CN110382921A - 以换挡器档位重置功能取代将手柄旋转至固定档位的能够360°旋转的手柄换挡器 - Google Patents

以换挡器档位重置功能取代将手柄旋转至固定档位的能够360°旋转的手柄换挡器 Download PDF

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Abstract

一种能够沿顺时针旋转方向和逆时针旋转方向中的每一个旋转方向旋转360°的旋转式换挡器。该换挡器包括具有边框罩盖的封装壳体。呈柱形的插塞壳体被固定到支撑在所述壳体的顶部上的旋钮，并且该旋钮可以选择性地沿顺时针方向从停车档位位置相继地旋转到倒车档位位置、空档档位位置和至少一个前进档位位置中的每一者，并且进一步的顺时针旋转防止移动超出前进档位位置中的最后一个前进档位位置。该旋钮还可以选择性地沿逆时针方向旋转以返回到停车档位位置，其中额外的被允许的逆时针旋转将所述换档器保持在停车档位位置。

Description

以换挡器档位重置功能取代将手柄旋转至固定档位的能够 360°旋转的手柄换挡器
本发明的背景
相关申请的交叉引用
本申请要求2017年3月10日提交的USSN 62/469,946的优先权。
技术领域
本发明公开了一种360°旋转式换挡器，该旋转式换挡器展示了能够沿顺时针旋转方向或逆时针旋转方向中的任一个旋转方向旋转360°的旋钮。旋钮的一个表现形式包括从停车档位顺时针旋转到倒车(Reverse)档位、空档(Neutral)档位、前进(Drive)档位和(可选)运动(Sport)/超速(Overdrive)档位，如由嵌入式软件决定的，相反的逆时针旋转使得换挡器保持在停车档位，该特征也可以对继续顺时针旋转超过前进档位或超速/运动档位产生影响。
软件还响应于来自外部传感器——例如与安全带闩锁、门闩锁等相关联的外部传感器——的输入信号而将换挡器重置到停车档位。如所指出的，经由软件部件进行将换挡器重置到停车位置而不指示任何部件(特别是旋钮)发生移动。消除所有物理止动器指示旋钮旋转的能力允许仅通过软件将(除了在停车档位中之外的)档位位置重置到停车档位，从而分散了现有技术附带的停车锁定或返回以停车的机构的需要。以这种方式，当旋钮沿任一方向旋转时，软件将仅允许到四个或五个位置(PRNDS)。
PCB板(印刷电路板)与旋钮、边框罩、壳体和插塞壳体组件一起结合到旋转式换挡器封装组件中。多个灯管与用于停车和经旋转的RND位置中的每一者的表面位置指示器相连通。如进一步所描述的，成对的LED(一个用于背光，另一个用于档位指示)被集成到PCB中并且被定位在每个灯管的底部位置的下方。
插塞壳体的下侧还集成有磁体，该磁体在旋转所述壳体时调节由PCB板内的位置传感器感测到的磁场(例如，该位置传感器可进一步被理解为任何合适类型的感应式传感器或磁性霍尔效应传感器)，以检测经旋转的旋钮的位置。介于集成到插塞壳体的旋钮与外部封装支撑壳体之间的受引导的旋转通过一对对置的钢球和支撑用卡锁弹簧辅助，所述一对对置的钢球和支撑用卡锁弹簧被集成到对置的径向延伸的底部部分中，所述相反的径向延伸的底部部分引导旋钮相对于限定在封装壳体的内周缘表面内的相对的且沿周界延伸的卡锁轮廓的旋转。卡锁轮廓的构造进一步使得提供对于给定的换档器位置的清晰的触觉/可触知的感觉。
背景技术
现有技术记载了展示360度旋转功能的旋转式换挡器组件的各种示例，这些示例在图1A至图1D中示出。这些包括与现有车辆相关联的每个商业上已知的换挡器的一般说明，所述现有车辆包括路虎(图1A中的2)、Chyrsler 200(图1B中的4)、福特福星(图1C中的6)和捷豹(图1D中的8)平台中的每一者。
从现有专利技术中已知的其他示例包括DeJonget的USPN 6,564,661，其教导了具有电动换档重置的可存储换档器。如摘要中所述，最广泛地描述的换挡器设备包括可移动以请求变速器换档的驾驶员界面模块(DIM)21以及具有标记的显示器23，该显示器用于显示当前选择的档位位置并用于显示新选择的档位位置。
特别地参考了DeJonge'661中的图8的放大透视图，其示出了与DIM模块21相关联的特征的集合，结合该公开内容的说明书的起始于第4栏第32行等等进行阅读。附加特征包括：可操作地耦合到驾驶员界面模块21的控制器26、显示器、和用于感测预定车辆状况的传感器25。如果车辆传感器25指示满足预定车辆状况，则控制器26使变速器换挡并改变显示，但是如果不满足预定车辆状况则不使变速器换挡，并且进一步将显示器重置为第一标记。通过这种布置，换挡器基于DIM的相对位置而不是绝对位置来进行感测和换挡。换挡器是可存储的，并且处在存储位置时可以使用盖来隐藏该换挡器。
其他已知的示例包括以下中的每一者：Curtis的US2012/0143409的换档控制器、Miret的US 2009/0064809的旋转式控制旋钮组件、和Pickering的US 2006/0037424(也是USPN 7,571,662)的旋转式选择器机构。Leon的US2011/0025488描述了具有控制器的旋转式换挡器的基本示例，该控制器基于旋钮选择的位置命令第一标记和第二标记之间的显示。
发明内容
本发明教导了一种旋转式换挡器，该旋转式换挡器能够沿顺时针旋转方向和逆时针旋转方向中的每一个旋转方向旋转360°。该旋转式换挡器包括具有边框罩盖的封装壳体。呈柱形的插塞壳体固定到被支撑在所述壳体顶部上的旋钮，并且该旋钮可以选择性地沿顺时针方向从停车档位位置相继地旋转到倒车档位位置、空档档位位置和至少一个前进档位位置中的每一者，并且进一步的顺时针旋转防止移动超出前进档位位置中的最后一个前进档位位置。该旋钮还可以选择性地沿逆时针方向旋转以返回到停车档位位置，其中额外的被允许的逆时针旋转将所述换档器保持在停车档位位置。
PCB板被集成到壳体中，插塞壳体的下侧延伸成靠近PCB板。插塞壳体还包括磁体，所述磁体定位成靠近集成到PCB板中的位置传感器，并且当使插塞壳体相对于封装壳体旋转、且同时由在所述插塞壳体和所述封装壳体之间设置的面向内的且沿周界限定的卡锁轮廓来引导时，所述磁体调节由PCB板内的位置传感器感测到的磁场，以检测经旋转的旋钮的位置。
至少一个外部传感器与门闩锁或安全带闩锁中的至少一者相关联，并且所述外部传感器在经历触发条件时，与集成到PCB板中的软件通信，以用于在不移动旋钮的情况下将档位位置重置至停车档位。
其他特征包括如下插塞壳体：所述插塞壳体具有一对位于下部的且对置的径向突出的引导部分，所述引导部分是内部中空的以接纳一对对置的钢球以及支撑用卡锁弹簧。旋钮还包括下侧套管，所述套管固定在插塞壳体的敞开的上周缘内部，所述插塞壳体再安装成穿过边框罩盖开口和与主封装壳体相关联的另一开口，使得径向突出部分与面向内的卡锁轮廓相关联的成角度的表面相对齐，受弹簧向外作用的钢球被支撑在径向部分的敞开的内部中，所述钢球以触觉诱导的方式与被限定在封装壳体的内周缘表面内的卡锁轮廓的边缘相互作用，以建立旋钮的受引导的旋转。
另外的特征包括旋钮密封件，所述旋钮密封件在旋钮与插塞壳体的接纳轮廓之间在下侧接合面之间提供支撑。多个灯管与停车档位位置、倒车档位位置、空档档位位置和至少一个前进档位位置中的每一者相关联，所述灯管设置在壳体内，使得底部开口端部与集成到PCB板中的各个LED相连通。各个LED还包括用于为每个换挡器档位分别提供背光和档位指示中的每一者的成对的LED。
附图说明
当结合以下详细描述阅读时，现在将参考所附的图示，其中相似的附图标记在若干视图中指代相似的部分，并且在附图中：
图1A至图1D是根据现有技术的具有360度旋转功能的旋转式换挡器的现有技术示例的图示；
图2是根据本发明的一个非限制性变型的旋转式换挡器的平面图，并且描绘了可以在停车档位、倒车档位、空档档位和前进档位中的每一者之间切换的旋钮；
图3是根据本发明的一个非限制性变型的具有360度旋转功能的旋转式换挡器封装的分解图；
图4是旋钮和插塞壳体子组件的分解透视图；
图5是下侧的经组装的视图，示出了介于集成到插塞壳体的旋钮与外封装支撑壳体之间的受引导的旋转通过一对对置的钢球和支撑用卡锁弹簧辅助，所述一对对置的钢球和支撑用卡锁弹簧集成到相反的径向延伸的底部部分中，所述相反的径向延伸的底部部分引导旋钮相对于限定在封装壳体的内周缘表面内的相对的且沿周界延伸的卡锁轮廓的旋转，卡锁轮廓的构造进一步提供对于给定的换档器位置的清晰的触觉/可触知的感觉，并且进一步确保旋钮将在所有档位返回到中心；以及
图6是旋转式换挡器的照明和外部封装部件的局部的且倒置的下侧图示，其中移除了边框罩盖、主封装壳体和底部盖，以便示出PRND灯管的布置以及描绘支撑传感器和LED的印刷电路板(PCB)，LED元件以成相应的成对的方式设置，用于为每个换档器档位提供背光和档位指示两者，并进一步示出了在插塞壳体的下侧还集成有磁体，在旋转壳体时，该磁体调节由PCB板内的位置传感器感测到的磁场，以检测经旋转的旋钮的位置，所述位置传感器例如应被进一步理解为任何合适类型的感应式传感器或磁性霍尔效应传感器。
具体实施方式
现在参考图2至图6，本发明公开了一种具有360度旋转功能的旋转式换挡器。图3提供了根据本发明的一个非限制性变型的旋转式换挡器封装(大体上以10表示)的分解视图。
进一步参考图2和图3中的每个图，换档器组件包括限定主封装的且呈三维矩形的壳体12，在该壳体12上方附接有边框罩盖14。该边框罩盖还包括限定在该边框罩盖内的环形开口(参见图3中的内周缘16)，并且该环形开口提供对如将进一步描述的旋钮子组件的特征件的接纳通路。
如在图5的下侧透视图中进一步描绘的，结合到主封装壳体12中的限定内孔的周缘展示出沿周界延伸的卡锁轮廓18，该卡锁轮廓18由以与伪圆形和多边锯齿状的内轮廓接近的往复图案布置的多个缩短的相互连接且成角度的表面限定。设置与旋钮子组件相关联的大致呈柱形的插塞壳体22，该插塞壳体22包括一对位于下部的且对置的且径向突出的引导部分24和26，这些引导部分是内部中空的并且被构造成在相反的两个端部25和27处(图4)接纳一对对置的钢球28/30和支撑用卡锁弹簧32/34。
旋钮35包括位于下侧的套管36(见图3)，该套管36固定在插塞壳体22的敞开的上周缘内部中。在将边框罩盖14安装在主封装壳体12的顶部上(参见用于边框罩盖14的矩形的侧窗15，该侧窗接纳从主封装壳体12的上周缘向外突出的对齐用突片17)，并且将插塞壳体22安装成穿过边框罩盖开口16和与主封装壳体12相关联的另一开口20(其中旋钮34以可旋转的方式被支撑在边框罩盖14的围绕开口16的环形周缘上)时，径向突片部分24/26与面向内的卡锁轮廓18相对齐。受弹簧向外作用的钢球28/30被支撑在径向部分24/26的敞开的内部中，所述钢球以触觉诱导的方式与被限定在封装壳体的内周缘表面内的卡锁轮廓的边缘18相互作用(再次参见图5中最佳示出的)，从而建立旋钮34相对于卡锁轮廓边缘的受引导的旋转。以这种方式，卡锁轮廓的构造进一步提供了对于给定的换档器位置的清晰的触觉/可触知的感觉，并且如将要描述的，进一步确保旋钮将在所有档位位置返回到中心。
旋钮35还包括旋钮密封件38(在图3中示出)，该旋钮密封件在旋钮套管36与插塞壳体22的接纳轮廓之间在下侧接合面之间提供支撑。
以40示出位于下方的印刷电路板(PCB)。如图3中进一步所示，PCB 40位于封装内部的大致底部处，PCB 40通过螺钉42与支撑在PCB 40下方的底部盖44固定在一起(PCB 40和底部盖44各自具有接纳螺钉42的成对的对齐的孔39和41)，该底部盖44又与主壳体12的位于下侧的外矩形周缘边缘46配合。如图2中进一步最佳所示，外封装壳体12可以包括用于将整个组件安装在车辆环境中的外围的安装突片或部分(参见48、50、52和54处)。还示出了从底部盖44突出的突片43，该突片43定位在沿着主壳体12的对齐底部边缘设置的接纳孔45内，以便将该封装壳体组装在一起，如图2至图3中最佳示出的。
插塞壳体22的下侧还集成有磁体56(参见图8)，当使壳体22相对于主封装壳体12旋转、且同时由内部卡锁轮廓18引导时，所述磁体调节由位于PCB板40内的位置传感器58(例如，该位置传感器进一步被理解为任何合适类型的感应传感器或磁性霍尔效应传感器)感测的磁场，以检测经旋转的旋钮的位置。
设置多个灯管，并且所述多个灯管包括停车档位灯管60、倒车档位灯管62、空挡档位灯管64和前进档位灯管66中的每一者。灯管60-66中的每一者被支撑在封装壳体内，使得底部开口端部与集成到PCB板40中的各个成对的LED相连通。
LED显示在图6的下侧透视图中，并且所述LED包括各个成对的LED：用于中心的停车灯管60的成对的LED68/70、用于倒车灯管62的成对的LED72/74、用于空挡灯管64的成对的LED76/78和用于前进灯管66的成对的LED80/82。成对的LED各个分别提供背光和档位指示。还可以参考在图2中的形成到顶部边框罩盖14中的照明PRND档位(分别参见84、86、88和90)。如前所述，旋转式换挡器的修改形式还可包括额外的运动(S)档位或其他档位行驶的换档器位置。
以这种方式，本发明公开了一种360°旋转式换挡器，其中旋钮可以以第一顺时针旋转方向或第二逆时针旋转方向中的任一者旋转360°并具有卡锁感觉。此外，在驾驶员准备离开车辆时，如果档位位置保持在除停车档位之外的任何档位，则将触发远程开关，并且该远程开关将指示被集成到PCB 40中的换挡器软件将旋钮当前位置“重置”为停车档位，并且没有任何部件发生移动。
如将进一步描述的，软件还响应于来自外部传感器——例如与安全带闩锁、门闩锁等相关联的外部传感器——的输入信号而将换挡器重置到停车档位。如所指出的，经由软件部件进行将换挡器重置到停车档位而不指示任何部件(特别是旋钮)发生移动。消除所有物理止动器指示旋钮旋转的能力允许仅通过该软件将(除了处于停车档位中的)档位位置重置到停车位置，从而分散了现有技术伴随有的停车锁定或返回以停车的机构的需要。
已经描述了本发明，其他和附加的实施方式对于本领域技术人员来说将变得明显，并且不偏离所附权利要求的范围。

Claims (12)

1.一种旋转式换挡器，所述旋转式换挡器能够沿着顺时针旋转方向和逆时针旋转方向中的每一个旋转方向旋转360°，所述旋转式换挡器包括：
具有边框罩盖的封装壳体；
呈柱形的插塞壳体，旋钮固定到所述插塞壳体；
所述旋钮能够选择性地沿所述顺时针方向从停车档位位置相继地旋转到倒车档位位置、空档档位位置和至少一个前进档位位置中的每一者，并且进一步的顺时针旋转防止移动超出所述前进档位位置中的最后一个前进档位位置；
所述旋钮能够选择性地沿逆时针方向旋转以返回到所述停车档位位置，并且额外的被允许的逆时针旋转将所述换档器保持在所述停车档位位置；
PCB板，所述PCB板被集成到所述壳体中；
所述插塞壳体的下侧延伸成靠近所述PCB板，所述插塞壳体还包括磁体，所述磁体定位成靠近集成到所述PCB板中的位置传感器，并且当使所述插塞壳体相对于所述封装壳体旋转、且同时由在所述插塞壳体与所述封装壳体之间设置的面向内的且沿周界限定的卡锁轮廓来引导时，所述磁体调节由位于所述PCB板内的位置传感器感测到的磁场，以检测经旋转的旋钮的位置；以及
至少一个外部传感器，所述外部传感器与门闩锁或安全带闩锁中的至少一者相关联，并且所述外部传感器在经历触发条件时与被集成到所述PCB板中的软件通信，以用于在不移动所述旋钮的情况下将所述档位位置重置至停车档位。
2.根据权利要求1所述的旋转式换挡器，还包括如下插塞壳体：所述插塞壳体具有一对位于下部的且对置的径向突出的引导部分，所述引导部分是内部中空的以接纳一对对置的钢球以及支撑用卡锁弹簧。
3.根据权利要求2所述的旋转式换挡器，所述旋钮还包括位于下侧的套管，所述套管固定在所述插塞壳体的敞开的上周缘内部，所述插塞壳体再安装成穿过所述边框罩盖开口以及与所述主封装壳体相关联的另一开口，使得所述径向突出部分与和面向内的所述卡锁轮廓相关联的成角度的表面相对齐，受弹簧向外作用的所述钢球被支撑在所述径向部分的所述敞开的内部中，所述钢球以触觉诱导的方式与被限定在所述封装壳体的所述内周缘表面内的所述卡锁轮廓的边缘相互作用，以建立所述旋钮的受引导的旋转。
4.根据权利要求3所述的旋转式换挡器，还包括旋钮密封件，所述旋钮密封件在所述旋钮与所述插塞壳体的接纳轮廓之间在下侧接合面之间提供支撑。
5.根据权利要求4所述的旋转式换挡器，还包括多个灯管，所述灯管与所述停车档位位置、所述倒车档位位置、所述空档档位位置和所述至少一个前进档位位置中的每一个档位位置相关联，所述灯管被设置在所述壳体内，使得底部开口端部与被集成到所述PCB板中的各个LED相连通。
6.根据权利要求5所述的旋转式换挡器，所述各个LED还包括用于为每个换挡器档位分别提供背光和档位指示中的每一者的成对的LED。
7.一种旋转式换挡器，所述旋转式换挡器能够沿着顺时针旋转方向和逆时针旋转方向中的每一个旋转方向旋转360°，所述旋转式换挡器包括：
旋钮，所述旋钮被支撑在壳体的顶部上，并且所述旋钮能够选择性地沿第一方向从停车档位位置相继地旋转到倒车档位位置、空档档位位置和至少一个前进档位位置中的每一者，并且沿所述第一方向的进一步的旋转防止移动超出所述前进档位位置中的最后一个前进档位位置；
所述旋钮能够选择性地沿相反的第二方向从所述倒车档位位置、所述空档档位位置和所述前进档位位置中的任一者旋转以返回到所述停车档位位置，并且额外的沿所述相反的第二方向的旋转使所述旋钮将所述换挡器保持在所述停车档位位置；
PCB板，所述PCB板集成到壳体内部的底部；
插塞组件，所述插塞组件固定到所述旋钮并且在所述壳体内延伸，所述插塞壳体的下侧设置成靠近所述PCB板，所述插塞壳体还包括磁体，所述磁体固定到所述插塞壳体的端部，并且所述磁体定位成靠近被集成到所述PCB板中的位置传感器，使得当使所述插塞壳体相对于所述封装壳体旋转、且同时由在所述插塞壳体与所述封装壳体之间设置的面向内的且沿周界限定的卡锁轮廓来引导时，所述磁体调节由位于所述PCB板内的位置传感器感测到的磁场，以检测经旋转的旋钮的位置；以及
至少一个外部传感器，所述外部传感器与门闩锁或安全带闩锁中的至少一者相关联，并且所述外部传感器在经历触发条件时与被集成到所述PCB板中的软件通信，以用于在不移动所述旋钮的情况下将所述档位位置重置至停车档位。
8.根据权利要求7所述的旋转式换挡器，还包括如下插塞壳体：所述插塞壳体具有一对位于下部的且对置的径向突出的引导部分，所述引导部分是内部中空的以接纳一对对置的钢球和支撑用卡锁弹簧。
9.根据权利要求8所述的旋转式换挡器，所述旋钮还包括位于下侧的套管，所述套管固定在所述插塞壳体的敞开的上周缘内部，所述插塞壳体再被安装成穿过所述边框罩盖开口和与所述主封装壳体相关联的另一开口，使得所述径向突出部分与和面向内的所述卡锁轮廓相关联的成角度的表面相对齐，受弹簧向外作用的所述钢球被支撑在所述径向部分的所述敞开的内部中，所述钢球以触觉诱导的方式与被限定在所述封装壳体的所述内周缘表面内的所述卡锁轮廓的边缘相互作用，以建立所述旋钮的受引导的旋转。
10.根据权利要求9所述的旋转式换挡器，还包括旋钮密封件，所述旋钮密封件在所述旋钮与所述插塞壳体的接纳轮廓之间在下侧接合面之间提供支撑。
11.根据权利要求10所述的旋转式换挡器，还包括多个灯管，所述灯管与所述停车档位位置、所述倒车档位位置、所述空档档位位置和所述至少一个前进档位位置中的每一个档位位置相关联，所述灯管设置在所述壳体内，使得底部开口端部与被集成到所述PCB板中的各个LED相连通。
12.根据权利要求11所述的旋转式换挡器，所述各个LED还包括用于为每个换挡器档位分别提供背光和档位指示中的每一者的成对的LED。
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