CN107401601B - 用于车辆的换挡装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及用于车辆的换挡装置，其包括变速器，所述变速器实现一系列多挡位，使得挡位随着变速比减小而顺序地增大。换挡装置可以包括：换挡限制机构，其将最低的挡位(其具有最大的变速比)指定为用于爬升的挡位，并且限制为使驾驶员仅在车辆满足预定爬升条件的情况下能够选择用于爬升的挡位；斜坡角度传感器，其用于测量车辆的爬升斜度；车辆速度传感器，其用于测量车辆速度；以及控制器，其基于斜坡角度传感器和车辆速度传感器的信号而确定爬升条件，从而控制换挡限制机构。

Description

用于车辆的换挡装置

技术领域

本申请涉及一种安装至车辆的换挡装置。

背景技术

本部分中的陈述仅提供与本申请相关的背景信息并且不会构成现有技术。

图1示出了针对安装有手动变速器的车辆的欧洲认证模式的用于每个车辆速度的挡位，在EUDC(城市外行驶工况，Extra Urban Driving Cycle)下，当车辆速度等于或大于100kph时，可以在非常短的部分使用6速挡位。

与此同时，近来的用于车辆的动力系的趋势是追求发动机的小型化和自动变速器的多挡位，以提高燃料效率。

我们已经发现，通过针对该趋势的欧洲认证模式(新欧洲行驶工况，New EuropeanDriving Cycle：NEDC)的规定，用于每个车辆速度的设定的挡位可能不会对应于在车辆中实际使用的用于每个车辆速度的挡位，因此，可能会难以满足认证模式所需的排出有害物质(排放)的量和燃料效率条件。

例如，图2针对根据欧洲认证模式的5速变速器的变速比跨度示出了燃料效率和各个变速比跨度之间的比较关系，相比于A(A为位于最上侧的标准，表示根据欧洲认证模式的5速变速器的变速比跨度)，对于实现的6速挡位，在紧邻地位于下方的B处，燃料效率会相对变差，在B中，与A的整体变速比跨度相同的变速比部分被分为6速挡位；在位于再下方的C中，可以提供与A相同的燃料效率，在C中，通过使每个变速比跨度等于标准A，6速挡位实现为使得低速部分和高速部分两者延伸超过A的整体变速比跨度；在位于再下方的D中，燃料效率会相对变差，在D中，每个变速比跨度如C一样延伸，但是，高速部分与A相同，低速部分则延伸更多；在E中，燃料效率会得到更好地改善，在E中，每个变速比跨度如C一样延伸，但是，低速部分与A相同，高速部分则延伸更多。

也就是说，当对作为用于增强燃料效率的变速器多挡位的示例的6挡位手动变速器进行配置时，相比于如图2中A所示的根据欧洲认证模式的燃料效率，在仅将作为最高挡位的6挡的变速比设定为相对较低的情况下(如E所示)，燃料效率将得到大幅增强，而在其他情况下，燃料效率性能与A相同或更差。

如上文所解释的，在欧洲认证模式的条件下，在应用手动变速器的车辆中，利用变速比的减小和多挡位(6速挡位或更多)来增强燃料效率非常受限制。

以上仅意在帮助理解本申请的背景，并不旨在意指本申请落入本领域技术人员公知的现有技术的范围内。

发明内容

本申请提出用于车辆的换挡装置，其可以轻松实现根据欧洲认证模式的燃料效率的提高，并且通过变速比的减小和多挡位，在应用手动变速器的车辆中，获得大幅提升根据欧洲认证模式的燃料效率的效果，并且通过发动机的小型化而进一步轻松地改善爬坡能力。

根据本申请的用于车辆的换挡装置可以包括变速器，所述变速器实现一系列多挡位，使得挡位随着变速比减小而顺序地增大，并且换挡装置可以包括：换挡限制机构，其将最低的挡位(所述最低的挡位具有最大的变速比)指定为用于爬升的挡位，并且限制为使驾驶员仅在车辆满足预定爬升条件的情况下能够选择用于爬升的挡位；斜坡角度传感器，其用于测量车辆的爬升斜度；车辆速度传感器，其用于测量车辆速度；以及控制器，其基于斜坡角度传感器和车辆速度传感器的信号而确定爬升条件，从而控制换挡限制机构。

换挡限制机构可以是电磁致动器，其安装为阻挡或释放换挡杆进入在换挡杆位置图(其是换挡杆的移动路径)中用于爬升的挡位的路径。

控制器可以配置为控制电磁致动器，以在从车辆速度传感器输入的车辆速度等于或小于预定标准车辆速度并且从斜坡角度传感器输入的车辆的爬升斜度等于或大于预定标准角度的情况下，限制换挡杆选择用于爬升的挡位。

除了用于爬升的挡位之外，从与用于爬升的挡位的变速比最接近的挡位开始，变速器的一系列挡位顺序地形成1挡至N挡，并且N挡可以表示挡位之中具有最小变速比的最高挡位。

形成1挡至N挡的每个挡位的变速比跨度可以与根据欧洲认证模式的手动变速器的变速比跨度相等。

用于爬升的挡位的变速比可以预定为大于根据欧洲认证模式的挡位的最低挡位的1挡的变速比。

本申请能够容易地实现根据欧洲认证模式的燃料效率的提升，并且在安装手动变速器的车辆中，通过变速比的减小和多挡位，可以获得大幅提升根据欧洲认证模式的燃料效率的效果，并且还通过发动机的小型化而提供改善的爬坡能力。

通过本文提供的说明，其它的应用领域将变得明显。应当理解说明书和具体示例仅旨在用于说明的目的而并非旨在限制本申请的范围。

附图说明

为了使本申请可以得到更好地理解，现在将会参考附图而对以示例的方式给出的本申请的各种形式进行描述，其中：

图1是表示用于应用手动变速器的车辆的欧洲认证模式的每个车辆速度的挡位的示意图；

图2是这样的示意图：其针对根据欧洲认证模式的5速变速器的变速比跨度，比较有关多个6速变速器的变速比跨度的燃料效率的关系；

图3为示出了本申请的构成的图；

图4为相比于现有技术示出了根据本申请的6速变速器的变速比跨度的布置的示意图；

图5是示出了用于根据本申请的换挡限制机构的控制方法的流程图；

本文描述的附图仅用于说明的目的，且并非旨在以任何方式限制本申请的范围。

具体实施方式

如下描述本质上为示例性的且并不旨在限制本申请、本申请的应用或使用。应当理解，在整个附图中，对应的附图标记指示相同或对应的部件和特征。

参考图3至图5，根据本申请的用于车辆的换挡装置是包括变速器TM的用于车辆的换挡装置，所述变速器TM实现一系列的多挡位，从而使得挡位随着变速比的减小而顺序地增大，并且所述换挡装置包括：换挡限制机构LM，其将最低的挡位(其具有最大的变速比)指定为用于爬升的挡位，并且限制为使驾驶员仅在车辆满足预定爬升条件(识别爬升条件)的情况下可以选择该用于爬升的挡位；斜坡角度传感器AS，其用于测量车辆的爬升斜度；车辆速度传感器VS，其用于测量车辆速度；以及控制器CL，其基于斜坡角度传感器AS和车辆速度传感器VS的信号而确定爬升条件，从而控制换挡限制机构LM。

在图3中，发动机EN的动力通过变速器TM而传递至驱动轮WH，驾驶员对换挡杆LV的操作机械地或电性地通过换挡连杆、线、线缆等传递至变速器TM，从而能够选择所需的挡位。

在描述的形式中，换挡限制机构LM可以是电磁致动器，其安装为阻挡或释放换挡杆LV进入在换挡杆位置图LP(其是换挡杆LV的移动路径)中用于爬升的挡位的路径。

也即，电磁致动器安装为根据控制器CL的控制而切换至在换挡杆LV的移动路径上凸起的状态以及退回的状态，从而通过在换挡杆LV的移动路径上凸起来限制换挡杆LV的移动，或者通过退回来释放换挡杆LV的移动。

当然，换挡限制机构LM可以配置为使得例如由电机驱动的凸轮的元件在换挡杆LV的移动路径上凸起或退回。

控制器CL配置为控制电磁致动器，以在从车辆速度传感器VS输入的车辆速度等于或小于预定标准车辆速度并且从斜坡角度传感器AS输入的车辆的爬升斜度等于或大于预定标准角度的情况下，限制换挡杆LV选择用于爬升的挡位。

也就是说，如图5所示，仅在车辆速度等于或小于10kph并且爬升道路的爬升斜度等于或大于约5％的倾斜角度的情况下，允许驾驶员将换挡杆LV移动至用于爬升的挡位。

在此，标准车辆速度可以预定为上述的约10kph，但是并不限于此，因此，基于根据车辆的动力性能的大量实验和分析进行的设计，可以预先确定标准车辆速度，而标准角度可以设定为上述的约5％，但是并不限于此，因此，基于根据车辆的动力性能的大量实验和分析的设计，可以预先确定标准角度。

除了用于爬升的挡位之外，从与用于爬升的挡位的变速比最接近的挡位开始，变速器TM的一系列挡位顺序形成1挡至N挡。在此，N表示挡位中具有最小变速比的最高挡位。

也就是说，如图4所示，除了具有最大变速比的用于爬升的挡位之外，本申请的变速器TM可以顺序地具有5个挡位，整体前进挡位的变速比减小，在这种情况下，N为5挡。

参考图4，本申请配置为使得燃料效率相比于图2中的E而得到进一步提升，在常规情况下，作为具有6个前进速度的6挡位变速器TM，应当针对根据欧洲认证模式的燃料效率对本申请(其表示为“F”)执行评估，但是对于本申请而言，当根据欧洲认证模式对燃料效率进行测量时，燃料效率得到提升，这是由于用于爬升的挡位(上坡挡)具有与常规1挡相等的变速比跨度，并且1至5挡顺序地布置为后一挡位，使得车辆能够在相等的挡位由相对低的变速比驱动。

也就是说，在本申请中的上坡挡应当被认为是常规换挡装置中的1挡，但是，由于通过换挡限制机构LM而将上坡挡严格选择为仅在预定的爬升条件下被选择，因此在执行换挡时，上坡挡不被认为是一般的前进挡位，由于其他挡位被顺序地认为是相对低的挡位，所以在根据欧洲认证模式的评估期间，能够以相对低的变速比驱动车辆。

在本申请示例性形式中，1挡至N挡的每个变速比跨度适应为与根据欧洲认证模式的手动变速器TM的变速比跨度相等。

也就是说，每个挡位占据的变速比宽度配置为与根据常规欧洲认证模式所需要的水平相等。

与此同时，在本示例性形式中，如图4所示，上坡挡的变速比预定为等于根据欧洲认证模式的前进挡位的最低挡位的1挡的变速比，但是，上坡挡的变速比可以预定为大于根据欧洲认证模式的前进挡位的最低挡位的1挡的变速比。

在上坡挡的变速比大于根据欧洲认证模式的1挡的变速比的情况下，可以提供足够的爬坡能力，从而抑制或防止由于近来发动机EN的小型化所导致的发动机EN的输出的变差。

当然，在上坡挡的变速比预定为大于根据欧洲认证模式的1挡的变速比的情况下，可以期望适当地将每个挡位的跨度维持为：当挡位的变速比更大时，将上坡挡的变速比预定为更大一些，从而提供顺序换挡的节律感。

在这种情况下，如果包括上坡挡，则提供了6速挡位(其具有比欧洲认证模式中规定的5速挡位更多的挡位)，从而使最高挡位能够受到更低挡位的驱动，以提升根据欧洲认证模式的燃料效率的效果。

由此，针对6挡位手动变速器TM提出本申请，以在欧洲认证模式中的获得更好评估结果。

尽管出于说明的目的已公开了本申请的多种形式，但是本领域技术人员应当理解，在不脱离如在本申请中所公开的本申请的范围和精神的情况下，各种修改、增加和替换是可能的。

Claims (2)

1.一种用于车辆的换挡装置，其包括变速器，所述变速器实现一系列多挡位，所述换挡装置包括：

换挡限制机构，其配置为将具有最大变速比的最低挡位指定为用于爬升的挡位，并且限制为使得驾驶员仅在车辆满足预定爬升条件的情况下选择用于爬升的挡位；

斜坡角度传感器，其配置为测量车辆的爬升斜度；

车辆速度传感器，其配置为测量车辆速度；以及

控制器，其配置为基于斜坡角度传感器和车辆速度传感器的信号来控制爬升条件，从而控制换挡限制机构，

其中，换挡限制机构是电磁致动器，其配置为阻挡或释放换挡杆进入换挡杆位置图中用于爬升的挡位的路径，所述换挡杆位置图是换挡杆的移动路径，

其中，除了用于爬升的挡位之外，从与用于爬升的挡位的变速比最接近的挡位开始，变速器的一系列多挡位顺序地形成1挡至N挡，

其中，N挡表示多挡位中具有最小变速比的最高挡位。

2.根据权利要求1所述的用于车辆的换挡装置，其中，控制器配置为控制电磁致动器，以在从车辆速度传感器输入的车辆速度等于或小于预定标准车辆速度并且从斜坡角度传感器输入的车辆的爬升斜度等于或高于预定标准角度的情况下，限制为使得换挡杆选择用于爬升的挡位。

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