CN1530571A - 自动变速器的选档控制部件 - Google Patents

Abstract

一种发出表示符合司机意图的电子线传换档型自动变速器操作档的选档命令信号的选档器。该操作档为P(停车)档、R(倒车)档、N(空)档和D(驱动)档中的至少一个。一个致动器接收指令信号时使变速器呈现某个操作档。一个控制单元通过处理选档命令信号发出该指令信号，从而变速器能实现符合司机意图的操作档。当该选档器不能发出选档命令时，把该控制单元配置成执行：根据该选档器的前一次操作推测司机想要的选档；以及，根据该推测通过该致动器使变速器实际上执行第一和第二选档操作中的至少一个。该第一选档操作符合司机的意图而该第二选档操作维持恰在该选档器出故障前已保持的操作档。

Description

自动变速器的选档控制部件

技术领域

本发明一般地涉及所谓电子线传换档型(shift-by-wire type)的机动车辆自动变速器，其中根据司机手动操纵选档器所发出的选档命令通过控制致动器实现该变速器的换档，并且本发明更具体地涉及一种实现变速器的上述自动换档的选档控制部件。尤其，本发明涉及一种能够应对选档器未能发出该命令信号的困难情况的选档控制部件。

背景技术

在其中安装着连续可变变速单元的自动变速器内，在司机操纵的变速杆和该变速器的液压控制电路里安装的手动阀之间设置着连杆机构。即，一旦需要变速时，司机把变速杆换档到所需的档上，从而手动阀移动到把变速器引导到和司机所希望的档对应的变速器的所需操作档的位置上。

在自动变速器领域中，已经提出所谓电子线传换档型变速器并且已经付诸实践以使变速器性能大为改善。即，在电子线传换档型变速器中，电子地进行选档。

在日本公开专利申请(Tokkaikei)5-203042中示出一种这样的电子线传换档型自动变速器，其包括一个当司机把变速杆换档到P(停车)档、R(倒车)档、N(空)档或D(驱动)档上时发出相应的选档命令信号的选档开关(或选档器)，并且包括一个一旦接收来自选档开关的选档命令信号就把手动阀移动到对应位置的电动马达(或致动器)。

发明内容

但是，由于它的固有结构，上述日本专利申请的变速器趋向于不能显示满意的操作，尤其当司机想把变速杆从D档换档到N档时，不平滑地把变速杆移动到D档和N档之间的一个不完整的中间位置上。在此情况下，选档开关不发出信号，从而迫使变速器把手动阀保持在和D档对应的位置。然而，在这种状态下，导致一种不希望的情况，即尽管司机会认为已经把变速杆放置在N档上但变速器呈现D档。当然，如果在这种状态下压下加速器踏板，将和司机意图相反地使车辆加速。

从而，本发明的一个目的是提供一种用于自动变速器的不具有上述缺点的选档控制部件。

依据本发明的第一方面，提供一种用于机动车辆电子线传换档型自动变速器的选档控制部件，其包括：一个发出表示符合司机意图的变速器操作档的选档命令信号的选档器，该操作档为P(停车)档、R(倒车)档、N(空)档和(驱动)档中的至少一个；一个当接收指令信号时使变速器呈现某个操作档的致动器；以及一个通过处理选档命令信号发出该指令信号的控制单元，从而变速器能呈现符合司机意图的操作档，其中该控制单元被配置成：当该选档器不能发出选档命令信号时，其根据该选档器的前一次操作推测司机想要的选档；并且根据该推测通过该致动器使变速器实际上执行第一和第二选档操作中的至少一个，该第一选档操作符合司机的意图而该第二选档操作维持恰在该选档器出故障前已保持的操作档。

依据本发明的第二方面，在用于机动车辆的电子线传换档型自动变速器的选档控制部件中提供一种操作该选档控制部件的方法，其中该选档控制部件包括：一个发出表示符合司机意图的变速器操作档的选档命令信号的选档器，该操作档为P(停车)档、R(倒车)档、N(空)档和(驱动)档中的至少一个；以及一个当接收指令信号时使变速器呈现某个操作档的致动器，该指令信号是通过处理选档命令信号产生的，从而变速器能呈现符合司机意图的操作档，该方法包括：当该选档器不能发出选档命令信号时，根据该选档器的前一次操作推测司机想要的选档；并且根据该推测通过该致动机使变速器实际上执行第一和第二选档操作中的至少一个，该第一选档操作符合司机的意图，而该第二选档操作维持恰在该选档器出故障前已保持的操作档。

附图说明

图1是示出一种用于电子线传换档型自动变速器的选档控制部件的方块图，其为本发明的一个实施例；

图2是示出由本发明采用的控制单元所执行的操作步骤的流程图；

图3A和3B是本发明中采用的选档开关的正视和侧视图；

图4A和4B类似于图3A和3B，但示出该选档开关的内部结构；以及

图5A和5B类似于图4A和4B，但示出该选档开关不发出信号的状态。

具体实施方式

参照图1，图中概略地示出自动变速器的一种选档控制部件，其是本发明的一个实施例。该自动变速器是电子线传换档型。

在该图中，用参考数字1表示该变速器，其具有一个安装在其中的连续可变变速单元。数字2表示一个当移动变速杆(未示出)时绕其轴转动的手动轴。即，当由于变速杆的移动手动轴2转到P档、R档、N档或D档时，和手动轴2连接的手动阀14移动到相应的位置上以便建立变速器1所需的速度条件。

如图所示，在手动轴2紧配合地设置一个和螺旋齿轮4啮合的蜗轮3。螺旋齿轮4由充当致动器的步进马达5驱动。即，一旦激励步进马达5时，它通过螺旋齿轮4和蜗轮3转动手动轴2。利用手动轴2的转动，可操作地安装在液压管路HL中的手动阀14移动到和P档、R档、N档或D档对应的所需位置上。如图中所示那样，按示出的次序相对于手动轴2排列这四个档(或位置)，即P档、R档、N档和D档，也就是说，R档位于P档和N档之间并且N档位于R档和D档之间。

步进马达5由控制单元6控制。为了进行该控制，向控制单元6馈送各种信息信号，这些信号是：从通过手动轴2的角位置检测变速器1选择的档的档位传感器7发出的档选定信号“Sr”，从检测相关车辆的车速的车速传感器8发送的车速信号“VSP”，以及从选档开关9发出的档命令信号“Sd”和距离信号“L”。

控制单元6是一个微计算机，其通常包括CPU(中央处理器)、RAM(随机存取存储器)、ROM(只读存储器)和输入输出接口。

选档开关9是一个选档器，其发出表示司机真正需要的变速器1的操作档的选档命令信号。选档开关9根据变速器1的变速杆(未示出)的移动操作。如果需要，选档开关9可以为由司机直接操作的类型。

如图3A和3B中所示，选档开关9包括一个外壳10，一个可转动地安装在外壳10中的选择器标度盘11以及一个安装在外壳10中的换档开关12。选择器标度盘11带有一个设置在其上的旋钮11b。当选档开关9为根据变速器1的变速杆的移动而转动的类型时，旋钮11b可以移动。

如可以从示出选档开关9的内部的图4A和4B尤其是图4B中看出那样，对选择器标度盘11固定一个指针板11a以在其中转动，并且沿着当选择器标度盘11转动时指针板11a沿其行进的环形路径把四个端子板12p、12r、12n和12d固定到换档开关12上。从而，当由于变速器1的变速杆的运动选择器标度盘11转动时，指针板11a也转动，同时滑动地一个接着一个地和端子板12p、12r、12n或12d接触。

如从图4A中看出那样，这些端子板12p、12r、12n和12d按P档、R档、N档和D档的排列顺序排列。

如从图4A中看出那样，在外壳10的内壁上固定一个光学测距传感器13以测出其到指针板11a的距离“L”。如可从该图中看出那样，随着选择器标度盘11的转动该距离“L”改变。

一旦把变速杆移动到某个位置选择器标度盘11取某个角位置以使指针盘11a与端子板12p、12r、12n、12d中的一个接触时，选档开关9向控制单元6发出一个表示变速器1的用标记“P”、“R”、“N”或“D”指示的所需操作档的档命令信号“Sd”。即，当司机把选择器标度盘11转动到标记“N”的位置上时，选档开关9发出一个表示司机实际要求变速器1的N档的档命令信号“sd”。

由光测距离传感器13检测的距离信号“L”也馈送到控制单元6。

参照图2，图中示出一个表示控制单元6为实现变速器1的选档所执行的预先编程的操作步骤的流程图。

在步骤S1，判断选档开关9停止发出档命令信号“sd”的静止时间(silence time)是否已变成大于一预定时间。

下面说明选档开关9的静止时间。

如从图4A和4B看出那样，当司机把选择器标度盘11转动到某个指针板11a和四个端子板12p、12r、12n、12d中的一个接触的角位置处时，选档开关9发出一个表示司机实际要求的变速器1的某个操作档的档命令信号“sd”。即，如上面已经提到那样，当司机把选择器标度盘11转到标记“D”的位置上时，选档开关9发出一个建立变速器1的D档操作所需要的档命令信号“sd”。

然而，如从图5A和5B看出那样，当由于选择器标度盘11的操纵错误使它停止在二个完整位置之间的不合适或不完整位置，例如标记“N”和档记“D”之间的某个位置上时，指针板11a不能和端子板12n和12d中的任一个接触。在这种条件下，选档开关9停止发出档命令信号“sd”。

这样，当选择器标度盘11处于这种不完整位置上时，选档开关9保持所谓的无信号状态。但是，当正在操纵或者转动选择器标度盘11时，由于指针板11a逐个接触端子板12p、12r、12n和12d，这种无信号状态不会保持长的时间。

请注意，当选档开关9不能操作时，也会导致这种无信号状态。

从而，图2流程图的步骤S1是判断选择器标度盘11是否被错误操纵或者选档开关9是否不能操作的步骤。

重新参照图2，如果步骤S1中答案为NO，即，当判断选择器标度盘11处于完整位置或者选档开关9处于正常状态时，操作流程转到步骤S2。在该步骤S2，根据从选档开关9发出的档命令信号“sd”，步进马达5(见图1)转动到和由信号“sd”代表的档对应的一个位置上。借助步进马达5的转动，手动轴2转动以把手动阀14移动到一个对应位置上，从而建立变速器1的请求的速度条件。

但是，如果在步骤S1中答案为YES，即，当判断选择器标度盘11处于不完整位置或者选档开关9不能正常工作时，操作流程转到步骤S3，在该步骤S3，根据档位传感器7(见图1)已检测到的选档信号“Sr”的先前值，判断无信号状态之前的前一个被选档是否是R档。

若为YES，即，当判定前一个档是R档时，操作流程转到步骤S4。在该步骤S4，参照从距离传感器13发出的距离信号“L”得出的当前距离“L”相对于前一个距离“L”的变化，判断恰在该无信号状态之前的选择器标度盘11的转动方向是从标记“R”到标记“N”的方向还是从标记“R”到标记“P”的方向。

若为YES，即，当判定该方向是从标记“R”到标记“N”时，操作流程转到步骤S5。在该步骤S5，实际上执行从R档到N档的选档以符合司机的意图。

如从上面看出那样，当选档开关9不发出档命令信号“sd”超过预定时间时，不保持R档，而是实际上执行从R档到N档的选档以符合司机的意图。从而，在此条件下，如果司机踩下加速器踏板，则不执行和司机的意图相反的向后移动车辆。

若在步骤S4中为NO，即，当判定该方向是从标记“R”到标记“P”时，操作流程转到步骤S6。在该步骤S6，判断车速是否在准许安全停车锁定的安全停车速度范围内。请注意，当车速超过该范围时，使停车棘爪和停车齿轮啮合的停车部件的动作会引起这些零件的损坏或者至少引起由此产生的齿轮噪声。

若为YES，即当判定车速在该安全停车速度范围内时，操作流程转到步骤S7，并且在其中实际进行从R档到P档的选档以便符合司机的意图。然而，如果为NO，即当判定车辆超过该安全停车速度范围时，操作流程转到步骤S8。并且其中进行从R档到N档的选档，以避免停车部件的损坏或齿轮噪声。

如可从上面看出那样，同样在车速位于该安全停车速度范围或者超过该安全停车速度范围的情况中，执行从R档到P档或者从R档到N档的选档而不保持恰在该无信号状态之前所呈现的R档。即，同样在此情况下，实际上执行用于对车辆停车目的的选档以符合司机的意图。也就是说，在此条件下，即使司机踩加速器踏板，也决不会发生不希望的车辆向后运动。

应注意，当车速在安全停止速度范围内时，实际上做出向N档而不是向P档的选档。从而，防止停车部件的损坏。即，当车速降低到该安全停车速度范围时，实际上执行从R档到P档的选档，这充分反映司机的意图。这样，当车辆在斜道上经受选档开关9的无信号状态时，确定地获得P档。

回到参照图2的流程图，如果在步骤S3为NO，即判定先前选择的档不是R档，操作流程转到步骤S9。在此步骤S9，判断恰在该无信号状态之前的前一个已选择的档是D档或不是D档(即，P档和N档中的一个)。

如果在步骤S9为YES，即当判定先前选择的档是D档时，操作流程转到步骤S10。在此步骤S10，判断车速在不需要发动机制动的较低速度范围内或者不在其内(即需要发动机制动的较高速度范围)。

若步骤S10为YES，即当车速在该较低速度范围内时，操作流程转到步骤S11。在该步骤S11，实际执行符合司机意图的从D档到N档的选档。

鉴于选档开关9的标记“P”、“R”、“N”和“D”的排列，当正好在D档条件后出现选档开关9的无信号状态时，容易预料司机出于从D档换档到N档的目的而操纵选档开关9。

如从上面看出那样，当车速在较低速度范围内的情况下，进行从D档到N档的选档以符合司机的意图。因此，在此情况下，如果司机踩加速器踏板。不会执行和司机的意图相反的车辆向前运动。

若在步骤S10为NO，即当车速超过要求发动机制动的较低速度范围时，操作流程转到步骤S12以保持D档。

应注意，保持D档促使发动机制动并且由此方便地和快速地达到车辆速度的降低。当由于这种速度降低车速变到该较低速度范围内时，步骤S10发出YES并且因此实际上在步骤S11执行符合司机意图的从D档到N档的选档。

若在步骤S9为NO，即当判定前一个选择的档不是D档而是P档或N档时，操作流程转到步骤S13以保持P档或N档。

鉴于选档开关9的标记“P”、“R”、“N”和“D”的排列，当恰好在P档或N档条件后发生选档开关9的无信号状态时，容易预料，出于从P档换档到R档、从N档换档到R档或者从N档换档到D档的目的司机操纵选档开关9。从而，在步骤S13，保持P档或N档。在此条件下，即使踩加速器踏板，车辆也不向前运动。

如上面说明那样，为了检测司机的换档意图，对选档开关9装备用来判断司机想要的档的换档开关12以及用来判断司机想要的操作方向的距离传感器13。但是，本发明不受这些部件12和13的限制，即，为了实现这些判断，可在本发明中使用电位计。

2003年2月18日提交的日本专利申请2003-039465全文收录为参考资料。

尽管上面参照本发明的该实施例说明了本发明，但本发明不受按上面说明的该实施例的限制。根据上面的说明本领域技术人员可对该实施例做出各种修改和改变。

Claims (7)

1.一种用于机动车辆的电子线传换档型自动变速器的选档控制部件，其包括：

一个用于发出表示符合司机意图的变速器操作档的选档命令信号的选档器，所述操作档为停车P档、倒车R档、空N档和驱动D档中的至少一个；

一个用于当接收指令信号时使变速器呈现某个操作档的致动器；以及

一个控制单元，其用于通过处理所述选档命令信号而发出该指令信号，从而变速器能呈现符合司机意图的操作档，

其中，把该控制单元配置成执行以下操作：

当该选档器不能发出选档命令时，根据该选档器的前一次操作推测司机想要的选档；以及

根据该推测，通过该致动器使变速器实际上执行第一和第二选档操作中的至少一个，该第一选档操作符合司机的意图，而该第二选档操作维持恰在该选档器出故障前已保持的操作档。

2.如权利要求1所述的选档控制部件，其中，所述控制单元还被配置成根据恰在该选档器出故障前已保持的操作档以及恰在该选档器出故障前该选档器移动的方向两者来推测司机想要的选档。

3.如权利要求1所述的选档控制部件，其中，所述控制单元还被配置成执行：

一旦在该选档器出故障情况下推测出司机想要的选档应为从P档和N档中之一换档到D档，则维持P档和N档中的一个。

4.如权利要求1所述的选档控制部件，其中，所述控制单元还被配置成执行：

一旦在该选档器出故障情况下推测出司机想要的选档应为从D档换档到P档和N档中的一个，则实际上实现至P档和N档中一个的换档。

5.如权利要求4所述的选档控制部件，其中，所述该控制单元还被配置成执行：

一旦在该选档器出故障情况下推测出司机想要的选档应为从D档换档到P档，则判断车速是否在允许变速器安全停车锁定的安全停车速度范围内；

当判定车速在该安全停车速度范围内时，实际上实现向P档的换档；以及

当车速超出该安全停车速度范围时，实际上实现向N档的换档。

6.如权利要求4所述的选档控制部件，其中，所述该控制单元还被配置成执行：

一旦在该选档器出故障情况下推测出司机想要的选档应为从D档换档到N档，则判断车速是否在不需要发动机制动的较低速度范围，

当判定车速在该较低速度范围内时，实际上实现向N档的换档；以及

当判定车速高于该较低速度范围时，维持D档。

7.一种用于在机动车辆的电子线传换档型自动变速器的选档控制部件中操作该选档控制部件的方法，其中该选档控制部件包括：一个用于发出表示符合司机意图的变速器操作档的选档命令信号的选档器，该操作档为停车P档、倒车R档、空N档和驱动D档中的至少一个；以及，一个用于当接收指令信号时使变速器呈现某个操作档的致动器，该指令信号是通过处理选档命令信号产生的，从而变速器能呈现符合司机意图的操作档，

该方法包括：

当该选档器不能发出选档命令信号时，根据该选档器的前一次操作推测司机想要的选档；以及

根据该推测，通过该致动器使变速器实际上执行第一和第二选档操作中的至少一个，该第一选档操作符合司机的意图，而该第二选档操作维持恰在该选档器出故障前已保持的操作档。

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