本公开涉及用于车辆的自动变速器的降挡计划。
背景技术：
用于自动变速器的降挡计划可基于挡位和踏板位置。降挡计划图可示出车速与驾驶员扭矩需求之间的关系，后者由加速踏板位置来指示。如果图上的换挡点之间的踏板间距过于靠近，则驾驶员可能会踩下和松开踏板，以寻找期望的挡位来满足驾驶员的需求。
技术实现要素：
根据一个实施例，一种车辆包括能够运动越过多个预定位置的加速踏板和控制器，所述控制器被配置为响应于踏板到达加油门位置，命令从初始挡位到降挡挡位的降挡。在踏板位置的变化率超过预定阈值时，初始挡位和降挡挡位之间的差超过在运动到加油门位置时越过的预定位置的数量。
根据另一实施例，一种车辆包括能够运动越过多个预定位置的加速踏板和控制器。所述控制器被配置为：响应于踏板越过预定位置，基于越过的最后的位置线来设定降挡挡位。所述控制器还被配置为：响应于踏板到达加油门位置，命令从初始挡位到降挡挡位的降挡。初始挡位和降挡挡位之间的差超过在到达加油门位置时越过的预定位置的数量。
根据另一实施例，一种车辆包括能够运动越过多个预定位置的加速踏板和控制器。所述控制器被配置为：响应于踏板在到达加油门位置时越过处于给定速度下的至少一个预定位置，命令从初始挡位到降挡挡位的降挡。降挡挡位基于踏板位置的变化率、在到达加油门位置时越过的最后的预定位置以及指示能够支持所述给定速度的挡位的数量的挡位剩余值。初始挡位和降挡挡位之间的差大于在到达加油门位置时越过的预定位置的数量。
根据本发明的一个实施例，通过在到达加油门位置时处于车辆的给定速度下的相应的事件线来限定预定位置。
根据本发明的一个实施例，所述多个预定位置中的预定位置相对于邻近的预定位置偏移预定偏移量，所述预定偏移量大于百分之十的踏板调节。
根据本发明的一个实施例，在挡位剩余值大于被越过的预定位置的数量时，初始挡位和降挡挡位之间的差超过在运动到加油门位置时越过的预定位置的数量
根据本发明的一个实施例，在踏板越过第一个预定位置之后的预定时间量内确定越过的最后的预定位置。
根据本发明的一个实施例，所述多个预定位置中的预定位置的数量小于5，且初始挡位和降挡挡位之间的差大于3。
根据另一实施例，一种用于使变速器降挡的方法包括：响应于所计算的扭矩需求增大经过多个预定扭矩阈值中的至少一个预定扭矩阈值并且扭矩需求的变化率超过预定变化率阈值，在预定时间量期满时命令从初始挡位到降挡挡位的降挡。降挡挡位基于扭矩需求增大所经过的最大的扭矩阈值，且挡位之间的差超过越过的预定扭矩阈值的数量。
根据本发明的一个实施例，在挡位剩余值大于所计算的扭矩需求增大所经过的预定扭矩阈值的数量时，初始挡位与降挡挡位之间的差超过扭矩需求在预定时间量内增大所经过的预定扭矩阈值的数量，其中，挡位剩余值指示在初始挡位以下且在增大经过所述至少一个预定扭矩阈值时能够支持车辆的给定速度的挡位的数量。
附图说明
图1是具有自动变速器的车辆的示意图；
图2是根据本公开的一个实施例可由图1的车辆的控制器实施来控制降挡的降挡计划图；
图3是根据本公开的另一实施例可由图1的车辆的控制器实施来控制降挡的另一降挡计划图；
图4示出了表示根据图3的降挡计划图的算法的流程图；
图5a至图5c示出了可用于根据图4中示出的算法的一个实施例来确定降挡值的查找表的布局；
图6示出了可用于根据图4中示出的算法的另一实施例来确定降挡值的查找表的布局；
图7是与图3中示出的降挡计划图的事件线相关的加速踏板位置的示意图；
图8是根据本公开的另一实施例可由无人驾驶车辆的控制器实施来控制降挡的另一降挡计划图；
图9是根据本公开的另一实施例可由无人驾驶车辆的控制器实施来控制降挡的另一降挡计划图；
图10示出了表示根据图9的降挡计划图的算法的流程图。
具体实施方式
根据需要，在此公开本公开的具体实施例；然而，应理解的是，所公开的实施例仅仅是本公开的可以以各种可替代形式实施的示例。附图不一定按比例绘制；可夸大或最小化一些特征以示出特定部件的细节。因此，在此公开的具体结构和功能细节不应被解释为限制，而仅作为用于教导本领域技术人员多样化利用本公开的代表性基础。
图1是具有自动变速器12的车辆10的示意图。车辆10还可包括连接到发动机16和变速器12的控制器14。虽然被示出为一个控制器，但是控制器14可以是较大的控制系统的一部分并且可受遍布车辆10中的各种其他控制器(诸如车辆系统控制器(vsc))的控制。因此，应该理解，控制器14和一个或更多个其他控制器可统称为“控制器”，所述“控制器”响应于来自各种传感器的信号而控制各种致动器以控制车辆10或车辆子系统的多种功能。控制器14可包括与各种类型的计算机可读存储装置或介质通信的微处理器或中央处理器(cpu)。例如，计算机可读存储装置或介质可包括只读存储器(rom)、随机存取存储器(ram)和保活存储器(kam)中的易失性和非易失性存储。kam是可以用于在cpu掉电时存储各种操作变量的永久性或非易失性存储器。可利用任意数量的已知的存储装置来实施计算机可读存储装置或介质，诸如，prom(可编程只读存储器)、eprom(电可编程只读存储器)、eeprom(电可擦可编程只读存储器)、闪存或能够存储数据的任何其他电、磁、光学或组合的存储装置，所述数据中的一些代表由控制器14使用以控制车辆10或车辆子系统的可执行指令。
可通过一个或更多个附图中的流程图或类似图表来表示通过控制器14执行的控制逻辑或功能。这些附图提供了可利用一个或更多个处理策略(诸如，事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等)实现的代表性控制策略和/或逻辑。这样，示出的多个步骤或功能可以以所示出的顺序执行、并行执行或在一些情况下被省略。虽然并不总是明确地示出，但是本领域的普通技术人员将意识到，根据所使用的特定的处理策略，可重复地执行示出的步骤或功能中的一个或更多个。类似地，处理的顺序对于实现在此描述的特征和优点不一定是需要的，提供处理的顺序是为了便于说明和描述。可主要由软件实施控制逻辑，所述软件由基于微处理器的车辆、发动机和/或动力传动系统控制器(诸如，控制器14)执行。当然，取决于特定的应用，可由一个或更多个控制器中的软件、硬件或软件与硬件的结合实施控制逻辑。当由软件实施时，控制逻辑可设置在一个或更多个计算机可读存储装置或介质中，所述计算机可读存储装置或介质存储有代表由计算机执行以控制车辆或其子系统的指令或代码的数据。计算机可读存储装置或介质可包括多个已知的物理装置中的一个或更多个，所述物理装置利用电、磁和/或光学存储器来保持可执行指令和相关联的校准信息、操作变量等。
控制器14可被配置为经由电信号接收各种车辆部件的各种状态或状况。电信号可经由输入通道从各种部件传送到控制器14。另外，从各种部件接收到的电信号可指示用于改变或更改车辆10的一个或更多个相应部件的状态的请求或命令。控制器14包括被配置为(经由电信号)向各种车辆部件传送请求或命令的输出通道。控制器14包括控制逻辑和/或算法，其被配置为基于各种车辆部件的请求、命令、状况或状态来产生通过输出通道传送的请求或命令。
在图1中输入通道和输出通道被示出为线。应理解，单个线可表示进出单个元件的输入通道和输出通道两者。另外，一个元件的输出通道可以作为另一元件的输入通道操作，反之亦然。
仍然参照图1，车辆10还可包括将发动机16连接到变速器12的变速器输入轴20以及将变速器12连接到车辆10的车轮24的变速器输出轴22。发动机16、变速器12和轴20、22可共同构成车辆10的动力传动系统25。车辆10还可包括由驾驶员操作的加速踏板26和制动踏板28以选择性地增大和减小车辆10的速度。加速踏板26可包括连接到控制器14的加速踏板传感器30。
图2是根据本公开的一个实施例可由图1的车辆10的控制器14实施以控制降挡的降挡计划图(downshiftschedulingplot)。当驾驶员踩下加速踏板26而指示期望的加速度时，踏板26的位置可超过处在输出轴22(图1所示的轴22)的给定速度下的一个或多于一个预定位置，使得超过预定位置导致降挡到降挡挡位。图2的图将预定位置示出为降挡曲线32、34、36、38、40、42、44、46、48，其中，每条曲线均表示一个挡位的降挡。图2的图可适用于十速变速器(即，十挡)。例如，降挡曲线32可表示从十挡到九挡的降挡，降挡曲线34可表示从九挡到八挡的降挡，降挡曲线36可表示从八挡到七挡的降挡，以此类推。输入曲线50是在大约2400rpm的给定轴速度下驾驶员将踏板26从位置52踩到加油门(tip-in)位置54的加油门事件的示例。如所示出的，当踏板26从位置52被踩到加油门位置54时，越过降挡曲线32、34、36、38、40。这样，由于越过五条降挡曲线，控制器14可命令从十挡至五挡的降挡。道路负载曲线56可与用于保持车辆10(例如，输出轴22)的给定速度(y轴)的踏板位置(x轴)关联。例如而非限制，保持2500rpm的速度的踏板位置可以是大约17％。图中所示的线和曲线的曲率和形状仅仅是示例性的；根据本公开的其他实施例，线和曲线可呈现各种形状和特性。由于图2中的每条曲线代表仅一个挡位的降挡，所以十速变速器有九条曲线。为了在降挡计划图上包括九条曲线，相邻的降挡曲线之间的踏板间距可相对较小。因此，驾驶员可能不得不踩下和松开踏板，以寻找合适的挡位来满足驾驶员的加速需求。
图3是根据本公开的另一实施例可由图1的车辆10的控制器14实施以控制降挡的另一降挡计划图。图3的图也可用于十速变速器。道路负载曲线58可与用于维持车辆10(例如，输出轴22)的速度的踏板位置相关联。当驾驶员踩下加速踏板26而指示期望的加速度时，踏板26的位置可超过处在输出轴22的给定速度下的一个或更多个预定位置，使得超过预定位置导致降挡到降挡挡位。图3的图将预定位置示出为事件线60、62、64、66，其中，每条线表示零个、一个或一个以上的挡位的降挡。输入曲线68是在大约2400rpm的输出轴速度下驾驶员将踏板26从位置70踩到加油门位置72的加油门事件的示例。如所示出的，当踏板26从位置70被踩到加油门位置72时，越过事件线60、62、64、66。虽然只有四条事件线被越过，但是控制器14可命令少于或多于四个挡位的降挡，这将在下面更详细地解释。例如而非限制，图3的图可称为“加油门”降挡计划。根据某些标准，控制器14可根据图2的降挡计划图或图3的“加油门”降挡计划图来执行降挡。图中所示的线和曲线的曲率和形状仅仅是示例性的；根据本公开的其他实施例，线和曲线可呈现各种形状和特性。此外，选择用于识别图中的曲线和线的术语并不意在限制相应的曲线或线的形状；即，根据本公开，图中标识的“曲线”可以是线性的，并且图中标识的“线”可以是弯曲的或非线性的。另外，虽然输出轴22的速度被用于指示车辆10的速度，但是还可利用其他车辆部件的速度。
图4示出了代表根据图3的降挡计划图的算法的流程图。方法可从确定是否触发加油门模式的步骤74开始。加油门模式可与图3的加油门降挡计划图相关联。图4所示的算法可用于确定控制器14可命令降挡到哪个降挡挡位以满足驾驶员增大加速度的需求。在一个实施例中，当(1)加速踏板26的位置变化率超过可校准的变化率阈值(该可校准的变化率阈值是当前挡位和主动换挡计划的函数)，(2)踏板的位置大于可校准的位置阈值(该可校准的位置阈值是车辆10(例如，输出轴22)的速度和主动换挡计划的函数)，以及(3)存在至少一个可用的降挡挡位(即，当前挡位在一挡以上并存在能够支持当前速度的较低的可用挡位)时，触发加油门模式。关于(1)，如果主动换挡计划是图2中所示的降挡计划图并且当前挡位是十挡，则可校准的变化率阈值可以是低的，使得即使加速踏板位置的相对低的变化率也可触发加油门模式。作为另一个示例(而不是限制)，如果主动换挡计划是牵引(tow-haul)模式，则可校准的变化率阈值可以是相对高的，使得可仅针对相对快的踏板踩压(pedalstab)才触发加油门模式。在这样的情况下，图2的降挡计划图可能是期望的，以提供单级降挡，使得例如牵引拖车的车辆可经历逐渐的扭矩增加而没有突然的加速度变化。关于(2)，用于触发加油门模式的可校准的位置阈值可以是与针对给定速度的第一事件线(示出的示例中的事件线60)相关联的预定位置。在这样的实施例中，在踏板越过第一事件线之前(即使踏板位置的变化率高)，不会触发加油门模式。参照图3，虽然输入曲线68是在越过事件线60时触发加油门模式的示例，但是可在越过事件线60之后(或之前)触发加油门模式。如果在步骤74处没有触发加油门模式，则控制器14可继续在主动换挡计划下操作，直到满足与不同的换挡计划相关联的条件为止。
如果在步骤74处触发了加油门模式，则方法可继续进行确定是否已经越过事件线60、62、64、66的步骤76。控制器14可被配置为确定加速踏板26的位置是否超过与(例如，输出轴22的)给定速度下的事件线相关联的预定位置。在如图3所示的示出的实施例中，与事件线60相关联的预定位置是针对2400rpm的给定速度进行的大约28％的踏板调节。“踏板调节百分比”可被定义为从空挡(未踩下)位置开始的踏板踩下量的百分比(即，0％的踏板调节可以是空挡位置，而100％的踏板调节可以是完全踩下或者节气门全开位置)。在一个实施例中，与事件线60相关联的预定位置阈值也可以是用于触发加油门模式的可校准的位置阈值(如上参照步骤74所讨论的)。如果在步骤76处控制器14确定(例如，在预定时间量之后)没有越过事件线，则控制器14要么继续在加油门模式下操作，要么将在不同的换挡计划下操作(假定在那时满足针对不同的换挡计划的条件)。
如果在步骤76处控制器14确定已经越过事件线，则该方法可继续进行等待预定时间量以确定踏板26是否越过另外的事件线60、62、64和/或66(即，给定速度下的另外的预定位置)的步骤77。在一个实施例中，预定时间量可以是30-100毫秒。对于快速踏板踩压，踏板26可在预定时间量内越过多条事件线。
在等待预定时间量之后，方法可继续进行确定加速踏板26的位置变化率的步骤78。可连续地计算该变化率并用简单的时间常数对其进行滤波。例如而非限制，可使用双滚动平均计算来计算变化率，其中，将滤波常数(例如，百分比)应用到踏板位置(从前一个循环到当前循环)的变化，并添加到之前计算的踏板变化率。本领域的普通技术人员将理解，在本公开的精神和范围内，存在多种方法确定步骤78中的变化率。
该方法可继续进行设定或检索挡位剩余值的步骤80。挡位剩余值可指示处于当前挡位以下且能够支持车辆10的给定速度的挡位的数量。当前挡位可以是在步骤74处触发加油门模式时车辆10所处的初始挡位(或者之前设置的降挡挡位，如下所述)。在示出的示例中，初始挡位是十挡。参照图2，对于2400rpm的给定速度，处于十挡以下且能够支持2400rpm的挡位的数量是五个(即，九挡、八挡、七挡、六挡和五挡)。在其最高点处，可表示从五挡到四挡的降挡的降挡曲线42不等于或不超过2400rpm。这样，在所示的实施例中，四挡和四挡以下的挡位不能支持2400rpm的速度。如果给定速度处于或高于本领域已知的针对特定挡位的“锁定速度”，那么该特定挡位不能支持给定速度。
该方法可继续进行确定越过的最后的事件线的步骤81。虽然步骤78、80和81被示出为并行执行，但是根据其他实施例，它们可以以任何顺序依次执行。如果在步骤76处多条事件线60、62、64、66被越过，则控制器14确定(在与步骤77相关的上文讨论的预定时间量内)踏板26最后越过哪条事件线。在一个实施例中，可在踏板越过第一事件线之后的预定时间量内确定越过的最后的事件线。
该方法可继续进行确定降挡值的步骤82。现在将对图5a进行说明。图5a至图5c示出了查找表的布局，其可用于根据图4所示的算法的一个实施例来确定降挡值。在一个实施例中，降挡值可通过当前挡位、在步骤76中踏板26越过事件线时的踏板位置的变化率以及挡位剩余值而预先确定。在一个实施例中，可在查找表中找到降挡值，并且每个挡位可具有针对每条事件线的查找表，其中，每个表基于挡位剩余值和踏板位置的变化率给出降挡值。图5a的查找表可适用于十挡和第一事件线(事件线60(在示出的示例中在预定时间量内越过的最后的事件线))。适用的列可取决于踏板位置的变化率(踏板变化率)相对于变化率1-5(可以是预定的)落入的位置。变化率1可以是最小的变化率，变化率5可以是最高的变化率。例如而非限制，变化率1-5可分别为10％每秒、25％每秒、50％每秒、80％每秒和120％每秒。在图5a至图5c示出的示例中，在步骤76中只有事件线60被越过，并且踏板变化率(在当前循环的步骤78中确定)小于变化率3但大于变化率2。因此，“踏板变化率>变化率2”列将是适用的。因此，对于“5”的挡位剩余值和超过变化率2但小于变化率3的踏板变化率，降挡值可以等于“2”。本领域的普通技术人员将理解，降挡值的确定可在使用或不使用查找表的情况下以多种不同的方式执行。此外，可使用少于或多于五个预定的变化率阈值(即，变化率1-5)。在一些实施例中，对于给定的挡位剩余值，与变化率1对应的降挡值可小于与变化率5对应的降挡值，并且对于给定的踏板变化率，与小的挡位剩余值对应的降挡值可小于与较大的挡位剩余值对应的降挡值。在一些实施例中，根据挡位剩余值和踏板位置的变化率，降挡值可在0到4的范围内。
方法可继续进行设定降挡挡位的步骤84。降挡挡位可等于当前挡位减去在步骤82中确定的降挡值。在一个实施例中，控制器14可被配置为：响应于加速踏板26越过每个预定位置(即，处于给定速度下的每条事件线)，设定降挡挡位。可通过在越过相应的预定位置时确定的踏板位置的变化率来预先确定降挡挡位。在示出的示例中，对于“十挡”的当前挡位且降挡值被设定为“2”，降挡挡位可被设定为“八挡”。
本领域的普通技术人员将理解，在一些实施例中可省略步骤82。在这样的实施例中，可替代地在步骤84中参考查找表，且该查找表包括实际的降挡挡位(降挡到的挡位)，而不是从当前挡位减去的降挡值。
该方法可继续进行根据在当前循环的步骤84中设定的降挡挡位来命令降挡的步骤85。
该方法可继续进行更新挡位剩余值的步骤86。在循环中的这一点处，因为降挡挡位已经被设定为“八挡”，所以“当前挡位”现在可(从十挡)被设定为“八挡”。这样，可更新挡位剩余值以确定控制器14是否可重新进入循环。回想一下，在示出的示例的步骤80中，已确定“五挡”是能够支持2400rpm的给定速度的最低挡位。对于“八挡”(即，在步骤84中确定的降挡挡位)的当前挡位，更新后的挡位剩余值现在可以是“3”(七挡、六挡和五挡)。
该方法可继续进行确定更新后的挡位剩余值是否大于零(即，确定是否存在控制器14可命令降挡到的多个剩余挡位)的步骤88。如果在步骤88处控制器14确定更新后的挡位剩余值不大于零(即，没有剩余挡位能够支持给定速度)，则方法可结束，并且控制器14可退出加油门模式。
如果在步骤88处控制器14确定挡位剩余值大于零(即，存在能够支持给定速度的多个剩余挡位)，则该方法可继续进行确定是否存在任何剩余的事件线(即，是否存在处于给定速度下且大于在步骤76中被越过的预定位置的任何预定位置)的步骤92。参照图3，在示出的示例中，因为事件线60在步骤76中被越过，所以还剩余多条事件线(事件线62、64、66)。这样，该方法可返回到如上所述的确定在预定时间量内是否越过另一事件线的步骤76。
在示出的示例中，因为在前一个循环的步骤76中事件线60被最后越过，所以控制器14现在将确定事件线62、64和/或66是否已经被越过。控制器14可被配置为等待一段时间来查看事件线是否已被越过。如果控制器14确定没有越过事件线，则控制器14可退出加油门模式并且在步骤74处开始的加油门事件可结束。从加油门模式退出可以是基于计时器的。例如而非限制，如果踏板26保持在相同的位置并且在特定的时间段内未越过事件线，则控制器14可退出加油门模式。该时间段可根据踏板的移动而变化。如果驾驶员松开踏板，则该时段间可能相对较短。
如果控制器14确定已经越过了另一条事件线，则方法可继续进行等待预定时间量以查看是否越过多条事件线的步骤77。
该方法可(针对示出的示例中的第二个循环)分别继续进行确定踏板变化率的步骤78、设定或检索挡位剩余值的步骤80以及确定在预定时间量内越过的最后的事件线的步骤81。当前循环中的步骤80处的挡位剩余值可以是在前一个循环中的步骤86中确定的更新后的挡位剩余值。这样，在示出的示例中，挡位剩余值可以是检索值“3”。
该方法可继续进行确定针对第二个循环的降挡值的步骤82。现在将对图5b进行说明。图5b示出了可用于根据图4中示出的算法而在第二个循环期间确定降挡值的查找表的布局。在一个实施例中，第一个循环之后的降挡值也可通过当前挡位(其可以是在前一个循环的步骤84中确定的降挡挡位)、踏板位置的变化率以及在步骤80中确定的挡位剩余值而预先确定。图5b的查找表可适用于八挡和第二事件线(事件线62(在示出的示例的第二个循环中在预定时间量内越过的最后的事件线))。在示出的实施例中，对于每个查找表，预定的变化率阈值(变化率1-5)是相同的；然而，在其他实施例中，预定的变化率阈值(变化率1-5)可根据查找表而变化。在示出的实施例中，(在当前循环的步骤78处确定的)踏板变化率小于变化率5但大于变化率4。因此，“踏板变化率>变化率4”列将是适用的。因此，对于“3”的挡位剩余值且踏板变化率超过变化率4但小于变化率5，降挡值可等于“2”。与图5a的查找表一样，在一些实施例中，对于给定的挡位剩余值，与变化率1对应的降挡值可小于与变化率5对应的降挡值，并且对于给定的踏板变化率，与小的挡位剩余值对应的降挡值可小于与较大的挡位剩余值对应的降挡值。在一些实施例中，根据挡位剩余值和踏板位置的变化率，降挡值可在0到4的范围内。
该方法可继续进行设定降挡挡位的步骤84。回想一下，在示出的示例中，当前挡位是“八挡”。在第二个循环中，在步骤84处降挡挡位可以是当前挡位(“八挡”)减去在第二个循环期间设定的降挡值(“2”)。这样，在示出的示例中，在第二个循环中的步骤84处确定的降挡挡位是“六挡”。
该方法可继续进行根据在当前循环的步骤84中设定的降挡挡位来命令降挡的步骤85。
该方法可继续进行更新挡位剩余值的步骤86，所述挡位剩余值可指示在降挡挡位(在示出的示例中为“六挡”)以下且能够支持给定速度(在示出的示例中为2400rpm)的挡位的数量。回想一下，在示出的示例中，“五挡”是能够支持2400rpm的给定速度的最低挡位。这样，在示出的示例中，现在仅存在能够支持给定速度的一个剩余挡位。
该方法可继续进行确定更新后的挡位剩余值是否大于零的步骤88。在示出的示例中，因为第二个循环中的更新后的挡位剩余值是1，所以方法可继续进行确定是否存在任何剩余的事件线(即，是否存在处于给定速度下且大于被越过的最后的预定位置的任何预定位置)的步骤92。参照图3，在示出的示例中，因为事件线62被越过，所以还剩余多条事件线(事件线64、66)。这样，该方法可返回到确定是否越过另一事件线的步骤76。因为最后越过事件线62，所以控制器14现在将确定是否越过事件线64、66。控制器14可被配置为等待一段时间以查看是否越过另一事件线。
如果控制器14确定没有越过事件线，则控制器14可退出加油门模式且在步骤74处开始的加油门事件可结束。
如果控制器14确定已经越过另一事件线，则该方法可继续进行等待预定时间量以查看是否越过多条事件线的步骤77。
该方法可(针对示出的示例中的第三个循环)分别继续进行确定踏板变化率的步骤78、设定或检索挡位剩余值的步骤80以及确定在预定时间量内越过的最后的事件线的步骤81。在当前循环中的步骤80处的挡位剩余值可以是在前一个循环的步骤86中确定的更新后的挡位剩余值。这样，挡位剩余值可以是检索值“1”。
该方法可继续进行确定降挡值的步骤82。现在将对图5c进行说明。图5c示出了可用于根据图4中示出的算法而在第三个循环期间确定降挡值的查找表的布局。图5c的查找表可类似于图5a至图5b。在一个实施例中，第一个循环之后的降挡值也可通过当前挡位(其可以是在前一个循环的步骤84中确定的降挡挡位)、踏板位置的变化率以及在步骤80中确定的挡位剩余值而预先确定。图5c的查找表可适用于“六挡”和第三事件线(事件线64(在示出的示例的第三个循环中在预定时间量内越过的最后的事件线))。在示出的实施例中，(在当前循环的步骤78处确定的)踏板变化率小于变化率5但大于变化率4。这样，“踏板变化率>变化率4”列将是适用的。因此，对于“1”的挡位剩余值且踏板变化率超过变化率4但小于变化率5，降挡值可等于“1”。与图5a至图5b的查找表一样，在一些实施例中，对于给定的挡位剩余值，与变化率1对应的降挡值可小于与变化率5对应的降挡值，并且对于给定的踏板变化率，与小的挡位剩余值对应的降挡值可小于与较大的挡位剩余值对应的降挡值。在一些实施例中，根据挡位剩余值和踏板位置的变化率，降挡值可在0到4的范围内。
该方法可继续进行设定降挡挡位的步骤84。回想一下，在示出的示例中，当前挡位是“六挡”。在第三个循环中，降挡挡位可被更新为当前挡位(“六挡”)减去在第三个循环期间在步骤80处设定或检索的挡位剩余值(“1”)。这样，在示出的示例中，在第三个循环中的步骤84处确定的降挡挡位是“五挡”。
该方法可继续进行根据在当前循环的步骤84中设定的降挡挡位来命令降挡的步骤85。
该方法可继续进行更新挡位剩余值的步骤86，所述挡位剩余值可指示在当前降挡挡位(在示出的示例中为“五挡”)以下且能够支持给定速度(在示出的示例中为2400rpm)的挡位的数量。回想一下，在示出的示例中，“五挡”是能够支持2400rpm的给定速度的最低挡位。这样，在示出的示例中，存在能够支持给定速度的零个剩余挡位。
该方法可继续进行确定更新后的挡位剩余值是否大于零的步骤88。在示出的示例中，因为第三个循环中的更新后的挡位剩余值是“0”，所以方法可结束，且控制器14可退出加油门模式。在图5a至图5c的示出的示例中，越过事件线66是无关紧要的，这是因为在越过事件线64之后没有剩余的挡位了。
图6示出了可用于根据图4中示出的算法的另一实施例来确定降挡值的查找表的布局。在图5a至图5c的示出的示例中，控制器14执行了三次降挡(十挡至八挡、八挡至六挡、六挡至五挡)。在图6的示出的示例中，控制器14仅执行一次降挡，初始挡位是十挡且给定速度(在该给定速度下越过事件线/预定位置)是2000rpm。
参照图4，在(图6的)示出的示例中，在步骤76处，踏板26在预定时间量内越过三条事件线60、62和64(在与步骤77相关的上文中进行了解释)。这样，在步骤81处控制器14确定越过的最后的事件线是事件线64。在步骤82处，图6的查找表可用于确定降挡值。图6的查找表可适用于“十挡”和事件线64(在预定时间量内越过的最后的事件线)。在示出的实施例中，(在步骤78处确定的)踏板变化率大于变化率5。这样，“踏板变化率>变化率5”列将是适用的。因此，对于“6”的挡位剩余值(能够支持2000rpm的给定速度的挡位的数量，如图2中所示)且踏板变化率超过变化率5，降挡值可等于“5”。因此，在步骤84处，控制器14将降挡挡位(从初始挡位十挡)设定成五挡，并且在步骤85处，控制器14相应地命令降挡。虽然在图6的示出的示例中踏板变化率是高的且存在六个剩余挡位，但是控制器仅命令五个挡位的降挡。在存在另一剩余事件线(在同一加油门事件中踏板随后可能会越过该事件线)时，可能期望以这样的方式(使可用于降挡的挡位更多)对控制器进行编程。
如示出的示例所示，当挡位剩余值大于给定速度下的被越过的事件线(预定位置)的数量时，控制器14可命令降挡到降挡挡位，其中，初始挡位与所述降挡挡位之间的差大于踏板越过的给定速度下的事件线(或预定位置)的数量。
图7是与图3中示出的针对给定速度的降挡计划图的事件线相关的加速踏板位置的示意图。图7可视地示出了根据一个实施例越过给定速度下的事件线60、62、64、66。空挡位置96可表示处于未踩下状态(即，没有对踏板26施加压力)的踏板26的位置。道路负载位置98可与用于维持车辆10的速度(例如，输出轴22的速度)的踏板位置相关联，在示出的示例中该速度可以是2400rpm。如所示出的，加速踏板26能够运动越过多个预定位置100、102、104、106，其可与给定速度下的事件线60、62、64、66(图3)相关联。在示出的示例中，预定位置100、102、104、106可表示在2400rpm的给定速度下的事件线60、62、64、66(注意，本公开的附图可能不是按比例绘制的)。针对不同的速度，预定位置100、102、104、106可相对于空挡位置96和wot位置107(完全踩下)不同地定位。在示出的实施例中，踏板26可到达给定速度下的加油门位置108，并在这样做时越过预定位置100、102、104、106。然而，应注意，可在相对于预定位置100、102、104、106的任何位置处触发加油门模式。例如而非限制，对于由线110(位于预定位置100和102之间)指示的加油门位置，可触发加油门模式。加油门位置可以是踏板26在预定时间量内越过事件线(在与步骤76和77相关的上文中进行了讨论)之后从初始位置到达的最终位置，以使车辆10加速。在图5a至图5c的示出的示例中，在同一加油门事件中存在三个加油门位置。在图6的示出的示例中，存在一个加油门位置。
在示出的示例中，初始位置可以是道路负载位置98。然而，在其他实施例中，初始位置可更加靠近预定位置100、102、104或106。可通过在到达加油门位置时的车辆10的给定速度(例如，输出轴22的给定速度)以及将车辆速度与踏板位置相关联的对应的事件线60、62、64、66来限定预定位置100、102、104、106。
如与图4的流程图相关的上文所述，控制器14可被配置为：响应于(1)踏板26到达加油门位置108和(2)挡位剩余值大于被越过的预定位置的数量或大于零，命令从初始挡位到降挡挡位的降挡。此外，当踏板位置的变化率超过预定阈值时，初始挡位和降挡挡位之间的差可超过踏板26在运动到加油门位置108时越过的预定位置的数量。在一个实施例中，预定位置的数量小于5，并且挡位之间的差大于3。另外且如上所述，挡位剩余值可表示在初始挡位(或者在前一个循环中设定的当前降挡挡位)以下且在到达加油门位置时能够支持车辆10的给定速度的挡位的数量。如与图6示出的示例相关的上文所述，初始挡位是“十挡”，踏板26在运动到加油门位置108时越过三个预定位置100、102、104，并且踏板位置的变化率(即，在上文中被称为“踏板变化率”)超过预定阈值，使得降挡挡位被确定为“五挡”。因此，初始挡位(“十挡”)与降挡挡位(“五挡”)之间的差是“5”，其超过了“3”(被越过的预定位置的数量)。预定阈值可根据初始挡位和踏板26的初始位置而变化。预定阈值可以是上述变化率1-5中的一个。
此外，如与图4相关的上文所述，降挡挡位可以是初始挡位减去降挡值，该降挡值基于在到达加油门位置时所越过的最后的预定位置、踏板位置的变化率和初始挡位。可在踏板越过第一预定位置之后的预定时间量内确定越过的最后的预定位置。第一预定位置可以是触发加油门模式时所处的位置。
如图7所示，在给定速度下，多个预定位置100、102、104、106可相对于邻近的预定位置偏移预定偏移量112。该预定偏移量112可对应于图3所示的事件线60、62、64、66之间的偏移量。此外，预定位置100可相对于道路负载位置98偏移预定偏移量112，并且预定位置106可相对于wot位置107偏移预定偏移量112。如所示出的，预定位置100可邻近道路负载位置98和预定位置102；预定位置102可邻近预定位置100和104；预定位置104可邻近预定位置102和106；预定位置106可邻近预定位置104和wot位置107。虽然预定位置100、102、104、106的定位可根据车辆10的速度而改变(因此预定偏移量112可改变)，但是根据一些实施例，预定位置可相对于邻近的预定位置偏移相等的量(预定偏移量)。在一个实施例中，预定偏移量112可大于给定速度下的10％的踏板调节。在另一个实施例中，预定偏移量112可在12-18％的踏板调节的范围内。预定偏移量可基于特定的车辆以及将消费者的脚部转动映射到踏板调节百分比的传递函数。
仍然参照图7，踏板26可在包括多个段116、118、120、122、124的踏板空间114内可运动。控制器14可被配置为响应于踏板26从初始段运动到加油门位置108，命令从初始挡位到降挡挡位的降挡。可通过所述多个预定位置100、102、104、106(至少部分地)限定所述多个段116、118、120、122、124。初始段可以是所述多个段中的初始位置所处的段。在示出的实施例中，初始位置可以是道路负载位置98。因此，在示出的示例中，初始段是段116。在一个实施例中，当踏板位置的变化率(“踏板变化率”)超过预定阈值时，初始挡位与降挡挡位之间的差可超过踏板26在从初始段运动到加油门位置108时进入的空间114中的段的数量。在图6的示出的示例中，初始挡位(“十挡”)和降挡挡位(“五挡”)之间的差是“5”，并且当踏板位置的变化率(“踏板变化率”)超过预定阈值时，踏板26在从初始段(段116)运动到加油门位置108时进入的段的数量是“3”(段118、120和122)。预定阈值可根据初始挡位和踏板26的初始位置而变化。预定阈值可以是上述变化率1-5中的一个。
在一个实施例中，控制器14可被配置为：响应于加速踏板26越过限定相邻的段116、118的预定位置100并到达段118中的加油门位置110，命令从初始挡位到降挡挡位的降挡，其中，当踏板位置的变化率超过预定阈值时，初始挡位与降挡挡位之间的差可大于1。可进一步由空挡位置96限定段116。虽然相邻的段116、118适用于加油门位置110，但是其他相邻的段(及其共享的预定位置)可适用于不同的加油门位置。
图8是根据本公开的另一实施例可由车辆10的控制器14实施以控制降挡的另一降挡计划图。在一些实施例中，车辆10可配置用于无人驾驶操作。在这样的实施例中，可存在或可不存在加速踏板26。控制器14可被配置为观测扭矩需求而不是踏板位置来确定降挡。
在车辆加速时，扭矩需求增加，“扭矩需求/最大额定扭矩”百分比(“扭矩百分比”)相应地增加。当扭矩百分比超过在输出轴22(图1所示的轴22)的给定速度下的一个或多于一个预定扭矩阈值32、34、36、38、40、42、44、46、48时，车辆10可设定和/或命令降挡至降挡挡位。图8的降挡计划图类似于图2的降挡计划图，除了降挡是基于扭矩百分比而不是踏板位置的。此外，通过类似的标号来示出与图2的实施例中的那些类似的元件和线。由图8中的标号指示的元件和线改为相对于“扭矩百分比”而不是图2中的“踏板调节百分比”。另外，不同于加油门位置，在图8中标号52可指示标记加油门事件的开始的开始扭矩百分比，并且标号54可指示加油门事件的结束扭矩百分比。
图9是根据本公开的另一实施例可由车辆10的控制器14实施以控制降挡的另一降挡计划图。类似于图8，图9的图将预定扭矩阈值示出为事件线60、62、64、66，其中，每条线表示降挡零个、一个或多于一个挡位。图9的降挡计划图类似于图3的降挡计划图，除了降挡是基于扭矩百分比而不是踏板位置的。此外，通过类似的标号来示出与图3的实施例中的那些类似的元件和线。由图9中的标号指示的元件和线改为相对于“扭矩百分比”而不是图3中的“踏板调节百分比”。另外，不同于加油门位置，在图9中标号70可指示标记加油门事件的开始的开始扭矩百分比，并且标号72可指示加油门事件的结束扭矩百分比。
图10示出了表示根据图9的降挡计划图的算法的流程图。图10的流程图类似于图4的流程图，除了降挡是基于扭矩百分比而不是踏板位置的。此外，通过类似的标号来示出与图4的流程图中的那些类似的步骤。现在将描述流程图之间的步骤的差异。
图10的方法可从确定是否触发加油门模式的步骤74'开始。加油门模式可与图9的加油门降挡计划图相关联。图10示出的算法可用于确定控制器14为了增大加速度而可命令降挡到哪个降挡挡位。在一个实施例中，控制器14确定期望的增大的加速度。
在一个实施例中，当(1)扭矩需求的变化率超过可校准的变化率阈值(该可校准的变化率阈值是当前挡位和主动换挡计划的函数)，(2)扭矩需求大于可校准的扭矩阈值(该可校准的扭矩阈值是车辆10的速度(例如，输出轴22的速度)和主动换挡计划的函数)，以及(3)存在至少一个可用的降挡挡位(即，当前挡位在一挡以上并存在能够支持当前速度的较低的可用挡位)时，触发加油门模式。在示出的实施例中，扭矩需求是上文所述的扭矩百分比。然而，本领域的普通技术人员将理解，在此公开的实施例可使用“扭矩百分比”之外的其他值。关于(2)，用于触发加油门模式的可校准的扭矩阈值可以是与针对给定速度的第一事件线(在示出的示例中为事件线60)相关联的预定扭矩阈值。如果在步骤74'处没有触发加油门模式，则控制器14可继续在主动换挡计划下操作，直到满足与不同的换挡计划相关联的条件。
如果在步骤74'处触发了加油门模式，则方法可继续进行确定是否已经越过事件线60、62、64、66的步骤76，如与图4相关的上文所述。
如果在步骤76处控制器14确定已经越过事件线，则该方法可继续进行等待预定时间量以确定扭矩需求是否增大经过另外的事件线60、62、64和/或66(即，给定速度下的另外的预定扭矩阈值)的步骤77。在一个实施例中，预定时间量可以是30-100毫秒。对于快速增大的扭矩需求，扭矩需求可在预定时间量内增大经过多条事件线。
在预定时间量期满之后，方法可继续进行确定扭矩需求的变化率的步骤78'。可连续地计算该变化率并用简单的时间常数对其进行滤波。例如而非限制，可使用双滚动平均计算来计算变化率，其中，将滤波常数(例如，百分比)应用到扭矩需求(从前一个循环到当前循环)的变化，并添加到之前计算的变化率。本领域的普通技术人员将理解，在本公开的精神和范围内，存在多种方法确定步骤78'中的变化率。
对于步骤82，可以以与上文所述的方式相同的方式来执行降挡值的确定。例如而非限制，控制器14可基于挡位剩余值和扭矩需求的变化率(以及该变化率相对于预定变化率阈值落入的位置)从合适的查找表检索降挡值。
类似于图4中示出的算法，控制器14可被配置为：响应于所计算的扭矩需求增大经过多个预定扭矩阈值中的至少一个预定扭矩阈值并且扭矩需求的变化率超过预定变化率阈值，在预定时间量期满时命令从初始挡位到降挡挡位的降挡，其中，所述降挡挡位可基于需求增大所经过的扭矩阈值中的最高者，其中，挡位之间的差超过被越过的预定扭矩阈值的数量。根据一个实施例，所计算的扭矩需求可以是上文所述的“扭矩百分比”。预定变化率阈值可根据初始挡位和开始扭矩需求而变化。在一个实施例中，预定变化率阈值可以是与图5a至图5c和图6相关的上文所述的变化率1-5中的一个。
此外，在挡位剩余值大于所计算的扭矩需求增大所经过的预定扭矩阈值的数量时，初始挡位和降挡挡位之间的差可超过扭矩需求在预定时间量内增大所经过的预定扭矩阈值的数量，其中，挡位剩余值指示在初始挡位以下且在增大通过至少一个预定扭矩阈值时能够支持车辆的给定速度的挡位的数量。根据一个实施例，所计算的扭矩需求可以是上文描述的“扭矩百分比”。
应该理解，图4和图10中的流程图仅用于说明性目的，这些方法不应被解释为限于附图中的流程图。可重新排列方法的某些步骤，同时可完全省略其他的步骤。
虽然以上描述了示例性实施例，但并不意在这些实施例描述了本公开的所有可能的形式。更确切地，说明书中使用的词语是描述性词语而不是限制性词语，应理解，在不脱离本公开的精神和范围的情况下，可进行各种改变。此外，可将各个实施的实施例的特征进行组合，以形成本公开的进一步的实施例。