[发明专利]起动传动比控制系统和方法

说明书

本发明涉及半自动机械变速系统（包括手动操作的换档选择器在内）的控制系统和方法，供自动控制汽车变速器速比的切换或换档之用，其余的一些控制措施则由汽车司机或驾驶员履行。本发明特别涉及半自动控制机械齿轮换档变速器用的控制系统和方法，该变速器包括自动将变速器的传动比切换到司机所选择的自动限定和显示的容许传动比的装置，包括汽车主离合器的自动控制器在内。在一个实施例中，配备了离合器踏板，除从停车状态起动的情况外，主离合器的操作在所有情况下都是自动化的。更具体地说，本发明涉及控制半自动机变速器的系统和方法，其中驾驶人员的各种动作和/或系统的各种情况，例如当汽车处于静止状态、主离合器处在松离位置且变速器接入较高（非起动）的传动比时要求一次换入低速档，和/或当汽车处在静止状态、主离合器处在松离位置且变速器处在控档位置时要求一次换入高速档，都被理解为要求直接切换到预选择的起动传动比。

此外，更具体地说，本发明涉及一种全自动或半自动的机械变速系统，该系统具有多个可利用的从停车状态起动的传动比，和起码一个直接切换到预选择的起动传动比的操作方式，其中的预选择传动比是驾驶人员在汽车即将从停止状态起动之前实际使用的传动比。

象重型载货车和/或大客车之类的重型车辆以及小客车用的检测油门开度或位置、车速、发动机转速等并根据这些参数使汽车的变速器自动换档的全自动变速系统是公知技术。这类全自动齿轮换档变速器包括那些利用液压摩擦地使一个或多个构件与其它构件或机壳接合来选取传动比的变速器，和那些利用电子、液压传动和/或气动逻辑线路和执行元件使机械（即正的）离合器离合来选取所要求的传动比的变速器。这类变速器的实例可参看美国专利3，961，546、4，081，065、4，361，060、5，050，079和5，109，729，这里把这些专利包括进来以供参考。

这类全自动齿轮换档变速器，其价格会昂贵到令人不能接受的程度，特别是一般不大量出售的特大型重型车辆的这类变速器，更是如此。此外，那些利用压缩流体和/或液力变矩器的自动齿轮换档变速器往往在其输入轴与输出轴之间所消耗的动力方面效率不太高。再有，许多汽车司机喜欢控制传动比的选择过程，因为这样他们可以了解和/和知道前面道路的性质以及/或所载载荷的性质。

历来最大限度地减小上述缺点的方法是配备半自动控制的机械变速系统，这种系统的多个传动比之间可以自动切换，同时通常司机可以选择什么时候切换到特定的传动比，和是否选择换入毗邻的高速档或低速档或者跳过不用其中的一个或多个传动比。此外，如果切换到司机所选择的更高传速比，即换入使发动机转速减速到空转转速以下，即发动机处于低转速时使发动机失速和/或受力过度的高速档和较低的传动比，即换入低速档会使发动机超速，则半自动控制系统会阻止司机采用所选择的传动比。应该指出的是在变速器是手动机械变速器的情况下，即使发动机转速可以控制得使其不致加速到超过所控制的发动机转速以上，发动机也会因换入低速档换得不适当而发生上述超速。这类半自动变速控制的例子可参看美国专利4，648，290、4，800，360、4，930，081和4，930，078，这里把这些专利包括进来，以供参致。

虽然上述半自动机械变速控制确实能进行极其理想的半自动控制，但如果司机或驾驶员想在汽车静止不动时切换到所述择的变速起动传动比，他就需要核实当时采用的传动比，计算从当时采用的传动比到所选取的起动传动比的级数。然后在高速低速换档的方向将选择杆移动该次数那么多，因此这种控制有待改进。这对重型汽车可能具有9、10、11、12、13、16和18个前进档传动比的现代机械变速器特别重要，在这变速器中，头七个中的任何一个传动比在某些情况下可以是适当的起动传动比。这类多速机械变速器的实例可参看美国专利4，735，109和4，754，665，这里也将这些专利的公开内容包括进来以供参考。

要最大限度地缩小现有技术半自动机械变速控制的上述缺陷，可以采用这样的控制器和控制方法，该控制器和控制方法中的控制机构把汽车状况和驾驶员动作的各种组合情况理解为要求直接减速或升速到所选择的起动传动比。若汽车驾驶员不满意错误的传动比，他可以从所预选的传动比切换到任何容许的从停车状态的起动传动比。

尽管这些控制器有所改进，但它们还是不能完全令人满意的，因为该预选的起动传动比从所要求的汔车性能、汽车负荷、行驶的地带、气候条件等的角度看可能并不是驾驶员所要求的特定传动比。