柱41a向倒退行驶(R)区段位置(图2)的右侧变换至停车⑵区 段位置之后，并且在手动阀41位于停车(P)区段位置时，滑柱41a(图2)的左侧处的槽岸 封闭管压力回路43。同样，可以使前进压力回路44和倒退压力回路45连接至排放口 41b 和41c，并且通过排放口 41b和41c除去前进离合器8的接合压力Pf和倒退制动器9的接合压力Pr。因此，可以使前进离合器8和倒退制动器9这两者分离，由此V形带式连续可变 的变速器2变为禁止动力传递的中立状态。由于档位选择杆21a位于D区段位置处，因此当变速器控制器23在电子控制下使 手动阀41位于相应的D区段位置处时，即当作为前进离合器8接合和倒退制动器9分离的 结果、V形带式连续可变的变速器2处于前进转动动力传递状态时，变速器控制器23使用 由传感器24检测到的车辆速度VSP和由发动机控制器16所获得的节流阀开度TV0，并且参 考预定的换档映射进一步获得目标输入转动速度(目标变速比)。该目标输入转动速度适 合于当前的运转状态。然后，将用于实现目标输入转动速度的换档指令供给至换档电磁线 圈53，从而将当前的变速器输入转动速度连续变换为目标输入转动速度。由于档位选择杆23位于R区段位置处，因此当变速器控制器23在电子控制下使 手动阀41位于相应的R区段位置处时，即当作为前进离合器8分离和倒退制动器9接合的 结果、V形带式连续可变的变速器2处于倒退转动动力传递状态时，变速器控制器23向换 档电磁线圈53供给换档指令，从而实现与最低(低)变速比相对应的倒退输入转动速度。 因此，V形带式连续可变的变速器2以恒定转动比传递倒退转动。例如，当由于选择致动器42的故障或图4中的线控换档控制部23a的故障、因而 线控换档系统处于手动阀41未根据利用档位选择杆21a的选择操作而移动的故障时，变速 器控制器23通过已知的自我诊断检测到该故障，并且执行图5所示的控制程序。S卩，如下 进行线控换档故障控制。对于该控制，如图4所示，可以在变速器控制器23中布置线控换档故障控制部 23f。线控换档故障控制部23f对该线控换档系统中的故障进行自我诊断，并且在发生故障 时，进行图5中的线控换档故障控制。在图5中的步骤Sl 1中，变速器控制器23 (线控换档故障控制部23f)读取档位选 择杆21a的位置信号(选择操作位置信号)Dr和手动阀41的当前区段位置信号Tm。在用作线控换档故障检测部件的步骤S12中，变速器控制器23(线控换档故障控 制部23f)可以获取来自如图4所示的线控换档控制部23a的信息，可以使用该信息针对线 控换档系统(SBW)中的故障进行自我诊断，并且检查线控换档系统(SBW)是否发生故障。如果线控换档系统(SBW)没有发生故障，则无需进行图5中的线控换档故障控制。 因而，该控制结束，并且从图5中的控制程序退出。当在步骤S12中判断为线控换档系统(SBW)发生故障时，需要进行图5中的线控 换档故障控制。在步骤S13中，基于手动阀41的当前区段位置信号Tm来检查是否使手动 阀41正确地位于区段(P、R、N*D)分配位置其中之一处。这里，手动阀41的区段(P、R、N和D)分配位置表示在定位球48被完全配合至三 角缺口部41p、41r、41n和41d中的相应的三角缺口部的凹槽中时所设置的手动阀41 (滑柱 41a)的各个位置。如果使手动阀41正确地位于区段(P、R、N和D)分配位置其中之一处， 则手动阀41实现针对该区段位置的预定的换档模式。然而，如果未使手动阀41正确地位于区段(P、R、N和D)分配位置其中之一处，则 如图3所示，定位球48未被完全配合至三角缺口部41p、41r、41n和41d的凹槽其中之一中， 并且位于三角缺口部41p、41r、41n和41d的凹槽之间的斜面之一上。手动阀41没有实现 针对该区段位置的预定的换档模式。
因而，如果在步骤S13中基于手动阀区段位置信号Tm判断为未使手动阀41正确 地位于区段(P、R、N和D)分配位置其中之一处，则手动阀41不能实现针对该区段位置的预 定的换档模式。因此，如果在这种状态下进行线控换档故障控制，则施加了不利影响，因此， 不进行控制。此外，线控换档故障控制可能无效。为了防止这些情况，该控制可以结束，并 且从图5中的控制程序退出。如果在步骤S13中判断为手动阀41正确地位于区段(P、R、N和D)分配位置其中 之一处，则即使在进行线控换档故障控制时也不会施加上述不利影响，并且线控换档故障 控制有效。控制进入步骤S14，在步骤S14中，基于档位选择杆位置(选择操作)信号Dr来 检查是否指示了行驶区段(D、R区段)。如果在步骤S14中基于档位选择杆位置(选择操作)信号Dr判断为没有指示行 驶区段(D、R区段)，则这意味着驾驶员不想行驶。因而，不应当进行图5中的线控换档故 障控制。该控制结束，并且从图5中的控制程序退出。如果在步骤S14中基于档位选择杆位置(选择操作)信号Dr判断为指示了行驶 区段(D、R区段)，则这意味着驾驶员想要行驶。因而，控制进入步骤S15，在步骤S15中，检 查从由于线控换档系统的故障因而被禁止移动的手动阀41的当前区段位置Tm获得的车辆 行驶方向、与由驾驶员通过档位选择杆位置(选择操作)信号Dr所期望的车辆行驶方向是 否不一致。如果在步骤S15中、从手动阀区段位置Tm获得的车辆行驶方向与由驾驶员通过档 位选择杆位置(选择操作)信号Dr所期望的车辆行驶方向不一致，则当车辆不管该不一致 而针对线控换档系统的故障进行避让行驶(retreat travel)时，车辆在与驾驶员所期望的 车辆行驶方向相反的方向上移动，从而导致驾驶员感觉不舒适。因而，控制进入用作变速器 输出减小部件的步骤S16，在步骤S 16中，进行用于禁止车辆行驶的故障防护(fail-safe， FS)处理。在用于禁止车辆行驶的示例故障防护(FS)处理中，变速器控制器23 (线控换档故 障控制部23f)通过如图1和4所示的信号路径，向前进压力回路截止阀51 (电磁线圈51b) 和倒退压力回路截止阀52(电磁线圈52b)发送接通(ON)信号。利用这些接通信号，如参 考图2所述除去前进离合器压力Pf和倒退制动器压力Pr。因此，无论手动阀41的区段位 置如何，均使前进离合器8和倒退制动器9分离，由此V形带式连续可变的变速器2处于禁 止动力传递的中立状态。在用于禁止车辆行驶的其它的示例故障防护(FS)处理中，变速器控制器23 (线控 换档故障控制部23f)可以向发动机控制器16发送使节流阀开度(TVO)完全关闭的信号。 利用这些信号，发动机1的输出被设置为最低值。利用这些故障防护(FS)处理中的任意处理，可以禁止车辆行驶。优先消除由于车 辆在与驾驶员所期望的车辆行驶方向相反的方向上移动而产生的驾驶员的不舒适感，而不 是优先实现针对线控换档系统的故障的避让行驶。如果在步骤S15中、从手动阀区段位置Tm获得的车辆行驶方向与驾驶员通过档位 选择杆位置(选择操作)信号Dr所期望的车辆行驶方向一致，则即使在车辆进行针对线控 换档系统中的故障的避让行驶时，该车辆也在与驾驶员所期望的车辆行驶方向相同的方向 上移动，该控制进入用作马达输出限制部件的步骤S17，在步骤S17中，在保留用于允许车辆通过其自身的动力进行避让行驶的发动机输出时，进行用于限制发动机1的输出的应急 行驶(limp-home，LH)处理。在用于限制发动机1的输出、从而允许车辆进行避让行驶的应急行驶(LH)处理 中，变速器控制器23(线控换档故障控制部23f)向发动机控制器16发送用于将节流阀开 度(TVO)的最大开度限制为能够实现上述发动机输出的限制的开度(例如，1/8开度)的指 令。利用这些指令来限制发动机1的输出。在应急行驶(LH)处理中，使前进压力回路截止阀51 (电磁线圈51b)和倒退压力 回路截止阀52 (电磁线圈52b)保持处于断开(OFF)状态。根据手动阀41的区段位置使前 进离合器8或倒退制动器9接合，由此V形带式连续可变的变速器2处于能够传递前进转 动动力的状态或能够传递倒退转动动力的状态。利用应急行驶(LH)处理，线控换档系统发生故障的车辆可以通过其自身的动力 进行从停止位置到修理厂、驾驶员的家或安全的停车场的避让行驶。因而，可以解决传统装 置的禁止车辆行驶离开停止位置的问题。由于避让行驶的车辆行驶方向与驾驶员所期望的车辆行驶方向一致，并且由于避 让行驶是在发动机输出的限制下的低速行驶，因此驾驶员不会感觉不舒适，并且可以安全 地进行避让行驶。利用上述本实施例的线控换档故障控制，在如图6和7中的阴影区域所示的线控 换档系统的故障状态下，尽管在现有技术中由于故障防护(FS)处理因而禁止车辆行驶，但 该车辆可以通过应急行驶(LH)处理，利用其自身的动力进行从停止位置到修理厂、驾驶员 的家或安全的停车场的避让行驶。将图6和7所示的情况1 6中的线控换档系统的故障状态作为典型例子来进行 说明。图6中的情况1是在以下情况下进行的线控换档控制当驾驶员进行从D区段到 R区段的D — R选择操作时，手动阀41 (M/V)从D区段位置正确地移动至R区段位置，并且 V形带式连续可变的变速器2 (T/M)从D区段状态变换为R区段状态，然而，在该换档之后， 由于线控换档系统的故障因而手动阀(M/V)不能够从R区段位置移开。在现有技术中，尽 管由驾驶员通过D —R选择操作所期望的车辆行驶方向与通过将手动阀(M/V)设置在R 区段位置处所引起的车辆行驶方向一致、并且在车辆进行避让行驶时驾驶员不会感觉不舒 适，但通过故障防护(F S)处理禁止该车辆行驶。然而，在本实施例中，由于进行应急行驶 (LH)处理，因此车辆可以在没有产生不舒适感的情况下，通过其自身的动力进行从停止位 置到安全的停车场的避让行驶。图6中的情况2是在以下情况下进行的线控换档故障控制尽管驾驶员进行从D 区段到R区段的D — R选择操作，但手动阀41 (M/V)并未从D区段位置正确地移动至R区 段位置，并且V形带式连续可变的变速器2 (T/M)保持处于D区段状态。在本实施例中，由 于由驾驶员通过D —R选择操作所期望的车辆行驶方向和通过将手动阀(M/V)设置在D区 段位置处所引起的车辆行驶方向之间的不一致，通过故障防护(FS)处理来禁止该车辆行 驶。因此，可以设置线控换档故障控制，以使得优先消除由于车辆在与驾驶员所期望的车辆 行驶方向相反的方向上移动所引起的驾驶员的不舒适感。图7中的情况3是在以下情况下进行的线控换档故障控制当驾驶员进行从R区
13段到D区段的R — D选择操作时，手动阀41 (M/V)从R区段位置正确地移动至D区段位置， 并且V形带式连续可变的变速器2 (T/M)从R区段状态变换为D区段状态，然而，在该换档 之后，由于线控换档系统的故障因而手动阀(M/V)不能够从D区段位置移开。在现有技术 中，尽管由驾驶员通过R —D选择操作所期望的车辆行驶方向与通过将手动阀(M/V)设置 在D区段位置处所引起的车辆行驶方向一致、并且在车辆进行避让行驶时驾驶员不会感觉 不舒适，但将通过故障防护(F S)处理禁止该车辆行驶。然而，在本实施例中，由于进行应 急行驶(LH)处理，因此车辆可以在没有产生不舒适感的情况下，通过其自身的动力进行从 停止位置到安全的停车场的避让行驶。图7中的情况4是在以下情况下进行的线控换档故障控制尽管驾驶员进行从R 区段到D区段的R — D选择操作，但手动阀41 (M/V)并未从R区段位置正确地移动至D区 段位置，并且V形带式连续可变的变速器2 (T/M)保持处于R区段状态。在本实施例中，由 于由驾驶员通过R —D选择操作所期望的车辆行驶方向和通过将手动阀(M/V)设置在R区 段位置处所引起的车辆行驶方向之间的不一致，通过故障防护(FS)处理来禁止车辆行驶。 因此，可以设置线控换档故障控制，以使得优先消除由于车辆在与驾驶员所期望的车辆行 驶方向相反的方向上移动所引起的驾驶员的不舒适感。图7中的情况5是在以下情况下进行的线控换档故障控制当驾驶员进行从N区 段到D区段的N — D选择操作时，手动阀41 (M/V)从N区段位置正确地移动至D区段位置， 并且V形带式连续可变的变速器2 (T/M)从N区段状态变换为D区段状态，然而，在该换档 之后，由于线控换档系统的故障因而手动阀(M/V)不能够从D区段位置移开。在现有技术 中，尽管由驾驶员通过N —D选择操作所期望的车辆行驶方向与通过将手动阀(M/V)设置 在D区段位置处所引起的车辆行驶方向一致、并且在车辆进行避让行驶时驾驶员不会感觉 不舒适，但将通过故障防护(FS)处理禁止该车辆行驶。然而，在本实施例中，由于进行应急 行驶(LH)处理，因此车辆可以在没有产生不舒适感的情况下，通过其自身的动力进行从停 止位置到安全的停车场的避让行驶。图7中的情况6是在以下情况下进行的线控换档故障控制尽管驾驶员进行从N 区段到D区段的N — D选择操作，但手动阀41 (M/V)并未从N区段位置正确地移动至D区 段位置，而是移动至反方向上的R区段位置，并且V形带式连续可变的变速器2 (T/M)变换 为R区段状态。在本实施例中，由于由驾驶员通过N到D选择操作所期望的车辆行驶方向 和通过将手动阀(M/V)设置在R区段位置处所引起的车辆行驶方向之间的不一致，通过故 障防护(FS)处理来禁止车辆行驶。因此，可以设置线控换档故障控制，以使得优先消除由 于车辆在与驾驶员所期望的车辆行驶方向相反的方向上移动所引起的驾驶员的不舒适感。在所示例子中，说明了自动变速器是V形带式连续可变的变速器2。然而，当自动 变速器是行星齿轮组式有级自动变速器、自动手动变速器或普通技术人员公知的任何其它 变速机构时，本发明的概念可以实现相同的作用和优点。在行星齿轮组式有级自动变速器的情况下，启动用的摩擦元件可以包括用于选择 前进第一速度的摩擦元件和用于选择倒退档位的摩擦元件。在自动手动变速器的情况下， 启动用的摩擦元件包括用于选择前进第一速度的自动离合器和用于选择倒退档位的自动 离合器。因而，在行星齿轮组式有级自动变速器的情况下，可以将图2中的截止阀51和52 插入至针对用于选择前进第一速度的摩擦元件和用于选择倒退档位的摩擦元件的接合压力回路中。在自动手动变速器的情况下，可以将图2中的截止阀51和52插入至针对用于 选择前进第一速度的自动离合器和用于选择倒退档位的自动离合器的接合压力回路中。有利地，这里所公开的实施例包括允许车辆通过其自身的动力自停止位置起进行 避让行驶的、具有自动变速器的车辆用的线控换档故障控制装置。该线控换档自动变速器 可以包括包含手动阀的车辆，其中，当在电子控制下使手动阀根据由驾驶员进行的选择操 作移动至限定自动变速器的换档模式的区段中的相应的区段位置时，该手动阀实现了预定 的换档模式。此外，该车辆能够利用经由自动变速器从马达输出的动力进行行驶。线控换 档控制装置可以包括线控换档故障检测部件，用于检测线控换档系统中的、手动阀未根据 选择操作而移动的故障；和马达输出限制部件，用于在线控换档故障检测部件检测到线控 换档系统中的故障时、并且如果由驾驶员通过选择操作所期望的车辆行驶方向与从手动阀 的当前区段位置获得的车辆行驶方向一致，则将马达的输出限制在允许车辆的避让行驶的 范围内。利用该结构，车辆可以通过其自身的动力，进行从停止位置到修理厂、驾驶员的家 或安全的停车场的避让行驶。因而，可以解决传统装置的、禁止车辆行驶离开停止位置的问 题。另外，由于在从由于故障因而不工作的手动阀的当前区段位置获得的车辆行驶方 向与由驾驶员通过选择操作所期望的车辆行驶方向一致时可以进行避让行驶，因此由于避 让行驶的车辆行驶方向与由驾驶员通过选择操作的意图(车辆行驶方向)一致，因而驾驶 员没有感觉不舒适。尽管已经针对有限数量的实施例呈现了本发明，但受益于本发明的本领域的技术 人员将理解，可以设计没有背离本发明的范围的其它实施例。因此，应当仅由所附权利要求 书来限制本发明的范围。
权利要求
一种车辆变速器的换档设备，所述换档设备包括致动器，其对所述车辆变速器进行行驶区段设置；选择器，其选择期望行驶区段设置；致动器检测器，其将所述致动器的行驶区段设置输出至变速器控制器；选择器检测器，其将所述选择器的期望行驶区段设置输出至所述变速器控制器；所述变速器控制器，其响应于所述选择器的期望行驶区段设置，使所述致动器进行行驶区段设置；以及限制器装置，如果所述变速器控制器确定由所述致动器进行的行驶区段设置不同于由所述选择器检测器确定的期望行驶区段设置，则所述限制器装置限制驱动马达的输出。
2.根据权利要求1所述的换档设备，其特征在于，所述致动器包括手动阀。
3.根据权利要求1和2所述的换档设备，其特征在于，所述致动器的行驶区段设置是停 车区段(P)、前进行驶区段(D)、倒退行驶区段(R)和中立(N)区段之一。
4.根据权利要求1-3所述的换档设备，其特征在于，所述选择器的期望行驶区段设置 是停车区段(P)、前进行驶区段(D)、倒退行驶区段(R)和中立(N)区段之一。
5.根据权利要求1-4所述的换档设备，其特征在于，还包括截止装置，如果由所述致动 器检测器输出的行驶区段设置对应的车辆行驶方向与由所述选择器检测器输出的期望行 驶区段设置对应的期望车辆行驶方向相反，则所述截止装置停止所述车辆变速器的输出。
6.根据权利要求5所述的换档设备，其特征在于，如果所述车辆行驶方向与所述期望 车辆行驶方向相反，则所述限制器装置切断所述驱动马达的输出。
7.根据权利要求1-6所述的换档设备，其特征在于，所述变速器控制器包括位于所述 致动器和所述选择器之间的电连接。
8.根据权利要求1-7所述的换档设备，其特征在于，所述变速器控制器包括位于所述 致动器和所述选择器之间的液压连接。
9.根据权利要求1-8所述的换档设备，其特征在于，所述变速器控制器包括位于所述 致动器和所述选择器之间的机械连接。
10.根据权利要求1-9所述的换档设备，其特征在于，所述车辆变速器是连续可变的变 速器ο
11.一种车辆变速器的控制方法，所述控制方法包括以下步骤检测所述车辆变速器的行驶区段设置；检测选择器的期望行驶区段设置；以及如果检测到的行驶区段设置不同于所述期望行驶区段设置、并且对应于检测到的行驶 区段设置的检测到的车辆行驶方向与对应于所述期望行驶区段设置的期望行驶方向相同， 则进入应急行驶模式。
12.根据权利要求11所述的控制方法，其特征在于，还包括如果检测到的车辆行驶方 向与所述期望行驶区段设置相反，则进入故障防护模式。
13.根据权利要求12所述的控制方法，其特征在于，所述故障防护模式包括切断所述 车辆变速器在倒退方向和前进方向这两者上的转矩输出。
14.根据权利要求12和13所述的控制方法，其特征在于，所述故障防护模式包括切断 所述车辆变速器在倒退方向和前进方向之一上的转矩输出。
15.一种车辆变速器的换档设备，所述换档设备包括 致动器，其对所述车辆变速器进行行驶区段设置； 选择器，其指示期望行驶区段设置；变速器控制器，其响应于所述选择器的期望行驶区段设置，使所述致动器进行行驶区 段设置；以及限制器，如果所述车辆变速器所处于的行驶区段设置不同于所述期望行驶区段设置， 则所述限制器限制驱动马达的输出。
16.根据权利要求15所述的换档设备，其特征在于，还包括截止装置，如果与所述车辆 变速器的行驶区段设置相对应的车辆行驶方向和与所述期望行驶区段设置相对应的期望 车辆行驶方向相反，则所述截止装置停止所述车辆变速器的输出。
17.根据权利要求16所述的换档设备，其特征在于，如果与所述车辆变速器的行驶区 段设置相对应的车辆行驶方向和所述期望车辆行驶方向相反，则所述限制器切断所述驱动 马达的输出。
18.根据权利要求15-17所述的换档设备，其特征在于，所述变速器控制器包括位于所 述致动器和所述选择器之间的电连接。
19.一种车辆，包含驱动马达和车辆变速器，所述车辆包括 指示期望行驶区段设置的部件；响应于所指示的期望行驶区段设置、进行所述车辆变速器的行驶区段设置的部件；以及如果所进行的行驶区段设置不同于所述期望行驶区段设置、则限制所述驱动马达的输 出的部件。
全文摘要
一种换档设备，包括致动器，其对所述车辆变速器进行行驶区段设置；选择器，其指示期望行驶区段设置；变速器控制器，其响应于所述选择器的期望行驶区段设置，使所述致动器进行行驶区段设置；以及限制器，如果所述车辆变速器所处于的行驶区段设置不同于所述期望行驶区段设置，则所述限制器限制驱动马达的输出。一种车辆变速器的控制方法，包括检测所述车辆变速器的行驶区段设置；检测选择器的期望行驶区段设置；如果检测到的行驶区段设置不同于所述期望行驶区段设置、并且对应于检测到的行驶区段设置的检测到的车辆行驶方向与对应于所述期望行驶区段设置的期望行驶方向相同，则进入应急行驶模式。
文档编号F16H61/12GK101965469SQ200980106470
公开日2011年2月2日 申请日期2009年2月25日 优先权日2008年2月26日
发明者船越秀一, 赤泽浩明 申请人:日产自动车株式会社