CN105659002A - 用于调整车辆起动档位的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

一种用于调整重型车辆中的手自一体变速器的起动档位的方法，其中，预选的起动档位由变速器控制单元根据该重型车辆的车辆参数来选择，其中，根据该重型车辆前方的车辆的运动状况将起动档位从所述预选的起动档位降低。本发明的优点是：该预选的起动档位可适配于车辆前方的交通，这使得能够避免不必要的换档并允许车辆的平顺的起动循环。

Description

用于调整车辆起动档位的方法和设备
技术领域
本发明涉及一种用于调整具有手自一体变速器的重型车辆的起动档位的方法和设备。本发明还涉及一种计算机程序，当所述程序在计算机上运行时，其适于执行上述方法，并且涉及一种计算机程序产品，其包括存储在计算机可读介质上的程序代码。对于在长队列或繁忙交通中多次起停地行驶的车辆，本方法是有利的。
背景技术
现代的车辆通常设有巡航控制系统以提高驾驶员的舒适度。某些巡航控制系统具有进一步的功能，例如自适应控制系统，它使用测距设备来监测与本车前方的车辆的距离，以便能够使巡航速度适配于前方车辆的速度。由于将维持与前方车辆的最小距离或最小时间间隔，这种系统将提高巡航控制系统的安全性。如果没有维持最小距离或最小时间间隔或者如果与前方车辆的距离以一定的速率减小，某些系统还将制动该车辆。可调整此巡航控制系统以维持设定的速度，这通过仅使用来自发动机的推进扭矩或通过还使用车辆制动器来实现。这在配备有辅助制动(例如发动机制动和减速器)的重型车辆中是尤其常见的。车辆的巡航控制系统的进一步的功能可以是经济驱动设置，其中，巡航控制系统的调节参数由经济性决定。可以用多种不同的方式测量与前方车辆的距离或时间间隔，但通常使用雷达装置。
很多重型车辆还设有手自一体变速器(AMT)，它是设有自动地接合和脱离的一个或两个离合器的手动变速器。以这种方式，提供了自动换档，而不需要使用具有扭矩变换器的标准自动变速器。通过使用AMT，降低了变速器的重量和复杂性，且也可以减少燃料消耗。自适应巡航控制还可以为AMT的控制单元提供输入，使得该巡航控制也能够使用变速器来维持所设定的巡航速度。
在具有AMT的车辆中，起动档位是自动选择的，即使驾驶员能够选择特定的起动档位。该控制系统检测诸如车辆载荷、发动机类型、发动机性能、坡度、选定的驱动模式等的车辆参数并预选择一个适当的起动档位。该起动档位通常被选择得尽可能高，以提高驾驶员的舒适度并减少换档次数。
然而，还存在能够改进这种状况的情形(occasion)。因此，对于改进的、用于调整重型车辆的起动档位的方法和设备，存在着需求。
发明内容
因此，本发明的一个目的在于提供一种改进的、用于调整重型车辆中的手自一体变速器的起动档位的方法。本发明的另一目的在于提供一种改进的、用于调整重型车辆中的手自一体变速器的起动档位的设备。
在方法权利要求1、设备权利要求7、计算机程序权利要求14以及计算机程序产品权利要求15的特征部分中描述了根据本发明的针对上述问题的解决方案。其他权利要求包含本发明的方法和设备的有利的进一步扩展。
在用于调整重型车辆中的手自一体变速器的起动档位的方法(其中，预选的起动档位由控制单元根据重型车辆的车辆参数来选择)中，解决了上述问题，原因在于：根据该重型车辆前方的车辆的运动状况，该起动档位被从预选的起动档位降低。
通过本发明的方法，重型车辆中的手自一体变速器的起动档位可适配于当前的交通状况。通常，该起动档位由车辆的控制单元确定和设定。通常根据不同的车辆参数(例如车辆的总重量、载荷、挂车的构造、发动机性能等)来选择起动档位。该起动档位被选择为使得：对于给定的车辆参数，车辆将能够执行适当的起动循环(startcycle)，而不会有太多的离合器打滑。
当车辆处于长队列中时，本发明的方法尤其有用。通过根据前方车辆的运动状况将起动档位从预选的起动档位降低来进行起动档位的调整。以这种方式，能够选择起动档位，使得：通过该起动档位，当离合器完全接合时，车辆将达到前方车辆的估算速度。该起动档位被降低一个或多个档位。降低起动档位的优点在于：在起动循环结束时，离合器将完全接合。通过使起动档位适配于前方车辆的运动状况，当车辆继续在此队列中行驶时，还可使用该起动档位，从而在起动循环之后不必进行不必要的降档，或者避免了不必要的离合器打滑。
优选地，根据前方车辆的运动状况的类型来选择调整后的起动档位。如果前方车辆的运动状况是加速，则可使用加速比(rateofacceleration)来确定是否应降低起动档位以及将起动档位降低多少，以便能够执行适当的起动循环。如果前方车辆的运动状况是基本匀速，则选择所选中的起动档位，使得当起动循环结束时，本车将达到与前方车辆相对应的速度。另一方面，如果前方车辆的运动状况使得可以确定所预选的起动档位是最佳选择，则不进行起动档位的调整。例如，如果前方车辆以较高的速率加速或者如果与前方车辆的距离相当长，可能是这种情况。
优选地，通过基于前方车辆的运动状况的预定阈值来确定何时通过选择更低的起动档位调整该起动档位以及将该起动档位降低多少。
在用于调整重型车辆中的手自一体变速器的起动档位的设备(其中，该设备包括控制单元，该控制单元适于根据此重型车辆的车辆参数来预选择起动档位)中，解决了上述问题，这是因为：该设备包括用于检测此重型车辆前方的车辆的运动状况的装置，并且该控制单元适于根据检测到的前方车辆的运动状况将起动档位从预选择的起动档位降低。
通过用于调整重型车辆中的手自一体变速器的起动档位的设备的此第一实施例，该设备包括适于根据此重型车辆的车辆参数来预选择起动档位的控制单元以及用于检测该重型车辆前方的车辆的运动状况的装置。该控制单元适于根据检测到的前方车辆的运动状况将起动档位从所述预选的起动档位降低。该控制单元例如可以是变速器控制单元，它优选与自适应巡航控制单元交互，或者可以集成在自适应巡航控制单元中。该控制单元可以是独立的控制单元，或者它可以集成在任何适当的控制单元中。尽管用于发送与所述运动状况相关的信息的其他技术方案，例如图像检测、激光扫描器或前方车辆和后方车辆之间的无线电传输也是可能的技术方案，但所述用于检测前方车辆的运动状况的装置优选为雷达。
附图说明
下面，将参考附图更详细地描述本发明，其中：
图1示出了根据本发明的用于调整重型车辆中的手自一体变速器的起动档位的设备的示意图，
图2示出了包括这种设备的车辆，并且
图3示出了根据本发明的用于调整重型车辆中的手自一体变速器的起动档位的创造性方法的示意性流程图。
具体实施方式
下文描述的具有进一步扩展的本发明的实施例仅应视为示例，而非以任何方式限制由权利要求书限定的保护范围。该方法和设备尤其适用于诸如卡车和公交车的重型车辆。
图1示出了用于调整重型车辆中的手自一体变速器的起动档位的示意性设备，而图2示出了包括这种设备的车辆。车辆10包括发动机11、变速器12、变速器控制单元5和设备1。该设备1包括车辆控制单元2，它可以是独立的控制单元或者例如可以作为软件模块集成在车辆中的另一个电子控制单元内。该车辆控制单元2适于收集关于车辆参数的信息并将其传送到变速器控制单元5。变速器控制单元5适于进一步接收关于前方车辆的运动状况的信息并使用此信息来预选择车辆的起动档位。
设备1还包括自适应巡航控制电子控制单元4，它可以是包括自适应巡航控制系统的独立控制单元或者例如还可以作为软件模块集成在车辆中的另一个电子控制单元内。车辆控制单元2和自适应巡航控制单元4在这里被描述为两个单独的单元，但它们也可合并为单个单元或者二者均可集成在另一个控制单元中。设备1还包括用于检测该重型车辆前方的车辆的运动状况的测距装置3。尽管上文所述的其他技术方案也是可以的，但该用于检测前方车辆的运动状况的测距装置优选是雷达。
变速器控制单元5接收例如来自车辆控制单元2的关于各种车辆参数的信息。该车辆控制单元传送与起动档位的确定相关的信息，车辆启动变速器控制单元5时将使用该起动档位。这种车辆参数例如是车辆的总重量、车辆的载荷、挂车的构造、发动机类型等。可能影响起动档位的确定的其他参数例如可以是道路坡度、周围的气候等。该起动档位由变速器控制单元5选择，使得：对于给定的车辆参数和给定的可用能量，使用可能的最高起动档位。以这种方式，车辆将能够在没有太多的离合器打滑的情况下执行适当的起动循环。
对于典型的起动循环，还测量加速器踏板被下压的量，即，所请求的起动能量。如果加速器踏板被下压相当大的量，将选择其中离合器被完全接合的常规起动循环。如果驾驶员仅以很小的量下压加速器踏板，离合器将不完全接合，且车辆将通过利用离合器打滑而缓慢移动。当车辆应短距离移动时，例如当编组时，使用这类起动，且它不用于正常的行驶。
自适应巡航控制单元4连接到用于检测前方车辆的运动状况的测距装置3。该测距装置通常由自适应巡航控制单元使用，以便在公路上巡航时控制与前方车辆的距离或时间间隔。当静止时，在起动循环开始之前，该测距装置用于检测前方车辆的运动状况。
如果检测到的前方车辆的运动状况使得不必调整起动档位，则将为该起动循环使用预选的起动档位。这样的情况例如可以是：当不存在前方车辆时，如果与前方车辆的距离大于预定距离或者如果前方车辆以高速率加速。在这种情况下，将为该起动循环使用预选的起动档位。
在本示例中，所述预选的起动档位由变速器控制单元5确定。在一个示例中，降低起动档位的决定可由变速器控制单元5基于从自适应巡航控制单元4接收的前方车辆的运动状况信息来确定。在另一个示例中，降低起动档位的决定可由自适应巡航控制单元4基于前方车辆的运动状况信息来确定，在这之后，降低起动档位的请求被发送给变速器控制单元5。
如果存在前方车辆，则分析其运动状况的性质。该运动状况可以是加速、匀速或减速。如果该运动状况是匀速(这在队列中行驶时是常见的)，则确定车辆通过使用预选的起动档位将达到的速度(即预选的起动档位速度)，并将该速度与源自前方车辆的运动状况的阈值进行比较。在这种情况下，该阈值例如可以是前方车辆的速度或者是比前方车辆的速度稍高的速度。如果该运动状况是加速，则可使用加速的量来确定阈值。如果该运动状况是减速，则起动循环可能中止。
如果使用预选的起动档位将达到的速度高于阈值，则将起动档位例如降低一个档位，并确定通过使用该档位将达到的速度。将这个新的速度值与所述阈值进行比较，如果新的速度值低于阈值，则选择降低的起动档位。该起动档位值被变速器控制单元用作新的起动档位。
如果新的速度值仍然高于阈值，则将起动档位再降低一个档位，并将执行新的比较。这将持续进行，直到找到将提供低于阈值的速度值的起动档位。还可以使用包括速度值、起动档位和车辆参数的预定映射(map)来确定适当的起动档位。
本发明在车辆处于长队列中时尤其有用。通过根据前方车辆的运动状况将起动档位从预选的起动档位降低来进行起动档位的调整。以这种方式，能够选择起动档位，使得：通过所选择的起动档位，当离合器完全接合时，该车辆将达到前方车辆的估算速度。
对于重量为25吨并具有500马力发动机的车辆来说，通常的起动档位将是第4档或第5档。可基于发动机的怠速转速为600rpm的事实来估算在给定档位下的车辆的最低可能速度。因此，如果车辆在该怠速转速下的速度高于所确定的阈值，则将使用降低的起动档位。优选地，使用稍高一些的发动机速度来确定给定档位下的速度，因为在车辆的怠速速度下运行是不现实的。优选地，使用约800rpm的最低发动机速度，这给出了适当的速度裕量。因此，使用如下的起动档位是有利的：它给出了对应于在相对低的发动机速度下的队列的速度。
图3示出了根据本发明的用于调整重型车辆中的手自一体变速器的起动档位的方法的示意性流程图。此方法由包括控制单元和用于检测该重型车辆前方的车辆的运动状况的装置的上述设备来执行。
在步骤100中，车辆停止并静止。驱动选择器(driveselector)处于驱动模式，且手自一体变速器的离合器是分离的，从而在车辆的发动机和变速箱之间没有驱动连接。变速器控制单元接收来自其他车辆控制单元2的关于将影响车辆起动循环的不同车辆参数的信息，并可接收关于周围状况的信息。预选的起动档位由变速器控制单元5根据该信息确定。在本示例中，该预选的起动档位将是第5档。
在步骤110中，变速器控制单元接收关于前方车辆的运动状况的信息。在本示例中，该信息从安装在车辆前方的雷达获得并从自适应巡航控制单元传送到变速器控制单元。从雷达获得的信号被自适应巡航控制单元用来确定前方车辆的运动状况。前方车辆的运动状况也可在雷达单元中或在另一个控制单元中被直接确定。也可以让自适应巡航控制单元或另一个控制单元确定是否需要调整起动档位。在这种情况下，速度估算由自适应巡航控制单元或所述另一个控制单元执行，并且，当需要时，降低起动档位的请求被发送到变速器控制单元。
在步骤120中，把使用预选的起动档位完成起动循环时该车辆将达到的速度与阈值进行比较，该阈值可以是前方车辆的估算速度。如果起动循环的速度低于阈值，则将使用该预选的起动档位作为步骤200中的起动档位。如果起动循环的速度高于阈值，则必须调整起动档位。
在步骤130中，将起动档位降低一个档位，例如从第5档降到第4档。控制单元估算使用该新的档位(即第4档)当起动循环完成时该车辆将达到的速度。在步骤140中，将此速度与阈值进行比较。如果起动循环的速度低于阈值，则将使用该起动档位作为步骤200中的起动档位。如果起动循环的速度仍高于阈值，则必须进一步调整起动档位。
在步骤150中，将起动档位再降低一个档位，例如从第4档降到第3档。控制单元估算使用该新的档位(即第3档)当起动循环完成时该车辆将达到的速度。在步骤160中，将这个速度与阈值进行比较。如果起动循环的速度低于阈值，则将使用该起动档位作为步骤200中的起动档位。如果起动循环的速度仍高于阈值，则将以类似的方法步骤进一步调整起动档位，直至到达第1档且没有更低的档位可选。更可能的是，通常将选择至少为第3档的起动档位，因为更低的档位通常在极端情形中使用。然而，如果队列移动得非常慢，则可能不得不使用第1档作为起动档位。
当选择了适当的起动档位时，在步骤200中执行起动循环。当起动循环成功完成时，车辆可在队列中继续行驶，而不必另外换档。如果队列得速度增加，变速器将以正常的方式升档。如果速度略有降低，车辆将继续以所选择的档位行驶，直到发动机的速度下降到降档水平。
不应认为本发明局限于上文描述的实施例，而是，在所附权利要求的范围内，可以进行各种额外的变型和修改。
附图标记
1：用于调整起动档位的设备
2：车辆控制单元
3：测距装置
4：自适应巡航控制单元
5：变速器控制单元
10：车辆
11：发动机
12：变速器

Claims (15)

1.一种用于调整重型车辆中的手自一体变速器的起动档位的方法，其中，预选的起动档位由控制单元根据所述重型车辆的车辆参数来选择，其特征在于，所述控制单元根据所述重型车辆前方的车辆的运动状况将起动档位从所述预选的起动档位降低。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述前方车辆的运动状况是加速。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述前方车辆的运动状况是匀速。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，当车辆使用所述预选的起动档位将达到的速度高于预定阈值时，将所述预选的起动档位降低一个档位。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，当车辆使用被降低一个档位的起动档位将达到的速度高于所述预定阈值时，将所述预选的起动档位降低两个档位。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，选择调整后的起动档位，使得：当车辆已达到与估算的前方车辆的速度相对应的速度时，所述变速器的离合器将完全接合。
7.一种用于调整重型车辆中的手自一体变速器的起动档位的设备，其中，所述设备(1)包括适于根据重型车辆的车辆参数来预选择起动档位的变速器控制单元(5)，其特征在于，所述设备包括用于检测重型车辆前方的车辆的运动状况的测距装置(3)，并且所述变速器控制单元(5)适于根据检测到的前方车辆的运动状况将起动档位从所述预选的起动档位降低。
8.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，用于检测前方车辆的运动状况的所述测距装置(3)是雷达。
9.根据权利要求7或8中的任一项所述的设备，其特征在于，所述前方车辆的运动状况是加速。
10.根据权利要求7到9中的任一项所述的设备，其特征在于，所述前方车辆的运动状况是匀速。
11.根据权利要求7到9中的任一项所述的设备，其特征在于，当车辆使用所述预选的起动档位将达到的速度高于预定阈值时，所述变速器控制单元(5)适于将所述预选的起动档位降低一个档位。
12.根据权利要求7到11中的任一项所述的设备，其特征在于，当车辆使用被降低一个档位的起动档位将达到的速度高于所述预定阈值时，所述变速器控制单元适于将所述预选的起动档位降低两个档位。
13.一种车辆，其包括权利要求7到12中的任一项所述的设备。
14.一种计算机程序，其包括程序代码，当所述程序在计算机上运行时，所述程序代码执行根据权利要求1-6中的任一项所述的所有步骤。
15.一种计算机程序产品，其包括存储在计算机可读介质上的程序代码，当所述程序产品在计算机上运行时，所述程序代码执行根据权利要求1-6中的任一项所述的所有步骤。
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