自动变速器的空挡状态运动保护的制作方法

本公开涉及自动变速器的控制和操作。

背景技术：

自动变速器通常包括用于确定车辆是否在运动以及所述运动是否合适的逻辑。有时，这种逻辑在变速器处于空挡或驻车挡时可能不运行。

技术实现要素：

根据本公开的一个实施例，提供一种控制器，所述控制器被配置为：响应于在车辆正在运行并且换挡杆处于空挡或驻车挡时车辆的速度超过基于测量的坡度的允许速度，驱动车辆保持机构以使车辆停止。

所述驱动车辆保持机构可包括致使变速器的束缚(tie-up)状态。

致使变速器的束缚状态包括使至少两个离合器接合，以使变速器的输出轴的运动被禁止。

所述驱动车辆保持机构可包括应用电子驻车制动器。

所述驱动车辆保持机构包括使驻车棘爪与驻车齿轮相啮合，其中，所述驻车齿轮禁止变速器的输出轴旋转。

系统可包括设置在车辆内的指示灯，其中，所述指示灯响应于车辆的运动速度大于基于测量的道路坡度的预定速度而亮起。

所述系统可包括推动/牵引按钮以及关联的逻辑，其中，驱动车辆保持机构响应于推动/牵引按钮的驱动而被禁止。

在本公开的另一方面，一种防止车辆意外运动的方法包括：从坡度传感器输出信号；从速度传感器输出信号；以及响应于速度信号和坡度信号而发出使车辆停止的命令。

所述方法还可包括驱动停止机构，其中，可通过致使变速器束缚来限定所述驱动停止机构。

所述方法还可包括：响应于所述命令而驱动电子驻车制动器。

所述方法还可包括；响应于所述使车辆停止的命令而激活线控驻车机构。

在本公开的另一实施例中，一种用于车辆的系统包括所描述的控制器，所述控制器被配置为：响应于在车辆正在运行并且处于空挡或驻车挡时车辆正在沿着与道路坡度传感器所指示的方向相反的方向运动，驱动车辆保持机构以使车辆停止。

所述驱动车辆保持机构可包括致使变速器的束缚状态。

所述致使变速器的束缚状态包括使至少两个离合器接合，以使变速器的输出轴的运动被禁止。

所述驱动车辆保持机构可包括应用电子驻车制动器。

所述驱动车辆保持机构包括使驻车棘爪与驻车齿轮相啮合，其中，所述驻车齿轮禁止变速器的输出轴旋转。

所述系统还可包括推动/牵引按钮以及关联的逻辑，其中，所述推动/牵引按钮可被驱动，其中，所述驱动车辆保持机构响应于所述推动/牵引按钮的驱动而被禁止。

所述系统还可包括设置在车辆内的指示灯，其中，所述指示灯响应于车辆的运动速度超过高于坡度阈值的道路上的预定速度而亮起。

所述系统可包括设置在车辆内的指示灯，其中，所述指示灯响应于车辆的运动速度超过高于坡度阈值的道路上的预定速度而亮起。

所述指示灯可响应于诊断代码的设置而亮起。

根据本发明的一个实施例，所述系统还包括设置在车辆内的指示灯，其中，所述指示灯响应于车辆的运动速度超过基于测量的道路坡度的预定速度而亮起。

根据本发明，提供一种用于车辆的系统，所述系统包括控制器，控制器被配置为：响应于在发动机正在运行并且换挡杆处于空挡位置或驻车挡位置时车辆的速度超过基于测量的道路坡度的允许速度，驱动车辆保持机构以使车辆停止。

根据本发明，提供一种防止车辆在选定的空挡或驻车挡下运行时发生意外运动的方法，所述方法包括：从坡度传感器输出信号；从速度传感器输出信号；以及响应于速度信号和坡度信号而发出用于使车辆停止的命令。

根据本发明，提供一种用于车辆的系统，所述系统包括控制器，控制器被配置为：响应于在车辆正在运行并且换挡杆处于空挡位置或驻车挡位置时车辆正在沿着与道路坡度传感器所指示的方向相反的方向运动，驱动车辆保持机构以使车辆停止。

附图说明

图1是车辆动力传动系统和制动机构的示意图。

图2是用于防止车辆的意外(inadvertent)运动的方法的流程图。

具体实施方式

根据需要，在此公开本发明的具体实施例；然而，应理解的是，所公开的实施例仅为本发明的示例，可采用各种形式和替代形式来实现本发明。附图不必按比例绘制；可夸大或最小化一些特征以示出特定部件的细节。因此，在此公开的具体结构和功能细节不应被解释为限制，而仅仅作为用于教导本领域技术人员以多种形式利用本发明的代表性基础。

如果驻车棘爪没有与驻车齿轮相啮合或出现异常的离合器拖滞(clutchdrag)，则可能出现车辆的意外运动。离合器拖滞是离合器盘没有完全分离的现象，导致车辆在空挡或驻车挡时发生运动。线控驻车机构的失灵或变速器内的齿轮坏损也可导致车辆的意外运动。配备有自动变速器的车辆通常包括用于防止车辆的意外运动的传感器、控制器或计算机以及关联的逻辑。利用能够检测车辆的速度和车辆正在行驶的方向的速度传感器。当车辆正在运行以及处于驻车挡或空挡时，控制器可能不能区分有意运动和无意运动。

防止车辆意外运动的一种方法是利用坡度传感器和定向速度传感器。坡度传感器能够检测在固定位置处相对于车辆的道路坡度。定向速度传感器还用于确定车辆是否正在运动、朝哪个方向运动以及车辆正在以什么速度运动。例如，如果车辆处于驻车挡或空挡，坡度传感器检测到车辆在相对平坦的路面上，并且速度传感器确定车辆正在以某一速度运动，则控制器可用于确定所述速度是否大于针对给定坡度的预期速度。在确定了车辆的运动超过针对给定坡度的特定速度之后，将采取措施使车辆停止。控制器可用于响应于确定有意外运动而发送使车辆停止的信号。可以以多种方式使车辆停止：应用驻车制动器或紧急制动器、致使产生变速器内的束缚状态或者可驱使驻车棘爪与变速器内的驻车齿轮相啮合。响应于这种状况，可由控制器设置故障代码，并且可使警示灯亮起以向驾驶员警示当前状况。

图1是示出车辆动力传动系统的示意图。用实线示出机械连接，虚线代表控制信号。所述动力传动系统包括动力产生部件(即，发动机或电动马达)和传动系。传动系是不包括动力产生部件的将动力传递至驱动轮的一组部件。相比之下，动力传动系统被视为包括动力产生部件和传动系二者。动力传动系统包括发动机10和变速器14。

发动机10可以是产生机械能的内燃发动机，所述机械能通过曲轴12被传递。变速器14将动力从曲轴12传递至变速器输出轴16。变速器输出轴16以与车辆速度成比例的转速旋转。发动机的转速可与变速器输出轴的转速显著不同。对于低车辆速度，变速器14降低转速并增加扭矩以提高性能。对于高车辆速度，变速器14允许发动机工作在较低转速下以高燃料效率进行巡航。变速器14包括齿轮箱18，齿轮箱18建立多个前进挡传动比和至少一个倒挡传动比。变速器14还包括起动装置，诸如，变矩器20。变矩器能够在驱动轴静止时传递扭矩以起动车辆。差速器22将来自变速器输出轴16的动力在左半轴24和右半轴28之间进行分配并传递到左半轴24和右半轴28，所述左半轴24驱动左车轮26，所述右半轴28驱动右车轮30。在后轮驱动的配置中，差速器通常经由驱动轴连接至变速器输出轴16。在前轮驱动的配置中，差速器通常与变速器集成。

仍参照图1，齿轮箱18包括齿轮传动装置。齿轮传动装置是旋转元件和离合器的集合，离合器被配置为在元件之间施加(impose)特定速度关系。称为固定速度关系的一些速度关系被施加，而不管任何离合器的状态如何。仅施加固定关系的齿轮传动装置称为固定的齿轮传动装置。仅当特定离合器完全接合时才施加其它速度关系。选择性地施加速度关系的齿轮传动装置称为可换挡的齿轮传动装置。离散传动比变速器具有可换挡的齿轮传动装置，所述可换挡的齿轮传动装置在输入轴和输出轴之间选择性地施加多个传动比。

如果一组元件被约束为在所有操作条件下都作为一个单元旋转，则所述一组元件被固定地相互结合。可通过花键连接、焊接、压装、利用常见固体进行机械加工或其它手段来使元件固定地结合。固定结合的元件之间的转动位移可出现微量偏差，诸如，由于间隙或轴的柔性而产生的位移。相比之下，每当离合器完全接合时离合器都将两个元件限制为作为一个单元旋转，此时所述两个元件通过离合器选择性地结合，并且至少在另一些操作条件下所述两个元件可以以不同的转速自由旋转。离合器包括主动控制的器件(诸如，液压致动离合器或电力致动离合器)和被动器件(诸如，单向离合器)。通过选择性地将元件连接至壳体以保持元件不旋转的离合器可称为制动器。

通过操控变速器控制器件(诸如，换挡杆32)来控制变速器14。换挡杆32用于选择变速器的挡位。例如，当驾驶员选择行驶挡或倒挡时，控制器34使齿轮箱18内的多个离合器接合以建立预期速度下的动力的传递。当驾驶员选择空挡或驻车挡时，控制器34提供用于分离多个离合器的命令，使得动力不从变速器传递至车轮。动力传动系统还包括关联的控制器34(诸如，动力传动系统控制单元(pcu))。虽然被示出为一个控制器，但是控制器34可以是较大的控制系统的一部分，并可由遍布在车辆100中的多个其它控制器(诸如，车辆系统控制器(vsc))控制。因此，应理解的是，控制器34和一个或更多个其它控制器可被统称为“控制器”，所述“控制器”响应于来自多个传感器的信号而控制多个致动器以控制多个功能(诸如，起动/停止发动机10、选择或安排变速器14的换挡、基于来自换挡杆32的输入将变速器14转换至期望的挡位以及开启/关闭变矩器20等)。控制器34可包括与多种类型的计算机可读存储装置或介质通信的微处理器或中央处理器(cpu)。例如，计算机可读存储装置或介质可包括只读存储器(rom)、随机存取存储器(ram)和不失效存储器(kam)中的易失性存储器和非易失性存储器。kam是可用于在cpu断电时存储多个操作变量的永久性或非易失性存储器。可利用多种已知的存储装置(比如，prom(可编程只读存储器)、eprom(电可编程只读存储器)、eeprom(电可擦除可编程只读存储器)、闪存)中的任何存储装置或能够存储数据的任何其它电存储装置、磁存储装置、光学存储装置或组合存储装置来实现计算机可读存储装置或介质，部分数据表示由控制器使用的用于控制发动机10或车辆100的可执行指令。

可通过一个或更多个附图中的流程图或类似图表表示由控制器34执行的控制逻辑或功能。这些附图提供了可利用一个或更多个处理策略(诸如，事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等)执行的代表性控制策略和/或逻辑。这样，可以按照所示出的顺序执行、并行执行或在一些情况下省略示出的多个步骤或功能。虽然不总是明确示出，但是本领域的普通技术人员将意识到，所示出的步骤或功能中的一个或更多个可根据正在使用的特定处理策略而被重复执行。类似地，实现在此描述的特征和优点不一定需要所述处理顺序，提供所述处理顺序而是为了便于说明和描述。可主要通过软件实施控制逻辑，所述软件由基于微处理器的车辆、发动机和/或动力传动系统控制器(诸如，控制器34)执行。当然，控制逻辑可根据特定应用而通过一个或更多个控制器中的软件、硬件或软件和硬件的组合被实施。当通过软件实施控制逻辑时，可在一个或更多个计算机可读存储装置或介质中提供控制逻辑，所述计算机可读存储装置或介质含有存储的表示由计算机执行以控制车辆或其子系统的指令或代码的数据。计算机可读存储装置或介质可包括多个已知的物理装置中的一个或更多个，所述物理装置利用电存储器、磁存储器和/或光学存储器保持可执行指令以及关联的校准信息、操作变量等。

可经由多个传感器和具有关联逻辑的控制器34对动力传动系统和车辆的运动进行监测和控制。坡度传感器或倾角传感器54用于确定车辆100的俯仰度和侧倾度。更具体地，坡度传感器54能够确定车辆位于的道路的坡度。例如，如果车辆在斜坡上，则坡度传感器54被配置为确定在固定位置处的道路的角度或坡度。坡度传感器54不一定如同描绘的那样必须位于变速器14内。坡度传感器54可位于车辆内的任何位置，只要坡度传感器54能测量车辆100的俯仰度和侧倾度即可。坡度传感器54向控制器34提供指示车辆100的俯仰度和侧倾度的信号。速度传感器56被配置为检测车辆100的速度以及方向。速度传感器56可以是车轮速度传感器、速度计、空速指示器、激光雷达传感器或地面速度雷达传感器等。速度传感器56被配置为向控制器34提供速度和方向。

可通过多种不同方式实现使车辆停止。这样的一种方式是利用线控驻车方法。线控驻车方法涉及到结合至变速器输出轴16的驻车齿轮36和枢转连接至驻车齿轮36的附近的驻车棘爪38。控制器34提供用于将驻车棘爪和驻车齿轮啮合或分离的命令。当换挡杆在除了驻车挡之外的任意位置时，控制器34命令驻车棘爪38置于非驻车挡位置，在所述非驻车挡位置，驻车棘爪38不与驻车齿轮36啮合，并且输出轴16能自由转动。在驻车挡位置，驻车棘爪38与驻车齿轮36啮合以保持输出轴16不旋转。只要动力传动系统的下游部件是完整无损的并且车轮有牵引力，那么使变速器输出轴保持静止就能使车辆保持静止。如果输出轴16在驻车棘爪38移动至驻车挡位置时的转速大于棘轮转速，则驻车棘爪38不立即与驻车齿轮36啮合而是弹开驻车齿轮(称为棘轮效应)，直到车辆减速到足以使驻车棘爪能够进行啮合。这个功能防止在高车辆速度时在驾驶员不小心将换挡杆移动至驻车挡的情况下输出轴突然停转。位置传感器向控制器指示驻车棘爪38当前在两个位置中的哪个位置，以允许控制器34确认棘爪已经按照命令移动。驻车棘爪38被设计为当没有来自控制器34的命令时保持处于它当前的位置。可通过使用变速器14和变速器14内的齿轮箱18实现驻车或使车辆停止。控制器34可发送引起变速器14内的束缚状态的信号。当变速器内的两个或更多个齿轮被驱动使得它们被锁住时出现束缚状态，并且不再允许运动。

还可通过使用摩擦制动器实现停车。车辆可包括分别用于使左车轴24和右车轴28减速的制动器42和44。通过踩下制动踏板46而以液压方式驱动这些制动器。此外，车辆包括电子驻车制动器(epb)48。所述epb机械地连接至制动器42和44二者，并响应于来自控制器34的信号而接合两个车轮制动器，而不受制动踏板46的位置的影响。尽管应用epb需要电力，但是epb被设计为在没有电力的情况下保持在所应用的位置以抑制后轮转动。驾驶员可命令应用或释放epb48。然而，控制器34不被配置为命令释放epb。通常，控制器在点火钥匙50转到接通位置时通电，并在点火钥匙转到断开位置时掉电。然而，在一些情况下，控制器34可延迟关闭过程。车厢内的警示灯或指示灯58可响应于意外运动并使车辆停止而亮起。

可通过驱动车辆内的推动/牵引按钮60禁用车辆保持机构的驱动。推动/牵引按钮电连接至控制器34。如果用户期望推动或牵引车辆而车辆正在运行并且处于空挡，则推动/牵引按钮60可被驱动以防止车辆在被牵引或推动时停止。

图2是由控制器34使用的用于禁止车辆100的意外运动的方法200的流程图。处理开始于初始状态步骤220。在步骤222，控制器34检测发动机10是否正在运行。在步骤224，控制器确定车辆是否处于空挡，在步骤226，控制器确定车辆是否处于驻车挡。如果车辆不处于空挡或驻车挡，则变速器能够向车辆车轴、车轮26和车轮30传递动力。在步骤228，控制器结合速度传感器56和坡度传感器54一起确定车辆在固定位置处的俯仰度或侧倾度。一旦检测到车辆的挡位、方向和速度，控制器34就确定是否有意外运动。当车辆位于上坡或下坡并且车辆沿着与给定坡度的可能方向相反的方向运动时，可能检测到意外运动。当车辆正在以速度传感器检测到的大于允许速度的速度沿着倾斜仪或坡度传感器54指示的可能方向运动时，也可能出现意外运动。所述允许速度优选是这样的速度，所述速度被计算为大于物理上可能仅依据道路坡度的速度。

响应于在步骤230在处于驻车挡时检测到意外运动，控制器发送用于驱动车辆驻车机构的命令。车辆驻车机构的驱动可包括在步骤232致使变速器束缚。除了或代替致使变速器束缚，控制器34在步骤234可提供应用于电子紧急制动器的信号。响应于在步骤228在车辆处于空挡时的意外运动或在步骤230车辆处于驻车挡时的意外运动，控制器在步骤236可发送用于激活线控驻车的信号。在步骤232的致使束缚状态和在步骤234的应用紧急制动器还可响应于意外运动而被启动。紧急制动器的使用可包括驱动电子驻车制动器(epb)。响应于车辆驻车机构的驱动，控制器34可发送用于设置诊断代码的信号以指示车辆100的意外运动。响应于意外运动并且使车辆停止，连同设置诊断代码一起，车厢内的警示灯或指示灯58可亮起。

应理解的是，图2中的流程图仅用于说明，并且方法200不应该被解释为限于图2中的流程图。方法200的一些步骤可被重新排列，同时另一些步骤可被完全省略。

虽然以上描述了示例性实施例，但是并不意在这些实施例描述了本发明的所有可能形式。更确切地，说明书中使用的词语为描述性词语而非限制性词语，并且应理解的是，可在不脱离本发明的精神和范围的情况下作出各种改变。此外，各种实施的实施例的特征可被组合，以形成本发明的进一步的实施例。