專利名稱：用于控制自動多級變速器的方法
技術領域：
本發明涉及一種用于控制汽車自動多級變速器的方法，所述方法利用了電子控制裝置，該電子控制裝置與用于檢測運行參數的傳感器以及與用于實施換擋的擋位調節器和/或者離合器調節器保持連接并且具有用于儲存控制數據的數據存儲器，其中，多級變速器可以在可自動觸發換擋的自動模式下運行，在可由駕駛員手動觸發換擋的手動模式下運行以及在可手動觸發換擋和可自動檢測運行參數的學習模式下運行。
背景技術：
長期以來，已公知了具有自動多級變速器的汽車，如變矩器-自動變速器、自動變速器和自動雙離合器變速器，其中，換擋過程可以選擇性地在依賴于運行參數程序控制觸發換擋的自動模式和手動觸發換擋的手動模式下實施。在自動模式中，換擋在依賴于傳感器檢測的運行參數，如行駛速度、行駛踏板位置、發動機負荷和發動機轉速情況下，借助所儲存的換擋特征線或者換擋特征域自動觸發，而手動模式中的換擋則相反通過操作相應的換擋操作元件由駕駛員木人觸發，換擋操作元件諸如設置在換擋控制臺(Schaltkonsole)上的換擋桿(在手動換擋叉軸撥塊凹槽內部)和設置在方向盤上的換擋鈕或者換擋把。
在自動模式中，換擋的換擋轉速、擋位跳躍和換擋進程主要由相關換擋程序的行駛策略來確定，也就是通過汽車或傳動系利用換擋程序跟蹤的、處于上位的上運行特性，如盡可能低的油耗、盡可能高的行駛舒適性或者盡可能高的行駛動力來確定。為可以使駕駛員在多種行駛策略之間進行選擇，通常提供至少兩種可選擇的換擋程序。這些換擋程序例如是換擋轉速相當低的、以實現低油耗的經濟換擋程序和換擋轉速相當高的、以實現高加速能力的運動換擋程序，駕駛員可以通過操作設置在控制臺或者方向盤上的選擇開關而在這兩個換擋程序之間進行變換。還有人已經提出，各換擋程序的選擇和激活借助基于傳感器檢測的駕駛員行駛主動性和/或者汽車運動動力的駕駛員類型確定來自動地進行。
但因為兩個或者三個換擋程序之間的選擇可能性對大多數駕駛員來說不可能使換擋表現與其本人的駕駛表現令人滿意地配合，所以提出了多種方案，用于針對駕駛員個性化地配合自動多級變速器換擋表現。
例如在DE 694 03 419 T2 (EP 0 645 559 Bl)中介紹了一種自動變速器的控制裝置，其中，在手動模式時可以激活學習模式，在該學習模式中分別在手動觸發的換擋時間點上檢測運行參數并且為了確定針對駕駛員個性化的換擋程序，也就是為了確定相應的、針對駕駛員個性化的換擋特征線或換擋特征域而進行評估。對運行參數的評估借助神經元網絡進行并包括手動觸發換擋偏差的統計學評估及對所述換擋在發動機汕耗和牽引力方面的評價。當通過進一歩手動觸發換擋引起的、所學習的換擋特征線的變化保留在預先規定的公差極限內部時，則學習模式結束。
由DE 197 52 623 C2公開了一種汽車自動變速器的控制，其中，通過手動觸發換擋可以影響多級變速器的換擋表現，而不必為此激活專門的學習模式。針對駕駛員個性化地改變換擋特征線借助模糊產生式規則(Fuzzy Produktionsregel)進行并且以在各至少兩個現有的極限換擋特征線之間的疊加內插(liberlagernden Interpolation)為基石出。
在由DE 199 16 808 Al公開的另一種方法中，作為給出的前提條件是自動模式的至少一個預先限定的行駛程序，也就是相應的換擋特征線或換擋特征域。現有的行駛程序通過評估手動模式中手動觸發換
5擋時所檢測的運行參數而針對駕駛員個性化地改動。對運行參數的檢測和對現有行駛程序的改動在可激活的學習模式內部進行。在改動變現存的行駛程序時，對于可靠性重要的程序部分保持是不變的。
在DE 101 34 997 Al介紹了一種類似的方法。所公開的這種方法從一種具有程序存儲器的電子控制裝置出發，在程序存儲器上依賴于傳感器檢測的運行參數地儲存有用于控制變速器和需要時控制離合器的控制程序，也就是針對自動模式的換擋程序。此外，程序存儲器包括如下的程序，借助該程序可以將現存的控制程序基于所檢測到的駕駛員的輸入(如手動觸發的換擋)與駕駛員所要求的運行表現相配合。針對駕駛員個性化的控制程序可以儲存在外部的數據載體上，諸如也可以作為汽車鑰匙使用的存儲卡。
所介紹的所有控制裝置和方法的共同之處在于，針對駕駛員個性化的換擋程序的測定，也就是與各自駕駛員要求相應的特殊換擋特征線或者換擋特征域的測定以各汽車或傳動系的已知運行特性為基礎，并且存在于對至少一個現有換擋程序的改動之中，即存在于對汽車研發的范疇內規定的相應換擋特征線或者換擋特征域的配合之中。在不了解傳動系的主要運行特性和不存在至少 一 個作為輸出數據組使用的基本換擋程序的情況下，就不可能按照所公開的方法來測定針對駕駛員個性化的換擋程序。
汽車的，特別是傳動系的對于控制多級變速器重要的運行特性和至少一個也可以作為以后的針對駕駛員個性化換擋程序的輸出數據組使用的換擋程序的換擋特征線以及換擋特征域，在新型汽車研發或者將多級變速器用于其他汽車上的范疇內，由高素質的專業人員如相關汽車或者變速器制造廠家的研發工程師、試驗工程師和應用工程師來測定并儲存在變速器控制裝置的數據存儲器內。由于功能的多樣性，在這種情況下僅對于多級變速器的基本功能，諸如對變速器傳感器和離合器傳感器的評估、對擋位調節器和離合器調節器的控制和對換擋時間進程的控制，就需要數千個參數和特征線以及針對每種換擋策略各還需要約另外上千個參數和特征線，其中，許多參數和特征線必須在新的應用時變化或與新的應用相配合。迄今為止，這一點在復雜和費時的試驗方法范疇內，由相應的專業人員通過將參數和特征線數值例如通過與變速器控制裝置及需要時與發動機控制裝置連接的筆記本電腦手動輸入或者改變來進行。
發明內容
因為這種操作過程相當復雜且費時以及需要相應受過培訓的專業人員，所以本發明的任務在于，提供一種用于控制自動多級變速器的方法，利用該方法專業人員在為制作或者改動換擋程序而測定參數和特征線時可以得到重要支持。
依據獨立權利要求的特征，本發明因此涉及一種用于控制汽車自動多級變速器的方法，所述方法利用了電子控制裝置，該電子控制裝置與用于檢測運行參數的傳感器連接以及與用于實施換擋的擋位調節器和/或者離合器調節器連接并具有用于儲存控制數據的數據存儲器，其中，多級變速器可以在可自動觸發換擋的自動模式中運行，在可由駕駛員手動觸發換擋的手動模式中運行以及在可手動觸發以及可自動檢測運行參數的學習模式中運行。
此外，為實現所提出的任務而設置有根據需要可激活的配置學習模式，在該配置學習模式下，在手動換擋觸發的試車期間，運行參數依賴于事件進行自動檢測，處理成多級變速器的控制數據，并且將這些控制數據為將來控制多級變速器而儲存在數據存儲器內。
依據本發明的方法具有優點的和適當的構成方案及改進方案是從屬權利要求的主題。
本發明基于這種認識，即直接或者間接用于確定控制多級變速器的控制數據的許多運行參數在有針對性或者倒不如說隨機起動的重要 時間點的試車期間具有優點地自動檢測和評估。由此使得相關專業人 員的配置工作大大變得容易并且加快，從而這些工作也可以由經驗較 少的試驗或者應用工程師實施。為實施該方法，總體上無需存在可用 作所要改動的基礎數據的控制數據。
因為出于可靠性原因，配置學習模式應只能在汽車研發的范疇內 通過專業人員使用，而不應在以后的行駛運行中通過各駕駛員使用， 所以配置學習模式的激活為限于專業人員使用適當通過入口監控裝置 進行。入口監控裝置例如基于硬件地可以是連接在診斷插座上并包括 插接橋接件的編碼器插頭，或者例如基于軟件地可以呈控制變量的處
于數據存儲器上的可重編碼(umkodieren)的數據位的形式。配置學習 模式也可以通過現有車載計算機的鍵盤輸入保密數字碼而解鎖。
在依據本發明的配置學習模式的第一優選應用中，試車期間，針 對各個通過確定的發動機轉速n—mot及確定的由發動機的噴油量演繹 (abgeleiteten)、歸納的(induzieren)的發動機力矩m—ind的組合所 限定的、事先規定數目的運行點，分別對各運行參數進行檢測，用于 確定當前有效作用于驅動輪上的牽引力f—zug，以及由所測定的牽引力 f—zug，分別計算出發動機的力矩效率eta并儲存在數據存儲器的相應 數據域內。
這種功能特別是在現有的自動多級變速器應與新發動機組合使用 的情況下對于商用車是非常重要的。在這種情況下所測定的力矩效率 eta的數值分別說明了驅動輪上實際上存在的和折合(reduzieren)到發 動機曲軸上的傳動力矩m—mot與由噴油量演繹、歸納的發動機力矩 m—ind相關的比例并例如對依賴于消耗確定換擋特征線和換擋特征域 以及對后面測定行駛運行期間的汽車質量m—fzg是必需的。
有效牽引力f—zug的計算優選在平地上以低行駛速度試車期間測
8定和輸入汽車質量m—fzg與滾動阻力f_roll之后，分別借助簡化的行駛 阻力方程進行。行駛阻力方程
f_zug = f一steig + f_roll + f—trSg + f_teta + f—luft，
其中，車輪上的牽引力為f—zug，爬坡輸出力為f—steig，滾動阻力 為f一roll，汽車質量的慣性力為f一trag，旋轉質量的慣性力為f—teta以 及空氣阻力為fjuft，在平地上(f—steig = 0)和以低行駛速度(fjuft = 0)行駛的情況下，簡化為
f—zug = f—roll + f—tr3g + f—teta。
借助方程f_zug = m一mot * i—gg * i—ha / r—dyn,其中，m_mot為發 動機力矩，Lgg為變速器速比，i_ha為后橋或驅動軸的速比和r_dyn 為驅動輪的動力輪胎半徑，以及利用f—teta * i—gg * i_ha / r—dyn，其中， m—teta表示進行旋轉的質量的慣性矩，也就是發動機、變速器、驅動 軸和驅動輪的慣性矩，并利用f—triig = m—fzg * a—fzg (其中，m—fzg表 示汽車質量和a—fzg表示汽車加速度)以及利用m—teta = dn—mot * (J—mot + J—getr)，其中，dn—mot表示發動機的轉速梯度，J—mot表 示發動機的慣性矩以及J一getr表示變速器的慣性矩，通過使用和轉換 發動機力矩m—mot而得出方程
m一mot = (f—roll + m一fzg * a—fzg) / (i—gg * i—ha / r—dyn)
+ dn—mot * (J—mot + J—getr)。
由這樣計算的發動機力矩m—mot，依據方程 eta = m—mot / m—ind，
得出各力矩效率eta，其中，m—ind表示通過噴油量在發動機控制 裝置上確定的、歸納出的發動機力矩。
因為由噴油量歸納得出的發動機力矩mjnd與通過驅動輪上的牽 引力f—zug反推出的發動機力矩m—mot之間的關系依據經驗隨著發動 機的運行溫度t—mot發生變化，所以運行參數的檢測優選在發動機的不 同運行溫度t mot下進行，以及將所測定的力矩效率eta分別儲存在針對溫度專門的數據域內。于是，在后面的行駛運行中，分別抓取與發 動機的實際運行溫度t—mot相配合的數據域的數據。
將依據本發明的、轉換成計算機程序的并安裝在計算機內的方法 的用戶，也就是相關的研發工程師在利用這種應用時，在激活配置學
習模式后僅需將在秤上測定的汽車質量m_fzg和對汽車重量級已知的 滾動阻力f—roll輸入計算機并隨后在平地上緩慢行駛中或多或少有針 對性地起動運行點，在這些運行點上，自動檢測各運行參數，并由此 確定相應的力矩效率以及儲存在相關的數據域內。
在依據本發明的配置學習模式的第二優選應用中，試車期間為各 自通過由確定的實際擋位、確定的行駛踏板位置、確定的汽車質量和 確定的行駛阻力的組合來限定的、預先規定數目的運行點分別在手動 觸發的換擋時，檢測相關的運行參數，以及將各自的擋位跳躍儲存在 數據存儲器的相應數據域內。
這種功能主耍對商用車也具有重要意義并在下列情況下可以應 用，即應在新型汽車上使用已經存在的自動多級變速器以及汽車制造 廠家對于變速器制造廠家在優選的行駛策略范疇內預先規定了確定的 擋位順序或擋位跳躍。在這種情況下，激活配置學習模式后，相應的 擋位跳躍僅須通過手動實施相應的換擋來預先規定。于是，這種擋位 跳躍預定與同時自動檢測的參數實際擋位、行駛踏板位置、汽車質量 和行駛阻力 一 起自動地儲存在數據域相應的特征域內并因此可供將來 的行駛運行作為控制數據使用。
因為駕駛員在配置學習模式的行駛期間不會總是成功地起動所有
預先規定的運行點，所以優選設置為試車期間內未起動的運行點的 數值通過內插法、外推法(Extrapolation)或者其它相互關系利用現有 數值來確定，并且將得出的數值儲存在數據存儲器的相關數據域內。
10為提高所檢測的運行參數和由此導出的控制數據的精確性，具有 優點的是試車期間內多次起動的運行點數值取平均值或者另行統計
性地評估以及將得出的eta數值儲存在數據存儲器的相關數據域內。
同樣優選設置為在試車期間內起動預先規定的所有運行點并測 定相關數值的情況下，或者在未起動的運行點的數值可以通過內插法、 外推法或者其它相互關系由現有數值導出的情況下，輸出聲學和/或者 光學信號。
為了闡明本發明，為說明書配有附圖。其中，唯一附圖示出具有 對應多個運行點所測定的力矩效率值的數據域表格。
具體實施例方式
在所附的表格中，對應多個運行點給出力矩效率eta，所述運行點 分別通過由汽車發動機的確定的發動機轉速n—mot以及一個確定的由 發動機噴油量演繹的并在這里以最大值的％ (百分數)表示的歸納的發 動機力矩mjnd組成的數值對來限定。
這些力矩效率值eta依據本發明在激活配置學習模式時己被測定， 方法是在平地上優選以低行駛速度進行的試車期間，在相關的運行點 上自動地分別檢測運行參數，以確定實際有效作用于驅動輪上的牽引 力f—zug，借助簡化的行駛阻力方程，由運行參數計算出牽引力f—zug， 并由牽引力f—zug和發動機與驅動輪之間有效的速比中計算出發動機 的相關力矩效率eta并且存儲在數據存儲器的通過表格示出的數據域 內。
如果在正常的行駛運行中，例如為了通過當前行駛阻力確定汽車 質量m—fzg，需要當前的發動機力矩m—mot，則該發動機力矩m—mot 通過由發動機控制裝置提供的、由發動機的噴油量歸納出的發動機力矩m一ind與各配合的力矩效率eta相乘確定。各力矩效率eta除了確定 歸納的發動機力矩m—ind時總體的不可靠性外，也包含發動機與驅動 輪之間整個傳動系的效率。說明書第10/10頁
附圖標記
a—fzg 汽車加速度
dn_mot 發動機的轉速梯度
eta 力矩效率
f—luft 空氣阻力
f—roll 滾動阻力
f_steig 爬坡輸出力
f—t et a 進行旋轉的質量的慣性力
f—trag 汽車質量的慣性力
f_zug (驅動輪上的)牽引力
i—gg 變速器速比
i—ha 后橋(驅動軸)的速比
J—getr 變速器的慣性矩
J一mot 發動機的慣性矩
m—feg 汽車質量
m Jnd 歸納出的發動機力矩
m—mot 發動機力矢巨
m一teta 進行旋轉的質量的慣性矩
n—mot 發動機轉速
r—dyn 動力輪胎半徑
t—mot 發動機的運行溫度
權利要求
1.用于控制汽車自動多級變速器的方法，所述方法利用了電子控制裝置，所述電子控制裝置與用于檢測運行參數的傳感器連接以及與用于實施換擋的擋位調節器和/或者離合器調節器連接并具有用于儲存控制數據的數據存儲器，其中，所述多級變速器能夠在自動觸發換擋的自動模式下運行，能夠在由駕駛員手動觸發換擋的手動模式下運行，以及能夠在手動觸發換擋及自動檢測運行參數的學習模式下運行，其特征在于，設置有能夠在需要時被激活的配置學習模式，在所述配置學習模式下，在手動觸發換擋的試車期間，依賴于事件自動檢測運行參數，將所述運行參數處理成所述多級變速器的控制數據，并且將所述控制數據為了將來控制所述多級變速器而儲存在所述數據存儲器內。
2. 按權利要求l所述的方法，其特征在于，為限于專業人員應用，所述配置學習模式的激活通過入口監控裝置進行。
3. 按權利要求1或2所述的方法，其特征在于，試車期間，針對 各個通過確定的發動機轉速(n一mot)及確定的由發動機的噴油量所演 繹歸納的發動機力矩(m—ind)的組合所限定的、事先確定數目的運行 點，分別對運行參數進行檢測，用于確定當前有效作用于驅動輪上的 牽引力(f—zug);以及由所測定的牽引力(f—zug)分別計算出所述發 動機的力矩效率(eta)并將該力矩效率儲存在所述數據存儲器的相應 數據域內。
4. 按權利要求3所述的方法，其特征在于，在平地上低行駛速度 的試車期間，在測定和輸入汽車質量(m—fzg)與滾動阻力(f_roll)之 后，分別借助簡化的行駛阻力方程進行所述有效作用的牽引力(f一zug) 的計算。
5. 按權利要求3或4所述的方法，其特征在于，在所述發動機的 不同運行溫度(t—mot)下進行對運行參數的檢測，以及將所測定的所 述力矩效率(eta)分別儲存在針對溫度專門的數據域內。
6. 按權利要求1至5至少之一所述的方法，其特征在于，試車期 間，針對各個通過由確定的實際擋位、確定的行駛踏板位置、確定的 汽車質量(m—fzg)及確定的行駛阻力的組合所限定的、預先規定數目 的運行點，分別在手動觸發的換擋時檢測相關的運行參數，以及將相 應的擋位跳躍儲存在所述數據存儲器的相應數據域內。
7. 按權利要求3至6之一所述的方法，其特征在于，通過內插法、 外推法或者其他相互關系，利用現有力矩效率數值(eta)確定在試車 期間內未起動的運行點的所述力矩效率(eta)的數值，以及將得出的 所述數值(eta)儲存在所述數據存儲器的所述相關數據域內。
8. 按權利要求3至7至少之一所述的方法，其特征在于，對試車 期間內多次起動的運行點的所述力矩效率(eta)的數值取平均值或者 另行統計性地評估，并將得出的所述力矩效率數值(eta)儲存在所述 數據存儲器的所述相關數據域內。
9. 按權利要求3至8至少之一所述的方法，其特征在于，在試車 期間內起動所有預先規定的運行點并測定相關數值(eta)的情況下， 或者在未起動的運行點的力矩效率數值(eta)能夠通過內插法、外推 法或者其它相互關系而由現有數值(eta)導出的情況下，輸出聲學信 號和/或者光學信號。
全文摘要
本發明涉及一種用于控制汽車自動多級變速器的方法，該方法利用了電子控制裝置，該電子控制裝置與用于檢測運行參數的傳感器連接以及與用于實施換擋的擋位調節器和/或者離合器調節器連接并具有用于儲存控制數據的數據存儲器，其中，多級變速器可以在可自動觸發換擋的自動模式中運行，可以在可由駕駛員手動觸發換擋的手動模式中運行以及在可手動觸發換擋及可自動檢測運行參數的學習模式中運行。為在多級變速器的應用中支持專業人員，設置有可在需要時被激活的配置學習模式，在該配置學習模式下，在手動換擋觸發的試車期間，依賴于事件自動地檢測運行參數，將所述運行參數處理成多級變速器的控制數據并且將這些控制數據為將來控制多級變速器而儲存在數據存儲器內。
文檔編號F16H61/02GK101680533SQ200880020519
公開日2010年3月24日 申請日期2008年5月27日 優先權日2007年6月16日
發明者維爾納·沃爾夫岡, 英戈·索特, 邁克·維特納 申請人:Zf腓德烈斯哈芬股份公司