CN101952621A - 用于在车辆中自动或半自动选择较好起动挡位的方法和装置 - Google Patents

Abstract

用于在车辆中自动选择较好起动挡位的方法和装置，该方法包括以下步骤：接合第一起动挡位(S2，S32)；按照驾驶员要求，以此方式控制推进扭矩，以尝试实现第一起步(S3，S33)；如果第一起动挡位过高则中断第一起步并且制动车辆(S4，S34)；接合与所述第一起动挡位相比是较低挡位的第二起动挡位(S8，S38)；以此方式控制推进扭矩，以尝试实现第二车辆起步；并且如果所述第二车辆起步尝试导致传递到车辆从动轮的扭矩足以执行起步，则停止制动车辆(S9，S39)。优点在于，自动地改变了错误选择的起动挡位。能够在上坡情况下执行起动挡位的变换。

Description

用于在车辆中自动或半自动选择较好起动挡位的方法和装置

技术领域

本发明涉及一种根据所附权利要求1的前序的、用于在车辆中自动或半自动选择较好起动档位的方法。

本发明还涉及一种根据权利要求6的前序的车辆，该车辆包括布置成执行用于自动或半自动选择较好起动档位的步骤的控制单元。

本发明还涉及一种用于实施所述方法的计算机程序和计算机程序产品。

背景技术

随着微处理器系统的不断发展，在重型车辆中，机械式自动变速器(AMT)已经变得越来越普遍，从而使得利用控制计算机和多个控制装置诸如伺服马达例如彼此相对精确地调节发动机速度、自动盘形离合器在发动机和变速箱之间的接合和分离以及变速箱离合器构件成为可能，从而总是在正确的发动机速度下实现平顺的档位变换。

AMT类型的变速箱通常包括输入轴、具有与输入轴上的档位啮合的至少一个档位的中间轴、和带有与中间轴上的档位啮合的档位的主轴。主轴然后被进一步连接到输出轴，该输出轴例如经由传动轴而被联接到驱动轮。每一对档位具有与变速箱中的另一对档位不同的传动比。在不同的成对档位将扭矩从发动机传递到驱动轮时，获得了不同的传动比。

计算机技术的发展也对于用于车辆发动机的电子控制和反馈系统具有影响，并且这些系统已经变得更加精确、更加快速并且更加适于克服发动机和环境条件。整个燃烧过程能够根据任何操作情况得以精确地控制。主要控制向发动机的燃料供应的、车辆的节流杆(例如油门踏板)经由电气线路和电子信号控制车辆的发动机。节流杆因此配备有用于检测节流杆位置即需要多大节流阀开度的传感器。

在车辆起步的过程中，如上所述的自动盘形离合器被包括于AMT中并且通常利用关于节流杆的位置、发动机的旋转速度、发动机输出扭矩、盘形离合器的位置的信息并且根据盘形离合器的基准位置而受到控制，该基准位置是基于盘形离合器何时刚刚开始传递扭矩而选择的(牵引位置)，这个位置是比较易于限定的。通常在基准位置中传递的扭矩可以具有30Nm的级别。发动机输出扭矩是主要根据注射到发动机中的燃料的数量计算的。在起动顺序和操控中，车辆通常是从静止或者事实上静止的状态中起动的，并且发动机在空转速度下开始该顺序。盘形离合器的位置并且因此确定从发动机传递到变速箱的扭矩的接合程度主要依赖于驾驶员在何处定位节流杆。盘形离合器的基准位置被用于给予车辆驾驶员更加准确的车辆起步控制，这在于盘形离合器即刻在选择和接合起动档位时便采取基准位置。车辆准备进行即刻起步。因此在很多情况中，当压下油门踏板时，驾驶员仅经历小的无偏差灵敏点，如果有的话。驾驶员因此获得在理论上直接的响应，并且车辆在理论上一旦油门踏板开始被压下便开始移动。

在AMT中选择适当的起动档位通常是基于至少根据参数诸如道路倾斜度和车辆重量的计算的。即使这个计算涵盖了大量的车辆起动情况，由于所述计算不能预见的、已经改变的车辆状态，选定的起动档位有时也将变得是不合适的。一种这样的情况能够是：当长途卡车已经停车时，卡车在水平道路部分上并且拖车在向下斜坡中。从起动档位选择的观点出发，如果当停车时拖车和卡车是空闲的并且然后在起步之前对拖车进行装载，则这种情况能够变得甚至更坏。这种计算将有可能没有对于拖车的重量变化和它在向下斜坡中停车加以考虑。这将极有可能使得AMT选择过高的起动档位并且极有可能发生不成功的车辆起步，这是由于拖车的重量增加并且拖车是在向下斜坡中停车的，这抵消了推进动力。驾驶员将必须中断不成功的起步尝试并且通过例如致动行车制动器而阻止卡车向后滚转。然后将必须以人工方式选择更加适当的起动档位，因为AMT控制单元将并不了解已经改变的状态。

因此需要使得驾驶员更加易于应对如上所述的这种起步。这是在下面描述的本发明的基本目的。

发明内容

实现本发明目的的手段在根据本发明的方法方面在权利要求1中得到描述并且在装置方面在权利要求6中得到描述。其他权利要求描述根据本发明方法的实施例和改进(权利要求2到5)。

根据本发明的方法描述一种用于车辆中自动或半自动选择较好起动档位的方法。该方法的特征在于，以述及次序执行以下步骤：

-在车辆静止时选择并且接合第一车辆起动档位，

-按照驾驶员要求，以此方式控制车辆推进扭矩，以尝试实现第一车辆起步，

-检测对于第一车辆起步的主要条件而言所述第一车辆起动档位是否过高，

-如果第一车辆起动档位过高，则中断第一车辆起步并且制动车辆，

-分离所述第一车辆起动档位，

-选择并且接合第二起动档位，与所述第一起动档位相比，该第二起动档位是较低档位并且具有更大传动比，

-控制车辆推进扭矩，以尝试实现第二车辆起步，

-并且，如果所述第二车辆起步尝试导致传递到车辆从动轮的扭矩足以执行起步，则停止制动车辆。

根据本发明的方法的优点在于，自动地或半自动地改变错误选择的起动档位。另一优点在于，能够在上坡情况下执行起动档位的变换。因此，将能够改变错误选择的起动档位而不存在车辆沿着错误方向滚落的风险。

按照根据本发明的方法的一个有利的第二实施例，检测不能利用所述第一起动档位实现所述第一车辆起步的步骤是通过如下方是进行的，即，计算在第一车辆起步尝试期间在离合器中形成的热能，并且如果所述热能超过预定的热能极限，则中断所述第一车辆起步尝试。这是检测起动档位是否被错误地选择的一种有利的方式。

按照根据本发明的方法的一个有利的进一步的实施例，检测不能利用所述第一起动档位实现所述第一车辆起步的步骤能够通过驾驶员进行。随后的、中断第一车辆起步的步骤能够通过驾驶员以人工方式执行。这给予驾驶员增大的操作自由度。能够由驾驶员通过例如操作变速杆以人工方式选择较低档位而执行中断第一车辆起步的步骤。

按照根据本发明的方法的一个有利的进一步的实施例，如果所述第二起步尝试导致传递到从动轮的扭矩足以保持车辆至少是静止的，则继续控制离合器的离合器接合，直至离合器被完全接合并且车辆起步。在接合中的这个点是成功的起动档位选择和离合器接合过程的、进一步的指示。

在随后的从属权利要求中阐述了本发明其他有利实施例。

附图说明

将参考附图在下面更加详细地描述本发明，附图通过示例示出本发明其他优选的实施例。

图1示出用于实现本发明目的的装置的实施例的示意性视图。

图2和图3示出公开本发明的两个不同实施例的不同步骤的两个不同的流程图。

图4以图解方式示出根据本发明的实施例使用的计算机装置。

具体实施方式

图1示意性地公开了带有制动装置6的车辆的传动系1，制动装置6在所示示例中布置成制动车辆的从动轮5。所述轮子5以已知方式经由多级档位自动变速器3、4和传动轴8被推进单元2驱动。自动变速器能够包括：离合器3和手自一体变速器(AMT)4，或者双离合器变速器(DCT)3和4，或者变矩器3和自动变速箱4。所述推进单元能够是燃烧式发动机，或者燃烧式发动机和电动机/发电机的组合即所谓的混合动力电动车辆(HEV)。制动装置6在所示示例中作为行车制动器而公开，例如能够以已知方式由车辆驾驶员通过刹车踏板(未示出)控制行车制动器。关于本发明，与行车制动器相组合地或者替代所述行车制动器地在车辆中使用其他制动装置，诸如辅助制动器或者电制动器(例如所述马达/发电机)来停止车辆也是可能的。

控制单元7能够布置成根据不同的输入信号诸如推进单元的旋转速度、所述变速器的输入/输出轴的旋转速度、在变速器中的选定档位和以已知方式通过例如油门踏板和刹车踏板的驾驶员输入而控制推进单元2及其扭矩输出、自动变速器3、4和制动装置6。所述控制单元能够在一个可替代实施例中包括例如通过网络连接的两个或者若干控制单元。能够在所述控制单元之间划分根据本发明的所述控制功能。

根据本发明的一个实施例，控制单元7被编程，以在车辆静止并且所述变速器与推进单元2分离时选择和接合第一车辆起动档位。见图2中的流程图中的S2，这里控制序列在S1中开始。如果驾驶员已经通过变速杆(未示出)选择了自动模式，则起动档位能够例如被自动地选择和接合。即使这样的档位接合是由控制单元执行的，但驾驶员作出起动档位的人工选择也能够是可能的。与推进单元分离的变速器3、4的含义能够例如是在推进单元和多级档位变速器(DCT或者带有离合器的AMT)或者意味着变矩器将不从推进单元将任何扭矩传递到多级档位变速器的、不含油的变矩器之间布置的、已被分离的离合器3。控制单元7进一步被编程，以在驾驶员例如通过油门踏板的要求下以此方式控制由所述推进单元产生的车辆推进扭矩和所述变速器到推进单元的接合，即，尝试实现第一车辆起步(在图2中的S3)。这样的起步尝试是以已知方式执行的。因此，推进单元逐渐地与变速器接合并且由推进单元给付的、越来越多的扭矩被传递到从动轮。如果第一起动档位过高，即，传动比过小，则如果变速器包括片式离合器，诸如在带有自动化离合器的AMT或者DCT中，将存在过度的离合器磨损。这种磨损的一种措施能够是计算在离合器打滑期间产生的热能。这能够通过采取扭矩并且乘以在离合器之上的旋转速度差并且关于时间积分乘积和而得以实现。如果计算出的、在第一车辆起步的离合器打滑期间产生的热量高于预定数值，则该控制单元根据本发明被编程为将这检测成所述第一起动档位是过高起动档位(在图2中的S4和“Yes(是)”)。因此，为主要车辆起动状况错误地选择了第一起动档位。如果起动档位不是过高的，则该控制单元被编程为完成起步尝试(在图2中的S5和“No(否)”)。

如果起动档位过高，则控制单元7然后将自动地中断第一车辆起步(S6)，并且通过致动所述制动装置并且然后分离所述第一车辆起动档位而制动车辆(S7)。当制动装置被致动时，车辆停止和/或阻止其与选定的行进方向相比例如当在上坡中起动时沿着相反的行进方向滚转。当第一起动档位被分离时，该控制单元被编程为选择并且接合与所述第一起动档位相比是较低档位的第二车辆起动档位(S8)，因此这个第二起动档位与第一起动档位相比具有更大的传动比。在本发明的一个实施例中，该控制单元能够被编程为在第一中断起步尝试之后直接地选择最低的可能起动档位。当第二起动档位接合时，该控制单元被编程为开始第二车辆起步尝试(S9)，这是通过以此方式控制由所述推进单元产生的推进扭矩并且接合所述变速器，即实现第二车辆起步。通过利用最低可能起动档位完成第二起步尝试而结束在图2中的序列。

第一车辆起步尝试是通过驾驶员操控例如油门踏板并且要求来自推进单元的特定扭矩输出而启动的。这个驾驶员输入告诉控制单元以预定的方式控制推进单元和离合器(或者变矩器)。驾驶员具有在第二起步尝试之前继续要求相同扭矩输出的可能性，因此驾驶员能够在所述两个起步尝试期间继续要求相同扭矩输出。如果所述第二车辆起步尝试导致传递到从动轮5的扭矩足以执行起步，则该控制单元根据本发明被编程为停用所述制动装置6(也见S9)。制动装置的停用能够以预定的受控方式逐渐地进行并且遵循传递到从动轮的扭矩的逐渐增加。制动装置的所述受控停用本身是已知的。还在第二起步尝试期间，能够通过计算热能并且与预定数值相比较而测量离合器磨损。如果计算出的热能数值低于预定数值并且传递到从动轮5的扭矩足以保持车辆至少是静止的并且制动装置6已经被停用，则所述控制单元被编程为继续接合离合器，直至它被完全接合并且车辆将起步。

在图3中公开的、本发明的一个可替代实施例中，能够重复以上起动过程直至最低档位已被选择和尝试用于起步。因此，起动档位能够一次降低一个档位级。在图3中，步骤S31到S39对应于图2中的步骤S1到S9。一个差别在于，在图3的序列中，在步骤S38中并非选择最低可能起动档位，而是相反选择下一较低起动档位。在图3中的步骤310中，控制单元被编程为检测第二起动档位是否也是过高的。如果不是，则在S311中起步尝试继续直至得以完成，如果是，则控制单元被编程为返回步骤S36并且中断起步尝试，并且准备利用进而较低的起动档位进行另一起步尝试。

在本发明进一步的实施例中，该控制单元能够被编程为释义第一起步尝试是如何的差，从而选择适合的较低第二起动档位。例如如果第一起步尝试是利用档位三执行的，则控制单元能够在第二起步尝试之前在档位二或者档位一之间选择。在述及的起动档位之间的选择能够由控制单元决定，该控制单元被编程为再次计算在离合器打滑期间的热能并且作为进一步的信息还在变速器中记录变速箱的输入轴的旋转速度。以此方式，控制单元能够评定这个起步尝试是有多么接近成功的。如果输入轴的旋转速度较低，则档位一(在此情形中与最低可能档位相同)将被选择为新的起动档位。如果输入轴的旋转速度较高，则档位二将被选择为下一起动档位。

在本发明的所有述及实施例中能够由控制单元7考虑的其他的输入能够是推进单元的旋转速度，即，旋转速度决定可从推进单元获得从而能够向驱动轮传递特定数量的扭矩的哪一个扭矩输出能够实现成功的车辆起步。

在根据图2的本发明的可替代实施例中，相反，检测不能利用所述第一起动档位实现所述第一车辆起步的步骤S3能够通过驾驶员检测。因此，如果驾驶员注意到已被选择和接合的起动档位过高，则驾驶员能够通过例如通过变速杆直接地选择另一起动档位而中断起步尝试。驾驶员能够选择最低可能档位(相应于步骤S8)或者只是选择比第一起动档位更低的档位(相应于步骤S38)。这种人工中断和起动档位选择启动控制单元7自动地执行相应于步骤S6到S1的步骤。

在进一步的实施例中，在起步尝试甚至已经启动之前，即，在驾驶员例如通过压下油门踏板而请求起步之前，驾驶员改变选定的起动档位是可能的。这种实施例因此将在人工选择较低的第二起动档位时自动地启动控制单元7执行相应于步骤S6到S1的步骤。

所述及的、本发明的两个半自动驾驶员启动实施例能够相互地或者与上述本发明的完全自动的实施例组合以选择较好的起动档位。

当然，本发明能够具有这样的实施例，其中车辆仅具有根据选择较好起动档位的、上述完全自动实施例的功能性。

在所有的上述实施例中，如果在不存在严重变速器磨损的情况下利用最低档位起动是不能的，则控制单元能够被编程为警告驾驶员。

图4示出根据本发明一个实施例的设备500，设备500包括非易失存储器520、处理器510和读写存储器560。存储器520具有存储用于控制设备500的计算机程序的第一存储器部分530。用于控制设备500的、在存储器部分530中的计算机程序能够是一种操作系统。设备500能够被封装于例如控制单元诸如控制单元7中。数据处理单元510能够包括例如微型计算机。

存储器520还具有存储用于控制根据本发明的发动机、离合器、变速器和制动装置的程序的第二存储器部分540。在可替代实施例中，具有根据本发明的功能的程序被存储于独立的非易失数据存储介质550诸如、例如CD或者可交换半导体存储器中。能够以可执行形式或者在压缩状态中存储该程序。

当在下面陈述数据处理单元510运行具体功能时，应该清楚的是，数据处理单元510是在运行在存储器540中存储的程序的具体部分或者在非易失记录介质550中存储的程序的具体部分。

数据处理单元510被定制用于通过数据总线514与存储器550通信。数据处理单元510还被定制用于通过数据总线512与存储器520通信。另外，数据处理单元510被定制用于通过数据总线511与存储器560通信。数据处理单元510还被定制用于通过使用数据总线515与数据端口590通信。

通过由数据处理单元510运行在存储器540中存储的程序或者在非易失记录介质550中存储的程序，根据本发明的方法能够由数据处理单元510执行。

不应该认为本发明受限于上述实施例，而是实际上可以在所附专利权利要求的范围内设想多个其他的变型和修改。

Claims (9)

1.一种用于以自动或半自动方式来选择车辆的较好起动档位的方法，其特征在于，以述及次序执行以下步骤：

-在车辆静止时，选择并且接合第一车辆起动档位(S2，S32)，

-按照驾驶员要求，控制车辆的推进扭矩，以尝试实现第一车辆起步(S3，S33)，

-检测对于第一车辆起步的主要条件而言所述第一车辆起动档位是否过高(S4，S34)，

-如果所述第一车辆起动档位过高，则中断第一车辆起步，并且制动车辆(S6，S36)，

-分离所述第一车辆起动档位(S7，S37)，

-选择并且接合第二起动档位，所述第二起动档位的档位低于所述第一起动档位，且具有更大传动比(S8，S38)，

-控制车辆推进扭矩，以尝试实现第二车辆起步，

-并且，如果所述第二车辆起步的尝试使得传递到车辆从动轮的扭矩足以执行起步，则停止制动车辆(S9，S39)。

2.根据前述权利要求所述的方法，其特征在于，检测无法利用所述第一起动档位来实现所述第一车辆起步的步骤通过如下方式来执行，即，计算第一车辆起步尝试期间在离合器中形成的热能，并且如果所述热能超过预定的热能极限，则中断所述第一车辆起步尝试。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，检测无法利用所述第一起动档位来实现所述第一车辆起步的步骤由驾驶员执行；并且随后的、中断第一车辆起步的步骤由驾驶员人工执行。

4.根据前一权利要求所述的方法，其特征在于，中断第一车辆起步的步骤由驾驶员人工选择较低档位来执行。

5.根据前述权利要求中一项所述的方法，其特征在于，如果所述第二起步尝试导致传递到所述从动轮的扭矩足以至少保持车辆静止，则继续控制离合器的离合器接合，直至所述离合器完全接合并且车辆起步(S10，S310)。

6.一种车辆，包括：

推进单元(2)，所述推进单元(2)以驱动方式连接到多级档位自动变速器(3，4)，所述多级档位自动变速器(3，4)以驱动方式连接到车辆的从动轮(5)；

制动装置(6)，所述制动装置(6)布置成能够使车辆停止；

控制单元(7)，所述控制单元(7)至少布置成控制所述推进单元，所述自动变速器和所述制动装置依赖于不同的输入信号，

其特征在于，所述控制单元(7)布置成以述及次序执行以下步骤：

-在车辆静止、且所述变速器与所述推进单元分离时，选择并且接合第一车辆起动档位(S2，S32)，

-按照驾驶员要求，控制由所述推进单元产生的车辆推进扭矩以及所述变速器与所述推进单元的接合，以尝试实现第一车辆起步(S3，S33)，

-检测对于第一车辆起步的主要条件而言所述第一车辆起动档位是否过高(S4，S34)，

-如果所述第一车辆起动档位过高，则中断第一车辆起步，并且通过致动所述制动装置而制动车辆(S6，S36)，

-分离所述第一车辆起动档位(S7，S37)，

-选择并且接合第二车辆起动档位，所述第二车辆起动档位低于所述第一起动档位，且具有更大传动比(S8，S38)，

-控制所述推进单元产生的车辆推进扭矩以及所述变速器的接合，以尝试实现第二车辆起步，

-如果所述第二车辆起步尝试导致传递到从动轮的扭矩足以执行起步，则停用所述制动装置(S9，S39)。

7.一种计算机程序，包括当在计算机上执行所述计算机程序时、用于执行根据权利要求1所述的方法的程序代码。

8.一种计算机程序产品，包括在计算机可读介质上存储的程序代码，所述程序代码用于当在计算机上执行所述计算机程序时、执行根据权利要求1所述的方法。

9.一种能够被直接加载到计算机中的内部存储器中的计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序，所述计算机程序用于当在计算机上执行所述计算机程序产品上的所述计算机程序时执行根据权利要求1所述的方法。

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