[发明专利]基于坡度和有效负载估计的变速器档位选择

说明书

技术领域

本发明主要涉及在例如具有自动变速器的铰接式卡车等重型机械中控制变速器档位选择。更具体地，本发明涉及包括自动变速器的重型机器，并且所述自动变速器根据在多个预定的变速器档位选择规律中所选的某一个来控制。档位选择规律根据观测到的指示功率需求的条件进行选择。所述条件包括操作者的需求(例如，油门位置)以及机器负载(例如，机器重量、行驶路面坡度等)。

背景技术

诸如铰接式卡车和平路机/铲土机等轮驱式重型机械在不同的条件下工作时，要求通过传动系的输出而产生大小不同的驱动力(即扭矩)来推进机械。所述条件包括路面类型、坡度以及货物有效负载情况。此外，车辆传动系控制还需考虑到人力操作员的预期，例如通过当前油门位置所指示的预期。因此，车辆传动系控制的至少一个重要方面是考虑当前操作条件和驾驶员的需求并给予相应的车辆传动系控制命令(例如，增加燃料/空气流、减少/增加变速器传动比等)。

在Kresse的美国专利US 7,499,784中描述了变速器档位/换档选择的控制方法：基于检测到的条件为在开阔公路上(例如半拖挂车)卡车的变速器选择换档规律；特别地，基于车辆质量和估计的道路坡度选择换档规律。在该实施例中，道路坡度估值根据当前的车体质量(包括有效负载)和传动系的牵引力计算。引起卡车加速的净力是通过从车轮上传动系所产生的扭矩中减去各种力(刹车、牵引以及坡度)来确定。具有遗忘因子的递归最小二乘估算器有助于从上述参数值中生成道路坡度的第一估计。当检测到较差的信噪比条件时，第二坡度估计提供另一坡度值。车辆质量估计和坡度估计由两个可选的坡度估计源之一提供，并为在性能模式(高功率)和经济模式(高节油)之间切换的变速控制提供输入。

Nitz的欧洲专利第0 512 596 A1号公开了换档模式控制，其中响应道路负载中的变化而变换升档/降档。在车辆拖引挂车，行驶在爬坡车道和/或遇到异常空气动力载荷的情况下可能出现上述常规的道路负载条件。在检测到道路负载过度的情况下，采用的换档模式的特征是车辆在上述常规道路负载条件下行驶过程中，在减速期间提前降档并在加速期间延迟升档。

本文所述的示例性方法及变速器总成(包括其控制器)的各个方面克服了现有技术中的缺陷。

发明内容

本发明介绍了一种车辆以及通过该车辆来执行的一种方法。车辆包括自动变速器及一组传感器输入，该输入提供指示车辆当前操作状态的数据以及与自动变速器控制相关的数据。该组传感器输入包括：发动机转速、发动机的扭矩、当前变速器档位；以及车辆速度。此外，车辆还包括配置计算机可执行指令的程控处理器，以便反复并相互依赖地产生车辆质量参数值以及倾斜度参数值。当产生车辆质量参数值以及倾斜度参数值时，程控处理器使用一套参数，包括：驱动车辆的推进力；作用于车辆上并阻止向前运动的一组力，以及观测到的车辆速度变化的速率；此外，本发明进一步包括由实施上述功能的车辆执行的一种方法及一种包括计算机可执行指令的永久机读媒介，该指令由处理器/控制器执行以实现上述功能。

附图说明

尽管所附权利要求书说明了本发明的特征及特性，但根据附图及下列详细说明可以更好地理解本发明及其优点。其中：

图1为自动平地机/车辆的轮廓图，其作为一个示例，用于示出适合包括本公开的负载/坡度估算器和档位选择方法的机器；

图2为本公开中的示例性机器的程控控制器、自动变速器及相关部件的框图。

图3a用图示方式描述一组功率曲线及采用标准方式进行换挡操作的机器；

图3b用图示方式描述一组功率曲线和根据自动变速器基于性能的减档方案来进行换挡操作的机器；

图4是一张流程图，该流程图根据本发明对采用程控控制器执行并对自动变速器进行管理的示例性过程进行了操作概述；和

图5是包括在程控处理器构造中的一套功能块的示意图。该功能块用于根据操作中施加在车辆上的被观测力执行质量和坡度的计算。

具体实施方式