CN109253242A - 控制9速自动变速器用内部电子挡位选择的方法 - Google Patents

Abstract

一种用于控制自动变速器用内部电子挡位选择的方法包括：确认是否已从当前变速器操作状态命令挡位改变指令；在允许挡位改变事件之前验证当前变速器操作状态中存在来自至少第一和第二模式阀以及停车伺服的预期性能；在挡位改变事件期间：产生主动指令，包括命令减小液压系统压力；以及识别是否检测到未预期事件；以及在完成挡位改变事件之后，确定从至少第一和第二模式阀以及停车伺服获得预期性能，以实现驾驶员预期状态。

Description

控制9速自动变速器用内部电子挡位选择的方法

背景技术

本发明涉及一种机动车辆自动变速器控制系统。

机动车辆包括产生驱动动力的动力设备(例如，发动机或电动机)。驱动动力通过变速器传递至传动系，用于以所选择的传动比来驱动一组车轮。通常，期望的变速器操作模式或挡位由车辆操作者来选择。由大多数自动变速器提供的挡位通常包括停车、空挡、倒车以及驱动。因此，例如众所周知的是，自动变速器基于包括速度和转矩的各种车辆操作状况自动地切换为合适的传动比。在驱动中，自动变速器可基于车辆操作状况而自动地在三个、四个、五个且高达九个不同的前进传动比之间切换。

传统上，设有驾驶员接口装置，车辆操作者切换该驾驶员接口装置以选择期望的变速器挡位。驾驶员接口装置通过挡位切换机构链接于自动变速器，该挡位切换机构通常包括诸如杆件、推/拉杆、线缆之类的一系列互联机械装置。此类机械部件的数量和尺寸会难以将挡位切换机构封装在驾驶员接口装置和变速器之间，并且会对总体系统增加相当大的摩擦阻力。于是，增大车辆的设计、制造以及组装的总体成本。

在试图解决与机械地换挡的变速器挡位切换机构相关联的此类问题时，已开发若干“线控换挡”的挡位切换机构。通常，线控换挡的挡位切换机构基于外部系统，该外部系统具有电动机，用以控制变速器的手动轴向期望挡位选择位置的移动。与驾驶员接口装置相关联的开关将模式信号发送至变速器控制器，该模式信号指示所选择的变速器挡位。之后，控制器致动电动机，以使得变速器手动轴移动至对应的挡位选择位置。传统的线控换挡系统的缺点包括与目前监控的此类装置和诊断相关联的不期望故障模式，以及仅仅验证在当前操作状态中从部件实现的预期性能以及在最终操作状态中实现的部件预期性能。诸如卡住液压阀的部件故障或者在当前操作状态或在最终操作状态处实现预期性能的故障目前导致变速器的离合器减压关闭且由此车辆的“步行回家”状态。

因此，虽然当前的自动变速器电子挡位选择和线控换挡系统实现了它们的预期目的，但仍需要一种新型和改进的系统和方法，用以控制自动变速器的内部电子挡位选择。

发明内容

根据若干方面，用于控制自动变速器用内部电子挡位选择的方法包括：确认是否已从当前操作状态命令挡位改变指令；在挡位改变事件之前验证当前操作状态中存在来自多个经监控系统部件的预期性能；在挡位改变事件期间：产生主动指令；以及识别是否检测到未预期事件；以及在挡位改变事件完成之后，确认从所有的经监控系统部件获得预期性能。

在本发明的另一方面中，该方法进一步包括：如果并未从经监控系统部件中检测到误差并且并未检测到未预期事件，则在产生主动指令步骤期间完成挡位改变事件。

在本发明的另一方面中，该方法进一步包括：如果发生任何未检测的单个元件故障，则在产生主动指令步骤期间修改主动指令，以使得车辆驾驶员在挡位改变事件期间或完成时不会处于危险状态中。

在本发明的另一方面中，该方法进一步包括：在识别步骤期间，如果检测到未预期事件，则修改主动指令，以在可实现的情形下实现驾驶员预期状态。

在本发明的另一方面中，该方法进一步包括：在识别步骤期间，如果无法实现驾驶员预期状态，则修改主动指令，以将车辆布置在安全状态中。

在本发明的另一方面中，该方法进一步包括：在指示多个经监控部件的任何一个或多个未检测单个元件故障之后，考虑所有的单个元件故障在挡位改变事件期间的影响。

在本发明的另一方面中，该方法进一步包括：指引主动指令，以在所有状态状况期间避免任何不安全状态。

在本发明的另一方面中，验证多个经监控系统部件的预期性能的步骤包括监控是否发生第一模式阀已触击以及第二模式阀已触击的每种情形。

在本发明的另一方面中，验证多个经监控系统部件的预期性能的步骤包括监控是否停车伺服已触击，该停车伺服致动停车卡爪接合构件。

在本发明的另一方面中，该方法进一步包括产生安全驾驶验证状态信号；以及产生开始挡位改变相位信号。

根据若干方面，用于控制自动变速器用内部电子挡位选择的方法包括：确认是否已从当前变速器操作状态命令挡位改变指令；在允许挡位改变事件之前验证当前变速器操作状态中存在来自至少第一和第二模式阀以及停车伺服的预期性能；在挡位改变事件期间：产生主动指令，包括命令减小液压系统压力；以及识别是否检测到未预期事件；以及在完成挡位改变事件之后，确定从至少第一和第二模式阀以及停车伺服获得预期性能，以实现驾驶员预期状态。

在本发明的另一方面中，该方法进一步包括：在识别步骤期间，如果无法实现驾驶员预期状态，则修改主动指令，以将车辆布置在安全状态中。

在本发明的另一方面中，该方法进一步包括：如果车辆处于停车状态中，则仅有的安全状态是保留在停车状态中。

在本发明的另一方面中，该方法进一步包括：如果车辆处于空挡状态中，则安全状态是空挡状态或停车状态的一种。

在本发明的另一方面中，该方法进一步包括：如果车辆处于驱动状态中，则安全状态是停车状态、空挡状态或保留在驱动状态中的一种。

在本发明的另一方面中，产生主动指令的步骤包括将液压系统压力减小至大约200kPa。

在本发明的另一方面中，产生主动指令的步骤包括将液压系统压力减小至低于最大系统压力。

根据若干方面，用于控制自动变速器用内部电子挡位选择的方法包括：确认是否已从当前变速器操作状态命令挡位改变指令；监控并联的多个系统部件，这些系统部件包括至少第一和第二模式阀以及停车伺服；以及针对电子挡位选择(ETRS)系统的操作和反馈提供四层主动安全软件，包括：在第一层中，在允许挡位改变事件之前，验证当前变速器操作状态中至少第一和第二模式阀以及停车伺服已触击；在第二层中，并且在挡位改变事件期间：产生主动指令，包括暂时地命令将液压系统压力减小至大致200kPa；在第三层中，识别是否检测到未预期事件，包括至少第一和第二模式阀以及停车伺服的任何一个发生故障；以及在第四层中，在挡位改变事件完成之后，确认从所有的经监控系统部件获得预期性能。

在本发明的另一方面中，预期性能包括限定驾驶员预期状态的离合器构造。

在本发明的另一方面中，该方法进一步包括：如果产生停车信号，或者如果来自第一模式阀位置开关的开关信号指示第一模式阀还未触击，或者如果来自第二模式阀位置开关的开关信号指示第二模式阀还未触击，则产生不安全状况状态信号。

从这里提供的描述中，又一些可应用领域会变得显而易见。应理解的是，描述和特定示例仅仅旨在说明的目的，且并不旨在限制本发明的范围。

附图说明

这里描述的附图仅仅用于说明的目的，且并不旨在以任何方式限制本发明的范围。

图1是根据本发明原理的包含变速器电子挡位选择(ETRS)系统的车辆系统的示意图；

图2是根据示例性实施例的液压控制系统的一部分的示意图；

图3是根据示例性实施例的适合于ETRS系统的操作和反馈的四级层主动安全软件的流程图；

图4是用于确定是否产生开始挡位改变相位信号的ETRS系统的示例性并联感测部分的示意图；以及

图5是在产生图4所示开始挡位改变相位信号之后的ETRS系统的示例性并联感测部分的示意图。

具体实施方式

以下描述在本质上仅仅是示例性的，并且并不旨在限制本发明、应用或使用。

参照图1，示出车辆10的示意图。车辆10包括发动机12和自动变速器14。发动机12产生驱动转矩，该驱动转矩以改变的传动比传递通过变速器14，以驱动至少一对车轮(未示出)。驾驶员接口装置16使得车辆操作者能选择各种变速器挡位位置。驾驶员接口装置16可包括杆件、开关、刻度盘、按钮或任何其它类型的期望输入接口。包括停车、倒车、空挡以及驱动(PRND)的正常变速器挡位位置是可选择的，以及经由驾驶员接口装置16致动的手动降挡和上拨、下拨能力。在操作中，驾驶员接口装置16基于所选择的变速器挡位而将电子模式信号发送至控制器18。

控制器18响应于电子模式信号信令变速器电子挡位选择(ETRS)系统20，来将变速器14切换为对应的挡位。ETRS系统20是变速器14的一体部件，并且可操作以操纵加压流体的流动，从而使得变速器14在其可用的变速器挡位之间切换。

参照图2并且再次参照图1，示出液压控制系统22的一部分，该部分与ETRS系统20连通并且经由多个开关提供反馈，这会在这里进行更详细地描述。液压控制系统22包括多个模式阀，包括第一模式阀24和第二模式阀26。模式启用阀28与第一模式阀24和第二模式阀26连通。停车伺服30也与第一模式阀24和第二模式阀26连通。停车伺服致动停车卡爪接合构件32。停车螺旋管40防止在特定情形下发生加压流体损失的事件中从脱离停车模式向停车模式的切换。多个位置开关提供对每个模式阀和停车伺服的位置反馈。这些包括第一模式阀位置开关34、第二模式阀位置开关36以及停车伺服位置开关38，该第一模式阀位置开关信令第一模式阀24诸如正常或触击的位置，该第二模式阀位置开关信令第二模式阀26的位置，且该停车伺服位置开关信令停车卡爪接合构件32在停车伺服30的操作之前和之后的接合或脱离位置。

参照图3并且再次参照图1和2，流程图42识别针对ETRS系统20的操作和反馈采用四级或层主动安全软件。在第一层44中，在实施任何驾驶员启动指令之前，验证所有经监控部件在它们当前操作状态中的预期性能，该驾驶员启动指令例如是从停车向驱动、从驱动向空挡、从倒车向停车等等的挡位改变指令。

在第二层46中，在挡位改变事件期间，所有动作经主动地指令，以使得：1)在并未从经监控系统部件检测到误差的事件中，以平稳且有效的方式完成挡位改变；以及2)在发生任何未检测的单个元件故障的事件中，驾驶员既在挡位改变期间又在挡位改进完成时均不会布置在危险状态中。在未检测的单个元件故障之后，考虑所有单个元件故障在挡位改变期间的影响，且指引这些指令，以使得在所有状况期间均避免所有危险状态。根据若干方面，未检测的单个元件故障可例如是在例如驱动模式中操作期间发生卡住液压阀，这不会影响连续操作，且其故障不会被识别，直到选择下个挡位改变为止。在允许下个挡位改变之前，评估单个元件故障的影响。

在第三层48中，如果在挡位改变期间检测到诸如单个元件故障的未预期事件，则：1)当可能时，修改指令以实现驾驶员预期状态；或者2)如果对于上述(1)的响应是不可能的，则修改指令，以将驾驶员和车辆布置在下文限定的“安全状态”中。针对上述状况(1)和(2)的每个，在未检测的单个元件故障之后，考虑所有单个元件故障在挡位改变期间的影响，且指引这些指令，以使得在所有状况期间均避免所有危险状态。

根据若干方面，安全状态限定为不会通过产生未预期状况而使得驾驶员受惊的状态，并且使用以下示例来识别，这些示例并非是穷尽的。如果车辆目前处于停车模式中且在系统监控期间识别到误差指示，则仅有的安全状态保留在停车模式中。如果车辆目前处于空挡模式且识别到误差指示，则安全状态保留在空挡模式或者切换为停车模式。如果车辆目前处于空挡模式且在驾驶员选择改变为驱动模式时识别到误差指示，则安全状态保留在空挡模式、切换为停车模式或者如果可能的话切换为期望的驱动模式。如果车辆目前处于停车模式且在驾驶员选择改变为倒车模式时识别到误差指示，则安全状态保留在停车模式、切换为空挡模式或者如果可能的话允许切换为倒车模式。如果车辆目前处于驱动模式且在驾驶员选择改变为不同模式时识别到误差指示，则安全状态保留在驱动模式中或者如果可能的话切换为停车或空挡模式。

在第四层50中，验证在最终操作状态中来自所有经监控部件的预期性能。例如，如果选择驱动模式，则验证诸如模式阀24、26、停车伺服30、离合器位置开关、发动机速度传感器、涡轮速度传感器、限定驾驶员预期状态的离合器构造之类的所有经监控部件的预期性能，以对应于在处于驱动模式中时预期的预定状况。

参照图4，示意图52示出在从空挡模式向驱动模式的示例性挡位改变期间车辆ETRS系统20的监控特征。针对任何其它可能的挡位改变，多个类似的示意图也是可用的。在本示例中，并联地监控停车伺服位置开关38、第一模式阀位置开关34以及第二模式阀位置开关36的每个连同附加的检测物件的状态。一开始在第一步骤54处，确定驱动接合是否接通。接着在第二步骤中，进行测试以确定是否存在安全驾驶状况。然后，并联地进行多个测试。如果来自停车伺服位置开关38的开关信号58指示车辆并不处于停车中，来自第一模式阀位置开关34的开关信号60指示第一模式阀已触击，且来自第二模式阀位置开关36的开关信号62指示第二模式阀已触击，则所有这些信号经由AND门64发送以产生安全驾驶验证状态信号66。如果存在安全驾驶验证状态信号66，则在挡位改变步骤68中，查询是否已指令挡位改变。如果从挡位改变步骤68产生正响应70，则产生开始挡位改变相位信号72。挡位改变步骤68还需要来自挡位选择器输入74的输入。

开始挡位改变相位信号72在以下状况下不会产生。如果来自停车伺服位置开关38的信号指示车辆并不处于停车中，则产生停车信号78。如果产生任何停车信号78，或者如果来自第一模式阀位置开关34的开关信号80指示第一模式阀还未触击，或者来自第二模式阀位置开关36的开关信号82指示第二模式阀还未触击并且经由OR门84通行，则产生不安全状况状态信号86。不安全状况状态信号86通行至指令信号发生器88，该指令信号发生器指令对液压系统中零kPa管线压力进行改变，并且进一步指令接合电气操作的行车制动器，以排除进一步车辆运动。

参照图5并且再次参照图2和4，在产生开始挡位改变相位信号72之后，发送指令92来维持比萨压力。为了确保激活模式启用阀28，发送指令94，以将液压管线压力设定为较低限值，以使得比萨不会被超越。然后，发送指令96，以将离合器压力设定为预定校准压力。类似于图4的讨论，持续并联地监控停车伺服位置开关38、第一模式阀位置开关34以及第二模式阀位置开关36的每个连同附加的检测物件的状态。

检查是否在以下并联状态状况期间。在第一模式阀位置开关34、第二模式阀位置开关36以及停车伺服位置开关38的并联检查期间，在步骤98中，计算剩余的即将产生的离合器体积，并且在后续步骤100中，确定剩余的即将产生的离合器体积是否小于预定数值。如果确认剩余的即将产生的离合器容积小于例如在步骤102中确定的预定数值，则在步骤104处，产生指令，以将即将产生的离合器压力设定为200kPa。在从停车伺服位置开关38接收到指示车辆并不处于停车中的开关信号58以及从第二模式阀位置开关36接收到指示第二模式阀已触击的开关信号82之后，如果来自第一模式阀位置开关34的开关信号60也指示第一模式阀24已触击，则发送指令106来将离合器压力减小至零kPa，且经由AND门64发送所有信号。

此时，在步骤108中，移除液压系统压力上的高限值，在步骤110中，指令车库换挡压力，并且在步骤112中采用涡轮转矩因素。挡位改变阶段然后在步骤114处结束，且进行后续测试，以在步骤116处确定是否存在安全驾驶状况。

为了对挡位改变阶段提供时间限制，在步骤118中，如果做出挡位改变的时间大于预定校准时间，则在步骤120中，发送指令，以将液压系统管线压力设定为零kPa并且进行诊断检查。作为进一步的时间限制，如果来自第一模式阀位置开关34的开关信号80指示第一模式阀24还未触击，且在步骤122中挡位改变定时器数值大于预定时间，则指令信号发生器88指令改变为液压系统中的零kPa管线压力，并且进一步指令接合电气操作行车制动器以排除进一步车辆运动。在步骤124中，如果挡位改变定时器数值并不大于预定时间，则重新检查第一模式阀位置开关34的行程位置。

本发明的用于控制自动变速器用内部电子挡位选择的方法提供若干优点。这些包括提供驱动和倒车选择，以及实现空挡的两个独立方法和实现停车的三个独立方法。该方法还提供在运行的发动机情形下以及在从自动停止状况开始时的挡位选择。通过持续地监控模式阀位置开关和停车位置开关，本方法采用四层主动安全策略以提供高度安全性。本发明进一步允许驾驶默认系统的操作，同时仍允许快速且精确地从驱动中改变为其它挡位。

本发明的描述在本质上仅仅是示例性的，且并不偏离本发明精神的变型旨在落于本发明的范围内。这些变型并不被认为偏离本发明的精神和范围。

Claims (10)

1.一种用于控制自动变速器用内部电子挡位选择的方法，所述方法包括：

确定是否已从当前操作状态命令挡位改变指令；

在允许挡位改变事件之前验证所述当前操作状态中存在来自多个经监控系统部件的预期性能；

在所述挡位改变事件期间：

产生主动指令；以及

识别是否检测到未预期事件；以及

在所述挡位改变事件完成之后，确认从所有的所述经监控系统部件获得预期性能。

2.根据权利要求1所述的用于控制自动变速器用内部电子挡位选择的方法，进一步包括：如果并未从所述经监控系统部件中检测到误差并且并未检测到未预期事件，则在产生主动指令步骤期间完成所述挡位改变事件。

3.根据权利要求1所述的用于控制自动变速器用内部电子挡位选择的方法，进一步包括：如果发生任何未检测的单个元件故障，则在产生的主动指令步骤期间修改所述主动指令，以使得车辆驾驶员在所述挡位改变事件期间或完成时不会处于危险状态中。

4.根据权利要求1所述的用于控制自动变速器用内部电子挡位选择的方法，其中，在所述识别步骤期间，如果检测到未预期事件，则修改所述主动指令，以如果可实现的话实现驾驶员预期状态。

5.根据权利要求4所述的用于控制自动变速器用内部电子挡位选择的方法，其中，在所述识别步骤期间，如果所述驾驶员预期状态是无法实现的，则修改所述主动指令，以将车辆布置在安全状态中。

6.根据权利要求1所述的用于控制自动变速器用内部电子挡位选择的方法，进一步包括：在指示所述多个经监控部件的任何一个或多个未检测单个元件故障之后，考虑所有的单个元件故障在所述挡位改变事件期间的影响。

7.根据权利要求6所述的用于控制自动变速器用内部电子挡位选择的方法，进一步包括：指引所述主动指令，以在所有状态状况期间避免任何不安全状态。

8.根据权利要求1所述的用于控制自动变速器用内部电子挡位选择的方法，其中，验证多个经监控系统部件的预期性能的步骤包括监控是否发生第一模式阀已触击以及第二模式阀已触击的每种情形。

9.根据权利要求8所述的用于控制自动变速器用内部电子挡位选择的方法，其中，验证多个经监控系统部件的预期性能的步骤包括监控是否停车伺服已触击，所述停车伺服致动停车卡爪接合构件。

10.根据权利要求9所述的用于控制自动变速器用内部电子挡位选择的方法，进一步包括：

产生安全驾驶验证状态信号；以及

产生开始挡位改变相位信号。