专利名称：设备的操作装置和方法
技术领域：
本发明涉及一种设备的操作装置和方法，更具体地，涉及一种响应于驾驶员的操作而操作的设备的操作装置和方法。
背景技术：
传统地，车辆的驱动力和制动力通过驾驶员选择性地操作换档杆、加速器踏板及制动器踏板而控制。驱动力和制动力根据这些构件的操作量而增加或减少。
为了操作换档杆、加速器踏板及制动器踏板，必须将所需载荷施加于换档杆、加速器踏板及制动器踏板上，否则它们不能操作。也就是说，当驾驶员操作诸如换档杆、加速器踏板及制动器踏板等构件时，对抗驾驶员的操作会产生反作用力。由此，可通过改变反作用力来阻止特定操作。
日本专利申请公开公报JP-A-2005-2844号描述了一种用于车辆的操作装置，其通过线控驱动而在车辆的加速器踏板或换档杆至少其中之一上以电气方式产生操作载荷。此操作装置包括电磁制动器，其产生作为操作载荷的电磁力；以及，电动马达和弹簧至少其中之一，所述电动马达产生作为操作载荷的旋转驱动力，而所述弹簧机械地产生操作载荷。操作载荷通过线控驱动而产生于操作装置中。如果换档杆沿升档或降档方向操作且没有产生效果，则沿无效果方向的操作载荷增加。
依据在此公开公报中描述的用于车辆的操作装置，线控驱动可以在操作装置上产生操作载荷并有效地控制车辆的加速器或换档杆至少其中之一的操作载荷与操作感受(即感觉)。同时，换档杆向前换档而将变速器依次地换档到第一档、第二档，等等。换档杆超过最高档位的向前换档是没有效果的。在此情形中，相对于换档杆向前换档的操作而言，操作载荷变得较大，因而限制了换档杆的向前运动。以此方式，向驾驶员施加适当的操作载荷，进而变速器可以得到适当地控制。
可能出现驾驶员的操作会对车辆的行动产生不利影响的时候。例如，如果在发动机高速运转时通过操作换档杆来进行降档，则发动机转速会变得过高。同时，如果在车辆行驶于低摩擦系数的路面(即，下文中也称为“低μ道路”)上时通过操作换档杆来进行降档，则驱动力会变得过大且车辆可能打滑。然而，日本专利申请公开公报JP-A-2005-2844号没有提及可能对车辆行动造成不利影响的操作。
发明内容
因此，本发明提供一种设备的操作装置和方法，其能够阻止可能对车辆行动造成不利影响的操作。
本发明的第一方面涉及一种设备的操作装置，所述设备响应于驾驶员对操作构件的操作而操作。所述操作装置包括检测车辆运行状态的检测装置；依据检测到的运行状态来设定由所述设备控制的控制值可以变化的范围的设定装置；以及根据所述控制值是否落在所述范围内来控制驾驶员操作所述操作构件时施加到该操作构件上的反作用力的控制装置。
依据此第一方面，依据检测到的车辆运行状态来设定由所述设备控制的控制值可以变化的范围。例如，该范围可以设定为使得发动机转速越高则变速器速比的上限值越低，或者该范围可设定为使得路面的摩擦系数越低则变速器速比的上限值越低。根据所述控制值是否落在所述范围内来控制驾驶员操作所述操作构件时所产生的反作用力。例如，可以执行控制而使得所述反作用力在所述控制值落在所述范围之外时比所述控制值落在所述范围之内时大。由此，可以在发动机转速高时或车辆行驶于低μ道路上时阻止会增加速比的操作。因此，在发动机转速高时可以阻止该转速变得更大，或者可以阻止驱动力在低μ道路上变得过大。由此，可提供一种设备的操作装置，其能够阻止会对车辆行动造成不利影响的操作。
对于依据本发明第二方面的设备的操作装置，除了第一方面的结构之外，所述控制装置还包括执行控制而使得反作用力在所述控制值落在所述范围之外时比所述控制值落在所述范围之内时大的部分。
依据此第二方面，执行控制而使得反作用在所述控制值落在所述范围之外时比所述控制值落在所述范围之内时大。由此，可以阻止可能改变控制值而使得其落在所允许的范围之外的操作。
对于依据本发明第三方面的设备的操作装置，除了第一或第二方面的结构之外，所述设备为变速器，且所述控制值为速比。
依据此第三方面，可以阻止可能改变速比而使得其落在所允许的范围之外的操作。
对于依据本发明第四方面的设备的操作装置，除了第三方面的结构之外，设定装置还包括设定所述范围而使得发动机转速越高则上限值越低的部分。
依据此第四方面，设定范围而使得发动机转速越高则上限值就越低。由此，可以在发动机转速高时阻止将会增加速比的操作，从而阻止发动机转速变得过高。
对于依据本发明第五方面的设备的操作装置，除了第三方面的结构之外，设定装置还包括设定所述范围而使得路面的摩擦系数越低则上限值越低的部分。
依据此第五方面，设定范围而使得路面的摩擦系数越低则上限值越低。由此，可以在车辆于低μ道路上行驶时阻止将会增加速比的操作。因此，可阻止驱动力在低μ道路上变得过大，从而阻止车辆打滑。
参照附图，通过下文对优选实施方式的描述，本发明的上述及其它目的、特征和优点将变得明显，其中类似的标号用于指代类似的元件，其中图1为设置有依据本发明一种示例实施方式的操作装置的车辆的示意图；图2为设置有依据本发明所述示例实施方式的操作装置的车辆的控制框图；图3为液压控制回路的图示(部分1)；图4为液压控制回路的图示(部分2)；图5为液压控制回路的图示(部分3)；
图6为在档位槽(gate)内移动的换档杆的第一视图；图7为图2所示ECU的框图；图8为示出换档杆上的反作用力的基值的视图；图9为示出发动机转速将变得低于预定值的速比的上限值的视图；图10为示出认为车辆将不会打滑的速比的上限值的视图；图11为示出由ECU执行的程序中的控制结构的流程图(部分1)；图12为示出由ECU执行的程序中的控制结构的流程图(部分2)，其为图11中的流程图的接续部分；图13为示出换档杆上的反作用力的变化的视图；以及图14为在档位槽内移动的换档杆的第二视图。
具体实施例方式
在下文中，将参照附图来详细地描述本发明的示例实施方式。在下文的描述中，类似的部件将由类似的参考标号指代。此外，类似的部件将由相同的术语指代并具有相同的功能。因此，将不重复对这些部件的详细描述。
现在将参照图1来描述设置有依据本发明一种示例实施方式的操作装置的车辆。位于设置在车辆内的动力传动系100中的发动机200的输出通过变矩器300和前进-倒退切换装置400输入到带式无级变速器(在下文中也简称“CVT”)500。CVT 500的输出被传递到减速齿轮600和差动齿轮单元700，然后分配到左、右驱动轮800。驱动轮800的转动由制动系统1300控制，制动系统1300通过摩擦力来阻止驱动轮800的转动。
动力传动系100由将在下文描述的ECU(电子控制单元)900控制。也可用环面式无级变速器等来代替CVT 500。
变矩器300包括连接到发动机200的曲轴的泵轮302以及通过涡轮轴304连接到前进-倒退切换装置400的涡轮306。锁止离合器308设置在泵轮302和涡轮306之间。锁止离合器308通过在接合侧流体室与释放侧流体室之间切换液压供应而接合或释放。
当锁止离合器308完全接合时，泵轮302和涡轮306一体地一起转动。机械油泵310设置有泵轮302。此机械油泵310产生用于控制CVT500的变速的液压、在带上施加带压(握紧力)以及将润滑油供应到各个部件。
前进-倒退切换装置400包括双级小齿轮型行星齿轮组。变矩器300的涡轮轴304连接到行星齿轮组的恒星齿轮402，CVT 500的输入轴502连接到行星齿轮组的托架404，且托架404和恒星齿轮402通过前进离合器406选择性地连接在一起。行星齿轮组的齿圈408通过倒档制动器410选择性地固定到壳体上。前进离合器406和倒档制动器410通过液压缸摩擦接合。前进离合器406的输入转速与涡轮轴304的转速(即涡轮转速NT)相同。
通过接合前进离合器406及释放倒档制动器410而将前进-倒退切换装置400控制为前进行驶的状态。在此状态中，前进驱动力传递到CVT 500。通过接合倒档制动器410及释放前进离合器406而将前进-倒退切换装置400控制为倒退行驶的状态。在此状态中，输入轴502以与涡轮轴304相反的方向转动，即反向转动。由此，倒退驱动力传递到CVT 500。释放前进离合器406以及倒档制动器410，从而将前进-倒退切换装置400置于动力传输中断的空档状态。
CVT 500包括设置在输入轴502上的初级带轮504、设置在输出轴506上的次级带轮508以及绕在初级带轮504与次级带轮508上的传动带510。利用带轮与传动带510之间的摩擦力来传输动力。
各带轮均由液压缸形成，这使得带轮的凹槽宽度可以通过控制带轮的液压缸中的液压而改变。当其中一个带轮的凹槽宽度变化时，绕在这个带轮上的传动带510的卷绕半径(也称为“节圆半径”)也随之改变。初级带轮504上的节圆半径与次级带轮508上的节圆半径的比确定了速比GR(即速比GR＝初级带轮速度NIN/次级带轮速度NOUT)。随着两个带轮的节圆半径相对于彼此而改变，速比GR以连续方式改变。
如图2所示，ECU 900连接到各个传感器，包括发动机转速传感器902、涡轮转速传感器904、轮速传感器906、节气门开度传感器908、冷却剂温度传感器910、液压流体温度传感器912、加速器压下量传感器914、制动器行程传感器916、换档位置传感器918、初级带轮转速传感器922以及次级带轮转速传感器924。
发动机转速传感器902检测发动机200的转速(即发动机转速)NE。涡轮转速传感器904检测涡轮轴304的转速(即涡轮转速)NT。轮速传感器(也称为“车速传感器”)906检测车辆各个车轮的速度(即转速)(也称为“轮速”)。车速V可通过轮速来检测。
节气门开度传感器908检测电子节气门的开度θ(TH)。冷却剂温度传感器910检测发动机200的冷却剂温度T(W)。液压流体温度传感器912检测CVT 500等中的液压流体的温度T(C)。加速器压下量传感器914检测加速器踏板的压下量A(CC)。制动器行程传感器916检测制动器踏板的操作量(即行程量)。换档位置传感器918检测换档杆920的位置(即行程)。初级带轮转速传感器922检测初级带轮504的转速NIN，而次级带轮转速传感器924检测次级带轮508的转速NOUT。指示各传感器的检测结果的信号被输出到ECU 900。当车辆在前进离合器406接合情况下向前行驶时，涡轮转速NT与初级带轮速度NIN匹配。车速V为与次级带轮速度NOUT对应的值。因此，当车辆停止且前进离合器406接合时，涡轮转速NT为0。
ECU 900包括CPU(中央处理单元)、内存、输入/输出接口等等。CPU依据储存在内存中的程序来进行信号处理，以执行各种控制，诸如发动机200的输出控制、CVT 500的变速控制、带压控制、前进离合器406的接合/释放控制以及倒档制动器410的接合/释放控制。
发动机200的输出控制由电子节气门1000、燃料喷射系统1100以及点火系统1200等进行。CVT 500的变速控制、带压控制、前进离合器406的接合/释放控制以及倒档制动器410的接合/释放控制都通过液压控制回路2000进行。
现在将参照图3来描述液压控制回路2000的一部分。油泵310产生的液压通过管线压力流体通道2002供应到初级调节阀2100、调制阀(1)2310以及调制阀(3)2330。
控制压力选择性地从SLT线性电磁阀2200或SLS线性电磁阀2210供应到初级调节阀2100。在此示例实施方式中，SLT线性电磁阀2200和SLS线性电磁阀2210都是常开电磁阀(即在去激励时输出最大液压的电磁阀)。SLT线性电磁阀2200和SLS线性电磁阀2210也可以是常闭电磁阀(即在去激励时输出最小(零)液压的电磁阀)。
初级调节阀2100的阀芯响应于所供应的控制压力而上下滑动。从而，初级调节阀2100调节(调整)油泵310产生的液压。由初级调节阀2100调节的液压用作管线压力PL。在此示例实施方式中，管线压力PL随供应到初级调节阀2100的控制压力升高而增加。附带地，管线压力PL也可以随供应到初级调节阀2100的控制压力升高而逐渐地降低。
由调制阀(3)2330调整的液压与作为基础压力的管线压力PL一起供应到SLT线性电磁阀2200和SLS线性电磁阀2210。
SLT线性电磁阀2200和SLS线性电磁阀2210依据按照ECU 900输出的占空比信号所确定的电流值来产生控制压力。
控制阀2400从SLT线性电磁阀2200的控制压力(输出液压)和SLS线性电磁阀2210的控制压力(输出液压)中选择要供应到初级调节阀2100的控制压力。
当控制阀2400的阀芯处于图3中的状态(A)时(即示于阀左侧的状态)，控制压力从SLT线性电磁阀2200供应到初级调节阀2100。也就是说，依据SLT线性电磁阀2200的控制压力来控制管线压力PL。
当控制阀2400的阀芯处于图3中的状态(B)时(即示于阀右侧的状态)，控制压力SLS线性电磁阀2210供应到初级调节阀2100。也就是说，依据SLS线性电磁阀2210的控制压力来控制管线压力PL。
当控制阀2400的阀芯处于图3中的状态(B)时，SLT线性电磁阀2200的控制压力供应到手控阀2600，其将在下文进行描述。
控制阀2400的阀芯由弹簧沿一个方向迫压，并且对抗弹簧的迫压力供应来自于变速控制占空比电磁阀(1)2510和变速控制占空比电磁阀(2)2520的液压。
当液压从变速控制占空比电磁阀(1)2510和变速控制占空比电磁阀(2)2520二者供应到控制阀2400时，控制阀2400的阀芯变换到图3中的状态(B)。
当液压未从变速控制占空比电磁阀(1)2510和变速控制占空比电磁阀(2)2520至少其中之一供应到控制阀2400时，控制阀2400的阀芯通过弹簧的迫压力变换到图3中的状态(A)。
已经通过调制阀(4)2340调节的液压被供应到变速控制占空比电磁阀(1)2510和变速控制占空比电磁阀(2)2520。调制阀(4)2340将从调制阀(3)2330供应的液压调节到一个恒定的压力。
调制阀(1)2310输出已经以管线压力PL作为基础压力而调节过的液压。从调制阀(1)2310输出的液压被供应到次级带轮508的液压缸。此液压不会让传动带510打滑。
在调制阀(1)2310中设置可沿轴向滑动的阀芯和沿一个方向迫压阀芯的弹簧。调制阀(1)2310以ECU 900进行占空比控制的SLS线性电磁阀2210的输出液压作为引导压力来调节导入到调制阀(1)2310的管线压力PL。已经由调制阀(3)调节的液压被供应到次级带轮508的液压缸。带压(握紧力)依据来自于调制阀(1)2310的液压而增加或减少。
SLS线性电磁阀2210根据以加速器压下量A(CC)和速比GR为参数的映射进行控制，从而产生不让带510打滑的带压。更具体地，输往SLS线性电磁阀2210的激励电流以与带压相对应的占空比进行控制。当传输扭矩突然变化时，例如在加速或减速过程中，也可以通过增加带压来阻止带的打滑。
通过压力传感器2312来检测供应到次级带轮508的液压缸的液压。
现在将参照图4来描述手控阀2600。手控阀2600依据换档杆920的操作而机械地切换。当手控阀2600切换时，前进离合器406和倒档制动器410依据手控阀2600的状态而接合或释放。
换档杆920可换档到各个位置，即，用于停车的“P”位置、用于反向行驶的“R”位置、动力传递中断的“N”位置以及前进行驶的“D”和“B”位置。
当换档杆920换档到“P”位置或“N”位置时，前进离合器406和倒档制动器410中的液压从手控阀2600排出而使得前进离合器406和倒档制动器410释放。
当换档杆920换档到“R”位置时，液压从手控阀2600供应到倒档制动器410而使倒档制动器410接合，同时，前进离合器406中的液压从手控阀2600处排出而使前进离合器406释放。
当在换档杆920位于“R”位置的情况下控制阀2400处于图4中的状态(A)(即示于阀左侧上的状态)时，从未示出的调制阀(2)供应的调制压力PM通过控制阀2400供应到手控阀2600。此调制压力PM使倒档制动器410保持接合。
当在换档杆920位于“R”位置的情况下控制阀2400处于图4中的状态(B)(即示于阀右侧上的状态)时，已经由SLT线性电磁阀2200调节的液压被供应到手控阀2600。利用SLT线性电磁阀2200来调节液压，这使得倒档制动器410可以逐渐地接合，从而阻止倒档制动器410接合时的冲击。
当换档杆920换档到“D”位置或“B”位置时，液压从手控阀2600供应到前进离合器406而使得前进离合器406接合，同时，倒档制动器410中的液压从手控阀2600处排出而使得倒档制动器410释放。
当在换档杆920位于“D”位置或“B”位置的情况下控制阀2400处于图4中的状态(A)(即示于阀左侧上的状态)时，从未示的调制阀(2)供应的调制压力PM通过控制阀2400供应到手控阀2600。此调制压力PM使前进离合器406保持接合。
当在换档杆920位于“D”位置或“B”位置的情况下控制阀2400处于图4中的状态(B)(即示于阀右侧上的状态)时，由SLT线性电磁阀2200调节的液压被供应到手控阀2600。利用SLT线性电磁阀2200来调节液压，这使得前进离合器406可以逐渐地接合，从而阻止前进离合器406接合时的冲击。
SLT线性电磁阀2200通常通过控制阀2400来控制管线压力PL，而SLS线性电磁阀2210通常通过调制阀(1)2310来控制带压。
在另一方面，当在换档杆920位于“D”位置的情况下满足空档控制执行条件时，SLT线性电磁阀2200控制前进离合器406的接合力使其减少，其中空档控制执行条件包括车辆停止(即车速为0)的条件。SLS线性电磁阀2210通过调制阀(1)2310控制带压，并且还替代SLT线性电磁阀2200控制管线压力PL。
当进行将换档杆920从“N”位置换档到“D”位置或“R”位置的车库换档时，SLT线性电磁阀2200控制前进离合器406或倒档制动器410的接合力，使得前进离合器406或倒档制动器410逐渐地接合。SLS线性电磁阀2210通过调制阀(1)2310控制带压，并且还替代SLT线性电磁阀2200控制管线压力PL。
现在将参照图5描述进行变速控制的结构。通过利用比率控制阀(1)2710和比率控制阀(2)2720控制向初级带轮504的液压缸的液压供应以及从初级带轮504的液压缸的液压排放而进行变速控制。
被供以管线压力PL的比率控制阀(1)2710和连接到排出装置的比率控制阀(2)2720都与初级带轮504的液压缸连通。
比率控制阀(1)2710是用于执行升档的阀，并且其构造成使得位于被供以管线压力PL的入口端口和与初级带轮504液压缸连通的出口端口之间的流动路径由阀芯开放和关闭。
在比率控制阀(1)2710的阀芯的一端处设置弹簧。来自于变速控制占空比电磁阀(1)2510的控制压力通过一端口进行供应，该端口形成在与弹簧所在侧相对的端部中而使得阀芯夹在其间。同样，来自于变速控制占空比电磁阀(2)2520的控制压力通过一端口进行供应，该端口形成在弹簧所在侧的端部中。
当来自于变速控制占空比电磁阀(1)2510的控制压力增加且不允许该控制压力从变速控制占空比电磁阀(2)2520排出时，比率控制阀(1)2710的阀芯切换到图5中的状态(D)(示于阀右侧上的状态)。
在这个状态中，供应到初级带轮504的液压缸的液压增加，从而初级带轮504的凹槽宽度变窄。由此，速比减少，即变速器升档。此外，增加此时所供应的操作流体量而增加变速速度。
比率控制阀(2)2720是用于执行降档的阀。与比率控制阀(1)2710类似，在比率控制阀(2)2720的阀芯的一端处设置弹簧。来自于变速控制占空比电磁阀(1)2510的控制压力通过一端口供应，该端口形成在弹簧所在侧的端部中。同时，来自于变速控制占空比电磁阀(2)2520的控制压力通过一端口供应，该端口形成在与弹簧所在侧相对的端部中而使得阀芯夹在其间。
当来自于变速控制占空比电磁阀(2)2520的控制压力增加且不允许该控制压力从变速控制占空比电磁阀(1)2510排出时，比率控制阀(2)2720的阀芯切换到图5中的状态(C)(示于阀左侧上的状态)。
在这个状态中，液压通过比率控制阀(1)2710和比率控制阀(2)2720从初级带轮504的液压缸排出，从而初级带轮504的凹槽宽度增加。由此，速比增加，即变速器降档。此外，增加此时所排出的液压流体量而增加变速速度。
现在将参照图6进一步地描述换档杆920。换档杆920设置成在档位槽930内移动并可停止在档位槽930内的任意位置处。
在此示例实施方式中，控制CVT 500而确定与档位槽930中各个位置对应的速比。例如，控制CVT 500而在图6中换档杆920位置的上方位置处确定用于较高车速的速比——即较低的速比。相反地，控制CVT500而在图6中换档杆920的位置的下方位置处确定用于较低车速的速比——即较高的速比。
设定CVT 500的速比的方法并不限于此。可替代地，例如，可控制CVT 500而在图6中换档杆920位置的上方位置处确定较高的速比，并且可控制CVT500而在图6中换档杆920位置的下方位置处形成较低的速比。
在这个示例实施方式中，在图6中换档杆920位置的上方位置处，行程增加。通过电致动器932产生操作换档杆920所需的载荷，即驾驶员在操作换档杆920时感受到的反作用力。此电致动器932由ECU 900控制。可使用已知技术来产生换档杆920上的反作用力，因此，为此目的所采用的结构将不在此处详细地描述。然而，将在下文中详细地描述换档杆920上的反作用力。
将参照图7来进一步地描述ECU 900。ECU 900包括基础反作用力计算部分940、反作用力控制部分950以及极限速比计算部分960。基础反作用力计算部分940计算反作用力的基值(下文中也称为“基础反作用力”)，使得换档杆920的行程越大，此基值越大。
现在回到图7，反作用力控制部分950控制电致动器932，以产生期望的反作用力并移动换档杆920。反作用力控制部分950还控制报警装置934，以告知驾驶员换档杆920处于可能对车辆行动有不利影响的位置(在该位置处将确定一个速比)附近的情况。
除了由基础反作用力计算部分940所计算的基础反作用力之外，还基于发动机转速将变得低于预定值的速比的上限值和认为车辆(即车轮)将不会打滑的速比的上限值来确定换档杆920上的反作用力。
次级带轮的速度(即CVT 500的输出轴转速)NOUT越高，即发动机转速越高，则发动机转速将变得低于预定值的速比的上限值设定得越低，如图9中的实线所示。发动机转速将变得低于预定值的速比的上限值预先储存在ECU 900的内存中。此上限值以发动机转速将变得低于预定值的速比限定了所允许的速比范围。
图9中的虚线指示第一阈值，所述第一阈值限定了驾驶员被告知换档杆920处于可能对车辆行动有不利影响的位置(在该位置处将确定一个速比)附近这一情况处的速比。
认为将车辆不会打滑的速比的上限值根据预先准备的映射等来设定，使得次级带轮速度NOUT越高，该速比上限值变得越低，如图10中的实线所示。同时，路面的μ(即摩擦系数)越低，则认为车辆将不会打滑的速比的上限值变得越低。此上限值以认为车辆将不会打滑的速比限定了所允许的速比范围。
图10中的虚线指示第二阈值，所述第二阈值限定了驾驶员被告知换档杆920处于可能对车辆行动有不利影响的位置(在该位置处将确定一个速比)附近这一情况处的速比。
认为车辆将不会打滑的速比的上限值(即图10的实线)由极限速比计算部分960设定。极限速比计算部分960基于路面的μ(即摩擦系数)设定认为车辆将不会打滑的速比的上限值。在此，路面的μ通过轮胎的打滑比来计算，例如，其通过车轮的转速来估计。路面的μ可通过公知的常规技术来计算，因此，在此不再详细地描述其计算方式。
现在将参照图11和12来描述由ECU 900执行的程序的控制结构。下文描述的程序以预定的周期重复地执行。
在步骤S100中，ECU 900基于初级带轮速度NIN和次级带轮速度NOUT来检测CVT 500的速比。
在步骤S200中，ECU 900判断速比是否比第一阈值(即图9中的虚线)和第二阈值(即图10中的虚线)都低。如果速比低于第一阈值和第二阈值，则过程进行到步骤S210。如果不是(步骤S200中为否)，则过程进行到步骤S300。附带地，速比与对应于当前次级带轮速度NOUT的各阈值作比较。
在步骤S210中，ECU 900基于换档杆920的行程来计算基础反作用力。然后在步骤S220中，ECU 900控制电致动器932以产生该基础反作用力。
在步骤S300中，ECU 900控制报警装置934以通过音频装置、视觉装置或两者来警告驾驶员。然后在步骤S310中，ECU 900控制电致动器932以随着速比的增加而逐渐地增加反作用力。
在步骤S400中，ECU 900判断速比是否已经增加到等于或大于以下两者至少其中之一1)发动机转速将变得低于预定值的速比的上限值(即图9中的实线)；和2)认为车辆将不会打滑的速比的上限值(即图10的实线)。如果速比已经增加到等于或大于发动机转速将变得低于预定值的速比的上限值及认为车辆将不会打滑的速比的上限值至少其中之一(即步骤S400的判断结果为“是”)，则过程进行到步骤S410。如果不是这样(即步骤S400的判断结果为“否”)，此程序循环结束。附带地，速比与对应于当前次级带轮速度NOUT的各上阈值作比较。
在步骤S410中，ECU 900控制电致动器932而以步进的方式增加反作用力。
在步骤S500中，ECU 900判断速比是否已经增加到等于或大于认为车辆将不会打滑的速比的上限值。如果速比已经增加到等于或大于认为车辆将不会打滑的速比的限值(即步骤S500中的判断结果为“是”)，则程序进行到步骤S510。如果不是(即步骤S500中的判断结果为“否”)，则此程序循环结束。
在步骤S510中，ECU 900控制电致动器932而将换档杆920的行程减少到预定值。也就是说，即使驾驶员不曾操作换档杆920，电致动器932仍会操作以移动换档杆920，。
现在将对基于上述结构和流程图的依据此示例实施方式的操作装置的操作进行描述。
在车辆行驶时，基于初级带轮速度NIN和次级带轮速度NOUT来检测CVT 500的速比(步骤S100)。如果速比既低于第一阈值(即图9中的虚线)也低于第二阈值(即图10中的虚线)(即在步骤S200中判断结果为“是”)，则即使执行了降档而使得速比增加，发动机转速也不会变得过高，进而驱动力不会变得过大。在此情形中，基于换档杆920的行程来计算基础反作用力(步骤S210)，且电致动器932受控而产生所计算出的反作用力。
另一方面，如果速比等于或大于第一阈值(即在步骤S200中判断结果为“否”)，则存在这样的可能如果执行降档且速比增加，则发动机转速可能变得过高。同时，速比的增加可能导致产生过多的驱动力，这可能导致车辆打滑。
因此，如果速比等于或大于第一阈值及第二阈值至少其中之一(即在步骤S200中判断结果为“否”)，则报警装置934受控而通过音频装置、视觉装置或这两者来警告驾驶员(步骤S300)。
同时，为了使换档杆920难以换档，控制电致动器932(步骤S310)，使得随着速比的增加而逐渐地增加反作用力，如图13所示。
如果速比增加到发动机转速将变得低于预定值的速比的上限值(由图9中的实线所示)和认为车辆将不会打滑的速比的上限值(由图10中的实线所示)至少其中之一，则如图13中所示反作用力以步进的方式变大(步骤S410)。由此，可使得换档杆920更难以操作，这阻止了速比的增加，从而阻止了所不期望的车辆行动。
如果此时速比已经增加到等于或大于认为车辆不会打滑的速比上限值(即步骤S500中判断结果为“是”)，则控制电致动器932而使换档杆920的行程减少到预定值(步骤S510)。由此，速比将减少，除非驾驶员在换档杆920上施加载荷。由此，可减少驱动力，从而使得车辆较不易于打滑。
如上所述，通过依据此示例实施方式的操作装置，如果速比增加到发动机转速将变得低于预定值的速比的上限值和认为车辆将不会打滑的速比的上限值至少其中之一，则换档杆上的反作用力以步进的方式增加。由此，使得换档杆920更难以换档。因此，当发动机转速高时可以阻止其变得更高，且可以阻止驱动力在低μ道路上变得过大。由此，可以阻止可能对车辆行动有不利影响的操作。
在上述示例实施方式中，基于路面的μ来设定认为车辆不会打滑的速比上限值。然而，除了基于路面的μ来设定之外，上限值还可基于例如牵引控制的执行状态来计算，所述牵引控制基于车轮的打滑比来调节车辆的驱动力。
此外，认为车辆不会打滑的速比上限值可通过从诸如ITS(智能交通系统)获得的与路面的μ、下雨及下雪等相关的信息来设定。
此外，可计算驱动力的上限值而不是速比的上限值。并且，在上述的示例实施方式中，换档杆920可停止在档位槽930内的各个给定位置处。然而，可替换地，如图14所示，如果驾驶员未在换档杆920上施加载荷，可通过使用弹簧的迫压力等使换档杆920返回到预定位置(即由图14中实线所示的位置)。
此外，除了换档杆920的反作用力之外，还可以控制加速器踏板、制动器踏板及方向盘等上的反作用力。
在此公开的示例实施方式的所有方面都仅仅是示例性的，并且在任何情况下都不构成限制。本发明的范围不由上文的描述指明，而是由此专利的权利要求的范围指明，并且其旨在包括所有落在此专利的权利要求的范围内以及与此专利的权利要求的范围等同的修改。
权利要求
1.一种设备(500)的操作装置，所述设备(500)响应于驾驶员对操作构件(920)的操作而操作，其特征在于包括检测车辆运行状态的检测装置(922、924)；依据检测到的运行状态来设定由所述设备(500)控制的控制值的范围的设定装置(900)；以及根据所述控制值是否落在所述范围内来控制驾驶员操作所述操作构件(920)时施加到所述操作构件(920)上的反作用力的控制装置(900)。
2.如权利要求1所述的设备(500)的操作装置，其中，所述控制装置(900)包括部分(900)，所述部分(900)执行控制而使得所述反作用力在所述控制值落在所述范围之外时比所述控制值落在所述范围之内时大。
3.如权利要求2所述的设备(500)的操作装置，其中，所述控制装置(900)包括部分(900)，所述部分(900)在所述控制值落在所述范围之外时执行控制而警告驾驶员。
4.如权利要求1到3中任一项所述的设备(500)的操作装置，其中，所述设备(500)为变速器(500)，所述控制值为速比。
5.如权利要求4所述的设备(500)的操作装置，其中，所述控制装置(900)包括部分(900)，所述部分(900)执行控制而使得所述操作构件(920)的行程在所述速比落在所述范围之外时比在所述速比落在所述范围之内时小。
6.如权利要求4所述的设备(500)的操作装置，其中，所述设定装置(900)包括部分(900)，所述部分(900)设定所述范围而使得发动机转速越高则上限值越低。
7.如权利要求4所述的设备(500)的操作装置，其中，所述设定装置(900)包括部分(900)，所述部分(900)设定所述范围而使得路面摩擦系数越低则上限值越低。
8.一种设备(500)的操作方法，所述设备(500)响应于驾驶员对操作构件(920)的操作而操作，其特征在于包括a)检测车辆的运行状态；b)通过所述设备(500)对控制值进行控制；c)依据检测到的运行状态来设定所述控制值的范围；以及d)根据所述控制值是否落在所述范围内来控制驾驶员操作所述操作构件(920)时施加到所述操作构件(920)上的反作用力。
9.如权利要求8所述的设备(500)的操作方法，其中，所述步骤d)包括执行控制而使得所述反作用力在所述控制值落在所述范围之外时比所述控制值落在所述范围之内时大。
10.如权利要求9所述的设备(500)的操作方法，其中，所述步骤d)包括执行控制而在所述控制值落在所述范围之外时警告驾驶员。
11.如权利要求8到10中任一项所述的设备(500)的操作方法，其中，所述设备(500)为变速器(500)，所述控制值为速比。
12.如权利要求11所述的设备(500)的操作方法，其中，所述步骤d)包括执行控制而使得所述操作构件(920)的行程在所述速比落在所述范围之外时比所述速比落在所述范围之内时小。
13.如权利要求11所述的设备(500)的操作方法，其中，所述步骤c)包括设定所述范围而使得发动机转速越高则上限值越低。
14.如权利要求11所述的设备(500)的操作方法，其中，所述步骤c)包括设定所述范围而使得路面摩擦系数越低则上限值越低。
全文摘要
一种设备(500)的操作装置，所述设备(500)响应于驾驶员对操作构件(920)的操作而操作，所述设备的操作装置包括检测车辆运行状态的检测装置(922，924)；依据检测到的运行状态来设定由所述设备(500)控制的控制值的范围的设定装置(900)；以及根据所述控制值是否落在所述范围内来控制驾驶员操作所述操作构件(920)施加到该操作构件(920)上的反作用力的控制装置(900)。
文档编号F16H61/16GK101074727SQ20071009735
公开日2007年11月21日 申请日期2007年5月11日 优先权日2006年5月16日
发明者高松秀树 申请人:丰田自动车株式会社