CN114251452A - 用于致动系统的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了用于车辆的变速器系统中驻车机构的致动系统的方法和系统。在一个示例中，系统可以包括：致动器，该致动器经由一个或多个平行轴线齿轮联接至杆臂；以及轴，该轴使杆臂连接到驻车机构的棘爪，杆臂在致动系统的第一状态和第二状态中的每一个中都是不可反向驱动的。

Description

用于致动系统的方法和系统

技术领域

本说明书总体涉及用于车辆变速器系统(或电动车桥系统)的驻车机构的不可反向驱动的致动系统的方法和系统。

背景技术

机动车辆可以包括线控换挡系统，其将车辆的自动变速器与车辆乘员舱内的仪表板电气地联接。用户可以与仪表板互动，以选择变速器的挡位模式，诸如驱动、驻车、空挡等。当用户选择驻车作为所期望的变速器模式时，可以致动驻车棘爪以接合变速器系统的驻车齿轮并且锁定驻车齿轮的旋转，由此防止车辆移动。可以通过将驻车齿轮与驻车棘爪脱离接合来解锁驻车齿轮。

一旦驻车齿轮锁定，就期望变速器系统保持在驻车模式中，直到由用户经由仪表板指示而切换到不同的挡位模式。另外，在脱离接合时以及在车辆行进期间，期望将驻车齿轮维持在脱离接合状态。在棘爪的致动系统中，可能期望对杆进行非常小的旋转致动，以将致动器的输出轴移位到接合状态/脱离接合状态(对应于棘爪的接合状态/脱离接合状态)，同时还期望有高的速度和精确度。一旦接合/脱离接合，期望输出轴不能被反向驱动，以维持棘爪的位置。实现所需的棘爪的不可反向驱动的致动机构的方法可以包括使用蜗轮。然而，发明人在此已经认识到此类系统的潜在问题。使用不可反向驱动的蜗轮表现出低于50％的效率，这可能导致效率和成本的重大损失。此外，涉及扩大使用马达的系统可能会增加与操作相关的功耗和成本。

发明内容

在一个示例中，上述问题可以通过车辆的驻车机构中的致动系统来解决，该致动系统包括：致动器，该致动器经由一个或多个齿轮联接至杆臂；以及轴，该轴使杆臂连接到驻车机构的换挡构件，杆臂在致动系统的第一状态和第二状态中的每一个都是不可反向驱动的。这样，通过使用平行轴线齿轮系来致动驻车机构的棘爪，可以实现不可反向驱动的致动系统，其中马达的微小运动就足以使驻车机构从脱离接合位置过渡到接合位置。

作为一个示例，车辆变速器系统的驻车机构可以包括棘爪，该棘爪在(由用户)选择驻车作为所期望的变速器系统模式时，与驻车齿轮选择性地接合。可以在第一状态和第二状态之间致动驻车机构，在第一状态下，棘爪与驻车齿轮接合以阻止车辆车轮的进一步运动，在第二状态下，棘爪与驻车齿轮脱离接合，允许变速器系统旋转车轮。电子致动系统可以包括经由诸如平行轴线齿轮系的驱动机构连接的马达，驱动机构包括联接至平行轴线齿轮系统的输出轴。输出轴可以安装在杆臂上，并且杆臂可以安装在容纳于狭槽内的驱动销上。驱动销可联接至齿轮系的最终齿轮以驱动杆臂，驱动销偏心于最终齿轮以产生凸轮效果。锁定销可联接至最终齿轮以在达到第一状态和第二状态之一时阻止杆臂的进一步运动，并且将驻车机构锁定在所期望的接合/脱离接合状态。输出轴可经由凸轮联接至棘爪。为了接合棘爪，最终齿轮可以沿逆时针方向旋转经过驱动销的行进方向与杆臂的轴线相切的切点，直到杆锁定在锁定销处(第一锁定位置)。为了使棘爪脱离接合，最终齿轮可以沿顺时针方向旋转经过切点，直到杆锁定在锁定销处(第二锁定位置)，并且凸轮的对应旋转使棘爪与驻车齿轮脱离接合。在锁定位置，杆可能是不可反向驱动的。在第一锁定位置，杆臂的输出轴会致使凸轮旋转并且使棘爪与驻车齿轮接合，而在第二锁定位置，杆臂的输出轴会致使凸轮旋转并且使棘爪与驻车齿轮脱离接合。

这样，通过包括偏心于平行轴线齿轮系的最终齿轮的驱动销和最终齿轮上的锁定销，联接至平行轴线齿轮系的杆可以锁定在两个不同的位置中的一个中。通过将杆锁定在第一位置和第二位置中的一个中，能够将驻车机构的棘爪维持在所期望的接合位置或脱离接合位置。使用具有平行轴线的致动系统的技术效果是，由于致动系统的不可反向驱动的特征，当选择变速器系统的驻车模式时，车轮可能不会移动并且车辆可能不会滑动，并且当变速器模式从驻车模式改变时，车辆在驱动时棘爪可能不会被不经意地接合。总的来说，该致动系统包括可以以经济高效的方式使用简化的部件布置，以用于驻车机构的接合和脱离接合。

应当理解，提供以上发明内容是为了以简化的形式介绍在详细描述中进一步描述的概念的选择。这并不意味着确定所要求保护的主题的关键或必要特征，所要求保护的主题的范围由所附权利要求唯一地限定。此外，所要求保护的主题不限于解决以上或在本公开的任何部分中指出的任何缺点的实施方式。

附图说明

图1示出了包括电子致动系统的变速器系统的驻车机构的示例。

图2A示出了在第一状态中的图1的电子致动系统的示意图。

图2B示出了从第一状态过渡到第二状态的图1的电子致动系统的示意图。

图2C示出了在第二状态中的图2A的电子致动系统的示意图。

图3A示出了变速器系统的驻车机构的第一位置。

图3B示出了变速器系统的驻车机构的第二位置。

图4示出了说明用于操作驻车机构的电子致动系统的示例方法的流程图。

具体实施方式

以下描述涉及用于车辆变速器系统的驻车机构的不可反向驱动电子致动系统的系统和方法。驻车机构可以经由电子致动系统在第一状态和第二状态之间致动，其在图1中示意性地示出。如用户所选择的，如图3A所示的驻车机构的第一状态可以对应于变速器系统的驻车模式，如图3B所示的驻车机构的第二状态可以对应于变速器系统的除了驻车模式之外的任何模式。包括平行轴线齿轮系的电子致动系统在图2A至图2C中示出。驻车机构可以如图2A所示地对应于电子致动系统的第一状态来接合，或者如图2C所示地对应于电子致动系统的第二状态来脱离接合。电子致动系统从第一状态到第二状态的过渡在图2B中示出。车辆控制器可以诸如经由图4的控制例程来执行控制例程，以基于由用户选择的变速器系统的模式来操作电子致动系统。

图1示出了包括电子致动系统201的变速器系统的驻车机构101的示例100。驻车机构101可以包括变速器系统的驻车齿轮115，该驻车齿轮包括交替的齿118和脊116。驻车齿轮115可联接至变速器系统的输出轴，并且可随输出轴的旋转而旋转。

弹簧加载的棘爪110可以定位成靠近驻车齿轮，并且经由枢轴113枢转地连接到变速器系统的壳体。棘爪110可以包括终止于突出的齿114的细长部分。棘爪110可以绕着枢轴113向上和向下移动。齿114的端部可以被大小设计成占据驻车齿轮115的连续的齿118之间的脊116。棘爪110的齿114可以包括弧形的上表面，滚动体112可以容纳在棘爪齿114的弧形顶部内。滚动体112围绕其中心轴线、围绕点122可旋转。

滚动体112可以与凸轮108的凸部(lobe)面共用接触。凸轮108的旋转可以转化为滚动体112的旋转。凸轮108可以包括较大直径的表面109，当凸轮108旋转时该表面可以与滚动体112接触。电子致动系统201可以经由轴104和一个或多个凸缘106联接至凸轮。

电子致动系统201可包括一个或多个平行轴线齿轮，诸如第一平行轴线齿轮、第二平行轴线齿轮和经由偏心驱动销联接至杆臂218第一端的最终平行轴线齿轮。输出轴224可以联接至杆臂218远离第一端的第二端。诸如电动马达的致动器202可以联接至第一平行轴线齿轮，以旋转一个或多个平行轴线齿轮。电子致动系统201可以维持在第一状态或第二状态中。作为一个示例，经由平行轴线齿轮系联接至致动器202的杆臂218可以在第一方向上旋转，直到平行轴线齿轮系的输出齿轮被驱动经过切点，并且不可从致动系统的第一状态中驱动返回。在另一个示例中，杆臂可以在第二方向上旋转，直到输出齿轮被驱动经过该切点，并且不可从致动系统的第二状态中驱动返回，该第二方向与第一方向相反。电子致动系统201的细节结合图2A至2C描述。

在电子致动系统201的第一状态中，如图3A中的示例300所示，驻车机构101可以致动到对应于用户所选的变速器系统的驻车模式的第一位置。在第一状态中，输出轴224的旋转致使凸轮108旋转，并且致使较大直径表面109与滚动体112接触。凸轮108的较大直径表面109致使滚动体112将棘爪110的齿114向下推入到驻车齿轮115的两个齿118之间的脊116中。通过将棘爪110的齿114卡放于脊116内，驻车齿轮115被锁定就位。由于驻车齿轮115被锁定(停止移动)，变速器系统的输出轴可能不再致使车辆车轮旋转，由此避免车轮进一步运动。在电子致动系统201的第二状态中，如图3B中的示例350所示，驻车机构可以致动到对应于用户所选的除了驻车模式以外的变速器系统模式(诸如驱动、倒车等)的第二位置。在第二状态中，输出轴224的旋转致使凸轮108旋转，并且致使较小直径表面与滚动体112接触。在该位置中，棘爪110的齿114保持与驻车齿轮分离，诸如不卡放在驻车齿轮的脊116内。在这个位置，棘爪不与驻车齿轮115接触，由此允许驻车齿轮115在发动机扭矩经由变速器系统的输出轴传递到汽车车轮时与变速器系统一起旋转。在第二状态中，车辆车轮是自由旋转的。

图2A至2C示出了用于接合/脱离接合车辆变速器系统的驻车机构(诸如图1中的驻车机构101)的电子致动系统201的示意图。电子致动系统201可包括联接至驱动马达202的马达/小齿轮204的第一平行轴线齿轮206。驱动马达(致动器)202可以是电动马达，诸如无刷马达、分流马达、步进马达和其它类型的电动马达。驱动马达202可以选择性地操作，以使马达/小齿轮204沿顺时针(第一)方向和逆时针(第二)方向旋转。

第一平行轴线齿轮206可以包括固定至第一平行轴线齿轮206的中心的附接的第二平行轴线齿轮208。该第二平行轴线齿轮208可以以与第一平行轴线齿轮206相同的速度和方向旋转。第二平行轴线齿轮208可以在第一平行轴线齿轮206与相邻的最终平行轴线齿轮210之间提供交界。第二平行轴线齿轮208可以与最终平行轴线齿轮210的外周呈面共用接触。在一个示例中，第二平行轴线齿轮208和最终平行轴线齿轮210的外周可以包括诸如齿和沟槽的互补几何形状，该互补几何形状允许第一平行轴线齿轮206与最终平行轴线齿轮210经由第二平行轴线齿轮208有效联接。

第一平行轴线齿轮208和最终平行轴线齿轮210中的每一个可以构造成沿其各自的中心轴线以顺时针方向和逆时针方向旋转。第一平行轴线齿轮208的中心轴线可以穿过第二平行轴线齿轮208的中心，并且最终平行轴线齿轮210的中心轴线可以穿过最终平行轴线齿轮210的中心216。

杆臂218可以经由固定于并且偏心于最终平行轴线齿轮210的驱动销212而联接至最终平行轴线齿轮210。杆臂218可以包括靠近其第一端的细长狭槽215。在一个示例中，滚动元件可以安装在驱动销212上，并且滚动元件可以定位在杆臂218的狭槽215内，由此经由定位销212使杆臂218联接至最终平行轴线齿轮210。狭槽215可以沿着杆臂218的纵向A-A'轴线伸长，并且其圆形端部与容纳在其中的驱动销212的半径互补。第一平行轴线齿轮206、最终平行轴线齿轮210和杆臂218中的每一个可以与杆臂218的纵向A-A'轴线基本共面，与将第一平行轴线齿轮的中心连接到最终平行轴线齿轮的中心的轴线成角度。

随着最终平行轴线齿轮210围绕最终平行轴线齿轮210的中心216旋转，驱动销212可以沿着狭槽215的长度移动。杆臂可以围绕驱动销212自由旋转。在最终平行轴线齿轮210的旋转期间，驱动销212可能不与最终平行轴线齿轮210的中心216对齐并且驱动销212可能相对于最终轴线齿轮210的中心216偏心。

锁定销222可以联接至最终平行轴线齿轮210，并且朝向最终平行轴线齿轮210的外周偏心。锁定销222可从最终平行轴线齿轮210的平面向外突出并且可与之垂直，并且与最终平行轴线齿轮210一起旋转。在本实施例中，锁定销222示出为突出于最终平行轴线齿轮210的销，然而，在其它实施例中，锁定销222可以由任何形式的障碍物代替，诸如在最终平行轴线齿轮210上的锁定销222位置处的凸起(bump)，或在最终平行轴线齿轮210上的锁定销222位置处伸出的齿。

在最终平行轴线齿轮210和杆臂218的旋转期间，锁定销222可以提供阻碍杆臂218进一步运动的障碍物。杆臂218的转动自由度可以低于第一平行轴线齿轮206和最终平行轴线齿轮210中的每一个的转动自由度。杆臂218的旋转自由度可由锁定销222限制。杆臂218可以锁定在对应于锁定销222第一位置的第一位置和对应于锁定销222第二位置的第二位置中的一个。这样，一旦杆臂218沿顺时针方向/逆时针方向旋转越过驱动销212行程与杆臂218的轴线A-A'相切的点(在此称为切点)，杆臂218上的任何进一步的力都可能是自锁的，致使杆臂锁定成与锁定销222接触。在切点处，最终平行轴线齿轮210的旋转可能不会转化为杆臂218的任何运动。

输出轴224可以联接至杆臂218的第二端，该第二端远离第一端和狭槽215。输出轴224可以垂直于杆臂218的平面。该轴可经由凸轮联接至变速器系统的棘爪。当杆臂218被锁定在第一位置时，电子致动系统201可以处于第一状态，并且输出轴224可以致动棘爪以与变速器系统的驻车齿轮接合，对应于驻车机构的接合的第一位置。在驻车机构的接合的第一位置中，变速器系统处于驻车模式，并且车辆车轮不可旋转。当杆臂218被锁定在第二位置时，电子致动系统201可以处于第一状态，并且输出轴224可以致动棘爪以与变速器系统的驻车齿轮脱离接合，对应于驻车机构的脱离接合的第二位置。在驻车机构的脱离接合的第二位置中，变速器系统不处于驻车模式，并且车辆车轮可以旋转。

位置传感器可以联接至电子致动系统201的一个或多个部件。在该示例中，位置传感器225可以联接至最终平行轴线齿轮210或者杆臂218。在电子致动系统201从第一位置过渡到第二位置期间，位置传感器225可以确定诸如杆臂218与锁定销222距离的当前位置。传感器225可以是感应传感器和霍尔效应传感器之一。

图2A示出了第一状态中的电子致动系统201的示例示意图200。在第一状态中，杆臂218锁定在第一位置，并且杆臂218的左边缘与锁定销222接触。为了到达杆臂218的锁定的第一位置，最终平行轴线齿轮210可以逆时针旋转经过驱动销212行程与杆臂218的轴线A-A'相切的切点。由于最终平行轴线齿轮210的旋转越过了切点，杆臂218上的顺时针扭矩可能导致最终平行轴线齿轮210上的逆时针扭矩。

锁定销222的存在阻止杆臂218的进一步顺时针运动(向左)。一旦杆臂218穿过切点，即使施加外力使杆臂218沿逆时针方向(向右)旋转，在反向驱动杆臂218的方向产生的力可能不足以使杆臂218旋转经过切点。这样，杆臂218可以被锁定在第一位置中，致使致动系统和附接的驻车机构不可反向驱动。

响应于输出轴224处于第一位置，变速器系统的棘爪的齿可以插入驻车齿轮的齿之间的脊中，由此致使驻车齿轮和变速器系统的输出轴停止旋转。由于电子致动系统201是不可反向驱动的，驻车齿轮可以保持静止，直到驱动马达202的马达/小齿轮204被控制器致动。这样，当车辆驻车在斜坡上并且驻车机构接合时，不可反向驱动的电子致动系统201可为车辆提供稳定性并且阻止车轮的不期望的运动。操作者/用户可以经由车辆中的仪表板选择变速器系统的驻车模式。

图2C示出了处于第二状态中的电子致动系统201的示例示意图260。在第二状态中，杆臂218锁定在第二位置，并且杆臂218的右边缘与锁定销222接触。为了达到杆臂218的锁定的第二位置，最终平行轴线齿轮210可以顺时针旋转，经过驱动销212行程与杆臂218的轴线A-A'相切的切点。

锁定销222的存在阻止杆臂218的进一步逆时针运动(向右)。一旦杆臂218穿过切点，即使施加外力使杆臂218沿顺时针方向(向左)旋转，在反向驱动杆臂218的方向产生的力可能不足以使杆臂218旋转经过切点。这样，杆臂218可以被锁定在第二位置中，致使致动系统和附接的驻车机构不可反向驱动。

响应于处于第二位置中的输出轴224，变速器系统的棘爪的齿可以与驻车齿轮脱离接合，由此致使驻车齿轮和变速器系统的输出轴能够旋转。由于电子致动系统201是不可反向驱动的，棘爪可以保持脱离接合，直至驱动马达202的马达/小齿轮204被控制器致动。这样，当车辆运行且变速器系统不在驻车模式中时，不可反向驱动的电子致动系统201会阻止车轮的不期望的停止。操作者可以通过经由车辆中的仪表板选择变速器系统除驻车之外的模式，使驻车机构从接合位置脱离接合。

图2B示出了电子致动系统201从第一状态(如图2A所示)过渡到第二状态(如图2C所示)的示例示意图220。在电子致动系统201的第一状态中，杆臂218可锁定在第一位置中，并且驻车机构可接合。在电子致动系统201的第二状态中，杆臂218可锁定在第二位置中，并且驻车机构可脱离接合。驻车机构的接合和脱离接合可由车辆操作者通过经由车载仪表板选择变速器系统的诸如驻车、驾驶、倒车的操作模式来启动。当电子致动系统201处于第一状态或者第二状态时，马达/小齿轮204和平行轴线齿轮系可以保持静止，并且马达/小齿轮204和平行轴线齿轮系可以仅在电子致动系统201从一个状态过渡到另一个状态期间旋转。

为了响应操作者的脱离接合驻车机构的命令，诸如当将变速器系统从驻车切换到驱动时，电子致动系统201可以从第一状态过渡到第二状态。驱动马达202的马达/小齿轮204可沿顺时针方向旋转，致使第一平行轴线齿轮206和第二平行轴线齿轮208中的每一个围绕其相应的轴线沿逆时针方向旋转。于是，最终平行轴线齿轮210可以围绕其中心216顺时针旋转。最终平行轴线齿轮210的旋转会致使安装在最终平行轴线齿轮210上的驱动销旋转并且在杆臂218中的狭槽215内滑动。最终平行轴线齿轮210可以顺时针旋转经过驱动销212行程与杆臂218的轴线A-A'相切的切点，致使杆臂218沿逆时针方向旋转，直到其遇到锁定销222。一旦杆臂218与锁定销222接触，杆臂218就可以锁定在第二位置中。

在电子致动系统201从第一状态过渡到第二状态期间，可经由传感器225监测平行轴线驱动系的位置。如果确定自从电子致动系统201过渡到第二状态后经过了阈值的持续时间并且仍未达到第二状态，则可推断平行轴线驱动系卡顿在第一状态和第二状态之间，并且可设定指示电子致动系统201劣化的诊断代码。这样，电子致动系统201的诊断可以在系统从一个不可反向驱动状态过渡到另一个状态期间进行。

图4示出了用于操作车辆变速器系统的驻车机构(诸如图1中的驻车机构101)的电子致动系统(诸如图2A-2C中的电子致动系统201)的示例方法400。驻车机构可以致动以使棘爪与驻车齿轮接合，这将阻止车辆车轮滚动，并且使棘爪与驻车齿轮脱离接合，这将允许车辆车轮运动。用于执行方法400和在此包括的其余方法的指令可以由控制器基于储存在控制器的存储器上的指令并且结合从车辆系统的传感器接收的信号来执行。根据下文描述的方法，控制器可以使用车辆系统的发动机致动器来调整发动机运行。

在402处，该例程包括确定是否已选择变速器系统的驻车模式。车辆操作者可以经由车载仪表板选择变速器系统的运行模式，诸如驻车。当选择驻车模式时，控制器可将驻车机构致动到第一位置，以使变速器系统的棘爪与驻车齿轮接合，以阻止变速器系统的输出轴和车轮的进一步运动。

如果确定没有选择变速器系统的驻车模式，则在416处，变速器系统可以维持在当前模式。作为一个示例，驻车机构可以继续处于第二位置中，在该处棘爪不与驻车齿轮接合并且变速器系统的输出轴和车轮能够旋转。

如果确定选择了驻车模式，则在404处，电子致动系统的驱动马达(诸如图2A至2C中的驱动马达202)的马达/小齿轮(例如图2A至2C中的马达/小齿轮204)可沿逆时针方向旋转。控制器会对马达/小齿轮的致动器发送信号，使马达/小齿轮沿逆时针方向旋转。

在406处，马达/小齿轮的逆时针旋转会致使与马达/小齿轮啮合的平行轴线齿轮系的第一齿轮(诸如图2A至2C中的第一平行轴线齿轮206)顺时针旋转。第一齿轮的旋转也会致使安装在第一齿轮中心处的第二齿轮(诸如图2A至2C中的第二平行轴线齿轮208)沿顺时针方向旋转。

在408处，与第二齿轮啮合的电子致动系统的输出齿轮(诸如图2A至2C中的最终平行轴线齿轮210)会围绕其轴线沿逆时针方向旋转。输出齿轮的旋转会致使经由驱动销(诸如图2A至2C中的驱动销212)固定于并且偏心于最终齿轮的杆臂旋转。随着最终齿轮旋转，杆臂可以转动并且沿容纳驱动销的狭槽滑动。在410处，杆臂可以逆时针旋转，直到杆臂被锁定在第一静止位置中。为了到达第一静止位置，最终齿轮可以沿逆时针方向旋转经过驱动销的行进方向与杆臂的轴线相切的切点，直到杆臂接触锁定销(诸如图2A至2C中的锁定销222)。在到达第一静止位置时，即使在杆臂上施加外部扭矩，杆臂也是不可反向驱动的。在杆臂的第一静止状态下，联接至杆臂的输出轴会致动凸轮旋转，并且下推棘爪以与驻车齿轮的沟槽接合。一旦棘爪的齿卡放在驻车齿轮的沟槽中，驻车齿轮就静止，致使变速器系统的输出轴旋转以及车辆车轮停止移动。

在412处，该例程包括确定杆臂的第一静止状态是否已在从选择驻车模式(步骤402)起的第一阈值时间内达到。可以基于在马达致动时杆臂从第二静止状态(对应于脱离接合的驻车齿轮)到第一静止状态所用的时间预校准第一阈值时间。平行轴线齿轮系的位置、包括杆臂的位置可以由联接至最终齿轮或杆臂的传感器(诸如图2A至2C中的位置传感器225)监测。

如果确定杆臂的第一静止状态没有在从选择驻车模式起的第一阈值时间内达到，则可以推断电子致动机构卡住了，诸如平行轴线齿轮系的一个或多个齿轮被卡在从第二状态过渡到第一状态时的中间位置中。这样，电子致动系统不会停滞在第一状态和第二状态之间的任何中间位置，而是只会锁定在第一状态和第二状态之一中。在414处，会通过设定标志(诊断代码)和在车辆仪表板上显示信息指示电子致动系统的劣化。响应于驻车机构的电子致动系统的劣化，可以调整车辆运行以减轻劣化。在一个示例中，当变速器系统希望在驻车模式下运行时，可以应用备用电子驻车制动器来阻止车轮的运动。

如果在412处，确定杆臂的第一静止状态在从选择驻车模式开始的第一阈值时间内已经达到，则可以推断棘爪已经与驻车齿轮接合，并且将维持在接合位置，直到选择变速器系统的不同模式(除驻车外)。

在418处，该例程包括确定变速器系统模式是否由操作者经由车载仪表板从驻车改为任何其它的变速器系统模式，诸如驱动、倒车等。当变速器系统模式从驻车模式改变时，控制器可将驻车机构致动到第二位置，以使变速器系统的棘爪与驻车齿轮脱离接合，使变速器系统的输出轴和车轮能运动。

如果确定没有指示变速器模式从驻车改变，则在420处，变速器系统模式维持在驻车模式。作为一个示例，驻车机构可以继续处于第一位置中，在该处棘爪与驻车齿轮接合并且变速器系统的输出轴和车轮不能旋转。

如果改变变速器系统模式，则在422处，电子致动系统的驱动马达的马达/小齿轮可以沿顺时针方向旋转。该控制器可以对马达/小齿轮的致动器发送信号，以使马达/小齿轮沿顺时针方向旋转。

在424处，马达/小齿轮的顺时针旋转会致使与马达/小齿轮啮合的平行轴线齿轮系的第一齿轮逆时针旋转。第一齿轮的旋转也会致使安装在第一齿轮中心处的第二齿轮也沿逆时针方向旋转。

在426处，与第二齿轮啮合的电子致动系统的输出齿轮会围绕其轴线沿顺时针方向旋转。输出齿轮的旋转会致使经由驱动销固定于并且偏心于最终齿轮的杆臂旋转。随着最终齿轮旋转，杆臂可以旋转并且沿容纳驱动销的狭槽滑动。在428处，杆臂可以顺时针旋转，直到杆臂被锁定在第二静止位置中。为了到达第二静止位置，最终齿轮可以沿顺时针方向旋转经过驱动销的行进方向与杆臂的轴线相切的切点，直到杆臂接触锁定销。在到达第二静止位置时，即使在杆臂上施加外部扭矩，杆臂也是不可反向驱动的。在杆臂的第二静止状态下，联接至杆臂的输出轴可以驱动凸轮旋转，并且将棘爪从驻车齿轮的沟槽中释放。一旦棘爪的齿从驻车齿轮的沟槽中释放，则驻车齿轮就能旋转，致使变速器系统的输出轴以及车辆车轮旋转。

在430处，该例程包括确定杆臂的第二静止状态是否已在从变速器模式变化起的第二阈值时间内达到。可以基于杆臂从第一静止状态到第二静止状态所用的时间预校准第二阈值时间。在一个示例中，第一阈值时间和第二阈值时间可以相等。在一个示例中，第一阈值时间和第二阈值时间可以不相等。平行轴线齿轮系的位置、包括杆臂的位置可以由联接至最终齿轮或杆臂的位置传感器监测。

如果确定杆臂的第二静止状态没有在从变速器模式改变起的第二阈值时间内达到，则可以推断电子致动机构卡住了，诸如平行轴线齿轮系的一个或多个齿轮被卡在从第一状态过渡到第二状态时的中间位置中，并且该例程可以前进到步骤414以指示电子致动系统的劣化。如果确定杆臂的第二静止状态没有在从变速器模式改变起的第二阈值时间内达到，则在432处，变速器系统可以维持在其当前模式下，并且棘爪与驻车齿轮脱离接合，直到变速器系统进一步改变。

这样，在第一状况期间，经由平行轴线齿轮系联接至马达的杆臂会沿第一方向旋转，直到平行轴线齿轮系的输出齿轮被驱动经过切点，并且从致动系统的第一状态中不可反向驱动，并且在第二状况期间，经由平行轴线齿轮系联接至马达的杆臂会沿第二方向旋转，直到输出齿轮被驱动经过切点，并且从致动系统的第二状态中不可反向驱动，第二方向与第一方向相反。第一状况可包括选择阻碍车辆车轮运动的变速器系统的驻车模式，并且第二状况可包括选择允许车轮运动的不同于驻车模式的变速器系统的另一种模式。

在一个示例中，车辆的驻车机构中的致动系统包括：致动器，该致动器经由一个或多个齿轮联接至杆臂；以及输出轴，该输出轴使杆臂连接到驻车机构的换挡构件，杆臂在致动系统的第一状态和第二状态中的每一个中都是不可反向驱动的。在先前任何或所有示例中，附加地或可选地，致动系统的第一状态对应于变速器系统的棘爪与驻车齿轮接合，阻碍车辆车轮运动，并且其中，致动系统的第二状态对应于棘爪与驻车齿轮脱离接合，允许车轮运动。在前述的任何或所有示例中，附加地或可选地，当车辆的操作者经由车辆中的仪表板选择变速器系统的驻车模式时，棘爪接合到驻车齿轮，并且其中当操作者经由仪表板选择不同于驻车模式的变速器系统模式时，棘爪与驻车齿轮脱离接合。在前述的任何或所有示例中，附加地或可选地，一个或多个齿轮包括第一平行轴线齿轮、第二平行轴线齿轮、以及经由偏心驱动销联接至杆臂的第一端的最终平行轴线齿轮。在先前任何或所有示例中，系统附加地或可选地，还包括锁定销，锁定销联接至最终平行轴线齿轮，在致动系统的第一状态和第二状态中的每一个中与杆臂面共用接触，杆臂经由容纳在杆臂中的狭槽内的偏心驱动销驱动。在前述的任何或所有示例中，附加地或可选地，致动器是联接至第一平行轴线齿轮的电动马达。在前述的任何或所有示例中，附加地或可选地，第一平行轴线齿轮经由第二平行轴线齿轮联接至最终平行轴线齿轮，并且其中，第二平行轴线齿轮固定至第一平行轴线齿轮的中心，第二平行轴线齿轮与最终平行轴线齿轮的外周面共用接触。在前述的任何或所有示例中，附加地或可选地，第一平行轴线齿轮、最终平行轴线齿轮和杆臂中的每一个都与杆臂的纵向轴线共面，与将第一平行轴线齿轮的中心连接到最终平行轴线齿轮的中心的轴线成角度，并且其中，轴联接至杆臂的第二端，第一端远离第二端，轴垂直于杆臂的平面。在前述的任何或所有示例中，附加地或可选地，驻车机构的换挡构件是棘爪，输出轴经由凸轮和滚动体联接至棘爪。在前述的任何或所有示例中，附加地或可选地，在致动系统的第一状态中，凸轮经由滚动体下推棘爪以使棘爪接合在驻车齿轮的沟槽内，并且其中在致动系统的第二状态中，棘爪从驻车齿轮的沟槽释放。在前述的任何或所有示例中，附加地或可选地，沿第一方向旋转的致动器使第一平行轴线齿轮沿第二方向旋转，并且使最终平行轴线齿轮沿第一方向旋转经过切点，直到杆臂与锁定销面共用接触，将致动系统锁定在第一状态中，并且其中，在沿第二方向旋转的致动器使第一平行轴线齿轮沿第一方向旋转，并且使最终平行轴线齿轮沿第二方向旋转经过切点，直到杆臂与锁定销面共用接触，将致动系统锁定在第二状态下，第一方向与第二方向相反。

在另一个示例中，一种用于致动系统的方法，该方法包括：在第一状况期间，沿第一方向旋转经由平行轴线齿轮系联接至马达的杆臂，直到平行轴线齿轮系的输出齿轮被驱动经过切点，并且从致动系统的第一状态不可反向驱动，并且在第二状况期间，沿第二方向旋转经由平行轴线齿轮系联接至马达的杆臂，直到输出齿轮被驱动经过切点，并且从致动系统的第二状态不可反向驱动，第二方向与第一方向相反。在先前任何或所有示例中，附加地或可选地，杆臂经由容纳在杆臂中的沟槽内的驱动销联接至平行轴线齿轮系的输出齿轮，并且在切点处，驱动销的行进方向与杆臂的纵向轴线相切，并且其中杆臂经由凸轮进一步联接至车辆的变速器系统的棘爪。在前述的任何或所有示例中，附加地或可选地，第一状况包括选择阻碍车辆车轮运动的变速器系统的驻车模式，并且第二状况包括选择允许车轮运动的不同于驻车模式的变速器系统的另一种模式。在前述的任何或所有示例中，附加地或可选地，当选择驻车模式时，棘爪接合变速器系统的驻车齿轮，暂停驻车齿轮的运动。在前述的任何或所有示例中，附加地或可选地，在从驻车模式改变到另一模式时，致动机构从第一状态过渡到第二状态，并且其中在选择驻车模式时，致动机构从第二状态过渡到第一状态。在前述的任何或所有示例中，附加地或可选地，该方法还包括：在从第二状态过渡到第一状态期间，经由联接至平行轴线齿轮系的位置传感器并且响应于在第一阈值持续时间内未达到第一状态(这指示致动系统的劣化)来估计平行轴线齿轮系的位置，以及在从第一状态过渡到第二状态期间，经由位置传感器并且响应于在第二阈值持续时间内未达到第二状态(这指示致动系统的劣化)来估计平行轴线齿轮系的位置。

在又一个示施例中，一种用于车辆的变速器系统的方法，该方法包括：通过杆臂的狭槽中的驱动销旋转联接至杆臂的平行轴线齿轮，驱动销固定到平行轴线齿轮，以旋转杆臂，并且通过杆臂在两个固定端位置之间的旋转，使变速器系统的棘爪接合和脱离接合，杆臂的旋转度基本上小于平行轴线齿轮的旋转度。在先前任何或所有示例中，附加地或可选地，在选择变速器系统的驻车模式时，杆臂从第二端位置逆时针旋转，直至到达第一端位置，第一端位置对应于被接合的棘爪。在前述的任何或所有示例中，附加地或可选地，在指示选择不同于驻车模式的变速器系统的另一个模式时，杆臂从第二端位置从第一端位置顺时针旋转，直至到达第二端位置，第二端位置对应于被脱离接合的棘爪。

图1-图2A、2B、2C示出了具有各个部件的相对定位的示例构造。如果示出为彼此直接接触或直接联接，则至少在一个示例中，这样的元件可以分别称为直接接触或直接联接。类似地，至少在一个示例中，示出为彼此连续或相邻的元件可以分别是彼此连续或彼此相邻的。作为示例，放置为彼此共面地接触的组件可以称为共面地接触。作为另一示例，在至少一个示例中，定位成彼此间隔开、其间仅具有间隔而没有其它部件的元件可以被如此称呼。作为又一示例，彼此上/下、彼此相对侧或彼此左/右地示出的元件可以相对于彼此如此称呼。此外，如附图中所示，在至少一个示例中，最顶上的元件或元件的位置可称为部件的“顶部”，而最底下的元件或元件的位置可称为部件的“底部”。如本文所使用的，顶部/底部、上部/下部、上方/下方可以是相对于附图的竖直轴线并且用于描述附图中的元件相对于彼此的定位。这样，在一个示例中，在其它元件上方示出的元件垂直地位于其它元件上方。作为又一个示例，在附图中描绘的元件的形状可以被称为具有如此形状(例如，诸如圆形的、直线的、平面的、弯曲的、圆滑的、倒角的、成角度的等)。此外，在至少一个示例中，示出为彼此相交的元件可以被称为相交元件或彼此相交。更进一步，在一个示例中，示出为在另一个元件内或在另一个元件外的元件可以如此称呼。

所附权利要求特别指出了被认为是新颖且非显而易见的某些组合和子组合。这些权利要求可能涉及“一个”元件或“第一”元件或其等同物。应当将这样的权利要求理解为包括一个或多个这样的元件的结合，既不需要也不排除两个或多个这样的元件。在本申请或相关申请中，可以通过修改本权利要求或通过提出新权利要求来主张所公开的特征、功能、元件和/或特性的其他组合和子组合。这样的权利要求，无论是在范围上与原始权利要求相比更宽、更窄、相同或不同，都被认为包括在本公开的主题范围内。

Claims (15)

1.一种车辆的驻车机构中的致动系统，包括：

致动器，所述致动器经由一个或多个齿轮联接至杆臂；以及

输出轴，所述输出轴使所述杆臂连接到所述驻车机构的换挡构件，所述杆臂在所述致动系统的第一状态和第二状态中的每一个都是不可反向驱动的。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述致动系统的第一状态对应于变速器系统的棘爪与驻车齿轮接合，阻碍车辆车轮运动，并且其中，所述致动系统的第二状态对应于所述棘爪与所述驻车齿轮脱离接合，允许车轮运动。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，当所述车辆的操作者经由所述车辆中的仪表板选择所述变速器系统的驻车模式时，所述棘爪接合到所述驻车齿轮，并且其中，当所述操作者经由所述仪表板选择不同于所述驻车模式的变速器系统模式时，所述棘爪与所述驻车齿轮脱离接合。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述一个或多个齿轮包括第一平行轴线齿轮、第二平行轴线齿轮、以及经由偏心驱动销联接至所述杆臂的第一端的最终平行轴线齿轮。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，还包括：锁定销，所述锁定销联接至所述最终平行轴线齿轮，在所述致动系统的第一状态和第二状态中的每一个与所述杆臂面共用接触，所述杆臂经由容纳在所述杆臂中的狭槽内的偏心驱动销驱动。

6.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述致动器是联接至所述第一平行轴线齿轮的电动马达。

7.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述第一平行轴线齿轮经由所述第二平行轴线齿轮联接至所述最终平行轴线齿轮，并且其中，所述第二平行轴线齿轮固定至所述第一平行轴线齿轮的中心，所述第二平行轴线齿轮与所述最终平行轴线齿轮的外周面共用接触。

8.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述第一平行轴线齿轮、所述最终平行轴线齿轮和所述杆臂中的每一个都与所述杆臂的纵向轴线共面，与将所述第一平行轴线齿轮的中心连接到所述最终平行轴线齿轮的中心的轴线成角度，并且其中，所述轴联接至所述杆臂的第二端，所述第一端远离所述第二端，所述轴垂直于所述杆臂的平面。

9.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述驻车机构的换挡构件是棘爪，所述输出轴经由凸轮和滚动体联接至所述棘爪，并且其中，在所述致动系统的第一状态中，所述凸轮经由所述滚动体下推所述棘爪以使所述棘爪接合在所述驻车齿轮的沟槽内，并且其中，在所述致动系统的第二状态中，所述棘爪从所述驻车齿轮的沟槽内释放。

10.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，沿第一方向旋转的所述致动器使所述第一平行轴线齿轮沿第二方向旋转，并且使所述最终平行轴线齿轮沿所述第一方向旋转经过切点，直到所述杆臂与所述锁定销面共用接触，将所述致动系统锁定在所述第一状态中，并且其中，沿第二方向旋转的所述致动器使所述第一平行轴线齿轮沿第一方向旋转，并且使所述最终平行轴线齿轮沿所述第二方向旋转经过所述切点，直到所述杆臂与所述锁定销面共用接触，将所述致动系统锁定在所述第二状态中，所述第一方向与所述第二方向相反。

11.一种用于致动系统的方法，包括：

在第一状况期间，经由平行轴线齿轮系联接至马达的杆臂沿第一方向旋转，直到所述平行轴线齿轮系的输出齿轮驱动经过切点，并且从所述致动系统的第一状态不可反向驱动；以及

在第二状况期间，经由平行轴线齿轮系联接至马达的杆臂沿第二方向旋转，直到所述输出齿轮驱动经过所述切点，并且从所述致动系统的第二状态不可反向驱动，所述第二方向与所述第一方向相反。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述杆臂经由容纳在所述杆臂中的沟槽内的驱动销而联接至所述平行轴线齿轮系的输出齿轮，并且在所述切点处，所述驱动销的行进方向与所述杆臂的纵向轴线相切，并且其中所述杆臂经由凸轮进一步联接至车辆的变速器系统的棘爪。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述第一状况包括选择所述变速器系统的驻车模式，阻碍所述车辆的车轮运动，并且其中，所述第二状况包括选择不同于所述驻车模式的变速器系统的另一种模式，允许所述车轮运动，并且其中，当选择所述驻车模式时，所述棘爪接合所述变速器系统的驻车齿轮，暂停所述驻车齿轮的运动。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，在所述变速器模式从驻车模式改变到另一模式时，致动机构从第一状态过渡到第二状态，并且其中，在选择驻车模式时，致动机构从第二状态过渡到第一状态。

15.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，还包括：在从所述第二状态过渡到所述第一状态期间，经由联接至所述平行轴线齿轮系的位置传感器并且响应于在第一阈值持续时间内未达到所述第一状态、指示所述致动系统的劣化来估计所述平行轴线齿轮系的位置，以及在从所述第一状态过渡到所述第二状态期间，经由所述位置传感器并且响应于在第二阈值持续时间内未达到所述第二状态、指示所述致动系统的劣化来估计所述平行轴线齿轮系的位置。

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