专利名称：用于预测降档并且控制自动变速器的方法
技术领域：
本发明涉及根据预先确立的减速曲线来控制车辆的自动变速器，特别是控制爬坡时的减速，所述车辆配备有自动变速器，该自动变速器拥有换挡法则，该换挡法则已经使其降档。
背景技术：
当配备有自动变速器的车辆爬坡时，变速器适配其操作从而为驾驶员预留更大的扭矩。传统上，变速器估计斜率百分数，并且应用适合该斜率的换挡法则当爬坡时以较高的速度执行换挡。然而，适合各种不同道路状况的换挡法则的精细调整在操作上是相当复杂的。为此，公开文本FR2842579提出了用于在爬坡时适配自动变速器操作的另一种方法。这种方法是基于对车辆在升档后可能达到的加速度的估计的。这种估计使得有可能在变速器中应用的换挡法则要求升档的情况下判定是否执行升档。根据该公开文本，可以在换挡 后达到的加速度是根据当前加速度、当前发动机扭矩以及在换挡之前和之后所提供的扭矩差来计算的。仅当换挡后可能达到的加速度大于阈值时才允许升档，所述阈值称为舒适阈值。该方法的两个主要缺点一方面是估计升档后能达到的加速度是不利的，另一方面是只有升档才适配于斜率这一事实。在实践中，降档或者基于换挡法则或者基于抬脚时的减速标准，而这是难于实施的。
发明内容
本发明旨在以一种用于预测换挡的方法来改进对加速度的估计。它特别地提出了一种用于将降档自动适配于斜率的方法，其避免了对适合于爬坡的完美法则的需求。为此，它规定当能在当前传动比以最大扭矩达到的加速度小于维持车辆速度所需要的加速度阈值时，与换挡法则所确立的传动比定值无关地强制变速器降档。优选地，通过计算与通过压下踏板而请求推进时的当前传动比上能达到的最大发动机扭矩相对应的车轮扭矩和与当前发动机扭矩相对应的施加于车轮上的扭矩之间的差值，来估计可以达到的加速度。本发明还提出一种用于控制自动变速器的传动比更改的方法，该自动变速器拥有换挡法则，该换挡法则根据预先确立的换挡法则而强加一传动比定值，其中通过同时应用变速器的换挡法则并且应用预测来触发降档。
参考附图，通过阅读下面对非限制性实施例的描述，将更好地理解本发明，其中-图1示出了换挡法则的示例性降档曲线；
-图2示意性地示出了增压发动机的响应时间；-图3是一种用于控制自动变速器的换挡的算法；和 -图4示意性地示出了在爬坡时请求推进的情况下的增压发动机的扭矩响应。
具体实施例方式在图1中作为例子而显示的平面N、α (N是以每分钟转数为单位的发动机转速并且α是用百分数表示的踏板下压角度)中的降档曲线可以分成两个部分，即称为“法则脚” 的垂直底部和称为“法则核心”的曲线顶部。这个曲线的相交导致降档。这可以以两种方式执行。在驾驶员抬脚减速之后，曲线在其底部相交。当压下加速器踏板时，也就是说驾驶员请求推进时，曲线在其顶部相交。“法则核心”通常被定位于不会到达最大扭矩。在实践中，当驾驶员压下踏板以请求加速时，发动机在可能降档之前到达其最大扭矩以增加可用功率。因此，当车辆随着抬脚而减速并且速度接近降档速度时，如果驾驶员加速，则他通常在与法则核心相交之前达到这个速度上可用的最大发动机扭矩。如果他继续压低踏板则触发降档。然而，如果驾驶员简单地压下踏板至达到最大扭矩的位置，则必须确保这个扭矩足以使其至少保持车辆的速度。降档“法则脚”因而在理论上被定位于足够高的速度以确保以该速度可达到的最大发动机扭矩上的加速度足以使得在车辆正攀登的斜坡上具有正的加速度。在从公开文本FR2842579中获知的方法中。只有升档换挡适配于斜率，而降档或者是基于换挡法则或者是基于抬脚减速标准。然而，这个标准相比换挡法则而言较不容易达到完美并且无法构造可靠的斜率适配。所提出的用于预测降档的方法使之能够通过计算可在所遇到的斜坡上以当前速度的最大扭矩所达到的加速度而自动观测这个标准。根据这个方法，当能够以当前传动比(R)上的最大扭矩aest(Cm _)而达到的加速度小于保持车速所需要的加速度阈值时，与由换挡法则所确立的传动比定值无关地强制变速器降档(R-I)。这需要计算能以当前最大扭矩、速度和斜率而达到的加速度(能在请求推进时达到的加速度)并且当这个加速度过小时使用一种算法来强制降档。所提出的用于预测降档的方法因而能够纳入用于控制自动变速器的整体方法中， 其中降档或者通过应用变速器换挡法则或者通过预测而被触发。能在请求推进时以当前斜率和发动机速度而达到的加速度的计算，可以通过计算与能够在压下踏板而请求推进时以当前传动比达到的最大发动机扭矩(；(cm _)相对应的车轮扭矩和与当前发动机扭矩C； (Cm)相对应的施加于车轮上的扭矩之间的差值来被估计。在这种情况下，该计算可以利用以下关系式来实现aest (Cm max) = Utnes + CU-C-(Cm)，其中
_Mr-Best(Cfflfflax)是能以最大发动机扭矩达到的加速度，-affles是通过对车速求导数而获得的所测量的加速度，其还由例如ABS计算机经由多路复用网络而提供给变速箱控制计算机， -M是车辆的重量，其例如通过如FR2737761公开文本中所描述的重量估计方法来被估计，-Cr (Cffl fflax)是与最大发动机扭矩相对应的车轮扭矩，-Cr(Cffl)是与当前发动机扭矩相对应的车轮扭矩，和-r是轮胎半径，其是能被校准的常数。与当前发动机扭矩相对应的车轮扭矩能够通过以下关系式获得Cr(Cm) = CmXK(R),其中-Cm是发动机扭矩，该扭矩由发动机控制计算机来估计并且经由多路复用网络被发送到变速箱控制计算机，和-K(R)是传动比R上的变速器减速比，其是通过包含于自动变速器的管理计算机中的绘图而给出的。然而，车轮最大扭矩C； (Cffljiax)不等于最大发动机扭矩Cm max (Nffl)。它们按照以下关系式通过校正因子而关联 Cr (Cffljiax) = Fcorr X Cffljiax (Nffl) X K (R)，其中，乂是发动机速度，Cmmax(Nm)是借助于包含于自动变速器控制计算机中的绘图基于发动机速度而计算的理论最大发动机扭矩，并且K(R)是校正所需要的系数，并且K(R)是减速比。校正因子F。m是要应用于理论最大发动机扭矩的校正因子，其等于实际发动机扭矩除以理论发动机扭矩。这个理论发动机扭矩是由变速器控制计算机借助于基于发动机速度的绘图和踏板角度来估计的。F。。 可以基于Cm发动机扭矩和由发动机应用的扭矩定值Cm。。ns一而被估计，该扭矩Cm是由发动机控制计算机估计的并且经由多路复用网络被发送到变速箱控制计算机。扭矩定值Cm。。nsigM是从发动机控制计算机内部的一种考虑了踏板角度和发动机速度的算法中导出的并且能够经由车辆的多路复用网络而被发送到变速箱控制器。然而，在发动机计算机侧，用于计算定值扭矩的算法比简单的绘图更为复杂。此夕卜，对变速器控制计算机中的扭矩绘图的精细调整可能与对发动机控制计算机中的算法的精细调整是不同的，特别是当发动机处于调整阶段中时。因此，由变速器计算的理论发动机扭矩通常与发动机实际应用的定值扭矩十分不同。在缺乏任何特定设置的情况下，校正因子(其规则是获知所有性能损耗因子，这导致实际发动机扭矩小于理论扭矩海拔高度、阻塞的微粒过滤器，等等)因而是伪造的。在增压发动机的特定情形中，处于低速中的主要扭矩损耗因子是较长的增压响应时间。这产生如下效应。图2显示，当驾驶员完全压下加速器踏板(压下角度α)时，发动机扭矩Cm最初在大气范围PA内时增加的非常快，然后当它达到增压范围PS时大大减慢。为了克服响应于驾驶员的推进请求的涡轮增压器的延时，本发明提出保持比值
TT-^^的时间平均值。
C m consigne校正因子F。。rr因而是
权利要求
1.一种用于在配备有自动变速器的车辆上预测爬坡时的降档的方法，所述自动变速器具有换挡法则，该换挡法则根据预先确立的降档曲线来强制该自动变速器降档，其特征在于，当能够在当前档位(R)上在最大扭矩达到的加速度Ist(Cm max)小于保持车速所需要的加速度阈值时，与由所述换挡法则所确立的传动比定值无关地强制所述变速器换至低一级档位(R-I)。
2.根据权利要求1所述的用于预测的方法，其特征在于，能够达到的加速度aest(Cm mJ 是通过计算与能在压下踏板以请求推进时在当前档位上达到的最大发动机扭矩CJCm max) 相对应的车轮扭矩和与当前发动机扭矩C；(Cm)相对应的施加于车轮上的扭矩之差来被估计的。
3.根据权利要求2所述的用于预测的方法，其特征在于，能够在最大扭矩达到的加速度是通过以下关系式来被估计的
4.根据权利要求2或3所述的用于预测的方法，其特征在于，与最大发动机扭矩C；(Cm _)相对应的车轮扭矩通过校正因子(F。。 )而关联于当前速度上的发动机的理论最大扭矩。
5.根据权利要求3所述的用于预测的方法，其特征在于，所述校正因子(F。。 )取决于由其计算机计算的发动机扭矩的估计值与由发动机计算机应用的扭矩定值之比。
6.根据权利要求4所述的用于预测的方法，其特征在于，所述校正因子(F。。 )是就驾驶员所发出的之前的车辆推进请求而计算的比值的平均值。
7.根据权利要求6所述的用于预测的方法，其特征在于，仅当发动机所应用的定值扭矩大于代表发动机的大气范围限制的固定阈值时，才激活对所述平均值的计算。
8.一种用于控制具有换挡法则的自动变速器上的换挡的方法，所述换挡法则按照预先确立的换挡法则而强制传动比定值(R)，其特征在于，一方面通过预测变速器的换挡法则， 另一方面通过根据前述权利要求之一的预测，来触发降档。
9.根据权利要求8所述的用于控制的方法，其特征在于，当能在高一级档位达到的加速度小于第一加速度阈值并且斜率也大于一个阈值时，禁止升至该高一级档位。
10.根据权利要求9所述的用于控制的方法，其特征在于，当能在高一级档位上达到的加速度变成大于比所述第一阈值更大的第二加速度阈值时，或者如果所述斜率变成小于比第一阈值更小的第二斜率阈值，则再次允许升至该高一级档位。
11.根据权利要求8所述的用于控制的方法，其特征在于，通过根据权利要求9或10的预测来触发至高一级档位的升档。
全文摘要
本发明涉及一种用于在配备有具有换挡法则的自动变速器的车辆上预测爬坡时的降档的方法，所述换挡法则基于预先确立的降档曲线来强制换低档，其特征在于，当能够在当前档位(R)上在最大扭矩达到的加速度aest(Cm_max)小于保持车速所需要的加速度阈值时，与由所述换挡法则所确立的传动比定值无关地强制所述变速器换至低一级档位(R-1)。
文档编号F16H59/14GK102348912SQ200980157918
公开日2012年2月8日 申请日期2009年12月10日 优先权日2009年1月12日
发明者R·旺德克尔克霍夫 申请人:雷诺股份公司