用于轮内系统车辆的集成控制装置的制作方法

1.本公开涉及一种用于轮内系统(in-wheel system)车辆的集成控制装置，且更具体地，涉及一种将用于变速控制的变速按钮和用于转向控制的转盘集成到一个部件中并且当不执行转向控制时通过控制转盘向驾驶员提供车辆信息的用于轮内系统车辆的集成控制装置。


背景技术：

2.诸如混合动力车辆、电动车辆或燃料电池车辆的环保车辆可以利用驱动马达来施加驱动力。这些车辆中的一些可以利用安装有向车辆的每个车轮施加驱动力的轮内马达的轮内系统。轮内系统可以通过不在发动机室而是在车轮中安装电动马达并将马达的动力直接传递到车轮来驱动车轮。根据实施方法，轮内系统可分为仅将马达安装在车轮中并与现有悬架系统共存的基本型简单车轮系统，以及将制动、转向和悬架系统全部与马达一起安装在车轮中的集成车轮系统。
3.另外，在轮内系统车辆中，用于驱动轮内马达的系统可以由线控换挡(shift-by-wire)系统(以下称为sbw)构成。因此，当驾驶员操作控制装置(例如按钮、转盘或操纵杆)时，控制器可以被配置为控制安装在每个车轮中的轮内马达的操作。通过安装在每个车轮中的轮内马达和转向系统，轮内系统车辆可以根据需要独立地执行每个车轮的转向。
4.如上所述，在每个车轮安装有轮内马达并且可以独立地执行每个车轮的转向的现有轮内系统车辆中，用于变速控制的变速控制机构和用于转向控制的转向控制机构彼此分开配置，从而增加了部件数量和成本。另外，在现有轮内系统车辆中，由于变速控制机构和转向控制机构被配置为以相同的方式操作，因此存在控制错误的风险。
5.提供被描述为背景技术的内容仅仅是为了帮助理解本公开的背景，并且不应被认为与本领域的普通技术人员已知的现有技术相对应。


技术实现要素：

6.本公开的目的是提供一种用于轮内系统车辆的集成控制装置，其中，用于变速控制的变速按钮和用于转向控制的转盘被集成为一个部件，可以减少部件的数量和成本，特别是在不执行转向控制时通过转盘的操作向驾驶员提供车辆信息，从而可以提高适销性。本公开的另一目的是通过利用按钮执行变速控制并利用转盘执行转向控制的配置，由此将变速控制方式和转向控制方式配置为彼此不同，从而消除由于控制错误而发生事故的风险。
7.根据本公开的示例性实施例，一种用于轮内系统车辆的集成控制装置可以包括：转盘，相对于固定到控制台的壳体旋转；变速按钮，容纳在转盘中并且向上突出以被按压控制；以及印刷电路板(pcb)，被配置为在转盘旋转时检测转盘的旋转，并且在操作变速按钮时识别按钮信号。用于轮内系统车辆的集成控制装置可以进一步包括：转向按钮，位于变速按钮的一侧，其中，在操作转向按钮后旋转转盘，以在各种转向模式中选择一种转向模式。
8.用于轮内系统车辆的集成控制装置可以进一步包括：信息按钮，位于控制台上，并且信息按钮的操作信号可以由pcb识别，其中，在操作信息按钮后旋转转盘，以选择各种车辆信息中的一种并提供给驾驶员。该装置可以进一步包括：致动器，固定安装在壳体中并且具有前后移动的柱塞；以及滑块，与柱塞联接，并在柱塞前后移动时被操作以覆盖或打开转向按钮，其中，pcb可以被配置为进一步包括执行致动器的操作的功能。
9.另外，集成控制装置可以包括：下盖，联接到壳体上；以及复位弹簧，通过联接到所述下盖和所述转盘并且所述复位弹簧的两端部分别由所述下盖和所述转盘支撑而将旋转的所述转盘返回到初始位置。插塞件可以以插塞件弹簧为介质以朝向壳体突出的方式弹性地安装在所述转盘上，引导槽可以形成在壳体中，在插塞件插入壳体中并且转盘旋转时引导插塞件的移动，并且引导槽的底表面可以由与插塞件接触并当转盘旋转时提供平稳且适度的操作感的波浪形槽形成。
10.集成控制装置可以进一步包括：上盖，变速按钮和转向按钮穿过上盖。滑块可线性移动地联接到上盖。转盘的外周表面可以形成为具有向转盘内侧凹陷的截面形状的弯曲部，以防止转盘的侧表面向上盖外侧突出，从而防止转盘的控制错误。
11.穿过上盖向上突出的变速按钮可以包括排成一列的倒车(r)档按钮、空档(n)档按钮和前进(d)档按钮，转向按钮可以位于n档按钮的一侧，通过滑块的移动，仅n档按钮可以向上暴露，或者n档按钮和转向按钮同时暴露。变速按钮可以进一步包括位于控制台上的驻车(p)档按钮，并且驻车(p)档按钮的控制信号可以由pcb识别。
12.滑块可以具有沿竖直方向穿过的按钮孔。当滑块移动时，仅n档按钮可以通过按钮孔向上暴露，或者n档按钮和转向按钮可以同时向上暴露。转向按钮可以设置为具有比n档按钮低的高度，并且位于滑块的下方，以防止滑块移动时在滑块和转向按钮之间产生干扰。
13.多个显示窗口可以设置在控制台上，以在操作转向按钮之后旋转转盘时告知所选择的转向模式。分别显示在显示窗口上的转向模式可以包括前轮转向模式、前轮和后轮同向转向模式、前轮和后轮反向转向模式以及前轮和后轮在对角线方向上旋转方向相同的对角线方向转向模式。永磁体可以以面向pcb的方式联接到转盘，并且pcb可以被配置为当转盘旋转时通过永磁体的位置变化引起的磁场强度的变化来检测转盘的旋转。
14.用于轮内系统车辆的集成控制装置可以进一步包括：连杆，连接到转盘；以及步进马达，通过马达轴连接到连杆。转盘可以通过步进马达的动力返回到初始位置。在转向按钮被滑块覆盖的状态下，在驾驶员按压操作变速按钮时，可以驱动设置在每个车轮中的轮内马达以匹配所选择的变速档。另外，在转向按钮被滑块覆盖的状态下，当驾驶员踩踏制动踏板并操作n档按钮或p档按钮中的任意一个时，转向按钮由于致动器的操作引起的滑块的移动而暴露于外部，并且驾驶员按压操作暴露的转向按钮后旋转转盘，以在各种转向模式中选择一种转向模式。
15.当驾驶员在选择转向模式之后操作r档按钮或d档按钮中的任意一个时，由于致动器的操作引起的滑块的移动而使暴露于外部的转向按钮被遮挡。当驾驶员踩踏加速器踏板时，车辆可以以所选择的转向模式运行。在车辆以所选择的转向模式运行结束之后旋转转盘特定角度以上时，车辆的转向模式可以自动设定为仅可以对前轮进行转向控制的前轮转向模式。
16.根据本公开的另一示例性实施例，提供一种用于轮内系统车辆的集成控制装置，
其中通过按压控制以进行变速控制的变速按钮和通过旋转控制进行用于转向控制的转盘彼此集成组装以形成一个部件。
附图说明
17.通过以下结合附图的详细描述，将更清楚地理解本公开的上述和其它目的、特征和优点，其中：
18.图1是用于描述根据本公开的轮内系统的视图。
19.图2是示出根据本公开的用于轮内系统车辆的集成控制装置安装在控制台(console)中的视图。
20.图3和图4分别是图2的平面图和分解立体图。
21.图5是根据本公开的集成控制装置的局部剖视图。
22.图6是根据本公开的从图5移除印刷电路板(pcb)、变速按钮和信息按钮的状态的视图。
23.图7是沿图5的线i-i截取的截面图。
24.图8是图7的左视图。
25.图9是用于描述根据本公开的联接到转盘的插塞件与形成在壳体中的凹槽接触的状态的视图。
26.图10是用于描述根据本公开的集成控制装置的操作过程的视图。
27.图11是用于描述根据本公开的另一示例性实施例的转盘通过连杆连接到步进马达的视图。
具体实施方式
28.将理解的是，如本文所使用的术语“车辆”或“车辆的”或者其它类似术语通常包括机动车辆，例如包括运动型多用途车(suv)、巴士、卡车、各种商用车辆的乘用车，包括各种船艇和船舶的水运工具，飞机等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、插电式混合动力车辆、氢动力车辆以及其它替代燃料(例如，除石油以外的资源衍生的燃料)车辆。如本文所指，混合动力车辆是具有两个或更多个动力源的车辆，例如汽油和电双动力车辆。
29.尽管示例性实施例被描述为使用多个单元来执行示例性过程，但理解的是，示例性过程也可以通过一个或多个模块执行。另外，理解的是，术语控制器/控制单元是指包括存储器和处理器的硬件装置并且被具体编程以执行本文描述的过程。存储器被配置为存储模块，处理器具体配置为运行所述模块以执行下面进一步描述的一个或多个过程。
30.本文使用的术语仅用于描述特定实施例，而不旨在限制本公开。除非上下文另有明确说明，否则如本文使用的单数形式“一”、“一个”和“该”也旨在包括复数形式。将进一步理解的是，当在本说明书中使用时，术语“包括”和/或“包含”指定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其组合的存在或添加。如本文使用，术语“和/或”包括一个或多个相关所列项目的任意和所有组合。
31.除非特别说明或从上下文可以明显看出，否则如本文所用，术语“约”应理解为在本领域的正常公差范围内，例如在平均值的2个标准偏差之内。“约”可以理解为在所述值的
10％、9％、8％、7％、6％、5％、4％、3％、2％、1％、0.5％、0.1％、0.05％或0.01％之内。除非上下文另有明确说明，否则本文提供的所有数值均由术语“约”修饰。
32.在下文中，参照附图描述根据本公开的示例性实施例的轮内系统车辆的集成控制装置。如图1所示，根据本公开的轮内系统可以具有电动阻尼器2、电动制动器3和电动转向机构4与轮内马达1一起安装在每个车轮中的集成轮内系统。
33.如图2至图11所示，根据本公开的用于轮内系统车辆的集成控制装置可以包括：转盘20，相对于固定到控制台5的壳体10旋转；变速按钮30，容纳在转盘20中并且向上突出以被按压操作；以及印刷电路板(pcb)40，被配置成当转盘20旋转时检测转盘20的旋转并在操作变速按钮30时识别按钮信号。
34.壳体10可以形成为具有预定厚度的圆形。以控制台5为基准，壳体10可以位于控制台5下方，转盘20以及变速按钮30可以位于控制台5上方。集成控制装置可以进一步包括：转向按钮50，位于变速按钮30的一侧；信息按钮60(即驾驶员信息系统(dis))，位于控制台5上，并且信息按钮60的操作信号可以由pcb 40(例如，pcb的处理器)识别。
35.当驾驶员操作转向按钮50然后旋转转盘20时，可以在各种转向模式中选择一种模式。另外，当驾驶员操作信息按钮60然后旋转转盘20时，可以选择各种车辆信息中的一种并提供给驾驶员。通过旋转转盘20选择的转向模式可以显示在下面将要描述的显示窗口上，并且如果必要，也可以显示在平视显示器(hud)、组合仪表板和音频视频导航(avn)上。另外，通过旋转转盘20选择的车辆信息可以通过hud、组合仪表板和avn提供给驾驶员。
36.集成控制装置可以进一步包括：致动器70，固定安装在壳体10中并且具有前后移动的柱塞71；以及滑块80，与柱塞71联接，并且在柱塞71前后移动时被操作以覆盖或打开转向按钮50。例如，致动器70可以包括线性马达，并且pcb 40可以被配置为进一步控制致动器70的操作。在滑块80上，滑块突起81可以沿直角方向突出形成并与柱塞71联接。滑块突起81可以在柱塞71前后移动过程中左右滑动，以覆盖或打开转向按钮50。
37.另外，集成控制装置可以包括：下盖90，固定联接到壳体10上；以及复位弹簧100，以复位弹簧的两端分别由下盖90和转盘20支撑的方式与下盖90和转盘20联接，从而将沿一个方向旋转的转盘20返回到初始位置。下盖90可以是环形板，其中央沿竖直方向敞开。下盖90的底表面可以固定联接到壳体10上；转盘20的底表面可以可旋转地放置在下盖90的顶表面上；复位弹簧100可以位于下盖90和转盘20之间；并且复位弹簧100可以是螺旋弹簧，但本公开不限于此。
38.根据本公开，每个具有l形的转盘突起21向下突出地设置在转盘20的内周表面上。特别地，两个转盘突起21可以以180度的间隔设置。在每个转盘突起21中，插塞件110(bullet)以插塞件弹簧111为介质朝向壳体10突出设置；并且可以在壳体10中形成引导槽11，以在插塞件110插入壳体10中并且转盘20旋转时引导插塞件110移动。使用插塞件弹簧111弹性地安装在转盘20上的插塞件110起到可以确定转盘20的旋转位置的作用；引导槽11可以穿过壳体10的顶表面而开口形成；并且引导槽11的底表面可以由波浪形槽12形成，该波浪形槽12与插塞件110接触，并且当转盘20旋转时提供平稳且适度的操作感。
39.集成控制装置可以进一步包括上盖120，变速按钮30和转向按钮50穿过上盖120，其中，滑块80以可左右线性移动的方式联接到上盖120。致动器凹槽13可以形成在壳体10的中央部分，以将致动器70固定放置在壳体10上，并且可以在上盖120中形成可左右移动地安
装滑块80的滑块凹槽121。
40.转盘20的外周表面22可以形成为具有向转盘内侧凹陷的截面形状的弯曲部。该配置可以防止转盘20的外周表面22向上盖120外侧突出。特别地，该配置可以防止转盘20的侧表面(例如，外周表面)向上盖120外侧突出，从而防止转盘20发生不必要的控制错误。
41.根据本公开，通过穿透上盖120向上突出的变速按钮30可以包括排成一列的倒车(r)档按钮31、空档(n)档按钮32和前进(d)档按钮33；转向按钮50可以位于n档按钮32的一侧；并且根据滑块80的移动，可以仅有n档按钮32向上暴露，或者n档按钮32和转向按钮50同时暴露。
42.此外，用于安装n档按钮32和转向按钮50的孔可以形成为沿竖直方向穿过形成在上盖120中的滑块凹槽121；r档按钮31穿过的孔和d档按钮33穿过的孔可以分别形成在上盖120中的滑块凹槽121的上部和下部。滑块80可以具有沿竖直方向穿过的按钮孔82；并且当滑块移动时，可以仅n档按钮32穿过按钮孔82向上暴露，或者n档按钮32和转向按钮50同时向上暴露。
43.转向按钮50可以设置为具有比n档按钮32更低的高度，并位于在滑块80的下方，从而防止滑块80移动时在滑块80和转向按钮50之间产生干扰。另外，变速按钮30可以进一步包括位于控制台5上的驻车(p)档按钮34，并且驻车(p)档按钮34的控制信号可以被pcb 40识别。当按压、使用或以其它方式操作p档按钮34时，安装在每个车轮中的轮内马达1可以实现锁定操作。多个显示窗口130可以设置在控制台5上，以当在操作转向按钮50之后旋转转盘20时告知所选择的转向模式。
44.分别显示在显示窗口130上的转向模式可以包括：前轮转向模式，其中仅可以对前轮(即，左前轮和右前轮)进行转向控制；前轮和后轮同向转向模式，其中前轮和后轮(即左后轮和右后轮)均朝向相同方向；前轮和后轮反向转向模式，其中前轮和后轮彼此朝向相反的方向；对角线方向转向模式，其中前轮和后轮在对角线方向上旋转方向相同。因此，显示窗口130可以包括前轮转向模式显示窗口131、前轮和后轮同向转向模式显示窗口132、前轮和后轮反向转向模式显示窗口133和对角线方向转向模式显示窗口134。
45.前轮转向模式是其中仅前轮可以转向的模式；前轮和后轮同向转向模式是可以减小车轮的旋转半径并且特别是能够使车辆水平停车的模式；前轮和后轮反向转向模式是因为可以最大程度地减小旋转半径而使车轮可以在狭窄的空间中旋转的模式。对角线方向转向模式是有利于车辆停车的模式，因为该模式可以通过使车辆适当旋转以沿任何方向改变车辆的方向。
46.永磁体140可以以面向pcb 40的方式联接到设置在转盘20上的每个转盘突起21；并且pcb 40可以被配置为当转盘20旋转时通过永磁体140的位置变化引起的磁场强度变化来检测转盘20的旋转。被配置为通过永磁体140的位置变化来检测转盘20的旋转的pcb 40可以被配置为根据在转盘20旋转之前被操作的转向按钮50或信息按钮60，传送用于选择转向模式的信号或用于选择车辆信息的信号。
47.同时，根据本公开的另一示例性实施例，如图11所示，可以将代替复位弹簧100的连杆150配置成连接至转盘20。具体地，当通过连杆150和马达轴161连接到步进马达160时，转盘20可以通过步进马达160的动力被电动返回初始位置。
48.在下文中，参照图10描述本公开的实施例的操作。在图10中，状态a示出了转向按
钮50被滑块80覆盖的初始状态。在初始状态下，当驾驶员按压操作变速按钮30时，可以驱动设置在每个车轮中的轮内马达1以匹配所选择的变速档。
49.另外，在初始状态下，驾驶员按压操作信息按钮60后旋转转盘20，以选择各种车辆信息中的一种，并通过hud、组合仪表板和avn提供给驾驶员。在状态a所示的初始状态下，当驾驶员踩踏制动踏板并操作n档按钮32或p档按钮34中的任意一个时，转向按钮50由于致动器70的操作引起的滑块80的移动(如箭头m1所示)而暴露于外部(状态b)；驾驶员按压操作暴露的转向按钮50后旋转转盘20(如箭头r1所示)，以在各种转向模式中选择驾驶员期望的一种转向模式(状态c)。
50.此外，状态c是在各种转向模式中选择对角线方向转向模式的状态，并且可以通过对角线方向转向模式显示窗口134显示所选择的模式。驾驶员在如状态c选择一个转向模式，即对角线方向转向模式之后操作r档按钮31或d档按钮33中的任意一个时，由于致动器70的操作引起的滑块80的移动(如箭头m2所示)而可使暴露于外部的转向按钮50被遮挡(状态d)；随后，当驾驶员踩踏加速器踏板时，车辆可以以所选择的转向模式(例如，对角线方向转向模式)运行。
51.另外，当车辆在d状态下以所选择的转向模式(例如，对角线方向转向模式)运行结束之后驾驶员旋转转盘20特定角度以上(即，沿着凹槽旋转一下(click)以上)(如箭头r2所示)时，车辆的转向模式可以自动设定为仅可以对前轮进行转向控制的前轮转向模式(状态e)。该状态使车辆处于普通驾驶模式，并且根据本公开的集成控制装置可以返回到如状态a所示的初始状态，以为下一次操作做准备。
52.如上所述，在根据本公开的用于轮内系统车辆的集成控制装置中，用于变速控制的变速按钮30和用于转向控制的转盘20可以彼此集成组装以形成一个集成部件。通过这种配置，可以减少部件的数量和成本。另外，特别是在不执行转向控制的情况下，通过转盘20的操作向驾驶员提供车辆信息，可以提高适销性。另外，根据本公开的示例性实施例是可以通过利用变速按钮30来执行变速控制和利用转盘20执行转向控制的配置，由此将变速控制方式和转向控制方式配置为彼此不同，从而消除由于控制错误而发生事故的风险。
53.尽管相对于具体示例性实施例示出和描述了本公开，但是对于本领域技术人员显而易见的是，在不脱离所附权利要求书所限定的本公开的宗旨和范围的情况下，可以对本公开进行各种修改和改变。