[发明专利]地形自适应换挡计划

说明书

技术领域

本公开涉及自动变速器控制领域。更具体地，本公开涉及一种基于地形的自适应换挡点的方法。

背景技术

许多车辆在宽的车速范围(包括前向运动和倒车运动两者)内使用。然而，大多数类型的内燃发动机仅能够在窄的车速范围内高效运转。因此，经常使用能够在多个传动比下高效传输动力的变速器。当车辆处于低速时，变速器通常在高传动比下操作，使得发动机扭矩倍增以提高加速度。当车辆处于高车速时，在低传动比下操作变速器允许与安静、燃料高效的巡航相关联的发动机转速。

图1示意性地示出了一种后轮驱动式车辆10。实线表示机械功率的流动，而虚线表示信息信号的流动。发动机12提供机械功率并将功率传递到变速器输入轴14。变速器16将功率传输到驱动轴18，同时调整转速以使车速与适合的发动机转速匹配。差速器20在左驱动轮22和右驱动轮24之间分配功率，以允许车辆拐弯时车轮之间的轻微的转速差。在后轮驱动式车辆中，差速器还使旋转轴线改变90度并且通过固定的主减速比来减小速度。在前轮驱动式车辆中，部件可被不同地定向，并且可不通过轴而通过齿轮机构将功率从变速器齿轮箱传递到差速器。

控制器26向发动机12提供信号以控制所产生的扭矩水平。例如，这些信号可控制节气门开度、点火正时等。控制器26还向变速器16提供信号以控制变速器输入轴14和固定到驱动轴18的变速器输出轴之间的传动比。这些信号可包括控制变速器16内的离合器的扭矩容量的信号，当这些离合器以不同的组合接合时，建立具有不同传动比的不同的功率流动路径。控制器26接收来自各种传感器的信号(比如来自变速器16的转速信号以及指示驾驶员扭矩需求的驾驶员操作的加速踏板28的位置)。控制器26还可利用来自其它传感器(比如加速度计30和车辆导航系统32(比如基于全球定位系统(GPS)卫星的系统))的信号。

控制器26决定何时命令从一个传动比到另一个传动比的换挡。这个决策被称为换挡计划。虽然换挡计划算法可考虑许多不同的输入，但两个主要的输入通常是转速的指示和扭矩需求的指示。图2示出了用于四速自动变速器的代表性换挡计划。横轴表示车速，或者等同地表示与车速成比例的变速器输出轴的转速。纵轴表示通常基于加速踏板位置确定的驾驶员需求的输出扭矩。在任何给定的时间，当前操作条件对应于该图中的一个点。每当当前操作点从1-2升挡线40的左侧跨越到线40的右侧，控制器就计划从1挡到2挡的升挡。会发生这种情况是因为车辆速度的增加，或者因为驾驶员降低了需求的扭矩，或者因为两者的组合。每当当前操作点从2-1降挡线42的右侧跨越到线42的左侧，控制器就计划从2挡到1挡的降挡。降挡线42相对于升挡线40轻微地偏移以避免响应于速度或需求的扭矩的小的变化而频繁换挡。类似地，使用2-3升挡线44和3-2降挡线46计划2挡和3挡之间的换挡。类似地，使用3-4升挡线48和4-3降挡线50计划3挡和4挡之间的换挡。对于具有四个以上传动比的变速器，换挡计划具有更多的换挡线，但是构思是类似的。

每个换挡线的位置在校准过程中确定。校准需要在各个标准之间进行折衷。为了产生最大的功率，内燃发动机通常必须在高速下旋转。因此，在高扭矩需求下，换挡计划趋向于选择较低编号的挡位，使得发动机转速接近功率峰值。在低扭矩需求下，计划选择较高编号的挡位，使得发动机转速接近针对相应功率需求的最高效的工作转速。一些换挡线的位置可相对于理论理想值进行改变，以减少特定操作所需求的换挡数量或满足其它的客户期望。

发明内容

一种选择变速器传动比的方法利用第一换挡计划和第二换挡计划。第二换挡计划可指示在比第一换挡计划更高的发动机转速下的操作，使之更适合于山地地形。第二换挡计划还可指示使用提供发动机制动的挡位状态，而第一换挡计划将指示超越单向离合器(over-running one way clutche)实现的挡位状态。计数器保持指示之前行驶过的地区的道路坡度。基于所测量的速度和驾驶员需求的变化利用第一换挡计划命令换挡。所测量的速度可与变速器输出轴转速成比例。驾驶员需求可基于加速踏板的位置。响应于计数器超过阈值，选择第二换挡计划并且使用第二换挡计划命令换挡。当选择第二换挡计划时，记录与换挡计划的变化相关联的位置。该位置可以是计数器超过阈值之前车辆行驶过的位置。响应于车辆在该位置附近的后续操作，在计数器超过阈值之前选择第二换挡计划。可使用导航系统确定车辆何时该位置的附近操作。