CN105365571B - 用于电传线控系统的控制杆 - Google Patents

用于电传线控系统的控制杆 Download PDF

Info

Publication number
CN105365571B
CN105365571B CN201410773004.3A CN201410773004A CN105365571B CN 105365571 B CN105365571 B CN 105365571B CN 201410773004 A CN201410773004 A CN 201410773004A CN 105365571 B CN105365571 B CN 105365571B
Authority
CN
China
Prior art keywords
rod
control
shift
gear
vehicle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201410773004.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105365571A (zh
Inventor
金恩植
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hyundai Motor Co
Original Assignee
Hyundai Motor Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hyundai Motor Co filed Critical Hyundai Motor Co
Publication of CN105365571A publication Critical patent/CN105365571A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105365571B publication Critical patent/CN105365571B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D1/00—Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle
    • B62D1/02—Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle vehicle-mounted
    • B62D1/12—Hand levers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/26—Generation or transmission of movements for final actuating mechanisms
    • F16H61/28—Generation or transmission of movements for final actuating mechanisms with at least one movement of the final actuating mechanism being caused by a non-mechanical force, e.g. power-assisted
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K20/00—Arrangement or mounting of change-speed gearing control devices in vehicles
    • B60K20/02—Arrangement or mounting of change-speed gearing control devices in vehicles of initiating means
    • B60K20/08—Dashboard means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K23/00—Arrangement or mounting of control devices for vehicle transmissions, or parts thereof, not otherwise provided for
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K26/00—Arrangements or mounting of propulsion unit control devices in vehicles
    • B60K26/02—Arrangements or mounting of propulsion unit control devices in vehicles of initiating means or elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/26—Generation or transmission of movements for final actuating mechanisms
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05G—CONTROL DEVICES OR SYSTEMS INSOFAR AS CHARACTERISED BY MECHANICAL FEATURES ONLY
    • G05G1/00—Controlling members, e.g. knobs or handles; Assemblies or arrangements thereof; Indicating position of controlling members
    • G05G1/04—Controlling members for hand actuation by pivoting movement, e.g. levers
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05G—CONTROL DEVICES OR SYSTEMS INSOFAR AS CHARACTERISED BY MECHANICAL FEATURES ONLY
    • G05G1/00—Controlling members, e.g. knobs or handles; Assemblies or arrangements thereof; Indicating position of controlling members
    • G05G1/30—Controlling members actuated by foot
    • G05G1/34—Double foot controls, e.g. for instruction vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K26/00—Arrangements or mounting of propulsion unit control devices in vehicles
    • B60K26/02—Arrangements or mounting of propulsion unit control devices in vehicles of initiating means or elements
    • B60K2026/029—Joystick type control devices for acceleration

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Mechanical Control Devices (AREA)
  • Auxiliary Drives, Propulsion Controls, And Safety Devices (AREA)

Abstract

本发明公开了一种用于电传线控系统的控制杆。安装在车辆中的用于电传线控系统的控制杆可以包括可旋转地安装在车辆的控制台表面上的控制杆体，以及安装在控制杆体中的加速控制杆和转向滚轮，使得能够以统一的方式控制车辆的换挡挡位的改变、加速度和行进方向的改变，并且不存在错误操纵加速器踏板和制动踏板的风险，而且可以使用手指来改变加速度和行进方向，从而提高操纵车辆的性能。

Description

用于电传线控系统的控制杆
相关申请的交叉引用
本申请要求2014年8月29日提交的韩国专利申请第10-2014-113864号的优先权，该申请的全部内容结合于此用于通过该引用的所有目的。
技术领域
本发明涉及一种用于安装在车辆中的电传线控(drive-by-wire)系统的控制杆，更具体而言，涉及这样的一种用于电传线控系统的控制杆，其中控制杆体可旋转地安装在车辆的控制台表面上，而加速控制杆和转向滚轮安装在控制杆体中，从而能够以统一的方式控制车辆的换挡挡位的改变、加速度和行进方向的改变。
背景技术
一般而言，应用于车辆的电传线控系统(所谓线控(X-by-wire)系统)指的是这样的系统，其中使用致动器、电子控制单元(ECU)等的电连接结构替代了位于车辆中的控制机构(例如，换挡控制杆)与实际被操作的装置(例如，变速器)之间的机械连接结构。
电传线控系统大体分为线控油门系统、线控制动系统、线控换挡系统、线控转向系统等。
线控油门系统以电气的方式根据加速器踏板的位置控制流入汽缸中的空气和燃料流，线控制动系统根据来自制动踏板的电信号对车辆进行制动，线控换挡系统根据来自换挡控制杆的电信号来执行车辆的换挡操作，而线控转向系统根据来自转向轮的电信号来改变车辆的方向。
电传线控系统具有的益处在于，相比于机械系统，电传线控系统就振动和噪音特性而言非常优异；不同于机械系统，很难受到空间限制的影响；以及可以提供改善的驱动性能，因为转向设备、制动设备、悬架设备等被一同操作。
然而，相关技术中的车辆的电传线控系统具有相关技术中的车辆自身具有的问题，因为机械连接结构仅仅被电连接结构替代，而没有能够将电传线控系统的益处最大化的操纵机构。
这就是说，存在着这样的问题：在车发生辆碰撞事故时，驾驶员被转向轮伤害；在驾驶员用右脚操纵加速器踏板和制动踏板时存在着由于错误操纵而导致的事故的风险；而且还存在着这样的问题，在车辆行驶在高速公路上或行驶了很长距离时，驾驶员重复操纵踏板，而这会导致脚踝受伤。
还存在着这样的问题，因为换挡控制杆甚至在平时也从控制台表面突出，所以在换挡控制杆的周围不能自由设置用于执行对于驾驶车辆来说必需的功能的按钮等。
公开于本发明背景部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，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一般技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的各个方面致力于提供一种用于电传线控系统的控制杆，其可以通过将加速踏板和转向轮的功能整合到车辆的控制杆，以统一的方式控制车辆的换挡挡位的改变、加速度以及行进方向的改变。
本发明还致力于提供一种用于电传线控系统的控制杆，其中不存在错误操纵加速器踏板和制动踏板的风险，而且可以用手指来改变加速度和行进方向，从而提高操纵车辆的性能。
本发明的一个方面解决的技术问题不限于上述技术问题，本发明所述技术领域的技术人员将根据下述描述明显地理解任何其他没有提及的技术问题。
本发明的一个方面提供了一种用于电传线控系统的控制杆，包括控制杆体，所述控制杆体通过控制台侧连接部并通过中心轴杆能够旋转地联接至车辆的控制台表面，所述控制台侧连接部形成在所述控制台表面的下侧；旋转电机，所述旋转电机通过使电机齿轮旋转而使控制杆体旋转，所述电机齿轮固定为接合中心轴齿轮，所述中心轴齿轮形成在所述中心轴杆的端部；换挡控制单元，所述换挡控制单元识别换挡磁体的位置的改变并改变车辆的换挡挡位，所述换挡磁体嵌入在所述电机齿轮中；加速控制杆，所述加速控制杆具有能够旋转地联接在所述控制杆体中的后端，并且通过第一开孔突出，所述第一开孔形成在所述控制杆体的侧表面中；加速控制单元，所述加速控制单元识别加速磁体的位置的改变并使所述车辆加速，所述加速磁体嵌入在所述加速控制杆中；转向滚轮，所述转向滚轮安装在所述控制杆体中以便通过第二开孔外露，所述第二开孔形成在所述控制杆体的另一侧表面中；转向控制单元，所述转向控制单元识别转向磁体的位置的改变并改变所述车辆的行进方向，所述转向磁体附接到所述转向滚轮的端部；以及弹性单元，所述弹性单元安装在所述加速控制杆与所述转向滚轮之间，并且向所述加速控制杆和所述转向滚轮提供弹性恢复力，其中所述车辆的换挡挡位的改变、加速度以及行进方向的改变受到整体控制。
根据本发明的示例性实施方案的用于电传线控系统的控制杆，所述弹性单元可以形成为具有两个凹陷表面的片弹簧，所述弹性单元可以具有这样的下表面和上表面，其下表面向上弯曲使得所述加速控制杆坐落在所述下表面上，上表面向下弯曲使得所述转向滚轮坐落在所述上表面上，而且所述弹性单元的形状可以通过所述加速控制杆的操作而变形，使得所述转向滚轮的转向力变化。
根据本发明的示例性实施方案的用于电传线控系统的控制杆可以进一步包括中心轴槽部，所述中心轴槽部联接至所述中心轴杆的另一端，并且可以具有多个弯曲突出的弯曲齿；以及撞针(bullet)单元，所述撞针单元设置在所述中心轴槽部之下，所述撞针单元中可以嵌入有回位弹簧和螺线管线圈，并且向上推动撞针杆，其中所述中心轴槽部的弯曲齿被所述撞针单元的撞针杆敲击，使得当所述控制杆体被旋转时产生换挡感觉。
根据本发明的示例性实施方案的用于电传线控系统的控制杆，当设置在所述车辆中的控制杆按钮被操作时，所述控制杆体可以随着所述旋转电机的旋转而通过所述中心轴槽部和所述撞针单元以步进的方式弹起，当设置在所述车辆中的停止按钮被操作时，所述控制杆体可以随着所述旋转电机的停止旋转而暂时固定，并且当所述停止按钮被操作时，所述换挡控制单元可以将嵌入在所述电机齿轮中的所述换挡磁体的位置识别为P挡。
根据本发明的示例性实施方案的用于电传线控系统的控制杆，在所述停止按钮被操作的状态下，当所述控制杆体向后旋转对应于所述中心轴槽部的一个弯曲齿的长度时，所述换挡控制单元可以将所述换挡磁体的已改变的位置识别为R挡，当所述控制杆体向后旋转对应于所述中心轴槽部的两个弯曲齿的长度时，所述换挡控制单元可以将所述换挡磁体的已改变的位置识别为N挡，而当所述控制杆体向后旋转对应于所述中心轴槽部的三个弯曲齿的长度时，所述换挡控制单元可以将所述换挡磁体的已改变的位置识别为D挡。
根据本发明的示例性实施方案的用于电传线控系统的控制杆，在所述停止按钮被操作的状态下，当所述控制杆体向前旋转时，所述旋转电机在所述停止按钮被操作时可以将所述控制杆体返回至起始位置(P挡状态)。
根据本发明的示例性实施方案的用于电传线控系统的控制杆，当所述控制杆体向后旋转对应于所述中心轴槽部的四个或更多个弯曲齿的长度时，所述旋转电机可以被操作为将所述控制杆体返回至所述控制杆体向后移动对应于所述中心轴槽部的三个弯曲齿的长度的位置(D挡状态)。
根据本发明的示例性实施方案的用于电传线控系统的控制杆可以进一步包括直线电机，所述直线电机设置在所述加速控制杆的后侧并且可以具有直线杆，所述直线杆能够向前和向后移动，其中当所述直线杆已向前移动时，所述直线杆按压并支撑所述加速控制杆的后端，并防止所述加速控制杆旋转。
具有上述配置的本发明可以包括可旋转地安装在车辆的控制台表面上的控制杆体，以及安装在控制杆体中的加速控制杆和转向滚轮，以便以统一的方式控制车辆的换挡挡位的改变、加速度和行进方向的改变，从而简化车辆的结构并减小车辆的生产成本。
通过简化车辆的结构，可以主动应用安全性设备，比如大容量气囊和防护板，通过消除车辆中的转向轮和加速器踏板，可以在碰撞事故时防止对驾驶员的伤害。
根据本发明，加速器踏板被替代为加速控制杆，从而防止了由错误操纵加速器踏板和制动踏板引起的事故，移除了在车辆行驶在高速公路上或行驶了很长距离时驾驶员重复操纵加速器踏板时的不便。
根据本发明，可以使用四个手指操纵加速控制杆，可以使用敏感的拇指操纵转向滚轮，使得可以拥有精确而舒适的操纵，而且车辆的操作特性可以显著提高。
根据本发明，昂贵的电机驱动动力转向(MDPS)电机(其用于相关技术中以与车辆的行驶状态成比例地增加或减小转向轮的转向力)可以被弹性单元替代，该弹性单元形成为具有两个凹陷表面的简单片弹簧，从而减小了车辆成本。
根据本发明，中心轴槽部联接至中心轴杆的另一端，而撞针单元设置在中心轴槽部之下，使得在控制杆体产生换挡感觉，从而使得驾驶员在驾驶员操纵控制杆体以改变车辆的换挡挡位时能够清楚地识别换挡挡位的改变。
根据本发明，当驾驶员向前旋转控制杆体或过度向后旋转控制杆体时，控制杆体通过旋转电机返回至P挡状态或D挡状态，从而防止控制杆体由于驾驶员的操纵错误而偏离。
根据本发明，在车辆的加速是危险的情况下，直线杆向前移动以按压并支撑加速控制杆，从而防止车辆的事故，并防止加速控制杆的错误操纵。
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案，本发明的方法和装置所具有的其它特征和优点将更为具体地变得清楚或得以阐明。
附图说明
图1是示出安装在车辆中的根据本发明的示例性实施方案的用于电传线控系统的控制杆的外观的示意图。
图2为示出根据本发明的示例性实施方案的控制杆体和控制台表面之间的连接结构的底部立体图。
图3是示出根据本发明的示例性实施方案的用于电传线控系统的控制杆的整体外观的投影立体图。
图4是示出根据本发明的示例性实施方案的控制杆体和控制杆体中的零件的投影立体图。
图5是示出根据本发明的示例性实施方案的控制杆体中的零件的分解图。
图6是示出根据本发明的示例性实施方案的撞针单元和撞针单元中的零件的投影侧视图。
图7A-图7F是示出根据本发明的示例性实施方案的依照控制杆体的旋转的电机齿轮的旋转和换挡磁体的位置的侧视图。
图8是示出用于控制根据本发明的示例性实施方案的控制杆体的旋转导致的旋转电机的操作的逻辑的流程图。
图9A是示出根据本发明的示例性实施方案的加速控制杆、弹性单元和转向滚轮的分解图。
图9B是示出根据本发明的示例性实施方案的加速控制杆、弹性单元和转向滚轮被组装的外观的立体图。
图10是示出根据本发明的示例性实施方案的加速控制杆、弹性单元和转向滚轮的操作的正视图。
图11是示出根据本发明的示例性实施方案的直线电机的操作导致的控制杆体的外观的侧视图。
图12是示出用于控制根据本发明的示例性实施方案的直线电机和加速控制杆的操作的逻辑的流程图。
应当了解，所附附图并非按比例地显示了本发明的基本原理的图示性的各种特征的略微简化的画法。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、位置和形状将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。
在这些图形中，贯穿附图的多幅图形，附图标记引用本发明的同样的或等同的部件。
具体实施方式
现在将具体参考本发明的各个实施方案，在附图中和以下的描述中示出这些实施方案的示例。虽然本发明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，本发明旨在不仅涵盖示例性具体实施方案，也涵盖包含于如权利要求书限定的本发明的实质和范围内的各种变化、改变、等同和其他具体实施方案。
接下来，将参考所附附图具体描述本发明，从而使本发明所属领域的技术人员能够容易地实现本发明。然而，本发明可以各种不同的方式实施，且不限于本文所描述的示例性实施方案。
与本描述无关的部分将被省略以清楚地描述本发明，说明书中相同或相似的构成元件将用相同的附图标记标明。
说明书和权利要求书中所使用的术语和词语不应当被解释为一般的含义和词典上的含义，基于发明人可以适当地限定术语的概念以便以最佳的方式描述他/她自己的发明的原则，说明书和权利要求书中所使用的术语和词语应当被解释为符合本发明的技术精神的含义和概念。
图1是示出安装在车辆中的根据本发明的示例性实施方案的用于电传线控系统的控制杆的外观的示意图，图2为示出根据本发明的示例性实施方案的控制杆体和控制台表面之间的连接结构的底部立体图，图3是示出根据本发明的示例性实施方案的用于电传线控系统的控制杆的整体外观的投影立体图，图4是示出根据本发明的示例性实施方案的控制杆体和控制杆体中的零件的投影立体图，图5是示出根据本发明的示例性实施方案的控制杆体中的零件的分解图。
根据本发明的示例性实施方案的用于电传线控系统的控制杆包括控制杆体20、旋转电机30、换挡控制单元33、加速控制杆40、加速控制单元42、弹性单元50、转向滚轮60和转向控制单元62，并且可以以统一的方式控制车辆的换挡挡位的改变、加速度和行进方向的改变。
如图1所示，根据本发明的示例性实施方案的控制杆体20可以安装在车辆的控制台表面10上，但是考虑到车辆的类型、驾驶员的偏好等，其也可以安装在各种位置，比如驾驶员座位的左侧，或者相关技术中设置转向轮的位置。
特别地，如图2所示，通过成对的控制台侧连接部11、中心轴杆26和通孔23，控制杆体20可旋转地联接至控制台表面10，控制台侧连接部11形成在控制台表面10的下侧，通孔23形成在控制杆体20的后端，从而中心轴杆26可以穿过通孔23。
中心轴杆26可以形成为有角度的形状，并且连接至控制杆体20的通孔23，而通孔23形成为具有对应于中心轴杆26的形状的形状，或者中心轴杆26可以通过超声波焊接而整体地连接到控制杆体20。
这就是说，中心轴杆26和控制杆体20彼此联接，以便将旋转运动传递到彼此，从而当控制杆体20旋转时，中心轴杆26也旋转，并且相反，当中心轴杆26旋转时，控制杆体20也旋转。
如图2和图3所示，中心轴齿轮25联接到中心轴杆26的一端(中心轴杆26连接至控制杆体20)，并且中心轴齿轮25被固定，以便与电机齿轮31接合，电机齿轮31安装在中心轴齿轮25之下。
支撑板15安装在控制台表面10之下，电机齿轮31根据旋转电机30的旋转而旋转(旋转电机30联接到支撑板15)，从而使得中心轴齿轮25和中心轴杆26旋转。
当中心轴齿轮25和中心轴杆26旋转时，控制杆体20(其联接至中心轴杆26)旋转，并且通过控制台表面10的孔洞12向控制台表面的上侧弹起，之后其停止在驾驶员可以方便地操纵控制杆体20的位置。
控制杆体20的操纵可以通过控制杆按钮13和停止按钮14来执行，控制杆按钮13和停止按钮14设置在控制台表面10上，如示例性实施方案所示，但是控制杆按钮13和停止按钮14也可以设置在车辆中的任何位置(比如，中心面板上或驾驶员座位的前侧)，而且控制杆体20的操纵在一些情况下可以通过识别驾驶员是否坐到座位上等而得到自动的执行。
在本发明的示例性实施方案中，控制杆按钮13用于使得控制杆体20通过旋转电机30的旋转而弹起，而停止按钮14用于将控制杆体20停止在驾驶员希望的位置。
支撑框16额外联接到支撑板15(其设置在控制台表面10之下)，并用于在控制杆体20通过孔洞12向下移动时防止控制杆体20过度向下移动。
如上所述，控制杆体20可以根据旋转电机30的旋转而旋转，或者可以随着驾驶员用手握住控制杆体20并向前和向后移动控制杆体20而旋转。
换挡磁体(图7中的32)嵌入在电机齿轮31中，以便指示电机齿轮31是否已旋转以及电机齿轮31的旋转量，而换挡控制单元33(其设置为邻近电机齿轮31)识别换挡磁体32的位置的改变并改变车辆的换挡挡位。
这就是说，当驾驶员操作控制杆按钮13时，控制杆体20弹起，然后通过停止按钮14的操作而停止，在该情况下，换挡控制单元33首先识别电机齿轮31中的换挡磁体32的位置。之后，当驾驶员握住控制杆体20并向前和向后旋转控制杆体20时，换挡磁体32的位置随着电机齿轮31的旋转而变化，并且换挡控制单元33识别换挡磁体32的位置的改变并改变车辆的换挡挡位。
如图4和图5所示，加速控制杆40、弹性单元50、转向滚轮60等安装在控制杆体20中。
随着形成在加速控制杆40的后端的加速突起部41插入形成在控制杆体20的内表面中的突起槽24，加速控制杆40可旋转地联接至控制杆体20，而且加速控制杆40可以通过第一开孔21突出，第一开孔21形成在控制杆体20的一侧表面(示出的示例性实施方案中的下表面)上。
弹性单元50设置在加速控制杆40的上部并且向加速控制杆40提供弹性恢复力，加速控制杆40的持续通过第一开孔21突出的倾向通过弹性单元50得到维持。
加速磁体嵌入在加速控制杆40中，以便指示加速控制杆40是否已旋转以及加速控制杆40的旋转量，而加速控制单元42(其设置为邻近加速控制杆40)识别加速磁体的位置的改变并使得车辆加速。
这就是说，如同相关技术中的驾驶员按压加速器踏板的操作，当驾驶员用四个手指握住加速控制杆40并然后按压加速控制杆40时，加速控制杆40围绕加速突起部41旋转，在该情况下，加速控制单元42识别加速磁体的位置的改变并使得车辆加速。
第二开孔22形成在控制杆体20的另一侧表面(示出的示例性实施方案中的上表面)，转向滚轮60安装在控制杆体20中以便通过第二开孔22外露。
弹性单元50设置在转向滚轮60的下部并且向转向滚轮60提供弹性恢复力，转向滚轮60的定位在中心而不是向左和向右旋转的倾向通过弹性单元50得到维持。
弹性单元50还用于向转向滚轮60提供转向力(改变车辆的方向所需的力)。
成对的转向磁体61附接到转向滚轮60的前端，转向磁体61用于指示转向滚轮60是否已旋转以及转向滚轮60的旋转量。
如同相关技术中的驾驶员旋转转向轮的操作，当驾驶员将拇指放到转向滚轮60上并向左和向右旋转转向滚轮60时，附接到转向滚轮60的转向磁体61的位置变化，该情况下，转向控制单元62(其设置为邻近转向滚轮60)识别转向滚轮60的位置的改变并且改变车辆的行进方向。
因此，驾驶员仅仅通过用一只手握住控制杆体20并向前和向后旋转控制杆体20、通过用四个手指按压加速控制杆40、或者通过用拇指向左和向右旋转转向滚轮60就可以改变车辆的换挡挡位、使得车辆加速以及改变车辆的行进方向。
图6是示出根据本发明的示例性实施方案的撞针单元和撞针单元中的零件的投影侧视图，图7A-图7F是示出根据本发明的示例性实施方案的依照控制杆体的旋转的电机齿轮的旋转和换挡磁体的位置的侧视图，图8是示出用于控制根据本发明的示例性实施方案的控制杆体的旋转导致的旋转电机的操作的逻辑的流程图。
如图4和图6所示，中心轴槽部27(在中心轴槽部27上形成了多个弯曲齿27a)联接至中心轴杆26的另一端(即，与联接中心轴齿轮25的部分相对的一侧)，撞针单元34设置在中心轴槽部27之下并且在控制杆体20旋转时产生换挡感觉。
特别地，回位弹簧36安装在撞针单元34中并且向上推动撞针杆35，撞针杆35在中心轴槽部27的弯曲齿27a上上升，从而在控制杆体20产生换挡感觉。
这就是说，当驾驶员操作控制杆按钮13以旋转旋转电机30时，中心轴齿轮25(其接合电机齿轮31)旋转以使得控制杆体20向上移动。该情况下，撞针单元34的撞针杆35敲击中心轴槽部27的弯曲齿27a，使得控制杆体20以“敲击-旋转-敲击-旋转-敲击”的步进方式向上移动。
即使在驾驶员握住控制杆体20并想要改变车辆的换挡挡位时，驾驶员也可以通过中心轴槽部27和撞针单元34而确信地识别换挡挡位的改变。
螺线管线圈37安装在撞针单元34中，螺线管线圈37在电源应用到螺线管线圈37时产生磁场，并强力向上推动撞针杆35，以使得控制杆体20几乎被固定。
螺线管线圈37用于防止控制杆体20在加速控制杆40被操纵时或在转向滚轮60被操纵时被驾驶员的过度的力旋转，从而防止驾驶员不希望的换挡挡位的改变。螺线管线圈37通过设置在车辆中的分开的按钮操纵，或通过加速控制杆40或转向滚轮60的操纵而自动操纵。
如图7A和图8所示，随着旋转电机30通过控制杆按钮13的操作而旋转，控制杆体20弹起，随着旋转电机30通过停止按钮14的操作而停止，控制杆体20得到暂时固定，在该情况下，通过换挡控制单元33将嵌入在电机齿轮31中的换挡磁体32的位置识别为P挡(P挡状态，S10)。
如图7B和图8所示，在停止按钮14被操作的状态中，当驾驶员握住控制杆体20并以对应于中心轴槽部27的一个弯曲齿27a的长度(即，感觉到一次换挡感觉的程度)向后(示出的示例性实施方案中的逆时针)旋转控制杆体20时，电机齿轮31向前(示出的示例性实施方案中的顺时针)旋转，使得换挡磁体32的位置改变(S20)，该情况下，换挡控制单元33将换挡磁体32的已改变的位置识别为R挡(R挡状态，S25)。
如图7C、图7D和图8所示，当驾驶员以相似的方式以对应于两个或三个弯曲齿27a的长度向后旋转控制杆体20时，嵌入在电机齿轮31中的换挡磁体32向前旋转(S20)，并且车辆的换挡挡位改变至N挡(N挡状态)或D挡(D挡状态)(S25)。
如图7E和图8所示，当驾驶员以对应于四个或更多个弯曲齿27a的长度旋转控制杆体20时，换挡控制单元33识别出换挡磁体32偏离了D挡状态，使得旋转电机30被操作(S30)。基于旋转电机30的操作，电机齿轮31逆时针旋转，并顺时针旋转控制杆体20(S40)，并且控制杆体20返回至D挡状态(S50)。
如图7F和图8所示，当驾驶员向前(顺时针)旋转控制杆体20时，换挡控制单元33识别出换挡磁体32偏离了P挡状态(S60)，并且旋转电机30被操作(S70)。基于旋转电机30的操作，电机齿轮31顺时针旋转，并逆时针旋转控制杆体20(S80)，并且控制杆体20返回至P挡状态(S90)。
这就是说，当驾驶员旋转控制杆体20向前超过P挡状态时，或当驾驶员旋转控制杆体20向后超过D挡状态时，控制杆体20可以通过旋转电机30返回至P挡状态或D挡状态。
图9A是示出根据本发明的示例性实施方案的加速控制杆、弹性单元和转向滚轮的分解图，图9B是示出根据本发明的示例性实施方案的加速控制杆、弹性单元和转向滚轮被组装的外观的立体图，图10是示出根据本发明的示例性实施方案的加速控制杆、弹性单元和转向滚轮的操作的正视图。
如图9A和图9B所示，弹性单元50可以形成为具有两个凹陷表面的片弹簧，其下表面向上弯曲使得加速控制杆40可以坐落在下表面上，上表面向下弯曲使得转向滚轮60可以坐落在上表面上。
特别地，当描述弹性单元50的联接结构时，首先，加速控制杆40可旋转地联接至控制杆体20，弹性单元50的下凹陷表面52(其形成为对应于加速控制杆40的上表面的形状的形状)被放置在加速控制杆40的上表面上，而转向滚轮60的凹槽63(其形成为对应于弹性单元50的上凹陷表面51的形状的形状)被放置在弹性单元50的上凹陷表面51上。
如图10所示，当驾驶员握住并按压加速控制杆40时，加速控制杆40与转向滚轮60之间的弹性单元50被压缩，所以，弹性单元50的弹簧常数增加，而且转向滚轮60的转向力增加。
相反，当驾驶员释放加速控制杆40时，弹性单元50解压缩，所以，弹性单元50的弹簧常数减小，而且转向滚轮60的转向力减小。
这就是说，在相关技术中，转向轮的转向力使用昂贵的MDPS电机改变，但是本发明可以依照车辆的速度使用弹性单元50(弹性单元50形成为具有两个凹陷表面的片弹簧)简单地调整转向滚轮60的转向力。
图11是示出根据本发明的示例性实施方案的直线电机的操作导致的控制杆体的外观的侧视图，图12是示出用于控制根据本发明的示例性实施方案的直线电机和加速控制杆的操作的逻辑的流程图。
如图11所示，直线电机70(直线电机70具有直线杆71，直线杆71可以向前和向后移动)设置在加速控制杆40的后侧，从而限制加速控制杆40的运动。
限制构件72(其按压并支撑加速控制杆40的后端并防止加速控制杆40旋转)联接至直线杆71的一端，并且限制构件72用于在车辆的加速是危险的情况下限制加速控制杆40的运动。
特别地，车辆的加速是危险的情况指的是快速加速车辆的危险的情形，比如当车辆行驶在陡峭弯路上时，当车辆碰撞迫近时，当出现车辆的故障模式时，当下斜坡行驶时等。
该情况下，直线电机70使得直线杆71向前移动，以将加速控制杆40返回至起始状态，并防止加速控制杆40被进一步按压。
如图12所示，首先确认P挡、R挡、N挡和D挡之中的哪一个是控制杆体20的当前换挡状态(S100)，之后，确认换挡状态是行车挡或倒车挡(D挡或R挡)(S200)。当换挡状态不是行车挡或倒车挡(换挡状态是P挡或N挡)时，车辆的停止状态得以维持(S210)，当换挡状态是行车挡或倒车挡时，确认当前状态是否是车辆的加速是危险的状态(S300)。
在车辆的驾驶并不危险而且车辆正常行驶的情况下，加速控制单元42确认是否存在从加速控制杆40输入的信号，即，驾驶员是否按压加速控制杆40(S400)。当驾驶员按压加速控制杆40时，车辆加速，该情况下，撞针单元34的螺线管线圈37被操作为固定控制杆体20(S420)，而当驾驶员没有按压加速控制杆40时，车辆持续地缓慢行驶(S410)。
在车辆的加速是危险的情况下，加速控制单元42确认是否存在从加速控制杆40输入的信号(S500)。当驾驶员没有按压加速控制杆40时，车辆如上所述地持续地缓慢行驶(S510)，而当驾驶员试图按压加速控制杆40时，直线杆71向前移动并且阻碍加速控制杆40的旋转(S520)。
为了方便解释和精确限定所附权利要求，术语“上”、“下”、“内”和“外”是用于参考图中显示的这些特征的位置来描述示例性实施方案的特征。
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想穷尽本发明，或者将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，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和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不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由所附的权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (7)

1.一种用于电传线控系统的控制杆，包括：
控制杆体，所述控制杆体通过控制台侧连接部并通过中心轴杆能够旋转地联接至车辆的控制台表面，所述控制台侧连接部形成在所述控制台表面的下侧；
旋转电机，所述旋转电机通过使电机齿轮旋转而使控制杆体旋转，所述电机齿轮固定为接合中心轴齿轮，所述中心轴齿轮形成在所述中心轴杆的端部；
换挡控制单元，所述换挡控制单元识别换挡磁体的位置的改变并改变车辆的换挡挡位，所述换挡磁体嵌入在所述电机齿轮中；
加速控制杆，所述加速控制杆具有能够旋转地联接在所述控制杆体中的后端，并且通过第一开孔突出，所述第一开孔形成在所述控制杆体的侧表面中；
加速控制单元，所述加速控制单元识别加速磁体的位置的改变并使所述车辆加速，所述加速磁体嵌入在所述加速控制杆中；
转向滚轮，所述转向滚轮安装在所述控制杆体中以便通过第二开孔外露，所述第二开孔形成在所述控制杆体的另一侧表面中；
转向控制单元，所述转向控制单元识别转向磁体的位置的改变并改变所述车辆的行进方向，所述转向磁体附接到所述转向滚轮的端部；以及
弹性单元，所述弹性单元安装在所述加速控制杆与所述转向滚轮之间，并且向所述加速控制杆和所述转向滚轮提供弹性恢复力，
其中，所述弹性单元形成为具有两个凹陷表面的片弹簧，所述弹性单元的下表面向上弯曲使得所述加速控制杆坐落在所述下表面上，所述弹性单元的上表面向下弯曲使得所述转向滚轮坐落在所述上表面上，而且所述弹性单元的形状通过所述加速控制杆的操作而变形，使得所述转向滚轮的转向力变化，
所述车辆的换挡挡位的改变、加速度以及行进方向的改变受到整体控制。
2.根据权利要求1所述的用于电传线控系统的控制杆，进一步包括：
中心轴槽部，所述中心轴槽部联接至所述中心轴杆的另一端，并且具有多个弯曲突出的弯曲齿；以及
撞针单元，所述撞针单元设置在所述中心轴槽部之下，所述撞针单元中嵌入有回位弹簧和螺线管线圈，并且向上推动撞针杆，
其中所述中心轴槽部的弯曲齿被所述撞针单元的撞针杆敲击，使得当所述控制杆体被旋转时产生换挡感觉。
3.根据权利要求2所述的用于电传线控系统的控制杆，其中当设置在所述车辆中的控制杆按钮被操作时，所述控制杆体随着所述旋转电机的旋转而通过所述中心轴槽部和所述撞针单元以步进的方式弹起，当设置在所述车辆中的停止按钮被操作时，所述控制杆体随着所述旋转电机的停止旋转而暂时固定，并且当所述停止按钮被操作时，所述换挡控制单元将嵌入在所述电机齿轮中的换挡磁体的位置识别为P挡。
4.根据权利要求3所述的用于电传线控系统的控制杆，其中在所述停止按钮被操作的状态下，当所述控制杆体向后旋转对应于所述中心轴槽部的一个弯曲齿的长度时，所述换挡控制单元将所述换挡磁体的已改变的位置识别为R挡，当所述控制杆体向后旋转对应于所述中心轴槽部的两个弯曲齿的长度时，所述换挡控制单元将所述换挡磁体的已改变的位置识别为N挡，而当所述控制杆体向后旋转对应于所述中心轴槽部的三个弯曲齿的长度时，所述换挡控制单元将所述换挡磁体的已改变的位置识别为D挡。
5.根据权利要求3所述的用于电传线控系统的控制杆，其中在所述停止按钮被操作的状态下，当所述控制杆体向前旋转时，所述旋转电机在所述停止按钮被操作时将所述控制杆体返回至起始位置，即P挡状态。
6.根据权利要求4所述的用于电传线控系统的控制杆，其中当所述控制杆体向后旋转对应于所述中心轴槽部的四个或更多个弯曲齿的长度时，所述旋转电机被操作为将所述控制杆体返回至所述控制杆体向后移动对应于所述中心轴槽部的三个弯曲齿的长度的位置，即D挡状态。
7.根据权利要求1所述的用于电传线控系统的控制杆，进一步包括：
直线电机，所述直线电机设置在所述加速控制杆的后侧并且具有直线杆，所述直线杆能够向前和向后移动，
其中当所述直线杆向前移动时，所述直线杆按压并支撑所述加速控制杆的后端，并防止所述加速控制杆旋转。
CN201410773004.3A 2014-08-29 2014-12-12 用于电传线控系统的控制杆 Expired - Fee Related CN105365571B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140113864A KR101612368B1 (ko) 2014-08-29 2014-08-29 드라이브 바이 와이어 시스템용 레버
KR10-2014-0113864 2014-08-29

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105365571A CN105365571A (zh) 2016-03-02
CN105365571B true CN105365571B (zh) 2019-04-12

Family

ID=54012441

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410773004.3A Expired - Fee Related CN105365571B (zh) 2014-08-29 2014-12-12 用于电传线控系统的控制杆

Country Status (3)

Country Link
US (1) US9126621B1 (zh)
KR (1) KR101612368B1 (zh)
CN (1) CN105365571B (zh)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101565047B1 (ko) * 2014-08-12 2015-11-02 현대자동차주식회사 스티어링 휠 및 악셀 페달 통합 구조를 갖는 컨트롤 보드
KR101836701B1 (ko) * 2016-09-23 2018-03-08 현대자동차주식회사 전자식 변속시스템용 레버장치
JP2018200065A (ja) * 2017-05-26 2018-12-20 アイシン精機株式会社 シフト装置
CN107514459B (zh) * 2017-08-08 2019-03-12 广州汽车集团股份有限公司 直线型位置检测机构及线控换挡执行器
CN107471948B (zh) * 2017-09-06 2023-06-02 吉林大学 一种基于电磁回复装置的线控汽车多自由度操纵杆
KR101976448B1 (ko) * 2018-01-02 2019-05-10 경창산업주식회사 변속 제어 레버 장치
KR101995308B1 (ko) 2018-01-16 2019-07-03 경창산업주식회사 전자식 변속 제어 장치
KR20200120984A (ko) * 2019-04-09 2020-10-23 현대자동차주식회사 자율주행 차량용 통합조작장치

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4476954A (en) * 1982-09-22 1984-10-16 Johnson Engineering Corporation Remote control for motor vehicle
US5086870A (en) * 1990-10-31 1992-02-11 Division Driving Systems, Inc. Joystick-operated driving system
WO1996038682A1 (en) * 1995-06-02 1996-12-05 Potis Michael R Electronically actuated auxiliary throttle control system
DE19548717C1 (de) * 1995-12-23 1997-05-07 Daimler Benz Ag Bedienelementanordnung zur Steuerung der Längsbewegung und/oder der Querbewegung eines Kraftfahrzeuges
DE19625501C2 (de) * 1996-06-26 1999-10-14 Daimler Chrysler Ag Bedienelementanordnung zur Steuerung der Längs- und der Querbewegung eines Kraftfahrzeuges
DE19713245C2 (de) * 1997-03-29 2001-02-15 Mercedes Benz Lenkungen Gmbh Kraftfahrzeug mit zumindest einem über wenigstens einen Bedienhebel in Form eines sogenannten Side-stick steuerbaren Teil
DE19816682A1 (de) * 1998-04-15 1999-10-21 Still Gmbh Multifunktionshebel
FI112050B (fi) * 2001-09-04 2003-10-31 Etelae Suomen Autotalo Oy Laitteisto ja menetelmä ajoneuvon apuhallintalaitteiden käyttämiseksi
JP2003127700A (ja) * 2001-10-19 2003-05-08 Autech Japan Inc アクセルコントローラ
KR20040016632A (ko) 2002-08-19 2004-02-25 학교법인 포항공과대학교 장애인의 자동차 운전을 위한 힘 반영 조이스틱 운전 시스템
JP4203363B2 (ja) * 2003-06-10 2008-12-24 本田技研工業株式会社 車両用の操作装置
US20080023250A1 (en) * 2006-07-31 2008-01-31 Hefner Robert E Ergonomic machine control console
KR101334490B1 (ko) 2006-12-15 2013-11-29 두산인프라코어 주식회사 차량 조향장치용 틸러바 타입 조이스틱
JP2008184079A (ja) 2007-01-31 2008-08-14 Nissan Motor Co Ltd 変速レバー機構
US8255093B2 (en) * 2008-08-29 2012-08-28 Raytheon Company Kit to adapt an automotive vehicle for remote operation, automotive remote control conversion pedestal, and system
US8100217B2 (en) * 2009-06-12 2012-01-24 Ford Global Technologies, Llc Vehicle with hand control system
JP5569188B2 (ja) 2010-06-30 2014-08-13 井関農機株式会社 作業車両の無段変速操作装置
KR101301676B1 (ko) * 2011-02-28 2013-08-30 전교 한 개의 막대에 브레이크와 가속기능이 결합된 자동차 운전장치
JP2013014267A (ja) * 2011-07-05 2013-01-24 Aichi Corp クローラ式車両
JP2014052885A (ja) 2012-09-07 2014-03-20 Nisshin Jidosha Kogyo:Kk 運転用ジョイスティック非常用装置
KR101551974B1 (ko) * 2014-08-11 2015-09-10 현대자동차주식회사 드라이브 바이 와이어 시스템용 레버 구조

Also Published As

Publication number Publication date
KR20160026063A (ko) 2016-03-09
CN105365571A (zh) 2016-03-02
US9126621B1 (en) 2015-09-08
KR101612368B1 (ko) 2016-04-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105365571B (zh) 用于电传线控系统的控制杆
JP5144621B2 (ja) 触覚変速装置
CN105730230B (zh) 用于电传线控系统的控制杆的结构
US6508139B2 (en) By-wire shift lever device for vehicle
JP5653039B2 (ja) ユーザーインターフェースを有する変速制御レバー
JP6091797B2 (ja) シフト装置
JP7258919B2 (ja) アクセルペダル装置
US10288172B2 (en) Motion demonstration electronic gear shift apparatus and method of controlling the same
CN104976336B (zh) 折扇式电子换挡杆
JP5235421B2 (ja) ギアボックスを制御するための装置
US7507921B2 (en) Control device having a rotating actuator
US20200173538A1 (en) Device and method for selecting gears in motor vehicles
US10253869B2 (en) Lever apparatus for electronic shift system
CN104455364B (zh) 风琴式电子换挡杆
CN115111355A (zh) 用于车辆驾驶的集成控制装置
JP2021146881A (ja) シフト装置、および、シフト装置の制御方法
JP2020097304A (ja) シフトレバー装置
KR102064565B1 (ko) 차량용 오르간 타입 가속페달 장치
JP2011251612A (ja) シフト装置
JP2009104384A (ja) 入力操作装置
JP2009015568A (ja) ジョイスティック
JP2005076832A (ja) 自動変速機のディテント機構
JPH04249668A (ja) 変速装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20190412

Termination date: 20191212