用于車輛的換擋控制方法與流程

本發明涉及一種用于當車輛處于節氣門全開(WOT)狀態時在發動機的最大每分鐘轉數(RPM)下進行換擋的換擋控制方法。

背景技術：

在具有自動變速器(AT)或手自動變速器(AMT)的車輛的情況下，在其中駕駛員完全踩下加速器踏板的節氣門全開(WOT)加速器期間，根據預定換檔模式進行換擋。

換擋模式可被提供為使用渦輪RPM和加速器踏板的開度進行的映射(map)。具體而言，在制造商通過初步檢驗檢查了取決于加速器踏板的開度和渦輪RPM的發動機RPM之后，換檔模式可通過將換擋時間映射至發動機RPM來提供。一般而言，當車輛處于WOT狀態時，換檔模式被確定為在發動機的最大RPM下進行換擋。

然而，車輛的換擋時間可根據其它條件(環境溫度、道路坡度、發動機性能的變化等)而不同。如果換檔時間在發動機RPM迅速增加的1-2升擋期間稍微延遲，則實際換擋可能在發動機RPM超過最大允許RPM之后進行。在這種情況下，因為轉矩被限制為保護發動機，所以加速器的感覺降低并且可能出現振動。

相反，當環境溫度較高或者當車輛處于丘陵地區時，發動機的動力減小。因此，即使根據基于變速器的輸出軸的RPM的換檔模式進行換檔， 換檔也在發動機RPM小于最大允許RPM時進行。因此，發動機可能無法實現最大性能，因此降低了車輛的動力性能。

在本發明的該背景部分中公開的信息僅用于增強對本發明的一般背景的理解，且不應被視為承認該信息形成本領域技術人員已經知道的現有技術或其任何形式的啟示。

技術實現要素：

本發明的各個方面涉及提供一種能夠在WOT狀態下被驅動的車輛中以發動機的最大允許RPM進行換擋的換擋控制方法。

根據本發明的各個方面，一種用于車輛的換擋控制方法可包括：節氣門全開(WOT)確定，由控制器確定車輛是否處于WOT狀態中；換檔RPM確定，當在WOT確定中確定車輛處于WOT狀態中時，由控制器使用渦輪RPM和滑差RPM確定換擋RPM；估計的RPM確定，在換擋RPM確定之后，由控制器基于換擋RPM和渦輪RPM的變化速率確定估計的RPM，估計的RPM是預定時間段之后的換擋RPM；估計的RPM比較，在估計的RPM確定之后，由控制器比較估計的RPM與第一預設RPM；和換擋處理，當作為估計的RPM比較的結果，估計的RPM等于或大于第一預設RPM時，由控制器進行升檔。

在換擋RPM確定中，控制器可通過從發動機RPM中減去渦輪RPM確定滑差RPM，且然后通過將確定的滑差RPM加至渦輪RPM來確定換擋RPM。

第一預設RPM可以是發動機在當前換擋范圍內的最大允許轉數。

換擋控制方法還可包括換擋RPM比較，在換擋RPM確定之后，由控制器比較換檔RPM與被設定為小于第一預設RPM的第二預設RPM，其 中當作為換擋RPM比較的結果，換擋RPM等于或大于第二預設RPM時，控制器進行估計的RPM確定。

當作為估計的RPM比較的結果，估計的RPM小于第一預設RPM時，可再次進行估計的RPM確定。

當作為估計的RPM比較的結果，估計的RPM小于第一預設RPM時，即使當產生根據換擋模式進行升檔的請求時，控制器也不能進行根據換檔模式的升檔。

預設時間段可是從控制器將換擋信號發送至變速器時起其間升檔的完成被延遲的時間段。

控制器可通過從加速器位置傳感器(APS)接收被配置為耦接至APS的加速器踏板的開度來確定車輛是否處于WOT狀態。

在估計的RPM計算步驟中，控制器可隨著渦輪機RPM的變化速率變高而將第二預設RPM設置為更低。

根據如上所配置的用于車輛的換擋控制方法，無論外部環境條件如何，可在換擋RPM達到最大允許RPM時精確地進行換擋，由此車輛的駕駛性能可被最大化，并且可防止驅動質量的降低和振動的發生。

應理解，如本文所使用的術語“車輛”或“車輛的”或其它類似術語包括廣義上的機動車輛，諸如載客汽車，包括運動型多功能車輛(SUV)、公共汽車、卡車、各種商用車輛；船舶，包括各種小船和海船；航天器等，并包括混合動力車輛、電動車輛、插電式混合動力車輛、氫動力車輛和其它替代燃料車輛(例如，來自石油之外的資源的燃料)。如本文所指的，混合動力車輛是具有兩種或更多動力源的車輛，例如，汽油動力和電動力車輛。

本發明的方法和裝置具有其它特征和優點，這些特征和優點在并入本文中的附圖和下面的具體實施方式中將是顯而易見的或者更詳細地被闡述，附圖及具體實施方式一起用于說明本發明的某些原理。

附圖說明

圖1是示出根據本發明的用于車輛的示例性換擋控制方法的流程圖；

圖2是示出根據本發明的用于車輛的換擋控制裝置的示圖；和

圖3是示出根據本發明的實施例的進行換檔時的換檔RPM的變化的曲線圖。

應理解，附圖不一定按比例繪制，其呈現說明本發明的基本原理的各種特征的略微簡化表示。如本文所公開的本發明的特定設計特征(包括例如，特定尺寸、取向、位置和形狀)將部分由具體預期應用和使用環境來確定。

具體實施方式

現在將詳細地參考本發明的各種實施例，在附圖中示出并在下面描述其實例。雖然將結合示例性實施例描述本發明，但是應理解，本描述并非旨在將本發明限于這些示例性實施例。與此相反，本發明旨在不僅涵蓋示例性實施例，而且也涵蓋各種替換、修改、等同物及其它實施例，這些可包括在如所附權利要求所限定的本發明的精神和范圍內。

圖2是示出根據本發明的各種實施例的用于車輛的換檔控制裝置的圖。參考圖2，用于車輛的換檔控制裝置可包括布置在發動機100和變速器120之間的扭矩轉換器110、用于接收發動機100的轉數的ECU 140、以及用于接收扭矩轉換器110中的渦輪的轉數并且用于控制變速器120的換擋時間的控制器130。控制器130和ECU 140彼此之間可通過控制器局 域網(CAN)通信來發送和接收信息信號。將在后面與控制方法一起描述這些組件的具體功能。

圖1是示出根據本發明的各種實施例的用于車輛的換擋控制方法的流程圖。參考圖1和圖2，用于車輛的換擋控制方法可包括：WOT確定步驟(S10)，其中控制器130確定車輛是否處于WOT狀態；換檔RPM計算步驟(S20)，其中當WOT確定步驟(S10)中確定了車輛處于WOT狀態時，控制器130使用渦輪RPM和滑差RPM計算換擋RPM；估計的RPM計算步驟(S40)，其中在換擋RPM計算步驟(S20)之后，控制器30基于換擋RPM和渦輪RPM的變化速率計算估計的RPM，該估計的RPM是預設時間段之后的換擋RPM；估計的RPM比較步驟(S50)，其中在估計的RPM計算步驟(S40)之后，控制器130比較估計的RPM與第一預設RPM；和換擋處理步驟(S60)，其中當估計的RPM等于或大于第一預設RPM作為估計的RPM比較步驟(S50)的結果時，控制器30進行升檔。

使用從加速器位置傳感器(APS)150接收的加速器踏板的開度，控制器130可確定車輛是否處于其中駕駛員完全踩下加速器踏板的節氣門全開(WOT)狀態。

在車輛處于WOT狀態的情況下，期望在發動機100的轉數達到最大允許轉數時進行升檔，以便以其最大性能運行發動機。為此，常規方法比較渦輪RPM與發動機的最大允許RPM，以便排除其中扭矩轉換器處于全開的狀態，并在渦輪RPM達到發動機的最大允許RPM時進行變速器的升擋。

然而，本發明基于扭矩轉換器110中的滑差RPM和渦輪RPM計算換擋PRM，并將計算出的換擋RPM與發動機100的最大允許RPM進行比較，由此可以更精確的換擋時間來進行升檔。

在這里，在換檔RPM計算步驟(S20)中，控制器130通過從發動機RPM中減去渦輪RPM來計算滑差RPM，且然后通過將計算出的滑差RPM加至渦輪RPM來計算換擋RPM。在這種情況下，如果減震離合器關閉，則滑差RPM被設定為0。

換言之，扭矩轉換器110中的滑差RPM由發動機100的轉數和扭矩轉換器110的渦輪機的轉數之間的差來計算。然而，如果減震離合器關閉，則扭矩轉換器110被完全接合且不產生滑差。因此，滑差RPM可設定為0。

因此，如果扭矩轉換器沒有完全關閉，則所計算的換擋RPM與發動機RPM相同，而如果減震離合器關閉，則所計算的換檔RPM與渦輪RPM相同。

因此，換擋RPM被計算為用于在考慮扭矩轉換器110中的渦輪RPM和滑差RPM情況下進行換擋的指示符，且使用換擋RPM確定用于對變速器120進行升檔的準確換擋時間，由此可進行發動機100的性能被最大化的換擋。

此外，除了換擋RPM外，控制器130還可計算渦輪RPM的變化速率。在這里，渦輪機RPM的變化速率表示渦輪RPM的增加率。

隨后，控制器130用渦輪RPM的變化速率乘以預設時間段且然后將其加至當前換擋RPM，由此可在步驟S40計算估計的RPM，即從當前時間起預設時間段之后的預期的換擋RPM。因此，因為控制器130估計預設時間段之后的換擋RPM，所以可防止在進行換擋時，換擋RPM超過發動機的最大允許RPM。

在這里，預設時間段可以是從當控制器130將換擋信號發送至變速器120時起升檔完成被延遲的時間段。

隨后，在步驟S50，控制器130比較所計算出的估計的RPM與第一預設RPM，第一預設RPM是當前換檔范圍內的發動機的最大允許RPM。如果估計的RPM與第一預設RPM相同，則因為換擋RPM將在預設時間段之后達到發動機的最大允許RPM，所以可立即進行變速器120的升檔。

因此，可在發動機RPM達到發動機的最大允許RPM時的準確時間進行升檔。因此，可實施發動機的最大性能，且防止了其中因為發動機RPM超過最大允許RPM而限制了扭矩的情況。因此，可避免車輛的驅動質量的降低和振動的發生。

此外，如果估計的RPM超過第一預設RPM作為估計的RPM比較步驟(S50)的結果，則控制器130可立即進行升檔。換言之，如果估計的RPM超過第一預設RPM，即使控制器130立即批準換檔命令，換擋RPM也會由于延遲時間而超過第一RPM。因此，為了盡可能地確保車輛的驅動質量并防止大振動，可立即進行升檔。

相反，作為估計的RPM比較步驟(S50)的結果，如果估計的RPM小于第一預設RPM，則可再次進行估計的RPM計算步驟(S40)。

此外，如果估計的RPM小于第一預設RPM作為估計的RPM比較步驟(S50)的結果，則即使產生用于根據換擋模式升檔的請求，控制器130也不會根據換檔模式進行升檔。

具體而言，當車輛處于高溫度狀態或者處于丘陵地區時，發動機動力減小。因此，根據基于渦輪RPM的常規換檔模式進行換擋的車輛在發動機RPM未達到最大允許RPM的情況下升檔。

在本發明中，當估計的RPM小于第一預設RPM時，控制器130延遲升檔并且再次計算估計的RPM以便在最高性能下運行發動機100。因此，可使用發動機100最大性能，且可提高車輛的適銷性。

同時，在換擋RPM計算步驟(S20)之后，可進一步包括其中控制器130比較換檔RPM與小于第一預設RPM的第二預設RPM的換擋RPM比較步驟(S30)。如果作為換擋RPM比較步驟(S30)的結果，換擋RPM等于或大于第二RPM，則控制器130可進行估計的RPM計算步驟(S40)。

例如，如果第二預設RPM被設定為第一預設RPM的80％，則控制器130僅在估計的RPM等于或大于第一預設RPM的80％時，計算估計的RPM。因此，當在換擋RPM和發動機的最大允許RPM之間具有很大差異時，可防止估計的RPM的不必要計算。在這里，上述第二預設RPM是根據各種實施例的實例，且該值可根據車輛或設計者的決定被自由設定為小于第一預設RPM，而不是被限于特定值。

圖3是示出根據本發明的各種實施例的進行換擋時的換擋RPM的變化的曲線圖。參考圖3，在WOT加速期間，當換擋RPM達到第二預設RPM時，使用換擋RPM和渦輪RPM的變化速率計算在預設持續時間(ΔT)之后的估計的RPM。當所計算的估計的RPM達到第一預設RPM時，換擋命令被批準，由此在換擋RPM達到第一預設RPM的準確時間進行升檔。

此外，控制器130是變速器控制單元(TCU)，且可從用于測量渦輪RPM的單獨傳感器接收渦輪RPM。此外，ECU 140可使用額外傳感器接收發動機RPM，且TCU 130可通過CAN與ECU 140通信，從ECU 140接收發動機RPM。

根據如上所述配置的換擋控制方法，無論外部環境條件如何，可在換擋RPM達到最大允許RPM時，準確地進行換擋，由此可防止驅動質量的降低和振動的發生。

為了說明和描述的目的，已經呈現了本發明的特定示例性實施例的前述描述。它們不旨在窮舉或使本發明限于所公開的精確形式，且顯然地，對上述教導的許多修改和變化是可能的。示例性實施例被選擇并描述以便 解釋本發明及其實際應用的某些原理，從而使本領域的其它技術人員能夠作出并采用本發明的各種示例性實施例，以及其各種替換及修改。其意圖是，本發明的范圍由所附權利要求書及其等同物來限定。