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HINTERGRUND
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(a) Technisches Gebiet
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Die vorliegende Offenbarung betrifft eine kugelförmige Schaltsteuervorrichtung für ein elektronisches Getriebesystem, insbesondere die kugelförmige Schaltsteuervorrichtung, die eine Schaltbetätigungseinheit auf einer ersten Halbkugel der Schaltsteuervorrichtung und eine Designeinheit für indirekte Beleuchtung auf einer zweiten Halbkugel der Schaltsteuervorrichtung umfasst, wobei die Schaltbetätigungseinheit und die Designeinheit eingerichtet sind, durch Drehung um 180 Grad in deren Position verändert zu werden.
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(b) Beschreibung des Standes der Technik
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Im Allgemeinen steuert ein mit einem Automatikgetriebe ausgestattetes Fahrzeug den Hydraulikdruck innerhalb eines voreingestellten Schaltbereichs in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs, wodurch das Getriebe automatisch in einen Zielschaltbereich geschaltet werden kann.
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Das Automatikgetriebe verwendet Hydraulikkreisläufe, Planetenräder und Reibungselemente, um ein Übersetzungsverhältnis für den Gangwechsel zu erzeugen, und diese Komponenten werden von einer Getriebesteuereinheit (TCU) gesteuert.
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Im Gegensatz zu einem bestehenden mechanischen Getriebesystem ist ein Shift-by-Wire-System (im folgenden als „SBW“ bezeichnet), das ein elektronisches Getriebesystem für Fahrzeuge ist, ein elektronisches Getriebesystem, das keine mechanische Verbindungsstruktur, wie beispielsweise ein Kabel, zwischen einem Getriebe und einer Schaltsteuervorrichtung (z.B. ein Hebel, eine Taste oder ein Drehknopf) aufweist. Mit dem Shift-by-Wire-System kann die Schaltsteuerung elektronisch in einer Weise ausgeführt werden, dass, wenn ein zum Zeitpunkt der Betätigung der Schaltsteuervorrichtung erzeugtes Signal an eine Getriebesteuereinheit (TCU) übertragen wird, ein Getriebeaktuator (z.B. ein Schaltzugmotor oder ein Wählzugmotor) als Reaktion auf das von der TCU befohlene elektronische Signal arbeitet, um für jeden Schaltbereich einen Hydraulikdruck in Bezug auf einen Hydraulikkreis aufzubringen oder zu blockieren.
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Dementsprechend hat das SBW-basierte Automatikgetriebe den Vorteil, dass es leichter in die Bereiche D, R, Null (Nd oder Nr) usw. geschaltet werden kann, indem die Schaltabsicht des Fahrers durch einfache Betätigung der elektronischen Schaltsteuervorrichtung als elektrisches Signal an die TCU übertragen wird. Darüber hinaus weist das SBW-basierte Automatikgetriebe den Vorteil auf, dass die Schaltsteuervorrichtung miniaturisiert werden kann und ein großer Raum zwischen Fahrer- und Beifahrersitz gewährleistet ist.
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Das Vorstehende soll lediglich zum Verständnis des Hintergrunds der vorliegenden Offenbarung beitragen und soll nicht bedeuten, dass die vorliegende Offenbarung in den Bereich des Standes der Technik fällt, der dem Fachmann bereits bekannt ist.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Dementsprechend wird in der vorliegenden Offenbarung eine kugelförmige Schaltsteuervorrichtung vorgeschlagen, die eine Schaltbetätigungseinheit auf einer ersten Halbkugel der Schaltsteuervorrichtung und eine Designeinheit für indirekte Beleuchtung und Bildübertragung auf einer zweiten Halbkugel der Schaltsteuervorrichtung umfasst und in einer Weise eingerichtet ist, dass die Schaltbetätigungseinheit einem Fahrer eines Fahrzeugs zugewandt ist, wenn ein Schaltvorgang erforderlich ist, die Designeinheit freigelegt ist, wenn der Schaltvorgang nicht erforderlich ist, und die Schaltbetätigungseinheit und die Designeinheit durch Drehung um 180 Grad in deren Position verändert werden, um die Stabilität durch eine Verbesserung der visuellen Erkennbarkeit zu erhöhen und die Gebrauchstauglichkeit durch High-Tech-Bilder zu verbessern.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist eine kugelförmige Schaltsteuervorrichtung für ein elektronisches Getriebesystem vorgesehen, die einen Kugelmechanismus umfasst, der auf der Grundlage einer Drehwelle, die durch ein Zentrum des Kugelmechanismus verläuft, mit einer Schaltbetätigungseinheit auf einer ersten Halbkugel des Kugelmechanismus und einer Designeinheit auf einer zweiten Halbkugel des Kugelmechanismus versehen ist, und einen Antriebsmechanismus, der eingerichtet ist, dass dieser die mit dem Kugelmechanismus gekoppelte Drehwelle relativ zu einem Gehäuse dreht, wobei die Drehwelle durch Betätigung des Antriebsmechanismus gedreht wird, so dass entweder die Schaltbetätigungseinheit oder die Designeinheit zu einem Fahrzeuginnenraum hin freiliegt und der andere Teil der Schaltbetätigungseinheit oder der Designeinheit in dem Gehäuse verborgen gehalten wird.
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Die Schaltbetätigungseinheit kann mit einer Gangschaltung versehen sein, die eingerichtet ist, dass diese von einem Fahrer zum Schalten der Gänge betätigt werden kann, und die Gangschaltung kann entweder ein Drehknopf, ein Schaltknopf oder ein Schalthebel sein.
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Handelt es sich bei dem Schalthebel entweder um den Drehknopf oder den Schalthebel, kann ein P-Bereich-Knopf an dem Schalthebel vorgesehen sein.
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Die kugelförmige Schaltsteuervorrichtung kann zudem eine erste Leiterplatte (PCB) umfassen, die mit dem Kugelmechanismus gekoppelt ist, wobei die erste PCB ein Betriebssignal von der Gangschaltung empfängt und ein Steuersignal an eine Getriebesteuereinheit (TCU) ausgibt.
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Die Designeinheit kann eine Lichtquelle umfassen, die mit der ersten PCB gekoppelt und durch die erste PCB eingeschaltet/ausgeschaltet wird, und ein Beleuchtungsfenster mit einem spezifischen Muster, das auf einer Oberfläche des Beleuchtungsfensters ausgebildet ist, um eine indirekte Beleuchtung zu realisieren, wenn die Lichtquelle eingeschaltet ist.
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Die Designeinheit kann zudem ein Streuelement umfassen, das mit dem Beleuchtungsfenster gekoppelt ist und der Lichtquelle zugewandt ist, wobei das Streuelement eingerichtet ist, Licht von der Lichtquelle zu streuen.
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Die Designeinheit kann zudem eine Anzeige umfassen, die eingerichtet ist, ein bestimmtes Bild durch das Beleuchtungsfenster zu übertragen.
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Der Antriebsmechanismus kann einen am Gehäuse befestigten Motor, ein Getriebeelement, das eingerichtet ist, den Motor und die Drehwelle miteinander zu verbinden, um Kraft vom Motor auf die Drehwelle zu übertragen, und eine zweite, am Gehäuse befestigte PCB zur Steuerung des Betriebs des Motors umfassen.
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Die zweite PCB kann den anzutreibenden Motor steuern, wenn diese ein Signal von einer Eingabeeinheit empfängt, und das Signal von der Eingabeeinheit kann ein Ein-/Aus-Signal für die Zündung des Fahrzeugs, ein geöffnet/geschlossen Signal der Tür, ein entriegelt/verschlossen Signal der Tür, ein Signal zum Wechsel des Fahrmodus (Signal für den autonomen Fahrmodus und Signal für den manuellen Wechsel des Fahrmodus) oder ein Ein/Aus-Signal des Betriebsschalters sein.
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Die zweite PCB kann mit einem Hallsensor versehen sein, um die Drehung der Drehwelle zu erfassen, und die zweite PCB kann den Antrieb des Motors auf der Grundlage des Signals vom Hallsensor steuern.
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Der Kugelmechanismus kann eingerichtet sein, dass die Drehwelle um 180 Grad gedreht wird, wenn der Antriebsmechanismus einmal betätigt wird, wodurch entweder die Schaltbetätigungseinheit oder die Designeinheit dem Fahrzeuginnenraum ausgesetzt werden kann.
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Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist eine kugelförmige Schaltsteuervorrichtung für ein elektronisches Getriebesystem vorgesehen, die einen Kugelmechanismus mit einer durch deren Zentrum gekoppelten Drehwelle und ein Gehäuse aufweist, mit dem der Kugelmechanismus über die Drehwelle drehbar gekoppelt ist. Der Kugelmechanismus hat drei Ebenen, die auf einer Oberfläche des Kugelmechanismus ausgebildet sind, wobei die drei Ebenen kontinuierlich miteinander verbunden sind, der Kugelmechanismus umfasst eine Gangschaltung, die auf einer ersten Ebene des Kugelmechanismus vorgesehen ist, wobei die Gangschaltung eingerichtet ist, von einem Fahrer eines Fahrzeugs zum Schalten der Gänge betätigt zu werden, der Kugelmechanismus umfasst eine Lichtquelle, die auf einer zweiten Ebene des Kugelmechanismus vorgesehen ist, um eine indirekte Beleuchtung zu realisieren, und der Kugelmechanismus umfasst eine Anzeige, die auf einer dritten Ebene des Kugelmechanismus vorgesehen ist, um ein spezifisches Bild durch ein Beleuchtungsfenster zu übertragen.
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Die kugelförmige Schaltsteuervorrichtung kann zudem eine erste PCB umfassen, die mit dem Kugelmechanismus gekoppelt ist, wobei die erste PCB ein Betriebssignal von der Gangschaltung empfängt und ein Steuersignal an eine Getriebesteuereinheit (TCU) ausgibt.
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Die kugelförmige Schaltsteuervorrichtung kann zudem eine zweite PCB umfassen, die mit dem Kugelmechanismus gekoppelt ist, wobei die zweite PCB das Einschalten/Ausschalten der Lichtquelle und den Betrieb der Anzeige steuert.
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Die Gangschaltung kann ein Drehknopf, ein Schaltknopf oder ein Schalthebel sein.
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Die kugelförmige Schaltsteuervorrichtung kann zudem einen Motor umfassen, der am Gehäuse befestigt und mit der Drehwelle verbunden ist, um die Drehwelle zu drehen, wobei entweder die erste PCB oder die zweite PCB den anzutreibenden Motor steuern kann.
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Der Kugelmechanismus kann um 120 Grad um die Drehwelle gedreht werden, so dass nur eine der ersten bis dritten Ebenen zum Fahrzeuginnenraum hin freiliegt (während die beiden anderen im Gehäuse verborgen gehalten werden).
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Wie aus der obigen Beschreibung hervorgeht, ist die kugelförmige Schaltsteuervorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung so vorgesehen, dass die für die Betätigung durch den Fahrer des Fahrzeugs zum Schalten eingerichtete Schaltbetätigungseinheit auf der ersten Halbkugel des Kugelmechanismus und die Designeinheit für die indirekte Beleuchtung und Bildübertragung auf der zweiten Halbkugel des Kugelmechanismus vorgesehen ist. Die kugelförmige Schaltsteuervorrichtung weist den Vorteil auf, dass es möglich ist, die Stabilität durch eine Verbesserung der visuellen Erkennbarkeit zu erhöhen und die Gebrauchstauglichkeit durch High-Tech-Bilder so zu verbessern, dass durch die Drehung des Kugelmechanismus nur die Schaltbetätigungseinheit durch die Öffnung des Gehäuses dem Fahrzeuginnenraum ausgesetzt wird, wenn der Schaltvorgang erforderlich ist, während nur die Designeinheit durch die Öffnung des Gehäuses dem Fahrzeuginnenraum ausgesetzt wird, wenn der Schaltvorgang nicht erforderlich ist.
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Figurenliste
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Die oben genannten und andere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den begleitenden Abbildungen klar verständlich:
- 1 und 2 sind perspektivische Ansichten, die eine kugelförmige Schaltsteuervorrichtung darstellen, die mit einem Drehknopf gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ausgestattet ist;
- 3 ist eine Vorderansicht, die eine kugelförmige Schaltsteuervorrichtung mit einem entfernten Gehäuse aus 1 zeigt;
- 4 ist eine Querschnittsansicht von 3;
- 5 bis 6 sind Ansichten, die eine kugelförmige Schaltsteuervorrichtung mit einem Schaltknopf und einem Schalthebel gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellen;
- 7 und 8 sind Ansichten, die einen Zustand darstellen, in dem ein Kugelmechanismus gedreht ist, um eine Designeinheit freizulegen; und
- 9 ist eine Ansicht zur Erläuterung eines Kugelmechanismus mit drei Ebenen gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
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BESCHREIBUNG VON BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Es wird davon ausgegangen, dass der Begriff „Fahrzeug“ oder „fahrzeugartig“ oder ein anderer ähnlicher Begriff, wie dieser hierin verwendet wird, Kraftfahrzeuge im Allgemeinen einschließt, wie Personenkraftwagen einschließlich Sport Utility Vehicles (SUV), Busse, Lastkraftwagen, verschiedene Nutzfahrzeuge, Wasserfahrzeuge einschließlich einer Vielzahl von Booten und Schiffen, Flugzeuge und dergleichen, und auch Hybridfahrzeuge, Elektrofahrzeuge, Plug-in-Hybrid-Elektrofahrzeuge, wasserstoffbetriebene Fahrzeuge und andere Fahrzeuge mit alternativen Kraftstoffen (z.B. Kraftstoffe, die aus anderen Ressourcen als Erdöl gewonnen werden). Wie hierin erwähnt, ist ein Hybridfahrzeug ein Fahrzeug, das über zwei oder mehr Antriebsquellen verfügt, z.B. sowohl benzin- als auch elektrisch betriebene Fahrzeuge.
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Die hierin verwendete Terminologie dient nur der Beschreibung bestimmter Ausführungsformen und ist nicht als Beschränkung der Offenbarung gedacht. Wie hierin verwendet, sollen die Singularformen „ein“, „eine“ und „der, die, das“ auch die Pluralformen einschließen, es sei denn, aus dem Kontext geht eindeutig etwas anderes hervor. Es wird ferner davon ausgegangen, dass die Begriffe „umfasst“ und/oder „umfassend“, wenn diese in dieser Beschreibung verwendet werden, das Vorhandensein von angegebenen Merkmalen, ganzen Zahlen, Schritten, Operationen, Elementen und/oder Komponenten angeben, aber das Vorhandensein oder das Hinzufügen eines oder mehrerer anderer Merkmale, ganzer Zahlen, Schritte, Operationen, Elemente, Komponenten und/oder Gruppen davon nicht ausschließen. In der hierin verwendeten Form schließt der Begriff „und/oder“ alle Kombinationen von einem oder mehreren der zugehörigen aufgeführten Elemente ein. In der gesamten Beschreibung werden, sofern nicht ausdrücklich das Gegenteil beschrieben wird, das Wort „umfassen“ und Varianten wie „umfasst“ oder „umfassend“ so verstanden, dass diese das Einbeziehen der angegebenen Elemente, nicht aber den Ausschluss anderer Elemente implizieren. Darüber hinaus bedeuten die in der Beschreibung beschriebenen Begriffe „Einheit“, „-er“, „-or“ und „Modul“ Einheiten zur Verarbeitung wenigstens einer Funktion und Operation und können durch Hardwarekomponenten oder Softwarekomponenten und Kombinationen davon implementiert sein.
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Ferner kann die Steuerlogik der vorliegenden Offenbarung als nicht vorübergehende computerlesbare Medien auf einem computerlesbaren Medium ausgeführt sein, das ausführbare Programmbefehle enthält, die von einem Prozessor, Controller oder dergleichen ausgeführt werden. Beispiele für computerlesbare Medien sind unter anderem ROM, RAM, Compact Disc (CD)-ROMs, Magnetbänder, Disketten, Flash-Laufwerke, Chipkarten und optische Datenspeichergeräte. Das computerlesbare Medium kann auch in netzwerkgekoppelten Computersystemen verteilt werden, so dass das computerlesbare Medium auf verteilte Weise gespeichert und ausgeführt wird, z.B. durch einen Telematikserver oder ein Controller Area Network (CAN).
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Die spezifischen strukturellen und funktionellen Beschreibungen, die in der Beschreibung offenbart werden, sind lediglich erklärend, um beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zu beschreiben. Die vorliegende Offenbarung kann in verschiedenen Formen ausgeführt sein und sollte nicht so ausgelegt werden, dass diese sich auf die hierin dargelegten Ausführungsformen beschränkt.
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Die vorliegende Offenbarung kann verschiedenen Modifikationen unterliegen und verschiedene Formen aufweisen und spezifische Ausführungsformen werden in den Abbildungen illustriert und in der Beschreibung detailliert beschrieben. Es ist jedoch nicht beabsichtigt, die vorliegende Offenbarung auf eine bestimmte Ausführungsform zu beschränken. Es sollte verstanden werden, dass die vorliegende Offenbarung alle Modifikationen, Äquivalente oder Ersetzungen umfasst, die in deren Geist und technischen Umfang fallen.
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Begriffe wie „erste“ und/oder „zweite“ können hierin verwendet werden, um verschiedene Elemente der vorliegenden Offenbarung zu beschreiben, aber diese Elemente sollten durch die Begriffe nicht beschränkt werden. Mit anderen Worten, solche Begriffe werden nur zum Zweck der Unterscheidung eines Elements von anderen Elementen der vorliegenden Offenbarung verwendet. Ohne vom Umfang und Geist der vorliegenden Offenbarung abzuweichen, kann zum Beispiel ein erstes Element als zweites Element bezeichnet werden, und ebenso kann ein zweites Element auch als erstes Element bezeichnet werden.
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Es wird davon ausgegangen, dass, wenn ein Element als mit einem anderen Element „gekoppelt“ oder „verbunden“ bezeichnet wird, es direkt mit dem anderen Element gekoppelt oder verbunden sein kann oder auch dazwischenliegende Elemente vorhanden sein können. Andererseits wird davon ausgegangen, dass, wenn ein Element als „direkt gekoppelt“ oder „direkt verbunden“ mit einem anderen Element bezeichnet wird, keine dazwischenliegenden Elemente vorhanden sind. Andere Ausdrücke zur Beschreibung von Beziehungen zwischen Elementen, z.B. „zwischen“ und „unmittelbar zwischen“ oder „benachbart“ und „direkt benachbart“, können ebenfalls in gleicher Weise interpretiert werden.
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Sofern nicht anders definiert, haben alle hierin verwendeten Begriffe, einschließlich technischer und wissenschaftlicher Begriffe, die gleiche Bedeutung, wie diese üblicherweise von jemanden mit gewöhnlichen Kenntnissen auf dem Gebiet verstanden werden. Es wird zudem davon ausgegangen, dass Begriffe, wie diese in allgemein gebräuchlichen Wörterbüchern definiert sind, so ausgelegt werden sollten, dass diese eine Bedeutung haben, die mit ihrer Bedeutung im Zusammenhang mit dem betreffenden Gebiet und der vorliegenden Offenbarung übereinstimmt, und dass diese nicht in einem idealisierten oder übermäßig formalen Sinn interpretiert werden, es sei denn, dies wird hierin ausdrücklich so definiert.
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Eine Steuereinheit (Steuerung) gemäß den exemplarischen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung kann durch einen Prozessor (nicht abgebildet) implementiert sein, der eingerichtet ist, die unten beschriebene Operation unter Verwendung eines Algorithmus durchzuführen, der eingerichtet ist, den Betrieb verschiedener Komponenten des Fahrzeugs zu steuern, oder durch einen nichtflüchtigen Speicher (nicht abgebildet), der eingerichtet ist, Daten zu speichern, die sich auf Software-Anweisungen zur Reproduktion des Algorithmus und der in diesem Speicher gespeicherten Daten beziehen. Dabei können der Speicher und der Prozessor als separate Chips implementiert sein. Alternativ können der Speicher und der Prozessor als ein einziger, miteinander integrierter Chip implementiert sein. Der Prozessor kann die Form eines oder mehrerer Prozessoren haben.
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Nachfolgend wird eine kugelförmige Schaltsteuervorrichtung für ein elektronisches Getriebesystem entsprechend bevorzugter Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die beigefügten Abbildungen ausführlich beschrieben.
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Wie in den 1 bis 9 dargestellt, umfasst die kugelförmige Schaltsteuervorrichtung für ein elektronisches Getriebesystem gemäß der vorliegenden Offenbarung ein Gehäuse 10, einen Kugelmechanismus 20, der drehbar mit dem Gehäuse 10 gekoppelt ist, und einen Antriebsmechanismus 30, der eine Drehkraft bereitstellt, um den Kugelmechanismus 20 relativ zum Gehäuse 10 zu drehen.
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Das Gehäuse 10 befindet sich um einen Fahrersitz herum und ist fest an einer Konsole, einer Mittelblende oder dergleichen installiert, die von der Hand des Fahrers erreicht werden kann.
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Der Kugelmechanismus 20 weist eine Drehwelle 40 auf, die durch ein Zentrum des Kugelmechanismus 20 gekoppelt ist, und die Drehwelle 40 ist relativ zum Gehäuse 10 drehbar.
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Wenn sich dadurch die Drehwelle 40 dreht, dreht sich auch der Kugelmechanismus 20 relativ zum Gehäuse 10, wobei in diesem Fall eine erste Halbkugel des Kugelmechanismus 20 durch das Gehäuse 10 dem Fahrzeuginnenraum ausgesetzt wird, während eine zweite Halbkugel des Kugelmechanismus 20 im Gehäuse 10 verborgen gehalten wird.
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Der Kugelmechanismus 20 umfasst eine Schaltbetätigungseinheit 50 auf der ersten Halbkugel des Kugelmechanismus 20 und eine Designeinheit 60 auf der zweiten Halbkugel des Kugelmechanismus 20.
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Wenn der Kugelmechanismus 20 relativ zum Gehäuse 10 gedreht wird, wird entweder die Schaltbetätigungseinheit 50 oder die Designeinheit 60 zum Fahrzeuginnenraum hin freigelegt, während die andere im Gehäuse 10 verborgen gehalten wird.
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Die Schaltbetätigungseinheit 50 ist mit einer Gangschaltung 70 versehen, die eingerichtet ist, vom Fahrer des Fahrzeugs (d.h. einer Person) zum Schalten der Gänge betätigt zu werden. Die Gangschaltung 70 kann ein Drehknopf 71 sein, wie in den 1 bis 4 dargestellt, oder ein Schaltknopf 72, wie in 5 dargestellt, oder ein Schalthebel 73, wie in 6 dargestellt.
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Wenn es sich bei der Gangschaltung 70 um den Drehknopf 71 oder den Schalthebel 73 handelt, kann ein separater P-Bereich-Knopf 74 an der Gangschaltung 70 vorgesehen sein.
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Durch Betätigen des Drehknopfs 71 kann einer der Bereiche R, N und D ausgewählt werden und der separate P-Bereichs-Knopf 74 wird zur Auswahl eines P-Bereichs gedrückt.
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Der Schaltknopf 72 kann in einer Weise betätigt werden, dass der Fahrer eine der Tasten P-Bereich, R-Bereich, N-Bereich oder D-Bereich auswählt und drückt.
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Der Fahrer kann durch Drehen des Schalthebels 73 einen der Bereiche R, N und D wählen, während er durch Drücken einer separaten P-Bereichs-Taste 74 einen P-Bereich auswählt.
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In einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann die kugelförmige Schaltsteuervorrichtung zudem eine erste Leiterplatte (PCB) 90 umfassen, die ein Betriebssignal von der Gangschaltung 70 empfängt und ein Steuersignal an eine Getriebesteuereinheit (TCU) 80 ausgibt. Die erste PCB 90 kann fest in den Kugelmechanismus 20 eingebaut sein, so dass diese der Gangschaltung 70 gegenüberliegt.
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Wenn ein Betriebssignal von der Gangschaltung 70 empfangen wird, sendet die erste PCB 90 ein Signal an die Getriebesteuereinheit 80, so dass ein Getriebeaktuator als Reaktion auf das von der TCU befohlene Signal arbeitet, um einen hydraulischen Druck in Bezug auf einen Hydraulikkreis für jeden Schaltbereich anzulegen oder zu blockieren, wodurch eine elektronische Schaltsteuerung ermöglicht ist.
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Die Designeinheit 60 umfasst eine Lichtquelle 100, die mit der ersten PCB 90 gekoppelt ist und durch die Steuerung der ersten PCB 90 eingeschaltet und ausgeschaltet wird, und ein Beleuchtungsfenster 110 mit einem spezifisch geformten Muster 111, das auf einer Oberfläche des Beleuchtungsfensters 110 ausgebildet ist, um eine indirekte Beleuchtung zu realisieren, wenn die Lichtquelle 100 eingeschaltet ist.
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Die auf der ersten PCB 90 installierte Lichtquelle 100 ist eine LED-Lichtquelle. Die Lichtquelle 100 kann eine indirekte Beleuchtung (Stimmungslicht, Umgebungslicht) realisieren, wenn die Lichtquelle 100 eingeschaltet ist, und kann insbesondere eine Willkommensfunktion als Reaktion auf eine Geste des Benutzers bereitstellen.
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Das Beleuchtungsfenster 110 kann aus halbkugelförmigem, gehärtetem Glas bestehen und kann ein transparentes oder ein durchscheinendes Fenster sein, das Licht von der Lichtquelle 100 durchlässt.
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Die Designeinheit 60 kann zudem ein Streuelement 120 umfassen, um Licht von der Lichtquelle 100 zu streuen. Das Streuelement 120 kann an das Beleuchtungsfenster 110 gekoppelt sein, um der Lichtquelle 100 zugewandt zu sein, und kann zum Beispiel ein Prisma sein.
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Die Designeinheit 60 kann ferner ein Anzeige 130 umfassen, die ein bestimmtes Bild durch das Beleuchtungsfenster 110 überträgt, wie in 8 dargestellt.
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Es ist möglich, die Sichtbarkeit weiter zu erhöhen, da das von einem Benutzer eingestellte Bild durch die Anzeige 130 übertragen wird.
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Die Anzeige 130 kann fest an dem Beleuchtungsfenster 110 oder dem Streuelement 120 installiert sein und der Betrieb der Anzeige 130 kann durch die erste PCB 90 gesteuert werden.
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Der Antriebsmechanismus 30 umfasst einen Motor 31, der fest im Gehäuse 10 installiert ist, eine Vielzahl von Getriebeelementen 32, die den Motor 31 und die Drehwelle 40 miteinander verbinden, um die Kraft vom Motor 31 auf die Drehwelle 40 zu übertragen, und eine zweite PCB 33, die am Gehäuse 10 befestigt ist, um den Betrieb des Motors 31 zu steuern.
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Wenn ein Signal von einer Eingangseinheit empfangen wird, steuert die zweite PCB 33 den anzutreibenden Motor 31. Bei dem Signal von der Eingabeeinheit 140 kann es sich um ein Ein-/Aus-Signal für die Zündung des Fahrzeugs, ein geöffnet/geschlossen Signal der Tür, ein entriegelt/verschlossen Signal der Tür, ein Signal zum Wechsel des Fahrmodus (Signal für den autonomen Fahrmodus und Signal für den manuellen Wechsel des Fahrmodus) oder ein Ein/Aus-Signal des Betriebsschalters handeln.
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Wenn ein Signal von der Eingabeeinheit 140 empfangen wird, steuert die zweite PCB 33 den anzutreibenden Motor 31 und die Kraft wird vom Motor 31 über die Getriebeelemente 32 auf die Drehwelle 40 übertragen, so dass die Drehwelle 40 relativ zum Gehäuse 10 gedreht wird und sich der Kugelmechanismus 20 ebenfalls zusammen mit der Drehwelle 40 dreht.
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Der Kugelmechanismus 20 ist eingerichtet, dass die Drehwelle 40 um 180 Grad gedreht wird, wenn der Antriebsmechanismus 30 einmal betätigt wird. Wenn also der Kugelmechanismus 20 gedreht wird, wird die Schaltbetätigungseinheit 50 durch die Öffnung des Gehäuses 10 dem Fahrzeuginneren ausgesetzt, wie in den 1 bis 6 dargestellt, oder die Designeinheit 60 wird durch die Öffnung des Gehäuses 10 dem Fahrzeuginneren ausgesetzt, wie in den 7 und 8 dargestellt.
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Die zweite PCB 33 ist mit einem Hallsensor 150 versehen, um die Drehung der Drehwelle 40 zu erfassen. Dadurch kann die zweite PCB 33 den Antrieb des Motors 31 auf der Grundlage des Signals des Hallsensors 150 genauer steuern.
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Das heißt, ein erstes Zahnrad 161 ist integral mit einem Ende der Drehwelle 40 gekoppelt, das erste Zahnrad 161 ist mit einem zweiten Zahnrad 162 in einer eingeschränkten Form verbunden, das zweite Zahnrad 162 ist fest installiert, an einer zentralen Achse der Drehwelle 40, im Gehäuse 10, das zweite Zahnrad 162 ist mit einem Permanentmagneten 163 gekoppelt, der Hallsensor 150 ist in der zweiten PCB 33 vorgesehen, um dem Permanentmagneten 163 gegenüber zu liegen.
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Dementsprechend kann, wenn das erste und das zweite Zahnrad 161 und 162 zusammen mit der Drehung der Drehwelle 40 gedreht werden und die Position des Permanentmagneten 163 durch die Drehung des zweiten Zahnrads 162 geändert wird, der Hallsensor 150 eine Änderung der Magnetfeldstärke in Abhängigkeit von der Änderung der Drehposition des Permanentmagneten 163 erfassen, und die zweite PCB 33 kann den Motor 31 so steuern, dass der Antrieb des Motors 31 auf der Grundlage des Signals vom Hallsensor 150 beendet wird.
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9 stellt eine kugelförmige Schaltsteuervorrichtung umfassend ein Kugelmechanismus dar, der gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung mit drei Ebenen ausgebildet ist.
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Das heißt, die kugelförmige Schaltsteuervorrichtung umfasst einen Kugelmechanismus 520 mit einer Drehwelle 510, die durch ein Zentrum des Kugelmechanismus 520 gekoppelt ist, und ein Gehäuse 530, mit dem der Kugelmechanismus 520 über die Drehwelle 510 drehbar gekoppelt ist.
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Der Kugelmechanismus 520 hat eine erste Ebene 521, eine zweite Ebene 522 und eine dritte Ebene 523, die auf einer Oberfläche des Kugelmechanismus 520 ausgebildet sind und die erste bis dritte Ebene 521 bis 523 sind kontinuierlich miteinander verbunden, um eine dreieckige Form zu bilden. Der Kugelmechanismus 520 ist so vorgesehen, dass die erste Ebene 521 mit einer Gangschaltung 540 versehen ist, die eingerichtet ist, von einem Fahrer zum Schalten der Gänge betätigt zu werden, die zweite Ebene 522 mit einer Lichtquelle 550 versehen ist, die eine indirekte Beleuchtung realisiert, und die dritte Ebene 523 mit einer Anzeige 580 versehen ist, die ein bestimmtes Bild durch ein Beleuchtungsfenster 570 überträgt.
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Die kugelförmige Schaltsteuervorrichtung umfasst zudem eine erste PCB 590, die ein Betriebssignal von der Gangschaltung 540 empfängt und ein Steuersignal an eine Getriebesteuereinheit (TCU) ausgibt, und eine zweite PCB 600, welche das Ein- und Ausschalten der Lichtquelle 550 und die zu betätigende Anzeige 580 steuert.
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Sowohl die erste PCB 590 als auch die zweite PCB 600 sind fest mit dem Kugelmechanismus 520 gekoppelt.
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Der Kugelmechanismus 520 kann durch einen Antriebsmechanismus unter Verwendung desselben Motors wie oben beschrieben gedreht werden. Zu diesem Zweck umfasst die kugelförmige Schaltsteuervorrichtung zudem einen Motor 610, der fest mit dem Gehäuse 530 verbunden und mit der Drehwelle 510 verbunden ist, um die Drehwelle 510 zu drehen. Der Antrieb des Motors 610 kann entweder durch die erste PCB 590 oder durch die zweite PCB 600 gesteuert werden.
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Als weiteres Beispiel kann der Kugelmechanismus 520 durch die manuelle Betätigung des Fahrers um die Drehwelle 510 gedreht werden.
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Die Gangschaltung 540 kann ein Drehknopf, ein Schaltknopf oder ein Schalthebel sein.
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Bei der kugelförmigen Schaltsteuervorrichtung mit der oben erwähnten Ausgestaltung wird der Kugelmechanismus 520 um 120 Grad um die Drehwelle 510 gedreht. Wenn also der Kugelmechanismus 520 gedreht wird, wird nur eine der Gangschaltung 540, die auf der ersten Ebene 521 vorgesehen ist, die Lichtquelle 550, die auf der zweiten Ebene 522 vorgesehen ist, oder die Anzeige 580, die auf der dritten Ebene 523 vorgesehen ist, durch die Öffnung des Gehäuses 530 dem Fahrzeuginneren ausgesetzt, während die beiden anderen im Gehäuse 530 verborgen gehalten werden.
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Wie oben beschrieben, ist die kugelförmige Schaltsteuervorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung so vorgesehen, dass auf einer Halbkugel (z.B. der ersten Halbkugel) des Kugelmechanismus 20 die Schaltbetätigungseinheit 50, die für die Betätigung durch den Fahrer zum Schalten der Gänge eingerichtet ist, und auf der anderen Halbkugel (z.B. der zweiten Halbkugel) die Designeinheit 60 für die indirekte Beleuchtung und Bildübertragung vorgesehen ist. Die kugelförmige Schaltsteuervorrichtung hat den Vorteil, dass es möglich ist, die Stabilität durch eine Verbesserung der visuellen Erkennbarkeit zu erhöhen und die Gebrauchstauglichkeit durch High-Tech-Bilder so zu verbessern, dass durch Drehen des Kugelmechanismus 20 die Schaltbetätigungseinheit 50 durch die Öffnung des Gehäuses 10 dem Fahrzeuginnenraum nur ausgesetzt wird, wenn der Schaltvorgang erforderlich ist, während die Designeinheit 60 durch die Öffnung des Gehäuses 10 dem Fahrzeuginnenraum nur ausgesetzt wird, wenn der Schaltvorgang nicht erforderlich ist.
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Obwohl die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zur Veranschaulichung beschrieben wurden, weiss der Fachmann, dass verschiedene Modifikationen, Ergänzungen und Substitutionen möglich sind, ohne vom Umfang und Geist der Offenbarung, wie diese in den begleitenden Ansprüchen offenbart ist, abzuweichen.
