CN106895136A

CN106895136A - 车辆换挡器组件

Info

Publication number: CN106895136A
Application number: CN201611161165.2A
Authority: CN
Inventors: D.A.比蒂; B.D.豪; A.P.莫拉尔斯
Original assignee: Dura Operating LLC
Current assignee: Dura Operating LLC
Priority date: 2015-12-16
Filing date: 2016-12-15
Publication date: 2017-06-27
Also published as: EP3181953A1; US20170175880A1; US10107388B2

Abstract

本发明涉及车辆换挡器组件，具体地，换挡杆组件可以包括换挡杆，其能够围绕枢转轴线运动以允许改变变速器模式；和传感器元件，其联接到换挡杆，以便当使换挡杆运动以引起变速器模式改变时与换挡杆一起运动。在换挡杆的运动的至少一部分期间，传感器元件能够相对于换挡杆运动。这可允许传感器元件保持距传感器的相对一致的距离，其中，在传感器元件的运动路径上垂直于传感器测量该距离。

Description

车辆换挡器组件

技术领域

本公开涉及车辆变速器换挡器。

背景技术

在一些车辆中，能够由车辆的操作者使车辆的乘客厢中的换挡杆运动，以使车辆变速器在其停车档位和其它档位（诸如倒车档、空档和向前驱动档）之间变换。换挡杆通过缆线机械地联接到变速器，该缆线将换挡杆运动传送到变速器换挡机构。

其它车辆使用所谓的“线控换挡”系统，其中，操作者换挡杆或换挡控制单元不由缆线物理地联接到变速器换挡机构。代替地，换挡控制单元电气地联接到换挡致动器，其布置成在接收来自换挡控制单元的关于操作者期望变速器档位变换的信号时将变速器换挡。

发明内容

换挡杆组件可以包括换挡杆，其能够围绕枢转轴线运动以允许改变变速器模式；和传感器元件，其联接到换挡杆，以便当使换挡杆运动以引起变速器模式改变时与换挡杆一起运动。在换挡杆的运动的至少一部分期间，传感器元件能够相对于换挡杆运动。

至少一些实施方式可包括以下特征中的一个、所有或少于所有的组合。换挡杆可包括壳体，且传感器元件可以包括活动地联接到壳体的载架。传感器元件可包括磁体，且载架相对于壳体固持磁体。偏压构件可相对于壳体可缩地偏压载架或传感器元件中的至少一个。且传感器元件可包括接触表面，其适于在运动的路径期间接合邻近的表面，且在一些实施方式中，磁体不接合表面。

传感器可邻近传感器元件的运动路径定位，使得传感器响应于传感器元件的运动。可朝向传感器偏压传感器元件，且可在传感器元件和传感器之间提供壁。在这种布置中，传感器元件可被偏压成与壁接合。壁可平行于传感器布置，且可沿垂直于壁且平行于枢转轴线的方向或者沿平行于枢转轴线的45度内的方向偏压传感器元件。在一些实施方式中，可沿垂直于枢转轴线的方向或者沿垂直于枢转轴线的45度内的方向偏压传感器元件。

在至少一些实施方式中，车辆换挡杆组件包括换挡杆、传感器元件和传感器。换挡杆围绕枢转轴线枢转，以允许改变变速器模式且包括壳体。传感器元件由壳体承载，以便当使换挡杆枢转时与壳体一起运动。且在使换挡杆枢转时，传感器响应于传感器元件的运动。传感器元件被朝向传感器偏压且能够相对于壳体运动。在至少一些实施方式中，这可在传感器元件和传感器之间维持更加一致的距离，以促进传感器元件位置和/或运动的精确确定。

在至少一些实施方式中，为换挡杆提供底座。底座或壳体中的任一者均包括接受在传感器元件和传感器之间的壁，且传感器元件被朝向壁偏压。传感器元件可包括载架和磁体，且载架或磁体中的至少一个可在传感器元件的运动路径的至少大多数上被偏压成与壁接合。可沿平行于枢转轴线的方向或沿平行于枢转轴线的45度内的方向，或者沿垂直于枢转轴线的方向或沿垂直于枢转轴线的45度内的方向偏压传感器元件。从动件可由壳体承载，以便在使换挡杆运动时与壳体一起且相对于成型轨道运动。从动件可以能够相对于壳体运动且相对于壳体被可缩地偏压，使得在不使壳体也运动的情况下，从动件可在轨道中骑在轮廓上。

能够从上文和来自在附图和下文的描述中示出的实施例的那些的组合得到其它实施例。

附图说明

将关于附图陈述关于优选实施方式和最佳模式的以下详细描述，附图中：

图1是车辆换挡杆组件和用于换挡杆的底座的一部分的透视图，并且其中，底座的一部分被移除以示出换挡杆的某些部件；

图2是车辆换挡杆组件和底座的一部分的放大的、局部透视图；

图3是车辆换挡杆组件和底座的一部分的放大的、分解透视图，并且其中，底座的中介壁被移除以更好地示出电路板；

图4是换挡杆组件的底座和换挡杆壳体的一部分的侧视图；

图5是图4的底座和换挡杆壳体的透视图；以及

图6是底座和换挡杆壳体的一部分的放大的、局部剖视图。

具体实施方式

更详细地参考附图，图1示出车辆换挡杆组件10，其可被用于改变车辆变速器的模式（例如，引起变速器档位改变）。组件10包括档位变换杆12，可以使其运动以使变速器在各种模式（通常包括停车档、空档、倒车档和向前驱动档位）当中变换。换挡杆组件10为其一部分的换挡系统可以是所谓的“线控换挡”系统，其中，用于档位变换的操作者命令被电气地传输到联接到变速器的换挡机构的变速器换挡致动器，以引起致动器使变速器换挡。

在至少一些实施方式中，换挡杆组件10可包括或联接到连接于车辆的底座14。如图所示的底座14包括支架15和联接到底座的壳体17，并且其中，壳体接收并覆盖换挡杆12的一部分。在至少一些实施方式中，换挡杆12在位于换挡杆12的端部18、20之间的枢轴16处联接到底座14（例如，在壳体17处）。在所示出的实施方式中，换挡杆12包括壳体22和从壳体22延伸的棒24。棒24可具有自由端部，其限定换挡杆12的端部18且适于接收手柄或把手25（在图1中以虚线示出），驾驶员抓握所述手柄或把手25且向其施加力，以便使换挡杆12枢转，并且引起档位改变，如下文更详细地陈述的那样。壳体22可以与一个或多个传感器部件相关联或者承载一个或多个传感器部件。传感器部件允许感测和确定换挡杆位置，其能够被用于引起换挡致动器使变速器变换到选定的驾驶模式或档位。

存在不同方式以生成电气信号，从而监测或检测换挡杆位置且与控制单元交流信号以将换挡致动器致动到期望的驾驶模式或档位。作为示例，传感器元件27可附接于换挡杆12，且一个或多个传感器30可安装在传感器元件27的区域中和/或传感器元件27的运动路径中（例如，在印刷电路板（PCB）32上）。在这种布置中，在使换挡杆12运动以引起档位改变时，使传感器元件27相对于传感器30运动，传感器30响应于这种运动且能够检测这种运动。传感器30提供对应于传感器元件位置或运动的输出，且传感器输出与一个或多个控制器通信。相应地，（多个）控制器能够操作成控制换挡致动器，且引起对应于由驾驶员选定的驾驶模式的变换发生。当然，可实现其它布置。

传感器元件27可包括其存在或运动可以由传感器30检测的任意物体。在至少一些实施方式中，传感器元件27包括磁体28（图3），且传感器30响应于或检测磁场的存在、磁场的强度、磁场的改变或磁场的运动。传感器30可以是霍尔效应型传感器、霍尔效应开关或一系列开关、簧片开关或任意其它磁敏感或磁响应的传感器。传感器30可以包括在使换挡杆12枢转时沿传感器元件27的运动路径布置的一个或多于一个传感器或感测元件、开关或其它元件。

在至少一些实施方式中，底座14限定封闭件34的全部或一部分，换挡杆壳体22被接收在所述封闭件34中。封闭件34可与车辆的乘客厢连通（communicated），换挡杆棒24可突伸入该乘客厢内。因为换挡杆12突伸到乘客厢内且被枢转，因此提供围绕换挡杆的流体密闭的密封会是不实际或不成本有效的。因此，液体或其它污染物可以溢出，或者以其它方式从乘客厢被引入封闭件34内。为了保护PCB 32和传感器30免受这种污染物的影响，封闭件34可以是大体流体密闭或密封的（至少在除了换挡杆从其突伸出的区域中），且PCB 32可位于封闭件的外侧，如图1和2中所示。在所示示例中，PCB 32安装在底座支架15的基底36上或邻近基底36，且PCB 32由中介壁38与封闭件34分离。中介壁38可因此处于PCB 32上的传感器30和与换挡杆12一起运动的传感器元件27之间，且传感器可以响应于穿过壁38的磁场。

在所示出的实施方式中，磁体28由换挡杆壳体22承载，以便在使换挡杆12枢转时往复运动（reciprocation）。因此，在使换挡杆12枢转时，磁体28相对于PCB 32和（多个）传感器30运动。在这种实施方式中，磁体运动路径在平面40（图2）内，该平面40垂直于壁38和PCB 32。如果磁体28相对于壳体22固定，且壳体22相对于枢轴16和其轴线42固定，则磁体28将沿由磁体28距枢转轴线42的固定距离限定的弧往复运动。该弧将相对于PCB 32凸起，且包括其中相比于在其它区域中，磁体28更远地与壁38和PCB 32间隔开的区。磁体28远离PCB32和传感器30的运动能够使磁场的检测更加困难或者更不精确，且磁体运动离开越远，磁体位置的感测变得越不精确或者精确感测变得越困难。

为了减少或消除磁体28远离PCB 32和传感器30的运动（即，沿垂直于PCB 32的邻近表面43的方向，其可大体为平面且大体平行于轴线42），可将传感器元件27偏压成与壁38接合，壁38距离PCB 32一定固定距离。在至少一些实施方式中，传感器元件27由换挡杆壳体22活动地承载。在所示出的实施方式中，传感器元件27包括磁体28和磁体28安装于其或以其它方式联接于其的载架44。载架44联接到换挡杆壳体22（诸如在壳体22的凹穴45中），以便相对于壳体22和枢转轴线42运动。诸如弹簧46的偏压构件作用在载架44上且趋于使载架44从壳体且远离枢转轴线42并朝向壁38和传感器30延伸。因此，在使换挡杆12枢转时，壳体22沿弧扫掠，但是载架44和磁体28沿由载架44和磁体28中的一者或两者与壁38的接合限定的相对笔直的路径运动。也就是说，在邻近壁38的壳体22的端部在换挡杆运动的一部分期间运动远离壁时，弹簧46使载架44从壳体22向外运动，使得载架44保持与壁38接合。在使换挡杆12沿相对方向枢转时，壳体22朝向壁38返回运动，且载架44在保持与壁38接合的同时收缩或者进一步滑动到壳体22内。因此，磁体28维持距PCB 32固定距离。可以在载架44和壳体22上提供重叠凸缘47、49，以阻止或防止载架从壳体意外移除。

在所示出的示例中，载架44接合壁38，且磁体28不直接接合壁，以避免对磁体造成磨损，该磨损可改变磁场性质（取向、强度等）。然而，磁体28可接合壁38（例如，其可从载架突伸出，或者可以在没有任何载架的情况下提供磁体），或者可以提供中介元件，以例如减少载架44或磁体28的摩擦和/或减少磨损。

因为维持磁体28距PCB 32（或者平行于PCB的平面或表面43）一致的距离，所以传感器30可更加准确地感测沿磁体运动路径的磁体位置。在没有一致的感测距离的情况下，将需要使用更加强和昂贵的磁体28，或者将必须使用具有更大分辨率或者改进的信号控制的更加复杂的传感器30，或者两者。

如果期望，则换挡杆组件10可以包括改变使换挡杆12沿换挡杆运动的一个或多个部分运动所需要的力的换挡位置特征。这可为用户提供关于各种换挡位置的地方以及何时换挡杆12已经从一个位置过渡到下一个位置的触觉反馈。这也可以促进换挡杆12在期望的或选定的位置中的固持，以便在选定档位中继续车辆操作。

在所示出的实施方式中，换挡位置特征包括一个或多个棘爪或轮廓（contour）50（图2）和在使换挡杆运动时沿那些轮廓运动的从动件52。棘爪或轮廓50可以包括相对地倾斜或弯曲的表面，其限定凹入的凹部或站54，并且其中，每个站54对应于可被选定的档位位置中的一个。在所示出的实施方式中，从动件52由换挡杆壳体22承载，且在使换挡杆12枢转时，从动件52相对于站54运动并且在站54当中运动。在其它实施方式中，从动件52可以是固定的，且站54可在与换挡杆12一起运动的本体中形成。

在从动件52相对于朝向枢转轴线42倾斜（相对于从动件52的运动方向）的表面运动时，必须向换挡杆12施加更多的力（更大的换挡努力）以使从动件52在该表面上运动。下倾的表面（相对于从动件52的运动方向远离枢转轴线42倾斜）需要逐渐更少的力来使从动件继续运动。因此，可以提供换挡杆感觉，其中，换挡离开一定位置最初需要更多的努力，直到例如通过两个站54之间的中点为止，且然后从动件52靠近下一个站，其中换挡努力减少。可以可缩地偏压站54形成于其中的从动件52或本体，以提供与在从动件52和限定站54的表面之间的相对运动相关联的期望感觉或换挡努力。

在所示的实施方式中，从动件52和传感器元件27沿侧向偏移并平行的路径运动。在这种实施方式中，从动件52和传感器元件27两者均取向为大体平行（例如，在平行的45度内，并且在一些实施方式中，在20度内）于换挡杆12的棒24，且其运动路径在垂直于枢转轴线42的平面内。进一步地，沿垂直于枢转轴线42的方向（正或负45度）偏压传感器元件27，且PCB 32和传感器30被布置成大体平行于枢转轴线42。因此，朝向PCB 32和传感器30且大体垂直于PCB 32和传感器30偏压传感器元件27。

图4-6图示换挡杆组件110，可类似于上文中所描述的图1-3的换挡杆组件10构造和布置换挡杆组件110，且其可以以大致相同的方式操作。为了容易描述，换挡杆组件110中的相同或相似的部件将被给予与给予换挡杆组件10中的其对应部件的附图标记偏移100的附图标记。更详细地，图4-6图示限定封闭件134的底座114的一部分（例如，壳体115），PCB132位于其中的区域，以及换挡杆壳体122的一部分、轨道150和从动件152。换挡杆组件110的其余部分可如换挡杆组件10那样构造和布置，或者根据期望以其它方式构造和布置。

在这种实施方式中，从动件152由换挡杆壳体122承载，以便沿包括大体如上所描述的多个站154的成型轨道150运动。从动件152可被接收在壳体122中的腔160内，以便相对于壳体122往复运动，且弹簧162或其它偏压构件可将从动件152的端部可缩地偏压成与轨道150接合。从动件152可包括柄杆166，其延伸通过壳体122中的开口168，且当使换挡杆112运动时通过轨道150使从动件152移位时，柄杆166可为从动件152提供支撑或导引。为了将弹簧162相对于从动件152固持在恰当位置中，其可以是被接收在腔160内且围绕柄杆166的卷簧。从动件152可大体平行于换挡杆棒124延伸，且其运动路径可被接收在大体垂直于枢转轴线142的平面内（其中，在至少一些实施方式中，“大体”等于45度内，其在一些实施方式中可以是20度内）。在从动件152在轨道150上运动时，从动件152通过轨道150的成型表面相对于壳体122移位，如上文所述的那样。在至少一些实施方式中，壳体122相对于枢转轴线142固定，且在从动件152运动时不运动。当然，其它布置是可能的。

如在上文所描述的先前实施方式中，传感器元件127可与换挡杆组件110相关联且相对于一个或多个传感器130运动，以至少在换挡杆运动的某一范围内实现换挡杆位置的确定。传感器元件127可以包括磁体128（图4），其由壳体122承载。在所示实施方式中，磁体128被固持在载架144上或载架144内，载架144被接收在壳体122的凹穴170或腔内（且由接合壳体122的凸缘147固持）。凹穴170沿大体平行于枢转轴线142的方向侧向开放。凹穴170面向壳体122的壁138，该壁138被示出为沿大体垂直于枢转轴线142的平面取向的侧壁。为了感测磁体的磁通量，在磁体128和PCB可如上所述包括一个或多个传感器130时，PCB 132可布置在壁138的相对侧上。PCB 132和（多个）传感器130因此大体垂直于枢转轴线142取向。

在该布置中，当使换挡杆运动时，传感器元件127（和其磁体128）沿弧形路径运动，且该弧形路径处于平行于壁138、PCB 132和传感器130的平面内。以这种方式，当磁体128沿其弧形路径扫掠时，磁体128和壁138之间的距离不显著地改变（在组件的部件的容差内）。

为了改善在磁体128和PCB 132和（多个）传感器130之间的这种维持的或一致的距离，可相对于壳体122侧向地向外可缩地偏压（诸如由弹簧146偏压）传感器元件（例如，磁体载架144）。在这种实施方式中，沿平行于枢转轴线142且朝向PCB 132和传感器130并大体垂直于PCB 132和传感器130的方向偏压传感器元件127。如在上文所讨论的实施例中那样，载架144可具有接合壁138的接触部分。即使在由于零件容差造成在生产运行内的尺寸变型的情况下，这也能够实现载架144相对于壁138的平滑运动，以遍及换挡杆组件110的生产运行提供磁体128和传感器130之间的更一致的距离。为了进一步改善磁体128和传感器130之间的通信，壁138可包括更薄的区段172（诸如在传感器130的区域中）。壁也可以在邻近的更薄区段172之间包括更厚的区段174，且该更厚的区段174可简单地用于结构支撑，或者其可辅助感测换挡杆从一个位置到邻近位置的过渡，诸如通过当磁体128在壁138的该区域附近穿过或者穿过该区域时提供关于磁场的已知中断或干扰。

虽然本文所公开的本发明的形式构成了目前的优选实施例，但是许多其它形式也是可能的。本文不旨在提及本发明的所有可能的等价形式或衍生形式。应当理解，在本文中所使用的术语仅仅是描述性的，而不是限制性的，且在不脱离本发明的精神或范围的情况下可以做出各种改变。

Claims

1.一种车辆换挡杆组件，包括：

换挡杆，其能够围绕枢转轴线运动以允许改变变速器模式；以及

传感器元件，其联接到所述换挡杆，以便当使所述换挡杆运动时与所述换挡杆一起运动，并且其中，在所述换挡杆的运动的至少一部分期间，所述传感器元件能够相对于所述换挡杆运动。

2.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，所述换挡杆包括壳体，且所述传感器元件包括活动地联接到所述壳体的载架。

3.根据权利要求2所述的组件，其特征在于，所述传感器元件包括磁体，且所述载架相对于所述壳体固持所述磁体。

4.根据权利要求2所述的组件，其特征在于，还包括偏压构件，其相对于所述壳体能够屈缩地偏压所述载架或所述传感器元件中的至少一者。

5.根据权利要求3所述的组件，其特征在于，所述传感器元件包括接触表面，其适于在运动路径期间接合邻近表面，并且其中，所述磁体不接合所述表面。

6.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，还包括传感器，其位于邻近所述传感器元件的运动路径处，且响应于所述传感器元件的运动。

7.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，还包括底座，其适于将所述换挡杆联接到车辆，其中，所述传感器由所述底座承载，且在所述传感器和所述传感器元件之间提供壁。

8.根据权利要求6所述的组件，其特征在于，朝向所述传感器偏压所述传感器元件。

9.根据权利要求7所述的组件，其特征在于，朝向所述壁偏压所述传感器元件。

10.根据权利要求7所述的组件，其特征在于，所述传感器安装在电路板上，且所述壁被布置成平行于邻近所述壁的所述电路板的表面，并且所述传感器元件被偏压成与所述壁接合。

11.根据权利要求10所述的组件，其特征在于，所述传感器元件包括载架，并且传感器元件由所述载架承载以便与所述载架一起运动，并且其中，所述载架被偏压成与所述壁接合。

12.根据权利要求4所述的组件，其特征在于，沿平行于所述枢转轴线的方向或沿平行于所述枢转轴线的45度内的方向偏压所述传感器元件。

13.根据权利要求4所述的组件，其特征在于，沿垂直于所述枢转轴线的方向或沿垂直于所述枢转轴线的45度内的方向偏压所述传感器元件。

14.一种车辆换挡杆组件，包括：

换挡杆，其围绕枢转轴线枢转以允许改变变速器模式，且包括壳体；

传感器元件，其由所述壳体承载，以便当使所述换挡杆枢转时与所述壳体一起运动；

传感器，在使所述换挡杆枢转时，其响应于所述传感器元件的运动，其中，所述传感器元件被朝向所述传感器偏压且能够相对于所述壳体运动。

15.根据权利要求14所述的组件，其特征在于，还包括底座，所述换挡杆联接于所述底座，其中，所述底座和所述壳体中的一个包括被接收在所述传感器元件和所述传感器之间的壁，并且其中，朝向所述壁偏压所述传感器元件。

16.根据权利要求15所述的组件，其特征在于，所述传感器元件包括载架和磁体，且在所述传感器元件的运动路径的至少大多数上，所述载架或所述磁体中的至少一个被偏压成与所述壁接合。

17.根据权利要求15所述的组件，其特征在于，沿平行于所述枢转轴线的方向或沿平行于所述枢转轴线的45度内的方向偏压所述传感器元件。

18.根据权利要求15所述的组件，其特征在于，沿垂直于所述枢转轴线的方向或沿垂直于所述枢转轴线的45度内的方向偏压所述传感器元件。

19.根据权利要求12所述的组件，其特征在于，还包括从动件，其由所述壳体承载以便与所述壳体一起运动，在使所述换挡杆运动时，所述从动件适于接合成型轨道并相对于所述成型轨道运动。

20.根据权利要求19所述的组件，其特征在于，所述从动件能够相对于所述壳体运动和相对于所述壳体被能够屈缩地偏压。