CN107763121A - 用于自动变速器的驻车致动器组件以及包括驻车致动器组件的变速器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于自动变速器的驻车致动器组件，其包括致动器杆、在致动器杆上可轴向滑动的致动器，以及封闭在致动器杆上的致动器内的弹簧。

Description

用于自动变速器的驻车致动器组件以及包括驻车致动器组件 的变速器

技术领域

本发明涉及一种用于自动变速器的驻车致动器组件。

背景技术

该背景技术是出于大致呈现本发明的背景的目的。在此背景技术部分 以及本说明书的各个方面中描述的目前提到的发明人的工作所进行的程 度并不表明其在本申请提交时作为现有技术，从未明示或暗示其被承认为 本发明的现有技术。

车辆变速器，具体而言，行星齿轮自动变速器一般具有驻车制动机构， 其用于在车辆处于停泊状态时，阻止车辆沿倾斜表面向下滚动的自然趋 势。这样一种驻车制动器的所容纳之物通常包括相对于变速器的输出轴固 定的某种类型的齿轮以及设计成当启动驻车制动器时与齿轮选择性接合 的棘爪。当棘爪与齿轮齿之间的凹槽接合时，棘爪实质上阻止了输出轴与 所附接的齿轮的旋转。

图1示出了用于变速器(未示出)的驻车系统100。系统100包括相 对于变速器的输出轴(未示出)固定的驻车齿轮102以及可旋转地安装在 棘爪销106上的驻车棘爪104。在棘爪销106上还安装有棘爪复位弹簧108， 且其可旋转地偏压驻车棘爪104上的棘爪齿126使其离开驻车齿轮102而 不与之接合。驻车棘爪系统120可以由具有凸轮部分112(图2)的致动器 110启动，驻车棘爪104与凸轮部分112机械连通且当其与凸轮部分112 机械连通时，可旋转来启动驻车棘爪系统120。当启动驻车棘爪系统120 时，致动器导向器114容纳驻车棘爪114与凸轮部分112的机械连通。还 包括的有换挡选择器116和连接杆118，换挡选择器116启动驻车棘爪系 统120，连接杆118将来自换挡选择器116的机械信号发送给驻车棘爪系 统120。致动器导向器114端部开口以允许连接杆118贯通致动器导向器 114。

图1示出了驻车齿轮102、驻车棘爪系统120和换挡选择器116之间 的相互作用。驻车齿轮102具有多个齿122以及在其周边上的齿凹槽124。 棘爪104包括棘爪齿126，棘爪齿126在驻车棘爪系统120启动后，配合 到驻车齿轮102周边上的齿凹槽124内(如图4A至4C所示)。驻车棘爪 104安装在棘爪销106上并且围绕棘爪销106自由旋转或枢转。棘爪复位 弹簧108操作用于朝脱离的位置偏压棘爪104，除非在机械接合时。棘爪 104与带槽的致动器导向器114和致动器110相邻安装，使得在致动器110 横向运动后，棘爪104在接合与脱离位置之间旋转或枢转。

致动器导向器114包住致动器110。致动器导向器114具有内部空腔 128(如图4B所示)，其轮廓与致动器110的形状相符。致动器导向器114 在其周边上具有与棘爪104的背部132相邻的槽130，其构造成引导和支 撑棘爪104的枢轴运动。致动器110移至致动器导向器114中(致动器110 被“推入”致动器导向器114中)使得致动器110的凸轮部分11和驻车台肩134接触到棘爪104的背部132，从而迫使驻车棘爪104旋转棘爪齿126 以与齿凹槽124接合(如图4C中所示)。现在参考图5A至5C，致动器 110相对于棘爪104移开(致动器110从致动器导向器中被“拉出”)使得 凸轮部分112从棘爪104的背部132移开以移除凸轮的作用力，从而将棘 爪齿126从齿凹槽124中释放出来。当棘爪齿126从齿凹槽124中释放出 来时，棘爪复位弹簧108使棘爪104旋转进入脱离的位置中，从而允许棘 爪齿轮102自由地旋转(如图5C中所示)。

如图2和3中所示，致动器110用弹簧安装到连接杆118的端部136。 致动器复位弹簧138的作用是实现驻车的换挡选择而不论棘爪104相对于 驻车齿轮102、齿122和齿凹槽124的位置如何。若驻车齿轮齿122位于 棘爪齿126上方或与其相邻，则当选择驻车时，棘爪齿126将不会接合到 齿凹槽124中，但连接杆118的端部136将相对于致动器110继续移动以抵抗致动器复位弹簧138的偏压，且连接杆118的端部136将稍微延伸超 过致动器110的端部和端部开口的致动器导向器114。致动器复位弹簧138 是通过在致动器110上保持轴向力或偏压直至驻车齿轮102旋转到齿轮齿 122不再与棘爪齿126相邻的某一点来实现驻车选择。随着致动器复位弹 簧138的继续偏压，棘爪齿126一有机会就会与齿凹槽124接合。连接杆 118的端部136包括扩展端(“蘑菇形”)，其用作换挡选择器116与致动器 110之间的机械链接，且当致动器110在致动器复位弹簧138的偏压下移 动且棘爪齿126与齿凹槽124接合时，其则保持不动。致动器导向器114 的开口稍微超出致动器110的操作区，从而使得致动器110的连接杆118 可以通过直至棘爪齿126能够与齿凹槽124接合。

连接杆118固定于换挡选择器116的卡爪杆140上。卡爪杆140在142 处枢转地固定于变速器(未示出)上，其中还连接有选择器轴杆(未示出)。 卡爪杆142的周边具有卡爪144，其构造成与卡爪保持弹簧148的圆柱形 端部146接合。卡爪保持弹簧相对于变速器间接安装，以便当将车辆置于 停泊状态时，选择器轴杆使卡爪杆140旋转，卡爪保持弹簧148的圆柱形 端部146与卡爪杆140的卡爪144接合以使车辆固定就位。

致动器从致动器杆118的端部移开受到具有扩展(蘑菇形)端的致动 器杆的端部136的阻挡。从致动器杆118的钩形端150(相对于扩展端136) 拉出致动器，这样确信使致动器110从驻车位置脱离。一个问题是接触此 扩展(蘑菇形)端的致动器110的表面区域较小可能会遭受脱离。这些接 触表面会导致无法将致动器110保持在致动器杆118上，因为致动器110 在极端/非正常作用力下会变形且会从致动器杆118的端部136移出。在此 情形下，不可能将驻车棘爪104从驻车齿轮102处脱离。或者，极端的作 用力/情形会导致致动器110从致动器杆118的端部移出，且导致驻车棘爪 104与驻车齿轮102不期望地接合。

发明内容

用于自动变速器的驻车致动器组件包括致动器杆、在致动器杆上轴向 可滑动的致动器，以及封闭在致动器杆上的致动器内的弹簧。通过这种方 式，功能性得到改善，减少了封装空间，提供了诸如ETRS系统的额外选 项，需要更少的制造步骤，减少了致动器组件的整体长度，操作可靠性得 到改进，并且获得许多额外的益处。

另一方面，致动器杆包含位于致动器内部空腔内的一体式卡圈。

另一方面，弹簧位于致动器的内部空腔内。

另一方面，致动器包括在对弹簧一端偏压的致动器一端处的突片。

另一方面，突片通过间隙隔开。

另一方面，变速器驻车系统包括驻车齿轮、枢转安装以与驻车齿轮选 择性接合的驻车棘爪、具有接收驻车棘爪表面的槽的致动器导向器，以及 致动器组件。致动器组件包括致动器杆、致动器、封闭在致动器杆上的致 动器内的弹簧以及连接到致动器杆的换挡选择器，致动器可以在致动器杆 上的致动器导向器内轴向滑动且与驻车棘爪的表面接触。

另一方面，致动器组件构造成使得通过换挡选择器拉动致动器杆引起 致动器在致动器杆上轴向滑动，并且使得在致动器与驻车棘爪表面之间的 接触引起驻车棘爪与驻车齿轮配合。

另一方面，致动器杆包括位于致动器内部空腔内的一体式卡圈。

另一方面，弹簧位于致动器的内部空腔内。

另一方面，致动器包括在对弹簧一端偏压的致动器一端处的突片。

另一方面，致动器包括驻车台肩、凸轮表面和非驻车台肩，且当换挡 选择器拉动致动器杆时，在致动器上与驻车棘爪表面的接触从非驻车台肩 跨过凸轮表面移至驻车台肩上。

另一方面，致动器内部空腔内封闭有弹簧且包括在对弹簧一端偏压的 致动器一端处的突片。

另一方面，致动器杆包括位于空腔内对弹簧另一端偏压的卡圈。

另一方面，当换挡选择器拉动致动器杆时，弹簧被压缩在卡圈与突片 之间，因为驻车棘爪的表面轴向滑动在非驻车台肩、跨过凸轮表面至驻车 台肩之间。

另一方面，致动器组件配置为使得通过换挡选择器拉动致动器杆引起 致动器在致动器杆上轴向滑动，且使得在致动器与驻车棘爪表面之间的接 触引起驻车棘爪脱离驻车齿轮。

另一方面，致动器杆包括封闭在致动器内部空腔内的卡圈。

另一方面，致动器包括内部台肩，当换挡选择器推动致动器杆以在致 动器导向器内移动致动器时，内部台肩轴向地贴靠卡圈，使得与驻车棘爪 表面的接触从驻车台肩跨过凸轮表面移至非驻车台肩上。

从下文提供的详细说明中，本发明的其它可应用领域将变得显而易 见。应当理解，详细描述和具体示例仅用于说明而非有意限定本发明的范 围。

结合附图从详细描述中、包括权利要求书和示例性实施例中可以很容 易明白本发明的上述特征和优点，以及其他特征和优点。

附图说明

从详细描述和附图中将变得更易理解本发明，其中：

图1为用于变速器的驻车系统的部件的透视图；

图2为图1的驻车系统的驻车致动器的透视图；

图3为图2的驻车致动器的局部剖视图；

图4A至4C示出了在驻车模式下图1的驻车系统；

图5A至5C示出了在非驻车模式下图1的驻车系统；

图6为与ETRS变速器结合的图2的驻车致动器的透视图；

图7为图2的驻车致动器在驻车致动器相反方位上的透视图；

图8为根据本发明的示例性驻车系统的透视图；

图9A至9C示出了在驻车模式下图8的驻车系统；

图10A至10C示出了在非驻车模式下图8的驻车系统；

图11为用于图8的驻车系统的示例性驻车致动器的透视图；

图12为图11的驻车致动器的局部剖视图。

具体实施方式

所附描述本质上仅为示例性的且绝非旨在限制本发明及其应用或使 用。本发明的广泛教导可以通过各种形式来实现。因此，虽然本发明包括 了特定示例，但本发明的真实范围不应局限于此，因为在研习了附图、说 明书和所附权利要求书之后，其它修改将会变得显而易见。

如图1所示，传统上提供驾驶员接口，车辆驾驶员用其换挡以选择期 望的换挡范围。驾驶员接口通过换挡机构(仅通过其中一部分(所示为换 挡选择器116))链接到自动变速器，换挡机构包括一系列互连机械装置， 比如杆、推/拉杆、缆线等。这些机械部件的数量和尺寸使得难以在驾驶员 接口装置与变速器之间封装换挡机构，并且会给整个系统添加显著的摩擦 阻力。结果是增加了车辆的设计、制造和组装的总成本。

为试图解决涉及机械换挡变速器换挡机构这样的问题，已研发出若干 线控换挡换挡机构。一些线控换挡换挡机构基于具有电动马达的外部系统 以用来控制变速器的手轴移动到期望的换挡选择位置。与驾驶员接口装置 有关的开关发送指示选定的变速器换挡的模式信号给变速器控制器。之 后，控制器启动电动马达以将变速器手轴移动到相应的换挡选择位置。这 样一种系统的缺点包括外部马达的大小和重量、涉及马达的相关联的封装 问题、马达和控制器的成本以及与这样一种装置相关联的不期望的故障模 式。

一种尤其有利的系统提供用于以ETRS系统实施的电磁线圈组件，其 在驻车位置与非驻车位置之间变换变速器挡位。如举例而言图6所示的 ETRS系统的一种潜在的限定特征为：ETRS驻车杆600针对致动器110可 能需要逆向的启动模式。具体而言，ETRS驻车杆600可能需要“推动” 致动器杆118以从驻车状态脱离且需要将其“拉动”以使驻车棘爪104与驻车齿轮102接合。这在图1至7的致动器110中是不可能的。不仅凸轮 表面112和驻车台肩134定向在致动器110上的错误的轴向方向上，而且 在致动器110上的这些特征的轴向配置需要致动器杆的端部136自致动器 导向器114延伸出一定距离，该距离必须容纳在变速器壳体152内，如图6所示。

进一步如图7所示，对于可能需要“推动”致动器杆118脱离驻车以 及将其“拉动”以接合驻车的ETRS系统，若反方向纳入，则在变速器壳 体152内纳入致动器杆118是不可行的。

图8示出了变速器（未示出）的新驻车系统800。系统800包括相对于变速器的输出轴（未示出）固定的驻车齿轮802以及可旋转地安装在棘爪销806上的驻车棘爪804。在棘爪销806上还安装有棘爪复位弹簧808，且其可以旋转地偏压驻车棘爪804离开驻车齿轮802而不与之接合。可启动的驻车棘爪系统820可以由具有凸轮部分812的致动器810启动，驻车棘爪804与凸轮部分812机械连通且当其与凸轮部分812机械连通时可旋转以启动驻车棘爪系统820。当驻车棘爪系统820启动时，致动器导向器814纳入驻车棘爪804与凸轮部分812的机械连通。还包括的有启动驻车棘爪系统820的驻车杆816和将来自换挡选择器816的机械信号发送给驻车棘爪系统820的连接杆818。致动器导向器814端部开口以允许连接杆818以较短距离通过致动器导向器814。

图8示出了驻车齿轮802、驻车棘爪系统820和换挡选择器816之间的相互作用。驻车齿轮802具有多个齿822以及在其周边上的齿凹槽824。棘爪804包括棘爪齿126，在启动驻车棘爪系统820后，棘爪齿126配合到驻车齿轮802周边上的齿凹槽824内。驻车棘爪804安装在棘爪销806上并且围绕棘爪销806自由旋转或枢转。棘爪复位弹簧808操作用于朝脱离的位置偏压棘爪804，除非在机械接合时。棘爪804与带槽的致动器导向器814和致动器810相邻安装，使得在致动器810横向运动后，棘爪804在接合位置与脱离位置之间旋转或枢转。

连接杆818固定到驻车杆816上。驻车杆816在842处枢转地固定到 变速器(未示出)上。驻车杆816还固定到从驻车位置(图9A至9C)变 换到非驻车位置(图10A至10C)的ETRS系统的驻车伺服858。驻车伺 服858包括连接到驻车杆816的活塞860，其可移动到一延伸位置以保持 非驻车位置且可移动到一缩回位置以保持驻车位置。驻车伺服858可操作以在延伸位置与缩回位置之间选择性移动活塞860。

致动器导向器814包住致动器810。致动器导向器814具有内部空腔 828(如图9B所示)，其轮廓与致动器810的形状相符。致动器导向器814 在其周边上具有与棘爪804的背部832相邻的槽830，其构造成引导和支 撑棘爪804的枢轴运动。在图9A至9B中，致动器810向右运动使得致动 器810的凸轮部分812和驻车台肩834与驻车棘爪804的背部832冲突， 并迫使驻车棘爪804旋转棘爪齿826以与齿凹槽824接合(如图9C中所 示)。如图10A至10B所示，致动器810向左的移动使得棘爪804的背部 832从驻车台肩834向下沿凸轮部分812移至非驻车台肩835上，这允许 棘爪804通过棘爪复位弹簧808旋转进入其中棘爪齿826自齿凹槽824移 除的位置(如图10A至10C所示)。

如图11和12中所示，致动器810用弹簧安装到连接杆818的端部836。 致动器复位弹簧138的作用是实现驻车的换挡选择而不论棘爪804相对于 驻车齿轮802、齿822和齿凹槽824的位置如何。若驻车齿轮齿822位于 棘爪齿826的上方或与其相邻，则当选择驻车时，棘爪齿826将不会接合 至齿凹槽824中，但连接杆818的端部836将继续相对于致动器810移动 以抵抗致动器复位弹簧838的偏压，且连接杆818的端部836将缩回至致 动器810内一较短距离(与上述且参考图1至7所示的系统发生的进一步 延伸出致动器导向器相反)。致动器复位弹簧838通过在致动器810上保 持轴向力或偏压直至驻车齿轮802旋转到齿轮齿822不再与棘爪齿826相 邻的某一点来实现驻车选择。随着致动器复位弹簧838的继续偏压，棘爪 齿826一有机会就会与齿凹槽824接合。

如图12所示，致动器杆818包括卡圈854，其一体形成于致动器杆 818上且封闭在致动器810的内部空腔862内，并且提供可靠且确信的接 合，借助于此，启动致动器杆818就可以从驻车位置推出(如图10A至10C 中所示)。不同于上文所述且参考图2和3所示的在致动器杆118的端部 116与致动器110之间的极小表面接合区域，卡圈854提供大得多的表面区域，依靠于此，致动器810的内台肩856将提供确信、可靠且安全的接 合。以此方式，相较于致动器110从致动器杆118脱离的风险，从实质上 降低了致动器810从致动器杆818脱离的风险。从而显著降低了在驻车模 式下变速器被卡住的风险。

致动器复位弹簧838完全占据或封闭在致动器810的内部空腔862内 且其一端对致动器杆818的卡圈854偏压，另一端对致动器突片864偏压。 采用这种结构，当致动器杆818朝驻车位置移动时(如图9A和9B所示向 右)，致动器杆818相对于致动器810向左移动(图12)，这样使得卡圈 854压缩致动器复位弹簧838，弹簧838进而对致动器突片864偏压，突 片864进而朝驻车位置偏压致动器810(如图9B所示)。用于致动器组件 的这种新结构提供简单的组装和构造。致动器杆818可制造成配有一体式 卡圈854且致动器810可制造成配有直突片864(未示出)(参考上下文， 此处应为864)。

致动器810配置为使得可使用金属注射成型和冷锻法来形成致动器 810。与一般用于制造图1至7的致动器110的螺旋机加工方法完全不同， 金属注射成型方法改善了维度表面粗糙度。这避免了为消除诸如通过螺旋 机加工方法形成的致动器110通常可能需要的振动抛光工艺带来的刀具痕 迹而进行进一步处理的必要性。

在组装期间，致动器复位弹簧838可同轴安装在致动器杆818上，并 且致动器杆818随后可轴向滑入致动器810的开口端，此时突片864为直 的。突片864之间的间隙866提供开口，穿过这些开口，组装工具可以抵 靠卡圈854接合和压缩致动器复位弹簧838，与此同时使突片864弯曲至 某一位置中，借此，致动器复位弹簧838随后将占据致动器810的内部空 腔862。以此方式可以很容易地组装致动器组件。

本发明的描述在实质上只是示范性的，因此不脱离本发明主旨的各种 变化应该包含在本发明的范围之内。这些变换并不被被认为是脱离本发明 的精神和范围。

Claims (6)

1.一种用于自动变速器的驻车致动器组件，其包括：

致动器杆；

致动器，其在所述致动器杆上轴向可滑动；以及

弹簧，其封闭在所述致动器杆上的所述致动器内。

2.根据权利要求1所述的组件，其中所述致动器杆包括定位在所述致动器的内部空腔内的一体式卡圈。

3.根据权利要求1所述的组件，其中所述弹簧在所述致动器的内部空腔内。

4.根据权利要求1所述的组件，其中所述致动器包括位于对所述弹簧的一端偏压的所述致动器的一端处的突片。

5.根据权利要求4所述的组件，其中所述突片被间隙隔开。

6.根据权利要求1所述的组件，其中所述致动器由金属注射成型形成。