CN1170700C - 自动变速器的减速控制 - Google Patents

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Abstract

一种用于在装有人工控制发动机制动系统(46)和脚制动系统(44)的车辆自动机械变速系统(10)中控制减速的方法/系统。要挂低档点的发动机转速被调整为发动机制动(EB)和脚制动系统(FB)的被感应操作的函数。

Description

自动变速器的减速控制
与本申请有关且要求优先权的有申请号为9828452.4，申请日为12/24/98，和申请号为9900777.5，申请日为01/15/99的英国专利申请，该申请的代理人都已将其转让给伊顿公司。
                             技术领域
本发明涉及一种在半自动化的机械变速系统中控制减速的控制方法/系统。尤其是，本发明涉及在车辆自动机械变速系统中的减速控制，其特征在于系统感应发动机制动和车辆脚制动器的动作，以此为功能，调整挂低档点。
                             背景技术
车辆使用的全自动或半自动机械变速系统在现有技术中已公开，可以参见美国专利4,361,060；4,648,290；4,722,248；4,850,236；5,389,053；5,487,004；5,435,212和5,755,639。发动机制动器(也被称为压力制动，排气制动，杰克制动)的使用和变速器的利用同样在现有技术中已公开，可参见美国专利5,409,432和5,425,689。
                             发明内容
本发明的一个目的是提供一种车辆自动机械变速系统的控制，其能感应驾驶员对发动机制动和/或脚制动系统的手动操作，以此为功能调整变速换档点。尤其是，变速器减速换档点以如下方式被调整，该系统将他或她所感觉到的发动机制动和/或脚制动控制的操作要求以相应的发动机制动水平提供给驾驶员。
本发明的这个目的和其它目的及有利之处将从阅读如下实施例与附图相结合的描述中变得更清楚。
                             附图说明
图1是一以方块图的形式表示使用本发明控制系统的自动机械变速系统的示意图。
图2是一以曲线图形式，描述本发明图1所示变速系统换档点曲线的示意图。
图3A和3B是以流程图的形式表示的本发明的控制系统的示意图。
                           具体实施方式
图1示意描述了供车辆使用的至少半自动机械变速系统。自动变速系统10包括一喷油量控制发动机12(例如众所周知的柴油发动机或类似的发动机)，一多速齿轮换档变速器14和一非刚性连轴节16(例如一摩擦主离合器)，其可转动地插入发动机与变速箱的输入轴18之间。变速箱14可能是复合形，包括一主变速部分串连一小速比副变速器和/或串接型辅助部分。该型变速箱专用于重型车辆，一般有9，10，12，13，16或18等前进档。这种变速箱的例子可参见美国专利5,390,561和5,737,978，在其内被公开。
变速箱输出轴20从变速箱14向外延伸，通过汽车传动轴24与车辆驱动轴22转动连接。所描述的主摩擦离合器16包括一连接到发动机曲轴/飞轮上的驱动部分16A和一连接到变速箱输入轴18的从动部分16B，其适于摩擦啮合驱动部分16A。挂高档制动器26(也被称为输入轴制动或内部制动)正如众所周知的可被用于选择性降低输入轴18的转速以便于更快地挂高档。输入轴或挂高档制动器在现有技术中已公开，可参见美国专利5,655,407和5,713,445。
以微信息处理机为基础的电子控制元件(或ECU)28用于接收输入信号30和同样处理的根据预定的逻辑规则发出的输出信号命令32给不同的系统执行机构或类似的机构。这种以微信息处理机为基础的控制元件是公知的，其中的例子可参照美国专利4,595,986和4,648,290。
系统10包括一转速感应器34，感应发动机的转速并提供显示该点转速的输出信号(ES)，一转速感应器36，感应输入轴16的转速并提供显示该点转速的输出信号(IS)，和一转速感应器38，感应输出轴20的转速并提供显示该点转速的输出信号(OS)。感应器40用于感应油门踏板的移动并提供显示该点位置的输出信号(THL)。换档控制台42允许驾驶员选择一种变速系统操作模式并提供显示该点模式的输出信号(GRT)。
众所周知，如果离合器啮合，发动机的转速由输入轴的速度和/或输出轴的速度及相啮合的变速器的传动比所决定。
另一方面，系统至少有一部分换档被人工换档杆43所控制，装配的感应器可用于提供显示换档杆位置的输入信号(SL)。这种基本形式的感应器在美国专利5743143中可看到。
系统10还分别包括感应器44和46，感应车辆脚制动器和发动机制动器的操作，其分别提供显示该点操作的信号FB和EB。
主离合器16可被离合器踏板48或对ECU28的输出信号起感应的离合器执行元件50所控制。另一方面，有可能提供控制输出信号的敏感执行元件，它也可能被手控离合器踏板的操作所取代。车辆主离合器的的自动操作是已知的，可参考美国专利4,081,065和5,630,773。变速箱14包括变速执行元件52，其感应来自ECU28的输出信号并/或发出显示该元件位置的输入信号给ECU28。这种形式的换档机械常被叫作X-Y换档型式，已在现有技术中公开了，可参见美国专利5,305,240和5,219,391。执行元件52可以替换变速箱14的主要和/或辅助部分。
发动机的加油被一电子发动机控制器54所控制，该控制器接收来自于ECU28的处理信号和/或提供给ECU28输入信号。更可取的是发动机控制器54联接一工业标准数据传输器DL，其与众所周知的工业议定书诸如SAE J1922，SAE 1939和/或ISO 11898一致。ECU28被混在发动机控制器54里。
发动机或排气制动所提供的车辆制动效果大部分由发动机的转速与相啮合的变速器传动比所决定。简要地说，发动机较高转速的运转通常提高了车辆制动，而齿轮传动比的变化将再三导致机械变速箱中的扭转断裂，并大大地降低发动机制动器的制动效果。
参照图2可看到配有加强的车辆制动的本发明的减速控制，其随发动机制动和/或发动机与脚制动系统的感应活动而起反应。图2是代表各换档点的曲线分布图，利用它来确定换档命令被ECU28发给换档执行元件52的时间。实线60是缺省挂高档曲线，而实线62是缺省挂低档曲线。正如所知的，如果车辆正驾驶在挂高档曲线60的右方，变速箱14被命令挂高档，而如果车辆正驾驶在挂低档曲线62的左方，命令挂低档。如果车辆正驾驶在曲线60和62之间，变速箱没有换档要求。等于或低于某一发动机转速ESD/S时，命令挂低档。换档曲线能随某一被感应车辆的驾驶情况而被调整或改变以加强动力传动系统的效能，这些已在前述的美国专利4,361,060中被详细地讨论了。为了加强车辆制动，挂低档曲线(也即，发动机的速度ESD/L在该点时命令挂低档)被改变，这一点将在下面详细讨论。
因感应发动机制动器46的人工活动，系统通过向右移动挂低档曲线(即，提高命令挂低档点的发动机转速，从而提高挂低档完成时发动机的转速)，将对早些挂低档起反应。图2所述的例子中，如果发动机制动EB的操作被设定和/或发动机制动的操作和脚制动系统的操作被设定，挂低档曲线被向右移动，如换档曲线66所示。换档曲线66将导致更早换低档及在强迫换低档完成后相应提高发动机转速。通过例子，在更低的节气门位置值，如果缺省挂低档值大约是950RPM，曲线66的强迫挂低档值将大约是1300-1400RPM。
如果发动机制动而不是脚制动被设定，因强迫挂低档，控制将命令挂低档以使发动机的转速达到大约1400-1700RPM；如果发动机制动和脚制动被设定，控制将命令挂低档以使发动机转速大约在1700-2000RPM之间。以这种提高的发动机转速运转将增加发动机制动效果使车辆减速。
如果发动机制动而不是脚制动被设定且车速大约为一给定值(即大约30MPH)，强迫挂低档后(从曲线66挂低档)，挂低档曲线将恢复到缺省值62处。如果发动机制动而不是脚制动被设定且车速低于设定值(即OS＜REF)，那么挂低档曲线在缺省曲线62和强迫挂低档曲线66之间被曲线值64表现。通过例子，如果在低节气门位置时缺省曲线62的值大约是950RPM，强迫挂低档曲线66的值大约是1300-1400RPM，那么曲线64的值大约是1100RPM。
如果发动机制动和脚制动都被设定，强迫挂低档曲线66将仍然有效。如果发动机制动被启动，系统提高挂低档点的值至接近1300-1400RPM(该值是发动机转速从最大降低的两个系数)。挂低档使得在这些情况下，即使有，引起发动机转速在1400-1700RPM之间，允许发动机制动的中等水平。
如果发动机制动被按且脚制动被启动，或者如果这两个一起被启动，那么系统将提高挂低档点至接近1300-1400RPM。如果需要，系统将挂低档以使发动机转速在1700-2000RPM之间给发动机制动最大水平。因为车辆减速，当其达到提高的挂低档点(1300-1400RPM)时它将再次挂低档并跳过挂低档使得发动机转速升至接近2000RPM。
只要驾驶员保持脚位于发动机制动器上(如果愿意他可松开脚制动器)，系统将保持在这种状态。在这种模式下，如果驾驶员将脚从脚制动器上离开，系统将保持这种模式。当发动机制动维持在开启时如果驾驶员再次应用脚制动器，系统将挂低档(如果可能)以尽可能高地提高发动机转速。这在下坡时帮助发动机制动达到最大效能。
夏季，增加有两个制动状态，仅发动机制动和发动机制动加脚制动。仅发动机制动提供中等的发动机转速和中等的发动机制动水平(单换档，在低车速时跳过)。发动机制动加脚制动为达到发动机制动的最大水平(跳档，虽然第一档可能是单个的使其达到1700-2000RPM的范围，例如，1800-1900RPM)提供更高的发动机转速。驾驶员在这两种状态之间转换很容易，例如，当仅在发动机制动模式下踩脚制动器即转变为发动机制动加脚制动。如果驾驶员在发动机制动加脚制动模式下(脚离开脚制动器)暂时离开发动机制动器，他将转入仅发动机制动模式下。
本发明的控制以流程图的形式在图3A和3B中被显示。
相应地，能看出本发明提供了一种用于车辆的至少半自动的机械变速系统的改进的控制系统/方法，其含有手动控制的发动机制动和脚制动系统。系统调整命令换档点的发动机转速，响应脚制动系统和/或发动机制动系统的感应操作以加大车辆发动机制动系统的制动效果。
尽管本发明已在一定程度上被描述，但应理解具体实施例的描述仅通过例子，而形式和部件上的许多变化并没有脱离本发明后面权利要求的精神和范围。

Claims (3)

1.一种用于控制装有人工控制脚制动系统和人工控制发动机制动系统的车辆自动机械变速系统(10)中自动减速的方法，
该自动机械变速系统包括：
一喷油量控制发动机(12)，
一多速机械变速箱(14)，和
一控制元件(28)，其接收显示发动机转速(ES)、脚制动系统的操作(FB)和发动机制动系统的操作(EB)的一个或多个输入信号(30)，并根据逻辑规则处理输入信号，并发出输出信号(32)给含有一个变速执行元件(52)的变速系统执行件，从而有效地对变速箱变速，
该方法特征在于：
(i)确立一命令挂低档点的发动机转速的缺省值(62)；
(ii)感应该发动机制动系统(EB)的操作；
(iii)如果发动机制动系统的操作被感应，那么，提高命令挂低档点的发动机转速(ESD/S)值至比该指定值更大的第一个提高值(66)；
(iv)感应脚制动系统(FB)的操作；
(v)从该第一个提高值挂低档后，如果发动机制动系统和脚制动系统的操作都被感应，在该点挂低档所产生的发动机转速将被控制保持在第一提高值；
(vi)从该第一个提高值挂低档后，如果发动机制动系统而不是脚制动系统的操作被感应且车速小于一指定值(OS＜REF)，在该点挂低档所产生的发动机转速将被控制为低于第二提高值(64)，该第二提高值(64)大于缺省值而小于第一提高值(62＜64＜66)。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，(vii)从该第一个提高值挂低档
后，如果发动机制动系统而不是脚制动系统的操作被感应且车速大于一指定值(OS＞REF)，在该点挂低档所产生的发动机转速将被控制返回缺省值(62)。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，当感应到在步骤(ii)下的发动机制动系统的操作时，则从所述第一提高值挂低档至目标传动比(GRT)，该目标传动比(GRT)被选择来作为所需目标传动发动机速度(ESTG)；
如果感应到在步骤(iv)下的脚制动系统的操作，则所需目标传动发动机速度等于第一目标比发动机速度(ESTG1)；
如果没有感应到在步骤(iv)下的脚制动系统的操作，则所需目标传动发动机速度等于第二目标比发动机速度(ESTG2)；
其中，第一目标比发动机速度(ESTG1)大于第二目标比发动机速度(ESTG2)。
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