本公开涉及一种车辆齿轮换挡系统，并且更具体地涉及一种模块化的车辆齿轮换挡器。
背景技术：
传统的齿轮换挡器通常作用为至少将车辆传动系统置于停车、倒车、空挡和行驶状态中。对于某些齿轮换挡器，在将换挡杆移动到不同的位置(即停车、倒车、空挡和行驶)、或者还将齿轮位置改变到另一位置、或甚至到诸如停车位置的预定位置之前，由换挡杆承载的按钮或杆和/或换挡杆的手柄必须首先被致动。传统的齿轮换挡器还可以承载许多其他设计特征，在例如齿轮换挡杆或手柄中的诸如某种形式的位置指示和照亮特征(illuminationfeature)。这样的齿轮换挡器可以包括大量单独的部件，且这些部件之间存在多种移动关系。
需要改进这种复杂的齿轮换挡器，从而例如减少部件的数量，降低制造成本，优化组装，减少公差问题和/或减少不期望的游隙以及提高稳健性和可靠性。
技术实现要素：
在本公开的一个示例性非限制性实施方式中，预组装的齿轮换挡模块适于连接到子结构。预组装的齿轮换挡模块包括盖组件、电路板和功能按钮。电路板附接到盖组件并且包括开关。功能按钮穿过盖组件而暴露并且能操作地连接到开关。
在另一非限制性实施方式中，齿轮换挡模块包括盖组件、电开关、换挡按钮和联动件。电开关被接合到盖组件。换挡按钮穿过盖组件而暴露并由盖组件可滑动地支撑。在操作中，换挡按钮适于沿着线性方向在未按压位置与按压位置之间移动。联动件枢转地连接到盖组件且能操作地在换挡按钮与电开关之间延伸。换挡按钮包括与联动件直接接触的弹性柔性构件，用于减轻换挡按钮与开关之间的无效运动。
除非另外明确指出，否则前述特征和元件可以以各种组合方式组合，而没有排他性。参考下面的描述和附图，这些特征和元件及其操作将变得更加明显。然而，应该理解的是，下面的描述和附图意在本质上为示例性的而非限制性的。
附图说明
从所公开的非限制性实施方式的以下详细描述中，各种特征对于本领域技术人员而言将变得显而易见。伴随详细描述的附图可简要描述为如下：
图1是作为本公开的一个非限制性示例性实施方式的齿轮换挡控制系统的示意图；
图2是齿轮换挡控制系统的齿轮换挡模块的剖视图；
图3是齿轮换挡模块的从下方观察的立体图；
图4是齿轮换挡模块的从外部观察的立体图；
图5是齿轮换挡模块的下盖的从下方观察的立体图；
图6是齿轮换挡模块的推压式按钮的从下方观察的立体图；
图7是齿轮换挡模块的盖的从外部观察的立体图；
图8是齿轮换挡模块的杆的立体图；
图9是齿轮换挡模块的导光件的立体图；
图10是齿轮换挡模块的印刷电路板的从下方观察的立体图；
图11是示出致动器组件的推压式按钮的齿轮换挡模块的局部剖视图；
图12是示出推压式按钮的远端部分的致动器组件的放大剖视图；
图13是印刷电路板的电开关的剖视图；以及
图14是示出按钮的力与轴向位移的关系的曲线图。
具体实施方式
参考图1，示出了作为本公开的一个非限制性实施方式的齿轮换挡控制系统20并且该齿轮换挡控制系统被连接到车辆动力系统的变速器22。齿轮换挡控制系统20可以包括齿轮换挡模块24、杆或子结构26(即，电枢)和控制装置28。在一个实施方式中，齿轮换挡模块24可以是齿轮换挡控制系统20的预组装的、模块化的部件。齿轮换挡模块24由杆26或杆的手柄支撑并固定到杆26或杆的手柄。杆26可以从控制装置28延伸、穿过车辆的内部操纵台30并到达齿轮换挡模块24。在一个实施方式中，杆26可以由控制装置28支撑，和/或通常被枢转地连接到控制装置28。控制装置28适于将杆26的位置关联到所期望的变速器位置和/或功能(即，停车、空挡、倒车、前进等)。在一个实施方式中，控制装置28可以适于机械地将变速器22置于所期望的换挡位置。在另一个实施方式中，控制装置28可以是线控换挡系统的一部分。可进一步设想和理解的是，齿轮换挡模块24可以被固定至杆的手柄，和/或可以是可附接或集成到杆26的手柄的一部分。
参考图2至图4，齿轮换挡模块24作用为车辆操作者与变速器22之间的用户界面。齿轮换挡模块24可以包括盖组件32、致动器组件34、电路板36(例如印刷电路板，pcb)以及导光件38。盖组件32可以包括下盖40(也参见图5)和盖42(也参见图7)。下盖40通常作用为子结构且可以大体上从车辆操作者的视野中隐藏。盖42覆盖下盖40、连接到下盖40并由下盖40支撑。如图4和图7最佳地所示，盖42可以包括可以连续地或选择性地照亮的各种视觉特征(44、46、48)。特征44可以是表示变速器处于倒挡的“r”，特征46可以是表示变速器处于空挡的“n”，以及特征48可以是表示变速器处于行驶的“d”。另外，另一个视觉特征49可以包括表示使变速器齿轮逐级换挡的能力的图形“m”。可设想和理解的是，下盖40和盖42可以被制造成两个单独的可附接件，或者可以例如在塑料单注射或双注射制造工艺(即，模制)中被制造成单一件。
参考图5，盖组件32的下盖40可以包括第一侧50(例如，外侧或顶侧)和相对侧52(例如，下侧)。第一侧50大体上面向盖42，且可以与盖42接触。下盖40还可以包括多个开口(即，标识为53、54、56的三个开口)，这多个开口由每个从相对侧52向外突出的多个相应导管58、60、62所限定。每个导管58、60、62可以被构造成将光线引导到盖42的相应特征44、46、48。在一个实施方式中，导管58、60、62作用为防止旨在照亮一个特征的光线还至少部分地照亮相邻的特征。
参考图2、图3和图10，电路板36可以被附接(例如，卡扣配合、粘附或以其他方式紧固)到盖组件32的下盖40。电路板36可以包括一个面64、一个相对面66(即，面向与面64相反的方向)、至少一个电开关(即，示出为68、70的两个电开关，用于操作冗余)以及多个光源(即，示出为72、74、76、78的四个光源)，所述光源例如可以是发光二极管(led)。光源72、74、76可以被安装到面64，而光源78和开关68、70可以被安装到相对面66。在另一个示例中，所有光源72、74、76、78可以被安装到面64，但是光源72、74、76可以大体上以共同的第一方向发光，且光源78可以以不同的方向发光。
当齿轮换挡模块24被完全组装时，光源72、74、76可以位于相应的开口53、54、56中，且通常被下盖40的相应导管58、60、62遮蔽。在一个实施方式中，导管58、60、62的远端与电路板36的面64接触，或接近电路板36的面64。开关68、70与致动器组件34操作接触，光源78被定位成将光线输出到导光件38中。
参考图2和图4，致动器组件34适于由车辆的操作者致动。一旦致动，那么操作者可以接着通过例如抓住齿轮换挡模块24并移动或枢转齿轮换挡控制系统20的杆26来改变变速器位置，或可以直接将变速器位置从一个位置改变至另一个位置，或改变至特定位置(例如，从行驶“d”到停车“p”)。致动器组件34可以包括按钮80(例如，推压式按钮，也参见图6)和联动件82(也参见图8)。按钮80可以包括衬垫84、至少一个长型引导件86(即，图中示出三个)和至少一个支柱88(即，图中示出两个)。衬垫84可以位于由盖42的边界限定的开口90(参见图7)中，且可以包括穿过盖42暴露的外表面92以及与外表面92相对地定向的内表面94。可设想和理解的是，按钮80可以是被构造成执行各种功能的任何按钮(即，功能按钮)。在所示的实施方式中，按钮80是换挡按钮。按钮80可以是单一件，且可以由塑料(例如，注塑成型塑料)制成。类似地，联动件82可以是单一的单位件，且可以由塑料(例如，注塑成型塑料)制成。
功能按钮80可以作用为将车辆置于停车(即，“p”位置)中，或者可以作用为释放或启用变速器的换挡。在又一个实施方式中，齿轮换挡模块24可以包括通常可离开单一电路板36操作的停车按钮和换挡按钮两者。
在操作中，功能按钮80适于被车辆的操作者压下以执行功能。例如，功能按钮80可以是停车按钮，且被压下以使得能够将车辆从行驶“d”置于停车“p”。按钮80的致动沿着大体上线性的中心线c(参见图4、图6和图11)且在未按压位置与按压位置之间移动。按钮80的支柱88从内表面94纵向向外突出，穿过下盖40，并大体上平行于中心线c。类似地，引导件86从内表面94纵向向外突出，穿过下盖40，并大体上平行于中心线c。
按钮80的引导件86被容纳在相应的通道96中，该通道可以由下盖40的相应支腿98所承载的边界限定，下盖40的相应支腿98从下盖40的相对侧52(即，下侧)向外突出(参见图5)。通过这种方式，下盖40提供按钮80在按压位置与压下位置之间的平滑而线性的致动。
参考图8、图11和图12，致动器组件34的联动件82通常被构造成使按钮80与电开关68、70联动，使得当按钮80沿着中心线c移动时，按钮对联动件82施加压力，导致联动件82致动开关68、70。在一个示例中，联动件82可以是枢转式联动件，且可以包括端部部分100、与端部部分100相对地定向的端部部分102、以及通常位于端部部分100、102之间的中间部分104。中间部分104可枢转地接合到下盖40并关于轴线a枢转地接合。端部部分100与按钮80的支柱88的远端部分106接触，且端部部分102与开关68、70接触。轴线a可以与中心线c径向向外间隔开，且可以大体上垂直于中心线c。
每个支柱88的远端部分106可以包括：弹性柔性构件110，该弹性柔性构件用于占据致动器组件34中的松弛(即，减轻任何无效运动)；以及索引件108，该索引件通常比柔性构件110的弹性更小并且与端部部分100相对。弹性柔性构件110的至少一部分在索引件108的前方并相对于中心线c轴向地间隔开，并且与联动件82的端部部分100直接地、偏置地接触。
在致动器组件34的操作中，且当按钮80处于未按压位置时，每个电开关68、70的偏置构件112(例如螺旋弹簧，参见图13)可以产生力(参见图13中的箭头114)，该力通过联动件82传递并抵靠推压式按钮80的弹性柔性构件110，从而使按钮80偏置于未按压位置或朝向未按压位置偏置。当车辆的操作者压下按钮80时，力(参见图12中的箭头116)被施加到按钮80的衬垫84上，该力超过开关68、70的偏置构件112的反作用力。在这个致动期间，弹性柔性构件110可以轴向移位预定距离，该预定距离可以小于或等于索引件108与弹性柔性构件110之间的轴向间隔。换言之，为了移除游隙，这个柔性几何形状在组装期间干涉配合地抵接联动件82。压缩的作用力足够低以减小游隙而不改变开关68、70的初始峰值作用力。在一个示例中，完全弯曲弹性柔性构件110所需的力小于通常当按钮80被按压时由开关68、70施加的力。
参考图14，曲线图描绘了致动器组件34的动力学，该曲线图具有描绘沿着中心线c的轴向位移的x轴以及描绘所施加的力116的y轴。点130与最大作用力相关，作为一个示例，通常在大约3.2n处致动按钮80。点132与返回作用力(即，来自开关的力114)相关，作为一个示例，在大约大于0.3n处。点134与耗尽作用力相关，作为一个示例，在大约1.8n处。点136与沿着中心线c的轴向行程相关，作为一个示例，在约1.4mm处致动按钮80。点138是按钮80的行程，作为一个示例，在大约10n和大约2mm的情况下。点140是最大行程，作为一个示例，在2n和大约0.4mm的情况下。
参考图2和图9，导光件38适于从入口面118处的光源78接收光线，在内部传递光，且在通常与按钮80的衬垫84相对的出口面120处排出光线。在一个实施方式中，导光件38可以由下盖40支撑或被固定到下盖40。衬垫84的至少一部分可以是至少部分半透明的，以允许通过由导光件38输出的光线照亮衬垫。入口面118的假想平面可横越出口面120的假想平面。导光件38的至少一侧可包括反射件122(即，反射表面、反射涂层等)以优化光线在所述面之间的传递。
在一个实施方式中，按钮80的衬垫84可以被连续地照亮。在另一个实施方式中，光源78可以在致动开关68、70时通电或与开关68、70的致动相关地通电，或反之亦然。
本公开的益处和优点包括与致动器组件、pcb和导光件集成而全部作为一个模块化组件的盖和下盖。其他优点包括照亮对准、传递效率的提高，以及致动器组件游隙的减小。另外的优点包括成本降低，其部分归功于使用单个pcb和布线上的减少，公差叠加简化在按钮与盖之间建立更好的恒定间隙，并简化组装。
尽管参考附图描述了本公开，但是本领域技术人员将会理解，在不脱离本公开的构思和范围的情况下可以进行各种改变且可以替代等同物。此外，在不脱离本发明的实质范围的情况下，可以应用各种修改以使本公开的教导适应特定情况、应用和/或材料。因此，本公开不限于本文公开的具体示例，而是包括落入所附权利要求的范围内的所有实施方式。