專利名稱：用于控制齒輪箱的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于控制齒輪箱的方法。特別地，本發(fā)明涉及一種如權(quán)利要求I的前序部分所述的方法。本發(fā)明還涉及ー種系統(tǒng)、機(jī)動(dòng)車輛、計(jì)算機(jī)程序和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)
品O
背景技術(shù)：
圖I示意性地描述用于機(jī)動(dòng)車輛I，例如乘用車或例如卡車或公共汽車的重型車輛I的動(dòng)カ系的部件。動(dòng)カ系包括通過離合器裝置40由軸機(jī)械地連接至齒輪箱20的第一端的發(fā)動(dòng)機(jī)10。齒輪箱20還在其另一端由傳動(dòng)軸50機(jī)械地連接至與后橋結(jié)合的差速齒輪
30。后橋包括驅(qū)動(dòng)車輛I的動(dòng)カ車輪(在圖表中未描述)的各自的左和右驅(qū)動(dòng)軸60。采用該公知的布置，發(fā)動(dòng)機(jī)10的機(jī)械功通過多個(gè)變速裝置，例如離合器裝置40、齒輪箱20、傳動(dòng)軸50、差速齒輪30和驅(qū)動(dòng)軸60傳遞至動(dòng)カ車輪，以便使車輛I移動(dòng)。動(dòng)カ系中的ー個(gè)重要的裝置是具有多個(gè)用于使車輛I向前移動(dòng)的前進(jìn)擋位、通常也具有ー個(gè)或多個(gè)倒車擋位的齒輪箱20。前進(jìn)擋位的數(shù)量變化，但是現(xiàn)代種類的卡車?yán)缤ǔ＞哂?2個(gè)前進(jìn)擋位。齒輪箱20可以是手動(dòng)或自動(dòng)類型(自動(dòng)齒輪箱)的，但是也可以是自動(dòng)的手動(dòng)齒輪箱類型(自動(dòng)手動(dòng)變速器，AMT)的。自動(dòng)齒輪箱和自動(dòng)手動(dòng)齒輪箱是通常由適于例如在擋位改變過程中在具有某個(gè)行駛阻力的某個(gè)車速下為了選擇擋位而控制齒輪箱20的控制單元110，有時(shí)也稱為電子控制單元(ECU)控制的自動(dòng)化的齒輪箱系統(tǒng)。ECU可以測量發(fā)動(dòng)機(jī)10的速度和齒輪箱20的狀態(tài)，并借助于連接至壓縮空氣裝置的電磁閥控制齒輪箱20。與發(fā)動(dòng)機(jī)10有關(guān)的信息，例如其速度和轉(zhuǎn)矩也例如通過車輛I中的CAN (控制器局域網(wǎng)絡(luò))總線從發(fā)動(dòng)機(jī)10發(fā)送至E⑶。在傳統(tǒng)的擋位改變系統(tǒng)中，控制單元110采用列成表的發(fā)動(dòng)機(jī)速度范圍，其也稱為換擋點(diǎn)，表示在齒輪箱20中應(yīng)當(dāng)實(shí)現(xiàn)降擋或升檔的發(fā)動(dòng)機(jī)速度。這意味著當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)10通過由換擋點(diǎn)表示的速度時(shí)，系統(tǒng)使擋位改變。因此，換擋點(diǎn)可以解釋為不僅提供與降擋或升擋應(yīng)當(dāng)何時(shí)發(fā)生有關(guān)的信息，而且提供與在毎次降擋或升擋時(shí)將起作用的擋位級的數(shù)量有關(guān)的信息。對于每個(gè)換擋點(diǎn)，通常包括一到三個(gè)擋位級，但是更多個(gè)級是可能的。圖2描述由圖表中的線SP1-SP6表不的多個(gè)列成表的換擋點(diǎn)的ー個(gè)實(shí)例,在其中，X軸表示發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩，y軸表示發(fā)動(dòng)機(jī)10的毎分鐘轉(zhuǎn)數(shù)(rpm)的速度。只要當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)速度在換擋線SPl和SP4之間，就不會(huì)發(fā)生擋位改變，但是如果當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)速度通過升擋線，SP1-SP3，那么升擋開始，相反地，如果當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)速度降到降擋線SP4-SP6的下面，那么降擋開始。下面的表I示出對于圖2中的線SP1-SP6中的每條線的升擋或降擋擋位級的數(shù)量。例如，如果發(fā)動(dòng)機(jī)速度升高到線SPl的上面，那么發(fā)生一級升擋，如果發(fā)動(dòng)機(jī)速度降到線SP5的下面，那么發(fā)生ニ級降擋。"^pTI發(fā)動(dòng)機(jī)速度升擋ー級
SP2發(fā)動(dòng)機(jī)速度升擋ニ級
SP3發(fā)動(dòng)機(jī)速度升擋三級
SP4發(fā)動(dòng)機(jī)速度降擋ー級
SP5發(fā)動(dòng)機(jī)速度降擋ニ級
SP6發(fā)動(dòng)機(jī)速度降擋三級表I :對于降擋和升擋線SP1-SP6的擋位級的數(shù)量換擋點(diǎn)選擇特別地影響車輛I的行駛特性、加速度、舒適性和燃料消耗，所以車輛生產(chǎn)商需要精確地校準(zhǔn)換擋點(diǎn)。該校準(zhǔn)通常包括在不同的驅(qū)動(dòng)情況下，例如施加不同的量的加速度、不同的道路坡度和不同的車輛組合重量，在試驗(yàn)場測試的多種擋位改變策略。然后，需要詳盡地分析測試結(jié)果，以確定適當(dāng)?shù)膿Q擋點(diǎn)，這是非常耗時(shí)的，因?yàn)榇嬖诓煌膭?dòng)力系、驅(qū)動(dòng)情況和車輛重量的幾乎無窮數(shù)量的組合。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的ー個(gè)目標(biāo)是提出一種用于控制齒輪箱的方法，其完全地或部分地解決現(xiàn)有技術(shù)的問題。本發(fā)明的另ー個(gè)目標(biāo)是提出一種用于齒輪箱的控制的替換方法。按照本發(fā)明的ー個(gè)方面，上面的目標(biāo)采用用于將安裝在機(jī)動(dòng)車輛中的齒輪箱的控制的方法獲得，該方法實(shí)現(xiàn)所述齒輪箱的從第一擋位到第二擋位的降擋，對于第一擋位，所述車輛的加速度a是負(fù)的，對于第二擋位，加速度a是正的或大致等于0，該降擋包括所述第一和第二擋位之間的至少ー個(gè)中間擋位級，在一個(gè)中間級處用于使擋位改變的發(fā)動(dòng)機(jī)速度比在之前的中間級處用于使擋位改變的發(fā)動(dòng)機(jī)速度高。從屬于權(quán)利要求I的從屬權(quán)利要求限定上面的方法的多個(gè)實(shí)施方式。本發(fā)明還涉及ー種包括程序代碼并且當(dāng)在計(jì)算機(jī)中執(zhí)行所述程序代碼時(shí)使得所述計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)用于齒輪箱的控制的上面的方法的計(jì)算機(jī)程序。本發(fā)明還涉及ー種屬于所述計(jì)算機(jī)程序的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。按照本發(fā)明的另ー個(gè)方面，上面的目標(biāo)采用用于齒輪箱的控制的系統(tǒng)獲得，該系統(tǒng)包括至少ー個(gè)將控制機(jī)動(dòng)車輛中的齒輪箱的控制單元，該系統(tǒng)適于實(shí)現(xiàn)所述齒輪箱的從第一擋位到第二擋位的降擋，對于第一擋位，所述車輛的加速度a是負(fù)的，對于第二擋位，加速度a是正的或大致等于0，該降擋包括所述第一和第二擋位之間的至少ー個(gè)中間擋位級，每個(gè)中間級的最大發(fā)動(dòng)機(jī)速度和之前的中間級的最高發(fā)動(dòng)機(jī)速度一祥高，或比它高。按照本發(fā)明的系統(tǒng)也可以根據(jù)上面的方法的多個(gè)實(shí)施方式修改。本發(fā)明還涉及包括至少ー個(gè)如上所述的系統(tǒng)的機(jī)動(dòng)車輛。本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是由于利用車輛開始爬坡時(shí)的速度而產(chǎn)生改進(jìn)的爬坡能力，這使得可能減小燃料消耗和擋位改變的數(shù)量。駕駛員也將找到車輛動(dòng)力性強(qiáng)的感覺，因?yàn)槊總€(gè)中間擋位級的最高發(fā)動(dòng)機(jī)速度和之前的上坡中間級的最高發(fā)動(dòng)機(jī)速度ー樣高，或比它、高，由此以有效的方式利用發(fā)動(dòng)機(jī)的最大動(dòng)カ輸出。按照本發(fā)明的方法和系統(tǒng)的進(jìn)一步的優(yōu)點(diǎn)和應(yīng)用由下面提出的詳細(xì)描述表示。


參照附圖對本發(fā)明進(jìn)行描述，在其中圖I示意性地描述用于機(jī)動(dòng)車輛的動(dòng)カ系的一部分；圖2是降擋和升擋線的圖表；圖3是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的流程圖；
圖4描述按照本發(fā)明的從第一擋位Gl到第二擋位G2的降擋的ー個(gè)實(shí)例；和圖5描述形成按照本發(fā)明的系統(tǒng)的一部分的控制單元。
具體實(shí)施例方式上面描述的傳統(tǒng)的擋位改變系統(tǒng)根據(jù)主要的行駛條件、采用例如圖2中描述的固定換擋點(diǎn)選擇擋位。如果車輛I例如開始上坡并且由于車輛I喪失上坡速度而導(dǎo)致當(dāng)前擋位不合適，那么擋位改變系統(tǒng)需要選擇用于車輛I行駛的不同的擋位。這種情況的ー個(gè)問題是選擇導(dǎo)致低燃料消耗但是也使發(fā)動(dòng)機(jī)10在傳遞足夠的動(dòng)カ輸出以使駕駛員感覺到車輛在坡上動(dòng)カ性始終強(qiáng)的速度下運(yùn)轉(zhuǎn)的擋位。動(dòng)カ性強(qiáng)在這里的意思是發(fā)動(dòng)機(jī)10的速度接近其最大動(dòng)カ輸出速度。由于車輛I可能具有不同的規(guī)格，例如齒輪箱速比、后橋速比和車輪半徑，因此對于具有不同的規(guī)格的車輛I可以在不同的發(fā)動(dòng)機(jī)速度下獲得相同的車輛速度。這使得固定換擋點(diǎn)的使用是有問題的，因?yàn)樗鼈兛赡苓m合某些車輛規(guī)格但是不適合其它的。如果例如車輛I從ー個(gè)車輪半徑改變到另ー個(gè)，也可能發(fā)生相同種類的問題，從而導(dǎo)致不同的總變速比。因此，當(dāng)車輛I上坡行駛時(shí)可能發(fā)生的一種情況是由于固定換擋點(diǎn)對于某些車輛規(guī)格是不合適的，因此降擋可能太早或太晚地發(fā)生。太早的降擋可能使車輛I感覺“緊張”，也就是說，擋位改變太頻繁并且不穩(wěn)定，以及増大的燃料消耗。太晚的降擋的意思是發(fā)動(dòng)機(jī)10的動(dòng)カ輸出未以最佳的方式利用，因?yàn)檐囕vI比必要的情況喪失更多的速度。因此，本發(fā)明涉及一種實(shí)施齒輪箱20的擋位改變策略、并且完全地或部分地消除現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)的方法。齒輪箱20優(yōu)選地為形成由控制單元110 (ECU)控制的自動(dòng)擋位改變系統(tǒng)的一部分的種類。在這樣的系統(tǒng)中，擋位改變通過控制單元110自動(dòng)地起作用，但是駕駛員能夠以這樣的自動(dòng)擋位改變系統(tǒng)執(zhí)行手動(dòng)擋位改變也是常見的，這稱為自動(dòng)狀態(tài)(自動(dòng)模式)下的手動(dòng)擋位改變。齒輪箱20還包括多個(gè)擋位，例如12個(gè)前進(jìn)擋位和ー個(gè)或多個(gè)倒車擋位。按照本發(fā)明的方法的概念是，應(yīng)用降擋策略，由此擋位改變系統(tǒng)通過ー個(gè)或多個(gè)中間擋位級從第一擋位Gl向第二較低的擋位G2變速，對于第一擋位，車輛I的加速度a是負(fù)的(動(dòng)力不足的擋位)，對于第二擋位，車輛I的加速度a是正的或等于O。按照本發(fā)明，在中間級用于使擋位改變的發(fā)動(dòng)機(jī)速度需要比在之前的中間級用于使擋位改變的發(fā)動(dòng)機(jī)速度高，這意味著，對于每個(gè)中間級，當(dāng)擋位改變時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)速度増大。車輛I的駕駛員例如在上坡時(shí)將感覺到這樣的降擋過程動(dòng)カ性強(qiáng)，并且車輛1“自行施加動(dòng)力”，因?yàn)樵诮祿踹^程中對于每個(gè)隨后的中間擋位在發(fā)動(dòng)機(jī)10的最大動(dòng)カ輸出下將行駛的更遠(yuǎn)。假設(shè)未超過其最大動(dòng)カ輸出速度(通常對于卡車大約1800rpm)，更高的發(fā)動(dòng)機(jī)速度將意味著，發(fā)動(dòng)機(jī)10輸送更多的動(dòng)カ。因此，發(fā)動(dòng)機(jī)10變得并且感覺到其動(dòng)カ性越強(qiáng)，驅(qū)動(dòng)車輛I的發(fā)動(dòng)機(jī)速度就越高。措辭“負(fù)的”和“正的或等于O”在該描述中的意思分別是大致是“負(fù)的”和大致是“正的或等于O”。原因是對于第一擋位G1，車輛I的加速度a可能暫時(shí)取“正的或等于O”的值，但是在一段時(shí)間內(nèi)的平均加速度a可能仍然是負(fù)的。專業(yè)人員將理解，當(dāng)?shù)诙跷籊2接合地行駛時(shí)，相同的情況也應(yīng)用于車輛I的加速度a。“動(dòng)力不足擋位”在該描述中的意思是擋位具有車輛I不具有足夠的驅(qū)動(dòng)動(dòng)カ以在該擋位下保持恒定的速度的速比。“動(dòng)カ平衡擋位”的意思是車輛I可能保持恒定的速度的最高擋位，也就是說，車輛I處于動(dòng)力平衡中。應(yīng)當(dāng)注意的是，第一擋位Gl中的負(fù)的加速度a由于發(fā)動(dòng)機(jī)10不能在第一擋位Gl下輸送足夠的動(dòng)力，因此導(dǎo)致動(dòng)力不足。按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，每個(gè)中間級的最高發(fā)動(dòng)機(jī)速度和之前的中間級的最 高發(fā)動(dòng)機(jī)速度一祥高，或比它高。對于卡車和公共汽車，每個(gè)中間級的發(fā)動(dòng)機(jī)速度例如在1000-2500rpm 的范圍內(nèi)。按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，每個(gè)中間級的最高發(fā)動(dòng)機(jī)速度和之前的中間級的最高發(fā)動(dòng)機(jī)速度ー樣高，或比它高。同時(shí)，按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，在每個(gè)中間擋位級下的最高發(fā)動(dòng)機(jī)速度増大參數(shù)值P。在中間級的最高發(fā)動(dòng)機(jī)速度和在之前的中間級的最高發(fā)動(dòng)機(jī)速度之間的關(guān)系優(yōu)選カI(xiàn) =<+Pi，其中，《ず1是在中間級的最高發(fā)動(dòng)機(jī)速度，<4是在之前的中間級的最高發(fā)動(dòng)機(jī)速度。因此，在中間擋位級的發(fā)動(dòng)機(jī)速度<是自從加速度a變成負(fù)的之后車輛I具有的最高發(fā)動(dòng)機(jī)速度，也就是說，自從進(jìn)入動(dòng)力不足之后車輛I具有的最高發(fā)動(dòng)機(jī)速度。按照本發(fā)明的該實(shí)施方式，所述發(fā)動(dòng)機(jī)速度蚪可以解釋為在降擋中的每個(gè)中間級之后擋位改變系統(tǒng)試圖達(dá)到的目標(biāo)速度。參數(shù)值Pi也可以解釋為公差值，因?yàn)樵诿總€(gè)擋位改變之后發(fā)動(dòng)機(jī)速度可能從模擬速度偏離。公差值？1的大小也可以變化為例如對于不同的驅(qū)動(dòng)模式，例如經(jīng)濟(jì)模式或動(dòng)カ模式，影響所述發(fā)動(dòng)機(jī)速度峙應(yīng)當(dāng)増大多快。也應(yīng)當(dāng)注意的是，參數(shù)值Pi不需要是恒定的，而是可變化的，并且對于不同的擋位取不同的值。按照本發(fā)明的一個(gè)進(jìn)ー步的實(shí)施方式，對于第二擋位G2，加速度a是O或大致是O。對于第二擋位G2，例如以m/s2或rpm/s表達(dá)的加速度a可以與閾值A(chǔ)比較，以檢查是否滿足為正的或?yàn)镺的條件。在特定的時(shí)間期間加速度a也可以與該閾值A(chǔ)比較，以避免可能導(dǎo)致不正確的比較的加速度a的偏離。檢查第二擋位的加速度a的值也可以通過比較計(jì)算的行駛阻カ和計(jì)算的驅(qū)動(dòng)カ完成，以決定在第二擋位G2中加速度a是否將大于或等于O。對于本發(fā)明的方法中的中間擋位級，按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，其中的ー個(gè)或多個(gè)可能在第一擋位Gl和第二擋位G2之間起作用。此外，第一擋位Gl和中間級之間、和/或兩個(gè)連續(xù)的中間級之間、和/或中間級和第二擋位G2之間的級的數(shù)量可能是ー個(gè)或多個(gè)。按照本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式，每個(gè)中間擋位級持續(xù)的時(shí)間比閾值Ti長。在某個(gè)中間擋位車輛I可以行駛多久優(yōu)選地可以與擋位特定校準(zhǔn)閾值Ti比較。這意味著，按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，如果認(rèn)為中間擋位是第一擋位Gl和第二擋位G2之間的允許的中間，那么車輛I需要能夠在其中行駛至少比對于特定擋位的閾值Ti長的時(shí)間。車輛I在中間擋位中行駛太短時(shí)間不合適的原因是，當(dāng)車輛I使擋位改變時(shí)，它會(huì)喪失動(dòng)力系的動(dòng)カ傳遞，并且因此在實(shí)際的擋位改變過程中將喪失速度。由于這個(gè)原因，避免這樣的情況是優(yōu)選的，因?yàn)樵诮祿踹^程中，如果擋位改變系統(tǒng)選擇通過中間擋位使擋位改變可能比如果跳過所述中間擋位而作為替代向下進(jìn)ー步變速ー個(gè)或多個(gè)級喪失更多的速度。實(shí)現(xiàn)降擋并且此后在所得到的擋位中行駛太短時(shí)間也給駕駛員和任何乘客帶來不適，所以擋位改變系統(tǒng)可以采用上面描述的擋位特定校準(zhǔn)閾值Ti。這些校準(zhǔn)的閾值Ti也確定當(dāng)計(jì)算從第一擋位Gl到第二擋位G2的降擋時(shí)系統(tǒng)將或?qū)⒉惶^中間擋位的可能性。用作擋位特定校準(zhǔn)閾值Ti的值越大，系統(tǒng)就將越可能跳過中間擋位，但是，用作閾值Ti的值越小，系統(tǒng)就將越不可能跳過中間擋位。因此，按照本發(fā)明的不同的實(shí)施方式，閾值Ti可以 用作確定在每個(gè)中間級的擋位級的數(shù)量和/或確定第一擋位Gl和第二擋位G2之間的中間級的數(shù)量的參數(shù)。對于重型車輛1，例如卡車和公共汽車，根據(jù)降擋過程中所需的性能，例如降擋速比和降擋節(jié)奏，用于擋位特定校準(zhǔn)閾值Ti的時(shí)間值可以優(yōu)選地取I和15秒之間的值。因此，閾值Ti可以用作擋位改變系統(tǒng)的不同的降擋性能的構(gòu)造中設(shè)計(jì)參數(shù)，因?yàn)殚撝礣i將確定上面描述的中間級的數(shù)量和在每個(gè)中間級的擋位級的數(shù)量。按照本發(fā)明的另ー個(gè)實(shí)施方式，當(dāng)前中間擋位級持續(xù)與緊隨的中間級相同的時(shí)間量，因?yàn)榇蠖鄶?shù)駕駛員將感覺到降擋是一致的和有效的。原因是駕駛員通常不想要擋位改變系統(tǒng)進(jìn)行“這邊一點(diǎn)，那邊一點(diǎn)”的隨意的擋位改變，他/她可能發(fā)現(xiàn)這樣比較緊張和隨意。“相同量的時(shí)間”在本文中的意思是各自的時(shí)間長度大致相等。按照本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式，發(fā)明人在其創(chuàng)造性的工作中還發(fā)現(xiàn)第一擋位Gl中的發(fā)動(dòng)機(jī)速度ωει可以用作用于確定從第一擋位Gl到第二擋位G2的降擋的輸入?yún)?shù)。該ωει是當(dāng)車輛I在接合第一擋位Gl時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)10具有的速度。所述發(fā)動(dòng)機(jī)速度Oei優(yōu)選地是當(dāng)在第一擋位Gl中進(jìn)入動(dòng)力不足狀態(tài)時(shí)，例如當(dāng)開始爬坡時(shí)車輛I具有的速度。這意味著第一擋位Gl中的最高發(fā)動(dòng)機(jī)速度將是所述速度ω G1，這可以解釋為第一擋位Gl中的相關(guān)驅(qū)動(dòng)動(dòng)カ變得比相同的擋位中的相關(guān)行駛阻力小的發(fā)動(dòng)機(jī)速度。圖4描述所述發(fā)動(dòng)機(jī)速度Oei的ー個(gè)實(shí)例。該實(shí)施方式的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是由于擋位改變系統(tǒng)基于當(dāng)開始爬坡時(shí)車輛I的發(fā)動(dòng)機(jī)速度，也就是說，當(dāng)進(jìn)入動(dòng)力不足時(shí)車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)速度工作，因此換擋點(diǎn)自動(dòng)地適于獲得用于不同的動(dòng)カ系的相同的性能。由于這個(gè)原因，按照本發(fā)明，換擋點(diǎn)的校準(zhǔn)未涉及不同的發(fā)動(dòng)機(jī)類型或動(dòng)カ系，而僅涉及不同的驅(qū)動(dòng)模式，例如經(jīng)濟(jì)模式或動(dòng)カ模式。該過程的優(yōu)點(diǎn)是，對于不同類型的動(dòng)カ系或發(fā)動(dòng)機(jī)10，校準(zhǔn)中不需要包括時(shí)間，從而使得對于每種類型的車輛1，可能集中在作為替代的通常的性能的校準(zhǔn)上。
該實(shí)施方式的ー個(gè)進(jìn)ー步的優(yōu)點(diǎn)是，如果駕駛員在坡前或坡上向下變速，那么擋位改變系統(tǒng)將以與如果系統(tǒng)自行完成迅速的降擋相同的方式處理由駕駛員増大的發(fā)動(dòng)機(jī)速度。因此，該系統(tǒng)在坡上將始終繼續(xù)迅速地使擋位改變。這使得駕駛員容易控制爬坡進(jìn)行的方式，因?yàn)閷τ诘谝粨跷籊l高的發(fā)動(dòng)機(jī)速度值ωει比對于第一擋位Gl的較低的發(fā)動(dòng)機(jī)速度值導(dǎo)致更迅速的爬坡。圖3是按照本發(fā)明的ー種方法的一個(gè)作為例子的實(shí)施方式的流程圖。該流程被認(rèn)為無論車輛I何時(shí)動(dòng)力不足都由擋位改變系統(tǒng)連續(xù)地估計(jì)，這意味著系統(tǒng)估計(jì)擋位改變應(yīng)當(dāng)或不應(yīng)當(dāng)實(shí)現(xiàn)，從而以預(yù)定的時(shí)間間隔從步驟Fl開始。步驟Fl檢查當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)速度是否高于自從進(jìn)入動(dòng)力不足，也就是說，a < O開始車輛I的最高發(fā)動(dòng)機(jī)速度。如果是這樣的情況，那么該當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)速度被保存成為第一最高發(fā)動(dòng)機(jī)速度《4，用作擋位改變過程中的參考速度。步驟F2特別地根據(jù)車輛I喪失速度有多快、道路梯度的導(dǎo)數(shù)和車輛I采用的驅(qū)動(dòng)模式選擇不會(huì)下降到當(dāng)加速度a是負(fù)的時(shí)(也就是說，當(dāng)車輛I動(dòng)力不足吋)的速度下面的適當(dāng)?shù)淖钚“l(fā)動(dòng)機(jī)速度《Min。例如，如果道路梯度的導(dǎo)數(shù)降低，也就是說，當(dāng)車輛到達(dá)坡頂吋，選擇較低的最小發(fā)動(dòng)機(jī)速度。優(yōu)選地也選擇最小速度《Min，這樣，當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)速度從不會(huì)降低到發(fā)動(dòng)機(jī)10的最小轉(zhuǎn)矩曲線的下面，以保證后者在降擋過程中輸送足夠的動(dòng)カ輸出，并且避免來自動(dòng)カ系的不適的振動(dòng)。步驟F3選擇被限定為當(dāng)a < O時(shí)在擋位改變過程中不能超過的速度的適當(dāng)?shù)淖畲蟀l(fā)動(dòng)機(jī)速度oMax。該最大速度ωΜΜ可以例如與燃料消耗和/或期望的動(dòng)カ輸出有夫。對于重型車輛1，該最大速度oMax可以例如是1600rpm，以保證燃料消耗不會(huì)太高,或者如果最大動(dòng)カ輸出是優(yōu)先的，那么是2100rpm。因此,將理解的是,所述最大速度coMax可以取決于車輛驅(qū)動(dòng)的模式。步驟F4限制發(fā)動(dòng)機(jī)速度4，這樣，取由最小速度《Min和最大速度coMax限定的范圍中的值。因此，如果《4取該范圍下面的值，《4可以設(shè)置為最小速度COMin ( 4 =COMin)，如果《4取該范圍上面的值，設(shè)置為最大速度ωΜ κ( 4 = Max)。步驟F5通過計(jì)算車輛I需要變速到哪個(gè)可用的較低的擋位而尋找第二擋位G2，以便保證在該擋位中加速度a大于或等于0，也就是說，a ^ O。第二擋位G2通過擋位改變系統(tǒng)檢查車輛I的驅(qū)動(dòng)動(dòng)力在哪個(gè)較低的擋位中超過計(jì)算的行駛阻力，也就是說，逆著車輛I的移動(dòng)方向作用的總的カ而計(jì)算。完全由于實(shí)用的原因，第二擋位G2可以通過系統(tǒng)逐步計(jì)算低于第一擋位Gl的擋位的車輛的最大驅(qū)動(dòng)カ和選擇第一較低的擋位而計(jì)算-如果該計(jì)算從最高到最低擋位逐步計(jì)算-其具有與對車輛I的計(jì)算行駛阻カー樣或比它高的最大驅(qū)動(dòng)力。此后，步驟F6計(jì)算車輛I的驅(qū)動(dòng)動(dòng)力超過或等于其行駛阻カ(a ^ O)的第二擋位G2中的發(fā)動(dòng)機(jī)速度，以便能夠決定降擋到第二擋位G2應(yīng)當(dāng)何時(shí)起作用，以保證在降擋到第ニ擋位G2之后發(fā)動(dòng)機(jī)速度接近剛剛降擋后的平衡速度，該平衡速度是在車輛I的加速度大致為O的速度。步驟F7計(jì)算如果在第一擋位Gl和第二擋位G2之間有多個(gè)中間擋位，那么在每個(gè) 中間擋位中車輛I可以行駛多久。對于每個(gè)中間擋位，在每個(gè)中間擋位中車輛I可以行駛多久與擋位特定校準(zhǔn)時(shí)間值，也就是說，閾值Ti進(jìn)行比較。這些比較提供用于從允許的中間擋位，也就是說，具有大于其各自的閾值Ti的計(jì)算時(shí)間值的擋位中的選擇最高中間擋位的基礎(chǔ)。應(yīng)當(dāng)注意的是，如果沒有較高的擋位滿足上面的需要，那么在步驟F7選擇的擋位是第二擋位G2。
此外，步驟Cl在從第一擋位Gl擋位改變時(shí)檢查，以查看發(fā)動(dòng)機(jī)10的速度是否從當(dāng)進(jìn)入動(dòng)力不足時(shí)車輛I具有的最高發(fā)動(dòng)機(jī)速度降低大于校準(zhǔn)極限值R。該極限值R可以根據(jù)驅(qū)動(dòng)模式，例如經(jīng)濟(jì)模式或動(dòng)カ模式變化。僅當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)速度降低大于校準(zhǔn)極限值R (優(yōu)選地I-IOOrpm)時(shí)，允許降擋。該極限值R用在該過程中，這樣，當(dāng)開始爬坡時(shí)，車輛I將不會(huì)感覺到緊張或不穩(wěn)定，因?yàn)橹灰缆诽荻仍试S這樣，就可能會(huì)降擋。步驟Cl的該檢查不需要通過中間擋位完成，因?yàn)檐囕vI將已經(jīng)在坡上，這意味著Cl的檢查僅與第一擋位Gl有夫。在步驟F8，如果Cl的檢查示出發(fā)動(dòng)機(jī)速度未降低大于極限值R，那么沒有降擋發(fā)生。這是為了防止當(dāng)行駛阻カ暫時(shí)增大時(shí)，例如在短坡上，系統(tǒng)使擋位改變，這將使車輛I感覺緊張。步驟C2檢查當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)速度是否接近最小速度ωΜη，如果是這樣的情況，那么在步驟F9中間實(shí)現(xiàn)降擋以降低到在步驟F7選擇的擋位，因?yàn)榇嬖诎l(fā)動(dòng)機(jī)降低到最小速度ωΜ η下面的風(fēng)險(xiǎn)。 如果不是這樣的情況，那么如果在步驟C2的當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)速度不在最小速度ωΜ η的下面，那么步驟FlO預(yù)測在降擋到在步驟F7選擇的擋位之后車輛I將具有的發(fā)動(dòng)機(jī)速度，也就是說,此后，步驟C3檢查在步驟FlO預(yù)測的當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)速度是否小于蚪+P1，其是自從進(jìn)入動(dòng)力不足之后發(fā)動(dòng)機(jī)10具有的最高速度，公差值？1按照力)廠= 4+講，1=1，2，3···，如上所述。應(yīng)當(dāng)注意的是，按照本發(fā)明的該實(shí)施方式，第一最高發(fā)動(dòng)機(jī)速度6^與第一擋位Gl中的最高速度相同，也就是說，<=0)gi(見步驟F1)。因此，第一擋位Gl中的最高發(fā)動(dòng)機(jī)速度將影響整個(gè)降擋過程，并且因此起用于它的輸入?yún)?shù)的作用。如果在步驟C3的檢查示出當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)速度在范圍I中，那么步驟Fll實(shí)現(xiàn)降擋以降低到在步驟F7選擇的擋位。如果不是這樣的情況，那么步驟F12計(jì)算齒輪箱20在步驟F7選擇的擋位中可以行駛的時(shí)間。在一個(gè)實(shí)際的應(yīng)用中，擋位改變系統(tǒng)計(jì)算從第一擋位Gl到第二擋位G2的每個(gè)中間擋位中車輛I可以行駛多久，此后選擇這些中間擋位中滿足其計(jì)算時(shí)間值大于其擋位特定校準(zhǔn)閾值Ti的需要的最高者。當(dāng)計(jì)算在中間擋位中車輛I可以行駛多久時(shí)，系統(tǒng)可以采用最小的速度ωΜη，其是車輛不會(huì)降低到的最低的發(fā)動(dòng)機(jī)速度，所以如果當(dāng)前速度降低到例如《Min=1100rpm下面，那么系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)降擋。然后計(jì)算從在使擋位改變之后系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)速度直到系統(tǒng)到達(dá)最小速度，也就是說，oMin=1100rpm，車輛在中間擋位中可以行駛多久。因此，系統(tǒng)通過基于知道其最小速度ωΜη和在使擋位改變之后其速度將是多少計(jì)算出在中間擋位中發(fā)動(dòng)機(jī)10喪失其速度將有多快而計(jì)算車輛I在中間擋位中將能夠行駛多久。最后，步驟C4檢查在步驟F12計(jì)算的時(shí)間是否與在當(dāng)前擋位中車輛I自從加速度a變成負(fù)的開始行駛的時(shí)間ー樣長。如果在步驟C4的檢查示出答案是肯定的，那么步驟F14實(shí)現(xiàn)降擋以降低到在步驟F7選擇的擋位。如果在步驟C4答案是否定的，那么在步驟F13沒有降擋發(fā)生。圖4在X軸表示時(shí)間、y軸表示發(fā)動(dòng)機(jī)10的rpm速度的圖表中，描述按照本發(fā)明的ー種機(jī)動(dòng)車輛I的降擋的ー個(gè)實(shí)例。在當(dāng)?shù)谝粨跷籊l接合時(shí)行駛的時(shí)間tl，車輛I開始上坡，所以發(fā)生動(dòng)力不足，并且車輛I的加速度a變成負(fù)的。按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，第一擋位Gl中的發(fā)動(dòng)機(jī)速度在該時(shí)間tl確定，并且在降擋過程中可以用作輸入?yún)?shù)。當(dāng)車輛I動(dòng)力不足時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)速度降低，并且在時(shí)間t2發(fā)生第一降擋，這使發(fā)動(dòng)機(jī)速度在t3往回上升。在該下ー個(gè)擋位(第一中間擋位)又發(fā)生動(dòng)力不足，并且在時(shí)間t4發(fā)生使車輛能夠爬坡所需的進(jìn)一歩的降擋。因此，降擋包括一個(gè)或多個(gè)中間擋位級，直到齒輪箱20在圖4中的時(shí)間t7到達(dá)動(dòng)カ平衡擋位，也就是說，第二擋位G2。在該第二擋位G2(從時(shí)間t8)中，加速度a大致為0，所以車輛I可以在該擋位中保持其速度。也應(yīng)當(dāng)注意的是，對于每個(gè)中間擋位，最高發(fā)動(dòng)機(jī)速度高于或等于自動(dòng)車輛I進(jìn)入動(dòng)力不足之后，也就是說，當(dāng)加速度a變成負(fù)的時(shí)的最高速度，如在圖4中的時(shí)間t3、t5和t7描述的。完成后，車輛I通過靠近發(fā)動(dòng)機(jī)10在中間擋位中的最大動(dòng)カ輸出速度而越來越好地保持其上坡速度。這也意味著如果以高速行駛，那么車輛I將例如在長的陡坡上感覺到迅速和動(dòng)カ性強(qiáng)，因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)速度將在每個(gè)降擋級上升，因此更靠近在第二擋位G2 中車輛可以保持的最大發(fā)動(dòng)機(jī)速度。如果在車輛I到達(dá)第二擋位G2之前坡終止，那么將車輛速度更好地保持在爬坡開始的速度也使得可能減小降擋級的數(shù)量。也應(yīng)當(dāng)注意的是，專業(yè)人員將理解，按照本發(fā)明的方法中的多個(gè)計(jì)算步驟實(shí)時(shí)地發(fā)生。他們也將理解，按照本發(fā)明的用于控制齒輪箱的方法也可以在計(jì)算機(jī)程序中實(shí)施，當(dāng)在計(jì)算機(jī)中執(zhí)行時(shí)，其使得計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)該方法。計(jì)算機(jī)程序包含在計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的采取適當(dāng)?shù)拇鎯?chǔ)器形式的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中，例如ROM (只讀存儲(chǔ)器)、PROM (可編程只讀存儲(chǔ)器)、EPROM (可擦除PR0M)、閃速存儲(chǔ)器、EEPROM (可電擦除PR0M)和硬盤單元等。本發(fā)明還涉及ー種用于齒輪箱的控制的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括至少ー個(gè)將控制機(jī)動(dòng)車輛I中的齒輪箱20并適于實(shí)現(xiàn)從第一擋位Gl到第二擋位G2的降擋的控制単元110，對于第一擋位，加速度a是負(fù)的，對于第二擋位，加速度a是正的或等于O。該降擋包括第一 Gl和第二擋位G2之間的至少ー個(gè)中間擋位級，每個(gè)中間級的最高發(fā)動(dòng)機(jī)速度和之前的中間級的最聞發(fā)動(dòng)機(jī)速度一樣聞，或比它聞。上面描述的系統(tǒng)也可以根據(jù)上面的方法的多個(gè)實(shí)施方式修改。本發(fā)明還涉及ー種機(jī)動(dòng)車輛I，例如卡車或公共汽車，其包括至少ー個(gè)上述系統(tǒng)。圖5示意性地描述形成按照本發(fā)明的系統(tǒng)的一部分的控制單元110。控制單元110包括可以采取大致任何適當(dāng)類型的處理器或微型計(jì)算機(jī)的計(jì)算單元111，例如用于數(shù)字信號(hào)處理的電路(數(shù)字信號(hào)處理器，DSP)或具有預(yù)定的特定功能的電路(特定用途集成電路，ASIC)。計(jì)算單元111連接至結(jié)合在控制單元110中并使計(jì)算單元111具有例如計(jì)算單元111需要的以能夠執(zhí)行計(jì)算的存儲(chǔ)的程序代碼和/或存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器單元112。計(jì)算單元111也適于將部分的或最終的計(jì)算結(jié)果存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器單元112中?？刂茊卧?10還具有分別用于接收輸入信號(hào)和發(fā)送輸出信號(hào)的裝置113、114、115、116。這些輸入和輸出信號(hào)可以包括微波、脈沖或信號(hào)接收裝置113、116可以檢測為信息并且可以轉(zhuǎn)化為可由計(jì)算單元111處理的信號(hào)的其它特性。然后，計(jì)算單元111具有這些信號(hào)。信號(hào)發(fā)送裝置114、115適于轉(zhuǎn)化從計(jì)算単元111接收的信號(hào)，以便例如通過調(diào)節(jié)該信號(hào)產(chǎn)生可以傳遞至系統(tǒng)的其它部件的用于防止雙擋位改變的輸出信號(hào)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，前述計(jì)算機(jī)可以采取計(jì)算單元111的形式，并且前述存儲(chǔ)器可以采取存儲(chǔ)器單元112的形式。與用于分別接收輸入信號(hào)或發(fā)送輸出信號(hào)的裝置的連接中的每ー個(gè)可以采取下面的ー種或多種形式電纜、數(shù)據(jù)總線，例如CAN (控制器局域網(wǎng)絡(luò))總線、MOST (媒體導(dǎo)向系統(tǒng)傳輸)總線或某些其它的總線構(gòu)造、或無線連接。圖I中的連接70、80、90、100也可以采取這些電纜、總線或無線連接中的ー種或多種形式。
最后，本發(fā)明未限制于上面描述的實(shí)施方式，而是涉及并包括所附的獨(dú)立權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)的全部實(shí)施方式。
權(quán)利要求
1.一種用于控制齒輪箱的方法，所述齒輪箱(20)將安裝在機(jī)動(dòng)車輛(I)中，其特征在于，所述方法包括實(shí)現(xiàn)所述齒輪箱(20)的從第一擋位(Gl)到第二擋位(G2)的降擋，對于第ー擋位，所述車輛(I)的加速度a是負(fù)的，對于第二擋位，加速度a是正的或大致等于0，所述降擋包括所述第一擋位(Gl)和第二擋位(G2)之間的至少ー個(gè)中間擋位級，在ー個(gè)中間擋位級處用于使擋位改變的發(fā)動(dòng)機(jī)速度比在之前的中間擋位級處用于使擋位改變的發(fā)動(dòng)機(jī)速度高。
2.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，每個(gè)中間擋位級持續(xù)比閾值Ti長的時(shí)間。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述閾值Ti用作確定包括在所述第一擋位(Gl)和中間擋位級之間、和/或兩個(gè)連續(xù)的中間級之間、和/或中間級和所述第二擋位(G2)之間的擋位改變中的擋位級的數(shù)量的參數(shù)。
4.如權(quán)利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述閾值Ti用作用于確定所述第一擋位(Gl)和所述第二擋位(G2)之間的中間擋位級的數(shù)量的參數(shù)。
5.如權(quán)利要求2-4中的任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述閾值Ti對于每個(gè)中間擋位級是特定的。
6.如權(quán)利要求2-5中的任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述閾值Ti在1-15秒的范圍內(nèi)。
7.如權(quán)利要求2-6中的任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，當(dāng)前中間擋位級持續(xù)與緊隨的中間擋位級相同的時(shí)間量。
8.如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其特征在干，當(dāng)實(shí)現(xiàn)所述降擋時(shí)，所述第一擋位(Gl)中的發(fā)動(dòng)機(jī)速度Oei用作輸入?yún)?shù)。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述第一擋位(Gl)中的所述發(fā)動(dòng)機(jī)速度Coei是當(dāng)所述車輛(I)的加速度a在所述第一擋位(Gl)中變成負(fù)的時(shí)所述車輛(I)呈現(xiàn)的發(fā)動(dòng)機(jī)速度。
10.如權(quán)利要求8或9所述的方法，其特征在于，所述第一擋位(Gl)中的所述發(fā)動(dòng)機(jī)速度是所述第一擋位(Gl)中的最高發(fā)動(dòng)機(jī)速度。
11.如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，每個(gè)中間擋位級處的最高發(fā)動(dòng)機(jī)速度與之前的中間擋位級處的最高發(fā)動(dòng)機(jī)速度ー樣高，或比所述之前的中間擋位級處的最高發(fā)動(dòng)機(jī)速度高。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述每個(gè)中間擋位級處的最高發(fā)動(dòng)機(jī)速度取比所述之前的中間擋位級處的最高發(fā)動(dòng)機(jī)速度高Pi的值，Pi是參數(shù)值。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述每個(gè)中間擋位級處的最高發(fā)動(dòng)機(jī)速度和所述之前的中間擋位級處的最高發(fā)動(dòng)機(jī)速度之間的關(guān)系由〃 4hl=f4+Pi表達(dá)，其中，(οι1是所述每個(gè)中間擋位級處的最高發(fā)動(dòng)機(jī)速度，《4是所述之前的中間擋位級處的最高發(fā)動(dòng)機(jī)速度。
14.如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述第一擋位(Gl)和中間擋位級之間、和/或兩個(gè)連續(xù)的中間擋位級之間、和/或中間擋位級和所述第二擋位(G2 )之間的擋位改變包括ー個(gè)或多個(gè)擋位級。
15.一種計(jì)算機(jī)程序，其包括程序代碼并且當(dāng)在計(jì)算機(jī)中執(zhí)行所述程序代碼時(shí)使得所述計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的任ー種方法。
16.一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其包括計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)和如權(quán)利要求15所述的計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序包含在所述計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中，所述介質(zhì)在包括ROM (只讀存儲(chǔ)器)、PROM (可編程ROM)、EPROM (可擦除PROM)、閃速存儲(chǔ)器、EEPROM (可電擦除PR0M)和硬盤單元的范疇內(nèi)。
17.ー種用于控制齒輪箱(20)的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括至少ー個(gè)將控制機(jī)動(dòng)車輛(I)中的齒輪箱(20)的控制單元，其特征在于，所述系統(tǒng)適于實(shí)現(xiàn)所述齒輪箱(20)的從第一擋位(Gl)到第二擋位(G2)的降擋，對于第一擋位，所述車輛(I)的加速度a是負(fù)的，對于第二擋位，加速度a是正的或等于0，所述降擋包括所述第一擋位(Gl)和第二擋位(G2)之間的至少ー個(gè)中間擋位級，每個(gè)中間擋位級處的最高發(fā)動(dòng)機(jī)速度與之前的中間擋位級處的最高發(fā)動(dòng)機(jī)速度一祥高，或比所述之前的中間擋位級的最高發(fā)動(dòng)機(jī)速度高。
18.ー種機(jī)動(dòng)車輛(1)，其例如為卡車或公共汽車，所述機(jī)動(dòng)車輛(I)包括至少ー個(gè)如權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于控制齒輪箱的方法，該齒輪箱(20)將安裝在機(jī)動(dòng)車輛(1)中，該方法實(shí)現(xiàn)所述齒輪箱(20)的從第一擋位(G1)到第二擋位(G2)的降擋，對于第一擋位，所述車輛(1)的加速度a是負(fù)的，對于第二擋位，加速度a是正的或大致等于0，該降擋包括所述第一擋位(G1)和第二擋位(G2)之間的至少一個(gè)中間擋位級，在一個(gè)中間擋位級處用于使擋位改變的發(fā)動(dòng)機(jī)速度比在之前的中間擋位級處用于使擋位改變的發(fā)動(dòng)機(jī)速度高。本發(fā)明還涉及一種系統(tǒng)、機(jī)動(dòng)車輛、計(jì)算機(jī)程序和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。
文檔編號(hào)B60W30/18GK102686915SQ201080046327
公開日2012年9月19日 申請日期2010年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月14日
發(fā)明者F·斯瓦特林, M·沃格貝里 申請人:斯堪尼亞商用車有限公司