CN110892176B - 具有改进触感定位器的变速换档器 - Google Patents

Abstract

一种选择器装置，包括可操作地支撑在基座上用于在档位之间移动的变速杆，以及具有偏移棘爪构件的触感定位器机构，其中第一棘爪接合第一波形，用于将变速杆从第一方向朝向选定档位的中心偏置，第二棘爪接合第二波形，用于将变速杆从不同的第二方向朝向选定档位的中心偏置到公共中心点。通过这种布置，第一和第二波形限定了朝向公共中心点的相对倾斜斜面。这使得波形被设计成朝向中心点提供任何期望水平的偏置力，而没有中心点由单个波形限定时的限制。

Description

具有改进触感定位器的变速换档器

技术领域

本发明涉及一种车辆变速档位选择器，其具有构造成减少或消除选择器位置处和之间的噪音和间隙的触感定位器。

背景技术

车辆变速换档器通常包括触感定位器机构，该触感定位器机构允许车辆驾驶员“感觉”变速换档器已经到达选定的换档位置，例如驻车档、倒档、空档或驱动档。传统的触感定位器机构是通过提供一个在波形表面上移动的棘爪来实现的，波形中的凹陷与换档位置的中心点相匹配。然而，一个问题是，当换档器移动到每个换档位置或经过每个换档位置时，会导致换档器对噪音、松动(通常称为“间隙”)和平稳换档的要求发生冲突。例如，由于每个凹陷都包括向上开口的弧，当触感定位器的棘爪滑动到选定换档位置的中心点和从选定换档位置的中心点滑动时，该弧有助于触感定位器的棘爪的进入和退出，在棘爪开始离开选定波形的底部(即，其中心点)向上到达相关波形表面的斜坡时，当紧邻选定换档位置的任一侧时，换档器存在自然间隙。在传统换档器中，降低噪音的动机导致换档器内部间隙增大。很难消除这种间隙，因为触感定位器机构上的附加力会不利地影响换档器的平滑移动，并且当变速杆移动到制动位置时，触感定位器会发出“噼啪”(或咔哒)的声音，从而导致过大的噪音水平。此外，由于换档器中部件的磨损和移位，间隙和/或噪音会随着时间的推移而增大。

希望提供一种触感定位器机构，其克服或更好地控制车辆变速换档器中的间隙，并提供一种设计灵活但零件相对较少、零件成本低、装配成本低且利用已知技术的触感定位器机构。

发明内容

在本发明的一个方面，选择器装置包括基座；选择器，其可操作地支撑在基座上，用于在包括驻车档、倒档、空档和驱动档的档位之间移动；以及在选择器上操作的触感定位器机构。触感定位器机构包括第一和第二波形，其共同限定至少一个档位的公共中心点，同时限定了朝向公共中心点倾斜的相对斜面。触感定位器机构还包括分别偏置在第一和第二波形上的第一和第二棘爪，其中第一棘爪可操作地接合第一波形，包括接合相关的斜面并利用第一定心力将选择器从第一方向朝向公共中心点偏置，第二棘爪可操作地接合第二波形，包括接合相关的斜面并利用第二定心力将选择器从第二方向朝向公共中心点偏置，当处于所选的一个档位时，第一和第二定心力结合以消除选择器的间隙。

在本发明的另一方面，选择器装置包括可操作地支撑在基座上用于在档位之间移动的变速杆，以及具有偏移棘爪构件的触感定位器机构。偏移和分离的棘爪构件包括第一棘爪，其接合第一波形，用于利用第一偏置力将变速杆从第一方向朝向选定档位的中心偏置，以及第二棘爪，其接合第二波形，用于利用第二偏置力将变速杆从不同的第二方向朝向选定档位的中心偏置到公共中心点。第一和第二波形限定朝向公共中心点的相对倾斜斜面，所述斜面提供从第一和第二方向朝向中心点的期望水平的偏置力，而在第一和第二偏置力之间没有允许间隙存在的区域。

在本发明的另一方面，选择器装置包括基座。选择器可操作地支撑在基座上，用于在多个档位之间移动。定位机构配合限定在基座和选择器之间。定位机构包括配合限定多个档位的第一和第二换档路径。第一和第二棘爪被偏置到接合位置，第一和第二棘爪分别可滑动地接合第一和第二换档路径。选择器的操作相对于第一和第二棘爪可滑动地操作相对的第一和第二换档路径。多个档位中的每个档位由将第一棘爪朝向第一方向偏置的第一换档路径和将第二棘爪朝向与第一方向相对的第二方向偏置的第二换档路径限定。

在本发明的另一方面，选择器装置包括基座。选择器可操作地支撑在基座上，用于在多个档位之间移动。定位机构配合限定在基座和选择器之间。定位机构包括波形部分，该波形部分具有第一和第二波形路径，该第一和第二波形路径配合限定多个档位。第一和第二棘爪分别可滑动地接合第一和第二波形路径。多个档位中的每个档位由将第一棘爪朝向第一方向偏置的第一波形路径和将第二棘爪朝向与第一方向相对的第二方向偏置的第二波形路径限定。

在本发明的另一方面，一种用于车辆的选择器装置包括棘爪组件，该棘爪组件具有可独立操作的第一和第二从动部分。凸轮表面与棘爪组件配合以限定多个档位。每个档位的特征在于凸轮表面在相对且相应的第一和第二方向上偏置第一和第二从动部分。

本发明的一个目的是提供一种灵活的设计，当移入和移出选定档位时，该设计可以在不增加选择器内部间隙的情况下降低噪音，同时零件较少、零件成本低、装配成本低并且使用公知的或类似的技术来感觉变速杆的定位。

本领域技术人员在研究以下说明书、权利要求书和附图后，将理解和领会本发明的这些和其他方面、目的和特征。

附图说明

图1是包括换档器定位机构的一个方面的换档器装置的分解透视图；

图2是图1的换档路径的示意性剖视图；

图3是包括换档定位机构的一个方面的换档器装置的分解透视图；

图4是图3的换档器的正视图，示出了换档器路径的一个方面；

图5是示出换档定位机构的第一档位的示意图；

图6是示出换档定位机构的第二档位的示意图；

图7是换档定位机构的第三档位；

图8是换档定位机构的第四档位；

图9是示出换档定位机构的第一和第二换档路径重叠的示意图，所述第一和第二换档路径用于配合限定换档器的档位。

具体实施方式

出于本文描述的目的，术语“上”、“下”、“右”、“左”、“后”、“前”、“垂直”、“水平”及其派生词应当与图1中定向的本发明相关。然而，应该理解的是，本发明可以采取各种替代方向，除非有明确相对的指定。还应当理解，附图中示出的以及以下说明书中描述的特定设备和过程仅仅是所附权利要求书中定义的发明概念的示例性实施例。因此，除非权利要求明确声明，否则与本文公开的实施例相关的特定尺寸和其他物理特征不应被认为是限制性的。

如图1-9所示，附图标记10通常指的是选择器定位机构，其包括触感定位器机构12，用于在车辆的各种选择器位置或档位14之间平稳过渡。根据该设备的各个方面，选择器定位机构10可以包括基座16和选择器18，选择器18可操作地支撑在基座16上或以其他方式安装成在基座16上旋转，以在多个档位14之间移动。选择器定位机构10配合限定在基座16和选择器18之间。选择器定位机构10包括具有第一和第二换档路径20、22的凸轮表面，第一和第二换档路径20、22配合限定多个档位14。选择器定位机构10还包括至少一个棘爪组件，通常为第一和第二棘爪24、26或其他类似从动件的形式，其被偏置到可滑动地接合第一和第二换档路径20、22的接合位置32。第一和第二棘爪24、26分别可滑动地接合第一和第二换档路径20、22。选择器18的操作相对于第一和第二棘爪24、26可滑动地操作相对的第一和第二换档路径20、22。如此，多个档位14中的每个档位14由将第一棘爪24朝向第一方向28偏置的第一换档路径20和将第二棘爪26朝向与第一方向28相对的第二方向30偏置的第二换档路径22限定。使用第一和第二换档路径20、22以及第一和第二棘爪24、26，每个档位14由相对于基座16将选择器18定位在特定位置的相对偏置力限定。

如图1-7所示，第一和第二换档路径20、22可以包括波形路径40，波形路径40包括各种倾斜部分42。第一和第二换档路径20、22的倾斜部分42配合以分别在相对的第一和第二方向28、30上偏置第一和第二棘爪24、26形式的从动部分。因此，在特定档位14，第一棘爪24被第一换档路径20的相应倾斜部分42朝向第一方向28偏置。同时，第二棘爪26被第二换档路径22的倾斜部分42朝向第二方向30偏置。所述相对偏置力64施加在相对的第一和第二方向28、30上，并且由第一和第二换档路径20、22的倾斜部分42产生，以有效地产生选择器18相对于基座16精确定位的档位14。所述准确和精确档位14可以通过使用第一和第二换档路径20、22的波形路径40来产生，所述波形路径40包括倾斜部分42，所述倾斜部分42通常以远远超过第一和第二棘爪24、26的厚度46的频率44间隔开。第一和第二棘爪24、26的频率44和厚度46的这种间隔在第一棘爪24和第一换档路径20之间产生了单点接触，并且在第二棘爪26和第二换档路径22之间产生了另一个单点接触。

如图3-6所示，由第一和第二换档路径20、22的波形路径40形成的倾斜部分42配合布置，使得第一和第二换档路径20、22产生倾斜部分42的交替波形。通过交替设置第一和第二换档路径20、22的波形和倾斜部分42，第一和第二换档路径20、22在间隔开的同时配合作用以形成选择器18的精确档位14。

根据该设备的各个方面，如图7所示，第一和第二换档路径20、22的配合可以形成由第一和第二换档路径20、22的相对倾斜部分42限定的半凹陷60。每个半凹陷60由第一换档路径20的倾斜部分42限定，倾斜部分42朝向公共中心点62或相应的档位14倾斜。对应于相应档位14的另一相对倾斜部分42位于第二换档路径22上。通过第一和第二换档路径20、22的这种配置，横跨第一和第二换档路径20、22限定的相对倾斜部分42用于产生将选择器18准确定位在特定档位14的相对偏置力64。当处于多个档位14中的选定档位14时，这种配置还组合起来消除或基本消除选择器18的间隙和过度噪音。

根据该设备的各个方面，第一和第二换档路径20、22以及第一和第二棘爪24、26位于基座16和选择器18上。第一和第二换档路径20、22以及第一和第二棘爪24、26的精确定位可以根据特定选择器18的精确配置而变化。作为示例而非限制，第一和第二棘爪24、26可以定位在基座16上，第一和第二换档路径20、22可以定位在选择器18的一部分上。这种配置也可以颠倒过来。还可以预期，选择器18可以包括第一棘爪24和第二换档路径22，基座16可以包括第二棘爪26和第一换档路径20。

根据该设备的各个方面，预期第一棘爪24配置成接合第一换档路径20，通常在单个接触点或接触区域。类似地，第二棘爪26配置成接合第二换档路径22，通常在另一个单个接触点或接触区域。第一和第二棘爪24、26通常沿着相应且平行的纵向轴线70偏置。第一和第二棘爪24、26可以由弹簧、弹性构件、基座16和/或选择器18的弹性部分以及其他类似的偏置机构72偏置，这些偏置机构72可以用于将第一和第二棘爪24、26分别放置在与第一和第二换档路径20、22接合的位置32。

如图1和2所示，选择器18可以是具有杠杆82的径向或旋转换档器80的形式，如图1所示，或者是旋钮84的形式，如图2所示。在这些配置中，第一和第二换档路径20、22可以布置成相对于选择器18同心弯曲。

根据该设备的各个方面，本文描述的选择器定位机构10也可以用在可线性操作的选择器18中。在这样的实施例中，第一和第二换档路径20、22可以定位在可线性操作的选择器18的相对侧，第一和第二棘爪24、26可以垂直或横向定位以接合第一和第二换档路径20、22。第一和第二棘爪24、26沿着基本垂直于选择器18的旋转轴的方向朝着第一和第二换档路径20、22延伸。选择器18的线性操作可以用来产生相对偏置力64，用于定位选择器18的特定档位14。

如图1-7所示，第一和第二棘爪24、26通常相对于彼此旋转固定，使得第一和第二棘爪24、26可以沿着相应且平行的纵向轴线70朝向接合位置32偏置，该接合位置32与包括第一和第二换档路径20、22的波形部分110接触。此外，第一和第二棘爪24、26通常相对于垂直于相应且平行的纵向轴线70延伸的平面90固定。如此，基座16通常是单一构件，其包括第一和第二棘爪24、26以及将第一和第二棘爪24、26朝向接合位置32偏置的偏置机构72。如此，基座16可以是杆、盘、板或能够相对于第二棘爪26旋转固定第一棘爪24的其他构件。

再次参考图1-7，第一和第二换档路径20、22的倾斜部分42用于限定多个档位14。每个档位14可以限定在第一和第二换档路径20、22的倾斜部分42的不同区域内。作为示例而非限制，第一和第二换档路径20、22的相应倾斜部分42的中间区域100可以限定特定的换档位置或档位14。通过将档位14定位在第一和第二换档路径20、22的相对倾斜部分42的中间区域100内，第一和第二棘爪24、26进出特定档位14的运动可以是大致平滑操作的形式，其中第一和第二棘爪24、26沿着第一和第二换档路径20、22的大致平坦和倾斜部分42可滑动地操作。当选择器18移入和移出选择器18的各种档位14时，第一和第二棘爪24、26相对于第一和第二换档路径20、22的这种配置的运动用于最小化间隙，也最小化噪音。

再次参考图1-7，车辆选择器18可以包括基座16和可操作地支撑在基座16上用于在多个档位14之间移动的选择器18。选择器定位机构10配合限定在基座16和选择器18之间，并且包括波形部分110，该波形部分110包括波形第一和第二换档路径20、22。如上所述，波形第一和第二换档路径20、22配合限定多个档位14。第一和第二棘爪24、26分别可滑动地接合波形第一和第二换档路径20、22。多个档位14中的每个档位14由将第一棘爪24朝向第一方向28偏置的波形第一换档路径20和将第二棘爪26朝向与第一方向28相对的第二方向30偏置的波形第二换档路径22限定。在相对的第一和第二方向28、30上施加的偏置力64准确且基本精确地将选择器18定位在特定档位14内。

再次参考图1-7，第一和第二棘爪24、26的偏置机构72向第一和第二换档路径20、22施加线性偏置力64。在特定档位14，由第一和第二棘爪24、26施加的这些偏置力64基本上彼此相等。当选择器18移出特定档位14时，棘爪之一被压缩到基座16中，第一和第二棘爪24、26的另一个棘爪从基座16延伸向更远。被压缩到基座16中的棘爪积累势能，对第一和第二换档路径20、22的相应倾斜部分42施加更大的偏置力64。必然地，偏置力64在相应的第一方向28(或第二方向30)上的大小也更大。远离基座16移动的第一和第二棘爪24、26中的另一个具有减小的势能，对第一和第二换档路径20、22的相应倾斜部分42施加较小的偏置力64。相应的第二方向30(或第一方向28)上的偏置力64的大小也减小。因此，当选择器18移出特定档位14时，由第一和第二棘爪24、26在第一和第二方向28、30上施加的偏置力64变得不相等。由第一和第二棘爪24、26施加的这些不相等的偏置力64倾向于将选择器18引回到特定档位14。类似地，当选择器18向多个档位14中的一个单独档位14移动时，由第一和第二棘爪24、26施加的偏置力64保持不相等，直到选择器18移动到特定档位14。同样，在特定档位14，第一和第二棘爪24、26在倾斜部分42处对相应的第一和第二换档路径20、22施加类似的偏置力64。

根据该设备的各个方面，利用本文描述的选择器定位机构10的各个方面的选择器18可以包括在对应于传统车辆变速齿轮的各个档位14之间移动的档位选择器18，例如驻车档、倒档、空档、驱动档、低速档、手动换档位置和其他类似的变速器设置。另外，利用本文描述的选择器定位机构10的选择器18可以包括选择器18，其将车辆在各种驾驶设置之间转换。这种设置可以包括但不限于冬季驾驶设置、沙地驾驶设置、上坡或下坡驾驶设置以及与车辆周围的特定驾驶条件或驾驶环境相关的其他类似设置。

应当理解，在不脱离本发明的概念的情况下，可以对上述结构进行变化和修改，并且还应当理解，这些概念旨在由所附权利要求书覆盖，除非这些权利要求书另有明确的语言说明。

Claims (27)

1.一种用于车辆的选择器装置，所述选择器装置包括：

基座；

可操作地支撑在所述基座上用于在多个档位之间移动的选择器；

配合限定在所述基座和所述选择器之间的定位机构，所述定位机构包括：

配合限定所述多个档位的第一和第二换档路径，

被偏置到接合位置的第一和第二棘爪，所述第一和第二棘爪分别可滑动地接合所述第一和第二换档路径，其中

所述选择器相对于所述第一和第二棘爪可滑动地操作相对的所述第一和第二换档路径；所述多个档位中的每个档位由将所述第一棘爪朝向第一换档路径的第一方向偏置的所述第一换档路径和将所述第二棘爪朝向与所述第一方向相对的第二方向偏置的所述第二换档路径限定；

其中所述第一和第二换档路径是包括倾斜部分的波形路径；以及

其中所述第一和第二换档路径的所述倾斜部分配合以分别在相对的所述第一和第二方向上偏置所述第一和第二棘爪。

2.根据权利要求1所述的选择器装置，其中所述第一换档路径设置在所述选择器上，所述第一棘爪设置在所述基座上。

3.根据权利要求1所述的选择器装置，其中所述第一和第二换档路径能够相对于所述第一和第二棘爪旋转操作。

4.根据权利要求1所述的选择器装置，其中所述第一和第二换档路径的所述倾斜部分限定所述多个档位，其中每个换档位置限定在所述第一和第二换档路径的相应倾斜部分的中间区域内。

5.根据权利要求1所述的选择器装置，其中所述选择器是径向换档器。

6.根据权利要求1所述的选择器装置，其中所述选择器是线性可操作的换档器。

7.根据权利要求1所述的选择器装置，其中所述选择器是旋钮。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的选择器装置，其中所述棘爪被设置在所述基座内的弹簧偏置到所述接合位置。

9.一种用于车辆的选择器装置，所述选择器装置包括：

基座；

可操作地支撑在所述基座上用于在多个档位之间移动的选择器；

配合限定在所述基座和所述选择器之间的定位机构，所述定位机构包括：

具有第一和第二波形路径的波形部分，所述第一和第二波形路径配合限定所述多个档位，

分别可滑动地接合所述第一和第二波形路径的第一和第二棘爪，其中所述多个档位中的每个档位由将所述第一棘爪朝向倾斜部分的第一方向偏置的所述第一波形路径和将所述第二棘爪朝向与所述第一方向相对的第二方向偏置的所述第二波形路径限定。

10.根据权利要求9所述的选择器装置，其中所述第一和第二波形路径配合以分别在相对的所述第一和第二方向上偏置所述第一和第二棘爪。

11.根据权利要求9所述的选择器装置，其中所述第一和第二棘爪沿着各自且平行的纵向轴线朝向与所述波形部分接触的接合位置偏置。

12.根据权利要求9所述的选择器装置，其中所述第一和第二棘爪相对于垂直于各自且平行的纵向轴线延伸的平面固定。

13.根据权利要求9所述的选择器装置，其中所述第一波形路径设置在所述选择器上，所述第一棘爪设置在所述基座上。

14.根据权利要求9所述的选择器装置，其中所述第一和第二波形路径能够相对于所述第一和第二棘爪旋转操作。

15.根据权利要求9所述的选择器装置，其中所述选择器是径向换档器。

16.根据权利要求9所述的选择器装置，其中所述选择器是线性可操作的换档器。

17.根据权利要求9-16中任一项所述的选择器装置，其中所述第一和第二波形路径的倾斜部分限定所述多个档位，其中每个换档位置限定在所述第一和第二波形路径的相应倾斜部分的中间区域内。

18.一种用于车辆的选择器装置，所述选择器装置包括：

基座；

换档器，可操作地支撑在所述基座上，用于在包括驻车档、倒档、空档和驱动档的档位之间移动；

在所述换档器上操作的触感定位器机构，所述触感定位器机构包括第一和第二波形，其共同限定所述档位的至少一个的公共中心点，同时限定了朝向所述公共中心点倾斜的相对斜面；

所述触感定位器机构还包括分别偏置在所述第一和第二波形上的第一和第二棘爪，其中所述第一棘爪可操作地接合所述第一波形，包括接合相关的斜面并利用第一定心力将所述换档器从第一方向朝向所述公共中心点偏置，所述第二棘爪可操作地接合所述第二波形，包括接合相关的斜面并利用第二定心力将所述换档器从第二方向朝向所述公共中心点偏置，当处于所述档位中的所选档位时，所述第一和第二定心力结合以消除所述换档器的间隙。

19.根据权利要求18所述的选择器装置，其中所述第一和第二波形配合限定所选档位的所述公共中心点。

20.根据权利要求18所述的选择器装置，其中所述换档器被安装成在所述基座上围绕轴线旋转，所述第一和第二波形被定位在围绕所述轴线的偏移位置。

21.根据权利要求18所述的选择器装置，还包括：

第一和第二表面，其包括所述第一和第二波形，并且进一步包括附加波形；所述第一波形、第二波形和附加波形限定所述档位，即驻车档、倒档、空档和驱动档。

22.根据权利要求18所述的选择器装置，其中所述换档器被安装成在所述基座上围绕轴线旋转，所述第一和第二棘爪沿着平行于所述轴线的方向接合所述第一和第二波形。

23.根据权利要求18所述的选择器装置，其中所述换档器被安装成在所述基座上围绕轴线旋转，所述第一和第二棘爪沿着垂直于所述轴线的方向朝着所述第一和第二波形延伸；并且

其中所述第一和第二棘爪被弹簧偏置，并且包括滑动接合所述第一和第二波形的棘爪构件。

24.一种用于车辆的选择器装置，所述选择器装置包括：

可操作地支撑在基座上用于在档位之间移动的变速杆，以及

具有偏移棘爪构件的触感定位器机构，所述偏移棘爪构件包括第一棘爪，其接合第一波形，用于利用第一偏置力将所述变速杆从第一方向朝向选定档位的公共中心点偏置，以及第二棘爪，其接合第二波形，用于利用第二偏置力将所述变速杆从不同的第二方向朝向所述选定档位的所述公共中心点偏置；所述第一和第二波形限定朝向所述公共中心点的相对倾斜斜面，所述斜面提供从所述第一和第二方向朝向所述公共中心点的期望水平的偏置力，而在所述第一和第二偏置力之间没有允许间隙存在的区域。

25.一种选择器装置，其包括基座；选择器，可操作地支撑在所述基座上，用于在包括驻车档、倒档、空档和驱动档的档位之间移动；以及在所述选择器上操作的触感定位器机构；所述选择器装置还包括：

所述触感定位器机构包括第一和第二波形，其共同限定所述档位的至少一个的公共中心点，同时限定了朝向所述公共中心点倾斜的相对斜面；

所述触感定位器机构还包括分别偏置在所述第一和第二波形上的第一和第二棘爪，其中所述第一棘爪可操作地接合所述第一波形，包括接合相关的斜面并利用第一定心力将所述选择器从第一方向朝向所述公共中心点偏置，所述第二棘爪可操作地接合所述第二波形，包括接合相关的斜面并利用第二定心力将所述选择器从第二方向朝向所述公共中心点偏置，当处于所述档位中的所选档位时，所述第一和第二定心力结合以消除所述选择器的间隙。

26.一种用于车辆的选择器装置，所述选择器装置包括：

具有可独立操作的第一和第二从动部分的棘爪组件；

凸轮表面，所述凸轮表面与所述棘爪组件配合限定多个档位，其中每个档位的特征在于所述凸轮表面在相对各自的第一和第二方向上偏置所述第一和第二从动部分，

其中所述凸轮表面包括第一和第二换档路径，所述第一和第二换档路径是包括倾斜部分的波形路径，

其中所述第一和第二换档路径的所述倾斜部分配合以在相对的和分别的所述第一和第二方向上偏置所述第一和第二从动部分。

27.根据权利要求26所述的选择器装置，其中所述第一和第二从动部分包括定位为彼此远离的第一和第二棘爪。

Images