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CN103770641B - 具有第一和第二位置的汽车换挡拨片 - Google Patents

具有第一和第二位置的汽车换挡拨片 Download PDF

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CN103770641B
CN103770641B CN 201310756788 CN201310756788A CN103770641B CN 103770641 B CN103770641 B CN 103770641B CN 201310756788 CN201310756788 CN 201310756788 CN 201310756788 A CN201310756788 A CN 201310756788A CN 103770641 B CN103770641 B CN 103770641B
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A·萨塔
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丰田自动车工程及制造北美公司
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Abstract

一种用于控制车辆档位切换的系统。该系统包括:方向盘;止动机构,其具有空闲部位、第一部位以及第二部位,该止动机构连接到方向盘。还系统还包括换挡拨片,其连接到方向盘和止动机构,该换挡拨片具有:不具相关功能的空闲位置,此时换挡拨片处于所述空闲部位;具有相关的第一功能的第一操作位置,此时换挡拨片处于所述第一部位;以及具有相关的第二功能的第二操作位置,此时换挡拨片处于所述第二部位。所述相关的第一功能不同于所述相关的第二功能。

Description

具有第一和第二位置的汽车换挡拨片

技术领域

[0001]本公开涉及一种换挡拨片,更具体的,涉及这样一种换当拨片,其具有有第一功能 的第一位置和具有与第一功能不同的第二功能的第二位置。

背景技术

[0002]换挡拨片通常安装在车辆的方向盘(或者转向柱)后面或之上,以允许驾驶员进行 车辆变速箱的手动单次顺序升档或降档。将换挡拨片布置在方向盘或转向柱的附近使得驾 驶员更容易进行手动换挡,而不需要将他或她的手从方向盘移开。这提高了驾驶员的车辆 控制,同时还能允许驾驶员具有愉快的驾驶体验。

[0003] 装备有换挡拨片的方向盘通常具有两个换挡拨片---个在方向盘的右侧,一个 在方向盘的左侧。每个换挡拨片通过将杆推离驾驶员或者将杆推向驾驶员而致动。每个换 挡拨片仅指定给一个拨片致动功能。这就是说,根据车辆制造和型号,一个换挡拨片仅控制 升档,一个换挡拨片仅控制降档。在特定的例子或情形中,驾驶员可能以无效率的方式应用 换挡拨片和/或需要使用多个分开的操作来进行相同数目的多级换挡以实现所需的档位切 换。

发明内容

[0004] 本公开涉及换挡拨片,更具体的,涉及这样一种换挡拨片,其具有有第一功能的第 一位置和有与第一功能不同的第二功能的第二位置。在各实施例中,该系统控制车辆中的 档位切换。该系统包括方向盘和止动机构,止动机构具有空闲部位、第一部位以及第二部 位,该止动机构连接到方向盘。该系统还包括换挡拨片,其连接到方向盘和止动机构,该换 挡拨片具有:不具相关功能的空闲位置,此时换挡拨片处于所述空闲部位;具有相关的第一 功能的第一操作位置,此时换挡拨片处于所述第一部位;以及具有相关的第二功能的第二 操作位置,此时换挡拨片处于所述第二部位。所述相关的第一功能不同于所述相关的第二 功能。大体上,第一操作位置沿着空闲位置和第二操作位置之间的路径布置。

附图说明

[0005] 本公开的实施例的特征和优势通过下述结合附图的详细说明将变得更加明显。本 质上,附图和相关的说明示出了权利要求范围内的示例性布置,但是并不限制权利要求的 范围。附图中的附图标记重复使用,以指示所标注部件之间的对应关系。

[0006] 图1示出了具有根据各实施例的换挡拨片的汽车方向盘的部分前视图;

[0007] 图2示出了图1中汽车方向盘的左侧视图,示出了根据各实施例连接到汽车方向盘 的后部和转向柱的左侧换挡拨片;

[0008] 图3示出了汽车方向盘的一部分的分解左侧视图,示出连接到汽车方向盘后部的 根据各实施例的止动机构以及左侧换挡拨片;

[0009] 图4示出了流程图,示出使用根据各实施例的换挡拨片优化车辆中的档位切换的 方法;

[0010] 图5是根据各实施例用于执行在图4中描述的方法的示例性系统;以及

[0011] 图6是根据各实施例的示例性软件地图。

具体实施方式

[0012] 在下面详细的说明中,将阐述许多具体的细节以用于提供对本公开的理解。但是, 对于本领域技术人员而言,显然可知本公开中的部件可以在不具有那些具体的细节的情况 下来实施。在其他的情况下,己知的结构和技术没有详细示出,以避免不必要地使得本发明 费解。

[0013] 半自动变速箱(也已知为自动变速箱、自换挡变速箱、无离合器手动变速箱、手自 一体变速箱、拨片式变速箱或者拨片换挡变速箱)是不自动切换档位的汽车变速箱,但是通 过省却在切换档位时踩下离合器踏板的需要而便利了手动档位切换。它可以根据驾驶员 和/或计算机的命令来使用电子传感器、气动器件、处理器和致动器来执行换挡。这移除了 对离合器踏板的需要(不然驾驶员在换挡之前需要踏下离合器踏板),因为离合器自身通 过电子设备致动,其可以大致上同步要进行快速、平顺的换挡所需的转矩和时机。

[0014] 通常是通过换挡拨片获得的手动换挡的能力也可以在特定的自动变速箱(手动式 变速箱,例如Tiptronic手动/自动一体化变速箱)以及连续可变变速箱(CVT)(例如 Lineartronic无级变速箱)中找到。本公开的各方面可用于这些变速箱。

[0015] 传感器例如霍尔效应传感器可以感应请求换挡的方向,并且这种输入一一与变速 箱中检测当前速度和所选档位的传感器一起一一提供给中央处理单元。接着该中央处理单 元根据这两个传感器以及其它的因素的输入,例如发动机转速、电子稳定控制、E⑶、空调和 仪表板,确定平顺的离合器接合需要的理想时机和转矩。

[0016]有时候,给换挡拨片例如换挡拨片105和110加上额外的功能是有益的。根据各示 例性实施例且参考图1,示出了具有换挡拨片105和110的汽车方向盘100的部分前视图。如 图所示,左侧换挡拨片105附接到或者连接到方向盘100和/或转向柱200,并且用于在每拉 动左侧换挡拨片105—次时至少换一个档来降档。右侧的换挡拨片110附接到或者连接到方 向盘100和/或转向柱200,并且用于在每拉动右侧换挡拨片110—次时至少换一个档来升 档。可替换的,左侧换挡拨片105可以用于通过每拉动左侧换挡拨片105—次至少换一个档 来升档,而右侧换挡拨片110用于通过每拉动右侧换挡拨片110—次至少换一个档来降档。 [0017] 根据各实施例,不管是右侧换挡拨片110还是左侧换挡拨片105,都可以用来在每 次拉动或推动每个换挡拨片时,使车辆变速箱升档或降档。例如,拉动换挡拨片105或110可 致动或带来降档,而推动换挡拨片105或110可以致动或带来升档。相反的,根据各实施例, 推动换挡拨片105或110可致动或带来降档,而拉动换挡拨片105或110可致动或带来升档。 [0018]图2示出了图1中汽车方向盘1〇〇的左侧视图,示出了根据各实施例连接到汽车方 向盘100的后部101和/或转向柱200的左侧换挡拨片105。右侧换挡拨片110也连接到汽车方 向盘110的后部101。参见图1和2,由于左侧和右侧换挡拨片105和110连接到汽车方向盘 1〇〇,当方向盘100顺时针和逆时针转动的时候,左侧和右侧换挡拨片105和110与方向盘100 一起转动。根据各实施例,左侧和右侧换挡拨片105和110可连接到转向柱200,并相对于方 向盘100的转动大致保持在固定的位置。 L0019J图3示出了汽车方向盘100的一部分的分解左侧视图,示出根据各实施例的连接到 汽车方向盘1〇〇的后部1〇1和/或转向柱200的止动机构(detent mechanism) 210以及左侧换 挡拨片105。出于示例的目的,换挡拨片105将表示左侧换挡拨片;然而,本领域技术人员可 以知道的是,“左侧”可根据描述或示出的结构、特征和功能可用术语“右侧,,代替或与术语 “右侧”一起使用。连接件205例如金属、塑料或者复合连接件可用来将左侧换挡拨片1〇5连 接到方向盘100的后部101和/或转向柱200。连接件205可包括杆、铰链、弹簧和/或球及球窝 连接,以使得左侧换挡拨片105能够连接到方向盘1〇〇的后部1〇1和/或转向柱200。例如,连 接件205可包括:允许左侧换挡拨片105在各部位或位置之间移动的铰链,以及弹簧,弹簧在 换挡拨片1〇5上保持一个力,从而当驾驶员释放换挡拨片105时,换挡拨片105自动回到它的 空闲部位或位置。止动机构210可由任何适合的材料制得,例如,优选的是由坚硬的铝、钛或 者金属材料制得,来防止或最小化换挡拨片105与止动210接触时的移动或大的偏差。

[0020]公开了一种系统300,用于控制车辆中档位的切换。系统300包括方向盘100以及止 动机构210,所述止动机构21〇具有空闲部位215、第一部位220和第二部位225。尽管描述第 一部位220和第二部位22f5,但是可以理解的是,可以有任意数目的额外部位,每个部位都有 特定功能。空闲部位215是当换挡拨片105处于其空闲位置或静止不工作位置时止动机构 210上的与换挡拨片105相邻或接触的区域。第一部位220是当换挡拨片105已经被驾驶员拉 动或推动来进行单次升档或降档时止动机构210上的与换挡拨片105相邻或接触的区域。第 二部位225是当换挡拨片105已经被驾驶员拉动或推动来实现第二功能例如实现理想的升 档或降档(S卩,最大化燃油效率或最大化加速度或性能)时止动机构210上的与换挡拨片1〇5 相邻或接触的区域。

[0021]根据各实施例,相对于换挡拨片105和/或110,在朝向车辆方向盘的拉动方向和/ 或离开方向盘的推动方向上,可以均具有第一部位220和第二部位225。例如,两个单独且不 同的第二功能可通过换挡拨片105或110、且推动或拉动换挡拨片105或110至第二部位而实 现。

[0022]根据示例性实施例,理想的升档或降档通常包括跳过一个或多个档位和/或顺序 经过一个或多个档位,以最大化燃油效率或者最大化加速度或性能。作为示例,理想的降档 可包括最大化加速性能,以优化地使用发动机性能。同样,作为示例,理想的升档可最大化 燃油效率,例如通过在给定的车辆速度下减小发动机的速度。在示例性实施例中,发动机速 度可在每个给定的车辆速度下尽可能地减小。

[0023]处理器或电子控制单元(E⑶)可读取软件地图(software map)或表,以根据下述 中的一个或多个确定适合车辆的档位或换挡:(1)驾驶模式(S卩,经济模式、运动模式、常规 模式);(2)车速,和/或(3)当前档位。因此,通过拉动或推动换挡拨片部分地接合或者处于 第一位置或者完全地接合或者处于第二位置,单次换挡拨片的移动可以用来单级换挡或多 级换挡。在一个实施例中,与将换挡拨片1〇5从空闲部位215移动到第二部位225或者从第一 部位220移动到第二部位225相比,将换挡拨片105从空闲部位215移动到第一部位220需要 的力更少。

[0024]系统300还包括连接到方向盘100和止动机构21〇的换挡拨片1〇5。换挡拨片105可 具有:没有相关功能的空闲位置,此时换挡拨片105处于空闲部位215;具有相关的第一功能 的第一操作位置,此时换挡拨片105处于第一部位220;以及具有相关的第二功能的第二操 作位置,此时换挡拨片105处于第二部位225。所述相关的第一功能不同于所述相关的第二 功能。作为示例,相关的第一功能可以是只有一级的换挡(升档或降档),相关的第二功能是 通过跳过档位或依序通过两个或更多档位的两级或更多级的换挡(升档或降档)。因此,根 据各实施例,相关的第二功能可跳过至少一级档位。同样的,根据各实施例,第二功能可以 是一级换挡,同时表明不能进行进一步的换挡。作为示例,第二档位的车辆不能进行多于一 档的降档(只能降至第一档)。在这样的情况下,可通过显示器或显示屏120告知驾驶员这种 限制。

[°025]根据各实施例,在释放换挡拨片105和110之后的换挡拨片105和110的位置可确定 执行的是第一功能还是第二功能。以这种方式,使用者可越过第一位置到达第二位置而不 致动第一功能。 t〇〇26]图4示出了流程图400,示出使用根据各实施例的换挡拨片优化车辆中的档位切换 的方法。图5是示例性系统500,用于执行根据各实施例的图4描述的方法。系统500包括换挡 拨片105和110、处理器或电子控制单元(ECU) 505、软件地图或表510、屏幕120、驾驶模式 515、车速520、当前档位525以及变速箱530。系统500可包括其它车辆部件,但是被省略了, 以避免不必要的描述。在步骤405,处理器505响应于换挡拨片105或110的移动接收档位切 换信号。处理器505根据档位切换信号确定致动的是升档换挡拨片还是降档换挡拨片(步骤 410)。之后,处理器505根据档位切换信号确定换挡拨片移动到第一位置还是第二位置(步 骤415或430)。如果换挡拨片移动到第一位置,处理器505命令变速箱530执行单级升档(步 骤420)或者单级降档(步骤435)。如果换挡拨片移动到第二位置,则处理器505命令变速箱 530执行第二功能,例如理想或优化的升档(步骤425)来最大化燃油效率,或理想或优化的 降档(步骤440)来最大化加速度或性能。为了确定理想或优化的升档或降档,处理器505可 使用例如驾驶模式515、车速520、当前档位525、使用者定制的换挡表和/或软件地图或表 510的信息,所述换挡表和/或软件地图或表510提供了基于车速和/或车辆是升档还是降档 的理想档位的列表。图6是示例性的软件地图600。第二功能可以在任何合适的时候致动。 [0027] 此外,响应于通过换挡拨片105和110致动第二功能,可连通听觉警示和/或视觉警 示,例如屏幕120上的指示。在一个示例中,发出红光的盒子可响应于换挡拨片105和110移 动到第二位置而闪烁。在一个示例中,推动或拉动换挡拨片105和110至第二位置可导致来 自触觉响应系统的反馈,例如换挡拨片105和110或者驾驶员座椅的振动,给使用者传达换 挡拨片105和110的第二功能已经被致动。

[0028]根据各实施例,推动或拉动换挡拨片105和110至第二位置可导致例如来自止动机 构或系统的机械反馈,以告知使用者第一功能被跳过和/或第二功能已经被致动。

[0029]第二功能己经被描述为根据预定表格的理想的档位切换;然而,第二功能可是任 何合适的第二功能。作为示例,第二功能可以是定制的档位切换。作为示例,使用者和/或车 辆操作者可基于他们的驾驶品味和偏好,存储个性化的档位切换地图和/或表。个性化的档 位切换可能不是最佳的换挡,但是可以是符合驾驶员或操作者意愿的换挡。这可以是基于 当前车速或者基于从当前档位/至当前档位的优选档位的从/至当前档位的完整档位表格。 [0030]根据各实施例,第二功能可以是基于驾驶状况和/或环境状况定制的档位切换。 作为示例,换挡拨片的降档允许从陡峭或长的山下去时提高发动机制动。在陡峭的下降之 前,驾驶员可移动换挡拨片至第二位置,来准备发动机制动。在陡峭的爬升之前,驾驶员可 移动换挡拨片至第二位置,以在爬山时提供更多的动力。根据各实施例,第二功能可以是定 制的档位切换,例如进入急转弯之前的一系列降档和/或离开急转弯时的一系列升档。根据 各实施例,第二功能可以是在例如大雪或滑路面(例如,湿的路面和/或冰的路面)环境状况 下驾驶的优选的档位切换。根据各实施例,第二功能可以是在各当位切换之间具有设定的 时间延迟(例如,在1至5秒之间)的一系列档位切换。这一系列档位切换可以是依次的升档、 依次的降档或一级升档接着一级降档或者反之一级降档接着一级升档一一例如当驾驶员 驾驶他们的车辆转弯时。

[0031]本领域技术人员可以理解的是,第二功能已经被描述为通过换挡拨片机械移动到 第二位置来达到。可以理解的是,第二功能可通过重新编程(例如通过ECU的接口)第一位置 的第一功能来获得。因此,根据各实施例,第二功能可以不通过移动换挡拨片至第二位置来 获得,而是通过移动换挡拨片至第一位置来获得。此外,其它的实施方式一一机械的和/或 电子的一一可用来实现第二功能。例如通过开关(未示出)的使用。

[0032] 作为示例,布置在方向盘100域者仪表板、转向柱、方向盘、换挡拨片105、110或中 控台)上的开关或按键115可用来触发换挡拨片从第一功能至第二功能的功能。开关115可 以是数字开关,其可以使用车辆信息或娱乐系统来致动。响应于开关被压下或被选择,换挡 拨片105和110被致动,且具有指示器例如发光和/或彩色的指示器的显示屏120指示换挡拨 片105和110设定为第一功能或第二功能。

[0033] 根据各实施例,响应于开关被压下或被选择,换挡拨片105和110被致动,并且显示 屏120例如发光和/或彩色的指示器(例如,绿色指示器)醒目地显示第二功能被致动。响应 于开关再次被压下或被触发,换挡拨片105和110的第二功能可解除致动,具有指示器、例如 发光和/或彩色的指示器(例如,红色指示器)的显示屏120指示换挡拨片105和110被解除致 动。

[0034] 本领域技术人员可以理解的是,与这里公开的示例一起描述的各示例性的逻辑方 框以及处理步骤可以实施为电子硬件、计算机软件或两者的组合。这样的功能是实施为硬 件还是软件取决于施加于整个系统的具体应用和设计限制。本领域技术人员可以变化的 方式针对每个具体的应用实施所述的功能,但是这样的实施决定不应解读为脱离公开的装 置和方法的范围。

[0035] 提供了系统、方法和计算机程序产品。对“各实施例”、“一些实施例”、“一个实施 例”、“一个示例性实施例”等等的引用表示描述的实施例可包括特定的特征、结构或特性, 但是不是每个实施例都必须包括该特定的特征、结构或特性。此外,这样的短语并不必然引 用相同的实施例。进一步的,当特定的特征、结构或特性与一个实施例结合描述时,应认为 在其它的实施例中实施这些特征、结构或特性是本领域技术人员的知识,不管是否进行了 明确描述。在阅读说明书以后,对于本领域技术人员而言,如何以可替换的实施例来实施本 公开是明显的。

[0036] 与这里公开的实施例一起描述的方法或算法的步骤可直接嵌入在硬件、通过处理 器执行的软件模块中,或者两者的组合。软件模块可存储在RAM存储器、闪存存储器、ROM存 储器、EPROM存储器、EEPR0M存储器、寄存器、硬盘、可擦除硬盘、CD-ROM或本领域已知的其它 形式的存储介质中。示例性的存储介质连接到处理器,从而处理器可以从存储介质读取信 息或将信息写入存储介质。在可替换的方案中,存储介质可以集成到处理器中。处理器和存 储介质可存储在特定用途集成电路(ASIC)中。存储介质可集成到处理器中。这里公开的计 算步骤可包括在制造产品中,包括指令存储于其上的非易失、确定的计算机可读存储介质。 [0037]提供公开示例的实施例的前述说明是为了使得本领域技术人员能够制造或使用 本发明。这些示例的多种修改对于本领域技术人员来说是明显的,这里公开的原理可以应 用到其它的示例中,而不脱离本发明的精神或范围。描述的实施例从任何意义上来说应考 虑为仅为示例性的,而不是限制性的,由此,本发明的范围通过所附权利要求而不是前述的 说明来指示。落入权利要求等同的含义和范围内的所有改变包含在其范围内。

Claims (18)

1. 一种用于控制车辆档位切换的系统,该系统包括: 方向盘;以及 换挡拨片,其连接到方向盘,该换挡拨片具有:空闲位置,当换挡拨片处于所述空闲位 置时不具有相关功能;第一操作位置,当换挡拨片处于所述第一操作位置或从所述第一操 作位置释放时具有单级升档或降档的相关的第一功能;以及第二操作位置,当换挡拨片处 于所述第二操作位置或从所述第二操作位置释放时具有相关的第二功能,所述相关的第二 功能不同于所述相关的第一功能;其中,第一操作位置沿着空闲位置和第二操作位置之间 的路径布置。
2. 如权利要求1所述的系统,其中,与将换挡拨片从第一操作位置移动到第二操作位置 相比,将换挡拨片从空闲位置移动到第一操作位置需要更少的力。
3. 如权利要求1所述的系统,进一步包括接口,被构造成用于发送第二功能的定制操 作。
4. 如权利要求1所述的系统,其中,所述第二功能是基于最大化燃油效率、最大化加速 度或最大化车辆性能中的至少一者确定的至少两个档位的降档或至少两个档位的升档的 辅助档位切换。
5. 如权利要求4所述的系统,其中,所述辅助档位切换是基于软件地图确定的。
6. 如权利要求5所述的系统,其中,所述软件地图考虑车辆驾驶模式、车速或当前档位 中的至少一个。
7. 如权利要求1所述的系统,其中,所述第二功能是使用者选择的定制的档位切换。
8. 如权利要求1所述的系统,其中,所述第二功能是基于驾驶状况或环境状况中的至少 一个的定制的档位切换。
9. 如权利要求1所述的系统,其中,响应于换挡拨片移动到第一操作位置或第二操作位 置中至少之一,传递机械反馈。
10. —种用于控制车辆档位切换的方法,该方法包括: 将换挡拨片从换挡拨片处于空闲位置时不具有相关的功能的空闲位置移动至第一操 作位置;以及 将换挡拨片从第一操作位置移动到第二操作位置,其中,所述第一操作位置与单级档 位的升档或降档的第一功能相关联,并且第二操作位置与第二功能相关联,所述第一功能 与所述第二功能不同,其中,第一操作位置沿着空闲位置和第二操作位置之间的路径布置。
11. 如权利要求1〇所述的方法,其中,与将换挡拨片从第一操作位置移动到第二操作位 置相比,将换挡拨片从空闲位置移动到第一操作位置需要更少的力。
12. 如权利要求10所述的方法,进一步包括通过接口发送第二功能的定制操作。
13. 如权利要求1〇所述的方法,其中,所述第二功能是基于最大化燃油效率、最大化加 速度或最大化车辆性能中的至少一者确定的至少两个档位的降档或至少两个档位的升档 的辅助档位切换。
14. 如权利要求13所述的方法,其中,所述辅助档位切换是基于软件地图确定的。
15. 如权利要求14所述的方法,其中,所述软件地图考虑车辆驾驶模式、车速或当前档 位中的至少一个。
16. 如权利要求10所述的方法,其中,所述第二功能是使用者选择的定制的档位切换。
17. 如权利要求1〇所述的方法,进一步包括响应于换挡拨片移动到第一操作位置或第 二操作位置之一,传递机械反馈。
18. 如权利要求1〇所述的方法,其中,所述第二功能是基于驾驶状况或环境状况中的至 少一个的定制的档位切换。
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