发动机制动增强的换高档控制方法及系统技术方案

一种用于至少部分自动机械变速器系统（１０）的控制系统及方法，其包括操纵发动机制动器（ＥＢ）的控制器（１０６）。该控制系统／方法能确定现时车辆运行条件下所选进入目标速比的挂高挡是可行（２１２，２１４）还是不可行（２１６）并禁止不可行的所选挂高挡的启动。该变速器系统包括可通过系统控制器（１０６）操作的发动机制作执行器（２３Ａ）。评定所选挂高挡并在可行时依次执行，其中可行性是发动机减速的函数而减速在最小至逐渐增大的发动机制动作用下达到期望值。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及用于控制至少部分自动车辆机械传动系统的换高档的控制方法和装置。具体地说，本专利技术涉及用于自动机械传动的换档控制方法/系统，其中，考虑到现有车辆运行条件来估算成功地完成所选换高档的概率并仅启动可行的换档。更具体地说，本专利技术涉及的是在现有车辆条件下，首先在无助力发动机衰减然后在通过越来越强大的发动机制动减速增强的发动机衰减速度下评价在包括一个发动机制动器但不包括非手动离合致动器的一半自动机械传动系统中成功完成换高档的可能性的一种控制。本申请是1992年7月16日提交的题为“换档控制方法/系统的共同待审美国申请07/909332，（该申请已转让给本申请的同一受让人EATON公司）的部分继续申请。本申请与已转让给本申请同一受让人EATON公司的1993年8月10日提交的题为发动机制动-辅助换档的控制系统/方法U.S  08/103947共同待审申请有关。既用于诸如重型载货汽车等的重型车辆又用于小汽车的，检测油门开度或位置，传动轴速度，车辆速度，发动机速度等等并据此自动地对该车辆传动系进行换档的全自动传动系统是先有技术所周知的。这种全自动换档传动系统包括若干自动传动装置-其中采用加压液体以摩擦方式将一个或多个部件啮合到另一些部件或到地（ground），以获得所选择的齿轮减速比，以及利用电子，液压和/或气动逻辑和致动器去啮合和分开机械（即，纯粹的）离合器以获得所需减速比的-->自动机械变速器。这类变速器的实例可参考U.S专利3961546;4081065和4361060而得知，这些专利的公开内容与本文结合供参考。利用电子控制部件的半自动传动系统检测发动机加油（fueling），油门位置，发动机，输入轴，输出轴和/或车辆速度，和利用自动控制的燃料节流阀装置，齿轮换档装置和/或主离合器操纵装置，以基本上全自动地执行操纵人员手动选择的传动比的变化，这些在本领域中是已知的先有技术。这类半自动机械传动系统可参考美国专利4425620;4631679和4648290得知，它们的公开内容纳入本文供参考。另一种部分自动的传动系统为用于仅有手动控制的发动机油门装置和/或仅有手动控制的主离合器的车辆中的机械传动系统提供半一自动换档执行。这类系统通常具有至少一种操作方式，共中待执行半自动的换档均是自动予选的，并包括一个控制/显示盘或控制台供操作人员选择速比变化或在自动予选方式下的操作和指示：自动予选的挂高档，挂低档或换成空档。设置的一个电子控制装置（ECU）用以接收指示传动输入和输出轴速度的输入信号并根据预定逻辑规则处理这些信号以判定（ⅰ）是否存在同步条件;和（ⅱ）在自动予选方式下，根据当前啮合比是否要求挂高档或挂低档并给变速器致动器发出命令输出信号以便按此命令输出信号给变速器换档。这类普通型传动系统可参考美国专利5050079;5053959;5053961;5053962;5063511;5081588;5089962;和5089965得知，这些文献内容纳入本文供参考。尽管上述自动和/或部分自动换档执行-式车辆机械传动系统极适用于它们的预期应用场合，但偶而在启动所需换档时由于车辆运行的种种条件所限，而不能完成换档，因此它们不能完全令人满意。该问题对于未装有自动离合器致动器和/或输入轴制动器并因此使得输入轴的减速被限制在发动机的自然衰减率而无法利用输入轴制动或类-->似装置的那些机械传动系统的挂高档尤为重要，突出。发动机制动器，通常称为“发动机压缩制动器”或“排气制动器”是先有技术众所周知的而且这类装置（诸如众所周知的“Jake制动器”）通常是装在重型载货汽车上的。这些装置通常是手动操纵的，可通过手动选择一排，两排或三排汽缸工作而提供可变减速，并用于减低车速和在最近几项开发项目中用于在挂高档期间为更快同步而快速降低发动机/输入轴速度。利用发动机压缩制动器的车辆自动机械传动系统的实例可参见美国专利4933850;5255650和5042327，这些文献的内容纳入本文供参考。本专利技术可应用于以上论及的多种类型发动机制动器，也可应用于有选择的降低发动机转速的其他类型装置。“发动机制动器装置”一词意欲包括所有这类装置。一般说来，发动机压缩制动器可有效地通常以液压方式改变发动机阀的定时/开启以便给发动机的旋转施加较大的压缩力或阻力。先有技术的这些手动操作的发动机制动器的自动机械传动系统则由于发动机制动器辅助挂高档往往趋于生硬和急剧而不能完全令人满意。根据本专利技术，通过对至少包括发动机制动器的部分自动机械传动系统的车辆提供一种换档控制方法/系统而克服或将先有技术的上述缺陷降至最小，该方法/系统一旦检测到一个挂高档的自动或手动选择便依据当前检测到的车辆运行条件首先在正常的发动机衰减率下，然后再在发动机制动器-增强的衰减率下，确定该所选挂高档是否可行（即可完成的概率），并仅仅启动可行换档，从当前啮合的传动比换至一目标传动比。对于自动程度低于全自动的某种机械传动系统（诸如没有自动主离合器控制器的传动系统之类）批评在于在某些条件下，它们不可能完成它们启动的一些换档（即，对爬坡时的低变速换档，等等）。然-->而，一个传动系统不需要在所有条件下都能换全部档，而只需要知道不要起动一个不能完成的换档就足够“创新”的。按照本专利技术，传动控制器在开始换档以前将对可换档性进行简单被动测试（passive test）并变更或取消不可行挂高档要求。以上是通过提供下述换档控制系统来实现的，该系统当从当前啮合速比选择至一目标速比（通常作为发动机加油，油门位置，发动机速度，车辆速度和/或当前啮合比的一个函数）时，将自动地予测车辆对扭矩中断换档瞬态（torque break shift transient）的反应，确定：在换成目标速比的换档完成时的估算车速并将此值与在打算换档过渡期间的期望发动机速度（等于输入轴速度）相比较，以确定所建议换档是否可行，即是否能真正达到同步。可行性首先是在自然的发动机衰减率条件下确定若在这种条件下所建议挂高档不可行，然后在发动机制动器增强最好递增式增强发动机速度衰减（即减速）率的条件下，评价所建议挂高档的可行性。若建议挂高档仅在增强的发动机衰减率下是可行的，则将着手挂高档并仅必要时和仅在所需范围内利用发动机制动器。由于噪音，摩损等因素，仅在必要时才使用发动机制动器而不是所有挂高档都用。若甚至在发动机制动器的最高设定值下仍不可实现所建议的换高档，则可修改换档请求（即将跳跃换档请求改为单档换档）或在一予定时间周期内（例如10秒）取消该请求。在一个实施例中，对诸如大客车，自行式吊车之类的总体重量（“GCW”）基本恒定的车辆，假设车辆配置有诸如在SAEJ  1922或1939协议中所定义的电子数据链路的车辆在其上可检测发动机扭矩或表示发动机扭矩的一种参数，则一旦确定需要从当前啮合速比挂高档至目标速比，即可检测当前发动机扭矩和车速，由此控制器可估算零扭矩时（即，换档瞬间）的车辆减速。然后该系统利用以上论及的逻辑进-->行所提议的挂高档是否可行的判定。于是，提供了用于装备有一发动机制动装置的至少部分自动机械传动系统的车辆的控制系统/方法，其在予选条件下将禁止认为不可行的换高档的启动。结合附图阅读本专利技术的最本文档来自技高网...

【技术保护点】
用以控制车辆至少部分自动执行机械变速传动系统的所选换档的控制方法，该传动系统包括一燃料节流阀控制的发动机（Ｅ），发动机制动装置（ＥＢ），有适于驱动车辆驱动轮的输入轴（１６）和输出轴（９０）的多速变速机械传动系（１０），所述输入轴具有在速比变化操作期间在供最少燃料和没有发动机制动作用下的第一可测定的期望减速（２０４）和在供最少燃料和经所述发动机制动装置施加发动机制动作用下的第二可测定期望减速（２０８，２１０），所述第二期望减速超过所述第一期望减速，一个主摩擦离合器（Ｃ）驱动地插在发动机与传动系之间，一个用于非手动操作所述发动机制动器的执行器（２３Ａ）一个用于提供指示传动系输入轴（１６）转速的第一输入信号的第一传感器（９８），一个用于提供指示车速的第二输入信号的第二传感器（１００），以及一个用于控制传动系换档的传动系执行器（１１２，７０，９６），所述控制方法的特征在于：确定从一现行啮合传动比至一目标速比（ＧＲ↓［目标］）的换高档选择；确定现行车辆运行条件下和发动机零扭矩时对驱动轮的期望车辆减速度；作为（ｉ）现时车辆运行条件下和在零发动机扭 矩时对驱动轮的期望车辆减速度的（ｉｉ）所选目标速比的速比的和（ｉｉｉ）所述第一期望减速度的一个函数，确定在执行所选换档时为获得啮合目标速比的基本同步状态的可行性或不可行性，并在可行时，执行所选换档而不启动所述发动机制动器；若获得作为所述 第一期望减速度的一个函数的基本同步状态是不可实现的，则作为（ｉ）在现行车辆运行条件下和零发动机扭矩时对驱动轮的期望车辆减速度的，（ｉｉ）所选目标速比的速比的和（ｉｉｉ）所述第二期望减速度的一个函数，确定在执行所选换档时为获得啮合目标速比的基本同步状态的可行性或不可行性，并在可行时，执行所选换档同时启动所述发动机制动装置；以及若作为所述第二期望减速度的一个函数得到基本同步状态是不可实现的结论则避免执行所述所选换档。...

【技术特征摘要】
US 1994-1-7 1790601、用以控制车辆至少部分自动执行机械变速传动系统的所选换档的控制方法，该传动系统包括一燃料节流阀控制的发动机(E)，发动机制动装置(EB)，有适于驱动车辆驱动轮的输入轴(16)和输出轴(90)的多速变速机械传动系(10)，所述输入轴具有在速比变化操作期间在供最少燃料和没有发动机制动作用下的第一可测定的期望减速(204)和在供最少燃料和经所述发动机制动装置施加发动机制动作用下的第二可测定期望减速(208，210)，所述第二期望减速超过所述第一期望减速，一个主摩擦离合器(C)驱动地插在发动机与传动系之间，一个用于非手动操作所述发动机制动器的执行器(23A)一个用于提供指示传动系输入轴(16)转速的第一输入信号的第一传感器(98)，一个用于提供指示车速的第二输入信号的第二传感器(100)，以及一个用于控制传动系换档的传动系执行器(112，70，96)，所述控制方法的特征在于：确定从一现行啮合传动比至一目标速比(GR目标)的换高档选择；确定现行车辆运行条件下和发动机零扭矩时对驱动轮的期望车辆减速度；作为(i)现时车辆运行条件下和在零发动机扭矩时对驱动轮的期望车辆减速度的(ii)所选目标速比的速比的和(iii)所述第一期望减速度的一个函数，确定在执行所选换档时为获得啮合目标速比的基本同步状态的可行性或不可行性，并在可行时，执行所选换档而不启动所述发动机制动器；若获得作为所述第一期望减速度的一个函数的基本同步状态是不可实现的，则作为(i)在现行车辆运行条件下和零发动机扭矩时对驱动轮的期望车辆减速度的，(ii)所选目标速比的速比的和(iii-->)所述第二期望减速度的一个函数，确定在执行所选换档时为获得啮合目标速比的基本同步状态的可行性或不可行性，并在可行时，执行所选换档同时启动所述发动机制动装置；以及若作为所述第二期望减速度的一个函数得到基本同步状态是不可实现的结论则避免执行所述所选换档。2、根据权利要求1的控制方法，其特征在于所述传动系统包括用以提供指示发动机扭矩的输入信号的第三传感器（DL）而且确定期望车辆减速度是作为（ⅰ）当前发动机扭矩的和（ⅱ）当前车辆的加速度的一个函数来完成的。3、用以控制车辆至少部分自动执行机械变速传动系统的所选换档的控制方法，该传动系统包括一燃料节流阀控制的发动机（E）具有第一相对较低发动机减速操作方式和第二相对较高发动机减速运行方式的发动机制动装置（EB），有适于驱动车辆驱动轮的输入轴（16）和输出轴（90）的多速变速机械传动系（10），所述输入轴具有在速比变化操作期间在供最少燃料和没有发动机制动作用下的第一可测定的期望减速度（204）和在供最少燃料和经运行在所述第一操作方式下的所述发动机制动装置施加的发动机制动作用下的第二可测定期望减速度（208），所述第二期望减速胜过所述第一期望减速，和在供最少燃料和经运行在所述第二操作方式下的所述发动机制动装置施加的发动机制动作用下的第三可测定期望减速度（210），所述第三期望减速度胜过所述第二期望减速度，一个主摩擦离合器（c）驱动地插在发动机与传动系之间，一个用于非手动操作处于其第一或第二操作方式下的所述发动机制动器的执行器（23A）一个用于提供指示传动系输入轴（16）转速的第一输入信号的第一传感器（98），一个用于提供指示车速的第二输入信号的第二传感器（100），一个用以提供指示发动机扭矩的输入信号的第三传感器（DL）以及一个用于控制-->传动换档的传动系执行器（112，70，96），所述控制方法的特征在于：确定从一现行啮合传动比至一目标速比（GR目标）的换高档选择;确定现行车辆运行条件下和发动机零扭矩时对驱动轮的期望车辆减速度;作为（ⅰ）现时车辆运行条件下和在零发动机扭矩时对驱动轮的期望车辆减速度的（ⅱ）所选目标速比的速比的和（ⅲ）所述第一期望减速度的一个函数，确定在执行所选换档时为啮合目标速比时达到基本同步状态的可行性或不可行性，并在可行时执行所选换档而不启动所述发动机制动装置;若获得作为所述第一期望减速度的一个函数的基本同步状态是不可实现的，则作为（ⅰ）在现行车辆运行条件下和零发动机扭矩时对驱动轮的期望车辆减速度的，（ⅱ）所选目标速比的速比的和（ⅲ）所述第二期望减速度的一个函数，确定在执行所选换档时为啮合目标速比时获得基本同步状态的可行性或不可行性，并在可行时执行所选换档同时启动所述发动机制动装置于其所述第一操作方式中;若作为所述第二期望减速度的一个函数得到基本同步状态是不可实现的，则作为（ⅰ）现时车辆运行条件下并在零发动机扭转时对驱动轮的期望车辆减速度的，（ⅱ）所选目标速比的速比的和（ⅲ）所述第三期望减速度的一个函数确定在执行所选换档时为啮合目标速比而达到基本同步状态的可行性或不可行性，并在可行时执行所选换档并对所述发动机制动装置执行其所述第二操作方式;以及若作为所述第二期望减速度的一个函数得到基本同步状态是不可实现的，则避免执行所述所选换档。4、如权利要求3的控制方法，其特征在于确定所述期望车辆加速度是作为（ⅰ）现时发动机扭矩的和（ⅱ）现时车辆加速度的一个函-->数完成的。5、用以控制车辆至少部分自动执行机械变速传动系...

【专利技术属性】
技术研发人员：TA詹尼斯，
申请(专利权)人：易通公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]