CN1195747A - 带有自动发动机控制接触开关的半自动换档的执行过程 - Google Patents

带有自动发动机控制接触开关的半自动换档的执行过程 Download PDF

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Abstract

一种用于手动换档变速传动装置(10)的半自动换档执行系统(100),其手动换档变速传动装置(10)上有通过爪式接合套(48,50)可选择啮合和分离的齿轮传动比档位,该爪式接合套(48,50)通过一变速杆(57)可选择地定位。该系统将检测变速传动装置的空档状态,手动致动开关(120)的动作,和目标齿轮传动比(GRT),和根据检测的变速传动装置的空档状态和所述开关的连续致动,将自动使系统发动机(102)来达到一啮合目标传动比的大致同步速度(ES=IS=((OS*GRT)±E)。

Description

带有自动发动机控制接触开 关的半自动换挡的执行过程
此申请与下述已转让给受让人伊顿公司(EATON CORPORATION)，由本申请同一代理人代理的待批准的美国申请有关：
美国申请号             08/649,830
申请日                 1996年4月30日
名称                   半自动换挡的执行过程
美国申请号             08/649,831
申请日                 1996年4月30日
名称                   带有自动分段换挡的半自动换挡的执行过程
美国申请号             08/649,833
申请                   1996年4月30日
名称                   想要换挡的半自动换挡的执行过程
本发明涉及一种用于操纵杆换挡的机械变速传动中，最好是用于组合式区段-分段的变速传动装置的半自动换挡中的半自动换挡执行过程控制系统/方法，尤其是，在本发明最佳实施例中，一分段或分段-区段组合式结合变速传动装置中设置有控制和致动器，用于手动完成动态向前主传动部分换挡，而不需要手动节流阀或由主离合器的控制，通过带有自动发动机控制的操纵杆换挡，从而引起在转换到空挡中切断扭矩和/或使啮合目标传动比中的同步。
更特别的是，本发明涉及半自动换挡执行控制系统/方法，其包括一手动致动开关，其用于使发动机自动控制而引起扭矩切断和为目标传动比的啮合而同步。
组合式分段-区段式机械变速传动装置广泛应用于重型车辆，且在已有技术中是非常公知的，可以参见美国专利US4754665，4944197，5193410和5390561，其结合于此作为参考。
用于组合式机械变速传动装置的半自动换档执行系统，其中根据手动换档到最高齿轮传动比组，仅在最高组内设置有自动换档，这在已有技术中是公知的，公开在美国专利US4722248和5038627中，其结合于此作为参考。用于机械变速传动装置的半自动换档执行系统，其中需要驾驶员手动造成扭矩中断和/或达到同步状态，这在已有技术中是公知的，其公开在美国专利US5053961中，该专利所公开的内容结合于此作为参考。
在至少部分自动系统中，其中采用控制发动机供油，诸如发动机高频振动，从而引起转换到空档位置时非扭矩锁定状态，或啮合目标传动比时同步，而不需要手动控制主离合器或节气门踏板，这在已有技术中是公知的，其公开在美国专利US4593580，4850236，5105357，5508290，5509867，5569115，5571059和5582558中，这些专利公开的内容结合于此作为参考。
美国专利US5435212，其公开内容结合于此作为参考，公开了一种半自动换档执行系统，其对于每一操纵杆位置，有自动分段换档，其允许用5速自动变速传动装置的简易方式来操纵“(2+1)*(2)*(2)”式的10速变速传动装置。
上述系统中，如上所公开，并不都满足某些应用，因为操纵者可能需要为操纵杆换档而操作分段控制和/或节气门和/或主离合器。
根据本发明，已有技术中许多特征以新颖的方式应用着，以提供一用于多速、最好是组合式变速传动装置的半自动换档执行控制系统/方法，其保持机械变速传动装置的效率，最好是一组合式变速传动装置，将使这样的变速传动系统能提供相对便宜的传感器、致动器和控制装置，允许驾驶员作多种换档选择，以及允许该变速传动装置以典型客车的同步的手动变速传动装置的简单方式来换档。
在最佳实施例中，通过提供一变速传动装置控制系统/方法来完成上述功能，该变速传动装置最好是分段式组合机械变速传动装置，具有相对简单和便宜的控制装置，传感器和致动器，其中前部主传动部分传动比换档(即操纵杆换档)是手动执行的，而不需手动分段换档选择或主离合器控制，带有自动发动机控制来切断扭矩和/或为目标齿轮传动比而同步，而每一前部主传动部分传动比的前部分段换档是全自动的。最好如果一组合式分段-区段式变速传动装置要控制，则区段换档将通过变速杆运动而自动选择，这是已在市售的“双-H”式控制。
在最佳实施例中，将采用一显示器来通知驾驶员所推荐的目标传动比和/或用于自动同步的传动比和/或通知驾驶员存在足够同步状态而可以完成换档。当驾驶员打算从当前啮合的档位传动比换档到空档、然后进入用于引起预选所需的分段换档和引起发动机供油至解除或减少扭矩锁定状态的目标档位传动比时，以及在换入变速传动装置空档后驾驶员打算为同步一目标齿轮传动比而进行自动发动机控制时，将采用一换档意图传感器开关、例如变速杆上的摇摆开关或垫片式开关来检测。
因此，本发明的目的是提供一新的和改进的用于机械变速传动装置的半自动换档执行系统，最好是一操纵杆换档的组合式变速传动装置，其相对简单及便宜，且允许变速传动装置以类似于小客车同步式手动变速传动的方式驱动，其还包括一开关，通过它操纵者能发信号来要求连续自动发动机控制执行换档，或要求发动机控制返回到手动控制模式。
本发明的此目的和其他目的以及优点结合附图所示最佳实施例的描述将变得更加清楚明了。
图1和1A为一区段-分段组合式变速传动装置的剖视图。
图2为图1变速传动装置的已有技术的换档模式示意图。
图3以框图形式表示了本发明半自动换档执行变速传动系统的最佳实施例的示意图。
图4是表示本发明控制系统/方法中换档点逻辑的图表。
图5A-5D以流程图的形式说明了本发明的最佳实施例。
为了方便，在下列描述中将应用一些术语，其仅为便于参考而没有任何限制。词“向上”，“向下”，“向右”，“向左”标示图中涉及的方向。词“前部”和“后部”分别代表传统上安装在车上的变速传动装置的前端及后端，分别表示图1中变速传动装置的左侧和右侧。词“向内”和“向外”分别表示朝向和背离该装置所指零件几何中心的方向。所述的术语将包括上述专门提及的词，及其衍生词和类似含义的词。
术语“组合式变速传动装置”常用为表示有主传动变速传动部分和一辅助驱动齿轮系，诸如一辅助变速传动部分的变速传动装置或变速齿轮传动装置，该辅助变速传动部分与主传动变速传动部分相串联，其中在主传动变速部分中被选择的齿轮减速比，可与辅助传动变速部分的被选齿轮减速比相结合。应用于此的术语“换高档”表示从低速档传动比变换到高速档传动比，而应用于此的术语“换低档”表示从高速档传动比变换到低速档传动比。
组合式区段式机械变速装置采用所谓的“双-H”式控制，其中一区段换档是由变速杆运动自动选择，而不需要使用按钮或手柄来选择区段变速，这在已有技术中是公知的，可以参见美国专利US3,429,202；4,561,325；4,455,833；4,663,725和4,944,197，其结合于此作为参考。
图1和1A为区段一分段组合式变速传动装置10，该传动装置10特别适合于由本发明半自动换档执行控制系统/方法的控制。该传动装置10具有与一辅助传动部分14串联在一起的一主传动部分12，所述辅助传动部分14具有既可为区段亦可分段式的传动机构。一般来说，装置10置于一单个的多部件壳体16内，并且包括一输入轴18，该输入轴18，通过有选择地分离而通常是接合的主摩擦离合器，由原动机(如一柴油机)来驱动。
主传动部分12中，输入轴18带有一输入齿轮20，用于驱动至少一根中间轴总成22。最好如现有技术中所公知的那样以及美国专利3,105,395和3,335,616所描述的那样，所述专利公开的内容结合于此作为参考，输入齿轮20同时以基本相同的转速驱动基本相同的主传动部分诸中间轴总成。所述主传动部分诸每一个中间轴总成均包括一由轴承26和28和支承于壳体16内的主传动部分中间轴24，且主传动部分的中间轴齿轮30，32，34，36和38固定于其上。主传动部分的驱动轴或主轴齿轮40，42，和44围绕所述传动装置的主轴46，并且在某一时刻可有选择地由滑动接合套48和50使其与主轴46接合，以便一起转动，正如现有技术中已公知的那样。接合套48还被用来使输入齿轮20与主轴46相接合，以便在输入轴18与主轴46之间提供直接驱动。最好每一主传动部分的主轴齿轮均围绕着主轴46，两者处于常啮合状态，并且由相应的中间轴齿轮组可滑动地支承，这种装配结构及由此带来的特殊优点在下述的美国专利3,105,395和3,335,616中予以详述。一般来说，接合套48和50由相应的换档拨叉或换档叉52和54使其轴向定位，所述换档拨叉与换档杆壳体总成56相配合，多换档杆或单换档轴式在已有技术中是公知的，其由换档杆57手动控制。在最佳实施例中，接合套48和50是公知的非同步双动爪式接合套。
主传动部分的主轴齿轮44为倒档齿轮，并借助于传统的中间空转齿轮57(见图1A)与中间轴齿轮38常啮合。主传动部分的主轴齿轮32带有动力取出装置及类似装置。爪式接合套48和50为三位置接合套，在此，它们可位于一对中的轴向不可移动如图所示的非接合位置，或者位于向右的全接合位置，或者位于向左的全接合位置。
辅助传动部分14与主传动部分12串联于一起，且为3-配置，4-速分段/区段组合式，如前述的美国专利4,754,665和5,390,561所示。主轴46延伸到辅助传动部分14，并且被止推定位于输出轴58的内端，该输出轴58从传动装置的后端伸出。
在最佳实施例中辅助传动部分14具有多根基本相同的辅助中间轴总成60(见图1A)，每一总成具有由轴承64和66支承于壳体16内的辅助中间轴62，并固接有三个辅助传动部分的辅助中间轴齿轮68，70和72，以便一起转动。辅助中间轴齿轮68支承辅助传动部分的分段齿轮74并与其常啮合。辅助中间轴齿轮70支承辅助传动部分的分段/区段齿轮76并与其常啮合，该齿轮76在其邻近主轴46的同轴内端的端部围绕着输出轴58。辅助中间轴齿轮72支承辅助传动部分的区段齿轮78并与其常啮合，该齿轮78围绕着输出轴58。为此，辅助中间轴齿轮68与分段齿轮74构成第一齿轮配置，辅助中间轴齿轮70与分段/区段齿轮76构成第二齿轮配置，而辅助中间轴齿轮72与区段齿轮78构成分段/区段组合式辅助传动部分14的第三配置或齿轮组。
滑动2-位置爪式接合套80用来使分段齿轮74或者分段/区段齿轮76有选择地与主轴46接合，同时，一2-位置同步接合组件82用来使分段/区段齿轮76或者区段齿轮78有选择地与输出轴58接合。2位置爪式接合套80的结构与功能同主传动部分12中所采用的滑动接合套48与50的结构和功能基本相同，而双向同步接合组件82的功能则与现有技术中的双向同步接合组件的结构及功能基本相同，其例子可参见美国专利US4462489，4125179和2667955，这些专利所公开的内容在此被引为参考。所述同步接合组件82为前述美国专利US4462489中所述的销式。
所述分段爪式接合套80是一2-位置或双向接合套组件，该组件可相对于主轴46有选择地定位于分别使齿轮76或齿轮74啮合的极右或极左位置。在已有技术中，所述爪式接合套80借助于由2-位置活塞致动器86控制的换档拨叉84沿轴向定位，所述致动器86通常可由驾驶员选择开关(如换档手柄上的按钮或类似物如现有技术已知的那样)来操纵。2-位置同步接合组件82也为一2-位置接合器，该接合器可相对于输出轴58有选择地定位于相应的极右或极左位置，用以分别接合齿轮78或者76。接合组件82借助于由2-位置活塞机构90操纵的换档拨叉88定位，所述活塞机构90的致动以及控制在下面详述。
如图1-2所示那样，借助于有选择地使上述分段接合套80与区段接合套82沿轴向定位于各自相应的前部与后部的轴向位置，可以得到主轴相对于输出轴转动的四个不同的传动比。为此，辅助传动部分14是一可在其输入(主轴46)输出(输出轴58)之间提供4个可选择速度或传动比的区段与分段组合式3-配置辅助部分。主传动部分12提供一倒档和三个可能的供选择的前进速度。然而，可选择的所述主传动部分的前进档传动比之一，即与主轴齿轮42有关的低档传动比不能用于高速区段。因此，变速传动装置10较适当地设计为“(2+1)×(2×2)”型，根据低档传动比分段的需要以及实际情况，该装置10提供九个或者十个可供选择的速度。接合器82，即区段接合器，应当是一种同步接合器，而双作用接合套80，即所述分段接合套，则无需同步。
根据现有技术，如前述美国专利US4944197的公开内容，该主传动部分传动比是由一换档操纵杆来手动选择和执行，分段式换档是通过一手动选择器操纵杆或按钮的操纵来手动选择的，该手动选择器操纵杆或按钮通常固定在换档操纵杆上或换档手柄上，并且分段式换档是由一遥控的2-位置的致动器来执行的。该区段换档手动或自动选择并由一遥控的2-位置的致动器来执行。可以设置一单独的区段控制按钮/操纵杆，或如图2所述一样，可采用一操纵杆操纵的“双-H”式控制装置。区段或分段这一类型的致动器和控制装置，在已有技术中是公知的，可以参见美国专利US4788889，其公开内容结合于此作为参考。
已有技术的变速传动装置10的变速换档模式图示于图2中。在每一变速杆位置沿垂直方向分支表示分段变速换档，而沿水平方向从H型模式图的3/4和5/6分支到7/8和9/10分支的移动表示从所述变速传动装置的低速区段至高速区段的变速换档。如上所述，在现有技术中手动分段换档以通常的方式借助于车辆驾驶员致动的分段按钮或类似件〔一般是置于变速杆手柄处的按钮〕来实现，而区段接合换档组件的操作是对变速杆在所述变速换档模式图中间与极右分支之间移动的自动响应，如图2所示。这种通用类型的区段变速换档装置在现有技术中是已知的，并且可以参照下述的美国专利429,202；4,455,883；4,561,325和4,663,725。
再参见图2，假设最理想的变速传动装置具有大致相等的传动比梯级，该主传动部分传动比梯级应大致相等，该分段梯级应大致等于主传动部分传动比梯级的平方根，而该区段梯级应约等于主传动比梯级自乘NTH次幂，其中N等于存在于两区段的主传动部分传动比梯级数目(即，在(2+1)*(2)*(2)变速传动装置10中，N＝2)。给出理想传动比，选择接近这一传动比的齿轮啮合。在上述实施例中，该分段梯级约33.3％，而区段梯级约为316％，这基本上适于有约78％的梯级的″2+1″主传动部分，1.78的平方根约等于1.33，而1.78的2次幂(即N＝2)约等于3.16。
为了完成变速传动装置10的区段传动部分的换档而不需要驾驶员致动任何控制装置，而只要变速杆运动到如图2的换档模式的极右分支上，设置一区段控制阀总成，为一随动阀92提供信号，该随动阀92位于活塞机构总成90上来操纵换档拨叉88。
根据本发明，至少该变速传动装置10的前部换档是由车辆半自动变速传动装置100来半自动执行的，如图3所示。一组合式变速传动装置10包括与一辅助传动部分14相连的一主传动部分12，该辅助传动部分14是由本发明的变速控制系统/方法控制的，从图3中可以看出。主传动部分12包括输入轴18，该输入轴18可操纵地通过主离合器104与车辆发动机102驱动轴或曲轴相连，而辅助传动部分的输出轴58通常通过一驱动轴可操纵地与车辆驱动轮(未示出)相连。
根据换档模式的规定，啮合到想要的主传动部分12特定的变速传动比，可通过推置变速杆57来手动选择从主传动部分12得到的变速传动比。下面将对此进行描述，不需要主离合器104的操纵和用于同步的发动机供油的手动控制。最好，该系统将包括这些装置，诸如检测一想要档位的手动控制开关，该系统将自动地采取措施减少或消除扭矩锁定状态，使得从啮合的主传动部分传动比中更轻松地转换到主传动部分空档位置，而更允许根据一扭矩切断快速地转换到所需的预定的分段档位上，和转换到空档位上，该系统将包括这些装置，诸如检测一驾驶员想要连续自动地控制发动机供油的手动控制开关，通过控制发动机供油来产生一啮合目标齿轮传动比的同步发动机转速。在该最佳实施例中，可采用一信号开关120。
该系统100包括用于检测发动机转速(ES)的传感器106，用于检测输入轴转速(IS)的传感器108，和用于检测输出轴转速(OS)的传感器110，其产生指示信号。发动机102可以电控制，其包括一电子控制器112，该电子控制器112根据诸如SAE J-1922，SAE J-1939，ISO 11898或其类似的工业标准议定书与其上的一电子数据自动传输(DL)操纵装置相连。节气门位置(驾驶员要求)是用于选择换档点和在其它控制逻辑中所要的参数。可以设置一单独的节气门位置传感器113或节气门位置(THL)可以从数据自动传输检测到。发动机转速和其它参数可以从数据自动传输检测到。
一手动离合器踏板115用于控制主离合器，及一传感器114提供一离合器接合或分离状态的信号(CL)。该离合器状态也可以通过发动机转速和输入轴转速比较来确定。设置一分段致动器116用以按照命令输出信号来操纵分段接合套82。该换档杆57有一手柄118，该手柄118上包括检测装置或一按钮120，其可以检测到驾驶员想要的档位，和可以检测到连续自动发动机控制意愿，来到达啮合目标齿轮传动比的大致同步速度。传感器122提供一检测到驾驶员转换到空档位置的信号(ITS)显示的存在与否，和/或提供一检测到的通过啮合目标齿轮传动比的发动机自动同步速度来半自动变速换档执行的驾驶员连续愿望的信号的存在与否。可采用检测变速杆运动的各种其它的传感器，可以参见SAE文献840307。
一驾驶员控制显示器124包括一分别表示6-位置的变速杆换档档位的模式，该变速杆换档档位模式各自有可闪光按钮或其它分别表示各自可选择啮合档位位置的显示装置126，128，130，134，和136，该控制显示器还包括一与扳扭式控制开关相连的按钮138，该控制开关用以选择从关至开的分段选择位置上的高档位或低档位。该选择用灯142和144来指示。
该系统包括一控制单元146，最好的类型是基于微处理器的控制单元，正如美国专利US4595986；4361065和5335566所述的内容一样，其结合于此作为参考，所述控制单元用于接收输入信号和按照预定逻辑规则处理它，以向系统致动器发送指令输出信号，该致动器是诸如分段传动部分致动器116，发动机控制器112和所述的显示器124。可以设置一单独的系统控制装置146，或可采用与其上电子数据自动传输相连的发动机控制装置112。该控制装置146可以包括逻辑规则，如前述专利US5509867所述一样，用来计算发动机飞轮的扭矩。
分段致动器116可以是2-位置装置，或如美国待批专利申请号08/597304所述的3-位置装置，产生可选择和可保持的分段传动部分空档。
前部的动态分段换档，诸如3-至-4和4-至-3变速换档，不需驾驶员介入而自动执行。作为实施例，假定一个3-位置分段致动器。当检测到需要一分段换档时，该发动机控制装置ECU146将向致动器116发送指令来将该致动器偏向空档位置，并将命令经过发动机控制器112来减小或切断扭矩。只要检测到分段空档时，将使发动机朝目标传动比的转速与当前的输出轴转速同步(ES＝IS＝OS*GRT±ERROR)。按照作用时间和换档速度及加速度，对啮合进行计时，以在尚未同步前防止接合套接合。这类自动分段换档描述在专利US4722248和US5435212中。
变速传动装置10的啮合和空档(非啮合)状态可以通过将该输入轴/输出轴转速与一时间周期的已知齿轮传动比(IS/OS＝GRI=1TO10±Y？)相比而得到。在此场合或除了输入轴和输出轴速度逻辑方面外，可应用位置传感器。
当同步而啮合到目标传动比时，该发动机速度直接到达和保持比实际同步速度高于或低于(最好是低于)约30至100RPM(最好是约60RPM)的速度(ESSYNCHRO＝(OS*GRT-45RPM)，来取得高质量的爪式接合套的啮合而不碰撞。另外可使发动机转速在实际同步速度上下波动。为了检验目标齿轮传动比啮合，该系统在一段时间内寻找等于输出轴转速和目标传动比的数值乘积加减约10至30RPM(IS＝OS*GRT±20RPM)的输入轴转速，该时间周期约100至400微秒。
前述的逻辑使变速传动装置啮合和空档的状态的确定，取决于以输入和输出轴转速为基础，而不会出现由啮合目标传动比的发动机同步引起错误啮合的检测。
当处于双数传动比时(即当处于高分段传动比时)和高于给定发动机转速/输入轴转速时(例如，对柴油机而言约1375RPM，限制在约2100RPM内)，一操纵杆应适合换高档(带有自动分段换低档)，该系统，如果驾驶员需要的话，将半自动执行这一系统。同样，当处于单数传动比时，(即，当处于低分段传动比时)和低于给定发动机转速时(例如，相同发动机约1350RPM)，一操纵杆换低档(带有自动分段换高档)应适合，该系统，如果驾驶员需要的话，将半自动执行这一系统。图4表示半自动分段变速换档点和适合的操纵杆变速换档点。其表示分段变速换档是自动执行的，伴随分段变速换档，操纵杆变速换档需要驾驶员启动，需要操纵该主传动部分爪式接合套。
该显示器124将通知驾驶员当前啮合的传动比操纵杆位置，及如果有的话，将通知驾驶员该当前适合操纵杆变速换档的操纵杆位置。在一实施例中，当前啮合的传动比操纵杆位置将以稳定照亮的按钮所指示，而适合操纵杆变速换档的操纵杆位置将以闪烁的按钮所指示。
假定已啮合第四档位，而该轴转速为1525RPM，该3/4按钮130将以稳定照亮，指示3或4齿轮档被啮合，而且当适合换高档至5档时，该5/6按钮将闪烁。驾驶员可以选择保持在4档上或决定换到想要的5档。
最好，该变速换档手柄118将包括一传感器或一想要换档按钮120，由此驾驶员将指示他要启动的变速换档系列和想要连续自动控制发动机来达到啮合目标传动比的同步或大致同步状态。根据接收的想要换档的信号(ITS)，该控制器146将向发动机控制器112发送指令，通过供油控制来解除扭矩锁定，及将向辅助传动部分致动器116发送指令，以预选所需的分段换档。这使得从啮合传动比(四档)转换到空档很容易，不需要驾驶员控制节气门或分离接合套，同样也提供了一快速的分段换档。解除扭矩锁定的发动机控制而不需要分离接合套的技术详见前述专利US4850236和5105357。最好如果当时没有适合的操纵杆换档位置，该想要换档的信号将不起作用。
当完成该适合的分段换档时(在此实施例中，一分段换档从分段高档位转换到低档位)，如果驾驶员将操纵杆移动到空档位置并且确认了空档以及主离合器和想要换档按钮都已啮合的话，该3/4按钮灯光将被熄灭，同时该控制器146将向发动机控制器发送指令，使发动机和输入轴转速到达其同步值。当已确认存在同步状态时，驾驶员可以很容易转换到5/6档位置而不需使用接合套。当已确认啮合第5档时，则5/6按钮132将以稳定亮度方式照亮，而发动机供油则返回到手动控制。
当处于空档时，驾驶员一般将建立何时变换到目标传动比上的规律。另外该系统可以通知驾驶员该发动机转速处于或近似于同步转速，足以使操纵杆移到目标操纵杆位置。这可以使用一声音报警器，一单独的“可以换档”灯和/或简单变频闪烁目标操纵杆位置的按钮。另外如专利US4023443所示，其内容结合于此作为参考，通知驾驶包括阻止或禁止变速换档，直到正确同步状态存在为止。另外，取代照亮一完全的位置按钮的，诸如该3/4操纵杆位置按钮130，它被单独控制，可以设置每一传动比的照亮按钮或其类似装置(即，一单独控制显示装置用于两倒档和十个前进档传动比中的每一个)。
根据换档及其确认的完成，供油的控制返回驾驶员手中。不打算采用离合器踏板115，除非从停止到起步的操作。如果该离合器在换档操作系统中是手动分离的，节气门控制立即返回至驾驶员手中。如果放开想要换档按钮120的话，供油控制返回到驾驶员手中。
输出速度(OS)总是处于监测中，并且如果速度变化在换档系列中引起合适的或“最佳啮合档位”变化，一种新的“最佳啮合档位”将以闪烁的按钮来指示，并将被同步。
系统100的操纵将以流程图形式在图5A-5D中示意说明。
虽然本发明控制系统/方法的许多特征适用于很多类型的变速传动装置，本发明特别适合于带有自动区段换档特征的分段式变速传动装置或组合式分段-区段式变速传动装置(见专利US5000060，其结合于此作为参考)，因为这类变速传动装置在给定数目的前进传动比前提下使操纵杆换档数目最少。
也注意到系统100的部分失灵或全部失灵的情况下，变速传动装置100将有一个平顺过渡到位的操作模式，允许两个、三个或五个更宽的传动比梯级的前进速度的啮合。
尽管已经较详细地描述了本发明，然而应当明了对最佳实施例的说明只是举例，在不脱离此后所附权利要求的实质和范围内可以作出各种改变以及细节的变化。

Claims (36)

1.一种手动换档的车用变速传动系统包括：
一变速传动部分，具有一由供油控制的发动机驱动的输入轴，一输出轴，许多可选择啮合和分离的驱动传动比，和一可选择的空档，所有上述的驱动传动比和空档是通过有选择地接合和分离的爪式接合套来选择的，该爪式接合套由手动操纵变速杆可操纵定位，该操纵变速杆具有许多换档位置；
一手动控制的开关，其用于提供操纵者需要发动机供油自动控制的指示信号；
检测变速传动部分空档状态的装置；
确定前进的目标齿轮传动比的装置，及
自动控制发动机供油的装置，所述的装置有效地检测到所述的信号存在否，和根据检测的变速传动部分空档和所述的信号存在，来使发动机为啮合所述的目标齿轮传动比来达到一大致同步速度。
2.如权利要求1的系统，其特征在于所述的变速传动部分包括一组合式变速传动装置的主传动部分(12)。
3.如权利要求1的系统，其特征在于所述的发动机的自动控制供油装置能有效地在检测到的所述的信号不存在时，按照操纵者要求来给发动机供油。
4.如权利要求1的系统，还包括检测所述目标齿轮传动比啮合的装置，所述的自动控制供油的装置有效地使发动机按照操纵者要求根据下列任意之一进行供油
(i)检测到的所述的目标齿轮传动比的啮合及
(ii)所述的信号不存在。
5.如权利要求1的系统，其特征在于所述的开关是一弹性偏向非致动位置的按钮且固定在所述的变速杆上。
6.如权利要求3的系统，其特征在于所述的开关是一弹性偏向非致动位置的按钮且固定在所述的变速杆上。
7.如权利要求4的系统，其特征在于所述的开关是一弹性偏向非致动位置的按钮且固定在所述的变速杆上。
8.如权利要求1的系统，其特征在于所述的爪式接合套是非同步的爪式接合套。
9.如权利要求1的系统，其特征在于所述的发动机通过手动控制的摩擦离合器与所述的输入轴驱动相连，且还包括检测所述的摩擦离合器的非接合状态的装置，所述的自动控制供油装置能有效地根据检测到的所述的摩擦离合器的非接合状态按照操纵者要求来给发动机供油。
10.如权利要求3的系统，其特征在于所述的发动机通过手动控制的摩擦离合器与所述的输入轴驱动相连，并且还包括检测所述的摩擦离合器的非接合状态的装置，所述的自动控制供油装置能有效地根据检测到的所述的摩擦离合器的非接合状态按照操纵者要求来给发动机供油。
11.如权利要求4的系统，其特征在于所述的发动机通过手动控制的摩擦离合器与所述的输入轴驱动相连，并且还包括检测所述的摩擦离合器的非接合状态的装置，所述的自动控制供油装置能有效地根据检测到的所述的摩擦离合器的非接合状态按照操纵者要求来给发动机供油。
12.如权利要求1的系统，还包括这样的装置，它检测所述的发动机达到所述的目标齿轮传动比啮合的同步速度，和通知操纵者该目标齿轮传动比可啮合在此大致同步速度上。
13.如权利要求3的系统，还包括这样的装置，它检测所述的发动机达到所述的目标齿轮传动比啮合的同步速度，和通知操纵者该目标齿轮传动比可啮合在此大致同步速度上。
14.如权利要求5的系统，还包括这样的装置，它检测所述的发动机达到所述的目标齿轮传动比啮合的同步速度，和通知操纵者该目标齿轮传动比可啮合在此大致同步速度上。
15.如权利要求1的系统，还包括这样的装置，它检测操纵者想要从当前啮合传动比上转换到变速传动部分的空档上的状态指示，所述的自动控制供油的装置有效地使发动机供油来使当前啮合的爪式接合套上的扭矩最小，其前提是检测到所述信号存在和检测到操纵者想要转换到变速传动部分的空档上的状态存在。
16.如权利要求3的系统，还包括这样的装置，它检测操纵者想要从当前啮合传动比上转换到变速传动部分的空档上的状态指示，所述的自动控制供油的装置有效地使发动机供油来使当前啮合的爪式接合套上的扭矩最小，其前提是检测到所述信号存在和检测到操纵者想要转换到变速传动部分的空档上的状态存在。
17.如权利要求4的系统，还包括这样的装置，它检测操纵者想要从当前啮合传动比上转换到变速传动部分的空档上的状态指示，所述的自动控制供油的装置有效地使发动机供油来使当前啮合的爪式接合套上的扭矩最小，其前提是检测到所述信号存在和检测到操纵者想要转换到变速传动部分的空档上的状态存在。
18.如权利要求1的系统，还包括一用于指示下列至少之一的显示器
(i)当前的变速杆的位置和
(ii)  目标齿轮传动比的变速杆位置。
19.如权利要求3的系统，还包括一用于指示下列至少之一的显示器
(i)当前的变速杆的位置和
(ii)目标齿轮传动比的变速杆位置。
20.如权利要求4的系统，还包括一用于指示下列至少之一的显示器
(i)当前的变速杆的位置和
(ii)目标齿轮传动比的变速杆位置。
21.如权利要求2的系统，其特征在于所述的组合式变速传动装置是一分段式变速传动装置，和还包括自动启动和完成全部前部动态的分段换档的装置。
22.如权利要求3的系统，其特征在于所述的组合式变速传动装置是一分段式变速传动装置，和还包括自动启动和完成全部前部动态的分段换档的装置。
23.如权利要求4的系统，其特征在于所述的组合式变速传动装置是一分段式变速传动装置，和还包括自动启动和完成全部前部动态的分段换档的装置。
24.如权利要求1的系统，还包括用于提供输入轴转速和输出轴转速的输入信号指示的传感器，所述的检测变速传动部分空档状态的装置以所述的转速信号函数来作出这样的确定。
25.如权利要求3的系统，还包括用于提供输入轴转速和输出轴转速的输入信号指示的传感器，所述的检测变速传动部分空档状态和啮合一目标传动比的装置以所述的转速信号函数来作出这样的确定。
26.如权利要求4的系统，还包括用于提供输入轴转速和输出轴转速的输入信号指示的传感器，所述的检测变速传动部分空档状态和检测所述的摩擦离合器非啮合状态的装置，以所述的转速信号函数来作出这样的确定。
27.如权利要求3的系统，还包括用于提供输入轴转速和输出轴转速的输入信号指示的传感器，和用于检测所述的驱动传动比的啮合的装置，其中驱动传动比以作为所述的转速信号函数。
28.如权利要求4的系统，还包括用于提供输入轴转速和输出轴转速的输入信号指示的传感器，和用于检测所述的驱动传动比的啮合的装置，其中驱动传动比以作为所述的转速信号函数。
29.如权利要求1的系统，其特征在于所述的发动机包括一基于微处理的发动机控制器，其安装在所述的发动机上，该控制器有一内存贮器，用来检测变速传动空档、决定目标传动比和自动控制供油的所述的装置，包括存贮在所述的内存贮器中的逻辑规则。
30.如权利要求3的系统，其特征在于所述的发动机包括一基于微处理的发动机控制器，其安装在所述的发动机上，该控制器有一内存贮器，用来检测变速传动空档、决定目标传动比和自动控制供油的所述的装置，包括存贮在所述的内存贮器中的逻辑规则。
31.如权利要求4的系统，其特征在于所述的发动机包括一基于微处理的发动机控制器，其安装在所述的发动机上，该控制器有一内存贮器，用来检测变速传动空档、决定目标传动比和自动控制供油的所述的装置，包括存贮在所述的内存贮器中的逻辑规则。
32.如权利要求3的系统，其特征在于所述的开关弹性地偏向非致动位置并固定在所述的变速杆的手柄部位。
33.一种用于控制手动换档的车用变速传动系统的基于微处理的系统控制器，其中变速传动系统包括一变速传动部分，其上有一由供油控制的发动机驱动的输入轴，一输出轴，许多可选择啮合和分离的驱动传动比，和一可选择的空档，所有上述的驱动传动比和空档是通过有选择地接合和分离爪式接合套来选择的，该爪式接合套由手动操纵变速杆可操纵定位，该操纵变速杆具有许多换档位置，一手动控制的开关，其用于提供操纵者所需的发动机供油自动控制的指示信号，所述的系统控制器有一存贮逻辑规则的内存贮器，其中逻辑规则能有效地：
检测所述的信号存在与否；
检测变速传动部分空档状态；
确定一前进目标齿轮传动比；和
自动控制发动机供油，包括，根据检测
(i)所述的信号的存在，和
(ii)变速传动部分空档，使发动机为了啮合所述的目标齿轮传动比而达到大致同步转速。
34.如权利要求33的系统，还包括有效检测所述的目标齿轮传动比的逻辑规则，和自动使发动机根据下列任意之一信号按照驾驶员要求来供油
(i)所述的目标齿轮传动比的啮合，和
(ii)所述的信号不存在。
35.如权利要求33的系统，其特征在于发动机通过可手动控制的摩擦离合器与所述的输入轴驱动相连，所述的逻辑规则还包括检测所述的摩擦离合器非啮合状态的逻辑规则，和有效地自动使发动机，根据检测的所述的摩擦离合器非啮合，按照驾驶员要求来供油。
36.如权利要求34的系统，其特征在于发动机通过可手动控制的摩擦离合器与所述的输入轴驱动相连，所述的逻辑规则还包括检测所述的摩擦离合器非啮合状态的逻辑规则，和有效地自动使发动机，根据检测的所述的摩擦离合器非啮合，按照驾驶员要求来供油。
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