CN101627232A - 用于操作车辆变速箱的控制设备、用于换档和驻车制动促动的系统和包括控制设备和系统的车辆 - Google Patents

Abstract

一种用于操作车辆变速箱的控制设备(1)，包括选择器装置(2)，该选择器装置(2)用于选择两个或更多个档位位置(5、6、7、8、9)并且用于选择驻车制动位置(10)。该驻车制动位置包括适于逐渐施加驻车制动的第一操作区域(10a)和适于完全施加驻车制动的第二操作区域(10b)。

Description

用于操作车辆变速箱的控制设备、用于换档和驻车制动促动的系统和包括控制设备和系统的车辆

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的用于操作车辆变速箱的控制设备，并且涉及一种根据权利要求13的前序部分的用于换档和驻车制动促动的系统。

本发明能够应用在配备有例如自动或半自动变速箱的车辆上。本发明可应用在诸如卡车和大客车的重型车辆上。然而，本发明不限于卡车或大客车，而是也可以用在诸如轮式装载机和铰接式运输车的工业车辆上。

背景技术

在诸如卡车和大客车的重型车辆中，用于施加驻车制动的驻车制动控制设备通常在驾驶员容易够到的位置上定位在车辆的仪表板上。重型车辆能够配备有气动制动器，该气动制动器至少具有若干个包括弹簧加载部分的弹簧制动缸。当空气从弹簧制动缸的弹簧加载部分排空时，施加驻车制动。

用于操作变速箱的档位选择器通常位于驾驶员座椅的旁边。重型车辆上的档位选择器包括若干位置，包括低档位位置、手动位置、自动位置、空档位置和倒档位置。其他功能包括例如分动开关、升/降档开关、经济/性能开关等。

US 5 722 517描述了一种具有驻车位置的档位选择器杆，在该驻车位置上，施加驻车制动。驻车制动控制阀包括不施加驻车制动的第一状态和施加驻车制动的第二状态。然而，该制动设备不能满足现代重型车辆中的使用需求，在现代重型车辆中，档位选择器和驻车制动控制设备必须易于接近且易于操作。

发明内容

本发明的目的是提供一种在技术领域部分中所指类型的控制设备，该控制设备能够有助于提高车辆的驾驶性能和/或改善车辆驾驶员的环境。

该目的通过根据权利要求1的控制设备来实现。

通过提供一种控制设备，能够便于操作车辆的不同功能，在该控制设备中，通过同一个选择器装置既可完成对变速箱的操作又可完成对驻车制动的操作，并且在该控制设备中，选择器装置能够进入驻车制动位置，该驻车制动位置具有适于逐渐施加驻车制动的第一操作区域和适于完全施加驻车制动的第二操作区域。这又能够增强驾驶安全性以及用于驾驶员的更好的人机工程学。也可以降低部件的生产成本。

由于驾驶员仅须操作用于两种功能的选择器装置，本发明允许对驻车制动的简易操纵，因此，驾驶员不必操作用于驻车制动功能的单独的控制装置。此外，由于能够逐渐施加驻车制动，并且能够优选在第一操作区域中从零到完全施加驻车制动，因此，通过在驻车位置模式的第一操作区域中促动选择器装置，能够以自然的方式将驻车制动用作紧急制动。

在根据本发明的控制设备的优选实施例中，仅能通过促动诸如位置释放按钮的控制装置来到达驻车制动位置的区域。这保证了不会因意外而施加驻车制动。

在根据本发明的控制设备的又一优选实施例中，选择器装置适于布置在车辆的方向盘附近的位置上。选择器装置优选适于以如下方式布置在车辆上：选择器装置能够由车辆的驾驶员操作，同时驾驶员将手保持在车辆的方向盘上。这能够通过适于布置在车辆的转向柱上的这种选择器装置来实现。选择器装置临近或靠近方向盘的布置使得驾驶员通过使用单个控制装置既能够改变档位又能够施加驻车制动，而不用将手从方向盘上拿开。这是非常有利的特征，例如在驾驶员必须将驻车制动用作紧急制动的紧急状况的情形下。

此外，驻车制动功能集成到选择器装置中意味着方向盘周围的空间不再受限到像安装两个单独的控制装置时的程度。

在根据本发明的控制设备的又一实施例中，除了档位位置和驻车制动位置之外，控制设备还包括可通过选择器装置选择的其他功能。选择器装置能够具有例如可选位置，用于操作辅助制动器，例如缓速制动器。通过这种选择器装置，能够取代目前的缓速器制动杆，目前的缓速器制动杆经常位于驾驶员必须够到从而能够使用它的位置上。这将进一步提高驾驶性能并且期望能够更多地使用缓速功能。

在根据本发明的控制设备的又一实施例中，控制设备包括检测器装置，该检测器装置被布置用于感测选择器装置在第一操作区域中的位置。通过使用气动式检测器装置，能够将控制设备集成到完全气动的空气制动系统中。

通过使用电检测器装置，能够实现更小的控制设备和该控制设备的更简便的安装，尤其是使用可折叠的选择器装置时。

本发明还涉及一种用于换档和驻车制动促动的系统，该系统包括驻车制动促动装置和根据本发明的控制设备。驻车制动促动装置优选适于应用在车辆的一个或多个车轮上，以便获得驻车制动功能。驻车制动促动装置在启动情况下时能够有利地布置成仅在施加车辆的行车制动时才被释放。

本发明还涉及一种设有根据本发明的控制设备的车辆，例如卡车。

应当强调的是，用于换档和驻车制动促动的系统以及车辆能够设有各种控制设备和所述控制设备的组合，所述控制设备涵盖在此所述控制设备的所有不同实施例和特征。

在以下的描述和从属权利要求中公开了本发明的进一步优点和有利特征。

附图说明

参考附图，下面对本发明引用为示例的实施例进行更详细的描述。

在附图中：

图1a和1b是包括根据本发明的控制设备的车辆驾驶室的透视图，

图2是根据本发明的控制设备的透视图，

图3是图2中控制设备的侧视图，

图4是使用根据本发明的控制设备的示意性系统，

图5a、5b、5c、6a和6b是根据本发明的控制设备的变型，并且

图7是根据本发明的控制设备的又一变型。

具体实施方式

图1a中示出车辆35的驾驶室。该驾驶室设有用于操作变速箱的控制设备1。控制设备1根据本发明的第一方面来设计并且与驾驶员座椅40相邻布置。图1b中示出车辆35’的驾驶室。该驾驶室设有用于操作变速箱的控制设备1’。控制设备1’根据本发明的第二方面来设计，并且与方向盘30’相邻地布置在车辆35’的转向柱上。

图2示出根据本发明的用于操作车辆变速箱的控制设备1的第一实施例。该控制设备包括选择器装置2。虽然在本示例中该选择器装置是换档杆2，但也可以是其他选择器装置，例如按钮、旋转环等。在图2中，换档杆被枢转地安装在壳体3上。选择器装置2被设置用于选择两个或更多个档位位置。所述档位位置能够包括低档位置5、手动位置6、自动位置7、空档位置8和倒档位置9。根据本发明，也能够通过选择器装置2来选择驻车制动位置10。其他功能能够由布置在换档杆2或壳体3上的按钮提供，例如升/降档开关13、折叠开关11和位置释放按钮12。在图1所示的示例中，壳体13包括经济/性能开关14。

如图3中所示，驻车制动位置10包括适于逐渐施加驻车制动的第一操作区域10a和适于完全施加驻车制动的第二操作区域10b。换档杆2被枢转地安装，以便绕枢转轴线4枢转。当控制设备1安装在车辆上时，枢转轴线4在大致水平的方向上延伸，该方向优选大致垂直于车辆的行驶方向。

在低档位置5上，使用变速箱的低档位，并且手动选择这些低档位。驾驶员能够用换档开关在低档位、例如1档至3档之间换档。这些档位有时称作缓进档位。

在手动位置6上，驾驶员手动选择档位，并且如果例如车辆的速度在所选档位的速度范围内，变速箱控制单元将接合所选档位。档位的速度范围优选为限定用于每个档位的预定范围，以在选择超出允许范围的档位时避免对变速箱或发动机的损坏。

在自动位置7上，车辆的控制系统考虑例如车辆速度、车辆或车辆组合的载荷、发动机转速等自动换档。驾驶员可临时超控(override)由车辆的控制系统选择的档位，例如将发动机设置为更高的速度，以用于初级辅助制动器产生更高的制动力矩。如果例如车辆速度在所选档位的速度范围内，则所选档位将被接合。该范围被选择成使得变速箱或发动机将不会由于档位超控而损坏。

在空档位置8上，档位分离。为了从空档位置移动换档杆，必须按压位置释放按钮12。这是为了避免档位的意外接合。在倒档位置9上，选择倒档。

通过驾驶员使升/降档开关13来向上或向下换档。这能够用在手动和自动模式中。折叠开关11用于折叠整个换档杆2使其不碍事。这仅能在车辆驻车时进行。位置释放按钮12用于释放换档杆2，使得该杆能够从一个位置移动到另一个位置。这是为了保护换档杆2，以免其意外移动。在有些位置之间，换档杆可以在不使用该位置释放按钮的情况下移动，例如在手动与自动位置之间，因为变速箱控制单元控制所允许的档位。

在图2和3所示的实施例中，通过按压位置释放按钮12并同时将换档杆2越过倒档位置9移动到驻车位置10来到达驻车位置10。该驻车位置10包括所述两个操作区域：第一操作区域10a，在该第一操作区域10a中，能够逐渐施加驻车制动；和第二操作区域10b，在该第二操作区域10b中，能够完全施加驻车制动。第一操作区域10a刚好在倒档位置之后开始，并且延续到第二操作区域10b。如上所述，换档杆2能够绕所述枢转轴线4相对于壳体3枢转，并且第一操作区域10a对应于能够定位换档杆2的角区间。用于第一操作区域的角区间的使用值在10到30度的范围内。

第一操作区域从10c开始。在该位置，由驻车制动施加的制动力适当地接近零或为零，即不施加驻车制动。通过在朝着该区域末端10d的方向上移动杆，逐渐施加驻车制动，即由驻车制动施加的制动力将上升，直到在10d处完全施加驻车制动。

在第一操作区域10a中，换档杆2可以前后移动，以调节由驻车制动施加的制动力。换档杆2优选被弹性加载，使得驾驶员接收一些反馈，并且使得换档杆2在释放时返回到位置10c。

通过将换档杆2从10d移动到10b，该换档杆将被锁定在此位置，并且将完全施加驻车制动。在该模式中，将气动制动器的弹簧制动缸的弹簧加载部分完全撤除。控制设备可以包括待促动的控制装置，例如按钮，以便允许档位选择器装置2从第一操作区域10a移动到第二操作区域10b。在本示例中，必须按压位置释放按钮12，以通过换档杆2从第一操作区域10a的移动来到达第二操作区域10b中的锁定位置。

当换档杆2位于驻车制动位置时，换档杆2的当前角位置被传递到驻车制动的执行机构，以便据此施加驻车制动。对换档杆2位置的检测可以是机械的、气动的、液压的、或电的。

如果使用机械检测器装置，则机械操作装置可以包含杆和/线，以将换档杆的运动传递到驻车制动执行机构。

如果使用气动检测器装置，则气动操作装置可以包含具有可变气压输出量的空气阀。当法规要求空气制动系统直接联接到驻车制动执行机构时，优选使用气动检测器装置。

如果在电操作系统中使用电检测器装置，则布置成用于感测换档杆位置的检测器装置将信号发送给车辆的控制单元，该控制单元指示应何时施加驻车制动以及施加多大程度的驻车制动。该功能可集成在例如变速箱控制单元或制动控制单元中。该信号可以是模拟的或数字的，这例如取决于所使用的传感器。

图4示出示意性系统，在该系统中使用了根据本发明的控制设备。该系统包括控制设备1，该控制设备1具有连接到合适控制单元的选择器装置。在这种情形下，该选择器装置连接到车辆的变速箱控制单元20。变速箱控制单元20将对应于换档位置的信号发送给安装在变速箱23上的变速箱执行机构模块22。变速箱执行机构模块22促动变速箱中的齿轮。变速箱控制单元20将对应于驻车制动位置的信号发送给相应地施加驻车制动的驻车制动执行机构21。在该示意性示例中，由开关检测换档位置，并且由电位器检测驻车制动模式的第一操作区域中的位置。

用于检测换档位置和第一操作区域中位置的装置可以是任何合适的装置。开关可以是使用磁或光学技术的机电式或非接触式开关。

用于第一操作区域中位置的传感器也可以是具有电输出信号的可变电阻器，例如电位器、机械或光脉冲发生器、或磁性非接触角传感器。在换档杆形式的选择器装置能够绕单个枢转轴线旋转的实施例中，角传感器是优选的传感器。当使用角传感器时，变速比可以有利于增大传感器的分辨率。传感器的选择部分取决于用于驻车制动系统的控制单元的类型，即是否有可用的模拟或数字输入。

如果由向变速箱控制单元发送信号的电开关来检测档位位置，则也使用电传感器来检测换档杆在驻车制动位置中的位置是有利的。通过这样做，不需要将空气阀集成到控制设备中。这节省了空间，并便于与档位选择器装置的接口连接，尤其是选择器装置为折叠型时。

当电传感器用于检测换档杆在第一操作区域中的位置时，通过连续可控的电子空气阀来控制驻车制动执行机构。在第一操作区域中，该阀将根据换档杆的位置连续调节弹簧制动缸的弹簧加载部分中的压力。当换档杆移动到第二操作区域时，空气从弹簧制动缸的弹簧加载部分中完全排空。如果系统中存在电力故障，则阀优选朝着打开位置被弹簧加载，使得驻车制动将无效。

在又一实施例中，在系统中并入用于行车制动的制动开关24。该制动开关表示施加行车制动，即表示驾驶员已压下制动踏板。当该开关表示应用行车制动时，系统将仅释放驻车制动。这是为了确保在释放驻车制动时施加某些制动，以保证车辆在释放驻车制动并且驾驶员将选择器装置设置在例如空档时不会开始移动。

在图5a、5b、5c、6a、6b和7中，示出了根据本发明的用于操作车辆变速箱的控制装置的变型。对于图2-4中关于不同档位位置和具有第一和第二区域的驻车位置的实施例进行描述的所有功能均能应用于以下实施例。这些实施例在选择器装置的设计和位置上不同。

控制装置包括选择器装置2’，用于选择两个或更多个档位位置L’、M’、A’、N’、R’并且用于选择驻车位置10’。选择器装置2’布置在靠近车辆的方向盘30’的位置上。选择器装置布置在方向盘附近使得驾驶员通过使用单个控制装置既能够改变档位也能够施加驻车制动，而不用将手从方向盘上拿开。此外，在图5a、5b和5c所示的实施例中，选择器装置是邻近车辆的方向盘30’枢转布置的杆，并且该杆优选布置在车辆的转向柱31’上。档位位置和驻车位置能够连续布置，如图5a中所示大致竖直连续布置或如图5c中所示大致水平连续布置，或者能够通过使用例如杆的两个不同枢转方向而分开，如图5b中所示。例如，如图5a中所示，当杆从大致水平位置向上移动时，能够定位从而到达不同的档位位置，并且当杆从大致水平位置向下移动时，能够定位从而到达驻车制动位置。

在根据图5b的变型中，能够通过在上下方向上、即大致在竖直方向上移动杆来到达档位位置，而通过在前后方向上、即大致在水平方向上移动杆来完成驻车制动操作。

在图6a和6b中，选择器装置2’包括档位选择器装置2a’和驻车制动选择器装置2b’。档位选择器装置2a’和驻车制动选择器装置2b’彼此机械地集成。这意味着档位选择器装置和驻车制动选择器装置彼此机械连接，或制造成一体，因此，所述选择器装置2a’、2b’都设置在同一个控制部件中。

驻车制动选择器装置2b’优选为枢转布置的杆，用于选择驻车制动位置10’。如上所述，在此，驻车位置10’能够包括所述两个操作区域：第一操作区域10a’，在该第一操作区域10a中，能够逐渐施加驻车制动；和第二操作区域10b’，在该第二操作区域10b中，能够完全施加驻车制动。此外，在图6a和6b所示的实施例中，档位选择器装置2a’是相对于驻车制动选择器装置2b’枢转布置的部件，用于选择所述两个或更多个档位位置L’、M’、A’、N’和R’。档位选择器装置2a’可优选为枢转布置在杆上的环，用于绕轴线枢转，该轴线大致与杆的纵向轴线一致。在图6a中，驻车制动选择器装置2b’设置有用于沿大致竖直的平面操作驻车制动器的位置，而在图6b中，驻车选择器装置2b’设置有用于沿大致水平的平面操作驻车制动器的位置。

在图7中，示出了本发明的又一实施例。在该示例中，档位位置和具有相关区域的驻车制动位置被布置在环上，该环枢转布置在杆上。该杆能够固定或枢转连接到转向柱，例如，用于提供诸如缓速制动器的其他功能。

应当理解，本发明不限于上面描述的和在附图中示出的实施例，而是，本领域的技术人员将认识到在所附权利要求的范围内可以做出很多改变和修改。控制设备也能够适于布置在其他位置上，例如布置在车辆的仪表板上。

Claims (17)

1.一种用于操作车辆变速箱的控制设备(1)，包括选择器装置(2)，所述选择器装置(2)用于选择两个或更多个档位位置(5、6、7、8、9)并且用于选择驻车制动位置(10)，其特征在于，所述驻车制动位置包括适于逐渐施加驻车制动的第一操作区域(10a)和适于完全施加驻车制动的第二操作区域(10b)。

2.根据权利要求1所述的控制设备(1)，其特征在于，所述第一操作区域被布置成控制所述驻车制动的制动力从所述第一区域的第一点(10c)处的零制动力达到所述第一区域的第二点(10d)处的全部制动力。

3.根据权利要求1或2所述的控制设备(1)，其特征在于，所述控制设备包括待促动的控制装置，例如按钮(12)，以便允许所述选择器装置(2)从对应于所述第一操作区域(10a)的位置移动到对应于所述第二操作区域(10b)的位置。

4.根据前述权利要求中的任一项所述的控制设备(1’)，其特征在于，所述选择器装置(2’)适于布置在车辆(35’)的方向盘(30’)附近的位置上。

5.根据前述权利要求中的任一项所述的控制设备(1’)，其特征在于，所述选择器装置(2’)适于以如下方式布置在车辆上：车辆的驾驶员能够在将手保持在所述车辆(35’)的方向盘(30’)上的同时操作所述选择器装置。

6.根据前述权利要求中的任一项所述的控制设备(1’)，其特征在于，所述选择器装置(2’)适于布置在车辆的转向柱(31’)上。

7.根据前述权利要求中的任一项所述的控制设备，其特征在于，所述选择器装置适于布置在车辆的仪表板上。

8.根据前述权利要求中的任一项所述的控制设备(1)，其特征在于，所述控制设备包括检测器装置，所述检测器装置被布置用于感测所述选择器装置(2)在所述第一操作区域中的位置。

9.根据权利要求8所述的控制设备(1)，其特征在于，所述检测器装置是气动的。

10.根据权利要求8所述的控制设备(1)，其特征在于，所述检测器装置是电动的。

11.根据前述权利要求中的任一项所述的控制设备，其特征在于，除了所述档位位置和所述驻车制动位置之外，所述控制设备还包括可通过所述选择器装置选择的其他功能。

12.根据权利要求11所述的控制设备，其特征在于，所述选择器装置具有可选择的位置，用于操作辅助制动器，例如缓速制动器。

13.一种用于换档和驻车制动促动的系统，包括驻车制动促动装置和根据权利要求1-12中任一项所述的控制设备。

14.根据权利要求13所述的系统，其特征在于，所述驻车制动促动装置适于应用在车辆的一个或多个车轮上，以便获得驻车制动功能。

15.根据权利要求13或14所述的系统，其特征在于，所述驻车制动促动装置在处于启动情况下时，仅在施加所述车辆的行车制动时才被释放。

16.一种包括根据权利要求1-12中任一项所述控制设备的车辆。

17.一种包括根据权利要求13-15中任一项所述系统的车辆。

Images