燃料经济增强型变速器手动/保持模式和低速模式的制作方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2015年4月23日提交的第62/151,485号和第62/151,635号美国专利申请的权益。上述申请的公开内容通过引用并入本文。

本公开总体涉及变速器换挡组件和相关的控制策略。

背景技术：

变速器换挡组件允许车辆操作者在车辆操作期间选择性地改变传动比。一种变速器配置是自动手动变速器。通常，配置用于重型卡车的这种自动手动变速器可以包含六到十八个速度。在一些布置中，自动手动变速器还提供手动模式，其中驾驶员可以手动选择起动挡，并利用上下按钮根据需要换挡。其它模式可以包括保持当前挡位的保持模式，而不允许控制自动换挡。也可以提供低速模式。在低速模式中，降挡在比正常情况更高的发动机每分钟转数下进行，以增强发动机制动。虽然手动模式、保持模式和低速模式为操作者提供有用的操作优点，但是当在给定的操作条件下选择它们并且不一定需要它们时，它们可能不利地影响燃料经济性。

本文提供的背景描述是为了通常呈现本公开的上下文的目的。目前署名的发明人的工作，在本背景部分中描述的程度上以及在递交之时可能不符合现有技术的说明的方面，不明确或隐含地承认为本公开的现有技术。

技术实现要素：

提供一种控制具有变速器和换挡器的自动手动变速器系统的方法。换挡器包括手动模式和保持模式中的至少一个以及驱动模式。驱动模式自动选择变速器的默认挡位，并自动执行所有升挡和降挡。手动模式允许操作者手动选择变速器的升挡和降挡。保持模式允许操作者维持当前的操作挡位。控制确定换挡器是否处于手动模式和保持模式之一。控制确定车辆操作状态是否在预定阈值之外。无论换挡器是否处于手动模式和保持模式之一，控制都基于车辆操作状态在预定阈值之外，在驱动模式中操作变速器。

根据附加特征，车辆操作状态是车辆速度。在另一示例中，车辆操作状态是变速器的所接合的挡位。在另一种配置中，车辆操作状态是向发动机提供输入的发动机的燃料输送速率。在其它示例中，车辆操作状态是车辆坡度测量值。车辆操作状态还可以包括车辆重量。控制可以确定坡度是否高于针对车辆重量的阈值。

根据另一示例提供了一种控制具有变速器和换挡器的自动手动变速器系统的方法。换挡器包括驱动模式和低速模式。驱动模式自动选择变速器的默认挡位，并自动执行所有升挡和降挡。低速模式在与驱动模式相比更高的发动机每分钟转数下执行变速器的降挡。控制确定换挡器是否处于低速模式。控制确定车辆操作状态是否在预定阈值之外。无论换挡器是否处于低速模式，控制基于车辆操作状态在预定阈值之外，在驱动模式中操作变速器。

根据附加特征，车辆操作状态是车辆速度。在另一示例中，车辆操作状态是变速器的所接合的挡位。在另一种配置中，车辆操作状态是向变速器提供输入的发动机的燃料输送速率。

附图说明

从详细描述和附图将更全面地理解本公开，其中：

图1是根据本公开的一个示例构造的自动手动变速器系统的示意图；

图2a和2b是在手动模式和保持模式中控制图1的自动手动变速器系统的方法；以及

图3是在低速模式中控制图1的自动手动变速器系统的方法。

具体实施方式

首先参考图1，示出了根据本公开的一个示例构造的示例性自动手动变速器系统，并且通常用附图标记10来标识。示例性自动手动变速器系统10可以特别适用于中型或重型卡车。然而，本教导可适用于其它车辆。自动手动变速器系统10通常可以包括变速器20、换挡器22、车辆操作传感器24和控制器30。变速器20是自动变速或变速齿轮变速器，在其输入和输出轴之间具有多个可选择的变速比，可以通过选择性地接合和分离刚性爪式离合器来选择性地接合和分离。本文所用的术语“降挡”是指从较高速传动比向较低速传动比的换挡。众所周知，低速传动比(例如第8速)将具有比较高的传动比(例如第9速)更高的数值。减速包括通过单个比例的降挡，例如第九速度到第八速度降挡。自动手动变速器20由诸如公知的柴油发动机等燃料控制发动机34通过诸如离合器40等非正联接来驱动。

自动手动变速器系统10还可以包括典型的脚踏操作的手动离合器控制踏板44，其仅用于从静止起动和/或低速爬行机动情况。控制器30可以接收指示手动离合器44位置和致动车辆制动踏板48的信号。可替代地，可以去除离合器踏板44并且离合器的操作可以在控制器30的控制下完全自动化。

控制器30可以与发动机34之间发送和接收诸如发动机34的速度等通信信号。控制器30可以与变速器20之间发送和接收诸如与所选挡位相关的信息和各种操作速度等通信信号。控制器30可以类似地从车辆操作传感器24接收诸如车辆速度等信号。

换挡器22可以是为驾驶员提供各种操作模式和挡位的任何合适的换挡机构。图1中的换挡器22的图示和布局仅仅是示例性的。应当理解，换挡器22可以采取其它形式并且具有更少或附加的可用挡位和模式。换挡器22可以提供驻车挡(p)50、倒车挡(r)52，空挡(n)54，驱动模式(dm)56，手动模式(mm)58，保持模式(hm)60和低速模式(lm)。可以考虑其它的挡位和模式。此外，应当理解，换挡器22可以不包括所示的所有模式。例如，换挡器22可以不一定同时具有手动模式58和保持模式60。驱动模式56自动选择默认挡位，并且基于燃料经济性和驾驶员请求的平衡来自动执行所有升挡和降挡。手动模式58还可以提供升挡和降挡按钮70和72。当选择手动模式58时，驾驶员可以手动选择起动挡，并按压升挡和降挡按钮70和72来手动选择升挡和降挡。

当驾驶员想要保持或维持当前挡位而不是让控制器30自动选择挡位时，可以选择保持模式60。当在工地周围、铁轨上方、陡坡上或湿滑的表面上移动时，保持模式60可以是有用的。保持模式60可以基本上等同于手动模式58，不同之处在于在保持模式60中没有用户升挡和降挡按钮可用。

低速模式62在比正常情况更高的发动机转速下执行降挡，以增强发动机制动。通常选择降挡点，使换挡后的发动机转速低于发动机额定转速。低速模式旨在在驾驶员期望最大限度地发动机制动并最小化制动踏板48的使用的情况下使用。例如，当在很长的斜坡上驱动或准备停止时，可以使用低速模式62。如果在移动时选择低速模式62，则变速器20除了变速器超驰条件之外将不升挡。变速器20将在最早的时机降挡以提供最大的发动机制动。

在现有技术的配置中，驾驶员可以选择手动模式58、保持模式60或低速模式62以避开选择最节省燃料挡位的变速器的驱动模式62逻辑。虽然更高的发动机转速提供给驾驶员更多的马力，但它将以牺牲燃料经济性为代价。如本文将描述的，根据本公开的控制系统允许驾驶员在给定操作条件需要时使用手动模式58、保持模式60和低速模式62。当所识别的操作条件不需要这种模式时，控制系统进一步禁止驾驶员在手动模式58、保持模式60和低速模式62中运行变速器的能力。因此，控制系统提供了更节能的系统。

控制系统将允许使用手动模式58和保持模式60的一个操作条件可以包括在斜坡上驱动或以低速驱动，例如当接近铁路道口时。控制系统将禁止使用手动模式58和保持模式60的一个操作条件将是以高速在公路上驱动。如可以理解的那样，当不需要这些模式时，在高速公路上驱动的同时，在手动模式58和保持模式60中的操作将导致多余的燃料消耗。其它操作条件可以包括正常驾驶速度，其中驾驶员只需要较低挡来增加马力。因此，当不需要这些模式时，本公开的控制系统尝试停止用户在手动模式58和保持模式60和低速模式62之一中操作变速器20。

现在进一步参考图2a和2b，将描述用于在手动模式和保持模式中控制自动手动变速器系统10的控制系统110。控制系统110配置为与手动模式58和保持模式60一起使用。通常，驾驶员可以使用手动模式58和保持模式60，直到车辆速度超过阈值。变速器20将保持当前挡位，除非另有提示使用手动模式升挡和降挡按钮70和72。这确保手动模式58或保持模式60功能可用于满足联邦汽车运输安全管理署(fmcsa)要求。此外，当燃料经济性不是主要关注点时，手动模式58或保持模式60操作对驾驶员的益处在机动情况中扩展。

当控制确定车辆速度高于阈值时，手动模式58或保持模式60将表现为如同驱动模式56，为燃料经济性、加速性能和其它关注点自动选择最佳挡位。类似地，当控制确定接合的传动比低于阈值(或所选择的挡位数高于阈值)时，手动模式58或保持模式60将表现为如同驱动模式56。在另一个特征中，当控制确定发动机加燃料(或扭矩)低于阈值时，手动模式58或保持模式60将表现为如同驱动模式56。在另一特征中，当控制确定坡度高于针对车辆重量的阈值时，手动模式58或保持模式60将表现为如同驱动模式56。如本文所用，“坡度高于阈值”用于表示较大的上坡或下坡坡度。

在120处，控制确定换挡器22处于手动模式58或保持模式60。在122处，控制确定是否配置基于车辆速度的手动模式或保持模式。如果配置基于车辆速度的手动模式或保持模式，则在126处控制确定车辆速度是否低于阈值。在一个示例中，控制可以从车辆传感器24接收车辆速度信息。车辆速度阈值可以被设置为任何速度，例如每小时25英里(mph)。如果车辆速度低于阈值，则在128处自动手动变速器系统10表现为如同手动模式或保持模式有效。如果车辆速度不低于阈值，则在130处控制请求自动手动变速器系统10在驱动模式中操作。

在132处，控制确定是否配置基于挡位的手动模式或保持模式。如果配置基于挡位的手动模式或保持模式，则在136处控制确定所接合的挡位数是否低于阈值。所接合的挡位阈值可以根据应用被设置为任何低挡位数。如果所接合的挡位低于阈值，则在138处自动手动变速器系统10表现为如同手动模式或保持模式有效。如果所接合的挡位数不低于阈值，则在140处控制请求自动手动变速器系统10在驱动模式中操作。

在152处，控制确定是否配置基于发动机加燃料的手动模式或保持模式。如果配置基于发动机加燃料的手动模式或保持模式，则在156处控制确定发动机加燃料(或扭矩)是否低于阀值。燃料经济型手动/保持模式将表现为类似于当车辆在接合传动系统的情况下移动，但是发动机34不加燃料(或者燃料处于对燃料经济性不显著的非常低的水平)时当前的手动模式或保持模式。然而，当车辆在接合传动系统的情况下移动并且发动机34加燃料超过显著水平时，在超时时段之后，燃料经济性手动/保持模式将类似于驱动模式，自动选择针对燃料经济性、加速性能和其它关注点的最佳挡位。如果发动机34加燃料低于阈值，则在158处自动手动变速器系统10表现为如同手动模式或保持模式有效。如果发动机34加燃料不低于阈值，则在160处控制请求自动手动变速器系统10在驱动模式中操作。

在162处，控制确定是否配置基于坡度和重量的手动模式或保持模式。如果配置基于坡度和重量的手动模式或保持模式，则在166处控制确定坡度是否高于针对车辆重量的阈值。再次，根据应用，阈值可以设置为较大的上坡或下坡坡度。燃料经济性手动/保持模式的表现为类似于当车辆在陡坡上移动时的当前手动模式或保持模式。在一个示例中，控制器30可以从传感器24接收坡度信息。然而，当车辆不在陡坡上时，燃料经济性手动/保持模式将表现为类似于驱动模式，自动选择针对燃料经济性、加速性能和其它关注点的最佳挡位。如果在166处坡度高于针对车辆重量的阈值，则在168处自动手动变速器系统10表现为如同手动模式或保持模式有效。如果坡度不高于阈值，则在170处控制请求自动手动变速器系统10在驱动模式中操作。在172中，控制确定是否请求驱动模式表现。如果没有请求驱动模式表现，则在174中自动手动变速器系统10表现为如同手动模式或保持模式有效。如果要求驱动模式表现，则在176中系统表现为如同驱动模式有效。

现在转到图3，将描述用于在低速模式中控制自动手动变速器系统10的控制系统210。在220处，控制确定换挡器22处于低速模式62。如果配置基于车辆速度的低速模式，则在226处控制确定车辆速度是否低于阈值。在一个示例中，控制可以从车辆传感器24接收车辆速度信息。车辆速度阈值可以被设置为任何速度，例如每小时25英里(mph)。如果车辆速度低于阈值，则在228处自动手动变速器系统10表现为如同低速模式有效。如果车辆速度不低于阈值，则在230处控制请求自动手动变速器系统10在驱动模式中操作。

在232处，控制确定是否配置基于发动机加燃料的低速模式。如果配置基于发动机加燃料的低速模式，则在236处控制确定发动机加燃料(或扭矩)是否低于阈值。燃料经济性低速模式的表现类似于当车辆在接合传动系的情况下移动但是发动机34不加燃料(或者燃料处于对燃料经济性不显著的非常低的水平)时的当前的低速模式。然而，当车辆在接合传动系统的情况下移动并且发动机34加燃料超过显著水平时，在超时时段之后，燃料经济性低速模式将类似于驱动模式，自动选择用于燃料经济性、加速度性能和其它关注点的最佳齿轮。如果发动机34加燃料低于阈值，则在238处，自动手动变速器系统10的表现如同低速模式有效。如果发动机34加燃料不低于阈值，则控制请求自动手动变速器系统10在驱动模式中操作。在244中，控制确定是否请求驱动模式表现。如果没有请求驱动模式表现，则在246中自动手动变速器系统10表现为如同低速模式有效。如果请求驱动模式表现，则在248中系统表现为如同驱动模式有效。

上述所有示例可以是客户可配置的。在这方面，自动手动变速器系统10可以保持传统的手动模式或保持模式功能，使用基于车辆速度的燃料经济性手动/保持模式功能，基于挡位的燃料经济性手动/保持模式功能，基于发动机加燃料的燃料经济性手动/保持模式功能，基于坡度的燃料经济型手动/保持模式功能，或任何功能组合。此外，控制器30可以配置为接受各种速度阈值、坡度阈值、加燃料阈值等。

为了说明和描述的目的，提供了上述示例的描述。其不旨在是穷举的或限制本公开的。特定示例的单个元件或特征通常不限于该特定示例，但是在适用的情况下是可互换的并且可以在所选择的示例中使用，即使没有具体示出或描述。在许多方面也可能有所不同。这些变化不被视为偏离本公开，并且所有这些修改旨在被包括在本公开的范围内。