專利名稱：換擋點的確定方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于機動車輛中的變速箱的一個或多個換擋點的確定方法。特別地，本發(fā)明涉及一種如權利要求1的前序部分所述的方法。本發(fā)明還涉及一種系統(tǒng)、一種機動車輛、一種計算機程序及其計算機程序產品。
背景技術：
圖1示意性地顯示了機動車輛1例如客車或重型車輛例如卡車或公共機動車輛的動力傳動系的一部分。動力傳動系包括發(fā)動機10，發(fā)動機10由軸經由離合器裝置40通過機械方式連接至變速箱20的第一端。變速箱20還在其另一端由傳動軸50通過機械方式連接至與后橋相連的差速齒輪30。后車軸包括驅動車輛的動力輪(未顯示在圖形中)的各自的左和右驅動軸60。使用該眾所周知的配置，發(fā)動機10的機械功經由各種傳動設備(例如離合器裝置 40、變速箱20、傳動軸50、差速齒輪30和驅動軸60)傳遞至動力輪從而移動車輛1。動力傳動系中的一個重要裝置是變速箱20，它具有許多前進檔用于向前移動車輛1，并且通常還包括一個或多個倒車檔。前進檔的數目會改變但是現代類型的卡車通常設置有十二個前進檔。變速箱20可以為手動或自動類型(自動變速箱)，而且可以為電控機械式自動變速箱類型(電控機械式自動變速器，AMT)。自動變速箱和電控機械式自動變速箱是通常由控制單元110(有時也稱為電子控制單元，ECU)控制的自動變速箱系統(tǒng)，控制單元110適于例如在檔位變換期間如當在具有特定行駛阻力的特定車輛速度下選擇檔位時控制變速箱 20。ECU可以測量發(fā)動機轉速和變速箱20的狀態(tài)并且利用連接至壓縮空氣裝置的螺線管操縱閥控制變速箱。關于發(fā)動機10的信息例如其速度和扭矩也從發(fā)動機10發(fā)送至E⑶，例如經由CAN(控制器局域網)總線。US20080125946涉及一種用于電子控制變速箱的檔位傳動比變化的確定方法。US5479345也涉及一種用于選擇換擋點的方法和裝置。在確定是否允許檔位變換時，需要考慮的因素為道路坡度、車輛的速度和相對于維持當前行駛速度所需的以hp為單位的功率的毛重和完成檔位變換之后期望的發(fā)動機轉速和可用功率。在傳統(tǒng)檔位變換系統(tǒng)中，控制單元110使用表列的發(fā)動機轉速限制也稱為換擋點，它們表示在其下應該在變速箱20中實現的換低檔或換高檔的發(fā)動機轉速，即車輛1在其發(fā)動機10的速度經過由換檔點表示的速度時變換檔位。換擋點因此可以解釋為不僅提供關于何時應該發(fā)生換低檔或換高檔的信息，而且提供關于實現每個換低檔或換高檔的檔位的數目。每個換檔點通常包括一至三個檔位，但是更多的檔位也是可能的。圖2示意性地顯示了由曲線圖中的線SP1-SP6表示的各個表列換擋點的實例，其中X軸表示發(fā)動機扭矩并且y軸表示以每分鐘轉數(rpm)為單位的發(fā)動機10的轉速。只要發(fā)動機轉速在換擋線SPl與SP4之間，就不會發(fā)生檔位變換，但是如果它升高到SP1-SP3 中的一條換高檔線之上，則啟動換高檔，并且類似地，如果發(fā)動機轉速下降到SP4-SP6中的
4一條換低檔線之下，則啟動換低檔。下面的表1顯示了用于每條線SP1-SP6的多個向上或向下檔位。例如，如果發(fā)動機轉速升高到線SPl上方則需要換高檔一個檔位，并且如果發(fā)動機轉速下降低于線SP5則換低檔兩個檔位。
"^Pi用于換高檔1個檔位的發(fā)動機轉速^
用于換高檔2個檔位的發(fā)動機轉速^ 用于換高檔3個檔位的發(fā)動機轉速^ 用于換低檔1個檔位的發(fā)動機轉速^ 用于換低檔2個檔位的發(fā)動機轉速^ "^re用于換低檔3個檔位的發(fā)動機轉速^表1 換低檔和換高檔線SP1-SP6除了其它之外，換檔點選擇影響車輛1的行駛特性、加速度、舒適性和燃料消耗， 這樣換擋點就必須由車輛制造商精確地校準。該校準涉及在不同的駕駛情況下在野外試驗的各種換擋策略，駕駛情況例如具有施加的不同的加速量、不同的道路坡度和不同的車輛
組合重量。選擇換擋點的一個困難是當車輛運動時期望它們適于現行情況。例如，對于駕駛員來說，很正常的是在下坡時比上坡時更早地變換檔位，因為這會使發(fā)動機可以應付攀爬， 并且對于駕駛員來說，同樣正常的是如果車輛是重載的則在更高發(fā)動機轉速下變換檔位， 因為此時需要更多動力。

發(fā)明內容
本發(fā)明的一個目的是提出一種用于確定一個或多個換擋點的可選方法。本發(fā)明的另一個目的是提出一種可以完全或部分地解決現有技術的問題的方法。本發(fā)明的另一個目的是提出一種可以提供更好的駕駛性能感覺的方法并且同時允許該感覺改變的簡單方式。依照本發(fā)明的一個方面，上述目的是使用一種用于機動車輛中的變速箱的一個或多個換擋點的確定方法實現的，機動車輛包括連接至所述變速箱的發(fā)動機從而驅動所述變速箱，其中換檔點表示所述變速箱在其上適于實現換低檔或換高檔的發(fā)動機轉速，所述一個或多個換擋點是基于發(fā)動機目標速度ωτ和第一發(fā)動機速度差△ ωττ確定的，所述目標速度ωτ是所述發(fā)動機的期望速度，所述第一速度差Δ ωττ是第一時間^處的第一發(fā)動機轉速與第二時間t2處的所述目標速度ωτ之差，并且所述第一和第二時間、和t2間隔時間周期T。上述方法的實施例可以參見在隸屬于上述方法的獨立權利要求中。本發(fā)明還涉及一種包括程序代碼的計算機程序，當所述程序代碼在計算機內執(zhí)行時，該計算機程序導致所述計算機實現如權利要求1-12中的任一項所述的方法。本發(fā)明還涉及隸屬于所述計算機程序的計算機程序產品。
依照本發(fā)明的另一個方面，上述目的是使用一種用于一個或多個換擋點的確定系統(tǒng)實現的，該系統(tǒng)包括適于控制機動車輛中的變速箱的至少一個控制單元，機動車輛包括連接至所述變速箱的發(fā)動機從而驅動所述變速箱，其中換檔點表示所述變速箱在其上適于實現換低檔或換高檔的發(fā)動機轉速，所述一個或多個換擋點是基于發(fā)動機目標速度第一發(fā)動機速度差△ ωττ確定的，所述目標速度ωτ是所述發(fā)動機的期望速度，所述第一速度差Δ ωττ是第一時間tl處的第一發(fā)動機轉速與第二時間t2處的所述目標速度ωτ之差， 并且所述第一和第二時間、和t2間隔時間周期T。依照本發(fā)明的系統(tǒng)也可以依照上述方法的各個實施例進行修改。本發(fā)明還涉及一種包括至少一個如上所述系統(tǒng)的機動車輛。依照本發(fā)明的方法和系統(tǒng)的優(yōu)點是提供了其中換擋點取決于發(fā)動機目標速度和第一發(fā)動機速度差的改善的駕駛性能感覺。當確定換擋點時考慮到各種運行情況(例如道路坡度和車輛重量的變化)會導致適于不同運行情況的駕駛性能感覺。駕駛性能感覺也易于改變，這樣駕駛性能感覺就可能適于可能會出現的不同的要求。本發(fā)明的另一個優(yōu)點是車輛力求期望的發(fā)動機轉速，且結果是發(fā)動機可以在它最佳工作的速度下運行。本發(fā)明的另一個優(yōu)點是第一發(fā)動機速度差Δ ωττ將取決于發(fā)動機可以傳輸多少扭矩。若具有相同的T值，則發(fā)動機功率越大，Δ ωττ就會越大。換擋點因此可以自動地適應不同的發(fā)動機類型，這樣就不需要針對每個發(fā)動機類型特別地調節(jié)檔位變換系統(tǒng)。依照本發(fā)明的方法和系統(tǒng)的更多優(yōu)點和應用將由下列詳細說明表明。


在下述本發(fā)明的詳細說明中，參照附圖描述了本發(fā)明的實施例，其中-圖1示意性地顯示了機動車輛的動力傳動系的一部分；-圖2是換低檔和換高檔線的示意曲線圖；-圖3是與發(fā)動機目標速度線相關的換低檔和換高檔線的曲線圖；-圖如顯示了作為用于換高檔的時間的函數的發(fā)動機轉速；-圖4b顯示了作為用于換低檔的時間的函數的發(fā)動機轉速；并且-圖5顯示了形成依照本發(fā)明的系統(tǒng)的一部分的控制單元。
具體實施例方式本發(fā)明涉及用于優(yōu)選地位于機動車輛1中的變速箱20的一個或多個換檔點的確定。換檔點表示變速箱20在其上分別適于實現換低檔或換高檔的發(fā)動機轉速。用于換高檔點的發(fā)動機轉速高于用于換低檔點的發(fā)動機轉速。依照本發(fā)明，換擋點是基于發(fā)動機目標速度ωτ和第一發(fā)動機速度差Δ ωττ確定的。目標速度ω 1是發(fā)動機10的期望速度并且可以基于關于發(fā)動機10的操作模式和性能的假設和知識進行確定。發(fā)動機10通?？梢栽谔囟òl(fā)動機轉速下比在其它發(fā)動機轉速下更高效和更好地運行。高效地和更好意味著更少的燃料消耗、更低的振動級和更安靜的操作。 對于發(fā)動機10，目標速度ωτ可以在500-2500rpm的范圍內，并且優(yōu)選地在1000-1400rpm 的范圍內。在圖3中，點線形式的發(fā)動機目標速度線Φ出現在換高檔線SP1-SP3與換低檔線SP4-SP6之間。圖中的箭頭顯示了換高檔線SP1-SP3與換低檔線SP4-SP6如何與目標速度線 Φ相關。這意味著如果目標速度線Φ改變(通過依照虛線箭頭向上或向下平行移動)，用于換擋線SP1-SP6的發(fā)動機轉速也會平行移動。換擋線SP1-SP6可能例如與目標速度線Φ 成比例地相伴隨，且具有分別對于換高檔和換低檔線不同但也可以相同的比例因子，在此情形中實現了換高檔和換低檔點之間的確定的相互關系。還可以對于每個換擋線SP1-SP6 具有各自的比例因子，即響應目標速度線Φ中的相同變化，特定換擋線SP1-SP6比其他換擋線SP1-SP6可以或多或少地改變。第一發(fā)動機速度差Δ ωττ定義為第一發(fā)動機轉速與間隔時間周期T的目標速度 ωτ之差。第一發(fā)動機速度差Δ ωττ可以理解為相對于發(fā)動機10的期望速度即目標速度 ωτ的駕駛性能參數。本發(fā)明的優(yōu)點是可以實現適于運行情況的檔位變換，因為本發(fā)明提供了一種解決方案，該解決方案涉及一種動態(tài)駕駛性能參數，其形式為界定了發(fā)動機轉速范圍的第一發(fā)動機速度差Δ ωττ。這意味著如果車輛1的重量增大(例如通過負載)、車輛1開始上坡、 發(fā)動機10較弱或車輛1的檔位變換很快等，換擋點就自動地升高，并且相反地，如果相反的情況出現，則換擋點會自動地降低。為了使依照本發(fā)明的解決方案感覺上是智能和動態(tài)的，當檔位進入時的發(fā)動機轉速即ωτ-Δ ωττ被計算為車輛1在變換檔位之后可以加速的函數，其中ωτ是適于發(fā)動機10 在其下運行的目標速度。當確定了變換檔位之后的發(fā)動機轉速ωτ-Δ 時，然后可以通過以下計算換檔點向后模擬假想的檔位變換，即從變換檔位之后達到期望速度ωτ-Δ ωττ 開始，并且在變換檔位之后檔位變換從假想的檔位向后模擬至當前檔位，且當前檔位是變速箱20當時所在的檔位，因此達到用于假想的檔位變換的換擋點。這意味著由如上所述的模擬實時計算的一個優(yōu)選實施例中的換擋點是在車輛1運動時計算的。假定方程⑴至(3)中的關系M = J'0(1)
FM=Me - ~^( 2 )
i 2J = m + I—(3)
r其中M是加速扭矩，J是車輛的慣性，ω是發(fā)動機轉速，Me是發(fā)動機飛輪的扭矩， Fres是行駛阻力，r是車輪半徑，i是總傳動比，m是車輛的重量并且Ie是發(fā)動機的慣性矩； 這些關系由方程(4)表示為
F r
M - res
dm ‘ M e i( Λ\— = ω= — =-lT-、呼乂
atJτ ι這意味著在時間、處的速度與時間t2處的目標速度Δ ωττ之差由依照本發(fā)明的一個實施例的方程(5)表示
權利要求
1.一種用于機動車輛(1)中的變速箱00)的一個或多個換擋點的確定方法，該車輛 (1)包括連接至所述變速箱OO)從而驅動所述變速箱OO)的發(fā)動機(10)，其中換檔點表示所述變速箱OO)在其上適于實現換低檔或換高檔的發(fā)動機轉速，其特征在于，所述一個或多個換擋點是基于發(fā)動機目標速度ωτ和第一發(fā)動機速度差△ ωττ確定的，其中所述目標速度ω τ是所述發(fā)動機(10)的期望速度，所述第一發(fā)動機轉速差Δ ωττ是第一時間、處的第一發(fā)動機轉速與第二時間t2處的所述目標速度ωτ之差，并且所述第一和第二時間tl 和t2間隔時間周期T。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，在換高檔期間的所述一個或多個換擋點也是由第二發(fā)動機速度差△ 8確定的，該第二發(fā)動機速度差△ cos是在檔位變換啟動時和當所述檔位變換完成時之間的發(fā)動機轉速差。
3.如權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述第一發(fā)動機速度差△ωττ分別對于換高檔點和換低檔點是不同的。
4.如權利要求3所述的方法，其特征在于，在換高檔期間所述一個或多個換擋點的發(fā)動機轉速由下面的方程界定CDus 二 )τ — Α )ττ^ — ISXDs其中八外^表示用于換高檔點的所述第一發(fā)動機速度差；以及在換低檔期間的所述一個或多個換擋點由下面的方程界定aDS=aT ~ΑωΤΤΛ其中A^tta表示用于換低檔點的所述第一發(fā)動機速度差。
5.如前述權利要求中的任一項所述的方法，其特征在于，所述時間周期T分別對于換高檔點和換低檔點是不同的。
6.如權利要求5所述的方法，其特征在于，在換高檔點的確定中，所述第一時間、是當換高檔完成時的時間并且所述第二時間、是當所述發(fā)動機(10)的速度達到目標速度ωτ 時的速度，并且在換低檔點的確定中，所述第一時間、與所述第二時間t2之差是允許所述車輛(1)加速至所述目標速度ωτ而沒有發(fā)生換低檔的最大時間。
7.如權利要求5所述的方法，其特征在于，所述時間周期T是影響所述車輛(1)的駕駛性能的參數。
8.如權利要求7所述的方法，其特征在于，所述時間周期T是校準的參數。
9.如前述權利要求中的任一項所述的方法，其特征在于，所述一個或多個換擋點是實時計算的。
10.如前述權利要求中的任一項所述的方法，其特征在于，△ωττ是由下面的方程界定 F rMeΑωττ = Γ-lT^th m + Ie—r r其中Me是所述發(fā)動機(10)的飛輪的扭矩，Ie是所述發(fā)動機(10)的慣性矩并且Fres、 r、i和m分別是所述車輛(1)的行駛阻力、車輪半徑、總傳動比和重量。
11.如前述權利要求中的任一項所述的方法，其特征在于，用于換低檔點的所述時間周期T長于用于換高檔點的所述時間周期T。
12.如前述權利要求中的任一項所述的方法，其特征在于，所述變速箱00)由控制單元(110)控制并且是包括多個齒輪的自動變速箱或半自動變速箱，并且所述車輛(1)是隸屬于包括卡車和公共機動車輛的范圍的任一種。
13.一種用于在機動車輛(1)中的變速箱00)的檔位變換期間使用一個或多個換擋點的方法，其中所述一個或多個換擋點是依照如權利要求1-12中的任一項所述的方法確定的。
14.一種包括程序代碼的計算機程序，當所述程序代碼在計算機內執(zhí)行時，所述計算機程序使所述計算機實現如權利要求1-13中的任一項所述的方法。
15.一種包括計算機可讀取介質和如權利要求14所述的計算機程序的計算機程序產品，所述計算機程序包含在所述計算機可讀取介質中，且所述計算機可讀取介質在包括 ROM(只讀存儲器)、PR0M(可編程ROM) ,EPROM(可擦除PR0M)、閃存、EEPROM(電可擦除PR0M) 和硬盤單元的范圍內。
16.一種用于確定一個或多個換擋點的系統(tǒng)，包括至少一個適于控制機動車輛(1)中的變速箱00)的控制單元(110)，該車輛(1)包括連接至所述變速箱00)從而驅動所述變速箱00)的發(fā)動機(10)，其中換檔點表示所述變速箱00)在其上適于實現換低檔或換高檔的發(fā)動機轉速，其特征在于，適于基于發(fā)動機目標速度ωτ和第一發(fā)動機速度差△ ωττ確定所述一個或多個換擋點，其中所述目標速度ωτ是所述發(fā)動機(10)的期望速度，所述第一發(fā)動機速度差Δ ωττ是第一時間、處的第一發(fā)動機轉速與第二時間t2處的所述目標速度ωτ之差，并且所述第一和第二時間、和t2間隔時間周期T。
17.—種機動車輛(1)例如卡車或公共機動車輛，包括至少一個如權利要求16所述的系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種機動車輛中的變速箱的一個或多個換擋點的確定方法，該車輛包括連接至所述變速箱從而驅動所述變速箱的發(fā)動機，其中換檔點表示所述變速箱在其下適于實現換低檔或換高檔的發(fā)動機轉速，所述一個或多個換擋點是基于發(fā)動機目標速度ωT和第一發(fā)動機速度差ΔωTT確定的，所述目標速度ωT是所述發(fā)動機的期望速度，所述第一速度差ΔωTT是第一時間t1處的第一發(fā)動機轉速與第二時間t2處的所述目標速度ωT之差，并且所述第一和第二時間t1和t2間隔時間周期T。本發(fā)明還涉及一種系統(tǒng)、一種機動車輛、一種計算機程序及其計算機程序產品。
文檔編號F16H59/44GK102483148SQ201080040558
公開日2012年5月30日 申請日期2010年9月10日 優(yōu)先權日2009年9月14日
發(fā)明者A·謝爾, F·斯瓦特林, T·尼斯特倫 申請人:斯堪尼亞商用車有限公司