專利名稱：控制自動(dòng)化機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)中加速的方法/系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及自動(dòng)化機(jī)動(dòng)車機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的改善的變速邏輯。本發(fā)明特別涉及一種控制方法/系統(tǒng)，該方法/系統(tǒng)具有一種邏輯規(guī)則，能使在某些機(jī)動(dòng)車工況下的加速變速程序暫時(shí)得到改進(jìn)，從而將無(wú)用的多次加速現(xiàn)象的發(fā)生減少到最低程度。
先有技術(shù)中的完全和部分自動(dòng)化機(jī)動(dòng)車機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)為人所熟念，正如在參照美國(guó)專利No.4,361,060；4,595,986；4,648,290；5,109,721；5,393,276；5,409,432和5,425,284時(shí)所能看到的，其公開(kāi)內(nèi)容包括在本文中作為參考。這種具有一種自動(dòng)變速模式的傳動(dòng)系統(tǒng)一般依靠通常以節(jié)氣門位置對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)(或機(jī)動(dòng)車)速度的關(guān)系曲線圖表示的變速點(diǎn)分布或變速程序作出變速的決定。如所周知，為了抗振等的目的而利用各種檢測(cè)到的機(jī)動(dòng)車工況暫時(shí)改進(jìn)這些變速曲線，從而使機(jī)動(dòng)車性能獲得改善。這些變速邏輯的例子可見(jiàn)諸美國(guó)專利No.4,361,060；4,551,802；4,852,006；4,916,979；5,053,963和5,406,861，其公開(kāi)內(nèi)容包括在本文中作為參考。
先有技術(shù)的變速邏輯未解決的一個(gè)問(wèn)題包括無(wú)用的重復(fù)加速現(xiàn)象，此種現(xiàn)象通常發(fā)生在一般是節(jié)氣門全開(kāi)或基本全開(kāi)的有意加速后，如果機(jī)動(dòng)車司機(jī)以此時(shí)減小節(jié)氣門的情況下。這個(gè)問(wèn)題特別牽涉到輕型和中型的卡車和其他機(jī)動(dòng)車(機(jī)動(dòng)車輛廠商協(xié)會(huì)(MVMA)規(guī)定的2～6級(jí)機(jī)動(dòng)車)，它們有5到8個(gè)前進(jìn)速度擋，并且使用最高轉(zhuǎn)速限制在約2600RPM的汽油機(jī)或柴油機(jī)，而不是一般具有10到18個(gè)速度擋，其轉(zhuǎn)速限制在約1900RPM為重型機(jī)動(dòng)車的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。
本發(fā)明提供包括改善的加速控制邏輯的新穎的和改良的自動(dòng)齒輪變速控制系統(tǒng)。
這是在某些工況下通過(guò)提供邏輯規(guī)則和/或司機(jī)動(dòng)作來(lái)實(shí)現(xiàn)的，通常被采用的加速程序經(jīng)修改而防止無(wú)用的重復(fù)加速。例如在加速以后，如果節(jié)氣門位于某一參照值之上，則通常規(guī)定的加速變速點(diǎn)將在一段時(shí)間內(nèi)或直到發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速降至一個(gè)復(fù)位參照值以下增加。
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提出一種新型的經(jīng)過(guò)改進(jìn)的自動(dòng)齒輪傳動(dòng)變速控制系統(tǒng)/方法。
通過(guò)參照附圖閱讀以下優(yōu)先實(shí)施例的說(shuō)明以后，對(duì)本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)一目了然。


圖1是采用本發(fā)明控制邏輯的至少部分自動(dòng)化的機(jī)動(dòng)車機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的簡(jiǎn)圖。
圖2是曲線形式表示的中型機(jī)動(dòng)車的傳統(tǒng)變速程序的簡(jiǎn)圖；圖3是和圖2類似以曲線形式表示的按照本發(fā)明的控制邏輯的變速程序簡(jiǎn)圖；圖4是以程序方框形式表示的本發(fā)明的加速控制邏輯簡(jiǎn)圖。
圖1表示一個(gè)機(jī)動(dòng)車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)10，它包含一個(gè)采用本發(fā)明的加速控制邏輯的至少部分自動(dòng)化的機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)12。動(dòng)力系10包括一臺(tái)內(nèi)燃機(jī)14(諸如汽油或柴油機(jī))、一個(gè)主離合器16、一個(gè)機(jī)械傳動(dòng)裝置18(諸如一個(gè)5到7速度擋的中型變速箱)和一個(gè)由推進(jìn)軸21驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)軸總線20。雖然本發(fā)明特別適用于中型機(jī)動(dòng)車，但不受此限制。
傳動(dòng)裝置18可為有5、6、7、9、10、12或更多前進(jìn)速度擋的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)。這些傳動(dòng)裝置的例子可從美國(guó)專利No.4,373,403；4,754,665和5,390,561中看到，它們的發(fā)明包含在本文中作為參考。
自動(dòng)化的傳動(dòng)系統(tǒng)12最好包括一個(gè)以微處理器為基礎(chǔ)的控制器22，用于接收不同的輸入信號(hào)24并按邏輯規(guī)則加以處理以便向不同的系統(tǒng)執(zhí)行器發(fā)出輸出信號(hào)26。這種型式的控制器可從前述美國(guó)專利No.4,361,060和4,595,986中看到。
一個(gè)節(jié)氣門位置傳感器28提供一個(gè)指示由司機(jī)確定的節(jié)氣門位置的信號(hào)THL，一個(gè)變速選擇器30提供一個(gè)指示所選擇的傳動(dòng)裝置工作模式和/或?yàn)榧铀倩驕p速所需要的當(dāng)前嚙合比的信號(hào)GRS，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、傳動(dòng)輸入軸40和傳動(dòng)輸出軸42的轉(zhuǎn)速。
一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)控制器44用于發(fā)動(dòng)機(jī)的速度和力矩，一個(gè)離合致動(dòng)器46用于控制主離合器的動(dòng)作以及一個(gè)傳動(dòng)裝置操縱器48用于控制傳動(dòng)裝置的變速。
電氣轉(zhuǎn)換裝置(ECU)22可為獨(dú)立的，亦可和發(fā)動(dòng)機(jī)控制器44組合成整體。各種控制器、傳感器和/或致動(dòng)器可以通過(guò)一條符合諸如SAE J-1939等的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的數(shù)據(jù)總線實(shí)現(xiàn)溝通。
該技術(shù)領(lǐng)域里的普通人員都知道合適的傳感器和致動(dòng)器，而它們的例子，而非限制，則可從美國(guó)專利No.4,361,060；4,873,881；4,974,468；5,135,218；5,279,172；5,305,240；5,323,669；5,408,898；5,441,137；5,445,126；5,448,483以及5,481,170中見(jiàn)到。
如所周知，在這種型式的自動(dòng)化傳動(dòng)系統(tǒng)中，當(dāng)從自動(dòng)化變速模式(選擇器30上的“D”)工作時(shí)，加速和減速是按“變速程序”或“變速點(diǎn)曲線”(圖2表示它們的先有技術(shù)型式)發(fā)指令的。變速程序或其功能等同物一般儲(chǔ)存在控制器22的記憶裝置中。
圖2中，線54表示加速曲線，而線56表示減速曲線。當(dāng)代表發(fā)動(dòng)機(jī)速度和節(jié)氣門踏板位移的一個(gè)點(diǎn)從線54和56之間的區(qū)域58跨越到線54上面的區(qū)域60時(shí)，指令加速。當(dāng)代表發(fā)動(dòng)機(jī)速度和節(jié)氣門踏板位移的一個(gè)點(diǎn)從區(qū)域58跨越到線56下面的區(qū)域62時(shí)，指令減速。人們還知道，也被稱作節(jié)氣門全開(kāi)或基本全開(kāi)的較高節(jié)氣門位置上(位移90到100％)，加速曲線54升高了(參見(jiàn)線54的54A部分)。加速以后，假設(shè)機(jī)動(dòng)車速度基本不變，則發(fā)動(dòng)機(jī)的RPM將減少一個(gè)由傳動(dòng)臺(tái)階決定的值。線64代表加速后發(fā)動(dòng)機(jī)的速度。
在下述情況下，先有技術(shù)的變速程度便出現(xiàn)了問(wèn)題如果節(jié)氣門全開(kāi)(即節(jié)氣門位移超過(guò)約90％)，產(chǎn)生加速，然后司機(jī)的腳從節(jié)氣門踏板上挪開(kāi)，便出現(xiàn)小節(jié)氣門(篩氣開(kāi)小于30％)狀態(tài)。這種狀態(tài)便會(huì)造成指令不希望有的第二次加速。
例如，假設(shè)在點(diǎn)66上指令加速，RPM隨后將降到點(diǎn)68。如果司機(jī)此時(shí)將腳從節(jié)氣門踏板上挪開(kāi)，則工作點(diǎn)便是點(diǎn)70，在該點(diǎn)上，便會(huì)指令第二決不希望進(jìn)行的加速。
本發(fā)明的變速程序示意地示于圖3上。圖3和圖2相似，因而功能相近或相同的部件以相同的標(biāo)號(hào)表示，并僅予簡(jiǎn)單的討論。
圖3界定了被加速線54和減速線56分隔的區(qū)域58、60和62。線64表示加速后預(yù)期的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速(RPM)。點(diǎn)66、68和70分別代表在節(jié)氣門全開(kāi)加速時(shí)的工作點(diǎn)，在節(jié)氣門全開(kāi)加速后以及當(dāng)節(jié)氣門松開(kāi)時(shí)的工作點(diǎn)。
圖3的變速邏輯區(qū)別于圖2之處在于在節(jié)氣門全開(kāi)加速后，產(chǎn)生了一條改進(jìn)的加速線72。值得注意的是，改進(jìn)的加速線72不會(huì)引起點(diǎn)在70上的操作(即在節(jié)氣門全開(kāi)加速以后放松油門踏板)從而導(dǎo)致第二次也許無(wú)用的加速的指令。這一改進(jìn)的加速曲線72最好在節(jié)氣門全開(kāi)加速以后到予定的工況出現(xiàn)為止，例如經(jīng)過(guò)一段時(shí)間和/或發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速降至復(fù)位值74以下，一直維持。改進(jìn)的加速曲線72至少在較低的(30％節(jié)氣門或更小)節(jié)氣門位置上已經(jīng)增加了加速發(fā)動(dòng)機(jī)的RPM。
圖4是圖3變速邏輯的程序方框圖。
由此可見(jiàn)，提供了一種在全部或部分自動(dòng)機(jī)械傳動(dòng)裝置中用于控制加速的新穎和改進(jìn)的控制系統(tǒng)/方法。
雖然本發(fā)明是以某種程度的特殊性介紹的，但應(yīng)理解，關(guān)于優(yōu)先實(shí)施例僅作為例子介紹的，在不脫離下文中申請(qǐng)保護(hù)的本發(fā)明的精神和范圍的情況下可以有許多變化。
權(quán)利要求
1.一種控制機(jī)動(dòng)車自動(dòng)化機(jī)械變速系統(tǒng)加速的方法，它包括一臺(tái)燃料控制發(fā)動(dòng)機(jī)；一個(gè)人工控制的提供表示發(fā)動(dòng)機(jī)加油需要的信號(hào)的控制裝置；一個(gè)有一根由上述發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的輸入軸和一根輸出軸的變速齒輪傳動(dòng)裝置，該傳動(dòng)裝置具有多個(gè)可供選擇的輸入軸轉(zhuǎn)速和輸出軸轉(zhuǎn)速的比值；一個(gè)用于接收多個(gè)輸入信號(hào)，并按邏輯規(guī)則處理上述信號(hào)以向系統(tǒng)執(zhí)行器發(fā)出指令輸出信號(hào)的控制器，所述多個(gè)輸入信號(hào)包括①指示上述發(fā)動(dòng)機(jī)、輸入和輸出軸中至少一個(gè)轉(zhuǎn)速的第一輸入信號(hào)及②指示司機(jī)要求發(fā)動(dòng)機(jī)加油的第二輸入信號(hào)，若所述第二信號(hào)處在給定的檢測(cè)值，上述邏輯規(guī)則便發(fā)出加速指令，所述第一信號(hào)超過(guò)所述第二信號(hào)的所述給定值的加速參照值，上述方法包括建立相應(yīng)于所述加速參照值的缺首第一值(defoult firstvalue)；在檢測(cè)到當(dāng)上述第二信號(hào)超過(guò)篩門全開(kāi)參照值時(shí)發(fā)生的加速時(shí)，至少為那些低于小篩門參照值的第二信號(hào)值產(chǎn)生加速參照值，以便等于改進(jìn)的第二值，所述改進(jìn)的第二值超過(guò)上述缺首第一值；以及在檢測(cè)到復(fù)位過(guò)程出現(xiàn)后，使所述加速參照值回復(fù)到其缺首第一值。
2.按權(quán)利要求1的方法，其特征在于所述控制器以微處理器為基礎(chǔ)。
3.按權(quán)利要求1的方法，其特征在于所述節(jié)氣門全開(kāi)參照值為全開(kāi)節(jié)氣門的約90％。
4.按權(quán)利要求1的方法，其特征在于所述小節(jié)氣門參照值為全開(kāi)節(jié)氣門的約20％。
5.按權(quán)利要求1的方法，其特征在于所述復(fù)位過(guò)程包括從檢測(cè)到當(dāng)所述第二信號(hào)超過(guò)所述節(jié)氣門全開(kāi)參照值時(shí)產(chǎn)生的所述加速起經(jīng)過(guò)的一段時(shí)間。
6.按權(quán)利要求1的方法，其特征在于所述復(fù)位過(guò)程包括小于復(fù)位參照值的所述第一信號(hào)。
7.按權(quán)利要求1的方法，其特征在于所述第一信號(hào)指示發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。
8.按權(quán)利要求2的方法，其特征在于所述第一信號(hào)由所述控制器從電子數(shù)據(jù)鏈上讀得。
9.一種控制自動(dòng)化傳動(dòng)系統(tǒng)的改進(jìn)方法，該系統(tǒng)的裝置具有一臺(tái)節(jié)氣門控制發(fā)動(dòng)機(jī)；一個(gè)由司機(jī)操縱的節(jié)氣門控制裝置及一個(gè)在傳動(dòng)裝置輸入軸和傳動(dòng)裝置輸出軸之間有多種可選擇地嚙合的傳動(dòng)比組合的傳動(dòng)裝置，所述傳動(dòng)裝置的輸入軸和所述發(fā)動(dòng)機(jī)保持操作上的連接，所述傳動(dòng)系統(tǒng)包括一個(gè)信息處理裝置，它有接收多個(gè)輸入信號(hào)(包括①指示上述節(jié)氣門控制位置的輸入信號(hào)和②指示上述發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的輸入信號(hào))的裝置，所述處理裝置包括用以按照某個(gè)為給定的輸入信號(hào)組合提供一予定傳動(dòng)比的程序處理上述輸入信號(hào)并用以產(chǎn)生輸出信號(hào)從而按照所述程序操作所述傳動(dòng)系統(tǒng)的裝置，以及和上述變速裝置一起用于按照來(lái)自所述處理裝置的所述輸出信號(hào)致動(dòng)所述傳動(dòng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)所述傳動(dòng)比組合之一的嚙合的裝置，其改進(jìn)的方法包括檢測(cè)在節(jié)氣門基本全開(kāi)狀況下有無(wú)加速產(chǎn)生；和根據(jù)所述處理裝置檢測(cè)到的在節(jié)氣門基本全開(kāi)時(shí)有加速存在的情況，通過(guò)提高在節(jié)氣門極小時(shí)會(huì)發(fā)出加速指令的發(fā)動(dòng)機(jī)速度來(lái)修改上述程序。
10.按權(quán)利要求9的改進(jìn)方法，其特征在于若所述節(jié)氣門控制在最大節(jié)氣門位置的90％或更多，則節(jié)氣門基本全開(kāi)狀態(tài)，而所述節(jié)氣門在最大節(jié)氣門位置的30％或更少的那些狀況是節(jié)氣門極小的狀況。
11.一種控制機(jī)動(dòng)車自動(dòng)化機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)(12)加速的控制系統(tǒng)，它包括一臺(tái)燃料控制發(fā)動(dòng)機(jī)(14)；一個(gè)人工控制的提供指示發(fā)動(dòng)機(jī)需要加油的信號(hào)的控制裝置(28)；一個(gè)有一根由所述發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的輸入軸(40)和一根輸出軸(42)的變速齒輪傳動(dòng)裝置(18)，該傳動(dòng)裝置具有多個(gè)可供選擇的輸入軸轉(zhuǎn)速和輸出軸轉(zhuǎn)速的比值；一個(gè)用于接收多個(gè)輸入信號(hào)(24)該信號(hào)包括①指示上述發(fā)動(dòng)機(jī)、輸入軸和輸出軸中至少一個(gè)轉(zhuǎn)速的第一輸入信號(hào)(ES、IS、OS)及②指示司機(jī)要求發(fā)動(dòng)機(jī)加油的第二輸入信號(hào)(THL)并按邏輯規(guī)則處理所述信號(hào)以向系統(tǒng)執(zhí)行器(44、46和/或48)發(fā)出輸出指令信號(hào)(26)的控制器(22)，所述邏輯規(guī)則在所述第二信號(hào)達(dá)到給定檢測(cè)值時(shí)發(fā)出加速指令，所述第一信號(hào)超過(guò)所述第二信號(hào)給定值的加速參照值，所述控制系統(tǒng)的特征在于上述邏輯規(guī)則包括的規(guī)則用于建立所述加速參照值的缺首第一值(54)；根據(jù)檢測(cè)到當(dāng)所述第二信號(hào)超過(guò)節(jié)氣門全開(kāi)參照值時(shí)產(chǎn)生的加速，至少為那些低于小節(jié)氣門參照值的第二信號(hào)值產(chǎn)生加速參照值，以便等于修改的第二值(72)，上述修改的第二值超過(guò)所述缺首第一值；以及在檢測(cè)到復(fù)位過(guò)程出現(xiàn)后，使所述加速參照值回復(fù)到其缺首第一值。
12.按權(quán)利要求11的控制系統(tǒng)，其特征在于上述控制器以微處理器為基礎(chǔ)。
13.按權(quán)利要求11的控制系統(tǒng)，其特征在于所述節(jié)氣門全開(kāi)參照值大約為節(jié)氣門全開(kāi)的90％。
14.按權(quán)利要求11的控制系統(tǒng)，其特征在于所述小節(jié)氣門參照值大約為全開(kāi)節(jié)氣門的20％。
15.按權(quán)利要求11的控制系統(tǒng)，其特征在于所述復(fù)位過(guò)程包括從檢測(cè)到當(dāng)所述第二信號(hào)超過(guò)所述節(jié)氣門全開(kāi)參照值時(shí)產(chǎn)生所述加速起經(jīng)過(guò)的一段時(shí)間。
16.按權(quán)利要求11的控制系統(tǒng)，其特征在于所述復(fù)位過(guò)程包括所述第一信號(hào)小于復(fù)位參照值(74)。
17.按權(quán)利要求11的控制系統(tǒng)，其特征在于所述第一信號(hào)指示發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速(ES)。
18.按權(quán)利要求12的控制系統(tǒng)，其特征在于所述第一信號(hào)由所述控制器從電子數(shù)據(jù)鏈上讀得。
全文摘要
一種將自動(dòng)化機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)(12)中的無(wú)用多次加速降至最少限度的控制系統(tǒng)/方法。在節(jié)氣門全開(kāi)加速(54A)后,直到復(fù)位過(guò)程出現(xiàn)為止,被指令加速的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速?gòu)囊粋€(gè)缺首值(54)增加到一個(gè)修改值(72)。
文檔編號(hào)F16H59/24GK1247138SQ9911865
公開(kāi)日2000年3月15日 申請(qǐng)日期1999年9月8日 優(yōu)先權(quán)日1998年9月8日
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