[0124] 变速器状态模块5可以使用上述逻辑测试(4)和(5),结合测试(6)至(9)的其中一个,用于预测接下来将要接合的挡位(N2G),如表1列出如下:
[0125]已通过测试 已通过测试(4) 已通过测试(5)
6 N2G=倒挡 /
7 N2G=第一 N2G=第二
8 N2G=第三 N2G=第四
9 N2G=第五 N2G=第六
[0126] 表1
[0127] 之后,当挡位实际接合时,变数器状态模块5可以确认,使用上述逻辑测试(1)和(2),结合测试(6)至(9)的其中一个,在确认后接收来自所选的挡位传感器7的已接合的挡位(EG),如表2列出如下:
[0128]已通过的测试 已通过的测试(2) 已通过的测试(1)
6 EG=倒挡 /
7 EG=第一 EG=第二
8 EG=第三 EG=第四
9 EG=第五 EG=第六
[0129] 表2
[0130] 因此,预测感应系统还提供与实际接合哪一挡位有关的信息。
[0131] 应当理解,如关于旋转校正所述的,轴向位置校正可以与上述10%=第六挡位及90%=倒挡相反,在该情况下,对平面的逻辑测试将不同于上述的那些。
[0132] 尽管预测挡位感应系统已经针对使用2D磁体并产生PWM输出的PWM磁性所选传感器的使用进行了说明,但本发明不限于产生PWM输出的传感器的使用,其同样适用于产生可变
电压输出而非PWM输出的位移传感器的使用。
[0133] 应当理解,预测挡位感应系统不限于使用用于所选挡位传感器的单个2D磁性传感器阵列7,其也可以通过使用3D传感器和磁性设置或两个单独的传感器执行,一个用于感应旋转运动,一个用于感应轴向运动。
[0134] 应当理解,本发明不限于六挡前进速度变速器或如图7A所示的空挡
定位,本发明可以应用于具有相同益处的具有不同数量的前进速度或不同的倒挡位置的变速器。
[0135] 现在参考图8A至8C,示出了可预测挡位感应系统的第二实施例的部件,其与前述大部分是相同的,因此,将不再详细描述。
[0136] 该第二实施例与上述第一实施例之间的主要区别在于,除了与位于换挡平面的入挡点相关的平面内检查点,还提供位于换挡平面之间的多个平面间检查点。
[0137] 首先参考图8A,示出了多个平面内检查点Ra、1a、2a、3a、4a、5a和6a。检查点Ra、1a、3a和5a对应于上述奇数挡位入挡点(OPI),检查点2a、4a和6a对应于上述偶数挡位移入点(EPI)。可预测挡位系统使用这些检查点如上所述操作,并且如上所述能够用于预测接下来将要接合的挡位。
[0138] 除了这些平面内检查点Ra、1a、2a、3a、4a、5a和6a,还存在多个平面间检查点R/1b、1/2b、3/4b和1/2a、3/4a、5/6a。
[0139] 平面间检查点的功能在于,在变速器3仍处于空挡时提供对将要选择的潜在平面的早期指示。
[0140] 图8B示出了平面间检查点R/1b、1/2b、3/4b、1/2a、3/4a和5/6a作为所选的挡位传感器7的轴向位移传感器输出的%PWM输出,图8C重复了图7B,图8C中的平面内检查点(Ra、1a、3a和5a以及2a、4a和6a)分别对应于图7B所示的OPI和EPI检查点。
[0141] 由于平面间检查点是设置点,因此他们不受到机构中的偏差影响,因此,可以使用单个值。
[0142] 例如,如图8A和8B所示的检查点具有如下
指定的%PWM值:
[0143] R/1b=17.5%
[0144] 1/2a=32.5%
[0145] 1/2b=45%
[0146] 3/4a=65%
[0147] 3/4b=75%
[0148] 5/6a=85%
[0149] 这些用于在挡位选择过程早期确定可能要选择的平面,并由此确定两个潜在挡位速比中的一个。
[0150] 因此,根据第二实施例的预测挡位感应系统能够提供更多时间采取其他动作,例如,通过提供对所需动作的早期指示协调发动机转速和变速器输入转速。
[0151] 应当理解,驾驶者将换挡杆11从空挡移入驱动挡位所用的时间相对较短,因此,在挡位位置选择过程早期提供的任何其他信息对需要知道所选挡位的系统来说潜在地非常有用。
[0152] 现在参考图10,示出了执行用于在上述类型的多级手动变速器中预测将要接合的挡位的方法的第一实施例所需的基本步骤。
[0153] 该方法在框100处以开启事件开始,之后在框110处,驾驶者解离离合器,为挡位改变或选择挡位作准备。
[0154] 之后该方法前进至框120,其中所选挡位传感器7用于监控换挡组件如换挡缸体3A的动作,并在框130确定换挡杆平面。也就是说,在框130处,确定挡位杆11当前处于哪个换挡平面内。
[0155] 之后,在框140处,确定是否已经到达入挡点或平面内检查点EPI、OPI的其中之一。如果已经到达平面内检查点EPI、OPI之中的一个,则该方法进入框150,但如果未到达平面间检查点EPI、OPI之中的任何一个,则该方法循环返回框130,并将继续围绕框130、140循环,直至已经到达平面内检查点EPI、OPI。
[0156] 在框150处,确定已经到达哪个平面内检查点,并基于该判断,如果已经到达奇数挡位平面内检查点OPI,该方法行进到框160,如果已经到达偶数挡位平面内检查点EPI,该方法行进到框170。
[0157] 在框160和170处,来自框130的平面信息与有关将要选择的挡位是奇数还是偶数的信息结合,提供接下来将要选择的挡位的预测,在框180处,该预测提供至任何需要该信息的系统。
[0158] 之后,该方法进入框190,在此确定是否已经发生关闭事件,如果已经发生,该方法在框200处结束,如果还未发生,该方法继续进入框195,在此,储存实际选择的挡位用于进一步使用,之后在框196处将该信息提供至需要挡位状态信息的系统,作为在框180中提供的预测的确认。
[0159] 之后,该方法继续进入框197,此处,驾驶者重新接合离合器10,之后在框197处暂停,直到驾驶者下一次断开离合器10,在该时间点返回框110以重新开始该方法。
[0160] 现在参考图11,示出了执行用于在上述类型的多级手动变速器中预测将要接合的挡位的方法的第二实施例所需的基本步骤。
[0161] 该方法在框1100处以开启事件开始,之后在框1110处,驾驶者解离离合器10,为挡位改变或挡位选择做准备,读取当前存储的轴向和旋转位置的值,或者读取当前所选的挡位状态。
[0162] 之后,该方法进行至框1120,其中所选的挡位传感器7用于监控换挡组件,如换挡缸体3A的动作,在框1125处,确定换挡杆是在同一平面内(%PWM信号实质上不变)移动,在对应于升挡的向增挡位方向上(%PWM信号增加)移动,还是在对应于降挡的减挡方向上(%PWM信号减小)移动。基于此判断,如果所在平面没有改变,该方法进行至框1200,如果向上改变,则进行至框1130,如果向下改变,则进行至框1140。
[0163] 在框1130中,检测是否已经经过上升改变平面间检查点,如果是,则该方法进入框1150,但如果不是,则循环返回框1120。相似地,在框1140中,检测是否已经经过下降改变平面间检查点,如果是,则该方法进入框1150,但如果不是,则循环返回1120。
[0164] 框1130和1140允许使用不同的上升变化和下降变化平面间检查点,但应当理解,如果不考虑挡位变化方向使用相同的检查点,该方法可以由框1120进入检测是否已经经过任何平面间检查点的框,如果是,则进入框1150,但如果不是,则返回1120。
[0165] 在框1150中,基于已经经过的检查点,向需要知道接下来的挡位比之前接合的挡位更高还是更低的任何系统提供过渡的预期换挡杆平面。这可以是多阶段步骤,信息随着经过各种平面间检查点更新,直到在框1200处,经过入挡点。也就是说,如果框1200中的测试失败,该方法可以可选地循环返回步骤1150,而不同于示出的框1120。
[0166] 现在继续框1200,确定是否已经到达入挡点,即平面内检查点。如前述,平面内检查点EPI、OPI用于确定将要选择的挡位是奇数挡位还是偶数挡位。如果没有到达入挡点,该方法循环返回1120,如果已经到达入挡点,该方法进入框1300,在此,确定换挡杆平面,并且确定已经到达的入挡点用于奇数挡位还是偶数挡位。
[0167] 之后,在框1600和1700中,由框1300确定的换挡杆11当前所在的换挡平面结合已知的入挡方向,产生对接下来选择的挡位的预测。
[0168] 之后,在框1800中,向需要该信息的任何系统提供该预测。
[0169] 之后,该方法进入框1900,在此确定是否已经发生关闭事件,如果是,该方法在框2000处结束,如果不是,该方法继续至框1950,在此储存实际选择的挡位用于后续使用,之后在框1960处,向需要知道挡位状态的系统提供该信息,作为对在框1800处提供的预测的确认。
[0170] 之后,该方法继续进入框1970,在此,驾驶者重新接合离合器10,之后在框1970处暂停,直至驾驶者下一次解离离合器10,在该时间点,返回框1110,重新开始该方法。
[0171] 应当理解,上述用于预测接下来将要接合的挡位的方法的两个实施例通过示例的方式提供,并且,本发明不限于所述的具体步骤或执行步骤的顺序。
[0172] 现在参考图8D,示出了形成预测挡位感应系统的第三实施例的一部分的预测挡位传感器,其可以用于代替上述的两个优选实施例。
[0173] 在该情况下,使用大量单独的传感器SR、S1、S2、S3、S4、S5、S6,PR、P1、P2、P3、P4、P5和P6监测换挡杆11。变速杆具有附接其上的磁性目标(未示出),当其经过或靠近传感器SR、S1、S2、S3、S4、S5、S6,PR、P1、P2、P3、P4、P5和P6的其中一个时,发生磁性连接,这通过变速器状态模块5监测,以形成预测挡位感应系统。
[0174] 此处示出两类传感器,第一类SR、S1、S2、S3、S4、S5和S6的每一个提供可以用于指示变速器何时完全处于与这些传感器相关联的各挡位中的信号,第二类PR、P1、P2、P3、P4、P5和P6是检查点传感器,其提供可以用于指示变速器3何时几乎挂上挡位的信号。也就是说,第二类传感器用于指示何时已经到达上述的入挡点,而不仅提供将要接合的挡位是奇数还是偶数的指示,并且还提供平面信息,以便明确将要接合的挡位。在图8D中,所示换挡杆11处在一挡选择位置11G和空挡位置11N。
[0175] 可以理解,更多的传感器还可以位于H型槽道的平面之间,以提供平面运动间的反馈,从而提供与图8A所示的检查点R/1b,1/2b,3/4b和1/2a,3/4a,5/6a提供的相似的信息。
[0176] 因此,在一些情况下,该预测挡位感应系统的使用可以提供将发动机转速与变速器的输入3i的转速协调或同步的更多时间。
[0177] 在手动变速器设置中,只要解离离合器10,发动机2的转速与变速器3的输入转速之间就不存在关系,即使在变速器3的输入3i安装转速传感器,也将不提供具体信息,直至实际接合挡位,也就是说,在选择空挡期间,对变速器3的输入3i的最终转速是未知的。因此,用于调整发动机转速的有效时间仅仅是在实际接合挡位之后同时驾驶者接合离合器10的时间。
[0178] 然而,根据本发明的一些实施例,接下来将要接合的挡位可以使用预测挡位感应系统预测,以便提供更多时间用于将发动机输出2a与变速器的输入3i同步。也就是说,在FRIN系统或FRIG系统的情况下,在实际接合挡位之前,当经过入挡检查点或经过平面间或平面检查点间选择新挡位或时,所需的同步转速是已知的,从而提供更多时间,用于将发动机转速调整至所需转速。
[0179] 现在参考图9,示出了涉及发动机转速对应图1所示的机动车1的车速的图表。
[0180] 线X-X示出了对于20kph的车速的各种发动机转速,1g-6g表示一至六挡。
[0181] 由图9可以看出,相应的发动机转速为:一挡2000RPM;二挡1333RPM;三挡1000RPM;四挡800RPM;五挡667RPM;以及六挡400RPM。
[0182] 因此,取决于所选用于退出操作的自由溜车阶段的挡位,发动机2在理论上需要调整至发动机转速范围在2000RPM至400RPM。然而,在实际操作中,驾驶者可能知道,在这样的低速情况下,只有一挡、二挡和三挡可能适用于从操作的自由溜车阶段退出。在本发明的一些实施例中,如果所选挡位过高或过低,该系统包括驾驶者警告装置。例如,如果发动机转速低于1000RPM或高于3000RPM,为驾驶者提供警告,该警告可以是听觉警告或视觉警告,例如,警告灯亮或二者皆有。
[0183] 在另一离合器10是电子离合器的实施例中,如果所选挡位过高或过低,那么离合器10的接合会受到抑制。
[0184] 另外,如果机动车1的速度在操作的自由溜车阶段降至预定的最小值以下,自由溜车退出不能完成,并且电子控制器可以以常规停止-起动控制器的方式操作。也就是说,如果车速为零或近似为零,车辆不再自由溜车,而是静止的。
[0185] 用于在退出操作的自由溜车阶段期间控制机动车1的方法根据以下方式的一个实施例操作。
[0186] 动力传动系
控制模块4接收来自各个传感器的输入,特别是来自车速传感器9v、发动机转速传感器9e和选择挡位传感器7的输入。
[0187] 机动车1的速度用于提供所需对发动机转速的评估,并受到持续监测和更新。应当理解,用于提供车速信息的其他装置可用作车速的输入,例如,全球定位系统(GPS)信息,并且本发明不限于使用车速传感器。
[0188] 变速器状态模块5可操作地以上述方式向发动机控制单元6提供关于当前接合挡位或预测的接下来将要接合的挡位的信息,发动机控制单元6使用该信息基于关于当前车速的信息将发动机转速调整至所需的发动机转速。通过该方式,同步速度中的误差降至最低,可以确保平顺地提供驱动。如果所使用的信息基于预测的接下来将要接合的挡位,那么当已知实际接合的挡位时,可以确认所需发动机转速或对其进行微调。
[0189] 还应当理解,在其他实施例中,向发动机控制单元6提供的信息可以是所需发动机转速,并且在该情况下,发动机控制单元6仅提供控制功能,用以将发动机转速驱动至所需转速。
[0190] 因此,总的来说,用于控制退出操作的自由溜车阶段的系统包括用于通过离合器10向变速器3提供驱动的发动机2,用于向动力传动系控制模块4,特别是向变速器状态模块5提供指示变速器3的接合状态的信息的挡位传感器,用于控制和调整发动机2转速的发动机控制单元6,以及供动力传动系控制模块4使用的指示机动车1速度的信息源。
[0191] 参考图12,示出了用于在退出操作的自由溜车阶段控制具有FRIN系统的机动车的方法的一般实施例。
[0192] 该方法在框300处以开启事件开始,之后进入框305,其中发动机2运转,机动车1按照任何其他机动车以正常的操作阶段操作。
[0193] 该方法之后进入框310,其中检查是否出现用于进入操作的自由溜车阶段的条件。在FRIN系统的情况下,这些条件包括在机动车1仍然移动的同时,变速器3置于空挡条件。
该条件还可以包括要求机动车1的速度在预定限度之间。如果不满足进入条件,该方法循环通过框305和310,直到满足进入条件,此时该方法进行到框312,其中停止发动机2,机动车1已进入操作的自由溜车阶段。
[0194] 之后,该方法进入框315,其中,检查是否存在用于退出操作的自由溜车阶段的条件,在FRIN系统的情况下,将包括解离离合器10,接合驱动挡位,或者在使用预测挡位感应系统的系统的情况下,直到提供将要接合的挡位的指示。
[0195] 如果没有出现这些条件,发动机2将保持停止,机动车1将保持在操作的自由溜车阶段,该方法返回框312。该方法将继续沿框312和315循环,直至满足退出自由溜车阶段的条件。
[0196] 当满足框315中的条件时,该方法进入框318,创建接合用于退出的挡位,或者在使用预测挡位感应系统的系统的情况下,创建用于退出的预测的挡位并起动发动机2。应当理解,起动发动机2可以是在确定退出挡位的步骤之后或与其同时执行的单独的步骤。
[0197] 之后,该方法进入框320,其中,确定用于退出所需的发动机转速。这可以使用传感器通过对变速器3的输入3i的旋转速度进行直接测定得出,或基于接合的或预测将要接合的挡位进行计算得出。
[0198] 只要已知所需的发动机转速,该方法进入框325,其中,通过发动机控制单元6调整发动机2的转速,以匹配所需的发动机转速。
[0199] 之后,该方法进入框328,其中,确定离合器10是否已经实际上接合。如果离合器未接合,该方法通过框329返回框320,如果车速在速度接近于零的预定最小速度(Vmin)以上,那么重新执行框320、325和328。如果车速在最小速度以下,那么在框329处检测该速度,并且该方法在框360结束。
[0200] 如果在框328处,确定离合器已经接合,并且完成从自由溜车阶段的退出,那么该方法进入框330,以检查关闭事件是否已经发生。
[0201] 如果关闭事件未发生,该方法由框330返回框305,但如果关闭事件已经发生,该方法由框330进入框350,在此处结束。
[0202] 如果在挡位接合与离合器接合之间的时间段内,机动车1的速度是恒定的,将不需要进行发动机转速微调。但是,如果机动车的速度1已经改变,那么从框328返回框320,确保在确定所需的发动机转速时,将考虑到这种车速变化,该微调处理将继续,直至驾驶者接合离合器10。
[0203] 现在将参考图12针对FRIG系统描述该方法,其中,自由溜车发生在驱动挡位。
[0204] 该方法在框300处以启动事件开始,之后进入框305,其中发动机2运转,机动车1以正常的操作阶段操作。
[0205] 之后,该方法进入框310,其中,检查是否出现用于进入操作的自由溜车阶段的条件。在FRIG系统的情况下,这些条件包括不需要从发动机2提供扭矩,以及在机动车1仍然移动的同时离合器10自动解离。也就是说,踩下离合器踏板,不踩下加速器踏板。条件还可以包括要求机动车1的速度在预定限度之间。如果不满足进入条件,该方法通过框305和310循环,直至满足进入条件,此时,该方法进入框312,其中,停止发动机2,并且机动车1已经进入操作的自由溜车阶段。该方法之后进入框315,其中检查是否出现用于退出操作的自由溜车阶段的条件,在FRIG系统情况下,该条件包括机动车1的驾驶者通过踩下加速器踏板的动作要求提供扭矩。
[0206] 如果没有出现这些条件,发动机2将保持停止,机动车1将保持在操作的自由溜车阶段,该方法返回框312。该方法将继续沿框312和315循环,直至满足退出自由溜车阶段的条件。
[0207] 当满足框315中的条件时,该方法进入框318,创建接合用于退出的挡位。在大多数情况下,该挡位将是与自由溜车进入相同的挡位,但在操作的自由溜车阶段或在退出操作的自由溜车阶段期间,驾驶者可能选择另一挡位。因此,通过使用所选挡位感应系统创建所选用于退出的挡位,或者在使用预测挡位感应系统的系统情况下,可以在退出程序期间创建所选用于退出的预测挡位,并且起动发动机2。应当理解,起动发动机2可以是在确定退出挡位的步骤之后或与其同时执行的单独的步骤。
[0208] 之后,该方法进入框320,其中,确定用于退出的所需发动机转速。如之前所述,这可以使用传感器通过对变速器3的输入3i的旋转速度进行直接测定得出,或基于接合的或预测将要接合的挡位进行计算得出。
[0209] 只要已知所需的发动机转速,该方法进入框325,其中,通过发动机控制单元6调整发动机2的转速,以匹配所需的发动机转速。
[0210] 之后,该方法进入框328,其中,确定离合器10是否已经实际上接合。如果离合器未接合,该方法通过框329返回框320,如果车速在速度接近于零的预定最小速度(Vmin)以上,那么重新执行框320、325和328。如果车速在最小速度以下,那么在框329处检测该速度,并且该方法在框360结束。
[0211] 如果在框328处,确定离合器已经接合,并且完成从自由溜车阶段的退出,那么该方法进入框330,以检测关闭事件是否已经发生。
[0212] 如果关闭事件未发生,该方法由框330返回框305,但如果关闭事件已经发送,该方法由框330进入框350,在此处结束。
[0213] 如果在挡位接合与离合器接合之间的时间段内,机动车1的速度是恒定的,将不需要进行发动机转速微调。但是,如果机动车的速度1已经改变,那么从框328返回框320,确保在确定所需的发动机转速时,将考虑到这种车速变化,该微调处理将继续,直至驾驶者接合离合器10。
[0214] 应当理解,以上所述用于在退出自由溜车阶段期间控制机动车的方法的两个实施例通过示例的方式提供,并且,本发明不限于所述的具体步骤或执行步骤的顺序。
[0215] 还应当理解,如果在操作车辆期间的任何时间,将点火钥匙移到关闭位置,那么该方法将在框350处结束。
[0216] 另外,该系统还可以可操作地用于在机动车在操作的自由溜车阶段运行期间监测车辆速度,并且通过显示器持续地告知驾驶者建议的用于退出操作的自由溜车阶段的挡位。
[0217] 因此,总的来说,本发明涉及在发动机起动与离合器接合期间调整发动机转速,以匹配变速器输入轴转速。通过消除或尽量减小速度上的不匹配,消除或尽量减小扭矩扰动,驾驶者感觉到驱动扭矩平顺地重新接合。确定输入轴转速要求直接测量或基于车速和已知的所选挡位估算。所选挡位可以通过使用所选挡位感应系统或通过使用预测挡位感应系统确定,二者中的任意一个可以通过测量换挡台架的位置和旋转或形成用于变速器的H型槽道换挡机构的一部分的换挡轴来确定挡位。
[0218] 尽管本发明对于具有H型槽道换挡机构的手动变速器特别有优势,但其也可以应用于其他手动变速器或自动手动变速器,例如,具有用于奇数挡位的第一离合器和用于偶数挡位的第二离合器的
双离合变速器。在该情况下,相关的离合器将是用于选择用于退出操作的自由溜车阶段的挡位的离合器。
[0219] 本文所述术语“所选挡位系统”是这样一种系统,其中,传感器用于通过感应变速器内的组件或用于换挡的换挡机构的组件的位置确定当前接合的挡位,并提供向电子单元提供的输出,其解释来自传感器的信号,以提供当前接合的挡位的指示。也就是说,所选挡位
传感器系统可以包括如图1A所示的所选挡位传感器7和变速器状态模块5或如图8D所示的传感器阵列和变速器状态模块5。
[0220] 本文所述术语“预测挡位感应系统”是这样一种系统,其中,传感器用于感应变速器内的组件或用于换挡的换挡机构的组件的位置,并向电子单元提供输出。电子单元设置用于解释来自传感器的信号,以提供接下来将要接合的挡位的指示。也就是说,“预测挡位感应系统”可以包括具有额外检查点的“所选挡位系统”,在经过所述检查点时,可以通过变速器状态模块解释,以提供接下来将要接合的挡位的指示。
[0221] 本领域技术人员应当理解,尽管本发明已经通过示例方式参考一个或多个实施例进行了描述,但其不限于所述实施例,并应当理解,在不背离
权利要求书所限定的本发明范围的情况下,可以构建所述实施例或可选实施例的一个或多个变型。