提供了一种在对于手动变速器的进行挡位选择方面辅助操作者的换挡辅助系统、方法和设备。提供推荐的挡位选择来降低发动机转速同时维持车辆的输出功率和地面速度。
【技术实现步骤摘要】
用于手动变速器的换挡辅助系统
技术介绍
具有手动变速器的车辆需要操作者输入所需的挡位以提供期望的驾驶性能。期望在辅助操作者挡位选择方面的进一步改进以改进车辆燃料经济性、车辆驾驶性能以及操作者便利性。
技术实现思路
本申请公开了用于手动变速器的对车辆操作者有用的各种挡位选择辅助特征。该车辆包括换挡辅助系统，其包括用于选择挡位的换挡器（shifter）以及输出端，其向操作者提供（一个或多个）推荐的挡位选择。在一个实施例中，（一个或多个）推荐的挡位选择包括其中发动机转速降低同时维持满足扭矩需求和车辆速度要求的能力的挡位选择推荐。电子信号可从处理一个或多个输入以确定（一个或多个）推荐的挡位选择的控制单元发送到显示单元。在一个实施例中，显示单元显示当前挡位、当前发动机转速、目标挡位和目标发动机转速中的一者或多者。在一个实施例中，显示单元设置在车辆的仪表盘显示器上。在一个实施例中，显示单元是移动装置、智能电话、平板电脑、计算机或不是车辆的一部分但可由操作者接近的其他电子单元。在一个实施例中，功率缓冲区与（一个或多个）推荐的挡位选择相关联，以确保扭矩需求或功率输出要求的变化可通过车辆在（一个或多个）推荐的挡位选择处的操作来满足。在一个实施例中，如果发动机负荷大于发动机最大扭矩输出的阈值百分比，则施加额外的下垂（droop）以用于换高速挡。提供此概述来介绍下面在说明性实施例中进一步描述的概念的选择。此概述既不旨在识别要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用作在限制要求保护的主题的范围方面的帮助。另外的实施例、形式、目的、特征、优点、方面和益处将变得从以下描述和附图中显而易见。附图说明图1是具有换挡辅助系统的车辆的示意图，该换挡辅助系统与显示单元、发动机、变速器和用于发动机和变速器的控制单元连接。图2是换挡控制单元的一个实施例的原理图。图3是示出基于发动机转速和扭矩的各种换挡区域的图表。图4是用于确定换高速挡至更高挡位的推荐的过程的一个实施例的流程图。图5是示出在换高速挡至更高挡位时的下垂施加的扭矩曲线的图表。图6是用于确定换高速挡至更高挡位的推荐的过程的一个实施例的流程图。具体实施方式出于促进对本专利技术的原理的理解的目的，现在将参考在附图中图示的实施例，并且将使用特定的语言对其进行描述。然而将理解，不旨在藉此限制本专利技术的范围，本文中设想了对所图示的实施例的任何更改和另外的修改，以及其中所图示的本专利技术的原理的任何另外的应用，如本专利技术涉及的领域的技术人员通常将想到的。本申请中公开了一种车辆10，其具有内燃发动机12、手动变速器14、电子控制单元16、显示单元18、换挡辅助系统20以及变速器控制单元22，诸如图1中所示。换挡辅助系统20包括换挡控制单元30和换挡器50，所述换挡器50具有可由车辆10的操作者或驾驶员操作以选择用于手动变速器14的下一个挡位的挡位选择布置。响应于来自换挡控制单元30的在显示单元18上显示以引导车辆10的手动变速器14的挡位选择的一个或多个输出，由操作者手动操作换挡器50。例如，当操作者期望换挡时，操作者手动致动换挡器50上的（一个或多个）挡位选择器以进行换高速挡或换低速挡，或者来选择空挡、倒挡或驻车挡（park）。然后将对应的换高速挡或换低速挡或者其他选择的电子信号发送到换挡控制单元30。换挡控制单元30诸如通过变速器控制单元22可操作地连接到手动变速器14。变速器控制单元22可将关于手动变速器14的数据提供给换挡控制单元30，该数据诸如尾轴转速、空挡开关、当前挡位状态等。换挡控制单元30还可连接至诸如发动机控制模块（ECM）或其他控制单元之类的电子控制单元16，使得ECM或其他控制单元从换挡控制单元30接收到关于操作者期望换挡到哪个挡位的指示。换挡控制单元30可用CAN总线或其他合适的通信系统连接至电子控制单元16。电子控制单元16接收发动机数据32，并且可控制发动机扭矩34和发动机转速35以匹配下一挡位的要求，因此操作者可在不按压离合器的情况下换挡。然而，不排除采用离合器的应用。换挡器50连接至换挡控制单元30，所述换挡控制单元30可嵌入到换挡器50的手柄构件中或车辆10中的任何合适的位置处。换挡器50还用诸如连杆、线缆或其他连接布置之类的连接件36连接至手动变速器14。在其他实施例中，换挡控制单元30设置在车辆仪表盘或其他系统的控制单元（诸如发动机或变速器控制单元）中。换挡控制单元30以各种方式（包括但不限于诸如线缆和数据链（CAN总线）之类的硬件，以及诸如蓝牙、WiFi、NFC之类的无线连接38、39或其他合适的无线通信协议）与换挡器50和（一个或多个）控制单元（诸如发动机控制单元16、显示单元18、变速器控制单元22）以及车辆中的其他装置连接并通信。显示单元18可位于仪表板或对操作者而言的其他容易查看的位置中，或者可以是便携式装置，诸如智能电话、平板电脑、计算机等。显示单元18包括一个或多个显示特征以向操作者提供信息，诸如根据本公开确定的推荐的挡位选择。显示特征可包括例如当前挡位18a、当前发动机转速18b、目标挡位18c和目标发动机转速18d中的一者或多者。还可提供其他信息，诸如换挡方向、车辆速度、换挡状态、启用换挡的指示、换挡故障等。显示单元18可包括收发器19来以无线或有线连接的方式从换挡控制单元30和/或车辆10的其他控制单元接收显示数据。换挡辅助系统20的换挡控制单元30可被配置成确定推荐的挡位选择，以降低发动机12的当前转速同时维持发动机12的功率输出和车辆10在由发动机12推进时的地面速度两者。例如，在图2中示出换挡控制单元30，其被配置成在其存储器中编程有发动机12的一个或多个转速图和用于手动变速器14的挡位表。挡位表可包括例如挡位的多个范围、每个范围中的多个挡位、每个挡位的从发动机12到后轮的总传动比以及每个挡位的从发动机12到后轮的传动效率。一些车辆10包括许多不同的挡位，以向操作者提供对于车辆10的地面速度的更高程度的控制。例如，挡位的总数可包括划分为3个或更多个挡位范围的二十个或更多个挡位。挡位范围可与车辆的不同操作状况相关联，使得一个挡位范围可与适合于车辆的一种应用（例如，农用车辆的种植操作）的挡位相关联，并且另一个挡位范围可与适合于车辆的不同应用（例如，在公路上行进的农用车辆）的挡位相关联。操作者通常基于车辆10的预期应用来选择适当的挡位范围。本公开辅助操作者在该挡位范围内选择特定的挡位，该特定的挡位将提供改进的燃料经济性同时维持车辆10的地面速度和发动机12的功率输出。换挡控制单元30可在车辆10的操作期间接收一个或多个输入，诸如当前发动机转速、当前发动机扭矩输出、当前车辆速度以及当前挡位。使用发动机转速图和挡位表，换挡控制单元30可确定目标发动机转速、目标发动机扭矩和目标挡位，所述目标挡位允许维持车辆10的地面速度和发动机12的功率输出。在某些操作状况下，换挡控制单元30分析操作者所选择的挡位范围中的较高挡位，以确定换高速挡至目标挡本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于包括内燃发动机的车辆的手动变速器的换挡辅助系统，所述换挡辅助系统包括：/n换挡器，所述换挡器能够操作以选择用于操作所述车辆的所述手动变速器的挡位；/n控制单元，所述控制单元被配置成响应于在所述手动变速器处于当前挡位的情况下与推进所述车辆的所述内燃发动机相关联的一个或多个输入而确定推荐的挡位，以降低所述内燃发动机的当前转速；以及/n显示单元，所述显示单元被配置成从所述控制单元接收所述推荐的挡位，并且向所述车辆的操作者显示所述推荐的挡位。/n
【技术特征摘要】
20200103 US 62/9568701.一种用于包括内燃发动机的车辆的手动变速器的换挡辅助系统，所述换挡辅助系统包括：
换挡器，所述换挡器能够操作以选择用于操作所述车辆的所述手动变速器的挡位；
控制单元，所述控制单元被配置成响应于在所述手动变速器处于当前挡位的情况下与推进所述车辆的所述内燃发动机相关联的一个或多个输入而确定推荐的挡位，以降低所述内燃发动机的当前转速；以及
显示单元，所述显示单元被配置成从所述控制单元接收所述推荐的挡位，并且向所述车辆的操作者显示所述推荐的挡位。
2.根据权利要求1所述的换挡辅助系统，其中所述一个或多个输入包括所述内燃发动机的所述当前转速、所述车辆的当前速度、所述内燃发动机的输出扭矩以及所述当前挡位。
3.根据权利要求2所述的换挡辅助系统，其中所述控制单元被配置成基于所述车辆的所述当前速度来确定针对挡位范围中的每个挡位的发动机转速。
4.根据权利要求3所述的换挡辅助系统，其中所述控制单元被配置成响应于所述发动机转速而确定在所述挡位范围中的每个挡位处的所述内燃发动机的输出扭矩和最大扭矩。
5.根据权利要求4所述的换挡辅助系统，其中所述控制单元被配置成在输出对于所述推荐的挡位的换高速挡之前，确定所述内燃发动机的所述输出扭矩小于所述内燃发动机的最大输出扭矩达阈值持续时间。
6.根据权利要求5所述的换挡辅助系统，其中所述控制单元被配置成响应于所述内燃发动机的所述输出扭矩大于所述最大扭矩的阈值量而对所述内燃发动机的所述当前转速施加下垂。
7.根据权利要求1所述的换挡辅助系统，其中所述控制单元被配置成响应于所述车辆的动力输出装置或液压装置正在操作中而不推荐对于所述推荐的挡位的换高速挡。
8.根据权利要求1所述的换挡辅助系统，其中所述手动变速器包括数个挡位范围，并且在每个挡位范围内包括多个挡位。
9.根据权利要求1所述的换挡辅助系统，其中所述显...
【专利技术属性】
技术研发人员：R·萨哈，R·L·伯格斯泰特，J·I·辛格，W·D·肯德里克，O·斯科特，R·古普塔，
申请(专利权)人：卡明斯公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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