CN105202171A - 一种用于驱动换挡杆的装置和方法 - Google Patents

Abstract

一种用于驱动换挡杆的装置和方法。所述装置可以包括控制单元，当换挡杆被操纵至预定挡位时，所述控制单元对换挡杆的行进距离进行设定使其不同于换挡杆的参考行进距离，所述参考行进距离为换挡杆被操纵至不同于预定挡位的挡位时换挡杆的行进距离。所述装置可以进一步包括驱动单元，所述驱动单元根据控制单元的设定约束换挡杆的行进或移动换挡杆。

Description

一种用于驱动换挡杆的装置和方法

技术领域

总体而言，本发明涉及一种用于驱动换挡杆的装置和方法，更具体地，涉及这样一种用于驱动换挡杆的装置和方法，其在换挡至指定的挡位时改变换挡杆的行进距离从而使驾驶员可以轻松地识别指定挡位。

背景技术

为了提高燃料效率并能够有效驾驶，车辆在发动机与驱动轴之间具有变速器。驾驶员通过操纵设置在车内的换挡杆而将变速器设定在指定挡位。

典型地，车辆的变速器系统可以被归类为手动变速器系统和自动变速器系统。在手动变速器系统中，换挡杆被直接连接至变速器从而使驾驶员直接操纵变速器。在自动变速器系统中，当驾驶员在挡位顺序P、R、N和D挡位置操纵换挡杆时，变速器被电操作从而执行换挡。

已经开发和提出用于自动变速器的多种换挡杆模式。电子换挡杆(所谓的线控换挡的换挡杆)近来已经被引入并且越来越多地应用于变速器中。响应于驾驶员将换挡杆向前和向后移动一次或两次，线控换挡的换挡杆执行换挡过程。

除了P-R-N-D的换挡顺序，线控换挡的换挡杆使用固定位置和行进位置，其中固定位置是指换挡杆常位于的位置，行进位置是指换挡杆在回到固定位置之前行进到的位置，这样的换挡杆已经被用在相关技术的自动变速器中。在该方式下，线控换挡的换挡杆能够位于固定位置，同时以P-R-N-D的顺序行进，从而减小换挡杆占据的空间并使驾驶便捷性最大化。

但是，在换挡杆已经被用于改变挡位后，不管挡位如何换挡杆都停留在固定位置。所以，这会带来不便之处，当驾驶员想要识别车辆位于何种挡位时，他/她必须目测挡位的状态。

公开于本背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

相应地，为了解决出现于相关技术领域的上述问题和/或其他问题，本发明意在提供一种用于驱动换挡杆的装置和方法，其在换挡至指定挡位(例如停车挡位置)时改变换挡杆的行进距离，从而使驾驶员可以轻易地识别指定挡位。

根据本发明的各个方面，这里提出包括控制单元的用于驱动换挡杆的装置。当换挡杆被操纵至预定挡位时，控制单元可以对换挡杆的行进距离进行设定使其不同于换挡杆的参考行进距离，所述参考行进距离为在换挡杆被操纵至不同于预定挡位的挡位时换挡杆的行进距离。

所述装置可以进一步包括驱动单元，所述驱动单元根据控制单元的设定约束换挡杆的行进或移动换挡杆。驱动单元可以为音圈电机。

当换挡杆从当前挡位被操纵至除了预定挡位的其他挡位时，控制单元可以将换挡杆的行进距离设定得与参考行进距离不同。当换挡杆从当前挡位被操纵至除了预定挡位之外的其他挡位时，控制单元可以将换挡杆的行进距离设定得与换挡杆被操纵至预定挡位时的换挡杆的行进距离相等。预定挡位可以为停车挡位置。

在换挡杆被操纵至预定挡位后，无论换挡杆的位置如何，均可以由控制单元控制驱动单元从而使驱动单元移动换挡杆至预定位置。

根据本发明的各个其它方面，这里提出驱动换挡杆的方法。该方法可以包括如下步骤：检测换挡杆的位置和挡位；且若检测到的换挡杆位置位于预定位置且挡位为预定挡位，则当换挡杆被操纵至相邻的挡位时，设定换挡杆的行进距离使其不同于换挡杆的参考行进距离，所述参考行进距离为换挡杆被操纵至除了预定挡位之外的其他挡位时换挡杆的行进距离。所述方法可以进一步包括以下步骤，在换挡杆被操纵至预定挡位之后，无论换挡杆的位置如何均移动换挡杆至预定位置。

根据本发明的用于驱动换挡杆的装置和/或方法，驾驶员可以基于换挡杆的操纵感觉来预测响应于换挡杆的操作的挡位改变，而不需要检测挡位状态，因此可以提升使用便利性。

通过纳入本文的附图以及随后与附图一起用于说明本发明的某些原理的具体实施方式，本发明的方法和装置所具有的其它特征和优点将变得清楚或更为具体地得以阐明。

附图说明

通过随后结合附图时所呈现的详细描述将会更为清楚地理解本发明的以上和其它目的、特征以及优点，在这些附图中：

图1为显示了根据本发明的示例性的用于驱动换挡杆的装置的方框图；

图2为显示了根据本发明的示例性的用于驱动换挡杆的装置的多个换挡位置的视图；以及

图3为显示了根据本发明的示例性的驱动换挡杆的方法的流程图。

具体实施方式

现在将详细地参考本发明的各个实施方案，这些实施方案的示例被显示在附图中并描述如下。尽管本发明将与示例性实施方案相结合进行描述，但是应当意识到，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选择形式、修改形式、等价形式及其它实施方案。

将更加详细地参考根据本发明的用于驱动换挡杆的装置和方法，其示例性实施方案会显示在附图中。尽可能地，在整个附图和说明书中使用相同的附图标记表示相同或类似的部件。

尽管在接下来的本发明的示例性实施方案中会显示换挡杆100为线控换挡的换挡杆，但并不意在对其进行限制。然而，其意在表明，在不脱离本发明原理时其同样适用于机械的换挡杆和其他各个类型的换挡杆。

图1为显示了根据本发明的各个示例性实施方案的用于驱动换挡杆的装置的方框图。用于驱动换挡杆的装置(以下称之为“换挡杆驱动装置”)包括控制单元300。当换挡杆100被操纵至预设挡位时，控制单元300将换挡杆100的行进距离设置为不同于换挡杆100的参考行进距离，该参考行进距离为在换挡杆100被操纵至不同于预设挡位的挡位时换挡杆100的行进距离。

换挡杆驱动装置可以进一步包括驱动单元400，所述驱动单元400依据控制单元300的设定而约束换挡杆100的行进或移动换挡杆100。

在操纵换挡杆100时，通过对换挡杆100施加反向扭矩，驱动单元400可以改变换挡杆100的操纵感觉，或者通过限制换挡杆100的行进，驱动单元400可以将换挡杆100固定于指定位置。驱动单元400也可以将换挡杆100移动至指定位置，从而使换挡杆100位于指定位置。

在一些实施方案中，驱动单元400被优选地实施为用于快速响应的并易于控制的音圈电机(VCM)，但是这并不意在限制本发明。由于VCM运行结构与相关技术中描述的类似或相同，所以省略对其的描述。

特别地，每当换挡杆100行进到参考行进距离时，控制单元300均控制驱动单元400对驾驶员提供换挡杆100被锁定的触觉感受，并且优选地具有多个换挡位置，从而使控制单元300可以通过约束换挡杆100的行进而将换挡杆100定位于多个换挡位置。所述多个换挡位置的数量可以依据控制单元300的设定而改变。换挡位置之间的距离(即换挡杆100在换挡至指定挡位期间行进的距离)也可以被设定为不同的距离。不同的换挡位置不是绝对位置而是表示换挡杆100可行进至的相对位置。

每当换挡杆100行进至每个换挡位置时，控制单元300均以直接的方式或通过变速器控制单元(TCU)500而按照预设顺序控制将被执行的换挡。控制单元300也接收车辆当前挡位的信息并改变换挡杆100的行进距离，在下文中将对其进行具体描述。

多个换挡位置可以包括换挡杆100常位于的参考位置、以及依据换挡杆100的行进方向设置在参考位置向前方向或向后方向的多个可变位置。

尽管参考位置的数量和可变位置的数量可以被不同地设定，但是将通过在该实施方案中的展示对其进行描述，换挡位置包括第一参考位置S1，邻近第一参考位置S1的第二参考位置S2，连续排列在第一参考位置S1向前方向的第一可变位置US1和第二可变位置US2，以及连续排列在第二参考位置S2向后方向的第三可变位置US3和第四可变位置US4。向前方向指的是从第二参考位置S2指向第一参考位置S1的方向，且向后方向指的是从第一参考位置S1指向第二参考位置S2的方向。当然，方向可以被改变且换挡指令可以被不同地设定。

图2为显示了在挡位改变时换挡杆在多个换挡位置行进所沿着的路线的视图。当如图2中的部分A所示第一参考位置S1为停车挡位时，换挡杆100响应于操作以P-R-N-D的顺序沿第一参考位置S1的向后方向行进。此时，当换挡杆100位于用于换挡至N或D挡位置的第三可变位置或第四可变位置时，在换挡杆100位于相应的可变位置后，驱动单元400使换挡杆100回复至第二参考位置S2并执行换挡至N或D挡位置。这里，字母“P”表示停车挡位置，“R”表示倒挡位置，“N”表示空挡位置，且“D”表示前进挡位置。

如图2中的B部分所示，当换挡杆100已经被切换至N挡位置时，换挡杆100位于第二参考位置。当换挡杆100为了切换至R或P挡位置而在向前方向上移动时，换挡杆100行进至第一参考位置S1或第一可变位置US1。

当换挡杆100位于第一参考位置S1时，换挡杆100留在第一参考位置S1而不行进至第二参考位置S2。当换挡杆100位于第一可变位置US1时，执行换挡至P挡位置，且驱动单元400使换挡杆100再次回复至第一参考位置S1。

在图2中的C部分行进也可以应用在类似的方式中。特别地，当换挡杆100位于第一可变位置US1或第二可变位置US2时，进行换挡至R挡位置或P挡位置，且换挡杆100通过驱动单元400也回复至第一参考位置S1。

另外，当换挡杆100被操纵至预设挡位时，控制单元300可以设定不同于预设参考行进距离的换挡杆100的行进距离，所述预设参考行进距离为在换挡杆100被操纵至不同于预设挡位的挡位时换挡杆100的行进距离。

更具体地，预设挡位优选为停车挡位置。根据换挡杆100的P-R-N-D顺序，在从R挡位置切换至P挡位置时换挡杆100的行进距离可以被设定为使其不同于沿着R-N-D挡位置的换挡杆100的行进距离。例如，提供的参考行进距离(即换挡杆100沿着R-N-D挡位置的行进距离)为10mm，当换挡杆100从R挡位置移动至P挡位置时，可以设定通过行进14mm而执行换挡。所以，当P挡位置位于第一参考位置，第一参考位置S1和第三可变位置US3之间的距离被设定为14mm。当P挡位置位于第一可变位置US1时，第一可变位置US1和第一参考位置S1之间的距离被设定为14mm。当P挡位置位于第二可变位置US2时，第一可变位置US1和第二可变位置US2之间的距离被设定为14mm。

预设的挡位不限于P挡位置，而可以根据例如设计者的意愿为任何其他换挡位置。即，预设挡位可以为R、N和D挡位置中的任意一个，也可以为两个或更多的位置而非一个位置，且可以为除P、R、N和D挡位置之外任意其他增加的换挡位置，例如，运动模式或手动模式的换挡位置。

另外，当从预设挡位操纵换挡至任意预设挡位之外的挡位时，控制单元300可以对行进距离进行设置使其不同于参考行进距离。具体而言，当预设挡位为P挡位置且当前挡位状态为P挡位置时，可以对从P挡位置换挡至R挡位置时的行进距离进行设定使其不同于沿R-N-D挡位置进行换挡时的行进距离。尽管换挡杆100从P挡位置至R挡位置的行进距离和换挡杆100从R挡位置至P挡位置的行进距离可以被设定得彼此不同，但在一些实施方案中，其优选地被设为相同的。

由于上述的或类似的配置，在换挡至预设挡位(例如P挡位置)时换挡杆100的行进距离可以被设定得不同，因此将操纵感觉赋予换挡杆100，从而使驾驶员可以轻易地识别当前的挡位状态。

在换挡杆100被操纵至预设挡位后，在一些实施方案中，无论换挡杆100的位置如何，均优选使控制单元300控制驱动单元400从而将换挡杆100移动至预设位置。预设位置不是换挡位置中的相对位置，而是换挡杆100沿着实际行进的路线上设定的绝对位置。

具体而言，当从R挡位置切换至P挡位置时，P挡回复至第一参考位置S1。由于R和P挡位置之间的换挡杆100的行进距离与换挡杆100在其他情况中的行进距离不同，所以如图2中的A部分至C部分所示，第一参考位置S1和其他可变位置之间的相对位置改变。当P挡位置回复至第一参考位置S1时，第一参考位置S1被设定为换挡杆100的行进路线上的预设位置。以此方式，每当换挡杆100执行换挡至P挡位置时，换挡杆100均可以位于预设位置。

为此，在一些实施方案中，优选地进一步提供检测换挡杆100位置的位置传感器。

上述的或类似的配置可以补偿P和R挡位置之间的换挡杆100行进距离的累计误差，从而避免由于换挡杆100的行进距离的累计误差而使驾驶员对挡位判断错误，进而对于驾驶员提高挡位的可辨识性。

图3为显示了根据本发明的各个示例性实施方案的驱动换挡杆方法的流程图。例如利用上述的或类似的配置，驱动换挡杆的方法(以下称之为“换挡杆驱动方法”)包括检测换挡杆位置和挡位的步骤S100；以及若检测到的换挡杆位置位于预设位置且挡位为预设挡位，则当换挡杆被操纵至相邻挡位时对换挡杆的行进距离进行设定使其不同于换挡杆100的参考行进距离的步骤S300，所述参考行进距离为当换挡杆100被操纵至除了预设挡位之外的挡位时换挡杆100的行进距离。

具体而言，在步骤S200中，除了判定换挡杆是否位于预设位置，还进一步判定换挡杆是否位于第一参考位置S1。若换挡杆位于第一参考位置S1且位于预设位置，并且挡位为预设挡位(例如P挡位置)，则换挡杆能够沿着行进的路线只能至R挡位置。所以，在步骤S300中，沿着相应的换挡位置的换挡杆的行进距离被设定得与参考行进距离不同。例如，行进距离被设定为14mm，其与参考行进距离(例如10mm)不同。在步骤S400中，在执行换挡后，相应的换挡位置之间的行进距离被设定为参考行进距离。

随后，在步骤S500中，判定换挡杆是否执行换挡至P挡位置。在步骤S600中，若换挡杆执行换挡至P挡位置，则在对应R挡位置的换挡位置和对应P挡位置的换挡位置之间的换挡杆的行进距离再次被设定为14mm。在步骤S700中，在执行换挡至P挡位置后，无论换挡杆的位置如何换挡杆均被移动至预设位置，且换挡位置之间的换挡杆行进距离被回复至参考行进距离。P挡位置和14mm是作为示例而提出的。

根据本发明的用于驱动换挡杆的装置和/或方法，驾驶员可以基于换挡杆的操纵感觉来预测响应于换挡杆的操作的挡位改变，而不需要检测挡位状态，因此可以提升使用便利性。

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。前面的描述并不想要成为毫无遗漏的，也不是想要把本申请限制为所公开的精确形式，显然，根据上述教导很多改变和变化都是可以的。选择各种实施方案并进行描述是为了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可以实现并利用本发明的各种示例性实施方案及其不同选择形式和修改形式。本发明的范围意在由所附权利要求书及其等效形式所限定。

Claims (9)

1.一种用于驱动换挡杆的装置，包括：

控制单元，当换挡杆被操纵至预定挡位时，所述控制单元将换挡杆的行进距离设定为不同于换挡杆的参考行进距离，所述参考行进距离为当换挡杆被操纵至不同于所述预定挡位的挡位时换挡杆的行进距离。

2.根据权利要求1所述的用于驱动换挡杆的装置，进一步包括：

驱动单元，所述驱动单元依据所述控制单元的设定而约束所述换挡杆的行进或移动所述换挡杆。

3.根据权利要求2所述的用于驱动换挡杆的装置，其中驱动单元包括音圈电机。

4.根据权利要求1所述的用于驱动换挡杆的装置，其中当所述换挡杆从当前挡位被操纵至不是所述预定挡位的挡位时，所述控制单元将换挡杆的行进距离设定为与参考行进距离不同。

5.根据权利要求4所述的用于驱动换挡杆的装置，其中当所述换挡杆从当前挡位被操纵至不是所述预定挡位的挡位时，所述控制单元将换挡杆的行进距离设定为与换挡杆被操纵至预定挡位时的换挡杆的行进距离相等。

6.根据权利要求1所述的用于驱动换挡杆的装置，其中所述预定挡位包括停车挡位置。

7.根据权利要求1所述的用于驱动换挡杆的装置，其中在所述换挡杆被操纵至预定挡位后，无论换挡杆的位置如何，均由所述控制单元控制所述驱动单元从而使所述驱动单元将换挡杆移动至预定位置。

8.一种用于驱动换挡杆的方法，包括：

检测换挡杆的位置和挡位；以及

若检测到的换挡杆的位置位于预定位置且挡位为预定挡位，则当所述换挡杆被操纵至邻近的挡位时，将换挡杆的行进距离设定为与换挡杆的参考行进距离不同，所述换挡杆的参考行进距离为换挡杆被操纵至不是预定挡位的挡位时换挡杆的行进距离。

9.根据权利要求8所述的用于驱动换挡杆的方法，进一步包括：

在所述换挡杆被操纵至预定挡位之后，无论所述换挡杆的位置如何均移动所述换挡杆至预定位置_。