专利名称：在以第一速度停车时自动变速器将档位换成空档的方法
技术领域：
本发明涉及一种应用于自动变速器的方法，用于使车辆以第一速度停车时能自动将档位换成空档。更具体来讲，本发明涉及一种当车辆以第一速度停车时使自动变速器换入空档的方法，这样就可改善燃油经济性，并减小变矩器的载荷，降低噪音和振动，因而也改善了驾驶舒适性。
在车辆所用的自动变速器中，一个换档控制系统根据各种参数而完成在各个速比和换档档位之间的自动换档控制，其中所涉及的参数例如为由多个传感器所检测到的油门开度、车辆速度和载荷、以及多个发动机参数和驾驶状态参数等。也就是说，在这些参数的基础上，换档控制系统对液压控制系中的一系列电磁阀进行控制，使得液压控制系统中的液流受控，从而变速器能切换到各个速比和各种换档档位中。
此外，当驾驶员将换档杆扳到某一特定换档档位上时，液压控制系统的手动阀通过换档杆的指示而进行端口转换。经过这样的操作，从一个液压泵输出的液流压力根据电磁阀的占空控制(duty control)选择性地使齿轮换档机构中的多个摩擦元件相互接合，由此来换档到所希望的换档档位中。
在一个这样的自动变速器中，换档质量取决于摩擦元件接合和脱开的平稳程度。也就是说，当改变换档档位、及在各个档位中改变速比时，某组摩擦元件的接合时机和另一组摩擦元件的分离时机之间的关系决定了自动变速器的换档质量。因而，人们一直在通过更好地控制摩擦元件在接合和分离状态之间的换接时机来努力完善可以提高换档质量的换档控制方法。
如果车辆只是临时停止相对较短的一段时间(例如在等待红灯时)，驾驶员是踩下制动踏板，而不是换到空档或驻车档。当在第一速度时，这将强制地刹住自动变速器的动力传动系，发动机的转动力矩由变矩器中的滑差运动所吸收。但是，由于要维持上述由变矩器中的滑差运动吸收转动力矩的状态，在变矩器中会产生相当大的负荷。结果是就会产生噪声和振动，因而在停车时，驾驶舒适性就会降低，同时也使燃油消耗加大。
本发明致力于解决上述的问题。
本发明的目的是提供一种应用在自动变速器中的方法，用于当车辆以第一速度停车时能将档位换成空档，这样就可以改善燃油经济性，并减小变矩器的载荷，降低噪音和振动，因而也改善了停车时的驾驶舒适性。
为了实现上述目的，本发明提供了一种应用在自动变速器中的方法，用于当车辆以第一速度停车时，能将档位换成空档。该方法包括步骤(a)判断车辆的速度是否低于一个设定速度；(b)如果车辆的速度低于该设定速度值，判断道路的坡度是否大于某一设定值；(c)如果道路的坡度大于该设定坡度值，判断油门开度是否为0％；(d)如果油门开度为0％，则判断当前档位速度是否为D驱动档位或D2驱动档位中的第一速度；(e)如果当前档位速度处于D驱动档位或D2驱动档位的第一速度，则判断油温是否大于某一设定温度值；(f)如果油温大于该设定温度值，判断当前发动机转速Ne是否在一个设定的速度范围内；(g)如果发动机的转速在该设定的数值范围内，判断变速器的输出转速是否为零；(h)如果变速器的输出转速为零，则判断变矩器的涡轮的转速是否为零；(i)如果变矩器中涡轮的转速为零，则判断制动器是否被驾驶员踩下；以及(j)如果制动器已被驾驶员踩下，则启动控制，换入空档，然后返回步骤(c)，再判断油门的开度是否为0％。
如果在步骤(a)中车辆的速度大于设定速度，则就保持当时的档位状态；如果在步骤(b)中，道路坡度小于设定值，就要判断道路的坡度是否小于0％，如果小于，就要保持当前档位状态，如果不小于，流程就返回到步骤(b)。同样，如果步骤(c)到(i)中的任何一个条件不满足，就执行从空档到驱动档的换档(N-D换档)。
根据本发明的一个特征，在步骤(a)中设定速度值为30km/h。
根据本发明的另一个特征，在步骤(b)中的设定数值为3.5％。
根据本发明的又一个特征，在步骤(e)中的设定温度为20度。
根据本发明的再一个特征，步骤(f)中的设定转速范围在350rpm至1000rpm之间。
根据本发明的还一个特征，在执行完步骤(j)换到空档之后，需要判断在涡轮转速和输出转速之间的速差是否大于100rpm，且如果速差大于100rpm，将由一个电子控制装置对进气控制器和点火正时控制器进行控制，从而执行空档时的怠速控制，而如果速差小于或等于100rpm，该电子控制单元对进气控制器和点火正时控制器进行控制，从而执行D驱动档位下的怠速控制。
根据本发明的另一个特征，设定的转速为100转/分(rpm)。
包含于说明书中、并作为说明书一部分的附图展示了本发明的一个实施例，它和文字描述一起来解释本发明的原理，在附图中
图1是实现本发明方法的换档控制系统的方块图；图2表示了应用本发明方法所产生的占空时序变化；图3是根据本发明的第一种最佳实施方式的、应用在一个自动变速器中的方法的流程图，该方法用于当车辆以第一速度位停车时能控制档位换成空档；以及图4是根据本发明的第二种最佳实施方式、应用在一个自动变速器中的方法的流程图，用于当车辆以第一速度位停车时能控制档位换成空档。
下面将参照附图对本发明的最佳实施方式进行详细的描述。
图1表示了一种采用本发明方法的换档控制系统的方块图。
该换档控制系统包括一个车辆状态检测单元2、一个变速器控制单元(TCU)40、一个换档驱动单元22、以及一个发动机控制器24。车辆状态检测单元2包括一个坡度传感器4、油门位置传感器6、一个车速传感器8、一个阻回开关(inhibitor switch)10、一个油温传感器12、一个发动机转速传感器14、脉冲发生器16和18、以及一个制动开关20。车辆状态检测单元2的各个元件产生对应于各种检测和开/闭状态的多个输出信号。
TCU40从车辆状态检测单元2接收信号，然后将这些信号和预先设置的数据进行比较，来对这些信号进行分析。在这些分析结果的基础上，TCU40对换档驱动单元22进行控制，这样，包括换档驱动单元22的有选择的各个电磁阀就进行工作，由此来实现换档。TCU40和发动机控制器24共享信息。
坡度传感器4对车辆正在其上行驶的、车辆前方的和车辆后方的道路的坡度进行检测，油门位置传感器6可检测油门阀打开的角度；车速传感器8检测当前车辆的速度；阻回开关10可检测驾驶员操纵的选择杆的当前位置；油温传感器12用来检测油的温度；发动机转速传感器14检测发动机的转速；脉冲发生器16和18分别检测涡轮的转速和输出转速；而制动开关20则检测驾驶员是否踩下了制动踏板。
换档驱动单元22包括多个设置在变速器中的电磁阀。在本发明中，由于只涉及一个控制辅助离合器(under clutch)的控制压力的辅助离合器电磁阀26，所以在图中只表示出了该电磁阀。
发动机控制器24包括一个和TCU40共享信息的发动机控制单元25、一个用来控制发动机进气量的进气控制器28、一个对点火正时进行控制的点火正时控制器30。发动机控制器24可抑制发动机转速出现波动。
图2表示了一个使用本发明的方法所产生的占空时序变化。在该图中，Ne为发动机转速，Nt为变矩器涡轮的转速。No是自动变速器输出转速，DU为占空变化图。
如果从驾驶状态判断出需要将档位从第一速度换到空档(图中的A-B区间)，保持第一速度的辅助离合器的部分工作压力在一段预先设定的时间(B-C区间)被快速释放，然后再缓慢地释放掉一部分压力(C-D区间)。接着，通过对65毫秒的占空计算周期进行反馈控制，可保持一个最小占空压力(D-E区间)，以完成换入空档的控制。在这种状态下，如果判断出需要换出空档，就执行占空控制，从而液压力被再次输送到辅助离合器上(E-F区间)，由此实现了空档-驱动档位(N-D)的换档控制。
图3表示了根据本发明第一种最佳实施方式的方法的流程图，其应用在一个自动变速器中，用于当车辆以第一速度停车时能控制档位换成空档。
首先，在S100步骤要判断车辆速度是否小于一个例如为30km/h的设定速度值。如果车速等于或高于该设定速度，则执行步骤S210，保持当前的档位状态。但如果车速低于设定的速度，就要在步骤S110中，使用坡度传感器4所检测的信号来判断车辆所行驶的道路的坡度是否大于3.5％。如果坡度不大于3.5％，就要在步骤S200中判断道路的坡度是否小于0％。如果坡度小于0％，则执行步骤S210，保持当前档位状态不变，而如果坡度不小于0％，则返回执行步骤S110。
如果在步骤S110，道路的坡度大于3.5％，就在步骤S120中采用油门状态传感器6的信号来判断油门开度值是否为0％。下一步，如果油门开度为0％，就要在步骤S130中判断当前的档位速度是否为D驱动档位或D2驱动档位中的第一速度，如果当前档位速度是D驱动档位或D2驱动档位中的第一速度，就要在步骤S140中判断油的温度是否大于20℃。如果油的温度大于20℃，就要在步骤S150中判断当前发动机的转速Ne是否大于350rpm并小于1000rpm。
如果在步骤S150中判断出当前发动机的转速Ne在设定的区间内，则然后要在步骤S160中判断变速器的输出转速No是否为零。如果变速器的输出转速为零，则要在步骤S170中判断变矩器涡轮的转速Nt是否为零。如果变矩器涡轮的转速Nt为零，就要在步骤S190由制动开关20的输出信号来判断是否正在制动(也就是说驾驶员是否在踩制动踏板)。如果处于制动状态，就执行换空档操作，此后流程转回到步骤S120。在步骤S120-S180中，如果条件不满足，就执行步骤S220，执行N-D(空档-驱动档)换档。
通过上述的方法，当车辆以第一速度停车时，变速器就被换到空档，这样就如图2所示，变矩器的滑转率被保持在20rpm左右。相应地，变矩器的载荷就减小了，因而也降低了噪音和振动，同时也降低了燃油消耗。
图4表示了根据本发明第二最佳实施方式的方法的流程图，其应用在一个自动变速器中，用于当车辆以第一速度停车时能控制档位换成空档。下面将只是对该方法区别于本发明第一最佳实施例的部分进行描述。
具体来讲，在执行完步骤S190的换空档操作之后，要在步骤S300中对涡轮转速Nt和输出转速No的速差是否大于100rpm进行判断。如果速差大于100rpm，则ECU25对进气控制器28和点火正时控制器30进行控制，从而在步骤S310中执行空档下的怠速控制。但如果在步骤S300中速差小于或等于100rpm，则执行步骤S320中的驱动档位下的怠速控制。
在根据本发明第二种实施方式的方法中，通过抑制转速的波动，用ECU25也实现了总的控制，由此来进一步改善了驾驶的舒适性。
虽然上文对本发明的最佳实施例进行了详细的描述，但应当清楚地认识到，如权利要求书所限定的那样，对此处所教导的本发明基本概念所进行的、本领域技术人员所显见的、多种形式的改动和/或变型都落入本发明设计思想和保护范围之内。
权利要求
1．一种应用在自动变速器中的方法，用于当车辆以第一速度停车时，能将档位换成空档，该方法包括步骤(a)判断车辆的速度是否低于一个设定速度；(b)如果车辆的速度低于该设定速度值，判断道路的坡度是否大于某一设定值；(c)如果道路的坡度大于该设定坡度值，判断油门开度是否为0％；(d)如果油门开度为0％，则判断当前档位速度是否为D驱动档位或D2驱动档位的第一速度；(e)如果当前档位速度处于D驱动档位或D2驱动档位的第一速度；判断油温是否大于某一设定温度值；(f)如果油温大于该设定温度值，判断当前发动机转速Ne是否在一个设定的速度范围内；(g)如果当前发动机的转速在该设定的数值范围内，判断变速器的输出转速是否为零转；(h)如果变速器的输出转速为零转，则判断变矩器的涡轮的转速是否为零；(i)如果变矩器的涡轮的转速为零，则判断制动踏板是否被驾驶员踩下；以及(j)如果制动器已被驾驶员踩下，则启动控制，换入空档，然后返回步骤(c)，重新检测油门的开度是否为0％。
2．根据权利要求1所述的方法，其特征在于如果在步骤(a)中车辆的速度大于设定速度，则就保持当时的档位状态；如果在步骤(b)中，道路坡度小于设定值，就要判断道路的坡度是否小于0％，如果小于，就要保持当前档位状态，如果不小于，流程就返回到步骤(b)。
3．根据权利要求1所述的方法，其特征在于如果在步骤(c)到(i)中的任何一个条件不满足，就执行从空档到驱动档的换档。
4．根据权利要求1所述的方法，其特征在于在步骤(a)中的设定速度为30km/h，在步骤(b)中的设定数值为3.5％；在步骤(e)中的设定温度为20℃；步骤(f)中的设定转速范围在350rpm至1000rpm之间。
5．根据权利要求1所述的方法，其特征在于在执行完步骤(j)换到空档之后，需要判断在涡轮转速和输出转速之间的速差是否大于100rpm，且如果速差大于100rpm，将由一个电子控制装置对进气控制器和点火正时控制器进行控制，从而执行空档时的怠速控制，而如果速差小于或等于100rpm，该电子控制单元对进气控制器和点火正时控制器进行控制，从而执行D驱动档下的怠速控制。
6．根据权利要求5所述的方法，其特征在于设定转速为100rpm。
全文摘要
本发明公开了一种使用在自动变速器中的方法,用于当车辆以第一速度停车时,能将档位换成空档。该方法通过依次对车辆速度、道路坡度、油门开度、档位速度、油温、当前发动机转速、变速器的输出转速、变矩器的涡轮转速、制动踏板是否被踏下等进行判断,当满足一定条件时,换入空档。否则,就保持当时的档位状态;或执行从空档到驱动档的换档。
文档编号F16H61/20GK1322640SQ0013639
公开日2001年11月21日 申请日期2000年12月29日 优先权日2000年5月9日
发明者李义龙 申请人:现代自动车株式会社