自适应自动变速箱控制系统的制作方法
【专利说明】
[0001]背景
技术领域
[0002]本主题总体涉及用于机动车辆的液压自动变速箱的控制，更具体地涉及基于障碍物相对于机动车辆的速度或接近度控制变速箱工作模式。
[0003]技术领域的说明:
[0004]某些液压自动变速箱设置成在车辆停止期间降低施加到车辆发动机上的寄生负载。这种变速箱的示例包括由印第安纳州印第安纳波利斯的艾里逊(Allison)提供的示例，诸如3000HS、4000HS和4500HS自动变速箱。这些变速箱在车辆停车时以降低的压力运行，从而即使在变速箱保持“挂档”的同时也能完全停止。该运行模式降低发动机上的负载和用于保持最低空转速度的燃料量。艾里逊将该变速箱运行模式称为“停车时降低的发动机负载” (RELS) ο
[0005]在指示制动释放时艾里逊变速箱从RELS模式返回到正常运行模式。在装备有气动制动器的车辆上，这种指示是制动系统空气压力的变化。这导致制动释放与变速箱返回到正常操作压力之间的滞后。操作者可能在停车后注意到车辆该部分上的迟滞或初始滞后加速度。
【发明内容】
[0006]—种用于车辆传动系的控制系统，具有:自动变速箱，该自动变速箱具有多个前进档并提供挂档时变速箱运行的降低扭矩吸收模式，且还提供给予障碍物的位置和障碍物靠近车辆的运动从降低扭矩吸收模式自适应释放。控制系统包括用于探测车辆前方障碍物的系统。这种障碍物探测系统通常设有自适应巡航控制系统。障碍物探测系统通常是基于雷达或激光反射器的系统并朝向基准车辆前方。障碍物探测系统提供到障碍物的范围和障碍物的前进速度矢量。只要当前选择的/要求的档位仍是前进档，发生三种情况之一变速箱就从降低扭矩吸收模式返回到正常运行模式:1)松开制动踏板(或探测到这种松开的间接指示)；2)障碍物移动到第一预定最大范围以外；或者3)障碍物在第一预定最大范围内的第二预定最大范围外，并具有超过预定最小值的前进速度矢量。该控制系统可在障碍物探测系统和车辆运行条件时进入降低扭矩吸收模式，指示操作者允许机动车辆滑行到停驶。
【附图说明】
[0007]图1是机动车辆传动系和相关控制系统的方框示意图。
[0008]图2是状态过渡图。
[0009]图3是位于装备有自适应变速箱控制系统的卡车前面的汽车侧视图。
[0010]图4是可装备有自适应变速箱控制系统的车辆在铁路平交道口短时停车的立体图。
【具体实施方式】
[0011]在以下详细描述中，不同附图中相同的附图标记和字符可用于指示相同、相应或类似部件。
[0012]现参照各图且具体参照图1，示出车辆传动系10和相关车辆控制系统12。传动系10包括至少第一原动机，这里实施为内燃(IC)机28、车辆驱动轮26和将扭矩从IC发动机传动到驱动轮的液压自动变速箱38。控制系统12包括控制器局域网(CAN)，其符合美国汽车工程师协会(SAE) J1939标准。CAN的主链是公共数据链路30，该公共数据链路30连接多个节点。各节点大致对应于几个控制器，其中几个控制器对传动系10部件实施控制。气动制动系统14的各元件还示出为包括伺服制动器52、压缩空气源31和用于控制压缩空气相对于伺服制动器52的施加和释放的阀块51。防抱死制动系统(ABS)控制器50控制压缩空气通过制动阀块51对行车制动器52的施加并监测车轮转速。
[0013]由各节点/控制器产生的CAN数据信息和数据链路30上的广播通常由类型表征且标示为源节点，但并不定址到任何特定节点。这些信息包括关于车辆运行和条件的数据并要求涉及某些车辆部件的运行。各节点编程为识别某些消息可应用于特定节点并响应于当前车辆条件的环境(从其它信息确定)中各信息中发生的要求而执行操作。例如，信息可通过变速箱齿轮选择控制器72产生，要求将变速箱38移动到倒档。只有当车辆条件允许时，变速箱控制器42将识别该要求(当前所选择的档位/所要求的档位信息)与其相关但将实施该要求。在当前所实现的档位为前进档且车辆速度为正的情况下，变速箱控制器42可保持该请求暂时搁置，因为尚未满足关于该请求的联锁。
[0014]控制系统12的图示是不完整的，但包括关于变速箱运行的节点/控制器和某些其它代表性控制器。在本发明的上下文中对变速箱38有操作关系的控制器包括:发动机控制模块(ECM) 46 ;变速箱控制器42 ;变速箱档位选择控制器72 ;防抱死制动系统(ABS)控制器50;以及自适应巡航前进阻挡范围和速度探测系统(AC0RVD)40。为了完整还示出仪表盘控制器58和主体计算机24。主体计算机24是可能的但不是唯一的，本文描述关于操作的车辆运行数据源。
[0015]传动系10所运行的环境的一部分是进入控制系统12或由控制系统12监测的当前操作者/驱动器输入。控制器的响应经受这些输入所建立的车辆情况和各传感器所建立的车辆的当前条件。主要但不是绝对通过主体计算机24的作用进行到控制系统12的操作者输入。主体计算机24连接成接收多个底盘输入，包括制动踏板位置和点火开关44位置。到主体计算机24的某些操作者输入通过开关组件56输入并使用低速数据链路64传送到主体计算机。该数据可包括选择由车辆所保持的巡航速度。制动踏板位置可由到主体计算机24的位置传感器输入来指示。行车制动器52的释放通过测量气动制动系统14空气压力的变化来监测。加速器位置由ECM46来直接接收。操作者档位选择是通过档位选择杆73，选择通过变速箱档位选择控制器12传送到控制系统12。
[0016]关于自适应变速箱运行控制的车辆环境还包括车速，车速可由防抱死制动系统(ABS)控制器50并通过数据链路30计算和报告。或者，发动机控制模块(EMS)46可使用由变速箱控制器42报告的输出轴速度与用于后(或驱动)轴比和轮胎尺寸的数据组合来基于驱动轮26的转速来确定车速。在任一情况下，变速箱控制器42可然后从数据链路30读取车速。
[0017]变速箱档位选择控制器72产生在数据链路30上广播的档位选择/要求信息。“选择档位”不一定与当前啮合档位或“实现的档位”是相同档位。变速箱控制器42直到满足用于这种放置的所有联锁才作用在所选档位信息上以将变速箱38放置在所选档位。取一个极端的例子，在车辆变速箱38处于前进档且车辆高速移动的同时，操作者可将选择器移动到“倒档”。在该情况下，变速箱控制器42将忽略所选档位信息，直到车辆停止为止(可能包括施加制动)。只有这样变速器控制器42才作用在所选/所要求档位信息(如果满足任何其它联锁)且只有这样当前选定档位才能匹配所实现的当前档位。所实现的当前档位通过变速箱控制器42在数据链路30上广播。当当前所选定档位不同于当前所实现的档位时，齿轮选择器73或仪表组58可用于通常通过指示灯的闪烁来指示该情况。这可能会在当前所选档位例如为倒档同时所实现的当前档位为前进档的情况下发生。在当前所选档位为前进驱动档且所实现的当前档位为前进低速档的情况下这不可能发生。
[0018]对IC发动机28的ECM46控制可响应于源自主体计算机24的CAN信息中实施的要求而发生。来自变速箱控制器42的信息可影响ECM46响应的特征。来自主体计算机24的信息可要求给定水平的扭矩输出，或者它们可要求IC发动机28怠速运行。怠速运行必需保持预定最小发动机28运行速度。降低发动机28上的负载降低发动机28的燃料消耗，即使怠速时也是如此。
[0019]在编程为在变速箱38上实施RELS模式或任何类似降低扭矩吸收模式的车辆中，变速箱控制器42可运行以在制动或滑行过程中车辆停止时降低变速箱38运行压力。降低的压力导致IC发动机28上降低的变速箱38负载，这又导致怠速时保持发动机28运行的降低燃料消耗。
[0020]对于艾里逊变速箱，当制动踏板下压时，变速箱38响应于安装传动系10的车辆接近完全停止而被置于RELS模式(或用于其它制造商的其等同模式)。因此，在传动系10进入RELS模式之前，满足三个条件:1)当前实现的档位是前进驱动档；2)下压制动器踏板；以及3)车速为零(通常通过数据链路30上速度测量信号小于低速阈值，例如<3kph来满足)。在满足这些条件时，车辆变速箱38扭矩转换器被置于扭矩吸收降低的RELS模式。只要当前所要求档位保持为前进档，在释放制动踏板时，变速箱38返回到正常前进运行模式(运行压力增加，允许更大的扭矩吸收)。通过测量气动制动系统14内空气压力的变化而进行为了从RELS释放目的的制动器踏板探测。当前所实现的档位可能不对应于当前选定档位(除非当前选定档位为“低速”)，而是通过一系列档位行进，直到达到当前选定档位为止。
[0021]控制系统12装备并编程为实施自主/自适应巡航控制系统，其中操作者可选择所要保持的速度，除了阻碍车辆以低于所选巡航速度移动的情况下，车辆使用雷达或激光测距使器使速度适应车辆路径中物体的速度。为了实施自主巡航控制，自适应巡航前方阻挡范围和速度探测系统40产生传动系10所安装的车辆紧正前方障碍物的探测、到该前方障碍物的距离、以及前方障碍物的前进速度矢量的信息。本文使用的术语自主意思是系统不使用外部数据源，所使用的测量值完全由车载传感器产生。前进速度矢量是远离对准在基准车辆的纵向轴线上远离基准车辆的速度分量。负向前矢量速度意味着前方障碍物沿外部参考系中基准车辆的方向移动。
[0022]用于前方障碍物的距离和速度测量可从各替代物提供到AC0RVD40。例如，向后和向前自主避撞系统可提供等同数据。还可能这些数据可在非自主情况下提供。这会是前方阻挡车辆和装备有传动系10和控制系统12的基准车辆彼此通信运行数据的情况。
[0023]参照图2，用于自动变速箱38的状态机器示出其操作，从而降低变速箱从降低的扭矩吸收或RELS状操作模式滞后释放的发生频率。假设本系统所安装的车辆允许仅用车辆变速箱38停车或空档(既是当前要求的档位也当前实现的档位)时启动车辆IC发动机28。因而，启动时，变速箱38处于停车或空档既是当前要求档位又是当前实现档位的状态，且发动机运行。出于示出本系统的简单性，变速箱38处于倒档(既是要求档位又是实现档位)的状态与停车/空档状态合并为非前进档状态80。
[0024]从状态80，即从停车、空档或倒档到前进档的任何过渡必需操作者选择/要求前进档。在执行状态变化之前，可能还必须满足其它联锁。例如，如果制动踏板被下压且车速为零，则从倒