專利名稱：換擋裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及換擋裝置，更具體地說，涉及與換擋裝置一起使用的觸覺設(shè)備。
背景技術(shù)：
在本領(lǐng)域已經(jīng)多次嘗試改進車輛的擋位選擇功能。在エ業(yè)領(lǐng)域，機械換擋機構(gòu)正有逐漸被放棄的趨勢，尤其在汽車應(yīng)用方面。機械換擋機構(gòu)需要使用者/駕駛者在換擋桿或者換擋手柄上施加較大的力，以改變擋位。此外，機械機構(gòu)受限于該機構(gòu)安置在車輛內(nèi)的位置，即安置在車輛中控臺上或底板上。進ー步，為了將換擋機構(gòu)與車輛的變速器物理耦接，大多數(shù)機械機構(gòu)需要在車輛底板上開通大孔，這樣可能對車輛制造商帶來密封與噪聲問題逐漸得到普及的一種解決方案是采用電子換擋系統(tǒng)，也被稱作線控換擋。電子換擋系統(tǒng)克服了機械機構(gòu)的許多缺點。電子系統(tǒng)通常更小且模塊化，因此在車輛內(nèi)部的放置位置更靈活，例如放置在控制盤上、放置在轉(zhuǎn)向柱上、以及當(dāng)然地放置在中控臺內(nèi)。此外，也無需與變速器直接的、物理的相連，從而消除了之前所需的大孔。通過發(fā)明一種在進行擋位選擇時向使用者/駕駛者提供觸覺反饋的設(shè)備，車輛制造商試圖復(fù)制機械機構(gòu)換擋時的“感覺”。許多這樣的觸覺反饋設(shè)備被整合到與之前所用的換擋桿或換擋手柄形式類似的設(shè)備中。不幸的是，這些設(shè)備仍然體積龐大，并且仍然限制換擋裝置在車輛內(nèi)的安置位置。因此，在本領(lǐng)域，仍然存在機會來改進為使用者/駕駛者提供觸覺反饋的換擋機構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種用于選擇車輛擋位井向使用者提供觸覺反饋的換擋裝置以及使用該裝置的方法。換擋裝置包含適配地設(shè)置在車輛內(nèi)的殼體以及至少ー個與殼體耦接的促動器。促動器可以在脫開位置與至少ー個接合位置之間移動。該裝置還包括觸覺設(shè)備。該觸覺設(shè)備包含相互耦接且可以在停靠位置與觸發(fā)位置之間移動的第一元件和第二元件。所述元件限定了用來容納滑動件的空間。所述滑動件具有輪廓表面。偏壓構(gòu)件持續(xù)地相向偏壓第一和第二元件。凸輪從動件有選擇地接合輪廓表面，并驅(qū)使第一和第二元件到所述觸發(fā)位置，以通過所述促動器向使用者產(chǎn)生觸覺反饋。


在結(jié)合附圖考慮時，通過參考以下詳細說明，隨著更清楚地理解本發(fā)明，將更容易理解本發(fā)明的其它優(yōu)點。圖1是具有包含觸覺設(shè)備的換擋裝置的車輛的內(nèi)部透視圖；圖2是包含觸覺設(shè)備的換擋裝置的局部剖視透視圖；圖3是闡述單次促動的促動器與多次促動的促動器的換擋裝置的透視圖；圖4是觸覺設(shè)備的透視圖5是闡述處于第一位置的滑動件的觸覺設(shè)備的剖視圖；圖6是闡述處于第二位置的滑動件的觸覺設(shè)備的剖視圖；圖7是闡述處于另ー個第二位置的滑動件的觸覺設(shè)備的剖視圖；圖8是處于第一位置的觸覺設(shè)備的局部剖視圖；圖9是觸覺設(shè)備的局部剖視分解圖；圖10是觸覺設(shè)備的分解透視圖；圖11是觸覺設(shè)備的透視剖視端視圖；圖12是處于第一位置的可選實施例的觸覺設(shè)備的透視圖；圖13是處于第一位置的可選實施例的觸覺設(shè)備的局部剖視圖；圖14是處于第一位置的可選實施例的觸覺設(shè)備的剖視圖；圖15是處于第二位置的可選實施例的觸覺設(shè)備的透視圖；圖16是處于第二位置的可選實施例的觸覺設(shè)備的局部剖視圖；圖17是處于第二位置的可選實施例的觸覺設(shè)備的剖視圖。
具體實施例方式參考這些附圖，觸覺設(shè)備在圖2至圖11中的20處進行了全面的展示，其中，相同的附圖標(biāo)記指示相同或者相應(yīng)的部件。觸覺設(shè)備20被整合到車輛的換擋裝置22中。如圖1所示，通常情況下，裝置22設(shè)置在車輛的中控臺中，但是，裝置22可以耦接到車輛內(nèi)部的其它部位，諸如儀表板或者控制盤。參考圖2與圖3，殼體24包含換擋裝置22，并適配地耦接到車輛的內(nèi)部。換擋裝置22通常包含多個促動器28。使用者(圖中未展示)可以通過在接合位置和脫開位置之間移動每ー個促動器28為車輛選擇不同的擋位。促動器28的數(shù)量取決于車輛要求的擋位選擇選項的數(shù)量，并且可能在車輛彼此之間不同。在不偏離本公開的范圍的情況下，可以采用任意數(shù)量的促動器28。此外，促動器28可以采用多種形式，諸如，但不限于按鈕、開關(guān)、手柄、撥盤、曲肘以及杠桿等。促動器28可以是單次促動，以使促動器28在接合位置與脫開位置之間移動。標(biāo)有“R”(代表倒擋)、“N”(代表空擋)以及“A”(代表自動擋或更常見的稱呼為前進擋)的促動器28是單次促動的促動器28a。作為替代方案，促動器28可以是多次促動的，以使促動器28能在除了脫開位置之外，在第一接合位置和第二接合位置之間移動。標(biāo)有+/-(代表手動升擋和降擋)的促動器是多次促動的促動器28b。應(yīng)該理解，在不偏離本公開的范圍的情況下，多次促動的促動器28b還可以移動到額外的接合位置與脫開位置。下面將對促動器28的操作進行更為詳細的討論。觸覺設(shè)備20為促動器28提供觸覺反饋。參照圖4到11，觸覺設(shè)備20的ー個實施例包括彼此鉸接地耦接的第一元件30和第二元件32。當(dāng)其中一個促動器28在脫開位置與接合位置之間移動時，第一、第二元件30、32彼此相對運動。如圖6與圖7最清楚地顯示，第一元件30可以相對于第二元件32從?？课恢靡苿拥接|發(fā)位置，而第二元件32保持基本上固定在觸覺設(shè)備20內(nèi)。作為替代方案，第二元件32可以相對于第一元件30旋轉(zhuǎn)地移動，而第一兀件30保持基本固定。在另ー個可選的方案中，第一兀件30和第二兀件32兩者彼此相對地運動，元件30、32均不保持固定。如圖9與圖10最清楚地顯示，第二元件32可以限定具有較長部分36和較短部分38的大致L形結(jié)構(gòu)。第一元件30通常耦接到第二元件32的較短部分38。如圖5與圖8最清楚地顯示，第一和第二元件30、32共同構(gòu)成了大致U形結(jié)構(gòu)，并在兩者之間限定了空間40。但是，應(yīng)該理解，作為個體和彼此耦接時，第一元件30與第二元件32的替代形狀和結(jié)構(gòu)不偏離本公開的范圍。此外，應(yīng)該注意，空間40的形狀和尺寸隨著元件30、32相對于彼此在停靠位置與觸發(fā)位置之間運動而變化，如圖6與圖7最清楚地顯示。觸覺設(shè)備20還包括設(shè)置在空間40內(nèi)的滑動件42，所述滑動件42可以從第一位置移動到至少ー個第二位置，并且當(dāng)元件30、32如圖5與8所示處于?？课恢脮r，滑動件42處于第一位置，當(dāng)元件30、32如圖6與圖7所示處于觸發(fā)位置時，滑動件42處于所述至少ー個第二位置?；瑒蛹?2包括第一表面44及與第一表面44隔開且與其基本平行的第二表面46。第一對支腿48從第一表面44延伸，第二對支腿50從第二表面46延伸。如圖2至4最清楚地顯示，第一對支腿48從第二對支腿50偏移，以允許觸覺設(shè)備20可以與單次促動的促動器28a或者多次促動的促動器28b —起使用。圖3最清楚地描繪了觸覺設(shè)備20相對于促動器28的不同取向。如圖3背景所示，第一表面44面朝上，使得第一對支腿48向促動器28延伸，以便容納單次促動的促動器28a。為了容納多次促動的促動器28b，將觸覺設(shè)備20簡單地反轉(zhuǎn)，使得第二表面46面朝上，且第二對支腿50向促動器28延伸，如圖3前景所示。換句話說，僅僅通過改變觸覺設(shè)備20相對于促動器28的取向，同一個觸覺設(shè)備20可以與任一類型的促動器28a、28b —起使用?；瑒蛹?2還包括第一側(cè)壁52及與第一側(cè)壁52隔開的第二側(cè)壁54。通常，其中一個側(cè)壁52、54限定輪廓表面58，而其中另ー個側(cè)壁52、54限定至少ー個引導(dǎo)凹部60。輪廓表面58呈現(xiàn)深度和形狀變化的多個峰部與谷部。在不同的實施例中，根據(jù)期望的觸覺反饋，輪廓表面58可以具有不同程度的復(fù)雜度。圖案的復(fù)雜度，包括谷部的深度以及峰部的高度，將協(xié)助限定由觸覺設(shè)備20產(chǎn)生的觸覺反饋，下面將會對此進行進ー步闡述。至少ー個凸輪從動件62設(shè)置在輪廓表面58與其中一個元件30、32之間。當(dāng)滑動件42在第一與第二位置之間移動吋，凸輪從動件62跟隨輪廓表面58。參考圖5至圖7，輪廓表面58包括具有第一深度Dl的中央凹部64以及至少ー個具有比第一深度Dl淺的第二深度D2的外凹部66。中央凹部配置成在其中接納凸輪從動件62并允許第一元件30保持在?？课恢?。當(dāng)滑動件42向第二位置移動時，凸輪從動件62進入外凹部66中，進而迫使第一元件30旋轉(zhuǎn)地離開第二元件32，朝觸發(fā)位置移動，如圖6與圖7最清楚的顯示。在引導(dǎo)凹部60與彼此相対的元件30、32的其中一個之間，通常設(shè)置至少ー個引導(dǎo)從動件68。當(dāng)滑動件42在第一與第二位置之間移動時，引導(dǎo)從動件68保持在引導(dǎo)凹部60內(nèi)。引導(dǎo)從動件僅僅保持滑動件42光滑移動，并不迫使元件30、32彼此相對運動。參考圖5至10，可以使用兩個引導(dǎo)從動件68在元件30、32之間引導(dǎo)滑動件42。但是，可以理解，在不偏離本公開的范圍的前提下，可以采用更多或者更少的引導(dǎo)從動件68。偏壓構(gòu)件70耦接到第一元件與第二元件30、32至少其中之一，并施加偏壓力，持續(xù)地相向偏壓第一元件與第二元件30、32。偏壓構(gòu)件70可以耦接到第一元件及第ニ元件30、32兩者。作為替代方案，偏壓構(gòu)件70可以與元件30、32中的ー個以及殼體40耦接。偏壓構(gòu)件70可以是限定了大致C形結(jié)構(gòu)的扭簧，如圖10最清楚的顯示。作為替代方案，偏壓構(gòu)件70可以是另一種彈簧或者其它能夠相向偏壓或促動第一和第二元件30、32的構(gòu)件。由于元件30、32從?？课恢孟蛴|發(fā)位置移動，當(dāng)促動器28接合吋，必須克服偏壓構(gòu)件70的偏壓力。保持凸輪從動件62、引導(dǎo)從動件68與滑動件42以及各元件30、32對齊，可以用不同的技術(shù)完成?，F(xiàn)在參考圖8至11，凸輪從動件62與引導(dǎo)從動件68都包括多個齒72。多個嵌齒74從滑動件42和/或者元件30、32沿伸，并且設(shè)置在臨近從動件62、68的位置。從動件62、68的齒72與嵌齒74相嚙合以確保從動件62、68與滑動件42以及元件30、32對齊。作為可選方案，滑動件42的第一及第ニ側(cè)壁52、54中的每ー個側(cè)壁與第一及第ニ元件30、32中的每ー個元件限定齒道76，如圖11最清楚的顯示。每個從動件62、68的齒72設(shè)置在各齒道76內(nèi)以保持從動件62、68與滑動件42及元件30、32對齊。在另ー種可選方案中，可以將這些對齊技術(shù)一同使用。在不偏離本公開的范圍的前提下，也可以采用其他的對齊技術(shù)?；仡^參考圖2與圖3，每ー個促動器28與各自的觸覺設(shè)備20之間設(shè)置連桿78。具體地，連桿78將每個促動器28與滑動件42耦接，當(dāng)每個促動器28分別從脫開位置向接合位置移動時，所述連桿用于將滑動件42從第一位向第二位置平移。對于單次促動的促動器28a，連桿78與滑動件42在向促動器28延伸的第一對支腿48之間耦接，對于多次促動的促動器28b，連桿與滑動件在向促動器28延伸的第二對支腿50之間相耦接。當(dāng)每ー個促動器28被釋放時，偏壓構(gòu)件的偏壓カ迫使第一及第ニ元件30、32退回到?？课恢?。偏壓カ是通過滑動件42與連桿78傳遞到各促動器28，因此對促動器產(chǎn)生觸覺反饋。換擋裝置22還可以包括一個用來檢測擋位選擇的傳感器80。通常傳感器80設(shè)置在觸覺設(shè)備20的下面，并與連桿78相対，如圖2和圖3最清楚的展示。傳感器80檢測滑動件42的移動并將此選擇傳達給控制器(未顯示)?？刂破鞲鶕?jù)車輛的狀態(tài)決定是否允許此擋位選擇。例如，當(dāng)車輛在高速公路高速行駛的同時倒擋促動器接合，則控制器將超控此選擇，并且不允許車輛換擋到倒擋。傳感器80不受特別的限制，并且可以包含任意數(shù)目的設(shè)備。例如，傳感器80可以是但不限于以下之一:微動開關(guān)、光學(xué)傳感器、霍爾傳感器、簧片傳感器及其它能夠檢測滑動件42滑動和/或促動器28接合的任何適當(dāng)設(shè)備。參照圖12至圖16，在82處展示了觸覺設(shè)備的另ー個實施例。本實施例中的觸覺設(shè)備82也包括相互耦接的第一元件30和第二元件32。但是，第一元件30滑動地耦接第二元件32。當(dāng)促動器28分別在脫開位置與接合位置之間移動時，第一元件30在?？课恢门c觸發(fā)位置之間沿著第二元件32滑動。換句話說，觸覺設(shè)備82的第一元件30相對于第二元件32線性移動。偏壓構(gòu)件70持續(xù)地向?？课恢闷珘旱谝辉c第二元件30、32。與上面描述的實施例相同，第一元件與第二元件30、32在其間限定了空間40。但是，在觸覺設(shè)備82的該實施例中，滑動件42與促動器28可以是整體形成，因此不需要耦接滑動件42與促動器28的連桿?；瑒蛹?2可以在空間40內(nèi)從第一位置移動到第二位置，當(dāng)元件30、32如圖12至圖14所示處于停靠位置時，所述滑動件處于第一位置，而當(dāng)元件30、32如圖15至圖17所示處于觸發(fā)位置時，所述滑動件處于第二位置。滑動件42限定了輪廓表面58以及與輪廓表面58隔開的引導(dǎo)凹部60。觸覺設(shè)備82包含設(shè)置在第一元件30與輪廓表面58之間的凸輪從動件62。此外，觸覺設(shè)備82還包括設(shè)置在第二元件32與引導(dǎo)凹部60之間的引導(dǎo)從動件68。凸輪從動件62與引導(dǎo)從動件68兩者包含多個齒72。滑動件42限定了多個嵌齒74用來與從動件62、68所限定的齒相嚙合，從而保證滑動件42在觸覺設(shè)備82內(nèi)對齊。當(dāng)促動器28被按下，從而將滑動件42向著第二位置移動時，凸輪從動件62保持與輪廓表面58接觸并驅(qū)使第一元件30離開第二元件32。當(dāng)促動器被按下，偏壓構(gòu)件70的偏壓カ一定會被克服，從而向促動器28引起觸覺反饋。當(dāng)促動器28被釋放時，第一元件30向著第二元件32返回，并進入?？课恢谩＠靡陨厦枋龅膿Q擋裝置22，本發(fā)明還構(gòu)思了ー種由車輛使用者來切換擋位的方法。此方法包括步驟:在車輛內(nèi)部提供至少其中一個促動器28。此方法可以進一歩包括步驟:接合至少其中一個促動器28用以選擇期望的擋位。所述方法可以進一歩包括步驟:將滑動件42從第一位置移動到第二位置。此方法還可以包括步驟:驅(qū)動ー對元件30、32從?？课恢玫酱賱游恢谩４朔椒ㄟ€可以包括分別給每一個促動器28創(chuàng)造觸覺反饋。此方法還可以包括步驟:將促動器28脫開。此方法還可以包括步驟:將滑動件42返回第一位置。已經(jīng)以說明性的方式描述了本發(fā)明，并且應(yīng)該理解，所使用的術(shù)語的目的是為了描述而不是為了限制本發(fā)明。根據(jù)以上教導(dǎo)，本發(fā)明的許多修改和變化都是可能的。在附帶的權(quán)利要求書的范圍內(nèi)，本發(fā)明可以采用除了具體描述之外的其他方式實施。獨立權(quán)利要求和從屬權(quán)利要求包括單項引用從屬權(quán)利要求和多項引用從屬權(quán)利要求的全部組合的主題內(nèi)容，在文中都明確地進行了考慮。
權(quán)利要求
1.一種換擋裝置，包含在車輛內(nèi)選擇擋位的控制器，所述裝置包括: 適配地設(shè)置在車輛內(nèi)的殼體； 與所述殼體耦接并在所述殼體內(nèi)在接合位置與脫開位置之間移動的促動器； 與所述促動器耦接的觸覺設(shè)備，所述觸覺設(shè)備包括: 第一兀件， 與所述第一元件耦接的第二元件，所述第二元件在所述第一與第二元件之間限定了空間，當(dāng)所述促動器分別在所述接合位置與所述脫開位置之間移動時，所述第一與第二元件能相對于彼此在?？课恢门c觸發(fā)位置之間移動， 與所述元件至少其中之一耦接并持續(xù)相向偏壓所述第一與第二元件的偏壓構(gòu)件， 具有輪廓表面并設(shè)置在所述空間內(nèi)的滑動件，所述滑動件能從第一位置移動到第二位置，其中當(dāng)所述元件處于所述?？课恢脮r，所述滑動件處于所述第一位置，而將所述元件移動到所述觸發(fā)位置時，所述滑動件處于所述第二位置，和 至少ー個與所述滑動件接合并跟隨所述輪廓表面的凸輪從動件，當(dāng)所述滑動件向所述第二位置移動時，所述凸輪從動件有選擇地接合所述第一和第二元件其中之一，使得所述元件相對于彼此移動，從而對所述促動器產(chǎn)生觸覺反饋。
2.按權(quán)利要求1所述的換擋裝置，其特征在于，在所述第一與第二位置之間移動的所述滑動件改變所述空間的形狀。
3.按權(quán)利要求1所述的換擋裝置，還包括:將所述促動器耦接到所述滑動件的連桿，并且當(dāng)所述促動器向所述接合位置移動時，所述連桿將所述滑動件向所述第二位置移動。
4.按權(quán)利要求1所述的換擋裝置，其特征在于，所述觸覺設(shè)備還包括至少ー個引導(dǎo)從動件，所述引導(dǎo)從動件接合所述滑動件并在所述第一和第二位置之間引導(dǎo)所述滑動件。
5.按權(quán)利要求1所述的換擋裝置，其特征在于，所述偏壓構(gòu)件相向偏壓所述第一和第ニ元件，從而當(dāng)所述促動器向所述脫開位置移動時，所述偏壓構(gòu)件向所述第一位置驅(qū)動所述滑動件。
6.按權(quán)利要求1所述的換擋裝置，其特征在干，當(dāng)所述促動器向所述接合位置移動時，所述促動器在至少ー個方向上驅(qū)動所述滑動件。
7.按權(quán)利要求1至6任一項所述的換擋裝置，其特征在于，所述促動器以線性運動移動。
8.按權(quán)利要求1至6任一項所述的換擋裝置，其特征在于，所述促動器以搖擺運動移動。
9.按權(quán)利要求1所述的換擋裝置，其特征在于，所述偏壓構(gòu)件是扭簧。
10.一種觸覺設(shè)備，用于車輛擋位選擇器的促動器，所述觸覺設(shè)備包括: 第一兀件； 與所述第一元件耦接的第二元件，所述第二元件在所述第一和第二元件之間限定空間，所述第一和第二元件能相對于彼此從?？课恢靡苿拥接|發(fā)位置，其中當(dāng)所述促動器處于脫開位置時，所述第一和第二元件處于所述停靠位置，而當(dāng)所述促動器移動到接合位置時，所述第一和第二元件處于所述觸發(fā)位置； 與所述元件至少其中一個耦接并持續(xù)相向偏壓所述第一和第二元件的偏壓構(gòu)件； 具有輪廓表面并設(shè)置在所述空間內(nèi)的滑動件，所述滑動件能從第一位置移動到第二位置，其中當(dāng)所述元件處于所述停靠位置時，所述滑動件處于所述第一位置，而當(dāng)將所述元件移動到所述觸發(fā)位置時，所述滑動件處于所述第二位置； 至少ー個與所述滑動件接合并跟隨所述輪廓表面的凸輪從動件，當(dāng)所述滑動件向所述第二位置移動時，所述凸輪從動件有選擇地接合所述第一和第二元件其中之一，以使所述元件相對于彼此移動，從而對所述促動器產(chǎn)生觸覺反饋。
11.按權(quán)利要求10所述的觸覺設(shè)備，其特征在于，在所述第一和第二位置之間移動的所述滑動件改變所述空間的形狀。
12.按權(quán)利要求10所述的觸覺設(shè)備，還包括至少ー個接合所述滑動件并在所述第一和第二位置之間弓I導(dǎo)所述滑動件的弓I導(dǎo)從動件。
13.按權(quán)利要求10所述的觸覺設(shè)備，其特征在于，所述偏壓構(gòu)件相向偏壓所述第一和第二元件，從而向所述第一位置驅(qū)動所述滑動件。
14.按權(quán)利要求10所述的觸覺設(shè)備，其特征在于，所述偏壓構(gòu)件是扭簧。
15.一種選擇車輛擋位的方法，所述車輛具有稱接到觸覺設(shè)備的促動器，所述觸覺設(shè)備包含一對被相向偏壓的元件并在它們之間限定空間，滑動件設(shè)置在所述空間內(nèi)，所述方法包括: 在所述車輛內(nèi)提供至少ー個促動器； 接合所述促動器； 將所述滑動件從第一位置移動到第二位置以選擇擋位； 當(dāng)所述滑動件從所述第一位置向所述第二位置移動時，驅(qū)動所述ー對元件彼此分離，并從停靠位置到達觸發(fā)位置 ；和向所述促動器產(chǎn)生觸覺反饋。
16.按權(quán)利要求15所述的方法，還包括步驟:將所述促動器脫開，并將所述滑動件返回所述第一位置。
全文摘要
本發(fā)明提供一種換擋裝置。用于車輛擋位選擇器的促動器(28)的觸覺設(shè)備(20)包含彼此耦接并能從?？课恢靡苿拥接|發(fā)位置的第一元件(30)與第二元件(32)，其中當(dāng)促動器(28)處于脫開位置時，所述元件處于所述?？课恢茫?dāng)促動器(28)移動到所述接合位置時，所述元件處于所述觸發(fā)位置。所述元件(30，32)限定了空間(40)，用于在第一元件(30)與第二元件(32)之間容納滑動件(42)。偏壓構(gòu)件(70)持續(xù)地相向偏壓第一(30)和第二(32)元件?；瑒蛹?42)限定了輪廓表面(58)。凸輪從動件有選擇地接合輪廓表面(58)并向所述觸發(fā)位置驅(qū)動第一(30)和第二(32)元件，從而對促動器(28)產(chǎn)生觸覺反饋。
文檔編號F16H59/02GK103089981SQ20121026551
公開日2013年5月8日 申請日期2012年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月27日
發(fā)明者赫爾曼松·本特 申請人:康斯博格汽車股份公司