CN101779066A - 车辆用变速器的变速控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明在搭载有发动机和变速器、通过换挡图进行自动的变速器控制的车辆中，执行适合于车辆行驶状态的变速，并且在车辆的减速时确保驾驶者想要的发动机制动的制动力。在具备与车速和发动机的加速器开度相对应地决定变速级的换挡图的变速器控制装置中，设置根据加速器踏板和制动器踏板的操作状况判别加速模式期间和减速模式期间的模式判别机构。在驾驶者踏入了制动器踏板之后的减速模式期间，禁止升挡(S9)，并且将降挡用换挡图的变速级区域向车速的增大方向修正(S2、S3)，提早执行降挡。由此，在减速模式期间，发动机制动的制动力充分作用在车辆上，能够减少驾驶者对制动器踏板的操作频率。

Description

车辆用变速器的变速控制装置
技术领域
本发明涉及在搭载有具有多个变速级的变速器的车辆中、根据车辆行驶状态自动地控制变速级的变速控制装置。
背景技术
在最近的车辆中，各种装置的自动化已取得进步，关于动力传递装置，也为了车辆的驾驶的容易化及驾驶者的疲劳减轻而开发了各种自动的车辆用动力传递装置。将变矩器与行星齿轮机构组合而成的自动变速器是动力传递装置中具有代表性的，其作为所谓的自动挡车(AT车)的动力传递装置广泛地普及。除了自动变速器以外，还存在使用与所谓的手动挡车(MT车)同样的平行轴齿轮机构式变速器、将其与自动操作离合器组合、通过电子控制装置根据车辆的行驶状态自动地切换变速级的动力传递装置。使用平行轴齿轮机构式变速器自动地进行变速的变速装置有时称作AMT，以下，将该变速装置称作“自动变速控制的平行轴齿轮机构式变速器”。
在自动变速器的变矩器中存在传递损失，此外，行星齿轮机构及其控制装置是复杂而昂贵的。自动变速控制的平行轴齿轮机构式变速器是与自动操作离合器组合而成的结构，没有伴随着变矩器的夹装的传递损失，所以与自动变速器相比在车辆的燃料经济性的方面较好，变速器构的结构及控制也比自动变速器简单且可靠性高。因而，在承载重量较大而重视燃料经济性的卡车等中，多数情况下使用通过驱动器进行自动的变速操作的自动变速控制的平行轴齿轮机构式变速器。
关于搭载有自动地执行变速级的切换的变速器的车辆的动力传递装置，通过图6说明其概况及各设备的控制装置的整体的关联。
在图6所示的车辆中，作为动力传递装置而搭载有发动机1、变速器2，在两者之间配置有离合器(湿式多片离合器)3。该例的发动机1是具备燃料喷射泵的柴油发动机，具有根据驾驶者操作的加速器踏板11的踏入量等控制燃料喷射泵、变更燃料供给量的发动机控制装置(ECU)12。此外，该例的变速器2是自动变速控制的平行轴齿轮机构式的多级变速器，具备受发动机控制装置(ECU)12控制而切换变速级的驱动器22。变速器2的输出轴最终连结在车轴4上，在车轴4上，设置有根据其转速检测车速的车速传感器5。配置在变速器2的前方的离合器3具有在变速级的切换时自动地将离合器断开或连接的离合器控制装置(CCU)31。
另外，图6的动力传递装置是在发动机1与离合器3之间夹装有液力耦合器(fluid coupling)6的结构。液力耦合器6虽然不像变矩器那样具备转矩放大功能，但通过夹装该液力耦合器6，能够实现利用液力耦合器的泵61与涡轮62之间的滑动的平顺的车辆的起步。在起步后，在车辆达到了10km/h左右的规定速度之际，成为泵61和涡轮62由锁止离合器63一体连结、发动机1直接结合在离合器3上的状态。
变速器控制装置21具备对应于车辆行驶状态决定变速级的变速级决定机构，在变速级决定机构中，保存有根据车速与发动机的加速器开度(驾驶者的加速器踏板的踏入量)决定变速级的、图7所示那样的换挡图(shiftmap)。换挡图决定与车速和加速器开度对应的变速级的区域，当车辆的行驶状态超过换挡图中的变速点线而移动到其他变速级的区域时，变速级决定机构输出变速指令，变速器控制装置21操作驱动器22而变更变速级。车辆行驶时的最佳变速点在从低速级变更为高速级的升挡的情况、和从高速级变更为低速级的降挡的情况中不同，所以在换挡图中，写入了分别对应于升挡和降挡的变速点线。换言之，由车速和发动机的加速器开度决定的目标变速级的区域在升挡的情况和换挡的情况下不同，在换挡图中存在升挡用换挡图和降挡用换挡图。
使用换挡图的变速级决定机构并不限于使用于图6所示那样的自动变速控制的平行轴齿轮机构式变速器，在自动变速器中也能够采用。例如，在日本特开昭63-167162号公报中公开了通过换挡图控制平行轴齿轮机构式变速器的变速控制装置，此外在日本特开2005-308096号公报中公开了通过换挡图控制自动变速器的变速控制装置。
专利文献1：日本特开昭63-167162号公报
专利文献2：日本特开2005-308096号公报
在车辆中，与加速器踏板一起装备有制动器踏板，驾驶者主要操作这些踏板调节车辆的速度。当驾驶者想要将车辆减速时，将脚从加速器踏板离开(加速器开度0％)而使发动机成为空载状态，此时在车辆上作用所谓的发动机制动的制动力，车速减少。当发动机制动所伴随的减速不充分的时候，驾驶者将制动器踏板踏入，使车速进一步降低。发动机制动带来的减速效果来源于反向驱动发动机时来自车轮的阻力，高速级的发动机制动的制动力比低速级时小。因而，在车辆的变速器是高速级的状态下，发动机制动所伴随的车辆的减速较慢，驾驶者将制动器踏板反复踏入来使车辆减速。
为了提高发动机制动的制动效果，可以考虑在车速较大时从高速级切换为低速级、即将图7中的降挡用的换挡图的变速点设定在车速增大的位置。但是，例如在将从3级速度向2级速度降挡的变速点线如图的双点划线那样向车速增大的方向移动时，该从3级速度向2级速度降挡的变速点线接近于从2级速度向3级速度升挡的变速点线。因此，如果对应于行驶的路面的状况变化等而发生图中的A点和B点那样的车速的稍小变动，则将反复发生2级速度和3级速度之间的变速级的切换。为了防止该状况，在降挡的变速点与升挡的变速点之间需要一定的滞后(hysteresis)，不能使两者过于接近。
此外，在下坡行驶中的车辆上作用有车辆重量带来的驱动力，有时即使为了减速而将脚从加速器踏板离开车辆也加速、变速级升挡。例如，如果在图7的C点的状态下2级速度行驶中的车辆在下坡中被加速而成为D点的状态，则超过升挡的变速点而成为3级速度，但此时发动机制动的制动效果低下，结果车辆违背驾驶者的意愿而进一步加速。驾驶者不得不反复将制动器踏板踏入来使车辆减速。
发明内容
本发明的目的是提供一种变速器控制装置，该变速器控制装置使用换挡图自动地切换变速器的变速级，在该变速器控制装置中，执行适合于车辆行驶状态的变速，并且确保在车辆减速时驾驶者想要的发动机制动的制动力。
鉴于上述目的，本发明在通过换挡图切换变速级的变速器控制装置中，根据驾驶者所操作的加速器踏板和制动器踏板的操作状况判别加速模式期间和减速模式期间，在减速模式期间，禁止升挡并且变更降挡的变速点。即，在本发明涉及变速器控制装置中，该变速器控制装置控制搭载在车辆上的变速器的变速级，其特征在于，在上述车辆中，安装有检测加速器踏板的踏入的加速检测器、和检测制动器踏板的踏入的制动检测器；上述变速器控制装置具备与上述车辆的车速和搭载在上述车辆中的发动机的加速器开度对应地决定变速级的变速级决定机构；上述变速级决定机构具有决定向高速级变速的升挡时的变速级区域的升挡用换挡图、和决定向低速级变速的降挡时的变速级区域的降挡用换挡图；并且，上述变速级控制装置具备模式判别机构，该模式判别机构根据来自上述加速检测器及上述制动检测器的输入信号，判别从加速器踏板被踏入开始到制动器踏板被踏入为止的加速模式期间、和从制动器踏板被踏入开始到加速器踏板被踏入为止的减速模式期间；在上述减速模式期间中，禁止向高速级的变速，并且将由上述降挡用换挡图决定的变速级区域向车速增大的方向修正。
在技术方案2中，上述变速器控制装置具备检测上述车辆行驶的路面的坡度的坡度检测机构，当路面是规定值以上的下降坡度时，执行与上述减速模式期间相同的控制。
发明效果
本发明的变速器控制装置，具备与车辆的车速和发动机的加速器开度相对应地决定变速级的变速级决定机构、即通过换挡图决定变速级的变速级决定机构，车辆行驶时的变速级基本上根据车速和加速器开度来决定。并且，本发明的变速器控制装置具备与加速器踏板和制动器踏板的操作相对应地判别加速模式期间和减速模式期间的模式判别机构，根据驾驶者的车辆操作来调整由变速级决定机构决定的变速级。在加速器踏板被踏入之后开始到制动器踏板被踏入为止的加速模式期间，进行由换挡图决定的所谓的通常的变速，此时，由于在降挡的变速点与升挡的变速点之间存在一定的滞后，所以不会发生变速的反复进行(摆动：hunting)。另一方面，在从制动器踏板被踏入开始到加速器踏板被踏入为止的减速模式期间，向高速级的变速被禁止，并且将由降挡用换挡图决定的变速级区域向车速增大的方向修正。
由于可以判断为驾驶者在踏入制动器踏板时希望车辆的减速，所以在加速器踏板被踏入之前需要充分确保发动机制动带来的制动效果。在本发明的变速器控制装置中，由于在该减速模式期间禁止向高速级的变速，所以不会有产生升挡、违背驾驶者的意愿而使发动机制动的制动效果降低的情况。此外，由于由降挡用换挡图决定的变速级区域被向车速增大的方向修正，所以向低速级的变速在车辆速度较大的时候被执行，在减速模式期间，较早地作用制动力增大了的发动机制动。如果将降挡的变速点向车速增大的方向移动，则接近于升挡的变速点，但在减速模式期间中升挡被禁止，因而不会发生变速的摆动。
这样，在本发明的变速器控制装置中，由于在减速模式期间中如驾驶者想要那样车辆减速，不再需要反复操作制动器踏板，所以能够避免频繁使用所引起的制动器装置的过热等不良状况。
当车辆在下坡行驶时，车辆因车辆重量而加速，但只要驾驶者一将脚从加速器踏板离开并操作制动器踏板，在本发明的变速器控制装置中就执行减速模式期间的变速。因而，即使在下坡中车速增加而超过了升挡的变速点，也禁止向高速级的变速，并且在车速较大之际较早地进行降挡。结果，能够确保发动机制动的制动效果，能够防止发生下坡中的制动器踏板的频繁操作带来的衰减(fade)现象等、车辆的制动器装置的故障。
技术方案2的发明构成为，通过坡度检测机构检测车辆行驶的路面的坡度，当路面是规定值以上的下降坡度时，执行与减速模式期间相同的控制。由此，在下坡中，即使驾驶者没有踏入制动器踏板，也自动地执行上述变速。
附图说明
图1是使用了本发明的变速器控制装置的车辆用动力传递装置的概略图。
图2是表示本发明的变速器控制装置的模式判别方法的图。
图3是表示本发明的变速器控制装置的动作的流程图。
图4是表示减速模式期间的降挡的图的图。
图5是图1的流程图的变形例。
图6是表示车辆中的动力传递装置及其控制装置的图。
图7是表示变速器控制装置的一般的换挡图的图。
标号说明
1发动机
11加速器踏板
13加速器开关
2变速器
21变速器控制装置
3离合器
31离合器控制装置
5变速传感器
7制动器踏板
71制动器开关
S1～S11(S01～S03)控制流程的各步骤
具体实施方式
以下，基于附图对本发明的变速器控制装置的实施例进行说明。图1的实施例是将本发明应用到自动变速控制的平行轴齿轮机构式变速器中的例子，车辆的动力传递装置的基本结构及各设备的动作与图6所示的以往的装置没有变化(在图1中，对于与图6对应的部件等赋予相同的标号)。即，在本发明的变速器控制装置21中，输入来自车辆的车速传感器5的信号和发动机的加速器开度(驾驶者的加速器踏板11的踏入量)的信号，通过决定与车速和加速器开度对应的与图7同样的换挡图决定变速级。如果从变速器控制装置21输出变速级的切换信号，则与此对应，驱动器22变更变速器2的变速级。
本发明的变速器控制装置21具备与驾驶者操作的加速器踏板和制动器踏板相对应地判别加速模式期间和减速模式期间的模式判别机构，为了进行模式判别，在变速器控制装置21中，输入作为检测加速器踏板11的踏入的加速检测器的加速器开关13的信号、和作为检测制动器踏板7的踏入的制动检测器的制动器开关71的信号。两开关的信号当踏板被踩踏时为开(ON)、如果脚离开则为关(OFF)，加速器开关13的信号也可以由加速器开度是否是0％的判别来代替。
在模式判别机构中，如图2所示，在加速器踏板11被踏入后，将到制动器踏板7被踏入的时刻Ta为止的期间判别为加速模式期间。制动器踏板7一被踏入则判别为减速模式期间，即使制动器踏板7没有被踏入时而只要加速器踏板11没有被踏入就继续减速模式期间。在时刻Tb加速器踏板11被踏入以后，再次转移到加速模式期间。
本发明的变速器控制装置为了确保驾驶者所期待的发动机制动的制动效果，在减速模式期间中禁止升挡并且提早降挡，对于其结构及动作，通过图3的流程图进行说明。
在图3中，如果控制变速级的流程开始，则在步骤S1中，进行从加速器开关及制动器开关的信号的读入，在步骤S2中，基于这些信号执行当前的车辆状态是加速模式期间还是减速模式期间的判别。步骤S1及步骤S2构成本发明的模式判别机构。
在步骤S2中，在判别为车辆状态是加速模式期间、即加速器踏板被踏入后制动器踏板还没有被踏入时，原样前进到步骤S4，进行由车速传感器检测到的车速V和由加速器传感器检测到的加速器开度A的读入。接着，在步骤S5中，使用保存在控制装置中的换挡图，与所读入的车速V和加速器开度A相对应地决定作为目标的变速级。在本发明中使用的换挡图在加速模式期间中是与以往的变速器控制装置的图7所示的换挡图相同的图，并且是使升挡的变速点和降挡的变速点存在一定的滞后地被写入的图。作为目标的变速级的区域在升挡用的换挡图和降挡用的换挡图中不同，所以在步骤S5中，分别决定升挡用的目标变速级Nd和降挡用的目标变速级Nd′。步骤S4及步骤S5构成本发明的变速级决定机构。
另一方面，在步骤S2中，在判别为车辆状态为不是加速模式期间的期间、即制动器踏板被踏入后加速器踏板没有被踏入的减速模式期间时，前进到步骤S3，预先执行用来决定目标变速级的升挡的修正。该修正不变更升挡用的换挡图而将降挡用的换挡图的变速点如图4所示那样向车速的增加侧移动(从实际的车速减去修正量的车速来决定降挡的目标变速级)。作为进行这样的修正的机构，也可以另外准备图4那样的专用的换挡图而切换使用它。如果将变速点向车速的增加侧移动，则由降挡用换挡图决定的变速级区域被向车速增大的方向修正，在减速模式期间，通过修正后的降挡用换挡图在步骤S5中决定降挡用的目标变速级Nd′。
在步骤S6中，读入车辆行驶中的实际的齿轮级即当前的变速级Nr，在步骤S7及步骤S8中，将由变速级决定机构决定的目标变速级Nd及Nd′与当前的变速级Nr比较。
在步骤S7中，判断由车速V和加速器开度A决定的升挡用的目标变速级Nd是否比当前的变速级Nr大。在步骤S7的判断为“是”的情况下前进到步骤S9，执行在步骤S2中判别的车辆状态是加速模式期间还是减速模式期间的判断。如果是加速模式期间，则前进到步骤S10，变速器控制装置输出升挡的指令，而如果车辆的状态是减速模式期间，则不输出指令而结束流程，禁止向高速级的升挡。
当步骤S7的判断为“否”时，在步骤S8中判断降挡用的目标变速级Nd′是否比Nr小，当Nd′比Nr小时前进到步骤S11，变速器控制装置输出降挡的指令。此时，如果车辆是减速模式期间，则由于目标变速级Nd′是由修正后的换挡图决定的，所以要在车速比处于加速模式期间时大的时刻即在车辆的减速中较早的时刻指令降挡。在步骤S8的判断为“否”的情况下，由于当前的变速级处于升降和降挡都不需要的状态，所以不输出变速指令而结束流程。
这样，在本发明的变速器控制装置中，与驾驶者进行的加速器踏板和制动器踏板的操作对应地来判别加速模式期间和减速模式期间(步骤S1、步骤S2)，在从加速器踏板被踏入开始到制动器踏板被踏入为止的加速模式期间，执行按照换挡图决定的所谓的通常的变速。另一方面，在从制动器踏板被踏入开始到加速器踏板被踏入为止的减速模式期间，禁止向高速级的变速(步骤S9)，并且将由降挡用换挡图决定的变速级区域向车速增大的方向修正(步骤S3)。
在驾驶者踩踏制动器而将车辆减速的减速模式期间，向高速级的变速被禁止，所以不会违背驾驶者的意愿而降低发动机制动的制动效果。此外，由于由降挡用换挡图决定的变速级区域被向车速增大的方向修正，所以向低速级的变速在车辆速度较大的时候执行。因而，在本发明的变速器控制装置中，在减速模式期间如驾驶者的意愿那样确保发动机制动的制动效果，不再需要反复操作制动器踏板，所以能够防止频繁使用所引起的制动器装置的过热等。
当车辆在下坡行驶时，由于车辆重量使速度增加，所以特别希望确保发动机制动的制动力。图5所示的流程图是在下坡中执行与减速模式期间相同的控制的控制流程。
图5的流程是表示置于图3的流程图的步骤S1与步骤S2之间的、根据路面的坡度设定模式的顺序的流程。在步骤S01中，通过运算等求出车辆行驶的路面的坡度θ，接着，在步骤S02中，判断路面是否是规定值以上的下降坡度、即坡度θ是否是规定值-θ0以下。如果路面的坡度是规定值以上的下降坡度，则与加速器踏板和制动器踏板的操作状况无关地，在步骤S03中设定车辆状态是减速模式期间。由此，在步骤S2中判别为减速模式期间，执行与减速模式期间相同的控制。当路面的坡度不是规定值以上的下降坡度时，根据在步骤S1中读入的加速器踏板和制动器踏板的操作状况，与上述判别方法同样地进行模式的判别。
如果加上图5的流程，则当路面的坡度是规定值以上的下降坡度时，即使驾驶者不将制动器踏板踏入，也自动地转移到减速模式期间的变速，能够得到充分的发动机制动的制动效果。另外，众所周知，路面的坡度可以在车辆上安装检测车速的车速传感器并安装检测加速度的加速度传感器、通过对比由车速传感器检测到的车速微分得到的加速度与由加速度传感器检测到的加速度来进行计算。
工业实用性
如以上详细叙述，本发明在通过换挡图切换变速级的变速器控制装置中，根据驾驶者操作的加速器踏板和制动器踏板的操作状况判别加速模式期间和减速模式期间，在减速模式期间禁止升挡并变更换挡的变速点，使发动机制动的制动力充分地作用。由此，本发明的变速器控制装置只要是使用换挡图的控制装置就可以，不管是自动变速器还是自动变速控制的平行轴齿轮机构式变速器，当然都能够采用。此外，在上述实施例中检测制动器踏板的踏入，但也可以检测制动器主缸等的动作油压力来判别制动器踏板的操作状况等，显然能够对上述实施例进行各种变更。

Claims (2)

1.一种变速器控制装置，该变速器控制装置控制搭载在车辆中的变速器的变速级，其特征在于，
在上述车辆中安装有检测加速器踏板的踏入的加速检测器、和检测制动器踏板的踏入的制动检测器；
上述变速器控制装置具备与上述车辆的车速和搭载在上述车辆中的发动机的加速器开度相对应地决定变速级的变速级决定机构；
上述变速级决定机构具有决定向高速级变速的升挡时的变速级区域的升挡用换挡图、和决定向低速级变速的降挡时的变速级区域的降挡用换挡图；并且，
上述变速级控制装置具备模式判别机构，该模式判别机构根据来自上述加速检测器及上述制动检测器的输入信号，判别从加速器踏板被踏入开始到制动器踏板被踏入为止的加速模式期间、和从制动器踏板被踏入开始到加速器踏板被踏入为止的减速模式期间；
在上述减速模式期间，禁止向高速级的变速，并且将由上述降挡用换挡图决定的变速级区域向车速增大的方向修正。
2.如权利要求1所述的变速器控制装置，其特征在于，
上述变速器控制装置具备检测上述车辆行驶的路面的坡度的坡度检测机构，当路面是规定值以上的下降坡度时，执行与上述减速模式期间相同的控制。
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