CN110168258B - 具有辅助电动机的致动器 - Google Patents
具有辅助电动机的致动器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110168258B CN110168258B CN201780082695.4A CN201780082695A CN110168258B CN 110168258 B CN110168258 B CN 110168258B CN 201780082695 A CN201780082695 A CN 201780082695A CN 110168258 B CN110168258 B CN 110168258B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- output shaft
- actuator
- gear train
- drive
- gear
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H63/00—Control outputs from the control unit to change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion or to other devices than the final output mechanism
- F16H63/02—Final output mechanisms therefor; Actuating means for the final output mechanisms
- F16H63/28—Final output mechanisms therefor; Actuating means for the final output mechanisms two or more final actuating mechanisms moving the same final output mechanism
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D1/00—Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements
- F16D1/06—Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements for attachment of a member on a shaft or on a shaft-end
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D1/00—Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements
- F16D1/10—Quick-acting couplings in which the parts are connected by simply bringing them together axially
- F16D1/101—Quick-acting couplings in which the parts are connected by simply bringing them together axially without axial retaining means rotating with the coupling
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H1/00—Toothed gearings for conveying rotary motion
- F16H1/02—Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion
- F16H1/20—Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion involving more than two intermeshing members
- F16H1/22—Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion involving more than two intermeshing members with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts
- F16H1/222—Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion involving more than two intermeshing members with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts with non-parallel axes
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
- F16H61/26—Generation or transmission of movements for final actuating mechanisms
- F16H61/28—Generation or transmission of movements for final actuating mechanisms with at least one movement of the final actuating mechanism being caused by a non-mechanical force, e.g. power-assisted
- F16H61/32—Electric motors actuators or related electrical control means therefor
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H63/00—Control outputs from the control unit to change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion or to other devices than the final output mechanism
- F16H63/02—Final output mechanisms therefor; Actuating means for the final output mechanisms
- F16H63/08—Multiple final output mechanisms being moved by a single common final actuating mechanism
- F16H63/16—Multiple final output mechanisms being moved by a single common final actuating mechanism the final output mechanisms being successively actuated by progressive movement of the final actuating mechanism
- F16H63/18—Multiple final output mechanisms being moved by a single common final actuating mechanism the final output mechanisms being successively actuated by progressive movement of the final actuating mechanism the final actuating mechanism comprising cams
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H63/00—Control outputs from the control unit to change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion or to other devices than the final output mechanism
- F16H63/02—Final output mechanisms therefor; Actuating means for the final output mechanisms
- F16H63/30—Constructional features of the final output mechanisms
- F16H63/34—Locking or disabling mechanisms
- F16H63/3416—Parking lock mechanisms or brakes in the transmission
- F16H63/3458—Parking lock mechanisms or brakes in the transmission with electric actuating means, e.g. shift by wire
- F16H63/3466—Parking lock mechanisms or brakes in the transmission with electric actuating means, e.g. shift by wire using electric motors
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H63/00—Control outputs from the control unit to change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion or to other devices than the final output mechanism
- F16H63/02—Final output mechanisms therefor; Actuating means for the final output mechanisms
- F16H63/30—Constructional features of the final output mechanisms
- F16H63/34—Locking or disabling mechanisms
- F16H63/3416—Parking lock mechanisms or brakes in the transmission
- F16H63/3491—Emergency release or engagement of parking locks or brakes
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D1/00—Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements
- F16D1/10—Quick-acting couplings in which the parts are connected by simply bringing them together axially
- F16D2001/102—Quick-acting couplings in which the parts are connected by simply bringing them together axially the torque is transmitted via polygon shaped connections
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
- F16H61/12—Detecting malfunction or potential malfunction, e.g. fail safe; Circumventing or fixing failures
- F16H2061/1232—Bringing the control into a predefined state, e.g. giving priority to particular actuators or gear ratios
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
- F16H61/12—Detecting malfunction or potential malfunction, e.g. fail safe; Circumventing or fixing failures
- F16H2061/1256—Detecting malfunction or potential malfunction, e.g. fail safe; Circumventing or fixing failures characterised by the parts or units where malfunctioning was assumed or detected
- F16H2061/1288—Detecting malfunction or potential malfunction, e.g. fail safe; Circumventing or fixing failures characterised by the parts or units where malfunctioning was assumed or detected the failing part is an actuator
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
- F16H61/12—Detecting malfunction or potential malfunction, e.g. fail safe; Circumventing or fixing failures
- F16H2061/1256—Detecting malfunction or potential malfunction, e.g. fail safe; Circumventing or fixing failures characterised by the parts or units where malfunctioning was assumed or detected
- F16H2061/1292—Detecting malfunction or potential malfunction, e.g. fail safe; Circumventing or fixing failures characterised by the parts or units where malfunctioning was assumed or detected the failing part is the power supply, e.g. the electric power supply
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
- F16H61/26—Generation or transmission of movements for final actuating mechanisms
- F16H61/28—Generation or transmission of movements for final actuating mechanisms with at least one movement of the final actuating mechanism being caused by a non-mechanical force, e.g. power-assisted
- F16H2061/2892—Generation or transmission of movements for final actuating mechanisms with at least one movement of the final actuating mechanism being caused by a non-mechanical force, e.g. power-assisted other gears, e.g. worm gears, for transmitting rotary motion to the output mechanism
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
- F16H61/26—Generation or transmission of movements for final actuating mechanisms
- F16H61/28—Generation or transmission of movements for final actuating mechanisms with at least one movement of the final actuating mechanism being caused by a non-mechanical force, e.g. power-assisted
- F16H61/32—Electric motors actuators or related electrical control means therefor
- F16H2061/326—Actuators for range selection, i.e. actuators for controlling the range selector or the manual range valve in the transmission
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Gear-Shifting Mechanisms (AREA)
- Gear Transmission (AREA)
Abstract
一种电子变速器档区选择致动器(ETRSA)包括两个独立的驱动系统,其各自都能够经由设置在每个系统的齿轮系之间并连接所述齿轮系的联接装置来致动公共轴,例如ETRSA的输出轴。在正常车辆操作期间,使用所述两个独立的驱动系统中的第一驱动系统以将所述变速器档位档区改变到期望的档位档区。在所述第一驱动系统的异常操作的情况下,使用所述第二驱动系统以使车辆变速器返回驻车变速器档区。
Description
技术领域
本发明涉及具有辅助电动机的致动器。
背景技术
在一些车辆中,动力传动系内的档位置或档区经由线控换档或电子变速器档区选择器来换档。该装置包括致动器,该致动器通过由车辆用户操作的远程档区选择器经由有线连接来控制。在使用电子变速器档区选择器时,车辆用户能够在若干可用档位档区(包括驻车档、空档、行驶档、倒档等)之间改变变速器档位档区。与经由换档杆(该换档杆经由机械连杆连接到变速器)控制的一些常规车辆变速器档区选择器相比,电子变速器档区选择器是有利的。例如,与常规机械变速器档区选择器相比,电子变速器档区选择器对车厢内的空间需求减小。
电子变速器档区选择器的致动器可以是电动机。在这种情况下,重要的是,如果致动器电源(即车辆电池)、向致动器供电的电导体、或致动器本身中发生异常和/或故障,则能够将车辆安全地放置在驻车变速器档区内。
发明内容
在一些方面中,变速器系统包括输出轴、第一齿轮系和第二齿轮系。第一齿轮系将第一致动器连接到输出轴并将第一致动器的旋转输出传递到输出轴,并且包括固定到输出轴的支座。第二齿轮系将第二致动器连接到输出轴并将第二致动器的旋转输出传递到输出轴。第二齿轮系包括围绕支座的驱动环。在变速器系统的一些操作状况中,输出轴由第一致动器驱动以经由第一齿轮系在有限旋转范围内旋转,并且驱动环被配置成在有限旋转范围内提供相对于支座的空转运动。此外,在变速器系统的其他操作状况下,输出轴由第二致动器经由第二齿轮系驱动,并且驱动环被配置成接合支座以调整输出轴的角度定向。
变速器系统包括以下特征中的一个或多个:变速器系统被配置成使得在变速器系统的一些操作状况期间,输出轴由第一齿轮系驱动并且第二齿轮系不活动;以及在变速器系统的其他操作状况期间,输出轴仅由第二齿轮系驱动。支座包括:毂,该毂支撑在输出轴上;以及犬牙形齿,该犬牙形齿从毂径向向外突出。驱动环包括一对从驱动环的内表面向内突出的径向相对的驱动齿,并且驱动环经由驱动齿支撑在毂上。支座包括支撑在输出轴上的毂,以及一对从毂径向向外突出的等距间隔的犬牙形齿,驱动环包括一对从驱动环的内表面向内突出的径向相对的驱动齿,在变速器系统的一些操作状况期间,输出轴由第一齿轮系驱动,由此支座在有限旋转范围内相对于驱动环旋转并且不与驱动齿接合,并且在变速器系统的其他操作状况期间,输出轴由第二齿轮系经由驱动齿与犬牙形齿的接合来驱动。第一致动器的驱动轴平行于输出轴,第一齿轮系包括惰轮轴,并且安装在惰轮轴上的齿轮将旋转从第一致动器的驱动轴上的齿轮传递到输出轴上的齿轮,使得输出轴的旋转速率小于第一致动器的驱动轴的旋转速率。第二致动器的驱动轴垂直于输出轴并支撑蜗轮,并且第二齿轮系包括蜗轮,具有接合蜗轮的齿的外齿的环形齿轮,以及驱动环,其中驱动环固定到环形齿轮的内表面上。基于输出轴的角度设置变速器系统的变速器档区,第一齿轮系可操作以使输出轴在对应于驻车变速器档区的第一角度与至少一个其他角度之间旋转,至少一个其他角度对应于非驻车变速器档区,并且第二齿轮系可操作以将输出轴从至少一个其他角度旋转到第一角度。当第一齿轮系正在操作时,第二齿轮系保持闲置。
在一些方面中,用于设置车辆的变速器档区的电子变速器档区选择致动器(ETRSA)包括输出轴、第一齿轮系和第二齿轮系。输出轴被配置成连接到车辆的变速器。第一齿轮系将第一致动器连接到输出轴并将第一致动器的旋转输出传递到输出轴。第一齿轮系包括固定到输出轴的支座。第二齿轮系将第二致动器连接到输出轴并将第二致动器的旋转输出传递到输出轴。第二齿轮系包括围绕支座的驱动环。在变速器系统的一些操作状况下,输出轴由第一致动器驱动以经由第一齿轮系在有限旋转范围内旋转,并且驱动环被配置成在有限旋转范围内提供相对于支座的空转运动。此外,在变速器系统的其他操作状况下,输出轴由第二致动器经由第二齿轮系驱动,并且驱动环被配置成接合支座以调整输出轴的角度定向。
ETRSA可以包括以下特征中的一个或多个:ETRSA被配置成使得在电子变速器档区选择致动器的一些操作状况期间,输出轴由第一齿轮系驱动并且第二齿轮系不活动;以及在电子变速器档区选择致动器的其他操作状况期间,输出轴仅由第二齿轮系驱动。支座包括:毂,该毂支撑在输出轴上;以及犬牙形齿,该犬牙形齿从毂径向向外突出。驱动环包括一对从驱动环的内表面向内突出的径向相对的驱动齿,并且驱动环经由驱动齿支撑在毂上。支座包括支撑在输出轴上的毂,以及一对从毂径向向外突出的等距间隔的犬牙形齿,驱动环包括一对从驱动环的内表面向内突出的径向相对的驱动齿,在电子变速器档区选择致动器的一些操作状况期间,输出轴由第一齿轮系驱动,由此支座在有限旋转范围内相对于驱动环旋转并且不与驱动齿接合,并且在电子变速器档区选择致动器的其他操作状况期间,输出轴由第二齿轮系经由驱动齿与犬牙形齿的接合来驱动。第一致动器的驱动轴平行于输出轴,第一齿轮系包括惰轮轴,并且安装在惰轮轴上的齿轮将旋转从第一致动器的驱动轴上的齿轮传递到输出轴上的齿轮,使得输出轴的旋转速率小于第一致动器的驱动轴的旋转速率。第二致动器的驱动轴垂直于输出轴并支撑蜗轮,并且第二齿轮系包括蜗轮,具有接合蜗轮的齿的外齿的环形齿轮,以及驱动环,其中驱动环固定到环形齿轮的内表面上。基于输出轴的角度设置变速器档区,第一齿轮系可操作以使输出轴在对应于驻车变速器档区的第一角度与至少一个其他角度之间旋转,至少一个其他角度对应于非驻车变速器档区,并且第二齿轮系可操作以将输出轴从至少一个其他角度旋转到第一角度。当第一齿轮系正在操作时,第二齿轮系保持闲置。
在一些方面中,ETRSA包括两个独立的驱动系统,其各自都能够经由设置在每个系统的齿轮系之间并连接齿轮系的联接装置来致动公共轴,例如ETRSA的输出轴。两个独立的驱动系统中的第一或主驱动系统旨在在正常车辆操作期间始终被使用,以将变速器档位档区改变到期望的档位档区。第一驱动系统包括第一致动器和第一齿轮系,该第一齿轮系经由联接装置将第一致动器连接到输出轴。在许多实施例中,第一致动器由车辆电池供电。两个独立的驱动系统中的第二或故障安全驱动系统在第一致动器电源(即,车辆电池)、向第一致动器供电的电导体、或第一致动器本身的异常操作和/或故障的情况下使用。第二驱动系统包括第二致动器和第二齿轮系,该第二齿轮系经由联接装置将第二致动器连接到输出轴。第二驱动系统具有与第一驱动系统不同的电源,使得其在第一致动器电源发生故障的情况下保持可操作。有利地,次级系统被配置成致动输出轴,使得在第一驱动系统的故障期间使车辆变速器返回到驻车变速器档区。
联接装置包括驱动环和同心地安装在驱动环内以便相对于驱动环旋转的支座。驱动环被配置成使得在ETRSA的正常操作期间,允许支座在预定旋转范围内相对于驱动环旋转而不与驱动环接合。在ETRSA的异常操作(例如第一驱动系统的故障)期间,驱动环由第二驱动系统驱动以相对于支座旋转并与支座接合以致使其旋转。特别地,第二驱动系统经由驱动环和支座使输出轴旋转,使得车辆变速器被置于驻车变速器档区内。
附图说明
图1是ETRSA的透视图。
图2是包括电子变速器档区选择器系统的车辆的示意图,该电子变速器档区选择器系统包括图1的ETRSA。
图3是ETRSA的分解透视图。
图4是与ETRSA隔离并省略壳体的第一驱动系统的透视图。
图5是图4的第一驱动系统的分解透视图。
图6是与ETRSA隔离并省略壳体的第二驱动系统的透视图。
图7是图6的第二驱动系统的分解透视图。
图8是孤立的联接装置的透视图。
图9是联接装置的侧视图。
具体实施方式
参考图1和图2,车辆1包括用于设置车辆变速器6内的变速器档区的电子变速器档区选择器2。变速器档区选择器2远离车辆变速器6,并且由车辆用户操作以选择变速器档区。变速器档区选择器2经由到ETRSA 4的有线连接来控制变速器档区,该ETRSA继而经由ETRSA 4的输出轴30连接到变速器6。在使用变速器档区选择器2时,车辆用户能够在可用档位档区(包括驻车档、空档、行驶档、倒档等)之间改变变速器档位档区。ETRSA 4包括设置的第一驱动系统20,该第一驱动系统在ETRSA 4的正常操作期间经由输出轴30改变变速器6的档区。此外,ETRSA 4包括第二驱动系统40,该第二驱动系统在ETRSA 4的正常操作期间不活动,并且在ETRSA 4的异常操作期间经由输出轴30改变变速器6的档区。第一驱动系统20和第二驱动系统40各自经由联接装置60连接到ETRSA 4的输出轴30。第一驱动系统20和第二驱动系统40以及联接装置60设置在壳体8内,该壳体是三个壳体部分8a、8b、8c的组件。下面详细描述第一驱动系统20和第二驱动系统40以及联接装置60。
参照图3-5,第一驱动系统20包括第一致动器21,该第一致动器经由第一齿轮系23连接到输出轴30。第一致动器21是由车辆电池9供电的无刷直流(DC)电动机。第一齿轮系23包括固定到第一致动器21的输出轴的第一齿轮25,该输出轴在本文中称为第一驱动轴22。第一齿轮25的外齿与第二齿轮26的外齿接合,该第二齿轮固定到与第一驱动轴22和输出轴30两者平行的惰轮轴24。第三齿轮27固定在惰轮轴24上并与第二齿轮26一致地旋转。第三齿轮的外齿与固定到输出轴30的第四齿轮28的外齿接合。第一齿轮25、第二齿轮26、第三齿轮27和第四齿轮28是正齿轮。
第一齿轮系23在ETRSA 4的正常操作期间将第一驱动轴22的旋转输出传递到输出轴30,并且是减速齿轮系。为此,第一齿轮25具有相对于第二齿轮26的直径的小直径。此外,第三齿轮27具有相对于第四齿轮28的直径的小直径。因此,输出轴30比第一驱动轴22更慢地旋转。
第一齿轮系还包括联接装置60的支座62。支座62固定到邻近第四齿轮28的输出轴30,并将在下面详细描述。
参照图3、图6和图7,第二驱动系统40包括第二致动器41,该第二致动器经由第二齿轮系43连接到输出轴30。第二致动器41是有刷DC电动机,其由诸如次级电池或电容器的次级电源10供电。因此,第二致动器41的电源不同于或独立于第一致动器21的电源(例如,车辆电池9)。
第二齿轮系43包括固定到第二致动器41的输出轴的蜗轮44。第二致动器41的输出轴(在本文称为第二驱动轴42)垂直于输出轴30。蜗轮44具有成角度的螺纹外齿,其接合环形齿轮45的对应螺纹外齿。联接装置60的驱动环82支撑在环形齿轮45的内圆柱表面上并相对于其固定。此外,环形齿轮45经由驱动环82和支座62支撑在输出轴30上,如下面进一步讨论的。第二齿轮系43将第二驱动轴42的旋转输出传递到输出轴30。然而,第二驱动系统40仅在第一驱动系统20的故障或异常操作期间操作。也就是说,在第一驱动系统20的正常操作期间,第二驱动系统40闲置。
参见图8和图9,第一齿轮系23和第二齿轮系43各自经由联接装置60连接到输出轴30,该联接装置包括支座62和围绕支座62并支撑在该支座上的驱动环82。
支座62包括具有中心开口64的毂63。中心开口64接收穿过其中的输出轴30并且配合到输出轴30的外径。此外,支座62包括一对犬牙形齿65、66,其在横向于输出轴30的旋转轴线32的方向上从毂63向外突出。犬牙形齿65、66等距离地间隔开,并且因此设置在毂63的径向相对侧上。
当输出轴30旋转时,每个犬牙形齿65、66的运动限定弧形扫掠区域68,该弧形扫掠区域具有:外半径Ro,其对应于从输出轴旋转轴线32到犬牙形齿65、66的远端67的距离;以及内半径Ri,其对应于毂63的半径。输出轴30的旋转范围被限制成使得扫掠区域68具有对应于预定角度θ的弧长。在所示的实施例中,预定角度θ是110度。
驱动环82是具有外表面的短圆柱形元件,该外表面配合在环形齿轮45的内表面内使得驱动环82相对于环形齿轮45固定。驱动环82包括中心切口81。中心切口81具有不规则形状,其限定一对径向相对的驱动齿87、88。驱动齿87、88从驱动环82的内表面朝向输出轴旋转轴线32向内突出。特别地,驱动齿87、88向内突出到驱动齿87、88的远端89邻接毂63的外表面的程度。在第二驱动系统40的操作期间,并且当驱动环82经由蜗轮44和环形齿轮45由第二致动器旋转时,毂63的外表面是用于驱动齿87、88的支承表面。
驱动齿87、88的圆周尺寸被选择为对应于第一犬牙形齿65的扫掠区域68a与第二犬牙形齿66的扫掠区域68b之间的间距。此外,在ETRSA 4的正常操作期间,驱动环82被定向成使得驱动齿87、88设置在两个扫掠区域68a,68b之间的空间中。
在ETRSA 4的正常操作期间,第一致动器21驱动输出轴30以在预定角度θ内旋转,同时根据档区选择器2的输出使变速器6在可用档位档区(包括驻车档、空档、行驶档、倒档等)之间换档。由于输出轴30的旋转范围受到限制,因此在正常操作期间,支座62的犬牙形齿65、66不与驱动环82的驱动齿87、88接合。因此,驱动环82在输出轴30的对应于预定角度θ的有限旋转范围内提供相对于支座62的空转运动。
在第一驱动系统20的异常操作期间,第二驱动系统被用于使变速器6返回到驻车档区,而不管在系统异常时使用的变速器档区如何。特别地,第二致动器41经由蜗轮44和环形齿轮45驱动该驱动环82,使得驱动齿87、88通过移入扫掠区域68a、68b中并驱动支座62来接合犬牙形齿65、66,由此使输出轴30旋转。通过第二驱动系统40使输出轴30旋转,使得变速器6从非驻车档区返回驻车档区。
在一些实施例中,第一驱动系统20的异常操作由电子控制单元(ECU,未示出)检测。ECU可以专用于车辆变速器系统或可以控制若干车辆功能的操作。在检测到第一驱动系统20的异常操作时,ECU控制第二驱动系统40以使变速器6返回驻车档区。由于第二驱动系统40独立于第一驱动系统20供电,因此ETRSA 4提供对车辆变速器6的稳健且可靠的故障安全致动。一旦异常被矫正(例如,在一些情况下通过恢复对第一驱动系统的供电),ECU使第二驱动系统40返回到其初始位置以允许第一驱动系统20的正常操作。
在所示的实施例中,第一致动器21是由车辆电池9供电的无刷DC电动机。然而,应当理解,第一致动器21不限于由这种类型的电动机提供动力,并且可以使用其他类型的电动机或其他动力源来驱动第一齿轮系,并且所使用的具体动力源由具体应用的要求确定。此外,第一致动器不限于由车辆电池供电,并且车辆电池可以由另一适当的电源替换。
在所示的实施例中,第二致动器41是由次级电源10供电的有刷DC电动机。然而,应当理解,第二致动器41不限于由这种类型的电动机提供动力,并且可以使用其他类型的电动机或其他动力源来驱动第二齿轮系,并且所使用的具体动力源由具体应用的要求确定。
支座62和第四齿轮28在本文中被描述为各自固定到输出轴30的分开的元件。然而,应当理解,在一些实施例中,支座62和第四齿轮28可以一起形成为单个元件,该单个元件继而固定到输出轴30。在其他实施例中,支座62、第四齿轮28和输出轴30可以一起形成为单个元件。
环形齿轮45和驱动环82在本文中描述为分开的元件,其中驱动环82固定到环形齿轮45的内表面。然而,应当理解,在一些实施例中,环形齿轮45和驱动环82可以一起形成为单个元件。
在所示的实施例中,预定角度θ是110度。然而,应当理解,如具体应用的要求所需要的,可以使预定角度θ更大或更小。
以上较为详细描述了致动器的选择性说明性实施例。应当理解,本文仅描述了认为对于清楚说明致动器所必需的结构。其他常规结构以及致动器的附属和辅助部件的结构被认为是本领域技术人员已知和了解的。此外,虽然上面已经描述了致动器的工作示例,但致动器不限于上述工作示例,而是可以在不脱离权利要求中所述的致动器的情况下执行各种设计变更。
Claims (18)
1.一种变速器系统,包括
输出轴;
第一齿轮系,所述第一齿轮系将第一致动器连接到所述输出轴并将所述第一致动器的旋转输出传递到所述输出轴,所述第一齿轮系包括固定到所述输出轴的支座;
第二齿轮系,所述第二齿轮系将第二致动器连接到所述输出轴并将所述第二致动器的旋转输出传递到所述输出轴,所述第二齿轮系包括围绕所述支座的驱动环,其中
在所述变速器系统的正常操作状况下,所述输出轴由所述第一致动器驱动以经由所述第一齿轮系在有限旋转范围内旋转,并且所述驱动环被配置成在所述有限旋转范围内提供相对于所述支座的空转运动;以及
在所述变速器系统的异常操作状况下,所述输出轴由所述第二致动器经由所述第二齿轮系驱动,并且所述驱动环被配置成接合所述支座以调整所述输出轴的角度定向。
2.根据权利要求1所述的变速器系统,其中所述变速器系统被配置成使得在所述变速器系统的正常操作状况期间,所述输出轴由所述第一齿轮系驱动并且所述第二齿轮系不活动;以及在所述变速器系统的异常操作状况期间,所述输出轴仅由所述第二齿轮系驱动。
3.根据权利要求1所述的变速器系统,其中所述支座包括
毂,所述毂支撑在所述输出轴上;以及
犬牙形齿,所述犬牙形齿从所述毂径向向外突出。
4.根据权利要求3所述的变速器系统,其中所述驱动环包括一对从所述驱动环的内表面向内突出的径向相对的驱动齿,并且所述驱动环经由所述驱动齿支撑在所述毂上。
5.根据权利要求1所述的变速器系统,其中
所述支座包括支撑在所述输出轴上的毂,以及一对从所述毂径向向外突出的等距间隔的犬牙形齿,
所述驱动环包括一对从所述驱动环的内表面向内突出的径向相对的驱动齿,
在所述变速器系统的正常操作状况期间,所述输出轴由所述第一齿轮系驱动,由此所述支座在所述有限旋转范围内相对于所述驱动环旋转并且不与所述驱动齿接合,并且
在所述变速器系统的异常操作状况期间,所述输出轴由所述第二齿轮系经由所述驱动齿与所述犬牙形齿的接合来驱动。
6.根据权利要求1所述的变速器系统,其中
所述第一致动器的驱动轴平行于所述输出轴,
所述第一齿轮系包括惰轮轴,并且
安装在所述惰轮轴上的齿轮将旋转从所述第一致动器的所述驱动轴上的齿轮传递到所述输出轴上的齿轮,使得所述输出轴的旋转速率小于所述第一致动器的所述驱动轴的旋转速率。
7.根据权利要求1所述的变速器系统,其中
所述第二致动器的驱动轴垂直于所述输出轴并支撑蜗轮,并且
所述第二齿轮系包括
所述蜗轮,
具有接合所述蜗轮的齿的外齿的环形齿轮,以及
所述驱动环,其中所述驱动环固定到所述环形齿轮的内表面上。
8.根据权利要求1所述的变速器系统,其中
基于所述输出轴的角度设置所述变速器系统的变速器档区,
所述第一齿轮系可操作以使所述输出轴在对应于驻车变速器档区的第一角度与至少一个其他角度之间旋转,所述至少一个其他角度对应于非驻车变速器档区,并且
所述第二齿轮系可操作以将所述输出轴从所述至少一个其他角度旋转到所述第一角度。
9.根据权利要求8所述的变速器系统,其中当所述第一齿轮系正在操作时,所述第二齿轮系保持闲置。
10.一种用于设置车辆的变速器档区的电子变速器档区选择致动器,所述电子变速器档区选择致动器包括
输出轴,所述输出轴被配置成连接到所述车辆的变速器;
第一齿轮系,所述第一齿轮系将第一致动器连接到所述输出轴并将所述第一致动器的旋转输出传递到所述输出轴,所述第一齿轮系包括固定到所述输出轴的支座;
第二齿轮系,所述第二齿轮系将第二致动器连接到所述输出轴并将所述第二致动器的旋转输出传递到所述输出轴,所述第二齿轮系包括围绕所述支座的驱动环,其中
在所述变速器系统的正常操作状况下,所述输出轴由所述第一致动器驱动以经由所述第一齿轮系在有限旋转范围内旋转,并且所述驱动环被配置成在所述有限旋转范围内提供相对于所述支座的空转运动;以及
在所述变速器系统的异常操作状况下,所述输出轴由所述第二致动器经由所述第二齿轮系驱动,并且所述驱动环被配置成接合所述支座以调整所述输出轴的角度定向。
11.根据权利要求10所述的电子变速器档区选择致动器,其中所述电子变速器档区选择致动器被配置成使得在所述电子变速器档区选择致动器的正常操作状况期间,所述输出轴由所述第一齿轮系驱动并且所述第二齿轮系不活动;以及在所述电子变速器档区选择致动器的异常操作状况期间,所述输出轴仅由所述第二齿轮系驱动。
12.根据权利要求10所述的电子变速器档区选择致动器,其中所述支座包括
毂,所述毂支撑在所述输出轴上;以及
犬牙形齿,所述犬牙形齿从所述毂径向向外突出。
13.根据权利要求12所述的电子变速器档区选择致动器,其中所述驱动环包括一对从所述驱动环的内表面向内突出的径向相对的驱动齿,并且所述驱动环经由所述驱动齿支撑在所述毂上。
14.根据权利要求10所述的电子变速器档区选择致动器,其中
所述支座包括支撑在所述输出轴上的毂,以及一对从所述毂径向向外突出的等距间隔的犬牙形齿,
所述驱动环包括一对从所述驱动环的内表面向内突出的径向相对的驱动齿,
在所述电子变速器档区选择致动器的正常操作状况期间,所述输出轴由所述第一齿轮系驱动,由此所述支座在所述有限旋转范围内相对于所述驱动环旋转并且不与所述驱动齿接合,并且
在所述电子变速器档区选择致动器的异常操作状况期间,所述输出轴由所述第二齿轮系经由所述驱动齿与所述犬牙形齿的接合来驱动。
15.根据权利要求10所述的电子变速器档区选择致动器,其中
所述第一致动器的驱动轴平行于所述输出轴,
所述第一齿轮系包括惰轮轴,并且
安装在所述惰轮轴上的齿轮将旋转从所述第一致动器的所述驱动轴上的齿轮传递到所述输出轴上的齿轮,使得所述输出轴的旋转速率小于所述第一致动器的所述驱动轴的旋转速率。
16.根据权利要求10所述的电子变速器档区选择致动器,其中
所述第二致动器的驱动轴垂直于所述输出轴并支撑蜗轮,并且
所述第二齿轮系包括
所述蜗轮,
具有接合所述蜗轮的齿的外齿的环形齿轮,以及
所述驱动环,其中所述驱动环固定到所述环形齿轮的内表面上。
17.根据权利要求10所述的电子变速器档区选择致动器,其中
基于所述输出轴的角度设置变速器档区,
所述第一齿轮系可操作以使所述输出轴在对应于驻车变速器档区的第一角度与至少一个其他角度之间旋转,所述至少一个其他角度对应于非驻车变速器档区,并且
所述第二齿轮系可操作以将所述输出轴从所述至少一个其他角度旋转到所述第一角度。
18.根据权利要求17所述的电子变速器档区选择致动器,其中当所述第一齿轮系正在操作时,所述第二齿轮系保持闲置。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US15/401676 | 2017-01-09 | ||
US15/401,676 US10591055B2 (en) | 2017-01-09 | 2017-01-09 | Actuator with auxiliary motor |
PCT/EP2017/080030 WO2018127324A1 (en) | 2017-01-09 | 2017-11-22 | Actuator with auxiliary motor |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN110168258A CN110168258A (zh) | 2019-08-23 |
CN110168258B true CN110168258B (zh) | 2021-01-22 |
Family
ID=60574559
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201780082695.4A Active CN110168258B (zh) | 2017-01-09 | 2017-11-22 | 具有辅助电动机的致动器 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US10591055B2 (zh) |
KR (1) | KR20190105222A (zh) |
CN (1) | CN110168258B (zh) |
AU (1) | AU2017390364A1 (zh) |
DE (1) | DE112017006185B4 (zh) |
WO (1) | WO2018127324A1 (zh) |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10900565B2 (en) * | 2017-05-11 | 2021-01-26 | Fca Us Llc | Lost motion transmission shifter |
US20190024789A1 (en) * | 2017-07-18 | 2019-01-24 | Dura Operating, Llc | Actuator assembly for a transmission shifter |
US10955051B2 (en) | 2017-07-18 | 2021-03-23 | Dura Operating, Llc | Actuator assembly for a transmission shifter |
US11149846B2 (en) | 2017-07-18 | 2021-10-19 | Dus Operating Inc. | Actuator assembly for a transmission shifter |
KR102091209B1 (ko) * | 2018-11-21 | 2020-03-19 | 경창산업주식회사 | 시프트 바이 와이어용 변속 액추에이터 |
CN116198188A (zh) | 2019-08-09 | 2023-06-02 | Skc株式会社 | 接合用膜以及透光层叠体 |
DE102019217170A1 (de) * | 2019-11-07 | 2021-05-12 | Zf Friedrichshafen Ag | Kraftfahrzeug sowie Verfahren zum Betrieb einer Parksperrenanordnung |
DE102019130359A1 (de) * | 2019-11-11 | 2021-05-12 | Küster Holding GmbH | Aktuator und Vorrichtung zum Einlegen einer Parksperre eines Kraftfahrzeugautomatikgetriebes mit einem derartigen Aktuator sowie ein damit ausgestattetes Kraftfahrzeug |
CN111623082A (zh) * | 2020-05-25 | 2020-09-04 | 衢州一诚工业设计有限公司 | 蜗轮蜗杆传动机构、蜗轮蜗杆减速器和减速电机 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4463628A (en) * | 1982-04-01 | 1984-08-07 | Deere & Company | Transmission control interface mechanism |
EP1314910A1 (de) * | 2001-11-21 | 2003-05-28 | Honeywell International, Inc. | Einrichtung zur Erzeugung einer Drehbewegung |
WO2013173474A1 (en) * | 2012-05-16 | 2013-11-21 | Dura Operating, Llc | Shift by wire transmission shift control system |
CN104828060A (zh) * | 2014-02-06 | 2015-08-12 | 罗伯特·博世有限公司 | 用于脱开自动的驻车制动器的方法 |
US9470277B2 (en) * | 2012-04-17 | 2016-10-18 | Inteva Products, Llc | Apparatus and method for disengaging a motor from an actuator gear train |
FR3035467A1 (fr) * | 2015-04-23 | 2016-10-28 | Valeo Embrayages | Actionneur pour boite de vitesses |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US1866614A (en) | 1924-04-09 | 1932-07-12 | Harold O Van Antwerp | Variable transmission mechanism |
IT1286173B1 (it) | 1996-07-12 | 1998-07-07 | New Holland Italia Spa | Sistema di controllo per una trasmissione selezionabile a quattro ruote motrici. |
DE10044159B4 (de) | 2000-09-06 | 2009-12-31 | ZF Lemförder GmbH | Vorrichtung zum Umschaltung eines mechanischen Schaltmittels zwischen einem ersten Schaltzustand und wenigstens einem zweiten Schaltzustand |
DE10046589B4 (de) | 2000-09-20 | 2005-09-22 | Siemens Ag | Stellvorrichtung für ein einstellbares Getriebe, insbesondere für die Bereichsvorwahl eines Automatikgetriebes |
JP4833097B2 (ja) | 2007-01-23 | 2011-12-07 | 株式会社デンソー | シフトバイワイヤ装置 |
WO2011066480A1 (en) * | 2009-11-27 | 2011-06-03 | Stoneridge Control Devices, Inc. | Shift-by-wire transmission range selector system and actuator for the same |
US10234028B2 (en) * | 2015-12-16 | 2019-03-19 | Dura Operating, Llc | Shift by wire transmission shift control system |
-
2017
- 2017-01-09 US US15/401,676 patent/US10591055B2/en active Active
- 2017-11-22 AU AU2017390364A patent/AU2017390364A1/en not_active Abandoned
- 2017-11-22 CN CN201780082695.4A patent/CN110168258B/zh active Active
- 2017-11-22 KR KR1020197019590A patent/KR20190105222A/ko not_active Application Discontinuation
- 2017-11-22 WO PCT/EP2017/080030 patent/WO2018127324A1/en active Application Filing
- 2017-11-22 DE DE112017006185.7T patent/DE112017006185B4/de active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4463628A (en) * | 1982-04-01 | 1984-08-07 | Deere & Company | Transmission control interface mechanism |
EP1314910A1 (de) * | 2001-11-21 | 2003-05-28 | Honeywell International, Inc. | Einrichtung zur Erzeugung einer Drehbewegung |
US9470277B2 (en) * | 2012-04-17 | 2016-10-18 | Inteva Products, Llc | Apparatus and method for disengaging a motor from an actuator gear train |
WO2013173474A1 (en) * | 2012-05-16 | 2013-11-21 | Dura Operating, Llc | Shift by wire transmission shift control system |
CN104828060A (zh) * | 2014-02-06 | 2015-08-12 | 罗伯特·博世有限公司 | 用于脱开自动的驻车制动器的方法 |
FR3035467A1 (fr) * | 2015-04-23 | 2016-10-28 | Valeo Embrayages | Actionneur pour boite de vitesses |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2018127324A1 (en) | 2018-07-12 |
DE112017006185B4 (de) | 2023-10-12 |
CN110168258A (zh) | 2019-08-23 |
AU2017390364A1 (en) | 2019-08-29 |
DE112017006185T5 (de) | 2019-09-19 |
US20180195603A1 (en) | 2018-07-12 |
KR20190105222A (ko) | 2019-09-16 |
US10591055B2 (en) | 2020-03-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN110168258B (zh) | 具有辅助电动机的致动器 | |
US10955051B2 (en) | Actuator assembly for a transmission shifter | |
US10648541B2 (en) | Rotary actuator | |
JP5648564B2 (ja) | 回転式アクチュエータ | |
EP3431829A1 (en) | Actuator assembly for a transmission shifter | |
CN108468800B (zh) | 具有释放和返回机构的致动器 | |
US9429230B2 (en) | Range change device | |
CN107687515B (zh) | 对控制构件的角位置进行控制的致动单元和车辆传动装置 | |
US20170335960A1 (en) | Range-switching control device | |
CN103671905A (zh) | 停车锁设备 | |
US7007566B2 (en) | Actuator for a motor vehicle transmission | |
EP3140568B1 (en) | Anti-backdrive actuator assembly | |
KR20180089995A (ko) | 파킹 브레이크 엑츄에이터 | |
JP6173503B1 (ja) | レンジ切替装置 | |
US11441676B2 (en) | Rotary actuator | |
EP3431826A1 (en) | Actuator assembly for a transmission shifter | |
US11149846B2 (en) | Actuator assembly for a transmission shifter | |
EP3431827A1 (en) | Actuator assembly for a transmission shifter | |
JP2010254229A (ja) | パーキングロック装置 | |
JP2008144790A (ja) | 自動変速機のレンジ切換制御装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |