CN107406068B - 用于控制多离合变速器的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于控制车辆的多离合变速器的方法，其中，所述多离合变速器适于根据预定的车辆变量以动力换挡或动力切断换挡进行换挡。该方法的特征在于它包括以下步骤：检测在低挡范围内至较高挡位的动力换挡，其中，如果已检测到在低挡范围内至较高挡位的动力换挡，则该方法否决先前设定的换挡策略，并且控制所述多离合变速器，使得即将进行的换挡被以动力换挡来执行。

Description

用于控制多离合变速器的方法

技术领域

本发明涉及一种用于控制车辆的多离合变速器的方法，尤其是用于控制应通过动力换挡(power shift)还是通过动力切断换挡(power cut shift)来执行所述多离合变速器的换挡。本发明可以应用于不同的车辆，例如重型车辆、卡车、公交车和建筑设备。

背景技术

对于多离合变速器(例如双离合变速器)，可通过传统的动力切断换挡或通过动力换挡来执行换挡。在动力切断换挡期间，在脱离当前的第一挡位之前，由内燃机(发动机)传递到驱动轮的扭矩被移除。这通过使当前的第一挡位的离合器脱离来完成。这导致从发动机传递到车辆驱动轮的扭矩暂时中断，这对驾驶员来说是明显的。随后，通过接合第二挡位的离合器来接合新的第二挡位。再次，当随后施加扭矩时，驾驶员会注意到这一点。在动力换挡期间，在基本没有扭矩中断的情况下执行从当前的第一挡位到所述第二挡位的转换。这通过如下方式实现：即，第一挡位的离合器逐渐滑出，同时，第二挡位的离合器逐渐滑入，使得这些离合器在一段重叠的时间内传递扭矩。因此，从驾驶员舒适性的角度来看，基本没有扭矩中断的动力换挡是优选的，但缺点是，动力换挡可能导致离合器的更大磨损。而且，为了能够通过动力换挡进行换挡，必须由发动机供应一定的最小瞬时扭矩。

可以基于多个车辆变量(例如，燃料效率、车辆重量、驾驶员的要求、道路倾斜度和离合器磨损)确定是通过动力切断换挡还是通过动力换挡来执行多离合变速器的即将进行的换挡。当发动机传递的扭矩恒定时，例如在高速公路上以恒定速度行驶期间(其中，扭矩中断对驾驶员来说是不明显的)，动力切断换挡通常是有利的。对于在不希望扭矩中断时执行的换挡，例如当上坡行驶时，有利地通过动力换挡来执行换挡。即将进行的换挡是通过动力换挡还是通过动力切断换挡来执行也取决于要在哪些挡位之间执行即将进行的换挡。动力换挡只能以顺序换挡进行，而在动力切断换挡期间，中间挡可以被跳过。因此，从燃料消耗的角度来看有利的跳跃式换挡(skipping gears)只有在应用动力切断换挡时才是可能的。

由于动力切断换挡包含扭矩传递的中断而动力换挡不包含，所以，驾驶员对这两种不同的换挡方法的体验不同。因此，从驾驶员舒适性的角度来看，动力换挡顺序和动力切断换挡顺序之间的频繁变化是不希望的。

US 2013/0172147公开了一种用于操作双离合变速器的方法和装置，其提供了包括用于双离合变速器的至少一个模拟换挡顺序的预测模型。所述方法包括通过使用该预测模型来预测用于双离合变速器的第一动力升挡/降挡和第二动力升挡/降挡之间的时间。如果所预测的第一动力升挡/降挡与第二动力升挡/降挡之间的时间比预定的时间短，则修改用于操作变速器的至少一个参数。

US 2013/0172147中公开的该方法提高了驾驶性能和驾驶员的舒适性，但仍需要进一步的改进。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种用于控制车辆的多离合变速器的方法，该方法提高了驾驶员的舒适性。该目的通过根据本发明的方法来实现。本发明的其他目的在于提供一种计算机程序代码组件、携载有这种计算机程序代码组件的计算机可读介质、以及包括用于运行这种计算机程序代码组件的控制单元的变速器控制系统。

先前已知的换挡策略使用多个预定的车辆变量来预测和确定是以动力换挡还是以动力切断换挡来执行即将进行的换挡。所述车辆变量可以是与车辆直接相关的变量(即，车辆特定变量)、与车辆的驾驶相关的变量(即，驾驶特定变量)、或者涉及环境状况的变量(即，环境变量)。车辆特定变量的示例例如是车辆载荷和发动机摩擦力。驾驶特定变量的示例例如是驾驶员要求的车辆速度和车辆加速度。环境变量的示例例如是道路倾斜度和路面状况。这些预定的车辆变量用于确定当前的和/或预期的车辆行为，并基于当前和/或预测的车辆行为确定应该以动力换挡还是以动力切断换挡来执行即将进行的换挡。如果应用动力换挡，则可以在换挡顺序期间在所传递的扭矩基本没有中断的情况下执行一步升挡或一步降挡。如果应用动力切断换挡，则在换挡顺序期间将存在所传递的扭矩的暂时中断，但升挡或降挡不一定是到下一个顺序的更高或更低挡位。因此，当应用动力切断换挡时，可以跳跃换挡。

从驾驶员舒适性的角度来看，希望避免过于频繁的换挡，并且例如可以基于在执行下一个即将进行的换挡之前的预测时间来确定换挡类型。通过应用动力切断换挡，可以跳过某些挡位，从而可以延长在相应挡位上驱动的时间，而如果应用动力换挡，则不能跳过任何挡位。因此，如果在即将进行的换挡之前的预测时间过短，则优选使用动力切断换挡且跳过至少一个挡位。

然而，该换挡策略可能具有这样的影响：用于连续换挡的换挡类型频繁地变化，这可能使驾驶者感到厌烦。本方法通过以下方式解决了这个问题：即，检测在低速挡中升挡期间是否执行动力换挡，如果是这样，则否决先前设定的用于即将进行的换挡的换挡策略，并且仅通过动力换挡继续换挡。

还希望车辆以一致的方式运行，这意味着换挡顺序每次或多或少是相同的，例如攀爬同样的上坡。如果每次行驶一定的道路距离，执行换挡的方式不同，这也将使驾驶员感到厌烦。通过应用本发明的方法，也缓和了这种行为。

如前所述，已知的用于车辆的多离合变速器适于通过动力换挡或通过动力切断换挡来换挡。执行哪种类型的换挡由换挡策略控制，其中，通过该换挡策略选择的换挡类型取决于预定的车辆变量。这种换挡策略包括以下方法步骤：

·基于瞬时车辆变量根据该车辆的预测的行为将即将进行的换挡确定为动力换挡或动力切断换挡。

本发明的方法的特征在于它还包括以下的方法步骤：

·检测在低速挡范围内到较高挡位的动力换挡，

其中，如果已检测到在低速挡范围内到较高挡位的动力换挡，则该方法还包括以下步骤：

·否决上文所述的先前设定的换挡策略；

·控制所述多离合变速器，使得即将进行的换挡被以动力换挡来执行。

上述检测操作包括：记录所述控制单元确定即将进行的换挡操作要以动力换挡被执行的时间，以及，当要执行随后的换挡时，向所述控制单元警报前一换挡是以动力换挡执行的。

因此，所应用的已知的换挡策略基于瞬时车辆变量确定即将进行的换挡应以动力切断换挡还是以动力换挡来执行。所述瞬时车辆变量用于确定车辆的瞬时和/或预测的行为，所述瞬时车辆变量例如可以是道路倾斜度、车辆载荷和车辆加速度。

通过应用本发明的方法，一旦检测到在低速挡中从较低挡位到较高挡位的动力换挡，则否决先前应用的换挡策略，并且以动力换挡执行即将进行的换挡，而与先前应用的换挡策略所确定的无关。这将减少动力换挡和动力切断换挡之间的变化次数，这将提高驾驶员的舒适性。

当在陡峭的向上斜坡上向上行驶，或者特别是如果在向上斜坡上起动车辆时，换挡策略将会相当确定地确定起步换挡应以动力换挡来执行。通过应用本发明的方法，这意味着：当在向上斜坡上向上行驶时，所有即将进行的换挡也将以动力换挡来执行。因此，通过应用本发明的方法，每次在陡峭的向上斜坡上行驶时，车辆行为也将是一致的。这对驾驶员的舒适度而言也是很重要的。

上述方法(包括所有方法步骤在内)由车辆的控制单元运行并且由该控制单元的软件控制。该控制单元例如可以是电子控制单元或变速器控制单元。当提及由控制单元执行该方法时，这不限于该方法由单一控制单元执行。该方法可以由包括车辆的多个交互控制单元和本地控制器的分布式控制单元执行。这也被称为车辆的计算机。根据定义，计算机是可以检索、存储、处理和重新分发信息的可编程电子设备，因此提供了与作为单个部件或交互部件的网络的控制单元相同的操作以用于执行。

上述方法的进一步的方面包括以下的方法步骤：

·针对扭矩阈值估算瞬时发动机扭矩，

其中，如果瞬时发动机扭矩被估算为低于扭矩阈值，则上述方法的该方面还包括以下步骤：

·否决任何先前设定的换挡策略；

·控制所述多离合变速器，使得即将进行的换挡被以动力切断换挡来执行。

如前文所公开的，为了能够应用动力换挡，必须由发动机提供一定的最小发动机扭矩。必须传递的该最小扭矩被设定为扭矩阈值。该最小发动机扭矩阈值不取决于任何车辆变量，而是仅取决于由发动机向多离合变速器传递的扭矩足以执行动力换挡。根据上述方法的该方面，如果瞬时发动机扭矩低于扭矩阈值，那么，即将进行的换挡操作将始终被以动力切断换挡来执行，而与任何先前应用的换挡策略所确定的无关。因此，先前设定的换挡策略被该方法的这个方面否决。通过应用本发明的此方面，可以确保：如果允许通过动力换挡来换挡，则由发动机供应的扭矩也足够执行动力换挡。

本发明还涉及一种计算机程序代码组件，其用于当计算机程序在计算机上运行时执行本发明的本文公开的各个方面中的任一个或其组合的步骤。此外，本发明涉及一种计算机可读介质，该计算机可读介质携载有包括如上所述的程序代码组件的计算机程序。本发明另外涉及一种变速器控制系统，该变速器控制系统包括被布置成用于控制多离合变速器的任何形式的控制单元，其中，该控制单元被编程为执行本发明的本文公开的各个方面中的任一个或组合的步骤。

在下面的描述中公开了本发明的其它优点和有利特征。

附图说明

参考附图，下面是本发明的实施例的更详细描述。

图1示出了重型车辆的示意图，

图2a示出了为解释本发明的方法而提供的示意性地形图，

图2b示出了为进一步解释本发明的方法的各个方面而提供的时间-扭矩图，

图3a示出了本发明的第一实施例的示意性框图，并且

图3b示出了本发明的第二实施例的示意性框图。

具体实施方式

图1示出了包括驱动传动系DT的重型车辆V的示意图。该驱动传动系DT包括内燃机ICE、多离合变速器MCT和控制单元CU。该内燃机ICE连接到多离合变速器MCT，使得该内燃机ICE提供的用于推进车辆V的扭矩可由多离合变速器MCT控制。该内燃机ICE和多离合变速器MCT连接到控制单元CU并由控制单元CU控制。

多离合变速器MCT适于被控制成以动力换挡或动力切断换挡来执行换挡。所选择的换挡类型取决于预定的车辆变量。通常，例如，如果当前的行驶是静态的(例如当在高速公路上以恒定速度行驶时)，或者当跳过挡位时，使用动力切断换挡，而如果行驶是动态的(例如当重载车辆在陡峭斜坡上向上行驶时)，则优选使用动力换挡。驾驶员一般会感受到动力切断换挡，其中暂时扭矩中断比动力换挡更为明显。

图2a示出了为解释本发明的方法而提供的示意性的地形图，其中，在y轴上示出了未规定单位的高度h，并在该图的x轴上示出了未规定单位的距离d。图2a还公开了处于三个不同区段中的三个不同位置(被指示为区段/位置A、B和C)上的示意性车辆V，因此，车辆V的车辆变量VvarA、VvarB和VvarC取决于车辆V的位置A、B、C。

车辆变量VvarA、VvarB、VvarC例如可以取决于与车辆V相关的变量，即，车辆特定变量(例如车辆载荷)和车辆特定属性(例如发动机摩擦力)，可以取决于与驾驶行为有关的变量，即驾驶特定变量(例如驾驶员要求的车辆速度和驾驶员要求的车辆加速度)，并且可以取决于与环境状况相关的变量，即环境变量(例如道路倾斜度和路面状况)。道路倾斜度和车辆载荷是其中两个最重要的车辆参数，这意味着它们是例如确定换挡策略时两个最有影响的参数。

根据先前已知的换挡策略，使用瞬时车辆变量来预测和确定哪种类型的即将进行的换挡是适当的。如前所述，适当类型的换挡例如取决于需要后续换挡之前的预测时间。

看一个应用已知的换挡策略的例子：

当在区段A中行驶时，道路倾斜度相当大，即将进行的换挡将必定被控制为通过动力换挡来执行，这是因为要换挡到的后续挡位将被使用的预测时间将足够长。该后续挡位被使用的预测时间由当前和/或预测的驾驶行为确定，而驾驶行为又通过估算瞬时车辆变量VvarA来确定。一般来说，陡峭的斜坡意味着开始更少且更不频繁的换挡，特别是当重载车辆以低速行驶时。当进入区段B时，应用瞬时车辆变量 VvarB并且道路倾斜度不太大，即将进行的换挡将必定被确定为执行动力切断换挡，这是因为：为了不过于频繁的换挡，需要跳过至少一个挡位。当随后进入区段C时，具有车辆变量VvarC，道路倾斜度再次变大，并且，即将进行的换挡将必定被确定为通过动力换挡来执行。从区段A中的动力换挡到区段B中的动力切断换挡且最后回到区段C 中的动力换挡的变化可能使驾驶员感到厌烦。

根据本发明方法的一个方面，其中，检测到在低速挡范围内通过动力换挡的升挡可以否决任何先前设定的换挡策略，因为通过动力换挡执行了第一换挡，所以区段B的即将进行的换挡也将被控制为通过动力换挡来执行，即使在区段B的主要车辆变量的情况下先前设定的换挡策略通常不允许该过程。而且，在区段C中的即将进行的换挡也将以动力换挡来执行。应用本发明的方法并否决先前设定的换挡策略将提高驾驶员的舒适性，因为当以包括区段A至C的示例性行驶序列行驶时，驾驶员将经历一致的车辆行为。

图2b示出了为解释本发明方法的其它方面而提供的时间t-扭矩T 图。在图2b中，水平线Tt表示扭矩阈值。扭矩阈值Tt表示可以实现多离合变速器的动力换挡的最小发动机扭矩。Tmom表示车辆随时间的瞬时发动机扭矩。如前所述，根据已知的换挡策略和本方法的所公开的方面，即将进行的换挡类型取决于瞬时车辆变量以及先前的换挡是否是动力换挡。图2b中是所公开的本发明的又一个方面。

在图2b中，t1，t2和t3表示在时间区间tx至ty内的三个时间点。在t1时刻，瞬时发动机扭矩Tmom高于扭矩阈值Tt，因此，由于所应用的发动机扭矩太低，换挡策略在换挡类型方面没有受到限制。而且，在t2时刻，瞬时发动机扭矩Tmom高于扭矩阈值Tt，由于所应用的发动机扭矩太低，对换挡类型没有限制。t1和t2时的驾驶情形例如可以是当驾驶重载车辆上坡时。

在t3时刻，瞬时发动机扭矩Tmom低于扭矩阈值Tt。这例如可以发生在例如以空转速度在向下斜坡上向下滚动时。根据图2b所公开的本发明的方面，当瞬时发动机扭矩Tmom低于扭矩阈值Tt时，任何先前设定的换挡策略被否决，且总是通过动力切断换挡进行换挡。

图3a示出了执行本方法的实施例的示意性框图。该方法开始于应用已知的换挡策略，用于确定10即将进行的换挡应以动力换挡还是以动力切断换挡来执行。确定要执行哪种类型的换挡是基于用于确定当前和/或预测的驾驶行为的多个预定的车辆变量Vvar。根据该方法，随后执行检测操作100，其中，检测：最近执行的换挡是什么类型的换挡 PS/PC；最近的换挡是从低挡到高挡还是从高挡到低挡，因此换挡是升挡还是降挡UP/DOWN；以及，最近的换挡是在低挡范围还是高挡范围 LRg/HRg内执行的。如果检测到最近的换挡是在低挡范围内从低挡到高挡的动力换挡PS+UP+LRg，则否决先前设定的换挡策略，并且执行以下的方法步骤：控制151多离合变速器，使得即将进行的换挡以动力换挡来执行。如果不是，则根据先前设定的换挡策略进行换挡控制150。

图3b示出了本方法的另一实施例的示意性框图。图3b中公开的方法的实施例包括先前关于图3a描述的方法步骤，此外，图3b的实施例包括以下的方法步骤：估算120瞬时发动机扭矩是否低于扭矩阈值 Tmom<Tt。如果瞬时发动机扭矩Tmom低于扭矩阈值Tt，则任何换挡策略均被否决，并且应用以下的方法步骤：控制152所述多离合变速器，使得即将进行的换挡以动力切断换挡来执行。

关于图3b描述的方法不限于在低挡范围内的一挡升挡，而是可以在每次要以动力换挡执行换挡时应用。

应当理解，本发明不限于上文所述并在附图中示出的实施例；而是，本领域技术人员将认识到，可以在所附权利要求书的范围内进行许多修改和变型。

还应当理解，上述方法步骤不必按顺序执行，而是可以基本上同时执行。

Claims (3)

1.一种用于控制车辆(V)的多离合变速器(MCT)的方法，其中，所述多离合变速器(MCT)适于根据预定的车辆变量以动力换挡(PS)或动力切断换挡(PC)进行换挡，其中，所述方法确定并执行换挡策略，所述换挡策略包括：

·基于瞬时车辆变量根据所述车辆(V)的预测的行为将即将进行的换挡确定为动力换挡(PS)或动力切断换挡(PC)，其中

所述方法的特征在于它还包括以下步骤：

·检测在低挡范围(LRg)内到较高挡位的动力换挡(PS)，

其中，如果已检测到在低挡范围(LRg)内到较高挡位的动力换挡(PS)，则所述方法包括以下步骤：

·否决先前设定的换挡策略；并且

·控制所述多离合变速器(MCT)，使得即将进行的换挡被以动力换挡(PS)来执行，

·针对扭矩阈值(Tt)估算瞬时发动机扭矩(Tmom)，

其中，如果所述瞬时发动机扭矩(Tmom)被估算为低于所述扭矩阈值(Tt)，则：

·否决任何先前设定的换挡策略；并且

·控制所述多离合变速器(MCT)，使得即将进行的换挡被以动力切断换挡(PC)来执行。

2.一种计算机可读介质，所述计算机可读介质携载有包括程序代码组件的计算机程序，当所述计算机程序在计算机上运行时，所述程序代码组件执行权利要求1所述的方法的步骤。

3.一种变速器控制系统，所述变速器控制系统包括控制单元(CU)，所述控制单元(CU)被布置成用于控制多离合变速器(MCT)，其中，所述控制单元被编程为执行权利要求1所述的方法的步骤。

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