[發明專利]基于坡度和有效負載估計的變速器檔位選擇

在審

• 申請號: 201380064631.3
• 申請日: 2013-12-06
• 公開（公告）號: CN104937315A
• 公開（公告）日: 2015-09-23
• 發明（設計）人: B·T·西格爾;E·E·雅各布森;Y·張
• 申請（專利權）人: 卡特彼勒公司
• 主分類號: F16H61/02
• 分類號: F16H61/02;F16H61/04;F16H59/42;F16H59/14;F16H59/70
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 吳鵬;馬江立

技術領域

本發明主要涉及在例如具有自動變速器的鉸接式卡車等重型機械中控制變速器檔位選擇。更具體地，本發明涉及包括自動變速器的重型機器，并且所述自動變速器根據在多個預定的變速器檔位選擇規律中所選的某一個來控制。檔位選擇規律根據觀測到的指示功率需求的條件進行選擇。所述條件包括操作者的需求(例如，油門位置)以及機器負載(例如，機器重量、行駛路面坡度等)。

背景技術

諸如鉸接式卡車和平路機/鏟土機等輪驅式重型機械在不同的條件下工作時，要求通過傳動系的輸出而產生大小不同的驅動力(即扭矩)來推進機械。所述條件包括路面類型、坡度以及貨物有效負載情況。此外，車輛傳動系控制還需考慮到人力操作員的預期，例如通過當前油門位置所指示的預期。因此，車輛傳動系控制的至少一個重要方面是考慮當前操作條件和駕駛員的需求并給予相應的車輛傳動系控制命令(例如，增加燃料/空氣流、減少/增加變速器傳動比等)。

在Kresse的美國專利US?7,499,784中描述了變速器檔位/換檔選擇的控制方法：基于檢測到的條件為在開闊公路上(例如半拖掛車)卡車的變速器選擇換檔規律；特別地，基于車輛質量和估計的道路坡度選擇換檔規律。在該實施例中，道路坡度估值根據當前的車體質量(包括有效負載)和傳動系的牽引力計算。引起卡車加速的凈力是通過從車輪上傳動系所產生的扭矩中減去各種力(剎車、牽引以及坡度)來確定。具有遺忘因子的遞歸最小二乘估算器有助于從上述參數值中生成道路坡度的第一估計。當檢測到較差的信噪比條件時，第二坡度估計提供另一坡度值。車輛質量估計和坡度估計由兩個可選的坡度估計源之一提供，并為在性能模式(高功率)和經濟模式(高節油)之間切換的變速控制提供輸入。

Nitz的歐洲專利第0?512?596?A1號公開了換檔模式控制，其中響應道路負載中的變化而變換升檔/降檔。在車輛拖引掛車，行駛在爬坡車道和/或遇到異常空氣動力載荷的情況下可能出現上述常規的道路負載條件。在檢測到道路負載過度的情況下，采用的換檔模式的特征是車輛在上述常規道路負載條件下行駛過程中，在減速期間提前降檔并在加速期間延遲升檔。

本文所述的示例性方法及變速器總成(包括其控制器)的各個方面克服了現有技術中的缺陷。

發明內容

本發明介紹了一種車輛以及通過該車輛來執行的一種方法。車輛包括自動變速器及一組傳感器輸入，該輸入提供指示車輛當前操作狀態的數據以及與自動變速器控制相關的數據。該組傳感器輸入包括：發動機轉速、發動機的扭矩、當前變速器檔位；以及車輛速度。此外，車輛還包括配置計算機可執行指令的程控處理器，以便反復并相互依賴地產生車輛質量參數值以及傾斜度參數值。當產生車輛質量參數值以及傾斜度參數值時，程控處理器使用一套參數，包括：驅動車輛的推進力；作用于車輛上并阻止向前運動的一組力，以及觀測到的車輛速度變化的速率；此外，本發明進一步包括由實施上述功能的車輛執行的一種方法及一種包括計算機可執行指令的永久機讀媒介，該指令由處理器/控制器執行以實現上述功能。

附圖說明

盡管所附權利要求書說明了本發明的特征及特性，但根據附圖及下列詳細說明可以更好地理解本發明及其優點。其中：

圖1為自動平地機/車輛的輪廓圖，其作為一個示例，用于示出適合包括本公開的負載/坡度估算器和檔位選擇方法的機器；

圖2為本公開中的示例性機器的程控控制器、自動變速器及相關部件的框圖。

圖3a用圖示方式描述一組功率曲線及采用標準方式進行換擋操作的機器；

圖3b用圖示方式描述一組功率曲線和根據自動變速器基于性能的減檔方案來進行換擋操作的機器；

圖4是一張流程圖，該流程圖根據本發明對采用程控控制器執行并對自動變速器進行管理的示例性過程進行了操作概述；和

圖5是包括在程控處理器構造中的一套功能塊的示意圖。該功能塊用于根據操作中施加在車輛上的被觀測力執行質量和坡度的計算。

具體實施方式