CN1305908A - 带变速箱的汽车 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种带有一个驱动发动机、一个具有变速比调节机构的变速箱、一个控制装置和一个转换装置的汽车,可以在不同的运行方式下并利用各种变速比选择模式来运行汽车。

Description

带变速箱的汽车
本发明涉及一种带有一个驱动发动机、一个具有变速比调节机构的变速箱、一个控制装置和一个转换装置的汽车，其中，该变速箱可被运行在手动运行方式和自动运行方式下，在手动运行方式中变速比调整是通过手动操作转换装置进行的，在自动运行方式下在自动运行方式的自动变速比选择模式中，通过控制装置自动地进行变速比调节。
这样的汽车是众所周知的。DE-PS3717675公开了一种用于带有自动变速箱的汽车的转换装置，其中不仅可以自动选择变速比，而且可以手动选择变速比。
在自动运行方式中，驾驶员也希望汽车的行驶性能能够满足如与驾驶安全性和/或尤其是经济且有环保意识的行驶方式和/或运动行驶方式有关的要求。另外，如果要在同时适应各种行车状况并兼顾各种要求的情况下获得更好的驾驶舒适性，则只具有一个自动变速比选择模式的自动运行方式就不能适应上述要求了。
本发明的任务是提供这样一种汽车，它提高了驾驶员安全性和/或经济且有环保意识的行车方式和/或尤其是操作的舒适性。
在上述汽车中如此完成了发明任务，即提供自动运行方式的至少另一个自动变速比选择模式。这样的自动运行方式的另一个变速比选择模式是一个尤其是在车道光滑时为汽车运行而设计的模式。有利地利用相对于正常行驶运行所用的扭矩更小的起步扭矩来起步。用于特别经济且有环保意识的行驶方式的模式也是有利的，在这种模式中，驱动发动机主要运行在能耗最佳的转速区内或至少接近该转速区。根据本发明，一种用于运动行车方式的模式也是合适的，其中驱动发动机在高功率下运转。
本发明所获得的优点是，提供了这样一种汽车，它提高了驾驶员的安全性和/或经济且有环保意识的行车方式和/或尤其是操作的舒适感，这是因为为各种行驶状况并根据各种要求而提供了至少另一个自动变速比选择模式。
本发明的一个有利设计方案实现了，不仅可以从自动运行方式的第一自动变速比选择模式选择所述的另一个自动变速比选择模式，而且可以从手动运行方式选择所述的另一个自动变速比选择模式。例如，可以在处于各种运行方式下时选择一种用于在光滑车道中安全起步的模式，或者一种用于既经济又有环保意识的驾驶的模式、如废气排放少和/或省油的模式，或者一种用于运动的行驶方式。
在权利要求3至权利要求7中描述了本发明的其它有利实施形式。根据需要，驾驶员可以手动或通过控制装置自动地选择自动运行方式的另一个相应需要的变速比选择模式。驾驶员的选择是通过一个开关件进行的，当至少一个作为输入数据而提供给控制装置的参数达到一个可预定的标准值时，通过控制装置进行自动选择。这个参数是一个汽车参数如转速和/或一个环境参数如外界温度。可预定的标准值以合适的方式可以是一个确定的转速差。如果受其它参数如所进行的ASR作用或外界温度的影响作为标准值的转速差被改变了，则这是有利的。ASR作用一般是指防打滑调节(ASR)作用，其中例如发动机扭矩在车轮打滑严重时降低。
权利要求8至权利要求10分别描述了本发明的其它有利设计方案。如果选择了另一个自动变速比选择模式，则它相对第一变速比选择模式一直是优先的，直到它被由驾驶员或控制装置明确撤消为止。间歇地转入手动运行方式没有撤消这种优先，从而在返回自动运行方式时，该另一个自动变速比选择模式又被选择。
以下，结合附图来详细说明本发明的一个实施例，其中：
图1以示意图示出了带有驱动路线、变速箱操作装置和控制装置的汽车；
图2表示转换装置上的操作位置布局；
图3是表示在自动运行方式与手动运行方式之间进行转换的框图；
图3a是表示在自动运行方式与手动运行方式之间进行转换的框图；
图4是表示在自动运行方式与手动运行方式之间进行转换并且选择变速比选择模式的框图；
图5是表示从手动运行方式起选择变速比选择模式的框图；
图6是表示通过控制装置选择变速比选择模式的框图；
图7是表示控制装置根据达到可预给定的参数标准而选择另一个自动的变速比选择模式的例子框图，灵敏度界限变化；
图8是表示模式选择开关的优先性的框图；
图9是表示冬季模式例子的框图。
图1举例地示意示出了一辆带扭矩传递装置4和变速箱6的汽车1。扭矩传递装置4在此设置在驱动发动机2与变速箱6之间的扭矩传递线路中。在驱动发动机2与扭矩传递装置4之间，合乎目的设置了一个分体式飞轮，飞轮的部分质量可以在中间接入一个弹簧减震器的情况下相对转动，由此明显改善了驱动线路的振动技术性能。如本申请人的DE-OS 3418671、DE-OS3411092、DE-OS3411239、DE-OS3630398、DE-OS3628774、DE-OS3721712所述地，本发明最好与用于吸收或平衡转动冲击的减震器或用于补偿转动冲击的装置或减少转动冲击的装置或阻尼振动的装置结合使用。
汽车1由一台驱动发动机2驱动，所述发动机在这里如图所示是一台内燃机如快燃发动机或柴油发动机。在另一个实施例中，驱动装置也可以借助复合式驱动装置电动或液压马达方式实现。扭矩传递装置4在所示实施例中是一个摩擦离合器。借助所述摩擦离合器，可以将驱动发动机2与变速箱6分开以便起动或换档。通过逐渐接合或脱开离合器，传递更多或更少的扭矩，为此，压紧板和压盘沿轴向相对移动并更多或更少地带动连接在中间的摩擦片。作为离合器构造的扭矩传递装置4有利地是自动调节式的，即这样平衡摩擦片的磨损，确保一个小的恒定脱开力。本发明最好与一个如本申请人在DE-OS4239291、DE-OS4239289、DE-OS4306505中所述的摩擦离合器结合使用。
借助轴8并通过差速器10来驱动汽车1的车轮12。为被驱动的车轮12配置了转速传感器70、71，其中，必要时也可以只设置一个转速传感器70或71，它们分别产生一个对应于车轮12转速的信号。除此之外，或者代替所述传感器，在驱动线路的另一个适当位置上如在轴8上设置了一个用于测量变速箱输出转速的传感器52。可以借助另一个传感器来测量变速箱输入转速，或者如在本实施例中那样，根据驱动发动机转速来确定。这样一来，例如也可以确定在变速箱内调节出的变速比。
摩擦离合器4的操作最好是通过压下但在另一个实施例中也合适的是可以通过拉动来实现。在这里，这样的操作是借助一个操作装置46如离合器执行机构来进行的。为了操作变速箱6，设置了一个具有两个执行机构48、50的操作装置，其中一个执行机构进行选择操作，而另一个机构进行换档操作。离合器执行机构46和/或变速箱的操作机构48、50被实施成直流电动机的形式，而在另一个实施例中且尤其是需要大操作力时，设置一个操作组合系统也是很适当的。在本实施例中，在中间接入一段液压线路的情况下，合适地实现离合器的操作。
离合器4和变速箱6的控制是借助控制装置44实现的，所述控制装置合适地与离合器执行机构46构成一个结构单元，而在另一个实施例中，将它安装在汽车的其它位置上也会是有利的。离合器4和变速箱6的操作可以通过控制装置44以自动运行方式来自动进行，或者通过驾驶员借助转换装置60、如操纵杆输入命令以手动运行方式来进行，其中，借助传感器61获得输入命令。在自动运行方式中，变速档位变换是根据特性曲线通过相应地控制执行机构46、48、50而进行的，所述特性曲线存储在配属于控制装置44的存储器中。有许多个由至少一条特性曲线确定的驾车程序，驾驶员可以在这些程序中选择，例如驱动发动机2功率最佳地运转的运动行车程序、驱动发动机2能耗最佳地运转的经济程序或者其中最佳地保证驾驶员安全驾驶汽车的冬季程序。另外，在所述实施例中，特性曲线可以适应地与驾驶员状况和/或其它边界条件如车道摩擦情况、外界温度等匹配。在图1中，示意地示出了开关件65、66，它们用于启动/撤消所述的驾车程序。
控制装置18通过控制混合燃料供应或组分来控制驱动发动机2，其中，在图中代表性地示出了带有执行机构30的节气阀22，借助一个角位传感器20来掌握其开口角度并将其信号输送给控制装置18。在驱动发动机控制的其它实施例中，假设驱动发动机是内燃机，则给控制装置18提供一个相应信号，可以根据这个信号确定混合燃料组分和/或所输送的体积。以合适的方式，现有的λ探测器的该个信号被使用。
另外，在本实施例中，控制装置18可利用一个由驾驶员操作的且其位置通过传感器16来测量的负载杆14的信号、一个与发动机转速有关的且通过为发动机从动轴配置的转速传感器28产生的信号、一个进气管压力传感器26的信号以及一个冷却水温度传感器24的信号。可以按照在结构上和/或功能上彼此分开的分部来构造控制装置18、44，然后以合适的方式如借助CAN-总线54或另一个用于数据交换的电连接器件将它们相连。但是，尤其是由于功能划分不可能总是很明确，并且由于配合作用是必要的，所以可以使控制装置的各分部合并起来，这也会是有利的。尤其是在变速档位变换的确定阶段内，控制装置44从转速和/或扭矩方面控制驱动发动机2。
不仅离合器执行机构46而且变速箱执行机构48、50产生可以由其至少推导出执行机构位置的信号，所述信号供控制装置44使用。在这里，位置测量是在执行机构内进行的，其中，采用了增量传感器，它确定了执行机构相对基准点的位置。但在另一个实施例中，传感器设置在执行机构外和/或例如借助一个电位计来确定绝对位置也会是合适的。由于可以为离合器4作用点对应配置一确定的接合行程和执行机构位置，因此，确定执行机构位置对离合器执行机构来说特别重要。在起动时和在运转中，尤其是根据参数如离合器磨损、离合器温度等来重复地重新确定离合器4的作用点是有利的。确定变速箱执行机构位置对确定所挂变速比是很重要的。
另外，控制装置44可以使用非驱动轮75、76的转速传感器72、73的信号。为确定车速，考虑转速传感器70、71或72、73的平均值以便在转弯时平衡转速差是有意义的。可以借助转速信号算出车速，还可以进行打滑识别。在图中，控制装置的输出连接用实线示出，而输入连接用虚线示出。只示意地画出了传感器70、71、73与控制装置42的连接。
控制装置的分部36可以通过驱动发动机2、离合器4和/或车轮制动缸38对驱动扭矩和/或制动扭矩产生影响。控制装置的这个部分接收车轮转速传感器70、71、72、34的信号以便操作刹车踏板32。
作为转换装置，图2示出了在选择杆60上的操作位置配置100，其中，N对应于空档位101,R对应于倒档位。N、R和在+104和-105之间中点的前进档位(V)103是这样的位置，即选择杆60形状吻合或传力配合连接地被固定在所述位置上，从而选择杆只能克服可感觉到的阻力地离开所述位置。+104、-105和D/M106是这样的位置，即选择杆60未被固定在所述位置上，选择杆60在弹簧作用下被张紧地保持在前进档位103上并从位置104、105、106自动返回原始位置103。在同时转入手动运行方式时，如果变速箱4是换档变速箱，则+104和-105导致了换入下一个更高档位或更低档位，并且如果变速箱4是无级变速箱，则导致增大或降低变速比，位置D/M造成在手动运行方式和自动运行方式之间没有改变变速比地进行转换。
除了可用选择杆60在手动运行方式与自动运行方式之间转换外，至少还设有一个用于选择至少另一个不同于第一自动变速比选择模式的变速比选择模式的开关件。
在一个实施例中，第一变速比选择模式是一个正常驾驶操作的标准变速比选择模式，所述的另一个自动变速比选择模式是一个专门为在光滑车道上驾车设计的模式如冬季模式。在另一个实施例中，作为所述的另一个自动变速比选择模式，规定了一种特别有环保意识的驾车模式以及一种运动行驶方式。这些实施例可以单独或组合存在。变速比选择模式可以通过开关件107、108、109来选定。
标准变速比选择模式是这样一个模式，其中，控制装置18、36、44、46如此控制发动机2、离合器4和变速箱6，即在正常的行车条件和正常的行驶方式时，确保最佳的运行。
特别为在光滑车道上驾驶而设计的变速比选择模式是这样一个模式，即其中利用相对标准模式降低的起步扭矩来起步。这样的一个模式可以被称为冬季模式。
例如可以通过变速比小于正常所用起步变速比的起步来实现起步扭矩的降低。在另一个实施例中，可以通过离合器4来限制扭矩，即，通过受控制的脱开而减小扭矩。另一个实施例可以通过内燃机实现起步扭矩的降低，即，如果所述内燃机是快燃发动机的情况下，通过调节节气阀而减小了发动机扭矩。在另一个实施例中，驱动扭矩通过用车轮制动缸38制动车轮12而被减小。所有提出的实施例也可以组合使用。
例如，一个特别经济且有环保意识的驾驶模式的特征是，对有影响作用的部件的控制是如此实现的，即，相对油耗而言获得了特别高效的运行。这个实施例包括避免了不必要的驱动发动机急剧加速及软接合和脱开。
运动行驶方式实现了以功率为目标的运行。由控制装置18、44来选择变速比，从而驱动发动机在最佳功率区内或至少接近该功率区地运转。在分级换档变速器中，例如首先在转速高时挂入下级更高速档，其中离合器在换档过程中被相应快速地脱开或接通。
图3、3a表示框图200、250，它们示出了在具有第一变速比选择模式的自动运行方式(框203,253)与手动运行方式(框205,255)之间的转换情况。
在接通点火后，如图3中用起动201标示，将选择杆从空档N挂入前进档位中，见框202，则具有第一变速比选择模式的自动运行方式启动(见框203)，并产生一个特征，可以根据这个特征来确定现在调节出的操作方式，如将变量B设置为a值。框204中，在操作D/M转换器时，根据现在的操作方式选择自动运行方式或手动运行方式。例如，如果B=a，则进行变换2045，转入手动运行方式(框205)，并且将变量B的值调为m。重新操作D/M转换器(框204)造成返回2043自动运行方式，并且B又变为a值。
图3a的框图250表示在具有第一变速比选择模式的自动运行方式253下的启动，见框251，以及通过操作D/M转换器而在操作方式253、255之间进行的相应转换2543、2545。
如图4的框图300所示，除第一自动变速比选择模式(见框303)外，还有另外的自动变速比选择模式，见框303a、303b。在框301起动以及从N挂入前进档位(见框302)后，进入具有第一变速比选择模式的自动运行方式(见框303)，对应于图3、3a所示的情况。同样地，在手动运行方式(见框306)与具有第一变速比选择模式的自动运行方式(见框303)之间的转换是通过操作D/M转换器以及对现有操作方式的确定304实现的。
可以通过操作一个相应的模式选择开关来选择所述的其它自动变速比选择模式(框303a、303b)，见框305。如框图300所示，可以只从具有第一变速比选择模式的自动操作操作方式(框303)中手选另一个自动变速比选择模式，框303a、303b。为了从手动运行方式中(见框306)选择出另一个自动变速比选择模式(框303a或303b)，必须先通过操作D/M转换器转入具有第一变速比选择模式的自动运行方式，见框303。这对驾驶员来说是很不方便的，尤其是当所述的另一个自动变速比选择模式是一个上述的冬季模式时，并且这对驾驶员来说可能意味着不利于驾驶安全，因为冬季模式可能接入太慢或根本没有被接入。
图5的框图400表示本发明的一个有利的实施例。与图4所述不同的是，通过操作模式选择开关，见框405，不仅可以从具有第一变速比选择模式的自动运行方式中(见框403)选择另一个自动变速比选择模式(见框403a或403b)，而且可以从手动运行方式中选择所述的一个自动变速比选择模式(见框406)。在从手动运行方式(见框406)中选择另一个自动变速比选择模式时(见框403a或403b)，不一定要先转入具有第一变速比选择模式的自动运行方式(框403)。当所述的另一个自动变速比选择模式是上述冬季模式时，可以根据需要而快速转入这个模式。如果所述的另一个自动变速比选择模式是上述的经济驾驶模式或运动行驶方式，则对于驾驶员来说，他可以更舒适地进行选择。重新操作模式选择开关就等于选择标准变速比选择模式并且又重新回到具有第一变速比选择模式的自动运行方式，见框403。
在图6中示出了实施例的有利改进方案。框图500示出了自动运行方式的其它变速比选择模式503a、503b、503c，驾驶员通过模式选择开关不仅可以从具有第一变速比选择模式的自动运行方式中(见图框503)转入这些变速比选择模式(见框505)，而且可以从手动运行方式(见框506)中转入。此外，选择自动运行方式的另一个变速比选择模式(框503a、503b、503c)也可以通过控制装置实现，见框508、507。当确定的参数达到预定标准时，进行自动运行方式的另一个变速比选择模式(框503a、503b或503c)的选择。
图7示出了当达到参数的预定标准时通过控制装置(见框508、507)选择具有另一个自动变速比选择模式(框503a、503b或503c)的自动运行方式。
当识别出冬季光滑或潮湿的车道时，如上所述地通过控制装置来选择冬季模式，见框508、507。这种识别可以基于转速和/或扭矩分析。在这里，驱动轮的转速na与非驱动轮的转速nn的对比在超过了某个转速差Δn=S1时/指示出车轮空转(Durchdrehen)。
灵敏度极限S1例如可以通过已进行的ASR作用或在外界温度低时被变化，从而在转速差增大时，即在超过新的低灵敏度极限S2时，有利地提前选择冬季模式。
如果只有驱动轮的转速可供使用，则其梯度可以在超过预定值时表示车道光滑。驱动扭矩的快速降低也可用来表示车轮的空转(Durchdrehen)。另外，本发明引用在先申请DE19926022或其后申请，它们的内容明确地属于本申请的公开范围。
图8的框图600表示本发明的一个同样有利的改进方案。根据至少一个模式选择开关的信号进行自动运行方式的变速比选择模式(框603、603a、603b或603c)的选择，见框602。操作D/M转换器(见框604)造成在手动运行方式(框605)与自动运行方式(框603、603a、603b或603c)之间的转换。在手动运行方式与自动运行方式之间的转换是分别在手动运行方式与具有所选变速比选择模式的自动运行方式之间进行的。
图9的框图700再次示出了例如冬季模式下的本发明的有利改进方案。在701中起动，进入具有第一变速比选择模式的自动操作方式，即标准模式702。通过操作D/M转换器106，转入(7023)手动运行方式，操作冬季模式钮107转入(7024)冬季模式。重新操作(7032)D/M转换器106与重新操作(7024)冬季模式钮107一样地返回了具有标准变速比选择模式702的自动运行方式。
在手动运行方式中操作(7034a)冬季模式钮107接通了冬季模式704。在冬季模式704中操作(7043)D/M转换器106造成转入手动运行方式703，同时确保了，当重新操作(7043b)D/M转换器106时将实现返回冬季模式704。
根据另一个本发明设想地提出了，与本发明汽车的变速箱相连，设置一台电动机，其转子例如与一个可自由转动的飞轮相连或者构成它，所述飞轮有利地借助至少一个离合器而可与驱动装置如内燃机以及从动轴分隔开以便利用回转力矩(Schwungnutz)，这样，借助这种结构而可以形成复合式驱动装置。根据这个方案，变速箱可以例如全面地将电动机用作内燃机的起动器组件、发电机、局部驱动装置、整体驱动装置以及将动能转换成电能的装置，或者在内燃机脱开、汽车减速时把转子用作飞轮的情况下将动能转变为转动动能的装置(能量回收)。
本申请所提出的权利要求书是为了获得尽可能宽的专利保护范围而所作出的没有偏见的撰写意见。申请人保留按照其它方式组合迄今只在说明书和/或附图中公开的技术特征的权利。
从属权利要求所用的回引关系指出了通过各从属权利要求的附加特征对独立权利要求技术方案的进一步构造。它们在这里不应被理解为是放弃了对所回引从属权利要求的特征组合方案寻求获得独立的技术方案保护。
由于从属权利要求的保护主题相对优先权日的现有技术可能构成特有的独立发明，所以本申请保留将它们修改成独立权利要求主题或分案申请的权利。它们也可以包含与以前从属权利要求的内容无关的技术方案的独立发明。
这些实施例不应被视为是对本发明的限制。在本公开文件的范围内，可以做出许多修改和改进，尤其是这样的变形实施例、部件和/或组合方式和/或材料，即为了完成本发明任务，本领域的技术人员可以通过个别地进行与整个说明书、实施例以及权利要求书所述的以及附图所示的特征或部件或工序有关的组合或改动而设想到这些并且可以通过可组合的特征获得一个新的保护主题或新方法或方法顺序，只要它们与生产方法、检查方法和操作方法有关。

Claims (12)

1．汽车，带有一个驱动发动机、一个具有用于改变变速比的装置的变速箱、一个控制装置和一个转换装置，其中，该变速箱可以在手动运行方式和自动运行方式中被运行，在手动运行方式中变速比改变是通过手动操作转换装置进行的，而在自动运行方式下，在第一自动变速比选择模式中自动地通过控制装置进行变速比的改变，该变速箱可以被接入自动运行方式的至少另一个自动变速比选择模式中。
2．如权利要求1所述的汽车，其特征在于，在选择所述的另一个自动变速比选择模式时，从手动运行方式或自动运行方式转接入自动运行方式的该另一个自动变速比选择模式。
3．如权利要求1或2所述的汽车，其特征在于，选择或转入所述自动运行方式的另一个自动变速比选择模式是手动或自动实现的。
4．如权利要求3所述的汽车，其特征在于，一个开关件可以被操作用于手动选择所述自动运行方式的另一个自动变速比选择模式。
5．如权利要求3所述的汽车，其特征在于，当至少一个参数达到了一个可预定的标准时，自动转入所述自动运行方式的另一个自动变速比选择模式是通过控制装置实现的。
6．如权利要5求所述的汽车，其特征在于，该可预定的标准至少是由一个汽车参数和/或环境参数形成的。
7．如权利要求5或6所述的汽车，其特征在于，可以根据至少另一个参数来改变该可预定的标准。
8．如前述权利要求之一所述的汽车，其特征在于，在从手动运行方式转入自动运行方式时，所述自动运行方式的该另一个自动变速比选择模式相对所述自动运行方式的第一自动变速比选择模式而言在它被起用的期间内一直是优先的。
9．如权利要求8所述的汽车，其特征在于，所述自动运行方式的另一个自动变速比选择模式可以手动或自动地撤消。
10．如权利要求8或9所述的汽车，其特征在于，从另一个自动变速比选择模式中的自动运行方式向手动运行方式的转入不是优先任务的撤消。
11．汽车，带有一个驱动发动机、一个具有用于改变变速比的装置的变速箱、一个控制装置和一个转换装置，其中，该变速箱可以在手动运行方式和一种自动运行方式下被运行，在手动运行方式下，变速比的改变是通过转换装置的手动操作实现的，在所述自动运行方式中，在所述自动运行方式的第一自动变速比选择模式中通过控制装置来自动进行变速比调节，其特征在于，具有本申请文件的至少一个特征。
12．一种用于运行如权利要求1-11之一所述的汽车的方法。
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