CN107871032A - 具有机械式变速箱的性能模拟器的机动车辆 - Google Patents

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Abstract

一种具有带有推进单元(12)的变速器(11)的马达(10)的车辆，所述变速器具有固定传动比，所述车辆包括带有微处理器机构(14)的虚拟变速箱(13)，所述微处理器机构(14)与所述马达(10)可操作地连接并程控成管理和检查马达(10)的驱动转矩(Co)的生成，从而在马达(10)的输出部处限制能够采用预定规律变化的最大角速度(n)和最大转矩(C)。

Description

具有机械式变速箱的性能模拟器的机动车辆
技术领域
本发明涉及一种具有推进单元的固定传动比的变速器的机动车辆，所述机动车辆装备有机械式变速箱的性能模拟器。
背景技术
众所周知，车辆推进马达的性能借助于由马达的转矩“C”和最大角速度“n”所组成的机械特征来限定，同时装备有马达的车辆的性能的特征在于两个机械参数，所述两个机械参数由驱动轮处的车辆必须施加以移动工作负载的牵引力“F”和出现移动时的速度“V”组成。
在车辆中，机械式变速箱的操作允许在与低速相关的低速档中获得大的车辆牵引力(以及因此获得高水平的加速度)，并在与高速相关的高速档中获得小的牵引力。
通常对于某些类别的用户来说，具有固定传动比(最终驱动比)的变速器的某些类型的车辆的性能(正如是例如在用于娱乐活动的某些车辆中、例如从直接驱动电动马达获得其原动力的卡丁车中的情况一样)没有像可能原本使用内燃机所获得的性能那么有趣和吸引人。后者相比之下包括设置在发动机和轮轴之间的具有可变传动比的变速箱，并将根据车辆在由变速箱所提供的不同档位处的期望的或者必须的临时推进条件所修正的发动机的动力因素(转矩和角速度n)传递到车轮。
为了满足来自用户的这种需求，已经存在现有技术的模拟器，所述现有技术的模拟器包括由电子操作和检查机构所管理的电子致动变速箱，用户使用能够由驱动定位的车辆的方向盘来操作的档位选择器来控制所述电子操作和检查机构。
不利的是，这些模拟器具有许多移动零件，一方面这对车辆性能的可靠性有负面影响，从而导致必须频繁的维修并因此使该模拟器非常不适用于租赁车辆；而另一方面这使车辆变重，不利于其比赛性能；并这增加了车辆的成本。
这些系统的另一个缺点在于如下事实：它们提供了固定减速比(i1；i2；i3；…in)，这些固定减速比往往不适用于回路或不适用于驾驶员的驱动类型并且或多或少地需要复杂且昂贵的操作以改变它们。
另一方面，考虑到由于实际存在变速箱和离合器而导致可能应用到车辆的成本增加，因此机械式变速箱的使用也可能处于不利的商业地位。
发明内容
本发明的目的是借助于具有可变传动比的机械式变速箱的电子模拟来克服现有技术的不足，该电子模拟可在不利用具有重量的额外零件以及不利用可显著感知车辆的配置的运动的情况下来实现。
根据本发明，该结果由如在所附权利要求中的任何一项权利要求所限定的车辆来获得。
附图说明
本发明的优点在以下参考示出了本发明的示例性的且非限制性的实施例的附图的详细描述中将更加明显，在附图中:
-图1是根据本发明的车辆的示意性功能框图。
具体实施方式
参考附图的图1，附图标记(1)整体上表示具有马达(10)的车辆，所述马达具有推进单元(12)的具有固定传动比(ip)的变速器(11)，所述推进单元示出为车辆(1)的驱动轮。
车辆(1)优选地(示例性地且不限制本发明地)为装备有电动马达(10)的卡丁车。
能够由联接件(17)将马达(10)和变速器(11)动态地连接起来，所述联接件使得马达(10)独立于轮(12)，并且一旦马达(10)在无负载情况下启动时，所述联接件允许逐渐地施加外部负载。
车辆(1)包括虚拟变速箱(13)、即机械式变速箱的性能模拟器，所述性能模拟器借助于合适的参数的实时检查来电子模拟机械式变速箱，用于向马达(10)产生和施加驱动转矩。
更特别地，所述虚拟变速箱(13)包括位于合适的印制电路板上的微处理器机构(14)，所述微处理器机构与马达(10)可操作地连接并被程控以管理和检查最大驱动转矩(Co)的参数的生成，所述参数具有优选地最大的恒定功率以及具有在马达(10)输出部处、即在变速器(11)的输入部处的角速度(n)，它们能够以合适的预定规律变化。
可变的角速度(n)根据可变传动比(i1；i2；i3；…in)、优选地具有与不同的档位相关的在车辆(1)中实际且实体存在有机械式变速箱时机械式变速箱可能具有的假定的不连续速度变化的分开的数值的马达(10)的相应的驱动转矩相关。
用于选择在变速器(11)输入部处的角速度(n)的选择机构(15)设置成与车辆(1)的方向盘(20)相联。所述选择机构可由(用于虚拟变速箱(13)的每个特征档位的)手动指令以及所有的实时处理操作来激活，所述手动指令由车辆驾驶员从方向盘(20)有意地发出并作为输入传送到微处理器机构(14)用于启动，并且所有的实时处理操作在车辆(1)的优选地最大的恒定功率的情况下根据转矩(C)和相应的角速度(n)允许相应的合适电动马达(10)管理。
显然，微处理器机构(14)甚至可根据不同的功能管理驱动动力的供应，所述不同的功能在任何情况下均与在车辆(1)中实际和实体上存在自动变速箱的模拟相关。
事实上，它们甚至能够经由软件允许根据多个传动比(i1；i2；i3…in)模拟角速度(n)的变化，多个传动比的数值能够如用户所期望的、例如根据在每种场合均不同的、例如根据卡丁车可在其上比赛的各种轨道的区别特征所选定的数学演变来进行编程。
此外，微处理器机构(14)可管理电动马达(10)的操作参数，使得在必要时也能产生用于车辆(1)制动的相反驱动转矩。
该功能例如可用于有利地模拟降档、即例如由于内燃机的内在摩擦的“发动机制动”。因此，所有状态能够给车辆驾驶员带来惯性感觉、质量感觉以及在驱动由内燃机供能的车辆时可能感觉到的其它感觉。
此外，所述相反驱动力甚至能够在使用不同的变化规律的可变强度的情况下根据在变速箱的档位演变中或者在怠速状态中的虚拟档位来调整，在怠速状态中，车辆(1)静止而马达(10)运转。
微处理器机构(14)也能够在带有惯性和摩擦来操作的真实车辆的加速(再次拾取或者从静止启动)期间允许生成马达(10)的模拟演变规律的驱动转矩(Co)，它们的数值由微处理器机构(14)来处理。
微处理器机构(14)可管理电动马达(10)的操作参数，甚至模拟机械式离合器的接合和断开。
还可设置声音重现机构(16)，用于重现对应于真实内燃机(10)的声谱的声音，声音根据马达(10)的速度来调谐，其中,表述“虚拟速度”意思是如在虚拟变速箱中所选定的具有同一传动比的变速箱的发动机系统可能具有的速度。
在以上描述中，参考了能够以可根据传动比(i)变化的转矩(C)和角速度(n)移动的车辆，所述传动比是阶梯式的、即具有一系列分开的预定的传动比。然而，清楚的是，马达(10)的驱动转矩供给参数也能够实现成，使得模拟在对模拟的规律感兴趣时的可连续变化的变速器。
为了更好的解释本发明的若干区别特征，可以通过示例来利用以下非限制性的比较。考虑到具有i1＝2、i2＝1.5和i3＝1的分开的传动比和减少的传动比的假定的机械式变速箱的车辆，其中，恒定的转矩曲线等于50Nm且n＝5000rpm，最大值分别允许对于在轮处的相应的100Nm、75Nm以及50Nm的转矩的情况下的25km/h、37.5km/h以及50km/h的每个档位而言获得最大速度。接着选取采用本发明所安装的车辆并安装马达(10)，该马达(10)能够以if＝1的固定减速比从0到5000rpm提供100Nm的恒定转矩。当在车辆中使用虚拟档位No.1时，电动马达实时设定成从0至2500rpm提供100Nm的最大转矩，从而允许车辆在轮处的100Nm的转矩的情况下达到的25km/h的最大速度，正好如在车辆1中处于档位No.1中。接着，当使用虚拟档位No.2时，电动马达(10)被抑制使得它在37.5km/h的最大速度的情况下在轮处提供75Nm的最大转矩，正好如处于装备有机械变速箱的车辆的档位No.2中等。
能够计算电动马达(10)的每分钟的虚拟转数(rpm)，以便使所述电动马达等效于具有机械式变速箱的马达(10)。那样，在所使用的虚拟档位No.1的情况下，在车辆达到25km/h的速度时，虚拟的每分钟转数(rpm)是5000。这在使得例如使用第一档位且在rpm是2500(但是虚拟rpm是5000)时转数计处于满量程位置的状态下使得能够重现模仿具有变速箱的马达(10)的音色的模拟声音，并在显示器上重现马达的虚拟rpm。
本发明达到了所提出的目的，还提供了高水平的运行效果和稳定性以及制造、维护和使用的价格低廉的额外优势。
总之，本发明通过实现驱动单元的驱动动力的产生和供应曲线的完全电子化的调整和管理来操作，该操作实时完成装备有带多个档位的机械式变速器的车辆的动力学的虚拟模拟。尽管事实在于正在讨论的车辆实际上安装具有单个固定传动比的实体变速器，但是也能够完成所有的这一切。
以上所描述的本发明易于具有明显的工业实用性。它也可以在不脱离以下权利要求的范围的情况下在若干方面进行修改和调整。
此外，本发明的所有细节可由技术上等同的部件来代替。

Claims (18)

1.一种具有带有推进单元(12)的变速器(11)的马达(10)的车辆，所述变速器具有固定传动比，其特征在于，所述车辆包括带有微处理器机构(14)的虚拟变速箱(13)，所述微处理器机构与所述马达(10)可操作地连接并程控成管理和检查马达(10)的驱动转矩(Co)的生成，从而限制在马达(10)的输出部处的能够采用预定规律变化的最大角速度(n)和最大转矩(C)。
2.根据权利要求1所述的车辆，其特征在于，所述马达(10)是电动式的。
3.根据权利要求1所述的车辆，其特征在于，所述最大转矩(C)和最大角速度(n)能够根据单独的传动比(i1；i2；i3；…in)来变化。
4.根据权利要求1所述的车辆，其特征在于，所述最大转矩(C)和最大角速度(n)能够根据连续可调整的传动比(i)来变化。
5.根据权利要求1所述的车辆，其特征在于，所述车辆能够利用轮(12)上的推力来移动。
6.根据权利要求1所述的车辆，其特征在于，所述车辆包括选择机构(15)，用于选择在所述变速器(11)的输入部处的最大转矩和最大角速度(n)的虚拟变速箱的传动比(i1；i2；i3；…in)。
7.根据权利要求6所述的车辆，其特征在于，所述选择机构(15)能够通过自动指令来激活。
8.根据权利要求6所述的车辆，其特征在于，所述选择机构(15)能够采用所述车辆驾驶员的有意指令来激活。
9.根据前述权利要求中的任一项所述的车辆，其特征在于，所述最大转矩(C)和最大角速度(n)能够根据如用户所期望的可程控的多传动比(i1；i2；i3；…in)来变化。
10.根据前述权利要求中的任一项所述的车辆，其特征在于，在保持动力恒定的同时，所述最大转矩(C)和最大角速度(n)能够变化。
11.根据前述权利要求中的任一项所述的车辆，其特征在于，所述微处理器机构(14)管理电动马达(10)的能够产生相反驱动动力的操作参数。
12.根据权利要求10所述的车辆，其特征在于，所述相反驱动力具有可变的强度，所述可变性与所述车辆(1)当前所使用的虚拟档位的状态有关。
13.根据权利要求10或者11所述的车辆，其特征在于，所述相反驱动动力用于车辆制动。
14.根据权利要求10或者11所述的车辆，其特征在于，所述相反驱动动力模拟降档。
15.根据权利要求10或者11所述的车辆，其特征在于，所述相反驱动动力模拟由内燃机的内在摩擦所引起的发动机制动。
16.根据前述权利要求所述的车辆，其特征在于，根据重现至少所述驱动转矩(Co)来管理所述马达(10)的驱动转矩(Co)的产生的参数，从而在所述微处理器机构(14)的管理程序中模拟具有预定虚拟的操作条件的实际车辆的加速期间的演变规律。
17.根据前述权利要求所述的车辆，其特征在于，所述微处理器机构(14)管理所述电动马达(10)的模拟机械式离合器的接合和断开的操作参数。
18.根据前述权利要求中任一项所述的车辆，其特征在于，所述车辆包括声音重现机构(16)，所述声音重现机构根据所述马达(10)的瞬时状态重现对应于实际内燃机(10)在同样条件下的声音频谱的调谐声音。
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