CN106949235A - 汽车自动变速器挡位锁止控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车自动变速器挡位锁止控制方法，用于解决特殊工况下，变速器挡位不能固定在除1档外的合适驾驶挡位的问题。当遇到上述特殊工况时，可以将挡位锁止在当前行驶的挡位上，且挡位不会再随车速和油门开度的变化而切换，直到达到发动机极限工作状态或驾驶员干预换挡。本发明有效的避免在坡道可能遇到的挡位切换带来的挂不上档及溜车等危险现象；减少了频繁换挡，减轻了离合器、同步器、制动器等换挡执行机构的磨损，延长了变速器的使用寿命；同时摒弃了现有技术中用于识别路况的传感器，使用价格低廉、控制简单的挡位锁止按钮，减轻了控制单元的工作负担，降低了成本。

Description

汽车自动变速器挡位锁止控制方法

技术领域

本发明涉及一种汽车自动变速器，尤其涉及一种汽车自动变速器挡位锁止控制方法，属于汽车技术领域。

背景技术

汽车有级自动变速器包括液力自动变速器(AT)、电控机械式自动变速器(AMT)及双离合器自动变速器(DCT)等具有固定数量挡位的自动变速器。

自动变速器通过加装电控系统，可以实现自动的离合器分离与接合以及挡位的选择与执行换挡，使得装有自动变速器的车辆具有换挡操作简单轻便、起步平稳、乘坐舒适等优点。但正因为自动变速器可在几个挡位中自动切换，使得其在某些特殊工况下存在不足，如长下坡时，自动档车的D档不具备发动机辅助制动功能，并会随着下坡车速的增加不断向高速挡位变换，使车速越来越快，此时必须不停地使用脚刹来控制车速，容易造成刹车过热失效；在颠簸路面时，车速的频繁变化容易造成频繁换挡；在通过雪地或泥泞坑洼地段时，自动变速器不能准确的提供期望的扭力，还会出现频繁换挡，从而加剧变速箱磨损，导致变速箱过热等危害。因此，需要设计一种挡位控制系统及控制方法，对特殊路况的挡位进行控制，解决上述问题。申请公开号为CN1884873A的发明专利申请公开了一种AMT车辆挡位控制系统及进行挡位控制的方法，该发明通过加装用于感应路况的传感器，将采集的路况信息传送到控制单元，控制单元对各信号判断处理后，识别出相应的路况，从而控制挡位转换单元按照相应的路况换挡规律转换挡位。该技术方案一定程度上改善了其在上、下坡、弯道等特殊工况下的性能及危险状况，但仍然存在不足。现有措施中仍存在如下不足：

1.低速档(D3，2)只是限定了挡位变化范围，如在D3档，行车过程中变速器仍会在1,2,3档之间切换，只是限定了最高档为3档。同样，手自一体变速箱的手动模式下，挡位虽然不能升高，但也可以降到其他任意挡位。挡位在限定的范围内可以根据车速和油门开度大小的不断变换，导致车辆在上坡时(非1档)，不但不能准确控制其在最大扭矩输出点的挡位，甚至还会出现频繁换挡。尤其在爬长坡时，换挡的过程中，车速可能迅速减小(理论上自动换挡时车速保持不变)，导致换挡不成功、溜车等危险现象。

2.尤其对于机械式自动变速器(AMT)，属于非动力性换挡(换挡过程为：中断动力-摘档、选档-挂新档-恢复动力四个阶段)，换挡时会出现动力中断，因而在上坡时很容易造成换挡顿挫、抖动、发动机熄火等现象，甚至在动力中断瞬间，车速迅速下降导致换挡不成功、溜车等危险。

3.现有的通过识别路况，根据识别结果选用不同换挡规律的控制方法，一方面，识别精度难以保证，并且“实时识别-选择换挡规律-换挡”这一过程仍会造成频繁换挡；另一方面，需要安装大量的传感器，并要对采集的信号进行处理、计算，不仅增加了成本，同时大量的计算提高了对硬件的处理要求，增加了TCU的工作负担。

发明内容

本发明的目的在于提供一种汽车自动变速器挡位锁止控制方法，用于解决特殊工况下(上坡、下坡、转弯、急加速等)，变速器挡位不能固定在除1档外的合适驾驶挡位的问题。当遇到上述特殊工况时，可以将挡位锁止在当前行驶的挡位上，且挡位不会再随车速和油门开度的变化而切换，直到达到发动机的极限工作状态或驾驶员干预换挡。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现：

一种汽车自动变速器挡位锁止控制方法，包括以下步骤：

步骤1，判断当前行驶道路是否是上坡，如果不是，则进入步骤2，正常行驶；如果确定是上坡，则进入步骤3；

步骤2，正常行驶；

步骤3，判断挡位锁止按钮是否工作状态，挡位锁止按钮未工作，即指示灯不亮则进入步骤2，正常行驶，否则进入步骤4；

步骤4，变速器控制单元接收到挡位锁止信号，向换挡执行机构发送禁止换挡命令；

步骤5，换挡执行机构接收到禁止换挡命令后，控制离合器和换挡执行机构，让车辆锁定在当前挡位；

步骤6，在锁止挡位行驶过程中，若该挡位能继续满足车辆在上坡时的行驶条件，则进入步骤7或8，保持锁止挡位行驶；但若上坡过程中，发动机出现无力、转速下降或车辆前进缓慢甚至有溜坡现象时，则强制进入步骤9；

步骤7，保持锁止挡位行驶；

步骤8，驾驶员主动操作换挡手柄使其恢复到自动换挡或手动换挡模式，并挂到更高档以更快的通过坡道；

步骤9，为了保证发动机转速不低于保护转速而导致发动机洗后，TCU强制解除挡位锁止，并根据油门开度和车速选用相应的换挡规律，同时，将其锁止在当前挡位。

本发明的目的还可以通过以下技术措施来进一步实现：

前述汽车自动变速器挡位锁止控制方法，所述换挡执行机构为气压电磁阀。

前述汽车自动变速器挡位锁止控制方法，所述换挡执行机构为液压电磁阀。

前述汽车自动变速器挡位锁止控制方法，所述换挡执行机构为电动机驱动。

前述汽车自动变速器挡位锁止控制方法，所述根据存储的换挡规律选择相应的挡位具体为TCU根据油门开度和车速信号，调用存储的换挡表，并根据换挡表的换挡规则进行换挡。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：采用本发明技术方案控制的自动变速器，能够满足驾驶员有意图的选择并固定挡位的驾驶要求，以及在特殊工况下避免在某些换挡间频繁切换的问题，使得自动变速器更加具有手动变速器的特性；有效的避免在坡道可能遇到的挡位切换带来的挂不上档及溜车等危险现象；减少了频繁换挡，减轻了离合器、同步器、制动器等换挡执行机构的磨损，延长了变速器的使用寿命；同时摒弃了现有技术中用于识别路况的传感器，使用价格低廉、控制简单的挡位锁止按钮，减轻了控制单元的工作负担，降低了成本。

附图说明

图1是本发明的挡位锁止按钮图；

图2是本发明的挡位控制流程图。

具体实施方式

本发明的基本原理是通过按下挡位锁止按钮或其他集成操作而发出挡位锁止信号，控制单元接收到该信号，分析、判断为挡位保持后，给换挡执行机构发送信号，以禁止换挡执行机构工作，从而将挡位锁止在目前行车挡位。当发动机转速过低或过高时，为防止发动机熄火导致车辆停止或转速过高引起发动机和变速箱损害，控制单元将根据当前的车速和油门开度，参考存储的换挡规律选择相应的挡位，并向执行机构发送换挡信号，强制执行换挡，但此时锁止功能并未解除，而是将其锁止在换后的挡位。不过可在驾驶员的干预下，解除挡位锁止。

所述的挡位锁止按钮是指在安装在驾驶员方便的操作位置的物理按键。所述的物理按键，其形状可以是圆形、方形等方便安装位置布置的任意形状，并且在按下时即工作状态时，状态灯点亮，反之熄灭。所述的安装位置可以是方便驾驶员操作的任意位置(如方向盘、中控台、档把等位置)。所述的集成操作是指将挡位锁止控制集成在其他已有部件的操作，例如按/提一下换挡手柄等。所述的物理按键工作时点亮是指在按键被按下时，集成在按键中的指示灯点亮，为了方便驾驶员清晰的判断锁止功能的状态。所述的挡位锁止信号是指挡位锁止按钮或集成操作产生的开关信号。

所述的控制单元是指TCU，它对接收的锁止信号进行判断、处理后控制换挡执行机构发送信号，禁止换挡执行机构换挡操作。所述的换挡执行机构是指离合器和同步器，它们接收到TCU的控制信号，通过气压、液压或电机控制来实现挡位的维持或切换。

所述的发动机转速过低是指变速器固定非1档的某个挡位上坡，尤其是长坡时，该档提供的驱动力不足以克服上坡的行驶阻力和坡道阻力，车速下降，发动机转速越来越低，甚至低于怠速转速。发动机转速过高是指在下长坡时，固定挡位下，逐渐提高的车速导致的发动机转速越来越高，甚至超过其最高转速。

所述的控制单元根据当前的车速和油门开度，参考存储的换挡规律选择相应的挡位，并向执行机构发送信号，强制执行换挡，并将其锁止在换挡后的当前挡位，是指当发动机转速超出正常工作范围时，TCU自动根据车速和油门开度选择相应的挡位，以确保发动机不至于熄火导致停车或超速引起机械负荷增加，损害发动机和变速箱等，但由于此时没有解除锁止，在强制换挡后，仍将锁止在当前挡位。所述换挡规律是指选择怎样的参数控制变速器在什么时间自动换挡的规则。车辆行驶过程中，TCU根据油门开度和车速信号，调用事先计算好并存储在其中的换挡表，并根据此表换挡规则进行换挡。

所述的在驾驶员的干预下，解除挡位锁止是指驾驶员不想再让车辆保持在某一挡位行驶时，主动操作换挡手柄加减档或挡位锁止按钮解除锁止挡位，或是其他集成操作解除挡位，使变速器重新进入自动或手动模式。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示，所设计的挡位锁止按钮由按钮帽1、电子开关2及信号线3组成。按下锁止按钮，产生瞬时动作，使动触点与定触点快速接通，产生电压信号，并通过信号线发送到控制单元，同时，按钮指示灯点亮。再次按下时，若挡位处于锁止状态，则控制单元默认为解除锁止，否则当做锁止。

图2为车辆在上坡过程中挡位锁止控制流程图。

在步骤101，驾驶员判断当前行驶道路是否是上坡，如果不是，则进入步骤102，正常行驶；如果确定是上坡，则进入步骤103。

在步骤103，依据步骤104驾驶员意图判断是否需要将汽车锁定在某一固定挡位行驶以提供充足的爬坡动力，这里的驾驶员意图主要依据对坡道大小、车辆状态(如是否吃力、抖动、频繁换挡导致顿挫等)及当前的行驶环境(如前后是否有车等)的判断。驾驶员意图由挡位锁止按钮状态体现。如果不需要锁止挡位，则进入步骤102，正常行驶，否则进入步骤105。

在步骤105，驾驶员按一下挡位锁止按钮，发出挡位锁止信号，进入步骤106。

在步骤106，变速器控制单元(TCU)接收到挡位锁止信号，判断、处理后向换挡执行机构发送禁止换挡的命令，进入步骤107。

在步骤107，执行机构接收到禁止换挡命令后，控制离合器和选换挡执行机构的气压、液压电磁阀或控制电机状态，让车辆锁定在当前挡位(步骤108)，进入步骤109。

在步骤109，在锁止挡位行驶过程中，车辆状态(发动机转速、车速等)和道路状况(路面附着系数、坡度等)不断的发生变化。此时，若该挡位能继续满足车辆在上坡时的行驶条件且不会出现无力、溜坡趋势等现象，则进入步骤110，保持锁止挡位行驶，同时不断判断行驶条件，直到完成上坡(步骤113)。或是车辆当前挡位上坡比较轻松时，可根据驾驶员意图选择进入步骤112，解锁并根据车辆状态选档继续行驶。但若上坡过程中，发动机出现无力、转速下降或车辆前进缓慢甚至有溜坡等现象时，则强制进入步骤111。

在步骤111，为了保证发动机转速不低于保护转速(怠速转速)而导致发动机洗后，TCU强制解除挡位锁止，并根据油门开度和车速选用相应的换挡规律，同时，将其锁止在当前挡位。

在步骤112，驾驶员主动操作换挡手柄使其恢复到自动换挡或手动换挡模式，并挂到更高档以更快的的完成上坡(步骤113)。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围内。

Claims (5)

1.一种汽车自动变速器挡位锁止控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，判断当前行驶道路是否是上坡，如果不是，则进入步骤2，正常行驶；如果确定是上坡，则进入步骤3；

步骤2，正常行驶；

步骤3，判断挡位锁止按钮是否工作状态，若挡位锁止按钮未工作，即指示灯不亮则进入步骤2，正常行驶，否则进入步骤4；

步骤4，变速器控制单元接收到挡位锁止信号，向换挡执行机构发送禁止换挡命令；

步骤5，换挡执行机构接收到禁止换挡命令后，控制离合器和换挡执行机构，让车辆锁定在当前挡位；

步骤6，在锁止挡位行驶过程中，若该挡位能继续满足车辆在上坡时的行驶条件，则进入步骤7或8，保持锁止挡位行驶；但若上坡过程中，发动机出现无力、转速下降或车辆前进缓慢甚至有溜坡现象时，则强制进入步骤89；

步骤7，保持锁止挡位行驶；

步骤8，驾驶员主动操作换挡手柄使其恢复到自动换挡或手动换挡模式，并挂到更高档以更快的通过坡道；

步骤9，为了保证发动机转速不低于保护转速而导致发动机洗后，TCU强制解除挡位锁止，并根据油门开度和车速选用相应的换挡规律，同时，将其锁止在当前挡位。

2.如权利要求1所述的汽车自动变速器挡位锁止控制方法，其特征在于，所述换挡执行机构为气压电磁阀。

3.如权利要求1所述的汽车自动变速器挡位锁止控制方法，其特征在于，所述换挡执行机构为液压电磁阀。

4.如权利要求1所述的汽车自动变速器挡位锁止控制方法，其特征在于，所述换挡执行机构为电动机驱动。

5.如权利要求1所述的汽车自动变速器挡位锁止控制方法，其特征在于，所述根据存储的换挡规律选择相应的挡位具体为TCU根据油门开度和车速信号，调用存储的换挡表，并根据换挡表的换挡规则进行换挡。