车辆系统的制作方法

车辆系统的制作方法
【专利摘要】一种车辆系统，包括：换档操作装置，其包括操作器，所述操作器配置为当未被驾驶员操作时，返回到所述初始位置，所述操作器配置为由所述驾驶员操作到对应于自动变速器的档位的操作位置；改换机构，其配置为通过激活致动器来改换所述档位；以及电子控制单元，其配置为：基于所述初始位置和所述操作位置设定第一要求位置，基于所述要求位置电气改换所述档位，将所述要求位置保持作为第二要求位置，直到基于所述操作位置设定了新的要求位置，并且，通过将所述第二要求位置与所述档位进行比较来判定所述车辆系统是否异常。
【专利说明】
车辆系统
技术领域
[0001]本发明涉及一种车辆系统，该系统通过激活致动器来电改变自动变速器的档位。
【背景技术】
[0002]公知一种车辆，其包括在根据人工操作的换档操作装置中的操作位置的要求位置的基础上通过激活致动器来电气改换自动变速器的档位的改换机构。这种车辆是如日本专利申请公开第2008-184985号(JP 2008-184985 A)中描述的包括档位段改换机构(其对应于上述改换机构)的车辆。JP 2008-184985 A描述了自通过驾驶员的档位段改换操作已经改变了目标变速档位段(其对应于上述要求位置)起经过预定的等待时间之后，判定实际的变速档位段是否与目标变速档位段相一致。预定的等待时间是被设定以便大于或等于与直到实际变速档位段(与位置同义)达到目标变速档位段所用的电动机驱动时间相对应的延迟时间的时间。JP 2008-184985 A还将如下这样的装置描述为档位段改换机构:在已知的P、R、N、D四个变速档位段之间改换的装置、仅在两个档位段(S卩，在P档位段和除P档位段之外的档位段(非P档位段))之间改换的装置等。

【发明内容】

[0003]顺便提及，如果提供了一种在没有外力施加给操作器的状态下操作器(例如，换档杆或开关)返回到初始位置的瞬时型换档操作装置，例如，仅当操作器正被操作至基于与驾驶员期望的档位相对应的操作位置时，才设定所述操作位置的要求位置。因此，存在这样的情况，在要求位置返回到对应于初始位置的设定位置之后，才完成改换为与基于操作位置的要求位置相对应的自动变速器的档位。在这样的情况下，与初始位置相对应的要求位置与在已经完成改换时自动变速器的档位不一致。因此，虽然是改换为驾驶员期望的档位的正常改换操作，但也存在做出错误的异常判定的忧虑。上述问题并不是公知的。
[0004]本发明提供一种车辆系统，其当换档操作装置是瞬时型时，能够防止在要求位置与变速位置比较中的错误的异常判定。
[0005]本发明的第一方案提供了一种车辆系统。所述车辆系统包括:换档操作装置，其包括操作器，所述操作器配置为当未被驾驶员操作时，返回到初始位置，所述操作器配置为由驾驶员操作到与自动变速器的档位相对应的操作位置;改换机构，其配置为通过激活致动器来改换自动变速器的档位；以及电子控制单元。所述电子控制单元配置为基于初始位置和操作位置设定第一要求位置。所述电子控制单元配置为基于第一要求位置电气改换自动变速器的档位。所述电子控制单元配置为将第一要求位置保持作为第二要求位置，直到基于操作位置设定了新的要求位置。所述电子控制单元配置为通过将第二要求位置与自动变速器的档位进行比较来判定车辆系统是否异常。
[0006]根据上述方案，例如，因为基于由操作器的操作产生的要求位置的变化的自动变速器的档位的改换伴随着由改换机构实行的改换，所以当操作器从换档操作装置中的任一操作位置返回到初始位置，然后自动变速器的档位改换为与该操作位置相对应的档位时，基于操作器的位置的要求位置被设定为基于初始位置的要求位置。然而，由于第二要求位置被设定为基于操作器之前刚操作到的操作位置的要求位置，因此在换档操作装置是瞬时型的情况下，防止在第二要求位置与档位比较中错误的异常判定。
[0007]在上述方案中，操作位置可以包括与自动变速器的非行驶位置相对应的非行驶位置和与自动变速器的行驶位置相对应的行驶位置。所述电子控制单元可以配置为，当(i)自动变速器的档位是行驶位置，并且(i i)第二要求位置是非行驶位置和基于初始位置的要求位置中的一个时，判定车辆系统是异常的。根据上述方案，因为基于由操作器的操作产生的从要求位置到行驶位置的变化的从自动变速器的档位到行驶位置的改换伴随着由改换机构实行的改换，所以当操作器从换档操作装置中与行驶位置相对应的行驶位置返回到初始位置，然后自动变速器的档位改换到行驶位置时，基于操作器的位置的要求位置被设定为基于初始位置的要求位置。然而，第二要求位置被设定为行驶位置，因此，防止错误的异常判定。
[0008]在上述方案中，所述电子控制单元可以配置为，当(i)自动变速器的档位是行驶位置，并且(ii)第二要求位置是其行驶方向与档位的行驶方向相反的行驶位置时，判定车辆系统是异常的。根据上述方案，通过当档位被控制沿与驾驶员所期望的行驶方向相反的行驶方向时判定车辆系统为异常，能够执行故障保护处理。
[0009]在上述方案中，所述电子控制单元可以配置为，当(i)自动变速器的档位是非行驶位置并且(ii)第二要求位置是非行驶位置、行驶位置和基于初始位置的要求位置中的一个时，判定车辆系统是正常的。根据上述方案，因为基于从操作器的操作产生的要求位置从非行驶位置到行驶位置的变化的自动变速器的档位从非行驶位置到行驶位置的改换伴随着由改换机构实行的改换，所以当操作器从换档操作装置中的与行驶位置相对应的行驶位置返回到初始位置，然后自动变速器的档位从非行驶位置改换到行驶位置时，档位在改换过程中被设定为非行驶位置，因此，防止错误的异常判定。
[0010]在上述方案中，所述电子控制单元可以配置为通过将第二要求位置与档位进行比较来判定车辆系统的状态是否处于异常状态，并且所述电子控制单元可以配置为当异常状态的持续时间大于或等于预定时间时，判定车辆系统是异常的。根据上述方案，通过将要求位置与档位进行比较，能够可靠地判定车辆系统为异常。
[0011]在上述方案中，改换机构可以是配置为通过激活致动器而在锁定状态和单个或多个非锁定状态之间改换的改换机构，在所述锁定状态下，锁定齿与随车轮一起旋转的旋转齿啮合，在所述单个或多个非锁定状态下，锁定状态被解除。具体地，改换机构可以是配置为通过操作致动器而在锁定状态和单个非锁定状态之间改换的驻车锁定装置。电子控制单元可以配置为通过设定锁定状态来将自动变速器的档位设定为驻车位置。驻车位置是在该位置下通过驻车锁定装置将自动变速器中的动力传递路径中断且将车轮的旋转机械阻止的位置。电子控制单元可以配置为通过设定非锁定状态将自动变速器的档位改换为空档位置、反向行驶位置以及前进行驶位置中的任何一个。空档位置是用于设定自动变速器中的动力传递路径被中断的空档状态的位置。反向行驶位置是用于使车辆向后行驶的位置。前进行驶位置是用于使车辆向前行驶的位置。根据上述方案，例如，因为基于由操作器的操作产生的要求位置的变化的自动变速器的档位的改换伴随着由改换机构实行的在锁定状态和非锁定状态之间的改换，所以当操作器从换档操作装置中的任一操作位置返回到初始位置，然后自动变速器的档位改换为与操作位置相对应的档位时，基于操作器的位置的要求位置是基于初始位置的要求位置。然而，由于第二要求位置是被设定为基于操作器之前刚操作到的操作位置的要求位置，所以在换档操作装置是瞬时型的情况下，防止在要求位置与档位的比较中错误的异常判定。根据以上方案，因为基于由操作器的操作产生的要求位置从行驶位置到驻车位置的变化的自动变速器的档位从行驶位置到驻车位置的改换伴随着由改换机构实行的改换，所以当操作器从换档操作装置中的与驻车位置相对应的行驶位置返回到初始位置，然后自动变速器的档位从行驶位置改换到驻车位置时，档位在改换过程中被设定为作为非行驶位置之一的空档位置，从而防止错误的异常判定。
【附图说明】
[0012]下面将参照附图对本发明的示范性实施例的特征、优点以及技术和工业意义进行描述，其中相同的标号表示相同的元件，其中:
[0013]图1是示出应用本发明的车辆的示意性构造的视图，并且是示出设置在车辆中的控制系统的相关部分的框图；
[0014]图2是示出通过人工操作来改换自动变速器的档位的换档操作装置的实例的视图；
[0015]图3是示出机械地阻止驱动轮的旋转的改换机构的实例的透视图；
[0016]图4是示出电子控制单元的控制功能的相关部分的功能框图；
[0017]图5是关于当要求位置和控制位置相互比较时判定是正常还是异常的总结表；
[0018]图6是示出电子控制单元的控制操作，S卩，用于在换档操作装置是瞬时型的情况下在要求位置与控制位置的比较中防止错误的为异常的异常判定的控制操作，的相关部分的流程图；以及
[0019]图7是在执行图6的流程图所示的控制操作的情况下的时序图的实例。
具体实施例
[0020]在下文中，将参照附图对本发明的实施例进行详细说明。
[0021]图1是示出构成应用本发明的车辆1(车辆系统)的从发动机12到驱动轮14的动力传递路径的示意性构造的视图。图1是示出设置于车辆10中以便控制改换机构16等的控制系统的相关部分的框图。如图1所示，车辆10包括改换机构16、自动变速器18等。车辆10采用线控换档(shift-by-wire)( SBff)系统，在该系统下，通过电子控制来改换自动变速器18的档位(其与档位段同义)。例如，自动变速器18顺序地经由反转齿轮对20、主减速齿轮对24、差动齿轮26、一对驱动轴28等将发动机12的动力从输出齿轮22传递给一对驱动轮14。输出齿轮22用作自动变速器18的输出旋转构件。发动机12是充当用来推进车辆1的驱动力源的内燃机。输出齿轮22构成反转齿轮对20中的一个。这些自动变速器18、反转齿轮对20、主减速齿轮对24、差动齿轮26等构成充当传动系的变速驱动桥。车辆10进一步包括换档操作装置30。
[0022]车辆10包括电子控制单元80。电子控制单元80包括用于车辆10的换档改换控制器。换档改换控制器控制改换机构16的操作状态的改换、自动变速器18的档位的改换等。电子控制单元80包括所谓的微型计算机。例如，微型计算机包括CPU、RAM、ROM、输入/输出接口等。CPU通过在利用RAM的暂时存储功能的同时根据预先存储在ROM中的程序实行信号处理来执行对车辆10的各种控制。例如，电子控制单元80配置为执行诸如对发动机12的输出控制、对自动变速器18的变速控制，利用线控换档系统对自动变速器18的档位的改换控制，以及对改换机构16的操作状态的改换控制等的车辆控制。电子控制单元80根据需要被分成用于对发动机12的输出控制的单元、用于对自动变速器18的变速控制的单元等。将由设置在车辆10中的各种传感器检测到的各种信号供应给电子控制单元80。例如，各种传感器包括换档传感器34、选择传感器36、P开关38、车速传感器40、制动开关42、编码器52(参见图3)等。换档传感器34和选择传感器36是换档杆32的操作位置传感器。例如，各种信号包括换档杆位置信号Splev、P开关信号Spsw、车速信号、制动器操作信号Sbra、旋转信号Sang等。换档杆位置信号Splev是对应于换档杆32的操作位置(杆位置)Plev的操作信号。P开关信号Spsw是对应于当P开关38被操作时的操作位置(P开关闭合位置)Psw的操作信号。车速信号指示对应于自动变速器18的输出旋转速度的车速V。制动器操作信号Sbra指示作为常用闸的脚制动踏板被操作的制动器开启状态。旋转信号Sang指示P锁驱动电动机50的旋转角(参照图3)，其是改换机构16中的位置信号。各种输出信号从电子控制单元80被供应给设置在车辆1中的装置(例如，发动机12、改换机构16、自动变速器18等)。例如，各种输出信号包括发动机输出控制命令信号Seng、P改换控制命令信号Splock、变速控制命令信号Sshift、档位改换控制命令信号Spos、档位指示信号Sindi等。发动机输出控制命令信号Seng用以执行对发动机12的输出控制。P改换控制命令信号Splock用以执行对改换机构16的改换控制。变速控制命令信号Sshift用以执行对自动变速器18的变速控制。档位改换控制命令信号Spos用以改换自动变速器18的档位。档位指示信号Sindi用以通过激活指示器46来指示自动变速器18的档位(包括P位置)。
[0023]图2是示出充当用以通过人工操作在自动变速器18中的多个档位中进行改换的改换装置(操作装置)的换档操作装置30的实例的视图。例如，换档操作装置30被布置在驾驶员座位附近。换档操作装置30包括作为由驾驶员选择性地操作到与自动变速器18的多个档位相对应的多个操作位置(杆位置Plev和P开关闭合位置Psw)的操作器的换档杆32和P开关38。换档杆32和P开关38中的每一个都是在无外力施加的状态下返回到原始位置(初始位置)的瞬时型操作器。即，瞬时型操作器是当未被驾驶员操作时自动返回到初始位置的操作器。换言之，瞬时型操作器是当操作力被释放时自动返回到初始位置的自动返回操作器。换档杆32由驾驶员择一地操作到多个杆位置Plev，以便将自动变速器18的档位设定为除了驻车位置(P位置)之外的期望档位(R、NSD位置)。？开关38是设置为在换档杆32附近的另一个开关的操作器。P开关38是由驾驶员操作以便通过将自动变速器18的档位设定为P位置来激活驻车锁定。
[0024]如图2所示，换档杆32配置为被操作到R操作位置、N操作位置、D操作位置、M操作位置或B操作位置。R操作位置、N操作位置和D操作位置是布置在车辆的前后方向或上下方向(即，纵向)上的三个杆位置PleiM操作位置与B操作位置被布置平行于以上三个杆位置Plev。换档杆32将对应于杆位置Plev的换档杆位置信号Splev输出给电子控制单元80。换档杆32可沿纵向在R操作位置、N操作位置和D操作位置之间操作。换档杆32可沿纵向在M操作位置与B操作位置之间操作。换档杆32可沿垂直于以上纵向的车辆10的横向在M操作位置和N操作位置之间操作。M操作位置是换档杆32的初始位置(原位置)。即使当换档杆32已经换档为除M操作位置之外其他任一杆位置Plev(R、N、D和B操作位置)时，但是当驾驶员释放换档杆32时(S卩，当施加给换档杆32的外力消失时)，换档杆32由于诸如弹簧的机械机构而返回到M操作位置。
[0025]例如，P开关38是瞬时型按钮开关。每当P开关38被驾驶员下压到为P开关闭合位置Psw的P操作位置时，P开关38输出P开关信号Spsw给电子控制单元80。当P开关38未被下压时，P开关38置于初始位置(原位置)处。即使当P开关38已经被下压到P开关闭合位置Psw时，但是当驾驶员释放P开关38时，P开关38被配置为通过诸如弹簧的机械机构返回到初始位置。
[0026I当换档操作装置30被操作到任一操作位置时，基于对应于任一操作位置的操作信号，由电子控制单元80将自动变速器18的档位变改换为对应于所述任一操作位置的档位。当换档操作装置30被操作到任一操作位置时，当前操作位置，即自动变速器18的档位的状态，被指示在指示器46上。
[0027]将对自动变速器18的每个档位(P、R、N和D位置)进行说明。P位置是驻车位置，在此处，自动变速器18中的动力传递路径被中断且机械地阻止驱动轮14的旋转的驻车锁(P锁)由改换机构16激活。选择P位置作为P开关38下压到P开关闭合位置Psw的结果。R位置是反向行驶位置，其中用于使车辆10向后行驶的驱动力被传递给驱动轮(S卩，用于使车辆10向后行驶的反向行驶位置)。选择R位置作为将换档杆32换档到R操作位置的结果。空档位置(N位置)是用于设定自动变速器18中的动力传递路径被中断的空档状态的空档位置。当换档杆32被换档到N操作位置时，则选择空档位置。D位置是前进行驶位置，在此处用于使车辆向前行驶的驱动力被传递给驱动轮14。前进行驶位置是用于使车辆10向前行驶的前进行驶位置。选择D位置作为换档杆32被换档到D操作位置的结果。B位置是减速前进行驶位置(发动机制动位置)，在此处，通过在D位置运用发动机制动效果来对驱动轮14的旋转进行减速。选择B位置作为换档杆32被换档到B操作位置的结果。
[0028]在根据本实施例的换档操作装置30中，当施加给换档杆32或P开关38的外力消失时，换档杆32或P开关38返回到相应的初始位置。因此，仅通过视觉识别换档杆32或P开关38则不可能识别出所选择的档位。因此，指示器46设置在可容易从驾驶员看到的位置。所选择的档位被指示在指示器46上，包括所选择的档位是P位置的情况。
[0029]根据本实施例，车辆10中采用所谓的线控制换档。如图2所示，换档操作装置30在第一方向Pl和第二方向P2上进行二维换档。第一方向Pl是上述的纵向。第二方向P2是与第一方向Pl相交(即，垂直于)的横向。因此，换档操作装置30包括作为用于检测换档杆32的杆位置Plev的位置传感器的换档传感器34和选择传感器36。换档传感器34用作检测第一方向Pl上的换档操作的第一方向检测单元。选择传感器36用作检测第二方向P2上的换档操作的第二方向检测单元。换档传感器34和选择传感器36中的每一个输出电压给电子控制单元80，作为对应于杆位置Plev的换档杆位置信号Splev。即，换档传感器34和选择传感器36整体上构成检测杆位置Plev的杆位置检测单元。电子控制单元80根据换档杆位置信号Splev的电压来识别(判定)杆位置Plev。
[0030]将对杆位置Plev的识别的实例进行说明。换档传感器34的检测信号电压VSF具有对应于第一方向第一位置Pl_l、第一方向第二位置Pl_2以及第一方向第三位置Pl_3中任一个的电压电平(落在低范围内的电压、落在中间范围内的电压和落在高范围内的电压中的任一个)。第一方向第一位置Pl_l指示R操作位置。第一方向第二位置Pl_2指示M操作位置或N操作位置。第一方向第三位置Pl_3指示B操作位置或D操作位置。选择传感器36的检测信号电压VSL具有对应于第二方向第一位置P2_l和第二方向第二位置P2_2之一的电压电平(落在低范围内的电压和落在高范围内的电压之一)。第二方向第一位置P2_l指示M操作位置或B操作位置，第二方向第二位置P2_2指示R操作位置、N操作位置或D操作位置。电子控制单元80通过检测以这种方式变化的检测信号电压VSF、VSL来识别出符合电压电平的组合的杆位置Plev(R、N、D、M或B操作位置)。
[0031]图3是示出激活用于机械地固定自动变速器18的输出齿轮22的旋转(S卩，机械地阻止驱动轮14的旋转)的P锁的改换机构16的构造的透视图。如图3所示，改换机构16包括P锁机构48、P锁驱动电动机50、编码器52等。改换机构16根据来自电子控制单元80的控制信号来防止车辆1的移动或允许车辆1的移动。
[0032]例如，P锁驱动电动机50是由开关磁阻电动机(SR电动机)形成的。P锁驱动电动机50是在从电子控制单元80接收到命令(控制信号)时通过线控换档系统来驱动P锁机构48的致动器。编码器52是输出A-相信号、B-相信号和Z-相信号的旋转编码器。编码器52与P锁驱动电动机50—体地旋转，检测SR电动机的旋转状况，并将指示该旋转状况的信号输出给电子控制单元80。该信号是用于获取对应于P锁驱动电动机50的位移(旋转量)的计数值(编码器计数)的脉冲信号。电子控制单元80通过获取由编码器52供应的信号来掌握SR电动机的旋转状况，并执行用于驱动SR电动机的通电控制。
[0033]P锁机构48包括轴54、止动板56、杆58、驻车齿轮60、驻车锁定爪62、止动弹片64、辊66等。轴54被P锁驱动电动机50旋转地驱动。止动板56随着轴54的旋转而旋转。杆58随止动板56的旋转而操作。驻车齿轮60是与用作车轮的驱动轮14一起旋转的旋转齿(S卩，与驱动轮14互锁旋转的旋转齿)。驻车锁定爪62是用于阻挡(锁定)驻车齿轮60的旋转的锁定齿。止动弹片64限制止动板56的旋转。
[0034]只要存在当驻车齿轮60被设定为锁定状态时，驱动轮14也被设定为锁定状态的关系，驻车齿轮60的位置就没有限制。例如，驻车齿轮60与自动变速器18的输出齿轮22同心固定(参见图1)。止动板56通过轴54可操作地联接到P锁驱动电动机50的驱动轴。止动板56由P锁驱动电动机50与杆58、止动弹片64、辊66等共同驱动，并且起用于在驻车锁定位置和非驻车锁定位置之间改换的驻车锁定位置判定构件的作用。驻车锁定位置对应于P位置。非驻车锁定位置对应于作为除P位置以外的任一档位(R、N、D和B位置)的非P位置。
[0035]图3示出了处于非驻车锁定位置的状态。在这种状态下，由于其不是驻车锁定爪62与驻车齿轮60啮合的锁定状态，因此P锁机构48不干涉驱动轮14的旋转。当轴54由P锁驱动电动机50从该状态沿图3中所示的箭头C的方向旋转时，杆58经由止动板56沿图3所示的箭头A的方向被按压。其结果是，驻车锁定爪62被设置在杆58的远端处的锥形构件68沿图3中所示的箭头B方向向上推动。随着止动板56的旋转，在设置于止动板56的顶部的两个凹部之一(B卩，非驻车锁定位置)处的止动弹片64的辊66爬过凸部70并移进另一个凹部(S卩，驻车锁定位置)。辊66设置在止动弹片64上以便可绕辊66的轴旋转。当止动板56旋转使得辊66位于驻车锁定位置时，驻车锁定爪62被向上推动到驻车锁定爪62与驻车齿轮60相啮合的位置。因此，与驻车齿轮60互锁地旋转的驱动轮14的旋转被机械地阻止，自动变速器18的档位被设定为P位置。
[0036]以这种方式，改换机构16是通过根据驾驶员的操作(换言之，根据换档杆位置信号Splev或P开关信号SPSW)来操作P锁驱动电动机50而改变自动变速器18的档位的改换机构。改换机构16是通过操作P锁驱动电动机在锁定状态(驻车锁定位置)和非锁定状态(非驻车锁定位置)之间改换的驻车锁定装置。在锁定状态下，驻车锁定爪62与驻车齿轮60啮合。在非锁定状态下，锁定状态被解除。代替将驱动轮14设定在不可旋转状态(锁定状态)下，可以通过将类似地用作车轮的从动轮(未示出)设定为不可旋转的状态来防止车辆10的移动。在这样的情况下，改换机构16被配置为根据驾驶员的操作将与从动轮一起旋转的旋转齿在锁定状态和非锁定状态之间改换。
[0037]图4是示出电子控制单元80的控制功能的相关部分的功能框图。如图4所示，电子控制单元80在功能上包括要求位置设定单元82、档位改换控制单元84和异常判定单元86。要求位置设定单元82是要求位置设定工具的一个实例。档位改换控制单元84是档位改换控制工具的一个实例。异常判定单元86是异常判定工具的一个实例。
[0038]例如，要求位置设定单元82基于换档操作装置30中的初始位置和操作位置来设定要求位置。要求位置是驾驶员期望的自动变速器18的档位。具体地，当要求位置设定单元82根据换档杆位置信号Splev和P开关信号Spsw判定换档杆32和P开关38 二者都位于相应的初始位置时，要求位置设定单元82将要求位置设定为“无”。直到换档杆32或P开关38根据换档杆位置信号Splev或P开关信号Spsw在任一操作位置上(在杆位置Plev或P开关闭合位置Psw中的任一个处)持续地保持了预定时间A或更长之后返回到初始位置，要求位置设定单元82将要求位置设定为对应于该操作位置的档位。例如，预定时间A是通过设计或实验而事先获取并存储的操作判定阈值(即，预先判定)，作为通过其可以判定换档杆32或P开关38已经确实被操作到根据驾驶员的意图的操作位置的时间。预定时间A可以被设定为用于各操作位置的一律值，或者可以被设定为用于各操作位置的不同值。
[0039]例如，档位改换控制单元84根据由要求位置设定单元82设定的要求位置来电气改换自动变速器18的档位。即，档位改换控制单元84改换为对应于要求位置的档位。具体地，档位改换控制单元84根据指示P锁驱动电动机50的旋转角度的旋转信号Sang判定驻车齿轮60是处于锁定状态还是非锁定状态。指示P锁驱动电动机50的旋转角度是指示在改换机构16中的驻车锁的激活状态。改换控制单元84判定自动变速器18的档位是P位置还是非P位置。当P位置在驻车齿轮60处于非锁定状态(S卩，当档位处于非P位置)时由要求位置设定单元82设定为要求位置时，档位改换控制单元84通过操作改换机构16将驻车齿轮60设定为锁定状态。因此，档位改换控制单元84将自动变速器18的档位从非P位置改换为P位置。另一方面，当任一非P位置在驻车齿轮60处于锁定状态时由要求位置设定单元82设定为要求位置时，档位改换控制部84通过操作改换机构16将驻车齿轮60设定为非锁定状态。因此，档位改换控制单元84将自动变速器18的档位从P位置改换为任一非P位置。档位改换控制单元84改换为对应于要求位置的任一档位，即，R位置、N位置以及D位置。当驻车齿轮60处于锁定状态时是档位为P位置时。非P位置是R、N和D位置中的任一个(参见拒绝功能(后述))。
[0040]在本实施例中，采用通过电气控制来改换自动变速器18的档位的线控换档(SBW)系统。因此，档位改换控制单元84具有即使当换档操作装置30由驾驶员操作时，也不接受档位的改换(即，电气禁止改换机构16的改换操作)的拒绝功能(或故障保护功能)。具体地，SP使在车辆正以超过P锁允许车速Vp的车速V行驶的同时将要求位置设定为P位置，档位改换控制单元84也不将档位改换为P位置而是将档位设定为N位置。即使档位在脚制动踏板44没有被下压的状态下为P位置时将要求位置设定为任一非P位置，档位改换控制单元84仍保持P位置。脚制动踏板44没有被下压的状态是指示制动器启动状态的制动器操作信号Sbra未输出的状态。B位置是在档位从D位置改换(为B位置)的前提下的发动机制动位置。因此，SP使当在除了 D位置以外的其他档位下将要求位置设定为B位置时，档位改换控制单元84也不将档位改换为B位置。例如，即使当要求位置在档位是P位置时被设定为B位置时，档位改换控制单元84仍保持P位置。即使当要求位置在档位为RSN位置时被设定为B位置时，档位改换控制部84将档位设定为N位置。即使在档位为D位置时车辆正以超过预定车速的车速行驶的同时要求位置被设定为R位置时，档位改换控制单元84将档位设定为N位置。即使在档位为R位置时车辆正以超过预定车速的车速行驶的同时要求位置被设定为D位置时，档位改换控制单元84将档位设定为N位置。
[0041 ]例如，异常判定单元86通过将要求位置与自动变速器18的实际档位相比较来判定车辆系统是正常还是异常。例如，自动变速器18的实际档位是由档位改换控制单元84控制的档位(即，档位改换控制单元84输出的命令值)。自动变速器18的实际档位在本实施例中被称为控制位置。异常是例如要求位置与控制位置不一致这样的异常。更具体地，例如，异常是由档位改换控制单元84执行的档位改换控制的异常。例如，当异常判定单元86判定为异常时，执行预定的故障保护操作。
[0042]基本上，当要求位置与控制位置相一致时，异常判定单元86判定车辆系统为正常。另一方面，当要求位置与控制位置不一致时，异常判定单元86判定车辆系统为异常。然而，当控制位置是作为在其下给驱动轮14的动力的传递被中断的档位(P或N位置)的非行驶位置时，由于没有产生用于使车辆10移动的动力，因此即使当控制位置与要求位置不一致时，异常判定单元86也判定车辆系统为正常。D位置和B位置均为前进行驶位置。因此，在D位置和B位置之间，即使当控制位置与要求位置不一致时，也被判定为正常。P操作位置和N操作位置均为对应于自动变速器18的非行驶位置的非行驶位置。R操作位置、D操作位置和B操作位置均为对应于自动变速器18的行驶位置的行驶位置，其为允许给驱动轮14的动力传递的档位(R、D或B位置)。
[0043]图5是关于当在考虑了上述观点将要求位置和控制位置进行比较时判定是正常还是异常的总结表。如图5所示，当控制位置是行驶位置(R、D和B的位置)之一时，并且当要求位置是“无”和非行驶位置(P和N位置)中的任一个时，异常判定单元86判定为异常。当控制位置是行驶位置之一时，并且当要求位置是行驶方向与控制位置的行驶方向相反的行驶位置之一时，异常判定单元86判定车辆系统为异常。因此，当控制位置是行驶位置之一时，并且当要求位置是行驶方向与控制位置的行驶方向相同的行驶位置中的一个时，异常判定单元86判定车辆系统为正常。另一方面，当控制位置是非行驶位置中的任一个时，并且当要求位置是“无”、非行驶位置和行驶位置中的任一个时，异常判定单元86判定车辆系统为正常。当异常判定单元86在控制位置已经改换时判定车辆系统是正常还是异常时，异常判定单元86可以使用图5的表。
[0044]顺便提及，档位在P位置和任一非P位置之间的改换伴随着改换机构16的改换操作。在这种情况下，在改换机构16已经完成改换操作之后(S卩，P锁驱动电动机的操作周期已经期满之后)，确定(改换后的)控制位置。在这种情况下，在控制位置已经改换的时间处，要求位置可以已经是“无”。因此，尽管它是至对应于要求位置的档位的正常的位置改换操作，但也存在被错误地判定为异常的忧虑。
[0045]因此，电子控制单元80在功能上进一步包括作为要求位置保持工具的一个实例的要求位置保持单元88。例如，要求位置保持单元88保持由要求位置设定单元82设定的要求位置，直到要求位置设定单元82基于操作位置设定了新的要求位置为止。也就是，当基于操作位置则要求位置已经变化时，则所保持要求位置也相应变化。然而，当基于初始位置要求位置已经变化为“无”时，所保持的要求位置不变。例如，当要求位置已经改换为D位置时，所保持的要求位置也改换为D位置。然而，当要求位置已经从D位置改换为“无”时，所保持的要求位置被持续地保持在D位置上。在本实施例中，通过要求位置保持单元88保持的要求位置被称为第二要求位置。
[0046]例如，，该异常判定部86不是将由要求位置设定单元82设定的要求位置而是将第二要求位置设定，作为当通过将要求位置与控制位置相比较来判定车辆系统是正常还是异常时的要求位置。即，异常判定单元86通过将第二要求位置与控制位置进行比较来判定车辆系统是否异常。具体地，异常判定单元86通过将第二要求位置与控制位置相比较来判定车辆系统的状态是否为异常状态。当异常判定单元86判定车辆系统的状态是异常状态时，异常判定单元86判定异常状态的持续时间是否大于或等于预定时间B。当异常判定单元86判定异常状态的持续时间大于或等于预定时间B时，异常判定单元86判定车辆系统为异常(即，最终判定其为异常)。例如，预定时间B为预先确定为可以被明确判定(最终判定)为异常的状态的持续时间的异常判定阈值。
[0047]图6是示出电子控制单元80的控制操作，也就是，用于在换档操作装置30是瞬时型的情况下，防止在要求位置与控制位置的比较中的错误异常判定的控制操作的相关部分的流程图。例如，流程图以大约几毫秒到几十毫秒的极短周期时间被反复执行。图7是在执行图6的流程图所示的控制操作的情况下的时间图的实例。
[0048]如图6所示，最初，在对应于要求位置设定单元82的步骤SlO中(以下，省略步骤)，例如，要求位置基于换档操作装置30中的初始位置和操作位置而被设定(判定)。接着，在对应于档位改换控制单元84的S20中，例如，自动变速器18的档位基于SlO中设定的要求位置而被改换，并且控制位置被最终确定(判定)。接着，在对应于要求位置保持单元88的S30中，例如，判定要求位置是否在“无”以外。当在S30中做出肯定判定时，在对应于要求位置保持单元88的S40中，例如，当在SlO中设定的要求位置与第二要求位置不同时，第二要求位置更新为SlO中设定的要求位置。当在S30中做出否定判定或在S40之后时，例如，在对应于异常判定单元86的S50中通过将第二要求位置与控制位置进行比较来判定是否存在异常状态，并且，当判定存在异常状态时，则判定异常状态的持续时间是否大于或等于预定时间B。当在S50中做出否定判定时，处理返回到S10。当在S50中做出肯定判定时，例如，在对应于异常判定单元86的S60中最终判定为异常。
[0049]当在图7中的tl时间处将要求位置设定为D位置时，第二要求位置更新为D位置，并且，在这之后，即使要求位置被设定为“无”第二要求位置也持续地保持在D位置上。在经过了用于从P位置改换为非P位置的P锁驱动电动机的操作周期的t2时间处，控制位置改换为D位置。以这种方式，即使控制位置在要求位置被设定为“无”之后改换为对应于要求位置的D位置时，第二要求位置也被设定为D位置，其结果是在将要求位置与控制位置相比较中防止了错误的异常判定。此外，当控制位置从非行驶位置(P位置)改换为行驶位置(D位置)时，控制位置在改换过程中被设定为非行驶位置，其结果是防止错误的异常判定。更具体地，当控制位置从P位置改换为非P位置时，控制位置在改换过程中被设定为P位置，其结果是防止了错误的异常判定。随后，当在图7中的t3时间要求位置被设定为R位置时，第二要求位置更新为R位置。因为不要求从非P位置改换，所以控制位置迅速改换为R位置。随后，当在图7中的t4时间要求位置被设定为P位置时，第二要求位置更新为P位置。在经过了用于从非P位置改换为P位置的P锁驱动电动机的操作周期的t5时间处，控制位置改换为P位置。因为在P锁驱动电动机的操作周期保持非P位置，所以控制位置迅速改换为N位置。以这种方式，当控制位置从非P位置改换为P位置时，控制位置在改换过程中被设定为N位置，结果是防止了错误的异常判定。随后，当要求位置在图7中t6时间处被设定为N位置时，第二要求位置更新为N位置。在经过了用于从P位置改换为非P位置的P锁驱动电动机的操作周期的t7时间处，控制位置改换为N位置。随后，当要求位置在图7中t8时间处被设定为D位置时，第二要求位置更新为D位置。因为不要求从非P位置改换，所以控制位置迅速改换为D位置。在这之后，甚至当要求位置被设定为“无”时，第二要求位置也持续地保持在D位置，其结果是防止了错误的异常判定。接着，在图7中的t9时间处，在第二要求位置持续地保持在D位置的同时，当要求位置没有变化且控制位置改换为R位置时，判定为异常。
[0050]如上所述，根据本实施例，基于要求位置的变化的控制位置的改换伴随由改换机构16实行的改换。因此，在从换档操作装置30中的操作位置返回到初始位置之后当控制位置改换为对应于该操作位置的档位时，要求位置被设定为基于初始位置的要求位置。然而，由于第二要求位置设定为基于该操作位置的要求位置，所以防止了在换档操作装置30是瞬时型的情况下在将要求位置与控制位置相比较中错误的异常判定。
[0051]根据本实施例，基于要求位置到行驶位置的变化的控制位置到行驶位置的改换伴随着由改换机构16实行的改换。因此，当控制位置在从换档操作装置30中的行驶位置返回到初始位置之后改换为行驶位置时，要求位置被设定为基于初始位置的要求位置。然而，由于第二要求位置是行驶位置，因此防止错误的异常判定。
[0052]根据本实施例，当控制位置被控制在与驾驶员所期望的行驶方向相反的行驶方向上时，判定为异常，因此能够执行预定的故障保护过程。
[0053]参照附图详细描述本发明的实施例。然而，本发明也适用于其它实施例。
[0054]例如，在上述实施例中，当控制位置是非行驶位置(P或N位置)时，即使当要求位置是任意位置时也判定为正常。因此，例如，由异常判定单元86做出的关于是正常还是异常的判定可以至少在要求位置或控制位置已经变化为行驶位置(R，D或B位置)时被执行。当要求位置变化为非行驶位置时，该要求位置并不总是需要被保持且被设定用于第二要求位置。
[0055]在上述实施例中，换档操作装置30包括换档杆32和P开关38。但是，换档操作装置30不局限于该配置。例如，换档操作装置30只需要是将驾驶员的换档意图转换成电信号的操作装置。具体地，换档操作装置30只需要是包括操作位置、操作器和位置传感器的操作装置。操作位置包括对应于各档位的P、R、N、D等操作位置。操作器是被操作到操作位置的杆、拨盘等。位置传感器电气检测操作器已经操作到操作位置。
[0056]在上述实施例中，描述了将本发明应用于在与止动板56的枢转运动互锁的情况下选择性地在P位置(驻车锁定位置，锁定状态)和一个非P位置(非驻车锁定位置，非锁定状态)之间改换的改换机构16的实例。然而，改换机构16不限于该配置。例如，本发明还可以应用于通过根据档位，P、R、N、D位置，操作P锁驱动电动机50来改换自动变速器18的档位的改换机构。
[0057]在上述实施例中，自动变速器18仅由变速器形成、或者由变矩器和具有多个变速比的变速器形成、或除了变速器之外还由减速机构和差动机构形成等。变速器是已知的行星齿轮自动变速器、已知的同步啮合型的平行两轴变速器、已知的双离合器变速器(DCT)、已知的带式无级变速器、已知的牵引式无级变速器、用作电气无级变速器的自动变速器、安装在所谓的并联式混合动力汽车上的自动变速器等。电气无级变速器包括差动机构和第二电动机。例如，差动机构是由将来自发动机的动力在第一电动机和输出轴之间进行分配的行星齿轮系形成的。第二电动机设置在差动机构的输出轴上。电气无级变速器的变速比是电气变化的，使得来自发动机的动力的主要部分通过差动机构的差动作用向驱动轮机械地传递，来自发动机的动力的剩下部分利用电气路径从第一电动机电传输给第二电动机。在并联式混合动力汽车中，电动机被设置以便于能够传递动力给发动机轴、输出轴等。
[0058]上述实施例仅仅是说明性的，并且本发明可以在包括基于本领域技术人员的知识进行的各种修改或改进的模式中被实现。
【主权项】
1.一种车辆系统，包括: 包括操作器的换档操作装置，所述操作器被配置为当未被驾驶员操作时返回到初始位置，所述操作器被配置为由所述驾驶员操作到对应于自动变速器的档位的操作位置； 改换机构，其配置为通过激活致动器来改换所述档位；以及 电子控制单元，其配置为 基于所述初始位置和所述操作位置设定第一要求位置， 基于所述第一要求位置电气改换所述档位， 将所述第一要求位置保持作为第二要求位置，直到基于所述操作位置设定了新的要求位置，以及 通过将所述第二要求位置与所述档位进行比较来判定所述车辆系统是否异常。2.根据权利要求1所述的车辆系统，其中 所述操作位置包括与所述自动变速器的非行驶位置相对应的非行驶位置和与所述自动变速器的行驶位置相对应的行驶位置，并且 所述电子控制单元配置为，当(i)所述档位是所述行驶位置并且(i i)所述第二要求位置是所述非行驶位置和基于所述初始位置的要求位置中的一个时，判定所述车辆系统是异常的。3.根据权利要求2所述的车辆系统，其中 所述电子控制单元配置为，当(i)所述档位是所述行驶位置并且(i i)所述第二要求位置是其行驶方向与所述档位的行驶方向相反的所述行驶位置时，判定所述车辆系统是异常的。4.根据权利要求2或3所述的车辆系统，其中 所述电子控制单元配置为，当(i)所述档位是所述非行驶位置并且(ii)所述第二要求位置是所述非行驶位置、所述行驶位置和基于所述初始位置的所述要求位置中的任一个时，判定所述车辆系统是正常的。5.根据权利要求1或4中的任一项所述的车辆系统，其中 所述电子控制单元配置为: 通过将所述第二要求位置与所述档位进行比较来判定所述车辆系统的状态是否为异常状态，并且 当所述异常状态的持续时间大于或等于预定时间时，判定所述车辆系统是异常的。
【文档编号】F16H61/12GK106030163SQ201580008903
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2015年2月16日
【发明人】松原正人, 舘野允人
【申请人】丰田自动车株式会社