用于机动车变速器的操作装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于机动车变速器的操作装置（1），其包括换挡杆（2）和控制装置（10），该换挡杆可在至少一个换挡槽中移动用以选择变速器的不同行驶模式，借助所述控制装置可锁定变速器的至少一个行驶模式的选择；并且包括至少两个构造成用于检测换挡杆操作的传感器（5、6、7），控制装置（10）构造成用于对传感器（5、6、7）的检测信号进行可信度检验并且用于根据可信度检验解锁行驶模式的选择。
【专利说明】用于机动车变速器的操作装置【技术领域】
[0001]本发明涉及一种根据权利要求1前序部分的用于机动车变速器的操作装置。本发明还涉及一种根据权利要求7前序部分的用于操作控制装置以便锁定和解锁变速器的至少一个行驶模式的方法。
【背景技术】
[0002]为了操作车辆自动变速器，在已知车辆的车辆内室中通常设置包括换挡杆的操作装置，驾驶者为了选择不同的行驶模式、即前进行驶模式、倒车挡以及为了选择变速器的空挡可使换挡杆在换挡槽中移动。换挡杆的操作产生控制命令，该控制命令被传输给变速器控制装置。除了所提到的行驶模式外还附加设有停车锁定线路，其在一些操作装置中也可借助换挡杆来选择，并且在另一些操作装置中可借助专门为其设置的、例如设置在换挡杆上或相邻于换挡杆设置的操作按钮来选择。在操作停车锁定器时，变速器被机械锁定。
[0003]此外，为了避免无意操作换挡杆和因此意外改变行驶模式，设置控制装置，该控制装置锁定借助换挡杆对行驶模式的选择。为了确保换挡杆受控、有意的操作，设置操作按钮用于解锁行驶模式的选择。当驾驶者想要选择一种行驶模式时，驾驶者在操作换挡杆时必须保持按住该操作按钮。
[0004]由本 申请人:的一种用于变速器的操作装置已知，其包括可在换挡槽中移动的用于选择行驶模式的换挡杆和控制装置，借助该控制装置可锁定变速器行驶模式的选择。在换挡杆的上端部上还设有一个用于激活停车锁定器的操作按钮。为避免换挡杆被无意操作，首先锁定借助换挡杆对行驶模式的选择。为了解锁行驶模式的选择，设置一个设置在换挡杆侧面的操作开关，为了使换挡杆可在换挡槽中移动，必须机械操作该操作开关。为了选择行驶模式，驾驶者必须在 其使换挡杆在换挡槽中移动期间持续按住该操作开关，以便解锁行驶模式的选择。
[0005]尽管已知的操作装置已在实践中被证明非常适合于选择变速器的行驶模式，但仍存在改进的可能性。为了使驾驶者能够选择行驶模式，必须在驾驶员操作换挡杆所需的整个持续时间中机械操作设置在换挡杆侧面的操作开关。为了选择行驶模式而必须操作机械开关的需要一方面限制了舒适性，另一方面，机械开关总会带有磨损。此外，机械开关生产相对昂贵并且在换挡杆区域中需要较大的结构空间。
【发明内容】
[0006]因此本发明目的在于，提供一种用于机动车变速器的操作装置，借助该操作装置可使驾驶者更加舒适地选择行驶模式。另外该操作装置与已知操作装置相比应不易磨损并且可更低成本地安装在车辆中。此外还应提供一种用于操作控制装置以便锁定和解锁变速器至少一个行驶模式的选择的方法，该方法使得驾驶者更舒适地选择行驶模式。
[0007]本发明在装置方面借助根据权利要求1的特征解决所述任务。有利方案在从属权利要求2至6中被说明。本发明在方法方面借助根据权利要求7的特征解决所述任务。有利方案在其它权利要求中被说明。
[0008]本发明提供一种用于机动车变速器的操作装置，其包括可在至少一个换挡槽中移动的用于选择变速器的不同行驶模式的换挡杆以及包括控制装置，借助所述控制装置可锁定变速器的至少一个行驶模式的选择；并且还包括至少两个构造成用于检测换挡杆操作的传感器，控制装置构造成用于对传感器的检测信号进行可信度检验并且用于根据可信度检验解锁行驶模式的选择。
[0009]可借助换挡杆选择的行驶模式通常涉及前进行驶模式(常常用“D”来表示)、倒车挡“R”和空挡“N”。根据车辆类型还可包括运动行驶模式“S”，以及可能情况下允许驾驶者在前进行驶时手动换挡的行驶模式，在此时驾驶者自己决定何时应挂入一个新的挡位并且随后通过操作换挡杆发出信号，该信号被传输给变速器中的执行机构，该执行机构于是调整变速器上的相应传动比。
[0010]借助控制装置锁定行驶模式的选择主要用于防止无意操作换挡杆和因此无意选择行驶模式。在没有本发明的操作装置的情况下这种无意选择例如可通过同乘者对换挡杆的操作或通过驾驶者对换挡杆的无意接触引起。这种无意选择通过本发明的操作装置得以避免。
[0011]借助操作装置的所述至少两个传感器原则上可检测不同方式的换挡杆操作、即有意和无意的操作。当换挡杆被操作时，所述传感器生成检测信号，所述检测信号被传输给控制装置。构造成用于检测换挡杆操作的传感器例如可设置在换挡杆上或相邻于换挡杆设置或设置在车辆换挡槽的区域中。
[0012]借助控制装置对传感器的检测信号进行可信度检验，并且尤其是区分可信的和不可信的检测信号。无意或不当的换挡杆操作导致不可信地定性的检测信号。例如当驾驶者无意地用手掠过换挡杆时一因为他想要操作与换挡杆相邻的操作按钮，或例如当同乘者试图操作换挡杆时，生成这样的不可信的检测信号。与此相对，引起可信的检测信号的操作可理解为由驾驶者有意进行的操作，并且该操作应该用于选择行驶模式。
[0013]当可信度检验结果可推导出换挡杆的无意操作时，行驶模式选择继续保持锁定。相反当检测到可信的检测信号时，则控制装置解锁行驶模式选择。“选择”在此可理解为对换挡杆触发信号的机械操作。当驾驶者选择一种行驶模式时，控制装置向变速器中的执行机构发出相应信号，执行机构于是在变速器中触发相应于所选择行驶模式的状态。
[0014]与已知的操作装置不同，驾驶者无需在操作换挡杆期间持续按住机械操作按钮来解锁行驶模式的选择。这对于驾驶者而言更加舒适。驾驶者必须首先摸到或者说找到机械按钮，然后进行操作，这需要时间。因此，在根据本发明的操作装置中行驶模式的选择的解锁更快速地进行。与机械操作按钮不同，在本发明的操作装置中也不出现机械操作按钮的机械接触问题。另外本发明的操作装置比已知的操作装置不易受到磨损，因为机械开关可能卡住或折断。另外在本发明的操作装置被安装到车辆中时，无需在换挡杆上安装机械操作开关用来解锁行驶模式的选择。因此本发明的操作装置也可更加节省空间。
[0015]根据一种优选实施方式，这些传感器中的至少一个设置在换挡杆上或相邻于换挡杆设置。在换挡杆上或与其相邻地也可设置多个传感器，并且也可以是至少一个设置在换挡杆上的传感器和至少一个相邻于换挡杆设置的传感器的组合。
[0016]根据一种优选实施方式，这些传感器中的至少一个是电容式接近传感器。这种接近传感器在驾驶者接近或者接触该传感器的接触区域时进行响应。
[0017]这种传感器例如包括集成有两个电容器极板的硅基电容器，所述电容器极板的间距可变化。因此可根据所施加电压改变电容器的电容。该传感器例如设置在换挡杆上的一个区域中，当驾驶者握住换挡杆以操作换挡杆时，驾驶者手掌的一部分或一个手指可与该区域接触。当驾驶者接触到换挡杆上的相关区域时，传感器向控制装置发出信号。
[0018]根据本发明的一种优选实施方式，这些传感器中的至少一个是用于检测驾驶者手臂运动的光学传感器。该光学传感器优选检测驾驶者的手臂是否确实进行运动。在此光学传感器的信号也可仅表示在完整的手臂运动范围内的一个特定位置的瞬时拍摄。
[0019]优选设置至少一个光学传感器和至少一个电容式接近传感器。借助光学传感器例如可确定驾驶者将手臂伸向换挡杆，并且接着借助电容式接近传感器可确定驾驶者用手接触换挡杆。所述由传感器检测到的驾驶者行为的组合于是可推导出驾驶者对换挡杆的有意操作。
[0020]优选在换挡杆上至少设置两个电容式接近传感器和一个光学传感器。通过这种方式发出至少三个信号，所述信号提供驾驶者是否有意操作换挡杆的信息。信息冗余提高了由传感器发出的信号的信号品质。例如当同乘者用手握住换挡杆时，虽然两个电容式接近传感器发出相应信号，但光学传感器却识别出并非驾驶者的手臂伸向换挡杆。在此情况下不解锁行驶模式的选择，以防止对换挡杆的不当操作。
[0021]根据本发明的一种扩展方案，所述控制装置构造成用于根据预定的信号模式解锁行驶模式的选择。信号模式用于区分换挡杆的无意的不当操作和随之而来的不可信的检测信号与有意操作及随之而来的可信的检测信号。当传感器的检测信号相应于该信号模式时，则所述检测信号被视为可信的检测信号。
[0022]预定的信号模式例如包括:所有传感器按特定顺序发出检测信号或所有传感器同时发出检测信号。但信号模式例如也可包括:几个预定的传感器发出信号，而其它传感器不发出信号。在后一种情况下例如有利的是，设置至少一个传感器，其所发出的信号表示存在换挡杆的不当操作。
[0023]根据本发明的操作装置优选还包括设置在换挡杆上或相邻于换挡杆设置的用于激活和/或停用停车锁定器的操作器件。该操作器件通常为设置在换挡杆上或相邻于换挡杆设置的操作按钮。
[0024]本发明的主题还包括一种用于操作控制装置以便锁定和解锁机动车变速器的至少一个行驶模式的选择的方法。在此提出:借助至少两个传感器检测换挡杆的操作，对传感器的检测信号进行可信度检验，并且根据可信度检验解锁行驶模式的选择。可信度检验如前面结合根据本发明的操作装置被说明。
[0025]根据本发明方法的一种扩展方案，当传感器的检测信号相应于预定的信号模式时，解锁行驶模式的选择。
[0026]根据本发明方法的一种优选实施方式，例如当至少一个预定的传感器的检测信号超过预定的阈值或至少一个预定的传感器的检测信号低于预定的阈值时，解锁行驶模式的选择。
[0027]在此也可为不同传感器预定不同阈值。因此解锁行驶模式的选择的前提例如包括:第一传感器的信号超过预定的第一阈值，第二传感器的信号低于预定的第二阈值，并且第三传感器在此期间不发出检测信号。通过这种方式可极准确地区分换挡杆的有意操作和无意操作。
[0028]根据本发明方法的一种优选实施方式，例如当至少一个传感器的检测信号在预定的持续时间期间超过或低于预定的阈值时，解锁行驶模式的选择。通过这种方式避免传感器的所谓的背景噪声，换言之，信号的错误输出会引起行驶模式的选择在不当操作换挡杆时解锁。因此，为了进行操作，例如要求两个设置在换挡杆上的电容式传感器至少在200毫秒期间发出检测信号，并且光学传感器至少在300毫秒期间发出表明驾驶者将手臂伸向换挡杆的相应信号。
[0029]此外还规定本发明方法的这样的实施方式:当至少一个预定的传感器在预定的持续时间期间不发出检测信号时，解锁行驶模式的选择。在此情况下该预定的传感器的检测信号例如指示换挡杆的不当使用。
[0030]根据本方法也可将上面所描述的用于解锁行驶模式选择的前提相结合。例如当第一传感器在预定持续时间期间发出检测信号，该检测信号的强度超过预定的第一阈值并且同时第二传感器在预定的持续时间期间未发出超过预定的第二阈值的检测信号时，解锁行驶模式选择。
【专利附图】
【附图说明】
[0031]下面借助附图举例详细说明本发明。附图如下:
[0032]图1为根据本发明的操作装置的实施方式的透视图；
[0033]图2为根据本发明的操作装置的实施方式的方框图。
【具体实施方式】
[0034]图1示出根据本发明的用于未详细示出的机动车变速器的操作装置I的一种实施方式的透视图。该操作装置I包括一个可在换挡槽中移动的用于选择不同行驶模式的换挡杆2。换挡杆在换挡槽内的移动方向借助双向箭头P示出。
[0035]在换挡杆2的该实施方式中，行驶模式借助相应字母如“D”显示于对驾驶者而言清晰可见的光学显示屏上。在换挡杆2的所示实施方式中存在倒车挡“R”、空挡“N”和前进行驶模式“D”，它们可通过换挡杆2在换挡槽内的移动来选择。通过分别激活一个设置在属于所选择的行驶模式的字母下方的发光元件为驾驶者在光学显示屏3上显示当前所选择的行驶模式。
[0036]在换挡杆2上还设有一个用于激活停车锁定器的操作按钮4。当驾驶者在车辆静止时按下该操作按钮4时，停车锁定器被激活，在随后又一次可信地操作换挡杆2时可再次脱出停车锁定器。
[0037]在操作装置I的所示实施方式中，通过操作相邻于换挡杆2设置的操作开关9还可选择另一行驶模式。通过再次操作操作开关9可再次离开该行驶模式并且返回正常行驶模式中。最后，当选择前进行驶模式时，通过借助换挡杆2实施垂直于箭头方向P (在图平面中向左)的运动还可实现手动换挡模式。通过再次实施该运动再次离开手动换挡模式。当手动换挡模式被激活时，驾驶者可通过在箭头方向P上轻击换挡杆2在变速器的挡位间进行切换。例如当驾驶者向前按压换挡杆时，则向变速器中的执行机构发出信号，该信号引起升高一个挡位。
[0038]行驶模式的选择首先由图2中所示的控制装置10锁定，以避免换挡杆2的无意、不当的操作。
[0039]为了能够区分驾驶者对换挡杆2的有意操作与无意或不当的操作，在换挡杆2上设置用于检测换挡杆2的操作的传感器5、6、7。传感器5、6、7的检测信号由图2所示的控制装置10进行可信度检验，并且只有当检测信号相应于预定的信号模式时，检测信号才被看作是可信的，这指示换挡杆的有意操作。
[0040]传感器5、6、7设置在换挡杆的接触面8区域中，所述接触面在所示实施方式中设有文字“Unlock”，以便告知驾驶者其必须用手接触相关接触面8才可操作换挡杆2。这些传感器中的两个5和6为电容式接近传感器。当驾驶者用手向传感器5、6所设置在的相关位置施加压力时，所述接近传感器向控制装置发出检测信号。
[0041]传感器7构造为光学接近传感器。该传感器检测驾驶者的手臂是否接近换挡杆2。当检测到驾驶者的手臂运动时，该光学接近传感器7向控制装置发出相应信号。当光学接近传感器7发出驾驶者的手臂接近换挡杆2的信号时并且两个电容式压力传感器5、6显示有压力施加到接触面8的相关位置时，控制装置10解锁行驶模式的选择。
[0042]图2示出图1中透视性示出的根据本发明的操作装置I的方框图。在所显示的实施方式中总共借助三个传感器(所述两个电容式压力传感器5、6和所述一个光学接近传感器7)向控制装置10发送信号。
[0043]控制装置10分析传感器5、6、7的检测信号并且确定该检测信号是否相应于预定的信号模式。基于其分析处理，控制装置向阈值开关11发出输出信号。在所示实施方式中该阈值开关11为施密特触发器。当控制装置的输入信号低于预定阈值时，阈值开关向输出级12发出最小输出电压。当输入信号在预定的持续时间期间超过预定阈值时，则阈值开关11发出最大输出电压。当最大输出电压被传输给输出级12时,输出级解锁借助图1中所示的换挡杆2对行驶模式的选择。只要阈值开关10的输出电压最大，则保持解锁行驶模式的选择。当阈值开关10的输出电压再次下降到最小值时，则再次锁定行驶模式的选择。
[0044]此外，关于前面在细节中未详细描述的本发明特征可明确参考权利要求书及附图。
[0045]附图标记列表
[0046]I操作装置
[0047]2换挡杆
[0048]3用于行驶模式的显示屏
[0049]4操作按钮
[0050]5电容式接近传感器
[0051]6电容式接近传感器
[0052]7光学接近传感器
[0053]8接触面
[0054]9操作开关
[0055]10控制装置
[0056]11阈值开关[0057]12输出级
[0058]P双向箭头
【权利要求】
1.用于机动车变速器的操作装置，该操作装置包括换挡杆(2)和控制装置(10)，所述换挡杆可在至少一个换挡槽中移动用以选择变速器的不同行驶模式，借助所述控制装置可锁定变速器的至少一个行驶模式的选择，其特征在于，所述操作装置包括至少两个构造成用于检测换挡杆操作的传感器(5、6、7)，控制装置(10)构造成用于对传感器(5、6、7)的检测信号进行可信度检验并且用于根据可信度检验解锁行驶模式的选择。
2.根据权利要求1的操作装置，其特征在于，这些传感器(5、6、7)中的至少一个设置在换挡杆(2)上或相邻于换挡杆(2)设置。
3.根据权利要求1或2的操作装置，其特征在于，这些传感器(5、6、7)中的至少一个是电容式接近传感器(5、6)。
4.根据上述权利要求之一的操作装置，其特征在于，这些传感器(5、6、7)中的至少一个是用于检测手臂运动的光学传感器(7 )。
5.根据上述权利要求之一的操作装置，其特征在于，所述控制装置(10)构造成用于根据预定的信号模式解锁行驶模式的选择。
6.根据上述权利要求之一的操作装置，其特征在于，包括用于激活和/或停用停车锁定器的操作器件(4)，所述操作器件设置在换挡杆(2)上或相邻于换挡杆设置。
7.用于操作控制装置(10)的方法，控制装置的操作用于锁定和解锁机动车变速器的至少一个行驶模式的选择，其特征在于下述步骤: 借助至少两个传感器(5、6、7)检测换挡杆(2)的操作， 对传感器(5、6、7)的检测信号进行可信度检验，并且 根据可信度检验解锁行驶模式的选择。
8.根据权利要求7的方法，其特征在于，当这些传感器(5、6、7)的检测信号相应于预定的信号模式时，解锁行驶模式的选择。
9.根据权利要求7或8的方法，其特征在于，当至少一个预定的传感器(5、6、7)的检测信号超过或低于预定的阈值时，解锁行驶模式的选择。
10.根据权利要求7至9之一的方法，其特征在于，当至少一个传感器(5、6、7)的检测信号在预定的持续时间期间超过或低于预定的阈值时，解锁行驶模式的选择。
【文档编号】F16H59/10GK103782068SQ201280042893
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2012年11月5日 优先权日:2011年11月28日
【发明者】M·林德纳, T·蒂勒 申请人:宝马股份公司