具有改进换挡质量的机动车辆的制作方法

本申请要求2018年2月13日提交的英国专利申请no.1802296.2的优先权。上述申请的全部内容通过引用整体并入本文以用于所有目的。

本公开涉及机动车辆，特别涉及具有经由手动控制的摩擦离合器和可调节的外部负载驱动多速手动齿轮箱的燃烧发动机的机动车辆。

背景技术：

需要不断改进具有内燃发动机的机动车辆的细化，并且一种改进细化的方法是通过增加这种发动机的飞轮的惯性来减小发动机转速波动所产生的振动。

然而，在相关联的齿轮箱的比率变化(“换挡”)期间，使用高惯性的飞轮是不利的，因为高惯性减小了发动机能够减速或加速的速率。这种较慢的响应可能导致较慢的换挡，或在换挡结束处离合器重新接合时发动机和齿轮箱的输入轴之间的大的速度失配，这将导致不可接受的传动冲击。

本公开的目的是提供一种机动车辆，其中在换挡期间调节施加到发动机一个或多个外部负载以改进换挡的质量。

技术实现要素：

根据本公开的第一方面，提供了一种具有燃烧发动机的机动车辆，该机动车辆包括飞轮、通过摩擦离合器可驱动地连接到燃烧发动机的多速齿轮箱、由燃烧发动机直接驱动的至少一个电力可控负载、可操作地连接到该至少一个电力可控负载的电子控制器、指示何时被预测为发生换挡事件的至电子控制器的第一输入、以及指示预测发生的换挡事件的类型的至电子控制器的第二输入，其中电子控制器被布置成在预测的换挡的类型是升档的情况下，在摩擦离合器脱离的换挡期间从满足当前需求所需的正常负载水平增加由至少一个电力可控负载施加的负载，并且电子控制器进一步被布置成在预测的换挡的类型是降档的情况下，在换挡期间减小由至少一个电力可控负载施加的负载，并且电子控制器进一步被布置成当摩擦离合器接合且换挡事件结束时将至少一个电力可控负载恢复到正常负载水平。

在换挡期间增加负载可以包括将由至少一个电力可控负载施加到燃烧发动机的负载从正常水平增加到由至少一个电力可控负载能够施加到燃烧发动机的最大负载。

在换挡期间减小负载可以包括将由至少一个电力可控负载施加到燃烧发动机的负载从正常水平减小到由至少一个电力可控负载能够施加到燃烧发动机的最小负载。

至少一个电力可控负载可以是可变排量油泵，并且增加施加到燃烧发动机的负载可以包括增加油泵的排量。

可变排量油泵的排量可以增加到最大流量状态。

至少一个电力可控负载可以是可变排量油泵，并且减小施加到燃烧发动机的负载可包括减小油泵的排量。

可变排量油泵的排量可减小到最小流量状态。

至少一个电力可控负载可以是可变输出发动机冷却剂泵，并且增加施加到燃烧发动机的负载可以包括增加来自冷却剂泵的输出。

来自可变输出发动机冷却剂泵的输出可以增加到最大流量状态。

至少一个电力可控负载可以是可变输出发动机冷却剂泵，并且减小施加到燃烧发动机的负载可以包括减小来自发动机冷却剂泵的输出。

来自可变输出发动机冷却剂泵的输出可以减小到最小流量状态。

至少一个电力可控负载可以是空调泵，并且增加施加到燃烧发动机的负载可以包括接合空调压缩机。

至少一个电力可控负载可以是空调泵，并且减小施加到燃烧发动机的负载可以包括脱离空调压缩机。

至少一个电力可控负载可以是燃料泵，并且增加施加到燃烧发动机的负载包括调节燃料泵以增加燃料轨压力。

可以调节燃料泵以将燃料轨压力增加到最大操作压力。

至少一个电力可控负载可以是燃料泵，并且减小施加到燃烧发动机的负载包括调节燃料泵以减小燃料轨压力。

可以调节燃料泵以将燃料轨压力减小到最小操作压力。

至少一个电力可控负载可以是发电机，并且增加施加到燃烧发动机的负载可以包括增加施加到发电机的电负载，以便增加由发电机施加到燃烧发动机的负载。

至少一个电力可控负载可以是发电机，并且减小施加到燃烧发动机的负载可以包括断开连接到发电机的任何电负载，以便将由发电机施加到燃烧发动机的负载减小到最小值。

至少一个电力可控负载可以是选自可变排量油泵、可变输出发动机冷却剂泵、空调泵、燃料泵和发电机中的至少两个电力可控负载。

至电子控制器的第一输入可以是来自用于指示离合器的接合状态的传感器的输出。至电子控制器的第二输入可以是指示发动机转速的输入。

如果发动机转速被指示为增加，则这可以作为换挡将是升档的预测，并且如果发动机转速被指示为减小，则这可以作为换挡将是降档的预测。

根据本公开的第二方面，提供一种在通过形成机动车辆的一部分的发动机经由摩擦离合器驱动的多速变速器的换挡期间控制机动车辆的操作的方法，其中该方法包括：检查是否被预测为发生其中摩擦离合器脱离的换挡事件，如果预测为发生换挡事件，则建立预测发生的换挡事件的类型，如果预测发生的换挡的类型是升档，则在换挡期间从满足当前需求所需的正常负载水平增加由发动机直接驱动的至少一个电力可控负载施加的负载，如果预测发生的换挡事件的类型是降档，则在换挡期间从正常负载水平减小由发动机驱动的至少一个电力可控负载施加的负载，并且当摩擦离合器接合且换挡事件结束时，将至少一个电力可控负载恢复到正常负载水平。

增加由至少一个电力可控负载施加到燃烧发动机的负载可以包括在换挡事件的持续时间内将负载从正常负载水平增加到最大负载水平，以及减小换挡期间的负载可以包括在换挡事件的持续时间内将由至少一个电力可控负载施加到燃烧发动机的负载从正常负载水平减小到最小负载水平。

附图说明

现在将参考附图以示例的方式描述本发明，其中：

图1是根据本公开的第一方面的机动车辆的示意图；并且

图2是示出根据本公开的第二方面在换挡事件期间控制机动车辆的方法的高级流程图。

具体实施方式

图1示出了各种部件的相对定位的示例配置。如果示出为彼此直接接触或直接耦接，则在至少一个示例中，这些元件可以被分别地称为直接接触或直接耦接。类似地，示出为彼此相邻或邻近的元件可以在至少一个示例中分别地彼此相邻或邻近。作为示例，布置为彼此面对面接触的部件可以称为面对面接触。作为另一示例，在至少一个示例中，彼此间隔定位的其间只有空间而没有其他部件的元件也可以如此称谓。作为又一示例，示出为在另一元件的上面/下面、在另一元件的相对侧处、或在另一元件的左侧/右侧的元件也可以如此称谓。此外，如图所示，在至少一个示例中，最顶元件或元件的最顶点可以称为部件的“顶部”，并且最底元件或元件的最底点可称为部件的“底部”。如本文所用，顶部/底部、上部/下部、上面/下面是相对于图的竖直轴线并被用于描述图中的元件相对于另一元件的定位。因此，在一个示例中，示出为在其他元件上面的元件竖直地定位在其他元件的上面。在又一示例中，图中描绘的元件的形状可以称为具有这些形状(例如，诸如圆形的、直的、平面的、弯曲的、弧形的、倒角的、成角度的等)。此外，在至少一个示例中，示出为彼此相交的元件可以称为相交元件或彼此相交。此外，在一个示例中，示出为在另一元件内或示出为在另一元件外的元件可以如此称谓。应当理解，被称为“基本上类似的和/或相同的”一个或多个部件根据制造公差(例如，在1-5％偏差内)彼此不同。

特别参考图1，示出了具有燃烧发动机10的机动车辆5，机动车辆5包括飞轮11、通过摩擦离合器12可驱动地连接到燃烧发动机10的多速齿轮箱15、由燃烧发动机10驱动的一个或多个电力可控负载20，以及可操作地连接到每个电力可控负载20的电子控制器，以改变由电力可控负载20中的每个施加到发动机10的负载。

本文所公开的控制方法和例程可以作为可执行指令存储在非瞬态存储器中，并且可以被包括控制器的控制系统结合各种传感器、致动器或其他发动机硬件运行。例如，控制器可以使用发动机系统的发动机致动器，诸如用于根据下文描述的方法来调节发动机操作的电力可控负载20的那些。

应当理解，虽然电子控制器50在图1中被示出为单个单元，但是电子控制器50可以可替代地包括多个单独的控制器，多个单独的控制器被布置为协同操作以产生期望的效果。本文所述的特定例程可以表示诸如事件-驱动、中断-驱动、多任务、多线程等任何数量的处理策略中的一个或多个。因此，所图示的各种动作、操作、和/或功能可以以所图示的顺序执行、并行执行，或在一些情况下被省略。同样，处理的顺序并不是实现本文所述的示例实施例的特征和优点所必需的，而是为了易于说明和描述而提供处理的顺序。取决于所使用的特定策略，可以重复执行所图示的动作、操作和/或功能。此外，所描述的动作、操作和/或功能可以图形地表示被编程到发动机控制系统中的计算机可读存储介质的非瞬态存储器的代码，其中通过在包括各种发动机硬件部件的系统中结合电子控制器执行指令来运行所描述的动作。例如，电子控制器50被布置为接收多个输入30，该多个输入30被用于控制至少在换挡事件期间由电力可控负载20中的每个施加到燃烧发动机10的负载的水平。输入30包括指示何时被预测为发生换挡事件的第一输入和指示预测发生的换挡事件的类型的第二输入。这些输入可以是例如来自一个或多个传感器的输出的形式。在一些方面，这些传感器与位于车辆的一个或多个零件上的一个或多个致动器通信。

至电子控制器50的第一输入是任何合适的输入，根据该输入可以推导出即将发生换挡。

例如，第一输入可以是来自用于指示摩擦离合器12的接合状态的传感器的输出结合机动车辆5正在移动的指示。应当理解，如果摩擦离合器12处于脱离状态，同时机动车辆5正在移动，则这可以用于预测即将发生换挡。

应当理解，其他装置可以用于提供第一输入，诸如，例如但不限于，与用于换挡的档位杆上的旋钮相关联的传感器。当压力施加到档位旋钮时，档位旋钮传感器可操作以向电子控制器50提供指示预测发生换挡的输出。

至电子控制器50的第二输入是任何合适的输入，根据该输入可以推导出换挡的类型。

例如，第二输入可以是指示发动机转速的输入。应当理解，如果在紧靠换挡事件开始之前燃烧发动机10的转速增加，则有可能的是换挡事件将升档到较高的档位。

类似地，如果在紧靠换挡事件开始之前燃烧发动机10的转速减小，则有可能的是换挡事件将降档到较低的档位。

应当理解，其他技术可以用于预测换挡的类型，并且本公开不限于发动机转速的使用。例如，在英国专利gb-2,991,940中公开了一种用于预测下一次被接合的档位的系统和方法，其用于提供第二输入。

基于由电子控制器50所接收的第一输入和第二输入，电子控制器50被布置为在基于第二输入预测的换挡的类型是升档的情况下，在换挡期间增加由一个或多个电力可控负载20施加的负载，电子控制器50进一步被布置为在基于第二输入预测的换挡的类型是降档的情况下，在换挡期间减小由一个或多个电力可控负载20施加的负载。

当第一输入指示换挡事件已经结束时，电子控制器50被布置为将在换挡事件期间所调节的任何电力可控负载20恢复回到满足该电力可控负载的当前需求所需的正常负载水平。

增加负载的量优选的是可以增加的最大值，即使这将暂时影响设计执行的功能。因此，在换挡事件期间，相应的电力可控负载20将由电子控制器50控制以将由该电力可控负载20施加到燃烧发动机10的负载从其正常水平增加到电力可控负载20能够施加到燃烧发动机10的最大负载。

减小负载的量优选的是可以减小的最大值，即使这将暂时影响设计执行的功能。因此，在换挡事件期间，相应的电力可控负载20将由电子控制器50控制以将由电力可控负载20施加到燃烧发动机10的负载从其正常水平减小到电力可控负载20能够施加到燃烧发动机10的最小负载。

应当理解，在一些实施例中，燃烧发动机10将仅驱动单个电力可控负载，但是在其他实施例中，发动机10将驱动若干电力可控负载20。

电力可控负载的非限制性示例是可变排量油泵、可变输出发动机冷却剂泵、空调泵、燃料泵以及发电机。

如果电力可控负载是可变排量油泵，则增加施加到燃烧发动机10的负载将包括将油泵的排量调节到最大流量状态，并且减小施加到燃烧发动机10的负载将包括将油泵的排量调节到最小流量状态。

如果电力可控负载是可变输出发动机冷却剂泵，则增加施加到燃烧发动机10的负载将包括将来自冷却剂泵的输出调节到最大流量状态，并且减小施加到燃烧发动机的负载将包括将来自冷却剂泵的输出调节到最小流量状态。

如果电力可控负载是空调泵，则增加施加到燃烧发动机10的负载将包括接合空调压缩机，并且减小施加到燃烧发动机10的负载将包括脱离空调压缩机。

应当理解，空调压缩机通常由发动机经由离合器驱动，从而接合空调压缩机将包括接合用于驱动空调压缩机的离合器，并且脱离空调压缩机将包括脱离用于驱动空调压缩机的离合器。

如果电力可控负载是燃料泵，则增加施加到燃烧发动机的负载将包括调节燃料泵以将燃料轨压力增加到最大操作压力，并且减小施加到燃烧发动机10的负载将包括调节燃料泵以将燃料轨压力减小到最小操作压力。

如果电力可控负载是发电机，则增加施加到燃烧发动机10的负载将包括增加施加到发电机的电负载，以便增加施加到燃烧发动机的负载，并且减小施加到燃烧发动机10的负载将包括断开连接到发电机的任何电负载，以便将由发电机施加到燃烧发动机10的负载减小到最小值。

施加到发电机的电负载可以是任何合适的负载，诸如例如，为电池充电、为后窗除霜装置供电、为座椅加热器或由电子控制器50可控的需要电源的任何合适的装置供电。

参考图2，示出了在由形成机动车辆的一部分的发动机驱动的多速变速器的换挡期间控制机动车辆的操作的方法100。

方法100从框105开始，框105可以是接通(key-on)事件，并且然后前进到框110，在框110中，机动车辆(诸如机动车辆5)的发动机正在运行。

方法100从框110前进到框115，在框115中，由电子控制器接收第一输入。电子控制器在120处确定是否预测到发生换挡。如果未预测到发生换挡，则方法100返回到框110并将围绕框110、框115和框120循环，直到预测到发生换挡或存在切断(key-off)事件。如果存在切断事件，则方法100将结束，并且(虽然图2中未示出)方法100将前进到框190。

如果在框120中检查时预测到发生换挡，则方法100前进到框125以接收第二输入。电子控制器在130处确定预测发生的换挡的类型。在此示例的情况下，通过在框130中进行检查以查看预测的换挡是否为升档来完成，但是应当理解，在框130中的检查可以可替代的为用于查看预测的换挡是否为降档的检查。在任一种情况下，确定预测的换挡是升档还是降档。

如果预测发生的换挡的类型是升档，则方法100从框130前进到框140，在框140中，由发动机驱动的一个或多个电力可控负载被控制以增加其施加到发动机的负载。优选地，增加负载或每个负载以提供可能的最大负载。

然后方法100从框140前进到框145以检查换挡是否完成。这可以以任何合适的方式进行，诸如检查将发动机连接到多速齿轮箱的离合器是否接合。

如果换挡未完成，则方法100前进到框148，在框148中，来自电力可控负载的附加负载保持在当前高水平，并且然后方法100返回到框145以再次检查换挡是否完成。

如果在框145中检查时换挡被确定完成，则方法100从框145前进到框170，在框170中，已经具有其增加的负载的任何负载都返回到满足该负载的当前需求所需的正常水平。

方法100从框170前进到框180以检查是否存在切断事件，并且如果不存在切断事件，则方法100经由框185返回到框110。然而，如果存在切断事件，则方法100从框180前进到框190，在框190中，方法100结束。应当理解，任何时间如果存在切断事件，则方法100将结束。

返回到框130，如果确定预测到换挡为降档，则方法100从框130前进到框150。

在框150中，由发动机驱动的一个或多个电力可控负载被控制以减小由相应的电力可控负载施加的负载。优选地，减小负载或每个负载以提供可能的最小负载。

然后方法100从框150前进到框155以检查换挡是否完成。如之前一样，这可以以任何合适的方式进行，诸如检查将发动机连接到多速齿轮箱的离合器是否接合。

如果换挡未完成，则方法100前进到框148，在框148中，来自电力可控负载的附加负载保持在当前水平，并且然后方法100返回到框155以再次检查换挡是否完成。

如果在框145中检查时换挡被确定完成，则方法100从框155前进到框170，在框170中，已经具有其增加的负载的任何负载都返回到满足该负载的当前需求所需的正常水平。

方法100从框170前进到框180以检查是否存在切断事件，并且如果不存在切断事件，则方法100经由框185返回到框110。然而，如果存在切断事件，则方法100从框180前进到框190，在框190中，方法100结束。

因此，方法100可操作以在升档期间增加由发动机驱动负载施加到发动机的负载，以便比其他情况更快地减小发动机的转速，从而减小影响换挡所用的时间，并减小在发动机转速与齿轮箱输入速度的同步期间由离合器必须耗散的能量。

在降档的情况下，方法100可操作以调节由发动机驱动负载施加到发动机的负载，以减小这些负载的水平，从而使发动机的转速更容易增加以匹配齿轮箱的输入速度。

施加到发动机的负载的这些调节的效果是无论换挡是升档还是降档，均改进换挡的质量。

本公开的非显而易见的特征之一是由发动机驱动部件(诸如可变排量油泵、可变输出发动机冷却剂泵、空调泵、燃料泵以及发电机)施加到发动机的负载可以被允许在正常操作范围之外操作，因为这些负载必须如此操作的时间长度非常短，即仅从一个齿轮比率改变到另一个齿轮比率所花费的时间长度。

应当理解，由燃烧发动机驱动的每个电力可控负载是直接作用在发动机上的负载。也就是说，该负载是由发动机经由链驱动、皮带驱动、齿轮驱动或直接驱动连接(具有或不具有离合器)中的一个驱动到发动机的旋转部分的负载。

本领域技术人员应当理解，尽管已经通过参考一个或多个实施例的方式描述了本公开，但本公开不限于所公开的实施例，并且可以在不脱离所附权利要求限定的范围的情况下，可以构造可替代的实施例。