CN100439768C - 用于控制自动变速器的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于控制自动变速器的方法，其中启动离合器和/或换档离合器和/或用于对变速器选档以及挂档或脱档的特定的变速器元件通过由控制装置和调节装置控制的执行元件分别依照代表驾驶情形以及驾驶员性能要求的变量进行操纵。为了实现用于相应的汽车型号和驾驶情形而优化的传动变化过程，对所述方法规定有下列操作步骤：采集影响换档过程的输入变量，对输入变量标准化到已标准的输入变量，用加权系数对已标准化的输入变量进行加权，对已标准化和加权的输入变量进行累加，对已标准化和加权的输入变量进行累加和/或相乘得到一个中间变量，将中间变量归类到一个或多个预先规定的数值范围中，所述数值范围每个代表一个换档类型，通过借助于属于测定的换档过程类型的执行元件的控制变量和/或调节算法使执行元件发生动作来执行换档过程。根据本发明方法的一种替换方法，可以将中间变量作为变化系数来使用，所述变化系数与用于操纵控制至少一个执行元件的执行元件控制变量和/或调节算法相关联。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于控制自动变速器的方法。
背景技术
较长时间以来自动变速器被应用在各种汽车型号上。众所周知地在这种自动变速器上是通过压力介质可以动作的执行元件来实现对启动离合器和/或换档离合器和选择换档通道以及对离合器档位进行挂档和脱档进行操纵的，所述执行元件通常设计成活塞-气缸-配置。然而在汽车上也已公布了只有启动离合器和换档离合器或者只有相应的离合器元件可以用辅助力操纵，它们对于选择变速器的挂档或脱档是不可缺少的。所述执行元件的操纵由一台变速器控制装置通过控制和调节程序来进行控制，相关的信息，例如驾驶情形、换档情形以及驾驶员的性能要求被处理成离合指令和换档指令。
尽管这种变速器相对于其它自动变速器型号，大致例如无级传动的皮带传动变速器或者基于行星齿轮系的多档自动变速器，结构简单而且成本低廉，但是自动变速器在换档过程期间由于受系统限制因此具有牵引力中断现象，这特别会使客车驾驶员感觉到不舒服。同样当商用车上使用这类自动变速器时也证实了牵引力中断是不利的或者至少会减小舒适性，例如当一辆重载货车在十字路口执行速度建立很慢的启动过程时。
对于专业人员众所周知的是，在自动变速器上传动的变化过程可以大致分为三个阶段。从处于行驶状态的汽车开始，首先是在目前使用的变速器档位上进行负载减小以及打开启动离合器和换档离合器，由此使从汽车发动机到变速器的扭矩传送中断了。接下来选择新档位或者换档通道并挂入新档位所必要的变速器元件，最后关闭离合器和重新建立负载。
在所有这些换档阶段，汽车的传动力矩受驾驶员自身要求的影响是不同的，驾驶员自然希望有一个牵引力不中断的汽车推进。因此从事变速器开发的专业人员的初衷是，使用于每个换档阶段所必要的换档时间尽可能短。但是很短时间的换档由于其带来的快速力矩变化也会减小换档的舒适性以及给参与换档过程的变速器零件带来较大的机械负荷。由于上述原因，在自动变速器上实际实现的换档时间始终是在尽可能短的换档时间、尽可能高的换档舒适性以及尽可能低的零件负荷方面各方利益争议的一个妥协。
发明内容
本发明所基于的认识是，一部分影响实际换档时间的因素不是常数，而是依赖于当时的驾驶情形、在给定的汽车型号上的个性化配置以及驾驶员对舒适性和换档速度的不同要求。因此单纯从理论上可以从影响最佳换档过程的变量中得出一个对于相关的控制和调节程序有意义但是对要应用的组合却又无法控制的数量，该数量最终会导致太多不同的具有个性化换档时间的换档过程。
此外，对于不同型号的自动变速器的生产厂商来说，考虑到要降低成本，存在着要为所有这些变速器型号开发统一的控制和调节程序的愿望，所述程序考虑了相应的汽车型号、其使用方式以及个性化的驾驶情形和驾驶员的要求。
鉴于上述背景本发明的任务是，提供一种用于控制自动变速器的方法，用该方法可以根据所述的影响因素，大致例如行驶状态、汽车配置和驾驶员的性能要求在自动变速器上执行一个相应于驾驶情形并根据其持续时间、换档舒适性和零件负荷而最挂的换档过程。此外所述方法应在对变速器控制装置不作大的变动的情况下能够使用于各种型号的自动变速器上。
本发明基于的基本思想是，从大量的确定或者影响换档过程的变量中只形成少数的换档过程型号，所述换档过程型号在自动变速器传动变化过程中在确定与此相关的控制和调节程序内的换档持续时间、换档舒适性和零件负荷。这些换档过程型号只对不同要求的满足程度有很少的限制，因此在结果中记录了与相应的情况最佳匹配的换档过程或者最佳的短时间和舒适的换档过程。
为此本发明以一种用于控制自动变速器的方法为依据，其中启动离合器和/或换档离合器和/或用于对变速器选档以及挂档或脱档而确定的变速器元件根据当时存在的并且代表驾驶情形以及驾驶员性能要求的变量通过由控制装置和调节装置控制的执行元件进行操纵。
根据本发明的一个方案，提供了一种用于控制自动变速器的方法，其中启动离合器和/或换档离合器和/或用于对变速器选档以及挂档或脱档而确定的变速器元件根据当时存在的并且代表驾驶情形以及驾驶员性能要求的变量通过由控制装置和调节装置控制的执行元件进行操纵，其特征在于下列的操作步骤：
-采集影响换档过程的输入变量，
-对输入变量标准化到已标准的输入变量，
-用加权系数对已标准化的输入变量进行加权，
-对已标准化和加权的输入变量进行累加，
-对已标准化和加权的输入变量进行累加和/或相乘得到一个中间变量，
-将中间变量归类到一个或多个预先规定的数值范围中，所述数值范围每个代表一个换档类型，
-通过借助于属于测定的换档过程类型的执行元件的控制变量和/或调节算法使执行元件发生动作来执行换档过程。
通过上述操作步骤实现了用于离合器操纵和/或用于选档和换档过程的执行元件根据变量进行控制或调节，所述变量不仅取决于驾驶情形和驾驶员的性能要求，而且还考虑了汽车型号以及其使用方式。由此可以使这种方法以节约成本的方式作为程序模块使用在不同的自动变速器的不同的变速器控制装置中。
根据本发明的另一方案，提供了一种用于控制自动变速器的方法，其中启动离合器和/或换档离合器和/或用于对变速器选档以及挂档或脱档而确定的变速器元件根据当时存在的并且代表驾驶情形以及驾驶员性能要求的变量通过由控制装置和调节装置控制的执行元件进行操纵，其特征在于下列的操作步骤：
-采集影响换档过程的输入变量，
-对输入变量标准化到已标准的输入变量，
-用加权系数对已标准化的输入变量进行加权，
-对已标准化和加权的输入变量进行累加，
-对已标准化和加权的输入变量进行累加和/或相乘得到一个中间变量，
-使用中间变量作为变化系数，所述变化系数与用于操纵控制至少一个执行元件的执行元件控制变量和/或调节算法相关联，
-通过借助于由变化系数调整的执行元件控制变量和/或调节算法使至少一个执行元件发生动作来执行换档过程。
这种方法也具有第一种所述方法的方案的相同优点，但是这里所述的中间变量直接与执行元件控制变量和/或调节算法相关联，因此可以节省存储器的容量并且必要时还可以节省变速器控制装置中的计算时间。
附图说明
下面结合附图对本发明作更详细的说明。在附图中：
图1示出根据本发明方法的第一种方案的变速器控制装置的数据处理的数据流程示意图；和
图2如图2中的一个插图，但是用于本发明方法的第二种方案。
具体实施方式
如在图1和图2中所示出的，在执行根据本发明所编制的变速器控制程序的程序循环时，有多个与驾驶情形相关的变量A、B、C、D、X作为输入变量1提供。
用于根据本发明方法的二种方案的输入变量被相加地或可选地用作驾驶情形特征参数，例如油门踏板调整角，油门踏板上低速开关的动作情形，有关汽车脚刹车动作状态的制动操纵信号，汽车速度或者与此相当的变量，汽车纵向加速度，汽车横向加速度，行驶阻力，行驶路程倾斜角，当前挂入的档位，本驾驶情形的变速器设定档位，汽车驱动电机的当前电机转矩，作为离合器热负荷状态指示器的离合器温度。作为汽车状态的特征参数同时评定当前的汽车质量也是有利的。
该输入变量1或者通过传感器以已知的方法进行直接测量，或者根据所测得的辅助变量进行计算。例如根据已知的变速器输出转速计算出汽车的行驶速度。
然后将输入变量1的值在计算步骤2中进行标准化，在这里将这些输入变量与各个相应所属的预定的最大值相除。在图1和图2中的每个计算步骤2通过名称“标准”进行了标识。
接着在本发明方法的二种方案中，将已标准化的输入变量分别与一个优选的个性化的加权系数3(“系数”)相乘，所述加权系数在两个图中通过各个所属的乘法级4作了说明。
加权系数3中涉及到表示汽车类型、变速器类型、驱动电机性能特征和/或动力系结构特性的这类变量。其中表示动力系结构特性的变量又给出了汽车是否具有前轮或后轮驱动，或者配置有全轮驱动。
通过加权系数3可以对上述已标准化的变量进行加权，使得为了实现例如尽可能快的或者尽可能舒适的换档过程对各个输入变量1的结果进行例如重点强调或一般评定或者甚至完全可以忽略不计。
为此规定了加权系数3还能考虑自动变速器是否使用在客车、货车或其它商用车上。如果加权系数3也表示商用车是否设计成长途运输货车、城际供货汽车、旅游巴士或越野车的特性，则在本发明的其它结构中这将被认为是有利的。
接下来将输入变量1的已标准化和加权的数值根据在图1中示出的本发明方法的第一种方案在每个程序循环的加法步骤5中累加成一个中间变量6，然后将该中间变量输入到分类等级8中。在该分类等级8中按前面所述方法计算的中间变量6被归类到有多个预先规定的并存储在分类范围存储器7(“范围”)内的相应的分类范围内。在分类范围存储器7中给每个分类范围都配置有一个换档类型9，因而分类等级8的输出值是多个换档过程类型中的某一个。
用于确定换档类型9的分类范围的极限优选地根据汽车类型、变速器类型、驱动电机性能特征和/或动力系结构进行选择。
如图2中示出的，输入变量1的已标准化和加权的数值也通过乘法步骤相互相乘来构成中间变量6。没有图示但同样通过本发明采集的是一个第三方案，根据该方案输入变量1的已标准化和加权的数值可以相互相乘、相加和/或相减。
根据本发明方法的第一个方案，执行元件控制变量和/或调节算法被分配给相应的换档类型9，借助于它来控制变速器和/或离合器的执行元件，从而执行传动变化过程。
在确定换档类型9后，根据图1和图2中的本发明设计的循环程序在执行到过程步骤10后结束，从而随着重新在第一步中接受评定输入变量1马上继续开始传动变化过程，或者可以根据换档舒适性和/或换档过程的持续时间进行修改。
根据本发明方法的第二个方案，也可以规定中间变量6作为具体的变化系数来使用，该变化系数与执行元件控制变量和/或用于操纵控制至少一个执行元件的控制算法相关联，以使换档过程通过操纵至少一个执行元件来进行。
中间变量6就变化系数意义上的这种关联可以例如通过一个影响执行元件动作速度梯度的变量进行直接修改，从而使离合闭合过程大致根据数学函数较快或较慢地进行。但是也可以这样来想象，该中间变量对变化系数起的作用是，打开两个换档阀中的第二个，用该阀使所述的动作速度相对于前面的数值例如恒定地提高。
附图标记
1 输入变量A、B、C、D、X
2 输入变量的标准化
3 加权系数
4 乘法级
5 加法步骤
6 中间变量
7 分类范围存储器
8 分类等级
9 换档类型
10 程序循环结束
11 乘法步骤
Claims (8)
1.一种用于控制自动变速器的方法，其中启动离合器和/或换档离合器和/或用于对变速器选档以及挂档或脱档而确定的变速器元件根据当时存在的并且代表驾驶情形以及驾驶员性能要求的变量通过由控制装置和调节装置控制的执行元件进行操纵，其特征在于下列的操作步骤：
-采集影响换档过程的输入变量，
-对输入变量标准化到已标准的输入变量，
-用加权系数对已标准化的输入变量进行加权，
-对已标准化和加权的输入变量进行累加，
-对已标准化和加权的输入变量进行累加和/或相乘得到一个中间变量，
-将中间变量归类到一个或多个预先规定的数值范围中，所述数值范围每个代表一个换档类型，
-通过借助于属于测定的换档过程类型的执行元件的控制变量和/或调节算法使执行元件发生动作来执行换档过程。
2.一种用于控制自动变速器的方法，其中启动离合器和/或换档离合器和/或用于对变速器选档以及挂档或脱档而确定的变速器元件根据当时存在的并且代表驾驶情形以及驾驶员性能要求的变量通过由控制装置和调节装置控制的执行元件进行操纵，其特征在于下列的操作步骤：
-采集影响换档过程的输入变量，
-对输入变量标准化到已标准的输入变量，
-用加权系数对已标准化的输入变量进行加权，
-对已标准化和加权的输入变量进行累加，
-对已标准化和加权的输入变量进行累加和/或相乘得到一个中间变量，
-使用中间变量作为变化系数，所述变化系数与用于操纵控制至少一个执行元件的执行元件控制变量和/或调节算法相关联，
-通过借助于由变化系数调整的执行元件控制变量和/或调节算法使至少一个执行元件发生动作来执行换档过程。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征是，以下参数中的一个或多个参数作为输入变量被采集或确定：
油门踏板调整角，油门踏板上低速开关的动作情形，有关汽车脚刹车动作状态的制动操纵信号，汽车速度或者与此相当的变量，汽车纵向加速度，汽车横向加速度，行驶阻力，行驶路程倾斜角，当前挂入的档位，本驾驶情形的变速器设定档位，汽车驱动电机的当前电机转矩，作为离合器热负荷状态和/或当前汽车质量指示器的离合器温度。
4.如权利要求1或2所述的方法，其特征是，加权系数是表示汽车类型、变速器类型、驱动电机性能特征和/或动力系结构特性的变量。
5.如权利要求4所述的方法，其特征是，加权系数考虑了自动变速器是否使用在客车、货车或其它商用车上。
6.如权利要求5所述的方法，其特征是，加权系数表示了商用车是否设计成长途运输货车、城际供货汽车、旅游巴士或越野车的特性。
7.如权利要求6所述的方法，其特征是，加权系数与相应分配的标准化的输入变量相乘。
8.如权利要求1或2所述的方法，其特征是，用于确定换档类型的分类范围的极限根据汽车类型、变速器类型、驱动电机的性能特征和/或动力系结构进行选择。
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