CN102066812A - 低功率需求下的传动控制的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

一种控制与燃烧发动机相连的齿轮箱的控制系统，所述燃烧发动机为机动车辆提供动力。首先确定是否有或是否即将有用于运行车辆的低功率需求的情形。在这样的情形下，齿轮箱被转换到具有高传动比的高速档，以使得车辆以低于高速档的转矩平稳值的发动机转速运行。从而减少了燃料消耗量。

Description

低功率需求下的传动控制的方法和系统
技术领域
本发明涉及一种与燃烧发动机(内燃机)相连的齿轮箱的控制方法和系统。本发明尤其涉及一种当确定有或即将有低功率需求的情形时控制与燃烧发动机相连的齿轮箱的方法及系统。
背景技术
控制机动车辆中的发动机和齿轮箱需要使发动机转速和齿轮箱的选档部分地通过来自驾驶员的指令被控制，并且部分地通过适于相对于燃料经济性和排放性等优化发动机的操作性能的控制单元被控制。通常称为ECU(电子控制单元)的所述控制单元从传动系统的不同部分接收传感器信号，并且发动机和齿轮箱基于这些信号及驾驶员的指令进行被控制。
优化燃料消耗量对于长途驾驶尤其重要。为此，已经提出了所谓的远型运输车辆，其对于一定的巡航速度具有优化的发动机转速。典型的巡航速度可以是80、85或89公里/小时。为了达到良好的燃料经济性，车辆适于在运行于巡航速度时采用处于转矩平稳状态的中间的发动机转速。
由于始终都希望燃料消耗达到最优化，因此需要减少由燃烧发动机提供动力的车辆的燃料消耗。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种减少驱动机动车辆的燃烧发动机的燃料消耗的方法和系统。
本发明提供了一种用于控制与燃烧发动机相连的齿轮箱的方法，所述燃烧发动机为机动车辆提供动力。该方法首先确定是否有或是否即将有用于运行车辆的低于一定阈值的低功率需求的情形。如果这样的情形发生，则齿轮箱被转换到高速档以使得车辆运行在低于所述高速档的转矩平稳值的发动机转速下。结果是当发动机运行在高速档接合状态时不需要供应燃料，即车辆滑行，例如当所述发动机是柴油机时所述燃料是柴油。
在本发明的一个实施方式中，使用前瞻功能部来预测什么时候高速档可以被接合或需要被脱开以使车辆能够以最小燃料供给的巡航速度运行。
本发明还涉及适于根据如上所述的方法实现控制的车辆和计算机程序产品。
使用上述方法，根据本发明的车辆和计算机程序产品实现车辆运行中更低的寄生损失，从而带来由燃烧发动机驱动的车辆更低的燃料消耗。
附图说明
本发明将参照附图基于非限制性的实施方式被更详细地描述，其中：
图1是发动机的一般局部视图，
图2是显示档位运行范围的转矩曲线，以及
图3是示出机动车辆的发动机控制步骤的流程图。
具体实施方式
图1示意性地示出了在机动车辆10中传动系统100的选定部件。图1中示出的传动系统例如可以用于构成卡车或其他重型车辆、例如公共汽车或类似车辆的一部分。发动机101构成传动系统100的一部分。发动机还与半自动齿轮箱105相连。
发动机101以及齿轮箱105由至少一个控制单元107、例如电子控制单元(ECU)控制。控制单元适于从包括齿轮箱和发动机的车辆的不同部件接收传感器信号。控制单元107还适于提供控制信号到车辆的不同部件和元件、例如发动机，所述控制信号包括但不限于用于齿轮箱的控制信号。控制单元107还适于从所谓的“前瞻”(LA)功能部103接收数据。所述“前瞻”功能部向控制单元提供信息，尤其是关于车辆前方道路的状况。例如，关于道路坡度的信息可经由前瞻功能部获得。
车辆不同部件和元件的活动、尤其是档位的选择通过控制单元中预先编程的指令来控制。所述预先编程的指令典型地可以呈储存在数字存储介质上的计算机编程产品109的形式并且通过控制单元执行，所述数字存储介质例如为工作存储器(RAM)、闪存(EPROM、EEPROM)或只读存储器(ROM)。车辆在特定情形下的行为可以通过改变预先编程的指令来适应性调整。
车辆10中的齿轮箱105具有至少一个高速档，其适于具有低于该档位的转矩平稳状态的运行范围。在这种高速档接合时，由于发动机转速会过低以至于在这样的运行点处不能传递必需的转矩，因此车辆不能被驱动。这种档位的目的是在存在低功率需求的运行状态时最小化寄生损失，以及因此最小化燃料消耗。例如，如果车辆行驶在下坡道路上，则所述高速档被选择并且发动机节省了燃料，同时发动机的转速降低到非常低的值，并且来自发动机的噪音水平也降低。如果控制单元具有关于车辆前方道路状况的数据，则高速档可以在时间的一个优化点处接合，而不需要检测用于确定是否具有低功率需求的发动机信号。例如，如果控制单元被连接以从前瞻功能部接收关于道路的数据，则来自所述功能部的数据可以被用来确定何时高速档应该接合。
图2示出了用于如上所述的高速档的转矩曲线和运行范围。其示出了，所述档位用于在低于转矩曲线的平稳值的运行点处被使用。这样当该档位接合时发动机不会发出功率。例如，如果车辆以80公里/小时的巡航速度行驶并且有低功率需求，那么可以选择高速档从而使发动机节省燃料。然后发动机将运行在低于转矩平稳值的非常低的转速下，如图2所示。当接下来需要发动机发出功率时，控制单元降档转换到更低档位。
图3示出了在如上所述那样控制发动机过程中的操作步骤流程图。第一步301确定发动机具有低功率需求。低功率需求可以典型地被定义为低于一定阈值的功率需求。所述阈值例如可以是最大功率的一个百分比值，例如10-15％。例如，来自发动机的控制信号可以被用来确定当前需要小的发动机功率来驱动车辆。根据一个实施方式，关于车辆行驶前方道路的数据可以被用来确定当前需要的小的发动机功率来驱动车辆。特别地，来自前瞻功能部的数据可以被使用。当确定需要小的发动机功率来驱动车辆时，在步骤303处齿轮箱被转换到不运行的高速档，也就是说，当车辆以例如为80或90公里/小时的巡航速度行驶时，发动机转速低于该档位的转矩平稳值。
之后在步骤305处，针对是否需要来自发动机的动力进行连续的检测。例如，驾驶员踩下加速踏板和/或来自发动机的控制信号可以被用来确定需要动力。如果控制单元107可以获得有关道路的数据，则这些数据可以被用来确定是否需要或是否即将需要动力。如果步骤305确定需要或即将需要动力，则发动机在步骤307处被降档转换，否则发动机将继续以高档位接合的状态运行。
使用上述方法，此处描述的车辆和计算机程序产品实现由燃烧发动机提供动力的车辆的降低的燃料消耗量。这是因为在以低于转矩曲线的平稳值的低速运行时、例如当车辆滑行时，不需要向燃烧发动机提供燃料。

Claims (13)

1.一种用于控制与燃烧发动机(100)相连的齿轮箱(105)的方法，所述燃烧发动机为机动车辆(10)提供动力，其特征在于，所述方法包含以下步骤：
-确定(301)是否有或是否即将有用于运行车辆的低功率需求的情形，所述低功率需求低于一定的阈值，以及
-基于确定是否有或是否即将有用于运行车辆的低功率需求的情形，转换(303)齿轮箱到高速档以使得车辆以低于所述高速档的转矩平稳值的发动机转速运行。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于有关车辆前方道路坡度的数据实现确定是否有或是否即将有用于运行车辆的低功率需求。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，基于来自前瞻功能部(103)的数据实现确定是否有或是否即将有用于运行车辆的低功率需求。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于传输到发动机和/或来自发动机的控制信号实现确定是否有或是否即将有用于运行车辆的低功率需求。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括连续地检测是否需要和/或是否将需要从发动机提供动力的步骤，以及如果需要则降档转换到更低档位的步骤。
6.一种用于控制与燃烧发动机(100)相连的齿轮箱(105)的控制系统，所述燃烧发动机为机动车辆(10)提供动力，其特征在于，所述控制系统包括：
-用于确定是否有或是否即将有用于运行车辆的低功率需求的情形的装置(107)，所述低功率需求低于一定的阈值，以及
-用于基于确定是否有或是否即将有用于运行车辆的低功率需求的情形，转换齿轮箱到高速档以使得车辆以低于所述高速档的转矩平稳值的发动机转速运行的装置(107)。
7.根据权利要求6所述的控制系统，其特征在于，所述控制系统包括基于有关车辆前方道路坡度的数据确定是否有或是否即将有用于运行车辆的低功率需求的装置。
8.根据权利要求6或7所述的控制系统，其特征在于，所述控制系统包括基于来自前瞻功能部的数据确定是否有或是否即将有用于运行车辆的低功率需求的装置。
9.根据权利要求6所述的控制系统，其特征在于，所述控制系统包括基于传输到发动机和/或来自发动机的控制信号确定是否有或是否即将有用于运行车辆的低功率需求的装置。
10.根据权利要求6-9中任一项所述的控制系统，其特征在于，所述控制系统包括连续地检测是否需要和/或是否将需要从发动机提供动力的装置(107)，以及如果需要或将需要从发动机提供动力则降档转换到更低档位的装置(107)。
11.一种由发动机驱动的车辆(10)，其包含根据权利要求6-10中任一项所述的控制系统。
12.一种用于控制与燃烧发动机(100)相连的齿轮箱(105)的计算机程序产品(109)，所述燃烧发动机为机动车辆(10)提供动力，其特征在于，所述计算机程序产品(109)包括计算机程序段，所述计算机程序段在由计算机执行时使所述计算机执行以下步骤：
-确定(301)是否有或是否即将有用于运行车辆的低于一定阈值的低功率的情形，以及
-基于确定是否有或是否即将有用于运行车辆的低功率需求的情形，启动(303)转换齿轮箱到高速档以使得车辆以低于所述高速档的转矩平稳值的发动机转速运行。
13.一种数字存储介质，根据权利要求12所述的计算机程序产品存储在所述数字存储介质上。
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