[发明专利]具有力反馈的操纵装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的用于换挡变速器，例如用于变速器或者具有线控换挡操纵装置的自动变速器的操纵装置。

背景技术

机动车辆的变速器通常是通过一个设置在驾驶员操作的区域中的操纵装置来进行换挡或控制的。通常为此使用的操纵元件有，例如设置在机动车辆的前排座位之间或者仪表板的其它区域的换档杆或档位选择杆。

为此，出于人机工程学和安全方面的原因特别要求，以相应的换挡阻力或者对操纵杆锁止的形式，使驾驶员凭触觉能够明显地感知到目前可能存在的不允许换挡的状态，或者需要进行换挡操纵的进程。只有通过这种方式才能实现触觉上可感知的换挡操纵，例如，就像驾驶员能够感知和习惯于例如通过其根据转速和车速的同步锁止装置实现的完全同步的机械变速器的换挡操纵，或通过锁止装置和换挡锁止实现的自动变速器的通常的操纵。

因此，在任何情况下都要求，在操纵变速器过程中向驾驶员提供关于变速器当前的换挡状态或运行状态或关于换挡结果的清楚的触觉反馈。

然而在换挡变速器的电子方式换挡或者线控换挡操纵中，驾驶室内的操纵杆与在发动机舱内的机动车辆变速器之间不再有机械联接。更确切的说，在“线控换挡”变速器中，换挡指令从操纵装置到机动车辆变速器的传递是通过电的或电子信号以及然后在变速器上对换挡指令的电液转换实现的。

然而在变速器致动器和操纵杆之间缺少机械连接会导致变速器状态、可能存在的变速器换挡锁止或不允许的换挡指令不再能够直接地并且令驾驶员可触知地反作用于操纵杆的状态。

因此，在采用线控换挡控制的变速器时，驾驶员不能毫无问题地借助于确定的在操纵杆上可感觉到的锁止的换挡位置识别出在当前的行驶状态下，换挡杆位置、速度级或换挡指令可能是不允许的并且因此也不应该选择。在进行线控换挡操纵时，换挡指令的实际实施情况也同样极少地由变速器反作用于操纵杆。因此，驾驶员不能凭触觉感觉到换挡操纵过程，例如，就像驾驶员习惯于利用止动装置和变速器同步锁止装置机械操纵的变速器一样。

根据所要使用的换挡变速器的状态以及根据机动车辆的其它状态因素(例如发动机转速、机动车辆速度、离合器位置等)，因此为了在线控换挡控制的变速器中实现触觉反馈，需要根据变速器的状态以主动控制的方式对操纵杆的运动进行限制、减慢或者把常用的致动力(即力反馈)引导至操纵杆。

在采用线控换挡控制的变速器的情况下，只有通过这种方式才能让驾驶员在对操纵杆操纵后通过触觉得知，其换挡愿望(例如由于当前的机动车辆速度或者由于换挡变速器当前的运行状态)是不允许的，因此被锁止。因此还避免了当前不能由线控换挡变速器转换的换挡指令也被传输到操纵杆上的情况，其中该换挡指令被变速器电子单元识别出来，并因此没有被操纵装置传递到变速器上。

例如由DE 10 2005 001 589 B3所述，由现有技术已知，通过给操纵元件配备可电子控制的锁止致动器，能在线控的换挡变速器中实现与具有机械的力传递功能的操纵元件相应的触觉。借助于控制装置对该锁止致动器进行触发，使得当前可能不允许的换挡状态以触觉上可感知的方式被闭锁并且因此使其不能被驾驶员选择。

然而这种具有锁止致动器的操纵装置在实际可行的触觉感受的转化方面还不是最优的，因为操纵杆通过锁止致动器只能是被完全锁住或被完全释放。通过使用已知的锁止致动器不能实现一个超越于此的，能更好地符合向变速器的机械的力传递(尤其是力反馈方面)的实际可行的触觉。驾驶员在换挡杆上通过触觉只能被告知，换挡杆是可自由移动的(锁止致动器去激活)或是某些换挡位置被完全锁住(锁止致动器被激活)。

但是，通过已知的锁止致动器不能实现一个确定换挡位置的当前处于锁止状态的根据驾驶员拨动换挡杆的位移而渐变的(随着运动位移增加的)触觉感知，因为这些锁止致动器只能识别两种状态，即“操纵位置被锁止”或“操纵位置被释放”。

另一方面，由现有技术已知的具有力反馈的操纵装置的常见的不利之处的是，实现力反馈所必需的部件基本上作为附加的组件必须被安置在操纵杆的区域内或操纵装置的壳体中。这会造成产生额外的结构上的耗费并且需要单独的结构空间，随着用于现代机动车辆变速器的操纵元件越变越小，这种单独的结构空间常常无法实现。此外，已知的力反馈装置常常要求有一个自己的致动驱动器，这意味着除了额外的空间需求之外，还需要额外的能量消耗以及与此相关的放热。

发明内容