专利名称：提供机械和电子促动至车辆的变速器的换挡器组件以及操作该换挡器组件的方法
技术领域：
本发明通常涉及ー种换挡器组件，用于通过控制线缆的移动提供机械促动至车辆的变速器和提供电子促动至车辆的变速器，以及操作该换挡器组件的方法。
背景技术：
在当下几乎每ー辆汽车中，换挡器被用来控制车辆的变速器。一些换挡器通过机械连接部的运动来机械地促动变速器。对于机械地促动变速器的换挡器而言，驾驶者通常移动杆，该杆继而推动或拉动机械连接部，通过其传输载荷以促动变速器。替换地，其它换挡器电子地促动变速器。对于电子地促动变速器的换挡器而言，杆的运动被电子地感知。即，杆的相对位置由换挡器感知且产生对应于杆的相对位置的电子信号。控制单元接收且处理该电子信号，并命令变速器促动进入对应于由换挡器感知的杆的相对位置的挡位(gear)位置中。但是，将电子换挡作为对变速器换挡的唯一装置是昂贵的，这是因为实现可和完全依赖于机械换挡的换挡器相当的性能所需要电子构件相对昂贵。此外，换挡器完全取决于电子换挡，从而不能在车辆的电カ失效期间改变变速器的挡位。还有其它的换挡器能够提供机械促动以及电子促动至变速器。即，该换挡器在特定的挡位中机械地促动变速器，且在剩余的挡位中电子地促动变速器。这些换挡器通常具有机械构件以机械地促动变速器。但是，这些换挡器既不提供鲁棒的结构，也不提供当换挡器被电子促动时阻止机械构件在车辆的驾驶者的意图之外非预期地移动出位置的方法。因此，该变速器被损坏的可能性增加。此外，Wang所属的美国专利N0.6，382，046提供了ー种换挡器，其能够提供机械促动以及电子促动至变速器。该换挡器包括缆线块杆以及枢转以机械地促动变速器的缆线附连架。但是，缆线块杆可能仅间接地促使缆线附连架枢转。即，缆线块杆被固定至缆线附连架，且必须推靠换挡器的壁，以产生扭转カ矩，从而迫使缆线附连架枢转。因此，存在有机会开发ー种换挡器，该换挡器能够通过使用缆线块杆和缆线附连架提供机械和电子促动两者至变速器，该缆线块杆和缆线附连架彼此分立，使得缆线块杆自身推动缆线附连架枢转，以提供机械促动。此外，存在有机会开发ー种换挡器，其中当换挡器电子地促动变速器时，缆线块杆自身阻止缆线附连架在车辆的驾驶者意图之外非预期地移动出位置。
发明内容
本发明提供ー种换挡器组件，用于通过控制线缆的移动提供机械促动至车辆的变速器，以及用于提供电子促动至车辆的变速器。该换挡器组件包括机架和联接至机架的换挡器杆。换挡器杆能够以第一模式绕第一轴线枢转，以提供机械促动至变速器，且以第二模式枢转，以提供电子促动至变速器。换挡器组件还包括联接至机架的臂，且可绕第一轴线同时与换挡杆一起至少以第一模式枢转。该臂包括第一接合表面和第二接合表面。换挡器组件还包括联接至机架的凸轮，且可绕从第一轴线隔开的第二轴线在第一位置和第二位置之间枢转，以移动控制线缆，从而机械地促动变速器。在换挡杆以第一模式枢转时，臂的第一接合表面促动凸轮在第一和第二位置之间移动，使得壁在凸轮绕第二轴线枢转时绕第一轴线同时地枢转，以移动控制线缆且提供机械促动至变速器。在换挡杆以第二模式枢转时，壁的第二接合表面邻接凸轮，使得该臂绕第一轴线枢转而凸轮保持静止。此外，提供了ー种操作换挡器组件的方法。该方法包括同步地将换挡杆和壁绕第一轴线以第一模式枢转的步骤，以提供机械促动至变速器，并将臂的第一接合表面和凸轮接合的步骤，以在臂以第一模式枢转的同时将凸轮绕第二轴线同时转动。该方法还包括将换挡杆绕第一轴线以第二模式枢转的步骤，以提供电子促动至变速器。此外，该方法还包括将臂的第二接合表面抵靠凸轮的步骤，以阻止凸轮在换挡杆以第二模式枢转期间的运动。因此，换挡器组件提供机械和电子促动两者至变速器，其中换挡器组件的臂和凸轮彼此分立，且臂促动凸轮枢转以提供机械促动，以及臂也在换挡器组件处在第二模式中时，阻止凸轮在车辆的驾驶者意图之外非预期地移动出位置，并由此降低变速器被损坏的可能性。
本发明的优势容易被理解，并且在结合附图时通过參照下文中详尽的描述被更好地理解。图1是根据本发明第一实施例的包括处在泊车位置中的换挡杆和处在第一位置中的凸轮的换挡器组件的侧视图；图2是示出了根据本发明的第一实施例的换挡器组件的分解视图；图3是根据本发明第一实施例的换挡杆处在倒挡位置中且凸轮处在第二位置中的换挡器组件的侧视图；图4是根据本发明第一实施例的换挡杆处在空挡位置中的换挡器组件的侧视图；图5是根据本发明第一实施例的换挡杆处在行车位置中的换挡器组件的侧视图；图6是适应换挡器杆的运动的第一换挡路径、第二换挡路径和第三换挡路径的平面视图；图7是根据本发明第二实施例的换挡杆处在泊车位置中且凸轮处在第一位置中的换挡器组件的侧视图；图8是根据本发明第二实施例的包括处在倒挡位置中的换挡杆的换挡器组件的侧视图；图9是根据本发明第二实施例的换挡杆处在空挡位置中的换挡器组件的侧视图。
具体实施例方式參见附图，其中相似的附图标记贯穿若干幅附图标示相同或相似的零件，换挡器组件10在图1-5和7-9中大致地示出。换挡器组件10和车辆的变速器一起使用。具体地，换挡器组件10通过控制线缆12的运动提供机械促动至车辆的变速器。此外，换挡器组件10提供电子促动至车辆的变速器。
换挡器组件10包括机架14，该机架14可进ー步包括基部16。如图2所示，机架14还可包括联接至基部16的壳体18，且更特别地布置在基部16之上。出于示例目的，机架14的壳体18在图1、3-5以及7-9中被移除。机架14还可包括部分地布置在壳体18上、且联接至壳体18和基部16的罩19。将理解机架14可为收纳换挡器组件10的构件的任意构造。换挡器组件10还包括换挡器杆20，该换挡器杆20联接至机架14且可绕第一轴线22以第一模式枢转，以提供机械促动至变速器。此外，换挡杆20可绕第一轴线22以第ニ模式枢转，以提供电子促动至变速器。特别地，在换挡杆20以第一模式枢转时通过控制线缆12的运动提供变速器的机械促动。将在下文中更详尽地描述第一模式和第二模式。如上所述，换挡杆20可绕第一轴线22枢转。在一个实施例中，如图1-5所示，换挡杆20绕第一轴线相对于第一轴24枢转。第一轴24包括第一远端26和与第一远端26相对地间隔开的第二远端28。第一轴24的第一远端26和第二远端28联接至机架14的壳体18。换挡杆20可限定出用于接收第一轴24的空洞30。这样的话，换挡杆20可绕第一轴线22枢转，且通过第一轴24联接至机架14。在另ー实施例中，如图7-9所示，换挡杆20绕第一轴线相对于球29枢转。该球29由承窝31支撑且在承窝31中转动。大致地，承窝31联接至机架14且相对于机架14保持静止。第一轴线22大致相对于球29的球心限定，使得第一轴线22和球心相交。换挡杆20可根据任意合适的方法联接至球29。将理解换挡杆20可绕根据此处未具体地说明的其他构造的第一轴线22枢转，而不背离本发明的范围。此外，第一轴线22的位置不需要相对于机架14和/或换挡杆20保持静止或固定。即，第一轴线22的位置可相应于换挡器组件10的构件(例如换挡器杆20)等的移动而移动。换挡器组件10还包括联接至机架14的臂32，且可绕第一轴线22和换挡杆20 —起至少以第一模式枢转。臂32和换挡杆20两者都关于第一轴线22布置且可绕其枢转。在一个实施例中，如图1-5所示，臂32限定出孔34，且第一轴24布置为穿过臂32的孔34。在另ー实施例中，如图7-9所示，臂32限定出至少ー个远端凸片33，且球29限定出至少ー个空腔，用于收纳该远端凸片33。臂32的远端凸片33可根据任意合适的方法联接至球29。在任一实施例中，臂32和换挡杆20两者都关于第一轴线22布置且可绕其枢转。臂32可根据多种方法联接至机架14。在一示例中，臂32可通过绕第一轴24布置而联接至机架14。替换地，臂32可通过被联接至球29而联接至机架14。机架14也可包括用于将臂32联接至机架14的导向结构部。例如，如图7-9所示，机架14限定出导向沟道35a且臂32限定出凸起部35b，该凸起部滑动地布置在导向沟道35a中，以将臂32沿预定的导向路径引导、和/或阻止臂32和换挡器组件10的其他构件旋转。臂32和换挡杆20可同时绕第一轴线22可枢转。在一个实施例中，如图2所示，臂32包括邻近机架14的基部16的卡持件36。卡持件36包括一对凸缘37，其从臂32延伸出，其中凸缘37对限定出间隙39。换挡杆20选择地布置在间隙39中，并由此接合卡持件36。换挡杆20选择地接合卡持件36，使得臂32可至少相应于换挡杆20以至少第一模式的移动和换挡杆20 —起枢转。将理解换挡杆20可使用任意合适的方法选择性地接合臂32而不背离本发明的范围。例如，在另ー实施例中，换挡杆20 (而不是壁32)可包括卡持件36。在另ー实施例中，换挡杆20持续地接合臂32，使得臂32可相应于换挡杆20以第一模式和第二模式的移动，和换挡杆20同时枢转。换挡器组件10还包括联接至机架14的凸轮38，该凸轮38可绕从第一轴线22隔开的第二轴线40在第一位置和第二位置之间枢转，以移动控制线缆12，从而机械地促动变速器。特别地，凸轮38可绕第二轴42枢转。在一个实施例中，凸轮38在图1中示出为处在第一位置，且在图3-5中示出为处在第二位置。在另ー实施例中，凸轮38在图7中示出为处在第一位置，且在图8和9中示出为处在第二位置。凸轮38限定出ー开ロ 44，以收纳第二轴42。第二轴42包括第一横端46和与第一横端46相对地间隔开的第二横端48。第ニ轴42的第一横端46和第二横端48可联接至机架14的壳体18。这样的话，凸轮38可绕第二轴线40枢转，且联接至机架14。臂32从凸轮38隔开，使得臂32至少在换挡杆20以第二模式枢转时独立于凸轮38绕第一轴线22旋转。如上所述，臂32可绕第一轴线22枢转，而凸轮38可绕第二轴线40枢转。第二轴线40从第一轴线22间隔开。臂32和凸轮38的隔开允许臂32直接推动凸轮38枢转以提供机械促动，且当换挡器组件10在第二模式中时，允许臂32阻止凸轮38在车辆的驾驶者意图之外非预期地移动出位置。大致地，第一轴线22和第二轴线40布置为基本彼此平行。但是，将理解第一轴线22和第二轴线40可以任意其他合适的方式对齐和/或隔开。如上所述，凸轮38可在第一位置和第二位置之间枢转，以移动控制线缆12，从而机械地促动变速器。控制线缆12可具有第一端部50和与第一端部50相対的第二端部。控制线缆12的第一端部50联接至换挡器组件10。特别地，控制线缆12的第一端部50联接至凸轮38。控制线缆12的第二端部大致联接至变速器。出于简明的目的，附图中未示出控制线缆12的第二端部。在凸轮38在第一位置和第二位置之间枢转时，控制线缆12的第一端部50将响应于凸轮38的移动而移动。继而，控制线缆12将产生推力或拉力，以机械地促动变速器。因此，凸轮38可在第一位置和第二位置之间枢转，以移动控制线缆12，从而机械地促动变速器。臂32包括第一接合表面52。根据ー个实施例，如图1-5所示，臂32包括从臂32横跨第一轴线22延伸的延伸部54。延伸部54大致布置在第一轴线22和第二轴线40之间，且从臂32朝向凸轮38延伸。延伸部54包括具有弧形构造的正面56。延伸部54还包括布置为邻近正面56的底面58。延伸部54还包括布置为邻近正面56的顶面60。顶面60布置为和底面58相対。这样的话，正面56布置在顶面50和底面58之间。顶面60和底面58大致具有形状设定的表面，以允许臂32和凸轮38之间的平滑接合，如将在下文中描述的。但是，将理解顶面60和底面58可为任何合适的表面，以促进臂32和凸轮38之间的接合。此外，正面56可为任何合适的构造，诸如具有形状设定的构造等。在该实施例中，延伸部54的顶面60和底面58限定出第一接合表面52。如将在下文中更详尽地描述的，壁32的第一接合表面52在换挡杆20以第一模式枢转时推动凸轮38在第一和第二位置之间移动。正面56、底面58和顶面60 —起限定出延伸部54的矩形构造。但是，将理解延伸部54可为任何合适的构造。臂32还包括第二接合表面62。根据图1_5中示出的实施例，臂32包括布置为靠近延伸部54的第一轮廓64。第一轮廓64布置为靠近延伸部54的底面58。第一轮廓64大致面对凸轮38且具有弧形构造。在该实施例中，臂32的第一轮廓64和延伸部54的正面56限定出第二接合表面62。如将在下文中更详尽地讨论的，臂32的第二接合表面62在换挡杆20以第二模式枢转时邻接凸轮38，使得该臂32绕第一轴线22枢转而凸轮38保持静止。在图1-5中的实施例中，凸轮38限定出沟槽66，其中臂32的延伸部54接合沟槽
66。沟槽66大致布置在第一轴线22和第二轴线40之间。沟槽66由凸轮38的顶部边沿68和底部边沿70限定。如图1所示，换挡杆20处在泊车“P”位置中，此时凸轮38的顶部边沿68邻接延伸部54的顶面60，且凸轮38的底部边沿70邻接延伸部54的底面58。这样的话，凸轮38的顶部边沿68和底部边沿70布置为彼此邻近。在图1-5中的实施例中，沟槽66进ー步由凸轮38的前部边沿72限定。凸轮38的前部边沿72布置为邻近顶部边沿68。这样的话，顶部边沿68布置在前部边沿72和底边沿70之间。前部边沿72大致具有弧形构造且面对臂32。在第一模式中，臂32的延伸部54布置在凸轮38的沟槽66中，其中凸轮38的顶部边沿68邻接延伸部54的顶面60，且凸轮38的底部边沿70邻接延伸部54的底面58。此外，凸轮38的前部边沿72邻接臂32，使得凸轮38牢固地配合为抵靠臂32,以将凸轮38固定在第一模式中。根据另ー实施例，如图7-9中所示，臂32，而不是凸轮38，限定出沟槽66，且凸轮38，而不是臂32，包括延伸部54。凸轮38的延伸部54接合臂32的沟槽66。出于简明的目的，图1-5中的实施例和图7-9中的实施例之间一致的延伸部54和沟槽66的特征使用一致的术语进行描述。即使在图1-5中的实施例中延伸部54和臂32相关而在图7-9中的实施例中和相关亦是如此，且即使在图1-5中的实施例中沟槽66和凸轮38相关而在图7-9中的实施例中和臂32相关亦是如此。根据图7-9中的实施例，凸轮38的延伸部54从凸轮38朝向臂32延伸。凸轮38的延伸部54包括正面56，其优选地具有弧形或形状设定的沟槽。凸轮38的延伸部54还包括底面58和顶面60，其各自布置为邻近正面56。顶面60和底面58相反设置，使得正面56设置在顶面60和底面58之间。顶面60和底面58可具有任意合适的轮廓，以促进凸轮38和臂32之间的邻接。在图7-9中的实施例中，凸轮38的延伸部54接合臂32的沟槽66。臂32包括顶部边沿68和底部边沿70，其布置为彼此邻近。臂32的沟槽66由顶部边沿68和底部边沿70限定出。在该实施例中，臂32的顶边沿68和底边沿70限定出第一接合表面52。在图7中，换挡杆20处在泊车“P”位置中，其中臂32的顶部边沿68邻接延伸部54的顶面60，而臂32的底部边沿70邻接延伸部54的底面58。和图1-5中示出的实施例ー样，臂32包括图7-9中的实施例中的第一轮廓64。第ー轮廓64布置为靠近凸轮38的延伸部54。第一轮廓64大致面对凸轮38且具有弧形构造。在图7-9中的实施例中，臂32的第一轮廓64限定出第二接合表面62。臂32的第二接合表面62在换挡杆20以第二模式枢转时邻接凸轮38，使得该臂32绕第一轴线22枢转而凸轮38保持静止，如在下文中更详尽的描述。在图8中，换挡杆20处在倒挡“R”位置中，其中臂32的第一轮廓64邻接凸轮38的延伸部54的正面56。臂32的第一接合表面52推动凸轮38在换挡杆20以第一模式枢转时在第一和第二位置之间移动，使得臂32在凸轮38绕第二轴线40枢转时绕第一轴线22同时地枢转，以移动控制线缆12且提供机械促动至变速器。在图3中示出的实施例中，换挡杆20处在倒挡”R”位置中，其中臂32的第一接合表面52和凸轮38的沟槽66相互作用。特别地，臂32的延伸部54的顶面60邻接凸轮38的顶部边沿68，以在换挡杆20沿第一方向以第一模式枢转时推动凸轮38从第一位置移动至第二位置。在图8中示出的实施例中，换挡杆20处在倒挡“R”位置中，其中臂32的第一接合表面52和凸轮38的延伸部54相互作用。特别地，凸轮32的沟槽66的顶部边沿68邻接凸轮38的延伸部54的顶面60，以在换挡杆20沿第一方向以第一模式枢转时推动凸轮38从第一位置移动至第二位置。换挡杆20沿第一方向的枢转被宽泛地理解为包括换挡杆20从车辆的前部至车辆的尾部的线性移动。例如，在换挡杆20从泊车位置移动至倒挡位置时换挡杆20沿第一方向枢转。但是，换挡杆20可沿根据此处没有具体地描述的任意其他路径或方向的第一方向移动，而不背离本发明的范围。在图1-5中的实施例中，延伸部54的底面58邻接凸轮38的底部边沿70，在换挡杆20沿第二方向以第一模式枢转时推动凸轮38从第二位置移动至第一位置。类似地，在图7-9中的实施例中，在换挡杆20沿第二方向以第一模式枢转时，臂32的沟槽66的底部边沿70紧靠凸轮38的延伸部54的底面58，推动凸轮38从第二位置移动至第一位置。在两者中的任一实施例中，在换挡杆20以第一模式枢转时产生臂32的第一接合表面52和凸轮38之间的接合。换挡杆20沿第二方向的枢转被宽泛地理解为包括换挡杆20和第一方向相反(即从车辆的尾部至车辆的前部)的线性移动。例如，当换挡杆20从倒挡位置移动至泊车位置吋，换挡杆20沿第二方向枢转。但是，换挡杆20可沿根据此处为具体地描述的任意其他路径或方向的第二方向移动，而不背离本发明的范围。在凸轮38在第一位置和第二位置之间枢转时，控制缆线12响应于凸轮38移动，以继而提供机械促动至变速器。对于图1-5中的实施例中，凸轮38在图1中示出为处在第一位置，且在图3-5中示出为处在第二位置。对于图7-9中的实施例中，凸轮38在图7中示出为处在第一位置，且在图8和9中示出为处在第二位置。因此，换挡杆20、臂32和凸轮38之间的相互作用表明在换挡杆20以第一模式枢转时，换挡器组件10通过控制缆线12的移动而提供机械促动至变速器。将理解没有ー个换挡杆20的单个位置被排他地限制至第一模式或第二模式中的ー种。换句话说，换挡杆20的位置可为第一模式的一部分，其中换挡器组件10提供机械促动，且作为第二模式的一部分，其中换挡器组件10提供电子促动。如上所述，臂32绕第一轴线22枢转，而同时凸轮38绕第二轴线40枢转。特别地，如图1-5中的实施例中表明的，臂32可绕第一轴线22沿第一方向旋转，而在臂32的第一接合表面52推动凸轮38在第一位置和第二位置之间移动吋，凸轮38可绕第二轴线40沿与第一方向相反的第二方向旋转。例如，相对于视图中的取向，臂32的第一方向可为顺时针的，而凸轮38的第二方向可为逆时针的，反之亦然。替换地，如图7-9中的实施例中表明的，在臂32的第一接合表面52推动凸轮38在第一和第二位置之间移动时,臂32可绕第一轴线22沿第一方向旋转且凸轮38可绕第二轴线40沿相同的第一方向旋转。例如，臂32以及凸轮38的第一和第二方向分别可都为顺时针或逆时针。如上所述，臂32的第二接合表面62在换挡杆20以第二模式枢转时邻接凸轮38，使得该臂32绕第一轴线22枢转而凸轮38保持静止。特别地，在图1-5中的实施例中，在换挡杆20以第二模式枢转时延伸部54的正面56邻接凸轮38的前部边沿72，从而臂32绕第一轴线22旋转而凸轮38保持静止。特别地，延伸部54的正面56在第一接触点处邻接凸轮38的前部边沿72。附加地，凸轮38包括布置为邻近凸轮38的底部边沿70的第二轮廓74。第二轮廓74大致面对臂32且具有对应于臂32的第一轮廓64的弧形构造的弧形构造。臂32的第一轮廓64在换挡杆20以第二模式枢转时邻接凸轮38的第二轮廓74，使得该臂32绕第一轴线22枢转而凸轮38保持静止。具体地，臂32的第一轮廓64在第二接触点处邻接凸轮38的第二轮廓74。因此，在换挡杆20以第二模式枢转时，由于臂32在第一和第二接触点处邻接凸轮38，凸轮38被阻止有效地枢转。在图7-9中的实施例中，在换挡杆20以第二模式枢转时，臂32的第一轮廓64邻接凸轮38的延伸部54的正面56，使得臂32绕第一轴线22枢转而凸轮38保持静止。特别地，延伸部54的正面56在第一接触点出邻接臂32的第一轮廓64。臂32的第一轮廓64大致面对凸轮38，且具有对应于凸轮38的延伸部54的正面56的弧形构造的弧形构造。此夕卜，臂32的第一轮廓64在第二接触点处邻接凸轮38。具体地，如图7-9所示，臂32的第ー轮廓64是细长的且邻近凸轮38的第二轮廓74延伸。出于简明的目的，凸轮38的第二轮廓74在图1-5中的实施例和图7-9中的实施例之间被一致地限定。臂32的突出部35b从臂32的第一轮廓54开始延伸。在换挡杆20以第二模式枢转时，臂32的突起部35b在第二接触点处邻接凸轮38的第二轮廓74，使得臂32绕第一轴线22枢转，而凸轮38保持静止。在该实施例中，接触的第二点可取决于换挡杆20以第二模式枢转时凸起部35b在导向沟道35a中的位置。相应地，在换挡杆20以第二模式枢转时，由于臂32在第一和第二接触点处邻接凸轮38，凸轮38被阻止有效地枢转。如上文所述，在换挡杆20以第二模式枢转时，臂32绕第一轴线22枢转而凸轮38保持静止。如图3-5中的实施例所示，和/或如图8和9中的实施例所示，臂32的第二接合表面62邻接凸轮38，以阻止凸轮38以第二模式枢转。因此，联接至凸轮38的控制缆线12保持静止，这是因为凸轮38保持静止。因此，臂32阻止凸轮38非故意地移动出位置。继而，控制缆线12被阻止在车辆的驾驶者不知情时换挡且产生推力或拉カ以促动变速器。在图3-5以及8-9中，换挡器组件10大致示出为具有处于第二模式的换挡杆20。具体地，在图4中，换挡杆20处在空挡“N”位置中，而在图5中，换挡杆20处在行车“D”位置中。在图3-5中，臂32的第二接合表面62 (即第一轮廓64和延伸部54的正面56)同时且持续地以第二模式邻接凸轮38。但是，将理解凸轮38可相对于第二接合表面62略微移动，只要控制缆线12不提供至变速器的任何有意义的促动。换句话说，臂32的第二接合表面62不需要以第二模式在两个接触点处同时且持续地邻接凸轮38。例如，在图8中，臂32的第二接合表面62 (即第一轮廓64)可以第二模式在任意给定的时刻仅在两个接触点中的一个处邻接凸轮38。但是，当在第二模式中吋，凸轮38可相对于第二接合表面62仅略微地移动，而仍被阻止有效地枢转，从而防止任何机械促动至变速器。在图1和3中的实施例中，延伸部54的正面56具有弧形构造，且限定出具有位于第一轴线22处的中心的第一曲率半径。此外，凸轮38的前部边沿72具有对应于正面56的弧形构造的弧形构造。当在第二模式中时，弧形前部边沿72和弧形正面56的第一曲率半径对齐。换句话说，在第二模式中，凸轮38在第二位置中，而凸轮38的前部边沿72布置为使得该前部边沿72和第一曲率半径对齐。弧形正面56接合弧形前部边沿72，以阻止凸轮38沿第一方向的运动。从图1和3中示出的角度看，凸轮38的第一方向是顺时针方向，且弧形正面56在第二模式中阻止凸轮38沿顺时针方向枢转。在图7-9中的实施例中，臂32的第一轮廓64具有弧形构造且限定出具有位于第ー轴线22处的中心的第一曲率半径。此外，凸轮38的延伸部54的正面56具有对应于第ー轮廓64的弧形构造的弧形构造。当处在第二模式中时，弧形正面56和弧形第一轮廓64的第一曲率半径对齐。换句话说，在第二模式中，凸轮38处在第二位置中且凸轮38的延伸部54的正面56布置为使得正面56和第一曲率半径对齐。弧形第一轮廓64接合弧形正面56，以阻止凸轮38沿第一方向的运动。从图8-9中示出的角度观察，凸轮38的第一方向是逆时针方向且弧形第一轮廓64在第二模式中阻止凸轮38沿逆时针方向枢转。此外，在图1和3的实施例中，臂32的第一轮廓64具有弧形构造且限定出具有位于第一轴线22处的中心的第二曲率半径。类似地，凸轮38的第二轮廓74具有对应于第一轮廓64的弧形构造的弧形构造。当处在第二模式中时，弧形第二轮廓74和弧形第一轮廓64的第二曲率半径对齐。换句话说，在第二模式中时，凸轮38处在第二位置中且第二轮廓74布置为使得弧形第二轮廓74和第二曲率半径对齐。这样的话，弧形第一轮廓64和弧形第二轮廓74在第二模式中与第二曲率半径对齐。弧形第一构造64接合弧形第二轮廓74，以阻止凸轮38沿与第一方向相反的第二方向的运动。从图1和3中示出的角度观察，凸轮38的第二方向是逆时针方向，且弧形第一轮廓64在第二模式中阻止凸轮38沿逆时针方向的枢转。在图1和3的实施例中，延伸部54弧形正面56接合凸轮38的弧形前部边沿72，以阻止凸轮38同时沿第一方向的运动，而臂32的弧形第一轮廓64接合凸轮38的弧形第ニ轮廓74，以阻止凸轮38沿第二方向的运动。这样的话，凸轮38被阻止在第一和第二位置之间有效地枢转，以在臂32绕第一轴线22枢转时阻止控制缆线12的运动。换句话说，在第二模式中，延伸部54的正面56和凸轮38的前部边沿72和第一曲率半径对齐，且弧形第ー轮廓64和弧形第二轮廓74与第二曲率半径对齐。这样的话，臂32通过阻止控制缆线12的运动而阻止凸轮38有效地转动，这是因为延伸部54的正面56邻接凸轮38的前部边沿72，而臂32的第一轮廓64邻接凸轮38的第二轮廓74。继而，臂32阻止凸轮38有效地枢转以提供机械促动而同时绕第一轴线22以第二模式枢转而不干渉凸轮38。特别地，臂32的第二接合表面62能够不和凸轮38的沟槽66接触，使得臂32绕第一轴线22枢转而凸轮38保持静止。在图7-9中的实施例中，臂32的弧形第一轮廓64接合凸轮38的延伸部54的弧形正面56，以阻止凸轮38沿第一方向的运动，而同时臂32的弧形第一轮廓64接合凸轮38的第二轮廓74，以阻止凸轮38沿第二方向的运动。这样的话，凸轮38被阻止在第一和第二位置之间有效地枢转，以在臂32绕第一轴线22枢转时阻止控制缆线12的运动。换句话说，在第二模式中，臂32的弧形第一轮廓64和凸轮38的延伸部54的弧形正面56与第一曲率半径对齐。臂32阻止凸轮38有效地枢转，这是因为臂32的弧形第一轮廓64和从弧形第一轮廓64延伸出的突起部35b分别通过邻接凸轮38的延伸部54的弧形正面56和凸轮38的第二轮廓74而保持凸轮38。在任一实施例中，臂32阻止凸轮38有效地枢转以提供机械促动，且同时能够绕第ー轴线22枢转而不干渉凸轮38。S卩，臂32的第二接合表面62能够脱开凸轮38，使得臂32绕第一轴线22枢转而凸轮38保持静止。具体地，在图3中的实施例中，臂32的延伸部54的弧形正面56和臂32的弧形第一轮廓64能够脱开凸轮38的沟槽66。类似地，在图8_9中的实施例中，臂32的弧形第一轮廓56能够脱开凸轮38的延伸部54的弧形正面56。本发明可具有任意合适的几何形状，以实现允许臂32阻止凸轮38枢转且同时能够枢转而不干渉凸轮38。例如，第一轴线22和第二轴线40可根据预订的距离从彼此横向和/或垂直地间隔开。此外，臂32和/或凸轮38可根据分别从第一和第二轴线22、40起的预定的距离而延伸。因此，凸轮38和臂32的构件可具有任意合适的构造，使得臂32和凸轮38允许各种不同的曲率半径，以实现根据本发明的前述目标。再次地，将理解尽管当换挡杆20以第二模式枢转时，第二接合表面62从凸轮38脱开，第二接合表面62将仍然邻接凸轮38，以在换挡杆20以第二模式枢转时阻止凸轮38绕第二轴线40枢转。此外，将理解凸轮32的第二接合表面62将根据任意合适的方式从凸轮38脱开。例如，臂32可根据任意合适的线性、曲线、或曲-线性路径脱开凸轮38。如在图6中所示，换挡器组件10还包括第一换挡路径76。大致地，机架的罩19限定出门77，其中换挡杆20布置为穿过门77。换挡杆20可沿第一换挡路径76移动，使得第ー换挡路径76大致收纳换挡杆20的移动。第一换挡路径76至少包括泊车位置“P”、倒挡位置“ R”、空挡位置“ N”和行车位置“ D”。将理解第一换挡路径76可包括其他位置，例如，第一低速挡位置“LI”、第二低速挡位置“L2”、超驰(overdrive)位置“0D”等。当换挡杆20以第一模式枢转时，变速器的机械促动发生在第一路径76中。具体地,换挡杆20可以第一模式在泊车位置以及至少ー个其他位置之间枢转。例如，当换挡杆20在泊车位置和倒档位置之间枢转吋，换挡器组件10可提供机械促动至变速器。此外，当换挡杆20在多于两个位置之间枢转吋，换挡器组件10可示例性地提供机械促动至变速器。例如，当换挡杆29在泊车位置和倒挡位置之间枢转，以及在倒挡位置和空挡位置之间枢转时可提供机械促动。在其中当换挡杆20枢转进入/移出泊车位置中时换挡器组件10排他地提供电子促动至变速器的实施例中，换挡器组件10特别地有优势。主要地，在功率损失至车辆的事件中，变速器的电子促动不可用。但是，由于换挡器组件10可独立于电子促动之外提供机械促动至变速器，在功率损失中换挡器组件10仍然能够提供机械促动至变速器。具体地，如果车辆的变速器处在泊车位置中且车辆必须在功率损失中被拖动，变速器可被机械地促动以允许车辆从泊车位置脱开，使得车辆可移动。此外，特别重要的是换挡器组件10可靠地促动变速器进入/移出泊车位置。尽管电子促动允许换挡器组件10被使用更少的构件制造，机械促动倾向于较至变速器的电子促动更可靠。将理解在大部分时间中换挡器组件10将更可能处在泊车位置中。但是车辆常常在泊车位置中不载有人。如果未载人的车辆损失功率而换挡器组件10处在泊车位置中，存在有可能性未载人的车辆可能在没有驾驶者的情况下滚动。类似地，如果车辆损失功率而换挡器组件10处在泊车位置之外的位置中(诸如空挡位置)，则换挡器组件10将不能促动车辆的变速器进入泊车。这样的话，通过提供机械促动进入/移出泊车位置，在全部其他的位置被电子促动时，换挡器组件10可被使用更少的构件制造，而仍然提供在邻接环境中需要的可靠性，诸如促动变速器进入/移出泊车位置。此外，当换挡杆20以第二模式枢转时，变速器的电子促动发生在第一换挡路径76中。具体地，换挡杆20可以第二模式在倒挡位置和至少ー个其他位置之间枢转。例如，当换挡杆20在倒挡位置和空挡位置之间枢转吋，换挡器组件10可提供电子促动至变速器。此夕卜，当换挡杆20在多于两个位置之间枢转吋，换挡器组件10可示例性地提供电子促动至变速器。例如，当换挡杆20从倒挡位置枢转至空挡位置，以及从空挡位置枢转至行车位置中时，可提供电子促动。换挡器组件10还包括第二路径78，其与第一换挡路径76大致平行。换挡路径20可跨第三换挡路径80在第一换挡路径76和第二换挡路径78之间移动，该第三换挡路径80横截第一和第二换挡路径76、78。第三换挡路径80连接第一和第二换挡路径76、78。具体地，换挡杆20可从第一换挡路径76移动通过从行车位置起的第三换挡路径80。但是，将理解换挡杆20可从第一换挡路径76移动通过自任意位置起的第三换挡路径80。也将理解当换挡杆20以第一模式枢转时，变速器的机械促动可发生在第一、第二和/或第三换挡路径
76、78、80。此外，当换挡杆20以第二模式枢转时，变速器的电子促动可发生在第一、第二和第三换挡路径76、78、80中。在图6中，区域82限定出换挡杆20关于第一、第二和第三路径76、78、80在何处处在第二模式中。区域82是想象出的參照区域，其仅提供为示出第二模式，并不意图将第二模式限定至区域82。换挡杆20和臂32可变成为脱开的，使得当换挡杆20在第二和第三换挡路径78、80中移动时，换挡杆20独立于臂32移动。在图2中的实施例中，换挡杆20可绕枢转栓84枢转，以允许换挡杆20跨第三换挡路径80枢转。枢转栓84布置为横截第一轴线22，以允许换挡杆20关于第一换挡路径76并朝向第二换挡路径78横截地枢转。当换挡杆20绕枢转栓84跨第三换挡路径80枢转时，换挡杆20脱开卡持件36。继而，臂32和换挡杆20不再同时绕第一轴线22枢转。因此，换挡杆20独立于臂32移动。类似地，在图7-9中的实施例中，换挡杆20关于球29枢转，以允许换挡杆20跨第三路径80枢转。此后，换挡杆20可根据任意合适的方法脱开臂32，包括由图2中的实施例示出的方法将理解换挡杆20和臂32可在换挡器组件10以第一和/或第二模式的操作中保持接合。此外，换挡杆20和臂32可在换挡器组件10以第一、第二和/或第三换挡路径76、
78、80中的操作中保持接合。第二路径78包括手自一体(manumatic)模式，其中当换挡杆20以手自一体模式枢转时，换挡器组件10电子促动变速器。手自一体模式大致具有向上换挡“ + ”位置和向下换挡“-”位置。手自一体模式通过将换挡杆20累进地朝向向上换挡位置或向下换挡位置移动，而允许变速器被分别向上或向下换ー挡。如上所述，当换挡杆20以第二模式枢转时变速器被电子地促动。在一个实施例中，换挡杆20的相对位置由联接至机架14的PCB子组件86感知。特别地，磁体88可联接至换挡杆20，且可相对于换挡杆20绕第一轴线22的移动而移动。当换挡杆20枢转吋，PCB子组件86电磁地感知磁体88的移动。PCB子组件86产生对应于换挡杆20的相对位置的电信号，并将该电信号发送至控制单元。控制单元接收且处理该电子信号，并命令变速器促动进入对应于由PCB子组件86感知的换挡杆20的相对位置的挡位位置中。但是，将理解换挡杆20的相对位置可根据任意合适的电子感知系统被感知，而不背离本发明的范围。本发明还提供操作换挡器组件10的方法。如上所述，换挡器组件10包括换挡杆20和绕第一轴线22布置的臂32。臂32具有第一接合表面52和第二接合表面62。凸轮38绕和第一轴线22间隔开的第二轴线22布置。
该方法还包括将换挡杆20和壁32同时绕第一轴线22以第一模式枢转的步骤，以提供机械促动至变速器。具体地，换挡杆20接合臂32。在一个实施例中，换挡杆20通过进入由卡持件36限定出的间隙39选择地接合卡持件36。一旦换挡杆20和臂32接合，换挡杆20和臂32同时地绕第一轴线22以第一模式枢转，以提供机械促动至变速器。例如，臂32的卡持件36和换挡杆20之间的接合相应于换挡杆20以第一模式的移动迫使臂32和换挡杆20同步地枢转。该方法还包括将臂32的第一接合表面52和凸轮38接合的步骤，以在臂32以第一模式枢转的同时凸轮38绕第二轴线40同时地转动。具体地，臂32绕第一轴线22沿第一方向转动，且由于臂32的第一接合表面52接合凸轮38，凸轮38绕第二轴线40沿第二方向转动。当凸轮38绕第二轴线40转动时，凸轮38将在第一位置和第二位置之间移动。联接至凸轮38的控制缆线12将响应于凸轮38在第一和第二位置之间的移动而换挡。继而，控制线缆12将产生推力或拉力，以机械地促动变速器。该方法还包括将换挡杆20绕第一轴线22以第二模式枢转的步骤，以提供电子促动至变速器。在一个示例中，换挡杆20和臂32脱开，且在换挡杆20以第二模式枢转时换挡杆20独立于臂32移动。因此，仅换挡杆20绕第一轴线22以第二模式枢转，而臂32保持静止。替代地，换挡杆20和臂32两者同时地绕第一轴线22以第二模式枢转。臂32从凸轮38隔开，使得臂32至少在换挡杆20以第二模式枢转时独立于凸轮38绕第一轴线22旋转。该方法还包括将臂32的第二接合表面62抵靠凸轮38的步骤，以阻止凸轮38在换挡杆20以第二模式枢转期间的运动。在一个实施例中，换挡杆20枢转而臂32和凸轮38保持静止，其中臂32邻接凸轮38以阻止凸轮38的移动。在另ー实施例中，臂32和换挡杆20两者可同时地绕第一轴线22以第二模式枢转，而凸轮38保持静止。如果臂32绕第一轴线22以第二模式枢转，臂32的第二接合表面62能够脱开凸轮38，使得臂32绕第一轴线22枢转而凸轮38保持静止。本发明的许多特征和优势从说明书中是明显的，且因此所附的权利要求意图覆盖落在本发明的真实的精神和范围中的本发明的全部如此的特征和优势。此外，由于多种改动和变动将对本领域技术人员来说是容易地明显的，并不希望将本发明限制至示出和描述的确切的构造和操作，且相应地，全部合适的改动和其等价物可被认为落在本发明的范围之中。
权利要求
1.一种换挡器组件，用于通过控制缆线的移动提供机械促动至车辆的变速器，且用于提供电子促动至车辆的变速器，所述换挡器组件包括: 机架； 换挡杆，联接至所述机架且能够绕第一轴线以第一模式枢转以提供机械促动至变速器，且能够以第二模式枢转以提供电子促动至变速器； 臂，联接至所述机架且能够绕所述第一轴线同时地与所述换挡杆至少以所述第一模式枢转，且所述臂包括第一接合表面和第二接合表面；和 凸轮，联接至所述机架且能够绕与所述第一轴线间隔开的第二轴线在第一位置和第二位置之间枢转，以移动控制缆线来机械地促动变速器； 其特征在于，在所述换挡杆以所述第一模式枢转时，所述臂的所述第一接合表面推动所述凸轮在所述第一位置和第二位置之间移动，使得所述臂绕所述第一轴线与绕所述第二轴线枢转的所述凸轮同时地枢转，以移动所述控制缆线且提供机械促动至所述变速器，且在所述换挡杆以所述第二模式枢转时，所述臂的所述第二接合表面邻接所述凸轮，使得所述臂绕所述第一轴线枢转而所述凸轮保持静止。
2.按权利要求1所述的换挡器组件，其中所述臂和所述凸轮中的ー个限定出沟槽，且所述臂和所述凸轮中的另ー个包括适于接合所述沟槽的延伸部。
3.按权利要求2所述的换挡器组件，其中所述第一接合表面由所述臂的所述延伸部和所述臂的所述沟槽中的ー个限定。
4.按权利要求2至3中的任意ー项所述的换挡器组件，其中所述臂限定出第一轮廓，所述第一轮廓邻近所述臂的所述延伸部和所述臂的所述沟槽中的ー个布置，且所述第一轮廓限定出所述第二接合表面。
5.按权利要求4所述的换挡器组件，其中所述臂的所述第一轮廓具有弧形构造，且限定出具有位于所述第一轴线处的中心的曲率半径，且所述凸轮具有对应于所述臂的所述第ー轮廓的所述弧形构造的弧形构造，其中在所述第二模式中所述凸轮的所述弧形构造和所述臂的所述弧形的第一轮廓的所述曲率半径对齐。
6.按权利要求1至5中的任意ー项所述的换挡器组件，其中所述臂邻接所述凸轮，以阻止所述凸轮沿第一方向的移动，且所述臂邻接所述凸轮以在所述换挡杆以所述第二模式枢转时阻止所述凸轮沿第二方向的移动。
7.按权利要求4至6中的任意ー项所属的换挡器组件，其中所述臂包括从所述臂的所述第一轮廓延伸出来的突起部，其中所述突起部接合所述凸轮，以阻止所述凸轮沿所述第一方向的移动。
8.按权利要求2至7中的任意ー项所述的换挡器组件，其中所述臂包括所述延伸部，且所述凸轮限定出所述沟槽，其中所述臂的所述延伸部邻接所述凸轮的所述沟槽，以在所述换挡杆沿第一方向以所述第一模式枢转时推动所述凸轮从所述第一位置移动至所述第二位置，且在所述换挡杆沿第二方向以所述第一模式枢转时推动所述凸轮从所述第二位置移动至所述第一位置。
9.按权利要求2至8中的任意ー项所述的换挡器组件，其中所述臂的所述延伸部包括顶面、底面和布置在所述顶面和所述底面之间的正面，其中所述延伸部的所述顶面和所述底面还限定出所述第一接合表面。
10.按权利要求9所述的换挡器组件，其中所述臂的所述延伸部的所述正面具有弧形构造，且限定出具有位于所述第一轴线处的中心的第一曲率半径，且所述凸轮包括前部边沿，其中所述凸轮的所述前部边沿具有对应于所述延伸部的所述正面的所述弧形构造的弧形构造，其中当处在所述第二模式中时所述弧形的前部边沿和所述弧形的正面的所述第一曲率半径对齐，且所述弧形的正面接合所述弧形的前部边沿，以阻止所述凸轮沿所述第一方向的移动。
11.按权利要求10所述的换挡器组件，其中所述臂的所述第一轮廓具有弧形构造，且限定出具有位于所述第一轴线处的中心的第二曲率半径，且所述凸轮具有第二轮廓，其中所述凸轮的所述第二轮廓具有对应于所述臂的所述第一轮廓的所述弧形构造的弧形构造，其中当处在所述第二模式中时所述弧形的第二轮廓和所述弧形的第一轮廓的所述第二曲率半径对齐，且所述弧形的第一轮廓接合所述弧形的第二轮廓以阻止所述凸轮沿所述第二方向的移动。
12.按权利要求2至7中的任意ー项所述的换挡器组件，其中所述臂包括所述沟槽，且所述凸轮限定出所述延伸部，其中所述臂的所述沟槽邻接所述凸轮的所述延伸部，以在所述换挡杆沿第一方向以所述第一模式枢转时，推动所述凸轮从所述第一位置移动至所述第二位置，且在所述换挡杆沿第二方向以所述第二模式枢转时，推动所述凸轮从所述第二移动至所述第一位置。
13.按权利要求2至7和12中任意ー项所述的换挡器组件，其中所述凸轮的所述沟槽由顶部边沿和底部边沿限定出，其中所述沟槽的所述底部边沿和所述顶部边沿限定出所述第一接合表面。
14.根据前述任意一项权利要求所述的换挡器组件，还包括第一换挡路径以及大致平行于所述第一换挡路 径的第二换挡路径，且所述换挡杆能够在所述第一换挡路径和所述第二换挡路径之间跨横截所述第一换挡路径和所述第二换挡路径的第三换挡路径移动，其中在所述换挡杆所述第二换挡路径和所述第三换挡路径中枢转时，所述换挡杆和所述臂脱开，且所述换挡杆独立于所述臂移动。
15.一种操作换挡杆组件的方法，所述换挡杆组件包括换挡杆和绕第一轴线布置的臂，以及绕与第一轴线间隔开的第二轴线布置的凸轮，其中所述臂具有第一接合表面和第二接合表面，所述方法包括步骤: 将所述换挡杆和所述臂同时地绕第一轴线以第一模式枢转，以提供机械促动至变速器； 将所述臂的所述第一接合表面接合所述凸轮，以绕所述第二轴线同时转动所述凸轮，同时所述臂以第一模式枢转； 将所述换挡杆绕所述第一轴线以第二模式枢转，以提供电子促动至所述变速器；和 将所述臂的所述第二接合表面邻接抵靠所述凸轮，以在所述换挡杆以第二模式的枢转中阻止所述凸轮的移动。
16.按权利要求15所述的方法，其中在所述臂的所述第一接合表面接合所述凸轮吋，所述臂绕所述第一轴线沿第一方向转动，且所述凸轮绕所述第二轴线沿与第一方向相反的第二方向转动。
17.按权利要求15所述的方法，其中在所述臂的所述第一接合表面接合所述凸轮吋，所述臂绕所述第一轴线沿第一方向转动，且所述凸轮绕所述第二轴线沿与第一方向类似的第二方向转动。
18.按权利要求15至17中任意一项所述的方法，其中所述臂与所述凸轮隔开，使得在所述换挡杆至少以所述第二模式枢转时，所述臂独立于所述凸轮绕所述第一轴线枢转。
19.按权利要求15至18中任意一项所述的方法，其中所述换挡杆和所述臂绕所述第一轴线以第二模式同时地枢转。
20.按权利要求15至18中任意一项所述的方法，其中在所述换挡杆以第二模式枢转时，所述换挡杆和所述臂脱开， 且所述换挡杆独立于所述臂移动。
全文摘要
本发明公开了一种提供机械和电子促动至变速器的换挡器组件以及操作该换挡器组件的方法。换挡杆能够绕第一轴线以第一模式枢转以提供机械促动，且能够以第二模式枢转以提供电子促动至变速器。臂能够绕第一轴线同时地与换挡杆至少以第一模式枢转。臂包括第一和第二接合表面。该换挡器组件包括凸轮，该凸轮能够绕第二轴线在第一和第二位置之间枢转。当换挡杆以第一模式枢转时第一接合表面推动凸轮在第一和第二位置之间移动。当换挡杆以第二模式枢转时第二接合表面邻接凸轮，使得臂绕第一轴线枢转，而凸轮保持静止。
文档编号F16H61/36GK103089982SQ20121037799
公开日2013年5月8日 申请日期2012年10月8日 优先权日2011年9月30日
发明者杰夫·别豪内克, 肯内特·斯科格瓦德 申请人:康斯博格传动系统第一公司