本发明涉及用于控制至少部分自动车辆机械传动系统的换高档的控制方法和装置。具体地说，本发明涉及用于自动机械传动的换档控制方法/系统，其中，考虑到现有车辆运行条件来估算成功地完成所选换高档的概率并仅启动可行的换档。更具体地说，本发明涉及的是在现有车辆条件下，首先在无助力发动机衰减然后在通过越来越强大的发动机制动减速增强的发动机衰减速度下评价在包括一个发动机制动器但不包括非手动离合致动器的一半自动机械传动系统中成功完成换高档的可能性的一种控制。 本申请是1992年7月16日提交的题为“换档控制方法/系统的共同待审美国申请07/909332，（该申请已转让给本申请的同一受让人EATON公司）的部分继续申请。
本申请与已转让给本申请同一受让人EATON公司的1993年8月10日提交的题为发动机制动-辅助换档的控制系统/方法U.S 08/103947共同待审申请有关。
既用于诸如重型载货汽车等地重型车辆又用于小汽车的，检测油门开度或位置，传动轴速度，车辆速度，发动机速度等等并据此自动地对该车辆传动系进行换档的全自动传动系统是先有技术所周知的。这种全自动换档传动系统包括若干自动传动装置-其中采用加压液体以摩擦方式将一个或多个部件啮合到另一些部件或到地（ground），以获得所选择的齿轮减速比，以及利用电子，液压和/或气动逻辑和致动器去啮合和分开机械（即，纯粹的）离合器以获得所需减速比的自动机械变速器。这类变速器的实例可参考U.S专利3961546;4081065和4361060而得知，这些专利的公开内容与本文结合供参考。
利用电子控制部件的半自动传动系统检测发动机加油（fueling），油门位置，发动机，输入轴，输出轴和/或车辆速度，和利用自动控制的燃料节流阀装置，齿轮换档装置和/或主离合器操纵装置，以基本上全自动地执行操纵人员手动选择的传动比的变化，这些在本领域中是已知的先有技术。这类半自动机械传动系统可参考美国专利4425620;4631679和4648290得知，它们的公开内容纳入本文供参考。
另一种部分自动的传动系统为用于仅有手动控制的发动机油门装置和/或仅有手动控制的主离合器的车辆中的机械传动系统提供半一自动换档执行。这类系统通常具有至少一种操作方式，共中待执行半自动的换档均是自动予选的，并包括一个控制/显示盘或控制台供操作人员选择速比变化或在自动予选方式下的操作和指示：自动予选的挂高档，挂低档或换成空档。设置的一个电子控制装置（ECU）用以接收指示传动输入和输出轴速度的输入信号并根据预定逻辑规则处理这些信号以判定（ⅰ）是否存在同步条件;和（ⅱ）在自动予选方式下，根据当前啮合比是否要求挂高档或挂低档并给变速器致动器发出命令输出信号以便按此命令输出信号给变速器换档。这类普通型传动系统可参考美国专利5050079;5053959;5053961;5053962;5063511;5081588;5089962;和5089965得知，这些文献内容纳入本文供参考。
尽管上述自动和/或部分自动换档执行-式车辆机械传动系统极适用于它们的预期应用场合，但偶而在启动所需换档时由于车辆运行的种种条件所限，而不能完成换档，因此它们不能完全令人满意。该问题对于未装有自动离合器致动器和/或输入轴制动器并因此使得输入轴的减速被限制在发动机的自然衰减率而无法利用输入轴制动或类似装置的那些机械传动系统的挂高档尤为重要，突出。
发动机制动器，通常称为“发动机压缩制动器”或“排气制动器”是先有技术众所周知的而且这类装置（诸如众所周知的“Jake制动器”）通常是装在重型载货汽车上的。这些装置通常是手动操纵的，可通过手动选择一排，两排或三排汽缸工作而提供可变减速，并用于减低车速和在最近几项开发项目中用于在挂高档期间为更快同步而快速降低发动机/输入轴速度。利用发动机压缩制动器的车辆自动机械传动系统的实例可参见美国专利4933850;5255650和5042327，这些文献的内容纳入本文供参考。
本发明可应用于以上论及的多种类型发动机制动器，也可应用于有选择的降低发动机转速的其他类型装置。“发动机制动器装置”一词意欲包括所有这类装置。
一般说来，发动机压缩制动器可有效地通常以液压方式改变发动机阀的定时/开启以便给发动机的旋转施加较大的压缩力或阻力。先有技术的这些手动操作的发动机制动器的自动机械传动系统则由于发动机制动器辅助挂高档往往趋于生硬和急剧而不能完全令人满意。
根据本发明，通过对至少包括发动机制动器的部分自动机械传动系统的车辆提供一种换档控制方法/系统而克服或将先有技术的上述缺陷降至最小，该方法/系统一旦检测到一个挂高档的自动或手动选择便依据当前检测到的车辆运行条件首先在正常的发动机衰减率下，然后再在发动机制动器-增强的衰减率下，确定该所选挂高档是否可行（即可完成的概率），并仅仅启动可行换档，从当前啮合的传动比换至一目标传动比。
对于自动程度低于全自动的某种机械传动系统（诸如没有自动主离合器控制器的传动系统之类）批评在于在某些条件下，它们不可能完成它们启动的一些换档（即，对爬坡时的低变速换档，等等）。然而，一个传动系统不需要在所有条件下都能换全部档，而只需要知道不要起动一个不能完成的换档就足够“创新”的。按照本发明，传动控制器在开始换档以前将对可换档性进行简单被动测试（passive test）并变更或取消不可行挂高档要求。
以上是通过提供下述换档控制系统来实现的，该系统当从当前啮合速比选择至一目标速比（通常作为发动机加油，油门位置，发动机速度，车辆速度和/或当前啮合比的一个函数）时，将自动地予测车辆对扭矩中断换档瞬态（torque break shift transient）的反应，确定：在换成目标速比的换档完成时的估算车速并将此值与在打算换档过渡期间的期望发动机速度（等于输入轴速度）相比较，以确定所建议换档是否可行，即是否能真正达到同步。
可行性首先是在自然的发动机衰减率条件下确定若在这种条件下所建议挂高档不可行，然后在发动机制动器增强最好递增式增强发动机速度衰减（即减速）率的条件下，评价所建议挂高档的可行性。
若建议挂高档仅在增强的发动机衰减率下是可行的，则将着手挂高档并仅必要时和仅在所需范围内利用发动机制动器。由于噪音，摩损等因素，仅在必要时才使用发动机制动器而不是所有挂高档都用。
若甚至在发动机制动器的最高设定值下仍不可实现所建议的换高档，则可修改换档请求（即将跳跃换档请求改为单档换档）或在一予定时间周期内（例如10秒）取消该请求。
在一个实施例中，对诸如大客车，自行式吊车之类的总体重量（“GCW”）基本恒定的车辆，假设车辆配置有诸如在SAEJ 1922或1939协议中所定义的电子数据链路的车辆在其上可检测发动机扭矩或表示发动机扭矩的一种参数，则一旦确定需要从当前啮合速比挂高档至目标速比，即可检测当前发动机扭矩和车速，由此控制器可估算零扭矩时（即，换档瞬间）的车辆减速。然后该系统利用以上论及的逻辑进行所提议的挂高档是否可行的判定。
于是，提供了用于装备有一发动机制动装置的至少部分自动机械传动系统的车辆的控制系统/方法，其在予选条件下将禁止认为不可行的换高档的启动。
结合附图阅读本发明的最佳实施例的详细说明便可更清楚地了解本发明的这一与其他目的及优点。
图1是借助本发明系统达到部分自动的一个部分自动车辆的机械传动系统的示意图;
图1A是图1传动系统的变速杆各档位置图的示意图;
图2是用于本发明机械传动系统的自动予选和半自动换档执行系统的示意图;
图3是用于图2系统的一种可供选择的控制台的示意图;
图3A是代表现行车辆与速度的微分信号的逻辑示意图;
图3B是用于计算换档瞬间当发动机零扭矩作用于驱动轮时的期望车辆加速度的逻辑示意图;
图4是以流程图形式表示本发明创新控制法的示意图;
图4A是以流程图形式表示一个可行换档的开始和完成的示意图;
图5是说明一个换高档事件中可行和不可行的两种尝试换档情况的图解。
下列说明中将使用某些术语仅为提及时方便起见而并不是限制。词汇“向上”，“向下”，“向右”和“向左”将表示所参考附图中的方向。词汇“向前”，“向左”将分别指按传统方法安装在车辆中的变速器的前端和后端，分别为图1所示的变速器左侧和右侧。词汇“向里”和“向外”将分别指朝向和背离该装置及其所表示部分的向何中心的方向。所述术语将包含以上具体提及的字，其派生词及类似含义词。
术语“复合变速器”用于指定一个具有多个前向速度主变速器段和一串联连接的多速辅助变速器段变速或改变齿轮传动系统，从而在主变速器段中的所选速比的减小可通过在辅助变速器段中另一选择速比降低加以组合。“同步离合器组件”及类似含义词应指用以借助刚性离合器将所选齿轮非旋转地偶合到轴上的离合器组件，从而避免了在离合器各部件基本处于同步旋转之前尝试啮合所述离合器。一个相对大功率摩擦装置（relatively large capacity friction means）与离合器部件一起使用并在启动离合器啮合时足以使离合器部件和与其一起旋转的部件以大致同步的速度旋转。
如本文所用的术语“挂高档”应指从较低速传动比至较高速传动比的换档。如本文所用的术语“换低档”应指从较高速传动比至较低速传动比的换档。如本文所用术语“低速档”，“低档”和/或“第一档”应全指对于一个传动系统或传动系段中的最低前进车速操作所用的传动比，也就是说，具有相对于传动系输入轴的最高减速比的那组齿轮。
换档“所选择方向”将指根据一具体的传动比或选择单档或选择多档挂高档或挂低档。
参考图1，该图示出在一个部分自动半自动机械传动系统中的一个范围型复合传动系10。该复合传动系10包括与一范围型辅助段14串联连接的多速主传动系段12。传动系10置于外壳H内并包括由诸如内燃机E之类的原动机通过一选择分离的常啮合主摩擦离合器C驱动的输入轴16，该主摩擦离合器C具有一个与发动机曲轴20驱动连接的输入或驱动部分18和一个与传动输入轴16转动固定的从动部分22。
发动机E是燃油油门控制的，最好用电子控制，并可连接到在SAEJ1922或J1939协议中所定义的那种电子数据链路DL，而主离合器C是由一离合器踏板（图中未示）之类的部件人工控制。正如先有技术所众所周知的，可设置一个由手动控制器23操纵的发动机制动器（EB）。发动机制动器EB还可响应来自系统控制器的命令输出信号由致动器23A操纵，如将在下面详述的。
类似于机械传动系10的传动系是先有技术所周知的并可通过参考U.S专利3105395;3283613和4754665而了解，这些专利的公开内容纳入本文供参考。
图示那种部分自动的车辆机械传动系统可参见上述U.S.专利5050079;5053959;5053961;5053962;5063511和5089965。本发明还可应用于在U.S专利4722248和4850236中所图示的那种部分自动机械传动系统，该两篇文献的公开内容纳入本文供参考。
虽然本发明的控制方法/系统对那些没有离合器致动器或输入轴制动器的自动机械传动系统特别有用，但本发明并不局限于这种应用。
在主传动段12中，输入轴16带有输入齿轮24，用以在基本相同转速下同时驱动多个基本相同的中间轴组件26和26A。该两个基本相同的中间轴组件设置在通常与输入轴16同心并准直的主轴28直径的相对两侧。每个中间轴组件包括经由轴承32和34支承在外壳H中的中间轴30-图中仅概略地示出其一部分。每个中间轴设置有用以以此旋转固定的一组相同的中间轴齿轮38，40，42，44，46和48。如先有技术所周知的，多个主轴齿轮50，52，54，56和58围绕主轴28并一次一个地可选择离合到借助滑动离合器环（collars）60，62和64旋转的主轴28。离合器环60也可用于输入轴24至主轴28的离合，以在输入轴16和主轴28之间提供直接驱动关系。
一般来说，如先有技术众所周知的，离合器环60，62和64是通过与换档外壳组件70关联的换档拨叉而轴向安置的。离合器环60，62和64可为众所周知的非同步双向牙嵌式离合器。
换档壳体或执行器70是由诸如压缩空气之类的压缩流体致动的，并属于可通过一控制部件的自动控制类型，此可参见美国专利4445393;4555959;4361060;4722237;4873881;4928544和2931237，这些专利的公开内容引入本文供参考。
主轴齿轮58是倒档齿轮并通过传统的中间惰齿轮（intermediateidler gears）（图中未示）与中间轴齿轮48处于连续啮合中。还应注意：虽然主传动段12的确提供五个可选前进速比，但最低前进速比，即通过将主轴驱动齿轮56驱动连接至主轴28所提供的速比，这种减速比往往高得使其仅用于在恶劣条件下起动车辆时所采用的低档或“爬行”档，一般在高传动范围中不采用。因此，虽然主传动段12确实提供了五种前进速度，但通常称之为“四加一”主段，因为前进速度中仅有四种车速是通过与此同时使用的辅助范围传动段14复合而成的。
牙嵌式离合器60，62和64是三位置离合器，因为它们可如图所示位于中间的非啮合位置，或借助执行器70位于完全向右啮合或完全向左啮合的位置。众所周知，在某一给定时间离合器60，62和64中只有一个可被啮合，同时设置有主段联锁装置（图中未示），以便把其他离合器锁定到空档位置。
辅助传动范围段14包括两个基本相同的辅助中间轴组件74和74A，其每个包括由轴承78和80支承在壳体H中的辅助中间轴76和带有两个以此旋转的辅助段中间轴齿轮82和84。辅助中间轴齿轮82始终啮合和支承范围/输出齿轮86，同时辅助段中间轴齿轮84始终与输出齿轮88啮合。
通过换档拨叉（未示出）和范围段换档执行器组件96轴向定位的一个两位置同步牙嵌式离合器组件92用于离合齿轮86与输出轴90，以进行直接或高范围操作，或离合齿轮88与输出轴90，以便进行复合传动系10低范围操作。用于复合范围式传动系10的“变速杆各档位置图”概略示于图1A中。
范围段执行器96可为本文引证供参考的U.S专利3648546;4440037和4614126中所示类型。
虽然图中将范围式辅助段14被作为利用正齿轮或斜齿轮两速段表示出来，但自然本发明也可应用于具有三种或更多可选范围比和/或用行星式齿轮传动装置的，利用组合分离器（splitter）/范围式辅助段的范围式传动系。而且，离合器60，62或64中任一个或更多可为同步牙嵌式离合器，而传动段12和/或14可为单中间轴式。
为给传动系10提供操作的自动予选方式和半自动换档执行操作，利用了输入轴速度（IS）传感器98，发动机速度（ES）传感器99和输出轴速度（OS）传感器100。另外可用检测辅助段中间轴齿轮82的转速的传感器102来替换输出轴速度传感器100。齿轮82的转速，当然是主轴28的转速的已知函数，而且若离合器92啮合于一个已知位置，则就是输出轴90之转速的一个函数。
用于本发明自动机械传动系统的自动予选和半自动换档执行控制系统104概略示于图2中。控制系统104，除了上述的机械传动系10以外，包括一电子控制部件106，最好是基于微处理器式的，用以接收来自输入轴速度传感器98，来自发动机速度传感器99，来自输出轴速度传感器100（或，也可选来自主轴速度传感器102），来自换档执行器70和96，来自驾驶员控制台108，来自油门踏板P的位置传感器152和/或来自发动机E通过数据链路DL，的诸输入信号。ECU106还可接收来自辅助段位置传感器110的输入信号。
ECU106可为其内容纳入本文供参考的U.S.专利4595986中图示的那种类型。ECU按照预定的逻辑规则有效地处理这些输入信号以给诸如控制主段部分执行器70和辅助段执行器96的电磁线圈歧管112，通过数据链路DL给发动机E，给驾驶员控制台108和给发动机制动执行器23A等传动系操作器发出命令输出信号。
在最佳实施例中，驾驶员控制台使操作员能沿给定方向选择一档或从当前啮合速比换至空档，或选择操作的半自动予选方式，和提供通知操作员现行操作方式（自动或手动予选换档），当前的传动工作状态（前进档，倒档或空档）和已予选但还未实施的任何速比变化或换档（挂高档，挂低档或换至空档）的显示。
控制台108包括三个指示灯114，116和118，这些灯分别为指示传动系10处于前进驱动，空档或倒退驱动状态而被点亮。该控制台还包括三个可选择点亮的按钮120，122和124，这些按钮使操作员能分别选择：挂高档，自动予选方式或挂低档。按钮126允许选择换至空档。
通过压或推按钮120，122，124或126之任一个来进行选择并可通过再压这些按钮来取消选择（就按钮120，124和126情况执行以前）。作为一种可供选择的做法，多次按压按钮120和124可用作跳档（skip shifts）命令。当然，该按钮和点亮按钮可用诸如肘节开关和/或肘节开关与灯或其他指示器件等的其他选择装置来替代。可设置一个独立按钮或开关用以选择倒档，也可选择从空档换低档来选择倒档。同样，空档可通过选择从倒档换高档或从低档换低档来选择。
运行时，为手动选择挂高档和挂低档，操作员将按需要压下按钮120或按钮124。于是所选按钮被点亮直到所选换档被执行或直到该选择被取消。
另一方面，在一给定发动机速度ES（例如1700RPM以上）挂高档按钮可能被点亮并一直亮到由推压按钮选择换高档为止。
为实施所选换档，要予选歧管112以使执行器70偏置，将主传动段12换成空档。这是通过操作员或ECU控制器通过手动地瞬时减少和或增加给发动机的燃油供应量或自动地分离主离合器C而引起扭矩反向来完成的。当传动系被换成空档时，并由ECU证实空档（检测到空档的时间周期如为1.5秒），点亮空档状态指示按钮116。若所选换档为一复合换档，即，如图1A中所见从第4速换至第5速度时的主段12和范围段14两者的换档，则ECU将给歧管112发出命令输出信号以使辅助段执行器96在前箱（the front box）中测得空档之后完成范围换档。
当范围辅助段以适当速比啮合时，ECU将根据测得的输出轴（车辆）速度和待啮合速比（GR目标）计算或另外确定，和连续更新输入轴速度的使能量程或带，从而导致待啮合速比的可接受的同步啮合。当操作员或ECU，通过操纵油门使输入轴速度进入可接收的范围内时，ECU106即给歧管112发出命令输出信号，以使执行器70去啮合待啮合的主段速比。
在通过使用点亮按钮122选择的自动予选操作方式中，ECU将根据贮存的逻辑法则，当前啮合速比（可通过比较输入轴与输出轴速度加以计算），输出轴或车辆速度和/或油门踏板位置来判定是否要求和予选挂高档或挂低档。通过从ECU106来的命令输出信号使点亮的按钮120或使点亮的按钮124闪烁和/或通过换档音响警告信号告知操作员：予选了一个换高档或换低档并将半自动地加以实施。操作员可按上述指示启动自动予选换档的半自动实施或可通过按压按钮122取消自动方式和所予选的换档。
在车辆的某些运行条件下，有可能不能完成自动或手动选择换档。这些条件通常包括当车辆处于重载时和/或正在克服诸如陷入泥巴上陡坡和/或强逆风之类的巨大阻力时的挂高档。为获得完成挂高档的基本同步的条件，输入轴10的速度（它基本等于发动机E同啮合的主离合器的速度）必须低至基本等于输出轴90的速度（直接正比于车速）乘以目标传动比。当未设置自动离合器执行器和输入轴制动器时，输入轴速度将随发动机速度的衰减率而递减。这样，为得到啮合目标速比（GR目标）时的基本同步条件，IS应基本等于OS＊GR目标并随着主离合器完全啮合，IS应基本等于ES（ES＝IS＝OS＊GR目标）。
在重型卡车工业领域中，发动机制动器EB，也称为“发动机压缩制动器”或“排气制动器”（诸如周知的“Jake制动器”是众所周知的。概括地说，这类装置通常经由诸如开关23之类的操作人员控制器手动使动的，并通常借助液力改变发动机排气阀的相对位置有效地对发动机旋转施加一减速扭矩。该种排气制动器一般用于提供两种功能：首先在诸如下山行驶之类的条件下的车辆用它们去辅助车辆制动系统减速，其次在传动系挂高档期间用它们去更快地获得同步状态，这是因为与没有排气制动的输入轴和/或发动机自然减速情况相比能更快地衰减输入轴转速。
在本发明控制系统/方法中，控制器106可促使执行器23A仅当必要时才取代手动控制器23有选择地操作发动机制动器并仅至所需范围，以获得其他方式无法完成的换高档。
所说明的自动机械传动系统的挂高档顺序示于图5中。线200表示在挂高档点202以前的当前车辆状态下的输入轴速度（IS），其中当前传动比（GR）是全啮合，主离合器C是全啮合，而ES＝IS＝OS＊GR。当发动机被除油（即，发动机的加油减至最小值）时，输入轴速度（IS）和发动机速度（ES）将以已知基本恒定（但不必为线性）速率（dIS/dt）减小直达到发动机怠速206。
线204表示在没有发动机制动情况下，发动机的期望衰减，即自然衰减率。在一般重型卡车的内燃机中，无助力的发动机/输入轴衰减率大约为每秒300至800RPM并可近似为线性。发动机和/或输入轴的具体衰减率可予先确定或可通过对除油期间的ES和/或IS信号值进行微分而得知。例如，看上面提及的美国专利4361060。线208和210分别表示当分别由发动机制动器的低和高衰减应用所增强衰减时的发动机速度/输入轴速度。
线212，214和216分别表示对车辆前进运动的阻力分别处于低，中和高情况下，期望输出轴速度乘以目标传动比的乘积值（OS期望＊GR目标）。人们已知，为获得目标传动比（GR目标）啮合的基本同步状态，OS期望＊GR目标的乘积应基本等于IS（＝离合器C全啮合时的ES）。
可见，在对车辆前进运动阻力较低条件（线212）下，基本同步条件（IS＝OS期望＊GR目标）将以正常发动机衰减率（线204）出现在点218而不要求发动机制动增强。在中等阻力条件下（线214）基本同步条件将出现在发动机衰减的高度发动机制动增强（线210）的点220处，但以自然发动机衰减率（204）或以发动机制动中等增强（线208）便不能得到。在对车辆前进存在高阻力时（线216），则即使最大限度地施加发动机制动器仍不能实现建议换高档。
根据本发明的换高档控制方法/系统，在对其启动以前先评价所选换高档，以判定是可行的还是不可行的，然后修改或取消不可行选择。按本发明控制系统/方法的换高档评价和起动顺序以流程格式概略示于图4中。仅在无助力发动机衰减条件下换档不可行时才在发动机制动-增强的发动机减速度条件下进行换档可行性估价。仅当需要时才使用该发动机制动器同时考虑与发动机制动器操作相关的噪音，摩损和/或巅簸获得一挂高档。
如可参考图5所见，若由点202处起始输入轴速度和输入轴减速度（dIS/dt）所确定的输入轴速度（IS）等于由起始OS（-IS/GR）和当时对车辆运动的阻力下的车辆加速度（dOS/dt）所确定的车辆驱动轮为零扭矩时的期望输出轴速度（OS期望）乘以在一个大于基准值（例如发动机怠速206）的值下的目标传动比（GR目标）数值所得到的积，则得到同步换至所选目标传动比是可行的;若不是，获得一个基本同步换成所选目标传动比是不可行的。当然，OS和dOS/dt信号分别等价于车速和车辆加速度信号。
在本发明的一个实施例中，对于具有广泛可变总体综合重量（“GCW”），即，车辆，燃料，货物（若有的话），乘客（若有的话）以及驾驶员的组合重量的车辆，系统逻辑通常通过比较不同驱动轮扭矩值下的车辆加速度而估算GCW。该系统可从该信息确定动力传动系统零扭矩下的车辆加速度（通常为负加速度），即直线212，214或216的斜率。然后ECU基于该信息和可能随发动机速度，运行温度等变化而不同的发动机衰减率的当前或已知值，即，直线204，208或210的斜率，可确定在现时车辆运行条件下该系统是否能成功完成提议的换档。然后控制系统根据该信息或（ⅰ）为执行提议换档发出命令信号，或（ⅱ）变更该提议换档（通常命令换单档而不是跳挂上档，或（ⅲ）在一预定时段（诸如，例如10秒左右）取消/禁止该换档请求。
简言之，车辆在零扭矩时的加速度可近似由下列关系确定
Ao扭矩＝Ai-（Ti/CW）其中：
Ai＝发动机扭矩i时的车辆加速度
C＝常数
Ti＝发动机扭矩（在驱动轮）i，以及
W＝车辆总重量
车辆总重量W的值及常数C是在发动机扭矩瞬间减小期间通过测定车辆加速度方面的相应变化而确定的。
上述关系推导如下：
T＝CiW+C2V2＋C3GW＋C4W/g（A）其中：
T＝发动机扭矩（驱动轮处）
W＝车辆总重量
V＝车速
G＝正比于爬坡的系数
A＝现时加速度
Ci＝若干常数，与传动系和啮合速比有关。
以及其中：
C1W表示为克服滚动阻力传送到驱动轮的发动机扭矩;
C2V2表示为克服空气阻力传送到驱动轮的发动机扭矩;
C3.G.W表示为克服爬坡阻力而传送到驱动轮的发动机扭矩;和
C4（W/g）A表示为获得加速度A而传送到驱动轮的发动机扭矩发动机扭矩（驱动轮处），从T1至T2的变量表达为：
T1-T2＝C1（W-W）＋C2（V21-V22）＋C3·G（W-W）＋C4W/g（A1-A2）.
考虑到：
W-W＝0;
V21-V22＝0（V1几乎等于V2）;
C＝C4/g，
则可将上述关系式改写为：
T1-T2＝C·W（A1-A2），or
（T1-T2）/（A1-A2）＝C·W
设T2等于零扭矩，
T1＝C·W（A1-A0）
T1＝C·W·A1-C·W·A0
A0＝（C·W·A1-T1）/（C·W）
驱动轮的扭矩可根据发动机飞轮扭矩和其他传动系参数来确定。若车辆总重量例如象客车那样为一已知基本恒定的值，则可预定和贮存CW值，这就使车辆在现行运行状态下零扭矩时的减速（负加速度）能通过检测现时发动机扭矩（T1）和车辆加速度（A1）和求解A0＝A1-（T1/CW）来确定。
图3A概略示出对诸如OS和/或ES等不同输入信号222进行微分的逻辑单元或子程序220，以确定其相对于时间的导数dOS/dt和/或dES/dt，作为输出信号224。
图3B概略示出一逻辑单元或子程序226，其中包括指示发动机扭矩和车辆加速度（dOS/dt）信号在内的输入信号228是按以上提出的逻辑规则加以处理的，以确定换档瞬态期间当无发动机扭矩作用到车辆驱动轮时指示期望车辆加速度（dOS/dt）的输出信号值230。
一个可供选择的驾驶员控制和显示台130可参见图3。一个带球铰的控制杆132可通过如图示那样分别向上，下，向左或向右移动而克服回弹倾向从其中心位置移向选择的换高档，换低档，至空档或自动予选方式的换档。指示灯134和136为分别指示予选的换高档或换低档而被点亮。指示灯138和140分别为指示车辆的前进或倒退运行方式而分别被点亮。指示灯142为指示变速器空档状态而稳定点亮并为指示予选但还未确认的空档状态而闪烁。指示灯144为指示系统104正运行于自动予选操作方式下而被点亮。
该显示/控制台还可为“RNDHL”型（即，倒-空-驱动-保持-低）带有一手动挂高档和挂低档选择器。
具体参见图4，由图可见：本发明的控制系统/方法判定并在可行时才以一种从最小（即零至逐渐增大的次序使用发动机制动而执行挂高档。通过这种控制策略发动机制动器可有效地实现在发动机自然衰减率下不可获得的某些挂高档，但仅在必要时而且仅以那种必要程度使用发动机制动。在启动和完成一所选换档时涉及的诸步骤示于图4A中。
因此，可见本发明对具有发动机制动器EB的自动机械传动系统10提供了一种相对简单和廉价的换档执行控制系统/方法。该控制系统/方法自动判定在现行车辆运行条件下手动或自动予选换高档的可行性，使必要时利用发动机制动增强这种建议换档付诸实施，或对其加以修改或将其取消。
虽然现已相当详细地描述了本发明，但人们知道还可能在不脱离如此后权利要求所述本发明的精神和范围情况下作出形式上和细节方面的种种变动。