CN112867653B - 响应于发动机通信丢失来控制变速器档位的方法及其系统 - Google Patents

Abstract

一种控制多级变速器的方法包括提供变速器控制器和通信链路。变速器控制器的变速器的多个档位中的至少一个被定义为极限档位。变速器在该多个档位的第一档位中操作，并且该方法包括检测变速器控制器和另一控制器之间的通信链路上的通信丢失。该方法还包括：当通信丢失时，确定第一档位是否被定义为极限档位；以及命令从第一档位换挡至该多个档位中的第二档位，该第二档位未被定义为极限档位。该方法还包括控制从第一档位换挡至第二档位。

Description

响应于发动机通信丢失来控制变速器档位的方法及其系统

相关申请

本申请要求于2018年10月23日提交的第16/168,191号美国专利的优先权，其全部公开内容通过引用合并于此。

技术领域

本公开涉及控制变速器，并且具体地涉及响应于与发动机或其他发电装置的通信丢失而控制变速器档位的方法。

背景技术

在常规的车辆或工作机械中，发动机控制器通过诸如汽车工程师协会(SAE)J-1939通信协议之类的通信链路与变速器控制器和其他控制器通信。通信可以包括诸如扭矩、速度、功率等之类的信息。链路上的通信使控制器可以最佳地控制发动机、变速器和任何其他设备。

然而，当发生通信丢失或中断时，控制器将无法彼此通信。如果在高扭矩或速度水平下操作，并且操作者希望改变车辆或机器的操作，例如换档到不同的档位，则这尤其成问题。为了保护变速器及其内部部件，例如，变速器控制器可以将某些扭矩水平要求传达给发动机控制器，以将发动机扭矩维持在特定水平。当控制器之间的通信丢失或间歇性中断时，控制器可能无法相互通信。结果，来自发动机的高或变化的输出扭矩会给变速器带来问题。

因此，需要一种方法和系统，以在通信丢失的情况下间歇地或较长时间地保护传输。

发明内容

在本公开的一个实施例中，一种用于控制多级变速器的方法包括：提供变速器控制器和通信链路，变速器控制器的变速器的多个档位中的至少一个被定义为极限档位；在该多个档位的第一档位内操作变速器；检测在变速器控制器和另一个控制器之间的通信链路上的通信丢失；确定第一档位是否为极限档位；如果第一档位是极限档位并且第二档位是非极限档位，则变速器控制器命令从第一档位换挡至该多个档位中的第二档位；以及将变速器从第一档位换挡至第二档位。

在本公开的一个非限制性示例中，该方法包括变速器控制器防止从该多个档位中的未被定义为极限档位的任何一个档位换挡至该多个档位中的被定义为极限档位的至少一个档位。在第二示例中，该方法可以包括：如果第一档位不是极限档位，则将变速器保持在第一档位内。在第三示例中，该方法可以包括通过从第二档位换挡至第三档位来执行跳跃换挡，其中第一档位在第二档位和第三档位之间。

在该实施例的第四示例中，该方法可以包括确定是否存在降档至不是极限档位的较低档位。在第五示例中，该方法可以包括：当第一档位是极限档位并且不存在更低的非极限档位时，升档至更高的非极限档位。在第六示例中，该方法还可以包括：当存在可用于换挡至的较低非极限档位时，基于换挡时间表从第一档位升档或降档至非极限档位。在第七示例中，该方法可以进一步包括基于换挡时间表通过升档来避免使发动机超速。

在该实施例的第八非限制性示例中，该方法包括在换挡步骤之后将变速器保持在非极限档位内，直到恢复通信为止。在第九示例中，该方法可以包括：检测到变速器控制器和另一控制器之间的经由通信链路的通信被恢复；以及恢复变速器的正常操作。

在该实施例的另一个示例中，该方法包括一旦恢复正常操作就从第二档位换挡至第一档位。在又一个示例中，该方法可以包括：当经由通信链路从另一个控制器接收到消息时，变速器控制器检测超时条件；在检测到超时条件时执行计数器；如果通过执行步骤检测到的样本数量超过样本阈值，则触发诊断代码。

在另一非限制性示例中，该方法可以包括：如果样本的数量超过样本阈值，则使算法能够执行确定步骤、命令步骤和换挡步骤。在又一个示例中，该方法可以包括：在检测步骤之后确定变速器的锁止离合器是否接合。而且，该方法可以包括：如果锁止离合器未接合，则移出第一档位；以及如果锁止离合器被接合，则将变速器控制在第一档位或该多个档位中的任何一个档位内。

在本公开的另一个实施例中，一种用于控制具有发动机的车辆的多级变速器的方法包括：向变速器提供用于控制变速器的变速器控制器、锁止离合器和多个可换挡档位，其中该多个可换挡档位均包括扭矩极限；根据其各自的扭矩极限将该多个可换挡档位中的每一个定义为极限档位或非极限档位，其中每个极限档位的扭矩极限均低于非极限档位；在该多个档位的第一档位内根据换档时间表操作变速器，其中第一档位被定义为极限档位；检测在变速器控制器和另一个控制器之间的通信链路上的通信丢失；确定锁止离合器是接合还是脱离接合；变速器控制器命令从第一档位换挡至第二档位，其中第二档位被定义为非极限档位；以及变速器控制器控制变速器从第一档位换挡至第二档位。

在该实施例的一个示例中，该方法可以包括：变速器控制器阻止从非极限档位之一换挡至极限档位之一，直到恢复通信为止。在另一示例中，该方法可以包括：确定是否存在较低的非极限档位以将变速器降档；以及当没有更低的非极限档位时，从第一档位升档至更高的非极限档位。在另一个示例中，该方法可以包括：当存在可用于降档的较低的非极限档位时，基于换档时间表从第一档位升档或降档至非极限档位。

在本公开的另一实施例中，多级变速器包括：具有输入和输出的变速器，该输入被配置为可操作地联接至发动机；变速器的多个可换挡档位，其中该多个可换挡档位均包括其自身的扭矩极限；以及变速器控制器，其包括存储器单元和处理器，该存储器单元存储用于可操作地控制变速器的换档时间表；其中，该多个可换挡档位中的每一个基于其扭矩极限被定义为极限档位或非极限档位，其中极限档位的扭矩极限小于非极限档位的扭矩极限；其中，变速器控制器被配置为设置成经由通信链路与发动机控制器电通信；进一步地其中，一组指令可由变速器控制器的处理器执行以：检测通过通信链路与发动机控制器的通信的丢失；确定变速器的当前操作档位是否是极限档位；命令从当前工作档位换挡至非极限档位；以及将变速器从当前操作档位可操作地换挡至非极限档位。

附图说明

通过参考以下结合附图对本公开实施例的描述，本公开的上述方面以及获得它们的方式将变得更加明显，并且可以更好地理解本公开本身，在附图中：

图1是电动车辆系统的一个说明性实施例的框图和示意图；

图2是响应于与发动机的通信丢失而控制变速器档位的第一方法的流程图；以及

图3是响应于与发动机的通信丢失而控制变速器档位的第二方法的流程图。

贯穿若干视图，相应的附图标记用于指示相应的部分。

具体实施方式

下面描述的本公开的实施例并不旨在穷举或将本公开限制为在以下详细描述中公开的精确形式。而是，选择并描述了实施例，使得本领域的其他技术人员可以认识和理解本公开的原理和实践。

本文所使用的术语仅出于描述特定说明性实施例的目的，而不旨在进行限制。如本文所使用的，单数形式“一(a)”、“一种(an)”和“该(the)”也可以旨在包括复数形式，除非上下文另外明确指出。类似地，当单数形式也可适用时，复数形式可用于描述特定的说明性实施例。术语“包括(comprises)”、“包括(comprising)”、“包括(including)”和“具有(having)”是包含性的，因此指定存在所述特征、整数、步骤、操作、元素和/或组件，但不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元素、组件和/或其组。除非明确标识为执行顺序，否则本文描述的方法步骤、过程和操作不应被解释为必须以所讨论或图示的特定顺序执行。还应理解，可以采用附加或替代步骤。

现在参考图1，示出了具有驱动单元102和变速器118的车辆系统100的一个说明性实施例的框图和示意图。在所示的实施例中，驱动单元102可以包括内燃机、柴油发动机、电动机或其他发电装置。驱动单元102配置为可旋转地驱动输出轴104。该输出轴104联接至常规变矩器108的输入或泵轴106。输入或泵轴106联接至叶轮或泵110。该叶轮或泵110由驱动单元102的输出轴104旋转地驱动。变矩器108还包括联接至涡轮轴114的涡轮112。涡轮轴114联接至变速器118的可旋转输入轴124或与变速器118的可旋转输入轴124成一体。变速器118还可以包括内部泵120。内部泵120用于在变速器118的不同流动回路(例如，主回路、润滑油回路等)内建立压力。泵120可以由联接至驱动单元102的输出轴104的轴116驱动。在这种布置中，驱动单元102可以将扭矩传递到轴116，以驱动泵120并在变速器118的不同回路内建立压力。

变速器118可以包括具有多个自动选择的齿轮的行星齿轮系统122。变速器118的输出轴126联接到传动轴128或与传动轴128成一体，并旋转地驱动传动轴128。传动轴128联接到常规的万向节130。万向节130联接到并且可旋转地驱动轮轴132。轮轴132在每一端都安装有车轮134A和134B。变速器118的输出轴126以传统方式经由传动轴128、万向节130和轮轴132驱动车轮134A和134B。

常规的锁止离合器136连接在变矩器108的泵110和涡轮112之间。变矩器108的操作是常规的，因为变矩器108可在所谓的“变矩器”中操作在某些操作条件下(例如车辆起步、低速和某些换档条件)。在变矩器模式中，锁止离合器136脱开，并且泵110以驱动单元输出轴104的转速旋转，而涡轮112由泵110通过介于泵110和涡轮112之间的流体(未示出)可旋转地致动。如本领域所公知的，在该操作模式中，通过液力偶合器产生扭矩倍增，从而使涡轮轴114承受比由驱动单元102提供的扭矩更多的扭矩。变矩器108可替代地在其他操作条件期间(例如在不需要扭矩倍增时)在所谓的“锁止”模式下操作。在锁止模式中，锁止离合器136接合，并且泵110由此直接固定至涡轮112，使得驱动单元输出轴104直接联接至变速器118的输入轴124，如在现有技术中已知的那样。

变速器118进一步包括电动液压系统138。该电动液压系统138通过J个流体路径140_I-140_J流体联接至行星齿轮系统122，其中J可以是任意正整数。电动液压系统138响应于控制信号，以选择性地使流体流经流体路径140_I-140_J中的一个或多个，从而控制行星齿轮系统122中多个相应摩擦装置的操作，即接合和脱离接合。该多个摩擦装置可包括但不限于一个或多个常规制动装置、一个或多个扭矩传递装置等。通常，通过选择性地控制由该多个摩擦装置中的每个摩擦装置施加的摩擦，例如通过控制对每个摩擦装置的流体压力，来控制该多个摩擦装置的操作，即接合和脱离接合。在一个不以任何方式进行限制的示例性实施例中，该多个摩擦装置包括以常规离合器形式的多个制动和扭矩传递装置，每个制动和扭矩传递装置都可以通过由电动液压系统离合器138提供的流体压力可控制地接合和脱离接合。在任何情况下，通过控制流体路径140_I-140_J内的流体压力来选择性地控制该多个摩擦装置，从而以常规方式实现了变速器118的各个齿轮之间的变速或换档。

系统100进一步包括变速器控制电路142。变速器控制电路142可以包括存储器单元144。变速器控制电路142说明性地是基于微处理器的，并且存储器单元144通常包括存储在其中的指令。该指令可由变速器控制电路142的处理器执行，以控制变矩器108的操作和变速器118的操作，即，在行星齿轮系统122的各个齿轮之间的换档。然而，将理解，本公开考虑了其他实施例，其中变速器控制电路142不是基于微处理器的，而是被配置为基于存储在存储器单元144中的一组或多组硬接线指令和/或软件指令来控制变矩器108和/或变速器118的操作。

在图1所示的系统100中，变矩器108和变速器118包括多个传感器。这些传感器被配置为产生分别表示变矩器108和变速器118的一个或多个操作状态的传感器信号。例如，变矩器108示例性地包括传统的速度传感器146。速度传感器146被定位和配置为产生与泵轴106的转速相对应的速度信号。该转速与驱动单元102的输出轴104的转速相同。速度传感器146经由信号路径152电连接至变速器控制电路142的泵速度输入PS，并且变速器控制电路142可操作以按照常规方式处理由速度传感器146产生的速度信号，以确定泵轴106/驱动单元输出轴104的转速。

变速器118说明性地包括另一个常规速度传感器148。该另一个常规速度传感器148被定位和配置为产生与变速器输入轴124的转速相对应的速度信号。该转速与涡轮轴114的转速相同。变速器118的输入轴124直接联接到涡轮轴114或与涡轮轴114成一体，并且速度传感器148可以可替代地定位和配置为产生与涡轮轴114的转速相对应的速度信号。在任何情况下，速度传感器148经由信号路径154电连接至变速器控制电路142的变速器输入轴速度输入TIS，并且变速器控制电路142可操作以按照常规方式处理由速度传感器148产生的速度信号，以确定涡轮轴114/变速器输入轴124的转速。

变速器118还包括又一个速度传感器150。该又一个速度传感器150被定位和配置为产生与变速器118的输出轴126的转速和方向相对应的速度信号。速度传感器150可以是常规的，并且是经由信号路径156电连接到变速器控制电路142的变速器输出轴速度输入TOS。变速器控制电路142被配置为以常规方式处理由速度传感器150产生的速度信号，以确定变速器输出轴126的转速。

在所示的实施例中，变速器118还包括一个或多个致动器，其被配置为控制变速器118内的各种操作。例如，本文所述的电动液压系统138示例性地包括多个致动器，例如，传统的螺线管或其他常规致动器。该多个致动器经由相应数量的信号路径72₁-72_J电连接到变速器控制电路142的J个控制输出CP₁-CP_J的，其中J可以是如上所述的任意正整数。电动液压系统138中的致动器分别响应由变速器控制电路142在相应信号路径72₁-72_J之一上产生的控制信号CP₁-CP_J中的一个，以通过控制一个或多个相应的流体通道140₁-140_J中的流体压力来控制该多个摩擦装置各自施加的摩擦力，从而基于各个速度传感器146、148和/或150提供的信息来控制一个或多个相应的摩擦装置的操作，即接合和脱离接合。

行星齿轮系统122的摩擦装置示例性地由液压流体控制。该液压流体由电动液压系统138以常规方式分配。例如，电动液压系统138示例性地包括传统的液压正排量泵120。该液压正排量泵120通过控制电动液压系统138内的一个或多个致动器将流体分配到该一个或多个摩擦装置。信号CP₁-CP_J示例性地是模拟摩擦装置压力命令。该一个或多个致动器响应于该模拟压力装置压力命令来控制该到一个或多个摩擦装置的液压。然而，将理解的是，由该多个摩擦装置中的每一个施加的摩擦力可以可替代地根据其他常规摩擦装置控制结构和技术来控制，并且这种其他常规摩擦装置控制结构和技术由本公开考虑。然而，在任何情况下，每个摩擦装置的模拟操作都由控制电路142根据存储在存储器单元144中的指令来控制。

在所示的实施例中，系统100还包括具有输入/输出端口(I/O)的驱动单元控制电路160。该输入/输出端口通过K个信号路径162与驱动单元102电耦合，其中K可以是任意正整数。驱动单元控制电路160可以是常规的，并且可操作以控制和管理驱动单元102的整体操作。驱动单元控制电路160还包括通信端口COM。该通信端口COM经由L个信号路径164电连接到变速器控制电路142的COM，其中L可以是任意正整数。该一个或多个信号路径164通常被统称为数据链路。通常，驱动单元控制电路160和变速器控制电路142可操作为以常规方式经由该一个或多个信号路径164共享信息。在一个实施例中，例如，根据汽车工程师协会(SAE)J-1939通信协议，驱动单元控制电路160和变速器控制电路142可操作以经由该一个或多个信号路径164以一个或多个消息的形式共享信息，尽管本公开内容设想了其他实施例，其中驱动单元控制电路160和变速器控制电路142可根据一个或多个其他常规通信协议经由该一个或多个信号路径164共享信息(例如，来自常规数据总线，例如J1587数据总线、J1939数据总线、IESCAN数据总线、GMLAN、Mercedes PT-CAN)。

在许多常规控制系统中，变速器控制器电路142(即，变速器控制器)可以与驱动单元控制电路160通信，或者通常被称为发动机控制器，并且发送默认扭矩极限，以在通信丢失时供发动机控制器记住。例如，在失速条件下，变速器控制器可以将扭矩极限发送至发动机控制器，以控制输出扭矩。但是，如果通信链路断开，则变速器控制器将无法发送这些消息。

在至少一些变速器中，每个档位具有相同的涡轮转矩极限。换句话说，由于变速器架构和硬件组装以组成变速器，如果变速器控制器和发动机的之间通信丢失，则变速器控制器可以将单个扭矩极限传达给发动机。在一些情况下，发动机控制器可以被编程为在与变速器控制器失去通信的情况下自动降低发动机扭矩。

然而，在至少一种情况下，变速器可以被设计为使得并非每个档位都被设计为具有相同的涡轮转矩极限。在这种情况下，至少一个档位可具有低于其他档位的涡轮转矩极限。这可能是由于硬件限制等所致。无论如何，变速器控制器将每个档位的涡轮转矩极限传达给发动机控制器，但是并非所有发动机都能够与变速器控制器集成以支持更低的涡轮转矩极限。在这种情况下，如果变速器处于要求较低涡轮扭矩的特定档位内并且发动机无法满足此要求，则可能会出现问题。因此，期望避免这些前述情况，而是能够在不依靠变速器与发动机控制器之间的通信的情况下控制对变速器的影响。

参照图2，提供了多个框或步骤，以用于在数据链路上的通信丢失的情况下由变速器控制器执行控制过程或方法200以控制档位换挡。由于各种问题，数据链路通信可能会中断或丢失。例如，如果变速器控制器和发动机控制器之间的电线发生故障、被切断或发生任何其他接线问题，则通信可能会丢失。此外，例如，如果水进入连接器并使连接短路，则可能会影响通信。此外，控制器之一可能会损坏或发生故障，从而使其通过数据链路发送不正确的消息，然后可以确定通信已丢失。尽管这可能主要包括变速器和发动机控制器，但通过数据链路通信的其他控制器可能会受到通信丢失的影响。

在方法200中，控制器(即变速器控制电路142)可以执行第一框202。在该第一框中，控制器检测与发动机控制器(即驱动单元控制电路160)的通信丢失。执行此框的方式可以取决于要发送或接收的消息的类型。例如，如果消息是不确定的，则变速器控制器可以确定通信丢失。

在另一示例中，变速器控制器可以尝试通过数据链路接收一个或多个消息，并且如果控制器在其试图接收的特定消息上检测到超时条件，则控制器可以实现故障计数器。如果阈值数量的样本(例如600个样本)中的一定数量的样本(例如500个样本)失败，则可以触发诊断。

在另一示例中，可以执行附加的间歇诊断检查，其中，如果阈值数目的样本(例如600个样本)中的样本数目(例如15个样本)失败，则间歇故障计数器加一。如果计数器在密钥周期中超过另一个阈值数(例如18个计数)，则可以设置间歇性故障。

每个前述示例并非旨在进行限制，而是引入了变速器控制器可以检测通信是否丢失的不同方式。也可以使用其他常规方式。

如果在框202中控制器检测到通信丢失，则可以启用或触发可由控制器执行的算法以控制变速器档位。可以启用该算法，以允许变速器控制器监视变速器当前在其中操作的档位，并限制或禁止变速器换挡至一个或多个档位。为此，变速器控制器可以执行第一框204。在第一框204中，确定是否接合了锁止离合器136。锁止离合器136可以仅在一定数量的档位内应用。无论如何，如果确定应用了锁止离合器136，则过程200可以前进至框206。在框206中，控制器不采取任何立即动作。

此外，在框206之后，过程200可以前进到框220。在此，如果应用了锁止离合器136，则可以对控制器进行编程以使用一个或多个档位。

如果锁止离合器未接合，则过程200可以从框204前进到框208。在框208中，控制器能够检测车辆是在移动还是在静止，如果在移动，则变速器目前在什么档位内操作。该算法可以将一个或多个档位定义为操作档位，并且将一个或多个档位定义为极限档位。在一个示例中，变速器可以包括九个或更多个前向档位，并且仅第一档位和第三档位被预定义为极限档位。可以将其他七个前进档位预定义为操作档位。在框208中，控制器确定变速器当前是否处于操作档位或极限档位内。在框208中，如果确定变速器正在操作档位内而不是在极限档位内，则过程200可以前进到框210。另一方面，如果变速器在极限档位内操作，则过程200前进到框212。

在框210中，变速器控制器确定变速器当前不在极限档位内操作，因此其不在要求较低涡轮转矩的档位内操作。这样，变速器控制器可以继续允许变速器在其当前档位内起作用而无需采取任何行动。

如果在框210中确定变速器在极限档位内操作，则变速器控制器通过确定是否存在可以将变速器换档到的较低档位来执行框212。在以上示例中，如果变速器在第三档位内操作并且有可能降档至作为操作档位的第二档位，则过程200前进至框214。但是，如果在框212中确定存在如果没有要换挡至的较低档位，则过程200前进到框216。在框216中，控制器命令升档到下一个可用档位。例如，如果变速器在第一档位内操作，则变速器控制器可以命令升档至第二档位。该第二档位在该示例中不是极限档位。

在框214中，如果变速器在极限档位内工作并且存在可用于换挡至不是另一极限档位的较低档位，则变速器控制器可基于存储在控制器的存储器单元中的换挡时间表命令降档或升档。例如，控制器可以确定降档是否将导致发动机超速。例如，超速阈值可以由控制器存储或以软件、算法等传递给控制器。此外，如果这样做会在给定档位内将发动机速度拉至最小发动机速度阈值以下，则控制器可以防止升档。因此，变速器控制器是决定升档还是降档可以基于发动机速度和输出速度。

一旦变速器在操作档位而不是极限档位内操作，则控制器可以控制变速以避免极限档位。为此，控制器可能会使升档或降档跳过所有极限档位。因此，如果在先前示例中在第二档位内操作并且车辆操作者期望升档，则变速器控制器可以命令从第二档位换挡至第四档位，以避免第三档位的极限档位。类似地，如果在第四档位内操作并且操作者希望降档，则变速器控制器可以可操作地命令变速器跳过第三档位并换挡至第二档位。

尽管该示例将第一档位和第三档位描述为极限档位，但是在本公开中可以预期，一个或多个档位可以是极限档位。为了本公开的目的，极限档位可以被定义为与其他档位相比具有较低的扭矩容量或扭矩额定值的档位。如上所述，较低的扭矩容量或额定值可能归因于在给定极限档位内相对于变速器的硬件限制。在一些情况下，极限档位的扭矩容量可以比操作档位的扭矩容量低一个或两个因子。此外，可以用极限档位对变速器控制器进行编程。这可能发生在工厂或离开工厂之后。

在另一个实施例中，变速器控制器可以简单地将变速器锁定在操作档位内，而不允许其换挡至另一个档位。换句话说，变速器控制器可以不执行跳跃换档等以避免极限档位。但是，这比图2的控制逻辑不太理想。

另一实施例可包括要求发动机控制器将发动机扭矩减小到低于给定档位内的扭矩极限的水平。当然，这不是图2的过程200所期望的，因为变速器控制器和发动机控制器之间的数据链路上缺乏通信，使得难以执行该实施例。

转到图3，示出了在与发动机控制器失去通信的情况下用于控制变速器档位的控制方法或过程的不同实施例。在该过程300中，变速器控制器可以在框302中检测与发动机控制器的通信是否丢失。如果在框302中检测到丢失，则控制过程300可以前进至框304。在框304中，变速器控制器确定变速器是在极限档位内操作还是在操作档位内操作。为了本示例的目的，我们将假定变速器具有至少九个前进档位，其中第一档位和第三档位为极限档位，而其他前进档位为操作档位。

在框304中，控制器基于当前传动比确定当前档位。该当前传动比可以根据任何已知方式(即，将变速器输出速度与变速器输入速度进行比较)来计算。如果当前档位是极限档位，则控制过程300前进至框308。然而，如果当前档位不是极限档位，而是操作档位，则控制过程前进至框306立即采取行动是必要的。

然而，如果控制过程300前进到框308，则变速器控制器确定是否存在变速器可换挡至的较低档位而不换挡至极限档位内。例如，在我们的当前示例中，如果变速器在第三档位内操作，则变速器控制器可以确定降档到作为操作档位的第二档位是安全的。因此，控制器可以命令降档至第二档位。可替代地，变速器控制器还可以在框310中确定升档至不同的操作档位是否更好，即在该示例中为第四档位。在图2的先前实施例中，包括发动机速度和输出转速的一系列标准可以与换档时间表结合使用，以指导控制器确定升档还是降档。一旦变速器在框310中升档或降档，过程300就前进到框314。在框314中，变速器被允许在非极限档位内操作。

如果在框308中确定变速器不能降档至非操作档位，则过程300前进至框312。在框312中，变速器控制器命令从极限档位升档至非极限档位。例如，如果变速器在作为极限档位的第一档位内操作，则控制器可以命令升档至第二档位。可以在框312中传达升档命令，使得在框314中，变速器在非极限档位内起作用。

在框316中，只要失去通信，变速器控制器就可以禁止或防止变速器换挡至极限档位内。控制器可以启动跳跃换档等，以避免换档到极限档位内。可替代地，控制器可以将变速器锁定在非极限档位内并且不允许任何进一步的换档，直到恢复通信为止。

值得注意的是，出于本公开的目的，在变速器控制器和发动机控制器之间的通信丢失期间执行的控制过程200、300不同于伴随完全断电的安全或跛行回家模式的控制过程。在后者中，完全断电导致变速器控制器无法给螺线管通电，并且整个电气控制系统被禁用。当在完全断电的情况下设计控制系统时，该控制系统可以包括常规的常高和常低螺线管，它们规定了断电时变速器换挡至的预定默认档位。这些预定义的默认档位允许传输仍以跛行回家或故障安全模式操作。

然而，在本公开中，电力没有完全中断。而是，变速器控制器和发动机控制器之间的数据链路通信中断或禁用，但是J-1939链路上的其他组件仍然可以彼此通信。而且，变速器控制器仍可以给螺线管通电和断电，以使变速器换档到期望的档位内。换句话说，即使在数据链路上失去通信时，变速器控制器仍可以可操作地控制变速器换挡至不同的档位，但是变速器控制器和发动机控制器之间的通信中断。

如果在执行控制过程200或300时恢复或重新获得通信，则可以退出相应的控制过程。变速器控制逻辑可以确定是否超出极限档位是由于失去通信造成的，然后当通信恢复时，变速器控制器可以回到极限档位。

可替代地，一旦恢复通信，变速器控制器可以考虑换挡时间表并确定变速器是保持在其当前档位内还是换挡至另一档位。例如，如果换挡时间表中的换挡线指示从第四档位换档至第三档位，则控制器可以遵循换挡时间表的指导。此外，基于换挡速度等的正常控制逻辑可以确定是否换回至极限档位。当确定一旦恢复通信后变速器应该在哪个档位内工作时，其他控制逻辑可以考虑发动机扭矩、其他算法、最有效的变速器模式等。

在大多数情况下，一旦恢复了通信并且退出了算法，则变速器控制器可以返回正常操作并基于当前的换档时间表来控制变速器换档。

尽管以上已经公开了结合本公开的原理的示例性实施例，但是本公开不限于所公开的实施例。相反，本申请旨在使用其一般原理来覆盖本公开的任何变化，使用或改编。此外，本申请旨在覆盖与本公开内容有关的，与本公开内容有关的，在本公开内容所属领域的已知或惯用实践之内的，并且落入所附权利要求的限制之内的这些偏离。

Claims (20)

1.一种控制多级变速器的方法，包括：

提供变速器控制器、所述变速器的多个档位和通信链路，其中所述多个档位中的每一个均包括扭矩极限；根据其各自的扭矩极限将所述多个档位中的每一个定义为极限档位或非极限档位，其中每个极限档位的扭矩极限均低于非极限档位，所述多个档位中的至少一个被定义为极限档位；

在所述多个档位中的第一档位内操作所述变速器；

检测所述变速器控制器和另一控制器之间在所述通信链路上的通信丢失；

确定所述第一档位是否为极限档位；

如果所述第一档位是极限档位并且所述多个档位中的第二档位是非极限档位，则所述变速器控制器命令从所述第一档位换挡至所述第二档位；以及

将所述变速器从所述第一档位换挡至所述第二档位。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括：所述变速器控制器防止从所述多个档位中未被定义为所述极限档位的任一档位换挡至所述多个档位中被定义为所述极限档位的至少一个档位。

3.根据权利要求1所述的方法，还包括：如果所述第一档位不是极限档位，则将所述变速器保持在所述第一档位内。

4.根据权利要求1所述的方法，还包括：通过从所述第二档位换挡至第三档位来执行跳跃换挡，其中所述第一档位在所述第二档位和所述第三档位之间。

5.根据权利要求1所述的方法，还包括：确定是否存在要降档至不是极限档位的较低档位。

6.根据权利要求5所述的方法，还包括：当所述第一档位是极限档位并且不存在更低的非极限档位时，升档至更高的非极限档位。

7.根据权利要求5所述的方法，还包括：当存在可用于换挡的较低的非极限档位时，基于换挡时间表从所述第一档位升档或降档至非极限档位。

8.根据权利要求7所述的方法，还包括：基于所述换挡时间表通过升档来避免使发动机超速。

9.根据权利要求1所述的方法，还包括：在所述换挡步骤之后将所述变速器保持在非极限档位内，直到恢复通信为止。

10.根据权利要求1所述的方法，还包括：

检测所述变速器控制器和所述另一控制器之间经由所述通信链路的通信恢复；以及

恢复所述变速器的正常操作。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述恢复所述变速器的正常操作包括从所述第二档位换挡至所述第一档位。

12.根据权利要求1所述的方法，其中，所述检测步骤包括：

当经由所述通信链路从所述另一控制器接收到消息时，所述变速器控制器检测超时条件；

在检测到所述超时条件时执行计数器；以及

如果经由所述执行步骤检测到的样本数量超过样本阈值，则触发诊断代码。

13.根据权利要求12所述的方法，还包括：如果所述样本数量超过所述样本阈值，则使算法能够执行所述确定步骤、所述命令步骤和所述换挡步骤。

14.根据权利要求1所述的方法，还包括：在所述检测步骤之后确定所述变速器的锁止离合器是否接合。

15.根据权利要求14所述的方法，还包括：

如果所述锁止离合器未接合，则移出所述第一档位；以及

如果所述锁止离合器接合，则在所述第一档位或所述多个档位中的任一档位内控制所述变速器。

16.一种控制具有发动机的车辆的多级变速器的方法，包括：

为所述变速器提供用于控制所述变速器的变速器控制器、锁止离合器和多个可换挡档位，其中所述多个可换挡档位中的每一个均包括扭矩极限；

根据其各自的扭矩极限将所述多个可换挡档位中的每一个定义为极限档位或非极限档位，其中每个极限档位的扭矩极限均低于非极限档位；

在所述多个可换挡档位中的第一档位内根据换档时间表操作所述变速器，其中所述第一档位被定义为极限档位；

检测所述变速器控制器和另一控制器之间在通信链路上的通信丢失；

确定所述锁止离合器是接合还是脱离接合；

所述变速器控制器命令从所述第一档位换挡至第二档位，其中所述第二档位被定义为非极限档位；以及

所述变速器控制器控制所述变速器从所述第一档位换挡至所述第二档位。

17.根据权利要求16所述的方法，还包括：所述变速器控制器防止从所述非极限档位之一换挡至所述极限档位之一，直到恢复通信为止。

18.根据权利要求16所述的方法，还包括：

确定是否存在较低的非极限档位以将变速器降档；以及

当不存在较低的非极限档位时，从所述第一档位升档至较高的非极限档位。

19.根据权利要求18所述的方法，还包括：当存在可用于降档的较低的非极限档位时，基于所述换档时间表从所述第一档位升档或降档至非极限档位。

20.一种多级变速器，包括：

具有输入和输出的变速器，所述输入被配置为可操作地联接至发动机；以及

所述变速器的多个可换挡档位，其中所述多个可换挡档位中的每一个均包括其自身的扭矩极限；以及

包括存储器单元和处理器的变速器控制器，所述存储器单元存储用于可操作地控制所述变速器的换档时间表；

其中，所述多个可换挡档位中的每一个均基于其扭矩极限被定义为极限档位或非极限档位，其中所述极限档位的扭矩极限小于所述非极限档位的扭矩极限；

其中，所述变速器控制器被配置为设置成经由通信链路与发动机控制器电通信；

进一步地其中，一组指令可由所述变速器控制器的处理器执行以：

在所述通信链路上检测与所述发动机控制器的通信丢失；

确定所述变速器的当前操作档位是否是极限档位；

如果确定所述变速器的当前操作档位是极限档位，则命令从所述当前操作档位换挡至非极限档位；以及

将所述变速器可操作地从所述当前操作档位换挡至所述非极限档位。