CN103161935A - 自动变速器的换档控制装置 - Google Patents

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CN103161935A CN2012105971239A CN201210597123A CN103161935A CN 103161935 A CN103161935 A CN 103161935A CN 2012105971239 A CN2012105971239 A CN 2012105971239A CN 201210597123 A CN201210597123 A CN 201210597123A CN 103161935 A CN103161935 A CN 103161935A
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A·W·内勒特
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Nexteer Beijing Technology Co Ltd
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Abstract

本发明涉及自动变速器的换档控制装置，所述换档控制装置包括：安装到车辆上的引荐换档控制托架；以及致动换档控制托架，所述致动换档控制托架相对于所述引荐换档控制托架被致动。所述引荐换档控制托架与所述致动换档控制托架协作以限定所述致动换档控制托架相对于所述引荐换档控制托架的行进路径。所述致动换档控制托架通过换档链接系统被联接到所述自动变速器，使得所述致动换档控制托架沿所述行进路径到第一位置的运动对应于所述自动变速器到第一档位位置中的致动。所述引荐换档控制托架与所述致动换档控制托架协作以限定沿所述行进路径定位的至少一个止动件，所述至少一个止动件对应于所述第一档位位置。

Description

自动变速器的换档控制装置
相关申请
本专利申请要求于2011年12月12日提交的美国临时专利申请61/569，483的优先权的权益。
技术领域
本发明涉及一种用于车辆例如汽车的自动变速器的换档控制装置，并且具体地涉及一种用于将车辆变速器换档并且提供与换档操作同步的改善触感的系统。
背景技术
配置有自动变速器的车辆通常包括安装在车辆的操纵台、仪表板或转向柱上的换档控制杆。车辆操作者可将换档控制杆在各个换档杆位置之间手动移动，以便改变其中变速器被接合的档位位置并且由此将变速器致动到期望档位位置中。
通常，当车辆操作者操作控制机构(例如，换档杆)时，车辆操作者寻求反馈以便知晓推动或拉动或转动该换档杆多难或多远。在一些情况下，由显示器视觉地提供该反馈。还能够以触感的形式提供附加反馈。当操作者面临触感形式的反馈时，操作者感知控制机构朝向或远离控制致动器(例如，杠杆、钮、拨盘、轮)的具体位置的趋势。为了克服该趋势，操作者通常必须借助增加的力水平来对抗该趋势。
换档控制杆可采用在变速器内的板簧机构，以有助于克服换档控制杆和相关链接系统的摩擦力并且在操作者未能独立地完成换档操作的情况下有助于完成换档操作。在其中摩擦力过大或其中在换档控制杆和相关链接系统之间可能产生过大空隙的系统中，换档控制杆及其相关链接系统可能从变速器错位。此外，在位于变速器和换档控制杆之间的链接系统中的点处施加摩擦力可能导致在换档控制杆处的触感丧失。
因此，期望具有一种用于使得车辆变速器换档的系统，该系统向操作者提供改善的触感并且能够与变速器内的换档操作同步。
发明内容
根据本发明的一个方面，用于自动变速器的换档控制装置包括：安装到车辆上的引荐(referee)换档控制托架；以及致动换档控制托架，所述致动换档控制托架相对于所述引荐换档控制托架被致动。所述引荐换档控制托架与所述致动换档控制托架协作以限定所述致动换档控制托架相对于所述引荐换档控制托架的行进路径。所述致动换档控制托架通过换档链接系统被联接到所述自动变速器，使得所述致动换档控制托架沿所述行进路径到第一位置的运动对应于所述自动变速器到第一档位位置中的致动。所述引荐换档控制托架与所述致动换档控制托架协作以限定沿所述行进路径定位的至少一个止动件，所述至少一个止动件对应于所述第一档位位置。
这些以及其他优势和特征从下述说明结合附图将变得更加明显。
附图说明
被认作本发明的主题内容在说明书结尾处的权利要求书中被具体地指出并且明确地要求保护。本发明的前述以及其他特征和优势从下述详细说明结合附图显而易见，在附图中：
图1示出了用于自动变速器的换档控制装置的示例性实施方式的透视图；
图2示出了如图1所示的换档控制装置的另一透视图；
图3示出了如图1和图2所示的换档控制装置的示例性实施方式的另一透视图；
图4示出了用于自动变速器的换档控制装置的另一示例性实施方式的侧视图；
图5示出了用于自动变速器的换档控制装置的另一示例性实施方式的透视图；以及
图6示出了如图5所示的换档控制装置的另一透视图。
具体实施方式
下述说明本质上仅是示例性的，并且不旨在限制本发明、应用或使用。应当理解的是，贯穿附图，相应的附图标记指代相同或相应的部件和特征。
现参考附图，其中将参照具体实施方式而不限制具体实施方式来描述本发明，图1-6示出了换档控制装置100的各个示例性实施方式，其用于当车辆操作者操纵换档控制装置100以便将车辆的变速器(未示出)换档时用于向车辆操作者提供触感。根据本文所公开的各个实施方式，可向操作者提供改善的触感，同时改善了触觉反馈与变速器(未示出)内完成的换档动作之间的同步。在示例性实施方式中，用于自动变速器的换档控制装置100包括引荐换档控制托架102。在示例性实施方式中，引荐换档控制托架102相对于一些其他结构(例如，致动换档控制托架104)是固定的，并且实际上可被固定到车辆的结构116上。致动换档控制托架104与自动变速器的换档机构的运动相关联，使得当操作者从一个档位位置向另一个档位位置换档时，致动换档控制托架104相应地移动。在示例性实施方式中，致动换档控制托架104可相对于引荐换档控制托架102以至少一个自由度运动。该自由度可包括换档控制装置100的一部分的直线运动或者可包括致动换档控制托架104绕与换档控制装置100相关的控制轴线118的旋转运动。
在示例性实施方式中，引荐换档控制托架102被安装成以便机械地联接到车辆的结构116例如仪表板或转向柱或地板操纵台。供安装引荐换档控制托架102的结构116可相对接近地联接到供操作者操纵的控制杆，使得触感可被更少地减弱并且可较少地遭遇滞后，该滞后与到遥远地定位的变速器换档机构的较长机械连接相关。致动换档控制托架104与引荐换档控制托架102协作以限定路径106，致动换档控制托架104相对于引荐换档控制托架102沿所述路径106行进。在示例性实施方式中，致动换档控制托架104通过换档控制装置100被联接到自动变速器(未示出)，使得致动换档控制托架104沿路径106至第一位置120的运动对应于变速器到第一档位位置的致动。在示例性实施方式中，引荐换档控制托架102与致动换档控制托架104协作，以限定沿路径106定位的一个或多个止动件108，其中至少一个止动件108对应于第一档位位置。
应当理解的是，可采用各种手段以将换档控制装置100的运动联接到自动变速器。示例性手段包括机械链接件、光信号或电信号的传输、或本领域已知的其他手段。换档控制臂110可被结合到致动换档控制托架104或以其他方式被支撑在致动换档控制托架104上，以有助于其运动(即，致动或操作)。
为了减少在致动换档控制托架104与自动变速器或其他受控系统之间发生的错位，提供辅助人工感知机构。人工感知机构构造成有利于改善换档控制臂110与自动变速器到至少一个档位位置例如第一档位位置的定位之间的运动的同步性。在本文所公开的各个示例性实施方式中，设置能够适于现有换档系统(例如，用于车辆转向系统的换档系统)的换档控制机构，以便提供人工感知样式，该人工感知样式能够被调节以提供与车辆变速器同步的转向柱换档机构的更主动的定位。
图1-6示出了用于自动变速器的换档控制装置100的示例性实施方式，其中，当操作者操纵换档控制臂110时，引荐换档控制托架102构造并设置成当致动换档控制托架104相对于引荐换档控制托架102移动时与该致动换档控制托架104相互作用。引荐换档控制托架102在与致动换档控制托架104的从动件126或其他特征相邻的位置固定到车辆上，使得引荐换档控制托架102和致动换档控制托架104限定一个或多个止动件108，所述一个或多个止动件108沿托架102、104相互作用的路径106定位。所述一个或多个止动件108中的每个都包括止动件中心114，当从动件126朝向或远离所述止动件中心114移动时以及当从动件126靠近止动件中心114时，所述托架102和104的相互作用(例如，从动件126和相邻元件的相互作用)限定所述止动件中心114。因此，止动件中心114限定致动换档控制托架104和引荐换档控制托架102之间的位置关系。因此，当被正确地校准时，建立换档控制臂110与自动变速器(未示出)的档位位置之间的操作关系。在示例性实施方式中，如图1所示，引荐换档控制托架102可包括用于与从动件相互作用的止动杆112。在示例性实施方式中，止动杆被构造为引荐弹性夹子150，该引荐弹性夹子限定沿路径106的多个(例如，四个、五个、六个、七个)弹性臂柱塞162。在示例性实施方式中，从动件126被构造为鼓164，其在鼓164的表面中限定多个凹口108。当从动件126跟随致动换档控制托架104的运动并且鼓因此绕其轴线118旋转时，每个弹性臂柱塞162都遇到沿路径106在合适位置处的凹口108，由此限定止动件108。
在示例性实施方式中，致动换档控制托架104(例如，鼓164)构造成当控制臂110被操纵时绕控制轴线118旋转。从动件126(例如，图1-3中的鼓164的表面)与控制轴线118以一径向距离定位，且因此跟踪路径106，当致动换档控制托架104绕控制轴线118旋转时所述路径106是弧形的。止动杆112(即，弹性夹子150及其弹性臂柱塞162)类似地成形(即，顺随弧形路径106)，以便沿从动件126的路径106定位。在示例性实施方式中，止动杆112的位置和取向可通过操纵一个或多个校准螺钉(未示出)或构造成有利于调节止动杆112的其他调节特征而被调节。如本领域技术人员将理解的，从动件126可包括设置并构造成限定一个或多个止动件并且由此传递反馈的任何结构，所述反馈呈至操作者的触感(即，阻力变化或辅助运动)的形式。
在这些实施方式中，当致动换档控制托架104绕控制轴线118旋转时，从动件126(例如，鼓164)绕控制轴线118运动。当从动件126与每个止动件108相互作用(例如，使得弹性臂柱塞162变形)以便在弹性臂柱塞162中存储能量时，当从动件126遇到并且经过一轮廓或脊部或进入到凹口108中或者经过可限定止动件中心114的隆起部，或者允许弹性臂柱塞162松开并且由此释放其储存的能量时，当从动件126离开该脊部或隆起部(或更紧贴地接近止动件中心114)时，从动件126沿与控制轴线118大致垂直的方向移动。然而应当理解的是，其他构造也是可以的，例如其中从动件126沿与致动换档控制托架104旋转所在的平面大致垂直的方向(即，大致平行于控制轴线118)移动。
止动杆112的表面(例如，鼓64中的凹口108)将一个或多个止动件中心114限定为凹口108或一系列凹口108，每个凹口108定位成使得跟随致动换档控制托架104的运动的从动件126(即，鼓164)引起每个凹口108在变速器处于期望档位位置时遇到相应的弹性臂柱塞162。当换档控制机构接近止动件108时，弹性臂柱塞首先被迫使更深地进入到凹口108中，由此改变弹性臂柱塞162的偏转。因此，操作者可感知到作为阻力的变形或释放或者控制臂110的运动的加强。
当操作者继续移动控制臂110使得从动件126(例如，试探杆)更紧贴地接近凹口108的止动件中心114时，弹性臂柱塞162能够更深地进入凹口108中，由此允许弹性臂柱塞162膨胀并且由此释放其储存的能量中的一些能量。结果，操作者可感知到控制臂110朝向与控制特征的止动件中心114相关的位置的偏压。一旦控制臂110占据与止动件中心114相关的位置，控制臂110可被偏压以保持在该位置中，直到足以迫使弹性臂柱塞162被再次压缩的力被施加到控制臂110。结果，操作者可能会经历由从动件126(借助本文所公开的任何机构)与止动杆112(或本文所公开的引荐换档控制托架102的其他实施方式)的相互作用产生的触感。因此可设置操作者所经历的触感，使得操作者可感知到通常与变速器的换档相关的机械阻力，尽管被换档的变速器可能不产生这种机械阻力。
应当理解的是，从动件126可设置成使得其从动件轴线设置在与控制轴线118大致垂直的平面内。还应当理解的是，从动件126可设置成使其从动件轴线大致平行于控制轴线118。从动件126可设置在悬置的弹性臂上，使得当从动件126移动经过每个止动件108时悬置的弹性臂吸收并且释放能量。
应当理解的是，每个止动件108的止动件中心114可由阻碍或辅助从动件126沿路径106的运动的任何特征组来限定。例如，它们可由一对脊部来限定，当弹性臂柱塞162跟随鼓164的轮廓时，该对脊部与弹性臂柱塞162的路径106横向地取向。每个止动件中心114足够宽以使得弹性臂柱塞162的末端可装配在止动件中心114内，由此当每个弹性臂柱塞162的末端进入止动件中心114中时向操作者提供触感反馈。应当理解的是，在鼓164的表面中的每个凹口108或其他变型(例如，脊部或隆起部)可成形为以便取决于位置而提供期望阻力变化并且有助于致动换档控制托架104的运动。每个特征(例如，凹口、隆起部和脊部)和因此由这些特征限定的止动件的位置可被调节，以便与自动变速器的档位位置相对应。
例如，每个止动件108的止动件中心114可构造为窄通道，当鼓164跟随控制臂110的运动时，所述窄通道与弹性臂柱塞162的相对路径106横向地取向。每个止动件中心114仅需要足够宽以使得弹性臂柱塞162的末端可装配在止动件中心114内，由此当每个弹性臂柱塞162的末端进入止动件中心114中时向操作者提供触感反馈。根据本实施方式，每当弹性臂柱塞的末端由控制臂110强制离开作为(限定并且赋予止动件中心的特征感觉)止动件中心114的窄通道，弹性臂柱塞162都必须变形。应当理解的是，止动件108的形状(即，限定止动件108的轮廓的陡度或深浅)以及被使得变形的弹簧的强度可极大地影响操纵控制臂110的操作者所经历的触感。
如图1-3所示，引荐换档控制托架102包括引荐弹性夹子150，该引荐弹性夹子支撑一系列可调节弹性臂柱塞162。致动换档控制托架104限定鼓164，一系列可调节弹性臂柱塞162骑跨在该鼓上。鼓164限定一系列成形表面特征(例如，凹口或沟槽或凹窝或凹部)，可调节弹性臂柱塞162被偏压以移动到该成形表面特征中或在成形表面特征上。在示例性实施方式中，可调节弹性臂柱塞162由弹性夹子150朝向致动换档控制托架104的鼓164向内偏压。当致动换档控制托架104行进通过由引荐换档控制托架102和致动换档控制托架104之间的相互作用限定的运动范围时，可调节弹性臂柱塞162和由鼓164限定的沟槽之间的相互作用形成一系列止动件108，所述止动件趋于捕获致动换档控制托架104相对于引荐换档控制托架102的运动。
止动件108定位成以便与自动变速器到其各个档位位置中的致动对应。因此，每个止动件108提供对于致动换档控制托架104从与变速器进入到离散档位位置中的致动对应的位置的运动的阻力。换句话说，每个止动件108提供致动换档控制托架104朝向与变速器到离散档位位置中的致动对应的位置的偏压趋势。
除了将致动换档控制托架104朝向与变速器的各个档位的致动对应的位置偏压外，止动件108还提供能够由车辆操作者感知到的人工触感。当变速器的致动是电子或光学而不是纯机械的时，这种触感可能尤其有用。
图4-6示出了用于自动变速器的换档控制装置100的另一示例性实施方式。如图4-6所示，致动换档控制托架104承载一系列磁体158(或磁感受器，所述磁感受器可包括由磁良性材料例如塑料的基体支承的磁反应材料例如铁的块)，所述磁体与被支撑在引荐换档控制托架102上的相应磁体158(或磁感受器)协作。在该示例性实施方式中，致动换档控制托架104承载磁活性(或反应)元件，该磁活性元件经过由引荐换档控制托架102支撑的相应磁体158。致动换档控制托架104的磁活性或反应元件以及引荐换档控制托架102的磁体158协作以形成与自动变速器的期望致动位置同步的一系列止动件108。
如图4-6所示，引荐换档控制托架102包括钢致动器156，该钢致动器与被插入到致动换档控制托架104的凸轮壁166中的相应磁体158协作。应当理解的是，磁活性元件可形成为设置成以便与另一磁体磁性相互作用的钢物体，或者可形成为设置成以便与另一磁体磁性相互作用的磁体。磁反应元件是对磁场起反应的任何元件(例如，钢)。在该示例性实施方式中，致动换档控制托架104的磁体158与钢致动器156协作以形成与自动变速器的期望致动位置同步的一系列止动件108。
应当理解的是，止动件108由致动换档控制托架104和引荐换档控制托架102的特征之间的相互作用来限定。因此，第一组元件例如磁体设置在致动换档控制托架104上还是在引荐换档控制托架102上而相应元件(例如，包括铁的元件)设置在其余结构上可能是无关紧要的。
虽然已经关于仅有限数量的实施方式详细地描述了本发明，但是应当容易理解的是，本发明不局限于这些公开的实施方式。而是，本发明能够被修改以结合在此未描述的任何数量的变形、变化、替代或等同布置，但是这些变形、变化、替代或等同布置都与本发明的精神和范围相一致。此外，虽然已经描述了本发明的各个实施方式，但是要理解的是，本发明的方面可能包括所述实施方式的仅一些方面。因此，本发明被视为不受前述说明限制。

Claims (15)

1.一种用于自动变速器的换档控制装置，所述换档控制装置包括：
安装到车辆上的引荐换档控制托架；以及
致动换档控制托架，所述致动换档控制托架相对于所述引荐换档控制托架被致动；
所述引荐换档控制托架与所述致动换档控制托架协作以限定所述致动换档控制托架相对于所述引荐换档控制托架的行进路径；
所述致动换档控制托架通过换档链接系统被联接到所述自动变速器，使得所述致动换档控制托架沿所述行进路径到第一位置的运动对应于所述自动变速器到第一档位位置中的致动；并且
所述引荐换档控制托架与所述致动换档控制托架协作以限定沿所述行进路径定位的至少一个止动件，所述至少一个止动件对应于所述第一档位位置。
2.根据权利要求1所述的换档控制装置，其中，所述致动换档控制托架包括从动件，当操作者操作所述致动换档控制托架时，所述从动件随所述致动换档控制托架运动。
3.根据权利要求2所述的换档控制装置，其中，所述至少一个止动件限定止动件中心，并且构造成当所述从动件朝向或远离所述止动件中心移动时与所述从动件相互作用。
4.根据权利要求2所述的换档控制装置，其中，所述引荐换档控制托架包括止动杆，当所述从动件跟随所述致动换档控制托架的运动时，所述止动杆限定沿所述行进路径设置的多个止动件特征。
5.根据权利要求1所述的换档控制装置，其中，所述致动换档控制托架构造成当其被操纵时绕控制旋转轴线来旋转。
6.根据权利要求2所述的换档控制装置，其中，所述从动件与如下控制轴线以一径向距离定位，当所述致动换档控制托架绕所述控制轴线旋转时所述致动换档控制托架绕所述控制轴线旋转并且沿弧形路径横过。
7.根据权利要求1所述的换档控制装置，其中，所述引荐换档控制托架包括支承多个可调节柱塞的引荐弹性夹子。
8.根据权利要求7所述的换档控制装置，其中，所述致动换档控制托架限定鼓。
9.根据权利要求8所述的换档控制装置，其中，所述多个可调节柱塞中的每个都设置成以便压靠在所述鼓上。
10.根据权利要求9所述的换档控制装置，其中，所述鼓限定多个表面特征，所述表面特征与所述多个可调节柱塞协作以限定多个止动件。
11.根据权利要求10所述的换档控制装置，其中，所述鼓的表面限定多个凹口，所述多个可调节柱塞中的每个被偏压以移入到所述凹口中，使得当每个可调节柱塞的末端进入凹口中时，所述致动换档控制托架相对于所述引荐换档控制托架的运动被阻止。
12.根据权利要求2所述的换档控制装置，
其中，所述从动件是磁活性的；并且
其中，所述至少一个止动件由设置在所述引荐换档控制托架中的磁反应元件来限定，并且所述磁反应元件构造成当所述从动件与所述磁反应元件紧密靠近时与所述从动件磁性相互作用。
13.根据权利要求2所述的换档控制装置，
其中，所述从动件是磁反应的；并且
其中，所述至少一个止动件由设置在所述引荐换档控制托架中的磁活性元件来限定，并且所述磁活性元件构造成当所述从动件与所述磁活性元件紧密靠近时与所述从动件磁性相互作用。
14.根据权利要求2所述的换档控制装置，其中，所述至少一个止动件由设置在所述致动换档控制托架中的磁活性元件来限定，并且所述磁活性元件构造成：当设置在所述引荐换档控制托架中的磁反应元件与所述磁活性元件紧密靠近时与所述磁反应元件磁性相互作用。
15.根据权利要求4所述的换档控制装置，其中，通过操纵一个或多个校准螺钉能够调节所述止动杆的位置和取向，所述校准螺钉构造成有利于调节所述止动杆。
CN2012105971239A 2011-12-12 2012-12-12 自动变速器的换档控制装置 Pending CN103161935A (zh)

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