基于坡度的防振蕩定時(shí)器的制造方法
【專利摘要】提供一種用于向機(jī)器提供動(dòng)力的自動(dòng)變速器的基于坡度的防振蕩換檔控制的系統(tǒng)和方法。換檔控制器確定在其中操作所述變速器的被推薦的檔并且在推薦從第一檔換檔到第二檔時(shí)設(shè)置防振蕩定時(shí)器。所述防振蕩定時(shí)器防止在防振蕩定時(shí)器運(yùn)行的同時(shí)隨后換檔回到所述第一檔?；谄露鹊目刂破鞅慌渲贸筛櫃C(jī)器操作并且確定何時(shí)機(jī)器操作因素改變使得估計(jì)穩(wěn)態(tài)檔不同于所述第二檔。當(dāng)遇到這樣的變化時(shí)，所述基于坡度的控制器清除所述防振蕩定時(shí)器并且設(shè)置次級(jí)定時(shí)器。所述防振蕩定時(shí)器的清除允許降檔以適應(yīng)所檢測(cè)到的坡度，而所述次級(jí)定時(shí)器的設(shè)置防止了在次級(jí)定時(shí)器運(yùn)行的同時(shí)所述防振蕩定時(shí)器的隨后清除。
【專利說明】基于坡度的防振蕩定時(shí)器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開涉及變速器控制并且，更具體地涉及一種用于在允許必需的變速的同時(shí)使變速箱振蕩最小化的系統(tǒng)和方法。

【背景技術(shù)】
[0002]因?yàn)榇蠖鄶?shù)動(dòng)力源具有有限范圍的輸出RPM，因此采用這樣的動(dòng)力源的機(jī)器也將通常采用多級(jí)變速器以提供更大范圍的機(jī)器速度和加速度。一種類型的多級(jí)變速器是行星變速器，但是許多其他變速器類型是已知的。雖然具有多個(gè)離散檔的變速器在允許較寬范圍的操作中是有用的，但是這樣的系統(tǒng)通常伴隨某些缺點(diǎn)。
[0003]例如，因?yàn)樵诿總€(gè)換檔點(diǎn)處的傳動(dòng)比的突然變化，允許傳動(dòng)系中的任何松弛或伸展以放松或“松開”，從而導(dǎo)致系統(tǒng)傳感器提供讀數(shù)，這將導(dǎo)致變速桿回到前一檔等等。該過程然后可能在變到前一檔位后重復(fù)，諸如此類，導(dǎo)致被稱為檔位“振蕩”，其中變速器在相鄰檔之間執(zhí)行快速的重復(fù)的換檔。檔振蕩能導(dǎo)致降低的操作者體驗(yàn)，并且還常常導(dǎo)致整個(gè)傳動(dòng)系上的不必要的磨損。
[0004]為了防止振蕩和隨之發(fā)生的問題，已經(jīng)設(shè)計(jì)許多系統(tǒng)來排除相鄰檔之間的快速換檔。這些系統(tǒng)中的一個(gè)方案已提供換檔定時(shí)器。該換檔定時(shí)器在換檔發(fā)生時(shí)被啟動(dòng)，并且變速器控制器排除隨后的換檔直到定時(shí)器到時(shí)。然而，在由于實(shí)際的機(jī)器操作狀態(tài)變化而在定時(shí)器持續(xù)時(shí)間內(nèi)要求合理的傳動(dòng)比變化的情況下這樣的系統(tǒng)能導(dǎo)致引擎超載或超速。
[0005]為了設(shè)法防止超載，已設(shè)計(jì)了某些方案。例如,在名稱為“Ant1-Hunt System andMethod for Parallel Path Variable Transmiss1n” 美國(guó)專利 N0.7，660，657 中，公開了一種用于控制具有多個(gè)鄰近可選擇的操作范圍的轉(zhuǎn)矩分流式變速器的系統(tǒng)，其中相鄰的操作范圍由同步點(diǎn)分開。在升檔之后，系統(tǒng)設(shè)置閉鎖定時(shí)器以防止變速器的隨后換檔直到定時(shí)器已超時(shí)，其中定時(shí)器在變速器輸出比顯示某些趨勢(shì)的情況下被超馳。
[0006]雖然該’ 657系統(tǒng)基于趨勢(shì)跟蹤有效地防止了高頻振蕩，但是傳動(dòng)系統(tǒng)震鳴(ringing)或松開的存在一些情況下可能隱藏變速器輸出比趨勢(shì)。還可以希望的是以某些方式進(jìn)一步限制閉鎖定時(shí)器的超馳以防止低頻換檔振蕩。
[0007]本公開涉及一種可以展示多個(gè)與現(xiàn)有系統(tǒng)的區(qū)別的系統(tǒng)。然而，應(yīng)該理解的是，任何這樣的區(qū)別不是對(duì)所公開的原理或所附的權(quán)利要求的范圍的限制，除了明確指出的范圍。另外，在本背景部分中任何問題或方案的討論不是暗示該問題或方案表示已知的現(xiàn)有技術(shù)，除了通過專利號(hào)的包含指出的。在識(shí)別的專利的情況下，前述的旨在作為簡(jiǎn)短概要，而不是作為所述專利或其權(quán)利要求的配置，并且在期望完全且精確的理解的情況下讀者參考專利本身。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]根據(jù)本公開的一方面，提供一種用于向機(jī)器提供動(dòng)力的變速器的基于坡度的防振蕩換檔控制的系統(tǒng)。所述變速器是具有多個(gè)對(duì)應(yīng)于不同的傳動(dòng)比的離散檔的自動(dòng)變速器。換檔控制器確定推薦的檔，在該檔中在推薦從第一檔到第二檔的換檔時(shí)操作所述變速器并且設(shè)置防振蕩定時(shí)器，使得所述防振蕩定時(shí)器防止在該防振蕩定時(shí)器運(yùn)行時(shí)隨后的換檔返回到所述第一檔。在協(xié)作中，基于坡度的控制器采用估計(jì)的有效負(fù)荷和測(cè)量的坡度以計(jì)算估計(jì)的穩(wěn)態(tài)檔。當(dāng)基于坡度的控制器確定了估計(jì)的穩(wěn)態(tài)檔不同于當(dāng)前檔，即，機(jī)器已遭遇顯著的實(shí)際坡度或負(fù)荷變化時(shí)，基于坡度的控制器清除防振蕩定時(shí)器，并且設(shè)置次級(jí)定時(shí)器以防止防振蕩定時(shí)器的隨后清除直到次級(jí)定時(shí)器超時(shí)。
[0009]根據(jù)本公開的另一方面，提供一種具有防振蕩換檔控制的機(jī)器。所述機(jī)器包括向該機(jī)器提供動(dòng)力的變速器。所述變速器是具有多個(gè)表示不同的變速器輸入/輸出比的離散檔的自動(dòng)變速器。具有主要持續(xù)時(shí)間的防振蕩定時(shí)器防止在該防振蕩定時(shí)器運(yùn)行時(shí)所述變速器的換檔，以及次級(jí)定時(shí)器防止在該次級(jí)定時(shí)器運(yùn)行時(shí)所述防振蕩定時(shí)器的清除。第一控制器要求所述變速器換檔，所述第一控制器進(jìn)一步配置成在請(qǐng)求換檔時(shí)設(shè)置所述防振蕩定時(shí)器，而第二控制器確定在其中操作所述變速器的期望的穩(wěn)態(tài)檔，并且確定是否當(dāng)前檔不同于估計(jì)的穩(wěn)態(tài)檔。所述第二控制器進(jìn)一步配置成在當(dāng)前檔不同于期望的穩(wěn)態(tài)檔的情況下清除所述防振蕩定時(shí)器并且設(shè)置所述次級(jí)定時(shí)器。
[0010]根據(jù)本公開的又一方面，提供一種用于控制自動(dòng)機(jī)器變速器的方法。所述自動(dòng)機(jī)器變速器支持多個(gè)對(duì)應(yīng)于各個(gè)不同的輸入/輸出比的離散檔。所述機(jī)器還包括防振蕩定時(shí)器以在初始換檔之后在該防振蕩定時(shí)器的持續(xù)時(shí)間內(nèi)排除所述變速器的隨后的換檔，而次級(jí)定時(shí)器防止在該次級(jí)定時(shí)器的持續(xù)時(shí)間內(nèi)的所述防振蕩定時(shí)器的清除。在將所述自動(dòng)機(jī)器變速器從初始檔換檔到二檔并且設(shè)置所述防振蕩定時(shí)器之后，檢測(cè)到機(jī)器操作狀態(tài)的持續(xù)變化已經(jīng)發(fā)生使得二檔不如初始檔令人期望。所述防振蕩定時(shí)器被清除以允許從二檔換檔到初始檔并且次級(jí)定時(shí)器被設(shè)置。
[0011]所公開的系統(tǒng)和原理的其他特征和優(yōu)點(diǎn)從閱讀結(jié)合所包括的附圖的下列詳細(xì)公開將變得明顯。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是示出其中防振蕩定時(shí)器可以在遭遇變速器輸出速度的暫時(shí)損失時(shí)抑制降檔的方式的簡(jiǎn)化的機(jī)器數(shù)據(jù)圖；
[0013]圖2是示出其中防振蕩定時(shí)器可以在遭遇變速器輸出速度的坡度引起的持續(xù)損失時(shí)抑制降檔的方式的簡(jiǎn)化的機(jī)器數(shù)據(jù)圖；
[0014]圖3是示出涉及基于坡度的防振蕩換檔控制的系統(tǒng)輸入和輸出的邏輯系統(tǒng)框圖；
[0015]圖4是其中基于坡度的控制被用來超馳防振蕩定時(shí)器以允許在變速器輸出速度的坡度弓I起的持續(xù)損失期間降檔的機(jī)器數(shù)據(jù)圖；以及
[0016]圖5是示出提供基于坡度的防振蕩換檔控制的過程的流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0017]本公開提供一種用于向機(jī)器提供動(dòng)力的自動(dòng)變速器的基于坡度防振蕩換檔控制的系統(tǒng)和方法。該自動(dòng)變速器從機(jī)器動(dòng)力源(例如引擎)接收動(dòng)力，并且向機(jī)器傳動(dòng)系提供動(dòng)力(例如，用來驅(qū)動(dòng)一個(gè)或多個(gè)輪，履帶或其他地面接合機(jī)構(gòu))。換檔控制器確定被推薦的檔，其中在推薦從第一檔換檔到第二檔時(shí)操作變速器并且設(shè)定防振蕩定時(shí)器。該防振蕩定時(shí)器防止在該定時(shí)器運(yùn)行時(shí)隨后換檔回到第一檔。基于坡度的控制器配置成跟蹤機(jī)器操作并且確定何時(shí)機(jī)器遭遇機(jī)器操作狀態(tài)(例如，負(fù)荷和/或坡度)變化，該變化將表示在防振蕩定時(shí)器未決期間對(duì)換檔的需要。當(dāng)遭遇這樣的變化時(shí)，則基于坡度的控制器清除防振蕩定時(shí)器并且設(shè)置次級(jí)定時(shí)器。防振蕩定時(shí)器的清除允許降檔以適應(yīng)檢測(cè)到的狀態(tài)變化，而次級(jí)定時(shí)器的設(shè)置防止了在該次級(jí)定時(shí)器運(yùn)行時(shí)防振蕩定時(shí)器的隨后的清除。
[0018]已概括地討論了各種實(shí)施方式，我們現(xiàn)在返回到一些實(shí)施方式的詳細(xì)描述。圖1是示出其中防振蕩定時(shí)器可以在遭遇變速器輸出速度(TOS)的暫時(shí)損失時(shí)抑制降檔的方式的簡(jiǎn)化的機(jī)器數(shù)據(jù)圖。雖然TOS用來在該示例中測(cè)量速度，但將理解的是，其他參數(shù)可以代替地用于該角色，例如，輪速度、基于雷達(dá)的機(jī)器速度等。曲線圖1示出了作為位置的函數(shù)的一些參數(shù)和值，并且包括變速器輸出速度(TOS)圖2、實(shí)際檔圖3、名義或計(jì)算檔圖4、以及表示沿著水平軸線的每個(gè)距離處的地形水平的地形坡度圖5。
[0019]除前述參數(shù)之外，曲線圖1還包括升檔TOS水平6和降檔TOS水平7。該升檔TOS水平6表示在其下計(jì)算的(名義上的)變速檔從當(dāng)前檔變化到較高檔的！OS。盡管單個(gè)升檔TOS水平6被示出，但將理解的是，TOS升檔水平將是取決于檔位的，例如，較低檔具有較低升檔水平。類似地，降檔TOS水平7表示在其下計(jì)算的變速檔從當(dāng)前檔變化到較低檔的T0S，并且將理解的是，精確的水平是取決于檔位的。
[0020]如上所述，圖1的機(jī)器數(shù)據(jù)曲線圖1示出了其中防振蕩定時(shí)器能在遭遇變速器輸出速度的暫時(shí)損失時(shí)(諸如在傳動(dòng)系松開和振蕩期間)適當(dāng)?shù)匾种平禉n的方式。具體地，如能看到的，當(dāng)機(jī)器的實(shí)際T0S2在第一檔G1中增大時(shí)，TOS在時(shí)間T1通過升檔TOS水平6(x(t) =Xl)。在這一點(diǎn)處，計(jì)算的檔4從G1改變到G2，并且實(shí)際檔從G1換檔到G2。防振蕩定時(shí)器(AHT)也在時(shí)間T1設(shè)置。
[0021]然而，當(dāng)變速器松開時(shí)，實(shí)際T0S2即刻下降，從而在中間時(shí)間Tm暫時(shí)在降檔TOS水平7下方通過。因?yàn)門0S2已經(jīng)落在降檔TOS水平7下方，因此計(jì)算的檔倒回Gp然而，因?yàn)锳HT在時(shí)間Tm仍沒有超時(shí)，因此實(shí)際檔3保持在檔G2 ;在AHT于時(shí)間T2超時(shí)的時(shí)刻，實(shí)際T0S2已上升到降檔TOS水平7上方，并且實(shí)際檔3保持在G2。如果實(shí)際T0S2在AHT已超時(shí)之后再次下降到降檔TOS水平7下方，則正常地執(zhí)行降檔。
[0022]盡管普通的AHT系統(tǒng)在圖1所示的TOS順序中很好地起作用，但是存在其中AHT不適當(dāng)?shù)胤乐菇禉n的情況。在圖2所示的示例曲線圖8中，變速器最初處于當(dāng)前檔G1并且正加速。在時(shí)間T3，實(shí)際T0S2通過由升檔T0S6限定的水平，在那時(shí)，計(jì)算的檔4 WG1轉(zhuǎn)變到G2,并且實(shí)際檔3同樣轉(zhuǎn)變，并且AHT被啟動(dòng)。
[0023]然而，在從G1換檔到G2之后不久，機(jī)器遭遇坡度變化，如從地形坡度圖5能看到的。由于坡度變化，實(shí)際的T0S2開始下降，并且在時(shí)間Tn，T0S2下降到降檔TOS水平7下方。因此在時(shí)間Tn，計(jì)算的檔4從G2倒回到Gp然而，因?yàn)锳HT在時(shí)間Tn未超時(shí)，因此實(shí)際檔3保持在G2。結(jié)果，實(shí)際T0S2下降到遠(yuǎn)超出針對(duì)檔G2的理想范圍之外，從而導(dǎo)致引擎超載以及性能和效率的損失。
[0024]在下面，討論具有多個(gè)控制器的系統(tǒng)。將理解的是，物理控制器是用于接受數(shù)據(jù)和/或命令輸入、執(zhí)行控制算法以及提供控制輸出以控制實(shí)體或過程的計(jì)算裝置。類似地，邏輯控制器是功能或執(zhí)行通常與物理控制器相關(guān)聯(lián)的功能的編碼的相關(guān)聯(lián)的范圍。將理解的是，所討論的分開的邏輯控制器可以與分開的物理控制器相關(guān)聯(lián)或者可以結(jié)合在較少數(shù)量的物理控制器中，甚至單個(gè)物理控制器中。而且，雖然各個(gè)邏輯控制器和邏輯定時(shí)器的功能在此為了便于理解而被分開，但是應(yīng)該理解的是，各個(gè)分開的邏輯實(shí)體也可以被實(shí)施為較少數(shù)量的更復(fù)雜的邏輯實(shí)體。
[0025]在本公開的實(shí)施方式中，提供了換檔控制的過程，其中提供防振蕩定時(shí)，同時(shí)在地形或負(fù)荷狀況需要換檔以保持最佳性能和效率時(shí)允許所需的降檔。具體地，AHT被采用以排除由瞬時(shí)傳動(dòng)系狀態(tài)造成的快速連續(xù)換檔，而結(jié)合次級(jí)換檔定時(shí)器提供基于坡度的超馳。將理解的是，術(shù)語“基于坡度的控制器”在本文用來表示這樣的控制器，即，在確定如所述的估計(jì)的穩(wěn)態(tài)檔中考慮坡度，但是在操作期間在任何給定瞬間，估計(jì)的穩(wěn)態(tài)檔的變化可以由除坡度以外的操作狀態(tài)或因素的變化弓I起。
[0026]現(xiàn)在參看圖3，邏輯系統(tǒng)圖示10示出了涉及基于坡度的防振蕩換檔控制的系統(tǒng)操作單元、輸入和輸出。該系統(tǒng)包括邏輯換檔控制器11、邏輯防振蕩定時(shí)器12、基于坡度的邏輯控制器13和邏輯次級(jí)定時(shí)器14。邏輯換檔控制器11接收多個(gè)機(jī)器輸入，所述多個(gè)機(jī)器輸入包括表不機(jī)器TOS的TOS輸入15、表不由機(jī)器承載的負(fù)荷的負(fù)荷輸入16、弓丨擎速度輸入17和換檔指示輸入18。
[0027]操作中，邏輯換檔控制器11基于正被討論的機(jī)器的狀況計(jì)算或產(chǎn)生適當(dāng)?shù)幕蚱谕臋n的指示。例如，邏輯換檔控制器11可以將引擎速度范圍、變速器輸出速度范圍和機(jī)器負(fù)荷的組合映射到期望的檔。在該示例內(nèi)，假定具有相對(duì)輕負(fù)荷的機(jī)器將因?yàn)榭朔T性和針對(duì)滾動(dòng)阻力所需的轉(zhuǎn)矩可以較低而大體上在較低引擎速度下操作。同樣地，與針對(duì)更高負(fù)荷的機(jī)器的情況相比，被映射到特定檔的變速器輸出速度的范圍可以對(duì)應(yīng)于較低的引擎速度范圍。
[0028]與計(jì)算或產(chǎn)生期望的檔一致，邏輯換檔控制器11提供檔推薦輸出19。另外，基于換檔指示輸入18，邏輯換檔控制器11每當(dāng)接收到升檔指示時(shí)設(shè)置防振蕩定時(shí)器12。防振蕩定時(shí)器的持續(xù)時(shí)間，這里被稱為主要持續(xù)時(shí)間可以是使用者設(shè)定的或者可以在交付機(jī)器之前被設(shè)定。
[0029]檔推薦輸出基于防振蕩定時(shí)器12基本上被阻擋或通過。具體地，如果防振蕩定時(shí)器12正運(yùn)行(激活或尚未超時(shí))，則檔推薦輸出19的檔推薦不被傳遞到變速器控制器20。相反地，如果防振蕩定時(shí)器12未運(yùn)行(超時(shí)或未激活)，則檔推薦輸出19的檔推薦被傳遞到變速器控制器20。
[0030]然而，基于坡度的邏輯控制器13可以在一些情況下超馳防振蕩定時(shí)器，例如以允許在遭遇負(fù)荷和/或地形的持續(xù)變化時(shí)降檔?；谄露鹊倪壿嬁刂破?3與不同于防振蕩定時(shí)器12的邏輯次級(jí)定時(shí)器14協(xié)作操作。在一實(shí)施方式中，基于坡度的邏輯控制器13不會(huì)命令換檔，而是迫使防振蕩定時(shí)器12在由邏輯換檔控制器11推薦一個(gè)檔位的情況下允許換檔。另外，如能在圖3中看到的，基于坡度的邏輯控制器13接收表示機(jī)器TOS的TOS輸入15、表示由機(jī)器承載的負(fù)荷的負(fù)荷輸入16、引擎速度輸入17和換檔指示輸入18，以及表示在機(jī)器的位置處的當(dāng)前地形坡度的坡度輸入21。
[0031]操作中，基于坡度的邏輯控制器13提供前饋行為，該前饋行為識(shí)別與機(jī)器相關(guān)聯(lián)的坡度和/或有效負(fù)荷狀況自從換檔開始已充分改變，使得其后立即的TOS的任何損失歸因于這樣的變化而不是瞬時(shí)現(xiàn)象。具體地，基于坡度的邏輯控制器13基于坡度和有效負(fù)荷狀況計(jì)算估計(jì)的穩(wěn)態(tài)檔。如果估計(jì)的穩(wěn)態(tài)檔低于當(dāng)前檔，則基于坡度的邏輯控制器13清除防振蕩定時(shí)器12以在由邏輯換檔控制器11推薦一個(gè)檔位的情況下允許降檔。
[0032]估計(jì)的穩(wěn)態(tài)檔的計(jì)算可以以任何合適的方式執(zhí)行，目的在于提供將引擎置于其有效或燃料高效的輸出速度范圍同時(shí)允許針對(duì)連續(xù)運(yùn)動(dòng)和可接受的加速度的足夠的變速器輸出轉(zhuǎn)矩的檔位。在一實(shí)施方式中，穩(wěn)態(tài)檔通過基于機(jī)器重量、負(fù)荷和水平滾動(dòng)阻力、以及機(jī)器坡度得出傳動(dòng)系負(fù)荷來計(jì)算。
[0033]然而，估計(jì)穩(wěn)態(tài)檔被計(jì)算出，一旦降檔在清除防振蕩定時(shí)器之后實(shí)際上被執(zhí)行，對(duì)于傳動(dòng)系來說就仍可能在允許的換檔之后振蕩或震鳴，從而需要防振蕩定時(shí)器12的干涉。因此，在一實(shí)施方式中，基于坡度的邏輯控制器13在其清除防振蕩定時(shí)器12時(shí)設(shè)置邏輯次級(jí)定時(shí)器14。然后基于坡度的邏輯控制器13將不再次清除防振蕩定時(shí)器12直到邏輯次級(jí)定時(shí)器14超時(shí)。在一實(shí)施方式中，防振蕩定時(shí)器12具有短于與邏輯次級(jí)定時(shí)器14相關(guān)聯(lián)的第二持續(xù)時(shí)間(例如，10秒)的主要持續(xù)時(shí)間(例如，I至3秒)。這樣，基于坡度的邏輯控制器13將不能夠以快速連續(xù)性重復(fù)清除防振蕩定時(shí)器12，這樣可以在防振蕩定時(shí)器12將被另外設(shè)定以防止由傳動(dòng)系動(dòng)力學(xué)造成的不規(guī)則檔選擇時(shí)防止設(shè)置該防振蕩定時(shí)器12。
[0034]將理解的是，在一實(shí)施方式中，基于坡度的邏輯控制器13不會(huì)明確命令降檔。而是，基于坡度的邏輯控制器13簡(jiǎn)單地允許邏輯換檔控制器11在防振蕩定時(shí)器12超時(shí)之前成功地請(qǐng)求降檔。
[0035]與本公開一致的機(jī)器行為的示例在圖4示出。具體地，圖4是簡(jiǎn)化的機(jī)器數(shù)據(jù)曲線圖25，其示出了其中基于坡度的邏輯控制器13控制防振蕩定時(shí)器12以抑制由瞬時(shí)傳動(dòng)系現(xiàn)象造成的降檔同時(shí)允許由于機(jī)器狀況變化(諸如當(dāng)機(jī)器遭遇持續(xù)坡度變化時(shí))造成的降檔的方式。曲線圖25示出了作為位置的函數(shù)的機(jī)器和地形參數(shù)，包括TOS圖26、實(shí)際檔圖27、計(jì)算檔圖28以及表示沿著水平軸線的每個(gè)距離處的地形水平的地形坡度圖29。還示出了估計(jì)的穩(wěn)態(tài)檔圖32。
[0036]曲線圖25還包括升檔TOS水平30和降檔TOS水平31。升檔TOS水平30表示在其下計(jì)算的變速檔從當(dāng)前檔變到較高檔的T0S。如上所述，升檔TOS水平30可以是取決于檔位的。類似地，降檔TOS水平31表示在其下計(jì)算的變速檔從當(dāng)前檔變到較低檔的T0S，并且將理解的是，精確的水平類似地是取決于檔位的。
[0037]在曲線圖25的開始，機(jī)器在如地形坡度圖29所見的相對(duì)水平的地形上行進(jìn)并且在檔G1中加速，如分別在TOS圖26和實(shí)際檔圖27中所見。當(dāng)機(jī)器前進(jìn)時(shí)，TOS在時(shí)間T5和位置X1處達(dá)到升檔TOS水平30，如TOS圖26所見。在這點(diǎn)上，機(jī)器行為類似于圖2所示的行為。
[0038]當(dāng)TOS圖26與升檔TOS水平30交叉時(shí)，邏輯換檔控制器11重新計(jì)算推薦的檔并且將其檔推薦輸出19改變以指示較高檔，S卩，檔G2。這能在計(jì)算檔圖28中在其于時(shí)間T5從G1換檔到G2時(shí)被看到。響應(yīng)中，因?yàn)榉勒袷幎〞r(shí)器12當(dāng)前不是激活的，因此檔推薦的變化被傳遞給變速器控制器20，并且實(shí)際變速檔也從檔G1變化到檔G2,如實(shí)際檔圖27中所看到的。關(guān)于這一點(diǎn)，估計(jì)的穩(wěn)態(tài)檔圖32匹配實(shí)際檔圖27。
[0039]與實(shí)際檔變化同時(shí)，或大致同時(shí)，邏輯換檔控制器11設(shè)置防振蕩定時(shí)器12。如上所述，防振蕩定時(shí)器12可以具有通常足夠長(zhǎng)以避免在變速器松開或震鳴(例如從大約一秒到大約三秒的持續(xù)時(shí)間)期間換檔的持續(xù)時(shí)間。
[0040]然而，也在大約時(shí)間T5處，地形也變化，并且具體地，在大約時(shí)間T5處開始遭遇持續(xù)坡度增大，如地形坡度圖29中所見。由于坡度變化，TOS圖26開始在時(shí)間T5之后陡峭地下降到比水平地形上將預(yù)期的大得多的程度。當(dāng)TOS下降時(shí)，如TOS圖26中所反映的，TOS圖26在大約時(shí)間Tx處與降檔TOS水平31快速交叉，其中差Tx-T5小于防振蕩定時(shí)器12的持續(xù)時(shí)間，使得防振蕩定時(shí)器12在時(shí)間Tx處仍激活。
[0041]在這一點(diǎn)，邏輯換檔控制器11重新計(jì)算推薦檔為G1,并且提供時(shí)間Tx處檔推薦輸出19處的相應(yīng)的推薦。正常地，在這時(shí)激活的防振蕩定時(shí)器12將防止換檔推薦被傳遞到變速器控制器20。然而，在時(shí)間T5處，基于坡度的控制器13經(jīng)由坡度輸入21接收坡度變化的指示。當(dāng)機(jī)器在其上行進(jìn)的地形可以包含大量瞬時(shí)坡度變化，如通過地形坡度圖29中的微小的粗糙而明顯的，在時(shí)間T5處開始被感測(cè)到的坡度變化由基于坡度的控制器13確定為是持續(xù)變化而非瞬時(shí)變化。這樣，保持指示估計(jì)的穩(wěn)態(tài)檔的運(yùn)行的基于坡度的控制器13將估計(jì)的穩(wěn)態(tài)檔從G2變回到Gp
[0042]當(dāng)基于坡度的控制器13在時(shí)間T5之后將估計(jì)的穩(wěn)態(tài)檔從G2變回到G1時(shí)，基于坡度的控制器13在大約時(shí)間Tx處清除防振蕩定時(shí)器12。大約在同時(shí)，允許計(jì)算延遲和其他非故意的延遲，基于坡度的控制器13還設(shè)置次級(jí)定時(shí)器14。如上所述，當(dāng)次級(jí)定時(shí)器14激活時(shí)，基于坡度的控制器13可以不再次清除防振蕩定時(shí)器12。這樣，防振蕩保護(hù)通常在由基于坡度的控制器13超馳防振蕩定時(shí)器12之后保持可用。
[0043]工業(yè)應(yīng)用件
[0044]概括地，本公開闡述了一種用于為具有離散檔的自動(dòng)變速器提供防振蕩功能性以提供不同的輸出速度和/或轉(zhuǎn)矩范圍的系統(tǒng)和方法。公開的各個(gè)方面可以用于具有各種類型的動(dòng)力產(chǎn)生和/或驅(qū)動(dòng)技術(shù)中的任一技術(shù)的系統(tǒng)，包括但不限于電動(dòng)、氣體、柴油、丙燒、電液壓等等。雖然預(yù)期本公開可以關(guān)于承載或包括大負(fù)荷的工業(yè)或土地工作機(jī)器(例如，自動(dòng)傾卸卡車)提供最大益處，但是將理解的是，本文所述的技術(shù)具有寬得多的應(yīng)用性。
[0045]所述系統(tǒng)通過提供基于坡度的防振蕩定時(shí)器控制來操作。具體地，當(dāng)防振蕩定時(shí)器保護(hù)不受由換檔時(shí)瞬時(shí)傳動(dòng)系動(dòng)力學(xué)造成的振蕩的影響，基于坡度的控制器配置成在坡度和/或負(fù)荷持續(xù)變化導(dǎo)致估計(jì)的穩(wěn)態(tài)檔變化的情況下清除防振蕩定時(shí)器?；谄露鹊目刂破髋c次級(jí)定時(shí)器相關(guān)聯(lián)，該次級(jí)定時(shí)器針對(duì)預(yù)定周期或持續(xù)時(shí)間不允許防振蕩定時(shí)器的隨后清除。所形成的系統(tǒng)提供保護(hù)不受振蕩影響，同時(shí)允許在防振蕩定時(shí)器仍激活時(shí)由于環(huán)境變化被需要時(shí)的快速跟隨的換檔。
[0046]在參看圖1至圖4的前述描述中，討論所公開的系統(tǒng)的各種部件和操作。下面所討論的圖5中示出了所公開的系統(tǒng)的操作方法。將理解的是，盡管各種動(dòng)作在該示例中被分配給各個(gè)部件，但是整個(gè)控制系統(tǒng)可以，但是不需要利用較少部件來實(shí)施或者事實(shí)上在單個(gè)控制器中包括所有部件。雖然定時(shí)器被示出作為單獨(dú)實(shí)體，但將理解的是，控制器中的任一個(gè)控制器可以在內(nèi)部運(yùn)行一個(gè)或多個(gè)定時(shí)器。
[0047]此外，將理解的是，借助計(jì)算實(shí)體(諸如邏輯或物理控制器)執(zhí)行動(dòng)作或步驟是通過從非瞬時(shí)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)讀取計(jì)算機(jī)可執(zhí)行的指令來實(shí)施。合適的非瞬時(shí)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)包括一個(gè)或多個(gè)非瞬時(shí)存儲(chǔ)裝置(諸如硬盤驅(qū)動(dòng)器、閃存驅(qū)動(dòng)器、RAM、ROM、磁驅(qū)動(dòng)器、光學(xué)驅(qū)動(dòng)器等等)的任何集合。
[0048]現(xiàn)在參看圖5，所示流程圖示出了用于在自動(dòng)變速器中執(zhí)行防振蕩換檔控制的過程35，該自動(dòng)變速器具有多個(gè)對(duì)應(yīng)于離散傳動(dòng)比，即，變速器輸出速度和變速器輸入速度之間的比的離散檔。
[0049]用于給定示例的系統(tǒng)的初始條件假定由變速器驅(qū)動(dòng)的機(jī)器在具有低于檔G2的齒輪比的Sg1中加速。從其中自動(dòng)變速器正操作的范圍，自動(dòng)變速器被設(shè)定成在變速器輸出速度達(dá)到預(yù)定升檔水平時(shí)升檔并且在變速器輸出速度下降到預(yù)定降檔水平下方時(shí)降檔，其中預(yù)定升檔水平高于預(yù)定降檔水平。
[0050]為了給定示例，變速器控制功能在直接與變速器接口連接的變速器控制器、經(jīng)由防振蕩定時(shí)器與變速器控制器接口連接的換檔控制器以及與防振蕩定時(shí)器和次級(jí)定時(shí)器接口連接的基于坡度的控制器之間劃分。
[0051]在過程35的第一階段36，換檔控制器確定變速器輸出速度在預(yù)定的升檔水平和預(yù)定的降檔水平之間。這樣，換檔控制器不會(huì)推薦換檔到較高或較低檔。隨后在過程35的階段37，換檔控制器確定變速器輸出速度已上升超過預(yù)定升檔水平并且推薦從當(dāng)前檔G1換檔到較高檔G2。基本上同時(shí)，在過程35的階段38，換檔控制器設(shè)定防振蕩定時(shí)器以運(yùn)行預(yù)定持續(xù)時(shí)間Ta，表面上排除隨后的降檔直到預(yù)定持續(xù)時(shí)間Ta超時(shí)。
[0052]與階段36-38平行，基于坡度的控制器在階段39中基于當(dāng)前坡度和機(jī)器負(fù)荷(潛在地與其他因素(諸如已知的滾動(dòng)阻力等等)結(jié)合)保持當(dāng)前估計(jì)的穩(wěn)態(tài)檔Gest。在過程35的階段40，變速器輸出速度由于坡度增大而開始減速。平行地，基于坡度的控制器在階段41確定估計(jì)的穩(wěn)態(tài)檔Gest現(xiàn)在是不同于當(dāng)前檔G2的Gp因此在階段42，基于坡度的控制器清除防振蕩定時(shí)器并且將次級(jí)定時(shí)器設(shè)定預(yù)定持續(xù)時(shí)間Ts (長(zhǎng)于預(yù)定防振蕩持續(xù)時(shí)間Ta)以防止基于坡度的控制器隨后重新清除防振蕩定時(shí)器直到次級(jí)定時(shí)器超時(shí)。
[0053]在階段43，變速器輸出速度下降到預(yù)定降檔水平下方并且換檔控制器發(fā)出推薦，變速器控制器將變速器從當(dāng)前檔G2換檔到較低檔Gp因?yàn)榉勒袷幎〞r(shí)器已由基于坡度的控制器清除，因此變速器控制器在階段44執(zhí)行推薦并且將變速器換檔到檔Gp結(jié)果，變速器輸出速度再次增大，從而防止引擎超載或停轉(zhuǎn)，并且保持引擎速度在高效范圍內(nèi)。
[0054]將理解的是，本公開提供一種用于各種機(jī)器中的新的且有用的變速器系統(tǒng)。雖然僅一些實(shí)施方式已被闡述，但是另選方案和修改對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員將從上述描述變得明顯。這些和其他另選方案被認(rèn)為是等同的并且在該公開和所附權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于基于坡度防振蕩換檔控制的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)用于控制向機(jī)器提供動(dòng)力的變速器，所述變速器是具有多個(gè)離散檔的自動(dòng)變速器，每個(gè)檔對(duì)應(yīng)于不同的傳動(dòng)比，所述系統(tǒng)包括: 換檔控制器，所述換檔控制器配置成確定在其中操作所述變速器的被推薦的檔； 具有主要持續(xù)時(shí)間的防振蕩定時(shí)器，其中，所述換檔控制器進(jìn)一步被配置成在推薦從第一檔換檔到與所述第一檔相鄰的第二檔時(shí)設(shè)置所述防振蕩定時(shí)器，其中所述防振蕩定時(shí)器防止在所述防振蕩定時(shí)器運(yùn)行時(shí)隨后從所述第二檔換檔回到所述第一檔； 基于坡度的控制器，所述基于坡度的控制器配置成基于當(dāng)前坡度和機(jī)器負(fù)荷中的至少一者計(jì)算估計(jì)的穩(wěn)態(tài)檔并且在所述估計(jì)的穩(wěn)態(tài)檔不同于所述第二檔時(shí)清除所述防振蕩定時(shí)器； 具有第二持續(xù)時(shí)間的次級(jí)定時(shí)器，其中，所述基于坡度的控制器進(jìn)一步被配置成在清除所述防振蕩定時(shí)器時(shí)設(shè)置所述次級(jí)定時(shí)器并且被禁止再次所述防振蕩定時(shí)器直到所述次級(jí)定時(shí)器超時(shí)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于基于坡度防振蕩換檔控制的系統(tǒng)，其中，所述基于坡度的控制器被配置成進(jìn)一步基于所述機(jī)器的估計(jì)滾動(dòng)阻力計(jì)算所述估計(jì)穩(wěn)態(tài)檔。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于基于坡度防振蕩換檔控制的系統(tǒng)，其中，不同于所述第二檔的所述估計(jì)穩(wěn)態(tài)檔是所述第一檔。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于基于坡度防振蕩換檔控制的系統(tǒng)，其中，所述第一檔低于所述第二檔。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于基于坡度防振蕩換檔控制的系統(tǒng)，其中，所述第二檔低于所述第一檔。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于基于坡度防振蕩換檔控制的系統(tǒng)，其中，所述第二持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)于所述主要持續(xù)時(shí)間。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于基于坡度防振蕩換檔控制的系統(tǒng)，其中，所述主要持續(xù)時(shí)間從大約一秒到大約三秒。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于基于坡度防振蕩換檔控制的系統(tǒng)，其中，所述第二持續(xù)時(shí)間從大約三秒到大約10秒。
9.一種具有防振蕩換檔控制的機(jī)器，所述機(jī)器包括: 向所述機(jī)器提供動(dòng)力的變速器，所述變速器是自動(dòng)變速器，其具有多個(gè)對(duì)應(yīng)于各個(gè)不同的變速器輸入/輸出比的離散檔，并且在操作期間處于當(dāng)前檔； 防振蕩定時(shí)器，所述防振蕩定時(shí)器具有主要持續(xù)時(shí)間并且被配置成在所述防振蕩定時(shí)器運(yùn)行時(shí)防止所述變速器換檔； 次級(jí)定時(shí)器，所述次級(jí)定時(shí)器具有第二持續(xù)時(shí)間并且被配置成在所述次級(jí)定時(shí)器運(yùn)行時(shí)防止所述防振蕩定時(shí)器的清除； 第一控制器，所述第一控制器配置成請(qǐng)求所述變速器換檔，所述第一控制器進(jìn)一步被配置成在請(qǐng)求從第一檔換檔到與所述第一檔相鄰的第二檔時(shí)設(shè)置所述防振蕩定時(shí)器；以及 第二控制器，所述第二控制器配置成確定在其中操作所述變速器的估計(jì)穩(wěn)態(tài)檔，并且確定是否所述當(dāng)前檔不同于所述估計(jì)穩(wěn)態(tài)檔，所述第二控制器進(jìn)一步被配置成在所述當(dāng)前檔不同于所述估計(jì)穩(wěn)態(tài)檔的情況下清除所述防振蕩定時(shí)器并且設(shè)置所述次級(jí)定時(shí)器。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的具有防振蕩換檔控制的機(jī)器，其中，所述第二控制器進(jìn)一步被配置成至少部分地基于所述機(jī)器的估計(jì)滾動(dòng)阻力確定所述估計(jì)穩(wěn)態(tài)檔。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的具有防振蕩換檔控制的機(jī)器，其中，所述第二控制器進(jìn)一步被配置成接收由所述機(jī)器承載的負(fù)荷的指示并且至少部分地基于由所述機(jī)器承載的所述負(fù)荷確定所述估計(jì)穩(wěn)態(tài)檔。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的具有防振蕩換檔控制的機(jī)器，其中，所述第二控制器進(jìn)一步被配置成確定地形坡度，并且至少部分地基于所述地形坡度來確定所述估計(jì)穩(wěn)態(tài)檔。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的具有防振蕩換檔控制的機(jī)器，其中，所述第一檔低于所述第二檔。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的具有防振蕩換檔控制的機(jī)器，其中，所述第二檔低于所述第一檔。
15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的具有防振蕩換檔控制的機(jī)器，其中，所述主要持續(xù)時(shí)間從大約一秒到大約三秒。
16.根據(jù)權(quán)利要求10所述的具有防振蕩換檔控制的機(jī)器，其中，所述第二持續(xù)時(shí)間從大約三秒到大約10秒。
17.一種用于控制自動(dòng)機(jī)器變速器的方法，所述自動(dòng)機(jī)器變速器被配置成從機(jī)器動(dòng)力源接收動(dòng)力并且向機(jī)器傳動(dòng)系提供動(dòng)力，所述自動(dòng)機(jī)器變速器具有多個(gè)離散檔，每個(gè)檔對(duì)應(yīng)于所述自動(dòng)機(jī)器變速器的各個(gè)不同的輸入/輸出比，所述機(jī)器進(jìn)一步包括防振蕩定時(shí)器以針對(duì)該防振蕩定時(shí)器的持續(xù)時(shí)間在初始換檔之后排除隨后的換檔；和次級(jí)定時(shí)器，所述次級(jí)定時(shí)器配置成針對(duì)所述次級(jí)定時(shí)器的持續(xù)時(shí)間防止所述防振蕩定時(shí)器的清除，所述方法包括: 將所述自動(dòng)機(jī)器變速器從第一檔換檔到第二檔并且設(shè)置所述防振蕩定時(shí)器； 檢測(cè)機(jī)器操作狀態(tài)的持續(xù)變化已發(fā)生使得所述第二檔不如所述初始檔理想；以及 清除所述防振蕩定時(shí)器以允許從所述第二檔換檔到所述初始檔并且設(shè)置所述次級(jí)定時(shí)器。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的用于控制自動(dòng)機(jī)器變速器的方法，其中，所述第一檔低于所述第二檔。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的用于控制自動(dòng)機(jī)器變速器的方法，其中，所述第二檔低于所述第一檔。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的用于控制自動(dòng)機(jī)器變速器的方法，其中，所述防振蕩定時(shí)器的持續(xù)時(shí)間短于所述次級(jí)定時(shí)器的持續(xù)時(shí)間。
【文檔編號(hào)】F16H61/68GK104141782SQ201410188303
【公開日】2014年11月12日 申請(qǐng)日期:2014年5月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月7日
【發(fā)明者】S·A·蒂普頓, J·W·蘭德斯, J·L·斯泰恩雷吉 申請(qǐng)人:卡特彼勒公司