CN108138935B - 具有无噪声制动点火变速器换档互锁换档杆控制装置的换档装置 - Google Patents

Abstract

一种变速器换档装置，包括棘爪、棘爪阻挡件、永磁体、电磁体、可在档位之间移动的换档杆和用于在感测到预定的车辆状况时选择性地激活电磁体的电路。永磁体对电磁体的铁基表面的吸力通常将阻挡件保持在阻挡棘爪位置，从而保持换档杆处于驻车档，直至电路激活电磁体并且棘爪被压下。当电磁体被激活时，其使阻挡件朝向不阻挡棘爪位置偏置。斜杆将棘爪阻挡件保持在驻车档，直至棘爪使斜杆和阻挡件一起移动，从而允许将换档杆从驻车档移开。驻车锁定系统的特征在于不具有响应于给机电装置的电信号而进行的运动。

Description

具有无噪声制动点火变速器换档互锁换档杆控制装置的换档 装置

背景技术

本发明涉及具有仅在满足预定的车辆状况时、如当驻车制动踏板被压下并且点火开关旋至“打开”位置时、允许从驻车档切换档位的驻车锁定功能的变速器换档装置(有时称作“BITSI”，是指“制动点火变速器换档互锁”)；并且更具体地涉及具有无噪声驻车锁定功能的换档装置。

现代车辆要求车辆的变速器换档装置可以仅在满足预定的车辆状况时从驻车档切换档位，例如当驻车制动踏板被压下并且点火开关旋至“打开”位置时从驻车档切换档位。很多换档装置都将螺线管结合到电路中以实现这种驻车锁定功能，使得螺线管操作成仅当传感器检测到制动踏板被压下并且点火开关打开时才将换档装置从驻车档主动释放。然而，响应于电信号而移动的有源螺线管在其运行时产生可被听到的“咔嗒”的噪音。随着车辆、包括诸如电动车辆、变得越来越安静，车主可能将“咔嗒”的噪音理解为车辆缺陷。需要一种驻车锁定系统来克服这种“噪音”问题，但其使用最少部件数、易于装配、耐用且坚固，并且在执行其功能时不产生任何噪音。

发明内容

在本发明的一个方面中，变速器换档装置包括基部，该基部限定包括驻车档的多个档位；换档杆和位于换档杆上的棘爪，该换档杆由基部可移动地支撑以在档位之间移动，棘爪可操作地选择性接合档位；以及驻车锁定系统。驻车锁定系统包括斜杆和阻挡件，二者均可移动地支撑在基部上，还包括位于阻挡件上的永磁体和位于基部上的对应的电磁体，并且还包括用于在感测到预定的车辆状况时选择性地激活电磁体的电路。斜杆具有棘爪下方位置和远离棘爪下方位置，并且斜杆包括当棘爪被操作以从驻车档切换档位时被接合的倾斜的上表面，并且斜杆包括偏置弹簧，该偏置弹簧将斜杆偏置到棘爪下方位置。斜杆构造为当斜杆移动到棘爪下方位置时抵靠地接合阻挡件、但当斜杆移动到远离棘爪下方位置时不与阻挡件接合。阻挡件具有阻挡棘爪位置和不阻挡棘爪位置，并且当阻挡件处于阻挡棘爪位置时，阻挡件在电磁体附近支撑永磁体。(A)当换档杆处于驻车档、电路未操作电磁体并且棘爪未被压下时，偏置弹簧将斜杆和阻挡件分别偏置到棘爪下方位置和阻挡棘爪位置，因此换档杆不能从驻车档切换档位。(B)当换档杆处于驻车档、电路未激活电磁体并且棘爪被压下时，斜杆借助棘爪而移动到远离棘爪下方位置，但是阻挡件仍保持在阻挡棘爪位置，使得换档杆不能从驻车档切换档位。(C)当换档杆处于驻车档、电路激活电磁体并且棘爪未被压下时，电磁体产生磁力，从而将阻挡件压靠在斜杆上，但该磁力比偏置弹簧的弹簧弹力小，使得斜杆和阻挡件分别保持在棘爪下方位置和阻挡棘爪位置。(D)当换档杆处于驻车档、电路激活电磁体并且棘爪被压下时，电磁体产生磁力，从而使阻挡件朝向不阻挡棘爪位置偏置，并将阻挡件压靠在斜杆上，同时斜杆借助棘爪而移动，使得阻挡件和斜杆二者分别移动到远离棘爪下方位置和不阻挡棘爪位置，从而允许将换档杆从驻车档移动到另一个档位。

在本发明的另一方面中，变速器换档装置包括基部，该基部限定包括驻车档的多个档位；换档杆和位于换档杆上的棘爪，该换档杆由基部可移动地支撑以在档位之间移动，棘爪可操作地选择性接合档位；以及驻车锁定系统，该驻车锁定系统构造为在满足预定的车辆状况前均阻止换档杆离开驻车档。驻车锁定系统包括棘爪阻挡件、永磁体、电磁体以及电路，其中电路用于当感测到预定的车辆状况时选择性地激活电磁体。该驻车锁定系统的特征在于不具有利用连接到阻挡件的可移动构件来移动阻挡件的机电装置。(A)当换档杆处于驻车档、电路未激活电磁体并且棘爪被压下时，阻挡件阻止棘爪离开驻车档。(B)当换档杆处于驻车档、电路激活电磁体并且棘爪被压下时，电磁体产生磁力，从而使阻挡件朝向不阻挡棘爪位置偏置，因而允许将换档杆从驻车档移动到另一个档位。

在本发明的另一方面中，变速器换档装置包括基部，该基部限定包括驻车档的多个档位；换档杆和位于换档杆上的棘爪，该换档杆由基部可移动地支撑以在档位之间移动，棘爪可操作地选择性接合档位；以及驻车锁定系统，该驻车锁定系统具有构造为在满足预定的车辆状况前均阻止换档杆离开驻车档的阻挡件。驻车锁定系统包括磁性装置，磁性装置用于当未满足预定的车辆状况时在不移动任何部件的情况下将阻挡件保持在阻挡棘爪位置，并且当满足车辆状况时，磁性装置将阻挡件偏置到不阻挡棘爪位置。

在本发明的另一方面中，为变速器换档装置提供了改进，其中该变速器换档装置具有基部，该基部限定包括驻车档的多个档位；换档杆和位于换档杆上的棘爪，该换档杆由基部可移动地支撑以在档位之间移动，棘爪可操作地选择性接合档位；以及驻车锁定系统，该驻车锁定系统具有构造为在满足预定的车辆状况前均阻止换档杆离开驻车档的阻挡件。所述改进包括驻车锁定系统具有电磁装置，电磁装置用于当未满足预定的车辆状况时在不移动任何部件的情况下将阻挡件保持在阻挡棘爪位置，并且电磁装置构造为当满足车辆状况时将阻挡件偏置到不阻挡棘爪位置，该驻车锁定系统的特征在于不包括利用可移动构件来将阻挡件移动到阻挡棘爪位置的机电致动器。

在本发明的另一方面中，用于使变速器换档装置切换档位的方法包括提供基部，该基部限定包括驻车档的多个档位；提供换档杆和位于换档杆上的棘爪，该换档杆由基部可移动地支撑以在档位之间移动，并且棘爪可操作地选择性接合档位；以及提供驻车锁定系统，该驻车锁定系统包括斜杆和阻挡件，二者均可移动地支撑在基部上，驻车锁定系统还包括位于阻挡件上的永磁体和位于基部上的对应的电磁体，并且驻车锁定系统还进一步包括用于当感测到预定的车辆状况时选择性地激活电磁体的电路；斜杆具有棘爪下方位置和远离棘爪下方位置，并且斜杆包括当棘爪被操作以从驻车档切换档位时被接合的倾斜的上表面，并且斜杆包括偏置弹簧，该偏置弹簧将斜杆偏置到棘爪下方位置；斜杆构造为当斜杆移动到棘爪下方位置时抵靠地接合阻挡件、但当斜杆移动到远离棘爪下方位置时不与阻挡件接合；并且阻挡件具有阻挡棘爪位置和不阻挡棘爪位置，并且当阻挡件处于阻挡棘爪位置时，阻挡件在电磁体附近支撑永磁体。该方法包括以下步骤：(A)当换档杆处于驻车档、电路未操作电磁体并且棘爪未被压下时，偏置弹簧将斜杆和阻挡件分别偏置到棘爪下方位置和阻挡棘爪位置，因此换档杆不能从驻车档切换档位；(B)当换档杆处于驻车档、电路未激活电磁体并且棘爪被压下时，借助棘爪将斜杆移动到远离棘爪下方位置，但是仍将阻挡件保持在阻挡棘爪位置，使得换档杆不能从驻车档切换档位；(C)当换档杆处于驻车档、电路激活电磁体并且棘爪未被压下时，操作电磁体以产生磁力，从而将阻挡件压靠在斜杆上，但该磁力比偏置弹簧的弹簧弹力小，使得斜杆和阻挡件分别保持在棘爪下方位置和阻挡棘爪位置；(D)当换档杆处于驻车档、电路激活电磁体并且棘爪被压下时，操作电磁体以产生磁力，从而使阻挡件朝向不阻挡棘爪位置偏置，并将阻挡件压靠在斜杆上，同时斜杆借助棘爪而移动，使得阻挡件和斜杆二者分别移动到远离棘爪下方位置和不阻挡棘爪位置，从而允许将换档杆从驻车档移动另一个档位。

本发明的目的在于提供一种棘爪阻挡构件或换档杆阻挡构件，其阻挡换档杆离开驻车档的运动而不发生会产生噪音的部件的移动，特别是不使用具有产生噪音的可移动构件的螺线管或机电装置。

通过研究以下说明书、权利要求书和附图，本领域技术人员将理解和领会本发明的这些和其它方面、目的和特征。

附图说明

图1是将本发明具体化的换档装置的装配分解图；

图2是图1中的换档装置的侧视图，其示出了BITSI系统处于棘爪未接合且电磁线圈未激活的待工状态；

图3是图2的侧视图，其示出了处于棘爪阻挡期间的系统，其中棘爪使得被弹簧偏置的斜杆偏转但棘爪被阻挡件阻挡，并且线圈未激活；

图4是图2的侧视图，其示出了处于电磁线圈激活期间的系统，其中线圈以比复位弹簧的力更小的力将阻挡件压靠在斜杆上，从而导致阻挡件并未移动；

图5是图1的侧视图，其示出了处于电磁线圈激活且棘爪接合期间的系统，其中线圈使阻挡件压靠在斜杆上，并且棘爪使斜杆和阻挡件一体地偏转从而允许棘爪从驻车档离开。

具体实施方式

本设备30(在本文中亦称作“变速器换档装置”或“换档装置组件”)包括基部31、换档杆32和换档杆32上的带按钮把手操作式棘爪33、以及驻车锁定系统34，其中，基部31具有齿状板，齿状板限定包括驻车档P的多个档位P、R、N、D(以及可能的L或D1)，换档杆32由基部31可移动地支撑以便在档位之间移动，带按钮把手操作式棘爪33可操作地选择性接合档位。驻车锁定系统34包括斜杆35和阻挡件36，斜杆35和阻挡件36二者均可以通过公共轴37可枢转运动地支撑在基部31上，并且驻车锁定系统34还包括阻挡件36上的永磁体38和基部31上的对应的电磁体39。车辆上的电路40可操作地连接到车辆上的用于感测制动踏板被压下以及用于感测车辆点火开关置于“打开”位置的车辆传感器。电路40配置为当感测到预定的车辆状况(即制动踏板被压下并且点火开关置于“打开”位置)时选择性地激活电磁体39/对电磁体39供电。斜杆35具有棘爪下方位置和远离棘爪下方位置，并且斜杆35包括当棘爪33被操作以从驻车档切换档位时被接合的倾斜的上表面35A，并且斜杆35包括将斜杆35偏置到棘爪下方位置的偏置弹簧41。斜杆35构造成当斜杆35移动到棘爪下方位置时抵靠地接合阻挡件36(即不滑过阻挡件36)，但当斜杆35向其远离棘爪下方位置移开时不抵接地接合阻挡件36(即允许分离)。阻挡件36具有阻挡棘爪位置和不阻挡棘爪位置，并且当阻挡件处于阻挡棘爪位置时，阻挡件在电磁体39附近支撑永磁体38。

换档装置30和驻车锁定系统34的操作如下。(A)当换档杆32处于驻车档P、电路40未操作/激活电磁体39并且棘爪33未被压下时，偏置弹簧41将斜杆35和阻挡件36(即斜杆35成形为能够抵靠阻挡件36)分别偏置到棘爪下方位置和阻挡棘爪位置，因此换档杆32不能从驻车档P切换档位。(B)当换档杆32处于驻车档P、电路40未激活电磁体39并且棘爪33被压下时，斜杆35借助棘爪33沿斜杆35的斜坡式上表面滑动而移动到远离棘爪下方位置，但是阻挡件36仍保持在阻挡棘爪位置，使得换档杆32不能从驻车档P切换档位。(应当注意，电磁体39包括磁敏端件，使得永磁体38确实提供了相对较小的磁保持力，该磁保持力在电磁体39未被激活时将阻挡件36保持在阻挡棘爪位置。)(C)当换档杆32处于驻车档P、电路40激活电磁体39并且棘爪33未被压下时，电磁体39产生将阻挡件36压靠在斜杆35上的(排斥)磁力，但该磁力比偏置弹簧41的弹簧弹力小，使得斜杆35和阻挡件36分别保持在棘爪下方位置和阻挡棘爪位置。(D)当换档杆32处于驻车档P、电路40激活电磁体39并且棘爪33被压下时，电磁体39产生磁力，从而使阻挡件36朝向不阻挡棘爪位置偏置，并将阻挡件36压靠在斜杆35上，同时斜杆35借助棘爪33而移动(由于棘爪33向下移动、与斜杆35的倾斜的上表面接合并沿其滑动)，使得阻挡件36和斜杆35二者分别移动到远离棘爪下方位置和不阻挡棘爪位置，从而允许将换档杆32从驻车档P移动到另一个档位。驻车锁定系统34的特征在于不包括使用可移动的致动器构件(诸如螺线管)来移动阻挡件的机电装置，并因此操作起来无噪声。

应当理解，在不脱离本发明的概念的情况下，可以在上述结构的基础上做出变型和改型，并且还应当理解，这些概念旨在由以下权利要求所涵盖，除非这些权利要求通过其语言另有明确表述。

Claims (6)

1.一种变速器换档装置，包括：

基部，所述基部限定包括驻车档的多个档位；

换档杆和位于所述换档杆上的棘爪，所述换档杆由所述基部可移动地支撑以在所述档位之间移动，并且所述棘爪可操作地选择性接合所述档位；

驻车锁定系统，所述驻车锁定系统包括斜杆和阻挡件，所述斜杆和所述阻挡件二者均可移动地支撑在所述基部上，所述驻车锁定系统还包括位于所述阻挡件上的永磁体和位于所述基部上的电磁体，并且所述驻车锁定系统还进一步包括电路，所述电路用于在感测到预定的车辆状况时选择性地激活所述电磁体；

所述斜杆具有棘爪下方位置和远离棘爪下方位置，并且所述斜杆包括当所述棘爪被操作以从所述驻车档切换档位时被接合的倾斜的上表面，并且所述斜杆包括偏置弹簧，所述偏置弹簧将所述斜杆偏置到所述棘爪下方位置，并且所述斜杆构造为当所述斜杆移动到所述棘爪下方位置时抵靠地接合所述阻挡件、但当所述斜杆移动到所述远离棘爪下方位置时不与所述阻挡件接合；

所述阻挡件具有阻挡棘爪位置和不阻挡棘爪位置，并且当所述阻挡件处于所述阻挡棘爪位置时，所述阻挡件在所述电磁体附近支撑所述永磁体；

(A)当所述换档杆处于所述驻车档、所述电路未操作所述电磁体并且所述棘爪未被压下时，所述偏置弹簧将所述斜杆和所述阻挡件分别偏置到所述棘爪下方位置和所述阻挡棘爪位置，因此所述换档杆不能从所述驻车档切换档位；

(B)当所述换档杆处于所述驻车档、所述电路未激活所述电磁体并且所述棘爪被压下时，所述斜杆借助所述棘爪移动到所述远离棘爪下方位置，但是所述阻挡件仍保持在所述阻挡棘爪位置，使得所述换档杆不能从所述驻车档切换档位；

(C)当所述换档杆处于所述驻车档、所述电路激活所述电磁体并且所述棘爪未被压下时，所述电磁体产生磁力，从而将所述阻挡件压靠在所述斜杆上，但所述磁力比所述偏置弹簧的弹簧弹力小，使得所述斜杆和所述阻挡件分别保持在所述棘爪下方位置和阻挡棘爪位置；

(D)当所述换档杆处于所述驻车档、所述电路激活所述电磁体并且所述棘爪被压下时，所述电磁体产生磁力，从而使所述阻挡件朝向所述不阻挡棘爪位置偏置，并将所述阻挡件压靠在所述斜杆上，同时所述斜杆借助所述棘爪而移动，使得所述阻挡件和所述斜杆二者分别移动到所述远离棘爪下方位置和所述不阻挡棘爪位置，从而允许将所述换档杆从所述驻车档移动到所述档位中的另一个档位。

2.一种变速器换档装置，包括：

基部，所述基部限定包括驻车档的多个档位；

换档杆和位于所述换档杆上的棘爪，所述换档杆由所述基部可移动地支撑以在所述档位之间移动，并且所述棘爪可操作地选择性接合所述档位；

驻车锁定系统，所述驻车锁定系统构造为在满足预定的车辆状况前均阻止所述换档杆移动离开所述驻车档；所述驻车锁定系统包括棘爪阻挡件、永磁体、电磁体以及电路，其中所述电路用于在感测到预定的车辆状况时选择性地激活所述电磁体；所述驻车锁定系统的特征在于不具有利用连接到所述阻挡件的可移动构件来移动所述阻挡件的机电装置；

其中：

当所述换档杆处于所述驻车档、所述电路未激活所述电磁体并且所述棘爪被压下时，所述阻挡件阻止所述棘爪离开所述驻车档；

当所述换档杆处于所述驻车档、所述电路激活所述电磁体并且所述棘爪被压下时，所述电磁体产生磁力，从而使所述阻挡件朝向不阻挡棘爪位置偏置，进而允许将所述换档杆从所述驻车档移动到所述档位中的另一个档位；以及

所述驻车锁定系统进一步包括能够相对于所述棘爪阻挡件移动的斜杆，所述斜杆具有当所述棘爪被操作时由所述棘爪接合的倾斜的表面，所述斜杆构造为沿第一方向抵靠地接合所述棘爪阻挡件以朝向所述电磁体偏置所述棘爪阻挡件，并且所述斜杆包括沿所述第一方向偏置所述斜杆的偏置装置。

3.一种变速器换档装置，包括：

基部，所述基部限定包括驻车档的多个档位；

换档杆和位于所述换档杆上的棘爪，所述换档杆由所述基部可移动地支撑以在所述档位之间移动，并且所述棘爪可操作地选择性接合所述档位；

驻车锁定系统，所述驻车锁定系统具有构造为在满足预定的车辆状况前阻止所述换档杆离开所述驻车档的阻挡件，所述驻车锁定系统包括磁性装置，所述磁性装置用于当未满足所述预定的车辆状况时在不移动任何部件的情况下将所述阻挡件保持在阻挡棘爪位置，并且其中，当满足所述车辆状况时，所述磁性装置将所述阻挡件偏置到不阻挡棘爪位置，

其中，所述磁性装置包括永磁体和电磁体，并且所述驻车锁定系统进一步包括能够相对于所述棘爪阻挡件移动的斜杆，所述斜杆具有当所述棘爪被操作时由所述棘爪接合的倾斜的表面，所述斜杆构造为沿第一方向抵靠地接合所述棘爪阻挡件以朝向所述电磁体偏置所述棘爪阻挡件，并且所述斜杆包括沿所述第一方向偏置所述斜杆的偏置装置。

4.根据权利要求3所述的变速器换档装置，其中，所述永磁体安装到所述阻挡件并且所述电磁体安装到所述基部上。

5.根据权利要求3或4所述的变速器换档装置，其中，所述阻挡件为棘爪阻挡件，所述棘爪阻挡件构造为抵靠所述棘爪并且阻止所述棘爪的不期望的移动。

6.一种用于使变速器换档装置换档的方法，包括：

提供基部，所述基部限定包括驻车档的多个档位；

提供换档杆和位于所述换档杆上的棘爪，所述换档杆由所述基部可移动地支撑以在所述档位之间移动，并且所述棘爪可操作地选择性接合所述档位；

提供驻车锁定系统，所述驻车锁定系统包括斜杆和阻挡件，所述斜杆和所述阻挡件二者均可移动地支撑在所述基部上，所述驻车锁定系统还包括位于所述阻挡件上的永磁体和位于所述基部上的电磁体，并且所述驻车锁定系统还进一步包括电路，所述电路用于当感测到预定的车辆状况时选择性地激活所述电磁体；

所述斜杆具有棘爪下方位置和远离棘爪下方位置，所述斜杆包括当所述棘爪被操作以从所述驻车档切换档位时被接合的倾斜的上表面，并且所述斜杆包括偏置弹簧，所述偏置弹簧使所述斜杆偏置到所述棘爪下方位置；并且所述斜杆构造为当所述斜杆移动到所述棘爪下方位置时抵靠地接合所述阻挡件、但当所述斜杆移动到所述远离棘爪下方位置时不与所述阻挡件接合；

所述阻挡件具有阻挡棘爪位置和不阻挡棘爪位置，并且当所述阻挡件处于所述阻挡棘爪位置时，所述阻挡件在所述电磁体附近支撑所述永磁体；

所述方法包括以下步骤：

(A)当所述换档杆处于所述驻车档、所述电路未操作所述电磁体并且所述棘爪未被压下时，所述偏置弹簧将所述斜杆和所述阻挡件分别偏置到所述棘爪下方位置和所述阻挡棘爪位置，因此所述换档杆不能从所述驻车档切换档位；

(B)当所述换档杆处于所述驻车档、所述电路未激活所述电磁体并且所述棘爪被压下时，借助所述棘爪将所述斜杆移动到所述远离棘爪下方位置，但是仍将所述阻挡件保持在所述阻挡棘爪位置，使得所述换档杆不能从所述驻车档切换档位；

(C)当所述换档杆处于所述驻车档、所述电路激活所述电磁体并且所述棘爪未被压下时，操作所述电磁体以产生磁力，从而将所述阻挡件压靠在所述斜杆上，但所述磁力小于所述偏置弹簧的弹簧弹力，进而使得所述斜杆和所述阻挡件分别保持在所述棘爪下方位置和所述阻挡棘爪位置；

(D)当所述换档杆处于所述驻车档、所述电路激活所述电磁体并且所述棘爪被压下时，操作所述电磁体以产生磁力，从而使所述阻挡件朝向所述不阻挡棘爪位置偏置，并将所述阻挡件压靠在所述斜杆上，同时所述斜杆借助所述棘爪而移动，使得所述阻挡件和所述斜杆二者分别移动到所述远离棘爪下方位置和所述不阻挡棘爪位置，从而允许将所述换档杆从所述驻车档移动到所述档位中的另一个档位。

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