CN105388019B - 用于检测变速器的驻车状态的系统 - Google Patents

Abstract

公开了一种用于检测变速器的驻车状态的系统。一种变速器诊断系统包括可枢转构件和致动器。致动器具有槽口，槽口具有第一侧部、第二侧部和这两侧部之间的开口。开口的宽度大于可枢转构件的宽度。可枢转构件被保持在槽口内，致动器被构造为使枢转构件在对应于PARK档的接合位置与对应于除了PARK档以外的档的松开位置之间选择性枢转。变速器诊断系统还包括偏转弹簧，偏转弹簧被构造为在可枢转构件上施加偏转扭矩，以使可枢转构件朝向槽口的第一侧部偏转。变速器诊断系统还包括控制器，控制器被配置为响应于可枢转构件未与槽口的第一侧部接触而产生至少一个诊断信号。

Description

用于检测变速器的驻车状态的系统

技术领域

本公开涉及自动变速器，具体地，涉及线控换档变速器。

背景技术

传统的自动变速器包括变速器控制装置，采用变速器控制装置来控制机动车辆的变速器。变速器控制装置用于选择几个档位范围，例如：驻车档，在驻车档，变速器被锁定以防止车辆运动；空档，在空档，变速器允许车辆自由地运动(例如，当被拖曳时)；倒档，在倒档，变速器允许车辆向后运动；一个或更多个行驶档，这些档位使车辆能够向前运动。通常，变速器控制装置采用经由机械连接件(诸如线缆)连接至变速器的杆(lever)的形式。典型地，杆还连接到指示器。当变速器控制机构从一个档位范围运动到另一个档位范围时，机械连接件物理地使变速器换档至选择的设置，并且指示器移动，以为驾驶员显示已经选择了哪个档位范围。即使车辆关闭，驾驶员也能够从指示器确定当前变速器档位范围，并且在一些情况下，如果(例如)车辆将要被拖曳，则驾驶员也能够使变速器控制机构移动到空档。

传统的自动变速器使用多个摩擦元件来进行自动的传动比变换。一般地说，虽然更常见的是这些摩擦元件通常被称作离合器或制动器，但这些摩擦元件也可被描述为扭矩建立元件。摩擦元件用于建立从内燃发动机到一组车辆牵引车轮的动力流动路径。在车辆加速期间，针对给定的发动机节气门调整，总的传动比(即，变速器输入轴转速与变速器输出轴转速的比值)在传动比升档期间随着车速增大而减小。对于任意给定的车速随着发动机节气门调整增大，或者当车速随着发动机节气门调整减小而减小时，出现用于获得较高的传动比的降档。在现代的自动变速器中建立了多种行星齿轮构造。然而，换档运动学的基本原理保持类似。使具有多个行星齿轮组的自动变速器换档伴随着应用和/或释放摩擦元件，以通过改变经过行星齿轮组的扭矩路径而改变速度和扭矩关系。通常基于变速器控制装置的位置而液压地或机械地致动摩擦元件。

在线控换档(shift-by-wire)变速器布置中，消除了变速器控制装置与变速器之间的机械连接件。取而代之，变速器控制装置将电信号发送至电子控制器，电子控制器指示独立的致动器应用或释放各个摩擦元件以获得期望的传动比。控制装置不再必须为杆的形式，这是因为控制装置不再为了控制变速器而使机械连接件运动。取而代之，控制装置通常是机电式界面(例如，一系列按钮、杆或旋钮)，机电式界面用于指示变速器在变速器档位范围之间切换。

发明内容

根据本公开的一种变速器诊断系统包括可枢转构件，可枢转构件可在接合位置与松开位置之间能够枢转。接合位置对应于PARK档，松开位置对应于除了PARK档以外的档。变速器诊断系统还包括具有槽口的致动器。槽口具有第一侧部、第二侧部以及这两个侧部之间的开口。开口的宽度大于可枢转构件的宽度。可枢转构件被保持在槽口内，致动器被配置为使可枢转构件在接合位置与松开位置之间选择性地枢转。变速器诊断系统还包括偏转弹簧，偏转弹簧被构造为在可枢转构件上施加偏转扭矩以使可枢转构件朝向槽口的第一侧部偏转。变速器诊断系统还包括控制器，控制器被配置为响应于可枢转构件未与槽口的第一侧部接触而产生至少一个诊断信号。

在一些实施例中，所述至少一个诊断信号包括响应于可枢转构件处于松开位置且未与槽口的第一侧部接触的第一诊断信号。所述至少一个诊断信号还可包括响应于可枢转构件处于接合位置且未与槽口的第一侧部接触的第二诊断信号。在一些实施例中，变速器诊断系统还包括角度位置传感器，其中，可枢转构件具有枢转轴线，角度位置传感器与控制器通信并被配置为检测可枢转构件的角度位置。

根据本公开的一种车辆包括具有可移动构件的变速器。可移动构件能够选择性地与驻车齿轮接合以将车辆置于PARK档。可移动构件能够在标准松开位置、超驰松开位置、标准接合位置以及诊断接合位置之间运动。变速器还包括驱动地结合到可移动构件的致动器。车辆还包括至少一个控制器。所述至少一个控制器被配置为响应于可移动构件处于超驰松开位置而产生第一诊断信号，并响应于可移动构件处于诊断接合位置而产生第二诊断信号。

在一些实施例中，致动器包括沿着驱动轴线在接合位置与松开位置之间运动的从动轴。从动轴具有沿着驱动轴线保持可移动构件的槽口，并且可移动构件相对于槽口具有偏转位置和反偏转位置。可移动构件朝向偏转位置偏转。在这样的实施例中，标准松开位置对应于从动轴处于松开位置且可移动构件处于偏转位置，标准接合位置对应于从动轴处于接合位置且可移动构件处于偏转位置，超驰松开位置对应于从动轴处于松开位置且可移动构件处于反偏转位置，诊断接合位置对应于从动轴处于接合位置且可移动构件处于反偏转位置。

在一些实施例中，所述控制器还被配置为响应于第一诊断信号而按限制运转策略控制车辆。所述至少一个控制器还可被配置为响应于车辆换档至PARK档以及第一诊断信号或第二诊断信号而接合驻车制动器。一些实施例还包括车辆信息显示器。在这样的实施例中，所述至少一个控制器还被配置为响应于第一诊断信号或第二诊断信号而经由车辆信息显示器向驾驶员发出警报信号。

根据本公开的一种变速器组件包括被构造为选择性地接合或松开PARK齿轮的可移动构件。变速器组件还包括：致动器，与可移动构件驱动地结合并将可移动构件保持在偏转位置或反偏转位置；弹簧，被构造为使可移动构件朝向偏转位置偏转。变速器组件还包括控制器，控制器被配置为响应于可移动构件处于反偏转位置而产生至少一个诊断信号。

一些实施例还包括角度位置传感器。在这样的实施例中，可移动构件具有第一端和第二端，第一端被致动器保持，第二端可绕枢转轴线枢转，角度位置传感器与控制器通信并被配置为检测可移动构件的角度位置。在这样的实施例中，致动器可包括可沿着驱动轴线运动的从动轴，从动轴限定沿着驱动轴线定向的槽口。槽口具有第一侧部、第二侧部和槽口宽度。可移动构件的第一端的宽度小于槽口宽度并被槽口保持。在偏转位置，可移动构件接触第一侧部，在反偏转位置，可移动构件接触第二侧部。在一些实施例中，致动器具有对应于可移动构件接合PARK齿轮的接合位置以及对应于可移动构件松开PARK齿轮的松开位置。在这样的实施例中，所述至少一个诊断信号包括第一诊断信号和第二诊断信号，第一诊断信号响应于可移动构件处于反偏转位置且致动器处于松开位置，第二诊断信号响应于可移动构件处于反偏转位置且致动器处于接合位置。

根据本公开的实施例提供了许多优点。例如，本公开提供了一种用于变速器的诊断系统，所述诊断系统提供指示变速器处于超驰位置或其它诊断状态的诊断信号。本公开还提供了一种用于响应于诊断信号而控制车辆的系统。

从下面结合附图对优选实施例进行的详细描述中，本公开的上述优点和其他优点以及特点将变得明显。

附图说明

图1是包括线控换档变速器的车辆的示意性表达；

图2是包括超驰(override)系统的线控换档变速器的驻车组件的轴测视图(isometric view)；

图3是驻车超驰系统的轴测视图；

图4示出了驻车超驰系统和传感器的操作。

具体实施方式

根据需要，在此公开了本发明的详细实施例；然而，将理解的是，公开的实施例仅是本发明的示例，可以以各种和可选形式实施本发明。附图不一定按比例绘制；一些特征可被夸大或最小化以示出特定组件的细节。因此，在此公开的具体结构和功能细节不应被解释为限制，而仅作为用于教导本领域技术人员以不同方式应用本发明的代表性基础。

线控换档变速器指在变速器控制装置与变速器之间不具有机械连接件的布置。取而代之，用户操作的换档模块将电信号发送至电子控制器，电子控制器指示独立的致动器应用或释放各种摩擦元件(例如离合器或制动器)以获得期望的传动比。在一些实施例中，变速器可设置有驻车锁爪(parking pawl)，驻车锁爪通过一个致动器操作。驻车锁爪可与变速器中的至少一个齿轮接合以阻止车辆运动，或从所述至少一个齿轮释放以允许车辆运动。驻车锁爪可响应于驾驶员将变速器换档至PARK档(驻车档)而接合。当然，还可使用各种其它驻车元件来阻止车辆运动，例如，驻车制动器。

在一些构造中，操作摩擦元件和驻车锁爪的致动器是液压致动器。在正常的车辆运转时，发动机驱动变速器泵将液压压力供应至致动器并使摩擦元件能够应用或释放。因为在换档模块与变速器之间不存在机械连接件，所以在缺少到致动器的液压压力时，驾驶员将不能使变速器在档位之间换档。当发动机关闭时，换档模块可能不能换档。

然而，在一些情况下，会期望使车辆从PARK档变换至另一档位而发动机不运行。例如，如果发动机是不可操作的，则可期望使变速器换出PARK档以便于拖曳。作为另外的示例，可期望使车辆滚动到新的位置而不运行发动机。使用标准的换档模块，在不运行发动机的情况下换出PARK档是不可能的。因此，变速器可设置有手动超驰机构。手动超驰机构可包括在车辆发动机罩下可接触到的机构或在车厢内可接触到的线缆机构。这种方案可能难以让用户接触到，难以全面使用车辆(route through)并且还增加了车辆的复杂性和成本。此外，在车辆发动机罩下可接触到的已知的超驰机构包括在正常变速器操作期间运动的外部超驰杆。这种外部的运动部件对累积并阻碍变速器操作的泥、雪、冰或其它碎片敏感。

现在参照图1，以示意的形式示出了车辆10。车辆10包括线控换档变速器12。变速器12包括关联的驻车齿轮14，驻车齿轮14能够选择性接合为将车辆置于PARK档。驻车齿轮14可包括驻车锁爪，驻车锁爪与变速器中的关联的齿轮能够选择性地接合以限制车辆运动。变速器12还包括至少一个关联的致动器16。致动器16被构造为经由可移动构件(shiftable member)18选择性地接合或松开驻车齿轮14。将在下面更详细地讨论这种构造。另外的致动器(未示出)可控制各种其它摩擦装置，例如离合器或制动器，以按照各种传动比选择性地将动力从车辆发动机(未示出)传递至车轮(未示出)。

车辆10还包括传感器20，传感器20被配置为检测可移动构件18的位置。传感器20与至少一个控制器22通信或受所述至少一个控制器22控制。在各个实施例中，一个控制器或多个控制器22可以是车辆系统控制器或彼此通信的多个控制器。控制器22还与变速器12进行通信或否则的话被配置为控制变速器12。当然，一个控制器或多个控制器22可与图1中未示出的各种其它传感器和车辆组件进行通信。控制器22被配置为将各种信息和/或警报发送到驾驶员显示器24。驾驶员显示器可包括仪表板警告灯、多功能显示器、声音警报或将信息传输给用户的各种其它方法。车辆还包括与控制器22进行通信或受控制器22控制的驻车制动器25。优选地，驻车制动器25是电动驻车制动器。

现参照图2，示出了包括超驰系统的线控换档变速器的驻车组件的轴测视图。变速器包括至少一个齿轮组26。驻车锁爪28能够与齿轮组26的齿轮选择性接合。当接合时，驻车锁爪28限制车辆运动。致动器30(可以是液压的或电动的)经由连杆臂(link arm)32和联动装置(linkage)34接合和/或松开驻车锁爪28。驻车超驰装置36可操作地将致动器30与连杆臂32连接。

现参照图3，示出了驻车超驰组件的轴测视图。致动器30'(在本实施例中，致动器30'包括液压阀)可驱动地与内杆(inner lever)40结合。内杆40是可移动构件，可移动构件在其相反的一端可驱动地连接至连杆臂32'。致动器30'可在各种位置之间运动，所述各种位置包括：第一位置，可以是驻车锁爪与变速器的齿轮接合的PARK档位置；第二位置，可以是驻车锁爪与变速器的齿轮松开的脱离PARK档位置。内杆40被配置为：响应于致动器30'在各个位置之间运动而绕枢转轴线42枢转。扭转弹簧44被构造为向内杆40施加偏转扭矩。如将在下面进一步讨论的，扭转弹簧44被配置为朝向PARK档位置施加偏转扭矩(biasingtorque)。这样的组件可被称作具有“返回至PARK档”功能。内杆还包括销46，销46从与扭转弹簧44相反的面伸出。应该注意的是，在上下文中，“内”指杆相对变速器壳体的定位。优选地，内杆40和关联的部件(包括致动器30'和连杆臂32')被保持在变速器壳体内。

驻车超驰组件还包括超驰杆50，超驰杆50还被构造为绕枢转轴线42枢转。超驰杆50被构造为在各种位置之间枢转，所述各种位置包括：第一位置，可以是针对正常运转的“标准(nominal)”位置；第二位置，可以是“超驰”位置。超驰杆50位于壳体的外部以便于接近。超驰杆50被构造为与内杆40分开地枢转，使得在正常运转期间当内杆40在PARK档位置与脱离PARK档位置之间枢转时，超驰杆保持不动。超驰杆50与致动臂或指形件52结合，从而超驰杆50和致动臂52一起绕枢转轴线42枢转。优选地，致动臂52被保持在变速器壳体内。致动臂52限定经过内杆40的销46的枢转运动的平面。超驰杆50包括第一紧固件孔54，利用关联的紧固件将超驰杆50固定至变速器壳体。超驰杆50还包括第二紧固件孔55。超驰杆50还可包括拉伸弹簧56，拉伸弹簧56结合到致动臂52并使超驰杆50朝向标准位置偏转。

现参照图4，详细地示出了致动器30'与内杆40的配合。在该视图中，可以看到致动器30'包括从动轴58。如上所讨论的，致动器30'(更准确地，从动轴58)能够在PARK档位置与脱离PARK档位置之间运动。从动轴58限定槽口(notch)60。内杆40被保持在槽口60内。

如可被观察到的，槽口60限定超过内杆40的外部宽度的内部宽度。扭转弹簧44(在本视图中未示出)在内杆40上施加偏转扭矩τ。对于在标准操作期间从动轴58的给定位置，内杆40被保持处于偏转位置，在偏转位置，内杆40的第一侧部接触槽口60的第一侧部。在内杆40的第一侧部和槽口60的第一侧部之间的接触点处，内杆40在从动轴58上施加返回至PARK档的力。当车辆开启且向致动器30'供应液压压力时，致动器30'可克服返回至PARK档的力以将车辆换出PARK档。偏转扭矩τ用于在缺少液压压力时使致动器30'返回至PARK档的位置。

在某些条件下，内杆40可运动至反偏转位置，在反偏转位置，内杆40的第二侧部接触槽口60的第二侧部。这可(例如)在缺少来自扭转弹簧44的扭矩时或当施加到超驰杆50的扭矩超过偏转扭矩τ时出现。

偏转位置和反偏转位置分开角度间隙α。在示例性实施例中，α大致等于4度。内杆40具有总的行程角度范围β。在示例性实施中，β大致等于18度。

角度位置传感器20'被配置为检测内杆40相对于枢转轴线的角度位置。角度位置传感器20'与控制器关联并被配置为将内杆40的角度位置发送到控制器。在优选实施例中，角度位置传感器20'包括双通道传感器，双通道传感器的感测范围超过预期的移动范围β。

由于从动轴58在PARK档位置和脱离PARK档位置之间的选择性运动以及相对于槽口60具有偏转位置和反偏转位置的内杆40，因此内杆40具有至少四个不同的模式或位置。

在第一位置，从动轴58处于PARK档位置且内杆40处于偏转位置。这是标准的PARK档位置或标准的接合位置，在该位置，按照标准操作，驻车齿轮接合且内杆40被扭转弹簧44保持。

在第二位置，从动轴58处于脱离PARK档位置且内杆40处于偏转位置。这是标准的脱离PARK档位置或标准的松开位置，在该位置，按照标准操作，驻车齿轮松开且内杆40被扭转弹簧44保持。

在第三位置，从动轴58处于PARK档位置且内杆40处于反偏转位置。这可出现(例如)在从动轴已运动至脱离PARK档位置又在缺少来自扭转弹簧44的偏转扭矩的情况下返回至PARK档位置时。这是诊断的PARK档位置或诊断的接合位置，在该位置驻车齿轮接合但内杆40未被保持在标准位置。在优选实施例中，关联的控制器被配置为响应于传感器20'检测到内杆40处于诊断的接合位置而发出第一诊断警报信号。可以在驾驶员显示器24上发出第一诊断警报信号。

在第四位置，从动轴58处于脱离PARK档位置且内杆40处于反偏转位置。这可出现(例如)在用户向超驰杆50施加超过偏转弹簧扭矩τ的扭矩，以将超驰杆50变换至超驰位置。这是超驰位置或诊断的松开位置，在该位置驻车齿轮不接合且内杆40未被保持在标准位置。在优选实施例中，关联的控制器被配置为响应于传感器20'检测到内杆40处于诊断的松开位置而发出第二诊断警报信号。可以在驾驶员显示器24上发出第二诊断警报信号。

在一些实施例中，关联的控制器被配置为执行除了发出第一诊断警报信号或第二诊断警报信号以外的额外的功能，其中，关联的控制器可以是如图1所示的控制器22。

响应于内杆40被检测到处于诊断的PARK档位置，控制器22可被配置为在车辆换档至PARK档时启动驻车制动器25直到第一诊断警报被清除为止。即使扭转弹簧44施加的用于保持内杆40处于接合位置的扭矩不足，车辆运动也因此被限制。

响应于内杆40被检测到处于超驰位置，控制器22可启动车辆限制运转策略(LOS)模式直到第二诊断警报被清除为止。在LOS模式下运转时，车辆可以以限制的速度和/或动力行驶。因为仅在当车辆处于PARK档时接合的可移动构件的行为异常的情况下车辆将通常以内杆处于超驰位置的方式运转，所以LOS模式优选地涉及禁用需要在PARK档中所使用的可移动构件的参与的任何传动比。如在上述示例中，控制器22还可被配置为当车辆换档至PARK档时启动驻车制动器25。

如可从上面的描述看出的，本公开提供一种用于变速器的诊断系统，该诊断系统提供指示变速器处于超驰位置或其它诊断状态的诊断信号。本公开还提供了一种用于响应于诊断信号而控制车辆的系统。

虽然以上描述了示例性实施例，但这些实施例并不意在描述本发明的所有可能形式。更确切地，说明书中所使用的词语是描述性词语而非限制，并且应理解的是，可在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种改变。此外，可将各种实现实施例的特征进行组合以形成本发明的进一步的实施例。

Claims (13)

1.一种变速器诊断系统，包括：

可枢转构件，具有构件宽度并被构造为选择性地接合或松开驻车档；

致动器，具有槽口，槽口具有第一侧部、第二侧部和槽口宽度，槽口宽度大于所述构件宽度，槽口保持可枢转构件，其中，致动器具有接合位置和松开位置，接合位置对应于可枢转构件接合驻车档，松开位置对应于可枢转构件松开驻车档；

偏转弹簧，被构造为使可枢转构件朝向槽口的第一侧部偏转；

控制器，被配置为响应于可枢转构件未与槽口的第一侧部接触而产生至少一个诊断信号。

2.根据权利要求1所述的变速器诊断系统，其中，所述至少一个诊断信号包括响应于致动器处于松开位置且可枢转构件未与槽口的第一侧部接触的第一诊断信号。

3.根据权利要求1所述的变速器诊断系统，其中，所述至少一个诊断信号包括响应于致动器处于接合位置且可枢转构件未与槽口的第一侧部接触的第二诊断信号。

4.根据权利要求1所述的变速器诊断系统，还包括角度位置传感器，其中，可枢转构件具有枢转轴线，角度位置传感器与控制器通信并被配置为检测可枢转构件相对于枢转轴线的角度位置。

5.根据权利要求1到4中任一项所述的变速器诊断系统，所述可枢转构件是杆状构件。

6.一种变速器组件，包括：

可移动构件，被构造为选择性地接合或松开驻车档；

致动器，驱动地结合到可移动构件并具有将可移动构件保持在偏转位置与反偏转位置之间的槽口，其中，所述致动器具有接合位置和松开位置，接合位置对应于可移动构件接合驻车档，松开位置对应于可移动构件松开驻车档；

弹簧，被构造为使可移动构件朝向偏转位置偏转；

至少一个控制器，被配置为响应于可移动构件处于反偏转位置而产生至少一个诊断信号。

7.根据权利要求6所述的变速器组件，其中，致动器包括能够沿着驱动轴线运动的从动轴，所述槽口沿着驱动轴线定向并具有第一侧部、第二侧部和槽口宽度，其中，可移动构件的一端由所述槽口保持并且所述可移动构件的由所述槽口保持的一端的宽度小于槽口宽度，其中，在偏转位置可移动构件接触第一侧部，在反偏转位置可移动构件接触第二侧部。

8.根据权利要求7所述的变速器组件，其中，所述至少一个诊断信号包括第一诊断信号和第二诊断信号，第一诊断信号是响应于致动器处于松开位置且可移动构件处于反偏转位置的，第二诊断信号是响应于致动器处于接合位置且可移动构件处于反偏转位置的。

9.根据权利要求8所述的变速器组件，其中，所述至少一个控制器还被配置为响应于第一诊断信号而限制输入到变速器的动力或限制变速器的速度。

10.根据权利要求6所述的变速器组件，还包括角度位置传感器，其中，可移动构件具有第一端和第二端，第一端由所述槽口保持并且第二端能够绕枢转轴线枢转，其中，所述角度位置传感器被配置为检测可移动构件的角度位置并将所述可移动构件的角度位置传送到所述至少一个控制器，其中，所述角度位置在偏转位置与反偏转位置之间变化。

11.根据权利要求6到10中任一项所述的变速器组件，所述可移动构件是杆状构件。

12.一种车辆，其中，所述车辆包括如权利要求6到11中任一项所述的变速器组件，所述车辆还包括驻车制动器，其中，所述至少一个控制器还被配置为响应于车辆换档至驻车档以及所述至少一个诊断信号中的一个而接合驻车制动器。

13.一种车辆，其中，所述车辆包括如权利要求6到11中任一项所述的变速器组件，所述车辆还包括车辆信息显示器，其中，所述至少一个控制器还被配置为响应于所述至少一个诊断信号中的一个而经由车辆信息显示器向驾驶员发出警报信号。

Images