CN101251183A - 模块化自动变速箱换档器 - Google Patents

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CN101251183A CNA2007101667188A CN200710166718A CN101251183A CN 101251183 A CN101251183 A CN 101251183A CN A2007101667188 A CNA2007101667188 A CN A2007101667188A CN 200710166718 A CN200710166718 A CN 200710166718A CN 101251183 A CN101251183 A CN 101251183A
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Abstract

一种模块化自动变速箱换档器机构，其包括壳体、具有换档器杆并沿换档路径可枢转地固定于壳体上的拔叉组件、及固定于壳体上并形成槽口的门盖。换档器杆延伸穿过槽口，以限定换档路径。门盖为与壳体分开形成的整体构件。门盖提供门框及第二制动器框。通过单独改变门盖，可以获得具有不同换档器杆行进的换档器机构或不同类型的换档器机构。

Description

模块化自动变速箱换档器
技术领域
本发明大体涉及用于控制机动车辆的变速箱的换档器机构。
背景技术
在装配有自动变速箱的车辆中，换档器机构通常具有换档器杆，换档器杆可枢转地位于形成代表希望的自动变速箱排档的一系列位置的门上，例如，停车(P)、倒车(R)、空档(N)、行驶(D)、低速档(M)，换档器机构通过适当的机械的和/或电子操作链接连接至车辆自动变速箱，以在换档器杆枢转于变速箱齿轮的代表位置时，影响变速箱以驱使其至被选择的档位上。换档器机构通常提供有制动器组件(detent assembly)，其可释放地支撑换档器杆机构于希望的位置上，以防止不经意地移动至其它位置上，但是允许移动至希望的其它位置上。换档器机构通常还设有第二制动器组件，以更绝对地防止“冲过”(“crash-through”)或意外的换档，通常还提供BTSI(Brake-Transmission Shift Interlock，刹车-变速箱换档联锁)，以使驾驶员不会将换档器杆移出停车位置，除非采用了车辆刹车。通常还提供有钥匙联锁，以使如果换档器杆没有移位至停车位置，点火钥匙不会自钥匙锁筒推出(点火钥匙不会自“ACC”位置旋转至“LOCK”位置)。另外，当换档器杆位于停车位置时，如果点火钥匙旋转至除了“LOCK”位置的其它位置上，且没有操作刹住车辆的刹车，则不能从停车位置移动换档器杆。
有几种不同类型的换档器，包括直门(straight gate)换档器(换档器杆沿直门移动)、手动/自动一体化变速箱(tiptronic)或自动手排挡换档器(除了沿着门移动换档器外，可以通过逐渐地移动换档器杆将变速箱手动地向上或向下移位一个档位)、及绕曲门(serpentine gate)换档器(其中，换档器杆沿绕曲形的门移动)。有多种不同类型的变速箱，要求与换档器机构的高位或低位连接。结果，为各种车辆要求有大量不同的换档器机构。每一个都具有自己的加工、制造及验证成本。
换档器机构的移位精度和感觉由很多构件及装配公差影响。因此，很多构件必须制造成相对较高的公差及装配至相对较高的公差。其中的每一个抬高了换档器机构的成本。在机动车辆工业中，降低成本的同时维持和/或增加性能和/或特征是一直的希望。因此，该技术领域内需要改进的换档器机构。
发明内容
本发明提供的换档器机构克服了相关技术领域的至少一些上述问题。根据本发明，换档器机构以结合方式包括壳体；拔叉(yoke)组件，其具有换档器杆并沿换档路径可枢转地固定于壳体上；以及门盖，其固定于壳体上，并形成槽口。换档器杆延伸穿过槽口，以限定换档路径。门盖为整体构件，其与壳体分开形成。门盖提供门框及第二制动器框。
根据本发明的另一方面，手动/自动一体化变速箱(tiptronic)换档器机构以结合方式包括壳体；拔叉组件，其具有换档器杆并沿换档路径可枢转地固定于壳体上；以及门盖，其固定于壳体上，并形成槽口。换档器杆延伸穿过槽口，以限定换档路径。门盖为整体构件，其与壳体分开形成。门盖提供门框及第二制动器框，tiptronic模块和tiptronic锁杆固定于其上。
根据本发明的另一方面，具有换档器底座，换档器组件固定于底座上，换档器把手(knob)固定于换档器杆自由端，且换档器盖固定于换档器组件上，并具有换档器杆延伸穿过的槽口。换档器组件包括壳体；拔叉组件，其具有换档器杆，并沿换档路径可枢转地固定于壳体上；以及门盖，其固定于壳体上，并形成槽口。换档器杆延伸穿过槽口，以限定换档路径。门盖为整体构件，其与壳体分开形成。门盖提供门框及第二制动器框。
从上述的公开及下面各种优选实施例的更详细的描述，对于本技术领域的那些技术人员来说显而易见的是，本发明在机动车辆换档器机构的技术领域内提供重要的改进。在此点上的特别重要性是潜在的，本发明的公开提供了高质量、可靠的、低成本的组件，其具有改进的预载能力。各种优选实施例的另外的特征和优点将会由于提供于下面的详细描述而得到更好的理解。
附图说明
参照下面的描述及附图，本发明的这些及其它特征将会显而易见，其中：
图1为根据本发明的优选实施例的换档器机构的示意性透视图，其中，示出了基本的子组件/构件；
图2为图1的换档器机构的换档器组件的透视图；
图3为图2的换档器组件的模块化(modular)壳体的透视图；
图4为图2的换档器组件的换档器拔叉和线缆托架的透视图；
图5为图4的换档器拔叉的透视图；
图6为图4的线缆托架的透视图；
图7为图2的换档器组件的门盖的顶部透视图；
图8为图7的门盖的底部透视图；
图9为图7的门盖的tiptronic模块的透视图；
图10为图7的门盖的停车探测开关的透视图；
图11为图7的门盖的tiptronic锁杆的透视图；
图12为可选的门盖的底部透视图；
图13为另一可选的门盖的底部透视图；
图14为图2的换档器组件的示意性透视图；
图15为可选的换档器组件的示意性透视图，其中具有低位线缆托架；
图16为另一可选的换档器组件的示意性透视图，其中具有直门；以及
图17为另一可选的换档器组件的示意性透视图，其中具有直门及低位线缆托架。
可以理解，附图不必要按比例绘制，展示了本发明基本原理的各种优选特征示例的稍微简化的代表。如公开于此的换档器机构的特别设计特征，包括，例如各种构件的特定的尺寸、方向、位置、及形状将通过特别意图的应用和使用环境确定。示例的实施例的某些特征相对于其它特征已被扩大或变形，以有利于清楚呈现及清晰的理解。尤其，例如，为了明晰及图示说明，细小的特征可以变粗。除非另外地表明，所有对方向和位置的引用是指图示于附图上的换档器杆机构的方向。总之，上或向上通常指图1中的向上的方向，且下或向下通常指图1中的向下的方向。又总之，前面或向前指朝向车辆前面的方向，即，通常朝向图1中的左边，且后面或向后指朝向车辆后面的方向，即，通常朝向图1中的右边。
具体实施方式
对于本技术领域的那些技术人员，即，对于具有本技术领域的知识或经验的人来说将会显而易见的是，很多使用和设计变型对于公开于此的改进的换档器机构是可能的。各种可选的及优选的实施例的下面的详细讨论将会示出关于机动车辆的换档器杆机构的本发明的总原则，机动车辆如汽车、运动型车辆(SUV)、交叉型(cross over)车辆、卡车、公共汽车等等。获得本公开有益效果的适合其它应用的其它实施例对于本技术领域的那些技术人员是显而易见的。
现在参照附图，图1示出了根据本发明优选实施例的换档器机构10。图示的换档器机构10包括换档器框架或底座12；模块化换档器或换档器杆组件14；连接销16，其将模块化换档器固定于换档器底座12上；换档器把手18，其固定于模块化换档器14上，用于由驾驶者抓握，以使模块化换档器14换档；及换档器仪表框或盖20，其固定于模块化换档器14上，以在车辆环境中提供希望的外观和风格。
换档器底座12适于在固定位置上附接于机动车辆上，如地板或操作台，并可以由任何适当的尺寸和形状形成。图示的换档器底座12通常为平坦的，并成形为以希望的方式与机动车辆相接合。图示的换档器底座12设有开口或孔22，用于容置机械的紧固件，如螺栓或螺丝，以将换档器底座12固定于机动车辆上。换档器底座12及附接装置22的其它适当的形状及对于本技术领域的那些技术人员是显而易见的。换档器底座12可以由任何适当的材料形成，例如，塑料，并可通过任何希望的方法生产，例如模制。优选地，底座12由整体的或单件的结构形成，但可选地可由多个固定在一起的构件构成。
如最好地示于图2，示出的模块化换档器14包括模块化壳体或换档器壳体24、换档器拔叉组件26、线缆托架28、及换档器门组件30。如最好地示于图3，图示的换档器壳体24适于被固定在换档器底座12上。开口32同时设于换档器底座12及换档器壳体24中，用于容置连接销16于其内，以将模块化壳体24固定于换档器底座12上。注意到模块化壳体24可以任何其它方式选择性地固定于换档器底座12上。
示出的模块化壳体24具有一对侧向间隔开的侧壁34，前壁36连接侧壁34的前向端，且后壁38连接侧壁34的后向端。侧壁34侧向分隔开，并设有同轴开口40，用于在其间枢转地装配换档器拔叉组件26，如此后更详细描述的。凸缘开口限定水平和侧向延伸的枢转轴线42，用于换档器拔叉组件26。示出的前壁36和后壁38设有开口44，用于将换档器盖20固定于模块化壳体24上。注意到可选择地利用任何其它适当的装置用于固定换档器盖20。示出的前壁36还适于支承刹车及变速箱联锁(BTSI)杆46和停车探测开关48。BTSI杆46和停车探测开关48可以为任何适当的类型。模块化壳体24可以由任何适当的材料形成，例如塑料，并可通过任何希望的方法生产，例如模制。优选地，模块化壳体由整体或单件结构形成，但可选择地由多个固定在一起的构件构成。
如最好地示于图4和图5中的，示出的换档器拔叉组件26包括换档器拔叉50及换档器柱或杆52，自换档器拔叉50向上延伸，用于手动移动换档器拔叉50，以改变变速箱的档位。换档器拔叉50的下端定尺寸并成形为延伸于模块化壳体24的侧壁34之间。水平、侧向延伸的主要或基本的枢转销54与同轴开口40协作，以在换档器拔叉50与模块化壳体24之间提供可枢转的连接。以该方式的可枢转地连接，换档器拔叉50相对于模块化壳体24绕侧向延伸的枢转轴线42可枢转。示出的换档器拔叉50还设有第二枢转销56，以使换档器拔叉相对于模块化壳体24绕第二枢转轴线58可枢转，第二枢转轴线58垂直于侧向枢转轴线42，并启动换档器机构10的手动/自动一体化(tiptronic)特征。换档器拔叉50可以由任何适当的材料形成，例如塑料，并可通过任何希望的方法生产，例如模制。优选地，换档器拔叉50由整体或单件结构形成，但可选择地由多个固定在一起的部件构成。
示出的换档器杆52通常为细长管，具有中心轴线60，并形成中空的中心通道，沿中心轴线60延伸。换档器杆52的下端适于延伸进入换档器拔叉50中的开口。换档器杆52可以任何适当的方式紧密地固定于换档器拔叉50上，例如，扣合连接器、焊接、粘接、或机械紧固件，或换档器杆46可以与换档器拔叉50整体形成，即如单件。由于换档器杆52紧密地固定于换档器拔叉50上，通过手动施加向前或向后的作用力于换档器杆52上，换档器拔叉50可选择性地绕枢转轴线42枢转。
示出的拔叉组件适于与门或门框(gate profile)62及换档器门30的第二制动器64相互作用。掣爪或门销66可移入或移出与门框62的接合，以锁固并解锁换档器拔叉50的相对模块化壳体24的可枢转移动。促动器或促动器杆68选择性地将掣爪66移入或移出与门框62的接合。示出的掣爪66由促动器杆68承载，促动器杆68延伸于换档器杆52之内。掣爪和促动器杆68弹簧偏压于向上位置，其中，掣爪66与门框62相互作用或接合。示出的换档器把手18设有促动器按钮70，当被推动时，其抵靠弹簧偏压而向下推动促动器杆68和掣爪66，以解除掣爪66与门框62的接合，以使拔叉组件26绕侧向延伸的枢转轴线42自由枢转。
如最好地示于图4和图6中的，示出的线缆托架28适于固定在换档器拔叉50上，以与其可枢转地运动。线缆托架设有线缆柱头(stuud)或接头(grommet)72，以使线缆可以附接，从而使换档器机构10与变速箱相互连接。示出的线缆托架28配置为高位连接，但可以选择地配置为其它类型的连接，例如，低位连接(见图15)。线缆托架28可以由任何适当的材料形成，例如塑料，并可通过任何希望的方法生产，例如模制。优选地，线缆托架28由整体或单件结构形成，但可选择地由多个固定在一起的部件构成。
如最好地示于图7至图11中的，示出的换档器门组件30包括门盖74、tiptronic模块76、tiptronic锁杆78、及停车探测开关80。示出的门盖74适于固定于模块化壳体24的顶部。开口82设于门盖74与换档器壳体24内，用于容置机械紧固件于其内，以将门盖74固定于模块化壳体24上。注意门盖74可以可选地以任何其它适当的方式选择地固定于模块化壳体24上。门盖可以由任何适当的材料形成，例如塑料，并可通过任何希望的方法生产，例如模制。门盖74由整体或单件结构形成，并与模块化壳体24分开。
门盖74于其内设有槽口84，其限定换档器杆52的换档路径。槽口84根据希望的换档路径可以具有任何适当的形状。门框62形成于门盖74的底部上，与槽口84相邻近。示出的门框62由形成于其内的多个向下朝向的凹槽或凹口86形成的围线曲面(contoured surface)。凹槽86对应于沿换档路径的各种换档位置，其中，可以移位换档器杆52以在机动车辆的变速箱上提供希望的档位。凹槽86可以表示位置，如停车(P)、倒车(R)、空档(N)、行驶(D)、及低速档(M)。换档器杆52通过线缆托架28适当地连接至机动车辆的变速箱，以使换档器杆50移动至各种位置，以造成变速箱移动至相应的档位。注意凹槽86可以具有适当的形状，例如矩形或方形，如果希望，可彼此不同或相同地各自成形。还注意门框62的围线曲面可以选择性地以其它方式形成，例如，间隔开地突起和/或可选择性地具有希望的形状和尺寸。
示出的门盖74还具有第二制动器框88，其形成于其底部上，用于与第二制动器90协作，以选择性地将换档器杆50锁固于希望的其中一个换档位置中。第二制动器90可以为任何适当的形状。门盖74用于将tiptronic模块76固定于其上，以使tiptronic模块可以与拔叉组件26相互作用，以在换档器杆52绕第二枢转轴线58侧向枢转时进行探测，并发送适当的控制信号至变速箱。tiptronic模块76可为任何适当的形状。门盖74还适于将tiptronic锁杆78固定于其上，以在希望时，使锁杆78可选择性地锁固换档器杆52，以抵制侧向的枢转运动。tiptronic锁杆78可以为任何适当的形状。见美国专利第5,070,740号及第5,791,197号，如A/S换档系统的例子，将它们的全部公开特别地结合于此。门盖74还适于固定停车探测开关80于其上，以在换档器杆52在停车位置上时(或离开停车位置)进行探测，并提供适当的控制信号至电子控制单元。停车探测开关80可以为任何适当的类型。
如最好地示于图12和图13中的，门组件30的门盖74可以具有其它适当的配置。图12示出了槽口84可以形成直换档路径。图13示出了槽口84可以形成绕曲的换档路径。
如最好地示于图1中的，换档器杆把手或手柄18固定于换档器杆50的上端。把手18优选地设有为操作者的手提供适当抓握表面的形状。
图14至图17示出通过利用本发明的模块化构件，可以通过改变仅一个或两个构件，而提供各种不同的换档器机构。图14示出了换档器机构10，其具有门盖74，及为tiptronic换档器形成的槽口18，及为高位连接形成的线缆托架28。图15示出了图14的换档器机构10，但带有为低位连接而形成的线缆托架28。因此，由于线缆托架28为与拔叉组件26的其它部分整体分离的构件，仅通过使用不图的线缆托架28，换档器机构10可以用于不同的换档器机构。图16示出图14的换档器机构10，但是门盖74的槽口84用于直换档器。因此，由于功能构件提供于门盖74上，仅通过改变门盖74，换档器机构可以变成多种不同类型的换档器。图17示出图16的换档器机构10，但是线缆托架28形成用于低位连接。再一次，因为线缆托架28为与拔叉组件26的其它部分整体分离的构件，仅通过使用不同的线缆托架28，换档器机构10可以用于不同的换档器机构。
从本发明的优选实施例的上面的详细描述显而易见的是，几个关键特征整合于门盖74上，包括门框62、第二制动器框88、停车探测开关80、tiptronic锁杆78、及tiptronic模块76。这些特征确定换档器类型，换档器精度及换档器感觉。因为这些特征定位于相同构件上，有最小的装配公差影响相关的位置。通过单独改变门盖74，可以获得不同的换档器杆行进的换档器机构或不同类型的换档器机构。
从前面的公开及某些优选实施例的详细描述，显而易见的是，各种改变、附加及其它可选实施例不脱离本发明的真实范围和精神是可能的。选择并描述所讨论的实施例，以提供本发明的原理及其实际应用的最佳示例，以由此使本技术领域的普通技术人员可利用本发明的各种实施例，构思出适合于特别使用的各种改变。当根据公平、合法、及公正的权利的利益解释时，通过所附的权利要求确定的所有这种改变和变型在本发明的范围内。

Claims (20)

1.一种换档器机构，以结合方式包括：
壳体；
拔叉组件，其具有换档器杆，并沿换档路径可枢转地固定于所述壳体上；及
门盖，其固定于所述壳体上，并形成槽口；
其中，所述换档器杆延伸穿过所述槽口，以限定所述换档路径；
其中，所述门盖为与所述壳体分开形成的整体构件；及
其中，所述门盖提供门框及第二制动器框。
2.如权利要求1所述的换档器机构，其特征在于：所述门框包括多个凹槽。
3.如权利要求1所述的换档器机构，其特征在于：所述第二制动器框包括多个凹槽。
4.如权利要求1所述的换档器机构，其特征在于：所述门盖具有固定于其上的停车制动器开关。
5.如权利要求1所述的换档器机构，其特征在于：所述门盖具有固定于其上的tiptronic模块。
6.如权利要求5所述的换档器机构，其特征在于：所述门盖具有固定于其上的tiptronic锁杆。
7.如权利要求1所述的换档器机构，其特征在于：所述门盖具有固定于其上的tiptronic锁杆。
8.如权利要求1所述的换档器机构，其特征在于：所述拔叉组件具有线缆托架，所述线缆托架形成为与拔叉分离的构件，并固定于所述拔叉上。
9.如权利要求1所述的换档器机构，其特征在于：所述换档器机构为tiptronic型换档器机构。
10.一种手动/自动一体化变速箱换档器机构，以结合方式包括：
壳体；
拔叉组件，其具有换档器杆，并沿换档路径可枢转地固定于所述壳体；及
门盖，其固定于所述壳体上，并形成槽口；
其中，所述换档器杆延伸通过所述槽口，以限定所述换档路径；
其中，所述门盖为与所述壳体分开形成的整体构件；及
其中，所述门盖提供门框及第二制动器框，并具有固定于其上的tiptronic模块及tiptronic锁杆。
11.如权利要求10所述的手动/自动一体化变速箱换档器机构，其特征在于：所述门框包括多个凹槽。
12.如权利要求10所述的手动/自动一体化变速箱换档器机构，其特征在于：所述第二制动器框包括多个凹槽。
13.如权利要求10所述的手动/自动一体化变速箱换档器机构，其特征在于：所述门盖具有固定于其上的停车制动器开关。
14.如权利要求10所述的手动/自动一体化变速箱换档器机构，其特征在于：所述拔叉组件具有线缆托架，所述线缆托架形成为与拔叉分离的构件，并固定于所述拔叉上。
15.一种换档器机构，以结合方式包括：
换档器底座；
换档器组件，其固定于所述底座上；
其中，所述换档器组件包括：
壳体；
拔叉组件，其具有换档器杆，并沿换档路径可枢转地固定于所述壳体上；及
门盖，其固定于所述壳体，并形成槽口；
其中，所述换档器杆延伸穿过所述槽口，以限定所述换档路径；
其中，所述门盖为与所述壳体分开形成的整体构件；及
其中，所述门盖提供门框及第二制动器框；
换档器把手，其固定于所述换档器杆的自由端；及
换档器盖，其固定于所述换档器组件上，并具有所述换档器杆延伸穿过的槽口。
16.如权利要求15所述的换档器机构，其特征在于：所述门盖具有固定于其上的停车制动器开关。
17.如权利要求15所述的换档器机构，其特征在于：所述门盖具有固定于其上的tiptronic模块。
18.如权利要求17所述的换档器机构，其特征在于：所述门盖具有固定于其上的tiptronic锁杆。
19.如权利要求15所述的换档器机构，其特征在于：所述门盖具有固定于其上的tiptronic锁杆。
20.如权利要求15所述的换档器机构，其特征在于：所述拔叉组件具有线缆托架，所述线缆托架形成为与拔叉分开的构件，并固定于所述拔叉上。
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