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CN105531514B - 换挡控制装置 - Google Patents

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CN105531514B
CN105531514B CN201480041936.7A CN201480041936A CN105531514B CN 105531514 B CN105531514 B CN 105531514B CN 201480041936 A CN201480041936 A CN 201480041936A CN 105531514 B CN105531514 B CN 105531514B
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gear
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automatic transmission
shift
vehicle
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五十岚正人
寺井晃郎
寺井晃一郎
井上浩
井上浩一
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Original Assignee
Subaru Corp
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Abstract

本发明提供能够在具备怠速停止机构和线控换挡机构的车辆的换挡控制装置中，防止在从怠速停止状态恢复时在驾驶员预料不到的时刻起步的换挡控制装置。构成换挡控制装置(1)的SBW‑CU(40)在输出了在怠速停止中选择R挡的选择信息的情况下，在车辆被制动时将自动变速器(10)的变速挡位切换为R挡，在车辆未被制动且自动变速器(10)的变速挡位为D挡时将变速挡位切换为N挡或P挡。此外，SBW‑CU(40)在输出了在怠速停止中选择R挡的选择信息的情况下，在车辆未被制动且自动变速器(10)的变速挡位为D挡以外的挡位时，不切换变速挡位而进行保持。

Description

换挡控制装置
技术领域
本发明涉及换挡控制装置，特别地涉及具有怠速停止机构和线控换挡机构的车辆的换挡控制装置。
背景技术
近年来，具备通过开关等检测驾驶员所选择的变速挡位，并基于该检测结果驱动电机等执行机构，由此在电气上切换自动变速器的变速挡位的线控换挡(SBW)机构的车辆得到了实际应用(例如参照专利文献1)。
此外，基于提高车辆的燃油效率和/或降低废气排放等观点，具有例如在十字路口等待信号灯时，自动将发动机停止的怠速停止功能的车辆在增多。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2010-173607号公报
发明内容
技术问题
然而，在以往的具有线控换挡机构的车辆中，如果在怠速停止中选择倒车挡(R挡)，将自动变速器的变速挡位切换为倒车挡，则例如如果制动踏板未被踩踏，在怠速停止被解除而发动机自动进行重启时，就有可能在驾驶员预料不到的时刻产生驱动力而使车辆向后方移动。
本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于提供能够在具备怠速停止机构和线控换挡机构的车辆的换挡控制装置中，防止在从怠速停止状态恢复时(发动机自动重启时)，在驾驶员预料不到的时刻起步(start)的换挡控制装置。
技术方案
本发明的换挡控制装置，其为具备怠速停止机构和线控换挡机构的车辆的换挡控制装置，具备：选择单元，其接受选择自动变速器的变速挡位的操作，并输出对应于该操作的选择信息；切换控制单元，其根据由选择单元输出的选择信息，切换自动变速器的变速挡位；制动单元，其制动车辆，其中，切换控制单元在选择单元输出了在怠速停止中选择倒车挡的选择信息的情况下，在车辆被制动单元制动时，将自动变速器的变速挡位切换为倒车挡，在车辆未被制动且自动变速器的变速挡位为前进挡时，将该自动变换器的变速挡位切换为空挡或停车挡。
根据本发明的换挡控制装置，在输出了在怠速停止中选择倒车挡的选择信息的情况下，在车辆未被制动且自动变速器的变速挡位为前进挡时，该自动变换器的挡位被切换为空挡或停车挡。因此，即使怠速停止被解除而发动机自动进行了重启，驱动力也不会被传递到车轮，因此，即使车辆未被制动，也能够防止该车辆移动。由此，能够防止在从怠速停止状态恢复时(发动机自动重启时)，在驾驶员预料不到的时刻起步。应予说明，虽然在车辆被制动时自动变速器的变速挡位被切换为倒车挡，但是由于此时车辆被制动，所以车辆不会违背驾驶员的意图而起步(向后方移动)。
优选地，在本发明的换挡控制装置中，切换控制单元在选择单元输出了在怠速停止中选择倒车挡的选择信息的情况下，在车辆未被制动且自动变速器的变速挡位为前进挡以外的挡位时，不切换该自动变速器的变速挡位而进行保持。
在此情况下，自动变速器的变速挡位不切换为倒车挡而保持在前进挡以外的挡位，即空挡或停车挡。因此，即使怠速停止被解除而发动机自动进行了重启，驱动力也不会被传递到车轮，因此，即使车辆未被制动，也能够防止该车辆移动。由此，能够防止在从怠速停止状态恢复时，在驾驶员预料不到的时刻起步。
优选地，在本发明的换挡控制装置中，还具备：坡度检测单元，其检测路面的坡度，切换控制单元在输出了在怠速停止中选择倒车挡的选择信息的情况下，在车辆未被制动且坡度检测单元检测到的路面的坡度比预定的阈值大时，将自动变速器的变速挡位切换为停车挡。
特别地，在此情况下，在路面的坡度比预定的阈值大时，自动变速器的挡位被切换为停车挡。因此，例如在坡道等上进行停车的情况下，即使车辆未被制动，也能够可靠地防止车辆移动。
优选地，在本发明的换挡控制装置中，还具备：警告单元，其在输出了在怠速停止中选择倒车挡的选择信息的情况下，在由切换控制单元将自动变速器的变速挡位切换为倒车挡以外的变速挡位时以及在由切换控制单元保持该自动变速器的变速挡位时，向驾驶员发出警告。
如果这样做，在进行与驾驶员的操作(要求)不同的切换动作或保持动作时，会向驾驶员发出警告，因此，能够唤起驾驶员注意。
技术效果
根据本发明，能够在具备怠速停止机构和线控换挡机构的车辆中，防止在从怠速停止状态恢复时(发动机自动重启时)，在驾驶员预料不到的时刻起步。
附图说明
图1是示出实施方式的换挡控制装置的构成的框图。
图2是示出由实施方式的换挡控制装置进行的变速挡位切换处理的处理步骤的流程图。
符号说明
1：换挡控制装置
10：自动变速器
11：线控换挡-执行机构
20：选择器
30：选择位置判别单元
40：线控换挡-控制单元
41：切换控制部
50：传动装置-控制单元
60：发动机-控制单元
70：怠速停止-控制单元
80：车辆动态-控制单元
81：制动液压传感器
82：加速度传感器(坡度传感器)
83：制动执行机构
90：仪表-控制单元
91：显示部
100：控制器局域网
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的优选实施方式进行详细说明。应予说明，图中对于相同或相当的部分使用相同的符号。此外，在各个图中，对于相同元素标记相同的符号且省略重复说明。
首先，利用图1对实施方式的换挡控制装置1的构成进行说明。图1是示出换挡控制装置1的构成的框图。
换挡控制装置1主要具备接受用于选择自动变速器10的变速挡位的操作的选择器20、生成并输出与被选择的变速挡位对应的选择信息的选择位置判别单元30、和基于选择信息切换自动变速器10的变速挡位的线控换挡-控制单元40而构成，并且在具有怠速停止机构且搭载有线控换挡式的自动变速器10的车辆中，具有防止在从怠速停止状态恢复时(发动机自动重启时)，在驾驶员预料不到(意想不到)的时刻起步的功能。
自动变速器10与发动机(省略图示)的输出轴连接，并将来自该发动机的驱动力进行转换而输出。这里，作为自动变速器10可以列举具有变矩器及包括传动齿轮系和控制阀(液压机构)的传动装置部而构成，并通过控制阀构成为能够自动变速的有级自动变速器和/或例如链式等的无级变速器(CVT)等，变矩器具有锁止离合器功能和转矩放大功能。应予说明，在本实施方式中，采用了CVT。从发动机输入的驱动力在自动变速器10中进行了转换后，从自动变速器10的输出轴经由差速齿轮、驱动轴等(省略图示)传递到车辆的驱动轮。
自动变速器10与线控换挡-控制单元(以下称为“SBW-CU”)40进行电连接，并安装有根据来自该SBW-CU40的控制信号(驱动信号)切换自动变速器10的变速挡位的线控换挡-执行机构(以下称为“SBW执行机构”)11。应予说明，SBW-CU40和SBW执行机构11可以构成为一体。
SBW执行机构11根据来自SBW-CU40的控制信号，使自动变速器10的手动阀动作，从而切换自动变速器10的变速挡位。SBW执行机构11包括使手动阀动作的电机12，以及检测手动阀的位置即自动变速器10的变速挡位的位置传感器13而构成。这里，自动变速器10以可选择五个变速挡位，即，停车挡(parking(P)range)、倒车挡(reverse(R)range)、空挡(neutral(N)range)、前进挡(drive(D)range)和手动挡(manual(M)range)的方式构成。
此外，例如在车辆的中央控制台等配置有接受由驾驶员进行的择一地选择自动变速器10的变速挡位的操作，并输出对应于接受的选择操作的电信号(选择信号)的选择器20。选择器20具有例如五个开关，即，选择停车挡(P挡)的停车(P)开关20a、选择倒车挡(R挡)的倒车(R)开关20b、选择空挡(N挡)的空挡(N)开关20c、选择前进挡(D挡)的前进(D)开关20d和选择手动变速挡位(M挡)的手动(M)开关20e。这里的五个开关20a～20e中的每一个开关优选使用仅在被用手指等按下时为导通状态，如果手指等离开则返回断开状态的自动恢复型开关(momentary switch)。
选择器20与选择位置判别单元30电连接，并将与被按下的开关对应的电信号(选择信号)向选择位置判别单元30输出。应予说明，可以使用杆式的选择机构来代替选择器20。
选择位置判别单元30读取来自选择器20的电信号(即开关输入)，生成并输出与被选择的变速挡位对应的选择信息。更具体地说，选择位置判别单元30经由CAN(ControllerArea Network：控制器局域网)100与线控换挡-控制单元(以下称为“SBW-CU”)40连接，并将上述选择信息输出给SBW-CU40。即，选择器20和选择位置判别单元30作为选择单元而发挥功能。
如上所述，SBW-CU40与SBW执行机构11电连接。此外，SBW-CU40经由CAN100与选择位置判别单元30、传动装置-控制单元(以下称为“TCU”)50、发动机-控制单元(以下称为“ECU”)60、怠速停止-控制单元(以下称为“ISCU”)70、车辆动态-控制单元(以下称为“VDCU”)80和仪表-控制单元(以下称为“MCU”)90等可通信地进行连接。
这里，对各个控制单元进行说明。首先，TCU50负责自动变速器10的变速控制。在TCU50连接有设置于自动变速器10的输出轴旋转传感器16、挡位开关(禁止开关：以使启动电机在P挡和N挡以外的挡位下不转动的方式在电气上进行禁止的开关)17等。此外，TCU50通过CAN100接收从ECU60发送的发动机的转数和/或油门开度等信息，以及从SBW-CU发送的自动变速器10的变速挡位等信息。
TCU50基于获取的发动机转数、输出轴转数(车速)、油门开度和变速挡位等各种信息，驱动构成控制阀15的电磁阀，从而进行自动变速器10的变速控制等。这里，控制阀15控制用于使自动变速器10变速的液压。更具体地说，控制阀15通过使用滑阀和使该滑阀动作的电磁阀(Solenoid valve)来开关油路，将油泵产生的液压供应给例如主带轮或从带轮等。应予说明，TCU50经由CAN100将自动变速器10的各种信息发送给SBW-CU40。
ECU60基于从各种传感器输入的检测信号来获取发动机转数、吸入空气量、混合气的空气燃料比、油门开度等各种信息，并基于获取的各种信息，通过控制燃油喷射、点火和各种执行机构等来综合控制发动机。ECU60经由CAN100将获取的发动机转数等信息发送给SBW-CU40。
为了在降低燃油消耗率的同时减少排放，ISCU70在满足了预定的怠速停止条件的情况下自动地将发动机停止。然后，在满足了预定的怠速停止解除条件时，ISCU70重启发动机。ISCU70经由CAN100将表示处于怠速停止中的信息等发送给SBW-CU40。
在VDCU80连接有检测制动执行机构83的主缸压力的制动液压传感器81，以及检测前后、左右的加速度的加速度传感器82等。应予说明，加速度传感器82也作为检测路面的坡度的坡度检测单元而发挥功能。VDCU80根据制动踏板的操作量驱动制动执行机构83从而制动车辆，同时通过各种传感器(例如，轮速传感器、转向角传感器、加速度传感器82、横摆角速度传感器等)检测车辆行为，并通过由自动加压进行的制动控制和发动机的转矩控制抑制侧滑从而确保转弯时的车辆稳定性。VDCU80经由CAN100将制动信息(车辆的制动信息)和/或路面的坡度信息等发送给SBW-CU40。VDCU80和制动执行机构83作为制动单元而发挥功能，VDCU80和加速度传感器82作为坡度检测单元而发挥功能。
MCU90与具有配置在例如仪表内和/或仪表板的上部等的LCD显示器和/或扬声器的显示部91连接，并驱动该显示部91将车辆和自动变速器10等的状态和/或各种信息提示给驾驶员。特别地，在接受了在怠速停止中选择倒车挡(R挡)的操作的情况下，在自动变速器10的变速挡位被切换为倒车挡以外的挡位时以及在该自动变速器10的变速挡位被保持时，MCU90向驾驶员发出警告和/或通知。此时，MCU90驱动显示部91显示例如“请踩踏制动器进行换挡操作”的文字，或输出“嘭”的警告声。即，MCU90和显示部91作为警告单元而发挥功能。
SBW-CU40基于从选择位置判别单元30接收的选择信息、从ISCU70接收的怠速停止信息、从VDCU80接收的制动(Braking)信息和路面坡度信息、从TCU50接收的各种输入信息、及从ECU60接收的发动机转数等生成并输出控制信号(电机驱动信号)，并通过驱动SBW执行机构11来切换自动变速器10的变速挡位。
因此，SBW-CU40在功能上具备切换控制部41。SBW-CU40具有进行运算的微处理器、存储用于使该微处理器执行各个处理的程序等的ROM、存储运算结果等各种数据的RAM、通过12V电池来保持其存储内容的备份RAM、及输入输出I/F等而被构成。在SBW-CU40中，通过利用微处理器执行存储在ROM中的程序，来实现切换控制部41的功能。
切换控制部41根据由选择位置判别单元30输出的选择信息将控制信号(电机驱动信号)输出给SBW执行机构11，从而切换自动变速器10的变速挡位。即，切换控制部41和SBW执行机构11作为切换控制单元而发挥功能。
特别地，在接受了在怠速停止中选择倒车挡(R挡)的操作的情况下，在车辆被制动时切换控制部41将自动变速器10的变速挡位切换为倒车挡。另一方面，在接受了在怠速停止中选择倒车挡(R挡)的操作的情况下，在车辆未被制动且自动变速器10的挡位为前进挡(D挡)时，切换控制部41将自动变速器10的变速挡位切换为空挡(N挡)或停车挡(P挡)。
此外，在接受了在怠速停止中选择倒车挡(R挡)的操作的情况下，在车辆未处于制动中且自动变速器10的变速挡位为前进挡(D挡)以外的挡位时(即，P挡或N挡时)，切换控制部41不切换自动变速器10的变速挡位而进行保持。
应予说明，如上所述，在切换为N挡/P挡时，或保持N挡/P挡时，切换控制部41在路面的坡度比预定的阈值(例如30°)大时，优选将自动变速器10的变速挡位切换为停车挡(P挡)。
应予说明，如上所述，在接受了在怠速停止中选择倒车挡(R挡)的操作的情况下，在自动变速器10的变速挡位被切换为倒车挡以外的变速挡位时以及在自动变速器10的变速挡位被保持时，向驾驶员发出警告和/或通知。更具体地说，在显示部91上显示“请踩踏制动器进行换挡操作”的文字，或输出“嘭”的警告声。
下面，参照图2对换挡控制装置1的动作进行说明。图2是示出由换挡控制装置1进行的变速挡位切换处理的处理步骤的流程图。该处理在SBW-CU40中每隔预定时间(例如每隔10ms)重复执行。
在步骤S100，进行关于是否处于怠速停止中(发动机自动停止中)的判断。这里，在未处于怠速停止中的情况下，即发动机正在运行的情况下，暂时从该处理跳出。另一方面，在处于怠速停止中时，处理转移到步骤S102执行。
在步骤S102，进行关于选择位置判别单元30是否检测到R挡要求(R挡开关20b是否被按下)的判断。这里，在未检测到R挡要求的情况下，暂时从该处理跳出。另一方面，在检测到R挡要求时，处理转移到步骤S104执行。
在步骤S104，进行关于制动踏板是否正在被踩踏(车辆是否正在被制动)的判断。这里，在制动踏板正在被踩踏的情况(即，车辆正在被制动的情况)下，处理转移到步骤S106执行。另一方面，在制动踏板未被踩踏时，处理转移到步骤S108执行。
在步骤S106，以使自动变速器10的变速挡位成为R挡的方式驱动SBW执行机构11，从而将变速挡位切换为R挡。然后，暂时从该处理跳出。
另一方面，在步骤S108，进行关于当前的自动变速器10的变速挡位是否是D挡的判断。这里，在当前的变速挡位是D挡的情况下，处理转移到步骤S110执行。另一方面，在当前的变速挡位不是D挡时，处理转移到步骤S112执行。
在步骤S110，以使自动变速器10的变速挡位为P挡(或N挡)的方式驱动SBW执行机构11，从而将变速挡位切换为P挡(或N挡)。然后，暂时从该处理跳出。应予说明，这里，可以在加速度传感器(坡度传感器)82检测到的路面的坡度比预定的阈值(例如30°)大的情况下，切换为P挡，在路面的坡度为上述预定的阈值以下时，切换为N挡(或P挡)。此外，在步骤S110，向驾驶员输出警告和/或通知(例如，“嘭”的警告声和/或“请踩踏制动器进行换挡操作”的显示等)。然后，暂时从该处理跳出。
另一方面，在当前的变速挡位不是D挡时(即，是N挡或P挡时)，在步骤S112，禁止切换为R挡，当前的挡位被保持。此外，在步骤S112，向驾驶员输出警告和/或通知。然后，暂时从该处理跳出。
如以上所说明的，根据本实施方式，在输出了在怠速停止中选择倒车挡(R挡)的选择信息的情况下，在车辆未被制动且自动变速器10的变速挡位为前进挡(D挡)时，自动变速器10的变速挡位被切换为空挡(N挡)或停车挡(P挡)。因此，即使怠速停止被解除而发动机自动进行了重启，驱动力也不会被传递到车轮，因此，即使车辆未被制动也能够防止该车辆移动。由此，能够防止在从怠速停止状态恢复时(发动机自动重启时)，在驾驶员预料不到(意想不到)的时刻起步。应予说明，虽然在车辆被制动时自动变速器10的变速挡位被切换为倒车挡(R挡)，但是，由于此时车辆被制动，所以车辆不会违背驾驶员的意图而起步(向后方移动)。
此外，根据本实施方式，在输出了在怠速停止中选择倒车挡(R挡)的选择信息的情况下，在车辆未被制动且自动变速器10的变速挡位为前进挡(D挡)以外的挡位时，自动变速器10的挡位不会被切换为倒车挡(R挡)，而被保持在前进挡以外的挡位，即空挡(N挡)或停车挡(P挡)。因此，即使怠速停止被解除而发动机自动进行了重启，驱动力也不会被传递到车轮，因此即使车辆未被制动也能够防止该车辆移动。由此，能够防止在从怠速停止状态恢复时，在驾驶员预料不到的时刻起步。
根据本实施方式，在输出了在怠速停止中选择倒车挡(R挡)的选择信息的情况下，在车辆未被制动且路面的坡度比预定的阈值大时，自动变速器10的挡位被切换为停车挡(P挡)。因此，例如在坡道等上进行停车的情况下，即使车辆未被制动也能够可靠防止该车辆移动。
此外，根据本实施方式，在输出了在怠速停止中选择倒车挡(R挡)的选择信息的情况下，在自动变速器10的变速挡位被切换为倒车挡(R挡)以外的变速挡位时以及在自动变速器10的变速挡位被保持时，向驾驶员发出警告。因此，在进行与驾驶员的操作(要求)不同的切换动作或保持动作时，能够唤起驾驶员注意。
以上对本发明的实施方式进行了说明，但是本发明并不限于上述实施方式，可以进行各种变形。例如，上述实施方式的系统构成是一例，本发明的系统构成不限于上述实施方式。例如，可以将SBW-CU40与SBW执行机构11设置为一体。此外，可以将SBW-CU40与TCU50作为一个单元。此外，可以将SBW-CU40与选择位置判别单元30整合到一个单元。进一步地，可以将ECU60与ISCU70整合到一个单元。

Claims (5)

1.一种换挡控制装置，其为具备怠速停止机构和线控换挡机构的车辆的换挡控制装置，其特征在于，具备：
选择单元，其接受选择自动变速器的变速挡位的操作，并输出对应于该操作的选择信息；
切换控制单元，其根据由所述选择单元输出的选择信息，切换自动变速器的变速挡位；以及
制动单元，其制动车辆，
其中，所述切换控制单元在所述选择单元输出了在怠速停止中选择倒车挡的选择信息的情况下且在车辆被所述制动单元制动时，将自动变速器的变速挡位切换为倒车挡，
并且，所述切换控制单元在所述选择单元输出了在怠速停止中选择倒车挡的选择信息的情况下且在车辆未被制动且自动变速器的变速挡位为前进挡时，将该自动变速器的变速挡位切换为空挡或停车挡。
2.根据权利要求1所述的换挡控制装置，其特征在于，
所述切换控制单元，在所述选择单元输出了在怠速停止中选择倒车挡的选择信息的情况下，
在车辆未被制动且自动变速器的变速挡位为前进挡以外的挡位时，不切换该自动变速器的变速挡位而进行保持。
3.根据权利要求1或2所述的换挡控制装置，其特征在于，还具备：坡度检测单元，其检测路面的坡度，
所述切换控制单元，在输出了在怠速停止中选择倒车挡的选择信息的情况下，
在车辆未被制动且所述坡度检测单元检测到的路面的坡度比预定的阈值大时，将自动变速器的变速挡位切换为停车挡。
4.根据权利要求1或2所述的换挡控制装置，其特征在于，还具备：警告单元，其在输出了在怠速停止中选择倒车挡的选择信息的情况下，在由所述切换控制单元将自动变速器的变速挡位切换为倒车挡以外的变速挡位时以及在由所述切换控制单元保持该自动变速器的变速挡位时，向驾驶员发出警告。
5.根据权利要求3所述的换挡控制装置，其特征在于，还具备：警告单元，其在输出了在怠速停止中选择倒车挡的选择信息的情况下，在由所述切换控制单元将自动变速器的变速挡位切换为倒车挡以外的变速挡位时以及在由所述切换控制单元保持该自动变速器的变速挡位时，向驾驶员发出警告。
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