专利名称：利用变速器输入轴速度传感器的手动变速器与发动机速度匹配的制作方法
技术领域：
本发明涉及手动变速器系统和方法，并且更具体地涉及手动变速器系统和方法中的发动机速度匹配。
背景技术：
在这里提供的背景技术描述用于总体上介绍本发明的背景。当前所署名发明人的在本背景技术部分中所描述的程度上的工作，以及本描述中在申请时不构成现有技术的各方面，既非明示也非默示地被承认为与本发明相抵触的现有技术。在具有手动变速器的机动车中，驾驶员通常致动离合器踏板以使离合器脱离。在离合器脱离的情况下，驾驶员用档位拨叉选择期望的变速器档位。例如，驾驶员可选择较高的档位(即在调高速档期间)或较低的档位(即在调低速档期间)。当档位拨叉处于与期望的变速器档位对应的位置时，驾驶员释放离合器踏板，以重新接合离合器。通常，在调高速档和调低速档之前和/或期间的发动机速度不等于在期望的变速器档位被选择之后的变速器的输入轴速度。例如，在调低速档期间，选择较低的档位使输入轴的速度明显提高。与此相反，在离合器脱离的情况下，发动机速度明显降低。因此，当离合器重新接合时，输入轴的速度明显高于发动机速度。离合器由于吸收与发动机速度和输入轴速度之间的差相关联的负载而经受增大的应力，并且负面地影响驾驶感觉。类似地，在调高速档期间，发动机速度明显降低，并且重新接合离合器迫使离合器吸收与发动机速度和输入轴速度之间的差相关联的负载。有些驾驶员可进行脚跟-脚尖换档(heel-toe shifting),以减轻调高速档和调低速档的影响(即速度匹配)。例如，在离合器脱离的情况下迅速减速的同时，驾驶员在用脚的外侧跟部同时应用加速器的情况下可用相同的脚的内侧部应用制动。在离合器脱离的情况下，加速器上相对轻的压力引起发动机速度明显的增加。当选择期望的变速器档位并且重新接合离合器时，发动机速度可更合适地匹配输入轴速度。然而，驾驶员启动的速度匹配诸如脚跟-脚尖换档依赖于驾驶员技能和驾驶员的准确预测期望的发动机速度的能力。
发明内容
一种用于具有手动变速器的车辆的发动机速度匹配系统包括在换档期间感测手动变速器的输入轴速度的传感器。控制模块接收输入轴速度，确定发动机速度，基于输入轴速度和发动机速度确定期望的发动机速度，和在换档完成之前基于期望的发动机速度和输入轴速度调节发动机速度。本发明适用性的其他领域将通过以下提供的详细说明而变得明显。应理解的是， 详细说明和具体的示例仅用于例证的目的，而不用于限制本发明的范围。本发明还提供如下方案
1. 一种用于具有手动变速器的车辆的发动机速度匹配系统，所述发动机速度匹配系统包括
传感器，其在换档期间感测所述手动变速器的输入轴速度；以及控制模块，其接收所述输入轴速度，确定发动机速度，基于所述输入轴速度和所述发动机速度确定期望的发动机速度，和在所述换档完成之前基于所述期望的发动机速度和所述输入轴速度调节所述发动机速度。2.根据方案1所述的发动机速度匹配系统，其特征在于，所述控制模块还基于输出轴速度、加速器踏板位置和制动踏板位置中的至少一个调节所述发动机速度。3.根据方案2所述的发动机速度匹配系统，其特征在于，所述控制模块基于所述加速器踏板位置和所述制动踏板位置确定所述车辆是加速还是减速，并且还基于所述车辆是加速还是减速调节所述发动机速度。4.根据方案1所述的发动机速度匹配系统，其特征在于，所述控制模块接收离合器踏板位置，并且当所述离合器踏板位置指示驾驶员正启动所述换档时调节所述发动机速度。5.根据方案1所述的发动机速度匹配系统，其特征在于，在所述换档期间基于加速器踏板位置禁止调节所述发动机速度。6.根据方案1所述的发动机速度匹配系统，其特征在于，基于驾驶员输入禁止调节所述发动机速度。7.根据方案1所述的发动机速度匹配系统，其特征在于，当释放离合器踏板时完成所述换档。8.根据方案1所述的发动机速度匹配系统，其特征在于，所述控制模块基于所述期望的发动机速度命令扭矩。9. 一种车辆，包括根据方案1所述的发动机速度匹配系统。10. 一种用于具有手动变速器的车辆的发动机速度匹配方法，所述方法包括 利用传感器在换档期间感测所述手动变速器的输入轴速度；
接收所述输入轴速度； 确定发动机速度；
基于所述输入轴速度和所述发动机速度确定期望的发动机速度；以及在所述换档完成之前基于所述期望的发动机速度和所述输入轴速度调节所述发动机速度。11.根据方案10所述的方法，其特征在于，其还包括基于输出轴速度、加速器踏板位置和制动踏板位置中的至少一个调节所述发动机速度。12.根据方案11所述的方法，其特征在于，其还包括
基于所述加速器踏板位置和所述制动踏板位置确定所述车辆是加速还是减速；以及基于所述车辆是加速还是减速调节所述发动机速度。13.根据方案10所述的方法，其特征在于，其还包括 接收离合器踏板位置；以及
当所述离合器踏板位置指示驾驶员正启动所述换档时调节所述发动机速度。14.根据方案10所述的方法，其特征在于，在所述换档期间基于加速器踏板位置禁止调节所述发动机速度。
15速度。1617
命令扭矩。
通过详细说明和附图将变得更全面地理解本发明，附图中 图1是根据本发明的车辆的功能框图2是根据本发明的控制模块的功能框图；以及图3图示根据本发明的发动机速度匹配方法的步骤。
具体实施例方式以下的说明本质上仅是示例性的，并且决不用于限制本发明、其应用、或使用。为清楚起见，附图中相同的附图标记用于标识相似的元件。如本文所使用的，A、B、和C中的至少一个的短语应解释为表示利用非排它性的逻辑或的逻辑(A或B或C)。应理解的是，在不改变本发明的原理的情况下，可以不同的顺序执行方法内的步骤。如在此所使用地，术语模块可指的是以下项的一部分或包括以下项专用集成电路(ASIC)；电子电路；组合逻辑电路；现场可编程门阵列(FPGA)；执行代码的(共用、专用、 或分组的)处理器；提供所描述功能的其他合适的部件；或上述的一些或全部的组合，诸如片上系统。术语模块可包括存储由处理器执行的代码的(共用、专用、或分组的)存储器。如以上所使用，术语代码可包括软件、固件和/或微码，并且可指程序、例程、函数、类和/或对象。如以上所使用，术语共用意思是可利用单个(共用)处理器执行来自多个模块的一些或所有代码。另外，来自多个模块的一些或所有代码可由单个(共用)存储器存储。如以上所使用，术语分组意思是可利用一组处理器执行来自单个模块的一些或所有代码。另外，可利用一组存储器存储来自单个模块的一些或所有代码。在此描述的设备和方法可由一个或多个处理器执行的一个或多个计算机程序来实施。计算机程序包括存储在非暂时性有形计算机可读介质上的处理器可执行指令。计算机程序还可包括存储的数据。非暂时性有形计算机可读介质的非限制性示例为非易失性存储器、磁存储器和光存储器。本发明的发动机速度匹配系统自动地使发动机速度与手动变速器的输入轴的速度匹配。发动机速度匹配系统识别预期的换档，并确定输入轴速度。发动机速度匹配系统基于与新选择的档位对应的输入轴速度调节发动机速度，以改善离合器接合，减少离合器上的负载，并且改善换档感觉，而不管驾驶员技能。现在参考图1，车辆100包括发动机102、手动变速器104和传动系106。传动系 106例如包括车辆100的驱动轴和车轮(未示出)。发动机102接收燃料和空气(经由节气门108)，并产生旋转动力以使飞轮110旋转。飞轮110将旋转动力传递至离合器片112， 从而使手动变速器104的输入轴114旋转。手动变速器104基于当前选择的档位经由输出轴116将旋转动力传递至传动系106。
.根据方案10所述的方法，其特征在于，基于驾驶员输入禁止调节所述发动机
.根据方案10所述的方法，其特征在于，当释放离合器踏板时完成所述换档。 .根据方案10所述的方法，其特征在于，其还包括基于所述期望的发动机速度
发动机102、手动变速器104和传动系106响应于一个或多个驾驶员输入，以例如控制发动机速度、当前选择的档位和制动。节气门108基于加速器踏板120的位置控制进入发动机102的气流。离合器踏板122选择性地使离合器片112与飞轮110接合和脱离。 例如，当离合器片112与飞轮110接合时，旋转动力经由输入轴114被传递至手动变速器 104。档位拨叉124的位置确定手动变速器104当前选择的档位。驾驶员通过致动离合器踏板122以使离合器片112与飞轮110脱离、用档位拨叉IM选择期望的档位、和释放离合器踏板122以使离合器片112与飞轮110重新接合来启动调高速档和调低速档。驾驶员利用制动踏板126将制动能量传递至传动系106(即传递至传动系的车轮)。控制模块130接收一个或多个输入，并基于输入控制车辆100的一个或多个功能。 控制模块130例如可以是发动机控制模块(ECM)。控制模块130基于节气门位置传感器 (TPS) 132和/或加速器踏板位置传感器134确定节气门位置。控制模块130基于发动机速度传感器136确定发动机速度。控制模块130基于离合器踏板位置传感器138确定驾驶员何时启动换档。控制模块130基于制动踏板位置传感器140确定驾驶员是否正制动。控制模块130与发动机102、手动变速器104和离合器踏板122通讯，以确定驾驶员何时启动调高速档或调低速档，以确定调高速档或调低速档的期望档位，并且以调节发动机102的输出扭矩以使发动机速度与输入轴114的速度匹配。例如，当驾驶员致动离合器踏板122时，控制模块130确定驾驶员启动换档。控制模块130与手动变速器104通讯， 以确定换档的所期望档位以及因此进行什么类型的换档(即换档是调高速档还是调低速档)。控制模块130确定输入轴114和输出轴116的速度。例如，控制模块130基于输入轴速度传感器150确定输入轴114的速度，和基于输出轴速度传感器152确定输出轴116 的速度。控制模块130基于发动机速度传感器136确定发动机速度，并确定是否调节发动机速度以匹配输入轴114的速度。例如，控制模块130可命令扭矩增大，以提高发动机速度， 从而匹配输入轴114的速度。其他因素可决定控制模块130如何调节发动机速度。例如，可基于驾驶员是加速还是减速影响输出轴116的速度、输入轴114的速度和期望的发动机速度。此外，驾驶员是加速还是减速可指示驾驶员在换档完成之后打算加速还是减速。因此，控制模块130监测制动踏板位置传感器140(例如在换档之前)，以确定驾驶员是否制动(即减速)。仅作为示例，换档之前的制动可指示调低速档。类似地，控制模块130监测加速器踏板位置传感器 134(和/或TPS132)，以确定驾驶员是否按压加速器踏板120。这样，控制模块130可确定驾驶员是否加速(例如在换档之前)。仅作为示例，换档之前的加速可指示调高速档。控制模块130可在调节发动机速度以匹配输入轴114的速度时考虑驾驶员是加速还是减速。车辆可包括第二控制模块160。例如，控制模块160可以是车身控制模块(BCM)或底盘控制模块。控制模块160与加速器踏板位置传感器134通讯，以确定驾驶员是否按压加速器踏板120，并且如果驾驶员在换档期间按压加速器踏板120，则可禁止控制模块130 的发动机速度匹配功能。例如，如果驾驶员在换档期间按压加速器踏板120，则驾驶员可执行脚跟-脚尖换档或另一发动机速度匹配策略。因此，控制模块160禁止控制模块130的发动机速度匹配功能，以防止与驾驶员的发动机速度匹配策略干涉。此外，车辆100可包括驾驶员输入162，以允许驾驶员禁止控制模块130的发动机速度匹配功能。
现在参考图2，控制模块130包括速度匹配模块200、输入轴速度模块202和使能 (启用)模块204。输入轴速度模块202与输入轴速度传感器150通讯，以确定输入轴114的速度。速度匹配模块200接收输入轴114的速度和一个或多个其他信号210以计算速度或扭矩命令212。例如，信号210可包括但不局限于在换档之前和期间的加速器踏板位置、在换档之前和期间的制动踏板位置、输出轴速度和发动机速度。速度匹配模块200基于信号 210计算期望的发动机速度，以使发动机速度与输入轴114的速度匹配。速度匹配模块200 基于期望的发动机速度计算扭矩命令212。使能模块204可基于一个或多个输入信号220选择性地使能和禁止速度匹配模块 200。例如，输入信号220可包括指示驾驶员是否启动换档的离合器踏板位置。输入信号 220还可包括来自控制模块160的禁止信号和来自驾驶员输入的禁止信号。现在参考图3，发动机速度匹配方法300开始于步骤302。在步骤304中，方法300 确定驾驶员是否启动换档。例如，方法300可确定驾驶员是否致动离合器踏板122。如果为真，则方法300继续步骤306。如果为假，则方法300继续步骤304。换句话说，方法300持续监测离合器踏板122，以确定驾驶员是否启动换档。 在步骤306中，方法300确定输入轴114的速度和换档相关的输入。例如，方法300 确定换档类型、期望的档位、制动踏板位置、输出轴116的速度和输入轴114的速度。在步骤 308中，方法300确定发动机速度。在步骤310中，方法300确定是否调节发动机速度。方法300可基于输入轴114的速度、发动机速度和加速器踏板位置确定是否命令扭矩增大以调节发动机速度。例如，如果驾驶员按压加速器踏板，则方法300可禁止发动机速度匹配。 如果为真，则方法300继续步骤312。如果为假，则方法300继续步骤314。在步骤312中，方法300基于当前的发动机速度、期望的发动机速度和输入轴114 的速度确定速度或扭矩命令。在步骤316中，方法300命令扭矩增大，以将发动机速度提高至期望的发动机速度，从而匹配输入轴114的速度。在步骤314中，方法300完成换档并继续步骤304。能以各种形式实施本发明宽广的教导。因此，尽管本发明包括特定的示例，但本发明的真实范围不应受如此限制，因为通过对附图、说明书、和所附权利要求书的研究，其它的变型将对熟练的从业者变得显而易见。
权利要求
1.一种用于具有手动变速器的车辆的发动机速度匹配系统，所述发动机速度匹配系统包括传感器，其在换档期间感测所述手动变速器的输入轴速度；以及控制模块，其接收所述输入轴速度，确定发动机速度，基于所述输入轴速度和所述发动机速度确定期望的发动机速度，和在所述换档完成之前基于所述期望的发动机速度和所述输入轴速度调节所述发动机速度。
2.根据权利要求1所述的发动机速度匹配系统，其特征在于，所述控制模块还基于输出轴速度、加速器踏板位置和制动踏板位置中的至少一个调节所述发动机速度。
3.根据权利要求2所述的发动机速度匹配系统，其特征在于，所述控制模块基于所述加速器踏板位置和所述制动踏板位置确定所述车辆是加速还是减速，并且还基于所述车辆是加速还是减速调节所述发动机速度。
4.根据权利要求1所述的发动机速度匹配系统，其特征在于，所述控制模块接收离合器踏板位置，并且当所述离合器踏板位置指示驾驶员正启动所述换档时调节所述发动机速度。
5.根据权利要求1所述的发动机速度匹配系统，其特征在于，在所述换档期间基于加速器踏板位置禁止调节所述发动机速度。
6.根据权利要求1所述的发动机速度匹配系统，其特征在于，基于驾驶员输入禁止调节所述发动机速度。
7.根据权利要求1所述的发动机速度匹配系统，其特征在于，当释放离合器踏板时完成所述换档。
8.根据权利要求1所述的发动机速度匹配系统，其特征在于，所述控制模块基于所述期望的发动机速度命令扭矩。
9.一种车辆，包括根据权利要求1所述的发动机速度匹配系统。
10.一种用于具有手动变速器的车辆的发动机速度匹配方法，所述方法包括利用传感器在换档期间感测所述手动变速器的输入轴速度；接收所述输入轴速度；确定发动机速度；基于所述输入轴速度和所述发动机速度确定期望的发动机速度；以及在所述换档完成之前基于所述期望的发动机速度和所述输入轴速度调节所述发动机速度。
全文摘要
本发明涉及利用变速器输入轴速度传感器的手动变速器与发动机速度匹配，具体地，一种用于具有手动变速器的车辆的发动机速度匹配系统包括在换档期间感测手动变速器的输入轴速度的传感器。控制模块接收输入轴速度，确定发动机速度，基于输入轴速度和发动机速度确定期望的发动机速度，和在换档完成之前基于期望的发动机速度和输入轴速度调节发动机速度。
文档编号B60W10/10GK102398592SQ20111027096
公开日2012年4月4日 申请日期2011年9月14日 优先权日2010年9月14日
发明者W. 布尔 B., 豪 D., W. 艾利斯三世 J., C. 翁 P. 申请人:通用汽车环球科技运作有限责任公司