用于协助换挡的方法和装置

摘要

本发明涉及一种用于在具有手动操作的变速箱的车辆中示出和计算挡位选择建议的方法，其中根据通过控制器求得的当前的减速期望值计算出对于产生与所述当前的减速期望值对应的发动机制动力合适的挡位，所计算出的挡位作为挡位选择建议在由车辆包括的显示器单元上示出。此外，本发明涉及一种相应的车辆以及一种相应的控制器。

权利要求

1.用于在具有手动操作的变速箱的车辆中示出和计算挡位选择建议的方法，其中根据通过控制器求得的当前的减速期望值计算出对于产生与所述当前的减速期望值对应的发动机制动力合适的挡位，所计算出的挡位作为挡位选择建议在由车辆包括的显示器单元上示出。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述减速期望值根据待行驶的路段的路段数据求得。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述路段数据由导航设备提供。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述减速期望值根据车辆的当前的情形求得。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，合适的挡位根据下列的车辆参数中的至少一个车辆参数来求得：当前的车辆速度、在车辆的发动机中的当前的摩擦参数和车辆的摩擦制动器的当前的减速值。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，合适的挡位如此地计算，使得车辆以优化消耗的方式运动。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，根据通过控制器当前求得的速度期望值计算出适合于以优化的燃料消耗空挡行驶的持续时间并且在所述显示器单元上示出该持续时间。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述速度期望值根据由驾驶者预设的到达时间计算。

9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，通过中央控制器求得在应用相应的合适的挡位时预期的发动机转速，其中对于所述预期的发动机转速高于预设的限值的情况，在相应的选择挡位下在耦合过程之前使当前的发动机转速匹配于预期的发动机转速。

10.车辆(1)，具有至少一个控制器(7)和至少一个显示器单元(9)，其中，所述控制器(7)设置用于，求得当前的减速期望值并且计算出对于所述当前的减速期望值的合适的挡位以及将计算出的合适的挡位作为挡位选择建议在所述至少一个显示器单元(9)上示出。

11.车辆(1)中的控制器(9)，所述控制器设置用于，实施根据权利要求1至9中任一项所述的方法。

说明书

用于协助换挡的方法和装置

技术领域

[0001] 本发明涉及一种用于在车辆中的手动换挡的变速箱的情况下示出和计算挡位选择建议的方法以及涉及一种相应的车辆。

背景技术

[0002] 由发动机、如例如内燃发动机产生的力通常通过变速箱进行传动并且传递到车辆的例如轮处，用以由此驱动车辆。通过选择由变速箱中的合适的挡位产生的合适的传动比能够影响发动机的有效性(效率)。

[0003] 因为在较低的挡位中出现相对于较高的挡位的提高的发动机转速，所以较低的挡位也引起相应的构件、如例如活塞和/或轴的提高的摩擦力，必须由相应的发动机克服所述提高的摩擦力用于惯性运行。这种摩擦力此外能够用于吸收或者说用于耗散相应的车辆的运动能量。由相应的车辆施加的运动能量能够从相应的车辆的轮转移到变速箱，由此进而转移到车辆的发动机上并且在那儿引起相应的构件的、如例如齿轮的、轴的或者活塞的运动。相应的构件在此部分地遭受很大的摩擦力，该摩擦力又导致使作用到相应的构件上的运动能量耗散或者说转化为例如热量。

[0004] 运动能量到热量的有目的的耗散或者说有目的的转化已知为概念“发动机制动”。在利用发动机制动行驶时，例如通过下坡作用到车辆上的加速能量会减少或者甚至会被补偿，从而车辆在上坡时没有产生加速或者甚至被减速，而不必应用制动系统、如例如摩擦制动器。

[0005] 优化的挡位的选择依赖于不同的因素、如例如车辆重量、当前的坡度或者发动机尺寸。为了在选择最佳的挡位时对车辆的驾驶者进行辅助，在现有技术中说明了装置和方法。

[0006] 德语的公开文件DE 10 2011 121 476 A1公开了一种用于运行车辆中的手动换挡变速箱的方法，其中，如果在变速箱中没有挡位被置入，那么识别出，应该置入一个挡位。

[0007] 用于显示挡位更换建议的方法在德语的公开文件DE 10 2011 013 722A1中公开。在德语的文件中说明，即挡位更换建议依赖于预料的加速度和实际的加速度之间的区别的大小实现。

[0008] 在德语的公开文件DE 10 2011 113 491 A1中说明如下的方法，其中换挡时间点建议根据至少一个车辆参数自发地匹配。

发明内容

[0009] 在该背景下，提出一种用于在具有手动操作的变速箱的车辆中显示和计算挡位选择建议的方法，其中根据通过控制器求得的当前的减速期望值计算出对于产生与所述当前的减速期望值对应的发动机制动力合适的挡位，并且将计算出的挡位作为挡位选择建议在由车辆包括显示器单元上示出。

[0010] 实施方式由说明书以及从属的权利要求中得出。

[0011] 根据本发明方法尤其用于，为车辆的驾驶者在显示器单元上示出挡位选择建议，从而驾驶者能够选择相应的挡位并且车辆能够相应地优化地运动。

[0012] 减速期望值在本发明的内容中要理解为如下的值，该值标明如下的力，所述力对于相应的车辆的期望的或需要的减速而言是需要的。借助于该减速期望值能够规定减速值、也就是说规定如下的制动力，其必须由摩擦制动器和/或发动机制动器施加用于确定的行驶行为。

[0013] 为了计算合适于当前的减速期望值的挡位，要考虑大量的参数。首先必须求得当前减速期望值。对此，例如相应的车辆的控制器能够通过以下方式求得或确定当前的减速期望值，即控制器例如根据导航数据求得待行驶的路程和辨识可能的减速相关点，该减速相关点与车辆的当前的速度校准并且计算在下一个减速相关的点处用于需要的或规定的速度所需要的减速能量，根据该减速能量能够确定减速期望值。

[0014] 为了使相应的车辆从当前的速度出发减速到设定的速度，车辆的控制器根据预设的参数、如例如发动机摩擦系数和/或依赖于温度的发动机摩擦特性曲线，计算能够通过发动机在确定的转速的情况下吸收或者说耗散多少能量。根据关于以下内容的认识，即发动机实际上能够吸收或者说耗散多少能量，对于控制器来说可行的是，求得与相应的减速期望值匹配的转速以及用于在例如已知的下坡的情况下的已知的路程的相应的挡位。此外，尤其计算如下的持续时间，对于该持续时间必须以较低的挡位行驶，用以耗散确定的能量。

[0015] 一旦控制器已经计算出相应的优化的或合适的挡位，就能够为驾驶者在显示器单元、例如TFT显示屏、LCD显示屏、LED显示屏或者每种另外的用于示出信息的技术方面合适的装置上提供挡位选择建议。尤其能够考虑，为驾驶者提供信号声或者所谓的“换挡闪光”用于换入高挡位或者换入低挡位。

[0016] 通过由驾驶者对应于挡位选择建议地选择挡位，相应的车辆能够消耗优化地并且/或者磨损优化地运动，这是因为能够避免不需要的加速和/或不需要的利用摩擦制动器、例如盘式制动器的减速。

[0017] 尤其对于提供多个挡位或者说传动比的载重车辆，在选择正确的挡位时提供对驾驶者的辅助。对此，驾驶者为了计算合适的挡位必要时能够提供另外的信息、例如期望的到达时间、期望的消耗模式或者材料保护特性，以及能够从由控制器示出的选择菜单中进行选择。

[0018] 除了优化的减速功率之外，也能够考虑通过优化的挡位选择或者说优化的挡位选择建议实现优化的燃料消耗。通过选择例如空挡、也就是说空转或者选择高的挡位、也就是说具有高的传动比的挡位，相应的车辆能够特别有效地维持已经建立的运动能量。这意味着，通过对例如将来的路段走向和/或将来的车辆情形的认识、也就是说例如对道路情况和/或交通情况的认识，能够提早地对车辆进行作用，从而车辆消耗优化地和/或磨损优化地减速或者说消耗优化地和/或磨损优化地向着确定的路段运动。

[0019] 在根据本发明的方法的可行的设计方案中规定，相应的当前的路段数据由导航设备提供。

[0020] 为了为在相应的路径或者说路段上的行驶计算合适的挡位，需要关于待行驶的路段的信息，这是因为减速期望值取决于相应的交通条件和/或周围环境条件而定，也就是说依赖于当前的周围环境、例如高度差别和/或待行驶的路段的交通位置而被求得。这意味着，例如在预期的强烈的下坡的情况下求得较高的减速期望值，从而建议较低的挡位，并且在例如预期的平坦的路段的情况下求得空转的阶段。

[0021] 导航设备提供关于相应的待行驶的路段的细节的信息，从而由例如数字的公路图的信息供应或者说通过例如控制器借助于数字的公路图获得的信息适合用于求得相应的减速期望值。因此规定，由在限定的区域中的数字的地图求得路段信息或者说周围环境信息，所述限定的区域例如能够通过驾驶者确定。

[0022] 根据路段信息首先能够在当车辆在相应的路段上行驶时计算关于可能的、传递到相应的车辆上的运动能量的信息。为了求得相应的、当前的减速期望值，路段信息能够被提供给相应的车辆的控制器支配或者由控制器通过访问相应的数字的道路地图来求得。依赖于可能传递到车辆上的运动能量能够求得减速期望值，所述减速期望值考虑例如通过驾驶者确定的、例如500m、1000m的或者每个合适的距离的区域用于计算可能作用到车辆上的能量。

[0023] 此外，可行的是，所述区域依赖于当前的速度来动态地匹配数字的公路图上的路段信息，从而在速度较高时自动地选择较大的区域并且在速度较低时相应地选择较小的区域。

[0024] 在根据本发明的方法的另外的可行的设计方案中规定，减速期望值依赖于车辆的当前的情形求得。

[0025] 车辆的当前的情形在本发明的内容中要理解为车辆的状态、例如磨损状态和/或与通过例如环境影响或者交通影响的周围环境的相互作用。

[0026] 因为相应的车辆的当前的情形——不依赖于相应的待行驶的路段——能够对当前的减速期望值有影响，所以规定如下，车辆的当前的情形通过中央控制器确定并且必要时用于计算合适的挡位。

[0027] 在根据本发明的方法的另外的可行的设计方案中规定，合适的挡位依赖于接下来的车辆参数列表中的至少一个车辆参数来求得：当前的车辆速度、在车辆的发动机中摩擦的当前的参数和车辆的摩擦制动器的当前的减速值。

[0028] 为了例如借助于摩擦制动器辅助制动过程，可行的是，通过所述摩擦制动器产生的减速值或者说通过摩擦制动器产生的减速能量用于计算合适的挡位。因为相应的车辆的速度在应用摩擦制动器时强烈地改变，所以减速能量在计算合适的挡位时是重要的，用以避免错误的挡位选择建议。此外能够设想，为了避免基于摩擦制动器的可变的减速值的错误的挡位选择建议，为驾驶者发出如下的警告，即应用摩擦制动器除了能够产生合适的挡位选择之外也会导致不准确的减速以及进而导致降低的消耗优化和/或磨损优化。

[0029] 在根据本发明的方法的另外的可行的设计方案中规定，即根据通过控制器当前求得的速度期望值计算适合于在空挡位中优化燃料消耗地行驶的持续时间，并且在显示器单元上示出。

[0030] 为了使用在相应的车辆的当前的周围环境中的路段信息或者说该路段信息的对应信息作为用于使车辆运动的可能的能量源，在设计方案中规定，根据相应的路段信息、尤其是根据关于上坡的或者下坡的信息计算在空档位中、也就是说在空转中尽可能长地持续的行驶，而没有低于通过例如速度期望值预设的时间限制和/或速度限制，或者没有使车辆行驶得比通过速度期望值规定得慢。这意味着，例如在较长的略微的下坡的情况下为驾驶者给出用于切换到空转中的挡位选择建议，从而车辆不必自身驱动，而是受到由在下坡处施加的下坡力(Hangabtriebskraft)而加速。为了在空转行驶之后例如在停止标记处又尽可能无磨损地停止，在沿着下坡的行驶段上确定的点处实现用于切换到较低的挡位中的挡位选择建议，以便使用车辆的发动机中相应的摩擦力用于耗散或者说用于吸收车辆通过下坡力获得的运动能量并且由此用以使车辆减速。

[0031] 在本发明的内容中，速度期望值要理解为速度的如下的值，在预设的行驶持续时间或者说到达时间的情况下或者在相应的车辆的选择的运行模式的情况下不应该低于该速度期望值。所述速度期望值能够由相应的车辆的驾驶者预设或者通过例如控制器求得。当然，相应的车辆能够任何时候不依赖于当前的挡位选择建议地例如在危险情形中利用例如摩擦制动器被置于静止状态中。

[0032] 在根据本发明的方法的另外的可行的设计方案中规定，通过中央控制器求得在应用相应的合适的挡位时预期的发动机转速并且其中对于如下的情况，即该预期的发动机转速位于预设的限值之上，在相应地选择挡位时的耦合过程之前使得当前的发动机转速匹配预期的发动机转速。

[0033] 因为在换挡到相对于当前的挡位更低的挡位中的换挡过程中发生相应的车辆的发动机的转速提高，所以相对于当前的运行产生提高的摩擦力，该提高的摩擦力使车辆减速并且在车辆的内部空间中产生使车辆的乘客能够感觉到的冲击/颠簸(Ruck)或者说能够感觉到的力。为了防止所述力突然地作用到车辆的内部空间上或者说乘客上，并且实现车辆柔和地减速，在根据本发明的方法的设计方案中规定，在手动的挡位选择耦合到较低的挡位中之前，发动机的转速提高、也就是说匹配于在车辆的当前的速度的情况下发动机的预期的转速，从而作用到乘客上的力被最小化或者说分布到较大的时间长度上，并且没有能够感觉到的冲击穿过车辆。

[0034] 此外可行的是，发动机的转速在耦合前的提高仅在如下情况下实现，即当前的转速与预期的转速的区别在相应的较低的挡位中运行时超过预设的限值时。

[0035] 此外，本发明包括如下的车辆，该车辆具有至少一个控制器和至少一个显示器单元，其中，控制器设置用于，求得当前的减速期望值并且计算出对于当前的减速期望值合适的挡位，以及将计算出的合适的挡位作为挡位选择建议在所述至少一个显示器单元上示出。

[0036] 根据本发明的方法尤其用于运行根据本发明的车辆。

[0037] 根据本发明的车辆能够设计为轿车、载重车辆、摩托车或者每种另外的车辆。尤其在基于高的总重量决定的高的减速值的载重车辆中，相应的载重车辆的制动器强烈地负载，从而根据本发明的方法能够有助于减轻制动器的负载。

[0038] 根据本发明的车辆通过在挡位选择时的辅助减轻驾驶者的负担并且能够通过以下方式使驾驶者对于可能存在的危险情形、例如在突起或者弯道后隐藏的停止位置作出准备，从而能够避免强烈的以及对材料要求高的制动。通过接口、如例如车对X接口，车辆例如能够与服务器或者另外的车辆连接，用以求得可能当前在路段上存在的交通条件并且用以相应地匹配挡位选择建议。

[0039] 本发明的另外的优点和设计方案由说明书和附图得出。

[0040] 理所当然的是，在上述提到的以及接下来还要解释的特征不仅仅能够以相应给出的组合得到应用，而且也能够以其它组合或者单独地得到应用，而没有离开本发明的范围。

附图说明

[0041] 本发明结合实施形式在附图中示意性地示出并且参照附图示意性地和详细地进行说明。

[0042] 图1示出了根据本发明的方法的可行的设计方案的示意性概况；

[0043] 图2示出了在根据本发明的具有滑行运行的方法的可行的设计方案中的车辆的速度曲线示意性概况。

具体实施方式

[0044] 在通过导航系统3提供的路径上的由驾驶者控制的车辆1，该车辆包括发动机5、中央控制器7和显示器单元9。

[0045] 为了为驾驶者在显示器单元9上示出有关于与车辆1在路径上的当前的情形相匹配的挡位选择建议，规定，中央控制器7从导航系统3询问、也就是说例如下载关于路径的信息，并且根据询问的信息计算减速期望值，该减速期望值用于计算对于车辆1在路径上的当前的情形而言最佳的挡位。根据从导航系统3中询问的信息，中央控制器7计算由路径上的周围环境可能作用到车辆1上的加速力和用于补偿该加速力需要的制动力或者说减速力。根据在中央控制器7中寄存的摩擦值系数——该摩擦值系数例如能够根据发动机5的依赖于温度的特性曲线改变——中央控制器7计算发动机5的用于产生制动力所需要的转速以及相应的挡位。

[0046] 因为，必要时能够在确定的路段上预防性地建立需要的制动力，所以中央控制器7此外计算用于置入相应的挡位的理想的时间点，或者说用于施加通过该挡位决定的制动力。此外，中央控制器7根据从导航系统3询问的信息求得路径上相应的减速相关的点、例如停止位置，并且在显示器单元9上输出相应的挡位选择建议，从而车辆1在应用发动机制动器的条件下以相应的速度或者说被制动以到达相应的减速相关的点处。

[0047] 为了提高车辆1的燃料效率，此外规定，车辆1在当前的减速期望值为零时求得车辆1在以空转运行时、也就是说没有通过由发动机5产生的驱动力主动地推进时，是否能够保持当前的速度和/或当前的行程时间(Reisezeit)。

[0048] 如果车辆1例如在当前的行驶的路径部分上的下坡的条件下，即使在没有通过发动机5产生的驱动力的情况下也能够维持该车辆的当前速度，那么规定，中央控制器7给出用于切换到空转中的挡位选择建议，从而发动机5没有不必要地运行并且相应地消耗较少的燃料。

[0049] 在图2中示出图表20，其在横坐标21上标示经过的时间以及在纵坐标22上标示对应车辆的相应的速度。

[0050] 车辆的速度曲线26在此再分成三个阶段：即如通过箭头23标示的驱动阶段、如通过箭头24标示的滑行阶段和如通过箭头25标示的减速阶段。

[0051] 速度曲线26阐释了，车辆如何能够有效地在应用滑行运行、也就是说没有驱动的阶段和在空转或者说空挡位中的条件下运动。对于在图表20中示出的速度曲线26，车辆仅仅在通过箭头23示出的驱动阶段中主动地、也就是说在应用发动机力的条件下被驱动，并且相应地仅仅在该阶段中消耗燃料用于向前运动。

[0052] 为了有效地运行车辆，对于如下的情况规定，即在例如根据来源于导航设备的信息的待行驶的路段上预期一减速相关的点27，那么给出用于空转的挡位选择建议，从而车辆能够有效地在没有耗费驱动能量的情况下和在没有通过车辆的发动机的摩擦的情况下得到减速，在通过箭头24示出的滑行阶段期间一定程度地“滑行”。

[0053] 为了车辆最后对减速相关的点27作出准备而规定，给出相应的挡位选择建议，该挡位选择建议通过车辆的发动机和/或驱动构件产生相应需要的摩擦能量，从而车辆减速并且以限定的速度到达减速相关的点27处，如这在图表20中示出的通过由箭头25示出的减速阶段中的速度曲线26的下降部分。

[0054] 此外能够设想，车辆周期性交替地以空转和在应用发动机力的条件下、也就是说周期性交替地在滑行阶段和驱动阶段中运动。此外规定，车辆的中央控制器计算用于预设的平均车速——该平均车速例如能够通过行程时间或相应的路段条件预设——的空转阶段和驱动阶段的优化的关系并且在由车辆包括的显示器单元上给出相应的挡位选择建议。