CN115246403A - 响应于驾驶模式的改变来控制换档的方法和系统 - Google Patents

Abstract

提供了响应于驾驶模式的改变来控制换档的方法和系统。在一个方面，一种响应于驾驶模式改变来控制换档的方法，该方法包括：根据确定变速器的状态的结果，确定允许的低级换档步骤的最大数目；使用变速器的输出轴的当前速度和每一步的传动比，计算出包括在允许的低级换档步骤的最大数目内的每一步的涡轮机即时换档后的预期速度，并将计算出的涡轮机的预期速度与每一步的预设的允许速度进行比较；将涡轮机的预期速度和允许速度满足预定条件的换档步骤当中的最低级换档步骤设置为目标换档步骤；并且执行换档控制，以将当前换档步骤降到目标换档步骤。

Description

响应于驾驶模式的改变来控制换档的方法和系统

相关申请的交叉引证

本申请要求2021年4月12日提交的韩国专利申请号10-2021-0047283的优先权，为了本引用的所有目的，将其全部内容并入本文。

技术领域

本公开涉及一种用于响应于驾驶模式的改变来控制换档的方法和系统，更具体地，涉及一种用于响应于驾驶模式的改变来控制换档的方法和系统，该方法和系统能够在行驶期间从运动模式以外的操作模式(例如，ECO模式、普通模式、舒适模式等)切换到运动模式的情况下控制换档，以及包括用于响应于驾驶模式的改变而控制换档的系统的自动变速器车辆。

背景技术

通常，自动变速器是能够根据车辆的行驶速度和负载自动获得最佳扭矩转换结果的机械装置。自动变速器以如下方式配置，即在变速器控制单元(TCU)的控制下，通过操作换档螺线管和离合器来换档，TCU根据驾驶员的请求或基于车辆的行驶状态输出换档控制命令。

控制自动变速器的变速器控制单元(TCU)从发动机控制单元(ECU)接收关于车辆状态的信息，并根据接收到的信息输出用于控制换档螺线管和离合器的控制命令，以便执行换档。此外，变速器控制单元根据换档螺线管和离合器的操作，在换档的时间点向发动机控制单元请求输出改变。

例如，当驾驶员为了加速车辆而踩下加速踏板时，变速器控制单元向发动机控制单元请求减小发动机扭矩，以执行平稳的用于升档或降档的换档操作。然后，在请求减小发动机扭矩之后，向发动机控制单元输出增加发动机扭矩的请求，以便使自动变速器的输入轴的转速和发动机的输出轴的转速同步。

换档控制单元还使用根据加速踏板上的功量和变速器的输出速度(即车辆速度)之间的关系设置的换档模式(换档图)来确定适合于加速踏板上的功量和行驶车辆的速度的最优换档步骤。然后，将最优换档步骤设置为目标换档步骤，并确定用于换档到目标换档步骤的目标液压(螺线管占空值)。基于目标液压控制换档螺线管。

满足预定规格的自动变速器车辆具有选择驾驶模式的功能。驾驶员可以通过安装在车辆内适当位置上的具有选择驾驶模式功能的专用开关来选择所需的驾驶模式。当选择驾驶模式时，获取与所选择的驾驶模式匹配的换档模式，并相应地根据换档模式实现换档。因此，可以根据驾驶员的偏好获得更高的车辆响应性和不同的换档感觉。

通常，根据车辆的类型，可选择的驾驶模式包括ECO模式、普通模式、舒适模式、运动模式等。在这些模式中，运动模式是这样一种模式，其中，用于换档的参考点被设置为比在其他模式中更高的速度。在车辆获得足够驱动力的状态下，以牺牲燃料效率为代价执行向高级档位的换档。因此，驾驶员可以享受更动态驾驶，并且可以感受到增加的车辆响应能力。

然而，当在行驶过程中发生驾驶模式到运动模式的改变时，根据被设置为运动模式专用换档模式(运动模式专用换档图，其具有以下因素：车辆速度和踏板上的功量)中的换档参考点统一执行换档。

上述内容仅旨在帮助理解本公开的背景，而不是意味着本公开属于本领域技术人员已知的相关领域的范围。

发明内容

在一个方面，现在提供了一种用于响应于驾驶模式的改变来控制换档的方法和系统，该方法和系统能够通过在行驶期间发生从运动模式以外的驾驶模式到运动模式的改变时，将目标换档步骤设置为低于被设置为运动模式专用换档模式(换档图)的换档步骤来执行降档。驾驶员享受动态驾驶的愿望可以得到满足。

在一个方面，提供了一种响应于驾驶模式的改变来控制换档的方法，该方法包括：(a)当在行驶期间检测到将驾驶模式改变为运动模式的请求时，根据基于加速踏板操作的信息(APS的信号)确定变速器状态的结果，确定允许的低级换档步骤的最大数目；(b)使用变速器的输出轴的当前速度和每一步的传动比，计算出包括在允许的低级换档步骤的最大数目内的每一步的涡轮机即时换档后的预期速度，并将计算出的涡轮机的预期速度(变速器的输入轴的速度)与每一步的涡轮机的预设允许速度进行比较；(c)在允许的低级换档步骤的最大数目内，将涡轮机的预期速度和涡轮机的允许速度满足预定条件的换档步骤中的最低级换档步骤设置为目标换档步骤；以及(d)执行换档控制，以将当前换档步骤降到目标换档步骤。

这里的“涡轮机的预期速度”是指通过预期直接连接到涡轮机的变速器的输入轴的速度而获得的值，作为布置在发动机与变速器之间的扭矩转换器涡轮机的速度预期值。该值可以从一个简单的方程导出，其中，变速器输出轴的当前速度(车辆速度)乘以目标换档步骤的传动比的倒数。

术语“涡轮机的允许速度”是用于描述本公开的实施例的术语之一，指变速器的输入轴的允许速度。涡轮机的允许速度是指变速器的输入轴的转速的最大值，在该转速下，可以通过换档而稳定地输出发动机的动力，而不牺牲每一换档步骤的承载能力。涡轮机的允许速度是在记录设备(如存储器)中设置的固定值，以这种方式为随换档步骤而变化(因为传动比随换档步骤而变化)。

在优选方面，在(a)确定允许的低级换档步骤的最大数目中，当在检测到改变驾驶模式的请求的时间点上APS的输出处于或高于设定值时，可以确定变速器处于通电状态，并且当APS的输出低于设定值时，可以确定变速器处于断电状态。

在优选方面，当变速器处于通电状态时，可以将低于通过运动模式专用换档模式确定的设定换档步骤的低级换档步骤的数目确定为允许的低级换档步骤的最大数目，并且当变速器处于断电状态时，可以将允许的低级换档步骤的最大数目确定为1，以这种方式允许低级换档到仅比通过运动模式专用换档模式确定的设定换档步骤低一步(设定换档步骤数目减去1)的低级换档步骤。

在另一优选方面，在该方法中，在(b)计算涡轮机即时换档后的预期速度中，针对每一步，涡轮机即时换档后的预期速度可以是通过将变速器的输出轴的当前速度除以每一步的传动比而得到的值(变速器的输出轴的当前速度/每一步的传动比)。

在另一优选方面，在该方法中，在设置最低级换档步骤的(c)中，预定条件可以是涡轮机的预期速度不超过涡轮机的允许速度。

在某些优选方面，该方法可还包括：(e)将在执行换档控制的(d)中用于将当前换档步骤降到目标换档步骤的换档控制所用的时间(换档控制时间)与预设的换档控制时间进行比较。

在优选方面，在该方法中，当换档控制时间超过设定的换档控制时间时，可以在这样的状态下结束处理，而不进一步执行换档控制，并且当换档控制时间短于设定的换档控制时间时，可以确定是否完成到目标换档步骤的换档，并且当在设定的换档控制时间内完成换档时，可以结束处理。

在优选方面中，在该方法中，在换档控制时间短于设定的换档控制时间并且换档到目标换档步骤未完成的情况下，可以返回执行换档控制的(d)，并且重复执行执行换档控制的(d)和比较换档控制所用的时间的(e)。

在某些优选方面，该方法可还包括(f)在完成到目标换档步骤的换档之后，执行用于限制向高级换档步骤换档的控制。

在某些优选方面，在该方法中，(f)执行用于限制换档的控制包括：(f-1)在完成向目标换档的换档之后，请求防止向高级换档步骤的换档，以便限制向高级换档步骤的换档；以及(f-2)将当前换档步骤(与目标换档步骤相对应的换档步骤)与根据APS的当前输出和当前车辆速度通过运动模式专用换档模式确定的设定换档步骤进行比较，并根据比较结果确定是取消还是保持防止向高级换档步骤的换档。

在某些优选方面，在该方法中，(f-2)比较当前换档步骤与设定换档步骤可以包括：(f-2-1)当当前换档步骤(与目标换档步骤相对应的换档步骤)等于设定换档步骤或者是高级换档步骤时，由于不需要防止向高级换档步骤换档的控制，所以立即取消防止向高级换档步骤换档的控制；以及(f-2-2)当当前换档步骤(与目标换档步骤相对应的换档步骤)是低于设定换档步骤的换档步骤时，保持防止向高级换档步骤换档，并且通过利用附加信息，确定取消防止向高级换档步骤换档的时间点。

在某些优选方面，在该方法中，在(f-2-2)保持防止换档中，可以将当前发动机转速与预设的允许发动机转速进行比较，以防止发动机超限；当当前发动机转速高于允许发动机转速时，可以执行到比当前换档步骤高一步的高级换档步骤的强制换档，然后可以将得到的高级换档步骤与根据APS的当前输出和当前车辆速度通过运动模式专用换档模式确定的设定换档步骤进行比较；并且当高一步的高级换档步骤高于设定换档步骤时，可以取消防止向高级换档步骤换档。

在某些优选方面，在该方法中，在(f-2-2)保持防止换档时，当当前发动机转速低于允许发动机转速时，基于APS的输出和该APS的输出持续提供的时间，可以确定驾驶员是否有经历加速的意图；当在设定时间或更长时间内，APS的输出继续以等于或高于设定值的状态提供时，可以确定驾驶员实际上有经历加速的意图，从而可以操作计时器，同时，可以将在完成到当前换档步骤的换档时的时间点之后得到的车辆速度的增加与车辆速度的增加的预定参考值进行比较；当车辆速度的增加等于或高于车辆速度的增加的参考值时，这种情况可以被识别为由于道路的斜坡而导致的车辆速度的增加，而非经历加速的意图，并且因此，可以立即执行向比当前换档步骤高一步的高级换档步骤的强制换档；并且随后，根据APS的当前输出和当前车辆速度，可以将得到的高级换档步骤与通过运动模式专用换档模式确定的设定换档步骤进行比较，并且当高一步的高级换档步骤高于设定换档步骤时，可以取消防止向高级换档步骤换档。

在某些优选方面，在该方法中，作为将在完成换档时的时间点之后获得的车辆速度的增加与车辆速度增加的参考值进行比较的结果，当车辆速度的增加低于车辆速度增加的参考值时，可以将操作计时器的时间的值与预设的时间参考值进行比较，并且在时间值高于时间参考值的时间点，可以执行向比当前换档步骤高一步的高级换档步骤的强制换档；并且随后，根据APS的当前输出和当前车辆速度，可以将得到的高级换档步骤与通过运动模式专用换档模式确定的设定换档步骤进行比较，并且当高一步的高级换档步骤高于设定换档步骤时，可以取消防止向高级换档步骤换档。

在某些优选方面，在该方法中，可以执行向比当前换档步骤高一步的高级换档步骤(与目标换档步骤相对应的换档步骤)的强制换档，然后可以根据APS的当前输出和当前车辆速度将得到的高级换档步骤与通过运动模式专用换档模式确定的设定换档步骤进行比较；作为比较的结果，当高一步的高级换档级别低于设定换档步骤时，可以执行向高一步的高级换档步骤的强制换档；并且随后，可以发生返回到将得到的高级换档步骤与设定换档步骤进行比较，并且可以重复执行得到的高级换档步骤的比较及其后续操作。

一个或多个步骤可以通过使用处理器或控制单元来执行。

根据本公开的另一方面，提供了一种用于响应于驾驶模式的改变来控制换档的系统，该系统包括：模式改变开关，其用于改变驾驶模式；加速器位置传感器(APS)，被配置为检测驾驶员对加速器踏板的操作并输出相应的信号；车辆速度检测器，被配置为检测变速器的输出轴的速度；以及变速器控制单元(TCU)，被配置为基于从模式改变开关、APS和车辆速度检测器提供的信息来控制变速器，其中，当在行驶期间检测到从运动模式以外的驾驶模式改变为运动模式时，变速器控制单元执行用于向比通过运动模式专用换档模式确定的设定换档步骤低一步的低级换档步骤的降档控制。

在某些优选方面，在该系统中，变速器控制单元可以包括：换档模式改变识别单元，被配置为从模式改变开关接收关于驾驶模式改变的信息，并获取与发生改变的驾驶模式匹配的换档模式；低级换档步骤的数目确定单元，被配置为当换档模式改变识别单元识别出在行驶期间将驾驶模式改变为运动模式时，根据基于关于加速踏板操作的信息(APS的信号)确定变速器状态的结果，确定允许的低级换档步骤的最大数目；涡轮机预期速度计算单元，被配置为使用变速器的输出轴的当前速度和每一步的传动比，计算出包括在允许的低级换档步骤的最大数目内的每一步的涡轮机即时换档后的预期速度(变速器的输入轴的速度)；目标换档步骤确定单元，被配置为将包括在允许的低级换档步骤的最大数目内的每一步的计算的涡轮机预期速度和每一步的允许的涡轮机预设速度满足预定条件的换档步骤中的最低级换档步骤设置为目标换档步骤；以及变速器控制器，被配置为执行换档控制，以将换档步骤降到目标换档步骤。

在某些优选方面中，在该系统中，当在检测到改变驾驶模式的请求的时间点上APS的输出处于或高于设定值时，低级换档步骤的数目确定单元可以确定变速器处于通电状态，并且可以将低于通过运动模式专用换档模式确定的设定换档步骤的低级换档步骤的数目确定为允许的低级换档步骤的最大数目；并且其中，当APS的输出低于设定值时，低级换档步骤的数目确定单元可以确定变速器处于断电状态，并且可以将允许的低级换档步骤的最大数目确定为1，以这种方式允许低级换档到仅比通过运动模式专用换档模式确定的设定换档步骤低一步(设定换档步骤数目减去1)的低级换档步骤。

在某些优选方面，在该系统中，涡轮机预期速度计算单元可以通过将由车辆速度检测器检测到的变速器输出轴的当前速度除以每一步的传动比(变速器输出轴的当前速度/每一步的传动比)来计算每一步的涡轮机即时换档后的预期速度。

在某些优选方面，在该系统中，预定条件可以是涡轮机的预期速度不超过涡轮机的允许速度的条件。

在某些优选方面中，在该系统中，变速器控制单元可还包括控制时间比较单元，被配置为计数用于将当前换档步骤降到目标换档步骤的换档控制所用的时间(换档控制时间)，并将计数的换档控制时间与预设的换档控制时间进行比较，其中，当换档控制时间超过设定的换档控制时间时，控制时间比较单元可以向变速器控制器发出防止换档控制的请求。

在某些优选方面中，在该系统中，变速器控制单元可以包括换档防止请求单元，其被配置为在完成向目标换档步骤的换档之后，向变速器控制器请求防止向高级换档步骤的换档，以限制向高级换档步骤的换档。

根据本公开的实施例，当在行驶期间发生从运动模式以外的驾驶模式切换到运动模式时，将目标换档步骤设置为低于被设置为运动模式专用换档模式(换档图)的换档步骤的步骤(基于每一步的涡轮机的允许速度，允许换档到最低级别的换档步骤)。因此，驾驶员可以享受动态驾驶。

下面公开了其他方面。

附图说明

结合附图，通过以下详细描述，本公开的上述和其他目的、特征和其他优点将得到更清楚的理解，其中：

图1是示出根据本公开的实施例的包括响应于驾驶模式的改变的换档控制系统的自动变速器车辆的配置的示意图；

图2是描述设定目标换档步骤的处理的表；

图3是示出由图1中的换档控制系统按顺序执行的顺序换档控制处理的流程图；以及

图4是用于防止向上换档到高级换档步骤的控制的流程图，该控制是在响应于行驶期间驾驶模式到运动模式的改变而执行降档之后立即执行的。

具体实施方式

将参考附图详细描述本公开的优选实施例。

贯穿本说明书所使用的术语仅用于描述优选实施例，并不旨在对本公开施加任何限制。单数形式的名词与复数形式的含义相同，除非它在上下文中有不同的含义。

此外，本申请中的术语“包括”、“具有”等旨在指示存在说明书中描述的特征、数字、步骤、操作、组成元件、部件或这些的组合。因此，应当理解，该术语并不预先否定存在和添加一个或多个其他特征、数字、步骤、操作、组成元件、部件或这些的组合的可能性。

此外，术语第一、第二等用于描述各种组成元件，但不应对组成元件的含义施加任何限制。这些术语仅用于区分一个元件和另一个元件。

此外，贯穿本说明书所使用的术语“单元”、“模块”等是指执行至少一个功能或操作的单个部件，并且可以用硬件、软件或两者的组合来实现。

此外，本公开的控制逻辑可以体现为计算机可读介质上的非暂时性计算机可读介质，该计算机可读介质包含由处理器、控制器等执行的可执行程序指令。计算机可读介质的示例包括但不限于ROM、RAM、光盘(CD)-ROM、磁带、软盘、闪存驱动器、智能卡和光学数据存储设备。计算机可读介质也可以分布在网络耦合的计算机系统中，使得计算机可读介质以分布式方式存储和执行，例如由远程信息处理服务器或控制器区域网络(CAN)。

应当理解，本文使用的术语“车辆”或“车辆的”或其他类似术语包括一般的机动车辆，例如乘用车(包括运动型多用途车(SUV)、公共汽车、卡车、各种商用车)、船只(包括各种船和轮船)、飞机等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、插电式混合动力电动车辆、氢动力车辆和其他替代燃料车辆(例如源自石油以外的资源的燃料)。如本文所述，混合动力车辆是具有两个或更多动力源的车辆，例如汽油动力车辆和电动动力车辆。

相似的构成元件被赋予相似的附图标记，并且避免对其进行冗余描述。以这种方式，参照附图描述本公开的优选实施例。当确定混淆本公开的主旨不明显时，将省略对相关领域中已知的技术的详细描述。

用于描述本公开的优选实施例的主要术语具有以下含义。

术语“涡轮机的预期速度”是用于描述本公开的实施例的术语之一，是指通过预期直接连接到涡轮机的变速器的输入轴的速度而获得的值，作为布置在发动机和变速器之间的扭矩转换器涡轮机的速度预期值。该值可以从一个简单的方程导出，在该方程中，变速器输出轴的当前速度(车辆速度)乘以目标换档步骤的传动比的倒数。

术语“涡轮机的允许速度”是用于描述本公开的实施例的术语之一，指变速器的输入轴的允许速度。涡轮机的允许速度是指变速器的输入轴的转速的最大值，在该转速下，可以通过换档而稳定地输出发动机的动力，而不牺牲每一换档步骤的承载能力。涡轮机的允许速度是在记录设备(如存储器)中设置的固定值，这种方式为随换档步骤而变化(因为传动比随换档步骤而变化)。

首先，参照附图描述根据本公开的实施例的响应于驾驶模式的改变的换档控制系统的配置。

图1是示出根据本公开的实施例的包括响应于驾驶模式的改变的换档控制系统的自动变速器车辆的配置的示意图。

参照图1，根据本公开的实施例的响应于驾驶模式改变的换档控制系统1包括用于改变驾驶模式的模式改变开关10和加速器位置传感器(APS)20，该加速器位置传感器20检测驾驶员对加速踏板的操作并输出相应的信号。此外，换档控制系统1包括检测变速器的输出轴的速度(即，车辆速度)的车辆速度检测器30和变速器控制单元(TCU)40。

模式改变开关10可以优选地安装在驾驶员座椅附近，并且可以以如下的方式配置：使用按钮或拨号输入方法选择期望进入的驾驶模式(例如ECO模式、普通模式、舒适模式和运动模式中的一种)。变速器控制单元40基于从模式改变开关10、APS 20和车辆速度检测器30提供的信息来控制变速器。

根据本实施例，具体地，当在运动模式以外的驾驶模式(例如ECO模式、普通模式或舒适模式)中驾驶时检测到驾驶模式向运动模式的改变时，根据APS的当前输出和当前车辆速度，变速器控制单元40执行向比通过运动模式专用换档模式(运动模式专用换档图)确定的设定换档步骤低一步骤的低级换档步骤的降档。因此，驾驶员可以享受更动态驾驶，并且可以感受到增加的车辆响应能力。

为此，根据本公开使用的变速器控制单元40包括多个处理器。该多个处理器被编程为以逐步的方式执行控制序列。当在运动模式以外的驾驶模式中驾驶时检测到将驾驶模式改变到运动模式时，执行命令序列以执行向比通过运动模式专用换档模式确定的设定换档步骤低一步的低级换档步骤的降档。

在变速器控制单元40中包括的多个处理器(其被编程为以分步方式执行控制序列)包括换档模式改变识别单元400和低级换档步骤的数目确定单元410。此外，多个处理器包括涡轮机预期速度计算单元420、目标换档步骤确定单元430和变速器控制器440。此外，多个处理器还可包括控制时间比较单元450和换档防止请求单元460。

换档模式改变识别单元400从模式改变开关10接收驾驶模式改变的信息，并获取与发生改变的驾驶模式匹配的换档模式。然后，当换档模式改变识别单元400识别出行驶期间驾驶模式改变为运动模式时，低级换档步骤的数目确定单元410根据基于加速踏板操作的信息(APS 20的信号)而确定的变速器状态的结果，确定允许的低级换档步骤的最大数目。

具体地，在检测到将驾驶模式改变为运动模式的请求的时间点，如果APS 20的输出等于或高于设定值(如果满足APS 20的输出≥设定值的条件，即，如果进入了踩下加速踏板的状态)，则低级换档步骤的数目确定单元410确定变速器处于通电状态。然后，将低于通过运动模式专用换档模式确定的设定换档步骤的低级换档步骤的数目确定为允许的低级换档步骤的最大数目。

例如，在变速器通电并且响应于加速踏板操作的APS 20的输出因此等于或高于设定值的状态下，当在检测到将驾驶模式改变为运动模式的请求时间点通过运动模式专用换档模式确定的设定换档步骤为第五步骤时，低于第五步骤的较低级别换档步骤的总数为4(第四步骤、第三步骤、第二步骤和第一步骤)。因此，在这种情况下，低级换档步骤的数目确定单元410确定将允许的低级换档步骤的最大数目设置为4，并因此将低于第五步骤的所有换档步骤设置为包括在目标换档步骤列表中。

相反，在检测到将驾驶模式改变为运动模式的请求的时间点APS 20的输出低于设定值的情况下，低级换档步骤的数目确定单元410确定变速器处于断电状态。同时，低级换档步骤的数目确定单元410确定将允许的低级换档步骤的最大数目设置为1，这种方式允许降档到仅比通过运动模式专用换档模式确定的设定换档步骤低一个步骤(设定换档步骤减去1)的换档步骤。

例如，在变速器断电并且响应于加速踏板操作的APS 20的输出因此低于设定值的状态下，当通过运动模式专用换档模式确定的设定换档步骤为第五步骤时，如在上述示例中，在检测到改变到运动模式的请求的时间点，允许的低级换档步骤的最大数目为1。因此，将降档至比第五档低一级的第四档的设置被允许。将换档至下面的换档步骤，即，向第三或更低的换档步骤的降档的设置被限制。关于允许的低级换档步骤的最大数目的信息被提供给涡轮机预期速度计算单元420。涡轮机预期速度计算单元420基于所提供的信息(关于最大允许低级换档步骤数目的信息)，使用变速器的输出轴的当前速度和每一步的传动比，计算出包括在允许的低级换档步骤的最大数目内的每一步的涡轮机即时换档后的预期速度(变速器的输入轴的速度)。

优选地，如上所述，通过简单计算导出每一步的涡轮机即时换档的后速度，在该简单计算中，将变速器输出轴的当前速度(车辆速度)乘以包括在允许的低级换档步骤的最大数目中的每一步的传动比的倒数。即，涡轮机即时换档后的预期速度是通过将变速器的输出轴的当前速度(车辆速度)除以每一步的传动比而得到的值(变速器的输出轴的当前速度/每一步的传动比)。

这奴迪包括在允许的低级换档步骤的最大数目内的每一步，关于涡轮机即时换档后的预期速度的信息被提供给目标换档步骤确定单元430。目标换档步骤确定单元430将计算出的包括在允许的低级换档步骤的最大数目内的每一步的涡轮机的预期速度与每一步的涡轮机的预设允许速度进行相互比较。目标换档步骤确定单元430将满足预定条件的换档步骤中的最低级换档步骤设置为最终目标换档步骤。

这里的预定条件可以是每一步的涡轮机即时换档后的预期速度未超过每一步的涡轮机的相应允许速度的条件。如上所述，涡轮机的允许速度是指可以通过换档而稳定地输出发动机的动力而不牺牲承载能力的涡轮机转速的最大值。因此，当在执行到低级换档步骤的换档(降档)之后立即产生的涡轮机的速度高于相应的涡轮机的允许速度时，在变速器上施加很大的负载。

图2是描述设定目标换档步骤的处理所需的表。图2示出了在变速器通电的状态下(APS 20的输出≥设定值)，在检测到将驾驶模式改变为运动模式的请求时，在变速器的输出轴的当前速度为2000rpm的时间点，通过运动模式专用换档模式确定的设定换档步骤是第五步骤的示例。

如图2所示，在变速器通电状态下(APS 20的输出≥设定值)，在检测到将驾驶模式改变为运动模式的请求时的时间点，通过运动模式专用换档模式确定的预设换档步骤是第五步骤，当设置目标换档步骤时，目标换档步骤确定单元430对低于第五步骤的低级换档步骤中作为最低换档步骤的第一步骤给予最高优先级。然而，当变速器的输出轴的当前速度作为参考时，由于涡轮机的预期速度超过了涡轮机的允许速度，第一步骤不满足上述条件。

相反，紧接着高于第一步骤的第二步骤满足涡轮机的预期速度未超过涡轮机的允许速度(涡轮机的预期速度<涡轮机的允许速度)的条件。因此，在这种情况下，目标换档步骤确定单元430从目标换档步骤的设置中排除不满足上述条件的作为最低级换档步骤的第一步骤，并将满足上述条件的换档步骤中的作为最低级换档步骤的第二步骤设置为最终目标换档步骤。

当通过该处理确定了最终目标换档步骤时，变速器控制器440执行换档控制，以将换档步骤降到最终目标换档步骤。例如，在如图2所示的情况下，变速器控制器440执行换档控制(控制相应的换档致动器)，用于将换档步骤从第五步骤切换到第二步骤。

在变速器控制器440执行换档控制的同时，控制时间比较单元450执行以下操作：计数用于将当前换档步骤向下切换到目标换档步骤(例如，从第五步骤向下切换到第二步骤)的换档控制所花费的时间(换档控制时间)；以及将所计数的换档控制时间与预设的换档控制时间进行比较。

在换档控制时间(将当前换档步骤向下切换到目标换档步骤所用的时间)达到设定输入值的设定的换档控制时间但尚未完成换档控制的情况下，控制时间比较单元450确定超过了适当的换档时间，并向变速器控制器440发出防止换档控制的请求。

当与到运动模式的改变一起通过如上所述的处理顺序完成强制降档时，需要将这种降档状态维持预定时间，以使驾驶员体验充分的加速感觉。为此，换档防止请求单元460向变速器控制器440请求防止换档到高级换档级别，以便在换档完成后限制升档。

下面将详细描述响应于驾驶模式的改变而控制换档的处理，以提供对防止换档到高级换档步骤的请求以及因此与换档防止请求单元460和变速器控制器440合作执行的请求的取消的理解。

图3是示出由图1中的换档控制系统按顺序执行的顺序换档控制处理的流程图。

参照图3，根据本公开的实施例的响应于驾驶模式的改变来控制换档的方法是在行驶期间从运动模式以外的驾驶模式切换到运动模式的情况下控制变速器的方法。该方法开始于步骤S100，当在行驶期间检测到将驾驶模式改变为运动模式的请求时，根据基于加速踏板操作的信息(APS的信号)确定的变速器状态的结果，确定允许的低级换档步骤的最大数目。

在步骤S100中，具体地，当在检测到驾驶模式的改变请求的时间点，APS的输出处于或高于设定值时(在将加速踏板保持按压到预设级别或更高的状态下)，确定变速器处于通电状态。然后，将低于根据运动模式专用换档模式设置的当前换档步骤的低级换档步骤的数目确定为允许的低级换档步骤的最大数目。

例如，在变速器通电并且响应于加速踏板操作的APS的输出而等于或高于设定值的状态下，当通过运动模式专用换档模式确定的设定换档步骤在检测到将驾驶模式改变为运动模式的请求时为第五步骤时，低于第五步骤的较低级别换档步骤的总数为4(第四步骤、第三步骤、第二步骤和第一步骤)。因此，在这种情况下，将允许的低级换档步骤的最大数目设置为4，并因此将低于第五步骤的所有换档步骤设置为包括在目标换档步骤列表中。

相反，当APS的输出低于设定值时(在将加速踏板保持压下或保持按压到低于设定级别的状态下)，确定变速器为处于断电状态。将允许的低级换档步骤的最大数目确定为1，这种方式允许向下切换到仅比通过运动模式专用换档模式确定的设定换档步骤低一步的换档步骤(设定换档步骤数目减去1)。

例如，在变速器断电并且响应于加速踏板操作的APS的输出而低于设定值的状态下，当通过运动模式专用换档模式确定的设定换档步骤在检测到将驾驶动作改变到运动模式的请求的时间点是第五步骤时，允许的低级换档步骤的最大数目为1。因此，将降档至比第五档低一步的第四档的设置被允许。将向下换档步骤，即，向第三或更低的换档步骤的降档的设置被限制。

当通过步骤S100确定允许的低级换档步骤的最大数目时，随后执行步骤S200。在步骤S200中，使用变速器的输出轴的当前速度和包括在允许的低级换档步骤的最大数目内的每一步的传动比，计算每一步的涡轮机的预期速度，并将计算出的涡轮机的预期速度(变速器的输入轴的预期速度)与每一步的涡轮机的预设允许速度进行比较。

在步骤S200中，优选地，通过简单计算导出每一步的涡轮机即时换档后的预期速度，在该简单计算中，变速器输出轴的当前速度(车辆速度)乘以包括在允许的低级换档步骤的最大数目中的每一步的传动比的倒数。即，涡轮机即时换档后的预期速度通过将变速器的输出轴的当前速度(车辆速度)除以每一步的传动比而得到的值(变速器的输出轴的当前速度/每一步的传动比)。

随后，当从变速器的输出轴的当前速度(车辆速度)导出包括在允许的低级换档步骤的最大数目中的每一步的涡轮机的预期速度时，执行步骤S300。在步骤S300中，在允许的低级换档步骤的最大数目内，将涡轮机的预期速度和涡轮机的允许速度满足预定条件的换档步骤中的最低级换档步骤设置为目标换档步骤。这里的预定条件是涡轮机的预期速度不超过涡轮机的允许速度的条件。

当通过步骤S300最终确定目标换档步骤时，执行用于将换档步骤向下切换到目标换档步骤的换档控制的步骤S400。随后，将用于将当前换档步骤切换到目标换档步骤的换档控制所用的时间(换档控制时间)与预设的换档控制时间进行比较的步骤S500。

具体地，在步骤S500中，在上述变速器控制器执行换档控制的同时，执行以下操作：计数用于将换档步骤向下切换到目标换档步骤(例如，从第五步骤向下切换到第二步骤)的换档控制所花费的时间(换档控制时间)；以及将所计数的换档控制时间与预设设定的换档控制时间进行比较。

在换档控制时间(将换档步骤向下切换到目标换档步骤所用的时间)达到设定输入值的设定的换档控制时间但尚未完成换档控制的情况下，超过了设定的适当换档时间。因此，在这种状态下，结束该处理而不进一步执行换档控制。当没有超过设定的换档控制时间时，使用目标换档步骤，监视换档是否完成(S510)。

此时，在换档控制时间等于或短于设定的换档控制时间并且未完成到目标换档步骤的换档的情况下，可以以下面的方式设置该处理，即，返回到步骤S400，并且重复执行步骤S400及其后的步骤。

当与向运动模式的改变一起通过如上所述的处理顺序完成强制降档时，需要将这种降档状态维持预定时间，以使驾驶员体验充分的加速感觉。为此，执行用于完成换档并且同时限制向高级换档步骤的换档的控制(S600)。优选地，执行用于限制升档的控制，直到满足下面描述的预定要求条件。

下面将更详细地描述用于限制向上换档的控制。

图4是用于防止向上换档到高级换档步骤的控制的流程图，该控制是在响应于行驶期间驾驶模式到运动模式的改变而执行降档之后立即执行的。

参照图4，步骤S600大致包括步骤S610和步骤S620。在步骤S610中，请求防止换档，以便在换档完成后限制向高级换档步骤的换档。在步骤S620中，在换档完成后，将当前换档步骤(与目标换档步骤相对应的换档步骤)与根据APS的当前输出和车辆速度通过运动模式专用换档模式确定的设定换档步骤进行比较，并根据比较结果确定是取消还是保持防止向高级换档步骤的换档。

具体地，作为通过步骤S620的比较的结果，当当前换档步骤等于设定换档步骤或者是高级换档步骤时，需要取消防止换档到高级换档步骤的控制(S622)。当当前换档步骤是低于设定换档步骤的换档步骤时，通过保持防止向高级换档步骤换档，并且利用附加信息，确定取消防止向高级换档步骤换档的时间点(S624)。

当进入步骤S624时，首先，将当前发动机转速与预设的允许发动机转速进行比较，以防止发动机超限(S6240)。结果，当当前发动机转速高于允许发动机转速时，执行向比当前换档步骤(与目标换档步骤相对应的换档步骤)高一步的高级换档步骤的强制换档(S6241)。然后，根据APS的输出和车辆速度，将得到的高级换档步骤与通过运动模式专用换档模式确定的设定换档步骤进行比较(S6246)。

结果(通过步骤S6246的比较结果)，当高一步的高级换档步骤等于或高于设定换档步骤时，立即取消防止向高级换档步骤换档(S6247)。当高一步的高级换档步骤仍然是低于设定换档步骤的低级换档步骤时，进一步执行向高一步的换档步骤的强制换档(S6248)。然后，返回步骤S6246，将得到的高级换档步骤与设定换档步骤进行比较，然后重复执行步骤S6246及其后续步骤。

相反，当通过步骤S6240的比较结果为当前发动机转速低于允许发动机转速时，基于APS的输出和关于该APS的输出持续提供的时间的信息，确定驾驶员是否有体验加速的意图(S6242)。在步骤S6242中，优选地，当APS的输出在设定值(用于确定变速器是否通电的设定值)处于或高于设定值的状态持续预定时间或更长时间时，确定驾驶员实际上有体验加速的意图。

当在步骤S6242中确定驾驶员实际上有体验加速的意图时(当APS的输出在预设时间内继续以处于或高于设定值(用于确定变速器是否通电的设定值)的状态提供时)，操作计时器(用于确定加速度的计时器)(S6243)，同时，将在完成到当前换档步骤的换档时的时间点之后获得的车辆速度的增加与车辆速度增加的预定参考值进行比较(S6244)。

此时，当车辆速度的增加等于或高于车辆速度的增加的参考值时，这种情况被识别为由于道路的斜坡而导致的车辆速度的增加，而不是驾驶员的体验加速的意图。因此，处理立即切换到步骤S6241。当车辆速度的增加低于车辆速度的增加的参考值时，将操作计时器的时间的值与预设的时间参考值进行比较(S6245)。然后，在时间的值高于预设的时间参考值的时间点，处理切换到上述步骤S6241。

在现有技术中，在行驶过程中发生从运动模式以外的驾驶模式切换到运动模式的情况下，根据在运动模式专用换档模式中根据当前车辆状态(车辆速度和踏板上的功量)确定的换档参考点统一执行换档。因此，存在不能满足驾驶员享受动态驾驶的愿望的缺点。

相反，根据本公开的实施例，当在行驶期间发生从运动模式以外的驾驶模式切换到运动模式时，将目标换档步骤设置为低于被设置为运动模式专用换档模式(换档图)的换档步骤的低级步骤(基于每一步的涡轮机的允许速度，允许换档到最低级别的换档步骤)。因此，在更宽的范围内执行降档。因此，驾驶员享受动态驾驶的愿望可以得到满足。

以上仅描述了本公开的优选实施例。然而，本公开应理解为不限于优选实施例。不偏离本公开内容和要点的所有修改、等同物、替换应理解为落入在所附权利要求中定义的本公开的范围内。

Claims (19)

1.一种响应于驾驶模式的改变来控制换档的方法，所述方法包括：

(a)当在行驶期间检测到将所述驾驶模式改变为运动模式的请求时，根据基于加速踏板操作的信息(加速器位置传感器APS的信号)而确定的变速器状态的结果，来确定允许的低级换档步骤的最大数目；

(b)使用所述变速器的输出轴的当前速度和包括在所述允许的低级换档步骤的最大数目内的每一步骤的传动比，计算每一步骤的涡轮机即时换档后的预期速度，并且针对每一步骤，将所计算出的涡轮机的所述预期速度(所述变速器的输入轴的速度)与所述涡轮机的预设的允许速度进行比较；

(c)在所述允许的低级换档步骤的最大数目内，将所述涡轮机的所述预期速度和所述涡轮机的所述允许速度满足预定条件的换档步骤当中的最低级换档步骤设置为目标换档步骤；以及

(d)执行换档控制，以将当前换档步骤下移到所述目标换档步骤。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，在确定所述允许的低级换档步骤的最大数目的(a)中，当在检测到改变所述驾驶模式的请求的时间点APS的输出处于或高于设定值时，确定所述变速器处于通电状态，并且当所述APS的输出低于所述设定值时，确定所述变速器处于断电状态。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，当所述变速器处于所述通电状态时，将低于设定换档步骤的低级换档步骤的数目确定为所述允许的低级换档步骤的最大数目，所述设定换档步骤通过运动模式专用换档模式而确定，并且

当所述变速器处于所述断电状态时，将所述允许的低级换档步骤的最大数目确定为1，以允许低级换档到仅比通过所述运动模式专用换档模式确定的所述设定换档步骤低一步(设定换档步骤数目减1)的低级换档步骤。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，在计算所述涡轮机即时换档后的所述预期速度的(b)中，每一步骤的所述涡轮机即时换档后的所述预期速度为将所述变速器的所述输出轴的当前速度除以每一步骤的所述传动比而得到的值(所述变速器的所述输出轴的当前速度/每一步骤的所述传动比)。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，在设置所述最低级换档步骤的(c)中，所述预定条件是所述涡轮机的所述预期速度未超过所述涡轮机的所述允许速度。

6.根据权利要求1所述的方法，还包括：

(e)将在执行所述换档控制的(d)中用于将所述当前换档步骤下移到所述目标换档步骤的所述换档控制所用的时间(换档控制时间)与预先设定的换档控制时间进行比较，

其中，当所述换档控制时间超过所述设定的换档控制时间时，在不进一步执行所述换档控制的状态下结束处理，并且

其中，当所述换档控制时间短于所述设定的换档控制时间时，确定是否已完成到所述目标换档步骤的换档，并且当在所述设定的换档控制时间内已完成所述换档时，结束处理。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，在所述换档控制时间短于所述设定的换档控制时间并且未完成到所述目标换档步骤的所述换档的情况下，返回执行所述换档控制的(d)、并且重复执行执行所述换档控制的(d)和比较所述换档控制所用的时间的(e)。

8.根据权利要求6所述的方法，还包括：

(f)在已完成到所述目标换档步骤的所述换档之后，执行限制向高级换档步骤换档的控制。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，执行限制换档的控制的(f)包括：

(f-1)在已完成到目标换档的换档之后，请求防止到所述高级换档步骤的换档，以便限制到所述高级换档步骤的所述换档；以及

(f-2)将所述当前换档步骤(与所述目标换档步骤相对应的换档步骤)与设定换档步骤进行比较，并且根据比较结果确定是取消还是保持防止到所述高级换档步骤的所述换档，所述设定换档步骤根据APS的当前输出和当前车辆速度通过运动模式专用换档模式而确定。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，比较所述当前换档步骤与所述设定换档步骤的(f-2)包括：

(f-2-1)当所述当前换档步骤(与所述目标换档步骤相对应的换档步骤)等于所述设定换档步骤或者是所述高级换档步骤时，因为不需要防止到所述高级换档步骤的所述换档的控制，所以立即取消防止到所述高级换档步骤的所述换档；以及

(f-2-2)当所述当前换档步骤(与所述目标换档步骤相对应的换档步骤)是低于所述设定换档步骤的换档步骤时，保持防止到所述高级换档步骤的换档，并且通过利用附加信息，确定取消防止到所述高级换档步骤的换档的时间点。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，在保持防止换档的(f-2-2)中，将当前发动机转速与预设的允许发动机转速进行比较，以防止发动机超限，

当所述当前发动机转速高于所述允许发动机转速时，执行到比所述当前换档步骤(与所述目标换档步骤相对应的换档步骤)高一步的高级换档步骤的强制换档，并且然后将所得到的高级换档步骤与根据所述APS的当前输出和所述当前车辆速度通过所述运动模式专用换档模式确定的所述设定换档步骤进行比较，并且

当高一步的所述高级换档步骤高于所述设定换档步骤时，取消防止到所述高级换档步骤的所述换档。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，当所述当前发动机转速低于所述允许发动机转速时，基于所述APS的输出和持续提供所述APS的输出的时间，来确定驾驶员是否有体验加速的意图，

其中，当持续提供处于等于或高于设定值的状态下的所述APS的输出达设定时间或更长时间时，确定所述驾驶员实际上有体验加速的意图，因此操作计时器，同时，将在完成到所述当前换档步骤的换档时的时间点之后获得的车辆速度的增加与车辆速度的增加的预定参考值进行比较，

其中，当所述车辆速度的增加等于或高于所述车辆速度的增加的所述参考值时，这种情况被识别为由于道路的斜坡而导致的所述车辆速度的增加，而非体验加速的意图，并且因此，立即执行到比所述当前换档步骤(所述目标换档步骤)高一步的所述高级换档步骤的强制换档，并且

其中，随后，将所得到的高级换档步骤与根据所述APS的当前输出和所述当前车辆速度通过所述运动模式专用换档模式确定的设定换档步骤进行比较，并且当高一步的所述高级换档步骤高于所述设定换档步骤时，取消防止到所述高级换档步骤的换档。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，作为在完成换档时的时间点之后获得的所述车辆速度的增加与所述车辆速度的增加的所述参考值进行比较的结果，当所述车辆速度的增加低于所述车辆速度的增加的所述参考值时，将操作所述计时器的时间值与预设的时间参考值进行比较，并且在所述时间值高于所述时间参考值的时间点，执行到比所述当前换档步骤高一步的所述高级换档步骤的强制换档，并且

其中，随后，将所得到的高级换档步骤与根据所述APS的当前输出和所述当前车辆速度通过所述运动模式专用换档模式确定的所述设定换档步骤进行比较，并且当高一步的所述高级换档步骤高于所述设定换档步骤时，取消防止到所述高级换档步骤的换档。

14.根据权利要求11所述的方法，其中，执行到比所述当前换档步骤(与所述目标换档步骤相对应的换档步骤)高一步的所述高级换档步骤的强制换档，然后将所得到的高级换档步骤与根据所述APS的当前输出和所述当前车辆速度通过所述运动模式专用换档模式确定的所述设定换档步骤进行比较，

其中，作为比较结果，当高一步的高级换档级别低于所述设定换档步骤时，执行向高一步的高级换档步骤的强制换档，并且

其中，随后，发生返回将所得到的高级换档步骤与所述设定换档步骤进行比较，并且重复执行比较所得到的高级换档步骤及比较所得到的高级换档步骤后面的操作。

15.一种响应于驾驶模式的改变来控制换档的系统，所述系统包括：

模式改变开关，用于改变驾驶模式；

加速器位置传感器APS，被配置为检测驾驶员对加速器踏板的操作并且输出对应的信号；

车辆速度检测器，被配置为检测变速器的输出轴的速度；以及

变速器控制单元TCU，被配置为基于从所述模式改变开关、所述APS和所述车辆速度检测器提供的信息来控制所述变速器，

其中，当在行驶期间检测到从运动模式以外的驾驶模式改变为所述运动模式时，所述变速器控制单元执行用于到比通过运动模式专用换档模式确定的设定换档步骤低一步的低级换档步骤的降档控制。

16.根据权利要求15所述的系统，其中，所述变速器控制单元包括：

换档模式改变识别单元，被配置为从所述模式改变开关接收驾驶模式改变的信息，并且取得与发生改变的驾驶模式匹配的换档模式；

低级换档步骤的数目确定单元，被配置为当所述换档模式改变识别单元识别出在行驶期间所述驾驶模式改变为所述运动模式时，根据基于加速踏板操作的信息(APS的信号)而确定的所述变速器状态的结果，确定允许的低级换档步骤的最大数目；

涡轮机预期速度计算单元，被配置为使用所述变速器的输出轴的当前速度和包括在所述允许的低级换档步骤的最大数目内的每一步骤的传动比，计算每一步骤的涡轮机即时换档后的预期速度(所述变速器的输入轴的速度)；

目标换档步骤确定单元，被配置为将针对包括在所述允许的低级换档步骤的最大数目内的每一步骤计算出的涡轮机预期速度和每一步骤的所述涡轮机的预设的允许速度满足预定条件的换档步骤当中的最低级换档步骤设置为目标换档步骤；

变速器控制器，被配置为执行换档控制，以将换档步骤下移到所述目标换档步骤；以及

换档防止请求单元，被配置为在完成到所述目标换档步骤的换档之后，向所述变速器控制器请求防止到高级换档步骤的换档，以限制向所述高级换档步骤的换档。

17.根据权利要求16所述的系统，其中，当在检测到改变所述驾驶模式的请求的时间点所述APS的输出处于或高于设定值时，所述低级换档步骤的数目确定单元确定所述变速器处于通电状态，并且将低于通过所述运动模式专用换档模式确定的设定换档步骤的低级换档步骤的数目确定为所述允许的低级换档步骤的最大数目，并且

其中，当所述APS的所述输出低于所述设定值时，所述低级换档步骤的数目确定单元确定所述变速器处于断电状态，并且将所述允许的低级换档步骤的最大数目确定为1，以允许低级换档到仅比通过所述运动模式专用换档模式确定的所述设定换档步骤低一步(设定换档步骤数目减去1)的低级换档步骤。

18.根据权利要求16所述的系统，其中，所述预定条件是这样的条件：所述涡轮机的所述预期速度未超过所述涡轮机的所述允许速度。

19.根据权利要求16所述的系统，其中，所述变速器控制单元还包括：

控制时间比较单元，被配置为计数用于将当前换档步骤下移到所述目标换档步骤的所述换档控制所用的时间(换档控制时间)，并且将所计数的换档控制时间与预先设定的换档控制时间进行比较，

其中，当所述换档控制时间超过所述设定的换档控制时间时，所述控制时间比较单元向所述变速器控制器发出防止所述换档控制的请求。

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