CN86101360B - 改进的自动机械变速控制 - Google Patents

Abstract

一种油门控制发动机驱动的自动变速装置的改进控制系统，包括一处理单元，其接收并根据程序处理的输入至少表明油门位置，发动机和车辆速度，以确定齿轮比并向换档机构发指令。处理单元的程序具有第一和第二运行方式，并在一次换档后到第一方式复原时对第二方式的运行起作用，第二方式中命令挂高档或挂低档时发动机速度是根据前次换档的方向修正第一方式中的正常速度，改进包括对前次换档时计算的发动机期望速度和其后车辆性能进行响应的装置，以便换档后将程序复原为第一方式。

Description

改进的自动机械变速控制

本发明涉及提供多个齿轮减速比的自动动力传动装置，例如自动机械变速装置，并涉及用于该装置的控制系统。具体地说，本发明涉及用于车辆的控制系统，该车辆具有油门控制的发动机和自动变速装置，在变速装置中是根据测量的和/或计算出的参数作出并执行齿轮选择和换档决定，这些参数有输出轴或车辆速度，输入轴或发动机速度，油门位置，由一个可能的啮合比计算出的发动机速度，以及类似参数。更具体地说，本发明涉及上述类型的自动变速控制系统，该系统具有根据前一次换档的方向调整换档点曲线的装置，以及在某一更加先决的事件发生时将曲线复原到它的正常位置的装置，这些事件包括发动机速度大于最大的复原值和/或小于最小的复原位，经过了预定的一段时间，等等。其中发动机速度复原值是测量的和/或计算出的参数的函数，该装置提供了在前一次换档之时和在其之后对实际情况更易于响应的一个控制逻辑。

利用刚性离合器的自动机械式和利用摩擦离合器的行星齿轮式自动变速装置的应用以及用于这种装置的控制系统在先有技术中都是人所共知的。用于自动变速装置的电子控制系统在先有技术中是已知的，其中齿轮选择和换档决定是根据特定的测量和/或计算的参数而作出，这些参数有车辆速度，发动机速度，车辆速度的变化率，发动机速度的变化率，油门位置，油门位置的变化率，油门位置全部压下，（即，换低档），制动系统的启用，现时啮合的齿轮比，前一次换档的方向，以及类似的参数。这种用于车辆的自动变速控制系统的例子可参见美国专利№s，4，361，060;4，073，203;4，253，348;4，038，889;4，226，295;3，776，048;4，208，929;4，039，061;3，974，720和3，942，393，其中公开的内容结合在此作为参考。

在题为“机械变速的自动化”（The Automation of Mechanical Transmissions）的一篇技术论文中讨论了电子变速控制，该文作者为Holmes，Smyth和Speranza，发表在IEEE/SAE联合发表的论文集“运输电子学国际会议”（International congress on Transportation Electronics）的第IX部分11-23页上，IEEE书目№，84CH1988-5，其内容结合在此作为参考。

参见上述美国专利№，4，361，060可知，为了避免在一次挂高档之后所不希望的立刻挂低档，或者一次挂低档之后所不希望的立刻挂高档，（即，“摆动”），人们知道在一次挂低档之后通过提高挂高档的发动机速度和/或在一次挂高档之后通过降低挂低档的发动机速度，这样换档后可调整或改变换档点或换档曲线。人们还知道，在摆动的可能性减为最小之后应将换档点或曲线恢复到它们的正常位置，以便尽快地获得所希望的车辆运行。在美国专利№。4，361，060中，换档曲线以两个增量复原，一个与经过的时间有关而另一个与发动机速度“越过”复原的发动机速度有关，（即，从大于复原的发动机速度变为小于该速度，或从小于变为大于该速度）。无论前一次换档时的啮合齿轮比或车辆（或发动机）的速度如何，复原的发动机速度（见美国专利№.4，361，060的图10中的线RR）是相同的。

尽管美国专利№，4，361，060中所定义的，以上参考的自动变速控制系统通过选择希望的齿轮比易于使燃料节省和/或车辆性能从检测参数的角度来看达到最佳，然后命令换档以进入选定的齿轮比，但这种控制系统并非完全令人满意。特别是，由于换档曲线从与发动机速度有关的前次换档补偿的方向到其正常位置的复原部分对前一个齿轮啮合比、直接在前一次换档之前和之后的情况以及在前一次换档之后车辆的性能不是非常易于响应，因而这种控制系统并非完全令人满意。

根据本发明，通过提供一个用于自动变速装置（如自动机械变速装置）的控制系统，最好是一个电子控制系统，即克服了先有技术的缺点。其中，齿轮选择和换档决定是根据测量的和/或计算出的参数而作出并执行，这些参数包括现时输入轴或发动机速度，油门位置和/或输出轴或车辆速度，并且，其中产生换档命令的预定程序将根据前一次换档的方向修改换档曲线，并且，将根据车辆在前一次换档的运行状况以及在前一次换档之后车辆的性能，至少部分地将换档曲线复原到其正常的位置上。

以上内容是通过提供一个变速控制系统来实现的，该系统包括一个根据检测的或计算出的发动机速度和油门位置而产生换档模式的中央处理单元，其中在该模式上命令挂高档的换档模式是通过以下方式进行修正，即响应于处理单元启动的挂低档而提高命令挂高档时发动机速度，并响应于处理单元启动的挂高档而降低命令挂低档时的发动机速度。当发动机速度与复原的发动机速度的一个值或几个值达到一个预定的关系时，换档模式至少部分地复原到其正常的位置，这些值是在前一次换档时计算出，并且是前一次换档时发动机的速度以及前一个啮合的齿轮比的数字比值的函数。最好计算出一个非复原带或范围，它由最小的发动机复原速度和最大的发动机复原速度所限定。当检测的或计算出的现时发动机速度超过了最大的复原值（表明车辆已经加速）或小于最小的复原值时（表明车辆已经减速）该换档模式将至少部分地复原。当检测到车辆已经从上一次换档加速或减速了一个给定量时，该换档模式可复原到其正常的位置（以增加燃料效率和/或运行性能）同时使不希望的摆动的可能性为最小。

因此，本发明的一个目的是提供一个新颖的和改进了的用于自动变速装置的控制系统，该系统具有根据前一次换档的方向修正换档模式的装置，以及根据前一次换档时检测的或计算出的车辆运行状况和在前一次换档之后车辆的性能而将换档曲线复原到其正常位置的改进了的装置。

本发明的这一目的以及其它的目的和优点将在结合附图阅读较佳实施方案的描述时体现出来。

图1示意性地示出本发明的自动机械变速控制系统的部件和相互间的连接。

图2和图3是发动速度与油门位置的关系曲线，示出了换档模式，或叫换档点曲线，以及由本发明的控制系统产生的复原值。

图4是本发明的一个流程图形式的象征性示意图。

图1示意性地示出由一台油门控制的发动机12（例如一台人所共知的柴油发动机）通过一个摩擦主离合器14驱动的一个自动多速变换的齿轮变速装置10。该自动变速装置10的输出是输出轴16，该输出轴被用于同在先有技术中人所共知的一个适当的车辆部件进行驱动连接，如一个驱动轴的差速器，一个分动箱，或类似部件。上述动力系部件受到几个器件的作用和监测，每一器件将给予详细的讨论，这些器件中包括一个油门位置或叫油门开启监视器/启动器组件18，该组件检测控制器控制的车辆油门或其它燃料调节装置的位置;一个发动机速度传感器20，该传感器检测发动机的旋转速度;一个离合器控制器22，它使离合器14接合并脱离;一个变速装置输入轴速度传感器24;一个变速装置控制器26，它能使变速装置10改变到一个选定的齿轮比;以及一个变速装置输出轴速度传感器28。

上述器件向一个中央处理单元30提供信息和/或从该单元接受命令。该中央处理单元30可包括模拟和/或数字的电子计算和逻辑电路，其特定的构形和结构并不构成本发明的一部分。中央处理单元还从一个换档控制组件32接收信息，通过该组件操作人可选择车辆运行的一个倒档（R），空档（N）或几个正向的驱动（D，DI，DL）方式。一个电源（未示出）和/或一个液压源（未示出）为不同的检测，操作和/或处理单元提供电的和/或流体的动力。上述类型的驱动系部件及其控制器是先有技术中已知的，并可通过参考以上所述的美国专利№s，4，361，060;3，776，048;4，038，889;4，226，295得到详细的理解。

已知，中央处理单元30接收来自传感器18表明现时油门位置，来自传感器20表明现时发动机速度，来自传感器24表明现时变速装置输入轴速度，来自传感器28表明现时变速装置输出轴速度，来自传感器29表明车辆是否施加了制动，以及来自传感器32表明由车辆操作者或司机所选择运行方式的直接输入。除了这些直接输入，中央处理单元30可配有以下装置：电路和/或逻辑程序，用于将来自传感器20和/或28的输入信号求微分以提供表明发动机和/或车辆的加速度的计算信号;将来自传感器24和28的输入信号进行比较以计算出一个现时啮合的齿轮比的装置;将现时啮合的齿轮比与来自传感器28的信号相比较以提供一个计算出的发动机速度的装置;对全开的油门进行检测的装置;以及在一个给定的啮合比和一个给定的或检测出的输出轴速度时，计算一个期望的发动机速度的装置。

中央处理单元还包括一个存储装置，用于存储特定的输入和/或计算出的信息，以及在一个预定的事件发生时清理该存储器的装置。另外，中央处理单元可包括一个定时装置，例如一个电容器，该电容器以一个已知的速率衰减并可在一个预定的事件发生时被复原，以便测量一个预定的时间间隔，用于提供上述功能的特定电路的逻辑元件和/或可编程的微控制器在先有技术中是已知的，它的一个实例可参见以上所述美国专利№，4，361，060。

安装在中央处理单元30中的存储装置可存储的信息为：前一次换档的方向（即，挂高档或挂低档）;油门位置;油门位置的变化速率;车辆的速度;或类似的信息。存储装置可在一个特定事件发生时被复原，如发动机或车辆的速度小于和/或大于预定的界限，油门全部打开，操作者将油门置于超过一个预定的界限，发生换档，等等。

可以理解，在一个给定的驱动系中，输出轴速度与车辆速度是以已知的方式相联系的。同样，假定主离合器14完全啮合，输入轴速度与发动机速度相等，而表明输入轴/发动机速度，现时啮合的齿轮比以及输出轴/车辆速度三者当中的任何两个信号即足以限定所有三个参数。

传感器18，20，24，28和29可以是用于产生与由它们监测的参数成比例的模拟或数字信号的任何已知的类型或结构。同样，控制器22和26可以是能响应于来自处理单元30的指令信号而执行操作的任何已知的电的，流体的或电一流体的类型，传感器18还可以是一个控制器，以改变对发动机的燃料供应从而获得同步的换档条件。

离合器控制器22最好是由中央处理单元30来控制，并能够与主离合器14接合并脱离，如同在美国专利№.4，081，065中所述，该专利结合在此作为参考。变速装置10可包括同步装置，如一个加速器和/或一个制动机构，如同在美国专利№，3，478851中所述，该专利结合在此作为参考。变速装置10最好（但不是必须）是双并轴式（twin countershaft type），如同在美国专利№，3，105，395中所见，该专利结合在此作为参考。

自动化的机械变速控制系统一个主要的功能是对根据司机的要求和运行的状况应当选定并啮合的适当齿轮比作出决定。理想情况下，一个电子控制的变速装置能编成程序以提高特定的车辆特性（燃料节省或车辆性能）;然而，一个特性的提高（即，节省燃料）通常导致其它特性的降低（即，车辆性能）。此外，还有一些必须考虑的约束条件，这些条件限制了特定的特性可提高的程度，这种约束条件包括对车辆安全运行的保证以及使加重司机疲劳的烦人的换档减为最少。对于绝大多数的这种约束条件并不存在已知的绝对标准。

由司机在换档选择器32上选择D方式（在公路上驾驶）即向中央处理单元30表明并不要求最佳的性能，在该模式下，齿轮选择子系统根据被称作在公路上的换档曲线来命令换档（挂高档和挂低档），该曲线的目的在于提高燃料节省。

与此类似，由司机选择换档选择器的DI方式（驾驶1）或DL方式（低速驾驶）向中央处理单元30表明希望以最佳的性能运行而不顾节省燃料。在DI方式或DL方式时，换档（挂高档和挂低档）是根据被称为越野换档曲线的方式来选择，该曲线的目的在于加强车辆的性能，为了便于表示，仅考虑在D方式下的运行，当然可以理解，本发明也可适用于性能方式的运行。

倒档方式R最好是由司机通过换档选择器的直接选择来实现。在R与其它齿轮比之间的自动换档一般是不必要的并且也不执行。

中央处理单元的程序或逻辑规则的一个主要目的是产生换档模式，或叫换档点曲线，如同在图2和图3中所示，由中央处理单元产生的换档点曲线将决定变速装置是否应保持现时啮合的齿轮比，还是挂高档到再高一级的齿轮比，或挂低档到再低一级的齿轮比，在一定的情况下，可选择多级的挂高档或挂低档。换档点曲线是由作用在现时或存储信息上的一个预定的程序来决定，并且通常被选择为在以燃料效率最高的可能齿轮比运行和提供车辆最佳性能特性的齿轮比运行之间提供一个折衷。在D方式，该折衷侧重于燃料效率，而在DI或DL方式，该折衷侧重于性能。图2中示出的换档点曲线既是油门位置（表示为全开油门位置的百分比）的函数，也是发动机速度的函数。发动机的速度可以直接检测出，或者最好它是计算出的发动机速度，该速度在一次换档变换过程中不变化，如同在先有技术中已知的那样。

正常的挂高档曲线40和正常的挂低档曲线42（也被称为换档点曲线，换档模式，等等）都为将变速装置换档提供了依据，而该换档是作为由司机控制的油门位置所调节速度的一个函数来进行的。两组曲线，主要是从发动机的特性中寻出，这些特性包括了所有发动机驱动的附属设备的作用。为了本实例的目的，假定发动机的马力与油门位置基本上线性相关的，并且比例级别或间隔（即，齿轮比之比）基本上相等，以允许单独一组换档曲线被用于所有的啮合比。

在图2和图3中以转/分钟为单位表示的发动机速度信号是将变速装置输出轴信号乘以由电子控制装置选择的现时齿轮比的数字值而求出的。选择信息，即乘数，最好在每次选择时即立刻更新而不用参考实际的机械状态，这样在需要时，就可在响应于输出轴速度的连续变化的一次换档过程中，允许开始新的换档。油门位置被示为满油门（即“全部打开”）的百分比，从百分之零（0%）到百分之百（100%）。

可以理解，图2和图3所示的换档点曲线上的发动机速度可由其它检测的或计算出的监测速度来代替，如输入轴速度，输出轴速度，车辆速度或类似值。

参见图2和图3，换档点曲线包括一条在公路上挂高档线40和一条在公路上挂低档线42。换档曲线40和42是在不太可能发生摆动时被选为使车辆的性能/燃料效率为最佳的正常曲线或叫运行曲线，简单地说，对于由挂低档线42和挂高档线40所限定区间内的运行状况并不需要齿轮变换，而对于挂高档线40之上或其右侧的运行状况则要求挂高档为次一级最高齿轮比，对于挂低档线42之上或其左侧区域内的运行状况则要求挂低档为次一级最低齿轮比，当然可以理解，可将一条单独的换档点曲线用于一个变速装置的所有齿轮比，或者也可为每一现时啮合的齿轮比产生一个独立的换档曲线。一般情况下，在齿轮间的比值间隔的差值越大，就越希望对每一现时啮合的齿轮比有一独立的换档点曲线。

换档点曲线中还包括一个挂高档极限（UL）在该极限上变速装置必须挂高档;和一个挂低档允许极限（DE），超过该极限时变速装置不许挂低档以防止对发动机造成与速度有关的损害，挂高档极限（UL）和挂低档允许极限（DE）不是油门位置的函数。

如果运行点移到线40或UL线的右侧则发生挂高档，如果运行点移到DE线或线42的左侧则发生挂低档。所有这些在它们的正常位置上示出的曲线都响应于不同的检测和/或计算出的信号而进行移动。这些移动以及它们的原理将在以下给予描述。

正如人们所知，对于一个特定的内燃机，如一个用于重型卡车的涡轮增压柴油机，每一个油门位置都有一个发动机速度（通常表示为每分钟的转数或转/分钟），或者是一个发动机速度范围，在其中发动机是处于最高的燃料效率。这一最佳燃料效率的运行状况是由线44所代表。当离合器14啮合时，发动机的旋转速度可由车辆的速度和啮合的驱动系齿轮比来测定，在图1中示意性表示的驱动系上通常只有变速比是便于选择的固定增量形式的变量。因此，为了达到最大燃料效率，变速装置应当尽快并尽可能经常地换档以维持发动机尽可能靠近最大燃料效率线44。这一目标的实现可通过将挂高档线40和挂低档线42置于尽可能靠近最大燃料效率线44的位置，同时至少要维持一个最小的滞后以防止对于适当的齿轮比的与速度相关的摆动。

在产生换档点曲线时，选择所希望的齿轮比的另一个考虑是车辆性能，车辆性能可定义为至少在一个给定的速率上加速的能力和避免不适当地经常向上或向下换档（即，多余的换档）的能力。一般情况下，最佳车辆性能要求挂高档和挂低档线被置于距最佳燃料效率线44相对较远的位置。

可以理解，最佳燃料效率和最佳车辆性能经常是相抵触的。这样，在换档点曲线中挂高档曲线和挂低档曲线的定位就是试图在燃料效率和车辆性能之间获得一个最佳的折衷。当燃料效率和车辆性能的相对重要性在不同的运行情况下变化时，按照由中央处理单元30根据一个程序由现时和/或存储的信息所作出的决定，挂高档和挂低档线最好不是静态的而是动态的，动态换档线是已知的，并在美国专利№4，361，060中给予详细的讨论。一般，换档线的移动是响应于现时的和/或存储的信息，如前一次换档的方向，车辆和加速度，发动机的加速度，油门位置的变化速度，车辆制动的操作，或类似信息。

重要的是要理解换档点曲线既依赖于油门位置也依赖于发动机速度。除了通过操纵选择器32选择倒档，空档或向前的驱动方式外，操作者对自动变速系统的唯一输入是他对油门踏板的操纵，或根据具体情况的其它燃料控制方式的操纵。因此，通过设定换档曲线并部分地响应于油门位置而对其进行修正，在确定变速装置运行的最佳齿轮比时由中央处理单元将操作者的愿望也考虑在内。

在此使用的油门一词意味着车辆操作者用于表明他希望向发动机提供燃料量的装置或机构。通常，操作者可选择从最大燃料供应量的百分之零（油门关闭）到百分之百（油门全开）之间变化的任何燃料量。实际被控制的装置可以是一个汽化器，一个燃料喷嘴和燃料喷射架，或类似装置。

对于一个分级变化的变速装置，在任何两个齿轮之间的发动机速度之比是由比例级或间隔（齿轮比之比）所固定。对于按上述方式定位的曲线，每一次挂高档都将导致一个工作点，该工作点位于用于下一级高档的挂低档曲线之上或附近，反之也是一样。齿轮间的摆动将不可避免。挂高档和挂低档曲线之间的一些附加的间隔是需要的并可接受的。然而，消除摆动的足够间隔可导致所不希望的燃料效率的降低。为解决这一问题，控制机构将换档曲线作为一次换档的结果而移动。在一次挂高档之后，挂低档曲线被移向较低的发动机速度;在一次挂低档之后，挂高档曲线被移向较高的发动机速度，在摆动的倾向被减为最小之后，换档曲线应当尽快地恢复到进行节省燃料运行的正常位置上。

参见图2，在一次挂低档之后，挂高档曲线将被向右移到线46，然后经过一段预定的时间（通常是几分之一秒）后向左移到线48并在其上一直保持到发动机速度达到一个复原值而允许挂高档曲线被恢复到其正常位置40。与此类似，在一次挂高档之后，挂低档曲线将被向左移到线50，然后，在一段预定的时间之后，移到线52。当发动机速度与一个复原值或一组值达到一个预定的关系时，被调整的挂低档曲线将从线52恢复到其正常位置线42上。这种类型的响应于前一次换档方向的换档曲线修正被描述在上述美国专利№4，361，060中。

响应于前一次换档方向的换档曲线修正值可被认为每一修正值有一个与时间相关的分量，该分量由在一个给定的油门位置上线50和52之间，以及线46和48之间的差值所限定，还有一个与驱动系状况相关的分量，该分量由在一个给定的油门位置上线52和42之间，以及线48和40之间的差值所限定。本发明涉及到在响应于前一次换档方向的换档点曲线修正中取消与驱动系状况相关的分量，即，涉及到换档曲线从被调整曲线（分别为线48和52）与驱动系状况相关的分量恢复到其正常的位置。本发明不涉及换档曲线修正中与时间相关的分量，对于本发明的目的，该分量可被认为是随意的，或者它可由成为本发明的主题的复原程序来控制。

在本发明中，当发动机速度达到相对于一个或多个发动机复原速度参考值的一个或多个预定值时，换档曲线从被调整曲线（即，分别从线48和52）的与驱动系状况相关的分量恢复到其正常的位置（即，线40和42）。该发动机复原速度参考值是在前一次换档时计算出来的，以便反映出将未来的摆动式换档的可能性减为最小所要求的前一次啮合齿轮比，前一次换档时的发动机速度，以及在前一次换档之后的车辆性能。在较佳的实施方案中，建立起了一个发动机速度带或叫范围，该范围与造成恒定的车辆速度的前一次换档之后计算出的期望发动机速度相关，并且是由一个最小的复原值和一个最大的复原值所限定。在该范围内的运行将不使曲线复原到其正常位置。

通过举例的方式，假设CPU在80%的油门位置上启动了一次从比值为1.00∶1到比值为0.732∶1的挂高档。这将在大约1800转/分的发动机速度点A处发生。在新的比值下车辆速度恒定时所期望的发动机速度是1800转/分×（0.732/1.00）＝1314转/分。假定油门位置恒定，这将是几乎处于正常的挂低档曲线42之上的点B。另外，如果操作者增加了油门位置以维持换档后发动机的马力相同，增加的油门位置将在点B′处，该点是在正常挂低档曲线42的左侧。若不将挂低档曲线补偿或修正到线50，然后在数秒后再到线52，特别是如果车辆稍有减速，就会命令立即挂低档而引起齿轮摆动。

在启动比值为0.732∶1的挂高档时，CPU逻辑计算出在新比值下期望的发动机速度约为1317转/分，并根据这一期望的发动机速度，定义出发动机速度复原的下限值54和发动机速度复原的上限值56，该下限和上限复原值54和56定义出发动机速度复原值的一个带宽或范围58，最后一个与上驱动系状况相关的挂低档曲线52将保持有效，直至现时的发动机速度落到带宽或范围58之外。

如果在挂高档之后，发动机速度增加到点C，这将表明从挂高档时起车辆已经加速，并且运行点将进一步处于正常挂低档曲线42之右，这样将不大可能存在摆动。应注意在B′点的油门位置值上，上复原值56超过了线42的值。带58的宽度应足够大，以便在假定司机希望在更高值上维持与挂高档前相同的基本上恒定的车辆性能时，带宽能包围可能期望司机选择的油门定位值。最好带宽应比由发动机特性而确定的实际带宽更宽，以防止有可能发生的司机不能确定正确的油门调整的情况。

如果在挂高档之后，发动机速度降到点D，就会要求挂低档（根据油门位置）。由于挂低档将使发动机速度置于挂高档曲线的左侧，移动量由点B和D之间的差值所决定，摆动就不大可能发生。例如，在点D的一次挂低档（由将挂低档曲线从线52恢复到线42而引起）将引起一个发动机速度约为：

1230转/分×（1.00/0.732）＝1680转/分该速度比挂高档点A（1800转/分）低大约120转/分。

参见图3，对于在80%的油门处从比值0.732∶1到比值1.00∶1提供了挂低档的一个类似的例子。这将发生在1300转/分的E上。

在恒定的车辆速度下挂低档之后在新比值（1.00∶1）时发动机速度将为：

1300转/分×（1.00/0.732）＝1776转/分。假设油门位置不变，这将是几乎在正常的挂高档曲线40上的点F。为使发动机马力恒定重新调整油门之后，运行位置将移到点F′。

为了避免摆动，挂高档曲线被设在线46，然后，在一个预定的时间之后移到线48。

在启动挂低档时CPU30计算出在新的比值（1.00∶1）下所期望的每分钟转数，大约为1776转/分，并根据这一期望的发动机速度，定义一个发动机速度的下复原值60和一个发动机速度上复原值62，该发动机速度的上和下复原值60和62限定了发动机速度复原值的一个带宽或范围64。从前一个挂高档曲线46产生的与驱动系状况相关的补偿挂高档曲线48将保持有效，直至现时的发动机速度落到带宽64之外，即超过值62或小于值60。

如果在一次挂低档之后，发动机速度降低到点G，这就表明从挂低档起车辆速度已经降低，并且运行点进一步到正常挂高档曲线40的左方，而使摆动的可能性减小。如果在挂低档之后，发动机速度增加到点H，就会要求挂高档（根据油门的位置）。由于一次挂高档将会使发动机速度位于正常挂低档曲线右侧大约等于点F和H的差值的地方，因而不大可能摆动，例如，在点H由挂高档曲线复原到其正常位置40所引起的一次挂高档将在这次挂高档之后导致大约为

1876转/分×（0.732/1.00）＝1370转/分的发动机速度，它比点E大70转/分左右，并比线52上的挂低档点大170转/分左右，该挂低档点为静态的最后一次上补偿挂低档曲线在80%的油门位置处的点。

与以上讨论的挂高档相同，带宽64应容纳可能由司机改变的油门位置以维持恒定的车辆性能。

参见图4，可见到一个流程图形式的本发明的示意性说明。由点X开始，换档逻辑102根据检测的，计算出的和/或存储的输入确定是否要求一次换档，如果要求的话，即发出输出指令以执行该要求。在框104，判定是否刚执行了一次变速换档。如果不是刚执行了换档，在框106判定由换档逻辑现时利用的换档曲线是否被修正（即，是否在利用换档曲线48或52）。如果未利用修正的曲线，逻辑程序返回到起始点X。如果换档曲线被修正，逻辑程序进入将在以下讨论的点Y。

如果逻辑102刚命令了一次变速换档，如框104所作判定，将在框108判定前一次换档是一次挂高档或是一次挂低档（即，不是挂高档）。

如果前一次换档是挂高档，在框110将修正换档逻辑而降低命令挂低档的速度（将利用曲线52而不利用正常曲线42）。然后，在框112，该逻辑将计算出一个发动机速度的非复原带宽（58）。

如果前一次换档是挂低档，在框114将修正换档逻辑而升高命令挂高档的速度（将利用曲线48而不利用正常曲线40）。然后，在框116，该逻辑将计算出一个发动机速度的非复原带宽（64）。

在框118，如果已经命令换档，或者如果作为前一次换档的结果按照框106所做的判定修正了换档曲线，则计算或检测出现时发动机速度20。在框120，将现时发动机速度与发动机速度不复原的带宽58或64相比较，以判定现时发动机速度是否在该带宽之外，如果现时发动机速度不在该带宽之外，逻辑程序返回到起始点X并且换档曲线保持修正的状态。如果现时发动机速度是在不复原带宽之外，在框122，被修正的换档曲线48或52被分别复原到正常的未修正的位置40或42上，并且逻辑程序返回到起始点X。

设定复原范围58和64的目的是设定参数，所根据的是前一次啮合的齿轮比，司机对油门位置可能作的改变，前一次换档开始时的发动机速度以及换档后所要求的车辆性能，这些参数表明前一次换档的挂高档和挂低档的补偿曲线48和52返回到正常的挂高档和挂低档曲线40和42将不会引起齿轮摆动。通过返回到正常换档曲线40和42，车辆再次根据正常的或最佳的CPU逻辑来运行，而不是通过换档曲线补偿来避免倾向于降低燃料效率的齿轮摆动。通过利用对前一次换档时的实际状况计算出的并为足以使摆动的可能性为最小所要求的随后的性能而设定的复原值，本发明所改进的控制比先有技术的自动变速控制系统更易于对实际状况进行响应。

虽然本发明是以一定程度的特定性而提出的，应当理解，无须背离以下要求的本发明的实质和范围即可对其进行不同的修改。

Claims (20)

1、一种用于车辆的改进了的自动变速系统具有：一个油门控制的发动机（12），一个操作者启动的油门控制装置（18）。和一个变速装置（10），该变速装置具有多个可在一个变速装置输入轴和一个变速装置输出轴（16）之间选择性啮合的齿轮比组合，上述变速装置输入轴被有效地连接到上述发动机上，上述变速系统包括一个信息处理单元（30），该单元具有用于接收多种输入信号的装置，这些信号包括：（1）一个表明上述油门控制装置的位置的输入信号，（2）一个表明上述发动机旋转速度（20）的输入信号，（3）一个表明上述车辆的速度（28）的输入信号，和（4）一个表明前一次换档的方向的输入信号，上述处理单元包括根据一个程序处理上述输入信号以便为输入信号的一个给定的组合选择一个希望的齿轮比，并产生输出信号的装置，由此，上述变速系统即根据上述程序来工作，而与上述变速装置相联的装置（26）对启动该变速装置以响应于来自上述处理单元的上述输出信号而执行某一上述齿轮比组合的啮合是有效的，上述程序具有一个第一运行方式（40，42）和一个第二运行方式（46，50），至少a上述处理单元在一次挂低档后命令挂高档时在上述第二运行方式中的发动机速度大于在上述第一运行方式中的发动机速度，和b上述处理单元在一次挂高档后命令挂低档时在上述第二运行方式中的发动机速度小于在上述第一运行方式中的发动机速度，上述处理单元具有在一次换档后，响应于该次换档的方向设定上述程序为上述第二运行方式的装置，和将上述程序复原到上述第一运行方式的装置，该改进的特征为：

将上述程序复原到上述第一运行方式的装置中包括作为检测或计算出的第一次换档时车辆运行状况以及前一次换档参数后预定的车辆性能的函数而计算出一个发动机速度复原参考值的装置，该装置响应于发动机速度将上述程序复原到上述第一运行方式以达到相对于上述复原参考值的一个预定值。

2、根据权利要求1所述的改进了的系统，其特征在于所述复原值包括由一个最小的发动机速度复原值（54）和一个最大的发动机速度复原值（56）所限定的一个范围，在发动机速度超过上述最大复原值或发动机速度小于上述最小复原值时，所述复原装置工作以便将所述程序复原为所述第一方式。

3、根据权利要求2所述的改进了的系统，其特征在于所述处理单元包括用于处理所述输入信号的装置，以便提供一个计算出的发动机速度期望值，用于表明存在于前一次换档时的车辆速度下选择的齿轮比组合所期望的发动机旋转速度，所述最小发动机速度复原值小于上述期望的发动机速度值，而所述最大发动机速度复原值大于上述期望的发动机速度值。

4、一种用于车辆的改进了的自动变速系统具有：一个油门控制的发动机，一个操作者启动的油门控制装置，和一个变速装置，该变速装置具有多个可在一个变速装置输入轴和一个变速装置输出轴之间选择性啮合的齿轮比组合，上述变速装置输入轴被有效地连接到上述发动机上，上述变速系统包括一个信息处理单元，该单元具有用于接收多种输入信号的装置，这些信号包括：（1）一个表明上述油门控制装置的位置的输入信号，（2）一个表明上述发动机旋转速度的输入信号，（3）一个表明上述车辆速度的输入信号，和（4）一个表明前一次换档方向的输入信号，上述处理单元包括根据一个程序处理上述输入信号以便为输入信号的一个给定的组合选择一个希望的齿轮比产生输出信号的装置，由此，上述变速系统即根据上述程序来工作，而与上述变速装置相联的装置对启动该变速装置以响应于来自上述处理单元的上述输出信号而执行某一上述齿轮比组合的啮合是有效的，上述程序具有一个第一运行方式和一个第二运行方式，至少a）上述处理单元在一次挂低档后命令挂高档时，在上述第二运行方式中的发动机速度大于在上述第一运行方式中的发动机速度，和b）上述处理单元在一次挂高档后命令挂低档时在上述第二运行方式中的发动机速度小于在上述第一运行方式中的发动机速度，上述处理单元具有在一次换档后设定上述程序为上述第二运行方式的装置，和将上述程序复原到上述第一运行方式的装置，该改进的特征为：

将上述程序复原到上述第一运行方式的装置中包括作为在前一次啮合齿轮比啮合时所期望的发动机速度的一个函数计算出一个发动机速度的复原参考值的装置，和响应于相对上述复原参考值获得了一个预定关系的发动机速度将上述程序复原到上述第一方式的装置。

5、根据权利要求4所述的改进了的系统，其特征在于所述复原值包括由一个最小的发动机速度复原值和一个最大的发动机速度复原值所限定的一个范围，在发动机速度超过上述最大复原值或发动机速度小于上述最小复原值时，所述复原装置工作以便将所述程序复原为所述第一方式。

6、根据权利要求5所述的改进了的系统，其特征在于所述处理单元包括用于处理所述输入信号的装置，以便提供一个计算出的发动机速度期望值，用于表明存在于前一次换档时的车辆速度下选择的齿轮比组合所期望的发动机旋转速度，所述最小发动机速度复原值小于上述期望的发动机速度值，而所述最大发动机速度复原值大于上述期望的发动机速度值。

7、根据权利要求6所述的改进了的系统，其特征在于命令进行挂高档和挂低档时的发动机速度是油门位置的一个函数，而在所述第二方式中为维持发动机功率基本恒定而增加的油门位置上进行了一次挂高档后命令挂低档时的发动机速度小于期望的发动机速度值。

8、根据权利要求7所述的改进了的系统，其特征在于在所述第二方式中维持发动机功率基本恒定而增加的油门位置上进行了一次挂高档后命令挂低档时的发动机速度小于最小的复原值。

9、根据权利要求7所述的改进了的系统，其特征在于在所述第二方式中为维持发动机功率基本恒定而减小的油门位置上进行了一次挂低档后命令挂高档时的发动机速度大于期望的发动机速度值。

10、根据权利要求9所述的改进了的系统，其特征在于所述第二方式中为维持发动机功率基本恒定而减小的油门位置上进行了一次挂低档后命令挂高档时的发动机速度大于最大的复原值。

11、根据权利要求7所述的改进了的系统，其特征在于所述最大和最小复原值独立于油门位置。

12、根据权利要求8所述的改进了的系统，其特征在于所述最大和最小复原值独立于油门位置。

13、根据权利要求9所述的改进了的系统，其特征在于所述最大和最小复原值独立于油门位置。

14、根据权利要求10所述的改进了系统，其特征在于所述最大和最小复原值独立于油门位置。

15、根据权利要求4所述的改进了的系统，其特征在于所述复原装置既响应于表明车辆速度相对于前一次挂档时的车辆速度增加了一个第一预定值的发动机速度，也响应于增加了一个第二预定值的发动机速度。

16、根据权利要求4所述的改进了的系统，其特征在于所述最小和最大发动机速度复原值独立于油门位置。

17、根据权利要求15所述的改进了的系统，其特征在于所述最小和最大的发动机速度复原值独立于油门位置。

18、根据权利要求3所述的改进了的系统，其特征在于所述最小和最大的发动机速度复原值独立于油门的位置。

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