專利名稱：具有力反饋的操縱裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分所述的用于換擋變速器，例如用于變速器或者具有線控?fù)Q擋操縱裝置的自動(dòng)變速器的操縱裝置。
背景技術(shù)：
機(jī)動(dòng)車輛的變速器通常是通過一個(gè)設(shè)置在駕駛員操作的區(qū)域中的操縱裝置來進(jìn)行換擋或控制的。通常為此使用的操縱元件有，例如設(shè)置在機(jī)動(dòng)車輛的前排座位之間或者儀表板的其它區(qū)域的換檔桿或檔位選擇桿。為此，出于人機(jī)工程學(xué)和安全方面的原因特別要求，以相應(yīng)的換擋阻力或者對操縱桿鎖止的形式，使駕駛員憑觸覺能夠明顯地感知到目前可能存在的不允許換擋的狀態(tài)， 或者需要進(jìn)行換擋操縱的進(jìn)程。只有通過這種方式才能實(shí)現(xiàn)觸覺上可感知的換擋操縱，例如，就像駕駛員能夠感知和習(xí)慣于例如通過其根據(jù)轉(zhuǎn)速和車速的同步鎖止裝置實(shí)現(xiàn)的完全同步的機(jī)械變速器的換擋操縱，或通過鎖止裝置和換擋鎖止實(shí)現(xiàn)的自動(dòng)變速器的通常的操縱。因此，在任何情況下都要求，在操縱變速器過程中向駕駛員提供關(guān)于變速器當(dāng)前的換擋狀態(tài)或運(yùn)行狀態(tài)或關(guān)于換擋結(jié)果的清楚的觸覺反饋。然而在換擋變速器的電子方式換擋或者線控?fù)Q擋操縱中，駕駛室內(nèi)的操縱桿與在發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)的機(jī)動(dòng)車輛變速器之間不再有機(jī)械聯(lián)接。更確切的說，在“線控?fù)Q擋”變速器中，換擋指令從操縱裝置到機(jī)動(dòng)車輛變速器的傳遞是通過電的或電子信號以及然后在變速器上對換擋指令的電液轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)的。然而在變速器致動(dòng)器和操縱桿之間缺少機(jī)械連接會導(dǎo)致變速器狀態(tài)、可能存在的變速器換擋鎖止或不允許的換擋指令不再能夠直接地并且令駕駛員可觸知地反作用于操縱桿的狀態(tài)。因此，在采用線控?fù)Q擋控制的變速器時(shí)，駕駛員不能毫無問題地借助于確定的在操縱桿上可感覺到的鎖止的換擋位置識別出在當(dāng)前的行駛狀態(tài)下，換擋桿位置、速度級或換擋指令可能是不允許的并且因此也不應(yīng)該選擇。在進(jìn)行線控?fù)Q擋操縱時(shí)，換擋指令的實(shí)際實(shí)施情況也同樣極少地由變速器反作用于操縱桿。因此，駕駛員不能憑觸覺感覺到換擋操縱過程，例如，就像駕駛員習(xí)慣于利用止動(dòng)裝置和變速器同步鎖止裝置機(jī)械操縱的變速器一樣。根據(jù)所要使用的換擋變速器的狀態(tài)以及根據(jù)機(jī)動(dòng)車輛的其它狀態(tài)因素(例如發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、機(jī)動(dòng)車輛速度、離合器位置等)，因此為了在線控?fù)Q擋控制的變速器中實(shí)現(xiàn)觸覺反饋，需要根據(jù)變速器的狀態(tài)以主動(dòng)控制的方式對操縱桿的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行限制、減慢或者把常用的致動(dòng)力(即力反饋)引導(dǎo)至操縱桿。在采用線控?fù)Q擋控制的變速器的情況下，只有通過這種方式才能讓駕駛員在對操縱桿操縱后通過觸覺得知，其換擋愿望(例如由于當(dāng)前的機(jī)動(dòng)車輛速度或者由于換擋變速器當(dāng)前的運(yùn)行狀態(tài))是不允許的，因此被鎖止。因此還避免了當(dāng)前不能由線控?fù)Q擋變速器轉(zhuǎn)換的換擋指令也被傳輸?shù)讲倏v桿上的情況，其中該換擋指令被變速器電子單元識別出來，并因此沒有被操縱裝置傳遞到變速器上。例如由DE 10 2005 001 589 B3所述，由現(xiàn)有技術(shù)已知，通過給操縱元件配備可電子控制的鎖止致動(dòng)器，能在線控的換擋變速器中實(shí)現(xiàn)與具有機(jī)械的力傳遞功能的操縱元件相應(yīng)的觸覺。借助于控制裝置對該鎖止致動(dòng)器進(jìn)行觸發(fā)，使得當(dāng)前可能不允許的換擋狀態(tài)以觸覺上可感知的方式被閉鎖并且因此使其不能被駕駛員選擇。然而這種具有鎖止致動(dòng)器的操縱裝置在實(shí)際可行的觸覺感受的轉(zhuǎn)化方面還不是最優(yōu)的，因?yàn)椴倏v桿通過鎖止致動(dòng)器只能是被完全鎖住或被完全釋放。通過使用已知的鎖止致動(dòng)器不能實(shí)現(xiàn)一個(gè)超越于此的，能更好地符合向變速器的機(jī)械的力傳遞(尤其是力反饋方面)的實(shí)際可行的觸覺。駕駛員在換擋桿上通過觸覺只能被告知，換擋桿是可自由移動(dòng)的(鎖止致動(dòng)器去激活)或是某些換擋位置被完全鎖住(鎖止致動(dòng)器被激活)。但是，通過 已知的鎖止致動(dòng)器不能實(shí)現(xiàn)一個(gè)確定換擋位置的當(dāng)前處于鎖止?fàn)顟B(tài)的根據(jù)駕駛員撥動(dòng)換擋桿的位移而漸變的(隨著運(yùn)動(dòng)位移增加的)觸覺感知，因?yàn)檫@些鎖止致動(dòng)器只能識別兩種狀態(tài)，即“操縱位置被鎖止”或“操縱位置被釋放”。另一方面，由現(xiàn)有技術(shù)已知的具有力反饋的操縱裝置的常見的不利之處的是，實(shí)現(xiàn)力反饋所必需的部件基本上作為附加的組件必須被安置在操縱桿的區(qū)域內(nèi)或操縱裝置的殼體中。這會造成產(chǎn)生額外的結(jié)構(gòu)上的耗費(fèi)并且需要單獨(dú)的結(jié)構(gòu)空間，隨著用于現(xiàn)代機(jī)動(dòng)車輛變速器的操縱元件越變越小，這種單獨(dú)的結(jié)構(gòu)空間常常無法實(shí)現(xiàn)。此外，已知的力反饋裝置常常要求有一個(gè)自己的致動(dòng)驅(qū)動(dòng)器，這意味著除了額外的空間需求之外，還需要額外的能量消耗以及與此相關(guān)的放熱。

發(fā)明內(nèi)容
在此背景下，本發(fā)明的目的在于，提供一種特別用于換擋變速器的電或電子線控操縱的具有操縱元件的操縱裝置，通過這種操縱裝置能夠克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點(diǎn)。在此， 該操縱裝置可以特別節(jié)省空間，結(jié)構(gòu)簡單進(jìn)而可低成本地制造，并且能夠可靠地和實(shí)際可行地把換擋過程或被鎖止的操縱位置轉(zhuǎn)變成可用觸覺感知的信號。該目的通過具有權(quán)利要求1的特征的操縱裝置得以實(shí)現(xiàn)。優(yōu)選的實(shí)施方式是從屬權(quán)利要求的內(nèi)容。在一種本身首先已知的方式中，根據(jù)本發(fā)明的操縱裝置包括一個(gè)換擋座以及一個(gè)操縱元件，例如一個(gè)操縱桿，其中該操縱元件可圍繞一個(gè)位于換擋座上的一個(gè)支承位置轉(zhuǎn)動(dòng)或擺動(dòng)。通過本身同樣已知的方法，操縱裝置還具有一個(gè)致動(dòng)器，該致動(dòng)器的作用是，例如，在一個(gè)或者多個(gè)換擋位置促使操縱元件運(yùn)動(dòng)或者鎖止該操縱元件。根據(jù)本發(fā)明，該操縱裝置的特征在于，除了操縱元件的運(yùn)動(dòng)和鎖止功能之外，致動(dòng)器還被設(shè)置用于產(chǎn)生機(jī)械的振動(dòng)或擺動(dòng)。致動(dòng)器可以通過這種方法產(chǎn)生振動(dòng)或擺動(dòng)，所產(chǎn)生的振動(dòng)或擺動(dòng)通過換擋座和軸承傳遞到操縱元件或選檔桿上，由此駕駛員在操縱選檔桿時(shí)可憑觸覺感知。特別是，當(dāng)試圖使選檔桿向一個(gè)目前不允許的換檔位置的方向移動(dòng)時(shí)，借助于由致動(dòng)器產(chǎn)生的振動(dòng)，就已經(jīng)向駕駛員發(fā)出可觸知的信號，告知駕駛員他正準(zhǔn)備開始一個(gè)不允許的或者在變速器的當(dāng)前工作狀態(tài)下不能實(shí)施的換擋操縱。
因此，依據(jù)本發(fā)明的起決定性作用的優(yōu)點(diǎn)在于，不需要一個(gè)額外的致動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置就可以實(shí)現(xiàn)主動(dòng)的力反饋，此外甚至還不需要對操縱裝置作重大的改動(dòng)。換言之，由于本發(fā)明，現(xiàn)有的幾乎任意特點(diǎn)的鎖止致動(dòng)器都能用于發(fā)揮這種雙重功能，一方面鎖止操縱元件移動(dòng)，另一方面產(chǎn)生力反饋。由于本發(fā)明，不必主動(dòng)地對現(xiàn)有的操縱裝置進(jìn)行改造(或只是最小程度地改造)， 以使其具有按照本發(fā)明的前攝的力反饋。由于本發(fā)明，甚至也可以只通過軟件升級就給現(xiàn)有的或者已經(jīng)安裝的沒有力反饋的操縱裝置配備力反饋功能。

只要致動(dòng)器在適當(dāng)?shù)赜|發(fā)時(shí)能夠產(chǎn)生振動(dòng)或擺動(dòng)，可以不用考慮致動(dòng)器被如何構(gòu)造和設(shè) 置就可實(shí)施本發(fā)明。然而根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)特別優(yōu)選的實(shí)施方式，致動(dòng)器由電磁體構(gòu)成。電磁致動(dòng)器的特點(diǎn)是節(jié)省空間、可靠、能量消耗低。根據(jù)本發(fā)明，如果這里的振動(dòng)和擺動(dòng)是以一種簡單的方式，通過用交流電或脈動(dòng)直流電觸發(fā)致動(dòng)器而產(chǎn)生，則電磁致動(dòng)器是有利的?；谶@個(gè)背景，根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選的實(shí)施方式規(guī)定，借助于脈沖寬度調(diào)制對致動(dòng)器進(jìn)行觸發(fā)。脈沖寬度調(diào)制信號可以以低的線路損耗產(chǎn)生，并且配電方面的熱損耗也微乎其微。此外還可以實(shí)現(xiàn)多種信號形式和信號頻率。此外還可以為脈寬度調(diào)制信號調(diào)制 (aufmodulieren)另一個(gè)低頻信號，這樣就可以產(chǎn)生獨(dú)特的、在必要時(shí)各不相同的信號形式，這些信號相應(yīng)地向駕駛員傳遞獨(dú)特的、在必要時(shí)各不相同的觸覺信號。例如，可以給一個(gè)目前完全鎖止的換擋位置(例如，快速前進(jìn)時(shí)掛倒車檔)配置的振動(dòng)模式與給目前雖然是允許的，但是會導(dǎo)致燃料消耗增加的換檔位置(例如，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速過高的檔位)配置的振動(dòng)模式是不一樣的。根據(jù)本法明的另一種實(shí)施方式，操縱裝置包括至少兩個(gè)致動(dòng)器。沒有用于致動(dòng)或者鎖止選檔桿的致動(dòng)器用于產(chǎn)生機(jī)械的振動(dòng)或擺動(dòng)。如果致動(dòng)器中的一個(gè)已經(jīng)被使用(例如用于鎖止操縱元件或選檔桿的一個(gè)目前不允許的換擋位置)并且因此能夠同時(shí)毫無問題地產(chǎn)生所期望的振動(dòng)或擺動(dòng)，則通過這種方法可以可靠地產(chǎn)生振動(dòng)或擺動(dòng)并將其傳遞給操縱元件。如果操縱者或駕駛員相對用力地按一個(gè)目前由一個(gè)致動(dòng)器所構(gòu)成的換擋閉鎖裝置，這特別適合。由此可能(例如是一個(gè)電磁致動(dòng)器的情況下)使電磁致動(dòng)器的銜鐵暫時(shí)傾斜并鎖住，從而目前禁止通過該致動(dòng)器產(chǎn)生振動(dòng)或擺動(dòng)。因此，在這種情況下，可以使用第二個(gè)、目前沒有用于鎖止功能的致動(dòng)器來可靠地產(chǎn)生振動(dòng)或擺動(dòng)。


下面將借助一個(gè)只示出了一個(gè)實(shí)施例的附圖對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的說明。唯一的附圖在此處圖1在該附圖中示出了依據(jù)本發(fā)明的操縱裝置的實(shí)施方式。
具體實(shí)施例方式圖1示出了具有其結(jié)構(gòu)方式首先本身已知的三個(gè)鎖止致動(dòng)器2的操縱裝置1。此外，在圖1中還可以看到一個(gè)(例如，可以與車輛的車身底部連接的)換擋座3，為了便于識別在圖1的示圖中的操縱裝置1的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，該變速器的外殼的一半被去掉。一個(gè)操縱桿5通過一個(gè)球窩關(guān)節(jié)4與換擋座3連接，該操縱桿可以沿虛線表示的雙箭頭在行駛方向上向前或向后運(yùn)動(dòng)。 在換擋座3中同樣地設(shè)有總共三個(gè)電磁致動(dòng)器2，這些致動(dòng)器能夠分別與鎖止延長部6相互作用，其中這些鎖止延長部6與操縱桿5被構(gòu)造成一體。因此，根據(jù)對三個(gè)電磁致動(dòng)器2的觸發(fā)，電磁致動(dòng)器2的相應(yīng)數(shù)量的銜鐵銷7被移出并且各鎖止延長部6 (并且因此也包括操縱桿)的運(yùn)動(dòng)角度相應(yīng)地受到限制或被減小。因此，通過這種方法可以借助于對電磁致動(dòng)器2相應(yīng)地進(jìn)行觸發(fā)來選擇性地鎖定操縱桿5的確定的換檔位置或換檔角度范圍。但是，根據(jù)本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)對一個(gè)或者多個(gè)致動(dòng)器2的額外的控制，使得或是為致動(dòng)器2加載振幅和頻率都適當(dāng)?shù)慕涣麟?，或是加載脈動(dòng)直流電，尤其是以脈沖寬度調(diào)制 (Pulsweitenmodulation)的形式。因此利用這種方法可以在一個(gè)或者多個(gè)致動(dòng)器2中產(chǎn)生相應(yīng)的振動(dòng)或擺動(dòng)，而生成的振動(dòng)或擺動(dòng)通過操縱裝置1的換擋座3以及通過球窩關(guān)節(jié)4被傳遞到操縱桿5上。換句話說這意味著，所示出的操縱裝置1 (本身以其已知的實(shí)施方式不提供通過只鎖止不允許的換檔位置而產(chǎn)生的力反饋)實(shí)際上不經(jīng)任何結(jié)構(gòu)上的改動(dòng)就可以轉(zhuǎn)變成一個(gè)具有全面的、前攝的(proaktiv)或者可變的力反饋功能性的操縱裝置。這能夠以最簡單的方式，必要時(shí)甚至僅以軟件升級的形式實(shí)現(xiàn)，所述軟件被用在操縱裝置1的用于致動(dòng)器2的觸發(fā)電路中。結(jié)果，顯然通過本發(fā)明提供了一個(gè)特別地用于線控?fù)Q檔檔位變速器的具有力反饋的操縱裝置，該操縱裝置能夠以最小的結(jié)構(gòu)花費(fèi)得以實(shí)現(xiàn)，從而尤其是通過實(shí)現(xiàn)換檔過程或被鎖止的操縱位置的靈活的觸覺感知可以決定性地改善對于操縱者或駕駛員的觸覺反饋。因此可以大范圍地改變換擋變速器的操縱裝置(以及純軟件方面)的手感和運(yùn)動(dòng)特性， 并且使它們與特殊的應(yīng)用或用戶的偏好相適應(yīng)。因此本發(fā)明還特別地在機(jī)動(dòng)車輛的線控?fù)Q檔變速器領(lǐng)域的應(yīng)用方面對人機(jī)工程學(xué)，操縱舒適性和費(fèi)用效率的改進(jìn)做出了重大貢獻(xiàn)。附圖標(biāo)記列表1操縱裝置2電磁致動(dòng)器3換擋座4球窩關(guān)節(jié)5換檔桿，選檔桿6鎖止延長部7 銜鐵
權(quán)利要求
1.一種操縱裝置(1)，特別是用于選擇線控?fù)Q擋變速器的檔位的操縱裝置(1)，所述操縱裝置具有一個(gè)換擋座(3)，一個(gè)能轉(zhuǎn)動(dòng)地或能擺動(dòng)地支承在換擋座(3)的支承位置(4)上的機(jī)械的操縱元件(5)，特別是一個(gè)操縱桿，以及至少一個(gè)用于使所述操縱元件(5)運(yùn)動(dòng)或鎖止的致動(dòng)器(2)，其特征在于，所述致動(dòng)器(2)除了其運(yùn)動(dòng)功能和鎖止功能之外，還被設(shè)置用于產(chǎn)生機(jī)械的振動(dòng)或擺動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的操縱裝置，其特征在于，所述致動(dòng)器(2)由電磁體構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的操縱裝置，其特征在于，對所述致動(dòng)器(2)的觸發(fā)被構(gòu)造為脈沖寬度調(diào)制信號的形式。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的操縱裝置，其特征在于，所述操縱裝置(1)包括至少兩個(gè)致動(dòng)器(2)，其中沒有被用于使選檔桿運(yùn)動(dòng)或鎖止的致動(dòng)器(2)被設(shè)置用于產(chǎn)生機(jī)械的振動(dòng)或擺動(dòng)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種特別地用于線控操縱的換擋變速器的操縱裝置(1)。該操縱裝置(1)包括一個(gè)換擋座(3)和一個(gè)可擺動(dòng)地支承在換擋座(3)的支承位置(4)中的操縱元件(5)，例如選檔桿。此外，該操縱裝置(1)還具有至少一個(gè)特別地用于鎖止操縱元件(5)的致動(dòng)器(2)。根據(jù)本發(fā)明，操縱裝置(1)的特征在于，致動(dòng)器(2)除了其鎖止功能外，還被設(shè)置用于產(chǎn)生機(jī)械的振動(dòng)或擺動(dòng)。因此，本發(fā)明以很少的結(jié)構(gòu)上的耗費(fèi)實(shí)現(xiàn)了操縱裝置的用于操作者的觸覺反饋的轉(zhuǎn)換，特別是能夠以靈活的觸覺感知告知換擋過程或者選檔桿的閉鎖的操縱位置?，F(xiàn)有的操縱裝置可以在可能的情況下僅通過軟件方面的修改便可升級為具有觸覺反饋功能。
文檔編號F16H61/22GK102308127SQ201080006468
公開日2012年1月4日 申請日期2010年2月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月5日
發(fā)明者A·波伊克特 申請人:Zf腓特烈斯哈芬股份公司