专利名称：用于控制变速箱的方法和系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于控制车辆变速箱的方法。本发明尤其涉及一种根据权利要求I的前序部分的用于控制车辆变速箱的方法。
背景技术：
现在有用于车辆的传动系统的许多种不同变型。通常期望的是，重型车辆可对于驾驶者来说尽可能舒适的驾驶。例如，这意味着变速箱的换挡将通过通常合并入车辆中的控制系统而自动执行。所以自动换挡的变速箱在重型车辆中也是常见的。一般来说，在重型车辆(例如卡车、公共汽车等)的驾驶中，车辆经济性将随着时间过去而在使用车辆的行为经济合理性方面变成日益更重要的因素。除了其采购成本之外，涉及重型车辆例行操作的主要成本通常包括支付驾驶者、修理和维护成本以及用于推进车辆的燃料的费用。根据车辆的类型，不同因素的影响是可以变化的，但是燃料消耗通常是主要的支出项目，并且由于重型车辆的载量通常很高，导致较大的总体燃料消耗，用于降低燃料消耗的每种可能的方式在利益率方面均具有正面意义。实现它的一个方式是影响该方式，在该方式中控制系统在变速箱中进行挡位选择并且控制换挡。为此，控制系统通常结合有通过尽可能实现换挡而用于改善燃料消耗的功能以及尽可能以节约燃料方式进行挡位选择的功能。在许多情况下期望的是驾驶者影响的一定措施，例如在有必要调低挡到比车辆的控制系统可能另外选择的挡位低的挡位的时候。在重型车辆中的自动换挡通常由控制系统所控制，并且其提供了一种控制方式的可能性(因而也经常应用)，从而发动机和变速箱控制以及挡位选择通常通过单独的控制系统来主要管理，但是具有至少在某些情况中挡位选择的可能性，该挡位选择也至少部分基于来自车辆驾驶者的指令。通常，上述的自动挡位选择在多数情况下运行良好，但是存在由控制系统选择的挡位选择可导致驾驶者烦恼的情况。所以，仍旧存在自动挡位选择可进一步提高的情形。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种用于车辆的变速箱控制的方法，由此挡位选择可以至少在某些情况下可由车辆驾驶者确定地看见的方式实现。这个目的通过根据权利要求I的方法而实现。本发明涉及一种用于控制车辆的变速箱的方法，所述车辆具有用于自动控制变速箱的控制系统，该变速箱连接到内燃机并且可以被设置到多种不同的传动比。控制系统的传动比选择可被车辆的驾驶者影响，并且所述控制系统适于选择初始传动比，以用于从静止开动所述车辆。该方法包括-使用所述控制系统来确定第一初始传动比，-确定由所述车辆驾驶者指示的第二初始传动比，以及
-当所述第二初始传动比高于由所述控制系统确定的第一初始传动比时，将所述变速箱设置到由所述车辆驾驶者指示的所述第二初始传动比。
因而本发明提供了一种可能性，其确保了，如果由驾驶者所选择的挡位比由控制系统所选择的挡位更低(较高的传动比)，则车辆将总是以由其驾驶者所选择的挡位(所选择的传动比)被开动，而不是以控制系统找到的最适当的挡位被开动。这提供了以下优点在某些情况下车辆的驾驶可以对于驾驶者更期望的方式实现。例如，通常对于车辆队列中的驾驶者来说，使用模式选择器来将变速箱设置到较低挡位(即传动比)以便能够在没有必要施加加速或制动的情况下与空转的发动机一起而缓慢的向前运动是常见的。因为排队通常包括频繁地达到停止并之后跟着再次开动，如果车辆的控制系统在每次停止时选择比驾驶者认为适于排队的挡位的新的较高初始挡位(较低传动比)，则是非常让人烦恼的。本发明使得避免这种烦恼成为可能。本发明的进一步特征及其优点通过下列实施方式的示例和所附的附图所展示的详细说明而说明。
图Ia示出车辆中的传动系统，在该车辆中有益地使用本发明。图Ib示出了车辆控制系统中控制单元的示例。图2是示出了用于控制根据本发明的一个实施方式的示例的离合器致动器的方法的一个示例的流程图。
具体实施例方式根据本发明的一个实施方式的一个示例，图Ia示出了的重型车辆100中的传动系统的示例，其例如为卡车、公共汽车等。在图Ia中示意性示出的车辆100只包括具有传动轮113、114的一个轮轴，但是本发明在具有超过一个装备有传动轮的轮轴的车辆中同样适用。该传动系统包括内燃机101，其以传统的方式经由发动机101的输出轴102、通常经由飞轮(未示出)经由离合器连接到自动操作的变速箱103。然而，通常提供了在农业中或者高速公路上大量使用的重型车辆，如上所述，其并未具有传统意义的自动变速箱，但是具有其中由控制系统所控制的挡位的“手动”变速箱。这部分地因为，手动变速箱制造基本上价格较为低廉，而且因为相比于传统的自动变速箱，它们具有较大的效率以及因此的较低燃料消耗。相比于手动操作的变速箱，通常结合在载人小汽车中的这种类型的自动变速箱的效率通常对于它们都太低而无法被证明合理(justified)。变速箱103中的齿轮的啮合/分离在这种情况下借助于控制单元117通过车辆的控制系统来控制。离合器106在当前的示例中采用了自动控制离合器的形式，但是还可以采用手动控制离合器的形式，因为具有手动控制(驾驶者控制)的离合器的车辆中的控制系统可以传统方式在离合器关闭的情况下实现换挡，因此没有使用它。此外，离合器106为圆盘型，由此连接到第一变速箱元件(例如变速箱103的输入轴118)的摩擦元件(圆盘)110，选择性地接合该发动机的飞轮102，来将驱动力从内燃机101经由变速箱103传递到传动轮113、114。离合器圆盘110与发动机输出轴102的接合是借助于压板111而控制的，该压板是横向可活动的，例如通过杆112，该杆的功能是通过离合器致动器115所控制的。
该离合器致动器115例如采用了电控制离合器致动器或者气动控制离合器致动器的形式。该离合器致动器借助于控制单元116所控制，但是在其它方面，该离合器致动器的特定功能以及借助于离合器致动器通过控制系统所控制的离合器的实际控制规律是对于专业人员来说是熟知的技术，因而在此并不详细描述。现代车辆中的控制系统通常包括通信总线系统，其包括用于将许多电子控制单元(ECU)或者控制单元以及各种位于车辆上的元件连接在一起的一个或多个通信总线。这种控制系统可包括许多控制单元，并且在它们中的两个或者更多个之间分配对于特定功能的职责。
为了简化起见，图Ia示出了仅仅两个这种电子控制单元116、117，它们分别在示例中控制发动机101和离合器106、以及变速箱103 (发动机、变速箱以及离合器中的两个或更多个可备选地布置以通过同一个控制单元或者通过其它未示出的控制单元所控制)。图示类型的控制单元通常适于接收来自车辆的不同部分的传感器信号，例如来自变速箱、发动机、离合器和/或其它控制单元或者位于车辆上的元件。这些控制单元的控制通常依赖于来自其它控制单元的信号，例如通过控制单元117对变速箱103的控制例如将可能依赖于信息，该信息从例如负责变速箱103的功能的控制单元接收，以及从控制发动机功能的该一个或多个控制单元、例如控制单元116接收。所述控制单元还适于将控制信号传送到车辆的不同部分和元件以用于它们的控制，它们例如为发动机、离合器和变速箱。本发明可实施在上述控制单元中的任一中，或者车辆控制系统中的一些其它适当的控制单元中。车辆中不同部分和元件的控制、例如挡位(传动比)的选择以及变速箱中齿轮的啮合/分离通常是由所编程的指令决定的。这些所编程的指令典型地采用计算机程序的形式，当在计算机或控制单元中执行时，该计算机程序使得计算机/控制单元实现期望形式的控制作用，例如根据本发明的方法步骤。计算机程序通常采用计算机程序产品109，其存储在数字存储介质121上(参见图lb)，例如ROM (只读存储器)，PROM (可编程只读存储器)、EPROM (可擦编程只读存储器)、闪速存储器、EEPROM (电可擦可编程只读存储器)、硬盘单元等，与控制单元组合或处于控制单元中，并且通过控制单元来执行。因此，特定情况下车辆的行为通过改变计算机程序的指令所调整。控制单元的一个示例(控制单元117)在图Ib中示意性示出，并且可包括计算单元120，其可采取基本上任何适当类型的处理器或微型计算机，例如用于数字信号处理的电路(数字信号处理机，DSP)，或者具有预定的特定功能的电路(专用集成电路，ASIC)。该计算单元120连接到存储单元121，该存储单元位于控制单元117中，并且将例如存储程序编码109和/或计算单元所需要以便执行计算的存储数据提供给计算单元120。计算单元120还适于将计算的部分或最终结果存储在存储单元121中。控制单元117还设置有各自的用于接收和传送输入和输出信号的装置122、123、124、125。这些输入和输出信号可包括波形、脉冲或者输入信号接收装置122、125可检测为信息并且可转化为计算单元120处理的信号的其它属性。这些信号然后供给到计算单元120。输出信号传送装置123、124适于将从计算单元120接收的信号转换，以便例如通过对它们进行调制来产生可被传输到车辆的控制系统的其它部分和/或它们所用于的该一个或多个元件的输出信号。这些连接到用于接收和/发送输入和输出信号的各自装置中的每一个连接可采取电缆、数据总线，或无线连接中的一种或多种，所述数据总线例如为CAN(控制单元区域网)总线、MOST (介质定向系统传输)总线或者其它总线结构。车辆100还包括传动轴104、105，其连接到其传动轮113、114并且由从变速箱103输出的输出轴经由末端挡位108所驱动，例如传统的差速机构。虽然图示的车辆及由控制系统控制的变速箱，由此换挡和挡位选择可通过车辆的控制系统在不受到驾驶者影响的情况下完全自动地实现，但是如上所述，存在期望驾驶者影响的某些措施的情况，所以图Ia中的车辆100如此布置以使得驾驶者可至少部分地影响这些挡位的选择。该驾驶者指示的挡位选择可例如借助于模式选择器而指示，该模式选择器在下面描述并且示意性地图示为连接到控制单元117的变速杆119。本发明关于从静止开动车辆时的挡位选择，并且图2是根据本发明的方法示例200的流程图的一个示例。该方法通过车辆的控制单元系统所实现，并且步骤201确定了是否初始的挡位不得不被选择。在重型车辆中，通常自动的初始挡位选择是来确定适当的初始挡位，以在随后开动车辆时使用。换句话说，初始挡位意味着接合用于从静止移动开的挡位(传动比)。 用于形成该初始挡位选择的原因是，通常并不期望在绝对最低挡开动车辆，因为在该情况下在车辆抵达期望转速之前可能需要大量的换挡，驾驶者对于找到该程序并不便利。从燃料消耗的观点来看，还优选的是该车辆以尽可能高的挡位开动。此外，在不利的路面的情况下初始挡位太低导致扭矩突变，这发生在换挡期间，例如使得在离开在路面例如包括冰或者雪的上坡路时固定运行(fixed running)。为此，车辆的自动挡位选择系统选择了适当的初始挡位，这表示了离合器磨损与速度之间的折中，该离合器磨损在滑动到所述所选择的挡位(初始挡位选择越高，离合器将在其完全闭合前滑动的越长)，并且车辆在所述的所选择的初始挡位中抵达该速度(挡位越高，在换挡变得必须之前所达到的速度越高)。初始挡位的该控制系统的确定通常是根据车辆的状态(例如当前车辆重量)以及其周围环境(例如车辆此时所处的路面的坡度)。例如，如果车辆处于下坡而并非上坡，通常可选择较高的初始挡位。该初始挡位选择还基于对于各自车辆的发动机性能的认识，以及基于车辆的当前重量(其可例如在卸货后和满载之间大幅变化)。变速箱的不同的可利用传动比同样可影响所述确定。路面的坡度可例如以若干不同已知的方式确定，例如根据行驶阻力，以总体表现操作期间对车辆作用的力的合力的形式，并且可基于知晓车辆的速度、发动机的传动转矩、车辆结构和其它周围数据而被计算。该坡度还可借助于任何适当形式的坡度传感器而确定，例如加速表。另外，道路坡度例如可借助于道路坡度数据库所确定，该道路坡度数据库设置在车辆中，由此这些数据可与车辆的位置相接合，该车辆位置例如借助于GPS接收器而获得，这使得对于车辆的控制系统同样知晓车辆前面道路的状态并且将这些数据使用到自动初始挡位选择中成为可能。初始挡位选择可例如布置成车辆一停止就形成，或者在其停止之前但是在其速度制动很低以使得很可能不久后就停止时已经形成。因而，挡位选择还可在已经形成初始挡位选择的同时就接合，也就是说挡位接合同样发生在已经将要停止之前。备选地，该初始挡位选择可在准确力矩的情况下形成，此时车辆将要开动，例如其可通过驾驶者按压加速踏板而确定，但是在如此延迟的时期确定初始挡位并伴随着延迟的挡位接合，可导致将由驾驶者负面地看到的迟滞。如果步骤201确定初始挡位将被选择，该方法移动到步骤202。代替现有技术中初始挡位的确定，如上所述，本发明确定了是否驾驶者人工地已经指示初始挡位选择。现在存在各种不同方式来实现该确定，这取决于车辆的类型，例如车辆的模式选择器可包括用于手工影响挡位选择的位置。
如上所述，车辆驾驶者可影响该挡位选择，例如通过将模式选择器横向移动到一位置，在该位置中升挡/降挡可通过驾驶者将模式选择器移动到簧压加载“ + ”和位置。这使得他/她实现连续升挡/降挡成为可能。代替移动到用于手工换挡的位置的模式选择器，车辆可另外设置有“拨片(paddles)”，例如其位于方向盘上，用于同样实现连续地升挡/降挡。根据本发明，所以步骤202确定是否在车辆停止之前(或者当其将要停止，如果其并未停止)，其已经通过驾驶者手工的驱动到挡位组中，例如借助于模式选择器或者拨片。如果情况并不是这样，方法移动到步骤203，其中自动以通常方式自动进行初始挡位选择，如上所述。相反，如果车辆已经以人工所选择的挡位方式停止(或者正要停止)，该方法移动到步骤204，其确定是否人工所选择的挡位与根据车辆控制系统认为最适合的初始挡位相比是低速挡位(即高传动比)。如果人工所选择的挡位与自动选择的初始挡位相比是较低的，该方法移动到步骤205，其应用驾驶者所指示(手动选择)的挡位代替自动选择的初始挡位。但是如果步骤204发现人工所选择的挡位比自动挡位选择的更高，则该方法移动到步骤203，因为控制系统通常选择初始挡位，该初始挡位认为是最适当的挡位。因此，本发明使得以下成为可能确保车辆将总是以驾驶者所选择的挡位来开动，只要其比按照该控制系统的最适当的挡位较低。这获得了以下优点如上所述在排队的情况下的车辆的驾驶可以对于驾驶者更加舒适的方式所实现。车辆的驾驶者因而可使用模式选择器来将变速箱设置到非常低的挡位(较高的传动比)，以使得车辆采用较低速度，该较低速度例如在车辆缓慢移动的队列中占主导。如果控制系统随后发现需要高速挡，例如因为车辆加速到要求换挡的发动机速度，控制系统可该改换到以通常方式自动换挡，需要或者并不需要由使用者人工输入。该方法终止于步骤206。本发明如上所述涉及一种传统的变速箱，但是同样适合于其它类型的变速箱，例如CVT (连续可变传动装置)，只要布置车辆为了传动比的自动选择，如上所述，或者只要各自的传动比可由驾驶者影响。尽管本发明的不同实施方式在上面进行了例证，所属技术领域的专业人员将知晓在不脱离本发明的情况下变化和修改是可行的。所以本发明仅仅由所附的权利要求书所限定。
权利要求
1.一种用于控制车辆变速箱的方法，其中所述车辆具有用于自动控制所述变速箱的控制系统，所述变速箱连接到内燃机并且可被设置到不同的传动比，所述控制系统的传动比选择可被车辆的驾驶者影响，所述控制系统适于选择初始传动比以用于从静止开动车辆，并且所述方法包括 -使用所述控制系统来确定第一初始传动比， -确定由所述车辆驾驶者所指示的第二初始传动比，在使得车辆停止时所述车辆以所述第二初始传动比被驱动，并且 -当所述第二初始传动比高于由所述控制系统确定的第一初始传动比时，将所述变速箱设置到由所述车辆驾驶者指示的所述第二初始传动比。
2.如权利要求I所述的方法，其特征在于，由所述车辆驾驶者所指示的所述第二初始 传动比是由他/她手动设置的传动比。
3.如权利要求I或2所述的方法，其特征在于，所述第二初始传动比已经通过所述驾驶者借助于模式选择器设置。
4.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法仅仅在发动机没有因为车辆停止而已经关掉的情况下当车辆再次开动时应用。
5.如权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，所述初始传动比的所述确定在车辆的速度低于第一速度时实现。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，在已经确定所述初始传动比之后基本上立即将所述变速箱设置到所述初始传动比。
7.如权利要求1-6中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法在所述车辆静止时应用。
8.如权利要求1-7中的任一项所述的方法，其特征在于，所述变速箱包括多个不同的挡位，所述第二较高传动比的选择通过将变速箱设置到比对应于所述第一传动比的挡位低的挡位。
9.一种计算机程序，其包括程序编码，以及当所述程序编码在计算机中被执行时，所述计算机程序使得所述计算机应用如权利要求1-8中任一项所述的方法。
10.一种计算机程序产品，其包括计算机可读取介质以及如权利要求9所述的计算机程序，所述计算机程序包含在所述计算机可读取介质中。
11.一种用于自动控制车辆的变速箱的控制系统，其中所述车辆具有变速箱，所述变速箱连接到内燃机并且可被设置到不同的传动比，所述控制系统的传动比选择可被车辆的驾驶者影响，并且所述控制系统适于选择用于使得所述车辆从静止开动的初始传动比，其特征在于，所述系统包括 -用于确定第一初始传动比的装置， -用于确定由所述车辆驾驶者所指示的第二初始传动比的装置，在使得车辆停止时所述车辆以所述第二初始传动比被驱动，以及 -用于在所述第二初始传动比高于由所述控制系统确定的所述第一初始传动比时将所述变速箱设置到由所述车辆驾驶者指示的所述第二初始传动比的装置。
12.—种车辆，其特征在于，其包括如权利要求11所述的系统。
全文摘要
本发明涉及一种用于控制车辆变速箱的方法，其由控制系统自动控制。控制系统的传动比选择可由车辆的驾驶者所影响，并且所述控制系统适于选择初始传动比来从静止开动。该方法包括借助于所述控制系统来确定第一初始传动比，并且确定由所述车辆驾驶者所指示的第二初始传动比。当第二初始传动比高于由所述控制系统确定的所述第一初始传动比时，该变速箱被设置到由所述车辆驾驶者所指示的所述第二初始传动比。
文档编号F16H59/08GK102741590SQ201180008037
公开日2012年10月17日 申请日期2011年1月31日 优先权日2010年2月1日
发明者F·斯瓦特林, P·尤林-丹菲尔特, P·阿斯普隆德 申请人:斯堪尼亚商用车有限公司