自动变速器的控制装置

摘要

一种自动变速器的控制装置，该自动变速器具有离合器和齿轮式变速器，当确定驾驶员有停车意向时，离合器被分离并且齿轮式变速器被变换到空档位置。其后，离合器保持其分离状态，并且当加速器开口量大于或等于预定值时，齿轮式变速器变换到根据车辆行驶速度的档位并接合离合器。在驾驶员有使车辆减速的意向的情况下，当确定发动机处于空挂状态，并且检测到车辆速度小于预定值时，发生齿轮式变速器向其空档位置的变换。通过燃料的喷射量确定发动机是否处于空挂状态。

权利要求

1.一种自动变速器的控制装置，其特征在于，包括：

配置成检测齿轮式变速器的档位变换状态的档位变换状态检测装置；

配置成变换所述齿轮式变速器档位的档位变换装置；

配置成检测发动机运行状况的运行状况检测装置；

配置成输入来自所述运行状况检测装置的检测信号，并根据检测信号将控制信号输出到所述档位变换装置的控制单元，其中所述控制单元

当根据所述运行状况检测装置的检测值确定制动器被操作，或加速器开口量小于其预定值时，确定驾驶员有减速意向；

当根据所述运行状况检测装置的检测值确定和发动机扭矩近似成比例的提供到发动机的燃料量大于或等于其预定值时，确定发动机处于空挂状态；和当确定由所述档位变换状态检测装置检测的档位变换状态处于行驶档位，并且通过所述减速意向确定有减速意向存在，确定由所述运行状况检测装置检测的所述车辆速度小于其预定值，以及确定由所述运行状况检测装置检测的发动机转速在预定范围内，并且通过所述空挂确定处于空挂状态时，进行档位变换控制以将所述齿轮式变速器的档位变换到空档位置。

2.一种自动变速器的控制装置，其特征在于，包括：

配置成检测齿轮式变速器的档位变换状态的档位变换状态检测装置；

配置成变换所述齿轮式变速器档位的档位变换装置；

配置成检测发动机运行状况的运行状况检测装置；和

配置成输入来自所述运行状况检测装置的检测信号，并根据测定信号将控制信号输出到所述档位变换装置的控制单元，其中所述控制单元包括：

用于当根据所述运行状况检测装置的检测值确定制动器被操作，或加速器开口量小于其预定值时，确定驾驶员有减速意向的装置；

用于当根据所述运行状况检测装置的检测值确定和发动机扭矩近似成比例的提供到发动机的燃料量大于或等于其预定值时，确定发动机处于空挂状态的装置；和用于当确定由所述档位变换状态检测装置检测的档位变换状态处于行驶档位，并且通过所述减速意向确定有减速意向存在，以及确定由所述运行状况检测装置检测的所述车辆速度小于其预定值，以及确定由所述运行状况检测装置检测的发动机转速在预定范围内，并且通过空挂确定处于空挂状态时，将所述齿轮式变速器的档位变换到空档位置的档位变换控制装置。

说明书

自动变速器的控制装置

[0001] 本申请为下述申请的分案申请：

[0002] 原申请的国际申请日：2003年10月21日

[0003] 原申请的申请号：200380101728.3(国际申请号：PCT/JP2003/013445)[0004] 原申请的发明名称：自动变速器的控制装置

技术领域

[0005] 本发明涉及一种齿轮式自动变速器的控制装置，更具体地涉及配备离合器的自动变速器的响应速度的提高。而且，本发明还涉及一种在空挂控制期间平稳停车的技术。此外，本发明还特别涉及用于消除辅助变速器连接到主变速器的输出一侧的多级变速器的档位变化控制装置中辅助变速器的同步啮合机构的撞击情形的技术。

背景技术

[0006] 近年来，已经应用了机械式自动变速器，该机械式自动变速器通过应用电子技术控制摩擦式离合器和齿轮式变速器自动地根据运行状态变换档位。在机械式自动变速器中，由于在从发动机到驱动轮的驱动力传动系统中没有液压式离合器(扭矩变换器)，驱动力的传动效率是很高的，因此可以改进燃料的消耗。而且，由于没有液压式离合器特有的滑动传感器，车辆的驱动性能也有了改进。

[0007] 在齿轮式变速器中，当档位被变换到空档位置后，驱动力被从发动机分离。因此，机械式自动变速器中，当车辆从行驶状态停车时，通常在齿轮式变速器变换到空档位置后进行接合摩擦式离合器的控制。而且，如本申请人在日本未审查专利公报NO.2001-227630以及之前的申请(日本专利申请NO.2001-92119)中所述，在机械式自动变速器的档位变化控制中提出一种技术，该技术中，当齿轮式变速器变换到空档位置但在车辆即将停车之前时，为了达到重新加速而进行一次加速操作，变速器将根据车辆的速度而变换到最佳的档位。

[0008] 但是，在机械式自动变速器中，摩擦式离合器是用致动器分离与接合的。因此，当车辆应该停车的时候，如果在齿轮式变速器被变换到空档，并且摩擦式离合器被接合时，则即使为了重新加速而进行一次加速操作，为了变换档位摩擦式离合器仍需要被再次分离。因此，响应速度是不令人满意的。

[0009] 因此，考虑到以上所描述的存在的问题，本发明的目的是提供一种自动变速器的控制装置，通过在车辆从行驶状态停车时齿轮式变速器变换到空档位置后保持摩擦式离合器被分离的状态，该控制装置不需要在车辆重新加速时分离摩擦式离合器，以使响应速度得到改进。

[0010] 另一方面，为了在低水温时稳定发动机的转动，并且迅速完成加热，车辆发动机都配备一个空挂装置。对于此空挂装置，具有空转时通过驾驶员控制空转容积增加发动机转速的手动空挂装置，和在空转时取决于冷却水的温度自动将发动机转速增加到预定值(空挂转速)的自动空挂装置。使用这些空挂装置，所提供的燃料量得到控制，以便于保持空挂转速，因此当工作载荷发生变化时发动机的转速可以几乎保持不变。

[0011] 相应的，在设置以上所述的空挂装置与机械式自动变速器的车辆中，在空挂转速设定得比发生变换到空档位置的转速大的情况下，当进行空挂控制时，即使驾驶员为了从行驶状态停车而操纵制动器，发动机的转速也不会小于或者等于发生变换到空档位置的转速，齿轮式变速器也不会进入空档位置。

[0012] 因此，为了迫使发动机的转速降低，驾驶员必须使用比需要更大的力压下制动踏板，使发动机转速降低到低于发生变换到空档位置的转速，齿轮式变速器被设定到空档。这样的操作方式，制动器的操作感觉是令人不舒服的。而且还有使制动器上的实际负荷增加到超出需要负荷的可能性。

[0013] 因此，考虑到以上所描述的存在的问题，本发明的目的是提供一种机械式自动变速器的控制装置，在配备空挂装置的车辆中，在车辆从行驶状态停车时，该控制装置依据发动机的扭矩确定发动机处于空挂状态，并且将档位变换到空档位置，以使车辆的停车更加平稳。

[0014] 而在拖拉挂车的牵引车中，由于车辆重量很大，经常安装多级变速器来改进行驶性能。近年来，主流的类型是，为了达到小型化，通过将辅助变速器串联连接到主变速器而共用主变速器的部分齿轮系列。此外，一种通过电子装置控制机械式离合器和多级变速器实现高效率自动变速器的技术也已经被提出(参考日本未审查专利公报NO.2001-165294)。

[0015] 例如，多级变速器的一个实例是这样一种变速器，其中由分离器与档位转接器(range)分别在主变速器的输入侧与输出侧作为辅助变速器被连接到主变速器作为独立的辅助变速器，主变速器的每一个档位都进行半级变速，同时齿轮传动比被扩大至多级。在这样的多级变速器中，为了降低档位转接器中的同步啮合机构上的负载(同步侧的惯性)进行档位变换控制，其中当主变速器在其空档位置时变换档位转接器，当档位转接器的变换完成后，主变速器被变换为预先设定的档位。

[0016] 在这里顺便说明的是，在典型的同步啮合机构中在同步一侧以及将要同步的一侧被完全停止的情况下，具有发生同步器套筒的倒角端与同步器环的倒角端相互干扰的“撞击情形”的可能性。如果有撞击情形发生，同步器套筒就不能在将被同步的一侧的齿轮的方向上滑动，所以档位将不能被变换。虽然通过改进同步器套筒与同步器环的倒角端形状降低撞击情形发生的频率，但是目前还不能可靠地避免这一点。

[0017] 当主变速器设定于空档位置且离合器接合时，由于在主齿轮与主轴之间有相对的转动发生，同步器套筒的倒角端与同步器环的倒角端的位置关系发生变化，因此主变速器的撞击情形能够很容易避免。

[0018] 但是，在多级变速器中，由于在档位转接器变换完成后主变速器发生变换，如果在档位转接器内有撞击情形发生，那么主变速器的变换就不能开始。相应的，由于主齿轮与主轴不啮合，尽管离合器接合，主轴仍不转动。因此，不可能在主轴与档位转接齿轮之间产生相对转动。相应的，当档位转接器中有撞击情形发生时，为了变换档位转接器，必须在保持档位转接器处于高速档位的同时缓慢地启动车辆。

[0019] 当车辆停车时，主变速器大部分时间是在空档位置。而且，当车辆从正常行驶停车时，存在档位转接器变换为高速档的许多情况。相应的，当车辆启动时，存在档位转接器必须在主齿轮，主轴和档位转接器齿轮都不转动的状态下从高速档变换为低速档这样的高度可能性，所以上述的问题是很容易发生的。

[0020] 因此，考虑到以上所描述的存在的问题，本发明的目的是提供一种多级变速器的档位变换装置，在辅助变速器连接到主变速器的输出一侧的多级变速器中，该档位变换装置通过改变档位变换控制的变换内容消除辅助变速器中同步啮合机构的撞击情形。

发明内容

[0021] 为了达到以上所述的发明目的，根据本发明的第一实施例的自动变速器的控制装置包括：齿轮式变速器和摩擦式离合器被串联连接的车辆驾驶系统；用于变换齿轮式变速器的档位变换装置；用于分离与接合摩擦式离合器的离合器驱动装置；用于检测发动机的工作状态的工作状态检测装置；以及在其中用于输入来自工作状态检测装置的被检测信号，以及基于被检测信号将控制信号输出到档位变换装置与离合器驱动装置的控制单元，该控制装置的特征在于

[0022] 控制单元确定驾驶员的停车意向条件是否被满足，如果确定停车意向条件被满足，控制单元进行分离摩擦式离合器和将齿轮式变速器变换到空档位置的第一档位变换控制，当加速器的开口等于或大于预定值时，在通过第一档位变换控制使摩擦式离合器分离并将齿轮式变速器变换到空档位置后，控制单元进行将齿轮式变速器变换到根据车辆速度的档位，并分离摩擦式离合器的第二档变换控制。

[0023] 根据这样的一种结构，当停车意向条件被满足时，摩擦式离合器由离合器驱动装置分离并且在档位变换装置将齿轮式变速器变换到空档位置时保持这种状态。然后，驾驶员压下加速器踏板，当加速器的开口大于或等于预定值时，将齿轮式变速器变换到根据车辆速度的档位，并接合摩擦式离合器。因此，即使在车辆减速，然后在低速度下重新加速的情况下，例如在响应停车信号而减速，然后又由于正好在齿轮式变速器被变换到空档位置时车辆停车之前停车信号发生变化而需要重新加速的情况下，由于摩擦式离合器保持分离状态，就不必要将其再次分离，因此可以立即变换到行驶状态。

[0024] 当车辆的速度低于第一预定值时，第二档位变换控制可以确定，车辆将进行从车辆在即将停止前的极低的速度重新加速(重新开始移动)。然后通过经由半离合状态逐渐接合摩擦式离合器就能够防止例如在接合时发生冲击与发动机停转。

[0025] 当摩擦式离合器被分离，齿轮式变速器通过第一档位变换控制变换到空档位置后，如果车速小于比第一预定值小的第二预定值，确定车辆停止。在这种情况下，控制单元能够构造成将齿轮式变速器变换到启动档位。在这种情况下，当车辆停止时，因为齿轮式变速器被变换为启动档位，同时摩擦式离合器分离，车辆将能够通过仅仅接合摩擦式离合器而启动。

[0026] 在摩擦式离合器被分离，且通过第一档位变换控制将齿轮式变速器变换到空档位置后，如果加速器开口小于上述预定值，并且车辆速度小于第三预定值时，控制单元也能够执行第四档位变换控制用于接合摩擦式离合器。

[0027] 这样做就可以相似地确定车辆在摩擦式离合器分离后即将停车，并且齿轮式变速器变换到空档位置。通过在齿轮式变速器变换到空档位置的状态下接合摩擦式离合器，就可以例如在一个长时间内操纵车辆停车。

[0028] 第四档位变换控制能进行控制，因此在通过第一档位变换控制将摩擦式离合器分离以及齿轮式变速器变换到空档位置后，当加速器开口小于前面提到的预定值的状态被保持预定的时间时，接合摩擦式离合器被接合。

[0029] 使用这样的结构，可以相似地确定车辆即将停车。而且，通过在齿轮式变速器变换到空档状态下接合摩擦式离合器，就可以例如在一个长时间内操纵车辆停车。

[0030] 停车意向确定法能够确定在齿轮式变速器变换到行驶档，制动器被操作，以及发动机的转动速度低于预定值或车辆速度低于第四预定值时停车意向条件被满足。

[0031] 也就是，根据齿轮式变速器的档位变换状态，制动器的工作状态，以及发动机的转动速度或车辆的速度，能够很容易确定停车意向条件是否被满足。换句话说，在齿轮变速器变换到行驶档位的状态下，如果制动器工作，发动机的转速或车辆的速度降低，这时就可以确定停车操作正在被执行。因此，在这样的状态下，通过确定停车意向条件被满足，就可以正确施加控制，其中反映了驾驶员的意向。

[0032] 根据本发明的第二实施例的自动变速器的控制装置包括：用于检测齿轮式变速器的档位变换状态的档位变换状态检测装置；用于变换齿轮式变速器的档位的档位变换装置；用于检测发动机工作状态的工作状态检测装置；用于输入来自工作状态检测装置的检测信号，以及根据检测信号向档位变换装置输出控制信号的控制单元，其特征在于[0033] 控制单元根据工作状态检测装置检测的值确定驾驶员是否有减速的意向，以及根据工作状态检测装置检测的发动机扭矩确定发动机是否处于空挂状态，并且当确定由档位变换阶段检测装置检测的档位变换状态为行驶档位，以及通过减速意向确定法确定有减速意向时，以及确定由工作状态检测装置检测的车辆速度小于第一预定值，以及通过空挂确定法确定发动机处于空挂状态时，进行将齿轮变速箱变换为空档位置的档位变换控制。

[0034] 由于这样的结构，根据发动机扭矩确定发动机是否处于空挂状态。当确定变速器的档位变换状态处于行驶档位，驾驶员有减速意向，车辆速度低于第一预定值，并且发动机处于空挂状态时，变速器被变换到空档位置。通过这样的做法，即使在空挂的转速被设定成大于空档位置的档位变换转速的情况下，在车辆从行驶阶段停车时也能够将变速器变换到空档位置。

[0035] 对于减速意向确定，其能够根据工作状态检测装置的检测值确定，当制动器被操作时，或者加速器开口小于第二预定值时驾驶员有减速意向。结果，当将车辆从行驶阶段停车时，由于进行制动操作，或进行从被压下到放松加速器踏板的操作，当以上两种情况的任何一种或两种情况同时被满足时，就可以认为驾驶员有减速的意向。

[0036] 上述空挂确定法能够确定，当和由工作状态检测装置检测的发动机扭矩大约成比例的提供给发动机的燃料量大于或等于第三预定值时，发动机处于空挂状态。因此能够避免控制负荷的增加。

[0037] 根据本发明的第三实施例，其中辅助变速器在主变速器的输出一侧连接到主变速器的多级变速器的档位变换控制装置包括：用于变换辅助变速器的档位变换装置；用于变换主变速器的主变速器变换单元；用于变换辅助变速器的辅助变速器变换单元；用于检测发动机工作状态的工作状态检测装置；和用于输入来自工作状态检测装置的检测信号，以及根据检测信号将控制信号输出到主变速器变换单元和辅助变速器变换单元的控制单元。

[0038] 控制单元根据工作状态检测装置的检测值确定车辆是否停止。其次，控制单元还确定是否通过档位变换装置进行将所述辅助变速器变换到行驶档位的档位变换操作。当确定车辆被停止，同时确定档位变换操作被执行，辅助变速器变换单元的变换开始执行，接下来，当辅助变速器的变换完成时，或者即使从变换开始后已经经过了预定的时间而辅助变速器的变换仍没有完成时，主变速器的变换由主变速器变换单元开始进行。

[0039] 由于这样的结构，当在车辆停止的同时进行将档位变换至行驶档位的操作，引起辅助变速器的变换时，辅助变速器的变换在主变速器的变换之前开始。当辅助变速器的变换开始时，并且完成后，主变速器的变换开始。另一方面，当即使从辅助变速器的变换开始后已经经过了预定的时间变换仍然没有完成时，可以确定在辅助变速器的同步啮合机构中发生撞击情形，主变速器的变换在辅助变速器的变换没有完成的同时开始。在这里，“撞击情形”即同步啮合机构的同步一侧或将要同步的一侧被完全停止，以及同步器套筒的倒角端与同步器环的倒角端相互干扰的情形。

[0040] 在主变速器的变换在辅助变速器的变换没有结束的同时开始时，主变速器在辅助变速器中的同步啮合机构的同步器套筒沿将要同步的齿轮的方向被推开的状态中变换。当离合器在此状态下接合时，主变速器的主轴与辅助变速器的副轴将由于来自发动机的输出而旋转，同时在它们与辅助变速器中的同步啮合机构的同步器套筒之间发生相对转动。结果，消除了辅助变速器中的撞击情形，因此使其能够被变换。而且，也具有主轴由于伴随主变速器的变换的冲击而抖动的可能性，从而消除了辅助变速器中的撞击情形。

[0041] 对于停车确定法，其可以根据由工作状态检测装置检测的车辆速度确定车辆是否停止。

[0042] 在根据第三实施例的多级变速器的控制装置中，离合器进一步连接到主变速器的输入一侧，同时设置用于检测主变速器的变换状态的变换状态检测装置，和用于检测离合器工作状态的工作状态检测装置。

[0043] 当通过变换状态检测装置检测得到主变速器处于空档位置，并且通过工作状态检测装置检测得到离合器被分离时，档位变换操作确定法可以确定是否执行将所述辅助变速器变换到行驶档位的档位变换操作。结果，能够正确检测驾驶员启动车辆的意向，以及因此而进行与该意向一致的多级变速器的适当的档位变换控制。

附图说明

[0044] 图1为配备根据本发明的第一实施例的自动变速器控制装置的车辆的框图；

[0045] 图2为显示在以上实施例中的档位变换控制的内容的主进程的流程图；

[0046] 图3为在以上实施例中进行启动离合器控制的副进程的流程图；

[0047] 图4为在以上实施例中进行离合器轻度接合控制的副进程的流程图；

[0048] 图5为显示图2中的档位变换控制内容的另一实施例的流程图；

[0049] 图6为配备根据本发明的第二实施例的自动变速器控制装置的车辆的框图；

[0050] 图7为显示上述实施例中的自动变速器控制单元的控制程序的流程图；

[0051] 图8为显示上述实施例中车辆测试行驶状态的时序图；

[0052] 图9为配备根据本发明的第三实施例的多级变速器的档位变换控制装置的车辆的框图；

[0053] 图10为上述实施例中多级变速器的结构解释图；

[0054] 图11为显示上述实施例中多级变速器控制内容的流程图；

[0055] 图12为显示上述实施例中多级变速器控制内容的流程图；

具体实施方式

[0056] 图1显示根据本发明的第一实施例的自动变速器控制装置。

[0057] 发动机10与齿轮式变速器14(以下简称“变速器”)经由摩擦式离合器12(以下简称“离合器”)串联安装构成车辆行驶系统。而且，发动机10安装了燃料喷射泵18，该燃料喷射泵18能够通过结合微电脑的发动机控制单元16控制燃料喷射量，发动机10还具有发动机转速传感器20用于检测发动机的旋转速度Ne。离合器12具有与其连接的作为离合器的驱动装置的离合器推进器22的输出轴，同时用于检测离合器行程L的离合器行程传感器24安装到离合器上。

[0058] 另一方面，在变速器14上安装了致动器30(变速器变换装置)，致动器30使用工作流体通过由结合微电脑的变速器控制单元26控制打开与关闭的电磁阀28变换档位。此外，变速器14还安装了用于检测档位变换状态的位置传感器32，用于从离合器输出轴的转速检测车辆速度V的车辆速度传感器34，以及用于检测副轴转速Nc的副轴转速传感器36。

[0059] 停车意向状态确定法，第一档位变换控制，第二档位变换控制，第三档位变换控制，和第四档位变换控制分别通过变速器控制单元26实现。

[0060] 在驾驶员的驾驶室中设置用于通过加速器踏板38被压下的量检测加速器开口量θ的加速器开口传感器40，用于检测制动器踏板42被压下的制动器开关44，用于输入变速器14的档位变换指令的变速杆46，和用于显示变速器14的档位变换状态的显示监视器48。用于通知档位变换结束，不正常事件的发生等情况的诸如蜂鸣器的通知装置也包括在显示监视器48中。

[0061] 来自加速器开口传感器40的信号被输入发动机控制单元16，根据加速器开口量θ控制燃料喷射泵18。另一方面，来自发动机转速传感器20，离合器行程传感器24，位置传感器32，车辆速度传感器34，副轴转速传感器36，制动器开关44以及变速杆46的各个信号被输入变速器控制单元26，在与发动机控制单元16进行互通时，离合器推进器22与电磁阀28受到控制，从而进行自动的档位变换控制或手动的档位变换控制。

[0062] 图2至图4显示由变速器控制单元26进行的档位变换控制的内容的第一实施例。发动机10开始运行后档位变换控制以预定的间隔重复进行。

[0063] 第1步(在图中简称为“S1”，以下相同)中，根据来自位置传感器32的信号确定变速器14是否变换到除空档外的其他档位，也就是行驶档位(前进档或倒退档)。如果变速器14变换到了除空档外的其他档位，控制进程继续向下进行到第2步(是)，如果变速器14被变换到空档，控制进程转向备用(否)。

[0064] 第2步中，根据来自制动器开关44的信号，确定制动器是否是ON状态(工作状态)。如果制动器在工作，控制进程继续向下进行到第3步(是)，如果制动器没有工作，控制进程返回第1步(否)。

[0065] 第3步中，根据来自发动机转速传感器20的信号，确定发动机转速Ne是否小于预定的值。如果发动机转速Ne小于这个预定值，控制进程继续向下进行到第4步(是)，如果发动机转速Ne大于或等于这个预定值，控制进程返回第1步(否)。也可以设置为根据来自车辆速度传感器34的信号，确定车辆速度V而不是发动机转速Ne是否小于预定值。

[0066] 这里的从第1步到第3步的过程序列与停车意向条件的确定相对应。

[0067] 第4步中，离合器推进器22受到控制以分离离合器12。在离合器12被分离后，一直保持该状态。

[0068] 第5步中，电磁阀28工作以向致动器30提供工作流体，然后变速器14向空档位置的档位变换开始。

[0069] 第6步中，根据来自位置传感器32的信号，确定变速器14的向空档位置的档位变换是否完成。如果向空档位置的档位变换已完成，控制进程继续向下进行到第7步(是)，如果向空档位置的档位变换没有完成，控制进程返回第5步(否)。

[0070] 注意，从第4步到第6步的过程序列与第一档位变换控制相对应。

[0071] 第7步中，根据来自车辆速度传感器34的信号，确定车辆速度V是否等于或大于2km/h(第二预定值)。如果车辆速度V大于或等于2km/h，控制进程继续向下进行到第8步(是)，如果车辆速度V小于2km/h，控制进程前进至第14步(否)。

[0072] 第8步中，根据来自加速器开口传感器40的信号，确定加速器开口量θ是否大于或等于预定值。如果加速器开口量θ大于或等于预定值，控制进程继续向下进行到第9步(是)，如果加速器开口量θ小于预定值，控制进程前进至第15步(否)。

[0073] 第9步中，通过参考附图中没有显示的最佳档位变换图表，确定与由车辆速度传感器34检测的车辆速度V相对应的档位(包括空档位置)。

[0074] 第10步中，输出对应于第9步确定的档位的档位设定指令。具体的讲就是，电磁阀28工作以向致动器30提供工作流体，变速器14变换到确定的档位。

[0075] 第11步中，根据来自车辆速度传感器34的信号，确定车辆速度V是否大于或等于5km/h(第一预定值)。如果车辆速度V大于或等于5km/h，控制进程继续向下进行到第12步(是)，如果车辆速度V小于5km/h，控制进程前进至第13步(否)。

[0076] 第12步中，离合器推进器22受到控制以使离合器12接合。

[0077] 第13步中，为了在启动时进行启动离合器控制装置，调用如图3所示的副进程。

[0078] 这里，注意从第8步到第13步的过程序列，以及将要在接下来描述的图3与图4所示的过程，与第二档位变换控制相对应。

[0079] 第14步中，电磁阀28工作以向致动器30提供工作流体，变速器14变换到启动时的档位(启动档)。启动档位最好根据例如车辆的负载重量确定。

[0080] 这里，注意从第7步到第14步的过程序列与第三档位变换控制相对应。

[0081] 第15步中，确定离合器12是否分离，以及确定从变速器14变换到空档位置开始是否已经过预定时间。如果经过了预定时间，确定车辆停止，控制进程进行到第12步以使离合器12接合(是)。另一方面，如果预定时间没有过去，控制进程返回第7步(否)。也可以设置为不去确定是否经过了预定的时间，而是当车辆速度小于预定值时确定车辆停止。

[0082] 这里，注意第8步、第12步和第15步的过程序列，与第四档位变换控制相对应。

[0083] 图3显示进行启动离合器控制的副进程的过程内容。

[0084] 第21步中，根据来自加速器开口传感器40的信号，确定加速器开口量θ是否大于或等于预定值。如果加速器开口量θ大于或等于预定值，控制进程继续向下进行到第22步(是)，如果加速器开口量θ小于预定值，控制进程转向备用(否)。

[0085] 第22步中，离合器推进器22受到控制以使离合器12迅速接合。

[0086] 第23步中，根据来自离合器行程传感器24的信号，确定离合器行程L是否小于或等于预定值。这里的预定值是确定离合器12是否处于半离合状态的一个值，并且根据离合器12的特性被设定为适当的值。如果离合器行程L小于或等于预定的值，控制进程继续向下进行到第24步(是)，如果离合器行程L大于预定值，控制进程返回第22步(否)。

[0087] 第24步中，为了从半离合状态完全接合离合器12，调用接合根据行驶情况轻度接合离合器12的副进程(参考图4)。

[0088] 第25步中，根据来自发动机转速传感器20和副转速传感器36的信号，确定发动机转速Ne和副转速Nc是否几乎匹配。如果发动机转速Ne和副转速Nc几乎相互一致，控制进程继续向下进行到第26步(是)，如果发动机转速Ne与副转速Nc不是几乎相互一致，控制进程返回第24步(否)。

[0089] 第26步中，离合器推进器22受到控制以使离合器12完全接合。

[0090] 图4显示进行轻度离合器接合控制的副进程的过程内容。

[0091] 第31步中，从发动机转速传感器20读取发动机转速Ne。

[0092] 第32步中，根据发动机转速Ne的变化率计算发动机转动加速度α。

[0093] 第33步中，确定发动机转速Ne是否相对低，以及发动机转动加速度α是否低或是负数。如果条件被满足，当前的副进程的过程停止(是)，如果条件不满足，控制进程继续向下进行到第34步(否)。

[0094] 第34步中，确定条件“发动机转速Ne相对高以及发动机转动加速度α低”或者另一种条件“发动机转速Ne相对低以及发动机转动加速度α高”是否满足。如果条件被满足，控制进程向下进行到第35步(是)，如果条件不满足，控制进程进行到第36步(否)。

[0095] 第35步中，离合器推进器22受到控制以使离合器12轻度接合，或者降低接合量。

[0096] 第36步中，离合器推进器22受到控制以使离合器12迅速接合，或者少量增加接合量。

[0097] 根据以上所描述的档位变换控制，当变速器14处于行驶档位时，如果制动器工作，并且发动机转速Ne降到低于预定值，就可以确定车辆停止的条件被满足。如果车辆停止的条件被满足，离合器12分离，同时保持这一状态，变速器14变换到空档。然后如果车辆的速度V大于或等于2km/h，并且加速器开口量θ大于或等于预定值，根据此时车辆的行驶速度V进行档位的变换。如果在进行档位变换后车辆速度V大于或等于5km/h，确定为从低速进行的重新加速，离合器12接合。另一方面，如果车辆的速度V在进行档位变换后小于5km/h，确定重新加速(重新开始移动)从即将停车前的一个极低的速度开始发生，因此离合器12根据运行情况轻度接合(经过半离合状态接合)。

[0098] 而且，如果车辆速度V在离合器12分离后小于2km/h，变速器14变换到空档位置，确定车辆即将停止，变速器14变换到启动档准备启动。此时，离合器12保持分离。

[0099] 因此，即使在车辆减速，然后从一个极低的速度进行重新加速，例如车辆响应停车信号被减速而后又在即将停车前由于信号变化而需要重新加速的情况下，当变速器14变换到空档时，因为离合器12保持分离，没必要再次对它进行分离。因此，就可以改进响应速度。另外，当车辆停止时，由于变速器14变换到启动档位，同时离合器12处于分离状态，就可以仅仅通过接合离合器12进行启动。因此，也可以改进启动时的响应速度。而且，由于离合器12在从极低的速度下重新加速时受到控制而轻度接合，就可以例如在接合时进行平稳的启动，同时防止冲击与发动机的停转。

[0100] 图5显示由变速器控制单元26进行的档位变换控制内容的另一个实施例。在本实施例的档位变换控制内容中，第1步到第7步与之前的实施例一样，故只叙述不同的控制内容。

[0101] 第41步中，根据来自加速器开口传感器40的信号，确定加速器开口量θ是否大于或等于预定值。如果加速器开口量θ大于或等于预定值，控制进程继续向下进行到第42步(是)，如果加速器开口量θ小于预定值，控制进程进行到第45步(否)。

[0102] 第42步中，通过参考附图中没有的最佳档位变换图表，确定与由车辆速度传感器34检测的车辆速度V相对应的档位(包括空档位置)。

[0103] 第43步中，输出对应于第42步确定的档位的档位设定指令。具体的讲就是，电磁阀28工作以向致动器30提供工作流体，变速器14变换到确定的档位。

[0104] 第44步中，离合器推进器22受到控制以使离合器12接合。

[0105] 第45步中，根据来自车辆速度传感器34的信号，确定车辆速度V是否小于预定值。如果车辆速度V小于预定值，确定车辆即将停止，控制进程返回至第44步(是)。另一方面，如果车辆速度V大于或等于预定值，控制进程返回至第7步(否)。也可以设置为确定从离合器12分离且变速器14变换到空档位置开始，经过预定时间时确定车辆停止，而不是使用车辆速度V。

[0106] 这里，注意第41步、第44步和第45步的过程序列与第四档位变换控制相对应。

[0107] 根据以上对档位变换控制装置的介绍，进行档位变换控制而停车，离合器12分离，变速器14变换到空档位置，而后，如果加速器开口量θ大于或等于预定值，此时变换到根据车辆的速度V的档位，离合器12接合。因此，如果在为了停车在低速行驶时压下加速器踏板38，档位变换在离合器12分离的状态下进行，所以在重新加速时不需要再次分离离合器，因此可以改进响应速度。而且，如果加速器开口量θ小于预定值，确定车辆即将停止，离合器12接合。

[0108] 如以上所描述的，根据第一实施例，即使在车辆减速，然后在低速下重新加速的情况下，因为摩擦式离合器保持分离，不需要对其再次分离。因此，可以直接将档位变为行驶档位。因此在重新加速时，不必要为了变换档位而分离摩擦式离合器，因此可以改进响应速度。

[0109] 图6显示配备根据本发明的第二实施例的自动变速器控制装置的车辆的框图。其与图1所示的第一实施例的组成元件相对应的元件具有相同的数字，只是在数字前加了100。

[0110] 齿轮式变速器114(以下简称“变速器”)通过摩擦式离合器112(以下简称“离合器”)安装到发动机110。而且，发动机110安装了能够通过结合微电脑的发动机控制单元116控制燃料喷射量的燃料喷射泵118，还具有用于检测发动机的转速的发动机旋转速度传感器120。离合器112具有作为离合器的驱动致动器连接到离合器上的离合器推进器122的输出轴。

[0111] 另一方面，在变速器114上安装致动器130(变速器变换装置)，致动器130使用气压通过电磁阀128变换档位，电磁阀128受结合微电脑的自动档位变换控制单元126控制其打开与关闭。此外，变速器114还安装了用于检测档位变换状态的位置传感器132(档位变换状态检测装置)，用于从输出轴的转速检测车辆速度V的车辆速度传感器134。

[0112] 在驾驶员的驾驶室中设置：用于通过检测加速器踏板138被压下的量检测加速器开口量的加速器开口传感器140，用于检测制动器踏板142被压下的制动器工作开关144，用于输入变速器114的档位变换指令的变速杆146。

[0113] 而且，来自加速器开口传感器140的信号输入到发动机控制单元116，根据加速器的开口控制燃料喷射泵118。

[0114] 另一方面，来自发动机转速传感器120，位置传感器132，车辆速度传感器134，制动器开关144以及变速杆146的各个信号都被输入到自动档位变换控制单元126，而且离合器推进器122与电磁阀128受到控制，因此在与发动机控制单元116进行互通时进行自动档位变换控制。

[0115] 自动档位变换控制单元126根据图7所示的流程图进行控制。流程图所进行的控制以预定的间隔重复执行。

[0116] 在开始(START)后，第101步(在图中简称为“S101”，以下相同)中，确定由位置传感器132检测的变速器114的档位变换状态是否是除空档位置外的其他档位(是否是行驶档位)。如果确定变速器114的档位变换状态为除空档位置外的其他档位，控制进程继续向下进行到第102步。如果确定不是除空档外的其他档位，重复第101步。

[0117] 第102步中，根据来自制动器工作开关144的信号，确定制动器踏板142是否被压下(制动器是否工作)。如果确定制动器踏板142被压下，控制进程向下进行到第104步。如果确定制动器踏板142没有被压下，控制进程向下进行到第103步。

[0118] 第103步中，确定由加速器开口传感器140检测的加速器开口是否小于预定值(第二预定值)。在这里该预定值被设定为加速器全开时的加速器开口的10％。如果确定加速器开口小于预定值，控制进程向下进行到第104步，如果确定加速器开口不小于预定值时，控制进程返回至第101步。注意第102步和第103步的进程序列与减速意向确定法相对应。这是因为当车辆从行驶阶段停车时进行制动操作，或者进行将加速器踏板从被压下到松开的操作。因此，当这些条件均满足时，可以确定驾驶员有减速的意向。

[0119] 第104步中，确定由车辆速度传感器134检测的车辆速度是否小于预定值(第一预定值)。如果确定车辆速度小于预定值，控制进程向下进行到第105步。如果确定车辆速度不小于预定值，控制进程返回第101步。

[0120] 第105步中，确定由发动机转速传感器120检测的发动机转速是否在预定的范围内。这里的预定范围被设定为发动机进行稳定的空转时的发动机转速，例如从650rpm到950rpm。如果确定发动机转速在预定范围内，控制进程向下进行到第106步。如果确定发动机转速不在预定范围内，控制进程返回第101步。

[0121] 第106步中，确定由发动机控制单元116控制的向发动机110的燃料喷射量是否大于或等于预定值(第三预定值)。这里的预定值设定为当发动机110的扭矩为其最大扭矩的30％时的燃料喷射量。如果确定燃料喷射量大于或等于预定值，控制进程向下进行到第107步。如果确定燃料喷射量不大于或等于预定值，控制进程返回第101步。注意第106步的进程与空挂确定法相对应。这是因为当驾驶员有减速的意向，并且车辆的速度降到第一预定值以下时，如果燃料喷射量大于或等于第三预定值，发动机的扭矩比正常空转时大，因此可以确定处于空挂控制期间。

[0122] 第107步中，控制信号被传输到离合器推进器122使其分离离合器112。然后控制进程向下进行到第108步。

[0123] 第108步中，控制信号被传输到电磁阀128以控制致动器130工作，并且变速器114的档位变换状态被变换至空档位置。其后，控制进程进行到END而终止。注意第107步和第108步的进程序列与档位变换的控制方法相对应。

[0124] 根据以上所描述构成的自动档位变换控制单元126，首先，取决于档位变换状态是否在空档位置以外的其他档位，确定是否需要根据本发明的控制。在需要根据本发明的控制的情况下，当制动器踏板被压下或加速器开口量小于第二预定值时，确定驾驶员有减速意向。此时，如果车辆速度小于第一预定值，发动机转速在预定范围内，燃料喷射量大于或等于第三预定值，则确定是在空挂状态中，变速器114自动变换到空档位置。

[0125] 结果，在空挂状态下，即使发动机速度大于或等于变换到空档位置的转速，仍进行控制自动将档位变换到空档位置。因此，当从车辆的行驶阶段停止时，为了迫使发动机转速降低，不必比所必须的更有力地压下制动器踏板142。因此，可以达到平稳的停车。

[0126] 图8显示结合本实施例在测试试验中行驶的车辆的时序图。这里的空挂转速被设定为900rpm，发生向空档位置变换的转速被设定为690rpm。如图8所示，通过操作制动器，发动机转速降低。但是，在发动机转速降到发生向空档位置变换的转速之前，档位已经在发动机扭矩超过其最大扭矩的30％的时间点上变换为空档位置。

[0127] 通过上面的描述，根据第二实施例，即使在将空挂转速设定到比发生向空档位置变换的转速高的情况下，当车辆从行驶阶段停止时，档位仍被变换到空档位置。结果，不必比操作制动器必须的更有力地压下制动器踏板就能实现平稳停车。而且，可以降低制动器的负载，并且防止发动机由于发动机转速的下降而停转。

[0128] 图9显示包含根据本发明的第三实施例的多级变速器的档位变换控制装置的车辆的结构。

[0129] 发动机210通过机械式离合器112(以下简称“离合器”)安装多级变速器214(以下简称“变速器”)。如图10所示，多级变速器214具有这样的结构，该结构中用作至少变换到高速档位或低速档位的副变速器的分离器214B与档位转接器214C，在主变速器214A的输入一侧与输出一侧分别连接到主变速器214A。

[0130] 在这里，接下来将要对多级变速器214进行介绍。

[0131] 安装了用于将分离器214B切换到高速档的分离器齿轮Zm5，使分离器齿轮Zm5能够在来自发动机210的输出被输入到其上的输入轴322上自由转动，并且组成同步啮合机构324的同步器毂324A被固定到其末端。构成主变速器214A的每个齿轮的行驶齿轮Zm4，三级速度齿轮Zm3，二级速度齿轮Zm2，一级速度齿轮Zm1，和倒车齿轮ZmR安装在位于与输入轴322同轴的主轴326上，它们可以自由地旋转，用于将档位转接器214C切换到高速档位的高档位转接器齿轮Zr1固定到其末端。组成同步啮合机构324的同步器毂324A被分别固定到行驶齿轮Zm4和三级速度齿轮Zm3之间，二级速度齿轮Zm2和一级速度齿轮Zm1之间，以及一级速度齿轮Zm1和倒车齿轮ZmR之间的主轴326上。

[0132] 另一方面，总是分别与分离器齿轮Zm5，行驶齿轮Zm4，三级速度齿轮Zm3，二级速度齿轮Zm2和一级速度齿轮Zm1啮合的副分离器齿轮Zc5，副行驶齿轮Zc4，副三级速度齿轮Zc3，副二级速度齿轮Zc2和副一级速度齿轮Zc1被固定到与输入轴322和主轴326平行的主副轴328上。而且，总是通过倒车空转齿轮ZmR1与倒车齿轮ZmR啮合的副倒车齿轮ZcR被固定到主副轴328上。

[0133] 将档位转接器214C切换到低速档位的低档位转接器齿轮Zr2被安装在与主轴326同轴的输出轴330上，使其能够绕输出轴330自由地转动，组成同步啮合机构324的同步器毂324A被固定到输出轴330的一端。总是与高档位转接器齿轮Zr1和低档位转接器齿轮Zr2啮合的副高档位转接器齿轮Zcr1和副低档位转接器齿轮Zcr2分别固定在与输出轴330平行设置的副档位转接器轴332上。

[0134] 而且，由于图中未显示的致动器沿其轴向前后滑动的同步器套筒324B，用键连接在组成同步啮合机构324的每个同步器毂324A的外圆周上。通过同步器套筒324B在被同步的齿轮的方向上的滑动，图中没有表示出的同步器环被压在将要被同步的齿轮的摩擦面上，而且同步的齿轮与将要被同步的齿轮之间的相对转动通过摩擦被消除，因此两者被同步。

[0135] 具有这样结构的多级变速器214中，用主变速器214A及档位转接器214C形成六级变速，通过由使用分离器214B的半级变换每一个变速级实现如下面的表1指出的十二个前进变速级和两个倒车变速级。

[0136] [表一]

[0137]变速 分 主 档位转
级 离器 变速器 接器
1L L 1 L
1H H 1 L
2L L 2 L
2H H 2 L
3L L 1 H
3H H 1 H
4L L 2 H
4H H 2 H
5L L 3 H
5H H 3 H
6L L 4 H
6H H 4 H

[0138]RevL L Rev L
RevH H Rev L

[0139] 发动机210安装了燃料喷射泵218，燃料喷射泵218能够通过结合微电脑的发动机控制单元226控制燃料喷射量，还具有发动机转速传感器245用于检测发动机的转速。而且，离合器212具有作为离合器驱动致动器和其连接的离合器推进器222的输出轴，以及用于根据行程量检测离合器的分离和接合的离合器行程传感器224(工作情况检测装置)接合被安装在其上。

[0140] 另一方面，多级变速器214安装了主致动器230，分离器致动器254，以及档位转接器致动器256，它们通过受到控制单元226的控制而打开与关闭的电磁阀228使用气压分别切换主变速器214A，分离器214B和档位转接器214C。另外，多级变速器214还安装了主位置传感器232(切换状态检测装置)，分离器位置传感器260，以及档位变换器位置传感器262，它们分别检测主变速器214A，分离器214B，以及档位转接器214C的变速状态。而且，多级变速器214还安装了用于从其输出轴转速检测车辆速度的车辆速度传感器234，用于检测主副轴328转速的主转速传感器236，以及用于检测副档位转接器轴332转速的档位转接器转速传感器268。

[0141] 在驾驶员的驾驶室中设置：用于检测加速器踏板238被压下的量的加速器开口传感器240，用于检测离合器踏板242被压下的离合踏板传感器244，用于输入多级变速器214的档位变换指令的变速杆246(档位变换指令装置)。用于标明是否将分离器214B切换到12级变速的十二速开关246A被安装在变速杆246内。此外，在驾驶员的驾驶室中还设置了用于显示多级变速器214变速状态的显示监视器248，用于通知档位变换完成的蜂鸣器282等装置。

[0142] 来自组成运行情况检测装置的每一个传感器的输出被输入到控制单元226，根据发动机的运行状况控制燃料喷射泵218，同时，离合器推进器222，电磁阀228等装置受到控制以执行自动的档位变换或手动的档位变换。

[0143] 由控制单元226进行的处理过程实现了车辆停止的确定，档位变换操作的确定，辅助变速器的开始变换，以及主变速器的开始变换。

[0144] 图11和图12显示在车辆的启动时多级变速器214的控制内容，该控制在控制单元226中以预定的间隔进行。

[0145] 第201步中(在图中简称为“S1”，以下相同)，根据来自车辆速度传感器234的输出，确定车辆是否停止。也就是确定档位转接器214C中同步啮合机构324的同步器套筒324B的转动是否停止。如果确定车辆停止，控制进程进行到第202步(是)，如果确定车辆没有停止(也就是在移动中)，控制进程终止(否)。注意第201步的进程与车辆停止确定法对应。

[0146] 第202步中，根据来自离合器行程传感器224的输出，确定离合器212是否分离。如果确定离合器212分离，控制进程进行到第203步(是)，如果确定离合器212接合，控制进程终止(否)。

[0147] 第203步中，根据来自变速杆246的输出，确定档位变换是否开始。如果确定档位变换已经开始，控制进程进行到第204步(是)，如果确定档位变换没有开始，控制进程终止(否)。

[0148] 第204步中，根据来自主位置传感器232的输出，确定主变速器214A是否在空档状态。如果确定主变速器214A在空档状态，控制进程进行到第205步(是)，如果确定主变速器214A不在空档状态下，控制进程终止(否)。

[0149] 第205步中，根据来自主位置传感器232与变速杆246的输出，确定档位转接器是否切换。如果确定档位转接器在切换，控制进程进行到第206步(是)，如果确定档位转接器没有切换，控制进程终止(否)。注意从第201步到第205步的进程序列与档位变换确定法相对应。

[0150] 第206步中，为了切换档位转接器，电磁阀228工作以控制档位转接器致动器256的驱动。

[0151] 第207步中，根据来自档位转接器位置传感器262的输出，确定档位转接器切换是否完成。如果确定档位转接器切换完成，控制进程进行到第209步(是)，而如果确定档位转接器切换没有完成，控制进程进行到第208步(否)。

[0152] 第208步中，根据结合在控制单元226中的计时器，确定从档位转接器切换开始预定的时间是否过去。如果确定预定时间已经过去，控制进程进行到第209步(是)，而如果确定预定时间没有过去，控制进程返回第207步(否)。

[0153] 第209步中，为了变换主变速器214A，电磁阀228工作以控制主致动器230的驱动。

[0154] 第210步中，根据结合在控制单元226中的计时器，确定从主变速器214A的变换开始预定的时间是否过去。如果确定预定时间已过去，控制进程进行到第213步(是)，而如果确定预定时间没有过去，控制进程进行到第211步(否)。

[0155] 第211步中，根据来自主位置传感器232的输出，确定主变速器214A的变换是否完成。如果确定主变速器214A的变换完成，控制进程进行到第212步(是)，并且控制进程进入等待一个预定时间。另一方面，如果确定主变速器214A的变换没有完成，控制进程返回到第210步(否)。

[0156] 第213步中，为了停止主变速器214A与档位转接器214C的变换，用于控制主致动器230与档位转接器致动器256的电磁阀228的操作停止。

[0157] 根据以上描述的从第201步到第213步的进程，当车辆停止时进行将档位变换到行驶档位的操作，引起档位转接器214C切换，而档位转接器214C的切换将在主变速器214A变换之前开始。其后，当档位转接器214C的切换开始并然后完成时，主变速器214A的变换开始。另一方面，当即使从档位转接器214C的切换开始预定的时间已经过去而转换仍没有完成时，确定在档位转接器214C的同步啮合机构324中已经发生了撞击情形，并且在档位转接器的切换没有完成的同时开始主变速器214A的变换。

[0158] 当主变速器214A的变换开始时，主变速器214A在档位转接器214C中同步啮合机构324的同步器套筒324B被朝向将要同步的齿轮的方向推开的状态中变换。然后当离合器212在这种状态下接合时，主轴326和副档位转接器轴332由于来自发动机210的输出而转动，在它们与档位转接器214C中的同步啮合机构324的同步器套筒324B之间发生相对转动。结果，档位转接器214C中的撞击情形被消除，使档位转接器能被切换。而且，还存在这样的可能性，主轴326由于伴随主变速器214A的变换的冲击而发生抖动，因此档位转接器214C中的撞击情形被消除。

[0159] 因此，即使在车辆停止时档位转接器214C发生撞击情形，主变速器214A也在档位转接器的切换没有完成的同时进行变换。结果，档位转接器切换被完成，因此能够可靠地避免车辆不能启动的情况的发生。

[0160] 根据本发明的多级变速器的档位变换控制装置能够通过仅对现有的控制内容进行小的变化与修改而实现。因此，几乎没有伴随控制内容的变化的人为失误的可能性，使费用的增加以及可靠性的降低等能被保持在最小值。

[0161] 从以上的描述中可以很清楚地看到，根据本发明的第三实施例，甚至当经过预定时间后辅助变速器的变换仍没有完成时，主变速器的变换将在辅助变速器的变换没有完成的同时开始。因此，在主变速器的主轴，辅助变速器的副轴以及辅助变速器中同步啮合机构的同步器套筒之间发生相对转动，因此可以消除辅助变速器中的撞击情形。而且，还有这样的可能性，主轴由于伴随主变速器的变换的冲击而发生抖动，因此辅助变速器中的撞击情形被消除。

[0162] 工业上的应用

[0163] 如上所述，根据本发明的自动变速器的控制装置在车辆减速与即将停止却取消停车试图重新加速的情况下具有极好的响应能力。而且，即使在空挂状态下也能够平稳地停车。此外，在多级自动变速器中，即使在辅助变速器的变换过程没有顺利进行的状态下，也能够通过主变速器的变换消除辅助变速器中的撞击情形。因此，通过自动变速器进行的档位变换在任何情况下都能够很好地进行，因此该控制装置是极其有用的。

[0164] 业内的熟练人士将可以进行许多变化与修改而不背离在附后的权利要求中所要求保护的本发明的范围和精神。