探测档位变化的变速器控制装置和具有该变速器控制装置的车辆的制作方法

本公开内容涉及变速器控制装置，且更特别地涉及一种手动变速器的变速器控制装置(其探测档位变化)以及一种包括该变速器控制装置的车辆。

背景技术

变速器将引擎产生的动力转变为旋转力。在内燃机中，用于获得最大扭矩的每分钟转数(rpm)带不同于用于获得最大输出的每分钟转数(rpm)带。因此，有必要根据车辆速度或引擎rpm而选择适合换档位置和将动力转变为旋转力。

在此，变速器控制装置控制变速器。变速器控制装置被分为手动换档控制装置(手动变速器)和自动换档控制装置(自动变速器)。手动换档控制装置通过用户操作而手动地改变换档位置。自动换档控制装置自动改变换档位置。

同时，车辆引擎起动但车辆不行进的状态被称为怠速状态。由于引擎即使在怠速状态下也毫无疑问地工作，因而燃料消耗，使得不仅燃料效率降低，而且导致空气污染。因此，为实现解决这种问题的目的，对怠速启停(isg)功能(其探测怠速状态并关掉引擎)投入研究。进一步地，制造装备这种功能的车辆。

在手动换档控制装置的情况下，在实现isg功能的现有装置中，探测车辆未行进的状态的传感器具有大且复杂的结构，因而难以安装在狭窄空间中。

例如，现有技术文献韩国开平专利申请no.10-2014-0075175(2014年6月19日)描述isg功能，但未详细公开探测车辆未行进的状态的传感器。因此，现有技术文献仍未提出可安装在狭窄空间中的变速器控制装置。

技术实现要素：

技术问题

本发明的目的在于：提供一种通过简单结构探测档位变化的变速器控制装置。

本发明的另一目的在于：提供一种实现怠速启停(isg)功能的车辆。

然而，本发明的目的不限于以上描述，并在不背离本发明的范围和精神的情况下可按照各种方式延展。

技术解决方案

一个实施例是变速器控制装置，包括：磁体；磁传感器，其固定到预定位置，并测量根据相对于所述磁体的相对位置而变化的磁场；滑块，其一端处具有所述磁体；换档杆，其由于用户操作而旋转到根据档位而定的位置；运动转变构件，当所述换档杆旋转时，所述运动转变构件将所述换档杆的旋转运动转变为直线运动并使所述滑块沿第一方向运动。

所述运动转变构件可以基于凸轮机构、止转轭机构、惠氏急回机构、曲柄滑块机构中的至少一种而将所述旋转运动转变为所述直线运动。

所述运动转变构件可包括：凸轮，其设置在所述换档杆中，接触所述滑块的另一端，并当所述换档杆从非空挡位置旋转到空挡位置时使所述滑块沿所述第一方向运动预定距离；弹性构件，当所述换档杆从所述空挡位置旋转到所述非空挡位置时，所述弹性构件使所述滑块沿与所述第一方向相反的第二方向移动所述预定距离。

所述凸轮可以是心形凸轮、槽凸轮、锥凸轮、旋转斜盘凸轮中的一种。

所述换档杆可包括：杆球，所述杆球具有以所述换档杆的旋转中心为中心的球形形状。所述凸轮可被设置成从所述杆球突出。

所述变速器控制装置可进一步包括：壳体，其中设置有所述磁传感器。所述弹性构件的一端连接到所述壳体，且另一端连接到所述滑块。

所述磁传感器可以是霍尔集成电路(ic)。

另一实施例是车辆，包括：引擎，其产生动力；变速器，其根据档位使用不同齿轮，并将所述动力转变为旋转动力；变速器控制装置，其控制所述档位。所述变速器控制装置包括：磁体；磁传感器，其固定到预定位置，并测量根据相对于所述磁体的相对位置而变化的磁场；滑块，其一端处具有所述磁体；换档杆，其旋转到根据通过用户操作的所述档位的位置；运动转变构件，当所述换档杆旋转时，所述运动转变构件将所述换档杆的所述旋转运动转变为直线运动并使所述滑块沿第一方向运动。

所述车辆可进一步包括：电子控制单元(ecu)，其基于在空挡位置测量到的磁场而驱动怠速启停(isg)功能，在所述空挡位置，所述引擎的动力不传递到轮。

有益效果

根据本发明的实施例的变速器控制装置所具有的结构中，换档杆的旋转运动转变为滑块(其中设置有磁体)的直线运动。因此，磁体传感器能够相对容易地探测档位变化。

在根据本发明的实施例的车辆中，变速器控制装置探测空挡位置，从而可在空挡位置实现怠速启停(isg)功能。

然而，本发明的效果不限于以上描述，并在不背离本发明的范围和精神的情况下可按照各种方式延展。

附图说明

图1是显示出根据本发明的实施例的变速器控制装置的方框示意图；

图2是显示出图1的变速器控制装置的示例的立体图；

图3是显示出图2的变速器控制装置沿“a”方向所见的视图；

图4是显示出图3的变速器控制装置在空挡位置沿线b-b’所取的横截面图；

图5是显示出图2的变速器控制装置在非空挡位置沿线b-b’所取的横截面图；

图6是显示出图2的变速器控制装置中包括的换档杆已沿选择方向被旋转的立体图；

图7是显示出图6的变速器控制装置沿线c-c’所取的横截面图；

图8是显示出根据本发明的实施例的车辆的方框示意图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图描述根据本发明的优选实施例。虽然优选实施例被提供而使得本领域技术人员能够充分理解本发明，但是可按各种形式修改并且本发明的范围不限于优选实施例。

图1是显示出根据本发明的实施例的变速器控制装置的方框示意图。

参见图1，变速器控制装置100可包括：磁体110，磁传感器130，滑块150，换档杆170和运动转变构件190。根据实施例，变速器控制装置100可进一步包括壳体。

磁体110可产生磁场(mg)。在实施例中，磁体110可为永磁体。在另一实施例中，磁体110可为电磁体。在此情况下，磁体110产生的磁场(mg)的强度可受控于供应到磁体110的电流的量度。

磁传感器130可固定到预定位置并测量根据相对于磁体110的相对位置而变化的磁场(mg)。由于在磁体110周围产生的磁场随着与磁体110的距离的增大而减小，因而测量到的磁场强度值能够根据磁传感器130测量磁场(mg)的位置而显著变化，即使磁体110产生实质上相同的磁场(mg)。例如，由在与磁体110分开第一距离的位置处测量磁场(mg)强度的磁传感器130测量到的第一测量值可相对大于由在与磁体110分开第二距离(大于第一距离)的位置处测量磁场(mg)强度的磁传感器130测量到的第二测量值。由此，磁体110与磁传感器130之间的距离可基于磁传感器130测量到的磁场(mg)强度而估计。

根据实施例，磁传感器130可为霍尔集成电路(hallic)。在此，霍尔集成电路可基于霍耳效应测量磁场(mg)强度。

磁体110可设置在滑块150的一端处。在一个实施例中，磁体110可设置在滑块150的一端的表面上。在另一实施例中，磁体110可设置在形成在滑块150的一端内的空间中。

滑块150可接收来自运动转变构件190的直线力(lf)。由此，滑块150可沿第一方向d1执行直线运动。例如，滑块150能够通过运动转变构件190沿滑块150的纵向方向直线运动。

换档杆170能够由于用户操作而旋转到根据档位而定的位置。根据实施例，换档杆170可包括杆体和把手。杆体可沿预定纵向方向形成，把手可设置在杆体的一端处。在此，把手可接收来自用户的用户操作(input)。

杆体可具有处于杆体内或外的换档杆170的旋转中心。也就是说，换档杆170能够围绕旋转中心而旋转。例如，换档杆170能够在围绕一个内点作为旋转中心的空间中旋转。相应地，设置在杆体一端处的把手能够沿以旋转中心为中心的球的表面移动。在一个实施例中，旋转中心可设置在杆体的另一端。在另一实施例中，旋转中心可设置在杆体的中部。例如，旋转中心可设置在与把手沿纵向方向分开预定距离的位置。

换档杆170的旋转可受限制。也就是说，把手能够在其上移动的球表面可被限制到整个球表面的一部分。例如，把手可仅沿包括预定位置(对应于球表面的档位)的预设表面移动。在此，把手移动方向可为纵向方向(换档方向)或横向方向(选择方向)。

把手当从对应于第一档位的第一位置移动到对应于第二档位的第二位置时可经过对应于空挡位的第三位置。例如，用户能够使位于对应于第一档位的第一位置上的把手沿换档方向移动预定距离，沿选择方向运动预定距离，和再次沿换档方向运动预定距离。由此，把手能够位于对应于第二档位的第二位置。此外，把手当沿选择方向运动时可经过第三位置。

根据实施例，换档杆170可包括杆球。在此，杆球可具有以换档杆170的旋转中心为中心的球形形状。在此，运动转变构件190可设置为从杆球突出。例如，当运动转变构件190包括基于凸轮机构而将旋转运动转变为直线运动的结构时，凸轮可设置为从杆球突出。在此，凸轮可为突出构件，其不仅在其中包括供换档杆170围绕旋转的一条旋转轴线，而且相对于所述一条旋转轴线形成为纵向方向。

运动转变构件190可将换档杆170的旋转运动转变为直线运动。由此，运动转变构件190能够使滑块150沿第一方向d1移动。例如，运动转变构件190可基于由于换档杆170旋转产生的旋转力(rf)而产生使滑块150移动的直线力(lf)。

当换档杆170围绕通过旋转中心的一条旋转轴线旋转时，运动转变构件190可将旋转运动转变为直线运动。例如，当换档杆170围绕换档旋转轴线(其为把手沿换档方向移动时围绕的旋转轴线)旋转时，运动转变构件190能够将旋转运动转变为直线运动。

然而，运动转变构件190可选择性地将换档杆170的旋转运动转变为滑块150的直线运动。也就是说，当换档杆170围绕通过旋转中心的另一旋转轴线旋转时，运动转变构件190可以不将旋转运动转变为直线运动。例如，当换档杆170围绕选择旋转轴线(其为把手沿选择方向移动时围绕的旋转轴线)旋转时，运动转变构件190可不将旋转运动转变为直线运动。

在实施例中，运动转变构件190可基于止转轭机构、惠氏急回机构或曲柄滑块机构中的至少一种将旋转运动转变为直线运动。

在另一实施例中，运动转变构件190可基于凸轮机构将旋转运动转变为直线运动。例如，运动转变构件190可包括凸轮和弹性构件。根据实施例，凸轮可为心形凸轮、槽凸轮、锥凸轮、旋转斜盘凸轮中的一种。

凸轮可设置在换档杆170中并可接触滑块150的另一端。由此，当换档杆170从非空挡位置旋转到空挡位置时，凸轮能够使滑块150沿第一方向d1运动预定距离。当换档杆170围绕一条轴线旋转时，凸轮可与换档杆170一起围绕所述一条轴线旋转。例如，凸轮可与换档杆170一起围绕通过凸轮内部的一条轴线旋转。

在空挡位置(其中引擎动力未传递到轮)处，凸轮能够接触滑块150的另一端。例如，当档位处于空挡状态时，凸轮可以使滑块150从初始位置沿滑块150的纵向方向移动预定距离。当凸轮为心形凸轮时，换档杆170的一条旋转轴线可与心形凸轮的旋转轴线大致相同。心形凸轮具有处于空挡位置推动滑块150的另一端至最远离于旋转轴线的形状。

根据实施例，凸轮可设置为从以换档杆170旋转中心为中心的杆球突出。例如，凸轮可设置为沿换档杆170的一条旋转轴线突出。在此，凸轮能够围绕这一条旋转轴线旋转。当凸轮为心形凸轮时，心形凸轮的具有心形的平面与所述一条旋转轴线可大致相互正交。

当换档杆170从空挡位置旋转到非空挡位置时，弹性构件能够使滑块150沿第二方向d2移动预定距离。在此，第二方向d2可与第一方向d1大致相反。也就是说，当档位处于非空挡位置时，弹性构件能够使滑块150返回到初始位置。

为此，弹性构件的一端可连接到其中设置有磁传感器130的壳体，而弹性构件的另一端可连接到滑块150。在此情况下，滑块150与壳体之间的距离能够基于弹性构件的弹力而控制。由此，在空挡位置，滑块150可通过凸轮比初始位置时相对更接近于磁传感器130。然而，在非空挡位置，滑块150通过弹性构件返回到初始位置。

弹性构件可包括具有弹力的构件。例如，弹性构件可为具有预定弹性模量的弹簧。在此，弹簧的一端可连接到壳体，弹簧的另一端可连接到滑块150。

壳体可固定到预定位置。由此，被设置在壳体中的磁传感器130可固定到预定位置。根据实施例，壳体可连接到弹性构件的一端。例如，弹簧的一端可连接到壳体，弹簧的另一端可连接到滑块150。由此，能够控制在设置在滑块150一端处的磁体110与设置在壳体中的磁传感器130之间的距离。

根据本发明的实施例的变速器控制装置100所具有的结构中，换档杆170的旋转运动转变为滑块150(其中设置有磁体110)的直线运动。因此，磁传感器130能够相对容易地探测档位变化。

图2是显示出图1的变速器控制装置的示例的立体图。图3是显示出图2的变速器控制装置沿“a”方向所见的视图。图4是显示出图3的变速器控制装置在空挡位置沿线b-b’所取的横截面图。图5显示出图2的变速器控制装置在非空挡位置沿线b-b’所取的横截面图。

参见图2至5，变速器控制装置200可包括磁体210，磁体传感器230，滑块250，换档杆270，运动转变构件290和壳体220。

磁体210可产生磁场。在实施例中，磁体210可为永磁体。在另一实施例中，磁体210可为电磁体。在此情况下，磁体210产生的磁场的强度可受控于供应到磁体210的电流的量度。

磁传感器230可固定到预定位置并测量根据相对于磁体210的相对位置而变化的磁场。由于在磁体210周围产生的磁场随着与磁体210的距离的增大而减小，因而测量到的磁场强度值可能根据磁传感器230测量磁场(mg)的位置而显著变化，即使磁体210产生实质上相同磁场。例如，在与磁体210分开第一距离的位置处测量磁场强度的磁传感器230测量到的第一测量值可相对大于由在与磁体210分开第二距离(相对大于第一距离)的位置处测量磁场强度的磁传感器230测量到的第二测量值。由此，磁体210与磁传感器230之间的距离可基于磁传感器230测量到的磁场强度而估计。

根据实施例，磁传感器230可为霍尔集成电路(hallic)。在此，霍尔集成电路可基于霍耳效应测量磁场(mg)强度。

磁体210可设置在滑块250的一端处。磁体210可设置在滑块250的一端的表面上。

滑块250可接收来自运动转变构件290的直线力。由此，滑块250可以沿第一方向d1’执行直线运动。例如，滑块250能够通过凸轮292沿滑块250的纵向方向直线运动。

换档杆270能够由于用户操作而旋转到根据档位而定的位置。根据实施例，换档杆270可包括杆体274和把手276。杆体274可沿预定纵向方向形成，把手276可设置在杆体274的一端处。在此，把手276可接收来自用户的用户操作。

杆体274可具有处于杆体274内或外的换档杆270的旋转中心。也就是说，换档杆270能够围绕旋转中心而旋转。例如，换档杆270能够在围绕一个内点作为旋转中心的空间中旋转。相应地，设置在杆体274一端处的把手276能够沿以旋转中心上为中心的球的表面移动。旋转中心可设置在杆体274的中部。例如，旋转中心可设置在与把手276沿纵向方向分开预定距离的位置。

换档杆270的旋转可受限制。也就是说，把手276能够在其上移动的球表面可被限制到整个球表面的一部分。例如，把手276可仅沿包括预定位置(对应于球表面的档位)的预设表面移动。在此，把手276移动方向可为纵向方向(换档方向)或横向方向(选择方向)。在此，当把手276沿换档方向运动时，换档杆270可围绕第一旋转轴线“a”旋转，而当把手276沿选择方向运动时，换档杆270可围绕第二旋转轴线“b”旋转。

把手276当从对应于第一档位的第一位置移动到对应于第二档位的第二位置时可经过对应于空挡位的第三位置。例如，用户能够使位于对应于第一档位的第一位置上的把手276沿换档方向运动预定距离，沿选择方向运动预定距离，和再次沿换档方向运动预定距离。由此，把手276能够位于对应于第二档位的第二位置。此外，把手276当沿选择方向运动时可经过第三位置。

根据实施例，换档杆270可包括杆球272。在此，杆球272可具有以换档杆270的旋转中心为中心的球形形状。在此，凸轮292可被设置为从杆球272突出。在此，凸轮292可为突出构件，其不仅在其中包括供换档杆270围绕旋转的一条旋转轴线，而且相对于所述一条旋转轴线形成为纵向方向。

运动转变构件290可将换档杆270的旋转运动转变为直线运动。由此，运动转变构件290能够使滑块250沿第一方向d1’移动。例如，当换档杆270沿第一旋转方向r1(也就是说，空挡位置)旋转时，凸轮292能够使滑块250沿第一方向d1’运动。同时，当换档杆270沿第二旋转方向r2(也就是说，非空挡位置)旋转时，弹性构件294能够使滑块250沿第二方向d2’运动。

当换档杆270围绕通过旋转中心的一条旋转轴线旋转时，运动转变构件290能够将旋转运动转变为直线运动。例如，当换档杆270围绕换档旋转轴线(其为把手276沿换档方向移动时围绕的旋转轴线)旋转时，运动转变构件290能够将旋转运动转变为直线运动。

然而，运动转变构件290可选择性地将换档杆270的旋转运动转变为滑块250的直线运动。也就是说，当换档杆270围绕通过旋转中心的另一旋转轴线旋转时，运动转变构件290可以不将旋转运动转变为直线运动。例如，当换档杆270围绕选择旋转轴线(其为把手276沿选择方向运动时围绕的旋转轴线)旋转时，运动转变构件290可不将旋转运动转变为直线运动。

运动转变构件290可基于凸轮机构而将旋转运动转变为直线运动。例如，运动转变构件290可包括凸轮292和弹性构件294。

凸轮292可设置在换档杆270中，并可接触滑块250的另一端。由此，当换档杆270从非空挡位置旋转到空挡位置时(也就是说，沿第一旋转方向r1旋转)，凸轮292能够使滑块250沿第一方向d1’移动预定距离。当换档杆270围绕一条轴线旋转时，凸轮292能够与换档杆270一起围绕所述一条轴线旋转。例如，凸轮292可与换档杆270一起围绕通过凸轮292内部的一条轴线旋转。

在空挡位置(其中引擎动力未传递到轮)处，凸轮292能够接触滑块250的另一端。例如，当档位处于空挡状态时，凸轮292能够使滑块250从初始位置沿滑块250的纵向方向移动预定距离。换档杆270的一条旋转轴线可以与凸轮292的旋转轴线大致相同。凸轮292具有处于空挡位置推动滑块250的另一端至最远离于旋转轴线的形状。

根据实施例，凸轮292可设置为从以换档杆270的旋转中心为中心的杆球272突出。例如，凸轮292可设置为沿换档杆270的一条旋转轴线突出。在此，凸轮292能够围绕这一条旋转轴线旋转。凸轮292的平面与所述一条旋转轴线可大致相互正交。

当换档杆270从空挡位置旋转到非空挡位置(也就是说，沿第二旋转方向r2旋转)时，弹性构件294能够使滑块250沿第二方向d2’移动预定距离。在此，第二方向d2’可与第一方向d1’大致相反。也就是说，当档位处于非空挡位置时，弹性构件294能够使滑块250返回到初始位置。

对此，弹性构件294的一端可连接到其中设置有磁传感器230壳体220，而弹性构件294的另一端可连接到滑块250。在此情况下，滑块250与壳体220之间的距离能够基于弹性构件294的弹力而控制。由此，在空挡位置，滑块250可通过凸轮292比初始位置相对更接近于磁传感器230。然而，在非空挡位置，滑块250通过弹性构件294返回到初始位置。

弹性构件294可包括具有弹力的构件。例如，弹性构件294可为具有预定弹性模量的弹簧。在此，弹簧的一端可连接到壳体220，弹簧的另一端可连接到滑块250。

壳体220可固定到预定位置。由此，被设置在壳体220中的磁传感器230可固定到预定位置。壳体220可连接到弹性构件294的一端。由此，能够控制在设置在滑块250一端处的磁体210与设置在壳体220中的磁传感器230之间的距离。

图6是显示出图2的变速器控制装置中包括的换档杆已沿选择方向被旋转的立体图。图7是显示出图6的变速器控制装置沿线c-c’所取的横截面图。

参见图6和7，换档杆270能够沿选择方向r3旋转。当换档杆270沿选择方向r3旋转时，凸轮292也能够旋转。然而，由于滑块250基本不受换档杆270的旋转的影响，因而凸轮292和滑块250可按三维方式相互偏离。换言之，当换档杆270沿选择方向r3旋转时，凸轮292的影响(由于凸轮292与滑块250之间的接合所致)可减小，如图7中所示。根据实施例，换档杆270能够沿选择方向足够旋转而使得凸轮292与滑块250完全不接合。

由此，滑块250和设置在滑块250上的磁体210能够通过弹性构件294充分远离磁传感器230，且能够基于由磁传感器230测量到的磁场而探测到档位处于非空挡位置。

图8是显示出根据本发明的实施例的车辆的方框示意图。

参见图8，车辆300可包括引擎310、变速器330和变速器控制装置350。根据实施例，车辆300可进一步包括电子控制单元370和/或轮390。

引擎310能够产生动力(pwr)。所产生的动力(pwr)被传递到变速器330。变速器330能够将动力(pwr)转变为旋转动力(rp)。为此，变速器330能够根据档位使用不同齿轮。所产生的旋转动力(rp)能够传递到轮390。

变速器控制装置350能够通过控制档位而控制变速器330。例如，变速器控制装置350能够利用第一控制方法(ctrl1)(执行机械和/或电控制)而控制变速器330。

变速器控制装置350可包括：磁体、磁传感器、滑块、换档杆和运动转变构件。磁传感器可固定到预定位置，并测量根据相对于磁体的相对位置而变化的磁场。磁体可设置在滑块的一端。换档杆能够由于用户操作而旋转到根据档位而定的位置。当换档杆旋转时，运动转变构件能够使滑块沿第一方向移动。为此，运动转变构件能够将换档杆的旋转运动转变为直线运动。

电子控制单元370能够基于测量到的磁场ss而驱动怠速启停(isg)功能。为此，电子控制单元370能够利用机械和/或电地控制引擎310的第二控制方法(ctrl2)而控制引擎的启动。例如，电子控制单元370能够基于在空挡位置(在空挡位置，引擎310的动力(pwr)不会最终传递到轮390)测量到的磁场ss而驱动怠速启停(isg)功能。也就是说，电子控制装置370能够在空挡位置关掉引擎310。

轮390能够使车辆300通过与地面的摩擦力根据旋转动力rp而向前或向后运动。

在根据本发明实施例的车辆300中，变速器控制装置350探测空挡位置，由此在空挡位置实现怠速启停(isg)功能。

虽然根据本发明的实施例的变速器控制装置和包括其的车辆已经描述，不过前述实施例仅为示例性的，且在不背离本发明的技术精神的情况下可由本发明所述领域的普通技术人员改变或修改。

工业应用性

本发明的实施例可以通过各种方式应用于装备有手动变速器控制装置的车辆。例如，本发明的实施例可应用于装备有所述手动变速器控制装置的轿车、客货车、卡车、公共汽车和施工机械，等等。

虽然本发明已经参照其实施例进行描述，不过本领域技术人员应理解的是，在不背离如所附权利要求书限定的本发明的精神和范围的情况下，可以在形式和细节上进行各种改变和修改。