專利名稱：驅(qū)動(dòng)車輛的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于控制被連接到內(nèi)燃機(jī)的變速器的方法和系統(tǒng)。特別地，本法明涉及一種用于控制在減小對(duì)驅(qū)動(dòng)車輛的輸出功率的需求的情況下能夠設(shè)定多種不同傳動(dòng)比的變速器的方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在驅(qū)動(dòng)諸如卡車、公共汽車等的重型車輛中，在車輛使用的活動(dòng)收益性方面，車輛經(jīng)濟(jì)性已經(jīng)隨著時(shí)間的推移成為一個(gè)日益重要的因素。除了采購(gòu)成本外，包括重型車輛的例行運(yùn)行的主要成本，通常包括支付司機(jī)工資、維修和養(yǎng)護(hù)費(fèi)用以及用于驅(qū)動(dòng)所述車輛的燃料費(fèi)用。 根據(jù)車輛的類型，不同因素的影響可能不同，但是燃料消耗通常是費(fèi)用的一個(gè)主要項(xiàng)目，并且由于重型車輛的使用成本(capacity utilisation)通常很高,涉及很大的燃料消耗量，減少燃料消耗的每一種可能方法對(duì)收益性都有積極的影響。在長(zhǎng)途行駛時(shí)，優(yōu)化燃料消耗尤其重要。為此目的，長(zhǎng)途車輛存在的特點(diǎn)是用于特定巡航速度的典型的發(fā)動(dòng)機(jī)巡航速度。典型的車輛巡航速度取決于地區(qū)和道路的類型，例如，可以是 80km/h,85km/h 或者 89km/h。一般對(duì)于重型車輛來(lái)說(shuō)，可以使用多種不同的傳動(dòng)系結(jié)構(gòu)，但是，因?yàn)樗緳C(jī)希望這種車輛對(duì)司機(jī)而言盡可能舒服地駕駛，這些車輛經(jīng)常配置有自動(dòng)操作變速器，因而用通常集成到車輛中的控制系統(tǒng)控制換擋。重型車輛中的自動(dòng)換擋系統(tǒng)常由控制系統(tǒng)控制的事實(shí)使使用一種控制布置成為可能(常應(yīng)用可能性)，藉此基于來(lái)自車輛駕駛員的指令部分地執(zhí)行發(fā)動(dòng)機(jī)和變速器的控制，而且在很大程度上有控制系統(tǒng)執(zhí)行發(fā)動(dòng)機(jī)和變速器的控制。為此原因，所述控制系統(tǒng)經(jīng)常也合并用于通過(guò)以盡可能燃料經(jīng)濟(jì)的方式盡可能影響換擋和檔位選擇來(lái)改善燃料消耗的功能。這個(gè)功能的一個(gè)實(shí)例是一種如下功能，即借助此功能，當(dāng)車輛在下坡路上行駛時(shí)，在不需要轉(zhuǎn)矩貢獻(xiàn)來(lái)維持車輛的速度時(shí)，車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)與其傳動(dòng)輪斷開(kāi)。例如，當(dāng)司機(jī)按下油門(mén)踏板或者制動(dòng)踏板時(shí)，車輛的傳動(dòng)系隨后重新連接。盡管上述斷開(kāi)功能在多數(shù)情況下可以很好地工作，但是仍然存在能夠進(jìn)一步減少由內(nèi)燃機(jī)提供驅(qū)動(dòng)力的車輛的燃料消耗的情況。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種用于控制車輛變速器的方法，借助于所述方法能夠減少車輛的燃料消耗。利用根據(jù)權(quán)利要求I的方法達(dá)到這個(gè)目的。本發(fā)明涉及一種用于控制被連接到內(nèi)燃機(jī)并且能夠設(shè)置多種不同傳動(dòng)比的車輛變速器的方法。當(dāng)所述車輛以低傳動(dòng)比行駛并且發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速低于對(duì)所述低傳動(dòng)比達(dá)到轉(zhuǎn)矩平穩(wěn)狀態(tài)時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，在減小對(duì)驅(qū)動(dòng)所述車輛的輸出功率的需求的情況下，所述方法包括-確定所述車輛的速度參數(shù)，-當(dāng)所述速度參數(shù)滿足第一標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，將所述變速器轉(zhuǎn)換到比所述低傳動(dòng)比更高的傳動(dòng)比。這提供的優(yōu)點(diǎn)是，所述車輛能夠以超速檔行駛直到所述速度參數(shù)滿足第一標(biāo)準(zhǔn)，藉此在發(fā)生向下?lián)Q擋到較高傳動(dòng)比(低檔)之前，允許發(fā)生盡可能長(zhǎng)或者認(rèn)為適當(dāng)?shù)谋M可能長(zhǎng)地以超速檔行駛。所述速度參數(shù)可以例如是所述車 輛速度的導(dǎo)數(shù)，即所述車輛的加速度，在這種情況下，當(dāng)所述加速度(正的或者負(fù)的)偏離閾值或者參考值時(shí)，可以例如發(fā)生變速。作為選擇，所述速度參數(shù)例如可以是所述車輛的速度，在這種情況下，可以允許一定的速度偏離，例如速度減小。例如，當(dāng)所述速度減小達(dá)到閾值時(shí)可以進(jìn)行換擋。在所述車輛行駛過(guò)程中，發(fā)動(dòng)機(jī)也可能被布置成貢獻(xiàn)適當(dāng)?shù)尿?qū)動(dòng)力達(dá)到所述發(fā)動(dòng)機(jī)以此時(shí)它的速度能夠傳遞的所述(減小的)驅(qū)動(dòng)力(輸出功率)，以便藉此增加所述超速檔的使用容量。例如，在下坡路上，所述車輛可以用嚙合的超速檔驅(qū)動(dòng)，這將會(huì)引起減少對(duì)輸出功率的需求，因此，需要來(lái)自所述發(fā)動(dòng)機(jī)的貢獻(xiàn)以能夠維持所述車輛的速度，或者所述車輛可以被盡量長(zhǎng)地驅(qū)動(dòng)但其速度不會(huì)偏離所述參考速度太遠(yuǎn)。在速度減小沒(méi)有變得太大，或者直到所述速度減小到上述閾值時(shí)，本發(fā)明也可以用于通過(guò)牽引發(fā)動(dòng)機(jī)的所述車輛的驅(qū)動(dòng)，也就是說(shuō)，通過(guò)關(guān)閉燃料噴射并因此沒(méi)有燃料消耗，所述發(fā)動(dòng)機(jī)被所述車輛“牽引”。與在高發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)的牽引相比，在低發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)的牽引提供的優(yōu)點(diǎn)是減小其制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。向上變換檔位到所述低傳動(dòng)比(超速檔)和從所述低傳動(dòng)比(超速檔)向下變換檔位可以布置成通過(guò)預(yù)測(cè)適當(dāng)換擋時(shí)機(jī)的功能至少部分地被控制，例如，通過(guò)確定車輛前面的道路地形來(lái)最佳可能地利用所述超速檔(低傳動(dòng)比)。本發(fā)明的其他特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)由下面闡明的實(shí)施例的實(shí)例和附圖的詳細(xì)描述顯示出來(lái)。


圖Ia描繪本發(fā)明可有利地使用于其中的車輛傳動(dòng)系；圖Ib描繪車輛控制系統(tǒng)中的控制單元的實(shí)例；圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的實(shí)例說(shuō)明用于控制變速器的方法的實(shí)例的流程圖；圖3用超速運(yùn)行范圍的指示限制描繪發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩曲線；以及圖4描繪作為發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的函數(shù)的發(fā)動(dòng)機(jī)中的摩擦力損耗。
具體實(shí)施例方式術(shù)語(yǔ)超速檔通常是指變速器的輸入軸比發(fā)動(dòng)機(jī)軸旋轉(zhuǎn)得更快的檔位。然而，在下面闡述的描述和權(quán)利要求中，術(shù)語(yǔ)超速檔僅限于表示這樣的檔位，即在該檔中，車輛以它的巡航速度行駛，但發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速低于對(duì)該檔達(dá)到轉(zhuǎn)矩平穩(wěn)狀態(tài)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩。這意味著在該檔時(shí)不可獲得最大轉(zhuǎn)矩，致使除非在減小對(duì)驅(qū)動(dòng)力需求的情況下，該檔不可以被使用。
圖Ia描繪根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的實(shí)例的重型車輛100中的傳動(dòng)系的實(shí)例，重型車輛100例如是卡車、公共汽車等。圖Ia中示意性地描繪的車輛100包括唯一的一根具有傳動(dòng)輪113，114的輪軸，但是本發(fā)明也可適用于具有不止一根配置有傳動(dòng)輪的輪軸的車輛中。所述傳動(dòng)系包括內(nèi)燃機(jī)101，內(nèi)燃機(jī)101以常規(guī)的方式經(jīng)過(guò)內(nèi)燃機(jī)101的輸出軸102，通常通過(guò)飛輪(未描繪)，經(jīng)過(guò)離合器106連接到自動(dòng)操作的變速器103。然而，大多數(shù)使用在農(nóng)業(yè)或者高速公路上的重型車輛通常在傳統(tǒng)意義上不配置自 動(dòng)變速器，而是具有由控制系統(tǒng)控制換擋的“手動(dòng)”變速器。這部分因?yàn)槭謩?dòng)變速器基本上制造更便宜，也是由于它們較高的效率以及因此較低的燃料消耗。所述實(shí)施例中描繪的離合器106的形式采用傳統(tǒng)類型，也就是圓盤(pán)式的自動(dòng)控制的離合器。由所述車輛的控制系統(tǒng)控制所述離合器的斷開(kāi)/閉合。在手動(dòng)離合器中也經(jīng)常是這種情況，因而在換擋過(guò)程中，在所述車輛已經(jīng)啟動(dòng)后利用閉合的離合器通過(guò)所述發(fā)動(dòng)機(jī)的適當(dāng)控制來(lái)進(jìn)行換擋?，F(xiàn)代車輛中的控制系統(tǒng)通常包括通信總線系統(tǒng)，所述通信總線系統(tǒng)包括一個(gè)或者多個(gè)用于將多個(gè)電子控制單元(ECUs)或者控制器以及位于所述車輛上的各種部件連接在一起的通信總線。這種控制系統(tǒng)可以包括大量的控制單元，并且具體功能的職責(zé)可以分配在它們中的兩個(gè)或者多個(gè)所述控制單元之間。為了簡(jiǎn)單起見(jiàn)，圖Ia只描繪了兩個(gè)這種電子控制單元115，116，在這個(gè)實(shí)施例中，它們分別控制發(fā)動(dòng)機(jī)101和離合器106 (在具有自動(dòng)控制離合器的情況中)以及變速器103 (發(fā)動(dòng)機(jī)、變速器和離合器中的兩個(gè)或者多個(gè)可選擇地布置成僅僅由一個(gè)控制單元控制)。由所述控制單元控制發(fā)動(dòng)機(jī)、離合器以及變速器的控制通常依賴于來(lái)自其中另一個(gè)的信號(hào)還有來(lái)自其他控制單元的信號(hào)。所描繪的所述類型的控制單元通常適用于接收來(lái)自所述車輛的不同部分的傳感器信號(hào)，例如來(lái)自變速器、發(fā)動(dòng)機(jī)、離合器和/或所述車輛的其它控制單元或者部件。所述控制單元進(jìn)一步適用于將控制信號(hào)輸送到所述車輛的不同部分或者部件，例如發(fā)動(dòng)機(jī)、離合器和變速器，以用于它們的控制。本發(fā)明可以用上述任意控制單元執(zhí)行，或者用在所述車輛的控制系統(tǒng)中適用的其它控制單元執(zhí)行。所述車輛的不同部分和部件的控制，例如檔位選擇，經(jīng)常由程序指令管理。這些程序指令一般采取計(jì)算機(jī)程序的形式，當(dāng)所述程序在計(jì)算機(jī)或者控制單元上執(zhí)行時(shí)，所述程序使所述計(jì)算機(jī)/控制單元實(shí)現(xiàn)控制動(dòng)作的需要形式，例如，根據(jù)本發(fā)明的方法步驟。所述計(jì)算機(jī)程序通常采取計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品109的形式，計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品109存儲(chǔ)在與控制單元結(jié)合的或者控制單元中的數(shù)字存儲(chǔ)介質(zhì)121上(參見(jiàn)圖Ib),例如ROM (只讀存儲(chǔ)器)、PROM (可編程的只讀存儲(chǔ)器)、EPROM (可擦的可編程的只讀存儲(chǔ)器)、閃存、EEPROM(電可擦的可編程只讀存儲(chǔ)器)、硬盤(pán)單元等等，并且由所述控制單元執(zhí)行。這樣，在具體情況下能夠通過(guò)改變所述計(jì)算機(jī)程序的指令調(diào)整所述車輛的行為。圖Ib示意性地描繪了控制單元(控制單元115)的一個(gè)實(shí)例，控制單元可以包括計(jì)算單元120，計(jì)算單元120基本上可以采取任何適用類型的處理器或者微型計(jì)算機(jī)，例如，數(shù)據(jù)信號(hào)處理電路(數(shù)字信號(hào)處理器，DSP)，或者具有預(yù)定專用功能的電路(專用集成電路，ASIC)。計(jì)算單元120連接到存儲(chǔ)單元121，存儲(chǔ)單元121位于控制單元115內(nèi)并且向計(jì)算單元120提供，例如，計(jì)算單元120需要的所述存儲(chǔ)的程序代碼和/或存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)以便能夠執(zhí)行計(jì)算。計(jì)算單元120也適用于在存儲(chǔ)單元120中存儲(chǔ)部分或者最終計(jì)算結(jié)果。
控制單元115還配置有用于接收和發(fā)送輸入和輸出信號(hào)的裝置122，123，124，125。這些輸入和輸出信號(hào)可以包括波形、脈沖或者輸入信號(hào)接收裝置122，125能夠作為信息探測(cè)到的并且能夠轉(zhuǎn)換成由計(jì)算單元120可處理的信號(hào)的其它屬性。輸出信號(hào)發(fā)送裝置123，124適用于轉(zhuǎn)換從計(jì)算單元120接收的信號(hào)以便，例如通過(guò)調(diào)制這些信號(hào)，產(chǎn)生輸出信號(hào)，所述輸出信號(hào)能 夠輸送到想要這些信號(hào)的所述車輛控制系統(tǒng)和/或部件/多個(gè)部件的其它部分。每個(gè)連接到用于接收和發(fā)送輸入和輸出信號(hào)的所述裝置的連接件的形式可以采用選自纜線、數(shù)據(jù)總線，例如CAN (控制器局域網(wǎng))總線、MOST (介質(zhì)導(dǎo)向系統(tǒng)傳輸)總線或者其它總線結(jié)構(gòu)，或者無(wú)線連接中的一種或者多種。車輛100還包括驅(qū)動(dòng)軸104、105，驅(qū)動(dòng)軸104，105連接到車輛100的傳動(dòng)輪113，114并由來(lái)自變速器103的輸出軸107經(jīng)過(guò)后傳齒輪108，例如傳統(tǒng)的差速器驅(qū)動(dòng)。在車輛100中所描繪的變速器103配置有至少一個(gè)超速檔，如上所述，它適用于在車輛巡航速度時(shí)具有低于該檔對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)矩平穩(wěn)狀態(tài)的一個(gè)運(yùn)行范圍。這意味著所述車輛通常不能用這種類型的嚙合的超速檔驅(qū)動(dòng)，因?yàn)樵谒鲞\(yùn)行點(diǎn)，所述發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速通常將會(huì)太低以致不能傳遞足夠的轉(zhuǎn)矩，并且此外，一旦需要增加驅(qū)動(dòng)力，所述發(fā)動(dòng)機(jī)就會(huì)降到較低轉(zhuǎn)速，在所述較低轉(zhuǎn)速可得到仍然不足的功率并且存在所述發(fā)動(dòng)機(jī)熄滅的風(fēng)險(xiǎn)。這種超速檔的目的替換為在輸出功率減小或者不需要輸出功率的條件下，使附加損失減小到最低，并因而使燃料消耗減小到最低。這被本發(fā)明所利用，并且在圖2中說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的方法的實(shí)施例的實(shí)例。圖2是顯示根據(jù)本發(fā)明的方法200的實(shí)例，在發(fā)動(dòng)機(jī)控制期間執(zhí)行步驟的流程圖。步驟201確定是否存在對(duì)輸出功率的低需求。如果在所述車輛當(dāng)時(shí)的速度驅(qū)動(dòng)所述車輛所需要的輸出功率低于閾值，通?？梢源_定這種低需求。如果所述車輛例如在下坡路上被驅(qū)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)所述車輛所需要的輸出功率減小，這是因?yàn)樵谙缕侣?與上坡路相對(duì))上地球的吸引力所產(chǎn)生的重力貢獻(xiàn)正(向前)的驅(qū)動(dòng)力分力，使得驅(qū)動(dòng)所述車輛所需要的來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率顯著減少或者甚至完全停止。因此，盡管所述低發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，通過(guò)超速檔可提取出的輸出功率(可用的轉(zhuǎn)矩)可在許多情況下足以能夠在不變速或者基本不變速時(shí)驅(qū)動(dòng)所述車輛。在這種情況下，步驟202，將變速器切換到超速檔，減少發(fā)動(dòng)機(jī)所需要的燃料，導(dǎo)致節(jié)約燃料，同時(shí)所述發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降到很低的值并且來(lái)自所述發(fā)動(dòng)機(jī)的噪聲水平也下降。圖3描繪了轉(zhuǎn)矩曲線和如上所述的超速檔的運(yùn)行范圍。發(fā)動(dòng)機(jī)速度nd表示在所述車輛達(dá)到巡航速度或者最大許可速度時(shí)所述發(fā)動(dòng)機(jī)的速度，具有最大值n1;因而所述發(fā)動(dòng)機(jī)在嚙合超速檔時(shí)在車輛巡航速度下將根本不會(huì)在所述轉(zhuǎn)矩平穩(wěn)狀態(tài)U1和n2之間的區(qū)域)上行駛，而是總是處于較低的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速并因而轉(zhuǎn)矩較低。因此，所述超速檔試圖使用在所述轉(zhuǎn)矩曲線的所述轉(zhuǎn)矩平穩(wěn)狀態(tài)下方的運(yùn)行點(diǎn)，并且所述運(yùn)行點(diǎn)nd原則上能夠轉(zhuǎn)移到n0 (發(fā)動(dòng)機(jī)能夠傳遞正的轉(zhuǎn)矩的點(diǎn))和Ii1之間的任何需要的點(diǎn)。在具有常規(guī)換擋的車輛中，所述變速器的傳動(dòng)比布置成使得在車輛巡航速度時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速將會(huì)在所述轉(zhuǎn)矩平穩(wěn)狀態(tài)的上部部分(即接近n2)，或者作為替代，在所述轉(zhuǎn)矩平穩(wěn)狀態(tài)的中間(在H1和n2之間的中間)以便達(dá)到良好的操縱性能。所述車輛的巡航速度可以根據(jù)地區(qū)法規(guī)或道路類型而改變，但例如，可以是80km/h，85km/h,或者89km/h。
所述轉(zhuǎn)矩T和所述輸出功率P彼此由公式相聯(lián)系P=Tco(I)其中，《表示所述發(fā)動(dòng)機(jī)的角速度，即2 60/rpm(其中，rpm=發(fā)動(dòng)機(jī)每分的轉(zhuǎn)數(shù))，這個(gè)公式意味著能夠從所述發(fā)動(dòng)機(jī)在達(dá)到所述速度Ii1的區(qū)域中抽取的所述輸出功率P被限制到比所述發(fā)動(dòng)機(jī)能夠傳遞的最大值低的值，這是因?yàn)樗霭l(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和由所述發(fā)動(dòng)機(jī)可傳遞的所述最大轉(zhuǎn)矩較低。因此，當(dāng)嚙合所述超速檔時(shí)限制來(lái)自所述發(fā)動(dòng)機(jī)的所述輸出功率。如果所述車輛例如以80km/h的巡航速度被驅(qū)動(dòng)，控制單元115 (或者116)確定存在對(duì)輸出功率的低需求，例如通過(guò)確定所述車輛的行駛阻力，能夠嚙合所述超速檔，導(dǎo)致所述發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)約燃料。所述行駛阻力此時(shí)能夠從已知所述車輛的行駛速度、所述發(fā)動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩、所述車輛的構(gòu)造以及其它環(huán)境數(shù)據(jù)計(jì)算。所述行駛阻力是逆風(fēng)、順風(fēng)、滾動(dòng)阻力、車輛內(nèi)的摩擦力和能量消耗，以及使所述車輛加速/制動(dòng)并因而能夠用于表示道路坡度的重力的合力的總代表。當(dāng)所述超速檔如上所述那樣進(jìn)行嚙合時(shí)，所述發(fā)動(dòng)機(jī)將在低于圖2中所描繪的轉(zhuǎn)矩平穩(wěn)狀態(tài)的范圍內(nèi)低速運(yùn)行，即處于低于Ii1的速度。例如，如果所述輸出功率低于特定的閾值，所需要的輸出功率可以認(rèn)為是低的。所述閾值例如可以是所述最大輸出功率的比例，例如10%至15%，或者是當(dāng)超速行駛時(shí)所述最大可用的輸出功率的比例。根據(jù)此時(shí)驅(qū)動(dòng)所述車輛所需要的輸出功率，只要所需要的輸出功率不超過(guò)所述發(fā)動(dòng)機(jī)此時(shí)在它的速度下能夠傳遞的最大輸出功率，所述發(fā)動(dòng)機(jī)能夠貢獻(xiàn)出所需要的輸出功率。例如，所述車輛可以以嚙合超速檔地行駛在下坡路上，這將導(dǎo)致減少需要的輸出功率， 但是所述下坡路沒(méi)有陡峭到足夠使得所述車輛能夠純粹由重力加速/維持速度，在這種情況下，需要來(lái)自所述發(fā)動(dòng)機(jī)的一定貢獻(xiàn)，例如，10至15kW，用于維持或者大致維持所述車輛的速度。在嚙合超速檔時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)能夠傳遞多少輸出功率取決于所述運(yùn)行點(diǎn)nd在Iitl和Ii1之間的區(qū)域中何處，這是因?yàn)樗鲛D(zhuǎn)矩(并因而如上所述的輸出功率)隨著發(fā)動(dòng)機(jī)速度此時(shí)在所述運(yùn)行范圍內(nèi)顯著變化。代替所述發(fā)動(dòng)機(jī)傳遞能量，如果所述車輛的行駛阻力是負(fù)的，即如果所述車輛行駛在下坡路上使得它的速度維持或者大體上維持而不需要給發(fā)動(dòng)機(jī)供給燃料，一種替代的可能性是因?yàn)樗霭l(fā)動(dòng)機(jī)將被“牽引”，關(guān)閉燃料噴射，因此沒(méi)有燃料消耗。在低發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速時(shí)牽引所述發(fā)動(dòng)機(jī)也提供的優(yōu)點(diǎn)是，當(dāng)所述傳動(dòng)系關(guān)閉時(shí)所述發(fā)動(dòng)機(jī)施加到所述傳動(dòng)軸上的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩將遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于在較高的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速時(shí)的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。這在圖4中以內(nèi)燃機(jī)為實(shí)例進(jìn)行舉例說(shuō)明，在圖中發(fā)動(dòng)機(jī)摩擦力相對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行繪制。所述發(fā)動(dòng)機(jī)摩擦力至少部分地取決于軸承和滑動(dòng)表面中的摩擦力，并且取決于通過(guò)所述發(fā)動(dòng)機(jī)的泵送空氣、燃料以及水消耗的能量。如從所述圖中可以看出，發(fā)動(dòng)機(jī)施加的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩在約1800rpm (250Nm)時(shí)幾乎是在600rpm (130Nm)時(shí)的兩倍。因?yàn)樗霭l(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率取決于它的轉(zhuǎn)矩和速度，然而，制動(dòng)輸出功率的差異將會(huì)更大(47kW與8kW相比)。因此，在較低發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速時(shí)牽引所述發(fā)動(dòng)機(jī)能夠在沒(méi)有燃料消耗的條件下具有較低制動(dòng)阻力地驅(qū)動(dòng)所述車輛，并且因此在再次需要正轉(zhuǎn)矩以驅(qū)動(dòng)所述車輛之前可以滾動(dòng)較長(zhǎng)的距離。
如上面所提到的，在這種情況下的一種替代解決方案是因?yàn)樗霭l(fā)動(dòng)機(jī)完全從所述傳動(dòng)軸斷開(kāi)，因而所述發(fā)動(dòng)機(jī)根本沒(méi)有施加制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，滾動(dòng)阻力也更小。然而，這種解決方案的確涉及一直消耗燃料以便保持所述發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行的缺點(diǎn)。返回圖2，當(dāng)嚙合所述超速檔時(shí)，所述方法移動(dòng)到步驟203，步驟203確定所述車輛的速度參數(shù)是否滿足第一標(biāo)準(zhǔn)。這可以例如采取確定發(fā)動(dòng)機(jī)行駛速度此時(shí)是否偏離參考速度HMf的形式。這可以例如通過(guò)確定相對(duì)于所述參考速度Href的速度變化是否大于或者等于閾值Hthres完成。Httoes可以例如是所述參考速度H,ef的百分比，例如1%，2%或者5%。所述閾值可以是絕對(duì)值，即不考慮所述速度差值是否增大或者減小，或者所述速度差值可以例如僅僅減小。所述閾值也可以例如是實(shí)際的速度差值，例如，lkm/h,2km/h或者 5km/h?？商娲?，所述速度參數(shù)可以例如是所述車輛的行駛速度的導(dǎo)數(shù)，在這種情況下，所述速度變化(所述導(dǎo)數(shù))可以與閾值或者參考值相比較。 如果所述車輛的速度與所述參考速度HMf的差值不超過(guò)所述差值，或者例如，如果所述導(dǎo)數(shù)的絕對(duì)值不超過(guò)閾值或者偏離參考值大于特定數(shù)值，所述處理移動(dòng)到嚙合超速檔的步驟204。步驟204確定是否存在使所述車輛不再用嚙合的超速檔行駛的其它原因。如果不存在這種情況，所述處理返回步驟203，否則其移動(dòng)到步驟205。相反地，如果在步驟203處的所述速度差值超過(guò)所述閾值Httoes或者如果所述導(dǎo)數(shù)超過(guò)閾值或者偏離所述參考值大于特定數(shù)值，所述處理移動(dòng)到步驟205，在步驟205中，所述變速器換檔到較低檔(較高的傳動(dòng)比)以便獲得更多的可用驅(qū)動(dòng)力并且藉此能夠再次加速所述車輛到較高的速度，或者可替代地，完全根據(jù)圖4，向下?lián)Q檔造成能夠用于所述車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)的更大牽弓I阻力。也能夠確定所述車輛的速度是否高于或者低于所述參考速度HMf。如果所述車輛的速度較低，也就是說(shuō)，如果所述車輛的速度向下偏離大于閾值Hthres,能夠(在未描述的步驟中)確定是否能夠在仍然嚙合超速檔時(shí)從所述發(fā)動(dòng)機(jī)獲得進(jìn)一步的輸出功率。如果處于這種情況，所述輸出功率增加并且所述處理返回到步驟203。相反，如果在嚙合超速檔時(shí)沒(méi)有進(jìn)一步的輸出功率可用，所述處理移動(dòng)到步驟205。速度減小可以是例如由于所述下坡路達(dá)到平穩(wěn)或者甚至變成上坡路。如果再次減小對(duì)驅(qū)動(dòng)力的需求，所述處理則返回到步驟201以便再次能夠變回到超速檔。
如果所述車輛的速度超過(guò)所述參考速度(大于所述閾值Hthres),所述處理能夠移動(dòng)到施加制動(dòng)轉(zhuǎn)矩的步驟(未描述)，在所述步驟中，例如通過(guò)使用所述車輛的主制動(dòng)器，或者通過(guò)使用如排氣制動(dòng)、減速制動(dòng)等，其中，所述處理返回步驟203，在步驟203中，所述車輛的速度再次與參考速度相比較。在圖2中描述的所述處理也包括高級(jí)的處理，步驟204。這使得能夠連續(xù)地監(jiān)測(cè)是否存在其它原因需要增加發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率。例如，當(dāng)滿足下面的任何標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，可以發(fā)生將檔換到較低檔(較高的傳動(dòng)比)，即車輛速度增加到設(shè)定巡航控制功能的水平，車輛司機(jī)移動(dòng)油門(mén)踏板或者制動(dòng)踏板，車輛加速超過(guò)設(shè)定的速度。上面使用行駛阻力來(lái)確定是否存在減小對(duì)驅(qū)動(dòng)力的需求。根據(jù)實(shí)施例的替代實(shí)例，利用所述車輛前面道路的數(shù)據(jù)確定減小的輸出功率是否足以驅(qū)動(dòng)所述車輛。例如，可以使用來(lái)自預(yù)見(jiàn)(LA)功能的數(shù)據(jù)確定是否需要減小的輸出功率。如果控制單元115和/或116具有訪問(wèn)關(guān)于所述車輛前面的道路的地形數(shù)據(jù)的通道，例如，來(lái)自車輛導(dǎo)航系統(tǒng)或者來(lái)自LA功能的數(shù)據(jù)，可以使用這些數(shù)據(jù)確定是否存在對(duì)驅(qū)動(dòng)力的低需求。例如，關(guān)于道路坡度的信息可以通過(guò)所述LA功能獲得。然后可以利用這些數(shù)據(jù)來(lái)確定是否需要輸出功率或者是否 馬上需要輸出功率。這樣，在步驟201不僅能夠確定是否存在對(duì)輸出功率的減小的需求，而且也能夠確定是否馬上將存在對(duì)輸出功率的減小的需求。這樣，能夠在最佳時(shí)間嚙合所述超速檔而不需要任何監(jiān)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)信號(hào)以便確定存在對(duì)輸出功率的低需求。例如，可以在所述車輛到達(dá)山頂之前已經(jīng)安排嚙合所述超速檔，例如如果已經(jīng)能夠提前確定所述車輛將在何種情況下都在隨后的下坡路上加速到最大許可的速度。類似地，如果由所述車輛的LA功能確定所處車輛接近上坡路，在實(shí)際增加對(duì)輸出功率的需求之前可以實(shí)現(xiàn)向下?lián)Q檔。在上面已經(jīng)相對(duì)于常規(guī)變速器描述了本發(fā)明。但是，本發(fā)明也可應(yīng)用在其它類型的變速器的情況，例如，CVT (無(wú)級(jí)變速器)變速器，只要所述車輛能夠以如下傳動(dòng)比行駛，即在該傳動(dòng)比時(shí)，當(dāng)所述車輛巡航時(shí)，所述車輛以低于該傳動(dòng)比的轉(zhuǎn)矩平穩(wěn)狀態(tài)對(duì)應(yīng)的最低速度的發(fā)動(dòng)機(jī)速度行駛。除了上述優(yōu)點(diǎn)，本發(fā)明還具有更大的優(yōu)點(diǎn)。上述類型的車輛通常具有廢氣凈化系統(tǒng)以便減少來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)的排放。但是，這些廢氣凈化系統(tǒng)通常需要一定的最低溫度，例如200°C，以便起到需要的功能。被牽引的(即沒(méi)有燃料供給)發(fā)動(dòng)機(jī)不傳遞熱的廢氣以便維持在所述廢氣凈化系統(tǒng)中的溫度。相反，經(jīng)過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)一直泵入空氣，并且這些相對(duì)冷的空氣將會(huì)冷卻所述廢氣凈化系統(tǒng)。這種冷卻直接與流經(jīng)所述發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣量相關(guān)。在牽引過(guò)程中，使用所述超速檔以在盡可能低的速度運(yùn)行所述發(fā)動(dòng)機(jī)，減少所述空氣量，因此，也減少所述廢氣凈化系統(tǒng)的冷卻，所述廢氣凈化系統(tǒng)需要補(bǔ)充的熱也少。但是，本發(fā)明提供了另一優(yōu)點(diǎn)。如上所解釋的，所述廢氣凈化系統(tǒng)中的溫度保持在至少一定的水平以便確保所述系統(tǒng)能夠運(yùn)行良好，這對(duì)廢氣凈化是非常重要的。盡管在如上的超速檔中的牽引導(dǎo)致流經(jīng)所述發(fā)動(dòng)機(jī)的冷空氣較少，并且因此導(dǎo)致冷卻變慢，但是例如在長(zhǎng)的下坡行駛中，仍然可能發(fā)生所述廢氣凈化系統(tǒng)的溫度下降到不希望的低水平并且因此需要升溫。當(dāng)在根據(jù)本發(fā)明的超速檔中行駛時(shí)很容易實(shí)現(xiàn)這個(gè)溫度升高。如上所述解釋的，P=Tco。這意味著要產(chǎn)生一定的輸出功率，在較低的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速時(shí)必需生成較大的轉(zhuǎn)矩。因此，必需比在較高的轉(zhuǎn)速時(shí)噴射入更大量的燃料以便達(dá)到需要的轉(zhuǎn)矩，進(jìn)而達(dá)到輸出功率。這更大量的燃料導(dǎo)致較高的廢氣溫度，升高所述廢氣凈化系統(tǒng)中的溫度，有助于更有效的后處理。這在超速行駛時(shí)仍然需要一定的輸出功率以使所述車輛不失去動(dòng)量的情況下是尤其有利的。由于所述低發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，所述氣體流量小也意味著所述發(fā)動(dòng)機(jī)的效率將會(huì)是高的，這個(gè)事實(shí)使得所述廢氣凈化系統(tǒng)能夠以成本適宜的方式升溫。因此，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在超速行駛時(shí)傳遞的輸出功率不僅可以由對(duì)驅(qū)動(dòng)力的需求控制，而且也可以由對(duì)所述廢氣凈化系統(tǒng)升溫的需求來(lái)控制，藉此排除其它的、低成本效益的升溫措施。迄今為止，所述車輛的速度已經(jīng)用絕對(duì)的術(shù)語(yǔ)描述過(guò)了，但是需要指出的是，它也可以用其它方式描述，例如通過(guò)確定所述車輛的總動(dòng)能，這可以由所述車輛的控制系統(tǒng)完成。這種類型的速度表示認(rèn)為被包括本發(fā)明的描述和權(quán)利要求的所述術(shù)語(yǔ)“(車輛)(行駛)速度”中，并且因此也由所附的權(quán)利要求覆蓋。如上所述提到的，在下坡路上，當(dāng)不需要轉(zhuǎn)矩貢獻(xiàn)以便維持所述車輛的速度時(shí)，所述車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)可以與其傳動(dòng)輪斷開(kāi)。本發(fā)明也可以與這個(gè)步驟結(jié)合，在這種情況下，所述車輛在如上所述的超速檔中駕駛或者在所述發(fā)動(dòng)機(jī)斷開(kāi)所述車輛的傳動(dòng)輪下駕駛，這取決于認(rèn)為哪個(gè)更有利。 該解決方案在與本申請(qǐng)具有相同申請(qǐng)人和申請(qǐng)日的平行的瑞典專利申請(qǐng)“F0RFARANDEOCH SYSTEM for FRAMFORANDE AV ETT FORDON II”(申請(qǐng)?zhí)?0950971-2)中進(jìn)行了詳細(xì)描述。
權(quán)利要求
1.一種用于控制車輛變速器的方法，所述變速器連接到內(nèi)燃機(jī)并且能夠設(shè)定多個(gè)不同 的傳動(dòng)比，當(dāng)所述車輛以低傳動(dòng)比行駛并且處于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速低于對(duì)所述低傳動(dòng)比達(dá)到轉(zhuǎn)矩 平穩(wěn)狀態(tài)時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速時(shí)，在對(duì)驅(qū)動(dòng)所述車輛的輸出功率存在減小的需求的情況下，所 述方法包括-確定所述車輛的速度參數(shù)，-當(dāng)所述速度參數(shù)滿足第一標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，轉(zhuǎn)換所述變速器到比所述低傳動(dòng)比更高的傳動(dòng)比。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，通過(guò)比較所述車輛的速度與參考速度確定所述速度參數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，當(dāng)確定的所述速度偏離所述參考速度達(dá)到第一閾值時(shí)，所述變速器被設(shè)定到較高的傳 動(dòng)比。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的方法，其特征在于，當(dāng)確定的所述速度低于第一速度時(shí)，所述變速器被設(shè)定到較高的傳動(dòng)比。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，通過(guò)確定所述車輛的速度變化確定所述速度參數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，通過(guò)確定所述車輛的所述速度的導(dǎo)數(shù)來(lái)確定所述變化。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或者6所述的方法，其特征在于，當(dāng)所述速度變化偏離所述第一閾值時(shí)，所述變速器轉(zhuǎn)換到較高的傳動(dòng)比。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中的任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在確定存在或者在特定時(shí)間內(nèi)將會(huì)存在減小用于驅(qū)動(dòng)所述車輛的輸出功率的狀態(tài)的 基礎(chǔ)上，所述變速器被設(shè)定到所述低傳動(dòng)比。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中的任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述方法還包括-在確定存在或者在特定時(shí)間內(nèi)將會(huì)存在發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率低于用于驅(qū)動(dòng)所述車輛的 第二閾值時(shí)，所述變速器被轉(zhuǎn)換到所述低傳動(dòng)比。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，通過(guò)使用關(guān)于所述車輛前面的道路的坡度數(shù)據(jù)和/或關(guān)于所述車輛前面的道路的地 形數(shù)據(jù)完成存在或者在特定時(shí)間內(nèi)將會(huì)存在減小用于驅(qū)動(dòng)所述車輛的輸出功率的所述確定。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，通過(guò)使用發(fā)送到和/或來(lái)自于所述發(fā)動(dòng)機(jī)的控制信號(hào)完成存在或者在特定時(shí)間內(nèi)將 會(huì)存在減小用于驅(qū)動(dòng)所述車輛的輸出功率的所述確定。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至11中的任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述方法還包括連續(xù)監(jiān)測(cè)存在和/或?qū)?huì)存在對(duì)來(lái)自于所述發(fā)動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)力的需求， 并且如果存在和/或?qū)?huì)存在這種需求，將所述變速器轉(zhuǎn)換到較高的傳動(dòng)比。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至12中的任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述變速器的形式是包括多個(gè)不同檔位的變速器，并且轉(zhuǎn)換到較低/較高傳動(dòng)比采取 的形式是變換到較高/較低檔位。
14.根據(jù)權(quán)利要求1至13中的任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述低傳動(dòng)比采取的形式是為變速器設(shè)定如下檔位或者如下傳動(dòng)比，即在該檔或該傳 動(dòng)比中，所述車輛在它的巡航速度或者最大的許可速度行駛，而發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速處于低于對(duì)所 述檔位達(dá)到轉(zhuǎn)矩平穩(wěn)狀態(tài)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。
15.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，通過(guò)所述車輛的控制系統(tǒng)完成所述車輛的速度參數(shù)的確定，并且通過(guò)所述控制系統(tǒng)基 于所述速度參數(shù)確定將所述變速器設(shè)定到比所述低傳動(dòng)比更高的傳動(dòng)比的時(shí)機(jī)。
16.一種包括程序代碼的計(jì)算機(jī)程序，當(dāng)在計(jì)算機(jī)上執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)，所述計(jì)算 機(jī)程序使所述計(jì)算機(jī)應(yīng)用根據(jù)權(quán)利要求1至15中的任意一項(xiàng)所述的方法。
17.一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其包括計(jì)算機(jī)只讀介質(zhì)和根據(jù)權(quán)利要求16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)只讀介質(zhì)中。
18.一種用于控制車輛變速器的變速器控制系統(tǒng)，所述變速器連接到內(nèi)燃機(jī)并且能夠 設(shè)定多個(gè)不同的傳動(dòng)比，當(dāng)所述車輛以低傳動(dòng)比行駛并且處于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速低于對(duì)所述低傳 動(dòng)比達(dá)到轉(zhuǎn)矩平穩(wěn)狀態(tài)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速時(shí)，在減少對(duì)用于驅(qū)動(dòng)所述車輛的輸出功率的需求的 情況下，所述系統(tǒng)包括-用于確定所述車輛的速度參數(shù)的裝置，_當(dāng)所述速度參數(shù)滿足第一標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，用于將所述變速器轉(zhuǎn)換到比所述低比率更高的傳 動(dòng)比的裝置。
19.一種車輛，其包括權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于控制車輛變速器的方法，所述變速器連接到內(nèi)燃機(jī)并且能夠設(shè)定多個(gè)不同的傳動(dòng)比，當(dāng)所述車輛以低傳動(dòng)比行駛并且處于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速低于對(duì)所述低傳動(dòng)比達(dá)到轉(zhuǎn)矩平穩(wěn)狀態(tài)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速時(shí)，在減小對(duì)用于驅(qū)動(dòng)所述車輛的輸出功率的需求的情況下，所述方法包括-確定所述車輛的速度參數(shù)，-當(dāng)所述速度參數(shù)滿足第一標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，轉(zhuǎn)換所述變速器到比所述低傳動(dòng)比更高的傳動(dòng)比。
文檔編號(hào)B60W10/10GK102666242SQ201080056988
公開(kāi)日2012年9月12日 申請(qǐng)日期2010年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月17日
發(fā)明者A·延森, R·黑爾貝里 申請(qǐng)人:斯堪尼亞商用車有限公司