具有驻车功能的车辆传动装置中的改进的制作方法
【专利摘要】响应于驾驶者选择“驻车档”，车辆传动装置被命令为在“驻车档”之前瞬时地选择并且保持“空档”、同时施用车辆车轮制动器。这种布置防止在传动系中捕获扭矩，并且因此能够消除止动爪在接下来脱开“驻车档”时发生“重击”。
【专利说明】具有驻车功能的车辆传动装置中的改进
[0001]本发明涉及具有驻车锁止功能的车辆传动装置，并且更特别地但不唯一地涉及自动行星传动装置。本发明的方面涉及方法、系统、传动装置以及车辆。
[0002]车辆的常规自动传动装置包括多个离合器和/或制动器，其能够结合一个或更多个行星齿轮系操作以提供一系列的速比。通常提供有“驻车”功能，由此能够使传动装置的输出轴与变速箱壳体接合以锁止传动装置输出轴以抵抗其相对旋转。传动装置的传动系下游是不中断的，使得接合驻车功能锁止车辆车轮以抵抗其运动。
[0003]用于这种传动装置的常规的驾驶者操作的手动选档器通常具有顺次的PRNDL位置，使得驻车状态处于行程的一端处。除非传动装置处于“驻车档”或“空档”，否则车辆点火开关通常被抑制，使得没有能够在就绪状态下起动车辆发动机危险。
[0004]提供驻车锁止功能的普通装置包括输出轴的齿形轮和可枢转的止动爪，该止动爪安装在变速箱壳体上并且被弹性地迫压成接合在齿形轮的相邻齿之间。止动爪通过手动选档器离开“驻车档”位置的运动而脱开。
[0005]必须确保止动爪在所有使用状态下可接合齿形轮和从齿形轮脱开。特别地，即使输出轴具有从从动车辆车轮施加至其的扭矩时，脱开也必须是可靠的。
[0006]如果车辆停止在斜坡上时可能发生这种情况，并且驻车止动爪在没有施用手制动器的情况下接合从而保持车辆以抵抗其运动。驻车止动爪使车辆停止滚移并且因此反作用于传动系中的扭矩。
[0007]在其它情况中，可在车辆已中止运动之前选择“驻车档”，并且驻车止动爪可在施用车辆手制动器时接合。在该情况中，止动爪可能捕获传动系内的扭矩。
[0008]但是如果扭矩由驻车止动爪捕获或反作用，那么必须不防碍止动爪在合理的低脱开力下脱开。已知的现象是当施加脱开力时止动爪快速的弹出，这可能是捕获的扭矩的结果。这种弹出通常伴随可听到的“重击声”。
[0009]可将内部测量施用于传动装置以解决止动爪重击的问题，但是该现象可能是不可预见或不可重复的。例如该现象可能受可变的量的传动装置润滑、制造公差中的微小变动、或者磨损以及破裂的影响。
[0010]期望的是发现一种用于消除止动爪重击的解决方法，该方法不需要在传动装置壳体的内部施用测量。
[0011]根据本发明的第一方面，提供了一种接合车辆传动装置的驻车止动爪的方法，方法包括:
[0012]命令驻车止动爪接合；
[0013]制动车辆的车轮以抵抗其运动；
[0014]自动地接合传动装置的“空档”状态；以及
[0015]在预先确定的延迟之后接合驻车止动爪。
[0016]根据本发明的第二方面，提供了 一种接合车辆传动装置的驻车止动爪的方法，方法包括:
[0017]命令驻车止动爪接合；[0018]制动车辆的车轮以抵抗其运动；以及
[0019]在接合所述驻车止动爪之前瞬时地接合传动装置的“空档”状态。
[0020]这些方法可包括相继的步骤。
[0021]这些方法使接合驻车止动爪与命令其接合在时间上分开。在延迟期间，车辆的车轮被制动以防止车辆运动，“空档”被接合以允许传动系稳定(settle)，使得没有保留剩余扭矩。通常与手动制动器相关联的车轮例如通过在传动装置的传动系下游的车轮制动器或传动装直制动器被制动。
[0022]在足够的稳定时间段之后，驻车止动爪被接合。预先确定的延迟通常小于一秒，并且在一种实施方式中为大约330ms。
[0023]方法可包括自动地制动车辆车轮的步骤，例如通过来自传动装置选档器的适当的检测器的命令来施用车辆的电驻车制动器(EPB)以自动地制动车辆车轮。
[0024]在接合驻车止动爪之后，可自动地释放车辆车轮制动器。尽管该布置防止驻车止动爪通过早期的接合而捕获扭矩，但其不会防止由于倾斜而随后使扭矩加载至止动爪。因此，在一种实施方式中，当接合驻车止动爪时，车轮制动器、驻车制动器不自动地释放。
[0025]本发明的方法可以在选档器离开紧邻“驻车档”的位置(通常为“倒车档”)时起始或者可以在到达“驻车档”位置时起始。应当理解的是，可在选档器的任何位置设置与至“驻车档”位置的运动相关联的适当的检测器。
[0026]根据本发明的第三方面，提供一种用于车辆自动传动装置的控制系统，该传动装置具有能够与其输出轴接合的驻车止动爪，所述控制系统包括:选档器，其用于命令传动装置的状态；和传动装置致动器，其响应于选档器来接合所命令的状态；其中，所述控制系统还包括:选档器检测器，其用以检测对驻车状态的选择；制动器控制器，其用以命令施用车辆车轮制动器；以及致动器控制器，其用以命令传动装置致动器在接合所述驻车止动爪之前瞬时地接合并且保持在传动装置的空档状态。
[0027]根据本发明的第四方面，提供一种用于车辆自动传动装置的控制系统，该传动装置具有能够与其输出轴接合的驻车止动爪，所述控制系统包括:
[0028]选档器，该选档器用于命令传动装置的状态；
[0029]传动装置致动器，该传动装置致动器响应于选档器来接合所命令的状态；
[0030]选档器检测器，该选档器检测器用以检测对驻车状态的选择；
[0031]制动器控制器，该制动器控制器用以命令施用车辆车轮制动器；以及
[0032]致动器控制器，该致动器控制器用以命令传动装置致动器，
[0033]其中，当选择驻车状态时，控制系统设置成:
[0034]制动车辆的车轮以抵抗其运动；
[0035]接合传动装置的“空档”状态；以及
[0036]在预先确定 的延迟之后接合驻车止动爪。
[0037]通常，驻车止动爪通过单个连续运动而接合，其过快以至于不能在从“空档”运动时瞬时地接合倒车档。这种运动等同于具有传动装置选档器的直接运动的常规布置(的运动)。
[0038]常规的自动传动装置具有呈穿过传动装置壳体的选档器轴形式的机械状态选档器，用于使传动装置采用其操作状态Uf^BPRNDL)中的一种。输入轴可为旋转式或线性的并且通常经由机械连杆直接地联接至驾驶者手动选档器。根据本发明，可通过减速缓冲器或类似装置设置时间延迟装置以延迟驻车止动爪的接合。
[0039]在本发明的实施方式中，对驻车档的选择是远程的。因此，例如可由响应于所命令的信号的致动器代替常规的手动选档器/连杆。在一种实施方式中，电子信号命令例如步进式马达的电致动器，其又联接至机械选档器轴。
[0040]远程选择允许从仪表板或方向盘通过例如电开关来控制传动装置。这种布置还消除了通常的机械连杆并因此避免了与提供用于连杆的通路相关联的限制。更大的设计自由度是期望的结果。
[0041]远程操作的特别的优点是可在信号传输通路中相对容易地提供延迟，诸如当接收接合“驻车档”的命令时通过微处理器来电子地延迟传动装置的致动器的操作。
[0042]远程操作通常通过安装在传动装置壳体上的从动致动器(slave actuator)进行并且可操作成直接运动选档器输入轴。
[0043]在本发明的一种实施方式中，延迟可根据车辆规格或使用状态可调节或可选择的。因此，如果需要，延迟可根据基本型车辆的设备规格设定，或者可在使用中例如根据车辆载荷设定。在后者的情况中，可对轻度加载的车辆与处于最大载荷的车辆进行不同地处理。
[0044]用于远程操作传动装置的驾驶者控制装置可包括旋转选档器，该选档器在关闭车辆发动机时收回至不可操作的状态。根据本发明的方面，这种选档器在驻车止动爪接合时收回而不是在选择“驻车档”时收回。指示这种接合的任何适当的装置是可能的，例如驻车止动爪相对于传动装置壳体的位置的电子检测器。
[0045]在本申请的范围内，可以设想，在上述段落、权利要求和/或下文描述以及附图中所述的多种方面、实施方式、示例以及替代方案可独立地采用或以任何组合形式采用。例如，除非这种特征是不相容的，否则结合一种实施方式进行描述的特征可适用于所有实施方式。
[0046]现在，将参照附图仅通过示例的方式描述本发明的一个或更多个实施方式，附图中:
[0047]图1示意性地示出了包含本发明的车辆。
[0048]参照图1，车辆11具有发动机12和前轮驱动自动传动装置13。传动装置13的选档器输入轴联接至电致动器14并且经由电缆15控制，电致动器14安装在传动装置壳体上，电缆15延伸至安装在车辆中央控制台17上的旋转选档器16。
[0049]如图所示，车辆在斜坡上，并且因此应当理解，如果车辆车轮制动器没有被施用或者是无效的，那么扭矩施加至传动装置驻车止动爪。因此，即使同时施用车辆制动器，止动爪的释放也受到扭矩加载作用，并且可为快速的——当止动爪在释放状态下抵靠抵接件重击时通常是可听见的。如之前所提到的，由于驻车止动爪的早期接合和传动装置的扭转(wind-up),扭矩也可能被捕获；这导致相同的释放现象。
[0050]在本发明中，通过旋转选档器16选择“驻车档”不会使得驻车止动爪立即接合。致动器被命令为接合电子驻车制动器，并且在允许驻车止动爪接合之前接合或保持“空档”并持续短的时间段、通常持续小于500毫秒。这种延迟一同时车辆驻车制动器被接合一允许耗散传动装置中任何剩余的扭矩。车辆驻车制动器可与从动轴或非从动轴相关联。[0051]如果选档器16在“驱动档”，那么致动器14被命令为暂停在空档、同时选档器手动地从“驱动档”运动至“驻车档”。如果在“倒车档”，致动器被命令为变换至“空档”并且暂停，同时选档器手动地从“倒车档”移动至“驻车档”。致动器14从“空档”到“驻车档”的最终运动经过“倒车档”的位置，但足够快速以防止接合“倒车档”速比一一这种快速运动是常规的。
[0052]应当理解的是，在从“倒车档”至“驻车档”的选择中，PRNDL选档器的致动器被命令为离开“驻车档”状态朝向“空档”运动。这种运动是瞬时的并且应为车辆驾驶者无法感知的。
[0053]因此，本发明能够防止在传动装置传动系中捕获剩余扭矩，并且只要车辆驻车制动器有效就能够消除驻车止动爪在脱开“驻车档”时发生重击。
[0054]参照具有常规PRNDL选档器的自动传动装置对本发明进行描述。但是，可以理解，本发明的原理可适用于具有驻车锁止功能和空档状态的任何传动装置。本发明还可适用于后轮驱动车辆和全轮驱动车辆，并且可适用于具有驻车功能的自动化的手动传动装置的车辆。
[0055]通常，本发明的功能设置在响应传动装置状态选档器的车辆的电子控制单元中并且命令适当的致动器的操作。这种控制单元是常规的并且可包括逻辑元件以确保当选择驻车功能时适当地命令致动器。
【权利要求】
1.一种接合车辆传动装置的驻车止动爪的方法，所述方法包括: 命令所述驻车止动爪接合； 制动所述车辆的车轮以抵抗其运动； 接合所述传动装置的“空档”状态；并且 在预先确定的延迟之后接合所述驻车止动爪。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述延迟是能够设定的。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中，车辆驻车制动器自动地被施用。
4.一种用于车辆自动传动装置的控制系统，所述传动装置具有能够与其输出轴接合的驻车止动爪，所述控制系统包括: 选档器，所述选档器用于命令所述传动装置的状态； 传动装置致动器，所述传动装置致动器响应于所述选档器来接合所命令的状态； 选档器检测器，所述选档器检测器用以检测对驻车状态的选择； 制动器控制器，所述制动器控制器用以命令施用车辆车轮制动器；以及 致动器控制器，所述致动器控制器用以命令所述传动装置致动器， 其中，当选择驻车状态时，所述控制系统设置成: 制动所述车辆的车轮以抵抗其运动； 接合所述传动装置的“空档”状态；以及 在预先确定的延迟之后接合所述驻车止动爪。
5.根据权利要求4所述的控制系统，其中，所述制动器控制器适于当检测到所述选档器运动至所述驻车档位置时立即命令施用车辆驻车制动器。
6.根据权利要求5所述的控制系统，其中，所述驻车制动器为电子驻车制动器。
7.根据权利要求4至6中任一项所述的控制系统，其中，所述传动装置致动器适于接合并保持所述空档状态并持续一秒或更短的时间段。
8.根据权利要求7所述的控制系统，其中，所述时间段小于0.5秒。
9.根据权利要求8所述的控制系统，其中，所述时间段小于0.35秒。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的控制系统，其中，所述时间段是能够设定的。
11.根据权利要求4至10中任一项所述的控制系统，其中，所述控制系统包括电子处理器，所述选档器包括对所述处理器提供输入的电开关装置，所述传动装置致动器包括响应于所述处理器的输出的电动马达。
12.一种用于车辆的自动传动装置，所述传动装置具有根据权利要求4至11中任一项所述的控制系统，其中，所述传动装置致动器直接安装至所述传动装置壳体并且机械地联接至所述传动装置的状态选档器。
13.—种车辆，所述车辆具有根据权利要求4至12中任一项所述的控制系统或自动传动装置。
14.一种方法、控制系统、传动装置或车辆，所述方法、所述控制系统、所述传动装置或所述车辆基本上参照附图如本文所述构造和/或布置。
【文档编号】B60T1/00GK103917421SQ201280054273
【公开日】2014年7月9日 申请日期:2012年9月4日 优先权日:2011年9月5日
【发明者】理查德·克拉克, 西蒙·萨顿, 凯文·霍尔特 申请人:捷豹路虎有限公司