专利名称：变速器的档位显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于显示变速器的档位的档位显示装置。
背景技术：
用于在行驶期间显示变速器的档位的自动变速器显示装置是已知的。(例如，日本专利未审定公开No.06-094111。)在上述文献中描述的自动变速器档位显示装置中，显示目标档位与输出变速指令同时进行。
但是，当变速器基于车辆的工作状态自动地切换档位时，驾驶员不会感觉到速度变化，直到车辆的状态随着变速改变。
因此，改变该档位的显示与输出变速指令同时进行可能会使驾驶员感觉不舒适，因为在驾驶员意识到变速前显示就从当前档位改变到目标档位。
发明内容
本发明的目的是显示与实际变速状态相对应的变速器档位。
根据本发明的变速器档位显示装置包括具有多个档位的变速器、输出变速指令的变速控制部、显示变速器的档位的显示部以及检测基于变速指令的档位的变速状态的检测部，其中，在检测部确认实际开始变速后，显示部显示基于来自变速控制部的变速指令的档位。
根据本发明，由于当实际开始变速时显示由变速指令确定的目标档位，因此档位的显示使驾驶员的不舒适感觉减轻。
优选地，检测部包括检测变速器的转速(rotation number)的变化率的变化率检测部，显示部在由变化率检测部检测到的转速的变化率变为至少预定值时确认基于变速指令的变速开始，并显示基于来自变速控制部的变速指令的档位。
根据本发明，由于基于变速器的转速的变化率显示基于变速指令的档位，因此可以准确地检测随着变速指令的变速的开始，并且可以进一步减轻驾驶员的不舒适感觉。
更优选地，可以选择变速器在自动变速模式和手动变速模式中的一种模式下工作，在自动变速模式下根据工作状态自动控制档位的变化，在手动变速模式下可以手动操纵到任意档位或变速段(shift range)；只有在自动变速模式下，显示部在由变化率检测部检测到的转速的变化率变为至少预定值时确认开始变速，并显示基于变速指令的档位。
根据本发明，由于只有在自动变速模式下基于变速器的转速的变化率显示基于变速指令的档位，因此可以准确地检测随着变速指令的变速的开始，并且可以进一步减轻驾驶员的不舒适感觉。
更优选地，可以选择变速器在自动变速模式和手动变速模式中的一种模式下工作，在自动变速模式下根据工作状态自动控制档位的变化，在手动变速模式下可以手动操纵到任意档位或变速段，只有在自动变速模式下显示部在检测部确认实际开始变速后显示基于变速指令的档位。
根据本发明，由于仅在自动变速模式下当实际开始变速时显示由变速指令确定的目标档位，因此档位的显示使驾驶员的不舒适感觉减轻。
根据本发明，当通过例如从五档经由四档降到三档而使速度变化时，仅保持很短时间的档位(四档)不显示在档位显示装置上。因此，档位的显示与驾驶员的感觉相匹配，从而可以减轻驾驶员的不舒适感觉。
在手动变速模式下工作期间，驾驶员的意图被大大地反映到变速控制中。当例如从五档变到三档而使速度变化时，驾驶员经常意图经由作为中间档位的四档变到三档。如果在手动变速模式下这样禁止显示中间档位，则会不希望地使驾驶员产生不舒适的感觉。因此，在手动变速模式下工作期间不禁止显示中间档位，以显示该档位，从而减轻驾驶员的不舒适感觉。
此外，变到较高档位通常操作较缓慢并且中间档位保持较长时间。如果在这种情况下禁止显示中间档位，则会不希望地使驾驶员产生不舒适的感觉。因此，在变到较高档位期间不禁止显示中间档位，以显示该档位，从而减轻驾驶员的不舒适感觉。
从下面结合附图对本发明的详细描述中，可以更清楚地发现本发明的前述和其它目的、特征、方面和优点。
图1示出包含有根据本发明的实施例的自动变速器的车辆的构造；图2示出根据本发明的实施例的自动变速器的组合仪表的外观；图3示出表示根据本发明的实施例的自动变速器的接合的表格；图4示出根据本发明的实施例的自动变速器的换档定位板的外观；图5示出在包含有根据本发明的实施例的自动变速器的车辆的自动变速模式下，涡轮的转速与车辆的加速度之间的关系随从发出变速指令开始的经过的时间的变化；图6示出在包含有根据本发明的实施例的自动变速器的车辆的手动变速模式下，涡轮的转速与车辆的加速度之间的关系随从发出变速指令开始的经过的时间的变化；图7是在包含在根据本发明的实施例的自动变速器的显示装置中的仪表ECU中执行的程序的控制结构的流程图。
具体实施例方式
下面将参考附图描述根据本发明的实施例的自动变速器的显示装置。在下面的描述中，相同的部件用相同的符号表示。由于部件具有相同的名称和功能，因此将不重复其详细描述。
如图1所示，根据本实施例的装置构造成具有发动机100、液力变矩器200、自动变速器300、换档杆组件500、组合仪表700和控制装置(ECU)1000。
发动机100和自动变速器300通过液力变矩器200彼此连接在一起，并且发动机100的输出轴连接在液力变矩器200的输入轴上。即，发动机100和液力变矩器200通过旋转轴彼此耦合在一起。
液力变矩器200构造成具有将输入轴和输出轴直接耦合在一起的锁止离合器210、在输入轴侧具有泵220的定子240、在输出轴侧的涡轮230和用于实现转矩放大功能的单向离合器250。
液力变矩器200的涡轮230和自动变速器300通过旋转轴彼此连接在一起。使用涡轮转速传感器410检测涡轮230的转速。使用输出轴转速传感器420检测自动变速器300的输出轴的转速。
换档杆组件500构造成具有升档开关502、降档开关504和手动变速模式开关506，并将来自升档开关502的信号、来自降档开关504的信号和来自手动变速模式开关506的信号输出到包括在下述的ECU1000内的用以控制自动变速器300的控制装置(下称“ECT-ECU”)1020。
组合仪表600构造成包括如图1所示的档位显示部602、连接在档位显示部602上的仪表ECU604以及通信接口606，还包括如图2所示的速度表702、转速计704、燃料表706和水温表708。
例如，在具有六个前进档位的变速器的情况下，档位显示部602在具有最低变速比的档位的前行状态下点亮表示“6”的字符、在具有第二高变速比的档位的前行状态下点亮表示“2”的字符以及在具有最高变速比的档位的前行状态下点亮表示“1”的字符。
档位显示部602基于来自包含如下所述的本发明的变速控制装置的ECT-ECU1020的变速信号执行档位的点亮显示。
图3是示出自动变速器300的工作的表格。图3的表格示出当摩擦元件—，即，离合器(该图中的C1-C4)、制动器(B1-B4)和单向离合器(F0-F3)—形成每个档位时这些元件的接合和脱离。每个离合器、制动器和单向离合器的接合和脱离由ECT-ECU1020控制，以便形成与车辆的运行状态相对应的档位。在图3中，符号“E”表示接合状态，符号“E(E/B)”表示使发动机制动(器)有效的接合，符号“E(D)”表示与转矩传递无关的接合，空白表示脱离状态。
此外，可以选择自动变速器300在自动控制档位变化的自动变速模式下或在基于驾驶员的手动操纵控制变化到任意档位的手动变速模式下工作。驾驶员可以通过例如操纵未示出的换档杆来打开或关闭手动变速模式开关506，以选择自动变速模式和手动变速模式中的一种。如图4所示，驾驶员沿在换档定位板124内形成的换档通道操作换档杆，当换档杆移动到表示手动变速模式的位置“M”时，手动变速模式开关506被打开。当接收到手动变速模式开关506的ON(开)信号时，ECT-ECU1020判定为选择了手动变速模式。在这种情况下，当驾驶员将换档杆从位置“M”移动到位置“+”(在图4中向上)时，升档开关502被打开。当升档开关502被打开时，ECT-ECU1020指示每个摩擦元件接合或脱离，以增加变速比。此外，当驾驶员将换档杆从位置“M”移动到位置“-”(在图4中向下)时，降档开关504被打开并且ECT-ECU1020指示每个摩擦元件接合或脱离，以减小变速比。在这种情况下，基于来自ECT-ECU1020的信号控制档位显示部602的点亮。
另一方面，驾驶员沿在换档定位板124内形成的换档通道操作换档杆使其移动到位置“D”、“2”和“L”中的一个，从而选择自动变速模式。驾驶员可以通过改变换档杆的位置来选择自动变速器300的动力传递状态。例如，当驾驶员将变速杆移动到位置“D”时，车辆被设定为在自动变速模式下的前行状态。更具体地，ECT-ECU1020基于从空档起动开关802发出的与前行状态相对应的变速指令信号控制自动变速器以设定到前行状态。基于来自ECT-ECU1020的信号控制档位显示部602。
控制本实施例中的车辆的动力传动系的ECU1000包括控制发动机100的发动机ECU1010和控制自动变速器300的ECT-ECU1020。
ECT-ECU1020包括本发明的变速控制装置和检测装置，并根据存储在ROM中的预定程序执行根据本发明的档位的点亮显示。
ECT-ECU1020包括本发明的变速控制装置，并接收来自涡轮转速传感器410的指示涡轮转速的信号、来自输出轴转速传感器420的指示输出轴转速的信号、来自空档起动开关802的信号和来自发动机ECU1010的指示由节气门位置传感器检测到的节气门开度的信号。此外，变速控制装置根据从输出轴转速传感器420输入的指示输出轴转速的信号和从发动机ECU1010输入的指示发动机转速的信号、基于预定的变速曲线图来判断合适档位的选择和变速的执行。
此外，ECT-ECU1020基于指示涡轮转速的输入信号计算涡轮转速的变化，以检测变速的进度。
参考图3和7描述采用上述自动变速器的控制装置进行控制的示例。图7是根据本发明的程序的流程图。
首先，在步骤1中，判断变速决定的有无。更具体地，借助于ECT-ECU1020中的检测装置，基于来自空档起动开关802的信号、来自发动机ECU1010的指示节气门开度的输入信号和来自输出轴转速传感器420的输入信号并基于预定的变速曲线图判断改变到不同于当前档位的目标档位，或通过判断来自手动变速模式开关和升档开关502或降档开关504的信号是否已经输入ECT-ECU1020，来判断变速决定的有无。
当在步骤1中判定无变速决定时，结束该控制并返回。另一方面，当在步骤1中判定有变速决定时，该控制转到步骤2并判断是否执行手动操纵变速。更具体地，判断来自升档开关502或降档开关504的信号是否已经输入到ECT-ECU1020。
当在步骤2中作出肯定判断时，该控制转到下述的步骤6。当在步骤2中作出否定判断时，该控制转到步骤3并且ECT-ECU1020判断目标档位是否是与当前档位远离至少两个档位(与当前档位至少差两档)的位置。
当在步骤3中作出否定判断时，该控制转到步骤4并检测基于步骤1中的变速决定执行的变速的进度。变速进度是基于从涡轮转速传感器410输入到ECT-ECU1020的涡轮转速的变化来判断的。
在随后的步骤5中，判断在步骤4中检测到的变速进度是否至少为预定值。在本实施例中，该预定值设定为例如在当前档位处的涡轮转速和在目标档位处的涡轮转速之间的差值的10％左右，在这两个位置处的涡轮转速都是从车速和每个档位的变速比获得的。该预定值可以设定为恰好对应于在执行变速期间由于变速产生的震动的定时。更希望，将该预定值设定为对应于在开始变速操作后足以使驾驶员感觉得到的震动的最初产生的定时。
当在步骤5中作出否定判断时，该控制返回到步骤4并等待，直到变速进度至少达到预定值。另一方面，当在步骤5中作出肯定判断时，ECT-ECU1020指示档位显示部602在步骤6中显示变速之后的档位，并且该控制转到步骤7。
在步骤7中，判断指示给档位显示部602的变速之后的档位是否等于目标档位。当档位相等时，结束该控制并返回。当档位不相等时，该控制返回步骤4。
返回到步骤3，当在步骤3中判定档位是至少远离两个档位时，该控制转到步骤8并判断是否经由当前档位和目标档位之间的中间档位执行变速。
当判定不经由中间档位执行变速时，该控制转到步骤4。另一方面，当判定经由中间档位执行变速时，该控制转到步骤9并判断是否几乎感觉不到变速到中间档位。判断是否几乎感觉不到变速到中间档位是基于从当前档位到达目标档位所需的时间进行的。在本实施例中，在升档的情况下认为变速所需的时间较长，在降档的情况下认为较短。这是由于在大多数降到至少远离两个档位的档位的情况下，驾驶员会下压加速踏板并从而较早地完成与目标档位的同步旋转，而在升到至少远离两个档位的档位的情况下，主要通过摩擦元件的接合操作完成与目标档位的同步旋转。
当在步骤9中作出否定判断时，该控制返回到步骤4。另一方面，当作出肯定判断时，该控制转到步骤10并检测从当前档位到目标档位的变速的外观上的进度。尽管在步骤5中基于从涡轮转速传感器410输入到ECT-ECU1020的涡轮转速的变化判断变速进度，但是在该步骤中通过在当前档位处的涡轮转速与在目标档位处的涡轮转速之间的差值检测变速的外观上的进度，在这两个位置处的涡轮转速都是从车速和每个档位的变速比获得的，并且不考虑在中间档位处的涡轮转速。
在随后的步骤11中，判断在步骤10中检测到的变速进度是否至少为预定值。在本实施例中，该预定值设定为例如在当前档位处的涡轮转速与在目标档位处的涡轮转速之间的差值的10％左右，在这两个位置处的涡轮转速都是从车速和每个档位的变速比获得的。该预定值可以设定为恰好对应于在执行变速期间由于变速产生的震动的定时。
当在步骤11中作出否定判断时，该控制返回到步骤10并等待，直到变速进度至少达到预定值。另一方面，当在步骤11中作出肯定判断时，仪表ECU604指示档位显示部602显示目标档位，并且该控制结束并返回。
下面参考图5和6描述本实施例的实际操作。
图5是示出在该控制中降档的时间图，该图示出在当前档位为五档并且在时间点A1处设定目标档位为三档时的档位显示的切换定时。在这种情况下，由于在步骤3中判定变速到至少远离两个档位的档位，因此该控制转到步骤8，并且由于判定为通过作为中间档位的四档进行变速，因此该控制然后转到步骤9。由于变速为降档，因此在步骤9中判定几乎感觉不到变速到中间档位。因此，在时间点B1处仪表显示从“5”切换到“3”，该时间点B1对应于在作为当前档位的五档处的涡轮转速与在作为目标档位的三档处的涡轮转速之间的差值的10％左右。在这种情况下，由于在步骤9中判定几乎感觉不到变速到作为中间档位的四档，因此不显示“4”。
图6是示出在该控制中升档的时间图，该图示出在当前档位为三档并且在时间点A2处设定目标档位为五档时的档位显示的切换定时。在这种情况下，由于在步骤3中判定变速到至少远离两个档位的档位，因此该控制转到步骤8，并且由于判定为通过作为中间档位的四档进行变速，因此该控制然后转到步骤9。由于变速为升档，因此在步骤9中作出否定判断。在时间点B2处仪表显示从“3”切换到“4”，该时间点B2对应于在作为当前档位的三档处的涡轮转速与在作为中间档位的四档处的涡轮转速之间的差值的10％左右。然后，在发出指令在时间点C2处从四档变到五档后，在时间点D2处仪表显示从“4”切换到“5”，该时间点D2对应于在作为当前档位的四档处的涡轮转速与在作为目标档位的五档处的涡轮转速之间的差值的10％左右。
尽管在本实施例中在步骤9中基于升档或降档情况判断是否几乎感觉不到中间档位，但是当在变速比变化较小的至少为预定变速比的范围内执行变速时可以判定几乎感觉不到中间档位，并且当在预定变速比之外或在至多为预定变速比的范围内执行变速时可以作出否定判断。
此外，尽管在本实施例中示出包括手动变速模式的自动变速器，但是也可以不包括手动变速模式。本发明也可以应用于手动操纵切换变速段的自动变速器。
尽管详细描述和示出了本发明，但是应该清楚地理解本发明仅是通过图示和示例给出的并且不是限制性的，本发明的精神和范围仅由所附的权利要求的条款限定。
权利要求
1.一种变速器的档位显示装置，包括具有多个档位的变速器；输出变速指令的变速控制部；显示该变速器的档位的显示部；以及检测基于所述变速指令的档位的变速状态的检测部；其中，所述显示部在所述检测部确认实际开始变速之后显示基于来自所述变速控制部的变速指令的档位。
2.根据权利要求1所述的变速器的档位显示装置，其特征在于，所述检测部包括检测变速器的转速的变化率的变化率检测部，当由所述变化率检测部检测到的转速的变化率变为至少预定值时，所述显示部确认基于变速指令的变速开始，并显示基于来自变速控制部的变速指令的档位。
3.根据权利要求2所述的变速器的档位显示装置，其特征在于，该变速器可被选择在自动变速模式和手动变速模式中的一种模式下工作，在自动变速模式下相应于工作状态自动控制档位的变化，在手动变速模式下可手动操纵到任意档位或变速段；只有在自动变速模式下，当由所述变化率检测部检测到的转速的变化率变为至少预定值时，所述显示部确认基于变速指令的变速开始，并显示基于变速指令的档位。
4.根据权利要求1所述的变速器的档位显示装置，其特征在于，该变速器可被选择在自动变速模式和手动变速模式中的一种模式下工作，在自动变速模式下相应于工作状态自动控制档位的变化，在手动变速模式下可手动操纵到任意档位或变速段；只有在自动变速模式下，所述显示部在所述检测部确认实际开始变速之后显示基于变速指令的档位。
全文摘要
档位显示装置包括具有多个档位的变速器、输出变速指令的变速控制部、显示该变速器的档位的显示部和检测基于所述变速指令的档位的变速状态的检测部，其中，在所述检测部确认实际开始变速之后显示基于来自所述变速控制部的变速指令的档位。
文档编号F16H59/02GK1840942SQ20061006705
公开日2006年10月4日 申请日期2006年3月31日 优先权日2005年4月1日
发明者上村元祥, 木挽康志, 原田吉晴, 村杉明夫 申请人:丰田自动车株式会社