專利名稱：變速器裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種變速器裝置，包括一個可以在多個擋位之間換擋的有級 式變速器， 一個離合器和一個控制電路用于將有級式變速器接通為借助換擋 桿規(guī)定的擋位。這種類型的變速器裝置，通常用流行語稱為"線控?fù)Q擋
不可避免的機(jī)械振動從發(fā)動機(jī)艙傳入客艙，以及它通過為駕駛員屏蔽掉一些 效應(yīng)，例如有級式變速器取決于溫度或速度的換擋阻力，簡化了換擋。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的線控?fù)Q擋裝置使用電鍵或以單一自由度運(yùn)動的杠桿，其中，操縱 一個電鍵或杠桿一次偏轉(zhuǎn)導(dǎo)致?lián)Q到高速擋，以及操縱第二個電鍵或沿反方向 回轉(zhuǎn)杠桿導(dǎo)致?lián)Q到低速擋。駕駛員由電鍵或換擋運(yùn)動的方式完全沒有獲得有 關(guān)當(dāng)前要接入或剛才新選擇的擋位的啟示。為了正確控制變速器，駕駛員必 須隨時關(guān)注已接入的擋位，為的是知道是否完全可以換到高速擋或換到低速 擋。盡管毫無疑問地可以設(shè)置顯示當(dāng)前接入擋位的指示元件，然而駕駛員必 須能在密切注視周圍交通狀況的同時能去看此指示元件，這顯然是不希望 的。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的目的是提供一種線控?fù)Q擋裝置，它使駕駛員能推斷當(dāng)前接 入的擋位，為此不必查看指示器。
為達(dá)到此目的，通過在前言所述類型的變速器裝置中換擋桿可沿選擇槽 在多個從選^r槽分叉的換擋槽內(nèi)運(yùn)動，其中，為每個擋位配設(shè)一個換擋槽，
以及，控制電路設(shè)置成用于借助致動器在變速器內(nèi)總是接通那個由換擋桿在 相關(guān)換擋槽內(nèi)的定位規(guī)定的擋位。
以此方式，在換擋時駕駛員的手握住或釋放換擋桿時的位置與換擋前或 換擋后接入的擋位之間建立單值關(guān)系。
若至少 一個為換擋桿配設(shè)的用于檢測其在選擇槽和換擋槽內(nèi)的位置的 傳感器，作為位置的函數(shù)提供連續(xù)改變的位置參數(shù)值，以及，在控制電路內(nèi) 規(guī)定致動器的額定位置作為所述參數(shù)值的連續(xù)函數(shù)，則可以在換擋期間駕駛 員的手握住換擋桿時的位置與變速器內(nèi)部構(gòu)型之間建立同樣的單值關(guān)系。如 在換擋桿與有級式變速器之間純機(jī)械連接時那樣，駕駛員可以自行決定換擋 過程的持續(xù)時間及其進(jìn)程、不換擋時停止換擋過程、越過一些擋位等。
作為另一可選方案，可以為換擋桿配設(shè)至少一個位置傳感器用于檢測換 擋桿在選擇槽和換擋槽內(nèi)的位置，該位置傳感器提供不連續(xù)改變的位置參數(shù) 值作為位置的函數(shù)，在這種情況下將控制電路恰當(dāng)?shù)卦O(shè)置成用于在當(dāng)前的位 置參數(shù)值改變時按預(yù)定的過程控制其中一個致動器。所述預(yù)定的過程可以規(guī) 定致動器工作的不同參數(shù)。例如可考慮作為時間的函數(shù)規(guī)定致動器的位置或 由致動器施加在變速器上的力。作為與之不同的可選方案，也可規(guī)定由致動 器施加的力作為其位置的函數(shù)，等等。盡管這給予駕駛員較少的自由，但另 一方面卻由此降低由于不適當(dāng)?shù)牟僮鲹p壞變速器的危險。
為了使具有按本發(fā)明作為省燃料的替換方案的變速器裝置的汽車也能 吸引那些已經(jīng)習(xí)慣于傳統(tǒng)的自動變速器的駕駛員，也可將控制電路設(shè)計為用 于在換擋期間控制離合器的脫開和閉合。
為此，可以在每個換擋槽內(nèi)確定第一和第二換擋點(diǎn)，在這種情況下，控 制電路設(shè)置用于在換擋桿沿著去選擇槽的方向通過第一換擋點(diǎn)時脫開離合 器，以及當(dāng)換擋桿沿著從選擇槽來的方向繼續(xù)通過第二換擋點(diǎn)時閉合離合 器。離合器的位置可以如上面針對變速器構(gòu)型所說明的那樣，總是作為換擋 桿位置的連續(xù)函數(shù)，或總是在通過所述換擋點(diǎn)時按規(guī)定的過程控制。
這兩個換擋點(diǎn)可以是一致的；為了尤其在按規(guī)定的過程控制的情況下能 達(dá)到一種滯后效應(yīng)，第 一換擋點(diǎn)可以處于比第二換擋點(diǎn)更靠近選擇槽的地 方。然而為了使離合器在換擋過程的開始或結(jié)束時能盡可能快地脫開或閉 合，優(yōu)選的是，第二換擋點(diǎn)處于比第一換擋點(diǎn)更靠近選擇槽的地方。
為了在換擋過程中，尤其在按規(guī)定的過程控制的情況下，能避免延遲， 恰當(dāng)?shù)氖?，控制電路還設(shè)置用于檢測換擋桿在選擇槽內(nèi)的運(yùn)動方向，用于借 助所檢測的方向推測要新接通的擋位，以及用于控制變速器沿 一個與所推測 的擋位相應(yīng)的變速器構(gòu)型的方向?qū)嵤Q擋運(yùn)動。因此，當(dāng)換擋桿到達(dá)所涉及 擋位的換擋槽進(jìn)口時，變速器內(nèi)為換擋所需的運(yùn)動至少已經(jīng)部分結(jié)束。
為了避免換擋時的延遲，控制電路也可以與用于檢測變速器一根軸的轉(zhuǎn) 速的轉(zhuǎn)速傳感器連接，以及設(shè)置用于在檢測換擋桿的運(yùn)動時借助當(dāng)前轉(zhuǎn)速推 測要新接通的擋位，以及用于控制有級式變速器沿一個與所推測的擋位相應(yīng) 的變速器構(gòu)型的方向?qū)嵤Q擋運(yùn)動。因此，超過高閾值的轉(zhuǎn)速通常指出擬換 到高速擋，而低于低閾值的轉(zhuǎn)速則指出擬換低速擋。這些閾值可以針對每個 擋位具體規(guī)定。
另 一種避免換擋延遲的可能性是，借助由適用的傳感器檢測的發(fā)動機(jī)負(fù) 荷推測要新接通的擋位。若在高負(fù)荷時或隨負(fù)荷的上升^f企測到換擋桿運(yùn)動， 這表明駕駛員希望換到低速擋，而在較低的但未變?yōu)榱愕呢?fù)荷時，根據(jù)換擋 桿運(yùn)動可以推斷出打算換到高速擋。在負(fù)荷回歸零后的換擋運(yùn)動可以表明駕 駛員期望換到低速擋，以利用發(fā)動機(jī)的制動作用。
為了在換擋過程的一個盡可能早的階段便能推測出要新接通的擋位，控 制電路恰當(dāng)?shù)卦O(shè)置成用于總是在離開迄今接通的擋位的換擋槽之前檢測換 擋桿的運(yùn)動。
為此和/或?yàn)榱四芸刂齐x合器的操縱，可以為每個換擋槽配設(shè)一個位置 傳感器，它給控制電路提供一個指示換擋桿進(jìn)入換擋槽或離開換擋槽的信 號。
相宜地，控制器設(shè)置為，當(dāng)換擋過程可能導(dǎo)致有級式變速器損壞時，不 實(shí)施由換擋桿規(guī)定的換擋過程，例如由快速前進(jìn)換接為倒車擋。因?yàn)檫@會導(dǎo) 致與換擋位置相應(yīng)的擋位與實(shí)際有效的擋位之間不相符，所以恰當(dāng)?shù)氖窃O(shè)顯 示器，以便必要時向駕駛員指示所述的不符。


由下面參見附圖對實(shí)施例的說明給出本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)。附圖
中
圖1示意表示按本發(fā)明的變速器裝置；以及
圖2表示各種換擋點(diǎn)在導(dǎo)引換擋桿的換擋滑槽板上的投影。
具體實(shí)施例方式
在圖1所示的示意圖中，用1表示汽車客搶內(nèi)的手動換擋桿，用2表示 導(dǎo)引手動換擋桿1的換擋滑槽板以及用3表示鉸鏈，有兩個自由度的手動換
擋桿1可在此鉸鏈內(nèi)旋轉(zhuǎn)。換擋滑槽板2有一個在一個平面內(nèi)延伸的選擇槽
4,該平面垂直位于穿過鉸鏈3延伸的軸5的上方。從選擇槽4垂直分出換 擋槽6，它們每一個分屬于有級式變速器7的六個前進(jìn)擋之一和一個倒車擋。 軸5隨手動換擋桿1沿選擇槽4運(yùn)動而旋轉(zhuǎn)，以及軸5的旋轉(zhuǎn)位置由角度傳 感器8探測。第二個角度傳感器9用于檢測手動換擋桿1繞一條垂直于軸5 的軸線的轉(zhuǎn)動，此時進(jìn)入換擋槽6之一內(nèi)或從那里退出。
控制電路10與兩個角度傳感器8、 9、 一個用于脫開和閉合有級式變速 器7與發(fā)動機(jī)13之間離合器12的致動器11、以及與用于在有級式變速器7 內(nèi)驅(qū)動換擋或選擇運(yùn)動的致動器14、 15連接。
角度傳感器8有能力在其中設(shè)計的至少四個不同的角度位置A、 B、 C、 D之間加以區(qū)別，這些角度位置在圖2中投影在換擋滑槽板2上。在兩個這 種角度位置之間的邊界與總是在兩個相鄰換擋槽6之間的選擇槽4十字交 叉。角度傳感器9在同樣表示在圖2中的三個角度位置a、 b、 c之間加以區(qū) 別。位置A至D與位置a和c的每一種可以在換擋滑槽板2中達(dá)到的組合， 與有級式變速器的一個擋位相配屬，在圖中它們分別用一個圓圈內(nèi)的數(shù)字R、 1、 2、…、6表示。
當(dāng)駕駛員1將換擋桿1從配屬于一個已接通的擋位的位置，例如對角度 傳感器8為B和對于角度傳感器9為a的位置壓出時，在換擋桿1朝選擇槽 4方向移動的情況下，首先角度傳感器9檢測為角度位置"b"?？刂齐娐稩O 對此的反應(yīng)是脫開離合器12。尚未控制致動器14、 15。
當(dāng)換擋桿1為了接通第二擋橫穿選擇槽4時， 一旦手動換擋桿1達(dá)到位 置c便被角度傳感器9檢測到。若實(shí)現(xiàn)了這一點(diǎn)，控制電路10按規(guī)定的過 程控制致動器14、 15，以接通第二擋，以及接著控制致動器11重新閉合離 合器12。若反之，手動換擋桿1在選擇槽4內(nèi)移動，則一旦例如到達(dá)位置C 便被角度傳感器8檢測到。因?yàn)閾Q擋桿l來自低速擋，所以可以認(rèn)為要接通 的擋位是第三擋。因此控制電路10隨著手動換擋桿1進(jìn)入位置C就已經(jīng)開 始同時控制致動器14、 15接通第三擋，從而當(dāng)換擋桿1到達(dá)在第三擋的換 擋槽內(nèi)的位置a時，只還需要閉合離合器。若反之，換擋桿l在第四擋的換 擋槽內(nèi)移動，則隨著離合器的閉合發(fā)生換擋桿1過渡到位置c的相應(yīng)的換擋 運(yùn)動。因此與線控?fù)Q擋裝置按傳統(tǒng)僅沿一個自由度運(yùn)動的換擋桿不同，在這 里駕駛員可以通過在彼此非直接相繼的擋位之間的連續(xù)運(yùn)動實(shí)施換擋。 有利地，將角度傳感器9檢測區(qū)分為至少五個位置a'、 b'…e'，這同樣 表示在圖2中，其中，選"^槽4與位置c'對應(yīng)，以及換擋槽6分別分成兩個 位置a'、 b'或d'、 e'。每當(dāng)角度傳感器9從a'向b'(或從e'向c')過渡時，識別 開始一次換擋過程并脫開離合器12。若換擋桿1橫穿選擇槽4，與此同時傳 感器8檢測的位置不變，則在達(dá)到位置d'時控制電路10開始控制換擋運(yùn)動 和隨著到達(dá)位置e'閉合離合器。反之，當(dāng)換擋桿1運(yùn)動期間傳感器8的位置 例如從B向C改變，則變速器7朝第三擋方向的換擋運(yùn)動在到達(dá)位置C時 已經(jīng)開始，從而當(dāng)換擋桿到達(dá)第三擋換擋槽內(nèi)的位置a'時，換擋運(yùn)動大多已 經(jīng)結(jié)束。若取代上述情況換擋桿進(jìn)入第四擋的換擋槽內(nèi)，則在過渡到位置d' 時控制電路10識別這一點(diǎn)并啟動變速器7相應(yīng)的換擋運(yùn)動。
角度傳感器8檢測區(qū)更精細(xì)地分為例如位置A'、 B'…G'，如圖2所示， 可以實(shí)現(xiàn)當(dāng)手動換擋桿1在選擇槽內(nèi)從左向右運(yùn)動時，分別在從A'向B'、 從C'向D'或從E'向F'過渡時在變速器7內(nèi)開始換擋運(yùn)動，通過所述換擋運(yùn) 動接通那個在位置C'、 E'或G'可達(dá)到的兩個擋位中較低的擋位，反之，當(dāng)換 擋桿1沿反方向運(yùn)動時分別在從C'向B'、從E'向D'或從G'向F'過渡時，朝 倒車擋方向或朝位置C'或E'的更高擋位方向，開始相應(yīng)的換擋運(yùn)動。由此延 長可提供用于換擋過程的時間，以及小功率的致動器14、 15也足以能用規(guī) 定的速度換擋。
在每個換擋過程控制電路10實(shí)施安全性檢驗(yàn)，此時它判定，駕駛員在 換擋桿1上選擇的擋位與汽車當(dāng)前的工作狀態(tài)是否協(xié)調(diào)。在不協(xié)調(diào)的情況下， 例如當(dāng)汽車速度過高時，為了允許轉(zhuǎn)換為較低的擋位或倒車擋，則控制電路 IO在儀表板上的顯示器18上指示當(dāng)前接通的擋位與所選擇擋位的關(guān)系，使 駕駛員關(guān)注這種不相符。
基于一項(xiàng)進(jìn)一步發(fā)展的設(shè)計，控制電路IO在更早的時刻，尚在離開原 先擋位的換擋槽之前，便能借助安裝在發(fā)動機(jī)13輸出軸上的轉(zhuǎn)速傳感器16 推測要新接通的擋位。為此目的，在控制電路10內(nèi)為每個擋位規(guī)定一個上 和一個下轉(zhuǎn)速閾值。若角度傳感器8檢測到換擋桿1的運(yùn)動，在轉(zhuǎn)速處于上 和下閾值之間時，控制電路如上面所說明的那樣從事?lián)跷活A(yù)測。若轉(zhuǎn)速低于 下閾值，預(yù)測下一個較低的擋位；若轉(zhuǎn)速超出上閾值，則預(yù)測下一個較高的 擋位。
作為另一個預(yù)測準(zhǔn)則也可以評估負(fù)荷傳感器17,例如發(fā)動機(jī)13節(jié)氣門
位置傳感器的信號。借助轉(zhuǎn)速和/或發(fā)動機(jī)負(fù)荷的擋位預(yù)測，可以與換擋桿l 在滑槽板2內(nèi)的導(dǎo)引方式無關(guān)，或甚至與換擋桿1根本上是否存在無關(guān)。
附圖標(biāo)記表
1手動換擋桿
2換擋滑槽板
3鉸鏈
4選擇槽
5軸
6換擋槽
7有級式變速器
8、 9角度傳感器
10控制電路
11 致動器
12離合器
13 發(fā)動機(jī)
14、 15 致動器
16轉(zhuǎn)速傳感器
17負(fù)荷傳感器
18顯示器。
權(quán)利要求
1.一種變速器裝置，包括一個可以在多個擋位之間換擋的有級式變速器(7)，一個離合器(12)、一根換擋桿(1)和一個控制電路(10)用于借助致動器(14、15)將所述有級式變速器(7)轉(zhuǎn)換到一個借助換擋桿(1)規(guī)定的擋位，其特征為換擋桿(1)可沿一選擇槽(4)和多個從該選擇槽(4)分叉的換擋槽(6)運(yùn)動，其中，為每個擋位配設(shè)一個換擋槽(6)，以及，所述控制電路(10)設(shè)置成用于在所述有級式變速器(7)內(nèi)總是接通由換擋桿(1)安置在相關(guān)換擋槽(6)內(nèi)所規(guī)定的那個擋位。
2. 按照權(quán)利要求1所述的變速器裝置，其特征為，為換擋桿(l)配設(shè)至 少一個位置傳感器(8、 9)用于檢測換擋桿(1)在選擇槽(4)和換擋槽(6)內(nèi)的位 置，該位置傳感器提供連續(xù)改變的位置參數(shù)值作為位置的函數(shù)；以及，在控 制電路(10)內(nèi)規(guī)定致動器(14、 15)的額定位置作為所述參數(shù)值的連續(xù)函數(shù)。
3. 按照權(quán)利要求1所述的變速器裝置，其特征為，為換擋桿(l)配設(shè)至 少一個位置傳感器(8、 9)用于檢測換擋桿(1)在選擇槽(4)和換擋槽(6)內(nèi)的位 置，該位置傳感器提供不連續(xù)改變的位置參數(shù)值作為位置的函數(shù)；以及，控 制電路(10)設(shè)置成用于在當(dāng)前的位置參數(shù)值改變時按預(yù)定的過程控制其中一 個致動器(14、 15)。
4. 按照前列諸權(quán)利要求之一所述的變速器裝置，其特征為，在每個換 擋槽內(nèi)(6)確定第一和第二換擋點(diǎn)；以及，所述控制電路(10)設(shè)置成用于當(dāng)換 擋桿(1)沿著去選擇槽(4)的方向通過第一換擋點(diǎn)時斷開離合器(12),以及當(dāng)換 擋桿(1)沿著從選擇槽(4)來的方向繼續(xù)通過第二換擋點(diǎn)時閉合離合器(12)。
5. 按照權(quán)利要求1至4之一所述的變速器裝置，其特征為，所述控制 電路(10)設(shè)置成用于檢測換擋桿(1)在選擇槽(4)內(nèi)的運(yùn)動方向，用于借助所檢 測的方向推測要新接通的擋位，以及用于控制有級式變速器(7)沿一個與所推 測的擋位相應(yīng)的變速器構(gòu)型的方向?qū)嵤Q擋運(yùn)動。
6. 按照權(quán)利要求1至4之一所述的變速器裝置，其特征為，所述控制 電路(10)與用于檢測所述變速器一根軸的轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速傳感器(16)連接，以及 設(shè)置成用于在檢測換擋桿(l)的運(yùn)動時借助當(dāng)前轉(zhuǎn)速推測要新接通的擋位，以 及用于控制有級式變速器(7)沿一個與所推測的擋位相應(yīng)的變速器構(gòu)型的方 向?qū)嵤Q擋運(yùn)動。
7. 按照權(quán)利要求1至4之一所述的變速器裝置，其特征為，所述控制電路(10)與用于檢測驅(qū)動變速器的發(fā)動機(jī)負(fù)荷的負(fù)荷傳感器(17)連接，以及 設(shè)置成用于在檢測換擋桿(l)的運(yùn)動時借助當(dāng)前負(fù)荷推測要新接通的擋位，以 及，用于控制所述有級式變速器(7)沿一個與所推測的擋位相應(yīng)的變速器構(gòu)型 方向?qū)嵤?灸擋運(yùn)動。
8. 按照權(quán)利要求6或7所述的變速器裝置，其特征為，所述控制電路(IO) 設(shè)置成用于總是在離開迄今接通的擋位的換擋糟(6)之前檢測換擋桿(1)的運(yùn) 動。
9. 按照前列諸權(quán)利要求之一所述的變速器裝置，其特征為，為每個換 擋槽(6)配設(shè)一個位置傳感器(9),后者給控制電路(10)提供一個指示換擋桿(1) 進(jìn)入換擋槽(6)或離開換擋槽(6)的信號。
10. 按照前列諸權(quán)利要求之一所述的變速器裝置，其特征為，所述控制 電路(10)與顯示器連接，后者用于指示在通過換擋桿(l)的定位選擇的擋位與 當(dāng)前在有級式變速器(7)中接通的擋位之間的偏差。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種變速器裝置，包括一個可以在多個擋位之間換擋的有級式變速器(7)，一個離合器(12)、一根換擋桿(1)和一個控制電路(10)用于借助致動器(14、15)將有級式變速器(7)接通為一個借助換擋桿(1)規(guī)定的擋位。換擋桿(1)可沿選擇槽(4)和多個從選擇槽(4)分叉的換擋槽(6)運(yùn)動。為每個擋位配設(shè)一個換擋槽(6)，以及，控制電路(10)設(shè)置成用于在有級式變速器(7)內(nèi)分別接通那個由換擋桿(1)在相關(guān)換擋槽(6)內(nèi)的定位規(guī)定的擋位。
文檔編號F16H59/04GK101363538SQ20081014611
公開日2009年2月11日 申請日期2008年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月9日
發(fā)明者丹尼爾·E·尼科爾森, 喬格·貝德納雷克 申請人:Gm全球科技運(yùn)作股份有限公司