CN104395647A - 根据速度控制***要求的加速度控制车辆自动变速箱中啮合的变速档位的方法和装置 - Google Patents

根据速度控制***要求的加速度控制车辆自动变速箱中啮合的变速档位的方法和装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种致力于控制车辆(V)自动变速箱(BV)的方法，所述车辆(V)安装有发动机组(GM)和具有可编程的速度设定值的速度控制***(SC)。所述方法包括根据对于当前啮合于变速箱(BV)中的变速档位的车辆(V)最大加速度，车辆(V)当前速度，***(SC)经编程的速度设定值和***(SC)要求的加速度值来确定啮合于变速箱(BV)中的变速档位。

Description

根据速度控制***要求的加速度控制车辆自动变速箱中啮合的变速档位的方法和装置
技术领域
本发明涉及包括用于自动变速箱的发动机组的车辆。
这里听到的“自动变速箱”是可以自动控制变速档位变换的变速箱。因此，尤其涉及自动的变速箱，手动操控变速箱或双离合变速箱(或DCT)。
背景技术
某些车辆，可能是汽车类型，包括保证调速器功能和/或限速器功能的速度控制***。如技术人员所知，一旦被车辆驾驶员启动及用速度设定值编程，这类***尤其负责确定对于发动机组的扭力值，所述扭力值用于使车辆的当前速度趋向于该经编程的速度设定值。
当车辆包括自动变速箱时，啮合于该变速箱中的变速档位需要自动被选择以使车辆的速度能够趋向于所述***的经编程的速度设定值。当前，主要根据车辆当前速度，经编程的速度设定值与车辆当前速度之间的速度差值，以及道路的坡度，但同样以全凭经验借助于已标定的查找表的方式来作出该选择以便减少不必要的降档。这些降档根据所述速度差值通常是被延迟的，大多数情况中，所述速度差值即不能保证对于速度控制***所保证的功能的最小加速度等级，也不能避免不必要的降档。
发明内容
所以本发明的目的尤其用于改善这种情况。
鉴于此，本发明尤其提出了一种方法，一方面，一种控制车辆的自动变速箱的方法，所述车辆安装有发动机组和具有可编程速度设定值的速度控制***，另一方面，所述方法涉及根据：对于在所述变速箱中当前啮合的变速档位的所述车辆的最大加速度、所述车辆的当前速度、所述***经编程的速度设定值和所述***要求的加速度值来确定在所述变速箱中要啮合的变速档位。
因此，当速度控制***被启动时，可以实现自动变速箱有力的操控，所述自动变速箱能够选择要啮合的变速档位，所述要啮合的变速档位能够至少保证舒适加速度及保证在任何情况下对驾驶员选择的速度设定值的连续追踪。
根据本发明的控制方法可以包括其它特征，所述其它特征可以分开或组合呈现，尤其是：
-所述方法可包括步骤(ⅰ)，所述步骤(ⅰ)涉及根据所述车辆经受的阻力和所述发动机组提供的最大扭力来确定对于在所述变速箱中当前啮合的变速档位所述车辆的最大加速度；
在所述步骤(ⅰ)中可根据所述车辆的当前速度和所述发动机组提供的当前扭力来确定所述车辆经受的阻力；
●所述车辆经受的阻力可等于所述车辆经受的空气阻力、与所述车辆行驶道路的坡度相关的力和所述车辆在所述道路上的滚动力之和；
-所述方法可包括步骤(ⅱ)，所述步骤(ⅱ)涉及根据：所述***要求的加速度值、设定最大加速度来确定设定加速度，所述设定最大加速度本身至少是对于在所述变速箱中当前啮合的变速档位所述车辆的最大加速度的函数；
在步骤(ⅱ)中可以根据对于在变速箱中当前啮合的变速档位的车辆最大加速度和车辆的舒适加速度来确定设定最大加速度；
●在所述步骤(ⅱ)中可根据所述车辆当前速度和所述***经编程的速度设定值来确定所述车辆的舒适加速度；
-所述方法可包括步骤(ⅲ)，所述步骤(ⅲ)涉及根据已确定的所述设定加速度来确定设定扭力，所述设定扭力对于所述***满足其要求的加速度值是必需的，然后根据已确定的设定扭力来确定在所述变速箱中要啮合的变速档位。
本发明同样提出了一种装置，一方面，致力于控制车辆的自动变速箱，所述车辆安装有发动机组和具有可编程的速度设定值的速度控制***，以及另一方面，所述装置配置成根据对于在变速箱中当前啮合的变速档位的车辆最大加速度、车辆当前速度、***经编程的速度设定值和***要求的加速度值来确定变速箱中要啮合的变速档位。
本发明同样提出了一种车辆，可以是机动车辆类型，且所述车辆包括：发动机组、自动变速箱、具有可编程的速度设定值的速度控制***，和以上描述类型的控制装置。
附图说明
通过阅读以下详细说明和附图，本发明的其它特征和优点将更加清楚，在附图中：
图1以示意图形式和从功能上示出了一种车辆，所述车辆包括发动机组，发动机监控***和安装有根据本发明的控制装置的变速箱监控***，以及，
图2示出了一个算法示例，所述算法使根据本发明的控制方法能够实施。
具体实施方式
本发明的目的是提出能够控制在车辆V的自动变速箱BV中啮合的变速档位的控制方法和相关的控制装置D，所述车辆V具有速度控制***SC。
在以下说明中，作为非限制性示例，车辆V被认为是机动车辆类型。涉及到例如轿车。但是本发明不限制于这类的车辆。事实上本发明涉及包括带自动变速箱BV的发动机组GM的所有类型的陆地车辆。
此外，在以下说明中，作为非限制性示例，自动变速箱BV被认为是自动的变速箱。但是本发明不限制于这类自动变速箱。事实上本发明涉及变速档位的更换可以被自动控制的所有类型的变速箱，尤其是手动操控变速箱和双离合变速箱(或DCT)。
在图1中以示意图形式描绘了车辆V，所述车辆V包括：发动机组GM、适用于监控发动机组GM的每个发动机MT运转的第一监控***SM、适用于监控变速箱BV运转的第二监控***SB、速度控制***SC和根据本发明的控制装置D。
第一监控***SM具有例如(优选是专用)计算机的形式。同样，第二监控***SB具有例如(优选是专用)计算机的形式。
在示出的非限制性示例中，发动机组GM包括：热发动机MT、发动机轴AM、离合器EM和(自动)变速箱BV。
注意到本发明不限制于这类发动机组GM。事实上本发明同样涉及混合动力车辆的发动机组，即包括热发动机和至少一个与电能存储设备相关的电发动机(或电机)。
传统上，热发动机MT包括与发动机轴AM固定成一体的曲轴(未示出)以驱动发动机轴(AM)旋转。发动机轴AM连接至离合器EM，所述离合器EM本身连接至变速箱BV的输入轴(或主动轴)AE，以便向变速箱BV的输入轴AE传递发动机扭力。
(自动)变速箱BV同样包括用于与输入轴AE连接的输出轴AS，以便接收发动机扭力从而将发动机扭力传递至其所连接的传动轴AT，所述传动轴AT间接连接至车辆V的车轮。输入轴AE和输出轴AS每个包括档位(未示出)，所述档位用于以选择性方式整体参与变速箱BV中可选择的不同变速档位的定义。
速度控制***SC是调速器和/或限速器。当其被车辆驾驶员启动及用速度设定值CV编程时，其尤其负责根据该速度设定值CV和车辆V的当前速度VV来确定对于发动机组GM的加速度值ACS。应当理解，每个加速度值ACS被确定使得车辆V的当前速度VV趋向于经驾驶员编程的速度设定值CV。
该***(速度控制***)SC具有例如(可能是专用)计算机形式。
如之前所指出，本发明提出了在车辆V中实施的控制方法，当(速度控制)***SC被启动时，所述控制方法用于能够自动控制啮合于变速箱BV中的变速档位使得不论在稳定速度调节阶段期间还是速度设定值CV变化期间，经编程的速度设定值CV被更好地遵照。
这种方法可以由控制装置D实施。在图1中所示的非限制性示例中，控制装置D是(变速箱的)第二监控***SB的一部分。但这不是必须的。事实上该(控制)装置D可以是直接或间接连接至第二监控***SB的装备。因此，控制装置D可以实施为软件模块(或信息或“软件”)，或电子电路(或“硬件”)和软件模块的组合形式。
根据本发明的控制方法涉及根据：对于当前啮合于变速箱BV中的变速档位的车辆V的最大加速度Amax、车辆V的当前速度VV、***SC的经编程的速度设定值CV和启动的***S要求的加速度值ACS来确定在变速箱BV中应当啮合的变速档位。
对于当前啮合于变速箱BV中的变速档位的车辆V的最大加速度Amax可以在第一步骤(ⅰ)中例如根据车辆V经受的阻力Fres和发动机组GM提供的最大扭力CGMmax产生。
该最大扭力CGMmax是对于当前啮合于变速箱BV中的变速档位可以由发动机组GM立即提供至车轮的最大扭力。
应当注意，阻力Fres有利地可以在第一步骤(ⅰ)开始时根据车辆V的当前速度VV和由发动机组GM在所考虑的时刻提供的当前扭力CGM来确定。当前速度VV和当前扭力CGM例如由第一监控***SM向第二监控***SB提供。但它们同样可以由车辆车载的计算机提供。
例如，阻力Fres等于车辆经受的空气阻力Faérodynamique，与车辆V行驶道路的坡度相关的力Fpente和车辆V在这条道路上的滚动力Froulement之和。如本领域技术人员所知，所有这些力在每一时刻由车辆V的某些计算机(例如发动机计算机，尤其用于估算坡度以便预先定位调节器的估算器)根据当前速度VV和当前扭力CGM来确定。
最大加速度Amax、阻力Fres和最大扭力CGMmax之间的关系由动力学基本定律得到：M.Amax＝Σforces，
这里M是车辆V的质量，Σforces是在所考虑时刻施加于车辆V的力之和，所述力之和由下列关系式得到：
Σforces = C GM max R + F res ,
这里R是车辆V的车轮半径。
所以最后得到：.
需要啮合的变速档位优选不直接根据最大加速度Amax和(已经由启动的***S要求的)加速度值ACS来确定。事实上，优选在中间的第二步骤(ⅱ)中预先确定设定加速度Acons。例如可以根据***SC要求的加速度值ACS和设定最大加速度Amax cons来进行确定，所述设定最大加速度Amax cons表示对于***SC的调速器/限速器功能的最大可行加速度等级。
该设定最大加速度Amax cons例如至少根据对于变速箱BV中当前啮合的变速档位的车辆V的最大加速度Amax，以及优选车辆V的舒适加速度Aconf来计算。该设定最大加速度Amax cons是例如Amax和Aconf中的最大值。
当发动机组GM可以保证大于舒适加速度Aconf的加速度等级时，这意味着***SC的调速器/限速器功能可以利用该加速度等级。
舒适加速度Aconf可以例如根据车辆V的当前速度VV和***SC经编程的速度设定值CV，以及更确切地说根据当前速度VV和速度设定值CV与当前速度VV之间的差值在第二步骤(ⅱ)中来确定。鉴于此，可以例如使用预先限定的对应表(存放于控制装置D中)。注意到该舒适加速度Aconf需要与限制加速度相对应，超过所述限制加速度，对速度设定值CV提供的追踪不再被识别为可以接受。
在第二步骤(ⅱ)中确定的设定加速度Acons与由***SC的调速器/限速器功能要求的以及由设定最大加速度Amax cons“满足”(saturer)的加速度ACS相对应以保证对啮合于变速箱BV中的变速档位良好的操控。注意到该设定加速度Acons可以超过车辆V在啮合的变速档位上可以提供的最大加速度。因此。这种情况中要求的加速度Acs不通过降档不能产生。
然后，确定需要啮合的变速档位在第三步骤(ⅲ)中完成。例如在第三步骤(ⅲ)中(装置D)可以由根据已确定的设定加速度Acons来确定设定值的扭力Ccons开始，所述设定值的扭力Ccons对***SC满足其要求的加速度值ACS确实是必需的。因此这里实现设定加速度Acons转换为设定值的扭力Ccons。
注意到该设定值的扭力Ccons对于***SC的调速器/限速器对于操控变速箱BV的功能是必需的。
然后，在第三步骤(ⅲ)中，(装置D)可以根据已确定的设定值的扭力Ccons来确定啮合于变速箱BV中的变速档位。为完成这步，可以将已确定的设定值的扭力Ccons与确实可实现于变速箱BV的变速档位上的不同的车轮扭力对照，然后选择能够实现车轮扭力设定值Ccons的扭力。
已经以示意图形式在图2中示出了一个算法示例，所述算法使根据本发明的控制方法能够实施且复述了所有之前描述的三个步骤(ⅰ)至(ⅲ)。
第一步骤(ⅰ)可以从第一子步骤10开始，在所述第一子步骤10中(装置D)根据车辆V的当前速度VV和由发动机组GM在这一时刻提供的当前扭力CGM来估算阻力Fres。
在第一步骤(ⅰ)的第二子步骤20中，(装置D)根据阻力Fres和由发动机组GM提供的最大扭力CGMmax来计算对于当前啮合于变速箱BV中的变速档位的车辆V的最大加速度Amax。
第二步骤(ⅱ)可以从第一子步骤30开始，在所述第一子步骤30中(装置D)根据车辆V的当前速度VV和速度设定值CV与当前速度VV之间的差值来计算舒适加速度Aconf。
在第二步骤(ⅱ)的第二子步骤40中，(装置D)根据对于当前啮合于变速箱BV中的变速档位的车辆V的最大加速度Amax和车辆V的舒适加速度Aconf来计算设定最大加速度Amax cons。如之前指出，该设定最大加速度Amax cons是例如Amax和Aconf中的最大值。
在第二步骤(ⅱ)的第三子步骤50中，(装置D)根据***SC要求的加速度值ACS和设定最大加速度Amax cons来计算设定加速度Acons。
第三步骤(ⅲ)可以从第一子步骤60开始，在所述第一子步骤60中(装置D)根据已确定的设定加速度Acons来计算设定值的扭力Ccons，所述设定值的扭力Ccons对***SC满足其要求的加速度值ACS确实是必需的。
最后，在第三步骤(ⅲ)的第二子步骤70中，(装置D)根据已确定的设定值的扭力Ccons来选择啮合于变速箱BV中的变速档位。
由于本发明，从此以后可以实现自动变速箱坚实的操控，所述自动变速箱连接至速度控制***，所述速度控制***能够选择啮合于变速箱中的变速档位，所述啮合于变速箱中的变速档位能够保证最小的舒适加速度及所有情况中由驾驶员选择的速度设定值的连续追踪。另外，本发明不仅仅涉及速度调节实施于已稳定的速度的情况(所述情况能够避免不需要降档时的降档)，也同样涉及驾驶员决定加大速度设定值的情况(所述情况能够保证与必需的最小加速度相对应的舒适加速度，为了保证正确提供由驾驶员选择的速度设定值的追踪)。

Claims (7)

1.一种控制车辆(V)的自动变速箱(BV)的方法，所述车辆(V)安装有发动机组(GM)和具有可编程速度设定值的速度控制***(SC)，所述方法涉及根据：对于在所述变速箱(BV)中当前啮合的变速档位的所述车辆(V)的最大加速度、所述车辆(V)的当前速度、所述***(SC)经编程的速度设定值和所述***(SC)要求的加速度值来确定在所述变速箱(BV)中要啮合的变速档位，所述方法包括步骤(ⅱ)，所述步骤(ⅱ)涉及根据：所述***(SC)要求的加速度值、设定最大加速度以及所述车辆(V)的舒适加速度来确定设定加速度，所述设定最大加速度本身是对于在所述变速箱(BV)中当前啮合的变速档位所述车辆(V)的最大加速度的函数，其特征在于，在所述步骤(ⅱ)中根据所述车辆(V)当前速度和所述***(SC)经编程的速度设定值来确定所述车辆(V)的舒适加速度。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括步骤(ⅰ)，所述步骤(ⅰ)涉及根据所述车辆(V)经受的阻力和所述发动机组(GM)提供的最大扭力来确定对于在所述变速箱(BV)中当前啮合的变速档位所述车辆(V)的最大加速度。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述步骤(ⅰ)中根据所述车辆(V)的当前速度和所述发动机组(GM)提供的当前扭力来确定所述车辆(V)经受的阻力。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述车辆(V)经受的阻力等于所述车辆(V)经受的空气阻力、与所述车辆(V)行驶道路的坡度相关的力和所述车辆(V)在所述道路上的行驶力之和。
5.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括步骤(ⅲ)，所述步骤(ⅲ)涉及根据已确定的所述设定加速度来确定设定扭力，所述设定扭力对于所述***(SC)满足其要求的加速度值是必需的，然后根据已确定的设定扭力来确定在所述变速箱(BV)中要啮合的变速档位。
6.一种车辆(V)的自动变速箱(BV)的控制装置(D)，所述车辆(V)安装有发动机组(GM)和具有可编程的速度设定值的速度控制***(SC)，其特征在于，所述装置包括适用于实施根据上述权利要求中任一项所述的控制方法的步骤的设备。
7.一种车辆(V)，其包括：发动机组(GM)、自动变速箱(BV)和具有可编程的速度设定值的速度控制***(SC)，其特征在于，所述车辆还包括根据权利要求6所述的控制装置(D)。
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