CN105723129A - 车辆的控制系统 - Google Patents

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Abstract

因为当手动变速器(14)的输入转速(Ni)增大且手动变速器(14)从最低档换档时或当手动变速器(14)的输入转速(Ni)减小且手动变速器(14)从最高档换档时，电子控制单元被配置为抑制发动机旋转同步控制的执行，所以能够适当地抑制用于沿与通过驾驶员所打算的换档方向相反的方向改变发动机转速(Ne)的发动机旋转同步控制的执行。也就是，能够提供一种用于抑制驾驶员在换档时感到的违和感的车辆(10)的控制单元(30)。

Description

车辆的控制系统
技术领域
本发明涉及一种具备手动变速器(MT)的车辆的控制系统，且特别涉及对于抑制驾驶员在换档时感到的违和感的改善。
背景技术
在具备发动机、手动变速器和设置在发动机和手动变速器之间的离合器的车辆(手动变速车辆)中，已知一种在伴随着手动变速器的档切换的离合器的分离时执行发动机的旋转同步控制的技术。例如，在日本专利申请公开第2001-074135号(JP2001-074135)中描述的用于手动变速车辆的换档控制单元就是示例。在该技术中，设置有一种用于检测手动变速器的输入转速的输入转速传感器，其基于由输入转速传感器检测到的检测结果来控制发动机转速以使其与手动变速器的输入转速同步，由此能够抑制换档冲击的发生。
发明内容
在JP2001-074135中，当手动变速器换档时(当档位被切换时)，如果基于手动变速器的输入转速的改变来判定换档方向，驱动系统的转矩有时通过离合器的分离来释放且手动变速器的输入转速被快速改变，并且因此存在即使当前的档位为最低档(例如，第一档)，当输入转速向增大侧改变时发动机旋转同步控制也被判定向降档侧执行的可能性。此外，存在即使当前的档位为最高档(例如，6前进档MT中的第六档)，当输入转速向减小侧改变时发动机旋转同步控制也被判定向升档侧执行的可能性。因此，存在由于发动机旋转同步控制而使发动机转速沿与通过驾驶员所打算的换档方向相反的方向改变且因此使驾驶员感到违和感的可能性。这样的问题是本发明人以改善换档时的驾驶性能为目的持续广泛研究的过程中所新发现的问题。
本发明提供了一种用于抑制驾驶员在换档时感到的违和感的车辆的控制系统。
本发明的方案涉及一种车辆的控制系统。所述控制系统包括发动机、手动变速器、离合器和电子控制单元。离合器设置在发动机和手动变速器之间的动力传递路径上。当手动变速器换档时且当手动变速器的输入转速向增大侧改变时，电子控制单元判定执行降档。当手动变速器换档时且当手动变速器的输入转速向减小侧改变时，电子控制单元判定执行升档。电子控制单元被配置为当电子控制单元判定执行降档或升档时，执行发动机的旋转同步控制。电子控制单元被配置为：当手动变速器从最低档换档且手动变速器的输入转速增大时或当手动变速器从最高档换档且手动变速器的输入转速减小时，抑制旋转同步控制的执行。
这样，因为在当手动变速器从最低档换档时手动变速器的输入转速增大或当手动变速器从最高档换档时手动变速器的输入转速减小的情况下，发动机旋转同步控制的执行都被抑制，所以用于沿与驾驶员所打算的换档方向相反的方向改变发动机转速的发动机旋转同步控制的执行也能够被适当地抑制。也就是，能够提供一种用于抑制驾驶员在换档时感到的违和感的车辆的控制单元。
在上述控制系统中，电子控制单元可以被配置为当在最低档手动变速器的输入转速与车速的比的变化率大于或等于第一规定的阈值时，执行旋转同步控制以增大发动机的转速。电子控制单元可以被配置为当在最低档以外的其他档位手动变速器的输入转速与车速的比的变化率大于或等于第二规定的阈值时，执行旋转同步控制以增大发动机转速。第一规定的阈值可以高于第二规定的阈值。
在上述控制系统中，电子控制单元可以被配置为：在当前档位是最低档且离合器分离时，禁止增大发动机的转速的旋转同步控制。
在上述控制系统中，电子控制单元可以被配置为当在最高档手动变速器的输入转速与车速的比的变化率小于或等于第三规定的阈值时，执行减小发动机转速的旋转同步控制。电子控制单元可以被配置为当在最高档以外的其他档位手动变速器的输入转速与车速的比的变化率小于或等于第四规定的阈值时，执行减小发动机转速的旋转同步控制。第三规定的阈值可以小于第四规定的阈值。
在上述控制系统中，电子控制单元可以被配置为在当前档位是最高档且离合器分离时，禁止减小发动机转速的旋转同步控制。
附图说明
将在下文中参考附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业意义，其中相同的附图标记表示相同的元件，并且在附图中：
图1为示意地示出本发明适合应用于的车辆的驱动单元及其控制系统的一部分的图示；
图2为图示出图1中所示的车辆的控制单元中所设置的控制功能的主要部分的功能框图；
图3为示出在图1中所示的车辆的手动变速器换档时发动机旋转同步控制的示例的时间图；以及
图4为图示出由图1中所示的车辆的控制单元实现的发动机旋转同步控制的示例的主要部分的流程图。
具体实施方式
在本发明中，优选地，当手动变速器换档时，当手动变速器的输入转速与车速的比的变化率大于或等于规定的阈值时判定降档，且当手动变速器的的输入转速与车速的比的变化率小于或等于规定的阈值时判定升档。依赖于手动变速器的输入转速与车速的预定比来分别设定各个阈值。
在本发明中，优选地，响应于与手动变速器中的最低档对应的手动变速器的输入转速与车速的比，将确定用于判定降档的阈值设定为大到足以抑制降档的判定的值。
在本发明中，优选地，响应于与手动变速器中的最高档对应的手动变速器的输入转速与车速的比，将确定用于判定升档的阈值设定为小到足以抑制升档的判定的值。
本发明在无需用于检测用于切换手动变速器的档位的换档杆的换档操作位置的换档行程传感器等的情况下，适合应用于基于手动变速器的输入转速的改变来判定手动变速器的换档(档位切换)的车辆的控制单元。
在下文中，将参照附图详细地描述本发明的优选实施例。
图1为示意地显示本发明适合应用于的车辆10的驱动单元及其控制系统的部分的图示。如图1所示，车辆10设置有发动机12和手动变速器14。离合器16设置在发动机12和手动变速器14之间的动力传递系统路径上。也就是，离合器16被设置以便能够连接或断开发动机12的离合器轴18和手动变速器14的输入轴20之间的动力传递路径。在车辆10中，由发动机12产生的驱动力经由离合器16被传递至手动变速器14。此外，由手动变速器14换档后的驱动力经由未显示的差动齿轮被传递至左驱动轮和右驱动轮。
作为用于产生用于车辆10的行驶驱动力的驱动力源的发动机12，例如，是一种内燃机，诸如通过喷射进气缸中的燃料的燃烧来产生驱动力的柴油发动机或汽油发动机。离合器16通常处于接合状态下以便连接发动机12和手动变速器14之间的动力传递路径，且另一方面，通过离合器踏板22上的压下操作处于滑离状态或分离状态以断开(切断)发动机12和手动变速器14之间的动力传递路径。也就是，用于连接/断开从发动机12输出的动力向手动变速器14的输送的动力连接/断开单元。
手动变速器14是一种机械分级变速机构(手动换档变速器)，其通过驾驶员对换档杆24的手动操作选择性地建立多个档位以便从发动机12输入的旋转以规定的变速比γ减速或加速并且输出。在手动变速器14中，例如，在从第一(第1)档至第六(第6)档的六级的前进档、倒档、以及空档中选择性地建立某个档位，且执行对应于各个变速比γ的速度变换。也就是，车辆10是一种手动换档变速车辆(MT车辆)，其设置有用于通过驾驶员对换档杆24的手动操作选择性地建立多个档位的手动变速器14。
车辆10设置有用于执行与车辆10相关的各种控制的控制单元30。例如，控制单元30是包括CPU、RAM、ROM、输入接口等的所谓的微型计算机，且被配置为通过CPU在利用RAM的暂时存储功能的同时，根据预先存储在ROM中的程序执行信号处理来执行由发动机12的输出控制所代表的各种控制。优选地，控制单元30是用于控制发动机12的驱动(输出)的发动机控制单元(Eng-ECU)。
在车辆10中，如图1中所示被配置使得指示各种开关或传感器的检测值的信号从这些开关或传感器供给至控制单元30。也就是，分别地，指示离合器轴18的转速的发动机12的转速Ne的信号从发动机转速传感器32供给至控制单元30、指示输入轴20的转速的手动变速器14的输入转速Ni的信号从输入转速传感器34供给至控制单元30、指示对应于手动变速器14的输出转速Nout的车速V的信号从车速传感器36供给至控制单元30，以及指示是否存在由驾驶员对离合器踏板22的压下操作或指示操作量(压下量)的信号被从离合器行程传感器38供给至控制单元30。
配置为从控制单元30中输出用于控制设置在车辆10中的各种装置的操作的信号。也就是，信号可以用作用于发动机12的输出控制的发动机输出控制命令信号，例如，用于驱动用来根据加速器开度Acc控制电子节流阀的打开和关闭的节气门致动器40的信号、用于控制从燃料喷射装置42喷射的燃料的量的喷射信号、用于控制通过点火装置44的发动机12的点火正时的点火正时信号等。
图2为示出设置在控制单元30中的控制功能的主要部分的功能框图。图2中所示的降档/升档判定单元50基于手动变速器14的输入转速Ni来判定在手动变速器14中执行升档或降档。基于输入转速Ni至增大侧的改变来判定手动变速器14的降档，且基于输入转速Ni至减小侧的改变来判定手动变速器14的升档。优选地，降档/升档判定单元50基于手动变速器14的输入转速Ni与车速V的比，即，NiV比(＝Ni/V)的改变量或变化率(时间变化率)来判定在手动变速器14中执行升档或降档。基于NiV比至增大侧的改变来判定手动变速器14的降档，基于NiV比至减小侧的改变来判定手动变速器14的升档。优选地，当通过离合器行程传感器38检测到离合器16的分离(对离合器踏板22的压下操作)时，降档/升档判定单元50基于NiV比的变化率等来判定在手动变速器14中执行升档或降档。
优选地，如果NiV比的变化率大于或等于作为规定的阈值的降档判定值时，降档/升档判定单元50判定执行手动变速器14的降档。例如，如果Niv比是基准值(例如，在离合器16的接合过程中的Ni(＝Ne))的Ndn倍或更大时，判定手动变速器14的降档。优选地，如果NiV比的变化率小于或等于作为规定的阈值的升档判定值，降档/升档判定单元50判定手动变速器14的升档。例如，如果NiV比是基准值的Nup倍或更小时，判定手动变速器14的升档。根据由手动变速器14所建立的档位(变速比)来判定NiV比。也就是，在手动变速器14中所建立的档位分别对应于规定的NiV比。优选地，各个降档判定值Ndn和升档判定值Nup根据NiV比来分别设定，且存储于设置在控制单元30等的存储单元中，所述NiV比中的每一个对应于手动变速器14的每一个档位。优选地，对应于手动变速器14的各个档位的NiV比和对应于各个NiV比的Ndn、Nup之间的关系以映射等的形式被存储。
在切换手动变速器14的档位(档级)时的离合器16的分离时，发动机旋转同步控制单元52实行用于使发动机12的转速Ne与手动变速器14的输入转速Ni同步的发动机旋转同步控制。具体地，为了使发动机12的转速Ne基本上等于手动变速器14的换档后的输入转速Ni，借助于通过节气门致动器40的电子节流阀的打开和关闭控制、通过燃料喷射装置42的燃料喷射量的控制、通过点火装置44的点火正时的控制等来控制发动机12的输出。
如果通过降档/升档判定单元50判定执行手动变速器14的降档或升档，发动机旋转同步控制单元52执行用于使发动机12的转速Ne与手动变速器14的输入转速Ni同步的发动机旋转同步控制。例如，如果手动变速器14的输入转速Ni相对于基准值已经以预定比或更多地改变或当NiV比相对于基准值已经以预定比或更多地改变时，判定手动变速器14的换档(档位切换)，且根据这样的判定开始发动机旋转同步控制。换言之，利用输入转速Ni相对于基准值已经以预定比或更多地改变或NiV比相对于基准值已经以预定比或更多地改变作为条件(触发)，开始发动机旋转同步控制。可替换地，利用输入转速Ni相对于基准值已经以预定量或更多地改变或NiV比相对于基准值已经以预定量或更多地改变作为条件，也可以开始发动机旋转同步控制。
在发动机旋转同步控制中，例如，发动机旋转同步控制单元52执行对发动机12的转速Ne的反馈控制，使得发动机12的转速Ne和手动变速器14的输入转速Ni之间的差的绝对值(＝|Ne-Ni|)尽可能地小。通过这样的控制，在手动变速器14降档时，发动机12的转速Ne增大。在手动变速器14升档时，发动机12的转速Ne减小。如果满足规定的旋转同步条件，发动机旋转同步控制单元52结束发动机旋转同步控制。具体地，如果发动机12的转速Ne和手动变速器14的输入转速Ni之间的差已经变为小于预先确定的规定的值，发动机旋转同步控制结束。优选地，如果发动机12的转速Ne和手动变速器14的输入转速Ni之间的差的绝对值(＝|Ne-Ni|)已经变为小于规定的值一段时间，发动机旋转同步控制结束。
当手动变速器14从最低档，即，从变速比γ为最大值的档位(例如，第一档)换档时，如果手动变速器14的输入转速Ni增大，发动机旋转同步控制单元52抑制发动机旋转同步控制的执行。换言之，如果手动变速器14中当前的档位是最低档且手动变速器14的输入转速Ni增大，发动机旋转同步控制的执行被抑制。优选地，通过基于NiV比来抑制降档的判定，发动机旋转同步控制的执行被抑制。例如，响应于与手动变速器14中最低档对应的NiV比，确定为用于判定降档的阈值的降档判定值Ndn被设定为大到(其比对应于其他档位的那些降档判定值大很多)足以抑制(实际上禁止)降档的判定的值。
当手动变速器14从最高档，即，从变速比γ为最小值的档位(例如，第六档)换档时，如果手动变速器14的输入转速Ni减小，发动机旋转同步控制单元52抑制发动机旋转同步控制的执行。换言之，如果手动变速器14中当前的档位是最高档且手动变速器14的输入转速Ni减小，发动机旋转同步控制的执行被抑制。优选地，通过基于NiV比来抑制升档的判定，发动机旋转同步控制的执行被抑制。例如，响应于与手动变速器14中最高档对应的NiV比，确定为用于判定升档的阈值的升档判定值Nup被设定为小到(其比对应于其他档位的那些升档判定值小很多)足以抑制(实际上禁止)升档的判定的值。
优选地，发动机旋转同步控制单元52可以基于NiV比来判定(计算)手动变速器14的当前的档位是否为最高档或者最低档，且基于判定结果，在从手动变速器14中最低档换档时输入转速Ni增大或从手动变速器14中最高档换档时输入转速Ni减小的情况下抑制发动机旋转同步控制的执行。也就是，当手动变速器14的当前的档位被基于NiV比被判定为最低档时，如果输入转速Ni增大，发动机旋转同步控制的执行被抑制。优选地，发动机旋转同步控制的执行被禁止(不执行)。当手动变速器14的当前的档位基于NiV比被判定为最高档时，如果输入转速Ni减小，发动机旋转同步控制的执行被抑制。优选地，发动机旋转同步控制的执行被禁止
图3为显示在手动变速器14换档时由控制单元30所执行的发动机旋转同步控制的示例的时间图。在图3中，分别以时间序列显示了在从手动变速器14的第一档升档至第二档时如下的各个的关系值的变化：分别地，用实线示出手动变速器14的输入转速Ni的改变，用单点划线示出在通过根据本实施例的控制执行正确判定的情况下发动机12的转速Ne的改变，以及用虚线示出在通过现有技术的控制执行不正确的判定的情况下发动机12的转速Ne的改变。
在图3所示的控制中，首先，在时间t1处，驾驶员对离合器踏板22执行压下操作以开始离合器16的分离(从接合切换至分离)。与此并行地，驾驶员将换档杆24的换档操作位置从对应于第一档的位置切换至对应于第二档的位置。这里，在图3的时间图中，驱动系统的扭矩通过离合器16的分离来释放，且手动变速器14的输入转速Ni沿增大的方向快速改变。在现有技术的控制中，根据输入转速Ni的快速增大，在时间t2处，不正确地判定手动变速器14的降档且执行对应于降档的发动机旋转同步控制。也就是，如图3中的虚线所指示，执行增大发动机12的转速Ne的控制，且发动机转速Ne陡然上升。在时间t3处，执行手动变速器14中从第一档至第二档的切换。因为由于根据不正确的降档判定所执行的发动机旋转同步控制发动机转速Ne沿与驾驶员所打算的换档方向相反的方向改变，存在驾驶员感到违和感的可能性。
另一方面，在本实施例的控制中，响应于与作为手动变速器14中最低档的第一档对应的NiV比，确定用于判定降档的降档判定值Ndn被设定为大到足以抑制降档的判定的值。因此，如图3中所示，即使当驱动系统的转矩通过离合器16的分离而释放且手动变速器14的输入转速Ni沿增大方向快速改变时，也未判定手动变速器14的降档，则也不执行对应于降档的发动机旋转同步控制。结果，根据手动变速器14的输入转速Ni的改变来正确地判定手动变速器14的升档，即，从第一档切换至第二档，且执行对应于升档的发动机旋转同步控制。也就是，发动机转速Ne沿如驾驶员所打算的方向改变，且在离合器16接合前，发动机12的转速Ne逐渐地接近手动变速器14的输入转速Ni(与之同步)，由此适当地抑制(缓和)在接合离合器16时冲击的发生。
图4为图示出通过控制单元30的发动机旋转同步控制的示例的要部分的流程图，其以规定的周期重复地被执行。
首先，在步骤(下文中，省略“步骤”)S1中，作为手动变速器14的输入转速Ni与车速V的比的NiV比的变化率被判定为大于或等于降档判定值Ndn或小于或等于升档判定值Nup，所述降档判定值Ndn和升档判定值Nup都针对对应于手动变速器14的各个档位的每一个NiV比来预先确定。这里，响应于与手动变速器14中最低档对应的NiV比而确定的降档判定值Ndn被设定为大到足以抑制降档的判定的值，而响应于与手动变速器14中最高档对应的NiV比而确定的升档判定值Nup被设定为小到足以抑制升档的判定的值。如果在S1中的判定是否定的，本例程相应地结束，而如果在S1中的判定是肯定的，在S2中判定手动变速器14的降档或升档，且执行用于使发动机12的转速Ne与手动变速器14的输入转速Ni同步的发动机旋转同步控制，然后本例程结束。在上述控制中，S1对应于降档/升档判定单元50的操作，且S2对应于发动机旋转同步控制单元52的操作。
这样，根据本实施例，因为在当手动变速器14从最低档换档时手动变速器14的输入转速Ni增大或当手动变速器14从最高档换档时手动变速器14的输入转速Ni减小的情况下，发动机旋转同步控制单元52都抑制发动机旋转同步控制的执行，所以能够适当地抑制对于发动机转速Ne沿与通过驾驶员所打算的换档方向相反的方向改变的发动机旋转同步控制的执行。也就是，能够提供一种用于抑制驾驶员在换档时感到违和感的车辆10的控制单元30。
尽管以上已经参照附图详细地描述了本发明的优选实施例，但本发明并不限于此，且可以在不偏离本发明的主题的范围内以各种变更来具体体现。

Claims (5)

1.一种用于车辆的控制系统，所述控制系统包括：
发动机(12)；
手动变速器(14)；
离合器(16)，其设置在所述发动机(12)和所述手动变速器(14)之间的动力传递路径中；以及
电子控制单元(30)，其被配置为当所述手动变速器(14)换档时且当所述手动变速器(14)的输入转速向增大侧改变时，判定执行降档，所述电子控制单元(30)被配置为当所述手动变速器(14)换档时且当所述手动变速器(14)的所述输入转速向减小侧改变时，判定执行升档，所述电子控制单元(30)被配置为当所述电子控制单元(30)判定执行所述降档或所述升档时，执行所述发动机(12)的旋转同步控制，并且所述电子控制单元(30)被配置为当所述手动变速器(14)从最低档换档且所述手动变速器(14)的所述输入转速增大时或当所述手动变速器(14)从最高档换档且所述手动变速器(14)的所述输入转速减小时，抑制所述旋转同步控制的执行。
2.根据权利要求1所述的控制系统，其中
所述电子控制单元(30)被配置为当在所述最低档所述手动变速器(14)的所述输入转速与车速的比的变化率大于或等于第一规定的阈值时，判定执行所述降档，并且
所述电子控制单元(30)被配置为当在所述最低档以外的档位所述手动变速器(14)的所述输入转速与所述车速的所述比的变化率大于或等于第二规定的阈值时，判定执行所述降档，并且
所述第一规定的阈值高于所述第二规定的阈值。
3.根据权利要求1或2所述的控制系统，其中
所述电子控制单元(30)被配置为当在所述最低档的情况下所述离合器分离时，禁止增大所述发动机(12)的所述转速的所述旋转同步控制。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的控制系统，其中
所述电子控制单元(30)被配置为当在所述最高档所述手动变速器(14)的所述输入转速与车速的比的变化率小于或等于第三规定的阈值时，判定执行所述升档，
所述电子控制单元(30)被配置为当在所述最高档以外的档位所述手动变速器(14)的所述输入转速与所述车速的所述比的变化率小于或等于第四规定的阈值时，判定执行所述升档，并且
所述第三规定的阈值小于所述第四规定的阈值。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的控制系统，其中
所述电子控制单元(30)被配置为当在所述最高档的情况下所述离合器分离时，禁止减小所述发动机(12)的所述转速的所述旋转同步控制。
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