專利名稱：發(fā)動(dòng)機(jī)附加力矩和發(fā)動(dòng)機(jī)減速率的確定方法/系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于至少是部分自動(dòng)的車輛機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的換檔控制方法/系統(tǒng)，這類系統(tǒng)包括各種不同的換檔控制技術(shù)例如這樣一類技術(shù)，其中成功地完成一次選定的換高速檔的要求和/或可能性是按照車輛現(xiàn)有的運(yùn)行情況而判定的，這些情況至少部分地是要以確定和/或預(yù)定在車輛的驅(qū)動(dòng)輪上所能得到的驅(qū)動(dòng)力矩和/或發(fā)動(dòng)機(jī)的減速率為根據(jù)。具體地說，本發(fā)明涉及在換檔時(shí)無需脫開車輛的主離合器這種類型的全自動(dòng)或部分自動(dòng)的車輛機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)所用的一種自適應(yīng)換檔控制方法/系統(tǒng)，它能確定表明車輛的驅(qū)動(dòng)輪力矩和/或發(fā)動(dòng)機(jī)的減速率的一個(gè)值并使用這些值作為傳動(dòng)系統(tǒng)的控制參數(shù)。
更具體地說，本發(fā)明涉及一種用于自動(dòng)車輛機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的自適應(yīng)換檔控制，它作為附加力矩的函數(shù)，不斷地更新表明發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪的力矩的控制參數(shù)值，根據(jù)這個(gè)值以及某些驅(qū)動(dòng)系的特性(如嚙合齒速比、輪胎尺寸、效率等等)，驅(qū)動(dòng)輪的力矩可以準(zhǔn)確地被確定和/或不斷地更新表明發(fā)動(dòng)機(jī)減速率的控制參數(shù)的值。對于自動(dòng)或部分自動(dòng)的車輛機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)來說，希望知道飛輪上的力矩和/或發(fā)動(dòng)機(jī)的減速率以便用于許多控制算法。知道了飛輪上的力矩和/或發(fā)動(dòng)機(jī)減速率就可以作更精確的換檔控制并使更為先進(jìn)的算法(例如換檔能力和總體組合重量(GCM)計(jì)算)成為可能。本發(fā)明的控制系統(tǒng)/方法利用從發(fā)動(dòng)機(jī)(最好是電子發(fā)動(dòng)機(jī))來的力矩信息以及車輛和發(fā)動(dòng)機(jī)的速度或加速度信息來計(jì)算這些控制參數(shù)。
利用電子控制單元(通常是以微處理器為基礎(chǔ)的電子控制單元)的全自動(dòng)或半自動(dòng)車輛機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)在現(xiàn)有技術(shù)中是已知的。這類自動(dòng)機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的例子可以參考美國專利3,961,546、4,361,060、4,425,620、4,631,679和4,648,290號，它們的公開內(nèi)容被作為參考而包括在此。
另外一種部分自動(dòng)的車輛傳動(dòng)系統(tǒng)利用一種供機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)使用的自動(dòng)或半自動(dòng)換檔實(shí)施系統(tǒng)/方法以使用在只有手動(dòng)控制的主離合器的車輛中。這種系統(tǒng)通常至少有一種工作方式，其中需要自動(dòng)或半自動(dòng)實(shí)施的換檔是自動(dòng)地預(yù)先選定的。提供了一種電子控制單元(ECU)，以接收表明傳動(dòng)輸入和輸出軸的速度和/或發(fā)動(dòng)機(jī)速度的信號并根據(jù)預(yù)先確定的邏輯規(guī)則處理這些信號，從而確定(i)同步條件是否存在，(ii)在自動(dòng)預(yù)選方式下，從當(dāng)前的嚙合速比是否需要作一次換高速檔或換低速檔，并向傳動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和/或發(fā)動(dòng)機(jī)燃料控制器發(fā)出一個(gè)命令輸出信號以便根據(jù)該命令輸出信號使傳動(dòng)系統(tǒng)換檔。
這種通用型的傳動(dòng)系統(tǒng)可從美國專利5,050,079、5,053,959、5,053,961、5,053,962、5,063,511、5,081,588、5,089,965和5,272,939號中看到，它們的公開內(nèi)容被作為參考而包括在此。
雖然上述的自動(dòng)和/或部分自動(dòng)換檔實(shí)施類型的車輛機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)能適合于它們預(yù)期的應(yīng)用，但它們并不能令人完全滿意，因?yàn)樗鼈冇袝r(shí)會(huì)引起一次換檔企圖，而這種換檔由于車輛的工作條件是不能允許和/或不能完成的。這在下列換高速檔的情況下更需加注意，如車輛在重載情況下和/或在爬坡時(shí)和/或那些自動(dòng)機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)中沒有提供自動(dòng)離合器執(zhí)行機(jī)構(gòu)和/或輸入軸制動(dòng)因而輸入軸的減速被限制在正常的或發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)輔助的減速率的情況下。
根據(jù)上述的共同來決的美國專利申請08/179,060和美國專利5,272,939和5,133,229、5,172,609和5,231,582號的發(fā)明(它們的公開內(nèi)容被作為參考而包括在此)，現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點(diǎn)可以通過向至少是部分自動(dòng)的機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的車輛提供換檔控制方法/系統(tǒng)而被減到最小或被克服，這類系統(tǒng)在檢測到要從當(dāng)前的嚙合齒速比轉(zhuǎn)向某一目標(biāo)齒速比的自動(dòng)或手動(dòng)換高速檔的選擇時(shí)，會(huì)根據(jù)當(dāng)前檢測到的車輛運(yùn)行條件而確定這個(gè)選定的換高速檔是否可行(即是否需要和/或是否可能完成)，且僅僅起動(dòng)那些可行的換檔。
如果這個(gè)打算實(shí)行的換高速檔是不可行的，則這個(gè)換檔要求可以被修改(例如一個(gè)跳級換檔被改成單級換檔)或在預(yù)定的時(shí)間段(例如10秒鐘)內(nèi)被取消。
上面的現(xiàn)有技術(shù)的控制邏輯不是完全令人滿意的，因?yàn)楸砻黩?qū)動(dòng)輪的控制參數(shù)的值需要昂貴的軸力矩傳感器來獲取，和/或它們是從總的發(fā)動(dòng)機(jī)力矩值導(dǎo)出的，其中沒有考慮由于安裝在車輛總成上的附件(例如空調(diào)機(jī)、交流發(fā)電機(jī)等)和使發(fā)動(dòng)機(jī)加速所消耗的力矩。例如，一輛重型卡車在低變速檔下加速時(shí)，從發(fā)動(dòng)機(jī)在SAE J1939型數(shù)據(jù)鏈路上所報(bào)告的力矩?cái)?shù)在油門大開時(shí)是一個(gè)相當(dāng)大的數(shù)字。但是，發(fā)動(dòng)機(jī)所“報(bào)告”的它正在產(chǎn)生的力矩的大部分是用在加速發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量上和/或驅(qū)動(dòng)車輛的附屬設(shè)備上，只有一部分所報(bào)告的力矩是從飛輪經(jīng)過離合器而真正地去使車輛移動(dòng)的。
上述的現(xiàn)有技術(shù)還有不能令人完全滿意之處，因?yàn)樵谲囕v停止時(shí)和非周期性地執(zhí)行換加速檔時(shí)難于確定所期望的發(fā)動(dòng)機(jī)的減速率。
按照本發(fā)明，現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)可以通過向至少是部分自動(dòng)的車輛機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)提供一種自適應(yīng)控制而被減到最小或被克服，這種控制能準(zhǔn)確地確定在車輛當(dāng)前的運(yùn)行條件下的表明發(fā)動(dòng)機(jī)附加力矩的值、和作為附加力矩的函數(shù)的發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪力矩；并確定表明發(fā)動(dòng)機(jī)的減速率的值。這種控制特別適用于通過使用與SAE J1922或J1939相類似的協(xié)議相符合的一種數(shù)據(jù)鏈路而與電子控制的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)通信的車輛自動(dòng)機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)。
在本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施例中，上面所說的目標(biāo)是在一種車輛自動(dòng)機(jī)械傳統(tǒng)系統(tǒng)控制(它屬于一種在換檔操作時(shí)不自動(dòng)地脫開主離合器的類型)中通過使用下列關(guān)系式來完成的TEG＝TFW＋TBEF＋TACCES＋TACCEL此處TEG＝發(fā)動(dòng)機(jī)總力矩；TFW＝飛輪力矩；TBEF＝基本發(fā)動(dòng)機(jī)摩擦力矩(包括克服發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部摩擦的力矩和使發(fā)動(dòng)機(jī)制造廠所安裝的附屬設(shè)備(如水泵、油泵等)轉(zhuǎn)動(dòng)的力矩)；TACCES＝附加力矩(運(yùn)轉(zhuǎn)車輛附加設(shè)備如空調(diào)機(jī)、風(fēng)扇、照明等所需的力矩)；和TACCEL＝加速發(fā)動(dòng)機(jī)的力矩，從發(fā)動(dòng)機(jī)的加速度或減速度和發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量(I)計(jì)算而得到。
表示發(fā)動(dòng)機(jī)總力矩(TEG)和基本的發(fā)動(dòng)機(jī)摩擦力矩(TBEF)的各瞬時(shí)值可以從數(shù)據(jù)鏈路獲得。TACCEL是從檢測到的發(fā)動(dòng)機(jī)加速度(它可能是負(fù)的)和發(fā)動(dòng)機(jī)的校正過的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量(I)而確定的。附加力矩(TACCES)是一個(gè)不斷地被確定的值，申請人已確定，在車輛為惰轉(zhuǎn)時(shí)傳動(dòng)裝置在空檔和/或主離合器脫開的情況下這個(gè)附加力矩可取為發(fā)動(dòng)機(jī)的凈力矩(即TEG-TBEF)，而在車輛為靜止或在開動(dòng)時(shí)它和發(fā)動(dòng)機(jī)的減速率以一種已知的基本上是線性的方式相關(guān)。
在車輛為靜止下惰轉(zhuǎn)時(shí)，附加力矩(TACCES)是作為總力矩減去基本摩擦力矩(TEG-TBEF)的函數(shù)而確定的，發(fā)動(dòng)機(jī)的減速率(dES/dt率)則由發(fā)動(dòng)機(jī)的減速率和附加力矩的已知關(guān)系導(dǎo)出的。在車輛行駛時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的減速率是通過檢測而得到的，最好是在換高速檔的同步操作時(shí)檢測，而附加力矩則從發(fā)動(dòng)機(jī)的減速率和附加力矩的已知關(guān)系中推導(dǎo)而得。
因此，提供了一種用于車輛的至少為部分自動(dòng)的機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的自適應(yīng)控制系統(tǒng)/方法，它不斷地更新表明附加力矩的控制參數(shù)(TACCES)的值和表明發(fā)動(dòng)機(jī)的減速率的控制參數(shù)(dES/dt率)的值。這些控制參數(shù)用于控制自動(dòng)機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的控制操作。
本發(fā)明的這個(gè)和別的目的和優(yōu)點(diǎn)通過閱讀其優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)說明并結(jié)合所附的附圖將變得很明確。


圖1是通過本發(fā)明的系統(tǒng)以實(shí)現(xiàn)部分自動(dòng)的車輛機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的示意圖。
圖1A是圖1的傳動(dòng)裝置的換檔方式的示意圖。
圖2是用于本發(fā)明的機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的自動(dòng)預(yù)選和半自動(dòng)換檔實(shí)施系統(tǒng)的示意圖。
圖3A是用于對表示當(dāng)前車速和發(fā)動(dòng)機(jī)速度的信號進(jìn)行微分的邏輯的示意圖。
圖3B是當(dāng)加到驅(qū)動(dòng)輪上的發(fā)動(dòng)機(jī)力矩為零時(shí)在換檔瞬間計(jì)算預(yù)期的車輛加速度用的邏輯的示意圖。
圖4A和4B是用流程圖形式表示的本發(fā)明的控制方法的示意圖。
圖5是說明可行的、和不可行的換檔企圖的一個(gè)換高速檔事件的圖形表示。
圖6是在換高速檔期間和圖5相似的發(fā)動(dòng)機(jī)速度和輸入軸速度的圖形表示。
圖7是附加力矩(TACCES)和發(fā)動(dòng)機(jī)減速率(dES/dt率)之間基本上為直線關(guān)系的圖形表示。
某些術(shù)語將在下面的說明中使用，這僅僅是為了供參考而不是限制性的?！跋蛏稀?、“向下”、“向右”、“向左”等詞將指明用作為參考的圖中的方向?！扒懊妗薄ⅰ昂竺妗钡仍~分別指明按常規(guī)方式安放在車輛中的傳動(dòng)裝置的前端和后端，它們在圖1中分別是傳動(dòng)系統(tǒng)的左面和右面?！跋騼?nèi)”和“向外”兩詞分別表示朝向和離開設(shè)備的幾何中心的方向并指明其中的各部分。上述的術(shù)語將包括上面專門提到的詞、它們的派生詞組和具有相類似含義的詞。
術(shù)語“復(fù)合傳動(dòng)”用來說明改變速度或改變齒輪傳動(dòng)，它們具有接成串聯(lián)方式的多種前進(jìn)速度主傳動(dòng)部分和多種速度輔助傳動(dòng)部分，因而在主傳動(dòng)裝置中選定的齒輪減速可以進(jìn)一步通過在輔助傳動(dòng)部分中所選定的齒輪減速進(jìn)行組合?！巴降碾x合器總成”及相似含義的詞應(yīng)該指的是一種離合器總成，用于借助于一個(gè)剛性離合器把選定的檔次非轉(zhuǎn)動(dòng)地耦合到軸上，在此，在離合器的各部件處于基本上同步轉(zhuǎn)速之前該離合器的嚙合企圖是被防止的。在離合器的構(gòu)件中使用了具有較大負(fù)載能力的摩擦裝置，在引起了離合器的嚙合時(shí)，足以使離合器的各部件以及和它一起旋轉(zhuǎn)的所有部件都以基本上是同步的速度旋轉(zhuǎn)。
術(shù)語“換高速檔”像這里所使用的那樣，應(yīng)該指的是從一個(gè)較低速度的齒速比向較高速度的齒速比的換檔。術(shù)語“低速檔”、“低檔”和/或“第一檔”用在這里時(shí)都應(yīng)指的是在傳動(dòng)裝置或傳動(dòng)部分中用于最低前進(jìn)速度運(yùn)行時(shí)的齒速比，即相對于傳動(dòng)系統(tǒng)的輸入軸的最高減速比的那組齒輪檔。
參考圖1，圖中顯示了一種至少為部分自動(dòng)類型的變級型的復(fù)合傳動(dòng)系統(tǒng)10，它是由一個(gè)具有自動(dòng)預(yù)選的工作方式的半自動(dòng)機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)所實(shí)現(xiàn)的。復(fù)合傳動(dòng)系統(tǒng)10包括一個(gè)多速主傳動(dòng)部分12，它和變級型輔助部分14串聯(lián)連接。傳動(dòng)系統(tǒng)10安裝在外殼H中并包括一個(gè)輸入軸16，該軸經(jīng)過一個(gè)有選擇地脫開及通常為嚙合的摩擦主離合器C而由諸如柴油發(fā)動(dòng)機(jī)E那樣的原動(dòng)機(jī)所驅(qū)動(dòng)，這個(gè)摩擦主離合器C有一個(gè)輸入或驅(qū)動(dòng)部分18，它以驅(qū)動(dòng)方式接到發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸20上，還有一個(gè)被驅(qū)動(dòng)部分22，它以可轉(zhuǎn)動(dòng)的方式固定在傳動(dòng)系統(tǒng)的輸入軸16上。
發(fā)動(dòng)機(jī)E是由燃油油門控制的，最好以電子方式控制，它和由SAE J1922或1939協(xié)議所規(guī)定的那種類型的電子數(shù)據(jù)鏈路DL相連接，主離合器C是由離合器踏板(末示出)或類似設(shè)備人工控制的。一般情況下，離合器C僅在從靜止到起動(dòng)和在車輛的微動(dòng)操作的情況下才使用。
和機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)10相似的傳動(dòng)系統(tǒng)在已有技術(shù)中是眾所周知的，可參考美國專利3,105,395、3,283,613和4,754,665號來了解，它們的公開內(nèi)容被包括在此以作參考。
所述類型的部分自動(dòng)的車輛機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)可參考上面所說的美國專利5,050,079、5,053,959、5,053,961、5,053,962、5,063,511、5,089,965和5,272,939號來了解。
雖然本發(fā)明的控制方法/系統(tǒng)特別適用于那些沒有自動(dòng)離合器執(zhí)行機(jī)構(gòu)或輸入軸制動(dòng)的自動(dòng)機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)，但本發(fā)明并不局限于這些應(yīng)用。
在主傳動(dòng)部分12中，輸入軸16帶有一個(gè)輸入齒輪24以便在基本上相同的轉(zhuǎn)速下同時(shí)驅(qū)動(dòng)多個(gè)基本上相同的中間軸組件26和26A。這兩個(gè)基本上相同的中間軸組件是在主軸28的與其徑向相對方向的兩側(cè)設(shè)置的，該主軸通常總是和輸入軸16同軸對準(zhǔn)。每個(gè)中間軸組件包括在機(jī)殼H內(nèi)由軸承32和34所支持的中間軸30，在圖中僅畫出了它的一部分。每個(gè)中間軸都帶有相同的中間軸齒輪組38、40、42、44、46和48，它們都被安裝固定以便與之一起轉(zhuǎn)動(dòng)。多個(gè)主軸齒輪50、52、54、56和58圍繞在主軸28周圍，通過滑動(dòng)的離合器環(huán)60、62和64可以每次一個(gè)地有選擇地和主軸28聯(lián)接而一起旋轉(zhuǎn)，這在已有技術(shù)中是熟知的。離合器環(huán)60還可以用于把輸入齒輪24聯(lián)接到主軸28以便在輸入軸16和主軸28之間提供直接的驅(qū)動(dòng)關(guān)系。
一般說來，離合器環(huán)60、62和64是借助于和變速器外殼組件70聯(lián)在一起的換檔叉而在軸向定位的，這在已有技術(shù)中也是熟知的。離合器環(huán)60、62和64可以是熟知的非同步型雙作用爪式離合器類型。
變速器外殼或執(zhí)行機(jī)構(gòu)70可以由諸如壓縮空氣這樣的壓縮流體來操縱，并且是可以由控制器自動(dòng)控制的那種類型，這可以參考美國專利第4,445,393、4,555,959、4,361,060、4,722,237、4,873,881、4,928、544和2,931,237號而見到，它們的公開內(nèi)容將作為參考而包括在此。
主軸齒輪58是倒檔齒輪，它借助于通常的中間惰輪(未示出)而連續(xù)地與中間軸齒輪48嚙合。還應(yīng)該指出，雖然主傳動(dòng)部分12確定提供5種可選擇的前進(jìn)速度檔，但最低前進(jìn)速度檔(即主軸驅(qū)動(dòng)齒輪56以驅(qū)動(dòng)方式連接到主軸28所提供的那一檔)，通常其齒輪減速比是如此之高，以致它必須被認(rèn)為是一種低速或“爬行”檔，它僅用于在惡劣條件下車輛起步的情況，而在高速傳動(dòng)范圍下一般是不用的。因此，雖然主傳動(dòng)部分12確定提供5種前進(jìn)速度，但通常它被稱作是“4加1”主傳動(dòng)部分，因?yàn)橹挥?種前進(jìn)速度是和這里所用到的輔助變級傳動(dòng)部分14進(jìn)行復(fù)合傳動(dòng)的。
爪式離合器60、62和64是三位置離合器，因?yàn)樗鼈兛梢远ㄎ挥谥虚g的不嚙合位置，如圖所示，也可以借助于執(zhí)行機(jī)構(gòu)70而處于全部右向嚙合或全部左向嚙合的位置。如所周知，離合器60、62和64中只有一個(gè)可以在某一時(shí)間處于嚙合狀態(tài)，并且還提供了主傳動(dòng)部分互鎖裝置(來示出)以便把別的離合器鎖定在空檔位置。
輔助傳動(dòng)變級部分14包括基本上相同的輔助中間軸組件74和74A，每一個(gè)都包括一個(gè)由機(jī)殼H中的軸承78和80所支持的輔助中間軸76，并帶有二個(gè)輔助傳動(dòng)部分中間軸齒輪82和84并且一起旋轉(zhuǎn)。輔助中間軸82和變級/輸出齒輪86總是嚙合在一起并支持該齒輪，而輔助傳動(dòng)部分中間軸齒輪84是經(jīng)常和輸出齒輪88嚙合在一起的。
為了使復(fù)合傳動(dòng)裝置10能把齒輪86聯(lián)接到輸出軸90以便運(yùn)行于直接或高速級、或者把齒輪88聯(lián)接到輸出軸90進(jìn)行低速級的運(yùn)行，提供了一個(gè)雙位置的同步爪式離合器組92，它借助于換檔叉(來示出)和變級部分換檔執(zhí)行機(jī)構(gòu)組件96而在軸向定位。用于復(fù)合變級類型的傳動(dòng)裝置10的“換檔方式”示意圖如圖1A所示。
變級部分執(zhí)行機(jī)構(gòu)96可以是美國專利3,648,546、4,440,037和4,614,126號中所說明的那種類型，其公開內(nèi)容被包括在此作為參考。
雖然變級類型輔助部分14表示成為使用正齒輪或斜齒輪類型的雙速部分，但應(yīng)該理解，本發(fā)明也適用于使用三個(gè)或更多個(gè)可選擇變速比的組合式分動(dòng)器/變級類型的輔助部分的變級類型的傳動(dòng)裝置，和/或使用行星齒輪的傳動(dòng)裝置。另外，離合器60、62和64中的任何一個(gè)或多個(gè)可以是同步爪式離合器類型，而傳動(dòng)部分12和/或14可以是單個(gè)中間軸類型的。
為了提供操作的自動(dòng)預(yù)選方式和傳動(dòng)裝置10的自動(dòng)或半自動(dòng)換檔實(shí)施操作，使用了一個(gè)輸入軸速度(IS)傳感器和一個(gè)輸出軸速度(OS)傳感器100。如果不用輸出軸速度傳感器100，也可用傳感器102以檢測輔助部分的中間軸齒輪82的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速度。當(dāng)然，齒輪82的旋轉(zhuǎn)速度是主軸28旋轉(zhuǎn)速度的已知函數(shù)，如果離合器92是按一個(gè)已知的位置嚙合，則它也是輸出軸90的旋轉(zhuǎn)速度的函數(shù)。另外，當(dāng)主離合器C完全嚙合時(shí)，輸入軸速度(IS)將等于發(fā)動(dòng)機(jī)速度(ES)。
本發(fā)明的用于機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的自動(dòng)預(yù)選和自動(dòng)或半自動(dòng)換檔實(shí)施控制系統(tǒng)104示意性地表示在圖2中?？刂葡到y(tǒng)104除了上面所說明的機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)10以外，還包括一個(gè)最好是以微處理器為主的電子控制單元106，用于從輸入軸速度傳感器98、從輸出軸速度傳感器100(或者也可以從主軸速度傳感器102)、從司機(jī)的控制面板108、從油門踏板位置傳感器152、以及通過數(shù)據(jù)鏈路DL從發(fā)動(dòng)機(jī)E接收輸入信號。一般說來，從數(shù)據(jù)鏈路至少可以得到表示發(fā)動(dòng)機(jī)速度(ES)、發(fā)動(dòng)機(jī)總力矩(TEG)和基本的發(fā)動(dòng)機(jī)摩擦力矩(TBEF)的信息。電子控制單元(ECU)106也可以從輔助傳動(dòng)部分位置傳感器110接收輸入。
ECU106可以是在美國專利4,595,986號中所示意說明的那種類型，其公開內(nèi)容被包括在此供參考。ECU可以有效地按照預(yù)定的邏輯規(guī)則處理各項(xiàng)輸入以便向傳動(dòng)系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)如電磁總管112(它控制主傳動(dòng)部分的執(zhí)行機(jī)構(gòu)70和輔助傳動(dòng)部分的執(zhí)行機(jī)構(gòu)96)發(fā)出命令輸出信號；ECU也向司機(jī)控制面板108、并通過數(shù)據(jù)鏈路DL向發(fā)動(dòng)機(jī)E發(fā)出命令輸出信號。
在優(yōu)選實(shí)施例中，司機(jī)控制面板允許操作人員在指定方向(向上或向下)手動(dòng)選擇一次換檔或者從當(dāng)前嚙合的速比換到空檔，或者選擇半自動(dòng)預(yù)選操作方式(D)，而且最好為了通知操作人員而提供一些顯示以便顯示當(dāng)前的操作方式(自動(dòng)或人工選擇換檔)、當(dāng)前的傳動(dòng)運(yùn)行情況(向前，向后或空檔)、以及已經(jīng)選定但尚未實(shí)施的任何速比變動(dòng)或換檔(換高速檔、換低速檔或換到空檔)。
面板108可以是帶有人工換高速檔和換低速檔選擇器的“R-N-D-H-L”(即后退-空檔-驅(qū)動(dòng)-保持-低速)類型的。
為了實(shí)現(xiàn)選定的換檔，總管112被預(yù)選以便使執(zhí)行機(jī)構(gòu)70被偏置到把主傳動(dòng)部分12換檔到空檔。這是由操作人員或ECU控制器通過暫時(shí)地減少和/或增加對發(fā)動(dòng)機(jī)的供油而引起力矩的反向而完成的，參見美國專利4,850,236號，其公開內(nèi)容被包括在此供參考。當(dāng)傳動(dòng)裝置換到空檔且ECU已加以證實(shí)時(shí)(檢測空檔需要一段時(shí)間，例如1.5秒)，如果選定的換檔是一次復(fù)合換檔，即這種換檔既在主傳動(dòng)部分12也在變級傳動(dòng)部分14中進(jìn)行，例如在圖1A中所看到的從第4檔速度換到第5檔速度，則ECU將對總管112發(fā)出命令輸出信號以便使輔助部分執(zhí)行機(jī)構(gòu)96在檢測到前齒輪箱已處于空檔后去完成變級換檔。
當(dāng)變級輔助部分已經(jīng)以適當(dāng)?shù)乃俦葒Ш蠒r(shí)，ECU將根據(jù)檢測到的輸出軸(車輛)速度和需要嚙合的速比(GRTARGET)而計(jì)算或用其它方法確定并不斷地更新一個(gè)輸入軸速度的允許范圍或一個(gè)速度帶，這個(gè)范圍將導(dǎo)致對要求嚙合的速比是可以接受的同步嚙合。當(dāng)操作人員或ECU通過對油門的操縱而使輸入軸速度處在這個(gè)可接受的范圍之內(nèi)時(shí)，ECU106將對總管112發(fā)出命令輸出信號以致使執(zhí)行機(jī)構(gòu)70把主傳動(dòng)部分嚙合在所需的速比上。
在車輛的某些運(yùn)行條件下，自動(dòng)或手動(dòng)選擇的換檔可能是不能完成的，或者在完成了換高速檔后將引起不可接受的車輛運(yùn)動(dòng)情況。這些條件通常涉及到當(dāng)車輛是在重載下和/或在行駛中要克服巨大阻力的情況下?lián)Q到高速檔的情況下，這些情況例如是行駛在泥潭中、爬陡坡和/或頂著強(qiáng)的逆風(fēng)行駛。
作為例子，為了達(dá)到基本上同步的條件以完成一次換高速檔，輸入軸10的速度(在主離合器嚙合時(shí)該速度實(shí)際上等于發(fā)動(dòng)機(jī)E的速度)必須減小以使它基本上等于輸出軸90的速度(它正比于車輛速度)乘以目標(biāo)的齒速比。由于沒有提供自動(dòng)離合器執(zhí)行機(jī)構(gòu)和輸入軸制動(dòng)，所以輸入軸的速度將隨發(fā)動(dòng)機(jī)速度的衰減率而減小。這樣，為了能在目標(biāo)速比下進(jìn)行嚙合而基本上實(shí)現(xiàn)同步的條件，IS應(yīng)該實(shí)際上等于OS*GRTARGET，同時(shí)在主離合器全部嚙合時(shí)，IS應(yīng)實(shí)際上等于ES。
這里所說明的自動(dòng)機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的一次換高速檔的順序以圖形方式示于圖5中。線200表示在換高速檔的那一點(diǎn)202之前的車輛條件下的輸入軸速度(IS)，其中當(dāng)前的齒速比(GR)是全部嚙合的，主離合器C是全部嚙合的，且ES＝IS＝OS*GR。在換到空檔時(shí)，隨著發(fā)動(dòng)機(jī)的油量減少(即對發(fā)動(dòng)機(jī)的供油量減少到最小)，輸入軸速度和發(fā)動(dòng)機(jī)速度將按照204線所表示的連續(xù)的(但不一定是線性的)速率(dIS/dt)衰減直到達(dá)到惰轉(zhuǎn)速度為止。作為在換檔的瞬間當(dāng)加到車輛驅(qū)動(dòng)輪的發(fā)動(dòng)機(jī)力矩為零時(shí)輸出軸90的期望速度(OSEXPECTED)與目標(biāo)齒輪速比的乘積(該乘積就是所需要的輸入軸/發(fā)動(dòng)機(jī)的同步速度)，在圖中被表示為線208和210，它們分別表明是在對車輛運(yùn)動(dòng)的阻力為較小時(shí)或較大時(shí)的乘積?？梢钥闯?，在阻力較低的條件下(線208)，同步將發(fā)生在點(diǎn)212上，這時(shí)所選擇的換高速檔是可行的，而在阻力較大的情況下(線210)，實(shí)際上的同步不會(huì)發(fā)生，因而所選擇的換高速檔是不可行的。
在載重卡車的典型的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)中，發(fā)動(dòng)機(jī)/輸入軸的衰減率約為300～800RPM(轉(zhuǎn)/分)且發(fā)動(dòng)機(jī)和車輛的減速度都可以近似地為線性的。發(fā)動(dòng)機(jī)和/或輸入軸的特定的衰減率可以通過對在二次加油狀態(tài)中對ES和/或IS信號的值進(jìn)行微分而得到(例如，可參考上述的美國專利第4,361,060號)。不過，衰減率會(huì)隨著溫度和發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的附屬設(shè)備的使用情況而有很大的變化。
參考圖5可以看到，如果輸入軸速度(IS)(如通過在點(diǎn)202上的初始輸入軸速度和輸入軸的加速度(dIS/dt)而確定的那樣)能實(shí)際上等于加在車輛驅(qū)動(dòng)輪上的力矩為零時(shí)所期望的輸出軸速度(OSEXPECTED)(這個(gè)期望速度是由初始的OS(-IS/GR)和對車輛運(yùn)動(dòng)的當(dāng)前的阻力下的車輛加速度(dOS/dt)所確定的)和目標(biāo)齒速比(GRTARGET)的數(shù)值相乘的積，且其值大于某一參考值(如發(fā)動(dòng)機(jī)情轉(zhuǎn)速度206)，則完成同步換檔到選定的目標(biāo)齒速比是可行的，否則，完成同步換檔到選定的目標(biāo)齒速比是不可行的。當(dāng)然，OS和dOS/dt信號分別相當(dāng)于車輛速度和車輛加速度信號。所顯示的參考值用的是發(fā)動(dòng)機(jī)的惰轉(zhuǎn)速度206，但如主離合器被手動(dòng)地或自動(dòng)地脫開，則它也可以是一較低的正值。
為了確定可行性的目的，對于具有很寬變化范圍的總體組合重量(GCW)的車輛(在此，GCW即車輛、燃料、貨物(如果有的話)、乘客(如果有的話)和操作人員的組合重量)來說，控制器會(huì)確定當(dāng)前的GCW。根據(jù)這一信息，系統(tǒng)能夠確定在驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)力矩為零時(shí)車輛的加速度(通常是減速度)即線208或210的斜率應(yīng)該是多少，根據(jù)這個(gè)信息和現(xiàn)有的或計(jì)算而得的發(fā)動(dòng)機(jī)的衰減率，即線204的斜率(它會(huì)隨發(fā)動(dòng)機(jī)速度、工作溫度、發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)器的工作等而變)，ECU就可以確定在當(dāng)前的車輛運(yùn)行條件下系統(tǒng)是否能夠成功地完成所提出的換高速檔。根據(jù)這個(gè)信息，控制系統(tǒng)就能夠或者(i)發(fā)出命令信號以實(shí)施所提出的換高速檔，或者(ii)修改提出的換高速檔(通常把跳級換高速檔改成簡單的換高速檔)，或者(iii)在一段預(yù)定的時(shí)間內(nèi)(舉例而言可以是10秒鐘左右)取消/禁止該換檔請求。
簡而言之，在加到驅(qū)動(dòng)輪的力矩為零時(shí)車輛的加速度可大致用下式表示AOTORQUE＝Ai-(Ti/CW)此處Ai＝在發(fā)動(dòng)機(jī)加到驅(qū)動(dòng)輪力矩為i時(shí)車輛的加速度，C＝常數(shù)，Ti＝加到驅(qū)動(dòng)輪的發(fā)動(dòng)機(jī)力矩i，和W＝車輛的總組合重量。
圖3A示意性地說明用于對像OS和/或ES之類的各種輸入信號222進(jìn)行微分的邏輯單元或子程序220，以確定作為其輸出信號224對時(shí)間的導(dǎo)數(shù)dOS/dt和/或dES/dt。
圖3B示意性地說明一個(gè)邏輯單元或子程序226，其中，包括表示發(fā)動(dòng)機(jī)力矩和車輛加速度(dOS/dt)的信號在內(nèi)的各種輸入信號228將根據(jù)上面所確立的邏輯規(guī)則進(jìn)行處理以確定一個(gè)輸出信號230，這個(gè)信號表示在換檔瞬間當(dāng)沒有發(fā)動(dòng)機(jī)力矩加到車輛驅(qū)動(dòng)輪上時(shí)所期望的車輛加速度(dOS/dt)。
上面是對一個(gè)控制系統(tǒng)的說明，這個(gè)系統(tǒng)自動(dòng)地估算在當(dāng)前車輛運(yùn)行條件下手動(dòng)或自動(dòng)地實(shí)現(xiàn)預(yù)選的換檔的可行性，并使這種提出的換檔得以實(shí)現(xiàn)、修改或被取消。如果在手動(dòng)選定的換高速檔被確定為不可行的情況下，可以給操作人員發(fā)出一個(gè)能觸覺到的、聽到的或能看到的報(bào)警信號。
如上面所說明的，在全自動(dòng)或部分自動(dòng)機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)中，對許多控制算法來說，希望能知道在飛輪上的力矩(TFW)和/或發(fā)動(dòng)機(jī)的減速率(dES/dt率)。知道了飛輪上的真實(shí)力矩和/或發(fā)動(dòng)機(jī)的減速率(dES/dt率)可以得到更精確的換檔控制并使一些先進(jìn)的算法，如換檔可能性和GCW計(jì)算成為可能。飛輪力矩是附加力矩的函數(shù)。本發(fā)明的控制利用了從發(fā)動(dòng)機(jī)(最好是電子發(fā)動(dòng)機(jī))來的力矩信息以及車輛和發(fā)動(dòng)機(jī)的加速信息以計(jì)算這些控制參數(shù)。
為了控制全自動(dòng)或半自動(dòng)的車輛機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)，重要之點(diǎn)在于能夠確定表示驅(qū)動(dòng)輪力矩的一個(gè)精確值。如果驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的各個(gè)參數(shù)(如當(dāng)前的傳動(dòng)齒速比、驅(qū)動(dòng)軸比、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)效率和輪胎尺寸)為已知，則驅(qū)動(dòng)輪的力矩可以作為發(fā)動(dòng)機(jī)的飛輪力矩(即加到車輛主離合器或力矩轉(zhuǎn)換器上的輸入力矩)的函數(shù)而被確定。
對于帶有電子控制的發(fā)動(dòng)機(jī)并在由SAE J1922和J1939協(xié)議所規(guī)定的類型的數(shù)據(jù)鏈路上進(jìn)行通信的重型車輛來說，發(fā)動(dòng)機(jī)力矩可用下式表示TEG＝TFW＋TBEF＋TACCES＋TACCEL此處TEG＝發(fā)動(dòng)機(jī)總力矩；TFW＝飛輪力矩；TBEF＝基本的發(fā)動(dòng)機(jī)摩擦力矩；TACCES＝附加力矩；和TACCEL＝用于加速發(fā)動(dòng)機(jī)的力矩。
發(fā)動(dòng)機(jī)總力矩(TEG)和基本的發(fā)動(dòng)機(jī)摩擦力矩(TBEF)(即驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)制造廠所提供的設(shè)備(如油泵)和克服發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部摩擦力所需的力矩)是可從電子數(shù)據(jù)總線(DL)上得到的參數(shù)。加速發(fā)動(dòng)機(jī)所需的力矩(TACCEL)是作為檢測到的發(fā)動(dòng)機(jī)加速度和已知的發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的函數(shù)(TACCEL＝dES/dt*IENGINE)而確定的。
因此，為了確定飛輪力矩(TFW)(這是在換檔可能性邏輯、GCW確定邏輯等之中的一個(gè)控制參數(shù))，就有必要提供用于確定附加力矩(TACCES)的控制技術(shù)。附加力矩(TACCES)的值可能有顯著的和經(jīng)常的變化，因?yàn)檐囕v的附屬設(shè)備如照明、空調(diào)、風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)之類會(huì)自動(dòng)地或由車輛的操作人員或乘客手動(dòng)地接通或關(guān)掉。
假定在無外力的發(fā)動(dòng)機(jī)減速(沒有發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)操作)的情況下，就可以觀察到發(fā)動(dòng)機(jī)的附加力矩(TACCES)和發(fā)動(dòng)機(jī)的減速率(dES/dt率)的變化是相互依賴的。發(fā)動(dòng)機(jī)的減速率(dES/dt率)是當(dāng)傳動(dòng)系統(tǒng)處在空檔和/或主離合器是全部脫開、且燃油供給是處在最低值的發(fā)動(dòng)機(jī)的減速率。隨著附加負(fù)載的增加，發(fā)動(dòng)機(jī)的減速率與其按正比而增加。
為了控制自動(dòng)化的機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)，也有可能需要確定當(dāng)車輛不在運(yùn)動(dòng)情況下和/或沒有進(jìn)行換檔時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)的減速率(dES/dt)。
當(dāng)車輛在運(yùn)動(dòng)和在換檔時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的減速是按如下說明而確定的。對于具有由ECU通過在SAE J1922或J1939協(xié)議中所規(guī)定的類型的電子數(shù)據(jù)鏈路進(jìn)行控制的發(fā)動(dòng)機(jī)的類型的自動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)來說，發(fā)動(dòng)機(jī)在從現(xiàn)有的速比脫開之前先工作在一個(gè)“預(yù)降”(Predip)方式，在從現(xiàn)有速比換到空檔之后則工作在“同步”方式，而在緊接著嚙合到目標(biāo)齒速比之后就工作在“油門恢復(fù)”方式。在這些方式下的發(fā)動(dòng)機(jī)和輸入軸速度示于圖6中。在“預(yù)降”方式中，調(diào)節(jié)燃油供應(yīng)使驅(qū)動(dòng)系力矩反向以解除力矩鎖定的條件。在“同步”方式下，發(fā)動(dòng)機(jī)供油減到最小，使得發(fā)動(dòng)機(jī)和輸入軸速度下降到同步速度以便嚙合到目標(biāo)齒速比(ES＝IS＝OS*GRTARGET)。在“油門恢復(fù)”方式時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油供應(yīng)平滑地恢復(fù)到由操作人員對油門踏板定位所表示的值。
為了在發(fā)動(dòng)機(jī)工作在同步方式的情況下準(zhǔn)確地確定當(dāng)前的發(fā)動(dòng)機(jī)減速率值，以及為了盡量減小噪聲、扭力等，重要的是，對于每次測量，要利用發(fā)動(dòng)機(jī)的初始速度和最終速度之間的最大可能的差，并且利用一種濾波技術(shù)。因此，要確定表示發(fā)動(dòng)機(jī)當(dāng)前的減速度的值，就必須在換高速檔的同步發(fā)動(dòng)機(jī)控制階段取得讀數(shù)，并應(yīng)包括在同步發(fā)動(dòng)機(jī)控制階段開始起動(dòng)時(shí)在圖6中的點(diǎn)A附近的第一個(gè)讀數(shù)，以及在同步發(fā)動(dòng)機(jī)控制的結(jié)束或?qū)⒁Y(jié)束時(shí)在圖6中B點(diǎn)或其附近的第二個(gè)讀數(shù)。這樣，發(fā)動(dòng)機(jī)減速率的當(dāng)前值(dESCURRENT)就是(RPMA－RPMB)÷(TimeA－TimeB)。這個(gè)值再經(jīng)過濾波以給出一個(gè)更新了的控制參數(shù)，例如dESUPDATED＝[(dESCURRENT)＋((7)*(dESPREVIOUS))]÷8A點(diǎn)的出現(xiàn)被看成是工作在同步方式下被檢測到的最初的時(shí)間。B點(diǎn)的出現(xiàn)則被看成是工作在油門恢復(fù)方式下被檢測到的最初的時(shí)間。由于在進(jìn)入換高速檔的發(fā)動(dòng)機(jī)控制子程序之間的循環(huán)時(shí)間內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)速度不會(huì)有可測得到的變化(約40毫秒內(nèi))，所以這是獲得在每次換高速檔的同步工作期間發(fā)動(dòng)機(jī)速度變化的最大值的一個(gè)極其精確的方法。
在重型車輛上的經(jīng)驗(yàn)表明，4∶1到20∶1之間的濾波技術(shù)(最好是約為7∶1的濾波技術(shù))將提供合適的響應(yīng)程度而同時(shí)能濾掉由于振動(dòng)、扭力等因素所引起的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的噪聲。
本發(fā)明提供了一種用于控制至少是部分自動(dòng)的車輛機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的控制方法/系統(tǒng)，在這種傳動(dòng)系統(tǒng)中附加力矩和發(fā)動(dòng)機(jī)減速率在無論車輛是在運(yùn)動(dòng)或停止時(shí)都可以被確定。
當(dāng)車輛為停止且發(fā)動(dòng)機(jī)為惰轉(zhuǎn)和傳動(dòng)系統(tǒng)處于空檔或主離合器脫開時(shí)，附加力矩(TACCES)基本上等于發(fā)動(dòng)機(jī)總力矩減去基本的發(fā)動(dòng)機(jī)摩擦力矩(TEG-TBEF)。(TEG-TBEF)也稱作“發(fā)動(dòng)機(jī)凈力矩”。這個(gè)值最好從數(shù)據(jù)總線或數(shù)據(jù)鏈路(DL)檢測到并最好經(jīng)過濾波平均處理計(jì)算。
向系統(tǒng)控制器提供有關(guān)的信息，該信息使發(fā)動(dòng)機(jī)的減速率(dES/dt率)和附加力矩(TACCES)按一個(gè)預(yù)定的基本上是線性的方式相聯(lián)系，這里的發(fā)動(dòng)機(jī)減速率等于A＋(B*附加力矩)，此處“A”和“B”是預(yù)先確定的存儲著的參數(shù)。如果dES/dt率的單位是RPM/秒，TACCES的單位是磅-英尺，則“A”的單位是RPM/秒，“B”的單位是RPM/秒/磅-英尺。圖7是這種關(guān)系的圖解表示。
利用前面的關(guān)系和附加力矩的值，預(yù)期的發(fā)動(dòng)機(jī)減速率的值可以在車輛為靜止的狀態(tài)下確定。這樣所確定或?qū)С龅臏p速率對系統(tǒng)邏輯用于車輛起動(dòng)時(shí)僅是一個(gè)近似值，一旦車輛開始起動(dòng)并換高速檔時(shí)就可以用經(jīng)過濾波的、實(shí)際檢測到的發(fā)動(dòng)機(jī)減速率值來校正和更新。
當(dāng)車輛正在行駛并執(zhí)行換高速檔時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的減速率(dES/dt)可以通過觀察當(dāng)傳動(dòng)系統(tǒng)處于空檔且發(fā)動(dòng)機(jī)的供油減到最低值時(shí)的實(shí)際的發(fā)動(dòng)機(jī)減速率而確定，并且最好要對觀察值作一次濾波平均值的計(jì)算。例如，可參考上述的共同未決的美國專利申請序列號08/＿＿＿，其題目為“發(fā)動(dòng)機(jī)減速的確定方法/系統(tǒng)”(EngineDeceleration Determination Method/Sytem)。這樣，附加力矩(TACCES)就可以從上面所討論的同一個(gè)預(yù)先確定的線性關(guān)系(即TACCES＝(發(fā)動(dòng)機(jī)減速率-A)÷B)來確定。利用圖7的例子，發(fā)動(dòng)機(jī)減速率等于-385＋(-2*TACCES)，在觀察到的經(jīng)過平均的發(fā)動(dòng)機(jī)減速率(dES/dt率)為-500RPM/秒時(shí)，附加力矩(TACCES)應(yīng)該等于81.25磅英尺。
雖然線性關(guān)系對于給定的車輛結(jié)構(gòu)是被規(guī)定為預(yù)先確定的，但此關(guān)系也可以由控制器邏輯自適應(yīng)地得知，或者在車輛裝配線的末端(end-of-line)由經(jīng)驗(yàn)而確定。例如，為了在車輛裝配線的末端的檢查和測試過程中確定這個(gè)基本上是線性的關(guān)系，可遵循下列步驟(1)對車輛發(fā)動(dòng)機(jī)加熱使其達(dá)到正常的工作溫度；(2)關(guān)掉所有附屬設(shè)備(照明、空調(diào)等等)，使車輛停在空檔上，然后踏下加速踏板使發(fā)動(dòng)機(jī)加速到限定的速度，然后放開踏板，監(jiān)視并記錄通過最大運(yùn)行速度(即約1,800RPM)的發(fā)動(dòng)機(jī)減速率；(3)讓發(fā)動(dòng)機(jī)情轉(zhuǎn)并通過監(jiān)視發(fā)動(dòng)機(jī)的數(shù)據(jù)鏈路而觀察附加力矩，這是圖7中線上的一點(diǎn)。
(4)在車輛停止并空檔時(shí)開動(dòng)所有的附屬設(shè)備，然后通過踏下加速踏板使發(fā)動(dòng)機(jī)加速到限定的速度，然后松開踏板并監(jiān)視和記錄發(fā)動(dòng)機(jī)的減速率；(5)使發(fā)動(dòng)機(jī)惰轉(zhuǎn)并通過監(jiān)視數(shù)據(jù)鏈路以觀察附加力矩，這是圖7中線上的第二點(diǎn)；和(6)利用這樣而確定的兩個(gè)點(diǎn)確定此直線方程并把相應(yīng)的校正值送入傳動(dòng)系統(tǒng)控制器。
應(yīng)該指出，上述過程可以人工執(zhí)行，或者也可以作為在裝配線末端校正的計(jì)算機(jī)邏輯的一個(gè)例行程序。另一種方法是，一個(gè)相似的過程可以結(jié)合到傳動(dòng)控制器的邏輯中。
利用上述技術(shù)，一個(gè)精確的TFW值(TFW＝TEG-TBEF-TACCES-TACCEL)和一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)減速率值(dES/dt率)可以被確定。本發(fā)明的附加力矩(TACCES)、飛輪力矩(TFW)和發(fā)動(dòng)機(jī)減速率(dES/dt率)的確定方法/系統(tǒng)以流程圖的形式示意性地在圖4A和4B中加以說明。
因此，可以看出，提供了一個(gè)用于自動(dòng)機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)10的較為簡單和廉價(jià)的實(shí)施換檔控制系統(tǒng)/方法，它利用現(xiàn)有的輸入信號和無外力作用的發(fā)動(dòng)機(jī)減速率(dES/dt率)和附加力矩(TACCES)之間的已確定的關(guān)系，來提供準(zhǔn)確的、表明附加力矩(TACCES)、飛輪力矩(TFW)和發(fā)動(dòng)機(jī)減速率(dES/dt率)等控制參數(shù)的值。
雖然本發(fā)明是用帶有一定程度的特殊性而說明的，但應(yīng)該理解可以做出在形式上和細(xì)節(jié)上的各種變動(dòng)而不離開在本申請中提出權(quán)利要求的發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于車輛的自動(dòng)機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)中的方法，該傳動(dòng)系統(tǒng)包括一臺燃油油門控制的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)(E)、一個(gè)操作員設(shè)定的燃油油門設(shè)備(P)、一個(gè)具有輸入軸(16)和適用于驅(qū)動(dòng)車輛驅(qū)動(dòng)輪的輸出軸(90)的多速換檔機(jī)械傳動(dòng)裝置(10)，上述輸入軸以驅(qū)動(dòng)方式通過一個(gè)摩擦主離合器(C)而連接到上述的發(fā)動(dòng)機(jī)，該系統(tǒng)還包括一個(gè)控制單元(106)，該控制單元(106)用于接收各輸入信號，其中包括表明輸入軸或發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)速度的輸入信號(ES，IS)、表明發(fā)動(dòng)機(jī)總力矩的輸入信號(TEG)、和表明基本的發(fā)動(dòng)機(jī)摩擦力矩的輸入信號(TBEF)、該控制單元(106)還用于按照預(yù)確定的邏輯規(guī)則來處理上述信號以確定控制參數(shù)并向傳動(dòng)系統(tǒng)的各執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出命令輸出信號，這些執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括用于控制發(fā)動(dòng)機(jī)供油的裝置和用于控制傳動(dòng)系統(tǒng)換檔的裝置(70)，該方法用于在發(fā)動(dòng)機(jī)為惰轉(zhuǎn)且傳動(dòng)裝置是在空檔和/或主離合器是脫開的車輛狀態(tài)下，確定表示發(fā)動(dòng)機(jī)減速率的控制參數(shù)(dES/dt率)的值，上述的方法的特征在于確定發(fā)動(dòng)機(jī)減速率(dES/dt率)和附加力矩(TACCES)之間的關(guān)系((dES/dt率)＝A＋(B*TACCES))；確定表示附加力矩的控制參數(shù)(TACCES)的值；和確定表明發(fā)動(dòng)機(jī)的減速率的上述控制參數(shù)的值，它是作為表明附加力矩的上述參數(shù)的值和上述關(guān)系的函數(shù)而進(jìn)行確定的。
2.如權(quán)利要求1的方法，其特征在于，其中所說的輸入信號包括表明發(fā)動(dòng)機(jī)總力矩的輸入信號(TEG)和表明基本的發(fā)動(dòng)機(jī)摩擦力矩的輸入信號(TBEF)，并且表示附加力矩的上述參數(shù)(TACCES)的值是作為發(fā)動(dòng)機(jī)總力矩和基本的發(fā)動(dòng)機(jī)摩擦力矩的函數(shù)而進(jìn)行確定的。
3.如權(quán)利要求2的方法，其特征在于，其中表明附加力矩的上述參數(shù)(TACCES)的值是作為下列表達(dá)式的函數(shù)而確定的TACCES＝TEG-TBEF
4.如權(quán)利要求1的方法，其特征在于，所說的上述控制參數(shù)中至少其中有幾個(gè)控制參數(shù)的當(dāng)前值是作為經(jīng)過濾波的平均值而確定的。
5.如權(quán)利要求2的控制方法，其特征在于，其中所說的發(fā)動(dòng)機(jī)和所說的控制單元通過電子數(shù)據(jù)鏈路(DL)進(jìn)行通信，這個(gè)鏈路傳送上述的表明發(fā)動(dòng)機(jī)總力矩(TEG)和基本的發(fā)動(dòng)機(jī)摩擦力矩(TBEF)的信號。
6.如權(quán)利要求5的控制方法，其特征在于，其中所說的數(shù)據(jù)鏈路基本上符合SAE J1922和J1939協(xié)議中的一個(gè)而進(jìn)行工作。
7.如權(quán)利要求1的方法，其特征在于，其中所說的關(guān)系是預(yù)先確定的并由上述控制單元所存儲。
8.如權(quán)利要求3的方法，其特征在于，其中所說的關(guān)系是預(yù)先確定的并由上述控制單元存儲。
9.如權(quán)利要求1的方法，其特征在于，其中所說的關(guān)系基本上是線性的。
10.如權(quán)利要求1的方法，其特征在于，其中所說的關(guān)系基本上是線性的。
11.如權(quán)利要求1的控制方法，其特征在于，其中所說的傳動(dòng)系統(tǒng)按操作順序從一個(gè)嚙合的速比執(zhí)行動(dòng)態(tài)地?fù)Q高速檔到一個(gè)目標(biāo)齒速比，其中所有操作都不必脫開主離合器而且不考慮操作人員對油門設(shè)備的設(shè)定程度，該方法包括(a)一個(gè)預(yù)降操作，其中發(fā)動(dòng)機(jī)的供油被調(diào)節(jié)以便使已嚙合的齒速比能脫開；(b)在確認(rèn)脫開了已嚙合的齒速比后，一個(gè)同步操作(其中發(fā)動(dòng)機(jī)的供油被減少)使發(fā)動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度降低而趨向于同步速度，以便在目標(biāo)速比上嚙合(ES＝IS＝OS*GRT)；和(c)在達(dá)到基本上是上述發(fā)動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速和使得在上述的目標(biāo)齒速比上嚙合后，一次油門恢復(fù)操作(其中使發(fā)動(dòng)機(jī)的供油受到所檢測到的操作人員對油門設(shè)備的設(shè)定值所控制)；表明發(fā)動(dòng)機(jī)的減速率的控制參數(shù)(dES/dt率)的上述值在車輛行駛時(shí)由一種方法所確定，此方法包括在預(yù)降操作時(shí)，檢測發(fā)動(dòng)機(jī)速度；檢測上述同步操作的初始點(diǎn)，在檢測到上述同步操作的初始點(diǎn)時(shí)，使檢測到的發(fā)動(dòng)機(jī)速度等于發(fā)動(dòng)機(jī)速度初始值(RPMA)，并起動(dòng)一次定時(shí)順序；檢測油門恢復(fù)操作的初始點(diǎn)，在檢測到上述油門恢復(fù)操作的初始點(diǎn)時(shí)，使發(fā)動(dòng)機(jī)速度等于發(fā)動(dòng)機(jī)速度最終值(RPMB)，檢測從上述的定時(shí)順序開始以來所經(jīng)歷的時(shí)間；以及確定表明發(fā)動(dòng)機(jī)減速率的控制參數(shù)的當(dāng)前值，這個(gè)值是作為發(fā)動(dòng)機(jī)速度最終值和發(fā)動(dòng)機(jī)速度初始值之間的差和經(jīng)歷的時(shí)間的函數(shù)而進(jìn)行確定的。
12.如權(quán)利要求1的方法，其特征在于，還包括估算作為表明發(fā)動(dòng)機(jī)減速率的上述控制參數(shù)的值的函數(shù)的后隨的換高速檔的可行性。
13.如權(quán)利要求3的方法，其特征在于，還包括估算作為表明發(fā)動(dòng)機(jī)減速率的上述控制參數(shù)的值的一個(gè)函數(shù)的后隨的換高速檔的可行性。
14.一種在車輛處在運(yùn)動(dòng)的條件下確定一個(gè)控制參數(shù)(TACCES)的值的方法，這個(gè)控制參數(shù)表明在車輛的自動(dòng)機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)中的一臺車輛內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)(E)的附加力矩，該傳動(dòng)系統(tǒng)包括一臺燃油油門控制的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)(E)、一個(gè)操作人員設(shè)定的燃油油門設(shè)備(P)、一個(gè)具有輸入軸(16)和適用于驅(qū)動(dòng)車輛驅(qū)動(dòng)輪的輸出軸(90)的多速換檔機(jī)械傳動(dòng)裝置(10)，上述的輸入軸以驅(qū)動(dòng)方式通過一個(gè)摩擦主離合器(C)而連接到上述的發(fā)動(dòng)機(jī)，該系統(tǒng)還包括一個(gè)控制單元(106)，用于接收包括表明輸入軸或發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)速度的輸入信號(ES，IS)在內(nèi)的各輸入信號，并用于按照預(yù)定的邏輯規(guī)則處理上述信號以確定控制參數(shù)和向傳動(dòng)系統(tǒng)的各執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出命令輸出信號，這些執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括用于控制發(fā)動(dòng)機(jī)供油的裝置和用于控制傳動(dòng)系統(tǒng)換檔的裝置(70)，所述方法的特征在于確定在發(fā)動(dòng)機(jī)減速率(dES/dt率)和附加力矩(TACCES)之間的關(guān)系((dES/dt率)＝A＋(B*TACCES))；確定表明發(fā)動(dòng)機(jī)減速率的一個(gè)控制參數(shù)(dES/dt率)的值；和確定表明附加力矩的上述控制參數(shù)(TACCES)的一個(gè)值，該值是作為上述關(guān)系和表明發(fā)動(dòng)機(jī)減速率的上述控制參數(shù)的值的函數(shù)而進(jìn)行確定的。
15.如權(quán)利要求14的方法，其特征在于，其中所說的上述控制參數(shù)中至少有幾個(gè)參數(shù)的上述的當(dāng)前值是作為經(jīng)過濾波的平均值而確定的。
16.如權(quán)利要求14的控制方法，其特征在于，其中所說的發(fā)動(dòng)機(jī)和所說的控制單元通過一個(gè)傳送表明發(fā)動(dòng)機(jī)總力矩(TEG)和基本的發(fā)動(dòng)機(jī)摩擦力矩(TBEF)的信號的電子數(shù)據(jù)鏈路(DL)進(jìn)行通信。
17.如權(quán)利要求16的控制方法，其特征在于，其中所說的數(shù)據(jù)鏈路按基本上符合SAE J1922或J1939協(xié)議之一而進(jìn)行工作。
18.如權(quán)利要求14的方法，其特征在于，其中所說的關(guān)系是預(yù)先確定并由上述控制單元所存儲。
19.如權(quán)利要求14的方法，其特征在于，其中所說的關(guān)系基本上是線性的。
20.如權(quán)利要求14的方法，其進(jìn)一步的特征在于確定表明飛輪力矩的一個(gè)控制參數(shù)(TFW)的值，該值是作為表明附加力矩(TACCES)的控制參數(shù)的上述值的函數(shù)而進(jìn)行確定的；和作為上述表明飛輪力矩(TFW)的控制參數(shù)的值的函數(shù)而控制傳動(dòng)系統(tǒng)的換檔。
21.如權(quán)利要求14的方法，其特征在于，其中所說的傳動(dòng)系統(tǒng)按操作順序從一個(gè)嚙合的速比執(zhí)行動(dòng)態(tài)地?fù)Q高速檔到一個(gè)目標(biāo)齒速比，其中所有操作都不必脫開主離合器而且不考慮操作人員對油門設(shè)備的設(shè)定程度，該控制方法包括(a)一個(gè)預(yù)降操作，其中發(fā)動(dòng)機(jī)的供油被調(diào)控以便使已嚙合的齒速比能脫開；(b)在確認(rèn)脫開了已嚙合的齒速比后，一個(gè)同步操作(其中發(fā)動(dòng)機(jī)的供油被減少)使得發(fā)動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度降低而趨于同步速度，以便在目標(biāo)速比上嚙合(ES＝IS＝OS*GRT)；和(C)在達(dá)到基本上是上述發(fā)動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速和使得在上述的目標(biāo)齒速比上嚙合后，一次油門恢復(fù)操作，其中使發(fā)動(dòng)機(jī)的供油受到所檢測到的操作人員對油門設(shè)備的設(shè)定值所控制；上述的對表明發(fā)動(dòng)機(jī)的減速率的一個(gè)控制參數(shù)(dES/dt率)的值的確定包括在預(yù)降操作中檢測發(fā)動(dòng)機(jī)的速度；檢測上述同步操作的初始點(diǎn)，在檢測到上述同步操作的初始點(diǎn)時(shí)，使檢測到的發(fā)動(dòng)機(jī)速度等于發(fā)動(dòng)機(jī)速度初始值(RPMA)，并起動(dòng)一次定時(shí)順序；檢測油門恢復(fù)操作的起始點(diǎn)，在檢測到上述油門恢復(fù)操作的起始點(diǎn)時(shí)，使發(fā)動(dòng)機(jī)速度等于發(fā)動(dòng)機(jī)速度最終值(RPMB)，檢測從上述定時(shí)順序開始以來所經(jīng)歷的時(shí)間；和確定表明發(fā)動(dòng)機(jī)減速率的控制參數(shù)的當(dāng)前值，該值是作為發(fā)動(dòng)機(jī)速度最終值和發(fā)動(dòng)機(jī)速度初始值之間的差和經(jīng)歷的時(shí)間的函數(shù)而進(jìn)行確定的。
22.如權(quán)利要求17的控制方法，其特征在于，其中所說的傳動(dòng)系統(tǒng)按操作順序從某一嚙合的速比執(zhí)行動(dòng)態(tài)地?fù)Q高速檔到一個(gè)目標(biāo)齒速比，其中所有操作都不必脫開主離合器而且不考慮操作人員對油門設(shè)備的設(shè)定程度，該控制方法包括(a)一個(gè)預(yù)降操作，其中發(fā)動(dòng)機(jī)的供油被調(diào)控以便使已嚙合的齒速比能脫開；(b)在確認(rèn)脫開了已嚙合的齒速比后，一個(gè)同步操作(其中發(fā)動(dòng)機(jī)的供油被減少)，使發(fā)動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度降低而趨向于同步速度以便在目標(biāo)速比上嚙合(ES＝IS＝OS*GRT)；和(C)在達(dá)到基本上是上述發(fā)動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速和使得在上述的目標(biāo)齒速比上嚙合后，一次油門恢復(fù)操作，其中使發(fā)動(dòng)機(jī)的供油受到所檢測到的操作人員對油門設(shè)備的設(shè)定值所控制；上述的對表明發(fā)動(dòng)機(jī)的減速率的一個(gè)控制參數(shù)(dES/dt率)的值的確定包括在預(yù)降操作時(shí)檢測發(fā)動(dòng)機(jī)速度；檢測上述同步操作的初始點(diǎn)，在檢測到上述同步操作的初始點(diǎn)時(shí)，使檢測到的發(fā)動(dòng)機(jī)速度等于發(fā)動(dòng)機(jī)速度初始(RPMA)，并起動(dòng)一個(gè)定時(shí)順序；檢測油門恢復(fù)操作的初始點(diǎn)，在檢測到上述油門恢復(fù)操作的初始點(diǎn)時(shí)，使發(fā)動(dòng)機(jī)速度等于發(fā)動(dòng)機(jī)速度最終值(RPMB)，檢測從上述的定時(shí)順序開始以來所經(jīng)歷的時(shí)間；和確定表明發(fā)動(dòng)機(jī)減速率的控制參數(shù)的當(dāng)前值，該值是作為發(fā)動(dòng)機(jī)速度最終值和發(fā)動(dòng)機(jī)速度初始值之間的差和經(jīng)歷的時(shí)間的函數(shù)而進(jìn)行確定的。
23.一種用于車輛的自動(dòng)機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)中的方法，該傳動(dòng)系統(tǒng)包括一臺燃油油門控制的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)(E)、一個(gè)操作員設(shè)定的燃油油門設(shè)備(P)、一個(gè)具有輸入軸(16)和適用于驅(qū)動(dòng)車輛驅(qū)動(dòng)輪的輸出軸(90)的多速換檔機(jī)械傳動(dòng)裝置(10)，上述輸入軸以驅(qū)動(dòng)方式通過一個(gè)摩擦主離合器(C)而連接到上述的發(fā)動(dòng)機(jī)，該系統(tǒng)還包括一個(gè)控制單元(106)，它用于接收各輸入信號，其中包括表明輸入軸或發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)速度的輸入信號(ES、IS)、表明發(fā)動(dòng)機(jī)總力矩的輸入信號(TEG)和表明基本的發(fā)動(dòng)機(jī)摩擦力矩的輸入信號(TBEF)，它還用于按照預(yù)定的邏輯規(guī)則來處理上述信號以確定控制參數(shù)并向傳動(dòng)系統(tǒng)的各執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出命令輸出信號，這些執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括用于控制發(fā)動(dòng)機(jī)供油的裝置和用于控制傳動(dòng)系統(tǒng)換檔的裝置(70)，上述的發(fā)動(dòng)機(jī)和上述的控制單元通過傳送表明發(fā)動(dòng)機(jī)總力矩(TEG)和基本的發(fā)動(dòng)機(jī)摩擦力矩(TBEF)的上述信號的一個(gè)電子數(shù)據(jù)鏈路(DL)而進(jìn)行通信，所述方法用于在發(fā)動(dòng)機(jī)為惰轉(zhuǎn)且傳動(dòng)裝置或主離合器為脫開的車輛條件下確定表明車輛的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)(E)的發(fā)動(dòng)機(jī)減速率的一個(gè)控制參數(shù)(dES/dt率)的值，所述方法的特征在于確定在發(fā)動(dòng)機(jī)減速率(dES/dt率)和附加力矩(TACCES)之間的關(guān)系((dES/dt率)＝A＋(B*TACCES))；確定表明附加力矩的上述控制參數(shù)(TACCES)的值，該值是作為下列表達(dá)式的函數(shù)而進(jìn)行確定的TACCES＝TEG-TBEF和確定表明發(fā)動(dòng)機(jī)減速率的上述控制參數(shù)的、一個(gè)值，該值是作為表明附加力矩的上述參數(shù)的值和上述關(guān)系的一個(gè)函數(shù)來進(jìn)行確定的。
24.如權(quán)利要求23的控制方法，其特征在于，其中所說的數(shù)據(jù)鏈路的工作基本上符合于SAE J1922或J1939協(xié)議之一。
25.如權(quán)利要求24的方法，其特征在于，其中所說的關(guān)系是預(yù)先確定并由上述的控制單元所存儲。
26.如權(quán)利要求24的方法，其特征在于，其中所說的關(guān)系基本上是線性的。
27.在車輛自動(dòng)機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)中的一種控制系統(tǒng)，該傳動(dòng)系統(tǒng)包括一臺燃油油門控制的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)(E)、一個(gè)操作員設(shè)定的燃油油門設(shè)備(P)、一個(gè)具有輸入軸(16)和適用于驅(qū)動(dòng)車輛驅(qū)動(dòng)輪的輸出軸(90)的多速換檔機(jī)械傳動(dòng)裝置(10)，上述輸入軸以驅(qū)動(dòng)方式通過一個(gè)摩擦主離合器(C)而連接到上述的發(fā)動(dòng)機(jī)，該系統(tǒng)還具有一個(gè)控制單元(106)，它用于接收各輸入信號，其中包括表明輸入軸或發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)速度的輸入信號(ES、IS)、表明發(fā)動(dòng)機(jī)總力矩的輸入信號(TGE)和表明基本的發(fā)動(dòng)機(jī)摩擦力矩的輸入信號(TBEF)，它還用于按照已確定的邏輯規(guī)則來處理上述信號以確定控制參數(shù)并向傳動(dòng)系統(tǒng)的各執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出命令輸出信號，這些執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括用于控制發(fā)動(dòng)機(jī)供油的裝置和控制傳動(dòng)系統(tǒng)換檔的裝置(70)，所述控制系統(tǒng)用于在發(fā)動(dòng)機(jī)為惰轉(zhuǎn)和傳動(dòng)裝置處于空檔和/或主離合器為脫開的車輛條件下確定表明發(fā)動(dòng)機(jī)減速率的一個(gè)控制參數(shù)(dES/dt率)的值，上述的控制系統(tǒng)的特征在于用于確定在發(fā)動(dòng)機(jī)減速率(dES/dt率)和附加力矩(TACCES)之間的關(guān)系((dES/dt率)＝A＋(B*TACCES))的裝置；用于確定表明附加力矩的一個(gè)控制參數(shù)(TACCES)的值的裝置；和用于確定表明發(fā)動(dòng)機(jī)減速率的上述控制參數(shù)的值的裝置，該值是作為表明附加力矩的上述參數(shù)的值和上述關(guān)系的函數(shù)來進(jìn)行確定的。
28.如權(quán)利要求27的控制系統(tǒng)，其特征在于，其中所說的各輸入信號包括表明發(fā)動(dòng)機(jī)總力矩的輸入信號(TEG)和表明基本的發(fā)動(dòng)機(jī)摩擦力矩的輸入信號(TBEF)，并且表明附加力矩的上述參數(shù)(TACCES)的值是作為發(fā)動(dòng)機(jī)總力矩和基本的發(fā)動(dòng)機(jī)摩擦力矩的函數(shù)而確定的。
29.如權(quán)利要求28的控制系統(tǒng)，其特征在于，表明附加力矩的上述參數(shù)(TACCES)的值是作為下列表達(dá)式的函數(shù)而確定的TACCES＝TEG－TBEF。
30.如權(quán)利要求28的控制系統(tǒng)，其特征在于，上述的發(fā)動(dòng)機(jī)和上述的控制單元通過一個(gè)傳送表明發(fā)動(dòng)機(jī)總力矩(TEG)和基本的發(fā)動(dòng)機(jī)摩擦力矩(TBEF)的所述信號的電子數(shù)據(jù)鏈路(DL)而通信。
31.如權(quán)利要求30的控制系統(tǒng)，其特征在于，其中所說的數(shù)據(jù)鏈路的工作基本符合于SAE J1922或J1939協(xié)議之一。
32.如權(quán)利要求27的控制系統(tǒng)，其特征在于，其中所說的關(guān)系是預(yù)先確定的和由上述控制單元所存儲的。
33.如權(quán)利要求28的控制系統(tǒng)，其特征在于，還包括用于估算隨后的換高速檔的可行性的裝置，這種換檔是作為表明發(fā)動(dòng)機(jī)減速率的上述控制參數(shù)的值的函數(shù)而進(jìn)行估算的。
34.一種控制系統(tǒng)，用于當(dāng)車輛在行駛條件下確定一個(gè)控制參數(shù)(TACCES)的值，這個(gè)參數(shù)表明在車輛自動(dòng)機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)中的車輛內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)(E)的附加力矩，這個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)包括一臺燃油油門控制的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)(E)、一個(gè)操作員設(shè)定的燃油油門設(shè)備(P)、一個(gè)具有輸入軸(16)和適用于驅(qū)動(dòng)車輛驅(qū)動(dòng)輪的輸出軸(90)的多速換檔機(jī)械傳動(dòng)裝置(10)，上述的輸入軸以驅(qū)動(dòng)方式通過一個(gè)摩擦主離合器(C)而連接到上述的發(fā)動(dòng)機(jī)，該系統(tǒng)還包括一個(gè)控制單元(106)，它用于接收各輸入信號，包括表明輸入軸或發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)速度的輸入信號(ES，IS)，它還用于按照已確定的邏輯規(guī)則來處理上述的信號以確定控制參數(shù)并向傳動(dòng)系統(tǒng)的各執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出命令輸出信號，這些執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括控制發(fā)動(dòng)機(jī)供油的裝置和控制傳動(dòng)系統(tǒng)換檔的裝置(70)，所述的控制系統(tǒng)的特征在于用于確定在發(fā)動(dòng)機(jī)減速率(dES/dt率)和附加力矩(TACCES)之間的一種關(guān)系((dES/dt率)＝A＋(B*TACCES))的裝置；用于確定表明發(fā)動(dòng)機(jī)減速率的一個(gè)控制參數(shù)(dES/dt率)的值的裝置；用于確定表明附加力矩的上述控制參數(shù)(TACCES)的值的裝置，該值是作為上述關(guān)系和表明發(fā)動(dòng)機(jī)減速率的上述控制參數(shù)的值的函數(shù)而進(jìn)行確定的。
35.如權(quán)利要求34的控制系統(tǒng)，其進(jìn)一步的特征在于用于確定表明飛輪力矩的一個(gè)控制參數(shù)(TFW)的值的裝置，該值是作為表明附加力矩(TACCES)的上述控制參數(shù)的值的函數(shù)而進(jìn)行確定的；用于作為表明飛輪力矩(TFW)的上述控制參數(shù)的值的函數(shù)而控制傳動(dòng)系統(tǒng)的換檔的裝置。
36.如權(quán)利要求34的控制系統(tǒng)，其特征在于，其中所說的傳動(dòng)系統(tǒng)按操作順序執(zhí)行從一個(gè)嚙合的速比動(dòng)態(tài)地?fù)Q高速檔到一目標(biāo)齒速比，其中所有操作都不必脫開主離合器并且不考慮操作人員對油門設(shè)備的設(shè)定程度，它包括(a)一個(gè)預(yù)降操作，其中發(fā)動(dòng)機(jī)的供油被調(diào)控以便使已嚙合的齒速比能脫開；(b)在確認(rèn)脫開了已嚙合的齒速比后，一個(gè)同步操作(其中發(fā)動(dòng)機(jī)的供油被減少)，使發(fā)動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度降低而趨向于同步速度，以便在目標(biāo)速比上嚙合(ES＝IS＝OS*GRT)；和(c)在達(dá)到基本上是上述發(fā)動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速和使得在上述的目標(biāo)齒速比上嚙合后，一次油門恢復(fù)操作，其中使發(fā)動(dòng)機(jī)的供油受到所檢測到的操作人員對油門設(shè)備的設(shè)定值所控制；上述的用于確定表明發(fā)動(dòng)機(jī)減速率的一個(gè)控制參數(shù)(dES/dt率)的值的裝置包括在預(yù)降操作期間檢測發(fā)動(dòng)機(jī)速度的裝置；用于檢測上述同步操作的初始點(diǎn)、并在檢測到該同步操作的初始點(diǎn)時(shí)使檢測到的發(fā)動(dòng)機(jī)速度等于發(fā)動(dòng)機(jī)速度初始值(RPMA)并起動(dòng)一次定時(shí)順序的裝置；用于檢測油門恢復(fù)操作的初始點(diǎn)、并在檢測到該油門恢復(fù)的初始點(diǎn)時(shí)使發(fā)動(dòng)機(jī)速度等于發(fā)動(dòng)機(jī)速度最終值(RPMB)和檢測從上述的定時(shí)序列開始以來所經(jīng)歷的時(shí)間的裝置；用于確定表明發(fā)動(dòng)機(jī)減速率的控制參數(shù)當(dāng)前值的裝置，該值是作為發(fā)動(dòng)機(jī)速度最終值和發(fā)動(dòng)機(jī)速度初始值之間的差和經(jīng)歷的時(shí)間的函數(shù)而進(jìn)行確定的。
37.在車輛的自動(dòng)化機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)中的一種控制系統(tǒng)，該傳動(dòng)系統(tǒng)包括一臺燃油油門控制的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)(E)、一個(gè)操作員設(shè)定的燃油油門設(shè)備(P)、一個(gè)具有輸入軸(16)和適用于驅(qū)動(dòng)車輛的驅(qū)動(dòng)輪的輸出軸(90)的多速換檔機(jī)械傳動(dòng)裝置(10)，上述輸入軸以驅(qū)動(dòng)方式通過一個(gè)摩擦主離合器(C)而連接到上述的發(fā)動(dòng)機(jī)，該系統(tǒng)還包括一個(gè)控制單元(106)，它用于接收各輸入信號，其中包括表明輸入軸或發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)速度的輸入信號(ES、IS)，表明發(fā)動(dòng)機(jī)總力矩的輸入信號(TEG)和表明基本的發(fā)動(dòng)機(jī)摩擦力矩的輸入信號(TBEF)，它還用于按照已確定的邏輯規(guī)則來處理上述信號以確定控制參數(shù)并向傳動(dòng)系統(tǒng)的各執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出命令輸出信號，這些執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括用于控制發(fā)動(dòng)機(jī)供油的裝置和用于控制傳動(dòng)系統(tǒng)的換檔的裝置(70)，上述的發(fā)動(dòng)機(jī)和上述的控制單元通過傳送表明發(fā)動(dòng)機(jī)總力矩(TEG)和基本的發(fā)動(dòng)機(jī)摩擦力矩(TBEF)的上述信號的一個(gè)電子數(shù)據(jù)鏈路(DL)而進(jìn)行通信，所述控制系統(tǒng)用于在發(fā)動(dòng)機(jī)為情轉(zhuǎn)且傳動(dòng)裝置或主離合器是脫開的車輛條件下確定表明車輛的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)(E)的發(fā)動(dòng)機(jī)減速率的一個(gè)控制參數(shù)(dES/dt率)的值，該控制系統(tǒng)的特征在于用于確定在發(fā)動(dòng)機(jī)減速率(dES/dt率)和附加力矩(TACCES)之間的一種關(guān)系((dES/dt率)＝A＋(B*TACCES))的裝置；用于確定表明附加力矩的上述控制參數(shù)(TACCES)的值的裝置，該值是作為下列表達(dá)式的函數(shù)而進(jìn)行確定的TACCES＝TEG－TBEF和用于確定表明發(fā)動(dòng)機(jī)減速率的上述控制參數(shù)的值的裝置，該值是作為表明附加力矩的上述參數(shù)的值和上述關(guān)系的函數(shù)而進(jìn)行確定的。
38.如權(quán)利要求37的控制系統(tǒng)，其特征在于，其中所說的數(shù)據(jù)鏈路的工作基本上符合于SAE J1922或J1939協(xié)議之一。
39.如權(quán)利要求38的控制系統(tǒng)，其特征在于，其中所說的關(guān)系是預(yù)先確定的并由上述的控制單元所存儲的。
40.如權(quán)利要求37的控制系統(tǒng)，其特征在于，其中所說的關(guān)系基本上是線性的。
全文摘要
提供了一種用于至少是部分自動(dòng)的車輛機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的自適應(yīng)控制系統(tǒng)/方法，以便確定在車輛為運(yùn)動(dòng)時(shí)的表明附加力矩的控制參數(shù)(T
文檔編號B60W30/18GK1125859SQ95106048
公開日1996年7月3日 申請日期1995年5月16日 優(yōu)先權(quán)日1994年5月16日
發(fā)明者T·A·詹尼斯 申請人:易通公司