CN106855121A - 用于车辆的换挡控制方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于车辆的换挡控制方法，可包括：节气门全开(WOT)确定，由控制器确定车辆是否处于WOT状态中；换档RPM确定，当在WOT确定中确定车辆处于WOT状态中时，由控制器使用涡轮RPM和滑差RPM确定换挡RPM；估计的RPM确定，在换挡RPM确定之后，由控制器基于换挡RPM和涡轮RPM的变化速率确定估计的RPM，估计的RPM是预设时间段之后的换挡RPM；估计的RPM比较，在估计的RPM确定之后由控制器比较估计的RPM与第一预设RPM；和换挡处理，当估计的RPM等于或大于第一预设RPM时，由控制器进行升档。

Description

用于车辆的换挡控制方法
技术领域
本发明涉及一种用于当车辆处于节气门全开(WOT)状态时在发动机的最大每分钟转数(RPM)下进行换挡的换挡控制方法。
背景技术
在具有自动变速器(AT)或手自动变速器(AMT)的车辆的情况下，在其中驾驶员完全踩下加速器踏板的节气门全开(WOT)加速器期间，根据预定换档模式进行换挡。
换挡模式可被提供为使用涡轮RPM和加速器踏板的开度进行的映射(map)。具体而言，在制造商通过初步检验检查了取决于加速器踏板的开度和涡轮RPM的发动机RPM之后，换档模式可通过将换挡时间映射至发动机RPM来提供。一般而言，当车辆处于WOT状态时，换档模式被确定为在发动机的最大RPM下进行换挡。
然而，车辆的换挡时间可根据其它条件(环境温度、道路坡度、发动机性能的变化等)而不同。如果换档时间在发动机RPM迅速增加的1-2升挡期间稍微延迟，则实际换挡可能在发动机RPM超过最大允许RPM之后进行。在这种情况下，因为转矩被限制为保护发动机，所以加速器的感觉降低并且可能出现振动。
相反，当环境温度较高或者当车辆处于丘陵地区时，发动机的动力减小。因此，即使根据基于变速器的输出轴的RPM的换档模式进行换档，换档也在发动机RPM小于最大允许RPM时进行。因此，发动机可能无法实现最大性能，因此降低了车辆的动力性能。
在本发明的该背景部分中公开的信息仅用于增强对本发明的一般背景的理解，且不应被视为承认该信息形成本领域技术人员已经知道的现有技术或其任何形式的启示。
发明内容
本发明的各个方面涉及提供一种能够在WOT状态下被驱动的车辆中以发动机的最大允许RPM进行换挡的换挡控制方法。
根据本发明的各个方面，一种用于车辆的换挡控制方法可包括：节气门全开(WOT)确定，由控制器确定车辆是否处于WOT状态中；换档RPM确定，当在WOT确定中确定车辆处于WOT状态中时，由控制器使用涡轮RPM和滑差RPM确定换挡RPM；估计的RPM确定，在换挡RPM确定之后，由控制器基于换挡RPM和涡轮RPM的变化速率确定估计的RPM，估计的RPM是预定时间段之后的换挡RPM；估计的RPM比较，在估计的RPM确定之后，由控制器比较估计的RPM与第一预设RPM；和换挡处理，当作为估计的RPM比较的结果，估计的RPM等于或大于第一预设RPM时，由控制器进行升档。
在换挡RPM确定中，控制器可通过从发动机RPM中减去涡轮RPM确定滑差RPM，且然后通过将确定的滑差RPM加至涡轮RPM来确定换挡RPM。
第一预设RPM可以是发动机在当前换挡范围内的最大允许转数。
换挡控制方法还可包括换挡RPM比较，在换挡RPM确定之后，由控制器比较换档RPM与被设定为小于第一预设RPM的第二预设RPM，其中当作为换挡RPM比较的结果，换挡RPM等于或大于第二预设RPM时，控制器进行估计的RPM确定。
当作为估计的RPM比较的结果，估计的RPM小于第一预设RPM时，可再次进行估计的RPM确定。
当作为估计的RPM比较的结果，估计的RPM小于第一预设RPM时，即使当产生根据换挡模式进行升档的请求时，控制器也不能进行根据换档模式的升档。
预设时间段可是从控制器将换挡信号发送至变速器时起其间升档的完成被延迟的时间段。
控制器可通过从加速器位置传感器(APS)接收被配置为耦接至APS的加速器踏板的开度来确定车辆是否处于WOT状态。
在估计的RPM计算步骤中，控制器可随着涡轮机RPM的变化速率变高而将第二预设RPM设置为更低。
根据如上所配置的用于车辆的换挡控制方法，无论外部环境条件如何，可在换挡RPM达到最大允许RPM时精确地进行换挡，由此车辆的驾驶性能可被最大化，并且可防止驱动质量的降低和振动的发生。
应理解，如本文所使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似术语包括广义上的机动车辆，诸如载客汽车，包括运动型多功能车辆(SUV)、公共汽车、卡车、各种商用车辆；船舶，包括各种小船和海船；航天器等，并包括混合动力车辆、电动车辆、插电式混合动力车辆、氢动力车辆和其它替代燃料车辆(例如，来自石油之外的资源的燃料)。如本文所指的，混合动力车辆是具有两种或更多动力源的车辆，例如，汽油动力和电动力车辆。
本发明的方法和装置具有其它特征和优点，这些特征和优点在并入本文中的附图和下面的具体实施方式中将是显而易见的或者更详细地被阐述，附图及具体实施方式一起用于说明本发明的某些原理。
附图说明
图1是示出根据本发明的用于车辆的示例性换挡控制方法的流程图；
图2是示出根据本发明的用于车辆的换挡控制装置的示图；和
图3是示出根据本发明的实施例的进行换档时的换档RPM的变化的曲线图。
应理解，附图不一定按比例绘制，其呈现说明本发明的基本原理的各种特征的略微简化表示。如本文所公开的本发明的特定设计特征(包括例如，特定尺寸、取向、位置和形状)将部分由具体预期应用和使用环境来确定。
具体实施方式
现在将详细地参考本发明的各种实施例，在附图中示出并在下面描述其实例。虽然将结合示例性实施例描述本发明，但是应理解，本描述并非旨在将本发明限于这些示例性实施例。与此相反，本发明旨在不仅涵盖示例性实施例，而且也涵盖各种替换、修改、等同物及其它实施例，这些可包括在如所附权利要求所限定的本发明的精神和范围内。
图2是示出根据本发明的各种实施例的用于车辆的换档控制装置的图。参考图2，用于车辆的换档控制装置可包括布置在发动机100和变速器120之间的扭矩转换器110、用于接收发动机100的转数的ECU 140、以及用于接收扭矩转换器110中的涡轮的转数并且用于控制变速器120的换挡时间的控制器130。控制器130和ECU 140彼此之间可通过控制器局域网(CAN)通信来发送和接收信息信号。将在后面与控制方法一起描述这些组件的具体功能。
图1是示出根据本发明的各种实施例的用于车辆的换挡控制方法的流程图。参考图1和图2，用于车辆的换挡控制方法可包括：WOT确定步骤(S10)，其中控制器130确定车辆是否处于WOT状态；换档RPM计算步骤(S20)，其中当WOT确定步骤(S10)中确定了车辆处于WOT状态时，控制器130使用涡轮RPM和滑差RPM计算换挡RPM；估计的RPM计算步骤(S40)，其中在换挡RPM计算步骤(S20)之后，控制器30基于换挡RPM和涡轮RPM的变化速率计算估计的RPM，该估计的RPM是预设时间段之后的换挡RPM；估计的RPM比较步骤(S50)，其中在估计的RPM计算步骤(S40)之后，控制器130比较估计的RPM与第一预设RPM；和换挡处理步骤(S60)，其中当估计的RPM等于或大于第一预设RPM作为估计的RPM比较步骤(S50)的结果时，控制器30进行升档。
使用从加速器位置传感器(APS)150接收的加速器踏板的开度，控制器130可确定车辆是否处于其中驾驶员完全踩下加速器踏板的节气门全开(WOT)状态。
在车辆处于WOT状态的情况下，期望在发动机100的转数达到最大允许转数时进行升档，以便以其最大性能运行发动机。为此，常规方法比较涡轮RPM与发动机的最大允许RPM，以便排除其中扭矩转换器处于全开的状态，并在涡轮RPM达到发动机的最大允许RPM时进行变速器的升挡。
然而，本发明基于扭矩转换器110中的滑差RPM和涡轮RPM计算换挡PRM，并将计算出的换挡RPM与发动机100的最大允许RPM进行比较，由此可以更精确的换挡时间来进行升档。
在这里，在换档RPM计算步骤(S20)中，控制器130通过从发动机RPM中减去涡轮RPM来计算滑差RPM，且然后通过将计算出的滑差RPM加至涡轮RPM来计算换挡RPM。在这种情况下，如果减震离合器关闭，则滑差RPM被设定为0。
换言之，扭矩转换器110中的滑差RPM由发动机100的转数和扭矩转换器110的涡轮机的转数之间的差来计算。然而，如果减震离合器关闭，则扭矩转换器110被完全接合且不产生滑差。因此，滑差RPM可设定为0。
因此，如果扭矩转换器没有完全关闭，则所计算的换挡RPM与发动机RPM相同，而如果减震离合器关闭，则所计算的换档RPM与涡轮RPM相同。
因此，换挡RPM被计算为用于在考虑扭矩转换器110中的涡轮RPM和滑差RPM情况下进行换挡的指示符，且使用换挡RPM确定用于对变速器120进行升档的准确换挡时间，由此可进行发动机100的性能被最大化的换挡。
此外，除了换挡RPM外，控制器130还可计算涡轮RPM的变化速率。在这里，涡轮机RPM的变化速率表示涡轮RPM的增加率。
随后，控制器130用涡轮RPM的变化速率乘以预设时间段且然后将其加至当前换挡RPM，由此可在步骤S40计算估计的RPM，即从当前时间起预设时间段之后的预期的换挡RPM。因此，因为控制器130估计预设时间段之后的换挡RPM，所以可防止在进行换挡时，换挡RPM超过发动机的最大允许RPM。
在这里，预设时间段可以是从当控制器130将换挡信号发送至变速器120时起升档完成被延迟的时间段。
随后，在步骤S50，控制器130比较所计算出的估计的RPM与第一预设RPM，第一预设RPM是当前换档范围内的发动机的最大允许RPM。如果估计的RPM与第一预设RPM相同，则因为换挡RPM将在预设时间段之后达到发动机的最大允许RPM，所以可立即进行变速器120的升档。
因此，可在发动机RPM达到发动机的最大允许RPM时的准确时间进行升档。因此，可实施发动机的最大性能，且防止了其中因为发动机RPM超过最大允许RPM而限制了扭矩的情况。因此，可避免车辆的驱动质量的降低和振动的发生。
此外，如果估计的RPM超过第一预设RPM作为估计的RPM比较步骤(S50)的结果，则控制器130可立即进行升档。换言之，如果估计的RPM超过第一预设RPM，即使控制器130立即批准换档命令，换挡RPM也会由于延迟时间而超过第一RPM。因此，为了尽可能地确保车辆的驱动质量并防止大振动，可立即进行升档。
相反，作为估计的RPM比较步骤(S50)的结果，如果估计的RPM小于第一预设RPM，则可再次进行估计的RPM计算步骤(S40)。
此外，如果估计的RPM小于第一预设RPM作为估计的RPM比较步骤(S50)的结果，则即使产生用于根据换挡模式升档的请求，控制器130也不会根据换档模式进行升档。
具体而言，当车辆处于高温度状态或者处于丘陵地区时，发动机动力减小。因此，根据基于涡轮RPM的常规换档模式进行换挡的车辆在发动机RPM未达到最大允许RPM的情况下升档。
在本发明中，当估计的RPM小于第一预设RPM时，控制器130延迟升档并且再次计算估计的RPM以便在最高性能下运行发动机100。因此，可使用发动机100最大性能，且可提高车辆的适销性。
同时，在换挡RPM计算步骤(S20)之后，可进一步包括其中控制器130比较换档RPM与小于第一预设RPM的第二预设RPM的换挡RPM比较步骤(S30)。如果作为换挡RPM比较步骤(S30)的结果，换挡RPM等于或大于第二RPM，则控制器130可进行估计的RPM计算步骤(S40)。
例如，如果第二预设RPM被设定为第一预设RPM的80％，则控制器130仅在估计的RPM等于或大于第一预设RPM的80％时，计算估计的RPM。因此，当在换挡RPM和发动机的最大允许RPM之间具有很大差异时，可防止估计的RPM的不必要计算。在这里，上述第二预设RPM是根据各种实施例的实例，且该值可根据车辆或设计者的决定被自由设定为小于第一预设RPM，而不是被限于特定值。
图3是示出根据本发明的各种实施例的进行换挡时的换挡RPM的变化的曲线图。参考图3，在WOT加速期间，当换挡RPM达到第二预设RPM时，使用换挡RPM和涡轮RPM的变化速率计算在预设持续时间(ΔT)之后的估计的RPM。当所计算的估计的RPM达到第一预设RPM时，换挡命令被批准，由此在换挡RPM达到第一预设RPM的准确时间进行升档。
此外，控制器130是变速器控制单元(TCU)，且可从用于测量涡轮RPM的单独传感器接收涡轮RPM。此外，ECU 140可使用额外传感器接收发动机RPM，且TCU 130可通过CAN与ECU 140通信，从ECU 140接收发动机RPM。
根据如上所述配置的换挡控制方法，无论外部环境条件如何，可在换挡RPM达到最大允许RPM时，准确地进行换挡，由此可防止驱动质量的降低和振动的发生。
为了说明和描述的目的，已经呈现了本发明的特定示例性实施例的前述描述。它们不旨在穷举或使本发明限于所公开的精确形式，且显然地，对上述教导的许多修改和变化是可能的。示例性实施例被选择并描述以便解释本发明及其实际应用的某些原理，从而使本领域的其它技术人员能够作出并采用本发明的各种示例性实施例，以及其各种替换及修改。其意图是，本发明的范围由所附权利要求书及其等同物来限定。

Claims (8)

1.一种用于车辆的换挡控制方法，所述方法包括以下步骤：
节气门全开确定，由控制器确定所述车辆是否处于节气门全开状态中；
换档RPM确定，当在所述节气门全开确定中确定所述车辆处于所述节气门全开状态中时，由所述控制器使用涡轮RPM和滑差RPM确定换挡RPM；
估计的RPM确定，在所述换挡RPM确定之后，由所述控制器基于所述换挡RPM和所述涡轮RPM的变化速率确定估计的RPM，所述估计的RPM是预设时间段之后的所述换挡RPM；
估计的RPM比较，在所述估计的RPM确定之后，由所述控制器将所述估计的RPM与第一预设RPM进行比较；以及
换挡处理，当作为所述估计的RPM比较的结果，所述估计的RPM等于或大于所述第一预设RPM时，由所述控制器进行升档。
2.根据权利要求1所述的换挡控制方法，其中，在所述换挡RPM确定中，
所述控制器通过从发动机RPM中减去所述涡轮RPM来确定所述滑差RPM，并且然后通过将所确定的所述滑差RPM加到所述涡轮RPM来确定所述换挡RPM。
3.根据权利要求1所述的换挡控制方法，其中，所述第一预设RPM是发动机在当前换挡范围内的最大允许转数。
4.根据权利要求1所述的换挡控制方法，还包括：换挡RPM比较，在所述换挡RPM确定之后，由所述控制器将所述换档RPM与被设定为小于所述第一预设RPM的第二预设RPM进行比较，
其中，当作为所述换挡RPM比较的结果，所述换挡RPM等于或大于所述第二预设RPM时，所述控制器进行所述估计的RPM确定。
5.根据权利要求1所述的换挡控制方法，其中，当作为所述估计的RPM比较的结果，所述估计的RPM小于所述第一预设RPM时，再次进行所述估计的RPM确定。
6.根据权利要求1所述的换挡控制方法，其中，当作为所述估计的RPM比较的结果，所述估计的RPM小于所述第一预设RPM时，所述控制器即使在产生用于根据换挡模式的升档的请求时，也不进行根据所述换档模式的升档。
7.根据权利要求1所述的换挡控制方法，其中，所述预设时间段是从所述控制器将换挡信号发送至变速器时起其间升档完成被延迟的时间段。
8.根据权利要求1所述的换挡控制方法，其中，所述控制器通过从加速器位置传感器接收被配置为与所述加速器位置传感器耦接的加速器踏板的开度来确定所述车辆是否处于所述节气门全开状态中。
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