CN113464634B - 换挡装置以及换挡装置的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供换挡装置以及换挡装置的控制方法，在转动操作部件来切换车辆的挡位的结构中，对操作部件的转动操作实现适当的限制。换挡装置进行车辆的挡位的切换，具备：操作部件，其以能够转动的方式安装于所述车辆；换挡控制部，其在操作部件移动至第1位置的情况下选择第1挡，在操作部件移动至第2位置的情况下选择第2挡，使换挡机构执行向所选择的挡位的切换；和限制机构，其限制操作部件的转动，在被限制机构限制之前操作部件已从第1位置移动至第2位置的情况下，换挡控制部选择第2挡，在换挡机构处于换挡限制状态、且被限制机构限制之前操作部件已从第1位置移动至第2位置的情况下，换挡控制部选择第1挡，操作控制部使限制机构执行限制。

Description

换挡装置以及换挡装置的控制方法

技术领域

本发明涉及换挡装置以及换挡装置的控制方法。

背景技术

以往，作为车辆的换挡装置，已知有具备转盘式的操作部件等的装置。这种换挡装置具有包含在使车辆停车时选择的P(停车)挡、R(倒车)、N(空挡)、D(驱动) 等的多个挡位，通过转动操作部件来选择挡位。具体而言，P、R、N、D、S各挡位排列配置，根据转动操作部件的操作来选择与操作部件的位置对应的挡位。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2013-47074号公报

如专利文献1所记载的结构那样，在转动操作部件来进行换挡操作的结构中，为了限制操作部件的过度转动和使车辆的动作急变的换挡变更，考虑限制操作部件的转动。然而，由于转盘式的操作部件能够进行快速的操作，因此有可能来不及进行操作部件的转动限制。例如，有可能在操作部件的转动实际被限制之前操作部件移动了。

发明内容

本发明的目的在于，在转动操作部件来切换车辆的挡位的结构中，对操作部件的转动操作实现适当的限制。

本发明的一个方式是一种换挡装置，该换挡装置与具有包括第1挡以及第2挡在内的多个挡位的车辆的换挡机构连接，进行所述挡位的切换，其中，该换挡装置具有：操作部件，其以能够转动的方式安装于所述车辆；位置检测部，其检测所述操作部件的位置；换挡控制部，其在所述操作部件移动至第1位置的情况下选择所述第1挡，在所述操作部件移动至第2位置的情况下选择所述第2挡，使所述换挡机构执行向所选择的所述挡位的切换；限制机构，其限制所述操作部件的转动；操作控制部，其使所述限制机构限制所述操作部件的转动；以及换挡状态判定部，其判定所述换挡机构的换挡限制状态，在被所述限制机构限制之前所述操作部件已从所述第1位置移动至所述第2位置的情况下，所述换挡控制部选择所述第2挡，在由所述换挡状态判定部判定为换挡限制状态、且被所述限制机构限制之前所述操作部件已从所述第1位置移动至所述第2位置的情况下，所述换挡控制部选择所述第1挡，所述操作控制部使所述限制机构执行限制。

根据本发明的另一方式，所述换挡机构具备将挡位锁定在所述第1挡的的换挡锁定部，所述换挡状态判定部在所述换挡锁定部的锁定的解除产生了障碍的情况下，判定为所述换挡机构处于换挡限制状态。

根据本发明的另一方式，所述换挡状态判定部在所述换挡锁定部的温度超过设定温度范围的情况下，判定为所述换挡机构处于换挡限制状态。

根据本发明的另一方式，所述换挡控制部进行解除所述换挡锁定部的锁定的控制，在所述换挡控制部进行使锁定解除的控制之后，在所设定的时间内所述换挡锁定部的锁定未被解除的情况下，所述换挡状态判定部判定为所述换挡机构处于换挡限制状态。

根据本发明的另一方式，所述换挡装置具备显示控制部，该显示控制部使搭载于所述车辆的显示部显示由所述换挡控制部选择的所述挡位，所述显示控制部在所述操作部件已从所述第1位置移动至所述第2位置的情况下，在所述换挡控制部选择了所述第1挡之后，使所述显示部执行所述第1挡的显示。

根据本发明的另一方式，所述第1位置和所述第2位置是在所述操作部件的转动范围内相邻的位置，所述操作控制部在所述显示控制部使所述显示部执行所述第1 挡的显示的情况下，使所述限制机构限制所述操作部件的从所述第1位置转向所述第 2位置的转动。

本发明的另一方式是一种换挡装置的控制方法，所述换挡装置与具有包括第1 挡以及第2挡在内的多个挡位的车辆的换挡机构连接，进行所述挡位的切换，所述换挡装置的控制方法具有以下步骤：检测操作部件的位置，所述操作部件以能够转动的方式安装于所述车辆；在所述操作部件移动至第1位置的情况下选择所述第1挡，在所述操作部件移动至第2位置的情况下选择所述第2挡，使所述换挡机构执行向所选择的所述挡位的切换；通过限制所述操作部件的转动的限制机构来限制所述操作部件的转动；在被所述限制机构限制之前所述操作部件已从所述第1位置移动至所述第2 位置的情况下，选择所述第2挡；在所述换挡机构处于换挡限制状态、且被所述限制机构限制之前所述操作部件已从所述第1位置移动至所述第2位置的情况下，选择所述第1挡，使所述限制机构执行限制。

发明效果

根据本发明，在短时间内快速地操作了操作部件的情况下，能够与操作对应地切换挡位，如果换挡机构处于换挡限制状态，则不切换挡位。因此，在转动操作部件来切换车辆的挡位的结构中，能够适当地限制操作部件的转动操作。

附图说明

图1是实施方式的汽车的驱动系统的概要图。

图2是汽车的驾驶席周边的概要立体图。

图3是操作单元的俯视图。

图4是操作单元的主要部分剖视图。

图5是示出操作位置的移动的说明图。

图6是示出显示器的显示例的图。

图7是汽车的控制系统的框图。

图8是示出换挡装置的动作的流程图。

图9是示出换挡装置的动作例的时序图。

标号说明

1：汽车(车辆)；

2：发动机；

3：电动发电机；

4：变速箱(换挡机构)；

5：驱动轴；

6：车轮；

7：电池；

8：逆变器；

10：换挡装置；

11：控制单元；

12：仪表面板；

13：方向盘；

14：换挡操作部件(操作部件)；

14a：轴；

15：显示器(显示部)；

17：油门踏板；

18：制动踏板；

19：仪表板；

21：显示面板；

25：操作单元；

31：角度检测器(位置检测部)；

32：车速传感器；

33：油门踏板传感器；

34：制动踏板传感器；

50：电磁制动机构(限制机构)；

63：挡位显示部；

64：换挡指示灯；

70：停车锁定部(换挡锁定部)；

71：驱动电路；

72：致动器；

101：行驶控制部；

103：换挡控制部；

105：接口；

110：换挡操作判定部；

111：油门操作检测部；

112：制动操作检测部；

113：换挡状态判定部；

114：操作控制部。

具体实施方式

[1.汽车的变速控制的概要]

图1是应用了本发明的实施方式的汽车1的驱动系统的概要图。图2是汽车1 的驾驶席周边的概要立体图。

在本实施方式中进行说明的汽车1搭载有发动机2作为驱动源，将发动机2的输出经由变速箱4以及驱动轴5传递至驱动轮。另外，在图示例中，汽车1是以前轮 6f作为驱动轮的前轮驱动车，但是，也能够将汽车1设为以后轮6r作为驱动轮的后轮驱动车或以前后两车轮6作为驱动轮的四轮驱动车。在图1中，用标号F表示汽车 1前进时的行进方向。

汽车1所搭载的变速箱4是通过后述的控制单元11的控制进行自动变速的自动变速箱(AT)。在本实施方式中，作为变速箱4，以前进4挡、后退1挡的阶梯式AT 为例进行说明，但也可以是更多挡的AT，也可以是连续可变变速箱(CVT)。此外，变速箱4的机械结构没有限制，可以是具有变矩器的结构，也可以是DCT(双离合自动变速箱)。变速箱4与换挡机构的一例对应。

汽车1也可以是搭载电动发电机3来代替发动机2作为驱动源的电动汽车(EV)。此外，汽车1也可以是搭载发动机2以及电动发电机3作为驱动源的混合动力车 (HEV)。电动发电机3除了作为车辆行驶用的电动机发挥功能外，还可以作为再生用的发电机发挥功能。逆变器8作为再生制动单元发挥功能，该再生制动单元对来自作为二次电池的电池7的电力供给和对电池7的电力供给(充电)进行控制，在减速时将减速能量转换再生为电力以产生再生制动。汽车1也可以搭载多个电动发电机3。例如，也可以具备第1电动发电机3和车辆行驶用的第2电动发电机3，其中，所述第1电动发电机3作为使发动机2起动的起动马达以及利用发动机2的动力进行发电的发电机来发挥作用。

汽车1具备控制汽车1的驱动系统的控制单元11。控制单元11具备例如微型计算机等处理器、ROM(Read Only Memory：只读存储器)、RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)、周边电路、输入输出接口以及各种驱动器等。

汽车1具备油门踏板17作为使汽车1加速的油门操作部，并且具备制动踏板18 作为使汽车1减速的制动操作用的操作部。控制单元11与检测汽车1的车速的车速传感器32、检测油门踏板17的操作量的油门踏板传感器33、以及检测制动踏板18 的操作的制动踏板传感器34连接。

汽车1可以是油门踏板17与发动机2的节气门装置机械连结的结构，也可以是控制单元11根据油门踏板传感器33的检测结果控制节气门装置的所谓的采用线控驱动(driveby wire)的车辆。此外，汽车1可以是制动踏板18与汽车1的制动机构机械连结的结构，也可以是控制单元11根据制动踏板传感器34的检测结果来控制制动机构的所谓的采用线控制动(brake by wire)的车辆。此外，也可以采用杆形状及其他形状的油门操作部来代替油门踏板17，对于制动踏板18也同样。

汽车1具备包括控制单元11的换挡装置10作为对变速箱4的变速进行控制的结构。换挡装置10除了具备控制单元11外，还具备换挡操作部件14和角度检测器31，其中，所述换挡操作部件14用于变速箱4的挡位的变更操作，所述角度检测器31 检测换挡操作部件14的操作。此外，换挡装置10具备限制换挡操作部件14的操作的电磁制动机构50。换挡装置10也可以包括车速传感器32、油门踏板传感器33以及制动踏板传感器34。

汽车1设有障碍物传感器36。障碍物传感器36是检测汽车1周围的障碍物的传感器，例如可以举出利用超声波检测距汽车1的车体规定距离以内的物体的声纳传感器。障碍物传感器36也可以是利用激光检测障碍物的光传感器和基于摄像头的摄影图像检测障碍物的装置。障碍物传感器36通过未图示的控制线与控制单元11连接，将检测结果输出至控制单元11。换挡装置10也可以包括障碍物传感器36。

控制单元11除了进行发动机2的驱动控制外，还进行如下换挡控制：根据换挡操作部件14的操作来选择变速箱4的挡位，并且依照所选择的挡位变更变速箱4的齿轮级。另外，齿轮级的变更是通过对设置于与变速箱4连接的液压回路的未图示的变速电磁阀进行开闭驱动来进行的。此外，在汽车1是电动汽车或混合动力车的情况下，控制单元11还控制电动发电机3的驱动/再生。此外，控制单元11也可以具有控制汽车1所搭载的灯具等的功能和汽车1的其他功能。在以下内容中，对与变速箱 4的控制有关的功能进行说明。

换挡操作部件14是转盘式的圆柱状的旋钮，由操纵汽车1的驾驶员的手来进行转动换挡操作部件14的操作。驾驶员通过转动换挡操作部件14，能够进行切换汽车1的变速箱4的变速模式、即挡位的操作。换挡操作部件14与操作部件的一例对应。

汽车1的挡位包括在对汽车1进行停车时选择的P(停车)挡、用于使汽车1后退的R(倒车)挡、作为不从变速箱4向驱动轴5传递驱动力的状态的N(空挡)挡、以及使汽车1前进的D(驱动)挡。变速箱4也可以是如下结构：在P挡，限制驱动轴5的旋转，在N挡，驱动力以及制动力均不被施加到驱动轴5。此外，汽车1具有与D挡不同的前进用的一个或多个挡位。这种挡位被称为S挡、L挡、D2挡、B挡等，作为一例，本实施方式的变速箱4具备S挡。这些挡位的、驱动轴5相对于发动机2 或电动发电机3的驱动轴的减速比大于D挡。例如，出于对驱动轴5施加大于D挡的驱动扭矩的目的、以及通过发动机制动和再生使驱动轴5产生比D挡强的制动力的目的来进行选择。

变速箱4具备停车锁定部70。停车锁定部70具有停车锁定机构，该停车锁定机构在挡位为P挡的情况下进行动作，将与驱动轴5连接的输出轴锁定。停车锁定部 70通过依照控制单元11的控制使后述的致动器72进行动作，在将变速箱4锁定的状态和解除了锁定的状态之间进行切换。停车锁定部70与换挡锁定部的一例对应。

换挡操作部件14设置在汽车1的仪表板19上的方向盘13的左侧下方。在仪表板19上，也可以是设置有换挡操作部件14的部位比其他部位突出地形成，以使驾驶员容易操作换挡操作部件14。换挡操作部件14的位置不限于图2的例子，可以设置于中央控制台，也可以设置于其他位置。

换挡操作部件14在汽车1中，与显示所选择的挡位的显示面板21一起被单元化，构成操作单元25。

此外，在仪表面板12上配置有显示器15。在显示器15上显示在变速箱4中正选择的挡位。显示器15与显示部的一例对应。

[2.操作单元的结构]

图3是操作单元25的俯视图。

如图3所示，换挡操作部件14能够沿顺时针方向(图中CW)以及逆时针方向(图中CCW)转动。在操作单元25中，显示面板21配置于换挡操作部件14的上方。在显示面板21上，作为变速箱4的挡位的P、R、N、D、S的显示沿着作为换挡操作部件14的旋转方向的CW方向依次配置。

驾驶员通过使换挡操作部件14向CW方向或CCW方向转动，来进行选择变速箱4 的挡位的操作。

在显示面板21上，在分别与挡位显示部22的P、R、N、D、S的显示对应的位置配置有指示灯23。指示灯23包括分别与挡位显示部22的P、R、N、D、S的各位置对应的指示灯23a、23b、23c、23d、23e。指示灯23a具备LED等光源，在选择了P 挡作为变速箱4的挡位的状态下发光。同样，指示灯23b、23c、23d、23e分别具备 LED等光源。指示灯23b在选择了R挡作为变速箱4的挡位的状态下发光。指示灯23c 在选择了N挡的状态下发光，指示灯23d在选择了D挡的状态下发光，指示灯23e 在选择了S挡的状态下发光。在图3中，作为一例，示出选择P挡、指示灯23a发光的状态。

在换挡操作部件14的转动方向上设定与变速箱4的挡位的数量对应的选择位置P1、P2、P3、P4、P5。换挡操作部件14能够向CW方向以及CCW方向无限地旋转，如后所述，每一定角度能够获得卡顿感(咔嗒感)。详细来说，在与选择位置P1、P2、 P3、P4、P5相应的每个角度能够获得咔嗒感。例如，在选择了挡位P的状态下，当向CW方向转动换挡操作部件14时，在选择位置P2、P3、P4、P5处能够获得咔嗒感。此外，在选择了挡位S的状态下，当向CCW方向转动换挡操作部件14时，在选择位置P4、P3、P2、P1处能够获得咔嗒感。由此，与挡位显示部22的P、R、N、D、S 的显示对应地阶段性地转动换挡操作部件14变得容易，能够提高选择挡位的操作的操作性。

换挡操作部件14与选择位置P1-P5的相对位置不固定。换挡操作部件14能够进行从选择位置P1向CCW方向转动的操作以及从选择位置P5向CW方向转动的操作，该情况下，选择中的挡位处于P挡或S挡而未变化。

图3示出了一个结构例，汽车1也可以是能够进行P、R、N、D、S，L这6个阶段的选择作为变速箱4的挡位的结构。此外，也可以是不具有S挡和L挡的结构。在这些情况下，指示灯23的数量和选择位置的数量可以根据通过换挡操作部件14的操作来选择的挡位的数量适当变更。此外，挡位显示部22的挡位的排列不限于图3的例子，例如，还能够设为不是逆时针而是顺时针地配置各挡位的显示的排列或存在B 挡以代替L挡的排列。

图4是操作单元25的主要部分剖面图，示出图3的A-A'截面的主要部分。

换挡操作部件14配置于操作单元25的壳体41的上表面。壳体41收纳操作载荷生成器44、增速机构46、电磁制动机构50以及角度检测器31。

换挡操作部件14具有作为转动中心的轴14a，轴14a被操作载荷生成器44支承。操作载荷生成器44具备例如凸轮和辊，其中，所述凸轮沿着换挡操作部件14的转动方向隔开规定角度地形成，所述辊在凸轮上滑动。操作载荷生成器44将轴14a支承成能够转动，在轴14a的旋转方向上，在与凸轮位置对应的每个角度，使轴14a的转动产生阻力。由此，对于使换挡操作部件14转动的操作产生咔嗒感。

操作载荷生成器44具有如下作用：在换挡操作部件14的转动量小于最小操作角度的情况下，辊沿着凸轮向相反方向移动，因此使换挡操作部件14返回到转动前的位置。因此，在驾驶员使换挡操作部件14转动的转动量较小的情况下，由于换挡操作部件14返回到转动前的位置，因此例如能够防止驾驶员无意的挡位的切换。最小操作角度例如是上述规定角度的一半。

在换挡操作部件14固定有齿轮43。齿轮43与换挡操作部件14一起以轴14a为中心转动。

增速机构46具有与齿轮43卡合的小径的齿轮46a，与轴54连接。增速机构46 以与齿轮43和齿轮46a的齿数之比相对应的增速比将齿轮43的旋转增速并传递至轴 54。

电磁制动机构50是限制换挡操作部件14的转动的限制机构的一例，与后述的操作控制部114一起构成限制部。电磁制动机构50具有圆筒形状的磁轭51、配置于磁轭51的内部的线圈52以及电枢53。线圈52与控制单元11连接，通过控制单元11 的控制来切换对线圈52的通电的接通以及断开。

电枢53与轴54的下部连结，能够与轴54一起旋转。

在线圈52未被通电的状态下，电枢53与轴54一起被支承成旋转自如。在该状态下，电枢53伴随着换挡操作部件14的转动而转动。

当线圈52被通电时，磁轭51被磁化，通过磁轭51的磁力来限制电枢53的转动。因此，限制了轴54的转动，换挡操作部件14的旋转被阻止。即，将换挡操作部件 14锁定成不转动。当对线圈52的通电断开时，换挡操作部件14的锁定被解除。

轴54的下端与被检测体56连结。被检测体56位于角度检测器31的内部，与增速机构46以及轴54一起旋转。角度检测器31是检测被检测体56的旋转量的传感器，与位置检测部的一例对应。角度检测器31将被检测体56的旋转量的检测结果输出至控制单元11。控制单元11通过进行基于角度检测器31的检测结果和增速机构46的增速比的运算，能够检测换挡操作部件14的旋转角度。

电磁制动机构50以电磁方式限制电枢53的转动。因此，通过调整流过线圈52 的电流，能够成为在线圈52的通电中允许电枢53稍微转动的状态。该情况下，当在线圈52的通电中驾驶员对换挡操作部件14施加CW方向或CCW方向的操作力时，通过该操作力使换挡操作部件14稍微转动。当该操作力被解除时，通过操作载荷生成器44的作用而使换挡操作部件14返回到转动前的位置。

在线圈52的通电中对换挡操作部件14施加了操作力的情况下以及操作力被解除的情况下的换挡操作部件14的移动能够通过角度检测器31来检测。因此，控制单元 11能够根据角度检测器31的检测结果来检测在电磁制动机构50限制转动的期间对换挡操作部件14的操作力的施加以及操作力的解除。

图4所示的结构是一例，例如，操作载荷生成器44也可以采用公知的止动机构等。此外，角度检测器31可以是以磁方式检测被检测体56的旋转量的结构，也可以是使用光传感器进行检测的结构，还可以采用其他的检测方式。此外，在电磁制动机构50限制换挡操作部件14的转动的期间内检测施加在换挡操作部件14的操作力的结构例如可以使用压电元件，也可以通过其他传感器来实现。

[3.换挡操作部件的操作位置]

图5是示出操作位置的移动的概要的说明图。

在图5中，用操作范围RA表示能够操作换挡操作部件14的范围，用标号SP表示反映换挡操作部件14的操作而移动的操作位置。操作范围RA将能够转动操作换挡操作部件14的转动范围表示为操作位置SP的移动范围。

操作位置SP是控制单元11与换挡操作部件14相对应地设定的假想的位置。控制单元11根据换挡操作部件14被操作的方向和操作量而使操作位置SP移动。即，操作位置SP伴随着换挡操作部件14的CW方向的转动以及CCW方向的转动而在操作范围RA中向CW方向以及CCW方向移动。图5将换挡操作部件14转动的角度置换为水平方向上的位置而示出，CW方向相当于图中右方向，CCW方向相当于左方向。

选择位置P1、P2、P3、P4、P5排列而位于操作范围RA中。在操作范围RA中设定包含选择位置P1的范围S1、包含选择位置P2的范围S2、包含选择位置P3的范围 S3、包含选择位置P4的范围S4以及包含选择位置P5的范围S5。在操作位置SP的位置被包含在范围S1、S2、S3、S4、S5中的情况下，控制单元11将挡位分别设为P 挡、R挡、N挡、D挡、S挡。例如，当操作位置SP从选择位置P1向CW方向移动而到达范围S2时，控制单元11将正选择的挡位从P挡变更为R挡。

控制单元11能够变更与换挡操作部件14和操作位置SP之间的对应有关的设定。

在换挡操作部件14的转动已停止的情况下，控制单元11将操作位置SP的位置重新设定为处于停止时的操作位置SP所属的范围S的中央。例如，在操作位置SP 在范围S1中停止的情况下，控制单元11使操作位置SP移动至作为范围S1的中央的选择位置P1。之后，当操作换挡操作部件14时，使操作位置SP以选择位置P1为起点移动。

中间范围G1、G2、G3、G4是控制单元11不判定挡位的范围。在操作位置SP超过中间范围G1、G2、G3、G4而移动了的情况下，控制单元11对挡位进行切换。选择位置P1、P2、P3、P4、P5与操作载荷生成器44改变换挡操作部件14的操作载荷的规定角度对应。因此，操作位置SP容易在包含于范围S1-S5中的任意范围中的位置处停止，难以在中间范围G1、G2、G3、G4处停止。

换挡操作部件14能够自由地转动，能够进行使操作位置SP相比于左端LE向CCW 方向移动的操作、或者能够进行使操作位置SP相比于右端RE向CW方向移动的操作。在操作位置SP到达操作范围RA的左端LE之后换挡操作部件14向CCW方向转动了的情况下，控制单元11使操作位置SP在左端LE处停止。同样，在操作位置SP到达操作范围RA的右端RE之后换挡操作部件14向CW方向转动了的情况下，控制单元11 使操作位置SP在右端RE处停止。之后，当换挡操作部件14停止时，控制单元11 将操作位置SP重新设定为选择位置P1、选择位置P5。此外，控制单元11也可以使电磁制动机构50进行动作，以使操作位置SP不超过与左端LE和右端RE对应的范围的方式来限制换挡操作部件14的转动。

在本实施方式中，设驾驶员利用换挡操作部件14来切换挡位的操作为换挡操作M1、M2、M3、M4、M5、M7、M8，在图5中用箭头来表示。换挡操作M1-M4是CW方向的换挡操作，例如，换挡操作M1是从P挡向R挡的操作，换挡操作M2是从R挡向N 挡的操作。换挡操作M5-M8是CCW方向的换挡操作，例如，换挡操作M7是从N挡向 R挡的操作，换挡操作M8是从R挡向D挡的操作。

控制单元11通过使电磁制动机构50进行动作而使换挡操作M1-M8产生反作用力，从而能够阻止或者限制挡位的切换。在本实施方式中，在制动踏板18未被操作的状态下进行换挡操作M1的情况下，控制单元11通过电磁制动机构50来限制换挡操作部件14的转动。该情况下，当在换挡操作部件14未被操作的状态下制动踏板 18被操作时，控制单元11将通过电磁制动机构50进行的限制解除。同样，控制单元11也可以对换挡操作M2、M7施加限制。

[4.仪表面板的显示]

图6是示出设置于仪表面板12的显示器15的显示例的图。

显示器15在控制单元11的控制下执行例如模拟操作单元25的显示。

在显示器15上显示有转盘图像61、挡位显示部63以及换挡指示灯64。转盘图像61是模拟换挡操作部件14的图像。挡位显示部63是排列示出能够通过换挡操作部件14选择的挡位的图像。换挡指示灯64是指示在挡位显示部63显示的挡位中当前所选择的挡位的图像。换挡指示灯64可以是安装于显示器的LED指示灯，也可以是模拟LED指示灯的图像。

驾驶员根据设置于仪表面板12的显示器15的显示，能够确认所选择的挡位。因此，驾驶员在操作了换挡操作部件14的情况下，能够通过显示器15目视操作的结果。

在显示器15上显示挡位的方式不限于图6的例子。例如，也可以代替挡位显示部63以及换挡指示灯64，而在显示器15的中央仅显示表示正选择的挡位的字符。

[5.控制单元的结构]

图7是汽车1的控制系统的框图。

控制单元11具有所谓的ECU(Electronic Control Unit：电子控制单元)的功能，对汽车1的各部分进行控制。控制单元11具备例如CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)和微型计算机等处理器，通过处理器执行程序，来对汽车1 的各部分进行控制。控制单元11也可以具备由FPGA(Field-programmable Gate Array：现场可编程门阵列)和ASIC(Application Specific Integrated Circuit：应用型专用集成电路)等构成的控制用的硬件。

作为由上述程序和硬件构成的功能部，控制单元11具备行驶控制部101、换挡控制部103以及接口105。此外，控制单元11具备油门操作检测部111、制动操作检测部112、换挡状态判定部113、操作控制部114以及显示控制部116。

行驶控制部101根据油门踏板传感器33以及制动踏板传感器34的检测结果而控制发动机2和逆变器8，使汽车1行驶。

换挡控制部103通过检测换挡操作部件14的操作，选择与驾驶员的操作对应的变速箱4的挡位。换挡控制部103向变速箱4输出指示向所选择的挡位的切换的控制信号，使其切换变速箱4的挡位。

详细来说，换挡控制部103根据角度检测器31的检测结果判定换挡操作部件14 的位置对应于范围S1-S5中的哪一个，与所判定的范围对应地进行挡位的切换。该情况下，换挡控制部103使得执行变速箱4的挡位的切换，在指示灯23中切换要亮灯的指示灯23。

接口105是与控制单元11的外部的设备之间交换各种信号和数据的电路，至少与显示器15、制动踏板传感器34、变速箱4以及操作单元25连接。也可以是在接口 105连接有油门踏板传感器33和障碍物传感器36等的结构。如图1所示，控制单元 11与发动机2及逆变器8连接，但为了便于说明，在图7中省略图示。

变速箱4的停车锁定部70具备驱动电路71以及致动器72。如上所述，停车锁定部70具备将与驱动轴5连接的输出轴锁定的停车锁定机构。致动器72移动停车锁定机构，在与变速箱4的输出轴嵌合的状态和从输出轴分离的状态之间进行切换。

驱动电路71具有向致动器72提供驱动电流的电路以及对驱动电流的接通/断开进行切换的电路。驱动电路71依照控制单元11的控制来驱动致动器72，在将输出轴锁定的状态和锁定被解除的状态之间进行切换。此外，驱动电路71检测致动器72 和/或停车锁定机构的温度。例如，驱动电路71具备配置在致动器72附近的未图示的温度传感器，对温度传感器检测出的温度进行监视。

致动器72的温度根据致动器72的动作状态而上升。在致动器72在短时间内执行了多次的动作的情况下，致动器72的温度有时会超过所设定的温度范围而上升。在这样的情况下，驱动电路71进行用于保护致动器72的保护控制。保护控制例如是驱动电路71使致动器72的动作暂时停止的动作。该情况下，驱动电路71使致动器 72完成正执行的动作，从完成动作起到温度成为设定温度范围内的温度为止，不使致动器72进行动作。

驱动电路71在执行致动器72的保护控制的情况下，向控制单元11输出表示保护控制的执行的控制信号。驱动电路71也可以不向控制单元11输出温度传感器的检测值。此外，驱动电路71也可以在检测出温度传感器的检测值超过了设定温度范围的情况时，向控制单元11输出控制信号。

此外，驱动电路71不限于利用温度传感器直接检测温度的结构。例如，驱动电路71或换挡状态判定部113也可以根据致动器72的动作状态来估计致动器72的温度是否超过设定温度范围。该情况下，在被估计为超过设定温度范围的情况下，驱动电路71也可以开始保护控制。

油门操作检测部111根据油门踏板传感器33的检测结果来检测油门踏板17的操作的有无和/或油门踏板17的操作量。

制动操作检测部112根据制动踏板传感器34的检测结果来检测制动踏板18的操作的有无和/或制动踏板18的操作量。制动操作检测部112与制动操作检测部的一例对应。

换挡状态判定部113判定停车锁定部70是否处于换挡限制状态。换挡限制状态是指停车锁定部70进行的停车锁定的实施以及进行解除存在障碍的状态。具体而言，可以举出驱动电路71正在执行致动器72的保护控制的状态。

此外，也可以是，换挡状态判定部113在换挡状态判定部113对驱动电路71进行使停车锁定有效的指示之后，在所设定的时间内停车锁定未变为有效的情况下，判定为处于换挡限制状态。该情况下，也可以是，换挡状态判定部113通过驱动电路 71来检测致动器72的动作位置和动作状态，判定在变速箱4中停车锁定是否已变为有效。

此外，换挡限制状态也可以包括例如提供给停车锁定部70的电源电压较低、停车锁定部70的动作产生了障碍的状态。详细来说，可以举出电池7的输出电压低于足以驱动致动器72的电压的情况以及由于电池7的输出电压的不足而使得控制单元 11的动作有可能产生障碍的情况。换挡状态判定部113也可以具有例如对电池7的输出电压进行监视的功能。此外，换挡状态判定部113也可以具有对操作单元25向控制单元11输出的信号的状态进行监视的功能。该情况下，换挡限制状态包括操作单元25的输出信号的状态不适当的情况。

操作控制部114控制电磁制动机构50对换挡操作部件14的限制。具体而言，操作控制部114进行将对线圈52的通电切换为接通或断开的控制，在电磁制动机构50 将换挡操作部件14锁定的状态和锁定被解除的状态之间进行切换。操作控制部114 例如在换挡控制部103通知了将挡位切换为P挡的情况下，使电磁制动机构50锁定，从而限制换挡操作部件14的转动。

对于汽车1的挡位的切换操作中的从一部分挡位变更至其他挡位的操作设有限制。例如，为了进行从P挡变更为P挡以外的挡位的操作，需要操作制动踏板18。这是用于防止驾驶员无意的汽车1的动作的限制，是一般在汽车中设置的限制。

在本实施方式的换挡装置10中，在选择了P挡的状态下，也能够以在未操作换挡操作部件14的状态下操作制动踏板18为条件，进行换挡操作部件14的操作。假设在换挡控制部103正选择的挡位是P挡、且不存在制动踏板18的操作的状态下进行使换挡操作部件14向CW方向转动的操作时，操作控制部114使电磁制动机构50 进行动作而将换挡操作部件14锁定。该情况下，当在换挡操作部件14成为不被操作的状态之后制动踏板18被操作时，操作控制部114将锁定解除。

显示控制部116驱动显示器15，使显示器15显示换挡控制部103所选择的挡位。

在采用了换挡操作部件14的汽车1中，驾驶员能够快速地进行换挡操作。因此，在控制单元11进行使变速箱4和电磁制动机构50进行动作的控制的期间，存在换挡操作部件14被操作的可能性。

作为一例，假定图5所示的操作位置SP从选择位置P2移动至范围S1，控制单元11与该操作对应地控制变速箱4及电磁制动机构50的情况。换挡控制部103以操作位置SP到达范围S1作为触发，对变速箱4进行将挡位切换为P挡的控制。此外，换挡控制部103控制驱动电路71，使致动器72进行动作，使变速箱4的输出轴锁定。此外，以换挡控制部103选择P挡作为触发，操作控制部114通过电磁制动机构50 将换挡操作部件14锁定。由此，在制动踏板18不被操作的状态下，无法再转动换挡操作部件14。

在该例子中，当驾驶员在换挡操作部件14到达范围S1之后快速地使换挡操作部件14向CW方向转动时，有可能来不及通过电磁制动机构50进行锁定，换挡操作部件14进行了转动。这是因控制单元11、角度检测器31、电磁制动机构50等相互间的信号传输延迟、控制单元11的处理速度引起的现象。无法否定如下可能性：即使在信号传输延迟和处理速度在实用上没有问题的范围内，在驾驶员在极短时间内快速地进行了换挡操作部件14的操作的情况下，该现象也会产生。

当操作位置SP到达范围S2时，换挡控制部103选择R挡作为挡位。伴随于此，操作控制部114将电磁制动机构50对换挡操作部件14的锁定解除，转移至与R挡对应的状态。此外，换挡控制部103控制驱动电路71，使停车锁定部70的停车锁定解除。因此，需要进行在短时间内切换致动器72的动作的控制。不能说在停车锁定部 70处于换挡限制状态的情况下执行这样的控制是适当的。

另一方面，在驾驶员进行了在选择P挡之后的短时间内切换为R挡那样的操作的情况下，可以认为驾驶员意图切换至R挡。因此，根据驾驶员的意图，与快速的操作对应地切换挡位具有一定的有用性。

因此，在本实施方式中，换挡控制部103在操作位置SP到达范围S1之后在短时间内进行了移动至范围S2的操作的情况下，允许换挡操作部件14的操作。只要不操作制动踏板18，则不允许从P挡向R挡的换挡操作，但是，在有可能来不及进行将换挡操作部件14锁定的控制的情况下，允许该操作。因此，换挡控制部103与换挡操作部件14的转动对应地将挡位切换为R挡。此外，操作控制部114不通过电磁制动机构50进行限制。

此外，在换挡状态判定部113检测出换挡限制状态的情况下，换挡控制部103 不允许换挡操作部件14的快速的操作。该情况下，换挡控制部103不进行向R挡的切换，重新设定与换挡操作部件14对应的操作位置SP的位置。操作控制部114使电磁制动机构50执行锁定。其结果是，汽车1成为选择了P挡的状态，取消使换挡操作部件14向CW方向快速地转动的操作。根据该动作，由于在换挡限制状态下不使停车锁定部70等进行动作，因此能够保护汽车1的各部分。此外，由于维持P挡，因此不存在安全上的担心。

参照流程图以及时序图对上述动作的详细情况进行说明。

[6.换挡装置的操作]

依照流程图对换挡装置10的动作进行说明。图8是示出换挡装置10的动作的流程图。图8的动作由控制单元11来执行。详细来说，换挡控制部103执行步骤ST1-ST6、 ST10-ST14、ST16的动作，操作控制部114执行步骤ST7，显示控制部116执行步骤 ST8、ST17。

换挡控制部103当检测出换挡操作部件14已到达范围S1的情况时(步骤ST1)，开始计时器的计时(步骤ST2)。换挡控制部103对变速箱4输出控制信号以使挡位切换为P挡(步骤ST5)。此外，换挡控制部103对驱动电路71输出控制信号，以使停车锁定部70的停车锁定有效(步骤ST4)。步骤ST2、ST3、ST4的执行顺序能够适当变更，也可以并行执行。

换挡控制部103判定计时中的经过时间是否在预先设定的时间TS以下(步骤ST5)。在步骤ST5中，在经过时间超过时间TS的情况下(步骤ST5；“否”)，换挡控制部103将挡位判定为P挡(步骤ST6)。在步骤ST6中，换挡控制部103确定通过换挡操作部件14的操作而选择的挡位是P挡，并对操作控制部114及显示控制部 116通知选择了P挡的情况。直到经过时间到达时间TS为止，在操作位置SP停留在范围S1的情况下，执行步骤ST6。

操作控制部114使电磁制动机构50对换挡操作部件14的操作限制有效(步骤ST7)。显示控制部116使显示器15显示正选择的挡位是P挡的情况(步骤ST8)。在步骤ST8的处理之前，显示控制部116可以使显示器15的显示维持在那之前所选择的挡位的显示，也可以在步骤ST1中暂时不显示。

在步骤ST5中，在经过时间未超过时间TS的情况下(步骤ST5；“是”)，换挡控制部103判定操作位置SP是否已到达范围S2(步骤ST10)。这里，在操作位置SP 未到达范围S2的情况下(步骤ST10；“否”)，换挡控制部103返回到步骤ST5。

在操作位置SP已到达范围S2的情况下(步骤ST10；“是”)，判定为选择了R 挡(步骤ST11)。换挡控制部103对变速箱4输出控制信号以使挡位切换为R挡(步骤ST12)。

这里，换挡控制部103参照换挡状态判定部113的判定结果，判定是否处于换挡限制状态(步骤ST13)。

在处于换挡限制状态的情况下(步骤ST13；“是”)，换挡控制部103对变速箱 4输出指示向P挡的切换的控制信号，取消向R挡的切换(步骤ST14)。进而，换挡控制部103将操作位置SP重新设定为与P挡对应的选择位置P1(步骤ST15)，转移至步骤ST6。

在不是换挡限制状态的情况下(步骤ST13；“否”)，换挡控制部103对驱动电路71输出控制信号，使停车锁定部70的停车锁定解除(步骤ST16)。换挡控制部103 对操作控制部114及显示控制部116通知选择了R挡的情况。显示控制部116使显示器15显示正选择的挡位是R挡的情况(步骤ST17)。在步骤ST17的处理之前，显示控制部116可以使显示器15的显示维持在那之前所选择的挡位的显示，也可以在步骤ST1中暂时不显示。步骤ST7和步骤ST8的执行顺序能够适当变更，也可以并行执行。步骤ST14和ST15的执行顺序也相同。步骤ST16和ST17的执行顺序也相同。

图9是示出换挡装置10的动作例的时序图。在图9中，图9的(a)示出与操作位置SP对应的挡位，图9的(b)示出换挡控制部103对变速箱4指示的挡位。图9 的(c)示出换挡控制部103进行操作位置SP的重新设定的处理的执行状态。图9 的(d)示出操作控制部114对电磁制动机构50指示的操作限制的状态，图9的(e) 示出电磁制动机构50的操作限制的实施状态。图9的(f)示出从换挡控制部103 向驱动电路71的停车锁定指示的状态，图9的(g)示出驱动电路71输出的控制信号。图9的(h)示出致动器72的动作状态。

图9的例子示出了通过换挡操作部件14的操作使操作位置SP从范围S2到达范围S1之后的动作例。在该例子中，如图9的(a)所示，在时刻T1操作位置SP到达范围S1，之后，在时刻T2操作位置SP到达范围S2。这相当于在时刻T1-T2期间使换挡操作部件14向CW方向转动的操作。

如9的(b)所示，换挡控制部103检测出在时刻T1操作位置SP已到达范围S1 的情况，对变速箱4指示将挡位切换为P挡。伴随于此，如图9的(f)所示，换挡控制部103对驱动电路71指示使停车锁定有效。驱动电路71驱动致动器72，如图9 的(h)所示，致动器72开始动作。

如图9的(d)所示，在时刻T1、T2，操作控制部114不进行对电磁制动机构50 的控制。因此，如图9的(e)所示，电磁制动机构50处于限制P-S期间的换挡操作部件14的操作的状态。即，处于限制从右端RE向CW方向的操作以及换挡操作部件 14的从左端LE向CCW方向的转动的状态。

与在时刻T2操作位置SP到达范围S2的情况对应地，换挡控制部103在时刻T3 对变速箱4指示将挡位切换为R挡。

在图9的例子中，在时刻T4，驱动电路71因致动器72的温度超过了设定温度范围等原因而开始保护控制。该情况下，如图9的(g)所示，在时刻T4，驱动电路 71对控制单元11发出取消对停车锁定部70的控制的请求。

换挡控制部103根据取消请求而取消向R挡的变更。即，如图9的(c)所示，将操作位置SP重新设定为选择位置P1。因此，如图9的(a)所示，在时刻T5，操作位置SP成为与P挡对应的位置。此外，如图9的(b)所示，换挡控制部103在时刻T5对变速箱4指示向P挡的切换。

此外，换挡控制部103向操作控制部114通知已将挡位确定为P挡的情况，因此，如图9的(d)所示，执行使电磁制动机构50实施固定在P挡的操作限制(P-P限制) 的控制。由此，如图9的(e)所示，电磁制动机构50开始P-P限制。

另一方面，在停车锁定部70中，由于在时刻T4发出了取消请求，因此如图9 的(f)所示，从换挡控制部103向驱动电路71的指示成为待机指示。由此，如图9 的(h)所示，驱动电路71使致动器72完成在时刻T3开始的动作，致动器72维持停车锁定的状态。

[7.总结]

如以上进行了说明的那样，应用了本发明的实施方式的换挡装置10与具有包括第1挡以及第2挡在内的多个挡位的汽车1的变速箱4连接，进行挡位的切换，其中，换挡装置10具备：换挡操作部件14，其以能够转动的方式安装于汽车1；角度检测器31，其检测换挡操作部件14的位置；换挡控制部103，其在换挡操作部件14移动至第1位置的情况下选择第1挡，在换挡操作部件14移动至第2位置的情况下选择第2挡，使变速箱4执行向所选择的挡位的切换；电磁制动机构50，其限制换挡操作部件14的转动；操作控制部114，其在换挡操作部件14移动至第1位置的情况下，使电磁制动机构50限制换挡操作部件14的转动；以及换挡状态判定部113，其判定变速箱4的换挡限制状态，在被电磁制动机构50限制之前换挡操作部件14已从第1 位置移动至第2位置的情况下，换挡控制部103选择第2挡，在被换挡状态判定部113判定为换挡限制状态、且被电磁制动机构50限制之前换挡操作部件14已从第1 位置移动至第2位置的情况下，换挡控制部103选择第1挡，操作控制部114使电磁制动机构50执行限制。

在换挡装置10执行的控制方法中，检测换挡操作部件14的位置，所述换挡操作部件14以能够转动的方式安装于汽车1，在换挡操作部件14移动至第1位置的情况下选择第1挡，在换挡操作部件14移动至第2位置的情况下选择第2挡，使变速箱 4执行向所选择的挡位的切换，在换挡操作部件14移动至第1位置的情况下，使限制换挡操作部件14的转动的电磁制动机构50限制换挡操作部件14的转动，在被电磁制动机构50限制之前换挡操作部件14已从第1位置移动至第2位置的情况下，选择第2挡，在变速箱4处于换挡限制状态、且被电磁制动机构50限制之前换挡操作部件14已从第1位置移动至第2位置的情况下，选择第1挡，使电磁制动机构50 执行限制。

根据换挡装置10以及换挡装置10执行的控制方法，在短时间内快速地操作了换挡操作部件14的情况下，能够与操作对应地切换挡位，如果变速箱4处于换挡限制状态，则不切换挡位。因此，在转动换挡操作部件14来切换汽车1的挡位的结构中，能够适当地限制换挡操作部件14的转动操作。

这里，被电磁制动机构50限制之前可以是指例如经过相当于图8所示的时间TS 的预先设定的规定时间之前。例如，规定时间是指直到电磁制动机构50对转动的限制变为有效为止所需的时间。此外，第1位置例如相当于范围S1，第2位置相当于范围S2，但也可以从范围S3-S5中的任意范围中进行选择。

在上述结构中，变速箱4具备停车锁定部70，该停车锁定部70在第1挡将汽车 1的移动或换挡锁定，换挡状态判定部113在停车锁定部70的锁定的解除产生了障碍的情况下，判定为变速箱4处于换挡限制状态。根据该结构，在停车锁定部70的动作有可能产生障碍的情况下，不进行与换挡操作部件14的快速的操作对应的挡位的切换。因此，能够以不给汽车1的动作带来障碍的方式与驾驶员的操作对应地切换挡位，能够适当地限制换挡操作部件14的操作。

在上述结构中，换挡装置10也可以具备将换挡锁定的电磁制动机构50，换挡状态判定部113在电磁制动机构50的锁定的解除产生了障碍的情况下，判定为处于换挡限制状态。根据该结构，在电磁制动机构50的动作有可能产生障碍的情况下，不进行与换挡操作部件14的快速的操作对应的挡位的切换。因此，能够以不给汽车1 的动作带来障碍的方式与驾驶员的操作对应地切换挡位，能够适当地限制换挡操作部件14的操作。

换挡状态判定部113在停车锁定部70的致动器72的温度超过设定温度范围的情况下，判定为变速箱4处于换挡限制状态。根据该结构，能够适当地判定停车锁定部 70的动作产生障碍的可能性。

换挡控制部103进行解除停车锁定部70的停车锁定的控制，在换挡控制部103 进行使停车锁定解除的控制之后，在所设定的时间内停车锁定部70的锁定未被解除的情况下，换挡状态判定部113判定为变速箱4处于换挡限制状态。根据该结构，能够适当地判定停车锁定部70的动作产生障碍的可能性。

换挡装置10具备显示控制部116，该显示控制部116使搭载于汽车1的显示器15显示由换挡控制部103选择的挡位，显示控制部116在换挡操作部件14已从第1 位置移动至第2位置的情况下，在换挡控制部103选择了第1挡之后，使显示器15 执行第1挡的显示。根据该结构，在短时间内快速地操作了换挡操作部件14的情况下，能够防止显示器15的显示被频繁地切换的情况。因此，不会给驾驶员带来不协调的感觉。能够适当地切换挡位。

在换挡装置10中，第1位置和第2位置是在操作范围RA中相邻的位置，在显示控制部116使显示器15执行了第1挡的显示的情况下，操作控制部114使电磁制动机构50限制换挡操作部件14的从第1位置转向第2位置的转动。例如，在根据换挡操作部件14的操作使显示器15显示了P挡的情况下，针对换挡操作部件14限制相当于从P挡向R挡的切换的转动。根据该结构，能够与短时间内的换挡操作部件14 的快速的操作对应地进行挡位的切换，并且能够适当地限制换挡操作部件14的转动操作。

[8.其他实施方式]

另外，本发明不限于上述实施方式的结构，能够在不脱离其主旨的范围内在各种方式中实施。

在上述实施方式中，对换挡控制部103在步骤ST5中经过时间TS之后执行电磁制动机构50的限制的例子进行了说明，但是本发明不限于此。例如，也可以在步骤 ST2、ST3、ST4的动作的同时，换挡控制部103通知操作控制部114切换到P挡。该情况下，操作控制部114不经过步骤ST5的判定，使电磁制动机构50对P挡的操作限制有效。该情况下，如在上述实施方式中进行了说明的那样，也能够获得能够适当地限制换挡操作部件14的操作的效果。

此外，在上述实施方式中，对如下例子进行了说明：在通过换挡操作部件14的操作使操作位置SP在时间TS以内从范围S1移动至范围S2的情况下，换挡控制部 103根据换挡限制状态来切换挡位。本发明不限于此，例如，也可以在操作位置SP 从范围S2移动至范围S3的情况下、或者与其他的换挡操作部件14的操作对应地执行上述动作。

显示器15不限于设置于仪表面板12，例如也可以设置于仪表板19。

此外，例如，操作单元25不限于图3和图4所示的结构。角度检测器31的结构可以是检测换挡操作部件14的齿轮43和轴14a的旋转量的旋转编码器和光传感器，也可以是具有与齿轮43啮合的齿轮的检测器。或者，也可以是在换挡操作部件14 安装磁性体、以磁方式检测该磁性体的位置的检测器。此外，将换挡操作部件14的转动锁定的结构不限于电磁制动机构50，例如也可以是与增速机构46嵌合以阻止增速机构46的旋转的销和使销移动的致动器。或者，也可以是对换挡操作部件14施加与被操作的方向相反方向的旋转力的马达。

此外，在上述实施方式中例示了转盘形状的换挡操作部件14，但操作部件只要是以能够转动的方式设置于汽车1、驾驶员通过转动操作部件来进行操作的部件即可，也可以是杆形状等。

本发明不限于图1所示的汽车1，能够应用于货运车辆、大型汽车、三轮机动车等通过自动变速箱来驱动的全部车辆。

应用本发明的装置的硬件结构不限于图7的例子。此外，图8是为了方便而将处理步骤分割为流程图的各步骤的操作例，应用了本发明的装置的动作不限于图8所示的顺序。此外，图9所示的时序图是一例。图9示意地示出了控制单元11的动作，因此现实的长度与图9中的尺寸也可以不匹配。

Claims (7)

1.一种换挡装置，该换挡装置与具有包括第1挡以及第2挡在内的多个挡位的车辆的换挡机构连接，进行所述挡位的切换，其中，该换挡装置具有：

操作部件，其以能够转动的方式安装于所述车辆；

位置检测部，其检测所述操作部件的位置；

换挡控制部，其在所述操作部件移动至第1位置的情况下选择所述第1挡，在所述操作部件移动至第2位置的情况下选择所述第2挡，使所述换挡机构执行向所选择的所述挡位的切换；

限制机构，其限制所述操作部件的转动；

操作控制部，其使所述限制机构限制所述操作部件的转动；以及

换挡状态判定部，其判定所述换挡机构是否处于换挡限制状态，

在所述操作部件移动至所述第1位置而所述操作部件在从移动至所述第1位置起的规定时间内从所述第1位置移动至所述第2位置的情况下，

在所述换挡状态判定部没有判定为处于换挡限制状态的时候，所述换挡控制部选择所述第2挡，

在由所述换挡状态判定部判定为处于换挡限制状态的时候，所述换挡控制部选择所述第1挡，所述操作控制部使所述限制机构执行限制。

2.根据权利要求1所述的换挡装置，其中，

所述换挡机构具备在由所述换挡控制部选择了所述第1挡的情况下将所述换挡机构锁定在所述第1挡的换挡锁定部，

所述换挡状态判定部在所述换挡锁定部的锁定的解除产生了障碍的情况下，判定为所述换挡机构处于换挡限制状态。

3.根据权利要求2所述的换挡装置，其中，

所述换挡状态判定部在所述换挡锁定部的温度超过设定温度范围的情况下，判定为所述换挡机构处于换挡限制状态。

4.根据权利要求2所述的换挡装置，其中，

所述换挡控制部进行解除所述换挡锁定部的锁定的控制，

在所述换挡控制部进行使锁定解除的控制之后，在所设定的时间内所述换挡锁定部的锁定未被解除的情况下，所述换挡状态判定部判定为所述换挡机构处于换挡限制状态。

5.根据权利要求1至4中的任一项所述的换挡装置，其中，

所述换挡装置具备显示控制部，该显示控制部使搭载于所述车辆的显示部显示由所述换挡控制部选择的所述挡位，

所述显示控制部在所述操作部件已从所述第1位置移动至所述第2位置的情况下，在所述换挡控制部选择了所述第1挡之后，使所述显示部执行所述第1挡的显示。

6.根据权利要求5所述的换挡装置，其中，

所述第1位置和所述第2位置是在所述操作部件的转动范围内相邻的位置。

7.一种换挡装置的控制方法，所述换挡装置与具有包括第1挡以及第2挡在内的多个挡位的车辆的换挡机构连接，进行所述挡位的切换，所述换挡装置的控制方法具有以下步骤：

检测操作部件的位置，所述操作部件以能够转动的方式安装于所述车辆；

在所述操作部件移动至第1位置的情况下选择所述第1挡，在所述操作部件移动至第2位置的情况下选择所述第2挡，使所述换挡机构执行向所选择的所述挡位的切换；

通过限制所述操作部件的转动的限制机构来限制所述操作部件的转动；

在所述操作部件移动至所述第1位置而所述操作部件在从移动至所述第1位置起的规定时间内从所述第1位置移动至所述第2位置的情况下，判定所述换挡机构是否处于换挡限制状态，

在没有判定为所述换挡机构处于换挡限制状态的情况下，选择所述第2挡作为所述挡位；

在判定为所述换挡机构处于换挡限制状态的情况下，选择所述第1挡，使所述限制机构执行限制。

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