CN111664244A - 旋钮式换挡杆设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种旋钮式换挡杆设备，其警告并且限制驾驶员对旋钮的误操纵，防止齿轮换挡的误操作，并且防止由于旋钮的过度操纵而导致的印刷电路板(PCB)电路过载。

Description

旋钮式换挡杆设备

技术领域

发明涉及一种旋钮式(dial type)换挡杆设备，其被构造成用于限制对旋钮式换挡杆的不当操纵。

背景技术

通常，车辆的传动装置大致分为自动变速器和手动变速器，作为自动变速器，已经使用了使用行星齿轮的自动变速器和使用连续可变传动装置的无级变速器。

近来，已经开发了用于电子式而不是机械式控制车辆传动系统的线控换挡系统，对此，线控换挡系统是指用于使用致动器和电子换挡杆来电子式控制齿轮换挡的传动系统，用于电子式操作变速器与换挡杆的机械连接结构以及电子控制单元(ECU)。

当换挡杆发生位置改变时，线控换挡传动系统使用位置传感器装置将换挡杆的改变的位置转换成电信号，将信号输入到变速器控制单元(TCU)，并根据TCU的控制来执行齿轮换挡。与传统的机械换挡杆系统相比，线控换挡传动系统在杆操作力或者操作敏感度方面具有优势，并且可以通过简单地操纵开关按钮来进行齿轮换挡。

根据最近的趋势，已经开发了旋钮式换挡杆以增强控制台空间的利用并且减小换挡杆系统的封装。旋钮式换挡杆所具有的问题在于，因为驾驶员任意频繁地操纵换挡杆，所以印刷电路板(PCB)的电路的耐久性降低。也就是说，旋钮式换挡杆被构造成不同于传统的换挡杆，因此，驾驶员可能对换挡杆进行不当的操纵。例如，当驾驶员在挡位为D的状态下踩下制动踏板以使车辆停止的同时不当地将换挡杆置于边界区域中时(在该边界区域中已形成操作敏感度)，产生不平顺地换挡感觉，因此，发生换挡杆的误操作。

公开于本发明的背景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为本领域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旋钮式换挡杆设备，其被构造成用于防止驾驶员对换挡杆的误操作，并且防止由于换挡杆相对于旋钮换挡杆的过度操纵而导致的印刷电路板(PCB)电路的过载。

根据本发明的示例性实施例，旋钮式换挡杆设备可以包括：旋钮，其在换挡杆壳体中能够旋转以选择挡位，在旋转期间通过换挡感觉单元提供换挡感觉，并且在提供换挡感觉的点处具有空区段；摩擦装置，其安装在所述换挡杆壳体中并且包括摩擦杆，所述摩擦杆响应于所述摩擦装置在操作期间移动至所述旋钮以与所述旋钮接触，从而产生摩擦力；以及控制器，其被构造成接收与所述旋钮有关的位置信息，当所述旋钮保持在所述空区段中或者反复进入所述空区段时，将所述旋钮的当前操纵确定为不当操纵，并且在当前操纵被确定为不当操纵时，控制所述摩擦装置，以使所述摩擦杆与所述旋钮接触。

所述换挡感觉单元可以包括：止动槽部，其设置在所述换挡杆壳体中，并且在所述旋钮的旋转方向上形成有多个止动槽；以及子弹状构件，其安装于所述旋钮处，能够与所述旋钮一起旋转，并且弹性地插入到所述止动槽中，以被多个所述止动槽卡住。

所述旋钮的所述空区段可以是所述换挡感觉单元的所述子弹状构件进入位于多个所述止动槽之间的突起部中的点。

所述摩擦装置可以包括：驱动单元，其固定至所述换挡杆壳体，并且响应于输入到所述控制器的信号而操作；以及摩擦杆，其从所述驱动单元突出或者缩回并能够线性移动，并且可以在其端部包括由摩擦材料形成的摩擦构件。

从轴心朝向变速器壳体延伸并且形成为圆筒形的轴可以形成在所述旋钮上，并且所述摩擦装置的杆可以被构造成能够朝向所述轴的外周表面移动。

所述轴可以具有反复弯曲的外周表面。

所述控制器可以被构造成当所述旋钮的旋转位置保持在空区段中达到预定参考时间时将所述旋钮的当前操纵确定为不当操纵。

所述控制器可以被构造成当所述旋钮在预设时间内反复进入空区段预设次数或者更多次数时将所述旋钮的当前操纵确定为不当操纵。

在确定所述旋钮的不当操纵期间，所述控制器可以被构造成以预先存储的初始设定值控制所述摩擦装置，以当所述摩擦杆从非接触状态接触所述旋钮时施加所述摩擦力。

当所述控制器用所述初始设定值控制所述摩擦装置，然后不当操作被连续保持预定时间时，所述控制器可以被构造成控制所述摩擦装置以增强设定值来驱动，所述增强设定值用于允许所述摩擦杆以比所述初始设定值更大的摩擦力与所述旋钮接触。

在所述控制器中预设的增强设定值可以被设定为响应于连续保持不当操纵而逐步增加摩擦力。

产生振动的振动单元可以连接到所述旋钮，并且所述控制器可以被构造成当极限设定值被设定并且所述增强设定值逐步增加以达到所述极限设定值时控制所述振动单元，以在所述旋钮中产生振动，所述极限设定值用于允许所述摩擦杆以比所述增强设定值更高的摩擦力与所述旋钮接触。

在确定所述旋钮的不当操纵期间，所述控制器可以被构造成控制警告单元的操作，所述警告单元被构造成通过所述警告单元的警告灯或者警报器向驾驶员警告所述旋钮的不当操纵。

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描述，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是示出根据本发明的示例性实施例的旋钮式换挡杆设备的图。

图2是用于说明图1所示的旋钮式换挡杆设备的图。

图3是根据本发明的示例性实施例的旋钮式换挡杆设备的驱动的流程图。

应当了解，所附附图并非按比例地绘制，显示了说明本发明的基本原理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，附图标记表示本发明的相同或等同的部分。

具体实施方式

下面将详细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。另一方面，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。

下面，将参考所附附图对根据本发明的示例性实施例的旋钮式换挡杆设备进行描述。

图1是示出根据本发明的示例性实施例的旋钮式换挡杆设备的图。图2是用于说明图1所示的旋钮式换挡杆设备的图。图3是根据本发明的示例性实施例的旋钮式换挡杆设备的驱动的流程图。

如图1所示，根据本发明的示例性实施例的旋钮式换挡杆设备可以包括旋钮30、摩擦装置40、以及控制器50，旋钮30在换挡杆壳体10中旋转以选择挡位，在旋转期间通过换挡感觉单元20提供换挡感觉，并且在提供换挡感觉的点处具有空区段，所述摩擦装置40设置在换挡杆壳体10中并且包括摩擦杆42，所述摩擦杆42随着摩擦装置40在操作期间移动至旋钮30以与旋钮30接触而产生摩擦力，所述控制器50接收与旋钮30有关的位置信息，当旋钮30保持在空区段中或者反复进入空区段时，将旋钮的当前操纵确定为不当操纵，并且在当前操纵被确定为不当操纵时，对摩擦装置40进行控制，以使摩擦杆42与旋钮30接触。

本发明涉及一种旋钮式换挡杆，并且在这种情况下，当旋钮30在换挡杆壳体10中旋转时，可以选择挡位D、N、以及R。在旋钮30处于挡位N的情况下，换挡感觉单元20可以提供换挡感觉，挡位N可以包括挡位Nr和Nd，并且在将挡位切换到挡位R或者D的情况下，当前挡位可以返回到挡位Nr和Nd。旋钮30可以通过轴31可旋转地安装在换挡杆壳体10中，并且可以通过单独的弹簧恢复到其初始位置。旋钮30可旋转地安装在换挡杆壳体10中的这种结构可以应用为不同的形式。

本发明可以提供一种摩擦装置40，摩擦装置40安装在换挡杆壳体10中并且包括摩擦杆42，摩擦杆42随着摩擦装置40在操作期间移动至旋钮30以与旋钮30接触而产生摩擦力，而防止旋钮30的不当操纵。摩擦装置40可以限制驾驶员对旋钮30的不当操纵，并且可以随着摩擦杆42接触旋钮30而增加旋钮30的操作力，以增加摩擦力。因此，驾驶员可能难以操纵旋钮30，从而可以防止旋钮30的不当操纵或者过度操纵。

摩擦装置40可以被控制为由控制器50操作。这里，控制器50可以包括印刷电路板(PCB)，并且可以接收与旋钮30有关的位置信息，以确定旋钮30是保持在空区段还是反复进入空区段。在这种情况下，当旋钮30保持在空区段中或者反复进入空区段时，当前操纵可以被确定为旋钮30的不当操纵，并且在当前操纵被确定为不当操纵时，控制器50可以控制摩擦装置40，以允许摩擦杆42与旋钮30接触，因此，可以增加旋钮30的操作力以使驾驶员能够识别出不当操纵。

因此，可以防止驾驶员对旋钮30的不当操纵，从而防止齿轮换挡的误操作，并且防止PCB电路由于旋钮30的过度操纵而过载。

现在将详细描述上述本发明。如图1所示，换挡感觉单元20可以包括止动槽部21以及子弹状构件23，止动槽部21安装在换挡杆壳体10中，并且在旋钮30的旋转方向上形成有多个止动槽22，子弹状构件23安装在旋钮30处，与旋钮30一起旋转，并且弹性地插入到止动槽22中，以被多个止动槽22卡住。

因此，与旋钮30一起旋转的子弹状构件23可以在止动槽部21的止动槽22中移动，从而可以形成换挡感觉，以形成旋钮30的操作敏感度。这里，子弹状构件23可以由单独的弹簧弹性地支撑，以平稳地越过形成在多个止动槽22之间的突起部，止动槽22可以形成在与挡位Nr和Nd相对应的区段中，与止动槽部21的相对的横向端部可以与挡位R和D相对应。

因此，旋钮30的空区段可以是换挡感觉单元20的子弹状构件23进入位于多个止动槽22之间的突起部的点。在与止动槽部21的相对的横向端部处，也可以将进入挡位D或者R之前的区段设定为空区段。空区段可以是不对特定挡位执行齿轮换挡的滞后区段，当旋钮30进入空区段时，可以不执行齿轮换挡，并且控制器50可以识别出齿轮换挡到另一挡位。

如图2所示，摩擦装置40可以包括驱动单元41以及摩擦杆42，驱动单元41被固定至换挡杆壳体10，并且响应于输入到控制器50的信号而操作，摩擦杆42从驱动单元41突出或者缩回并进行线性移动，并且摩擦杆42在其端部包括由摩擦材料形成的摩擦构件43。

也就是说，驱动单元41可以由螺线管形成，并且由橡胶材料形成的摩擦构件43可以被包括在摩擦杆42中(摩擦杆42在驱动单元41进行中线性移动)。因此，当驱动单元41接收到控制器50的信号以使摩擦杆42突出时，包括在摩擦杆42中的摩擦构件43可以与旋钮30接触以产生摩擦力，从而增大旋钮30的操作力。

从轴心朝向变速器壳体延伸并且形成为圆筒形的轴31可以形成在旋钮30上，并且摩擦装置40的摩擦杆42可以被构造成可朝向轴31的外周表面31a移动。

因此，旋钮30可以使用轴31作为旋转中心轴线而可旋转地安装在变速器壳体中，并且当摩擦装置40的摩擦杆42接触轴31的外周表面31a时，摩擦力可被施加到旋钮30从而由于旋钮30的摩擦力而改变操作敏感度。这里，由于旋钮30的轴31形成为圆筒形，因此，当摩擦装置40的摩擦杆42接触外周表面31a时，可以保持预定的摩擦力，并且可以防止检测到旋钮30的操纵差异。

根据本发明的另一示例性实施例，轴31可具有反复弯曲的外周表面。因此，当在摩擦装置40的摩擦杆42接触旋钮30的轴31的状态下操纵旋钮30时，随着摩擦杆42的摩擦构件43越过轴31的弯曲表面，可能会在旋钮30中产生振动，因此，可以识别出驾驶员不当操纵旋钮30。

根据本发明的示例性实施例，控制器50可以接收与旋钮30有关的位置信息，并且可以确定旋钮30是保持在空区段还是反复进入空区段。

这里，当将旋钮30的旋转位置保持在空区段中达到预定的参考时间时，控制器50可以将旋钮的当前操纵确定为不当操纵。预先存储在控制器50中的参考时间可以预先设定，并且可以设定为大约10秒。也就是说，当旋钮30保持在空区段中达到参考时间时，控制器50可以将旋钮的当前操纵确定为不当操纵，其中在将旋钮30夹持住的状态下不执行向特定挡位的齿轮换挡。

当旋钮30在预设时间内反复进入空区段预设次数或者更多次数时，控制器50可以将旋钮的当前操纵确定为不当操纵。预先存储在控制器50中的设定时间和设定次数可以预先设定，并且设定时间可以设定为3秒，设定次数可以设定为3次。也就是说，控制器50可以操纵旋钮30，并且可以将旋钮的当前操纵确定为不当操纵，其中当在设定时间内以设定次数反复执行旋钮30进入和脱离空区段时不执行向特定挡位的齿轮换挡。

在确定旋钮的不当操纵期间，控制器50可以以预先存储的初始设定值控制摩擦装置40，以在摩擦杆42从非接触状态接触旋钮30时施加摩擦力。

也就是说，当控制器50确定上述旋钮30是保持在空区段中还是反复例如以预定次数进入空区段并且确定当前操纵为不当操纵时，控制器50可以控制摩擦装置40以使摩擦杆42与旋钮30接触。在这种情况下，预先存储在控制器50中的初始设定值可以是施加至摩擦装置40的当前值，并且可以被设定至使旋钮30的操作力略微增加的程度。初始设定值可以是摩擦装置40的第一挡位的操纵值。

当控制器50用初始设定值控制摩擦装置40，然后不当操作被连续保持预定时间时，控制器50可以控制摩擦装置40使得其被增强设定值来驱动，该增强设定值用于允许摩擦杆42以比初始设定值更大的摩擦力与旋钮30接触。

因此，当在基于初始设定值并由旋钮30通过摩擦力使操作力增加之后保持不当操作时，控制器50可以利用增强设定值来驱动摩擦装置40，因此，可以进一步增加旋钮30的操作力，并且驾驶员可以识别出旋钮30的不当操纵。增强设定值可以是高于初始设定值的第二挡位的操纵值。

这里，控制器50中预设的增强设定值可以被设定为响应于保持不当操纵而逐步增加摩擦力。也就是说，控制器50以增强设定值来驱动摩擦装置40，因此，即使增加旋钮30的操作力，当驾驶员持续保持旋钮30的不当操纵时，增强设定值也可以逐渐增加用以逐渐增加旋钮30的操作力。因此，驾驶员可以更明显地识别出旋钮30的操作力增强，并从而可以从旋钮30上松开以引导旋钮30偏离空区段。

用于产生振动的振动单元60可以连接至旋钮30。振动单元60可以被安装在换挡杆壳体10中，并且可以在旋钮30中产生振动，以将特定的信号传送给驾驶员。被构造成向旋钮30提供振动的装置可以是各种已知技术，并且省略其详细结构。

当用于允许摩擦杆42以比增强设定值更高的摩擦力来与旋钮30接触的极限设定值可以预先设定并且所述增强设定值逐步增加以达到极限设定值时，控制器50可以控制振动单元60以在旋钮30中产生振动。这里，极限设定值可以是高于增强设定值的第三挡位的操纵值，并且可以被设定至难以操纵旋钮30并且产生操作力的程度。

此外，控制器50可以控制振动单元60以在旋钮30中产生振动，因此，驾驶员可以更明显地识别出旋钮30的不当操纵。

在确定旋钮的不当操纵期间，控制器50可以控制警告单元70的操作，该警告单元70通过警告单元的警告灯或者警报器向驾驶员警告旋钮30的不当操纵。这里，警告单元70可以成组地点亮警告灯，或者可以通过单独的扬声器装置传送给警报器。

因此，当驾驶员持续保持旋钮30的不当操纵时，可以增加旋钮30的操作力，振动可以传递到旋钮30，或者信号可以通过警告灯或警报器传送，因此，可以引导驾驶员完全释放旋钮30的操纵。因此，旋钮30可以从空区段恢复到正常状态。

被构造成具有上述结构的旋钮式换挡杆设备可以防止驾驶员对旋钮的不当操纵，防止齿轮换挡的误操作，并且防止PCB电路由于旋钮的过度操纵而过载。

被构造成具有上述结构的旋钮式换挡杆设备可以警告并且限制驾驶员对旋钮的不当操纵，防止齿轮换挡的误操作，并且防止PCB电路由于旋钮的过度操纵而过载。

为了方便解释和精确限定所附权利要求，术语“上方”、“下方”、“内”、“外”、“上”、“下”、“向上”、“向下”、“前”、“后”、“背”、“内侧”、“外侧”、“向内”、“向外”、“内部的”、“外部的”、“内部”、“外部”、“向前”和“向后”被用于参考附图中所显示的这些特征的位置来描述示例性实施方例的特征。将进一步理解，术语“连接”或其衍生词指的是直接和间接连接。

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。前面的描述并不旨在成为穷举的，也并不旨在把本发明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能的。选择示例性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能够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价形式所限定。

Claims (13)

1.一种旋钮式换挡杆设备，其包括：

旋钮，其在换挡杆壳体中能够旋转以选择挡位，在旋转期间通过换挡感觉单元提供换挡感觉，并且在提供换挡感觉的点处具有空区段；

摩擦装置，其安装在所述换挡杆壳体中并且包括摩擦杆，响应于所述摩擦装置在所述旋钮的操作期间移动至所述旋钮以与所述旋钮接触，从而所述摩擦杆产生摩擦力；以及

控制器，其被构造成接收与所述旋钮有关的位置信息，所述控制器响应于所述旋钮保持在所述空区段中或者反复进入所述空区段，从而将所述旋钮的当前操纵确定为不当操纵，并且响应于当前操纵被确定为不当操纵来控制所述摩擦装置，以使所述摩擦杆与所述旋钮接触。

2.根据权利要求1所述的旋钮式换挡杆设备，其中，所述换挡感觉单元包括：

止动槽部，其设置在所述换挡杆壳体中，并且在所述旋钮的旋转方向上形成有多个止动槽；以及

子弹状构件，其安装于所述旋钮处，与所述旋钮一起旋转，并且弹性地插入到所述止动槽中，用以被多个所述止动槽卡住。

3.根据权利要求2所述的旋钮式换挡杆设备，

其中，所述旋钮的所述空区段是所述换挡感觉单元的所述子弹状构件进入到多个所述止动槽之间的突起部中的点。

4.根据权利要求1所述的旋钮式换挡杆设备，其中，所述摩擦装置进一步包括：

驱动单元，其连接到所述控制器，安装至所述换挡杆壳体，并且响应于所述控制器的信号而被操作；以及

摩擦杆，其联接到所述驱动单元，并且被构造成从所述驱动单元突出或者缩回，

其中，所述摩擦杆在其端部包括由摩擦材料形成的摩擦构件，用以选择性地与所述旋钮接触。

5.根据权利要求1所述的旋钮式换挡杆设备，

其中，所述旋钮包括轴，所述轴从其轴心朝向变速器壳体延伸并且形成为圆筒形，并且

其中，所述摩擦装置的所述摩擦杆被构造成能够选择性地朝向所述轴的外周表面移动，以与所述轴的外周表面接触。

6.根据权利要求1所述的旋钮式换挡杆设备，

其中，所述轴具有反复弯曲的外周表面。

7.根据权利要求1所述的旋钮式换挡杆设备，

其中，所述控制器被构造成响应于所述旋钮的旋转位置保持在空区段中达到预定参考时间而将所述旋钮的当前操纵确定为不当操纵。

8.根据权利要求1所述的旋钮式换挡杆设备，

其中，所述控制器被构造成响应于所述旋钮在预设时间内反复进入空区段预设次数或者更多次数而将所述旋钮的当前操纵确定为不当操纵。

9.根据权利要求1所述的旋钮式换挡杆设备，

其中，在确定所述旋钮的不当操纵期间，所述控制器被构造成以预先存储的初始设定值控制所述摩擦装置，以当所述摩擦杆从其非接触状态接触所述旋钮时施加所述摩擦力。

10.根据权利要求9所述的旋钮式换挡杆设备，

其中，当所述控制器用预先存储的初始设定值控制所述摩擦装置，然后不当操作被连续保持预定时间时，所述控制器被构造成控制所述摩擦装置以增强设定值来驱动，所述增强设定值用于允许所述摩擦杆以比预先存储的初始设定值更大的摩擦力与所述旋钮接触。

11.根据权利要求10所述的旋钮式换挡杆设备，

其中，所述控制器的所述增强设定值被设定为响应于连续保持不当操纵而逐步增加摩擦力。

12.根据权利要求11所述的旋钮式换挡杆设备，

其中，产生振动的振动单元连接到所述旋钮；并且

其中，所述控制器连接到所述振动单元，并且被构造成响应于极限设定值被设定并且所述增强设定值逐步增加以达到所述极限设定值从而控制所述振动单元，以在所述旋钮中产生振动，所述极限设定值用于允许所述摩擦杆以比所述增强设定值更高的摩擦力与所述旋钮接触。

13.根据权利要求1所述的旋钮式换挡杆设备，

其中，在确定所述旋钮的不当操纵期间，所述控制器被构造成控制警告单元的操作，所述警告单元被构造成通过所述警告单元的警告灯或者警报器向驾驶员警告所述旋钮的不当操纵。

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