CN110145595A - 换挡装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种换挡装置，在该换挡装置中，限制机构的第一机构限制旋钮沿一个方向旋转，并且限制机构的第二机构限制旋钮沿另一方向旋转。限制机构的驱动装置仅由第一机构的电磁阀和第二机构的电磁阀构成。这由此使得能够简化限制机构的构型。

Description

换挡装置
技术领域
本发明涉及换挡装置，在该换挡装置中，通过使换挡本体移动来改变换挡位置。
背景技术
US2008/0115613A1描述了一种致动装置，在该致动装置中，曲柄盘连接至旋转开关以使得曲柄盘能够作为单元与旋转开关一起旋转。曲柄盘设置有四个曲柄部段，并且每个曲柄部段对应设置有止动螺栓。此外，止动螺栓布置在曲柄部段中的不少于两个曲柄部段处，从而限制旋转开关朝向两个旋转方向侧的旋转。
该致动装置的四个止动螺栓彼此单独被驱动。
发明内容
考虑到以上情况，本发明的目的是获得一种能够对限制机构的构型进行简化的换挡装置。
本发明的第一方面的换挡装置包括：换挡本体，该换挡本体能够沿一个方向或另一方向移动以改变换挡位置；以及限制机构，该限制机构包括第一机构和第二机构，第一机构作动而限制换挡本体沿所述一个方向移动且允许换挡本体沿所述另一方向移动，第二机构作动而限制换挡本体沿所述另一方向移动且允许换挡本体沿所述一个方向移动。
在本发明的第一方面的换挡装置中，通过使换挡本体沿所述一个方向或所述另一方向移动来改变换挡位置。限制机构的第一机构的作动限制换挡本体沿所述一个方向移动且允许换挡本体沿所述另一方向移动。限制机构的第二机构的作动限制换挡本体沿所述另一方向移动且允许换挡本体沿所述一个方向移动。换挡本体沿所述一个方向或所述另一方向的移动因此被第一机构或第二机构的作动所限制。
应当注意的是，限制机构设置有第一机构和第二机构。这使得能够简化限制机构的构型。
本发明的第二方面的换挡装置是本发明的第一方面的换挡装置，其中，在换挡本体的移动已被限制在超越限制换挡位置的位置处的情况下，换挡本体的换挡位置被设定为处于限制换挡位置处。
在本发明的第二方面的换挡装置中，在换挡本体的移动已被限制在超越限制换挡位置的位置处的情况下，换挡本体的换挡位置被设定为处于限制换挡位置处。因此，能够消除使换挡本体沿相反方向移动以将换挡本体的换挡位置设定为处于限制换挡位置处的需要。
本发明的第三方面的换挡装置是本发明的第一方面的换挡装置，其中，在预定激励下，在不使换挡本体移动的情况下，换挡本体的换挡位置被重新设定为预定换挡位置。
在本发明的第三方面的换挡装置中，在预定激励下，在不使换挡本体移动的情况下，换挡本体的换挡位置被重新设定为预定换挡位置。这由此使换挡本体的换挡位置能够被设定为预定换挡位置。
本发明的第四方面的换挡装置是本发明的第一方面的换挡装置，其中，限制机构布置在换挡本体的外侧。
在本发明的第四方面的换挡装置中，限制机构布置在换挡本体的外侧。这由此使除了限制机构之外的机构能够布置在换挡本体的内侧。
附图说明
将基于以下附图对本发明的示例性实施方式进行详细描述，在附图中：
图1是示出了根据本发明的示例性实施方式的换挡装置的从左斜后方观察的分解立体图；
图2A是示出了其中根据本发明的示例性实施方式的换挡装置的旋钮被限制沿一个方向和另一方向旋转的状态的从上方观察的平面图；
图2B是示出了其中根据本发明的示例性实施方式的换挡装置的旋钮被允许沿一个方向和另一方向旋转的状态的从上方观察的平面图；
图3A是示出了其中根据本发明的示例性实施方式的换挡装置的旋钮被限制沿一个方向旋转的状态的从上方观察的平面图；以及
图3B是示出了其中根据本发明的示例性实施方式的换挡装置的旋钮被限制沿另一方向旋转的状态的从上方观察的平面图。
具体实施方式
图1是示出了根据本发明的示例性实施方式的换挡装置10的从左斜后方观察的分解立体图。图2B是换挡装置10的从上方观察的平面图。在附图中，箭头FR指向换挡装置10的向前方向，箭头RH指向换挡装置10的向右方向，并且箭头UP指向换挡装置10的向上方向。
根据本示例性实施方式的换挡装置10安装在车辆(汽车)的控制台(附图中未示出)上。换挡装置10布置在车辆的前侧部且布置在车辆的驾驶员座椅(附图中未示出)的沿车辆宽度方向的内侧。换挡装置10的向前方向、向右方向和向上方向分别面向车辆的向前方向、向右方向和向上方向。
如图1和图2B中所示出的，换挡装置10设置有用作车身侧部和支承体的大致长方体的盒状壳体12。壳体12布置在控制台内。在壳体12的上侧处设置有壳体上部12A，并且在壳体12的下侧处设置有壳体下部12B。壳体12通过将壳体上部12A与壳体下部12B组合在一起而构成。
在壳体12内支承有用作换挡本体(操作本体)的大致圆柱状旋钮14。旋钮14能够绕轴线旋转(移动)。在旋钮14的上侧处设置有旋钮上部14A，并且在旋钮14的下侧处设置有旋钮下部14B。旋钮14通过将旋钮上部14A和旋钮下部14B组合在一起而构成，并且使得旋钮上部14A和旋钮下部14B能够作为单元而一起旋转。旋钮上部14A从壳体12朝向上侧突出并且从控制台突出到车辆车厢中。旋钮14的旋钮上部14A能够由车辆乘员沿一个方向(图1中的箭头A方向等)和另一方向(图1中的箭头B方向等)旋转操作。旋钮14可以从另一方向侧朝向一个方向侧被旋转，以便将旋钮14依次放置在下述换挡位置处：P位置(停车位置、预定换挡位置、限制换挡位置)；R位置(倒车位置)；N位置(空挡位置、特定换挡位置)；以及D位置(驱动位置、限制换挡位置)。
旋钮14的下部部分(旋钮下部14B的下部部分)形成有多个第一凹部16，所述多个第一凹部16用作第一限制部分并且各自具有三角形横截面轮廓。第一凹部16围绕旋钮14的周向方向以均匀的间隔布置。第一凹部16的布置角度间隔与旋钮14的换挡位置之间的旋转角度间隔相同。在每个第一凹部16的所述另一方向侧上的面构成限制面16A，并且在每个第一凹部16的所述一个方向侧上的面构成允许面16B。限制面16A相对于旋钮14的径向方向的角度被设定为比允许面16B相对于旋钮14的径向方向的角度更小。
旋钮14的在第一凹部16的上侧处的下部部分形成有多个第二凹部18，所述多个第二凹部18用作第二限制部分并且各自具有三角形横截面轮廓。第二凹部18围绕旋钮14的周向方向以均匀的间隔布置。第二凹部18的布置角度间隔与旋钮14的换挡位置之间的旋转角度间隔相同。在每个第二凹部18的所述一个方向侧上的面构成限制面18A，并且在每个第二凹部18的所述另一方向侧上的面构成允许面18B。限制面18A相对于旋钮14的径向方向的角度被设定为比允许面18B相对于旋钮14的径向方向的角度更小。
在壳体12内侧设置有限制机构20。限制机构20设置有位于旋钮14的前侧处的第一机构20A和位于旋钮14的后侧处的第二机构20B。
第一机构20A和第二机构20B各自设置有用作驱动装置的电磁阀22。电磁阀22固定在壳体12内侧。电磁阀22电连接至车辆控制器24。第一机构20A的电磁阀22在控制器24的控制下被驱动以致动第一机构20A。第二机构20B的电磁阀22在控制器24的控制下被驱动以致动第二机构20B。
在第一机构20A和第二机构20B两者中，用作致动构件的联动件26的基端侧部分机械地连接至电磁阀22的输出轴22A。联动件26的中央部分以可旋转的方式被支承在壳体12内侧。
在第一机构20A和第二机构20B两者中，用作限制构件的大致矩形柱状的棘爪28的前导端侧部分机械地连接至联动件26的前导端部分。每个棘爪28的基端侧部分以可摆动的方式被支承在壳体12内侧。第一机构20A的棘爪28布置在与旋钮14的第一凹部16相对应的上下方向位置处，并且第二机构20B的棘爪28布置在与旋钮14的第二凹部18相对应的上下方向位置处。每个棘爪28的前导端面构成限制面28A，并且每个棘爪28的旋钮14侧的面构成允许面28B。限制面28A和允许面28B以彼此大致成直角的方式布置。
在第一机构20A和第二机构20B两者中，在联动件26与壳体12之间横跨有用作迫压构件的扭转弹簧30。每个扭转弹簧30迫使联动件26沿一个旋转方向并且迫使棘爪28沿摆动方向朝向旋钮14侧。
在旋钮14布置在换挡位置处的情况下，当第一机构20A不被致动时，第一机构20A的棘爪28的前导端部分通过扭转弹簧30的迫压力而插入旋钮14的第一凹部16中的一个第一凹部中(参见图3A)。因此，棘爪28的限制面28A与第一凹部16的限制面16A接合，从而限制(锁定)旋钮14沿所述一个方向旋转。此外，棘爪28的允许面28B与第一凹部16的允许面16B接合，从而允许旋钮14抵抗扭转弹簧30的迫压力而沿所述另一方向旋转。
在旋钮14布置在换挡位置处的情况下，当第二机构20B不被致动时，第二机构20B的棘爪28的前导端部分通过扭转弹簧30的迫压力而插入旋钮14的第二凹部18中的一个第二凹部中(参见图3B)。因此，棘爪28的限制面28A与第二凹部18的限制面18A接合，从而限制(锁定)旋钮14沿所述另一方向旋转。此外，棘爪28的允许面28B与第二凹部18的允许面18B接合，从而允许旋钮14抵抗扭转弹簧30的迫压力而沿所述一个方向旋转。
当第一机构20A和第二机构20B已经被致动时(参见图2B)，第一机构20A和第二机构20B两者中的电磁阀22被驱动，从而使联动件26抵抗扭转弹簧30的迫压力而旋转并且使棘爪28朝向背离旋钮14的一侧摆动。相应的棘爪28的前导端部分因此而离开第一凹部16或第二凹部18，使得棘爪28允许(解锁)旋钮14沿所述一个方向和所述另一方向旋转。
在壳体12内侧设置有检测器32。检测器32检测旋钮14的旋转位置以检测旋钮14的换挡位置，并且检测器32电连接至控制器24。控制器24电连接有用作车辆变速器的自动变速器34。当旋钮14布置在P位置、R位置、N位置或D位置处(当检测器32检测到旋钮14已经布置在P位置、R位置、N位置或D位置处)时，自动变速器34的换挡挡位在控制器24的控制下改变为与旋钮14的相应的换挡位置相对应的P挡位(停车挡位)、R挡位(倒车挡位)、N挡位(空挡挡位)或D挡位(驱动挡位)。控制器24也电连接至车辆的发动机36。
在壳体12内侧支承有用作显示装置的大致环形柱状的指示器38。指示器38布置在旋钮14的内侧处并且暴露于车辆车厢内。指示器38电连接至控制器24，并且指示器38在控制器24的控制下向乘员显示旋钮14的换挡位置。
在壳体12内侧支承有用作操作部段的大致圆柱状的开关40。开关40布置在指示器38的内侧处并且暴露于车辆车厢内。开关40能够由乘员操作成进行限制和释放。开关40电连接至控制器24。
控制器24电连接有用作操作部段的车辆制动器42。制动器42由乘员操作以对车辆进行制动。
接下来，将对有关本示例性实施方式的操作进行描述。
在如上所述构造的换挡装置10中，当旋钮14沿一个方向(箭头A方向)旋转时，旋钮14的换挡位置按P位置、R位置、N位置和D位置的顺序改变。当旋钮14沿另一方向(箭头B方向)旋转时，旋钮14的换挡位置按D位置、N位置、R位置和P位置的顺序改变。旋钮14的换挡位置由指示器38在控制器24的控制下显示。
当旋钮14布置在P位置时，在制动器42不被操作的情况下，限制机构20的第一机构20A和第二机构20B在控制器24的控制下不被致动，使得第一机构20A的棘爪28的前导端部分插入旋钮14的第一凹部16中的一个第一凹部中，并且第二机构20B的棘爪28的前导端部分插入旋钮14的第二凹部18中的一个第二凹部中(参见图2A)。因此，旋钮14沿所述一个方向的旋转被第一机构20A的棘爪28限制，并且旋钮14沿所述另一方向的旋转被第二机构20B的棘爪28限制。旋钮14从P位置朝向R位置一侧的旋转以及朝向背离R位置的一侧的旋转因此被限制。
当旋钮14布置在P位置时，在制动器42已经被操作的情况下，第一机构20A在控制器24的控制下被致动，并且第二机构20B在控制器24的控制下不被致动。第一机构20A的棘爪28的前导端部分离开旋钮14的第一凹部16，而第二机构20B的棘爪28的前导端部分插入旋钮14的第二凹部18中(参见图3B)。因此，第一机构20A的棘爪28允许旋钮14沿所述一个方向的旋转，并且第二机构20B的棘爪28允许旋钮14沿所述一个方向的旋转但限制旋钮14沿所述另一方向的旋转。旋钮14因此被允许从P位置朝向R位置的一侧旋转，并且旋钮14被限制从P位置朝向背离R位置的一侧旋转。
当旋钮14布置在R位置或N位置时，第一机构20A和第二机构20B两者在控制器24的控制下被致动。第一机构20A的棘爪28的前导端部分离开旋钮14的第一凹部16，并且第二机构20B的棘爪28的前导端部分离开旋钮14的第二凹部18(参见图2B)。因此，第一机构20A的棘爪28允许旋钮14沿所述一个方向和所述另一方向的旋转，并且第二机构20B的棘爪28允许旋钮14沿所述一个方向和所述另一方向的旋转。旋钮14因此被允许从R位置朝向P位置一侧和N位置一侧旋转，或者旋钮14被允许从N位置朝向背离R位置的一侧或背离D位置的一侧旋转。
当旋钮14布置在N位置时，在开关40已经被操作成进行限制的情况下，第一机构20A和第二机构20B在控制器24的控制下都不被致动(致动被取消)。第一机构20A的棘爪28的前导端部分插入旋钮14的第一凹部16中，并且第二机构20B的棘爪28的前导端部分插入旋钮14的第二凹部18中(参见图2A)。因此，第一机构20A的棘爪28限制旋钮14沿所述一个方向的旋转，并且第二机构20B的棘爪28限制旋钮14沿所述另一方向的旋转。旋钮14因此被限制从N位置旋转至R位置一侧以及被限制从N位置朝向D位置一侧旋转。
当旋钮14布置在N位置时，在开关40已经被操作成进行释放的情况下，第一机构20A和第二机构20B在控制器24的控制下都被致动。第一机构20A的棘爪28的前导端部分离开旋钮14的第一凹部16，并且第二机构20B的棘爪28的前导端部分离开旋钮14的第二凹部18(参见图2B)。因此，第一机构20A的棘爪28允许旋钮14沿所述一个方向和所述另一方向的旋转，并且第二机构20B的棘爪28允许旋钮14沿所述一个方向和所述另一方向的旋转。旋钮14因此被允许从N位置朝向R位置一侧以及朝向D位置一侧旋转。
当旋钮14位于从N位置至D位置旋转的路径中时，第一机构20A在控制器24的控制下不被致动(致动被取消)，并且第二机构20B在控制器24的控制下被致动，使得第一机构20A的棘爪28的前导端部分插入旋钮14的第一凹部16中的一个第一凹部中，并且第二机构20B的棘爪28的前导端部分离开旋钮14的第二凹部18(参见图3A)。因此，第一机构20A的棘爪28限制旋钮14沿所述一个方向的旋转而允许旋钮14沿所述另一方向的旋转，并且第二机构20B的棘爪28允许旋钮14沿所述另一方向的旋转。因此，旋钮14被限制从D位置朝向背离N位置的一侧旋转，并且旋钮14被允许从D位置朝向N位置一侧旋转。
假设当旋钮14已经沿所述一个方向旋转超越D位置时，第一机构20A的棘爪28的前导端部分插入旋钮14的第一凹部16中的一个第一凹部中，从而限制旋钮14沿所述一个方向的旋转。在这种情况下，在控制器24的控制下，在旋钮14被限制的旋转位置处的换挡位置被重新设定为D位置，并且在旋钮14的该旋转位置的所述另一方向侧上的换挡位置被依次重新设定为N位置、R位置和P位置。此外，当旋钮14已经沿所述一个方向旋转超越D位置时，指示器38在控制器24的控制下继续将旋钮14的换挡位置显示为D位置。
当旋钮14位于从R位置朝向P位置旋转的路径中时，第一机构20A在控制器24的控制下被致动，并且第二机构20B在控制器24的控制下不被致动(致动被取消)，使得第一机构20A的棘爪28的前导端部分离开旋钮14的第一凹部16，并且第二机构20B的棘爪28的前导端部分插入旋钮14的第二凹部18中的一个第二凹部中(参见图3B)。因此，第一机构20A的棘爪28允许旋钮14沿所述一个方向的旋转，并且第二机构20B的棘爪28允许旋钮14沿所述一个方向的旋转并且限制旋钮14沿所述另一方向的旋转。旋钮14因此被限制从P位置朝向背离R位置的一侧旋转，并且旋钮14被允许从P位置朝向R位置一侧旋转。
假设当旋钮14已经沿所述另一方向旋转超越P位置时，第二机构20B的棘爪28的前导端部分插入旋钮14的第二凹部18中的一个第二凹部中，从而限制旋钮14沿所述另一方向旋转。在这种情况下，在旋钮14的旋转被限制的旋转位置处的换挡位置在控制器24的控制下被重新设定为P位置，并且在旋钮14的该旋转位置的所述一个方向侧上的换挡位置在控制器24的控制下被依次重新设定为R位置、N位置和D位置。此外，当旋钮14已经沿所述另一方向旋转超越P位置时，指示器38在控制器24的控制下继续将旋钮14的换挡位置显示为P位置。
此外，当旋钮14布置在除P位置之外的换挡位置(例如，在D位置)处时，在发动机36被关闭的情况下(在预定激励下)，自动变速器34的换挡挡位在控制器24的控制下自动地从除P挡位之外的挡位(例如，D挡位)改变至P挡位。
当发动机36被启动时，在布置有旋钮14的旋转位置处的换挡位置在控制器24的控制下被设定为P位置，并且在旋钮14的该旋转位置的所述一个方向侧上的换挡位置在控制器24的控制下被依次设定为R位置、N位置和D位置。因此，即使假设发动机36被关闭同时旋钮14布置在除P位置之外的换挡位置处，当发动机36被启动时，旋钮14的该换挡位置被重新设定为P位置，并且这被反映在自动变速器34的换挡挡位中。
应当注意的是，限制机构20设置有第一机构20A和第二机构20B，并且限制机构20的驱动装置仅由第一机构20A的电磁阀22和第二机构20B的电磁阀22构成。这由此使得能够减少限制机构20中的驱动装置的数量并且使得能够简化限制机构20的构型。
此外，如上所述，在旋钮14沿所述一个方向的旋转已经经过D位置并且然后被限制的情况下，在旋钮14的旋转被限制的位置处的换挡位置在控制器24的控制下被重新设定为D位置。由此能够消除使旋钮14沿所述另一方向旋转以将旋钮14的换挡位置设定至D位置的需要。
此外，如上所述，在旋钮14沿所述另一方向的旋转已经经过P位置并且然后被限制的情况下，在旋钮14的旋转被限制的位置处的换挡位置在控制器24的控制下被重新设定为P位置。由此能够消除使旋钮14沿所述一个方向旋转以将旋钮14的换挡位置设定至P位置的需要。
此外，如上所述，在发动机36已经被关闭同时旋钮14布置在除P位置之外的换挡位置处的情况下，当发动机36被启动时，旋钮14的该换挡位置在控制器24的控制下从除P位置之外的位置被重新设定为P位置。因此，在不驱动旋扭14的旋转的情况下，旋钮14的换挡位置可以被设定为P位置，从而能够抑制例如由于对旋钮14的旋转进行限制的外部因素而引起的旋钮14未被旋转至P位置的情形。
此外，限制机构20(第一机构20A和第二机构20B)布置在旋钮14的外侧(旋转-径向方向外侧)处。这由此使指示器38和开关40能够布置在旋钮14的内侧(旋转-径向方向内侧)而非限制机构20的内侧。
应当注意的是，在本示例性实施方式中，旋钮14布置在P位置或N位置处的同时，旋钮14沿所述一个方向或所述另一方向的旋转可以被限制。然而，可以构造成使得旋钮14布置在除P位置或N位置之外的换挡位置处的同时，旋钮14沿所述一个方向或所述另一方向或者沿所述一个方向和所述另一方向中的一者的旋转可以被限制。此外，可以构造成使得旋钮14布置在N位置处的同时，旋钮14沿所述一个方向和所述另一方向中的一者的旋转可以被限制。
此外，在本示例性实施方式中，旋钮14(换挡本体)被旋转。然而，换挡本体可以摆动或者可以滑动。
此外，在本示例性实施方式中，换挡装置10安装至控制台。然而，换挡装置10可以安装至仪表面板或柱盖。

Claims (4)

1.一种换挡装置，包括：
换挡本体，所述换挡本体能够沿一个方向或另一方向移动以改变换挡位置；以及
限制机构，所述限制机构包括第一机构和第二机构，所述第一机构作动而限制所述换挡本体沿所述一个方向移动且允许所述换挡本体沿所述另一方向移动，所述第二机构作动而限制所述换挡本体沿所述另一方向移动且允许所述换挡本体沿所述一个方向移动。
2.根据权利要求1所述的换挡装置，其中，在所述换挡本体的移动已被限制在超越限制换挡位置的位置处的情况下，所述换挡本体的换挡位置被设定为在所述限制换挡位置处。
3.根据权利要求1所述的换挡装置，其中，在预定激励下，在不使所述换挡本体移动的情况下将所述换挡本体的换挡位置被重新设定为预定换挡位置。
4.根据权利要求1所述的换挡装置，其中，所述限制机构布置在所述换挡本体的外侧。
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