專利名稱：自動(dòng)機(jī)械式變速系統(tǒng)的控制換檔的方法/系統(tǒng)的制作方法
本申請(qǐng)是美國(guó)序列號(hào)09/145316，申請(qǐng)日98/08/31，名稱為自動(dòng)機(jī)械式變速系統(tǒng)的控制換檔的方法/系統(tǒng)的系列申請(qǐng)。
本發(fā)明涉及自動(dòng)機(jī)械式車用變速系統(tǒng)的改進(jìn)的換檔邏輯。尤其是，本發(fā)明涉及一種控制方法/系統(tǒng)，其包括邏輯規(guī)則，由此只有在基本上穩(wěn)態(tài)的油門狀態(tài)下命令換檔，使不希望的換檔的發(fā)生減少到最小。
在現(xiàn)有技術(shù)中，完全和部分自動(dòng)車用機(jī)械變速系統(tǒng)是公知的，可以參考美國(guó)專利4361060,4595986,4648290,4850236,5109721,5393276,5409432,5425284,5761628和5938711，在此參考它們所公開的內(nèi)容。這樣的具有自動(dòng)換檔模式的變速器一般地根據(jù)換檔點(diǎn)曲線或換當(dāng)程序得出換檔結(jié)果，這些曲線或程序常常用圖表表示油門位置(要求開度)相對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)、輸出軸或車速關(guān)系。為了抗震等，考慮到各種檢測(cè)的車況，臨時(shí)修改這些換檔曲線而更改車輛性能是已知的。這樣的換檔邏輯的示例可以參考美國(guó)專利4361060,4551802,4852006,4916979,5053963,5406861和5938711，在此參考它們所公開的內(nèi)容。
現(xiàn)有技術(shù)的換檔邏輯沒有解決的一個(gè)問題是一個(gè)不希望的換檔的問題，當(dāng)操作者改變油門踏板位置時(shí)，由于有換檔要求，并且這樣的換檔的命令啟動(dòng)，這種不希望的換檔偶爾也會(huì)發(fā)生。
現(xiàn)有基于要求開度的換檔點(diǎn)的算法一般使用瞬時(shí)要求開度以確定換檔點(diǎn)速度。在穩(wěn)態(tài)或十分慢改變要求開度的情況下，提供響應(yīng)司機(jī)要求開度的邏輯換檔。但是，假設(shè)要求開度(一般表示為一油門踏板位置)相當(dāng)快地改變，這策略能產(chǎn)生與司機(jī)企望不一致的換檔。
在一個(gè)示例(見審查中美國(guó)申請(qǐng)序列號(hào)09/145316)中，如果司機(jī)踩油門，但低于與他的特定要求開關(guān)相關(guān)的換高檔點(diǎn)，然后離開油門，對(duì)于本換當(dāng)策略，一掛高檔能隨著要求開度向0％轉(zhuǎn)換而被啟動(dòng)。在這種情形中，司機(jī)可以傾向于減速，但系統(tǒng)被掛入高檔。在另一情形中，如果司機(jī)離開油門，然后踩它，隨著要求開度的增加，啟動(dòng)一掛高檔。司機(jī)可以想要更多的動(dòng)力，但這一次，系統(tǒng)卻掛入高檔。在這兩種情況下，當(dāng)情況可以通過原擋位更好地操作時(shí)，卻響應(yīng)一瞬時(shí)的要求開度使系統(tǒng)掛入高檔。
同樣，由于司機(jī)可以轉(zhuǎn)變想法，和/或油門踏板的振動(dòng)可以由車輛行駛于粗糙路面而引起，所以確定是否需要換檔和/或是否在要求瞬間中開始換檔可以說是不合乎需求的。
根據(jù)本發(fā)明，提供了一新的和改進(jìn)的自動(dòng)換檔控制，其包括改進(jìn)的掛高檔和掛低檔的控制邏輯。
這由提供的邏輯規(guī)則來實(shí)現(xiàn)，由此，可以防止不希望的換檔，正常地所采用的換檔程序和/或換檔邏輯被修改。尤其是，直到操作者設(shè)定的油門踏板位置變得較平穩(wěn)(即|(d/dt)THL|＜REF□0)，才命令換檔。
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一新的和改進(jìn)的自動(dòng)換檔變速器的換檔控制系統(tǒng)/方法。
本發(fā)明的這個(gè)和其它的目的和優(yōu)點(diǎn)將通過結(jié)合附圖，閱讀下面的最佳實(shí)施例說明變得更明顯。


圖1是一至少部分自動(dòng)機(jī)械式車用變速系統(tǒng)的示意圖，其中，該車用機(jī)械變速系統(tǒng)應(yīng)用了本發(fā)明的控制邏輯。
圖2是一傳統(tǒng)的換檔程序的一部分，以圖表形式的示意圖，其中示出了現(xiàn)有技術(shù)一個(gè)缺陷。
圖3是一般現(xiàn)有技術(shù)的換檔曲線的示意圖。
圖4是本發(fā)明的換檔控制邏輯，以流程圖的形式示出的一示意圖。
圖1示出了一車輛動(dòng)力系10，其包括一至少部分自動(dòng)的機(jī)械變速系統(tǒng)12，該系統(tǒng)應(yīng)用了本發(fā)明的掛高檔的控制邏輯。動(dòng)力系10包括一內(nèi)燃機(jī)14(如一汽油機(jī)或柴油機(jī))，一主離合器16，一機(jī)械變速器18，和一由傳動(dòng)軸21驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)橋部成20。盡管本發(fā)明特別適用于中型和重型汽車，但也不僅限于此。
變速器18可以是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的5檔，6檔，7檔，9檔，10檔，12檔或更多個(gè)前進(jìn)檔的設(shè)計(jì)。這樣的變速器的示例可以參考美國(guó)專利4373403,4754665和5390561，在此，參考它們所公開的內(nèi)容。
自動(dòng)變速系統(tǒng)12最好包括一基于微處理器的控制器22，用于接收各種輸入信號(hào)24并根據(jù)邏輯規(guī)則處理信號(hào)，將命令輸出信號(hào)26發(fā)送至各種系統(tǒng)致動(dòng)器。這種控制器是公知的，可參照上述的美國(guó)專利4361060和4595986。
一油門位置傳感器28提供一指示操作者設(shè)定的油門位置或要求開度的信號(hào)THL，一換檔選擇器30提供一信號(hào)GRS，其指示所選的變速器操縱模式和/或?qū)Ξ?dāng)前傳動(dòng)比掛高檔或掛低檔的要求，速度傳感器32,34和36分別提供信號(hào)ES,IS和OS，它們分別指示發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸38的轉(zhuǎn)速，變速器輸入軸40轉(zhuǎn)速和變速器輸出軸42轉(zhuǎn)速。最好，傳感器將檢測(cè)或控制器將計(jì)算d/dt(THL)值，該值指示油門踏板的位置或司機(jī)的要求開度相對(duì)時(shí)間的變化率。
配備了一用于控制發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和/或扭矩的發(fā)動(dòng)機(jī)控制器44，配備了一用于控制主離合器工作的離合器致動(dòng)器46，和一控制變速器換檔的變速器操縱器48。
ECU 22可以與發(fā)動(dòng)機(jī)控制器44相分開，或與其作成一體。各種控制器、傳感器和/或致動(dòng)器可以遵循一種工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，如SAE J-1939等，通過數(shù)據(jù)總線進(jìn)行通訊。
適合的傳感器和致動(dòng)器對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員是公知的，并且其中的示例可以參照美國(guó)專利4361060,4873881,4974468,5135218,5279172,5305240,5323669,5408898,5441137,5445126,5448482和5481170，但不僅限于上述這些。
如公知的，在這種自動(dòng)變速系統(tǒng)中，當(dāng)在一自動(dòng)換檔模式(如，非限定的示例，選擇器30選“D”)下工作時(shí)，根據(jù)一“換檔程序”或一“換檔點(diǎn)曲線”，命令掛高檔或掛低檔，圖2示出了現(xiàn)有技術(shù)的掛高檔的形式。換檔程序，或其等同功能模塊一般存儲(chǔ)在控制器22的存貯器中。本發(fā)明也可適用于那些只自動(dòng)換入高傳動(dòng)比的變速系統(tǒng)。
圖3是一典型的現(xiàn)有技術(shù)的換檔曲線，其中換檔結(jié)果作為檢測(cè)的油門位置的函數(shù)或要求開度的函數(shù)而得出。如公知的，掛高檔曲線和掛低檔曲線分割曲表為三個(gè)區(qū)域A,B和C。在區(qū)域A，不需要換檔。在區(qū)域B，發(fā)動(dòng)機(jī)速度超過掛高檔曲線值，需要掛高檔。在區(qū)域C，發(fā)動(dòng)機(jī)速度小于掛低檔曲線值，需要掛低檔。
換檔曲線的位置和形狀可以隨檢測(cè)的工況而變化，如現(xiàn)有技術(shù)所公開那樣。
圖2是重型車的一般高速檔的掛高檔的換檔點(diǎn)曲線，該車包括柴油機(jī)和10至20個(gè)前進(jìn)檔的機(jī)械式變速器。油門位置，被稱為司機(jī)要求開度，相對(duì)一速度(如輸出軸的或發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速)來繪制。線60是掛高檔點(diǎn)曲線，并分割圖表為兩個(gè)工作區(qū)域，區(qū)域A不需掛高檔，區(qū)域B需要掛高檔。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的掛高檔邏輯，線60從A區(qū)至B區(qū)的瞬間橫跨將立即引起一所命令的掛高檔操作。
為了確定換檔點(diǎn)速度，現(xiàn)有技術(shù)的基于要求開度的換檔點(diǎn)算法使用瞬時(shí)要求開度。在穩(wěn)態(tài)或十分慢的改變要求開度的情況下，提供響應(yīng)司機(jī)要求開度的邏輯換檔。但是，在變化較快的情況下，這個(gè)策略能產(chǎn)生與司機(jī)所企望換檔不相一致的換檔。
在審查中的美國(guó)序列號(hào)為09/145316示例中，如果司機(jī)踩油門時(shí)，油門位置低于與特定要求開度(點(diǎn)62)有關(guān)的掛高檔點(diǎn)，然后司機(jī)離開油門，由于本發(fā)明換檔策略，隨著油門向0％要求開度轉(zhuǎn)換，啟動(dòng)一掛高檔(點(diǎn)64)。在這種情況下，司機(jī)可以打算減速，但系統(tǒng)被掛入高檔。在另一情況下，如果司機(jī)離開油門(點(diǎn)68)，然后踩油門，隨要求開度的提高(點(diǎn)72)，啟動(dòng)掛高檔。司機(jī)可以希望更大的動(dòng)力(點(diǎn)72)，但這一次，系統(tǒng)卻掛入高檔。在這兩種情況下，當(dāng)狀況可以通過保持原擋位，即不換入高檔，就能更好的操作，卻響應(yīng)于短時(shí)間的要求開度使系統(tǒng)掛入高檔。
當(dāng)一瞬時(shí)要求開度值正在改變時(shí)，如果司機(jī)正在改變想法，和/或如果油門位置的改變是車輛行駛于粗糙路面而引起的，那么基于瞬時(shí)要求開度值的換檔策略也可以導(dǎo)致不希望的換檔。
為了使這種超限換檔減到最小，本發(fā)明的換檔邏輯禁止命令掛高速檔和掛低速檔，直到操作者定位油門踏板于相對(duì)穩(wěn)定的穩(wěn)態(tài)。檢測(cè)油門踏板位置，使油門位置保持在一較小段值(在如在-5％區(qū)段內(nèi))內(nèi)，并且/或油門位置的相對(duì)時(shí)間的變化率低于第一基準(zhǔn)值(|(d/dt(THL))|＜REF1)。如果遇上這些情況，根據(jù)當(dāng)前工況，相對(duì)于適宜的換檔點(diǎn)曲線的位置，可以命令換檔。
禁止換檔決定和/或啟動(dòng)換擋包括了多種邏輯技術(shù)，包括在非穩(wěn)態(tài)存在時(shí)，非限定的簡(jiǎn)單地非執(zhí)行換檔邏輯，向右遠(yuǎn)遠(yuǎn)地移開掛高檔曲線，向左遠(yuǎn)遠(yuǎn)地移開掛低檔曲線，這樣確定后，在當(dāng)前工況下，這個(gè)唯一可接受的傳動(dòng)比是當(dāng)前嚙合的傳動(dòng)比，和同一操作狀態(tài)。
圖4是表示本發(fā)明的換檔邏輯改進(jìn)的流程圖。
因此，可以看出提供了一種新的和改進(jìn)的掛高檔的控制系統(tǒng)/方法。
雖然本發(fā)明的描述帶有某一程度特定生，但是可以理解最佳實(shí)施例的說明只是示例性的，并且可能在結(jié)構(gòu)和細(xì)節(jié)上有著大量的改動(dòng)，而不會(huì)脫離下面權(quán)利要求所要求的本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和范圍。
權(quán)利要求
1.一種車用自動(dòng)機(jī)械式變速系統(tǒng)的控制換檔的方法，其包括一燃油控制的發(fā)動(dòng)機(jī)；一手控裝置，其用于提供車輛操作者所需的發(fā)動(dòng)機(jī)供油的一信號(hào)；和一換檔變速器，其具有由所述發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的一輸入軸和一輸出軸，所述變速器具有大量可選擇的輸入軸轉(zhuǎn)速和輸出軸轉(zhuǎn)速的比率；一控制器，其用于接收大量的輸入信號(hào)，其信號(hào)包括(ⅰ)一第一信號(hào)，其指示所述發(fā)動(dòng)機(jī)、輸入軸和輸出軸中至少其中一個(gè)的轉(zhuǎn)速；(ⅱ)一第二輸入信號(hào)，其指示操作者所需的發(fā)動(dòng)機(jī)供油，并且所述控制器根據(jù)邏輯規(guī)則處理所述信號(hào)，發(fā)送命令輸出信號(hào)至系統(tǒng)致動(dòng)器，如果所述第二信號(hào)處于一始定的檢測(cè)值上，所述第一信號(hào)大于所述第二信號(hào)處于所述給定值時(shí)的掛高檔的一基準(zhǔn)值時(shí)，那么所述邏輯規(guī)則命令掛入高檔，如果所述第二信號(hào)處于所述給定檢測(cè)值，所述第一信號(hào)小于所述第二信號(hào)為所述給定值時(shí)的掛低檔的一基準(zhǔn)值，那么命令掛入低檔，所述方法包括確定是否所述第二信號(hào)的值已經(jīng)達(dá)到一基本上穩(wěn)態(tài)值；如果第二信號(hào)沒有達(dá)到基本上的穩(wěn)態(tài)值，禁止命令輸出信號(hào)使變速器換檔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，如果第二信號(hào)值相對(duì)時(shí)間的變化率小于一第一基準(zhǔn)值(|(d/dt(THL))|＜REF1)，確定已經(jīng)達(dá)到所述第二信號(hào)的基本上穩(wěn)態(tài)值。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其特征在于，所述第一基準(zhǔn)值大約是0((REF1)口0)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，如果所述值的變化小于一第二基準(zhǔn)值(|(THLN-THLN-1)|＜REF2)，所述第二信號(hào)的一基本上穩(wěn)態(tài)值被確定為已經(jīng)達(dá)到。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其特征在于，所述基準(zhǔn)值小于所述第二值的5％(0.05(THLN)＞REF2)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制器是基于微處理器的。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一信號(hào)指示輸出軸轉(zhuǎn)速。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一信號(hào)指示發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一信號(hào)由所述控制器從一電子數(shù)據(jù)鏈路讀入的。
10.一種控制自動(dòng)變速系統(tǒng)的改進(jìn)方法，變速系統(tǒng)包括一油門控制的發(fā)動(dòng)機(jī)，一操作者致動(dòng)的油門控制裝置，和一具有若干傳動(dòng)比組合的變速器，該傳動(dòng)比在一變速器輸入軸和一變速器輸出軸間可選擇地嚙合組合而成，所述變速器輸入軸操作地與所述發(fā)動(dòng)機(jī)相連，所述變速系統(tǒng)包括一信號(hào)處理單元，其具有接收若干信號(hào)的裝置，信號(hào)包括(ⅰ)指示所述油門控制裝置位置的一輸入信號(hào)，(ⅱ)指示所述發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的輸入信號(hào)，所述信號(hào)處理單元包括根據(jù)一程序，處理所述輸入信號(hào)的裝置，以提供一給定輸入信號(hào)組合的一預(yù)定的傳動(dòng)比，并產(chǎn)生輸出信號(hào)，由此所述變速系統(tǒng)根據(jù)所述程序工作，還包括與所述變速器相關(guān)的致動(dòng)器，驅(qū)使所述變速器響應(yīng)來自所述處理單元的輸出信號(hào)，實(shí)現(xiàn)所述傳動(dòng)比的一個(gè)的嚙合，改進(jìn)的方法包括檢測(cè)所述輸入信號(hào)的一穩(wěn)態(tài)值有無出現(xiàn)，所述輸入信號(hào)指示所述油門控制裝置的位置；改變所述程序，通過產(chǎn)生輸出信號(hào)，禁止在無所述輸入信號(hào)的穩(wěn)態(tài)值出現(xiàn)時(shí)開始換檔，所述輸入信號(hào)指示所述油門控制裝置的位置。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的改進(jìn)方法，其特征在于，還包括確定所述輸入信號(hào)相對(duì)時(shí)間的變化率，其中所述輸入信號(hào)指示所述油門控制裝置的位置；所述變化率相對(duì)于基準(zhǔn)值的比較；如果所述基準(zhǔn)值大于所述變化率，確定所述輸入信號(hào)的出現(xiàn)一穩(wěn)態(tài)值。
12.一種車用自動(dòng)機(jī)械式變速系統(tǒng)(12)的控制換檔的控制系統(tǒng)，其包括一燃油控制的發(fā)動(dòng)機(jī)(14)；一手控裝置，其用于提供所需的發(fā)動(dòng)機(jī)供油(28)的信號(hào)；和一換檔變速器(18)，其具有由所述發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的一輸入軸(40)和一輸出軸(42)，所述變速器具有若干可選擇的輸入軸轉(zhuǎn)速和輸出軸轉(zhuǎn)速的比率；一控制器(22)，其用于接收若干的輸入信號(hào)(24)，其信號(hào)包括(ⅰ)一第一輸入信號(hào)(ES,IS,OS)，其指示所述發(fā)動(dòng)機(jī)輸入軸和輸出軸至少其中一個(gè)的轉(zhuǎn)速，(ⅱ)一第二輸入信號(hào)(THL)，其指示操作者所需的發(fā)動(dòng)機(jī)供油，并且所述控制器根據(jù)邏輯規(guī)則處理所述信號(hào)，發(fā)送命令輸出信號(hào)(26)至系統(tǒng)致動(dòng)器(44,46和/或48)，如果所述第二信號(hào)處于一給定的檢測(cè)值處，所述第一信號(hào)超過所述第二信號(hào)為所述給定值時(shí)的掛高檔的一基準(zhǔn)值，或小于所述第二信號(hào)為所述給定值時(shí)的一掛低檔基準(zhǔn)值，那么所述邏輯規(guī)則命令掛高檔，如果所述第二信號(hào)處于所述給定檢測(cè)值處，所述第一信號(hào)小于所述第二信號(hào)為所述給定值時(shí)的一掛低檔的基準(zhǔn)值，那么命令掛低檔，其特征在于所述邏輯規(guī)則包括規(guī)則確定是否所述第二信號(hào)的值已經(jīng)達(dá)到一基本上穩(wěn)態(tài)值；如果第二信號(hào)沒有達(dá)到基本上的穩(wěn)態(tài)值，禁止命令輸出信號(hào)使變速器換檔。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，如果第二信號(hào)值相對(duì)時(shí)間的變化率小于第一基準(zhǔn)值(|(d/dt(THL))|＜REF1)時(shí)，所述的一基本上穩(wěn)態(tài)值被確定已經(jīng)達(dá)到。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述第一基準(zhǔn)值大約是0((REF1)□0)。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，如果所述值的變化小于一第二基準(zhǔn)值(|(THLN-THLN-1)|＜REF2)，所述第二信號(hào)的一基本上穩(wěn)態(tài)值被確定為已經(jīng)達(dá)到了。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述6的系統(tǒng)，其特征在于，所述第二基準(zhǔn)值小于所述第二值的5％(0.05(THLN)＞REF2)。
17.在一自動(dòng)變速系統(tǒng)中控制換檔的一種方法，所述方法包括步驟為(a)確定系統(tǒng)工況，其包括手動(dòng)確定要求開度的變化率的值，(b)如果所述變化率的絕對(duì)值大于一基準(zhǔn)值，禁止變速器換檔啟動(dòng)。
全文摘要
一種控制系統(tǒng)/方法，用以在自動(dòng)機(jī)械變速系統(tǒng)(12)中使不希望的換檔減至最小，只要油門位置(THL)沒有達(dá)到一基本上的穩(wěn)態(tài)值(|(d/dt(THL))|＜REF
文檔編號(hào)F16H61/70GK1317420SQ01119040
公開日2001年10月17日 申請(qǐng)日期2001年4月10日 優(yōu)先權(quán)日2000年4月10日
發(fā)明者D·P·亞尼克 申請(qǐng)人:易通公司