CN115151744A - 通过一个位置切换开关而具有单稳态/返回至中央功能的车辆换挡器 - Google Patents

Abstract

一种车辆换档器组件，其具有壳体，该壳体将对于车辆操作者而言能够触及的单稳态切换旋钮支撑成是可旋转的。处理器使得印刷电路板能够被结合到壳体中，并且在致动旋钮时，向显示器部件指示换档条件。壳体可以结合到对于车辆操作者而言能够触及的各种位置中的任一者，包括接合到转向盘中，使得当轮旋转时，壳体或显示器连续重新定向，以保持如由操作者所观察的直立位置。

Description

通过一个位置切换开关而具有单稳态/返回至中央功能的车 辆换挡器

相关申请的交叉引用

本申请要求于2020年2月21日提交的USSN 62/979,794的优先权。

技术领域

本发明总体上涉及换挡器组件。更具体地，本发明公开了切换式换挡器，该切换式换挡器适于根据任何期望的取向而被安装在车辆内部内的不同位置(转向盘、杆、仪表板、IP等)处。单稳态和返回至中央的切换开关被集成到组件中，该开关还通过将换挡器保持在端部停止位置达确定的延长时间来提供直接驱动和直接停车的功能。开关的转换阻力由弹簧和掣爪装置、扭转弹簧或波形弹簧或具有支撑板的键盘中的任一者提供，以提供减少零件数量和消除磨损/摩擦零件的其他优点。

背景技术

现有技术公开了多种车辆换挡器设计。US 10,100,919、10,190,675和WO 2017/213869(均属于Turney/Kongsberg)中的每一者中均公开了这方面的第一示例；并且教导了一种换挡器组件，该换挡器组件包括切换装置(参见分解图2中的52处)，该切换装置被结合到位于杆上的盖孔中，以被联接至盖38并且用于通过盖而在第一取向与第二取向之间移动。提供了一种传感器***，该传感器***用于与安装至切换装置的元件相互作用，以对盖在第一取向与第二取向之间的旋转进行检测。

Sata的US 2014/0116179教导了一种以一对桨式换挡器的形式结合到诸如车辆转向盘或柱中的齿轮变速***，以用于启用和停用齿轮变速事件。开关包括启用状态和停用状态，该开关配置成选择性地停用桨式换挡器的操作。

比如在DeJonge的2004/0226801(GHSP)或Muraki的2014/0007726中描述的其他换挡器设计是现有技术的累积，并且公开了其他类型的车辆换挡器组件。

发明内容

本发明公开了一种切换式换档器组件，其应用于档位换档器、挡风玻璃刮擦件控制器、音量控制器或调光器控制器中的任意者，并且具有壳体，该壳体将切换轮支撑成是可旋转的，该切换轮包括对于车辆操作者而言可以触及的边缘突起部。切换式换档器可位于任何车辆内部位置处，不限于转向盘、杆、仪表板、挡风玻璃刮擦件控制器、音量控制器或调光器控制器或车辆仪表面板内的其他位置。

在任何实施方式中，组件包括结合有单稳态切换开关或部件的壳体。多个实施方式提供了构造在切换轮上的止动轮廓，其中磁性件定位成靠近于安装至壳体内的印刷电路板(PCBA)的传感器，使得磁性件响应于切换轮的旋转而相对于传感器移位。显示器部件安装成靠近于PCBA。

至少一个掣爪被支撑在壳体内并偏置抵靠在止动轮廓上，使得在操作者致动切换轮时，掣爪使得相对于轮廓移位，以将轮旋转直到可触及的边缘突起部抵接壳体的位置，磁性件相对于PCBA传感器旋转，以通过与PCBA相关联的处理器以电子的方式指示换档。替代变型包括扭转弹簧、波形弹簧或偏置柱塞和键盘桨状件中的任一者，用于在沿相反的单稳态方向中的任一方向致动切换件时提供必要的触觉效果。

壳体还包括各种形状的壳体，以用于结合到具有可附接的底部覆盖件的所需的车辆位置。可以提供用于将切换旋钮或轮支撑成是可旋转的板或衬套的任何布置结构，以及壳体内的偏置掣爪或波形弹簧的任何布置结构。其他特征包括限定在主壳体的上面部中的一对窗，所述一对窗用于安置切换旋钮或轮和显示器部件中的任一者。

显示器部件还包括薄膜晶体管、有机发光二极管或分段显示器中的任一者。在主壳体的上面部中限定有一对窗，所述一对窗用于安置切换轮和显示器部件中的每一者。

返回驻车功能使PCBA响应于确定的外部输入将换档器重置为驻车。提供了驻车锁定和空档锁定功能中的每一者，以用于在PCBA未确定出对于提供电子换档而言的必要条件的情况下防止切换轮旋转而发生档位变换。其他特征包括直接换档功能，当在任一相反方向上切换手柄并保持预定时间段(比如在一个非限制性变型中保持大于2秒)时，PCBA支持的微处理器会直接在驻车到行驶、倒挡到行驶、行驶至停车或手动到驻车位置之间换挡。

壳体还可以位于转向盘、转向柱、仪表板、控制台或仪表面板内的其他位置中的任一者中。在许多变型中，磁性件被固定至靠近于传感器的切换旋钮或轮。替代变型包括结合到桨状件中的传感器开关的底部布置结构，以及用于确定切换旋钮已致动的键盘构型，以用于PCBA指示所需的档位。

在另外的变型中，切换式换档器组件可以结合到转向盘中，并且使得转向盘的旋转由组件的同时旋转来抵消，使得组件相对于操作者保持直立取向以便于进行触及。该组件可以与齿轮系或滑轮***中的任何一者中的中央齿轮或转向盘的支撑件机械互连。

在第三电驱动选项中，采用传感器布置来将转向盘的旋转转换成旋转开关元件的相应旋转。在进一步的非限制性选择中，提供了一种电子调节传感器***，例如包括转向盘角度传感器，以用于连续地将切换组件重新定向到直立位置。其他变型包括用物理地将组合的显示器和切换式换挡器重新定向来替换机械或电气选项，并且有利于对切换式换挡器组件的组合显示部分重新定向，在这种情况下，包括定位在转向盘上的任何类型的电容或其他触摸屏显示器。

附图说明

现在将在结合以下详细描述阅读时参考附图，其中在全文中，相同的附图标记在多个视图中指示相同的部分，并且在附图中：

图1是根据本发明的非限制性实施方式的切换式换挡器组件的分解图，并且示出了壳体、可旋转切换开关、左和右支撑板、止动掣爪和支撑压缩弹簧、PCBA和TFT/OLED/分段显示的组合；

图2是图1的切换开关式换挡器组件的组装立体图；

图3是图2的旋转剖面图，并且描述了可旋转的切换开关部件、支撑轴承和安装板部件与壳体和显示部件的组合；

图4是切换式换挡器的内部部件的立体图，其中为了说明的清楚，矩形三维壳体被移除；

图5是可旋转切换开关的放大立体图，并且描述了环形轮廓与开关的轮形部分相关联的非限制性表示，并且图5另外描述了用于由用户的拇指或手指接合的中央突起部，该中央突起部与相对的端部止动构型相结合，以用于限定在第一方向或第二方向中的任一者上的单稳态旋转的范围；

图6A至6C描述了组件的一系列前平面图，并且其中，单稳态切换开关被描述在左端止动位置、中央止动位置和右端止动位置中的任一者中；

图7A至图7C对应于图6A至6C，并且描述了组件的一系列90度旋转视图，其中，以部分透明的方式描述了壳体，以示出切换开关相对于与底部覆盖件相关联的相对支撑壁架的对应位置，以及用于在抵接覆盖件的相对支撑壁架时，在切换开关轮上的端部止动构型之间提供一程度的缓冲接触；

图7D是描述了弹簧可压缩掣爪相对于切换开关斜面的接合部的局部视图，切换开关斜面用于在开关切换至图7A和图7C的位置中的任一位置时赋予触觉阻力；

图8是具有轮的切换开关的部分透明视图，并且另外描述了止动掣爪和复位弹簧的布置，止动掣爪和复位弹簧用于将掣爪偏置抵靠倾斜的止动轮廓，该止动轮廓构造在轮的相反端部表面上，从而在当开关在第一方向或第二方向中的任一者中单稳态旋转并且掣爪沿着倾斜的掣爪沦落逐渐移位时，使抵靠切换轮施加的压缩力改变，由此使对端部止动接触点的触觉阻力增加，随后释放切换开关使该切换开关返回至中央位置(图6B)；

图9是图2的图示的基本重复，以及图10同样是图3的图示的基本重复，并且更好地示出了切换开关和轮以及端部支撑磁性件的特征，该端部支撑磁性件在旋转成靠近PCBA安装式传感器时，向相关处理器发出指示档位变换条件的信号；

图11A和图11B示出了直接换档操作的一对视图，其中，图11A指示用于将切换开关保持还在图6C中所示的位置中的动作，以从驻车或反转中的任一者直接换挡至驱动档位位置，此时切换开关被释放以返回至图11B(也是图6B)的中央位置；

图12A和图12B示出了直接换档操作的另一功能的一对视图，其中，图12A指示用于将切换开关保持还在图6A中所示的位置中的动作，以从任何运动、驱动或空档直接换挡至驻车齿轮位置，此时切换开关被释放以返回至中央位置(也是图6B)；

图13A和图13B描述了与电子返回驻车条件有关的一对图示，其中，换档器根据处理器的命令从任何档位返回驻车；

图14A和图14B另外示出了与切换换档器相关联的电子驻车锁定件或空档锁定件状态的一对视图；

图15是与换挡器组件相关联并且包括任何TFT/OLED或分段显示变型的图形显示部件的图示；

图16是相关图形显示器的视图，示出了诸如在无需蚀刻或其他定制过程的情况下可以实现的各种描述；

图17A至图17C描述了一系列环境视图，示出了将换档器组件结合至车辆内部的各种位置的能力，所述各种位置不限于转向盘、转向盘杆、柱或仪表板/仪表面板中的任一者，并且通过这些位置，PRNDS显示器可以在上/下或左/右取向上布置，而不受限制；

图18呈现了结合到中央控制台中的切换换档器的另外的环境视图；

图19是替代安装布置的图示，其中，切换换档器组件位于转向盘上，以便在手支撑在盘上时用户的手指易于触及切换换档器组件；

图20是与图19类似的图示，并且其中轮处于伸直且初始直立取向中；

图21是图20的后续图示，其中轮逆时针旋转大约90度，其中，切换换档器同样在转向盘内协同旋转，以保持连续的直立取向，而不管轮的旋转位置；

图22示出了第一替代变型，该第一替代变型用于使切换式换挡器组件随着操作者对转向盘的旋转协同地旋转，并且该第一替代变型包括将旋转形状的切换换档器与结合到转向盘中的中央支撑齿轮互连的带齿的或其他摩擦接合的传动带；

图23示出了图19的第二替代机械变型，其中，提供了一系列互连的齿轮，以用于响应于转向盘的旋转而使旋转形状的切换换档器协同地旋转；

图24示出了第三电驱动选项，其中采用传感器布置以用于将转向盘的旋转转换为旋转开关元件的对应旋转；

图25示出了切换式换档器组件的另外的电子重定向变型，并且通过该变型，用传感器***测量转向盘角度，以用于将定位在转向盘上的任何类型的电容或其他触摸屏显示器连续地重定向至直立观察位置；

图26提供了另外的变型，其中，电子重定向显示器与独立且同样重新定向的切换部件一起单独提供；

图27示出了在旋转方面调节/重新定向显示器的又一变型，通过该变型，中央操纵杆被结合到重新设计的定向显示器中；

图28是包括结合到可旋转显示器中的自动重新定向XY切换件的子变型；

图29是根据本发明的另外的非限制性实施方式的切换换档器组件的分解图，并且示出了重新设计的用于容纳切换轮或旋钮以及TFT/OLED/分段显示、PCBA、止动掣爪和支撑用压缩弹簧的上部壳体部分和分开的下部壳体部分；

图30是图29的切换换档器组件的立体组装图；

图31是沿图30的线31-31截取的剖面图，并且示出了切换换档器组件的内部组装构型，其中，切换元件或旋钮被包覆模制到相对于PCBA安装式传感器定位的轴端部支撑磁性件上；

图32A是图30的切换换档器组件的平面图图示，其中，切换元件被描述为处于单稳态左侧和一个颠簸端部止动位置中；

图32B是图32A的切换换档器组件的后续平面图图示，其中，切换元件被描述为返回至中央稳定位置；

图32C是图32A的切换换档器组件的又一后续平面图图示，其中，切换元件被描述为处于单稳态右侧和一个颠簸端部止动位置中；

图33A是沿图32A的线33A-33A截取的剖面图，并且示出了切换旋钮处于左侧单稳态端部位置中，对应于内部弹簧偏置掣爪在其沿旋钮的第一侧部设置的斜面部分移位时的收缩；

图33B是沿图32B的线33B-33B截取的剖面图，并且示出了处于中央稳定位置中的切换旋钮；

图33C是沿图32C的线33C-33C截取的剖面图，并且示出了切换旋钮处于右侧单稳态端部位置中，对应于内部弹簧偏置掣爪在其沿旋钮的第二互连且侧部设置的斜面部分移位时的收缩；

图34是图30的切换式换挡器的基本重复，并且示出了切换旋钮和端部支撑式磁性件相对于PCBA安装式传感器而言的双向单稳态端部旋转方面；

图35是图31的剖面图的基本重复，并且示出了切换旋钮和端部支撑式磁性件相对于相对的PCBA安装式传感器的旋转，并且这导致PCBA向发动机控制单元/模块发出所需的新档位信号；

图36是从不同取向观察到的切换旋钮、PCBA和弹簧加载止动掣爪的立体图；

图37是切换旋钮的立体图，并且示出了第一互连且侧部设置的斜面和第二互连且侧部设置的斜面的构型，斜面示出了弹簧加载的掣爪被偏置抵靠的大致“V”形的轮廓；

图38是图36的旋转侧平面图，并且更好地示出了掣爪和压缩弹簧与对构造在切换旋钮中的侧部斜面进行限定的止动轮廓偏置接触；

图39是根据用于转向盘安装应用的另一非限制性实施方式的切换换档器组件的分解图，并且图39示出了用于提供所需触觉和单稳态的一个颠簸换档功能的波形弹簧和扭转弹簧子变型两者；

图40是图39的切换换档器组件的正视图；

图41是图40的横截面剖切立体图，并且示出了切换换档器组件的内部组装构型，其中，切换元件或旋钮包覆模制到相对于PCBA安装式传感器进行定位的轴端部支撑式磁性件上；

图42A是图39的切换换档器组件的波形弹簧变型的平面图图示，其中，切换元件描述为处于单稳态的上部和一个颠簸端部止动位置中；

图42B是图42A的切换换档器组件的后续平面图图示，其中切换元件被描述为返回至中央稳定位置；

图42C是图42A的切换换档器组件的另外的后续平面图图示，其中切换元件被描述为处于单稳态下部和一个颠簸端部止动位置中；

图43A是沿图42A的线43A-43A截取的剖面图，并且示出了处于上部单稳态端部位置中的切换旋钮，对应于波形弹簧沿着旋钮的第一侧部设置的斜面部分的收缩；

图43B是沿图42B的线43B-43B截取的剖面图，示出了处于中央稳定位置中的切换旋钮；

图43C是沿图42C的线43C-43C截取的剖面图，并且示出了切换旋钮处于下部单稳态端部位置中，对应于波形弹簧沿旋钮的第二互连和侧面设置的斜面部分的收缩；

图44是图40的切换换档器的基本重复，并且示出了切换旋钮和端部支撑的磁性件相对于PCBA安装式传感器的双向单稳态端部旋转的方面；

图45是图41的剖面图的基本重复，并且示出了切换旋钮和端部支撑的磁性件相对于相对的PCBA安装式传感器的旋转，这导致PCBA向发动机控制单元/模块发出所需的新齿轮信号；

图46是切换旋钮的旋转侧平面图，示出了在相反两侧设置的表面中的每个表面上的止动轮廓，支撑在旋钮的相反轴部分上的一对波形弹簧偏置抵靠该止动轮廓；

图47是从不同取向观察的切换旋钮、PCBA和弹簧加载波形弹簧的立体图；

图48是图46的后续图示，并且示出了抵靠与切换旋钮相关联的相对相向的掣爪侧轮廓定位的波形弹簧；

图49A是图39的切换换档器组件的扭转弹簧变型的平面图图示，其中切换元件被描述成处于单稳态上部和一个颠簸端部止动位置中；

图49B是图49A的切换换档器组件的后续平面图图示，其中切换元件被描述为返回至中央稳定位置；

图49C是图49A的切换换档器组件的另外的后续平面图图示，其中切换元件被描述为处于单稳态下部和一个颠簸端部止动位置中；

图50A是沿图49A的线50A-50A截取的剖面图，并且示出了切换旋钮处于上部单稳态端部位置中，对应于扭转弹簧在其沿旋钮的第一侧部设置的斜面部分移位时的收缩；

图50B是沿图49B的线50B-50B截取的剖面图，并且示出了切换旋钮处于中央稳定位置中；

图50C是沿图49C的线50C-50C截取的剖面图，并且示出了切换旋钮处于下部单稳态端部位置中，对应于扭转弹簧在其沿旋钮的第二互连且侧部设置的斜面部分移动时的收缩；

图51是具有侧部支撑的扭转弹簧的切换旋钮的局部侧视图，该扭转弹簧响应于旋钮的旋转来使弹簧扭动，以在旋钮的阻力增加的情况下使该弹簧的对诱导载荷的反应而言的扭转率增加；

图52呈现了切换旋钮的侧剖面立体图，其中侧部支撑的扭转弹簧包括相对延伸的两个腿部，所述两个腿部响应于切换旋钮从中央沿任一方向的旋转而产生阻力负载；

图53是类似于图52的视图，以非剖面的方式描述了支撑在下壳体的托架部分上的切换旋钮，并且描述了扭转弹簧在切换旋钮轴部分内的安装布置；

图54是示出不具有切换旋钮的扭转弹簧的另外的局部立体图；

图55是根据用于转向盘安装应用的另外的非限制性实施方式的切换换档器组件的分解图，并且图55示出了与用于提供所需触觉和单稳态的一个颠簸换档功能的切换旋钮相关联的桨状件和键盘布置；

图56是图55的切换换档器组件的前视平面图；

图57是类似于图56的图示，其中上部壳体被移除以更好地描述内部旋钮壳体、桨状件和键盘按钮，内部旋钮壳体、桨状件和键盘按钮用于在旋钮沿任一方向单稳态切换期间提供必要的换档器阻力；

图58是用于在第一方向或第二方向中的任一方向上提供单稳态切换的切换旋钮、包覆模具、桨状件、键盘和键盘按钮的截面立体图，；

图59是沿图58的线59-59截取的另外的旋转剖面图，并且示出了构造在PCBA上的下侧定位的传感器开关，该传感器开关在第一切换方向或第二切换方向中的任一者上旋转期间交替地与内部旋钮壳体接合；

图60是内部切换旋钮壳体、包覆模具和下部壳体的另外的部分侧立体图；

图61是类似于图56的图示并且示出了切换旋钮的双向运动；

图62是图58的基本重复视图并且描述了与阻力诱导键盘按钮接触的长形桨状件的旋转方向；

图63是图55的切换组件的另外的旋转立体剖面图，并且描述了以可旋转的方式支撑的桨状件的切换元件、键盘、PCBA和传感器开关；

图64是与图60类似的图示，描述了向内推动至驻车状态，其中，压下切换旋钮导致位于内部旋钮壳体下方的键盘按钮下降成与位于下方的传感器开关接触；

图65是各种力行程曲线的图形描述，该力行程曲线对应于不同切换键盘构型以响应于旋钮的切换来改变换档器阻力；

图66是另外的图形描述，示出了对于变化的力曲线而言的键盘按钮阻力对键盘击打的影响；

图67是根据另外的变型的切换换档器的平面图，并且描述了构造到重新设计的上壳体中的以相反顺序的换档模式；

图68是表示从PDSNR位置中的每个位置切换的切换式换挡器位置的示意图；

图69是根据本发明的又一实施方式的切换旋钮换档器组件的转向柱杆安装变型的分解图；

图70是图69的实施方式的组装平面图，并且描述了切换旋钮和分段或TFT/OLED显示器两者；

图71是图70的横截剖面图，其中上壳体被移除，并且描述了被支撑在下壳体上PCBA、带和连接件，以及具有端部支撑的磁性件和侧部触觉支撑的波形弹簧的切换旋钮；

图72提供了图70的180度旋转图示，其中下壳体被移除，并且描述了具有带和连接件的PCBA以及切换旋钮、以及侧部支撑的波形弹簧；

图73是图72的放大图，同样其中下壳体被移除，并且描述了切换旋钮、侧部支撑的波形弹簧和具有近端定位传感器的PCBA；

图74A至图74C描述了一系列环境视图，示出了将换档器组件结合至车辆内部内的各种位置的能力，各种位置不限于转向盘、转向盘柱或杆或仪表板/仪表面板中的任何一者；以及

图75呈现了结合到任何中央控制台或转向盘杆上的切换换档器的另外的环境视图。

具体实施方式

参照所附附图，本发明公开了切换开关式车辆换档器组件的多个变型，比如在图1、29、39、55和69中的每一者中所示的，并且切换开关式车辆换档器组件适合于构造在车辆内部的不同位置处，切换开关式车辆换档器组件同样包括控制台、仪表板、转向盘或转向盘杆中的任一者。如前所述，切换换档器适于根据任何期望的取向安装在车辆内部中。该组件还提供了根据命令从任何档位返回至驻车的功能，以及在向下按压切换旋钮达预定时间间隔时电子驻车和空档锁定和直接换档的功能。

如将在后续实施方式中的每个实施方式中另外描述的，切换换档器组件提供多种功能，分别包括提供用于变速器档位选择的操作者界面。附加功能包括：将组件定向成用于上/下或左/右切换以选择档位能力；以及设计灵活性以减小尺寸以结合到不同位置中，所述不同位置包括转向盘、转向盘杆和任何其他仪表面板或仪表板位置。

首先参照图1，示出了根据非限制性实施方式的切换换档器组件的分解图，并且该切换式换挡器组件总体由图2的组装立体图中的10指示的组件来表示。如前所述，换档器适合于根据任何所需取向安装在车辆内部中，并且包括结合到组件中的单稳态和返回至中央的切换开关，该切换开关还提供了通过将切换件保持在端部止动位置处达确定的延长时间来进行直接到驱动和直接到驻车的功能。如将另外描述的，对开关的换档器阻力由弹簧和掣爪布置中的任一者来提供或通过扭转弹簧、波形弹簧或其他桨状件/键盘按钮布置来提供，以提供零件数量减少和消除磨损/摩擦零件的其他优点。

再次参照图1，示出了根据非限制性实施方式的切换换档器组件的分解图，并且该组件包括主壳体12。壳体可以由任何合适的材料构成，不限于成品金属和/或刚性塑料复合材料。如所示的，壳体12呈现出三维矩形内部，然而同样可以用任何其他封装空间来重新构造，所述封装空间限定有用于对切换开关式组件的各种部件进行支撑的内部进行限定。

底部覆盖件以14示出，并且经由位于底部覆盖件的角部处的一对配合螺钉接纳部分18而被固定至主壳体12的开口底部边沿16，所述配合螺钉接纳部分与绕主壳体12的开口底部边沿布置在边缘或角部处的套环20对准，当将主壳体12定位在底部覆盖件14上时，其使套环与螺钉接纳部分对准。螺钉22被提供成用于将壳体12和底部覆盖件14固定在一起。

诸如矩形形状的一对孔构造在主壳体12的顶面部内，并且通过互连的边沿边缘24和26示出，分别显露了切换开关28和显示器部件30的外部环形突出轮廓中的每一者，这将被进一步描述，该显示器部件包括任何PCBA和TFT/OLED/分段显示器，并且通过非限制性示例，该切换开关包括与驻车、倒挡、空档、驱动和运动档位中的每一者相对应的PRNDS换挡器位置指示器中的每一者。

窗形孔可以包括以25和27示出的单独的边框显示器，该边框显示器坐置在对构造于壳体本体12内的边缘24和26进行限定的边沿上方。主壳体12还包括带凹口的侧部位置29，并且外部线或线缆连接件(比如可以与返回驻车功能相关联)可以穿过该位置延伸至位于内部的PCBA(在下面以60描述)。其他特征包括定位在底部覆盖件14的内部上的长形的定位用凸起部31、33和35，并且所述凸起部为板46和48提供定位和并且保持对板46和48进行支撑，如下文另外描述的。

切换开关28包括延伸手柄或圆形轴30以及环形盘或轮形部分32中的每一者。如图5中另外最佳所示的，开关的轮形部分还描述了突起部或峰部34，该突起部或峰部用于由用户的拇指或手指接合，以及与轮形部分的外径部分相关联的相对的端部止动肩部构型36和38(也参见图5)，这限定了在第一方向或第二方向中的任一者上的单稳态旋转的程度(另外参照图7A至图7C)。端部止动件36/38还示出为在轮形部分32的相反两侧处描述的壁架。

底部覆盖件14还包括以40示出并且另外在图7A至7C中的每一者中示出的一对支撑壁架，以及阻尼元件(由分别坐置在支撑壁架40的上部成角度接纳位置41上的环形或圈形形状的部分42描述)，用于在切换开关轮上的端部止动构型36/38之间以及在这些抵靠底部覆盖件的相对支撑壁架40上提供一程度的缓冲和阻尼接触。切换开关的轮部分32还包括独立的止动轮廓，该止动轮廓由一对弓形且相对的延伸斜面表示(参见图5中再次构造在切换元件28的侧部面上的44和44’处所示)。如将参照相关联的掣爪和止动弹簧部件另外描述的，一对相对的增加斜面44/44’在将切换开关旋转至图6A和图6C中所示的最大旋转且单稳态端部止动位置中的任一者时提供增加的阻力(触觉)。

在主壳体12的内部安装有一对第一(或右)板46和第二(或左)板48，并且一对第一(或右)板46和第二(或左)板48包括相对的环形凹部限定套环(参见50和52)，以用于以可旋转的方式安置切换开关手柄或轴30的相反端部(这还包括相反的延伸端部部分30’，如图5中所示)。在切换轮部分32的相反端部上的轴30/30’的支撑位置处并且相对于板46/48定位有以54和56示出的一对套环球形支承部件，以允许切换轮32绕轴30旋转。在图1中还描述了附加的紧固件螺钉58，并且紧固件螺钉将印刷电路板(或PCBA)60固定至选定的左板48的向后突出的支撑位置62和64。

掣爪元件66和对应的止动(或压缩)弹簧67以将掣爪元件偏置抵靠止动轮廓44/44’的倾斜部分的方式被支撑在右板46的附加坐置位置或凹穴(pocket)69处(也参见图8)，从而提供与操作者的触感界面。触感或触觉的作用力/效果可以根据下述因素而变化：比如，止动峰部44/44’的高度、止动峰部的中间互连沟槽的深度、止动峰部与沟槽之间的角度、止动掣爪和止动轮廓的表面形状/粗糙度/材料选择，或压缩弹簧67或拉伸弹簧68的相关弹簧等级。

以这种方式，并且当切换开关28沿顺时针或逆时针方向旋转时，相反的倾斜止动轮廓44/44’(参见图8)交替地偏置抵靠掣爪元件66和复位压缩弹簧67(又支撑在坐置部69中)以生成必要的触觉阻力。成对的压缩弹簧68也可以替代性地或同时地使用，从而响应于沿任一方向的旋转来建立施加在切换件上的期望的触觉偏置力。

本发明设想单个掣爪或多个掣爪支撑抵靠右板46的内侧坐置位置。感测到的阻力(也是作用力)的程度另外由下述各者来限定：斜面44/44’的任何高度组成部分、斜面相对于掣爪轮32的平坦端部表面的角度、止动掣爪和掣爪斜面的表面形状/粗糙度或材料、或压缩弹簧67的弹簧率。

还描述了一对拉力螺旋弹簧68，拉力螺旋弹簧可以以不使用掣爪66、压缩弹簧67和倾斜斜面44/44’的替代布置的方式提供。拉力螺旋弹簧68的替代构型呈现出相反的卷曲端部位置，并且拉力螺旋弹簧连接至构造在右板46的内面部上的下部柱70中的每个下部柱以及连接至切换轮28的位置，如图4中另外最佳所示的。以这种方式，切换轮32在任一方向上的旋转被给定的拉力弹簧68抵消，以影响轮返回至中央位置。

显示器部件30可以安装在左板48的平坦上部坐置位置72的顶上(再次参见图1和图4)。磁性件74安装在切换开关的轴30的凹形端部位置75处，并且如图10中另外最佳所示的，磁性件74适于在位于PCBA 60的表面上的传感器76附近与轴一起旋转(参见图10)，传感器又连接至PCBA 60的处理器部件(未示出)以电子地指示档位的变化。在替代变型中，磁性件74可以从切换开关手柄/轴重新定位至组件内的另一位置，并且可以随着磁性件74的位移(旋转)通过将与切换开关轮部分32互连的齿轮系和/或滑轮***(未示出)中的任一者来致动。

图2是图1的切换换档器组件的组装立体图，并且描述了切换开关的穿过主壳体12的选定窗24突出的环形表面的轮部分32，其中显示器30(TFT/OLED或分段显示器)同样突出穿过第二环形边沿限定的窗26。还描述了与PCBA 60相关联的引脚接纳用连接件78，该引脚接纳用连接件可以通过壳体中的切口位置29触及，用于接纳独立的连接件输入(未示出)比如与和车辆发动机控制单元和其他外部传感器输入相关联的外部线束相关联(比如与触发返回至驻车状态相关联)。

图3是图2的旋转剖面立体图，并且再次描述了具有与外部壳体和显示器部件相结合的一体式轴30、支撑轴承54/56和左侧安装板48部件的切换开关。图4是切换换档器的内部部件的另外的立体图，其中，为了清除说明，壳体被移除，比如包括切换轮部分32、夹持用内部板46/48和显示器30的取向。PCBA 60和传感器76以及设置在PCBA 60的相反下侧上的接纳用连接件78位置被再次示出。

图6A至图6C描述了该组件的一系列前平面图，并且其中单稳态切换开关32被描述为处于左端止动位置(图6A)、居中止动位置(也如图6B中的非致动)和右端止动位置(图6C)中的任何一个位置。图7A至图7C对应于图6A至图6C，并且描述了组件的一系列90度旋转视图，其中以部分透明的方式描述了壳体，以示出切换开关的下述对应位置：该对应位置借助于该切换开关的端部止动部36/38相对于与底部覆盖件相关联的相反的支撑壁架40连同阻尼元件42一起进行定位，以用于在抵接覆盖件的相反支撑壁架时在切换开关轮部分32上的端部止动构型之间提供一程度的缓冲接触。

以这种方式，驾驶员可以根据车辆内组件的期望取向在上/下或左/右方向上切换开关。止动轮廓、掣爪/止动材料和弹簧率共同限定了在驾驶员释放切换开关后切换开关返回至中央(单稳态)位置的能力。切换换档器相应地在与驻车到倒挡、倒挡到空档、空档到行驶和行驶到运动(或相反顺序)相对应的任何方向上提供一个颠簸换档。

图7D提供了描述弹簧可压缩掣爪66相对于以44示出的切换开关斜面的界面的局部视图，该切换开关斜面用于在开关切换至图7A和图7C的任一位置时施加触觉阻力。掣爪66被另外描述在稳定的单中央位置，该单中央位置居中地位于向外延伸的斜面44/44’之间。

图8是具有轮32的切换开关28的部分透明视图，并且另外描述了止动掣爪66和复位压缩弹簧67的布置，该复位压缩弹簧用于将掣爪偏置抵靠倾斜的止动轮廓(同样是倾斜的部分44/44’)，该倾斜的止动轮廓构造在轮32的相反端部表面上。这再次实现，从而在开关在第一方向或第二方向的任一方向上单稳态旋转并且掣爪66逐渐引起沿倾斜轮廓44以压缩方式抵靠弹簧67移位(再次参见图5)时，使抵靠切换轮施加的压缩力改变，从而增加对端部止动接触点的触觉阻力，如图7A和图7C中的每一者中所描述的，随后释放切换开关导致斜面的抵靠掣爪66施加的相反偏置，从而导致切换轮旋转回至该切换轮的未偏转的中央位置(再次参见图6B和图7B)。

随着切换开关28旋转，磁性件74以指定的角运动相对于传感器76旋转，使得相关联的处理器指示档位的变化，该档位的变化被传递至车辆发动机控制单元(ECU)。

图9是图2图示的基本重复，并且示出了双向切换(参见箭头79)，以及图10同样提供了图3图示的基本重复，描述了具有端部支撑的磁性件74的切换轮轴(箭头81)相对于PCBA传感器76的双向旋转，其中每个图都更好地描述了切换开关和轮以及端部支撑的磁性件的特征，该端部支撑的磁性件在PCBA安装式传感器附近旋转时向相关联的处理器发出指示档位变换条件的信号。

图11A和图11B示出了直接换档操作的总体上分别以80和82示出的一对视图，其中图11A指示用于将切换开关保持在图6C中所示的位置的运动(比如任何时间段不限于超过两秒)，以从驻车档位(参见图11A中突出的)直接切换至驱动档位(参见图11B中突出的)，以及从在驻车档位或倒挡档位中的任一者直接切换至驱动档位，在驱动档位时切换开关被释放以返回至图11B的中央位置(也是图6B)。非限制性地，这可以在将切换开关保持在窗形边沿周缘24的任一侧上的最末端部抵接位置达诸如大于两秒的确定时间段时发生。

图12A和图12B示出了直接换档操作的另一功能的总体以84和86示出的一对视图，其中图12A指示将切换开关保持在也图6A中示出的位置中的动作，以从诸如驱动档位(如图12A中所示)直接切换至驻车档位(参见图12B中突出的)，以及从运动档位、驱动档位或空档档位中的任何一者直接切换至驻车档位，在驻车档位时切换开关被释放以返回至中央位置(也是图6B)。这可以通过将切换开关保持至端部抵接位置达确定的时间段来再次发生(例如，根据一种非限制性处理器启用协议而保持大于两秒，通过该协议，磁性件经由PCBA传感器的相互旋转达这段时间将指示在驻车位置与驱动位置之间的档位范围内进行渐进式换档)。

图13A和图13B描述了总体以88和90示出的一对图示，涉及电子返回至驻车状态，在驻车状态下，换档器提供了根据处理器的命令而从任何档位(比如图13B中突出的驱动档位)返回至驻车档位(参见图13A中)。非限制性地，该协议由远程传感器(未示出)启用，该远程传感器可以经由该远程传感器的处理器与PCBA通信，以指示返回至驻车事件的发生。通过非限制性示例，这可以包括确定车辆门是否打开的传感器。

图14A和图14B另外示出了总体以92和94示出的与切换换档器相关联的电子驻车锁定状态(图14A)或空档锁定状态(图14B)的一对视图。在驻车锁定事件的情况下，操作者将需要压下制动踏板(未示出)，以用于PCBA 60指示换档器从驻车位置被释放。否则，切换开关28可以在该切换开关的旋转范围内移位，但是档位将保持在驻车中。在空档锁定的另外的情况下，换档器将根据操作者给出的命令保持空档，其中切换开关32再次在该切换开关的旋转范围内移位，而档位保持在空档中。

图15是总体以96示出的图形显示器部件的图示，该图形显示器部件与换档器组件相关联并且包括任何TFT/OLED或分段显示器变型，该图形显示器部件同样在30处。图16另外描述了示出变化描述的相关图形显示器，参见30’处，比如，该图形显示器可以在无需蚀刻或其他定制过程的情况下完成。在每种情况下，提供了多个换挡器位置PRNDM或PRNDS的定制描述，并且通过换挡器位置PRNDM或PRNDS，可以在非蚀刻件(例如薄膜晶体管或有机LED显示器)上提供任何像素化或分段图像。

本发明公开了显示器部件30不限于任何改进的用于结合到换档器组件中以用于提供对换档器位置的识别的图形显示器。改进的显示器可以再次结合薄膜显示器(TFT)、晶体管LCD或有机LED(OLED)显示器变型中的任一者，并且该改进的显示器允许在显示器表面几何形状内创建不限于颜色、图案或强度的任何表示(同样比如不限于旋转式换挡器中的圆形显示器或与线性门换挡器相关联的矩形显示器等)。本发明还允许使用清晰的显示器表面(不具有与已知的换档器位置指示PNRDS相关联的任何涂漆或蚀刻)，并且本发明仅受与相关联的电路板和微控制器通信的操作软件的限制。

在每个变型中，显示器壳体98(再次参见图15)定位成远离图1和图4中所示的PCBA60，并且可以结合多个LED或合适的照明部件(未示出)。端部连接件100为分段显示器变型提供LED背光电源。还示出了连接导线102/104，每个连接导线都从表面显示器壳体延伸，以连接至PCBA，其中，在一个变型中的表面显示器通常被提供而没有任何特定的蚀刻或涂漆表示，并且该表面显示器可以基于从PCBA接收到的输入来就颜色和强度而言进行修改，以实现所需的照明方案。

连接件(带状形状)106为分段显示器变型提供LCD(液晶)通信，以及为TFT和OLED显示器变型提供LED功率，并且通过该连接件将带状照明件内的各个线通信至显示器表面的选定段。以这种方式，并且基于从位于PCBA上的主微控制器通信的各个输入的收集，实现了所需的照明方案。

附加特征包括程序化的表面显示器(比如与OLED/TFT变型相关联)，该表面显示器描述了在图形显示器的中央部中以放大描述的方式示出的当前选定档位(比如图15中在显示器的中央部中以放大方式示出的驱动档位)。PCBA板还可以另外包括具有串行通信协议的主微控制器，该主微控制器不限于LIN、SPI和I2C中的任何一者。其他功能包括呈现出具有串行通信协议的主微控制器的PCBA板，不限于在主微控制器与图形显示器之间建立的任何并行界面。

图17A至图17C描述了一系列环境视图，示出了将换档器组件结合至车辆内部内的多个位置的能力，如另外示出不限于转向盘(在图17A中以108示出)、转向柱(在图17B中以110示出)、和仪表板/仪表面板或控制台(在图17C中以112示出)中的任一者。图18描述了与车辆中控台相关联的切换换档器组件的一个潜在安装构型的另一变型(以114示出)，这种变型旨在于表示根据安装环境来对组件的封装件大小和位置进行修改(即相比于结合到车辆仪表板、IP或控制台中，可以结合到转向盘或柱内)的能力。非限制性地，PRNDS显示器可以在任何安装位置处以水平或竖向方式中的任一者延伸，而不限于转向盘、杆、柱、IP面板或控制台。

图19是替代安装布置的图示，其中，提供了切换换档器组件的非限制性变型，并且可以呈现出重新设计的旋转形状壳体(整体参照116)，该切换式换挡器组件比如结合到车辆转向盘120的中央暴露位置118中，并且当用户的手(以122和124示出)支撑在盘120上时，便于用户的手指触及。如将要描述的，切换组件的重新设计再次包括显示器(在图20中以126示出)和切换旋钮或盘(另外以128示出)两者以及如先前在对应组件10中描述的所有其他内部部件，同时还允许响应于转向盘120的旋转而使旋转/重新定向同时发生，这是为了始终保持组件的直立取向。

图20是与图19类似的图示，并且其中，盘处于伸直和初始直立取向中。图21是图20的后续图示，其中，盘沿逆时针方向旋转大约90度，其中切换换档器组件同样在转向盘120内协同地旋转，以再次保持连续直立取向，而不管盘的旋转位置如何。

图22示出了用于使切换换档器组件116随着操作者旋转转向盘120而协同地旋转的第一替代变型，并且该第一替代变型包括带齿或其他摩擦接合驱动带130，带齿或其他摩擦接合驱动带130与和旋转形状的切换换档器组件11相关联的带齿或摩擦结合外圆形周向部和结合在转向盘中的中央支撑齿轮或类似的支撑件132中的任一者互连。该机械实施方式考虑了许多子变型，包括位于中央的齿轮或支撑件132，该齿轮或支撑件限定了转向盘120的中心旋转轴线，并且在***作者旋转时，该齿轮或支撑件又可以一致地旋转以向圆形横截面换档器组件116赋予连续的直立取向。这可以另外设想转向盘支撑的组件被支撑在轴承环或类似布置(未示出)内，以允许响应于传动带130的作用而自由旋转。

继续到图23，示出了图22的第二替代机械变型，其中提供了一系列相互连接的齿轮，以用于响应于转向盘120的旋转而使切换换档器的重新构型116’协同地旋转。中央齿轮或支撑件被重新构造，如134所示，并且呈现带齿的外轮廓。提供了中间齿轮136并且将中心轴线限定的齿轮134的旋转转换至重新构造的切换换档器116’的带齿的外部，以实现组件的保持类似直立的取向。

图24示出了第三电驱动选项，其中采用传感器布置来将转向盘120的旋转转换为作为动力开关元件操作的电动马达138的对应的致动和旋转。如所示的，马达的输出轴140与锥齿轮部分142结合，该锥齿轮部分又与换档器116’的外部带齿的轮廓接触，并且该锥齿轮部分在由独立的传感器(未示出)致动马达时将转向盘的旋转角度转换为换挡器的实时旋转，以保持该换挡器的直立取向。

继续到图25，示出了切换换档器组件的另外的电子重定向变型144，并且通过该变型，用类似的传感器***(未示出)测量转向盘角度，以用于将组件连续重新定向至直立观察位置。非限制性地，组件144结合任何类型的电容或其他触摸屏显示器、包括PRND指示器(区域146、148、150和152)。该特定变型中的切换元件由向上箭头154和向下箭头156代替，以同样通过使用任何类型的电容触摸或其他触摸屏功能来切换通过档位。

图26提供了另外的变型，其中电子重新定向显示器158与类似的旋转/重新定向的切换元件160(类似于图19至图24中的任一者中所示)单独提供。响应于任何机械或电子输入而不限于本文中所述的机械或电子输入并且为了将切换元件160和通信显示器158两者都保持在直立取向中，各个元件协同地旋转(参见箭头162和164)。

图27示出了以旋转的方式调节/重新定向显示器的又一变型，参见166，并且中央操纵杆或切换件部分168通过该变型被结合到重新设计的定向显示器中。如在先前的实施方式中，转向盘120的旋转导致传感器或其他重新定向，从而导致显示器以响应方式旋转(参见双向箭头170)。该构型的子变型可以包括与同轴的外部定位显示器部分一起固定或可以与同轴的外部定位显示器部分一起旋转的中央操纵杆或切换件，其中，操纵杆的操纵提供了在显示器上指示的位置之间的转换。

图28进一步示出了包括自动重新定向XY切换件172的子变型(参见由箭头174示出的进一步可旋转地双向致动)。在这种情况下，可以可选地在车辆的另一位置(比如固定位置)处提供独立的显示器(未示出)，以用于提供选定换档器位置的读出显示。

现在继续到图29，示出了切换换档器组件的分解图(通常还参见图30的立体组装图中以176示出的)，并且根据本发明的另外的非限制性实施方式，切换换档器组件用于结合到任何仪表板安装件、仪表面板安装件、控制台安装应用中。切换换档器示出了上壳体177和重新设计的分开的壳体部分(右手178和左手180)，用于对封装件内部进行限定并且容纳切换轮或旋钮182、以及TFT/OLED/分段显示器184、PCBA 186、止动掣爪188和支撑压缩弹簧190。

上壳体177包括由周缘边沿边缘192和194限定的一对孔或切口，这些孔或切口分别对用于切换旋钮182和显示器184中的每一者的窗形边框196和198进行接纳。上壳体177与接合的下壳体178/180相互组装的组件包括在上壳体中的带孔的边缘凸出部(一对凸出部以200示出)，凸出部对与组装的下壳体178/180相关联的对准的上侧突出部(另外以202和204示出)进行接合。提供附加的安装螺钉201以用于经由对形成在壳体部分178和180中的成对的孔203和205进行对准而将分开的下壳体部分固定在一起。

透镜206坐置抵靠上壳体177的围绕上壳体的对切口位置194进行限定的边沿的下侧，透镜可选地包括坐置在切口内并且与相关联的边框配合的中央上部压纹区域。下壳体分开部分178/180可以包括用于相对于切换元件182对PCBA 186进行定位和固定的内部壁或支撑件的任何布置(参见壁207以及图31剖面图中以208和210示出的支撑件)。尽管未清楚地示出，一个或更多个环状套环形支撑件(另外参见图31中以212和214示出)可以位于下分开壳体部分178/180中的每个下分开壳体部分内，其中套环形支撑件212构造在内壁207的与PCBA 186相对的表面上，并且套环支撑件214构造在另一下分开壳体180的相对内端壁上。

提供了一对球形轴承式衬套216和218，球形轴承式衬套216和218坐置在套环形支撑件212/214的环形内部中，并且对切换旋钮182的相反延伸轴部分220和222进行支撑。端部磁性件224被固定(比如通过端部模制)到轴部分220的接纳端部位置226中，并且使得在组装时，磁性件位于PCBA安装式传感器附近(参见图31中以228示出的)。如另外所示的，PCBA 186包括独立的线束接纳连接件187，在安装时，该连接件通过右侧分开的壳体178中的切口189露出。

如图29中另外所示，以230描述了弯曲或夹持形状的包覆模制部分，并且该包覆模制部分可以最初与左侧分开壳体180一起形成，或者可以在第二次注射包覆模制步骤中形成到左侧壳体180的面向开口的腔内部中(也参见图33A至图33C中的每一者中所示)。切换旋钮182构造成类似于图1中对应地以28描述的构造，并且如图37中另外所示，包括环形外轮廓，该环形外轮廓包括手指或拇指峰部232，以及对应和接近定位的滚花或粗糙特征部234和234’，所述滚花或粗糙特征部接近于峰部232的任一侧，并且便于在旋钮的切换致动期间进行抓握。

如图37中的切换旋钮的立体图中另外所示的，侧轮廓(比如垂直于环形外轮廓布置)可以另外由第一和第二互连且侧部设置的斜面示出，参见236和238，所述斜面示出了弹簧加载的掣爪188偏置抵靠的大致“V”形轮廓。切换旋钮另外呈现了构造在该切换旋钮的环形侧壁中的弓形凹部(参见图33A至图33C中由凹形端部壁240和242另外共同表示的)，使得切换旋钮182以使定位在模具部分230上方的内部坐置在弓形槽内的方式定位在左侧壳体180内，以对双向旋转中的任一者进行限制，并且直到相对的端部壁240/242与包覆模制部分230接触(这另外对应于在单稳态下的切换旋钮的任一或双向受限旋转期间与相对的倾斜坡面236/238(图37)接触的弹簧加载掣爪188(再次参见图32A/图33A和图32C/图33C)和返回至中央(图32B/图33B)的方式)。

图30是图29的切换换档器组件的立体组装图，并且其中切换旋钮示出在中央(未致动)位置中。图31是沿着图30的线31-31截取的剖面图，并且示出了切换换档器组件的内部组装构型，其中切换元件或旋钮包覆模制到轴端部支撑的磁性件224上，该磁性件224相对于PCBA安装式传感器228定位。

图32A是图30的切换换档器组件的平面图图示，其中切换元件在单稳态左侧和一个颠簸端部止动位置中被描述(参见由接触第一端部止动件240的包覆模制部分230表示的)。图32B是图32A的切换换档器组件的后续平面图图示，其中切换元件被描述为返回至中央稳定位置。图32C是图32A的切换换档器组件的另外的后续平面图图示，其中切换元件在单稳态右侧和一个颠簸端部止动位置中被描述(包覆模制部分230与第二端部止动件242接触)。

图33A是沿着图32A的线33A-33A截取的剖面图，并且示出了切换旋钮处于左侧单稳态端位置中，对应于内部弹簧偏置掣爪188在其沿旋钮的第一侧部设置的斜面部分(236)移位时的收缩。图33B是沿图32B的线33B-33B截取的剖面图，并且示出了处于中央稳定位置中的切换旋钮，其中图33C提供了沿图32C的线33C-33C截取的另外的剖面图，并且示出了切换旋钮处于右侧单稳态端部位置中，对应于内部弹簧偏置掣爪188在其沿着旋钮的第二互连且侧部设置的斜面部分(238)移位时的收缩。包覆模制部分230与相反的端部止动件240/242之间的接合部提供阻尼，以在切换开关处于全行程时降低噪音(与图33A和图33C中的端部止挡件接触)，以及与特征部接合的阻尼器在切换旋钮上，以防止装置超出行程。

图34是图30的切换式换挡器的基本重复，并且示出了切换旋钮和端部支撑磁性件相对于PCBA和安装的传感器的双向单稳态端部旋转方面(参见双向箭头244)。图35是图31的剖面图的基本重复，并且示出了切换旋钮和端部支撑的磁性件相对于相对的PCBA安装式传感器的旋转(参见双向箭头246)，并且这导致PCBA将所需新档位的信号发送至发动机控制单元/模块。

以这种方式，操作者可以根据车辆中装置的期望取向来向上/向下或向左/向右切换开关。止动轮廓、掣爪/止动材料和弹簧率限定了切换开关在驾驶员释放切换开关后返回至中央位置的能力。切换件的一次撞击运动提供了在PRNDS位置(P＝>R、R＝>N、N＝>D、D＝>S或反之亦然)的每个位置之间递增地移动档位位置。

图36是从不同取向观察的切换旋钮182、PCBA 186和弹簧加载的止动掣爪188的子组件的立体图，并且其中壳体部分被移除。图38是图36的旋转侧平面图，并且更好地示出了掣爪188和压缩弹簧190与对构造在切换旋钮182中的侧斜面(同样为236和238)进行限定的止动轮廓偏置接触。

如前所述，并且在驾驶员使用手指、拇指或其他方式中的任一者来按压切换开关时，切换件与止动轮廓(斜面236/238)一起旋转。轮廓斜面236/238与由压缩弹簧190支持的止动掣爪188接合。当掣爪188沿着/向上移动单稳态掣爪(斜面236/238中的任一者)时，弹簧被压缩并且操作者感受到相关的作用力。该作用力再次由止动峰部的高度、掣爪沟槽的深度、峰部与沟槽之间的角度、止动掣爪和斜面轮廓的材料的表面形状和粗糙度、以及弹簧率中的任一者进行限定。

档位选择另外基于切换旋钮和端部支撑磁性件224相对于PCBA安装式传感器228的特定旋转距离。此时，用于PCBA的相关处理器指示通信至车辆ECU单元的档位的变化。驻车锁定和空档锁定功能另外以与初始实施方式中所述类似的方式运行，直接到驻车或行驶换档功能同样由操作者在选定的单稳态端部止动位置中向下保持切换旋钮达选定的时间间隔(例如>2.0秒)来操作，从而将档位选择从驻车推动至行驶，反之亦然。

继续到图39是根据用于转向盘安装应用的另外的非限制性实施方式的切换换档器组件的分解图，并且图39示出了用于提供所需触觉和单稳态的一次颠簸换档功能的波形弹簧和扭转弹簧子变型。提供了重新构造的下壳体250和上壳体252，其中下壳体包括一对一体的托架位置254/256，并且在一对一体的托架位置之间构造有内模制部分255，该内模制部分限定了用于旋转切换轮的单稳态端部止动位置，另外以248示出。切换轮248的重新构型再次包括外环形抓持表面(滚花部分258/258’和置入的峰部260)，用于在被用户的手指或拇指接合时提供所需的抓持轮廓。

下壳体250还包括边缘延伸的耳状位置258、260、262，耳状位置用于安装至所需的支撑件，例如下壳体250还可以包括转向盘的侧部位置。上壳体252还包括凸起的面向前的位置264，在该位置内构造有槽形孔(参见互连边沿边缘266)，该槽形孔用于接纳切换轮248的滚花外轮廓并且使切换轮248的滚花外轮廓部分地突出。

下壳体250还包括供PCBA 270支撑的敞开的内部区域(通常在268处)。提供了一对安装螺钉272，用于经由与限定在下壳体250中的带孔的安装柱278/280对准的边缘限定的孔274/276来安装PCBA 270。显示器部件282(同样包括但不限于TFT、OLED或分段变型中的任一者)被支撑在上壳体252内，并且使得显示器的照明屏幕部分284通过上壳体中的另外的窗286而变得明显。与显示器相关联的连接件带288(比如对应于分段显示器)从部件282延伸以连接至PCBA 270(参见接纳位置289，也如图41中所示)。

提供了一对波形弹簧290和292，波形弹簧与切换旋钮或轮248的相反两侧对准，并且如将另外描述的，波形弹簧包括偏置抵靠切换轮248的相反的侧止动轮廓的中央弓形突出位置294和296(参见图46和图48中的每一者中以298/300和302/304示出的斜面所示)。斜面限定了相对的峰部，其中沟槽由在斜面的每对斜面298/300和302/304之间建立的最内部的凹部位置306和308来限定(参见图46)。

圆形磁性件310被结合到切换轮248的主轴或轴支撑件312的凹形侧位置中。这可以包括但不限于将切换轮在整体上包覆模制在磁性件周围。还示出了透镜314，该透镜可以坐置抵靠上壳体252的内侧，以用于对显示器部件282的照明部分284进行覆盖。

图40是图39的切换换档器组件的前平面图，其中切换轮和显示器组装在夹持的上壳体部分和下壳体部分内。图41是图40的横截面剖视立体图，并且示出了切换换档器组件的内部组装构型，其中切换元件或旋钮248包覆模制到轴端部支撑磁性件310上，该磁性件相对于在316处另外示出的PCBA安装式传感器定位，并且该PCBA安装式传感器可以包括但不限于任何电感或霍尔效应传感器。

给定PCBA 270相对于轴端部安装的磁性件310的取向，传感器316可以安装在PCBA的垂直延伸搁架318上，从而传感器以紧密间隔和相对的方式适当地定位至磁性件。如前所述，并且当驾驶员通过手指、拇指或其他方式按压切换开关时，切换开关旋转，从而导致磁性件310在传感器316上方旋转，其中齿轮位置被改变和通信(比如经由PCBA操作处理器)至车辆发动机控制单元(ECU)。

图42A是图39的切换换档器组件的波形弹簧变型的平面图图示，其中，切换元件(由具有峰部位置260的切换旋钮表示)在单稳态上部和一个颠簸端部止动位置中被描述。图42B是图42A的切换换档器组件的后续平面图图示，其中切换元件被描述为返回至中央稳定位置，以及图42C是图42A的切换换档器组件的另外的后续平面图图示，其中波动元件在单稳态下部和一个颠簸端部止动位置中被描述。

图43A是沿图42A的线43A-43A截取的剖面图，并且示出了切换旋钮处于上部单稳态端部位置，对应于波形弹簧290/292沿旋钮的第一侧部设置的斜面部分的收缩(再次参见图48中的298/302)。在图43A中另外示出了下壳体250的内模制部分255，该内模制部分坐置在参见以320示出的环形凹部通道或轨道内，具有限定在切换旋钮248中的弓形隔开的相对端部止动件322和324。

图43B是沿图42B的线43B-43B截取的剖面图，并且示出了处于中央稳定位置的切换旋钮，其中图43C提供了沿图42C的线43C-43C截取的剖面图，并且示出了处于下单稳态端部位置的切换旋钮，对应于波形弹簧290和292沿切换旋钮248的第二互连和侧部设置的斜面部分(另外在图48中以300/304示出)的收缩。

以这种方式，驾驶员可以根据车辆中装置的期望取向来向上/向下或向左/向右切换开关。止动轮廓、波形弹簧/止动材料和波形弹簧刚度限定了在操作者释放切换开关后切换开关返回至中央的能力。该组件还通过增量位置(同样，P＝>R、R＝>N、N＝>D、D＝>S，反之亦然)在任何方向上提供一个颠簸单稳态档位换档。同时，波形弹簧内弯曲部294/296交替地沿波形弹簧292/290的相反定向的掣爪斜面298/302和300/304中的任一者行进，其中单稳态中央位置由每个的相对的波形弹簧的中间沟槽306/308来限定。

图44是图40的切换式换挡器的基本重复，并且示出了切换旋钮(参见双向箭头326)和端部支撑磁性件相对于PCBA安装式传感器的双向单稳态端部旋转方面。图45是图41剖面图的基本重复，并且示出了切换旋钮和端部支撑磁性件(双向箭头328)相对于相对的PCBA安装式传感器的旋转，并且这导致了PCBA，这将所需的新的档位信号发送至发动机控制单元/模块。

图49A至图49C通常对应于图42A至图43C，并且描述了单稳态上端部止动位置(图49A/50A中的箭头336)、返回至中央位置和下端部止动位置(图49C/50C中的反向箭头338)中的每一者的替代切换旋钮变型的对应操作。定位在切换轮支撑托架254/256之间的包覆模制部分255提供了必要的阻尼效果，从而在切换开关在全行程处(在上端部和下端部止动处)致动时降低噪音。阻尼器还与切换开关的功能接合，以防止装置超出行程。替代变型在一对波形弹簧290/292的变型(substation)中结合了扭转弹簧330(再次参见图39)，扭转弹簧具有相对的延伸端腿部332和334。扭转弹簧330坐置在以312’描述的切换轮轴的外部重新构造件上(并且如图52中所示与内轴部分312相对地延伸)。

图50A是沿图49A的线50A-50A截取的剖面图，并且示出了切换旋钮处于上单稳态端部位置，对应于扭转弹簧330在其沿旋钮的第一侧部设置的斜面部分移位时的收缩(比如同样在对于图48中相对的掣爪斜面而言的298/302)。图50B是沿图49B的线50B-50B截取的剖面图，并且示出了切换旋钮处于中央稳定位置(对应于坐置在图46中所示的中央沟槽306/308内的波形弹簧290/292的内弯曲部294/296)。图50C是沿图49C的线50C-50C截取的剖面图，并且示出了切换旋钮处于下单稳态端部位置，对应于扭转弹簧330在其沿第二互连且侧部设置的斜面部分(旋钮的300/304)的收缩。

图51是切换旋钮的局部侧视图，具有侧部支撑的扭转弹簧330，该扭转弹簧响应于旋钮248的旋转将弹簧扭转(经由相对端部的偏置腿部332/334)以增加该扭转弹簧响应于感应负载的扭转率，并且随着旋钮的阻力的增加而增加该扭转弹簧的扭转率。扭转弹簧作用力另外由任何一个或更多个参数限定，包括材料、线几何形状、线圈数和弹簧直径。扭转弹簧还可以构造有所需的预载荷，比如在组装/中央位置时(图49B/图50B)。

图52呈现了具有侧部支撑的扭转弹簧330的切换旋钮的侧剖视立体图，并且再次描述了相对的延伸腿部(延伸腿部的外部以332示出为与壳体内部的固定的抵接位置336接触)，延伸腿部响应于切换旋钮从中央沿任一方向的旋转，在切换旋钮抵靠扭转弹簧的选定的内腿部334或外腿部336施加时，在切换轮上产生阻力负载。偏置力响应于切换旋钮在任一方向上的旋转而施加在切换旋钮上，从而导致沿切换旋钮轴部分312’的相对切口位置构造的间隔且相对的弓形边缘331和333中的任一者偏置抵靠扭转弹簧的选定的延伸和固定抵接支撑的腿部332或334。

图53是类似于图52的视图，以非剖切方式描述了支撑在下壳体250的托架部分254/256上的切换旋钮248，并且描述了扭转弹簧330在重新构造的切换旋钮轴部分312’内的安装布置，这再次呈现了孔环形内部以及下部切口轮廓，该下部切口轮廓揭示了间隔开的和相对的抵接边缘331/333。图54是另外的局部立体图，示出了没有切换旋钮的扭转弹簧330，并且描述了弹簧330的内卷曲腿部334与以338示出的另外定位的固定抵接部接触，并且扭转弹簧330定位在托架部分254相对于外部定位的抵接部336的相对内侧。以这种方式，切换旋钮在任一方向上的旋转通过与旋钮的相对边缘331/333接触的延伸腿部334或336中的任一个腿部并且以影响切换旋钮返回至中央位置的方式来相对和反偏置，如图51中所示。

继续到图55，根据用于转向盘安装应用的另外的非限制性实施方式的切换换档器组件的分解图(也参见图56中的组装立体图340)。与之前的实施方式类似，提供了夹持在一起以限定出封装件接纳空间的上壳体342和下壳体344。

下壳体344还包括边缘延伸的耳状位置346、348、350，该耳状位置用于安装至所需的支撑件，比如，下壳体344还可以另外包括转向盘的侧部位置。上壳体342还包括凸起的面向前的位置352，在该位置内构造有槽形孔(参见互连的边沿边缘354)，以用于接纳切换轮或旋钮358的另外重新构型的外部部分356并且使切换轮或旋钮358的另外重新构型的外部部分356部分突出。

下壳体344还包括敞开的内部区域(通常在360处)，PCBA 362支撑在该敞开的内部区域中。提供了另外一个安装螺钉(比如在364处所示)，用于经由与限定在下壳体344中的带孔的安装柱368对准的边沿边缘限定的孔366来对PCBA 362进行安装。另外的内部支撑特征部(参见369处)构造在上壳体344内，以接纳和定位PCBA 362的上边缘位置。

显示器部件370(再次包括但不限于任何TFT、OLED或分段变型)被支撑在上壳体342内，并且使得显示器的照明屏幕部分372通过上壳体中的另外的窗374而变得明显。与显示器相关联的连接件带376(比如对应于分段显示器)从部件370延伸以连接至PCBA 362(参见下壳体344中的边缘接近切口轮廓378，该切口轮廓与下侧定位的接纳连接件(未示出)对准)用于连接至线束376。

提供了通常与PCBA 362的轮廓相配合的键盘380，使得键盘在安装在下壳体344内时定位在PCBA顶部。包括位于外部的子对382/384和位于内部的子对386/388的多个键盘按钮结合到键盘380中，并且与PCBA 362中的接触位置(外部子集390/392和内部子集394/396)对准。如将另外描述的，键盘布置替代用于在换档期间的旋钮358的切换期间提供所需阻力(触觉效果)的先前实施方式的任何弹簧加载掣爪、波形弹簧或扭转弹簧。

内旋钮壳体398呈现出大致矩形(伪鞋盒)形状并且呈现出用于对限定切换旋钮358的半旋钮形状的相对矩形端面轮廓399进行安置的凹形内部。示出了中央内部支撑柱400与内旋钮壳体398相关联，该内旋钮壳体以允许旋钮受限程度的双向切换运动的方式安置并且位于切换旋钮358的下侧定位的部分(参见图59剖面图中以401示出的)。

桨状部402在旋转方面固定至切换旋钮358的中央侧位置，桨状部包括与外部对键盘按钮382/384对准的相反端部位置404和406(也参见图58)。PCBA上的内部对传感器/开关386/388交替地接触内部旋钮壳体398的下侧(参见图59)，以限定切换旋钮和内部旋钮壳体在被侧部支撑的桨状件402启用时相对于PCBA的受限枢转范围。切换旋钮358还包括在与桨状件402相对的侧部上的另一侧部延伸部分408，该侧部延伸部分408与内部旋钮壳体398的支撑边缘叠置。内部旋钮壳体的侧部中的切口对中央轴线410进行限定，并且切口以阻止旋钮旋转的方式对桨状件402的中央轴支撑件和相对的侧部延伸部分408进行安置，比如在操作者按压按钮以压下内部对传感器开关388/386的情况下，并且还防止在切换件向上或向下旋转的情况下按下键盘按钮384或382(在这种情况下内部支撑特征件369的侧壁提供相应的限制，并取决于正在建立的按压/不旋转或旋转/不按压条件中的任一者。

附加特征包括在构型方面总体与切换旋钮358相配合的旋钮包覆模具412。如将参照图64进一步描述的，旋钮包覆模具412的中央突出部414在安装时可以被向下按压以使内部旋钮壳体398移位，例如在一个非限制性构型中使内部旋钮壳体与内部键盘按钮394/396和经对准的传感器开关394/396接触，这是为了通过PCBA 380来启动返回驻车状态。

图56是图55的切换换档器组件的前平面图，并且图57提供了与图56类似的图示，其中上壳体被移除以更好地描述内部旋钮壳体344，并且桨状件402具有相反的接触端部404/406和键盘按钮382/384，以用于在旋钮358沿任一方向单稳态切换期间提供必要的换档电阻。图58是具有包覆模具412、桨状件402、键盘380和键盘按钮(外)382/384和(内)386/388的切换旋钮的截面立体图，该切换旋钮用于在第一或第二方向中的任一方向上提供单稳态切换。

在操作中，并且随着切换旋钮或开关被旋转，从旋钮轴线410(再次参见图55)延伸的桨状件402的端部位置404/406也被导致枢转。向上切换使上桨状件端部406向下移动成与相对的键盘384接触。在键盘384与PCBA 362上的位于下侧的开关392接触时，回路闭合以确认作出向上切换选择(比如对应于档位的变化)。

相反的向下切换使对应的下桨状件端部404向下移动成与相对的键盘382接触，该键盘382再次在与PCBA上的对应开关390接触时闭合回路，从而确认做出了向下切换选择。如前所述，可以通过如上所述对旋钮进行切换或通过向内推动旋钮(再次参见图64中的方向箭头416所示)来接合驻车位置，这导致将位于内部旋钮壳体398下方的一个或更多个键盘按钮(再次参见386/388)推动成与位于下方的PCBA传感器/开关组合394/396接触。

图59是沿图58的线59-59截取的进一步旋转和剖面图，并且示出了构造在PCBA362上的下侧定位的传感器开关394/396，传感器开关394/396在沿第一或第二切换方向中的任一者旋转期间交替地与内部旋钮壳体398的下侧接合。图60是内部切换旋钮壳体398、旋钮包覆模具412和下壳体344的另一部分侧立体图，这是为了从不同的有利位置说明组件的切换运动。

图61是类似于图56的图示，并且描述了切换旋钮的双向运动，如箭头418进一步描述的。图62是图58的基本重复视图，并且描述了长形桨状件402与阻力感测用键盘按钮382/384接触的旋转方向(参见旋转箭头420)。

继续到图63，呈现了图55的切换组件的进一步旋转和立体剖面图，并且图63描述了将拨动元件支撑成是可旋转的桨状件402、外部键盘按钮382/384、PCBA 362和传感器开关390/392。图64是与图60类似的图示，描述了向内推动至驻车状态(再次向下按钮416)，其中按下切换旋钮导致位于内部旋钮壳体下方的键盘按钮386/388下降成与位于底侧的传感器开关(394/396)接触。

继续到图65是提供了与不同切换键盘构型相对应的各种力行程曲线以响应于旋钮的切换而改变换档器阻力的图形描述。这包括与第一力行程曲线424相对应的键盘构型422的第一构型，该第一力行程曲线424由在切换旋钮358和内壳体398枢转期间桨状件402的对应端部404/406的接触所建立的力图形曲线来产生。

以426/428、430/432、434/436、438/440和442/444示出了附加对的键盘结构和对应的力行程图形描述。这些描述均表示响应于桨状件端部向下枢转致动成偏置接触的换档作用力阻力的差异，并且旨在替代先前实施方式的弹簧加载掣爪、波形弹簧或扭转弹簧的影响。

图66是进一步的图形描述，示出了对于不同的力分布对键敲击而言的键盘按钮阻力的影响。与图65中呈现的力行程曲线轮廓一致，图66的图形描述提供了表示行程距离(以毫米为单位)的X轴446，以及用于施加的力(克)的Y轴448。

峰值行程S1(以450示出)和接触行程S2(以452示出)的表示沿着X轴446示出。力分布标识器还包括下述各者中的每一者：以454示出的峰值力(FP)、以454示出的最大回复力(FU)、以458示出的接触力(FC)、以460示出的最小回复力(FR)、以462示出的下降力FD(FD＝FP–FC)、和以464示出的相关下降力FG(FG＝FP–FM)。位置变量包括下述各者中的每一者：原点(O)466、峰值点(P)468、返回点(R)470、接触点(C)472和最大返回点(M)474。在每种情况下，换挡作用力和对应的键盘按钮阻力由按钮的几何形状以及所选择的按钮材料(不限于不同等级的聚合物或橡胶组合物，包括复合材料等)所限定。另外的峰值冲程力被另外以476示出并且限定了行程和力和力分量的最大值。

图67是根据另一变型478的切换换档器的平面图，并描述了构造到重新设计的上壳体中的以相反顺序的换档模式。该表示旨在对应于本文所述的任何先前描述的切换换档器组件中的任意者，以及其中显示器结合到上壳体中，使得各个换档器位置以相反的顺序由驻车位置480、运动驱动(S/D)位置482、空档位置484和倒档位置486来表示。

切换旋钮的突出位置以488示出，该突出位置位于上壳体的凹形的面向前的部分490内，其中，峰抓持部分492易于***作者以向上或向下切换方式中的一者接触。还可以结合驻车位置标识符480提供操作按钮描述494。非限制性地，功能性照明方案可以包括与驻车位置480相关联的第一颜色(比如但不限于红色)，以及与其他S/D 482、N 484和R 486位置中的每一者相对应的第二颜色(不限于白色)。

与前述实施方式一样，驻车锁定、空档锁定和直接换档(例如，驻车到倒挡和倒挡到驻车)功能中的每一者都可以内置到重新设计的切换式换档器478中。切换式按钮488可以在向上方向(参见图68中的以A1标识的，对应于短暂或瞬间向上致动)或向下方向(在B1处另外表示并且再次对应于短暂或瞬间向下致动)中的每一者上进行致动。通过保持切换旋钮一段时间(比如等于或大于0.5秒)实现了连续或递增向上/向下换档器位置，并且分别通过切换动作A2和B2来识别连续或递增向上/向下换档器位置。

图68是表示从图67的组件中的PDSNR位置中的每个位置切换的切换式换挡器位置的示意图。这些被分成单独的显示表示并且包括用于从Park切换至S/D位置、N位置和R位置中的每一者的第一表示496，其中连续的瞬间向上A1和向下B1切换动作。向下切换动作B1可以由持续的向下切换运动B2代替，以切换至倒挡位置。

显示表示498对应于从驱动位置的换档方案，并且可以包括向上切换A1到运动，或者从S/D位置瞬时或持续向下切换B1或B2中的每一者，以在空档与倒挡之间切换。

显示表示500对应于从相关运动位置的换档方案并且包括向上切换A1或向下切换B1或B2中的任一者到空档或倒挡位置。

显示表示502描述了从空档到S/D(经由A1向上切换)或倒档(经由向下切换B1)中的任一者的换档作用力的另外的描述。

最后，显示表示504示出了从倒挡使用向上切换A1(比如到空挡)或A2(跳到S/D位置)的另外的倒挡换挡器显示方案。切换件可以另外启动(A1)或保持在向上位置(A2)，以前进到换档器位置。在图68中的上述参照示例中的每个示例中，驻车位置只能通过接合驻车按钮来操作。

现在继续到图69，提供了根据本发明的又一实施方式的安装形式的切换旋钮换档器组件的根据本发明的又一实施方式的转向柱杆的分解图(参见图70中的组装视图中另外表示的)。在安装有杆的形式下的切换组件包括上壳体506和下壳体508中的每一者，上壳体506和下壳体508构造成相互组装，参见用于位于接纳位置内的下壳体508的边缘构造的接合凸起部510和512(在图60中被隐去，但在图71的剖面图中以514和516示出)，接合凸起部510和512构造在上壳体506的相对且对准的位置中，并且使得组件以支撑在转向盘柱并从转向盘柱(未示出)延伸的方式安装。

上壳体506还包括面向前的槽形孔(参见互连边沿边缘518)，该面向前的槽形孔用于接纳相关联的切换轮520的滚花外轮廓并使相关联的切换轮520的滚花外轮廓部分地突出，切换轮520具有限定在其外周缘中的峰状接合位置522。第二面向前且侧向间隔开的槽形孔(进一步由边沿边缘524限定)也构造在上壳体506中，该第二面向前且侧向间隔开的槽形孔用于框定显示器部件528(再次包括但不限于TFT、OLED或分段版本中的任一者)。如之前的实施方式，限定边沿边缘518和524的孔还可以包括边框窗形部分的安装，以为组件提供增强的光洁度。

下壳体504还包括敞开的内部区域，在该敞开的内部区域内接纳PCBA530的重新构造件(这进一步由构造在下壳体内部的内部中的成对的接合凸起部532和534辅助，成对的接合凸起部532和534用于固定至对准的PCBA530的侧边缘。带536和端部连接件538从PCBA530延伸至组装的杆的基部，并使得带被支撑在杆内(参见与下壳体508相关联的以540示出的内部支撑肋)，其中外部输入(例如远程返回驻车传感器等)经由带536而被传送至PCBA530。

单独的带542也从显示器部件延伸至PCBA 530上的连接位置，用于控制比如与显示器相关联的LCD段。还描述了具有单独的端部连接件548的单独的电力线544和546，以用于附接至PCBA 530，以向比如容纳在显示器部件528中的单独安装的LED元件(未示出)提供电力。

提供一对波形弹簧550和552，波形弹簧550和552与切换轮520的相反两侧对准，并且同样包括中央弓形突出位置554和556(参见图73)，中央弓形突出位置554和556偏向抵靠相反侧部止动轮廓(参见在图73中还通过与接触波形弹簧550/552相对应的相对成对的有角度的掣爪斜面558和560进一步示出的)。尽管没有清楚地示出，弓形凹部通道(参见图69中的555)被描述在切换旋钮520的底部环形轮廓中，用于将抵接部分557安置在托架支撑部分566/568之间的下壳体内部中。圆形磁性件562结合到切换轮520的心轴或轴支撑件564的凹形侧位置中。这可以再次包括但不限于将切换轮整体围绕磁性件包覆模制。

一对波状托架限定部分566和568被描绘为从下壳体508的内波状表面突出，以用于接纳相反的延伸轴部分(同样以564示出，并且在图69和图71中进一步以564'来参考)。PCBA 530还包括有角度的搁板支撑件570，传感器572(例如包括但不限于霍尔效应的感应传感器，在图71的剖面图中描绘)在该搁板支撑件上定位成靠近磁性件562，并且使得切换轮520在任一方向上的旋转导致磁性件相对于传感器的旋转移位，进而允许与PCBA530通信的相关处理器在确定磁性件的某个角旋转时向ECU发出换挡指示。

图70再次描述了图69的实施方式的组装平面图，并且描述了切换旋钮520和分段或TFT/OLED显示器部件528。图71再次提供了图40的横截面剖面图，其中移除了上壳体并且描述了具有支撑在下壳体508上的带536和连接件538的PCBA 530，以及具有端部支撑磁性件562和侧部触觉支撑波形弹簧550和552的切换旋钮520。

图72提供了图70的180度旋转图示，其中下壳体被移除并且描述了具有带536和连接件538与切换旋钮520组合的PCBA 530、以及侧部支撑波形弹簧550/552。图73是图72的放大图，同样移除了下壳体，并且描述了切换旋钮520、侧部支撑波形弹簧550/552和具有近端定位的传感器572的PCBA 530。

图74A至图74C描述了一系列环境视图并且示出了将换档器组件结合到车辆内部的各种位置的能力，各种位置不限于转向盘(在图74A中的574)、转向盘柱或杆(在图74B中的576)，或仪表板/仪表面板(由图74C中的显示器578和切换旋钮580描述)。图75表现了结合到中央控制台中的切换换档器的进一步环境视图，如显示器部分582和切换旋钮584所参考的。

本发明相应地提供了一种可旋转的切换开关轮车辆换档器组件，该换挡器组件提供了用于变速器档位选择的操作者界面，以及在通过档位换档时向操作者提供触觉反馈，比如再次通过环形止动轮廓完成，弹簧加载的掣爪偏置抵靠该环形止动轮廓上以穿过轮廓的峰部和沟槽/谷部行进。切换开关齿轮组件为操作者提供用于在驻车、倒挡、空档、驱动或手动位置中的每一者之间的单位置(单稳态)功能，以及用于在档位中的每个档位之间换档的单颠簸操作。

对应的直接到驱动或直接到驻车功能也通过在确定的时间间隔将单稳态切换件保持在最大旋转位置来实现，并且由此在切换轮端部安装的磁性件与邻近的PCBA传感器之间的相关接合部有助于从相关处理器发送的指令以完成所需的换档变化。

本换挡器设计还提供了返回驻车功能，通过该功能，响应于PCBA安装的处理器接收到的外部信号(例如开门等)，使换挡器位置自动重新设置成驻车位置。驻车锁定和空档锁定功能中的每一者也包含在本设计中，以防止车辆换档，直到满足某些先决条件(例如脚踩下制动器)，在此条件下，PCBA以电子的方式允许切换轮换档车辆。

显示器根据任何期望的设计构型或取向来提供档位指示。其他特征包括提供设计灵活性的壳体和组件，以用于将切换轮定向在上/下或左/右取向中的任一者。其他考虑因素包括为减小封装尺寸提供设计灵活性，以适应众多车辆位置，尤其包括转向盘或柱以及仪表面板(IP)或其他位置。

进一步设想，切换件组件可以被重新构造成用于车辆档位换挡之外的组件中。为此，作为最广泛解释的术语“换档器”预期通过非限制性示例应用于挡风玻璃刮水器控制、音量控制或调光器控制功能。

已经描述了我的发明，其他和附加的优选实施方式对于本领域技术人员将变得明显，并且不会背离所附权利要求的范围。详细描述和附图被进一步理解为支持本公开，本公开的范围由权利要求限定。尽管已经详细描述了用于执行要求保护的教导的一些最佳模式和其他实施方式，但是存在各种替代设计和实施方式来实践所附权利要求中所限定的公开内容。

Claims (20)

1.一种换档器组件，包括：

壳体，所述壳体对切换旋钮进行支撑，所述切换旋钮具有对于车辆操作者而言能够触及的突出的突起部；

至少一个止动轮廓，所述止动轮廓被构造在所述切换旋钮上；

磁性件，所述磁性件定位成靠近于传感器，所述传感器安装至所述壳体内的印刷电路板(PCBA)，所述磁性件响应于在相反的单稳态方向中的任一方向上致动所述切换旋钮而相对于所述传感器移位；

显示器部件，所述显示器部件与所述PCBA通信并且能够通过所述壳体而被看到；以及

至少一个偏置元件，所述偏置元件被支撑在所述壳体内且与所述止动轮廓接触，使得在操作者致动所述切换旋钮时，所述偏置元件被致使成相对于所述止动轮廓移位，所述磁性件相对于所述PCBA传感器旋转，以通过与所述PCBA相关联的处理器而以电子的方式指示档位变换。

2.根据权利要求1所述的组件，所述壳体还包括可组装部分，所述可组装部分适于被结合到转向盘、转向柱、仪表板、控制台或车辆仪表面板内的其他位置中的任意者中。

3.根据权利要求1所述的组件，还包括下述各者中的至少一者：固定在所述壳体内的一对第一板和第二板，或者固定在所述壳体内的间隔开的支承件，以用于将所述切换旋钮以可旋转的方式支撑在所述一对第一板与第二板之间或者所述间隔开的支承件之间。

4.根据权利要求3所述的组件，所述偏置元件还包括一对掣爪，所述一对掣爪由支撑在所述壳体内的一对压缩弹簧偏置，所述止动轮廓还包括第一止动轮廓和第二止动轮廓，所述第一止动轮廓和所述第二止动轮廓被构造在所述切换旋钮的相反两侧上，并且所述掣爪抵靠所述第一止动轮廓和所述第二止动轮廓被偏置。

5.根据权利要求1所述的组件，所述偏置元件还包括支撑在所述壳体内的一对波形弹簧，所述止动轮廓还包括第一止动轮廓和第二止动轮廓，所述第一止动轮廓和所述第二止动轮廓被构造在所述切换旋钮的相反两侧上，并且所述波形弹簧的所述接触部分抵靠所述第一止动轮廓和所述第二止动轮廓被偏置。

6.根据权利要求1所述的组件，所述偏置元件还包括结合到所述切换旋钮的轴部分中的扭转弹簧，其中，所述旋钮的沿任一方向的旋转被所述扭转弹簧反向偏置。

7.根据权利要求1所述的组件，所述显示器部件还包括薄膜晶体管、有机发光二极管或分段显示器中的任一者。

8.根据权利要求1所述的组件，还包括限定在所述壳体的上部面中的一对窗，所述一对窗用于对所述切换轮和所述显示器部件中的每一者进行安置。

9.根据权利要求1所述的组件，还包括返回驻车功能，在所述返回驻车功能中，所述印刷电路板响应于确定的外部输入将所述换档器重置至驻车。

10.根据权利要求1所述的组件，还包括驻车锁定功能和空档锁定功能中的每一者，以用于在所述印刷电路板未确定出对于提供电子换档而言的必要条件的情况下防止所述切换旋钮旋转而发生档位变换。

11.根据权利要求1所述的组件，还包括：所述壳体被支撑在转向盘内，所述转向盘的旋转导致所述壳体的同时旋转，从而使得：无论所述转向盘的旋转位置如何，均将所述显示器保持处于连续直立的取向。

12.根据权利要求11所述的组件，还包括：所述壳体具有圆形构型，所述圆形构型具有带齿的外周向部或摩擦接合的外周向部中的任一者。

13.根据权利要求12所述的组件，还包括驱动带和中央轴线支撑件，所述驱动带围绕所述壳体的所述外周向部延伸，所述中央轴线支撑件位于所述转向盘内。

14.根据权利要求12所述的组件，还包括一系列相互连接的齿轮，以用于响应于所述转向盘的旋转而使所述壳体协同地旋转。

15.根据权利要求1所述的组件，还包括：所述壳体被支撑在转向盘内，传感器对转向盘角度进行测量，以用于将所述显示器连续地重新定向至直立观察位置。

16.根据权利要求11所述的组件，所述显示器还包括电容式触摸屏和传感器，所述传感器对所述转向盘的角旋转进行确定，以对所述显示器进行重新定位而使所述显示器保持直立取向。

17.根据权利要求1所述的组件，所述组件还包括应用于档位换挡器、挡风玻璃刮擦件控制器、音量控制器或调光器控制器中的任意者。

18.一种用于车辆的切换式换档器组件，包括：

壳体，所述壳体具有可组装的上壳体和可组装的下壳体，所述上壳体和所述下壳体限定出对内部物进行容纳的封装件；

印刷电路板(PCBA)，所述印刷电路板被支撑在所述下壳体内；

键盘，所述键盘位于所述PCBA上方，并且所述键盘结合有与所述PCBA内的传感器和开关的布置结构选择性地通信的多个键盘按钮；

切换旋钮，所述切换按钮被支撑在所述键盘上且靠近于所述键盘按钮，并且所述切换按钮被支撑使得所述切换旋钮的在第一方向或相反的第二方向中的任一方向上的单稳态旋转被反向偏置，以将所述旋钮返回至中央位置；

显示器部件，所述显示器部件与所述PCBA通信并且能够通过所述上壳体而被看到；以及

当操作者在所述反向偏置方向中的任一方向上致动所述切换旋钮时，所述PCBA的所述传感器/开关中的至少一者将回路闭合，从而通过与所述PCBA相关联的处理器以电子的方式指示档位变换。

19.根据权利要求18所述的换档器组件，所述切换旋钮还包括桨状件，所述桨状件被枢转地支撑，从而选择性地与所述键盘按钮中的位于外部的子组多个键盘按钮相接触。

20.根据权利要求19所述的换档器组件，还包括对所述切换旋钮进行安置的盒形形状的内旋钮壳体，所述内壳体定位在所述键盘按钮中的位于内部的子组的多个键盘按钮上方，并且响应于向下按压所述切换旋钮，指示PCBA将车辆从倒挡位置、空档位置或行驶位置中的任一者返回至驻车位置。

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