自动变速器及其控制方法

自动变速器及其控制方法
【专利摘要】本发明提供一种自动变速器，其除了和传统的自动变速器一样，包括控制变速器的电脑，检测车辆速度的车速度传感器，检测车辆加速度的车加速度传感器，检测节气门开度的节气门传感器，检测当前自动变速器所处档位的档位传感器和用于执行控制变速器电脑换挡指令的发动机节气门作动器，换挡作动器以及变速齿轮箱等以外，还设置有一个检测前车行驶状况的前车传感器。前车传感器在其有效检测范围内检测到的前车运动状态也作为控制参数输入控制变速器的电脑，电脑根据传统的自动变速器所检测到的各种参数，再加上前车传感器所检测到的前车运动状态，共同决定所述变速器的换挡。
【专利说明】自动变速器及其控制方法

【技术领域】
[0001] 本发明涉及机动车辆的自动变速器及其控制方法，更特别地，本发明涉及机动车 辆的双离合自动变速器（DCT)，液力机械自动变速器（普通AT)，无级自动变速器（CVT)及 其控制方法。

【背景技术】
[0002] 机动车辆通常使用变速器连接在作为动力装置的发动机和作为行驶装置的车轮 之间，以传递驱动力并调整传动比。常用的变速器一般分为自动变速器（AT)和手动变速器 (MT)，在自动变速器中又包括液力机械自动变速器（普通AT)和无级自动变速器（CVT)等， 最近比较流行的是双离合自动变速器（DCT)。
[0003] 液力机械自动变速器（普通AT)和无级自动变速器（CVT)等的换挡变速机理已为 本领域的技术人员所熟知，因而为了简洁清楚起见略去对其的说明。
[0004] 双离合自动变速器是一种预选操作的变速器。在双离合变速器中，一个离合器负 责奇数档的传动，另一个离合器负责偶数档的传动，在一个档工作时候，和此档相关的离合 器处于接合状态，另一个离合器则处于分离状态，车上的变速器控制电脑根据车辆速度，车 辆加速度，节气门开度，行驶阻力等参数决定下一个工作档位，并预先使其工作齿轮和轴接 合，然后使两个离合器的工作状态切换，即原来接合的离合器分离，而原来分离的离合器接 合，由此完成档位的切换。
[0005] 但是，当车辆处于跟车状态时候，车速不是有规律地一直上升或一直下降，而是受 到前车的影响忽快忽慢，有时候刚开始加速，前车减速或停止，本车也很快被迫减速或停 止；也有时候本车接近前车开始减速，而这时候前车突然加速开走，使得本车继续减速毫无 必要。在类似于以上这两种的跟车工况下，使用传统的控制方法的双离合变速器，会产生很 多不必要的换挡动作，从而使得离合器的温度过高，有损于变速器的可靠性和寿命，更可能 使变速器过热进入保护状态使得机动车辆突然失去动力，在有些情况下，突然失去动力是 很危险的，可能造成生命财产的损失。
[0006] 而在传统的液力机械自动变速器和无级变速器中，在跟车状态也会如上所述产生 不必要的换挡动作，影响行驶舒适性并增加液力机械自动变速器中的滑阀和离合器/制动 器以及无级变速器中滑阀和传动带的磨损从而影响使用寿命并增加故障率。


【发明内容】

[0007] 本发明就是为了克服以上缺陷。根据本发明的自动变速器，包括双离合变速器无 级变速器和液力机械变速器等，除了和传统的自动变速器一样，具有控制变速器的电脑，检 测车辆速度的车速传感器，检测车辆加速度的车加速度传感器，检测发动机节气门开度的 节气门传感器以及检测当前变速器档位的档位传感器和用于执行控制变速器电脑换挡指 令的发动机节气门作动器，换挡作动器以及变速齿轮箱等之外，还设置有一个检测前车行 驶状况的前车传感器。前车传感器检测到的前车运动状态也作为控制参数输入控制变速器 的电脑，电脑根据传统的变速器所检测到的各种参数，再加上前车传感器所检测到的前车 运动状态，共同决定变速器的换挡。
[0008] 当检测到在前车传感器的有效检测范围内不存在前车时，本发明的自动变速器按 传统的模式换挡；
[0009] 当检测到在前车传感器的有效检测范围内存在前车时，本发明的自动变速器进入 跟车模式；
[0010] 在跟车模式中，如果本车速度在增加，并且其他参数也满足升档条件，而前车传感 器检测到前车与本车的距离在减小，则延迟或不进行升档操作；
[0011] 在跟车模式中，如果本车速度在增加，并且其他参数也满足升档条件，而前车传感 器检测到前车的车速在减小，则延迟或不进行升档操作；
[0012] 在跟车模式中，如果本车速度在减小，并且其他参数也满足降档条件，而前车传感 器检测到前车与本车的距离在增加，则延迟或不进行降档操作；
[0013] 在跟车模式中，如果本车速度在减小，并且其他参数也满足降档条件，而前车传感 器检测到前车的车速在增加，则延迟或不进行降档操作；
[0014] 本发明的自动变速器中的所述前车传感器可以是红外线传感器、超声波传感器、 微波传感器或光电传感器，所述有效检测范围可以是10?15米，并可随车速增加而增加。
[0015] 当由于故障等原因所述前车传感器的检测信号缺失时，本发明的自动变速器取消 跟车模式并显示故障信号。

【专利附图】

【附图说明】
[0016] 本申请包括附图以提供对于发明的进一步理解，附图结合在本申请中并组成本申 请的一部分，附图阐明了本发明的特定实施例。在图中：
[0017] 图1是根据本发明的一个实施例，阐明了本发明的自动变速器以及与其相关的其 他部件的连接关系的图。
[0018] 图2是根据本发明的一个实施例，阐明了本发明的自动变速器在机动车辆上的具 体应用方式的图，重点示出了前车传感器的安装位置，其中前车传感器安装在车头附近。
[0019] 图3是根据本发明的一个实施例，阐明了本发明的自动变速器在机动车辆上的具 体应用方式的图，重点示出了前车传感器的安装位置，其中前车传感器安装在车的风挡玻 璃附近。
[0020] 图中标号：
[0021] A发动机；
[0022] B变速器；
[0023] C差速器；
[0024] D自动变速器控制电脑；
[0025] a发动机节气门开度传感器；
[0026] b发动机转速传感器；
[0027] c档位传感器；
[0028] d车速度传感器和车加速度传感器；
[0029] e前车传感器；
[0030] f其他传感器；
[0031] g节气门作动器；
[0032] h换挡作动器
[0033] 1发动机输出轴；
[0034] 2变速器输入轴；
[0035] 3变速器输出轴；
[0036] 4差速器输入轴；
[0037] 5左半轴；
[0038] 6右半轴。

【具体实施方式】
[0039] 本发明的实施例将在下文中参照附图更加完整的加以描述，其中示出了本发明的 具体实施例。然而，本发明可以以许多不同的形式具体实施，并且不能解释为限定于此处阐 明的实施例。更确切地，提供这些实施例是为了使得本申请的公开全面和完整，并且将向本 领域的技术人员充分地传达本发明的范围。在图中，为了清楚某些部分的尺寸可能被夸大。 同样的标号自始至终指定给同样的元件。
[0040] 可以理解的是，虽然术语第一、第二、第三等此处可用于描述不同的元件、成分、区 域、层和/或部分，这些元件、成分、区域、层和/或部分并不被这些术语所限定。这些术语 只是用于区分一个元件、成分、区域、层或部分与另一个区域、层或部分。因此，下面讨论的 第一元件、成分、区域、层或部分可称为第二元件、成分、区域、层或部分而没有偏离本发明 的教导。
[0041] 与空间相关的术语，例如"之下"，"下面"，"底部"，"下部"，"上方"，"顶部"，"上部" 等等，此处可用于使描述简单，以描述如图中所示出的一个元件或特征与另一个元件或特 征的关系。可以理解的是，与空间相关的术语试图在除了图中所描述的方位之外又包含在 使用或操作中器件的不同方位。例如，如果在图中器件翻转，描述为其它元件或特征"下面" 或"之下"的元件，其方位将会为在其它元件或特征"上方"。因此，示范性术语"下面"可包 括"上方"和"下面"两种方位。器件的方位可以不同（旋转90度或其它方位），此处使用 的与空间相关的描述将据此进行解释。同样，如此处所使用的，"横向"指完全垂直于垂直方 向的方向。
[0042] 此处使用的术语学只用于描述特定的实施例，并且没有试图限定本发明。如此处 所使用的，单数形式"一个"和"那个"也试图包括复数形式，除了上下文清楚指示的除外。 进一步可以理解的是，术语"包括"，当在此说明书中使用时，指定所述特征、整体、步骤、操 作、元件和或成分的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、成分和 /或其集合的存在或增加。
[0043] 此处参照示意图描述本发明的具体实施例，所述示意图是本发明理想化实施例 (以及中间结构）的示意图。同样的，可预期作为例如制造工艺和/或容差的结果图示形状 的改变。因此，本发明的具体实施例不应该解释为限定于此处所示的特定形状，而是包括例 如制造所产生的形状的偏差。因此，图中示出的形状本质上是示意性的，并且它们的形状没 有试图示出元件的确切形状，也没有试图限制本发明的范围。
[0044] 除非另外定义，此处使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）的意义与本发 明所属【技术领域】的普通技术人员的通常理解相同。因此，这些术语包括在此时之后所创造 的等同术语。可进一步理解的是这些术语，例如在常用字典中定义的，将解释为与在本说明 书和相关领域的上下文中的意义相一致的意义，并且不能解释为理想化的或完全形式的意 义，除非此处明确地进行定义。
[0045] 参照图1，将描述根据本发明的自动变速器。在图1中，A为发动机；B为自动变速 器，在本实施例中为双离合变速器（DCT) ;C为差速器；D为自动变速器控制电脑；a为发动 机节气门开度传感器；b为发动机转速传感器；c为档位传感器；d为车速度传感器和车加 速度传感器；e为前车传感器；f为其他传感器；g为节气门作动器；h为换挡作动器。
[0046] 在车辆行驶时，发动机A的输出轴1通过联轴节等带动变速器B的输入轴2旋转， 变速器B的输出轴3通过联轴节等带动差速器C的输入轴4旋转，差速器带动左右两个半 轴5和6旋转，进而带动左右车轮旋转使车辆行驶。变速器由控制电脑D控制通过换挡作 动器h改变变速器档位从而改变传动比，而控制电脑D则根据来自安装在发动机上的节气 门开度传感器a，发动机转速传感器b ;安装在变速器上的车速度/车加速度传感器c，档位 传感器d ;安装在车辆前部如车头附近或风挡玻璃附近的前车传感器e ;以及传统上可能存 在的其他传感器f的输入信号和控制电脑内的判断逻辑及脉谱图等决定变速器应该处于 的档位并进行换档操作，在通过换挡作动器改变变速器档位从而改变传动比的之前，之中 和之后，控制电脑D可以通过节气门作动器g控制发动机节气门从而使得换挡过程迅速，平 顺和少冲击。具体操作方式是，
[0047] 当检测到在前车传感器e的有效检测范围内不存在前车时，本发明的自动变速器 按传统的模式换挡；
[0048] 当检测到在前车传感器e的有效检测范围内存在前车时，本发明的自动变速器进 入跟车模式；
[0049] 在跟车模式中，如果本车速度在增加，并且其他参数也满足升档条件，而前车传感 器e检测到前车与本车的距离在减小，则延迟或不进行升档操作；
[0050] 在跟车模式中，如果本车速度在增加，并且其他参数也满足升档条件，而前车传感 器e检测到前车的车速在减小，则延迟或不进行升档操作；
[0051] 在跟车模式中，如果本车速度在减小，并且其他参数也满足降档条件，而前车传感 器e检测到前车与本车的距离在增加，则延迟或不进行降档操作；
[0052] 在跟车模式中，如果本车速度在减小，并且其他参数也满足降档条件，而前车传感 器e检测到前车的车速在增加，则延迟或不进行降档操作；
[0053] 当由于故障等原因所述前车传感器e的检测信号缺失时，本发明的自动变速器取 消跟车模式并显示故障信号。
[0054] 本发明的第二个实施例与上述第一实施例相同，除了其中的变速器为液力机械变 速器（普通AT)。
[0055] 本发明的第三个实施例与上述第一实施例相同，除了其中的变速器为无级变速器 (CVT)。
[0056] 本发明中的前车传感器e可以是红外线传感器、超声波传感器、微波传感器或光 电传感器，所述有效检测范围可以是10?15米，并可随车速增加而增加。
[0057] 尽管已经根据实施例详细地描述和示出了本发明，但是应该清楚理解该描述和示 出只是仅为说明和示例性的而不作为对本发明的限制，本发明的范围由所附权利要求解 释。
【权利要求】
1. 一种自动变速器及其控制方法，所述自动变速器包括控制变速器的电脑，检测车辆 速度的车速度传感器，检测车辆加速度的车加速度传感器，检测发动机节气门开度的节气 门传感器，检测当前变速器所处档位的档位传感器和用于执行控制变速器电脑换挡指令的 发动机节气门作动器，换挡作动器以及变速齿轮箱等，其特征在于，还设置有一个检测前车 行驶状况的前车传感器，前车传感器在其有效检范围内检测到的前车运动状态也作为控制 参数输入控制变速器的电脑，所述电脑根据传统的变速器所检测的各种参数，再加上前车 传感器所检测的前车运动状态，共同决定变速器的换挡。
2. 根据权利要求1的自动变速器，其特征在于，所述自动变速器是液力机械自动变速 器，无级自动变速器或双离合自动变速器。
3. 根据权利要求1的自动变速器，其特征在于，所述前车传感器可以是红外线传感器、 超声波传感器、微波传感器或光电传感器，所述有效检测范围可以是10?15米，并可随车 速增加而增加。
4. 根据权利要求1或2的自动变速器，其特征在于，当检测到在前车传感器的有效检测 范围内不存在前车时，所述变速器按传统的模式换挡。
5. 根据权利要求1或2的自动变速器，其特征在于，当检测到在前车传感器的有效检测 范围内存在前车时，所述变速器进入跟车模式。
6. 根据权利要求5的自动变速器，其特征在于，在跟车模式中，如果本车速度在增加， 并且其他参数也满足升档条件，而前车传感器检测到前车与本车的距离在减小，则延迟或 不进行升档操作。
7. 根据权利要求5的自动变速器，其特征在于，在跟车模式中，如果本车速度在增加， 并且其他参数也满足升档条件，而前车传感器检测到前车的车速在减小，则延迟或不进行 升档操作。
8. 根据权利要求5的自动变速器，其特征在于，在跟车模式中，如果本车速度在减小， 并且其他参数也满足降档条件，而前车传感器检测到前车与本车的距离在增加，则延迟或 不进行降档操作。
9. 根据权利要求5的自动变速器，其特征在于，在跟车模式中，如果本车速度在减小， 并且其他参数也满足降档条件，而前车传感器检测到前车的车速在增加，则延迟或不进行 降档操作。
10. 根据权利要求1的自动变速器，其特征在于，当由于故障等原因所述前车传感器的 检测信号缺失时，变速器取消跟车模式并显示故障信号。
【文档编号】F16H63/40GK104100703SQ201310124433
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2013年4月11日 优先权日:2013年4月11日
【发明者】魏铼 申请人:魏铼