CN103542083A - 车辆的电子换档装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种车辆的电子换档装置，其是一种排除机械连接的通过导线方式的换档操作装置，用于在变速器和换档操作装置之间传递操作力，该换档操作装置可以应用在安装了电子换档装置的车辆中。出于这一目的，通过提供与现有的换挡模式相同的换挡模式并保持用户的体验，换挡模式能够直观地操作换挡装置，并且同时减少了换档锁的数量以解决现有换挡模式设置有多个换档锁而限定利用空间的缺点，从而最大程度地利用空间。

Description

车辆的电子换档装置

相关申请的交叉引用

本申请要求2012年7月11日提交的韩国专利申请第10-2012-75382号的优先权，该申请的全部内容结合于此，以用于通过该引用的所有目的。

技术领域

本公开涉及一种用于操作安装在车辆上的变速器的装置，更具体而言，涉及一种排除机械连接的通过导线方式的换档操作装置，其用于在变速器和用于换档的操作装置之间传递操作力，该操作装置可以应用在安装了电子换档装置的车辆中。

背景技术

通常而言，在安装在车辆上的换档装置中，采用导线方式换档的换档装置指的是一种电子换挡杆，该电子换挡杆配置为接收根据驾驶者的换档操作的电信号并通过该电信号控制变速器，这不同于通过缆线将驾驶者的换档操作传递到变速器的公知的变速器控制器。

根据现有技术的传统类型的手动变速器直接连接到换档杆，以便移动换档杆而直接移动变速器的同步器齿环（synchronizer ring）从而换档；然而，在由导线换档的换档装置中，换档杆就像开关一样发送电信号，以便通过电磁铁（螺线管）来操作变速器。

图1是显示在采用导线换档的公知的换档装置之中的一种换档模式的视图。

在采用导线换档的公知的换档装置（在下文中，称为“电子换档装置”）的情况下，该换档装置被配置为在换档到各自的档位之后自动返回基本换档档位的Null档位。因此，根据各自换档档位的条件，为了实现与现有换档模式相同的换档模式，必须设置换档锁以在换档到各自的档位之后限定变速器的自动返回，且在该情况下必须设置4个换档锁。

然而，由于在公知的电子换档装置中必须设置4个换档锁，所以存在空间利用效率低下的缺点。也即，必须在各自的换档档位之间布置换档锁，从而必须保证布置换档锁的空间，因此会占用较大的空间。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的提出就是为了解决上述缺点。通过提供一种与现有的换挡模式相同的换挡模式并保持用户的体验，本发明的各个方面提供了一种能够直观地操作换挡装置的换挡模式，同时减少了换档锁的数量以解决现有换挡模式设置有多个换档锁而限制利用空间的缺点，从而最大程度地利用空间。

本发明的各个方面提供了一种电子换挡装置，其包括第一线性路径、第二线性路径、第三线性路径以及P按钮，其中，第一线性路径水平布置，在第一线性路径一侧的远端部设置有第一固定点，并且在第一线性路径另一侧的远端部设置有第一临时点；第二线性路径从第一固定点竖直向下延伸，并且在第二线性路径的延伸的远端部设置有第二临时点；第三线性路径从第一临时点竖直向下延伸，并且在第三线性路径的延伸的远端部设置有第二固定点；P按钮与第一固定点间隔开并单独操作。

另外，车辆电子换挡装置可以进一步包括操作器、传感器以及控制器，其中，操作器沿着移动路径移动；传感器用于识别操作器的位置变化；控制器用于接收来自传感器的操作器位置变化并且输出信号，以便根据操作器的移动模式来控制变速器。

此外，当外力得以释放时，操作器可以返回到第一固定点Null和第二固定点R中的一个。

另外，当操作器设置在包括第一临时点N的第一线性路径上，外力得以释放时，操作器可以返回到第一固定点Null。

此外，当操作器设置在不包括第一临时点N的第三线性路径上而外力得以释放时，操作器可以返回到第二固定点R。

与此同时，换档锁可以分别设置在第二线性路径和第三线性路径上，由控制器来控制换档锁，其中在换档锁得以操作时，换档锁限定操作器的移动。

另外，第一固定点可以设置在第一线性路径上用于选择换挡档位的Null档位，第一临时点设置在第一线性路径上用于选择换挡档位的N档位，第二临时点设置在第二线性路径上用于选择换挡档位的D档位，以及第二固定点设置在第三线性路径上用于选择换挡档位的R档位。

应当理解，此处所使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似术语一般包括机动交通工具，例如包括运动型多用途车辆（SUV）、公共汽车、卡车、各种商用车辆的乘用汽车，包括各种舟艇、船舶的船只，航空器等等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、可插式混合动力电动车辆、氢动力车辆以及其它替代性燃料车辆（例如其燃料源于非汽油的能源）。正如此处所提到的，混合动力车辆是具有两种或更多动力源的车辆，例如汽油动力和电力动力两者的车辆。

本发明的方法和装置具有其他的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方式中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方式中进行详细陈述，这些附图和具体实施方式共同用于解释本发明的特定原理。

附图说明

图1是显示在采用导线换挡的公知的换挡装置中的换挡模式的透视图；

图2是显示根据本发明的车辆的示例性电子换挡装置的视图；

图3是显示根据本发明的车辆的示例性电子换挡装置的换挡模式的视图；

图4是显示包括在根据本发明的车辆的示例性电子换挡装置的换挡模式中的换档锁的视图；

图5是显示在换挡到R档位时操作器移动档位的视图；

图6是显示在换挡到N档位时操作器移动档位的视图；

图7是显示在换挡到D档位时操作器移动档位的视图；

图8是显示在换挡到P档位时操作器移动档位的视图；以及

图9是显示根据本发明的示例性换挡锁的操作条件的图表。

应当了解，所附附图并不必须是按比例绘制的，其示出了某种程度上经过简化了的本发明的基本原理各个特征。本文所公开的本发明的具体设计特征，包括例如具体尺寸、方向、位置和外形，将部分地由具体预期应用和使用的环境来确定。

在这些附图中，在贯穿附图的多幅图形中，附图标记指代本发明的相同的或等效的部分。

具体实施方式

下面将详细说明本发明的各个实施方案，在附图中和以下的描述中示出了这些实施方案的实例。虽然本发明将与示例性实施方案相结合进行描述，但是应当了解，本说明书并非旨在将本发明限制为那些示例性实施方案。相反，本发明旨在不但覆盖这些示例性实施方案，而且覆盖可以被包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围之内的各种替换、修改、等效形式以及其它实施方案。

图2是显示根据本发明的各个实施方案的车辆电子换挡装置的图，而图3是显示根据本发明的各个实施方案的车辆电子换挡装置的换挡模式的视图。

参照附图，根据本发明的车辆电子换挡装置设置有移动路径，多个换挡档位布置在该移动路径上，该移动路径包括至少一个线性路径10、20、30，以及沿着线性路径10、20、30移动的操作器100。可以由驾驶者直接操作操作器100以进行换挡，例如操作器100可以是公知的换挡杆。

进一步而言，根据本发明的车辆电子换挡装置包括传感器200和控制器300，传感器200用于检测沿着移动路径移动的操作器100的位置变化，控制器300用于接收来自传感器200的检测信息并且输出换挡信号从而根据操作器100的操作来控制变速器400。

因此，通过操作该操作器100，自控制器300输出的换挡信号输入到变速器400以进行换挡。

如图3中所示，移动路径可以包括三条线性路径10、20、30，其中线性路径10、20、30的远端部彼此相连接，各自的线性路径分别垂直于所连接的线性路径。

在本发明的各个实施方案中，操作器100可以形成为与现有换挡杆相同的形状，其中在基于下方的枢轴点旋转时，从枢轴点向上间隔的临时点遵循几乎是直线的轨迹，并且可以形成沿着直线移动的操作器。然而，根据本发明的操作器并不受限于此，且操作器可以形成有沿着直线移动的滑动器。

多个线性路径10、20、30包括第一固定点Null和第二固定点R，在第一固定点Null和第二固定点R处，只要没有外力施加到操作器，操作器就可以保持其位置，而临时点N、D配置成使得操作器100由于外力暂时移动并且自动返回固定点Null、R中的一个。此外，固定点Null、R和临时点N、D布置成在各自的线性路径的两个远端部处彼此相邻，并且设置有固定点Null、R和临时点N、D的线性路径在固定点Null、R和临时点N、D处彼此连接为交叉点。因此，操作器100沿着通过连接线性路径10、20、30而形成的移动路径移动。

此时，当操作器100设置在固定点Null、R或临时点N、D之间时，控制器300不识别操作器被移动到用于换挡的有效位置，固定点Null、R或临时点N、D设置于线性路径10、20、30的两个远端部，因此，仅当操作器100从固定点Null、R或临时点N、D中的一个移动到固定点Null、R或临时点N、D中的另一个时，控制器300识别操作器被移动到用于换挡的有效位置。

与此同时，公知的弹性构件设置在移动路径之内的固定点Null、R和临时点N、D之间，从而当施加到操作器100的外力得以释放时，操作器100可以返回固定点Null、R中的一个。

在本发明的各个实施方案中，两个固定点Null、R出现在移动路径上，操作器100沿着该移动路径移动。因此，即使当操作器100移动以换挡，外力得以释放时，操作器也返回到第一固定点Null和第二固定点R中的一个。

当操作器100设置在包括第一临时点N的第一线性路径10上时，可以释放外力，然后操作器返回到第一固定点Null，进一步而言，当操作器100设置在除了第一临时点N的第三线性路径30上时，可以释放外力，操作器返回到第二固定点R。

该移动路径包括第一线性路径10、第二线性路径20和第三线性路径30，第一线性路径10在一端设置有第一固定点Null并且在另一端设置有第一临时点N；第二线性路径20一端连接到第一线性路径10以便包括第一固定点Null，并且在另一端设置有第二临时点D；第三线性路径30一端连接到第一线性路径10的另一端以便包括设置在第一线性路径10另一端的第一临时点N，并且在另一端包括第二固定点R。

第一线性路径10可以水平布置，以便第一固定点Null设置于一个远端部并且第一临时点N设置于另一个远端部，第二线性路径20从第一固定点Null竖直向下延伸，并且第二临时点N设置在延伸的端部，第三线性路径30从第一临时点N竖直向下延伸，并且第二固定点R设置在延伸的端部。进一步而言，P按钮P与固定点间隔开，以便可以独立操作P按钮。

然而，线性路径的构造并不受限于此，并且除了直角，可以以预定的角度设置第一线性路径10、第二线性路径20和第三线性路径30。

此处，在第一线性路径10上的第一固定点Null为换挡档位的基本档位，其中，在不进行换挡时，第一固定点Null是固定的，在第一线性路径10上的第一临时点N设置为用于选择换挡档位的N档位，在第二线性路径20上的第二临时点D设置为用于选择换挡档位的D档位，以及在第三线性路径30上的第二固定点R设置为用于选择换挡档位的R档位。

在如上所述的换挡模式中，N档位的存在是基于法律的规定，该规定为，必须将空档档位的N档位必须设置在向前移动档位的D档位和向后移动档位的R档位之间，其中本发明的换挡模式满足该规定。

与此同时，在本发明的各个实施方案中，进一步设置了P按钮P，以便在操作器100设置在第一固定点Null并且控制器配置为接收根据P按钮P的操作的信号时，通过单独的操作来选择P档位。然而，P按钮P并不受限于此，因此P按钮P可以配置为不同类型的开关，进一步而言，除了在操作器100上，P按钮P可以设置在其他位置。

图4是显示换档锁的视图，该换档锁包括在根据本发明的各个实施方案的车辆电子换挡装置的换挡模式中。

在根据本发明的车辆电子换挡装置中，换档锁S1、S2设置为在操作器100移动换挡时防止误操作，并根据车辆状态限定换挡。也即，控制器300根据操作器100的位置和操作状态选择性地控制换挡锁S1、S2，以便限定操作器的移动到适当的范围，从而根据车辆档位限定未请求的换挡操作而不进行产生风险因素的换挡。

如附图中所示，在本发明的各个实施方案中，换档锁S1、S2分别设置在第一线性路径10和第二线性路径20上。也即，本发明的换档锁设置为多个第一换档锁S1和第二换档锁S2，其中第一换档锁S1布置在第一固定点Null和第二临时点D之间，第二换档锁S2布置在第一临时点N和第二固定点R之间。

控制器300根据车辆条件（比如安全按钮和车辆速度与制动踏板的信号）通过控制换档锁来控制换挡。

下面将参考图5到图8对应用了根据本发明的车辆电子换挡装置的换挡步骤进行描述。

此处，为方便描述，第一固定点Null、第一临时点N、第二临时点D，以及第二固定点R分别表示为Null档位、N档位、D档位，以及R档位。

图5是显示在换挡到R档位时操作器100的移动步骤的视图。

控制器300配置为接收通过传感器识别的信号，该信号为操作器100正在通过N档位移动以便从从初始位置（即，第一固定点Null）换挡到R档位的信号，并且配置为在移动换挡之后，在操作器设置在第二固定点R的R档位时输出换挡信号。

如图5中所示，操作器100沿着第一线性路径10和第三线性路径30通过N档位移动到R档位以进行换挡。此时，第一线性路径10和第三线性路径30布置为彼此垂直，因此驾驶者必须操作该操作器100移动到N档位，然后移动到R档位以便换挡到R档位，该R档位布置为垂直于N档位，其中，在驾驶者想要换挡到R档位的情况下，可以通过该构造防止因操作器100没有精确地移动到R档位所引起的误操作。

因此，在驾驶者不看换挡档位时，没有误操作的精确换挡是可能的，即，当沿着第一线性路径10和第三线性路径30进行换挡到R档位时驾驶者进行驾驶车辆，第一线性路径10和第三线性路径30设置为彼此垂直。

与此同时，如上所述，在电子换挡装置中，在换挡到R档位的操作之后，当操作器100设置在第二固定点R上时，操作器100输出信号，进一步，当在操作器100移动到R档位以换挡之后，外力得以释放时，操作器自动地固定到第二固定R档位。

因此，当将外力施加到操作器100的驾驶者把操作器100移动到N档位和垂直于N档位布置的R档位，然后释放外力时，操作器100自动固定到最近的固定点R档位。控制器300基于通过传感器200输入的操作器100的移动来识别驾驶者已操作换挡到R档位并输出换挡到R档位的信号，从而在变速器中进行换挡到R档位。

图6是显示在换挡到N档位时操作器100的移动步骤的视图。

如图6中所示，N档位设置在第一移动路径上，类似于第一固定点Null，因此操作器100沿着第一线性路径10移动以换挡到N档位。

因此，设置在Null档位上的操作器100沿着第一移动路径直接从Null档位移动到N档位，以便换挡到邻近Null档位的第一临时点N，即，执行N档位。

此时，在换挡操作之后，在操作器返回到Null档位的同时，移动到N档位的操作器100输出信号。因此，当操作器100移动到N档位以换挡并且外力得以释放时，操作器返回Null档位；而当操作器100完成到Null档位的移动时，控制器300基于通过传感器200输入的操作器的移动识别出驾驶者已操作了换挡操作，并输出换挡到N档位的信号，从而在变速器中执行到N档位的换挡。

图7是显示在换挡到D档位时操作器100的移动步骤的视图。

如图7中所示，D档位设置在第二移动路径20上，类似于第一固定点Null，因此操作器100沿着第二线性路径20移动以换挡到D档位。

因此，设置在Null档位上的操作器100沿着第二移动路径20直接从Null档位移动到D档位，以便换挡到邻近Null档位的第二临时点D，即，执行D档位。

另外，如上所述，在车辆的电子换挡装置中，在换挡操作之后当操作器返回到Null档位时，操作器100输出信号。因此，当操作器100移动到D档位以换挡并且外力得以释放时，操作器返回Null档位；而当操作器100完成到Null档位的移动时，控制器300基于通过传感器200输入的操作器的移动来识别驾驶者已操作换挡到D档位并输出换挡到D档位的信号，从而在变速器400中执行到D档位的换挡。

图8是显示在换挡到P档位时操作器100的移动步骤的视图。

如上所述，在车辆的电子换挡装置中，通过按钮类型的P按钮P执行换档到P档位。在操作器100设置在Null档位时，通过P按钮P的操作来操作到P档位的换挡。

因此，当操作P按钮时，控制器300识别驾驶者已操作到P档位的换挡并且输出到P档位的换挡信号，从而在变速器400中执行到P档位的换挡。

图9是显示根据本发明的各个实施方案的其他换挡锁的操作条件的图表。

如上所述，在根据本发明的车辆电子换挡装置中，换档锁S1、S2分别设置在第二线性路径20和第三线性路径30上，以便防止操作器100的误操作。因此，在操作换档锁S1、S2时，通过换档锁S1、S2来限定操作器100的移动，因此，因此不能控制操作器100所不能到达的D档位和R档位。

根据车辆条件（比如安全按钮和车辆速度与制动踏板的信号）来操作换档锁S1、S2，并且通过控制器来控制换挡锁。

如图9中所示，当操作器100设置在Null档位或R档位上，而分别执行到P档位、R档位、N档位以及D档位的换挡时，操作换档锁。

第一，在当前换挡档位为P档位、制动踏板信号为ON，并且在车辆速度为5千米/小时或更小时，可以换挡到所有的R档位、N档位和D档位；然而在安全按钮为OFF时，操作换档锁S1、S2，因此不可以换挡到R档位和D档位。

第二，在当前换挡档位为R档位、制动踏板信号为ON、车辆速度为5千米/小时或更小，并且安全按钮为OFF时，可以换挡到P档位和D档位。然而，在制动踏板信号不为ON或车辆速度不为5千米/小时或更小时，操作换档锁S1、S2，且仅可以换挡到N档位。

第三，在当前换挡档位为N档位、制动踏板信号为ON、车辆速度为5千米/小时或更小并且安全按钮为OFF时，可以换挡到P档位；并且在制动踏板信号为ON、车辆速度为5千米/小时或更小并且安全按钮为ON时，可以换挡到R档位。此时，操作器100的物理位置为R档位。然而，在制动踏板信号不为ON或车辆速度不为5千米/小时或更小，并且安全按钮为OFF时，操作换档锁S1、S2中的第二换档锁S2，因此仅可以换挡到D档位。

第四，在当前换挡档位为D档位、制动踏板信号为ON、车辆速度为5千米/小时或更小并且安全按钮为OFF时，可以换挡到P档位；并且在制动踏板信号为ON、车辆速度为5千米/小时或更小并且安全按钮为ON时，可以换挡到R档位。此时，操作器100的物理位置为R档位。然而，在制动踏板信号不为ON或车辆速度不为5千米/小时或更小，并且安全按钮为OFF时，操作换档锁S1、S2中的第二换档锁S2，因此仅可以换挡到D档位。

在根据本发明的车辆电子换挡装置中，通过应用简单的换挡模式实现了所有的换挡档位，换言之，四个换挡档位Null、N、D、R，两个换档锁S1、S2和P按钮P，从而提供了极好的空间利用度。此外，与现有的换挡模式相比较，减少了换挡锁的数量，从而节约了生产成本。

根据本发明，提供了一种车辆电子换挡装置，其能够通过设置与现有的换挡模式相同的换挡模式而直观地操作换挡装置，并保持用户的体验，并同时简化换挡模式。

此外，在根据本发明的车辆电子换挡装置中，通过从为实现现有换挡模式而设置的多个换挡锁中减少为两个换挡锁以提供相同的功能，改进了利用度从而节约了生产成本，并且改进了完成价格。

为了方便解释和精确限定所附权利要求，术语下、前或后等被用于参考附图中所显示的特征的位置来描述示例性实施方案的这些特征。

前面对本发明具体示例性实施方案所呈现的描述是出于说明和描述的目的。这些描述并非旨在为穷尽本发明，或将本发明限定为所公开的精确形式，并且显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施方案进行选择并进行描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的其它技术人员能够实现并利用本发明的各种示例性实施方案及各种不同选择和改变。本发明的范围意在由所附权利要求书及其等同形式加以限定。

Claims (7)

1.一种车辆的电子换挡装置，包括：

第一线性路径，所述第一线性路径水平布置，在所述第一线性路径一侧的远端部设置有第一固定点，并且在所述第一线性路径另一侧的远端部设置有第一临时点；

第二线性路径，所述第二线性路径从所述第一固定点竖直向下延伸，并且在所述第二线性路径的延伸的远端部设置有第二临时点；

第三线性路径，所述第三线性路径从所述第一临时点竖直向下延伸，并且在所述第三线性路径的延伸的远端部设置有第二固定点；以及

P按钮，所述P按钮与所述第一固定点间隔开并单独操作。

2.根据权利要求1所述的车辆的电子换挡装置，进一步包括操作器，所述操作器沿着移动路径移动；

传感器，所述传感器用于识别所述操作器的位置变化；以及

控制器，所述控制器用于接收来自所述传感器的操作器位置变化并且输出信号，以便根据所述操作器的移动模式来控制变速器。

3.根据权利要求1所述的车辆的电子换挡装置，其中，当外力得以释放时，所述操作器返回到所述第一固定点和所述第二固定点中的一个。

4.根据权利要求3所述的车辆的电子换挡装置，其中，当所述操作器设置在包括所述第一临时点的所述第一线性路径上而外力得以释放时，所述操作器返回到所述第一固定点。

5.根据权利要求3所述的车辆的电子换挡装置，其中，当所述操作器设置在不包括所述第一临时点的所述第三线性路径上而外力得以释放时，所述操作器返回到所述第二固定点。

6.根据权利要求2所述的车辆的电子换挡装置，其中，换档锁分别设置在所述第二线性路径和所述第三线性路径上，由所述控制器来控制所述换档锁，其中在所述换档锁得以操作时，所述换档锁限定所述操作器的移动。

7.根据权利要求1所述的车辆的电子换挡装置，其中，所述第一固定点设置在所述第一线性路径上用于选择换挡档位的Null档位，所述第一临时点设置在所述第一线性路径上用于选择所述换挡档位的N档位，所述第二临时点设置在所述第二线性路径上用于选择所述换挡档位的D档位，以及所述第二固定点设置在所述第三线性路径上用于选择所述换挡档位的R档位。

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