CN100532893C - 具有变速杆位置感应器的自动变速控制系统 - Google Patents

Abstract

一种具有变速杆位置感应器的自动变速控制系统，所述变速杆位置感应器包括多个开关，在变速杆的一个换档动作后，所述开关输出二进制信号。预先选择开关输出的组合模式，以表示变速杆被手动移动到的位置。所述开关分为两组，每组都产生携带有关所述变速杆位置的信息，从而监控所述变速杆位置感应器的操作故障。即使所述变速杆发生故障时，所述控制系统仍能执行假定D位置液压变速控制，以确保车辆行驶。

Description

具有变速杆位置感应器的自动变速控制系统

本申请是申请号为200410100254.7、申请日为2004年12月10日和发明名称为“具有变速杆位置感应器的自动变速控制系统”的专利申请的分案申请。

相关文档的交叉引用

本申请要求2003年12月10日、2003年12月10日和2004年1月30日提交的申请号分别为2003-412320、2003-412321和2004-24932的日本专利申请的优先权，其内容并入此处，作为参考。

发明领域

本发明涉及一种自动车辆的自动变速控制系统，尤其涉及这样一种系统：如果变速杆位置感应器出现故障，则该系统工作来监控变速杆位置感应器中的工作故障和/或确保车辆行驶。

背景技术

公开号为2003—294134的日本专利首次公开申请披露了一种利用禁止器(inhibitor)开关实现的变速杆位置感应器，该禁止器开关具有四个触点S1、S2、S3和S4，在车辆驾驶员手动地移动变速杆的动作之后，该四个触点被接通或断开。在变速杆的停车档(P)、倒车档(R)、空档(N)和行驶档(D)位置中，触点S1-S4的接通或断开状态的组合模式被设计为不同。具体地说，每个模式只表示变速杆的P、R、N和D位置中的一个。

上述类型的禁止器开关的问题在于：如果触点S1—S4中的任意一个触点发生一个比如断路或短路的故障，就会输出一个错误信号。

为了避免出现由于禁止器开关发生故障而引起在确定变速杆的N和P位置中出现错误，如同上述公开物中所披露，该禁止器开关被设计为：当变速杆被置于N位置时，如果触点S1—S4中的任意一个触点输出一个错误信号，则处于N位置时的触点S1-S4的接通和断开状态的组合模式就不匹配处于P位置时的触点S1-S4的接通和断开状态的组合模式。而且，当开关S1—S4的输出组合模式不能准确匹配表示变速杆的P、R、N和D位置的任意一个组合模式时，就可以确定该禁止器开关发生故障。

但是，上述类型的禁止器开关的缺陷在于：如果开关S1—S4的输出组合模式正确匹配表示变速杆的P、R、N和D位置的组合模式中的任何一个，就会在确定禁止器开关是否出现故障时出现困难，并且会将变速杆错误地确定为放置在不是正确位置的一个位置上。这会导致即使变速杆实际上处于D位置，也可能将所述变速杆错误地确定为放置在不是D位置的一个位置上，从而导致不能操作自动变速来行驶车辆。

发明内容

因此，本发明的主要目的就是避免现有技术中的缺点。

本发明的另一目的是提供一种自动变速的变速杆位置感应设备以及一种变速杆位置感应器，被设计来确保监控自动变速的变速杆位置的可靠性。

本发明的又一目的是提供一种自动变速控制系统，被设计成在变速杆位置传感器的工作中发生故障时，能确保自动车辆行驶。

根据本发明的一个方面，提供了一种可用于自动车辆的自动变速变速杆位置感应设备，该自动变速变速杆位置感应设备包括：(a)一个杆位置感应器，其包括多个感应元件，每个所述感应元件产生一个二进制信号，响应于自动变速变速杆的一个换档动作，每个所述二进制信号有选择地具有两个二进制数值中的一个数值，所述感应元件被分为第一和第二感应元件组，所述第一和第二感应元件组分别工作来产生由所述二进制数值组成的第一和第二二进制码，所述第一和第二二进制码各携带其中放置所述变速杆的杆位置中的一个的有关信息；(b)一个位置确定电路，根据所述杆位置感应器的第一和第二感应元件组产生的第一和第二二进制码，确定其中放置所述变速杆的杆位置和/或确定所述杆位置感应器是否发生故障。

具体地说，所述两个感应元件组产生的二进制信号的使用，导致了确定变速杆位置的准确度的提高以及变速杆位置感应器的可检测故障的增加或其可检测性的提高。

在本发明的优选模式中，变速杆的杆位置为停车档位置、倒车档位置、空档位置、行驶档位置以及其间的中间位置。所述第一感应元件组由特定数量的感应元件组成。第一感应元件组产生的二进制信号的预定组合形成第一二进制码，该第一二进制码对应于停车档、倒车档、空档、行驶档和中间位置中的一个。这使得能够监控所有常用变速杆位置。

用于表示停车档、倒车档、空档、行驶档和中间位置中相邻两个位置的二进制信号组合中的两个被设计成只在由所述感应元件中的一个产生的二进制信号的二进制数值上彼此不同。如果在感应元件中发生如断路或短路之类的故障，这样就可以避免在确定变速杆位置中出现错误。

当变速杆被置于停车档、倒车档、空档、行驶档和中间位置中任意一个位置时，第一感应元件组中的至少一个感应元件产生作为其二进制信号的一个有效电平信号(active level signal)。具体地，当变速杆被置于停车档、倒车档、空档、行驶档和中间位置中任意一个位置时，如果第一感应元件组中的所有感应元件都产生一个无效电平(inactive level)信号模式，如果在杆位置感应器的接地线中出现断路，它会导致出现同样的模式，由此导致在确定变速杆的位置时出现错误，但上述其中所述二进制信号的任何比特都具有有效电平的结构可消除此种困难。

当变速杆被置于行驶档位置时，第一感应元件组的感应元件都产生作为其二进制信号的有效电平信号。这样，当变速杆实际上被置于空档和行驶档位置之间时，防止出现将变速杆错误地确定为处于倒车位置，该错误确定导致打开车辆的倒车灯。

第一感应器单元组产生的二进制信号的预定组合形成第一二进制码，该第一二进制码对应于停车档、倒车档、空档、行驶档和中间位置中的一个。第二感应元件组由一个感应元件构成。第二感应元件组产生的二进制信号形成第二二进制码，当变速杆被置于停车档和空档位置中之一时，该第二二进制码具有二进制数值中的第一二进制数值，当变速杆被置于停车和空档位置之外的任一杆位置时，第二二进制码具有二进制数值中的第二二进制数值。位置确定电路利用第一二进制码，确定变速杆被置于哪个杆位置，并根据该确定结果和第二二进制码，确定杆位置感应器是否发生故障。这样就可以实现准确地监控所有常用变速杆位置，并且还可以导致可被监控的故障的增加。

第一感应元件组由三个感应元件构成，当变速杆被置于任意一个中间位置时，其中两个感应元件产生作为其二进制信号的有效电平信号。这最适合于监控变速杆的停车档、倒车档、空档、行驶档及其中间位置。

每次第一感应元件组产生的任意一个二进制信号的二进制数值改变时，位置确定电路都执行一个中断操作，对第一感应元件组输出的二进制信号进行采样，并在一个常规的采样周期内对第二感应元件组输出的二进制信号进行采样。这样，在快速换档时，就可以避免省略变速杆位置检测。

每次第一感应元件组产生的任意一个二进制信号的二进制数值改变时，位置确定电路确定第一感应元件组产生的二进制信号的最终组合表示的杆位置是否邻近于在所述任意一个二进制信号改变前由第一感应元件组产生的二进制信号的组合表示的杆位置，从而确定杆位置感应器是否发生故障。例如，当在一个感应元件中出现断路并且变速杆已经从停车档位置通过中间位置移到倒车档位置时，位置确定电路错误地确定为：变速杆已经从停车档位置直接移动到倒车档位置。在此种情况下，位置确定电路省略中间位置。由此，通过监控这种情形可以检测感应元件的故障。

根据本发明的第二方面，提供了一种由计算机执行的控制程序，用于控制具有杆位置感应器的自动变速变速杆位置感应设备，所述杆位置感应器包括多个感应元件，每个所述感应元件产生一个二进制信号，响应于自动变速变速杆的换档动作，每个所述二进制信号有选择地具有两个二进制数值中的一个。所述感应元件被分为第一和第二感应元件组。所述控制程序包括：第一任务，执行来对第一和第二感应元件组产生的二进制信号进行采样，并从中读取携带了其中放置变速杆的杆位置的有关信息的第一和第二二进制码；第二任务，执行来根据第一和第二感应元件组产生的二进制信号构成的第一和第二二进制码的组合，确定其中放置变速杆的杆位置和/或确定杆位置感应器是否发生故障。

在本发明的优选模式中，变速杆的杆位置为停车档位置、倒车档位置、空档位置、行驶档位置和其间的中间位置。当变速杆被置于停车档、倒车档、空档、行驶档和中间位置中之一时，第一感应元件组工作来产生由表示停车档、倒车档、空档、行驶档和中间位置中之一的二进制信号的预定组合中的一个构成的第一二进制码。第二感应元件组由一个所述感应元件构成。第二感应元件组的感应元件工作来产生由二进制信号构成的第二二进制码，当变速杆被置于停车档和空档位置中之一时，该第二二进制码具有二进制数值中的第一二进制数值，当变速杆被置于停车和空档位置之外的任一杆位置时，第二二进制码具有二进制数值中的第二二进制数值。第二个任务是：使用第一感应元件组产生的第一二进制码，执行对其中放置变速杆的杆位置的确定，并且，根据该确定结果和第二感应元件组产生的第二二进制码，确定杆位置感应器是否出现故障。

每次第一感应元件组产生的二进制信号中的任意一个信号的二进制数值改变时，第一任务执行一个中断操作，对第一感应元件组输出的二进制信号进行采样，并在一个给定的采样周期内对第二感应元件组输出的二进制信号进行采样。

每次第一感应元件组产生的二进制信号中的任意一个信号的二进制数值改变时，第二任务工作来确定第一感应元件组产生的二进制信号的最终组合表示的杆位置是否邻近于在所述任意一个二进制信号改变前由第一感应元件组产生的二进制信号的组合表示的杆位置，从而确定杆位置感应器是否出现故障。

根据本发明的第三个方面，提供了一种自动变速变速杆感应器，包括：(a)多个感应元件，每个所述感应元件产生一个二进制信号，响应于自动变速变速杆的一个换档动作，每个所述二进制信号有选择地具有两个二进制数值中的一个数值；所述感应元件被分为第一和第二感应元件组，所述第一和第二感应元件组分别工作来产生由所述二进制数值构成的第一和第二二进制码，所述第一和第二二进制码中每一个携带其中放置变速杆的杆位置中的一个的有关信息。

变速杆的杆位置为停车档位置、倒车档位置、空档位置、行驶档位置及其间的中间位置。第一感应元件组由特定数量的感应元件组成。第一感应元件组产生的二进制信号的预定组合中的每一个形成第一二进制码，该第一二进制码对应于停车档、倒车档、空档、行驶档和中间位置中的一个位置。

用于表示停车档、倒车档、空档、行驶档和中间位置中相邻两个位置的二进制信号的组合中的两个只在由所述感应元件中的一个产生的二进制信号的二进制数值上彼此不同。

当变速杆被置于停车档、倒车档、空档、行驶档和中间位置中任意一个位置时，第一感应元件组中的至少一个感应元件产生作为其二进制信号的有效电平信号。

当变速杆被置于行驶档位置时，第一感应元件组的所有感应元件都产生作为其二进制信号的有效电平信号。

第一感应元件组产生的二进制信号的预定组合中的每一个形成第一二进制码，该第一二进制码对应于停车档、倒车档、空档、行驶档和中间位置中的一个位置。第二感应元件组由一个所述感应元件构成。第二感应元件组产生的二进制信号形成第二二进制码，当变速杆被置于停车档和空档位置中之一时，第二二进制码具有二进制数值中的第一二进制数值，当变速杆被置于停车和空档位置之外的任一杆位置时，第二二进制码具有二进制数值中的第二二进制数值。

当变速杆被置于任一中间位置时，第一感应元件组的两个感应元件产生作为其二进制信号的有效电平信号。

根据本发明的第四个方面，提供了一种可用于自动车辆的自动变速控制系统，该控制系统包括：(a)一个杆位置感应器，其被设计来产生信号，每个所述信号表示驾驶员将变速杆手动移动到的停车档位置、倒车档位置、空档位置、行驶档位置及其间中间位置中的一个位置；(b)多个液压控制阀，其工作来控制提供给自动变速摩擦元件的液压；(c)一个手动选择阀，其在变速杆的一个换档动作之后，有选择性地建立通向液压控制阀的液压供应电路，只有在变速杆被置于行驶档位置时，该手动选择阀才工作来建立预定的液压供应电路，以实现一个选定的自动变速前进档位；以及(d)一个档位改变控制器，其利用杆位置感应器产生的信号来监控变速杆的位置，并操纵液压控制阀对自动变速摩擦元件的接合进行液压控制，以建立自动变速档位中的一个选定档位。当来自杆位置感应器的信号表示除行驶档位置之外的变速杆位置并且出现预定条件时，档位改变控制器假定变速杆被置于行驶档位置，并执行一个假定D位置液压变速控制，以建立一个特定的自动变速前进档位。

具体地说，一旦确定变速杆处于除行驶档位置之外的位置，就启动假定D位置液压变速控制，而不管确定结果是否正确。如果有关变速杆处于行驶档位置之外的位置的确定是正确的，则意味着变速杆实际上已被移动到该位置，所以，手动选择阀阻止通向液压控制阀的液压供应管路，该液压控制阀与建立自动变速前进档位所必须的摩擦元件相互连通。由此，通过执行假定D位置液压变速控制，导致没有建立前进档位，使得车辆不能前进。当变速杆实际上已经被移到行驶档位置时，手动选择阀被置于一个能实现自动变速行驶档位置的位置。因此，即使错误地确定变速杆处于行驶档位置之外的位置，通过执行假定D位置液压变速控制，也能导致建立自动变速前进档位。因此，即使杆位置感应器出现故障使得不能检测变速杆的行驶档位置，将变速杆移到行驶档位置，也使车辆能够行驶。

在本发明的优选模式中，杆位置感应器产生的特定数量的信号中的每一个携带一个由多个二进制信号的一个组合构成的二进制码，每个所述二进制码表示变速杆被移到的停车档、倒车档、空档、行驶档以及其间中间位置中的一个位置。表示停车档、倒车档、空档、行驶档和中间位置中相邻两个位置的二进制信号的组合中的两个只在一个二进制信号的一个二进制数值上彼此不同。这便于检测在变速杆的任意一个感应元件中发生的一个比如断路或短路的故障。

当变速杆被置于停车档、倒车档、空档、行驶档和中间位置中任意一个位置时，至少一个二进制信号被设计为有效电平信号。具体地，当变速杆被置于停车档、倒车档、空档、行驶档和中间位置中任意一个位置时，如果第一感应元件组中的所有感应元件都产生一个无效电平信号模式，如果在杆位置感应器的接地线中出现断路，它会导致出现同样的模式，由此导致在确定变速杆的位置时出现错误，但上述其中所述二进制信号的任何比特都具有有效电平的结构可消除此种困难。

杆位置感应器产生的特定数量的信号中每一个携带一个由多个二进制信号的一个组合构成的三比特码。每个所述三比特码表示变速杆移到的停车档、倒车档、空档、行驶档位置及其间中间位置中的一个，并且被设计成：当出现中间位置时，每个三比特码的三比特中的两个具有有效电平。这最适合于监控变速杆的停车档、倒车档、空档、行驶档位置以及中间位置。

变速杆感应器产生的信号中的每一个携带一个由二进制数值构成的码。当变速杆被置于行驶档位置时，所有二进制数值都被设计成是有效电平数值。这样，当变速杆实际上被置于空档和行驶档位置之间时，可以防止将变速杆错误地确定为处于倒车档位置，该错误确定导致打开车辆的倒车灯。

本发明还提供了一种故障确定电路，工作来监控变速杆的工作故障。杆位置感应器产生的信号中每一个携带一个由二进制数值的组合构成的二进制码。每次任意一个二进制信号的二进制数值改变时，故障确定电路确定由二进制数值的最终组合表示的变速杆位置是否邻近于在任意一个所述二进制码改变前由二进制数值的组合表示的变速杆位置，从而确定杆位置感应器是否出现工作故障。这样，通过确定所监控的二进制数值组合模式是否正确，就能检测杆位置感应器的故障。

当监控到变速杆被置于倒车档和空档位置之间的R-N位置时，执行假定D位置液压变速控制。这样，在如果变速杆被移到行驶档位置，但却将其错误地确定为处于R-N位置时，能确保车辆能够行驶。

当变速杆被监控到在一个特定时间段内处于空档和行驶档位置之间的N-D位置时，执行假定D位置液压变速控制。

当杆位置感应器处于正常状态并且监控到变速杆已经从空档移到了N-D位置时，档位改变控制器随后通常必须监控从N-D位置到行驶档位置的改变。因此，如果在一段时间(其通常被认为是变速杆的位置从N-D位置改变到行驶档位置的位置所需要消耗的一段时间)之后仍然确定变速杆保持在N-D位置中，那么档位改变控制器确定杆位置感应器已经出现故障，并启动自动变速的假定D位置液压变速控制。

当监控到变速杆从行驶档位置移到行驶档和空档位置之间的N-D位置时，立即执行假定D位置液压变速控制。当监控到变速杆从空档位置移动到并在一个特定时间段内保持在N-D位置中时，执行假定D位置液压变速控制。这样，在如果杆位置感应器发生故障，而使得将变速杆错误地确定为处于N-D位置时，也能确保车辆能够行驶。

本发明还提供了一种输入轴速度感应器，用于测量自动变速的输入轴速度，并提供其指示信号。在执行假定D位置液压变速控制时，档位改变控制器利用输入轴速度感应器提供的信号，监控自动变速的档位改变动作，从而确定杆位置感应器是否出现工作故障。

档位改变控制器还可以工作来确定自动变速的齿轮比。在执行假定D位置液压变速控制时，档位改变控制器利用确定出的齿轮比，监控自动变速的档位改变动作，从而确定杆位置感应器是否出现工作故障。

档位改变控制器还可以工作来确定施加在自动变速摩擦元件上的液压。在执行假定D位置液压变速控制时，档位改变控制器利用确定出的液压，监控自动变速的档位改变动作，从而确定杆位置感应器是否出现工作故障。

当确定杆位置感应器出现故障时，档位改变控制器执行防故障功能来控制液压控制阀，从而在自动变速的行驶档位置内建立一个特定档位。

附图说明

通过参考以下的详细描述和本发明优选实施例的附图，本发明将变得更加清楚和易于理解，但是，本发明并不限于这些具体的实施例，而只是出于解释和理解目的。

在附图中：

图1是根据本发明第一实施例的自动变速感应器系统的视图；

图2是杆位置感应器的开关的接通和断开状态的组合模式的图表；

图3(a)中是一个示出了杆位置感应器正常工作时开关的接通和断开状态的组合模式的表格；

图3(b)、3(c)、3(d)和3(e)是分别给出了开关中发生断路情形时杆位置感应器的开关的接通和断开状态的组合模式的表格；

图4(a)是给出了杆位置感应器正常工作时开关的接通和断开状态的组合模式的表格；

图4(b)、4(c)、4(d)和4(e)是分别给出了开关中发生短路情形时杆位置感应器的开关的接通和断开状态的组合模式的表格；

图5是本发明第一实施例的自动变速感应系统执行的主程序的流程图；

图6是图5的主程序中的中断处理执行的子程序的流程图；

图7是在图5的主程序中执行的、用于监控变速杆位置和故障的子程序的流程图；

图8是根据本发明第二实施例的自动变速控制系统的框图；

图9是自动变速控制系统的内部结构的截面示意图；

图10是给出了自动变速的摩擦元件和档位位置之间的工作关系的表格；

图11是根据本发明第二实施例的自动变速感应系统的视图；

图12是示出杆位置感应器的开关的接通和断开状态的组合模式的图表；

图13(a)是示出杆位置感应器正常工作时开关的接通和断开状态的组合模式的表格；

图13(b)、13(c)和13(d)是分别给出了开关中发生断路情形时杆位置感应器的开关的接通和断开状态的组合模式的表格；

图14(a)是示出杆位置感应器正常工作时开关的接通和断开状态的组合模式的表格；

图14(b)、14(c)和14(d)是分别给出了开关中发生断路情形时杆位置感应器的开关的接通和断开状态的组合模式的表格；

图15是本发明第二个实施例的自动变速控制系统执行的主程序的流程图；

图16是图15的主程序中的中断处理执行的子程序的流程图；

图17是在图15的主程序中执行的、用于监控自动变速液压控制的变速杆位置的子程序；

图18是在图17的程序中执行的、用于监控自动变速的档位改变动作的子程序；

图19是在图18的程序中执行的、用于监控自动变速的档位改变动作的启动的子程序；

图20是在图18的程序中执行的、用于监控自动变速的档位改变完成或保持的子程序；

图21是确定变速杆从N位置移到N-R位置的情形下的自动变速控制系统的工作的时序图；

图22是在图18的程序中执行的图19中的子程序的修改，用于监控自动变速的档位改变动作的启动；和

图23是在图18的程序中执行的图20中的子程序的修改，用于监控自动变速的档位改变完成或保持。

具体实施方式

参考附图，其中在几个视图中，相同的标号表示相同的部分。图1示出了根据本发明用于自动车辆的自动变速(AT)位置感应器系统。该AT位置感应器系统被设计为确定自动变速处于哪个档位位置。该AT位置感应器系统还可工作来作为变速杆位置感应设备使用，被设计来探测变速杆11(也被称为选择杆)的位置，用于确定自动变速的档位位置。

本实施例中提到的自动变速具有一个如图8和9所示的典型结构，后面还将进行详细描述。自动变速被设计为可在四个档位位置之间进行操作切换：停车档(P)位置、倒车档(R)位置、空档(N)位置和行驶档(D)位置。通过手动移动变速杆11，可以实现此种切换。

AT位置感应器系统包括变速杆位置感应器12和控制器17。变速杆位置感应器12工作来监控变速杆11的位置。变速杆位置感应器12包括滑动杆13，其通过连杆10连接到变速杆11。

变速杆位置感应器12还包括四个开关S1、S2、S3和S4，其中每个开关由一个绝缘体14、一个移动触点15和一个静止触点16构成。移动触点15被排列且附接到滑动杆13。从图中可见，静止触点16在彼此不同的位置附加(affix)到绝缘体14上。移动触点15分别通过信号线Ls1、Ls2、Ls3和Ls4，与控制器17的输入端电耦合。每个静止触点16通过接地线Lgnd连接到控制器17的接地端。当将变速杆11手动地拉出或推入，从而在P、R、N和D位置之间改变时，导致滑动杆13移动，使得移动触点15在绝缘体14上滑动，从而在移动触点15和静止触点16之间建立一个或几个电连接，产生表示变速杆11位置的高电平信号或低电平信号(即二进制信号0或1)的组合，通过信号线Ls1、Ls2、Ls3和Ls4给予控制器17，该组合在下面称为档位位置信号。

控制器17由CPU、ROM、RAM和I/O接口电路组成。当每个移动触点15与其对应的一个静止触点16电连接时，会产生高电平信号，而在没有电连接时，产生低电平信号。高电平信号和低电平信号被输入到控制器17的I/O接口电路，分别变成逻辑1和逻辑0。如同稍后详细描述，控制器17工作来分析逻辑信号的组合，从而确定变速杆11的位置，并确定变速杆位置感应器12是否发生故障。

下面结合图1至图4(e)详细描述变速杆位置感应器12的结构。

本实施例中所提到的自动变速被设计为按照P-R-N-D换档模式改变档位位置。变速杆位置感应器12被设计来监控总共7个变速杆位置：停车档(P)位置、倒车档(R)位置、空档(N)位置、行驶档(D)位置、P-R位置、R-N位置和N-D位置。当变速杆11处于P、R、N或D位置时，它意味着自动变速被置于P位置、R位置、N位置或D位置。P-R位置、R-N位置和N-D位置分别位于变速杆11的P位置和R位置之间、R位置和N位置之间以及N位置和D位置之间。

如上所述的7个变速杆位置中每一个用一个三比特码表示。开关S1、S2、S3和S4被分成两组：第一开关组由三个开关S1、S2和S3组成；而第二开关组由开关S4组成。控制器17使用第一开关组(即开关S1、S2和S3)输出的二进制信号(即逻辑1或0)的组合，产生三比特码，用于表示上述七个变速杆位置。

通常情况下，一个三比特码可以表示2³＝8个二进制模式。由于第一开关组(即开关S1、S2和S3)的输出信号组合表示七个变速杆位置，所以，用三比特码表示的这八个二进制模式中有一个未用于表示变速杆11的位置。具体地说，仅由开关S1、S2和S3输出的无效信号(即逻辑0信号)构成的一个二进制模式用于检测在变速杆位置感应器12的接地线Lqnd中发生的断路情形。其他二进制模式各包括开关S1、S2和S3中至少一个开关输出的有效信号(即逻辑1信号)，用于表示变速杆11的位置。

为了避免如果表示P、R、N和D位置的四个二进制模式中的某一个模式匹配在变速杆位置感应器12中发生故障(如断路或短路)时的另一个模式，而导致变速杆11的位置确定发生错误，控制器17使用格雷码来表示上述七个变速杆位置。具体地，开关S1、S2和S3被设计为：在变速杆11从P位置、R位置、N位置、D位置、P-R位置、R-N位置和N-D位置中的一个位置移到一个相邻位置后，开关S1、S2和S3中只有一个开关的输出的逻辑电平发生变化。

具体地，这七个二进制模式被分为：三个第一类型，其三比特码中只有一个比特为逻辑1；三个第二类型，其三比特码中有两个比特为逻辑1；一个第三类型，其三比特码中的所有比特都是逻辑1。根据格雷码的定义，其中三个比特中两个比特为逻辑1的第二类型二进制码用于表示变速杆中间位置(即P-R位置、R-N位置和N-D位置)。然后，用其中只有一个比特为逻辑1的三个二进制模式(即第一类型二进制码)和其中所有三个比特均为逻辑1的一个二进制模式(即第三类型二进制码)表示变速杆11的P位置、R位置、N位置和D位置。如果用其中所有三个比特都是逻辑1的第三类型二进制码表示P和N位置，则只有在变速杆11处于任意一个变速杆中间位置(即P-R位置、R-N位置和N-D位置)时，才不能检测到每个开关S1、S2和S3中的短路情况，由此导致可用于监控变速杆位置感应器12的工作故障的二进制模式减少。另外，如果用第三类型二进制码表示R位置，就会导致将N-D位置错误地确定为R位置，由此导致错误地打开车辆的倒车灯。根据以上观点，优选使用其中所有三个比特均为逻辑1的第三类型二进制码表示变速杆11的D位置。

第二开关组，即开关S4，用于检测变速杆11的P或N位置，其允许驾驶员发动引擎。具体地，开关S4产生P或N位置的二进制信号，其模式明显不同于其他位置的二进制信号。在本实施例中，如图3(a)所示，开关S4在P或N位置产生一个逻辑1，在其他位置产生逻辑0。但是，也可以将其设计为产生与之相反的二进制信号。

具体地，按照如上所述的方式，将如图3(a)中列出的逻辑信号组合分配给开关S1、S2、S3和S4，其中该逻辑信号组合表示变速杆位置感应器12所监控的变速杆11的七个位置。开关S1、S2、S3和S4的静止触点16在如图2中由阴影区域表示的位置附加到绝缘体14，与移动触点15电连接，产生二进制信号1。

由第一开关组(即开关S1、S2和S3)的输出组合形成的三比特码在P位置为“100”，在P-R位置为“110”，在R位置为“010”，在R-N位置为“011”，在N位置为“001”，在N-D位置为“101”，在D位置为“111”。

下面结合图3(a)-4(e)分析在变速杆位置感应器12发生工作故障之后的二进制模式。

如其中的例子所述，变速杆位置感应器12的故障是在开关S1、S2、S3和S4中的至少一个开关中发生的断路或短路。在图3(b)-3(e)和图4(b)-4(e)中，最下一行表示控制器17根据第一开关组(即开关S1、S2和S3)的输出做出的确定结果。“X”表示第一开关组输出均为逻辑0的情况；标记“S”表示允许发动引擎的二进制模式，即其中开关S4的输出为逻辑1；标记“I”表示禁止发动引擎的二进制模式，即其中开关S4的输出为逻辑0。

开关S1中的断路

当在第一开关组的开关S1中已经发生断路时，开关S1的输出在所有变速杆位置均为逻辑0，如图3(b)所示。例如，当变速杆11处于P位置时，第一开关组(即开关S1、S2和S3)的输出组合为“000”，而第二开关组(即开关S4)的输出为“1”，允许发动引擎。所以，控制器17确定开关S1已经发生故障，并允许发动引擎。

当变速杆11处于P-R位置时，第一开关组的输出组合为“010”，这将导致控制器17错误地确定为变速杆11处于R位置。在此种情况下的故障检测方式将在稍后详细说明。

当变速杆11处于N-D位置时，第一开关组的输出组合为“001”，其与表示N位置的输出组合相同，而第二开关组的输出为“0”，禁止发动引擎。所以，控制器17确定开关S1已经发生故障，并禁止发动引擎。

当变速杆11处于D位置时，第一开关组的输出组合为“011”，其与表示N-R位置的输出组合相同，这导致控制器17错误地确定变速杆11处于R-N位置。

开关S2中的断路

当在第一开关组的开关S2中已经发生断路时，开关S2的输出在变速杆所有位置均为逻辑0，如图3(c)所示。例如，当变速杆11处于P-R位置时，第一开关组(即开关S1、S2和S3)的输出组合为“100”，其与表示位置P的输出组合相同，而第二开关组(即开关S4)的输出为“0”，禁止发动引擎。控制器17确定开关S2发生故障，并禁止发动引擎。

当变速杆11处于R位置时，第一开关组的输出组合为“000”，而第二开关组的输出为“0”。控制器17确定开关S2已经发生故障，并禁止发动引擎。

当变速杆11处于R-N位置时，第一开关组的输出组合为“001”，其与表示N位置的输出组合相同，而第二开关组的输出为“0”。控制器17确定开关S2已经发生故障，并禁止发动引擎。

当变速杆11处于D位置时，第一开关组的输出组合为“101”，其与表示N-D位置的输出组合相同，这导致控制器17错误地确定变速杆11处于N-D位置。

开关S3中的断路

当在第一开关组的开关S3中已经发生断路时，开关S3的输出在变速杆所有位置均为逻辑0，如图3(d)所示。当变速杆11处于R-N位置时，第一开关组(即开关S1、S2和S3)的输出组合为“010”，其与表示位置R的输出组合相同，这导致控制器17错误地确定变速杆11处于R位置。

当变速杆11处于N位置时，第一开关组的输出组合为“000”，而第二开关组的输出为“1”。控制器17确定开关S3已经发生故障，但允许发动引擎。

当变速杆11处于N-D位置时，第一开关组的输出组合为“100”，其与表示P位置的输出组合相同，而第二开关组的输出为“0”。控制器17确定开关S3已经发生故障，并禁止发动引擎。

当变速杆11处于D位置时，第一开关组的输出组合为“110”，其与表示P-R位置的输出组合相同，这导致控制器17错误地确定变速杆11处于P-R位置。

开关S4中的断路

当在第一开关组的开关S4中已经发生断路时，开关S4的输出在变速杆所有位置均为逻辑0，如图3(e)所示。在此种情况下，当第一开关组中的开关S1、S2和S3都正常工作时，控制器17能正确确定变速杆11的位置。但是，即使当控制器17已经正确确定出变速杆11处于P位置或N位置时，开关S4的输出也不是“1”，从而导致控制器17禁止发动引擎，并确定开关S4已经发生故障。

开关S1中的短路

当第一开关组的开关S1已经发生短路时，开关S1的输出在各个变速杆位置均为逻辑1，如图4(b)所示。例如，当变速杆11处于R位置时，第一开关组(即开关S1、S2和S3)的输出组合为“110”，其与表示P-R位置的输出组合相同。因此，控制器17错误地确定变速杆11处于P-R位置。

当变速杆11处于R-N位置时，第一开关组的输出组合为“111”，其与表示D位置的输出组合相同。因此，控制器17错误地确定变速杆11处于D位置。在此种情况下的故障检测在稍后将详细说明。

当变速杆11处于N位置时，第一开关组的输出组合为“101”，其与表示N-D位置的输出组合相同，而第二开关组的输出为“1”，允许发动引擎。因此，控制器17确定开关S1已经发生故障，并允许发动引擎。

开关S2中的短路

当第一开关组的开关S2已经发生短路时，开关S2的输出在各个变速杆位置均为逻辑1，如图4(c)所示。例如，当变速杆11处于P位置时，第一开关组(即开关S1、S2和S3)的输出组合为“110”，其与表示P-R位置的相同，而第二开关组(即开关S4)的输出为“1”，允许发动引擎。控制器17确定开关S2发生故障，并允许发动引擎。

当变速杆11处于N位置时，第一开关组的输出组合为“011”，其与表示R-N位置的输出组合相同，而第二开关组的输出为“1”。控制器17确定开关S2已经发生故障，并允许发动引擎

当变速杆11处于N-D位置时，第一开关组的输出组合为“111”，其与表示D位置的输出组合相同。控制器17错误地确定变速杆11处于D位置。

开关S3中的短路

当第一开关组的开关S3已经发生短路时，开关S3的输出在各个变速杆位置均为逻辑1，如图4(d)所示。例如，当变速杆11处于P位置时，第一开关组(即开关S1、S2和S3)的输出组合为“101”，其与表示N-D位置的输出组合相同，而第二开关组(即开关S4)的输出为“1”。控制器17确定开关S3已经发生故障，并允许发动引擎。

当变速杆11处于P-R位置时，第一开关组的输出组合为“111”，其与表示D位置的输出组合相同，控制器17错误地确定变速杆11处于D位置。

当变速杆11处于R位置时，第一开关组的输出组合为“011”，其与表示R-N位置的输出组合相同，控制器17错误地确定变速杆11处于R-N位置。

开关S4中的短路

当第二开关组的开关S4发生短路时，开关S4的输出在各个变速杆位置均为逻辑1，如图4(e)所示。在这种情况下，当第一开关组中的开关S1、S2和S3都正常工作时，能使控制器17实现正确确定变速杆11的位置。但是，即使控制器17已经正确确定出变速杆11处于P位置或N位置外的其他位置时，开关S4的输出也将是“1”。由此，控制器17允许发动引擎，并确定开关S4已经发生故障。

从上述讨论明显可见，在有些情况下，使用开关S1、S2、S3和S4的输出组合，无法避免错误地确定变速杆11的位置。为了消除这个问题，控制器17被设计为：每次第一开关组(即开关S1、S2和S3)的任意一个输出的逻辑数值改变时，确定由开关S1、S2和S3的输出的最终组合表示的变速杆位置是否邻近于由该改变之前的输出组合表示的变速杆位置，如果得到否定的答案，则确定故障已经发生。

例如，当在开关S1中发生如图3(b)所示的断路并且变速杆11已从P位置移到P-R位置再到R位置，控制器17错误地确定变速杆11已从不确定的位置X(s)移动到R位置。在此种情况下，控制器17省略了P-R位置。由此，通过监控在下面将会作为位置检测省略提及的情形，可以检测出开关S1的故障。

在控制器17在一个固定周期内对第一开关组的开关S1、S2和S3的输出进行采样的情况下，随着车辆驾驶员移动变速杆11的速度的提高，开关S1、S2和S3的输出的逻辑数值改变的时间间隔会降低到采样周期之下，从而导致控制器17省略对开关S1、S2和S3的一个或多个输出组合进行采样，亦即，导致位置检测省略。

为了避免上述问题，控制器17被设计为：每次开关S1、S2和S3的中任意一个输出发生变化时，通过中断处理，启动对第一开关组的开关S1、S2和S3的输出的采样。这使得控制器17能够读取开关S1、S2和S3的所有输出根据变速杆11按照变速杆11的位置顺序的移动的变化，而不管变速杆11的移动速度，从而消除了位置检测忽略。

第二开关组的开关S4的输出在P和N位置表现为逻辑1，允许发动引擎，在其他位置为逻辑0。因此，即使快速移动变速杆11，开关S4的输出的逻辑数值通常也不会按照导致位置检测省略的速度而改变。为此，控制器17在例如10毫秒的一个固定周期内对开关S4的输出进行采样。

到目前所述为止的变速杆11的位置确定和变速杆位置感应器12的工作故障确定都是通过软件程序来进行，后面将结合图5-图7对所述软件程序进行说明。在下面的说明中，被输入到控制器17的开关S1、S2、S3和S4的输出将分别被简单地表示为输出S1、S2、S3和S4。

在启动车辆的点火开关，接着获得电能后，控制器17启动图5的主程序。进入该程序之后，例程执行步骤101，其中复位或初始化标志位和存储器，将在稍后对所述标志位和存储器进行说明。

例程转到步骤102，其中更新在存储器中存储的第二开关组的开关S4的输出。具体地，将前一个程序周期作为当前输出SS4存储的开关S4的输出更新为先前输出SS40，而将在此程序周期内收集的开关S4的输出(即输出S4)作为当前输出SS4存储。

例程转到步骤103，其中确定当前输出SS4与先前输出SS40是否相同。如果所得结果为否，那么例程转到步骤104，其中将信号S4改变标志位设置为1，该值1用于表示开关S4输出的逻辑值较前一个程序周期的值已经发生改变。然后，例程转到步骤109，其中确定由控制器17来采样输出S4的采样时间间隔(如10毫秒)是否已过。如果所得结果为否，例程重复步骤109。如果所得结果为是，即表示采样时间间隔已过，那么例程转到步骤102，其中对输出S4进行采样，并更新当前输出SS4和先前输出SS40。

随后，例程转到步骤103，其中确定当前输出SS4与先前输出SS40是否相同。如果所得结果为是，那么例程转到步骤105，其中确定信号S4改变标志位是否为1。如果所得结果为是，即表示开关S4输出的逻辑值较前一个程序周期的值已经发生变化，那么例程转到步骤106，其中将先前输出SS40设置为信号S4的值FS4。例程转到步骤107，其中将信号S4改变标志位设置为0，然后转到步骤108。如果在步骤105中所得结果为否，那么例程直接转到步骤108。

具体地，在输出S4的采样周期(例如10毫秒)内，周期性顺序执行步骤102到107，每次检测到输出S4改变时，就更新信号S4值FS4。

在步骤108中，除非输出S4已经发生改变，可以确定变速杆11的位置和检测变速杆位置感应器12的工作故障。正如稍后将详细描述的，在图7中说明了步骤108的操作。

图6示出了一个中断例程，每次第一开关组的开关S1、S2和S3中的任意一个输出的逻辑数值改变时就启动该中断例程。

首先，在步骤201中，对开关S1、S2和S3的输出进行采样，以产生由这些输出序列构成的三比特码S13。此外，将前一个程序周期作为当前三比特码SS13产生和存储的三比特码更新为先前三比特码SS130，而将本周期内产生的三比特码S13作为当前三比特码SS13存储。

例程转到步骤202，其中将当前三比特码SS13(即输出S1、S2和S3中任意一个输出改变后产生的三比特码)与先前三比特码SS130(该改变发生前产生的三比特码)进行比较，确定它们是否相邻，即：它们是否表示两个相邻的变速杆位置。如果所得结果为否，那么例程转到步骤203，其中将故障标志位FlagS设置为1，该值1表示变速杆位置感应器12中发生故障。然后，例程结束。

另外，如果在步骤202中所得的结果为是，那么例程转到步骤204，去中将当前三比特码SS13设置为三比特码FS13。例程转到步骤205，其中将故障标志位FlagS复位为0，该值0表示变速杆位置感应器12中没有发生故障。然后，例程结束。

图7示出了在图5的步骤108中执行的操作，该操作用于确定变速杆11的位置以及确定变速杆位置感应器12是否发生故障。

首先，在步骤301中，确定故障标志位FlagS是否为0，该值0表示变速杆位置感应器12中不存在故障。如果所得结果为否，即意味故障标志FlagS为1，那么例程直接转到步骤308，其中在变速杆位置感应器12中已经发生故障，然后，例程结束。

另外，如果在步骤301中所得结果为是，即意味故障标志位FlagS为1，那么例程转到步骤302，其中确定在图5的步骤106中所得的信号S4值FS4是否为1，其表示变速杆11的P或N位置。如果所得结果为是，那么例程转到步骤303，其中确定在图6的步骤204中得到的三比特码FS13是否为表示P位置的序列“100”，如果所得结果为是，例程转到步骤304，其中变速杆11的当前位置为P位置，然后，例程结束。

另外，如果在步骤302中所得结果为否，即意味信号S4值FS4不是1，即变速杆11被确定为处于除P或N之外的位置，那么例程转到步骤305，其中确定在图6的步骤204中得到的三比特码FS13是否为表示P和N位置的序列“100”和“001”中之一。如果所得的结果为是，那么例程转到步骤308，其中确定在变速杆位置感应器12中已经发生故障。然后，例程结束。具体地，在步骤302中，信号S4值FS4被确定为既不表示P位置也不表示N位置，但在步骤305中，三比特码FS13被确定为表示P和N位置中之一。在步骤302中和步骤305中的判定彼此相互矛盾，所以，可以确定在变速杆位置感应器12中已经发生故障。

如果在步骤305中所得结果为否，即意味着当变速杆11被确定为不处于P或N的位置上时，信号S4值FS4和三比特码FS13表示的变速杆位置彼此相同，那么例程转到步骤309，其中使用三比特码FS13来确定变速杆11的位置。例如，如果三比特码FS13为序列“110”，则确定变速杆11被置于P-R位置。如果三比特码FS13为“010”、“011”、“101”或“111”中的一个序列，则确定变速杆11被置于R位置、R-N位置、N-D位置或D位置。

如果在步骤303中所得结果为否，即意味着三比特码FS13不是表示P位置的序列“100”，那么例程转到步骤306，其中确定三比特码FS13是否为表示N位置的序列“001”。如果所得的结果为是，那么例程转到步骤307，其中变速杆11的当前位置为N位置。然后，例程结束。

另外，如果在步骤306中所得的结果为否，即意味着信号S4值FS4在步骤302中被确定为表示P或N位置，但是，通过步骤303和306将三比特码FS13确定为既不表示P位置也不表示N位置，步骤303和步骤306中的判定被确定为相互矛盾。那么例程转到步骤308，其中确定在变速杆位置感应器12中已经发生故障。然后，例程结束。

如上所述，本实施例的AT位置感应器系统被设计成将变速杆位置感应器12的开关S1、S2、S3和S4分为由开关S1、S2、S3组成的第一开关组和由开关S4组成的第二开关组，产生用第一开关组输出的二进制序列表示的三比特码，以表示变速杆11的七个位置，当变速杆11处于P或N位置时，将开关S4配置为输出一个特定的二进制信号，其不同于变速杆11处于其他位置时输出的二进制信号。这样导致变速杆11位置确定准确度的提高，以及变速杆位置感应器12的工作故障确定数目的增加。

开关S1、S2、和S3被设计成只改变所有变速杆位置中两个相邻位置之间的一个位置的输出，从而在开关S1、S2、S3和S4中只有一个开关发生故障的情况下，避免开关S1、S2和S3在P、R、N和D位置中每个位置的输出的二进制模式匹配在P-R、R-N和N-R位置之一的输出的二进制模式。这样，就消除了变速杆11的位置确定错误。

开关S1、S2和S3还可被设计为：在变速杆11的所有位置中的每一个中，输出至少一个有效信号(即逻辑1)，由此能够确定在变速杆位置感应器12的接地线Lqnd中已经发生断路。

控制器17被设计为：每次第一开关组的开关S1、S2、S3中的任意一个开关的逻辑数值发生变化时，执行一个中断处理例程，以对开关S1、S2和S3的输出进行采样。具体地，控制器17读取开关S1、S2、S3的输出根据变速杆11按照变速杆11的位置顺序移动后的变化，而不管变速杆11的运动速度，从而消除位置检测省略。

在变速杆11移动之后，本实施例所述的自动变速在四个档位位置之间进行切换操作：P位置、R位置、N位置和D位置，但也可以被设计为具有五个或更多的档位位置。在五个档位位置自动变速的情况下，变速杆位置感应器12被设计为具有五个开关，该五个开关被分为由四个开关组成的第一开关组和由剩余开关组成的第二开关组。使用第一开关组输出的二进制信号来形成一个四比特码，用来表示变速杆11的位置。第二开关组还可以由该开关中的一些组成。在这种情况下，第二开关组的输出被构造来在变速杆11的P和N位置之间或变速杆11的其他位置之间进行区分。

开关S1、S2、S3和S4中每一个都为接触式开关，但也可以采用非接触式开关(如霍尔元件、磁感应器或光感应器)。在使用磁感应器的情况下，将它们安装在滑动杆13上，而不是移动触点15上。使用磁性单元代替静止触点16，在面对该磁性单元时，磁感应器的输出产生变化。如果使用光感应器，应将其安装在滑动杆13上，而不是移动触点15上。在附加到静止触点16的区域形成光阑，在面对该光阑时，光感应器的输出产生变化。使用这样的非接触式感应器的优点在于：可以提高变速杆位置感应器12的耐用性。

图8示出了根据本发明第二实施例的自动变速控制系统。

如图9中清楚地表示，本实施例所提及的自动变速110是四速类型，其包括变矩器120和液压变速箱150。变矩器120的输入轴130连接到汽车引擎(未示出)的输出轴，输出轴140连接到液压变速箱150。变矩器120中安装有一个泵叶轮31(即液体耦合器)、涡轮32以及安置在泵叶轮31和涡轮32之间的定子33。泵叶轮31正对涡轮32，且与变矩器120的输入轴130连接。涡轮32与变矩器120的输出轴140连接。定子33用于清除变矩器油。

变矩器120还包括一个锁定离合器160，用于有选择性地建立或释放输出轴140和输入轴130的接合(engagement)。变矩器120通过一个齿轮组(如变速箱150的行星齿轮组)，工作来将引擎扭矩传送到自动车辆的从动轮。

变速箱150包括离合器C0、C1、C2和刹车B0、B1。通过液压控制离合器C0、C1、C2和刹车B0、B1的接合和分离，来建立选定的齿轮比，从而改变齿轮组合，通过该齿轮组合来传送扭矩。图10示出了自动变速110的档位位置(即变速杆11的位置和换档速度：1速到4速)和摩擦元件(即离合器C0、C1、C2和刹车B0、B1)的工作情形之间的工作关系。“O”表示离合器C0、C1、C2和刹车B0、B1处于选定档位位置中的接合状态，从而建立引擎扭矩的传送。例如，当需要从第三速度调低到第二速度时，离合器C0和C2在第三速度处于接合状态，离合器C2进入分离状态，而刹车B1进入接合状态，由此实现调低到第二速度。如果需要从第三速度调高到第四速度，离合器C0和C2在第三速度处于接合状态，离合器C0处于分离状态，而刹车B1进入接合状态，由此实现调高到第四速度。

参考图8，变速箱150中安装了一个由引擎输出驱动的液压泵18。在其中存储工作液体的油箱(pan)(图中未给出)中安装了一个液压控制电路170。液压控制电路170包括：管压控制电路19、自动换档控制电路20、锁定控制电路21和手动选择阀26。液压泵18从油箱中抽出工作液体，通过管压控制电路19将其提供给自动换档控制电路20和锁定控制电路21。管压控制电路19中安装了一个液压控制阀(未示出)，用于将来自液压泵18的工作液体的压力调整到选定的管压。自动换档控制电路20中安装有多个液压控制阀90，工作来控制提供给变速箱150的离合器C0、C1、C2和刹车B0、B1的工作液体的压力。锁定控制电路21中安装有一个液压控制阀(未示出)，用于控制提供给锁定离合器160的工作液体的压力。安装有液压控制阀的自动换档控制电路20中的液压电路是通用类型的液压电路。首次公开号为2002-130460的日本专利披露了此种结构，其内容并入此处，作为参考。

手动选择阀26安置在管压控制电路19和自动换档控制电路20之间，用于选择一个或几个液压供应管，响应于变速杆11的换档动作，与自动换档控制电路20中的一个或几个对应液压控制阀90建立液压连通。具体地说，手动选择阀26用于在液压供应管和液压控制阀90之间建立通向离合器C0、C1和刹车B0、B1的液压连通，该液压连通只在变速杆11处于D位置时建立前进齿轮比(即前进速度)才是必须的。当变速杆11移动到P或N位置时，手动选择阀26阻止液压供应管和所有离合器C0、C1、C2和刹车B0、B1之间的液压连通，使变速箱150进入空档状态。

引擎上安装有一个测量引擎速度Ne的引擎速度感应器27。变速箱150还包括一个输入轴速度感应器28和一个输出轴速度感应器29。输入轴速度感应器28用于测量输入轴速度Nt(即变矩器120的输出轴140的速度)，输出轴速度感应器29用于测量变速箱150的输出轴速度No。

引擎速度感应器27、输入轴速度感应器28、输出轴速度感应器29和变速杆位置感应器12的输出被输入到自动变速电子控制单元(AT-ECU)30中。AT-ECU 30是用微型计算机实现的，执行安装在ROM中的换档程序以控制自动换档控制电路20中的液压控制阀90的能量，并且调整作用在变速箱150的离合器C0、C1、C2和刹车B0、B1上的液压，从而响应于根据变速杆11和车辆行驶情况(如节流阀位置、车辆速度等)产生的换档请求来建立或释放离合器C0、C1、C2和刹车B0、B1的接合，由此根据给定的换档进度(schedule)，在变速箱150中建立选定的目标齿轮比。

本实施例中使用的变速杆位置感应器12包括通过连杆10连接到变速杆11的滑动杆13，如图11所示。

变速杆位置感应器12还包括三个开关S1、S2和S3，其中每个开关由一个绝缘体14、一个移动触点15和一个静止触点16构成。移动触点15被放置并附接在滑动杆13上。从图中可以看出，静止触点16在不同的位置附加到绝缘体14。移动触点15分别通过信号线Ls1、Ls2、Ls3，电耦合到AT-ECU 30的输入端。每个静止触点16通过接地线Lgnd连接到AT-ECU 30的接地端。当将变速杆11手动拉出或推入以在自动变速的P、R、N和D位置之间改变时，会导致滑动杆13移动，使得移动触点15在绝缘体14上滑动，从而在移动触点15和静止触点16之间建立一个或多个电连接，产生一个有效信号和无效信号的组合(即二进制信号0或1)，通过信号线Ls1、Ls2、Ls3给予AT-ECU 30，用来表示变速杆11的位置。

当每个移动触点15与其对应的一个静止触点16电连接时，会产生有效信号，没有电连接时，产生无效信号。有效信号和无效信号被输入到AT-ECU 30的I/O接口电路，且分别变成逻辑1和逻辑0。如同稍后的详细说明，AT-ECU 30工作来分析按照预先选择的序列排列的逻辑信号的组合，确定变速杆11的位置，并且还确定变速杆位置感应器12是否发生故障。

自动变速110被设计为能够按照换档模式P-R-N-D改变档位位置。与第一实施例相同，变速杆位置感应器12被设计来监控总共7个变速杆位置：停车档(P)位置、倒车档(R)位置、空档(N)位置、行驶档(D)位置、P-R位置、R-N位置和N-D位置。

如上所述的7个变速杆位置各用一个三比特码表示。通常情况下，一个三比特码可以表示2³＝8个二进制模式。如前所述，变速杆位置感应器12监控的变速杆11的位置数量为7。所以，在确定变速杆11的位置时，本实施例的自动变速控制系统没有使用该八个比特模式中的一个模式。具体地，为了检测变速杆位置感应器12的工作故障，自动变速控制系统被设计来使用八个比特模式中除一个之外的七个模式来表示变速杆11的位置，该除外的一个模式是用所有无效信号(即逻辑0)的序列表示的。换言之，变速杆位置感应器被设计来：从开关S1、S2和S3中的至少一个开关输出有效信号(即逻辑1)，来表述用于表示P、R、N、D、P-R、R-N和N-D位置的七个比特模式。

为了避免在确定变速杆11的位置时，由于表示P、R、N和D位置的四个二进制模式中的一个模式匹配了在变速杆位置感应器12中发生故障(如断路或短路)时的另一个模式而导致变速杆11的位置确定发生错误，如前所述，AT-ECU 30被构造成使用格雷码来表示上述七个变速杆位置。具体地说，开关S1、S2和S3被设计为：在变速杆11从七个位置(即P位置、R位置、N位置、D位置、P-R位置、R-N位置和N-D位置)中的一个位置移到一个相邻位置后，开关S1、S2和S3中只有一个开关的输出的逻辑电平发生变化。

具体地，如同第一实施例中所述，这七个二进制模式被分为：三个第一类型，其三比特码中只有一比特为逻辑1；三个第二类型，其三比特码中有两比特为逻辑1；一个第三类型，其三比特编码的所有比特都是逻辑1。根据格雷码的定义，其中三个比特中两个比特为逻辑1的第二类型二进制码用于表示变速杆中间位置(即P-R位置、R-N位置和N-D位置)。然后，用其中只有一个比特为逻辑1的三个二进制模式(即第一类型二进制码)和其中所有三个比特均为逻辑1的一个二进制模式(即第三类型二进制码)表示变速杆11的P位置、R位置、N位置和D位置。如果P和N位置用所有三个比特都是逻辑1的第三类型二进制码表示，则使得只在变速杆11位于任意一个变速杆中间位置(即P-R位置、R-N位置和N-D位置)时，不能检测到开关S1、S2和S3中的短路情况，由此导致可用于监控变速杆位置感应器12的工作故障的二进制模式减少。此外，如果R位置用第三类型二进制码表示，就会导致将N-D位置错误地确定为R位置，由此导致错误地打开车辆的倒车灯。根据以上观点，优选使用其中所有三个比特均为逻辑1的第三类二进制码来表示变速杆11的D位置。

按照如前所述的方式，将如图13(a)所示的逻辑信号的组合分配给开关S1、S2、S3和S4，该逻辑信号组合用来表示由变速杆位置感应器12监控的变速杆11的七个位置。开关S1、S2和S3的静止触点16在由图12中的阴影区域表示的位置附加到绝缘体14，在该位置处与移动触点15形成电连接，产生二进制信号1。

由开关S1、S2和S3的输出组合形成的三比特码在P位置为“100”，在P-R位置为“110”，在R位置为“010”，在R-N位置为“011”，在N位置为“001”，在N-D位置为“101”，在D位置为“111”。

下面结合图13(a)至14(d)分析在变速杆位置感应器12发生工作故障后由开关S1、S2和S3表示的二进制模式。

如同控制器17一样，AT-ECU 30被设计为：每次开关S1、S2和S3中的任意一个输出的逻辑数值发生变化时，确定由开关S1、S2和S3输出的最终组合表示的变速杆位置是否邻近于在变化发生前由其输出组合表示的变速杆位置，如果所得的结果为否，则确定变速杆位置感应器12已经发生故障。另外，如果在打开AT-ECU 30之后出现错误编码“000”，AT-ECU 30就确定变速杆位置感应器12已经发生故障。

开关S1中的断路

当在开关S1中已经发生断路时，开关S1的输出在各个变速杆位置均为逻辑0，如图13(b)所示。例如，当变速杆11处于D位置时，开关S1、S2和S3的输出组合为“011”，导致AT-ECU 30错误地确定变速杆11处于R-N位置。为了消除由于此种错误而产生的在行驶车辆中的困难，AT-ECU 30被设计为：一旦确定变速杆11的位置为R-N位置，就执行假定D位置液压变速控制，这在稍后将进行详细说明。在确定变速杆11的位置为R-N位置并且能够改变自动变速110的档位来使车辆行驶的情况下，变速杆11被发现处于D位置。AT-ECU30可以确定变速杆位置感应器12已经发生故障。

在其变速杆11置于D位置的车辆行驶时，如果开关S1发生断路，并由此输出逻辑0信号，这会导致由开关S1、S2和S3的输出构成的二进制模式发生变化，而在变速杆11的位置从D变化到R-N位置后，该变化一般不会发生。这使得AT-ECU 30能够确定变速杆位置感应器12已经发生故障。

另外，在变速杆11置于P位置时，如果开关S1发生断路并由此输出逻辑0信号，就会导致错误的二进制码“000”。这使得AT-ECU30能够确定变速杆位置感应器12已经发生故障。

在变速杆11置于P-R、R、R-N、N和N-D位置中任意一个位置时，如果开关S1发生断路，则由AT-ECU 30确定的变速杆11的位置没有发生变化，或者改变到相邻的位置。所以，不能检测变速杆位置感应器12的故障。但是，在这种情况下，将变速杆11移到D位置会导致其位置被错误地确定为R-N位置。AT-ECU 30启动假定D位置液压变速控制，以确保车辆行驶。

在任何情况下，AT-ECU 30工作来控制自动变速110的液压控制阀90，使得在检测到变速杆位置感应器12发生故障后，在自动变速110的D位置建立特定的速度(如第三速度)。这使得在车辆驾驶员将变速杆11置于D位置时车辆能行驶。

开关S2中的断路

当在开关S2中发生断路时，开关S2的输出在各个变速杆位置均为逻辑0，如图13(c)所示。例如，当变速杆11处于D位置时，开关S1、S2和S3的输出组合为“101”，其与表示位置N-D的输出组合相同，AT-ECU 30错误地确定变速杆11处于N-D位置。一旦变速杆11的位置被确定为N-D位置，不管其结果是否正确，如上所述，AT-ECU 30都执行假定D位置液压变速控制，以确保处于自动变速110的D位置的车辆行驶。在确定变速杆11的位置为N-D位置，但可以改变自动变速110的档位来使车辆行驶的情况下，变速杆11被发现实际处于D位置。AT-ECU 30可以确定变速杆位置感应器12发生故障。

当变速杆11已经从D改变到N-D位置和从N改变到N-D位置时，AT-ECU 30按照不同的方式来处理这两种情况。具体地，当变速杆11已经从D改变到N-D位置时，AT-ECU 30立即执行假定D位置液压变速控制；而当变速杆11已经从N改变到N-D位置时，则AT-ECU 30在变速杆11保持在N-D位置一个特定时间段后，启动假定D位置液压变速控制。

当变速杆位置感应器12处于正常状态，并且AT-ECU 30监控到变速杆11的位置从N变化到N-D位置时，AT-ECU 30通常必须随后监控从N-D到D位置的变化。因此，如果在一段时间(其一般被认为是变速杆从N-D位置到D位置的位置改变所消耗的时间)后仍然确定变速杆11处于N-D位置，则AT-ECU 30确定变速杆位置感应器12发生故障，并且启动自动变速110中的假定D位置液压变速控制。

当变速杆11置于R位置时，如果开关S2已经发生断路，从而开关S2输出逻辑0信号，这会导致错误的二进制码“000”。这使得AT-ECU 30能够确定变速杆位置感应器12已经发生故障。

当变速杆11置于P和P-R位置中之一时，如果开关S2已经发生断路，则由AT-ECU 30确定的变速杆11的位置没有改变，或者另外改变到相邻的位置。由此，不能检测变速杆位置感应器12的故障。但是，在这种情况下，当变速杆11移到D位置时，在变速杆11通过R位置后，将会导致产生错误的二进制码“000”。这使得AT-ECU 30能够确定变速杆位置感应器12发生故障。

此外，当变速杆11置于R-N、N和N-D位置中任意一个位置时，如果开关S2发生断路，则由AT-ECU 30确定的变速杆11的位置没有发生改变，或者改变到相邻的位置，由此，不能检测变速杆位置感应器12的故障。但是，在这种情况下，当变速杆11移到D位置时，会导致AT-ECU 30错误地确定变速杆11置于N-D位置。因此，AT-ECU 30启动自动变速110中的假定D位置液压变速控制，以确保车辆行驶。

在任何情况下，一旦检测到变速杆位置感应器12发生故障，AT-ECU 30就控制自动变速110的液压控制阀90，从而在自动变速110的D位置建立一个特定的速度。当车辆驾驶员将变速杆11置于D位置时，这使得车辆能够行驶。

开关S3中的断路

当在开关S3中发生断路时，开关S3的输出在各个变速杆位置均为逻辑0，如图13(d)所示。例如，当变速杆11处于D位置时，开关S1、S2和S3的输出组合为“110”，其与表示位置P-R的输出组合相同。这导致AT-ECU 30错误地确定为变速杆11处于P-R位置。但是，在其变速杆11处于D位置的车辆行驶时，如果开关S3已经发生断路并由此输出逻辑0信号，就会导致开关S1、S2和S3的输出构成的二进制模式的改变，而在变速杆11的位置从D到P-R位置的变化后，通常不会发生这种改变。这使得AT-ECU 30能够确定变速杆位置感应器12已经发生故障。

另外，在变速杆11置于N位置时，如果开关S3已经发生断路，则导致错误的二进制码“000”。这使得AT-ECU 30能够确定变速杆位置感应器12已经发生故障。

在变速杆11置于P、P-R、R和R-N位置中任意一个位置时，如果开关S3已经发生断路，则由AT-ECU 30确定的变速杆11的位置没有发生改变，或者改变到相邻的位置。由此，不能检测变速杆位置感应器12的故障。但是，在这种情况下，当变速杆11移到D位置时，在变速杆11通过N位置后，会导致产生一个错误的二进制码“000”。这使得AT-ECU 30能够确定变速杆位置感应器12已经发生故障。

在变速杆11置于N-D位置时，如果开关S3已经发生断路，就会立即产生一个由开关S1、S2和S3的输出组成的二进制码，而在变速杆11的位置从N-D移动到P位置时，该二进制码一般不会出现。这使得AT-ECU 30能够确定变速杆位置感应器12已经发生故障。

在任何情况下，在检测到变速杆位置感应器12已经发生故障后，AT-ECU 30控制自动变速110的液压控制阀90，在自动变速110的D位置建立特定的速度。这使得当车辆驾驶员将变速杆11置于D位置时，车辆能够行驶。

开关S1、S2或S3中的短路

如果在开关S1、S2或S3中任意一个中发生短路，但变速杆11置于D位置，从图7(b)至7(d)可以明显看出，AT-ECU 30正确确定出变速杆11处于D位置，这使得在自动变速110的D位置的车辆能够行驶。

如前所述，为了避免不想要的情况，即变速杆位置感应器12的故障导致不能操作自动变速110来使车辆行驶，一旦确定变速杆11处于R-N位置或N-D位置，不管结果错误或正确，AT-ECU 30就工作来执行假定D位置液压变速控制，以确保车辆行驶。假定D位置液压变速控制控制液压控制阀90，在D位置建立一个特定的前进速度(如第三速度)。当变速杆11被正确确定为处于R-N或N-D位置时，手动选择阀26没有处于其中建立液压电路的位置，通过该液压电路将液压提供给用于实现前进速度的自动变速110的一些摩擦元件。因此，无论假定D位置液压变速控制如何，都无法建立使车辆行驶的前进速度。

当变速杆11处于D位置时，手动选择阀26置于相应的D位置。在这种情况下，当变速杆11被错误地确定为处于R-N或N-D位置时，利用假定D位置液压变速控制，可以获得自动变速110的前进速度。具体地，即使检测到变速杆位置感应器12发生故障，当变速杆11放置于D位置时，假定D位置液压变速控制也能使车辆行驶。本实施例的自动变速控制系统包括液压感应器或液压开关，其工作来测量假定D位置液压变速控制下放置的自动变速110的摩擦元件上的液压，以确定自动变速110的状态(即摩擦元件的接合程度)。

如图15至20所述，利用程序实现变速杆11的位置确定、变速杆位置感应器12的故障检测和假定D位置液压变速控制。

在启动机动车辆的点火开关，随后AT-ECU 30获得电能后，AT-ECU 30启动主程序，如图15所示。

首先，在步骤1101中，如稍后所述，将标志位和计时器值tND复位为初始值。例程转到步骤1102，其中进行液压控制杆位置确定，如图17所示。例程转到步骤1103，其中确定特定时间段(例如10毫秒)是否已过。如果所得结果为是，例程返回步骤1102。具体地，在启动AT-ECU 30之后，在步骤1103中测量的时间段(如10毫秒)内，周期性地进行液压控制杆位置的确定，如图17所示。

图16示出了一个中断例程，为了检测变速杆位置感应器12是否出现故障，每次开关S1、S2和S3的任意一个输出的逻辑值发生变化时，都启动该中断例程。

首先，在步骤1201，对开关S1、S2和S3的输出进行采样，以产生一个由其输出序列组成的三比特码S13。另外，将前一个程序周期产生并作为当前三比特码SS13存储的三比特码更新为先前三比特码SS130，而将该程序周期内产生的三比特码S13作为当前三比特码SS13存储。并且，复位计时器值tND。

例程转到步骤1202，其中确定当前三比特码SS13是否为错误码“000”。如果所得结果为是，例程转到步骤1206，其中将故障标志位FlagS设置为1，该值1表示变速杆位置感应器12已经发生故障。然后，例程结束。

另外，如果在步骤1202中所得的结果为否，那么例程转到步骤1203，其中将当前三比特码SS13(即开关S1、S2和S3中的任一输出改变后产生的三比特码)与先前三比特码SS130(即该改变前产生的三比特码)进行比较，以确定它们是否相邻，亦即，它们是否表示相邻的变速杆位置。如果所得结果为否，那么例程转到步骤1206，其中将第一故障标志位FlagS设置为1，该值1表示在变速杆位置感应器12中已经发生故障。然后，例程结束。

另外，如果在步骤1203中所得的结果为是，即表示当前三比特码SS13和先前三比特码SS130相互邻近排列，那么例程转到步骤1204，其中将当前三比特码SS13设置为三比特码FS13。例程转到步骤1205，其中将第一故障标志位FlagS保持在或复位为0，表示在变速杆位置感应器12中没有发生故障。然后，例程结束。

图17示出了图15中步骤1102中执行的操作，该操作用于确定变速杆11的位置以及确定变速杆位置感应器12是否发生故障。

首先，在步骤1301中，确定前一个程序周期更新的液压控制杆位置数据是否表示存在感应器故障(例如变速杆位置感应器12的工作故障)。如果所得结果为是，那么例程转到步骤1309，其中将中间位置参数SFT设置为0。例程转到步骤1320，其中将第二故障标志位FlagSF保持在或复位为1，表示存在变速杆位置感应器12的故障。例程转到步骤1321，其中液压控制杆位置数据被保持来表示存在感应器故障。然后，例程结束。

如果在步骤1301中所得结果为否，即意味着液压控制杆位置数据并不表示存在感应器故障，那么例程转到步骤1302，其中确定在图16中步骤1205或1206中得出的第一故障标志位FlagS是否为1，该值1表示感应器存在故障。如果结果为是，即表示第一故障标志位FlagS为1，那么例程转到步骤1309、1320和1321，其中将中间位置参数SFT设置为0，第二故障标志位FlagSF设置为1，并且将液压控制杆位置数据设置为表示存在感应器故障。然后，例程结束。

如果在步骤1302中所得结果为否，即表示没有检测到变速杆位置感应器12的故障，那么例程转到步骤1303，其中确定在图16中的步骤1204中得到的当前杆位置三比特码FS13是否表示变速杆11的R-N位置。如果所得结果为是，那么例程转到步骤1310，其中将中间位置参数SFT设置为R-N参数，该参数表示变速杆11的位置处于R-N位置。然后，例程转到步骤1317，其中将液压控制杆位置数据设置为表示变速杆11的D位置。具体地，在当前杆位置三比特码FS13表示变速杆11的R-N位置时，AT-ECU 30将变速杆11的位置视为处于D位置，并执行假定D位置液压变速控制。随后，例程转到步骤1318，其中做出档位改变判定(将在后面的图11中进行说明)，监控由假定D位置液压变速控制建立的自动变速110的档位改变，从而确定变速杆位置感应器12是否出现故障。

如果在步骤1303中所得结果为否，即意味着当前杆位置三比特码FS13不表示R-N位置，那么例程转到步骤1304，其中确定当前杆位置三比特码FS13是否表示变速杆11的N-D位置。如果所得结果为是，那么例程转到步骤1305，其中确定先前三比特码SS130是否表示D位置，即，变速杆11是否有一个从D位置到N-D位置的变化。如果所得结果为是，那么例程转到步骤1312，其中将中间位置参数SFT设置为N-D参数，该参数表示变速杆11已经从D位置改变到N-D位置。然后，例程转到步骤1317，其中将液压控制杆位置数据设置为表示变速杆11的D位置。具体地，当确定变速杆11被确定已经从D位置改变到N-D位置时，AT-ECU 30假定变速杆11的位置处于D位置，并执行假定D位置液压变速控制。随后，例程转到步骤1318，其中做出档位改变判定(这将在后面图18中描述)，来监控由假定D位置液压变速控制建立的自动变速110的档位改变，从而确定变速杆位置感应器12是否出现故障。

如果在步骤1305所得结果为否，即意味着先前三比特码SS130不表示D位置，那么例程转到步骤1306，其中确定先前三比特码SS130是否表示N位置，即，变速杆11是否已经从N位置移动到N-D位置。如果所得结果为是，那么例程转到步骤1313，其中将中间位置参数SFT设置为D-N参数，该参数表示变速杆11已经从N位置改变到N-D位置。例程转到步骤1314，其中计时器值tND是否超过特定时间段ktD，即在从N位置移走后，变速器11被确定置于N-D位置的时间是否大于时间ktD，其中该计时器值tND表示变速杆11被确定为已经从N位置移到N-D位置以及被置于N-D位置的时间长度。如果所得结果为否，那么例程转到步骤1315，其中计时器值tND以一个等于所述周期(例如10毫秒)的时间为步长增加，在该周期内执行该程序。例程转到步骤1316，其中将液压控制杆位置数据设置为表示变速杆11的N-D位置。然后，例程结束。

具体地，在变速杆11被确定已经从N位置改变到N-D位置时，在将变速杆11从N-D位置移动到D位置通常所需的一段时间(如时间ktD)之前，AT-ECU 30不启动假定D位置液压变速控制。然后，当计时器值tND达到该时间段ktD时，例程转到步骤1317，其中将液压控制杆位置数据设置为表示变速杆11的D位置，从而启动假定D位置液压变速控制。随后，例程转到步骤1318，做出档位改变判定，以监控由假定D位置液压变速控制建立的自动变速110的档位改变，从而确定变速杆位置感应器12是否出现故障。

在步骤1318之后，例程转到步骤1319，其中确定在图18中设置的第二故障标志位FlagSF是否为1，该值1表示变速杆位置感应器12存在故障。如果所得结果为否，那么例程结束。另外，如果所得结果为是，那么例程转到步骤1320和1321，其中将第二故障标志位FlagSF保持为1，并且将液压控制杆位置数据设置为表示存在感应器故障。然后，例程结束。

如果步骤1304中所得结果为否，即意味着当前杆位置三比特码FS13不表示R-N位置和N-D位置中任何之一，那么例程转到步骤1307，其中将中间位置参数SFT设置为0。例程转到步骤1308，其中利用当前杆位置三比特码FS13来提供液压控制杆位置数据。然后，例程结束。

如果在步骤1306中所得结果为否，即意味着变速杆11从D和N位置外的其他位置移动到N-D位置，这根本不可能发生，那么例程转到步骤1309、1320和1321，其中将中间位置参数SFT设置为0，将第二故障标志位FlagSF设置为1，并且将液压控制杆位置数据设置为表示存在感应器故障。然后，例程结束。

图18示出了图17中的步骤1318中执行的子例程，用于监控自动变速110的档位改变。

首先，在步骤1401中，其中确定中间位置参数SFT是否为N-D参数，该参数表示变速杆11已经从D位置改变到N-D位置。此外，表示变速杆11被确定为处于N-D位置的时间段的中间位置持续时间计时器值tSFT是否大于时间kt1，该时间kt1是确定在用于保持档位改变进度所选定的档位的假定D位置液压变速控制中是否已经完成了自动变速110的档位改变所必须的时间。

如果步骤1401中所得结果为是，那么例程转到步骤1407，其中做出档位改变完成/档位保持判定(将在后面图20中进行说明)，以确定：在假定D位置液压变速控制下，是否完成了自动变速110的档位改变以保持或持有选定档位。例程转到步骤1408，其中确定档位保持标志位SFTkeep是否示出为1，该值1表示保持预先选定的档位。如果所得结果为是，即意味着预选的档位被确定为保持在N-D位置，其中在正常情况下预选档位不会被保持，那么例程转到步骤1409，其中将第二故障标志位FlagSF设置为1，该值1表示变速杆位置感应器12存在故障。然后，例程结束。另外，如果在步骤1408中所得结果为否，即表示档位保持标志位SFTkeep为0，那么例程转到步骤1410，其中将第二故障标志位FlagSF设置为0，该值0表示变速杆位置感应器12不存在故障，然后，例程结束。

如果在步骤1401中所得结果为否，那么例程转到步骤1402，其中确定中间位置参数SFT是否为R-N参数，并且确定用于表示确定变速杆11处于R-N位置的时间段的中间位置持续时间计时器值tSFT是否大于时间kt2，该时间kt2是确定在假定D位置液压变速控制下是否已启动自动变速110的档位改变所需的时间。如果步骤1402中所得结果为是，那么例程转到步骤1404，其中进行档位改变启动判定(将在图19中进行详细描述)，以确定在假定D位置液压变速控制下是否已经启动档位改变。随后，例程转到步骤1405，其中确定档位改变标志位SFTstart是否为1，该值1表示已经启动了自动变速110的档位改变。如果所得结果为是，那么例程转到步骤1409，其中将第二故障标志位FlagSF设置为1，该值1表示存在变速杆位置感应器11的故障。然后，例程结束。另外，如果在步骤1405中所得结果为否，即档位改变开始标志SFTstart为0，那么例程转到步骤1406，其中将第二故障标志位FlagSF设置为0，该值0表示不存在感应器故障。然后，例程结束。

如果在步骤1402中所得结果为否，那么例程转到步骤1403，其中确定中间位置参数SFT是否为D-N参数，该参数表示变速杆11被确定为已经从N位置改变到N-D位置，并确定用于表示变速杆11被确定为处于R-N位置的时间段的中间位置持续时间计时器值tSFT是否大于时间kt3，该时间kt3是确定在假定D位置液压变速控制下是否已启动自动变速110的档位改变所需要的时间。

如果在步骤1403中所得结果为是，那么例程转到步骤1404，其中做出档位改变启动判定(将在图19中进行详细描述)，以确定在假定D位置液压控制下是否已经启动档位改变。随后，例程转到步骤1405，其中确定档位改变启动标志位SFTstart是否为1，该值1表示已经启动自动变速110的档位改变。如果在步骤1405中所得结果为是，即意味着档位改变被确定为在D-N位置已被启动，通常情况下在该位置不会发生档位改变，那么例程转到步骤1409，其中将第二故障标志位FlagSF设置为1，该值1表示存在变速杆位置感应器12的故障。然后，例程结束。另外，如果在步骤1405中所得结果为否，即意味着档位改变启动标志位SFTstart为0，那么例程转到步骤1406，其中将第二故障标志位FlagSF设置为0，该值0表示不存在变速杆位置感应器12的故障。然后，例程结束。

如果在步骤1403中所得结果为否，那么例程转到步骤1406，其中将第二故障标志位FlagSF设置为0，该值0表示不存在变速杆位置感应器12故障。然后，例程结束。

图19示出了图18中步骤1404中执行的子例程，用于确定是否已经在自动变速110中启动档位改变。

首先，在步骤1504中，确定液压感应器(或液压开关)的输出是否处于表示摩擦元件中的一个实际上已经接合的开电平(on-level)状态，其中，液压感应器的输出表示作用在置于接合状态中的自动变速110的该摩擦元件(也被称为即将合上(on-coming)的离合器)上的液压。如果所得结果为是，即得出结论：通过假定D位置液压变速控制，在自动变速110中已经启动档位改变，那么例程转到步骤1506，其中将档位改变启动标志位SFTstart设置为1，该值1表示在自动变速110中已经启动了档位改变。

如果在步骤1504中所得结果为否，即意味着液压感应器的输出处于关电平(off-level)状态，那么例程转到步骤1501，其中确定估计在假定D位置液压变速控制下完成档位改变后产生的自动变速110的输入轴速度ReqNt(即变矩器120的输出轴140的速度)是否比输入轴速度NowNt(即在档位改变启动或假定D位置液压变速控制开始时产生的输入轴速度Nt)小一个大于特定值kNt1的值。应该注意的是，可以使用车辆的当前速度和自动变速110选定档位的齿轮比，按照公知方式来确定输入轴速度ReqNt。如果步骤1501中所得结果为否，那么例程转到步骤1502，其中确定自动变速110的输入轴速度ReqNt是否比输入轴速度NowNt大一个大于特定值kNt1的值。如果在步骤1501和1502中所得结果均为否，即表示输入轴速度ReqNt位于输入轴速度NowNt±值kNt1的范围内，那么可以得出结论：不能确定档位改变是否已经通过假定D位置液压变速控制而被启动。例程转到步骤1510，其中将档位改变启动标志位SFTstart复位为0。然后，例程结束。

如果在步骤1502中所得结果为是，即意味着自动变速110的输入轴速度ReqNt比输入轴速度NowNt大一个大于特定值kNt1的值，那么例程转到步骤1503，其中确定由输入轴速度感应器28测量的当前输入轴速度Nt是否比在启动档位改变时产生的输入轴速度NowNt大一个大于特定值kNt3的值。如果所得结果为是，即意味着假定D位置液压变速控制已经启动，那么例程转到步骤1508，其中将档位改变启动标志位SFTstart设置为1。然后，例程结束。另外，如果在步骤1503中所得结果为否，即意味不能确认由假定D位置液压变速控制所产生的档位改变，那么例程转到步骤1509，其中将档位改变标志位SFTstart设置为2。

如果在步骤1501所得结果为是，即意味输入轴速度ReqNt比输入轴速度NowNt小一个大于特定值kNt1的值，那么例程转到步骤1505，其中确定由输入轴速度感应器28测量出的当前输入轴速度Nt是否比在档位改变启动时产生的输入轴速度NowNt小一个大于特定值kNt2的值。如果所得结果为是，即意味假定D位置液压变速控制已经启动档位改变，那么例程转到步骤1508，其中将档位改变启动标志位SFTstart设置为1，然后，例程结束。另外，如果在步骤1505中所得结果为否，即意味不能确定由假定D位置液压变速控制产生的档位改变，那么例程转到步骤1507，其中将档位改变启动标志位SFTstart设置为2，然后，例程结束。

图20示出了图18的步骤1407中执行的子例程，用于做出档位改变完成/档位保持判定。

首先，在步骤1601中，确定液压感应器的任一输出是否处于表示任何摩擦元件实际上已经接合的开电平状态，其中，液压感应器的输出表示作用在置于分离状态中的自动变速110的摩擦元件上的液压。如果所得结果为是，即表示假定D位置液压变速控制中选定的自动变速110的档位被确定为保持不变，那么例程转到步骤1604，其中将档位保持标志位SFTkeep设置为1。然后，例程结束。具体的说，在步骤1401中所得结果为是，即变速杆感应器12的输出表示变速杆11已经从D位置移动到N-D位置，这个事实意味着自动变速110的档位处于空档位置，在空档位置中，自动变速110的所有摩擦元件被置于分离状态。但是，如果在步骤1601所得结果为是，即意味着自动变速110中的任一摩擦元件处于接合状态，也就是说，变速杆11实际不是处于N-D位置(参见图13(c)的表中的最右列)。这表示变速杆位置感应器12出现工作故障。

另外，如果在步骤1601中所得结果为否，那么例程转到步骤1602，其中确定由输入轴速度感应器28测量的当前输入轴速度Nt是否低于在检测档位改变启动时产生的输入轴速度NowNt中所允许的变化范围的上限(＝NowNt+kNt4)。如果所得结果为是，那么例程转到步骤1603，其中确定由输入轴速度感应器28测量的当前输入轴速度Nt是否大于在检测输入轴速度NowNt是所允许的变化范围的下限(＝NowNt-kNt5)。

如果步骤1602和1603中所得结果均为是，即意味当前输入轴速度Nt位于输入轴速度NowNt的允许变化范围内，那么可得出结论：通过假定D位置液压变速控制保持了预选档位(即，变速杆11的位置现在处于D位置)。那么例程转到步骤1604，其中将档位保持标志位SFTKeep设置为1。如果在步骤1602和1603之一中所得结果为否，即意味已经执行了假定D位置液压变速控制，但没有保持预选的档位(即，变速杆11的位置处于D位置之外的其他位置)，那么例程转到步骤1605，其中将档位保持标志SFTKeep设置为0，然后例程结束。

下面结合图21中的时序图，讨论上述自动变速110的控制。时序图描述的情形为：由变速杆位置感应器12监控的变速杆11的位置已经顺序地从N-D位置移动到N位置再到R-N位置(参见当前杆位置三比特码SS13和先前杆位置三比特码SS130)。

在时间t1，在由当前杆位置三比特码SS13表示的变速杆11的位置从N位置移动到R-N位置时，中间位置参数SFT从0变化到R-N参数。这导致液压控制杆位置数据被设置来表示变速杆11的D位置。由此，立即启动假定D位置液压变速控制，同时，中间位置持续时间计时器值tSFT开始计时。

如果当前杆位置三比特码SS13错误地表示变速杆11的R-N位置，而其实际位置为D位置，那么执行假定D位置液压变速控制来启动自动变速110的换档(即档位改变)。因此，确定变速杆11是否实际处于D位置，亦即，通过确定档位改变是否已经启动，可以做出变速杆位置感应器12是否发生故障的判定。通常情况下，在假定D位置液压变速控制的开始和自动变速110的档位改变的实际开始之间有一个时延。因此，使用中间位置持续时间计时器值tSFT，从假定D位置液压变速控制的开始起进行计时。在时间t2，在计时器值tSFT达到了等于假定D位置液压变速控制的时延的时间kt2时，做出自动变速110的档位改变是否已经启动的判定。

紧接此种档位改变启动判定之后，自动变速110的选定档位还没有完全建立。所以，档位改变启动标志位SFTstart被设置为2来表示此种情形。然后，随着档位改变的继续，自动变速110的输入轴速度Nt下降。当输入轴速度Nt比在假定D位置液压变速控制开始时产生的输入轴速度NowNt小kNt2或更大值(时间t3)时，AT-ECU 30确定档位改变已经启动，并将档位改变启动标志位SFTstart设置为1。

在时间t1之后，如上所述的当前杆位置三比特码SS13表示变速杆11处于R-N位置。因此，假定D位置液压变速控制已经启动档位改变，即意味着变速杆11实际上处于D位置中。这个事实说明变速杆位置感应器12现在发生故障。那么AT-ECU 30将第二故障标志位FlagSF设置为1，并将液压控制杆位置数据设置为表示在时间t3存在感应器故障，在时间t3，档位改变启动标志位SFTstart被设置为1。

当液压控制杆位置数据被提供为表示存在感应器故障时，AT-ECU 30执行防故障操作，该防故障操作控制预定的自动变速110中的一些液压阀，从而在D位置建立预选的档位或速度(例如第三速度档位)。这就可以在变速杆位置感应器12发生故障的情况下，确保使车辆行驶。

从上述说明可以明显看出，一旦本实施例的自动变速控制系统确定变速杆11处于R-N或N-D位置，不管确定结果正确与否，就执行假定D位置液压变速控制。这样，就可以避免不希望的这种情形：变速杆位置感应器12的故障导致不能操作自动变速110来行驶车辆。具体地说，在变速杆位置感应器12发生故障的情况下，将变速杆11移动到D位置，使得车辆能够行驶。

当由开关S1、S2和S3的输出构成的三比特码是错误的编码“000”，或者由最近程序周期内产生的三比特码表示的变速杆11的位置不邻近于由在先前程序周期内产生的三比特码表示的变速杆11的位置时，AT-ECU 30确定变速杆位置感应器12发生故障，并且控制自动变速110中的液压，从而建立预选的档位(速度)。因此，即使确定变速杆11处于R-N或N-D位置之外的其他位置，通过将变速杆11移动到D位置，可以在变速杆位置感应器12存在故障的情况下，使车辆行驶。

在变速杆11被确定处于R-N或N-D位置的情况下，AT-ECU 30工作来执行假定D位置液压变速控制，但是，也可以将AT-ECU 30设计为：在处于R-N或N-D位置之外的其他位置时，也执行假定D位置液压变速控制。

下面描述本发明的第三个实施例。

图22和23示出了对图19和20中的程序中的档位改变完成/档位保持判定的修改。

在通过监控输入轴速度Nt的变化来执行假定D位置液压变速控制时，第二个实施例的AT-ECU 30工作来观察自动变速110的档位改变动作(即启动档位改变或保持所选档位)，本实施例的AT-ECU 30被设计为：使用自动变速110的齿轮比GR中的变化来实现此种观察。利用由输入轴速度感应器28测量的输入轴速度Nt与由输出轴速度感应器29测量的输出轴速度No的比值来在AT-ECU 30中从数学上确定齿轮比GR(即GR＝Nt/No)。

AT-ECU 30执行图22和23中所示的程序，而不是图19和20中所示的程序。

进入图22的程序之后，例程转到步骤1704，其中确定液压感应器(或液压开关)的输出是否处于表示一个摩擦元件实际上已经接合的开电平状态，其中，液压感应器的输出表示作用在置于接合状态中的自动变速110的摩擦元件(也被称为即将合上的离合器)上的液压。如果所得结果为是，即得出结论：已经通过假定D位置液压变速控制启动自动变速110中的档位改变，那么例程转到步骤1706，其中将档位改变启动标志位SFTstart设置为1，该值1表示自动变速110中的档位改变已经启动。然后，例程结束。

如果在步骤1704所得结果为否，即意味液压感应器的输出处于关电平状态，那么例程转到步骤1701，其中确定在假定D位置液压变速控制中需要或选择的自动变速110的目标档位(即速度)的齿轮比ReqGR是否比在档位改变启动时(即启动假定D位置液压变速控制)选择的自动变速110的档位的齿轮比NowGR小特定值kGR1。如果步骤1701所得结果为否，那么例程转到步骤1702，其中确定自动变速110的目标档位的齿轮比ReqGR是否比齿轮比NowGR加上特定值kGR1大。如果所得结果为否，即意味目标档位的齿轮比ReqGR接近齿轮比NowGR，即，位于NowGR±kGR1的范围内，因此可以得出结论：不能确定档位改变是否已经通过假定D位置液压变速控制而启动。那么例程转到步骤1710，其中将档位改变启动标志位SFTstart设置为0，然后结束。

如果在步骤1702所得结果为是，即意味自动变速110的目标档位的齿轮比ReqGR比在启动假定D位置液压变速控制时选择的齿轮比NowGR大特定值kGR1，那么例程转到步骤1703，其中确定使用输入轴速度感应器28和输出轴速度感应器29的输出计算出来的当前选择的自动变速110的档位的实际齿轮比GR是否比在启动档位改变时的档位的齿轮比NowGR大一个大于特定值kGR3的值。如果所得结果为是，即意味假定D位置液压变速控制已经启动档位改变，那么例程转到步骤1708，其中档位改变启动标志位SFTstart被设置为1，然后，例程结束。另外，如果在步骤1703所得结果为否，即意味不能确认由假定D位置液压变速控制产生的档位改变，那么例程转到步骤1709，其中将档位改变启动标志位SFTstart设置为2。

如果在步骤1701所得结果为是，即意味自动变速110的目标档位的齿轮比ReqGR比启动档位改变时的齿轮比NowGR小一个值kGR1或更多，那么例程转到步骤1705，其中确定自动变速110的当前选择档位的实际齿轮比GR是否比启动档位改变时的齿轮比NowGR小一个大于特定值kGR2的值。如果所得结果为是，即意味着已经通过假定D位置液压变速控制启动档位改变，那么例程转到步骤1708，其中将档位改变启动标志位SFTstart设置为1，然后，例程结束。另外，如果在步骤1705中所得结果为否，即意味不能确认通过假定D位置液压变速控制产生的档位改变，那么例程转到步骤1707，其中将档位改变启动标志位SFTstart设置为2，然后，例程结束。

在图18中的步骤1407中执行图23中的子程序，做出档位改变完成/档位保持判定。

首先，在步骤1801中，确定液压感应器(或液压开关)的输出是否处于表示任何一个摩擦元件被接合的开电平状态，其中，液压感应器的输出表示作用在置于分离状态中的自动变速110的摩擦元件上的液压。如果所得结果为是，即意味假定D位置液压变速控制中选择的自动变速110的档位被确定为保持不变，那么例程转到步骤1804，其中将档位保持标志位SFTkeep设置为1，然后例程结束。具体的说，如果步骤1401所得结果为是，亦即，变速杆位置感应器12的输出表示变速杆11已经从D移到N-D位置，这个事实意味着自动变速110的档位处于空档位置，在空档位置，自动变速110的所有摩擦元件都处于分离状态。但是，如果在步骤1801中所得结果为是，即意味着自动变速110的任一摩擦元件处于接合状态，即变速杆11实际上没有处于N-D位置(参见图13(c)的表中最右列)。这表示变速杆位置感应器12出现工作故障。

另外，如果在步骤1801中所得结果为否，那么例程转到步骤1802，其中确定自动变速110的当前选择的档位的实际齿轮比GR是否小于检测启动档位变化时的档位NowGR的齿轮比的的允许变化范围的上限(＝NowGR+kGR4)。如果所得结果为是，那么例程转到步骤1803，其中确定自动变速110的当前选择的实际齿轮比GR是否大于检测启动档位改变时的档位NowGR的齿轮比的允许变化范围的下限(＝NowGR-kGR5)。

如果步骤1802和1803中所得结果均为是，即表示实际齿轮比GR位于检测齿轮比NowGR的允许变化范围，那么可以得出结论：通过假定D位置液压变速控制保持了预选的档位(即变速杆11的位置现在处于D位置，换言之，自动变速110的档位位置处于D位置)。那么例程转到步骤1804，其中将档位保持标志位SFTkeep设置为1，然后例程结束。如果步骤1802和1803之一中所得结果为否(即变速杆11的位置现在处于D位置之外的位置，换言之，自动变速110的档位位置处于D位置之外的位置)，那么例程转到步骤1805，其中将档位保持标志位SFTkeep设置为0，然后，例程结束。

如前所述，自动变速110被设计为：在变速杆11的一个动作之后，自动变速110可以在四个档位位置切换：P、R、N、D位置。但是，本发明也可以使用超过四个档位位置的自动变速，在这种情况下，变速杆位置感应器12优选设计成具有五个开关，其中四个开关用于产生一个四比特二进制码，用于表示变速杆11的位置。

每个开关S1、S2、S3和S4为接触式开关，但也可以采用非接触式开关(如霍尔元件、磁感应器或光感应器)。在使用磁感应器的情况下，应将它们安装在滑动杆13上，而不是移动触点15上。可用磁性单元代替静止触点16，在面对磁性单元时，磁感应器输出发生变化。如果使用光感应器，应将其安装在滑动杆13上，而不是移动触点15上。在附加于静止触点16的区域形成光阑，在面对光阑时，光感应器的输出产生变化。使用这样的非接触式感应器的优点在于：可以提高变速杆12的耐用性。

本发明还可使用少于四个或多于五个速度的自动变速。

上述实施例中使用的变速杆位置感应器12用于检测车辆驾驶选择的变速杆位置，但是，也可以使用档位位置感应器，检测自动变速被置入哪个档位位置。

为了便于更好理解，利用优选实施例对本发明进行了描述，但是应该明白的是，在不脱离本发明的原理的前提下，还可另外做出多种修改和变动。因此，在不脱离所附权利要求书的保护范围的前提下，应将本发明理解为包括所有可能的实施例和对所描述实施例的修改。

Claims (14)

1、一种自动变速控制系统，包括：

一个被设计来产生信号的杆位置感应器，每个所述信号表示驾驶员将变速杆手动移动到的停车档位置、倒车档位置、空档位置、行驶档位置及其中间位置中的一个位置；

多个液压控制阀，工作来控制向自动变速的摩擦元件提供的液压；

一个手动选择阀，用于在所述变速杆的一个换档动作之后，根据所述变速杆的位置建立通向所述液压控制阀的液压供应电路，只有在所述变速杆被置于所述行驶档位置时，所述手动选择阀才建立一个预定的液压供应电路，从而实现一个选定的自动变速前进档位；以及

一个档位改变控制器，使用由所述杆位置感应器产生的信号监控所述变速杆的位置，并操纵所述液压控制阀来对所述自动变速摩擦元件的接通进行液压控制，从而建立一个选定的自动变速前进档位；当来自所述杆位置感应器的信号表示所述行驶档位置之外的所述变速杆位置并且遭遇到需要自动变速前进档位的情形时，所述档位改变控制器假定所述变速杆被置于所述行驶档位置，并执行假定D位置液压变速控制，从而建立一个特定的自动变速前进档位。

2、如权利要求1所述的自动变速控制系统，其中，

所述杆位置感应器产生的特定数量的信号中的每个携带一个由多个二进制信号的一个组合构成的二进制码，每个所述二进制码表示所述变速杆被移到的所述停车档、所述倒车档、所述空档、所述行驶档以及所述中间位置中的一个位置；并且其中在表示所述停车档、所述倒车档、所述空档、所述行驶档和所述中间位置的二进制信号的组合中，表示相邻两个位置的二进制信号的组合只在所述二进制信号的一个二进制数值上彼此不同。

3、如权利要求2所述的自动变速控制系统，其中，

当所述变速杆被置于所述停车档、所述倒车档、所述空档、所述行驶档和所述中间位置中任意一个位置时，至少一个所述二进制信号为有效电平信号。

4、如权利要求1所述的自动变速控制系统，其中，

所述杆位置感应器产生的特定数量的信号中的每一个携带一个由多个二进制信号的一个组合构成的三比特码，所述三比特码表示所述变速杆可移到的所述停车档、所述倒车档、所述空档、所述行驶档位置及所述其中间位置中的一个位置，并且其中表示每个所述中间位置的所述三比特码的所述二进制信号中的两个是有效电平。

5、如权利要求1所述的自动变速控制系统，其中，

所述杆位置感应器产生的信号中每一个携带一个由二进制数值构成的码元，当所述变速杆被置于所述行驶档位置时，所有的二进制数值都是有效电平数值。

6、如权利要求1所述的自动变速控制系统，还包括一种故障确定电路，工作来监控所述变速杆的操作故障；并且其中所述杆位置感应器产生的信号中每一个携带一个由二进制数值的一个组合构成的二进制码，每次任意一个二进制码的二进制数值改变时，所述故障确定电路确定由所述二进制数值的最终组合表示的所述变速杆位置是否邻近于在任意一个所述二进制码改变前由所述二进制数值的组合表示的所述杆位置，从而确定所述杆位置感应器是否出现工作故障。

7、如权利要求1所述的自动变速控制系统，其中，

当监控到所述变速杆被置于所述倒车档和所述空档位置之间的R-N位置时，执行所述假定D位置液压变速控制。

8、如权利要求1所述的自动变速控制系统，其中，

当监控到所述变速杆在一个指定的时间段内处于所述空档和所述行驶档位置之间的N-D位置时，执行所述假定D位置液压变速控制。

9、如权利要求1所述的自动变速控制系统，其中，

当监控到所述变速杆从所述行驶档位置移到所述行驶档和所述空档位置之间的N-D位置时，立即执行所述假定D位置液压变速控制；并且其中当监控到所述变速杆从所述空档位置移到并在一个特定时间段内保持在所述N-D位置时，执行所述假定D位置液压变速控制。

10、如权利要求7所述的自动变速控制系统，还包括

一个输入轴速度感应器，用于测量自动变速的输入轴速度，并提供其指示信号；并且其中在执行所述假定D位置液压变速控制时，所述档位改变控制器使用所述输入轴速度感应器提供的信号，监控所述自动变速的档位改变动作，从而确定所述杆位置感应器是否出现工作故障。

11、如权利要求7所述的自动变速控制系统，其中，

所述档位改变控制器工作来确定所述自动变速的齿轮比；并且其中在执行所述假定D位置液压变速控制时，所述档位改变控制器使用确定的齿轮比，监控所述自动变速的档位改变动作，从而确定所述杆位置感应器是否出现工作故障。

12、如权利要求7所述的自动变速控制系统，其中，

所述档位改变控制器工作来确定作用在所述自动变速摩擦元件上的液压；并且其中在执行所述假定D位置液压变速控制时，所述档位改变控制器使用确定的液压，监控所述自动变速的档位改变动作，从而确定所述杆位置感应器是否出现工作故障。

13、如权利要求6所述的自动变速控制系统，其中，

当确定所述杆位置感应器出现故障时，所述档位改变控制器执行自动防故障功能来控制所述液压控制阀，从而在所述自动变速的行驶档位置建立一个特定档位。

14、如权利要求10所述的自动变速控制系统，其中，

当确定所述杆位置感应器出现故障时，所述档位改变控制器执行自动防故障功能来控制所述液压控制阀，从而在所述自动变速的行驶档位置建立一个特定档位。

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