CN106461071A - 手动变速器的重型发动机速度同步 - Google Patents

Abstract

一种方法包括根据发动机的速度、加速度和扭矩的至少其中之一检测脱开手动变速器的第一档位的换挡事件。所述发动机和变速器包括于车辆的动力系统。根据所述换挡事件之前的发动机速度和车辆速度中的每一个确定所述第一档位。根据发动机速度、车辆速度以及车辆加速度的至少其中之一和所述第一档位来预测期望档位。根据发动机速度和车辆速度中的每一个来确定用于所述期望档位的变速器输入速度。控制发动机速度以使所述发动机速度和用于所述期望档位的变速器输入速度同步。

Description

手动变速器的重型发动机速度同步

相关申请交叉引用

本申请要求2014年5月30日提交的、申请号为62/005,512的美国临时专利申请的优先权，该申请以全文引用的方式纳入本文。

技术领域

本公开涉及车辆动力系统。更具体地，本公开涉及用于控制发动机速度同步的系统和方法。

背景技术

手动变速器通常通过在发生换挡操作时压下离合器踏板以使发动机与变速器分离而从一个档位换挡到另一个档位。当在齿轮之间换挡时，需要使发动机速度与变速器接合元件速度同步。换挡到更高档位或“升档”需要更低的发动机速度和换挡到更低的档位，或“降档”，需要更高的发动机速度。通常，为了换挡到更高的档位，离合器被压下，并且允许发动机减速(例如，由于摩擦，阻力，坡度等)，直到其速度匹配用于下一档位的变速器接合元件的速度。为了换挡到较低档位，离合器被压下，并且油门用于加速发动机，直到其速度匹配用于下一档位的变速器接合元件的速度。

发明内容

一实施例涉及一种方法，所述方法包括根据发动机的速度、加速度和扭矩的至少其中之一检测脱开手动变速器的第一档位的换挡事件，所述发动机和变速器包括于车辆动力系统。根据所述换挡事件之前的发动机速度和车辆速度中的每一个确定所述第一档位。根据发动机速度、车辆速度以及车辆加速度的至少其中之一和所述第一档位来预测期望档位。根据发动机速度和车辆速度中的每一个来确定用于所述期望档位的变速器输入速度。控制发动机速度以使所述发动机速度和用于所述期望档位的变速器输入速度同步。

另一实施例涉及一种包括车辆动力系统的系统。所述动力系统包括发动机和手动变速器。所述系统包括可操作地与所述动力系统连接的控制器。所述控制器构造成根据发动机的速度、加速度和扭矩的至少其中之一检测脱开手动变速器的第一档位的换挡事件。所述发动机可操作地连接到所述手动变速器。根据换挡事件之前的发动机速度和车辆速度中的每一个确定第一档位。根据发动机速度、车辆速度以及车辆加速度的至少其中之一和第一档位来预测期望档位。根据发动机速度和车辆速度中的每一个来确定用于期望档位的变速器输入速度。控制发动机速度以使所述发动机速度和用于期望档位的变速器输入速度同步。

另一实施例涉及一种与车辆的动力系统操作性通信的控制器。所述控制器构造成通过检测发动机速度和变速器输出速度的不匹配以及来自发动机的扭矩输出的减少的每一个来检测变速器的脱档换挡事件。所述动力系统包括所述发动机和所述变速器。至少部分地根据发动机速度、车辆速度以及车辆加速度的至少其中之一和前一档位来预测期望档位。根据发动机速度和车辆速度的每一个来确定用于期望档位的变速器输入速度。控制发动机速度以使所述发动机速度和用于期望档位的变速器输入速度同步。

当结合附图并从下面的详细描述，这些和其它特征以及其组织和操作的方式将变得明显，其中在下面描述的各附图中，相同的元件具有相似的附图标记。

附图简要说明

图1是根据一个实施例的速度同步系统的示意图。

图2是根据一个实施例的框图，其示出图1的速度同步系统的控制器的功能和结构。

图3是用于包括手动变速器的车辆的发动机速度对车辆速度的换挡曲线图。

图4是根据一个实施例将发动机速度与变速器速度同步的方法的流程图。

具体实施方式

用于客车和轻型卡车的手动变速器通常是机械同步的。例如，同步手动变速器(诸如“同步啮合(Synchromesh)变速器”)通常使用锁定同步器组件，该锁定同步器组件利用同步器环与附接到齿轮的离合器主体之间的摩擦来平衡旋转速度。同步器环防止接合，直到速度同步。

然而，商用车(诸如重型卡车和机械)的变速器通常不同步。可靠性对于商用车变速器和发动机是至关重要的，因为它们被设计为比客车和轻型卡车运行更长的时间。例如，商用车可以设计为运行1,000,000英里，而客车可以设计为运行300,000英里。由于同步器中的摩擦材料(例如黄铜)比齿轮材料(例如锻造钢)更容易磨损和断裂，所以机械同步器组件不适于相当长的运行(例如，大于300,000英里)。此外，机械同步器增加了额外复杂性，其可能降低可靠性并增加成本。因此，商用车的操作者在换挡时必须手动地同步发动机速度。

升档时的速度同步通常不是问题，因为当油门由于摩擦、阻力、坡度等而不接合时，发动机速度自然地减小。因此，发动机速度自然趋向于减慢以宽松地匹配较高档位的较低速度。然而，当降档时，发动机需要加速以匹配较低档位的较高速度。如果加速器踏板没有“被拍(blipped)”(例如短暂地和快速地加压以加速脱开的发动机)，则当离合器接合时，发动机速度和变速器输入轴速度之间的差异突然同步。这种突然同步常常导致车辆的突然减速，这可以被描述为“突然倾斜(lurch)”或“颠簸(jolt)”。这还导致车辆部件(例如，齿轮、离合器等)增加磨损。因此，高级或专业的手动变速器驱动的主要特征(staple)是“转速匹配”或“轻拍油门踏板(throttle blip)”，其中在降档时驾驶员通过利用油门快速地使发动机达到速度。

各实施例涉及用于控制发动机速度同步的系统和方法。根据一实施例，控制器可操作地联接到动力系统，其包括发动机和变速器。控制器构造成检测从第一档位脱开的换挡事件。换挡事件可以根据发动机速度、加速度和扭矩中的至少一个来检测。在一些实施例中，换挡事件不根据指示换挡杆操作、离合器踏板接合和离合器接合中的任一个的信号来检测。例如，在一个实施例中，换挡事件根据检测到的发动机速度和变速器输出速度的不匹配(decoupling)来检测。第一档位和期望档位通过在换挡事件之前交叉参考发动机速度和车辆速度来确定。确定期望档位的变速器输入速度，并且控制器运行以控制发动机速度，从而使发动机速度与用于期望档位的变速器输入速度同步。

根据各实施例的发动机速度同步系统提供包括发动机和手动变速器的动力系统的改进的操作。在一些实施例中，速度同步系统可以利用当前生产的硬件来实现并且在现有车辆上改装。

此外，速度同步系统可以不需要安装附加的传感器而改装。具体地，速度同步系统可以在不需要传感器来指示换挡选择器或与变速器相关联的其它传感器的运行的情况下实施。因此，速度同步系统可以在某些不使用电子变速器控制系统的车辆上实施。

发动机速度同步系统还使得发动机在手动变速器换挡事件期间更容易控制。这将帮助没有经验的操作员更快地熟练，从而提供优于传统动力系统的比较优势。此外，发动机速度同步系统通过优化换挡事件将增加卡车、发动机和变速器的使用寿命，从而减少变速器齿轮磨损和发动机瞬变。

发动机速度同步系统还能够以各种方式改善燃料经济性。首先，速度同步系统通过提供一种装置经由变速器中的可变速比幅度(variable ratio steps)来降低降档事件期间的发动机速度而提高燃料经济性。通常，所有的变速比幅度被一致地设置，以使得驾驶员更容易实现同步。第二，速度同步系统通过提供更快的换挡时间来提高燃料经济性，这可以导致在换挡期间减少损失的涡轮增压器能量和减少速度损失的机会。这为发动机提供了产生较少动力但相对于没有该特征的发动机具有相似车辆加速能力的机会。第三，速度同步系统通过实现用于手动变速器的空档滑行策略来提高燃料经济性，其已被证明通过减少发动机驱动损失来节省燃料。第四，速度同步系统通过由于改进换挡容易性而经由更积极的减速实现车辆效率增益来提高燃料经济性。

图1是根据一实施例的速度同步系统100的示意图。速度同步系统包括与车辆(未示出)的动力系统104操作性通信的控制器102。车辆可以是公路车或越野车，包括但不限于长途运输卡车(line-haul trucks)、中程卡车(例如，皮卡车)、坦克、飞机以及使用变速器的任何其他类型的车辆。

通常，动力系统104促进从发动机106来为车辆供能的动力传递。如图1所示，动力系统104包括可操作地联接到变速器108的发动机106。更具体地，发动机106的曲轴110经由离合器114选择性地联接到变速器108的输入轴112。离合器114可以选择性地通过离合器踏板116接合和分离。变速器108可包括一个或多个齿轮系或齿轮组。齿轮系可以具有一个或多个固定传动比或可变传动比。发动机106可以是内燃机，诸如压缩点火(例如柴油动力)发动机或火花点火(例如汽油动力)发动机。在其他实施例中，动力系统108可以包括混合动力驱动系统、全电力驱动系统或其他动力系统。

动力系统104还包括可操作地联接变速器108和差速器120的驱动轴118。差速器120包括一组齿轮，其构造成将转动能量从驱动轴传递到轮轴122，以给最终驱动器124(诸如车轮、轨道等)提供动力。最终驱动器124推进车辆。在图1所示的实施例中，变速器108是手动变速器，其中操作者通过换挡选择器126选择变速器的操作齿轮。动力系统104还包括与系统100的各部件操作性通信的多个传感器128。例如，传感器128可包括速度传感器、扭矩传感器、坡度传感器等。在一些实施例中，动力系统104包括操作者I/O接口130。操作者I/O接口130可包括显示器和输入装置，操作者可以通过其接收与车辆的操作条件相关的信息，并且基于接收到的信息执行命令。例如，操作者I/O接口130可以被配置为显示由控制器102确定的期望档位。

如上文简要提到的，离合器114通过离合器踏板124的操作选择性地联接发动机106和变速器108。在其他实施例中，离合器114可以是通过离合器伺服机构自动接合和分离的自动离合器。当离合器114接合(例如，“啮合”)时，在发动机106和最终驱动器122之间存在保持它们相互同步的机械连接。然而，当换挡时，离合器踏板124必须被压下以使离合器114脱离接合。这断开了发动机106和最终驱动器124之间的机械连接，并且发动机106的速度不再与最终驱动器124的速度联系在一起。在换挡到新的档位后，需要使发动机106的速度与新档位的变速器输入轴112(例如，变速器接合元件)的速度同步。

从停止加速不包括速度同步系统100的常规车辆(例如，柴油卡车)的典型顺序如下。首先，当车辆静止并且发动机106空转(例如，零车速)时，离合器踏板116被压下以使离合器114脱离，并且选择期望的起步档位(例如，第一档位或第二档位)。接下来，离合器踏板116缓慢地释放直到离合器114完全接合，而不压下加速器踏板(例如，0％加速器踏板)。加速器踏板被逐渐地压下，直到发动机速度达到大约1500转每分钟(RPM)。然后，操作者通过在变速器108的换挡选择器126(例如，变速杆)上施加小的力同时抬起油门踏板来换挡到空档，由此在发动机106越过“零扭矩”时拉出档位。然后，将换挡选择器126移动到“空档”位置。然后，操作者通常等待发动机106减速到下一档位的适当速度。当满足适当的速度时，操作者将换挡选择器106移动到下一个期望档位。

例如，某些常规变速器可以具有35％的齿轮比幅度尺寸。如果操作者选择档位速度为1500RPM，则用于升档到下一档位的同步速度将为1110RPM。在空挡时，由于除了别的以外的摩擦和阻力车辆通常趋向于减速。同步速度随着车速而变化。

当发动机106的速度对于该档位不同步时，切换到档位是不期望的，这有很多原因。首先，如果发动机106的速度和变速器108的输入速度不够接近匹配，则齿轮接合是不可能的。如果速度足够接近进行接合但不匹配，则齿轮可以接合，但是当齿轮迫使发动机106的速度达到车辆106的速度时，可能导致发动机106跳转。此外，非同步接合可能引起离合器114、齿轮、动力系统104、驾驶员、乘客、货物等的损伤。同步正确的速度需要相当多的经验和实践。例如，速度同步可能涉及增加加速器踏板百分比来增加车辆速度以匹配新档位。这必须对每个新齿轮重复进行，其可能难以掌握。

如图1所示，控制器102可通信地联接到动力系统104。在部件之间的通信可以经由任何数量的有线或无线连接。例如，有线连接可以包括串行电缆、光纤电缆、CAT5电缆或任何其他形式的有线连接。相比之下，无线连接可以包括因特网、Wi-Fi、蜂窝、无线电等。在一个实施例中，控制器局域网(“CAN”)总线提供信号、信息和/或数据的交换。CAN总线包括任何数量的有线和无线连接。因为控制器102可通信地联接到动力系统104中的系统和部件，所以控制器102被构造成从图1所示的一个或多个部件接收数据。车辆操作数据可以经由附接到图1中的部件的一个或多个传感器(例如，附接到发动机106的速度传感器)接收。如本文更全面地描述的，由于控制器102与图1的各部件的集成，控制器102可以获取该数据以动态地调节发动机106的速度，以基本上实现一个或多个车辆操作参数的各种操作特性。

虽然图1的部件被示出为嵌入到系统100中，但是控制器102可以被构造为电子控制模块(“ECM”)。ECM可包括变速器控制单元和包括在车辆中的任何其它控制单元(例如，发动机控制单元、动力控制模块、排气后处理控制单元等)。在一些实施例中，控制器102可以实现为J1939数据链路设备。

现在参照图2，根据一实施例的控制器102的功能和结构的框图被示出。控制器102包括处理电路202，处理电路202包括处理器204和存储器206。处理器204可以实现为通用处理器、专用集成电路(ASIC)、一个或多个现场可编程门阵列(FPGA)、数字信号处理器(DSP)、一组处理组件或其它合适的电子处理组件。一个或多个存储器设备206(例如，RAM、ROM、闪存、硬盘存储器等)可以存储用于促进本文所述的各种过程的数据和/或计算机代码。因此，一个或多个存储器设备206可以可通信地连接到控制器102，并且向控制器102提供计算机代码或指令，用于执行本文关于控制器102描述的过程。此外，一个或多个存储器设备206可以是或包括有形的、非瞬态易失性存储器或非易失性存储器。因此，一个或多个存储器设备206可以包括数据库组件、目标代码组件、脚本组件或用于支持本文所述的各种活动和信息结构的任何其他类型的信息结构。

存储器206被示出为包括用来完成本文所描述的各活动的各种模块。更具体地，存储器206包括脱档检测模块(an out-of-gear detection module)208、档位确定模块210和速度同步模块212。各模块被配置来检测脱档状态，以确定期望档位，并且选择性地使发动机106的速度和所期望的档位的变速器108的输入速度同步。尽管在图2中示出具有特定功能的各种模块，但是应当理解，控制器102和存储器206可以包括用于完成本文所述功能的任何数量的模块。例如，多个模块的活动可以结合到单个模块，可以包括具有附加功能的附加模块等。此外，应当理解，控制器102可以进一步控制超出目前公开的范围的其他车辆活动。

本文所描述的控制器102的某些操作包括解释和/或确定一个或多个参数的操作。如本文所使用的，解释或确定包括通过本领域中已知的任何方法接收各值，包括至少从数据链路或网络通信接收各值、接收指示上述值的电子信号(例如电压、频率、电流或PWM信号)、接收指示该值的计算机生成的参数、从非暂时性计算机可读存储介质上的存储位置读取该值、通过本领域已知的任何手段接收该值作为运行时间参数，和/或通过接收可以通过其计算解释的参数的值，和/或通过参考被解释为参数值的默认值。

根据各实施例，控制器102被构造成接收各种输入参数，例如发动机速度214、发动机加速度216、发动机扭矩输出218、变速器输出速度220、车辆速度222、坡度224和操作者I/O 226。例如，控制器102可以从传感器128、I/O接口130和/或系统100的其他部件接收这些输入参数。

脱档(out-of-gear)检测模块208被构造来确定脱档状态。可以基于各种参数(例如发动机速度214、发动机加速度216(正和负，例如减速度)、发动机扭矩输出218、变速器输出速度220、车辆速度222、坡度224、车辆加速度(正和负，例如减速度)、加速器踏板位置、刹车踏板位置、离合器踏板位置、坡度和/或其它参数)来确定脱档状态。在一些实施例中，通过检测发动机106速度和变速器108速度的分离以及来自发动机106的扭矩输出的减少来确定脱档状态。与常规系统不同，脱档状态可以在不接收指示换挡杆操作、离合器踏板接合和离合器接合中的任一个的信号的情况下被确定。

在一些实施例中，车辆速度用来触发脱档状态。车辆速度可以通过诸如包括期望档位、后轴比和/或轮胎尺寸的比率来确定。可以根据车辆速度频繁地重新计算命令的发动机速度。该命令可以在特定的时间段被发送以允许操作者接合齿轮。允许根据经验水平调整各种设置，例如增加缺乏经验的操作者的接合时间。

档位确定模块210被构造成在脱档检测模块208检测到脱档状态时确定期望的档位。在一些实施例中，档位确定模块210可监控换挡前发动机速度214，从而确定当前档位和/或预测期望档位。例如，(1)如果发动机速度214高于1600RPM，则假定跳级升档(skipup-shift)；(2)如果发动机速度214在1200RPM和1600RPM之间，则假定单个升档；(3)如果发动机速度214在1000RPM和1200RPM之间，则假定单个降档；以及(4)如果发动机速度214低于1000RPM，则假定跳级降档。

此外，可以基于其他参数来设置触发。例如，如果车辆在高功率条件下减速并且发动机速度214下降到阈值以下，则应该预期降档。如果在这种情况下，加速器踏板处于低位置(例如，没有压下或略微压下，例如压下小于25％)，则可以假设单个降档。如果在这种情况下，加速器踏板处于高加速器踏板位置(例如，显著下压，例如下压大于75％)，则可以假定双降档。在一些实施例中，可以根据是否在足够高的发动机速度下检测到脱档之前的车辆加速来设置触发，在此期间可以假定升档。

一些实施例还可以包括坡度参数224(例如，来自坡度传感器)，其可以进一步提供机会来确定未来档位选择的适当性。例如，如果车辆正在下坡行驶，则发动机106吸收负扭矩，并且齿轮齿上的负载可能不允许变速器108被换到脱档。因此，操作者可以(blip)轻拍油门踏板以使齿轮脱离接合。因此，在这种情况下，轻拍油门踏板(throttle blip)可以指示脱档状态。

速度同步模块212被构造来确定用于由档位确定模块210确定的期望档位的变速器108输入速度，并且控制发动机106速度以使得发动机106速度与用于期望档位的变速器108输入速度同步。变速器输入速度可以通过用查找表(look-up table)交叉引用发动机速度和车辆速度来确定。在一些实施例中，控制器102可以通过车辆总线(诸如J1939)上的扭矩速度控制1(TSC#1)消息传输速度同步命令。

在一些实施例中，控制器102被配置来增加加速器踏板百分比，从而增加新档位中的车辆速度。这可以对于每个新的档位重复进行。在一些实施例中，控制器102包括在发动机后拉(lug back)期间引起降档需要的功能。该情形类似于升档，驾驶员抬起油门一段时间以脱档。然后，驾驶员将调节油门踏板以便增加发动机速度以在较低档位同步。

在一些实施例中，命令的发动机速度可以是基于车辆速度的比率。确定系统中的每个档位的比率需要用于每个档位的可修改的比率列表、其中可以重新识别档位的学习模式、或在车辆正常行驶时发生的自校准。

参照图3，发动机速度对车辆速度的换挡曲线图被示出。具体地，图3包括第一轨迹302和第二轨迹304，第一轨迹302示出与升档的车辆速度对应的发动机转速，第二轨迹304示出与降档的车辆速度对应的发动机速度。挂档操作位于固定斜率直线上，该直线表示变速器齿轮比乘以常数(例如，轮胎尺寸和后轴比)。如图3所示，在10速度变速器的情况下，存在十个独立斜坡。在一些实施例中，脱档检测模块可以根据该曲线的斜率的变化来确定脱档事件。在其他实施例中，脱档事件可以由轻拍油门踏板(throttle blip)触发。

图4是根据一实施例使发动机速度与变速器速度同步的方法400的流程图。方法400可以例如由图1和2的控制器102或其它控制装置来执行。

在402，检测脱开手动变速器的第一档位的换挡事件。例如可以根据发动机的速度、加速度和扭矩中的至少一个来检测换挡事件，该发动机和变速器构成车辆的动力系统。在一实施例中，不根据指示换挡杆操作、离合器踏板接合和离合器接合中的任一个的信号来检测换挡事件。在另一实施例中，换挡事件的检测是根据检测到的发动机速度和变速器输出速度的解耦合。

在404，确定变速器换挡脱开的第一档位。例如，可以通过使用第一查找表在换挡事件之前交叉引用发动机速度和车辆速度来确定第一档位。

在406，预测期望的档位。例如，可以根据第一档位以及发动机速度、车辆速度和车辆加速度中的至少一个来预测期望档位。在一些实施例中，连续档位之间的比率幅度是可变的。可以根据发动机速度来预测期望的档位。例如，在一实施例中，如果发动机速度高于1600RPM，则预测跳级升档，如果发动机速度在1200RPM和1600RPM之间，则预测单个升档，如果发动机速度在1000RPM和1200RPM之间，则预测单个降档，以及如果发动机速度低于1000RPM，则预测跳级降档。

在一些实施例中，根据车辆加速度、发动机扭矩输出、发动机速度和加速器踏板位置来预测期望档位。例如，在一实施例中，如果车辆正在减速、扭矩输出高于第一阈值、发动机速度低于第二阈值、以及加速器踏板压低小于25％，则预测单个降档。如果车辆正在减速、扭矩输出高于第一阈值、发动机速度低于第二阈值、以及加速器踏板压低大于75％，则预测双降档。如果车辆在检测到脱档换挡事件之前正在加速并且发动机速度高于第三阈值，则预测升档。

在一些实施例中，根据指示车辆行驶的表面的坡度的坡度信号来预测期望挡位。坡度指示车辆正在上坡或下坡。在一实施例中，如果坡度信号指示车辆正在上坡行驶，则预测降档，并且如果坡度信号指示车辆正在下坡行驶，则预测升档。

在408，确定用于期望档位的变速器输入速度。例如，用于期望档位的变速器输入速度可以通过利用第二查找表交叉引用发动机速度和车辆速度来确定。

在410，控制发动机速度以使发动机速度与用于期望档位的变速器输入速度同步。发动机速度可以在预定的时间段被控制，以允许操作者有足够的时间来接合期望的档位。预定时间段可以基于操作者经验水平来定义，从而允许更缺乏经验的操作者有更长的接合时间。在一些实施例中，在经过该时间段之前变速器没有转换到期望的档位时，促进空挡滑行。在一些实施例中，当升档时，在发动机上提供外部负载，从而使得发动机速度以比与滑行相关联的预定减速率更快地减小。

应注意，尽管关于特定方法进行描述，但是本文描述的方法的流程可以与其他方法一起使用。还应注意，本文中用于描述各种实施例的术语“示例”旨在表示这样的实施例是可能的实施例的可能的示例、表示和/或图示(并且这种术语并不意味着这样的实施例必然是非凡的或最高级的示例)。

应注意，本文中用于描述各种实施例的术语“示例”旨在表示这样的实施例是可能的实施例的可能的示例、表示和/或图示(并且这种术语并不意味着这样的实施例是必然是非凡的或最高级的示例)。

示例和非限制性模块实现元件包括提供本文所确定的任何值的传感器(例如，联接到图1中的部件和/或系统)、提供本文确定的值的预报器的任何值的传感器、数据链路和/或包括通信芯片的网络硬件、振荡晶体、通信链路、电缆、双绞线、同轴线、屏蔽线、发射器、接收器和/或收发器、逻辑电路、硬接线逻辑电路、根据模块规范配置的处于特定非瞬态状态的可重构逻辑电路、包括至少一个电气、液压或气动致动器的任何致动器、螺线管、运算放大器、模拟控制元件(弹簧、滤波器、积分器、加法器、分频器、增益元件)、和/或数字控制元件。

上述示意性流程图和方法示意图通常作为逻辑流程图来阐述。因此，所示的顺序和标记的步骤指示代表性实施例。可以设想在功能、逻辑或效果上等同于在示意图中示出的方法的一个或多个步骤或其部分的其他步骤、顺序和方法。

此外，所采用的格式和符号是提供来解释示意图的逻辑步骤，且理解为不限制由图示出的方法的范围。尽管在示意图中可能采用各种箭头类型和线类型，但是它们不应被理解为限制相应方法的范围。实际上，一些箭头或其他连接可以用于仅指示方法的逻辑流程。例如，箭头可以指示所描绘的方法的枚举步骤之间的未指定持续时间的等待或监视时段。另外，特定方法发生的顺序可以或可以不严格遵守所示的相应步骤的顺序。还将注意到，框图和/或流程图的每个框以及框图和/或流程图中的框的组合可以由执行指定功能或动作的基于专用硬件的系统来实现，或专用硬件和程序代码的组合来实现。

在本说明书中描述的许多功能单元已经被标记为模块，以便更具体地强调它们实现的独立性。例如，一个模块可以以硬件电路实现，该硬件电路包括定制VLSI电路、门阵列、或诸如逻辑芯片、晶体管、或其他分立组件的现成半导体。一个模块也可以以可编程硬件设备实现，例如现场可编程门阵列、可编程阵列逻辑、以及可编程逻辑设备等。

模块也可以在通过各种类型的处理器执行的机器可读介质中实现。例如，可执行代码的识别模块可以包括一个或多个计算机指令的物理或逻辑块，例如，这些指令可能被组织为对象、程序或函数。尽管如此，标识模块的可执行代码不必在物理上位于一起，而是可以包括存储在不同位置的完全不同的指令，当这些指令在逻辑上结合在一起时，其包括该模块并实现该模块的所述目的。

的确，计算机可读程序代码的模块可以是单个指令或多个指令，以及甚至可以分布在不同程序之间的若干不同的代码段上并跨越多个存储设备。类似地，操作数据可被识别并示出在本文的模块中，并且可以以任何合适的形式实施并组织在任何适当类型的数据结构内。操作数据可集合为单个数据集，或者可以分布在包括不同存储设备的不同位置，以及可能至少部分地仅作为系统或网络上的电子信号存在。其中，当一个模块或模块的一部分在机器可读介质(或计算机可读介质)中实现时，计算机可读程序代码可能被存储和/或传播在一个或多个计算机可读介质中。

该计算机可读介质可以是存储计算机可读程序代码的有形计算机可读存储介质。例如，该计算机可读存储介质可以是，但不限于：电子、磁、光、电磁、红外、全息、微机械、半导体系统、装置、设备、或前述的任何合适的组合。

该计算机可读介质的更具体的实例可以包括，但不限于：便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或闪存存储器)、便携式光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)、光存储设备、磁存储设备、全息存储介质、微机械存储装置、或前述任何适当的组合。在本文的上下文中，计算机可读存储介质可以是，用于和/或与一个指令执行系统、装置或设备连接的，能够包含和/或存储计算机可读程序代码的任何有形介质。

该计算机可读介质还可以是计算机可读信号介质。计算机可读信号介质可以包括具有计算机可读程序代码体现在其中的传播数据信号，例如，在基带内或作为载波的一部分。这样的传播信号可采取任何一种形式，包括但不限于：电、电磁、磁、光、或其任何合适的组合。计算机可读信号介质可以是任何非计算机可读存储介质的计算机可读介质，并且能够通信、传播、或传输计算机可读程序代码，用于或与一个指令执行系统，装置或设备连接。包括在计算机可读信号介质上的计算机可读程序代码可以利用任何适当的介质发送，这些介质包括但不限于无线、有线、光纤电缆、射频(RF)或类似物、或上述的任何适当组合。

在一个实施例中，计算机可读介质可以包括一个或多个计算机可读存储介质和一个或多个计算机可读信号介质的组合。例如，计算机可读程序代码可以作为电磁信号通过光纤电缆传播和存储在RAM存储装置上，用于由处理器执行。

用于执行本发明的各方面运算的计算机可读程序代码可以使用一种或多种编程语言的任意组合写出，包括面向对象的程序设计语言，例如Java、Smalltalk、C++或类似语言，以及传统的过程编程语言，例如“C”编程语言或类似编程语言。该计算机可读程序代码可以，全部在用户的计算机上、部分在用户计算机上、作为独立计算机可读程序包、部分在用户计算机上部分在远程计算机上、或完全在远程计算机或服务器上执行。在后一种情况，远程计算机可以通过任何类型的网络(包括局域网(LAN)或广域网(WAN))连接到用户计算机或连接到外部计算机(例如，通过使用因特网服务提供商的因特网)。

程序代码还可以存储在计算机可读介质中，其可以指示计算机、其他可编程数据处理装置或其他设备以特定方式工作，使得存储在计算机可读介质中的指令产生制品，包括实现在示意性流程图和/或示意性框图框中指定的功能/动作的指令。

因此，本公开可以在不脱离其精神或本质特征的情况下以其他具体形式实施。所描述的实施例在所有方面都被认为仅是说明性的而不是限制性的。因此，本公开的范围由所附权利要求而不是前述描述来指示。在权利要求的等价的含义和范围内的所有变形都被包含在权利要求的范围内。

Claims (24)

1.一种方法，其特征在于，所述方法包括：

根据发动机的速度、加速度和扭矩的至少其中之一检测脱开手动变速器的第一档位的换挡事件，所述发动机和变速器包括于车辆动力系统；

根据所述换挡事件之前的发动机速度和车辆速度中的每一个确定所述第一档位；

根据发动机速度、车辆速度以及车辆加速度的至少其中之一和所述第一档位来预测期望档位；

根据发动机速度和车辆速度中的每一个来确定用于所述期望档位的变速器输入速度；以及

控制发动机速度以使所述发动机速度和用于所述期望档位的变速器输入速度同步。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述换挡事件的检测不根据指示换挡杆操作、离合器踏板接合以及离合器接合中的任一个的信号。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述换挡事件的检测进一步根据检测到的发动机速度和变速器输出速度的不匹配。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述变速器包括多个档位，其中连续档位之间的至少两个比例幅度是不相等的。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

如果所述发动机速度高于1600RPM，则预测跳级升档，

如果发动机速度在1200RPM和1600RPM之间，则预测单个升档，

如果发动机速度在1000RPM和1200RPM之间，则预测单个降档，

以及如果发动机速度低于1000RPM，则预测跳级降档。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

如果车辆正在减速、扭矩输出高于第一阈值、发动机速度低于第二阈值、以及加速器踏板压低小于25％，则预测单个降档；

如果车辆正在减速、扭矩输出高于第一阈值、发动机速度低于第二阈值、以及加速器踏板压低大于75％，则预测双降档；以及

如果在检测到换挡事件之前车辆正在加速并且发动机速度高于第三阈值，则预测升档。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括接收指示车辆行驶的表面的坡度的坡度信号，所述坡度指示车辆正在上坡行驶或下坡行驶，

其中如果坡度信号指示车辆正在上坡行驶，则预测降档，以及

如果坡度信号指示车辆正在下坡行驶，则预测升档。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，用于所述期望档位的变速器输入速度是第一变速器输入速度，其中预定时间段与所述第一变速器输入速度关联，以及所述方法还包括如果所述预定时间段过去之前所述变速器没有换入期望档位，则确定用于期望档位的第二变速器输入速度。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，还包括在所述预定时间段过去之前所述变速器没有换入期望档位时，则促进空挡滑行。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二档位高于所述第一档位，以及所述方法还包括通过处理器在发动机上提供外部负载，从而引起所述发动机速度比与滑行相关联的预定减速速率更快地减小。

11.一种系统，其特征在于，包括：

车辆的动力系统，所述动力系统包括发动机和手动变速器；以及

可操作地与所述动力系统连接的控制器，所述控制器构造成：

根据发动机的速度、加速度和扭矩的至少其中之一检测脱开手动变速器的第一档位的换挡事件，所述发动机可操作地连接到所述手动变速器；

根据换挡事件之前的发动机速度和车辆速度中的每一个确定第一档位；

根据发动机速度、车辆速度以及车辆加速度的至少其中之一和第一档位来预测期望档位；

根据发动机速度和车辆速度中的每一个来确定用于期望档位的变速器输入速度；以及

控制发动机速度以使所述发动机速度和用于期望档位的变速器输入速度同步。

12.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述换挡事件的检测不根据指示换挡杆操作、离合器踏板接合以及离合器接合中的任一个的信号。

13.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，还包括检测发动机速度和变速器输出速度的不匹配，其中所述换挡事件的检测进一步根据检测到的发动机速度和变速器输出速度的不匹配。

14.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述变速器包括多个档位，其中连续档位之间的至少两个比例幅度是不相等的。

15.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，

如果发动机速度高于1600RPM，则预测跳级升档，

如果发动机速度在1200RPM和1600RPM之间，则预测单个升档，

如果发动机速度在1000RPM和1200RPM之间，则预测单个降档，

以及如果发动机速度低于1000RPM，则预测跳级降档。

16.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，

如果车辆正在减速、扭矩输出高于第一阈值、发动机速度低于第二阈值、以及加速器踏板压低小于25％，则预测单个降档；

如果车辆正在减速、扭矩输出高于第一阈值、发动机速度低于第二阈值、以及加速器踏板压低大于75％，则预测双降档；

如果在检测到换挡事件之前车辆正在加速并且发动机速度高于第三阈值，则预测升档。

17.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，还包括接收指示车辆行驶的表面的坡度的坡度信号，所述坡度指示车辆正在上坡行驶或下坡行驶，

其中如果坡度信号指示车辆正在上坡行驶，则预测降档，以及

如果坡度信号指示车辆正在下坡行驶，则预测升档。

18.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，

用于期望档位的变速器输入速度是第一变速器输入速度，其中预定时间段与所述第一变速器输入速度关联，以及

还包括如果所述预定时间段过去前所述变速器没有换入期望档位，则确定用于期望档位的第二变速器输入速度。

19.根据权利要求18所述的系统，其特征在于，还包括当所述预定时间段过去之前所述变速器没有换入期望档位时，则促进空挡滑行。

20.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，

其中，所述第二档位高于所述第一档位，以及

还包括在发动机上提供外部负载，从而引起所述发动机速度比与滑行相关联的预定减速率更快地减小。

21.一种与车辆的动力系统操作性通信的控制器，其特征在于，所述控制器构造成：

通过检测发动机速度和变速器输出速度的不匹配以及来自发动机的扭矩输出的减少的每一个来检测变速器的脱档换挡事件，所述动力系统包括所述发动机和所述变速器；

至少部分地根据发动机速度、车辆速度以及车辆加速度的至少其中之一和前一档位来预测期望档位；

根据发动机速度和车辆速度的每一个来确定用于期望档位的变速器输入速度；以及

控制发动机速度以使所述发动机速度和用于期望档位的变速器输入速度同步。

22.根据权利要求21所述的系统，其特征在于，所述换挡事件的检测不根据指示换挡杆操作、离合器踏板接合以及离合器接合中的任一个的信号。

23.根据权利要求21所述的系统，其特征在于，还包括检测发动机速度和变速器输出速度的不匹配，其中所述换挡事件的检测进一步根据检测到的发动机速度和变速器输出速度的不匹配。

24.根据权利要求21所述的系统，其特征在于，所述变速器包括多个档位，其中连续档位之间的至少两个比例幅度是不相等的。