CN102116368A - 自动变速器的手动换挡控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自动变速器的手动换挡控制方法，该方法通过定义标定数据以及基于各挡输出轴允许的最高和最低转速确定挡位选择限制条件，当发动机达到限制的最高或最低转速时，变速器自动升降挡；该方法根据分动器的转速大小以及换挡规律设置降挡限制转速；该方法根据分动器的转速大小以及换挡规律设置升挡限制转速。在变速器中设置了自动升降挡的发动机转速条件，并根据分动器的转速大小以及换挡规律设置降挡限制转速以及升挡限制转速，以克服驾驶员驾驶技术的不足，在满足驾驶灵活性的技术上，避免转速过高而损坏发动机并且可以避免发动机由于转速太低升挡而熄火。
Description
技术领域
本发明涉及变速器领域，尤其是涉及一种自动变速器的手动换挡逻辑控制方法。
背景技术
车辆动力传动系统中，自动变速器有多个确定的速比。变速器控制器中有一个只读存储器，存储了一个或多个换挡逻辑，对应于不同输出转速和扭矩要求下的速比。通常对应于当前的输出转速和扭矩要求的速比确定换挡规律自动选择。近来，自动变速器中开发出了一种手动换挡模式。在这样的自动变速器中，可以手动的从当前挡调节上升或下降到其它挡。手动操控的换挡杆上除了自动换挡换挡模式以外还有一个手动换挡模式的位置，该换挡杆的手动换挡模式还包括升挡和降挡位置。驾驶员移动换挡杆到手动换挡模式后，继续拨到升挡或降挡位置时产生升降挡要求。变速器控制器接收到升降挡要求后，从当前挡位换到驾驶员的目标挡位。当车辆驾驶员感到汽车的自动变速功能不能满足满意的行驶性能时，手动换挡功能变得尤其重要。现在有一些自动变速器的控制方法可以使汽车在变速器的手动换挡性能方面高度灵活，并可以用以在一定情况下减少汽车的油耗。但是，这些方法没有考虑到驾驶员的驾驶熟练度以及专业知识，即驾驶员可能在错误的转速换挡，这样不仅不能使车辆达到预期的行驶性能，并且容易造成发动机的损坏。2008年2月6日公开的CN101120190A的中国发明专利说明书公开了一种用于控制汽车自动变速器的装置和方法，该方法仅在汽车以低于预先确定的极限速度的速度行驶或者确定控制装置中和/或自动变速器本身出现干扰的情况，才允许自动变速器从自动控制向手动操作控制的控制转换。该方法可以使发动机功率得到有效的充分利用，但是该方法没有考虑到驾驶员的技术限制以及驾驶员的换挡时机是否正确，一旦驾驶员误操作，会使发动机造成损坏。
发明内容
本发明主要是解决现有技术中存在的自动变速器手动换挡控制方法没有考虑到驾驶员的技术限制以及驾驶员的换挡时机是否正确，一旦驾驶员误操作，会使发动机造成损坏的问题，提供了一种自动变速器的手动换挡控制方法，该方法可以克服驾驶员驾驶技术的不足，在满足驾驶灵活性的技术上，避免转速过高而损坏发动机并且可以避免发动机由于转速太低升挡而熄火。
为了解决上述技术问题，本发明采用了这样一种自动变速器的手动换挡控制方法，该方法通过定义标定数据以及基于各挡输出轴允许的最高和最低转速确定挡位选择限制条件，当发动机达到限制的最高或最低转速时，变速器自动升降挡；该方法根据分动器的转速大小以及换挡规律设置降挡限制转速；该方法根据分动器的转速大小以及换挡规律设置升挡限制转速。当发动机转速超过限制的最高转速时，发动机会发生爆缸的事故，当发动机低于限制的最低转速时，发动机会熄火，如果发生这种情况会给车辆的驾驶者带来不便，并且发动机也会造成一定的损坏。通过定义标定数据限制发动机的最高和最低转速，当发动机达到限制的最高和最低转速时，变速器自动升降挡可以防止类似的事故发生。变速器处于不同挡位时，最高和最低的限制转速也不相同，所以分别在不同挡位设置的最高和最低的限制转速。当驾驶员升挡时，如果当前的发动机转速过低，变速器升至高一级的挡位时，发动机转速会低于限制挡位，这时发动机会熄火，当驾驶员降挡时，如果当前的发动机转速过高，变速器降至第一级的挡位时，发动机转速会高于限制挡位，发动机会发生爆缸的事故。设置升挡与降挡限制转速，可以避免此类事故的发生。
作为优选，1挡至2挡的自动升挡转速为900r/m；2挡至3挡的自动升挡转速为1710r/m；3挡至4挡的自动升挡转速为2570r/m；4挡至5挡的自动升挡转速为3420r/m；5挡至6挡的自动升挡转速为4450r/m。定义的变速器自动升挡转速为最佳数据，在这些换挡点换挡可以避免发动机的损坏。
作为优选，6挡至5挡的自动降挡转速为900r/m；5挡至4挡的自动降挡转速为1710r/m；4挡至3挡的自动降挡转速为2570r/m；3挡至2挡的自动降挡转速为3420r/m；2挡至1挡的自动降挡转速为4450r/m。定义的变速器自动降挡转速为最佳数据，在这些换挡点换挡可以避免发动机熄火。
作为优选，分动器处于低速挡时：2挡至1挡的降挡限制转速为480r/min；3挡至2挡的降挡限制转速为1200r/min；4挡至3挡的降挡限制转速为1880r/min；5挡至4挡的降挡限制转速为2480r/min；6挡至5挡的降挡限制转速为3360r/min；分动器处于高速挡时：2挡至1挡的降挡限制转速为800r/min；3挡至2挡的降挡限制转速为1600r/min；4挡至3挡的降挡限制转速为2250r/min；5挡至4挡的降挡限制转速为3100r/min；6挡至5挡的降挡限制转速为4200r/min。定义的变速器降挡限制转速为最佳数据，当驾驶员降挡时发动机的转速高于所设置的限制转速，降低要求被忽略。
作为优选，在变速器中设置计时器，计时器中设定换挡时间周期，驾驶员做出一次升挡动作后，如果当前输出轴转速高于降挡限制转速的值，计时器开启，提供一次机会给驾驶员将输出轴转速降低到所述降挡限制转速以下，如果输出转速降低至所述降挡限制转速的时间出现在所述时间周期结束之前，变速器将执行降挡，否则降挡要求将被忽略。驾驶员根据驾驶的需要进行降挡操作，以提高发动机转速获得大的扭矩提高车速，但此时的发动机转速大于限制转速，变速器无法完成降挡，所以在变速器中设置了换挡时间周期，用来赋予驾驶员修正发动机转速的机会，这时驾驶员只要松开油门，在换挡时间周期内降低发动机转速至降挡限制转速以下，变速器便可以完成降挡请求。
作为优选，1挡至2挡的升挡限制转速为285r/min；2挡至3挡的升挡限制转速为460r/min；3挡至4挡的升挡限制转速为675r/min；4挡至5挡的升挡限制转速为860r/min；5挡至6挡的升挡限制转速为1150r/min。定义的变速器升挡限制转速为最佳数据，当驾驶员升挡时，发动机的转速低于所设置的限制转速，升挡要求被忽略。
作为优选，在变速器中设置计时器，计时器中设定换挡时间周期，驾驶员做出一次升挡动作后，如果当前输出轴转速低于升挡限制转速的值，计时器开启，提供一次机会给驾驶员将输出轴转速升高到所述升挡限制转速以上，如果输出转速升高至所述升挡限制转速的时间出现在所述时间周期结束之前，变速器将执行升挡，否则升挡要求将被忽略。驾驶员根据驾驶的需要进行升挡操作，以降低发动机转速提高燃油经济性，但此时的发动机转速小于限制转速，变速器无法完成升挡，所以在变速器中设置了换挡时间周期，用来赋予驾驶员修正发动机转速的机会，这时驾驶员只要踩下油门，在换挡时间周期内提高发动机转速至升挡限制转速以上，变速器便可以完成升挡请求。
作为优选，当驾驶员做出降挡动作，通过换挡杆选择变速器的1挡时，手动1挡将激活，发动机制动有效，当变速器已经处于自动1挡，发动机制动同样有效，如果通过自动降挡进入1挡，自动1挡被激活，但发动机制动无效。当驾驶员将变速器调至手动模式时，设置变速器在手动1挡时，可以激活发动机制动功能，应付所需的驾驶环境，变速器在自动模式时，处于自动1挡，发动机制动功能同样有效，但是如果是因为发动机转速过低而强制降挡的话，并不是驾驶员的主观要求，发动机制动功能不被激活。
作为优选，设置标定参数定义当前挡位和目标挡位的最大差值，当驾驶员做出换挡动作时，变速器检测驾驶员拨动换挡杆的次数，如果驾驶员要求的挡位与当前挡位差距太大，则换挡要求被忽略。驾驶员有时要连续升高或降低多个挡位，变速器根据当前的挡位以及发动机当前的转速，确定可以升高或降低的最大挡位数，如果升高或降低的挡位数超过最大挡位数时，按照最大挡位数进行升挡或降挡，避免熄火或发动机损坏等事故的发生。
本发明的有益效果是在变速器中设置了自动升降挡的发动机转速条件，并根据分动器的转速大小以及换挡规律设置降挡限制转速以及升挡限制转速，以克服驾驶员驾驶技术的不足，在满足驾驶灵活性的技术上，避免转速过高而损坏发动机并且可以避免发动机由于转速太低升挡而熄火。
附图说明
图1是变速器换挡控制流程示意图。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
如图1所示，汽车上的自动变速器通常设置有多个挡位，分别为驻车挡（P挡）、倒车挡（R挡）、行车挡（D挡），现在一些自动变速器设有手动挡（M挡），并且在手动挡的上下位置设置有加挡（+挡）和减挡（-挡），用来升高或降低变速箱当前的挡位。当换挡杆拨入M位置时，激活手动换挡模式，退出M位置时，退出手动换挡模式。
由于每个驾驶员的驾驶技术不同，这样如果在手动换挡模式时，驾驶员升降挡的时机不合适，也就是说在不正确的转速时换挡，容易造成发动机的损坏或者发动机熄火，这将会给驾驶员的驾驶带来不便。
本发明在变速器内设置换挡转速限制，不仅可以避免因为降挡时发动机转速过高造成的发动机损坏，而且可以避免因为升挡时发动机转速过低造成的发动机熄火。通过标定数据定义以及基于各挡输出轴允许的最高和最低转速确定挡位选择限制条件。当发动机达到限制的最高或最低转速时，变速器会自动升降挡。
自动升挡的转速值定义如下：
1挡至2挡的自动升挡转速为900r/m；
2挡至3挡的自动升挡转速为1710r/m；
3挡至4挡的自动升挡转速为2570r/m；
4挡至5挡的自动升挡转速为3420r/m；
5挡至6挡的自动升挡转速为4450r/m。
自动降挡的转速值定义如下：
6挡至5挡的自动降挡转速为900r/m；
5挡至4挡的自动降挡转速为1710r/m；
4挡至3挡的自动降挡转速为2570r/m；
3挡至2挡的自动降挡转速为3420r/m；
2挡至1挡的自动降挡转速为4450r/m。
如果加速踏板的位置高于标定限制，输出轴转速低于标定限制，则依照当前选择的自动换挡规律提出降挡要求，相当于自动强制降挡功能。
为了保护发动机避免转速过高，超过某一转速时禁止降挡。变速器根据分动器的转速选择范围和换挡规律查找降挡点。每种组合都定义了一个高于输出轴转速的限制转速。
分动器处于低速挡时，变速器各挡位的降挡限制转速如下：
2挡至1挡的降挡限制转速为480r/min；
3挡至2挡的降挡限制转速为1200r/min；
4挡至3挡的降挡限制转速为1880r/min；
5挡至4挡的降挡限制转速为2480r/min；
6挡至5挡的降挡限制转速为3360r/min；
分动器处于高速挡时，变速器各挡位的降挡限制转速如下：
2挡至1挡的降挡限制转速为800r/min；
3挡至2挡的降挡限制转速为1600r/min；
4挡至3挡的降挡限制转速为2250r/min；
5挡至4挡的降挡限制转速为3100r/min；
6挡至5挡的降挡限制转速为4200r/min。
上述同样的方式，为了保护发动机，防止由于升挡时，发动机转速过低而造成的熄火情况，定义了发动机各个挡位的升挡限制转速：
1挡至2挡的升挡限制转速为285r/min；
2挡至3挡的升挡限制转速为460r/min；
3挡至4挡的升挡限制转速为675r/min；
4挡至5挡的升挡限制转速为860r/min；
5挡至6挡的升挡限制转速为1150r/min。
在变速器中设置计时器，计时器中设定换挡时间周期，驾驶员做出一次升挡动作后，如果当前输出轴转速高于降挡限制转速的值，计时器开启，提供一次机会给驾驶员将输出轴转速降低到所述降挡限制转速以下，如果输出转速降低至所述降挡限制转速的时间出现在所述时间周期结束之前，变速器将执行降挡，否则降挡要求将被忽略。
计时器同样影响升挡要求。如果输出轴转速低于限制升挡要求的转速时，计时器开启。在时间周期结束前，输出轴转速超过限制值时才会执行升挡。如果条件不满足，升挡要求将被忽略。
当驾驶员做出降挡动作，拨动换挡杆至变速器的手动挡减挡位置，选择变速器的1挡时，手动1挡将激活，发动机制动有效，当变速器已经处于自动1挡，发动机制动同样有效，如果通过自动降挡进入1挡，自动1挡被激活，但发动机制动无效。
当以下条件均满足时，从自动1挡切换到手动1挡：
a）输出轴转速超过标定限值；
b）检测到动力开启。
液力变矩器闭锁的行为通过图1“DSI模式下液力变速器闭锁/解锁点”定义。这些点的定义与节气门开度无关。
在手动模式下下，液力变矩器将处于工作状态，但是锁止离合器禁止处于滑转状态，定义各个挡位下锁止离合器闭锁和解锁时对应的发动机的转速：
闭锁：
1挡：600r/m；
2挡：1620r/m；
3挡：2150r/m；
4挡：2860r/m；
5挡：2860r/m；
6挡：3420r/m；
解锁：
1挡：450r/m；
2挡：600r/m；
3挡：740r/m；
4挡：1360r/m；
5挡：2230r/m；
6挡：2670r/m；
一旦换挡杆拨至“+”或“-”位置后，变速器将检测拨动的次数。检测拨动了几次，然后逐步切换到目标挡位。当前挡位和目标挡位的最大差值通过设定标定参数定义。如果驾驶员要求的挡位与当前挡位差距太大，则要求将被忽略。例如，当前挡位在6挡，而根据发动机转速定义目前挡位与目标挡位的最大差值为2次，驾驶员连续拨动3次“-”，变速器将降至4挡而剩余的换挡要求将被忽略。无论如何，如果在标定时间以内检测到两次拨动，第二次拨动将被忽略。
在以下条件满足的情况下，将一直处于手动模式下：
a）换挡杆必须处于M位置；
b）变速器未工作在任何过热保护的控制策略下；
c）没有其它任何错误条件限制手动模式。
如果以下条件正确，手动换挡模式将被限制工作：
a）变速器输出轴转速不确定或者处于错误状态；
b）换挡杆的位置无法发出指令或者发出错误指令。
手动换挡控制方法中，没有检测换挡的时间（这主要应用在自动换挡控制方法中），因此驾驶员的换挡要求立即被相应，当然为了保护车辆动力系统和保证安全，某些情况和限制必须满足后变速器才能响应。本发明主要涉及手动换挡的控制方法，不考虑自动变速器换挡元件的换挡控制。
Claims (10)
1.一种自动变速器的手动换挡控制方法，其特征在于：
该方法通过定义标定数据以及基于各挡输出轴允许的最高和最低转速确定挡位选择限制条件，当发动机达到限制的最高或最低转速时，变速器自动升降挡；
该方法根据分动器的转速大小以及换挡规律设置降挡限制转速；
该方法根据分动器的转速大小以及换挡规律设置升挡限制转速。
2.按照权利要求1所述的自动变速器的手动换挡控制方法，其特征在于：
1挡至2挡的自动升挡转速为900r/m；
2挡至3挡的自动升挡转速为1710r/m；
3挡至4挡的自动升挡转速为2570r/m；
4挡至5挡的自动升挡转速为3420r/m；
5挡至6挡的自动升挡转速为4450r/m。
3.按照权利要求1所述的自动变速器的手动换挡控制方法，其特征在于：
6挡至5挡的自动降挡转速为900r/m；
5挡至4挡的自动降挡转速为1710r/m；
4挡至3挡的自动降挡转速为2570r/m；
3挡至2挡的自动降挡转速为3420r/m；
2挡至1挡的自动降挡转速为4450r/m。
4.按照权利要求1所述的自动变速器的手动换挡控制方法，其特征在于，分动器处于低速挡时：
2挡至1挡的降挡限制转速为480r/min；
3挡至2挡的降挡限制转速为1200r/min；
4挡至3挡的降挡限制转速为1880r/min；
5挡至4挡的降挡限制转速为2480r/min；
6挡至5挡的降挡限制转速为3360r/min；
分动器处于高速挡时：
2挡至1挡的降挡限制转速为800r/min；
3挡至2挡的降挡限制转速为1600r/min；
4挡至3挡的降挡限制转速为2250r/min；
5挡至4挡的降挡限制转速为3100r/min；
6挡至5挡的降挡限制转速为4200r/min。
5.按照权利要求1或4所述的自动变速器的手动换挡控制方法，其特征在于，在变速器中设置计时器，计时器中设定换挡时间周期，驾驶员做出一次升挡动作后，如果当前输出轴转速高于降挡限制转速的值，计时器开启，提供一次机会给驾驶员将输出轴转速降低到所述降挡限制转速以下，如果输出转速降低至所述降挡限制转速的时间出现在所述时间周期结束之前，变速器将执行降挡，否则降挡要求将被忽略。
6.按照权利要求1所述的自动变速器的手动换挡控制方法，其特征在于，
1挡至2挡的升挡限制转速为285r/min；
2挡至3挡的升挡限制转速为460r/min；
3挡至4挡的升挡限制转速为675r/min；
4挡至5挡的升挡限制转速为860r/min；
5挡至6挡的升挡限制转速为1150r/min。
7.按照权利要求1或6所述的自动变速器的手动换挡控制方法，其特征在于，在变速器中设置计时器，计时器中设定换挡时间周期，驾驶员做出一次升挡动作后，如果当前输出轴转速低于升挡限制转速的值，计时器开启，提供一次机会给驾驶员将输出轴转速升高到所述升挡限制转速以上，如果输出转速升高至所述升挡限制转速的时间出现在所述时间周期结束之前，变速器将执行升挡，否则升挡要求将被忽略。
8.按照权利要求1所述的自动变速器的手动换挡控制方法，其特征在于，当驾驶员做出降挡动作，通过换挡杆选择变速器的1挡时，手动1挡将激活，发动机制动有效，当变速器已经处于自动1挡，发动机制动同样有效，如果通过自动降挡进入1挡，自动1挡被激活，但发动机制动无效。
9.按照权利要求1所述的自动变速器的手动换挡控制方法，其特征在于，设置标定参数定义当前挡位和目标挡位的最大差值，当驾驶员做出换挡动作时，变速器检测驾驶员拨动换挡杆的次数，如果驾驶员要求的挡位与当前挡位差距太大，则换挡要求被忽略。
10.按照权利要求1所述的自动变速器的手动换挡控制方法，其特征在于，所述控制方法设置了在各个挡位时锁止离合器的闭锁和解锁时发动机的转速值,
闭锁：
1挡：600r/m；
2挡：1620r/m；
3挡：2150r/m；
4挡：2860r/m；
5挡：2860r/m；
6挡：3420r/m；
解锁：
1挡：450r/m；
2挡：600r/m；
3挡：740r/m；
4挡：1360r/m；
5挡：2230r/m；
6挡：2670r/m。
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