專利名稱：用于線傳換檔自動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)的致動(dòng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體涉及一種用于機(jī)動(dòng)車輛的電子控制自動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)，并且尤其涉及一種用于這種自動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)的改進(jìn)電致動(dòng)器。
背景技術(shù)：
電子控制傳動(dòng)系統(tǒng)通常稱為“線傳換檔”傳動(dòng)系統(tǒng)。在某些線傳換檔自動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)中，輸入軸從變速箱向外伸出并轉(zhuǎn)動(dòng)以便在傳動(dòng)中換檔。傳動(dòng)輸入軸通過連接到輸入軸上的電致動(dòng)器來轉(zhuǎn)動(dòng)。電致動(dòng)器有選擇地轉(zhuǎn)動(dòng)傳動(dòng)輸入軸以響應(yīng)來自手動(dòng)操作的變速桿或檔位選擇器的輸入信號(hào)。檔位選擇器通常是桿，但也可以是例如按鈕的其他形式。
線傳傳動(dòng)系統(tǒng)的典型的電致動(dòng)器具有前后反復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)該裝置直到傳動(dòng)輸入軸位于所需準(zhǔn)確位置的電馬達(dá)。這可造成相對(duì)緩慢和不準(zhǔn)確的換檔。因此，需要一種用于線傳換檔自動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)的改進(jìn)的電致動(dòng)器。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種用于自動(dòng)傳動(dòng)裝置的電致動(dòng)器，其克服現(xiàn)有技術(shù)的至少某些所述的缺陷。按照本發(fā)明，用于自動(dòng)傳動(dòng)裝置的電致動(dòng)器包括用于連接到自動(dòng)傳動(dòng)裝置上以便在適配器和自動(dòng)傳動(dòng)裝置之間傳遞轉(zhuǎn)動(dòng)的適配器以及具有可操作地連接到適配器上的輸出軸的電馬達(dá)。松開機(jī)構(gòu)可操作地連接到適配器和電馬達(dá)上，并有選擇地在第一位置和第二位置之間運(yùn)動(dòng)。在第一位置，適配器通過輸出軸的轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)，使得適配器轉(zhuǎn)動(dòng)到所需檔位附近的預(yù)定區(qū)域。在第二位置，適配器通過自動(dòng)傳動(dòng)裝置的內(nèi)部力相對(duì)于輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)，使得當(dāng)適配器位于預(yù)定區(qū)域時(shí)，適配器與所需檔位對(duì)準(zhǔn)。
按照本發(fā)明的另一方面，用于致動(dòng)自動(dòng)傳動(dòng)裝置的電致動(dòng)器結(jié)合起來包括連接到自動(dòng)傳動(dòng)裝置以便在適配器和自動(dòng)傳動(dòng)裝置之間傳遞轉(zhuǎn)動(dòng)的適配器以及具有輸出軸的電馬達(dá)。齒輪組可操作地連接到輸出軸和適配器上。齒輪組包括齒圈。松開機(jī)構(gòu)可操作地連接到齒輪組上并包括可操作地連接到鎖定構(gòu)件上以便有選擇地在第一和第二位置之間運(yùn)動(dòng)鎖定構(gòu)件的螺線管。在第一位置，鎖定構(gòu)件與齒圈接合以便鎖定齒圈，不使其轉(zhuǎn)動(dòng)，使得適配器通過伸出軸的轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)，并且適配器轉(zhuǎn)動(dòng)到所需檔位附近的預(yù)定區(qū)域。在第二位置，鎖定構(gòu)件與齒圈脫開以便齒圈轉(zhuǎn)動(dòng)，使得適配器通過自動(dòng)傳動(dòng)裝置內(nèi)部力相對(duì)于輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)，并且當(dāng)適配器位于預(yù)定區(qū)域時(shí)，適配器與所需檔位對(duì)準(zhǔn)。
按照本發(fā)明又一方面，用于致動(dòng)線傳換檔自動(dòng)傳動(dòng)裝置的方法結(jié)合起來包括如下步驟提供連接到自動(dòng)傳動(dòng)裝置上以便在適配器和自動(dòng)傳動(dòng)裝置之間傳遞轉(zhuǎn)動(dòng)的適配器并提供具有可操作地連接到適配器上的輸出軸的電馬達(dá)。松開機(jī)構(gòu)有選擇地在第一和第二位置之間運(yùn)動(dòng)。在第一位置，適配器通過輸出軸的轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)，使得適配器轉(zhuǎn)動(dòng)到所需檔位附近的預(yù)定區(qū)域。在第二位置，適配器通過自動(dòng)傳動(dòng)裝置的內(nèi)部力相對(duì)于輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)，使得當(dāng)適配器位于預(yù)定區(qū)域時(shí)，適配器與所需檔位對(duì)準(zhǔn)。
從以上披露和多個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的隨后的詳細(xì)描述中，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將明白本發(fā)明在用于電子控制自動(dòng)傳動(dòng)裝置的電致動(dòng)器中提供顯著的進(jìn)步。在此方面特別顯著的是本發(fā)明提供高質(zhì)量、可靠、相對(duì)快速、準(zhǔn)確和低成本組件的可能性。參考下面提供的詳細(xì)說明，優(yōu)選實(shí)施例的另外特征和優(yōu)點(diǎn)將更好地得以理解。


本發(fā)明的這些和其他特征將參考以下說明和附圖得以明白，其中圖1是按照本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例具有電致動(dòng)器的電子控制自動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)的示意圖；圖2是圖1的傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)裝置和電致動(dòng)器的透視圖；圖3是圖1和2的電致動(dòng)器的放大透視圖；圖4是圖1-3的電致動(dòng)器的透視圖，但殼體部分剖去以便清楚；圖5是圖1-4的電致動(dòng)器的透視圖，但與圖4相比從相反角度，并且其殼體剖去以便清楚；圖6是表示圖1和2傳動(dòng)裝置的棘爪的示意圖，其通過電致動(dòng)器轉(zhuǎn)動(dòng)到停車檔位的“自對(duì)準(zhǔn)區(qū)域”內(nèi)以便在停車檔位內(nèi)準(zhǔn)確定位棘輪；圖7是與圖4類似的透視圖，但表示按照本發(fā)明可選擇優(yōu)選實(shí)施例的電致動(dòng)器，其中殼體局部剖去以便清楚；以及圖8是鎖定裝置的螺線管功率與圖4和7的電致動(dòng)器的棘爪位置對(duì)比的圖表。
將理解到附圖不需要按照比例，其略微示意表示說明本發(fā)明基本原理的不同優(yōu)選特征。這里披露的電致動(dòng)器的包括例如特定尺寸、取向和形狀的特定結(jié)構(gòu)特征將特別通過所打算的應(yīng)用和使用環(huán)境來確定。所述實(shí)施例的某些結(jié)構(gòu)相對(duì)于其他結(jié)構(gòu)增大或變形以便于看到和清楚理解。特別是，薄的結(jié)構(gòu)可以加厚，以便清楚或說明。所有對(duì)于方向和位置的參考(除非另有說明)指的是圖中所示電致動(dòng)器的取向。通常，向上或向下指的是在圖1的紙平面內(nèi)大致向上的方向，并且向下指的是在圖1的紙平面內(nèi)大致向下的方向。同樣，通常向前或前部指的是朝著機(jī)動(dòng)車輛的前部方向，而向后或后部指的是朝著機(jī)動(dòng)車輛的后部的方向。
具體實(shí)施例方式
本領(lǐng)域普通技術(shù)人員(具有此技術(shù)領(lǐng)域的知識(shí)或經(jīng)驗(yàn)的人們)將理解到對(duì)于這里披露的電子控制傳動(dòng)裝置的改進(jìn)電致動(dòng)器來說可以進(jìn)行使用或改型。參考機(jī)動(dòng)車輛的電子控制自動(dòng)傳動(dòng)裝置，對(duì)于不同可選擇和優(yōu)選實(shí)施例的以下詳細(xì)描述將說明本發(fā)明的總的原理。得益于此披露，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將明白其他實(shí)施例適用于其他應(yīng)用。
現(xiàn)在參考示意表示按照本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的電子控制自動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)10的圖1。雖然本發(fā)明的所示實(shí)施例特別適用于機(jī)動(dòng)車輛，注意到本發(fā)明可用于任何機(jī)動(dòng)車輛，其包括卡車、運(yùn)動(dòng)車輛、公共汽車、面包車、娛樂車輛、運(yùn)土設(shè)備或類似車輛、例如沙地汽車和類似物的越野車輛、氣墊車輛以及水墊車輛。
所示的自動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)10包括自動(dòng)傳動(dòng)裝置12、自動(dòng)傳動(dòng)裝置12的電致動(dòng)器14、與電致動(dòng)器通訊以便控制致動(dòng)器14從而有選擇地改變傳動(dòng)裝置12的電子控制單元或模塊(ECM)16以及手動(dòng)備用換檔器18。傳動(dòng)裝置12具有多個(gè)齒輪和樞轉(zhuǎn)或轉(zhuǎn)動(dòng)傳動(dòng)裝置12的棘爪19(圖6)以便在傳動(dòng)裝置12的齒輪之間轉(zhuǎn)換的輸入軸或桿。輸入桿通常從傳動(dòng)裝置12的殼體20向外橫向伸出，而棘爪19通常位于傳動(dòng)裝置殼體20內(nèi)。所示電致動(dòng)器14固定到傳動(dòng)裝置殼體20上并可操作地連接到傳動(dòng)輸入桿上以便以所需方式轉(zhuǎn)動(dòng)棘爪19，從而選擇傳動(dòng)裝置12內(nèi)一個(gè)所需檔位。
ECM 16最好是具有處理裝置和存儲(chǔ)裝置的計(jì)算機(jī)單元或模塊。ECM16最好是用于機(jī)動(dòng)車輛的中央處理單元，但也可以是單獨(dú)的獨(dú)立單元。ECM 16以例如線或纜線的適當(dāng)方式電連接到電致動(dòng)器14上。ECM16還以例如線或纜線24的適當(dāng)方式電連接到機(jī)動(dòng)車輛的例如電池22的電源上。ECM另外以例如線或纜線30、32的適當(dāng)方式電連接到手動(dòng)檔位選擇器或換檔器24以及制動(dòng)互鎖開關(guān)28上。手動(dòng)檔位換檔器26通過操作者使用，以便手動(dòng)輸入一個(gè)所需傳動(dòng)檔位。操作者將手動(dòng)檔位換檔器26定位在多個(gè)固定位置的一個(gè)位置上，以指示傳動(dòng)裝置12的多個(gè)傳動(dòng)檔位的一個(gè)檔位，例如停車(P)、倒車(R)、中檔(N)、驅(qū)動(dòng)(D)、低速3(3)、低速2(2)和低速(1)(如圖6清楚所示)。注意到自動(dòng)傳動(dòng)裝置可另外具有本發(fā)明范圍內(nèi)的不同數(shù)量和/或類型的檔位。手動(dòng)檔位換檔器26設(shè)置適當(dāng)?shù)拈_關(guān)和/或傳感器，以便將指示手動(dòng)檔位換檔器26的當(dāng)前位置的信號(hào)發(fā)送到ECM 16。注意到手動(dòng)檔位換檔器26可以是所示桿的類型，或可以是按鈕類型，或者其他適當(dāng)?shù)念愋汀Ｖ苿?dòng)互鎖開關(guān)28通過ECM 16使用以便確保操作者在ECM 16使得傳動(dòng)檔位移動(dòng)離開停止檔位或條件之前下壓機(jī)動(dòng)車輛的制動(dòng)踏板34。所示ECM 16還以例如線38的適當(dāng)方式電連接到點(diǎn)火開關(guān)36上。點(diǎn)火開關(guān)36接合，使得ECM 16防止/允許某個(gè)傳動(dòng)檔位在例如點(diǎn)火或熄火的選擇條件下進(jìn)行改變。ECM 16接收來自手動(dòng)檔位換檔器26、互鎖開關(guān)28和點(diǎn)火開關(guān)36的信號(hào)，并將信號(hào)發(fā)送到電致動(dòng)器14，如下面所述。
手動(dòng)備用換檔器18可以例如Bowden或推拉纜線或類似物的適當(dāng)纜線42操作地連接到連接銷40上。連接銷40最好位于電致動(dòng)器14的外部以便于組裝。手動(dòng)備用換檔器18使得操作者手動(dòng)轉(zhuǎn)換傳動(dòng)裝置12到所需檔位，例如在電子控制系統(tǒng)10的一個(gè)或多個(gè)部件失效或者機(jī)動(dòng)車輛的動(dòng)力系統(tǒng)失效使得車輛操作者不能轉(zhuǎn)換傳動(dòng)檔位的情況下的中檔。
如圖2-5清楚所示，所示的電致動(dòng)器14包括固定到傳動(dòng)裝置12的殼體20上的外致動(dòng)器殼體44。所示的致動(dòng)器殼體44通過螺紋緊固件45固定到傳動(dòng)裝置殼體20上，但注意到可以使用任何其他適當(dāng)?shù)难b置44，以便固定致動(dòng)器殼體44。所示的致動(dòng)器殼體44具有與致動(dòng)器殼體44協(xié)作以便包圍并容納電致動(dòng)器14的多種部件的蓋子46。注意到致動(dòng)器殼體44可具有任何適當(dāng)形狀并可以由任何適當(dāng)材料形成。
電致動(dòng)器14包括高速DC電馬達(dá)48、用于減速和增加電馬達(dá)48的扭矩輸出的齒輪組或齒輪系50、用于連接到傳動(dòng)輸入桿以及傳動(dòng)棘爪19上以便在其中傳遞轉(zhuǎn)動(dòng)的輸出連接件或適配器52、用于指示電致動(dòng)器14的運(yùn)動(dòng)或位置的位置傳感器54以及在第一和第二位置之間運(yùn)動(dòng)以便將適配器52與電馬達(dá)48連接并使其松開的鎖定或松開機(jī)構(gòu)56。所示的輸出軸58設(shè)置與蝸輪62驅(qū)動(dòng)接合的蝸桿60，蝸輪62將轉(zhuǎn)動(dòng)傳遞到同軸安裝的太陽輪64上，太陽輪繼而可操作地接合多個(gè)位于齒圈68內(nèi)的行星輪66上。當(dāng)齒圈68鎖定或保持并轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，行星輪66可操作地連接到適配器52上以便將來自行星輪的轉(zhuǎn)動(dòng)傳遞到適配器52上。來自ECM 16的輸入信號(hào)激勵(lì)電馬達(dá)48，造成齒輪組50轉(zhuǎn)動(dòng)。齒輪組50的轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)適配器52以便有選擇地樞轉(zhuǎn)或轉(zhuǎn)動(dòng)傳動(dòng)輸入桿和棘爪19到所需檔位，如下面詳細(xì)說明。
位置開關(guān)或傳感器54位于致動(dòng)器殼體44內(nèi)并以例如線70的適當(dāng)方式電連接到ECM 16上，以便提供指示電致動(dòng)器14的運(yùn)動(dòng)或位置的信號(hào)，從而確定適配器52以及傳動(dòng)輸入桿和棘爪19的位置。所示傳感器54是包括兩個(gè)磁體、兩個(gè)鋼板和電路板的轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器。注意到可以使用例如接觸傳感器、非接觸傳感器、轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器、線性傳感器或類似物的其他任何適當(dāng)?shù)拈_關(guān)或傳感器。
松開或鎖定機(jī)構(gòu)56適用于有選擇地鎖定和解鎖齒輪組50的齒圈68，不使其轉(zhuǎn)動(dòng)，并因此使得行星輪66和適配器56通過電馬達(dá)48驅(qū)動(dòng)，或使得適配器52與電馬達(dá)48脫開或松開，使得適配器52以及傳動(dòng)輸入桿和棘爪19相對(duì)于電馬達(dá)48自由轉(zhuǎn)動(dòng)，如下面詳細(xì)說明。所示的松開機(jī)構(gòu)56包括推式電線性螺線管72和可操作地連接到螺線管72并通過其運(yùn)動(dòng)的鎖定構(gòu)件或爪174。所示的鎖定構(gòu)件或爪74設(shè)置一排齒76，該齒設(shè)定尺寸和形狀以便與從齒圈68的外周向外伸出的外部鎖定齒78協(xié)作。所示的鎖定爪74通過螺線管72在徑向上朝著和離開齒圈68在第一或鎖定位置和第二或未鎖定位置之間線性運(yùn)動(dòng)。在鎖定位置，鎖定爪74的齒76與齒圈68接合以便防止齒圈68轉(zhuǎn)動(dòng)。在未鎖定位置，鎖定爪74的齒76隔開并與齒圈68的鎖定齒78脫開，使得齒圈68自由轉(zhuǎn)動(dòng)。
螺線管72以例如線或纜線42的適當(dāng)方式電連接到ECM 16上并從中接收控制信號(hào)，以便在其位置的一個(gè)所需位置上定位鎖定爪74。所示螺線管72是推式螺線管，即當(dāng)螺線管72在縮回未激勵(lì)狀態(tài)時(shí)螺線管72將鎖定爪74定位在未鎖定位置上，并且當(dāng)螺線管72在延長的激勵(lì)狀態(tài)時(shí)將鎖定爪74定位在鎖定狀態(tài)。因此，螺線管72最好設(shè)置內(nèi)部彈簧構(gòu)件或類似物，以便當(dāng)去除電力并且螺線管72變得未激勵(lì)時(shí)，將螺線管72彈性返回到縮回位置。注意到另外或作為選擇，外部彈簧構(gòu)件可用來偏壓鎖定爪74。還注意到松開機(jī)構(gòu)56可另外采取本發(fā)明范圍內(nèi)的任何其他形式。
在操作期間，當(dāng)操作者想要改變傳動(dòng)裝置12的檔位時(shí)，操作者手動(dòng)運(yùn)動(dòng)或樞轉(zhuǎn)手動(dòng)檔位換檔器26到指示所需傳動(dòng)檔位的位置，例如P、R、N、D、1、2或3。ECM 16接收來自手動(dòng)檔位換檔器26并指示操作者選擇的所需傳動(dòng)檔位的信號(hào)。ECM 16將由手動(dòng)檔位換檔器26的當(dāng)前位置表示的所需傳動(dòng)檔位和由電致動(dòng)器14的當(dāng)前位置表示的當(dāng)前傳動(dòng)檔位進(jìn)行比較。如果所需傳動(dòng)檔位和當(dāng)前傳動(dòng)檔位不相同，ECM16為螺線管73通電以便推動(dòng)或延伸鎖定爪74從未鎖定位置到其中鎖定爪74與齒圈68的鎖定齒78接合的鎖定位置。當(dāng)鎖定爪74位于鎖定位置時(shí)，鎖定爪74鎖定齒圈68，不使其轉(zhuǎn)動(dòng)。鎖定齒圈68不使其轉(zhuǎn)動(dòng)的過程進(jìn)行預(yù)定時(shí)間，例如大約30到大約50毫秒。在此預(yù)定時(shí)間之后，或作為選擇在任何適當(dāng)?shù)念A(yù)定時(shí)間之后，ECM 16為電馬達(dá)48通電，以便將適配器52和可操作地連接其上的傳動(dòng)輸入桿和棘爪19朝著所需檔位轉(zhuǎn)動(dòng)。電馬達(dá)48的高速、低扭矩輸出從蝸桿60傳遞到蝸輪62，并從蝸輪62到太陽輪64。轉(zhuǎn)動(dòng)接著傳遞到行星輪66和適配器62以便轉(zhuǎn)動(dòng)連接其上的傳動(dòng)輸入桿。因此，電馬達(dá)48的高速、低扭矩輸出改變成到適配器52和傳動(dòng)輸入桿和棘爪19的低速、高扭矩輸入。在由于齒76、78之間不對(duì)準(zhǔn)而使得鎖定爪74不能適當(dāng)?shù)嘏c鎖定齒78接合以鎖定齒圈68的情況下，一旦齒圈68開始運(yùn)動(dòng)，即一旦齒圈68轉(zhuǎn)動(dòng)足以消除齒76、78之間的不對(duì)準(zhǔn)時(shí)，鎖定爪74就鎖定齒圈68。
當(dāng)ECM 16確定傳動(dòng)輸入桿和棘爪19接近所需檔位并位于所需檔位附近的預(yù)定“自調(diào)節(jié)”區(qū)域84內(nèi)(圖6的陰影線)時(shí)，根據(jù)來自傳感器54的信號(hào)，ECM 16同時(shí)關(guān)斷電馬達(dá)48和電磁線圈72。自調(diào)節(jié)區(qū)域84的尺寸通過離開準(zhǔn)確檔位的每個(gè)方向上的距離來確定，其中當(dāng)電致動(dòng)器14未鎖定時(shí)傳動(dòng)裝置12由于內(nèi)部力而自對(duì)準(zhǔn)，如下面詳細(xì)說明。隨著關(guān)斷電馬達(dá)48的電力，施加到適配器52的轉(zhuǎn)動(dòng)扭矩以及傳動(dòng)輸入桿和棘爪19停止以便停止棘爪19的運(yùn)動(dòng)。隨著電磁線圈斷電，鎖定爪74自動(dòng)從其鎖定位置返回到其未鎖定位置，使得齒圈68自由轉(zhuǎn)動(dòng)。隨著齒圈68自由轉(zhuǎn)動(dòng)，行星輪66和適配器52以及傳動(dòng)輸入軸和棘爪19相對(duì)于太陽輪64、蝸輪62、蝸桿60以及馬達(dá)輸出軸58自由轉(zhuǎn)動(dòng)。
如圖6清楚示出，傳動(dòng)棘爪彈簧81提供彈力F以便接合滾動(dòng)棘爪構(gòu)件82，例如球或輥?zhàn)?，該?gòu)件具有棘爪19的棘爪構(gòu)形86。當(dāng)電致動(dòng)器15非?？拷铏n位(即位于“自調(diào)整”區(qū)域84內(nèi)(圖6的陰影部分))定位棘爪19，并且松開機(jī)構(gòu)56解鎖，使得齒圈68、適配器52、傳動(dòng)輸入桿和棘爪19自由轉(zhuǎn)動(dòng)，力F造成棘爪19轉(zhuǎn)動(dòng)，直到棘爪構(gòu)件82座置在其位于棘爪構(gòu)形86的凹口內(nèi)的最低位置為止，這是所需的準(zhǔn)確檔位。因此，電致動(dòng)器14使得傳動(dòng)裝置12自動(dòng)地與所需準(zhǔn)確檔位自對(duì)準(zhǔn)。如果棘爪19不準(zhǔn)確地位于所需準(zhǔn)確的檔位，例如在超越行程或行程不足的情況下，由于所述的自對(duì)準(zhǔn)，ECM 16不需要通過使其前后運(yùn)動(dòng)而細(xì)微調(diào)節(jié)棘爪19的位置。在斷電或電池用完的情況下，太陽輪64最好鎖定而不轉(zhuǎn)動(dòng)，這是由于電馬達(dá)48磁性鎖定和或蝸桿60和蝸輪構(gòu)造程具有自鎖定特性。但是，由于齒圈68未鎖定并自由轉(zhuǎn)動(dòng)，備用換檔器18可手動(dòng)運(yùn)動(dòng)以便手動(dòng)運(yùn)動(dòng)連接銷40、適配器52和傳動(dòng)棘爪到所需檔位。
圖7表示按照本發(fā)明可選擇實(shí)施例的電致動(dòng)器90，其中相同參考標(biāo)號(hào)用來指示相同的結(jié)構(gòu)。除了所有拉式電磁線圈92而不是推式電磁線圈72之外，電致動(dòng)器90大致與第一實(shí)施例的電致動(dòng)器14相同。該電致動(dòng)器90表示出例如松開機(jī)構(gòu)56的不同部件可采用許多本發(fā)明范圍內(nèi)的形式。
第二實(shí)施例的所示松開機(jī)構(gòu)56包括拉式電線性電磁線圈92和可操作地連接到電磁線圈92上并通過其運(yùn)動(dòng)的鎖定構(gòu)件或爪94。所示鎖定爪94設(shè)置一排齒76，該齒設(shè)定尺寸和形狀以便與從齒圈68的外周向外伸出的外部鎖定齒78協(xié)作。所示的鎖定爪94通過螺線管92在徑向上朝著和離開齒圈68在第一或鎖定位置和第二或未鎖定位置之間圍繞樞軸96樞轉(zhuǎn)。在未鎖定位置，鎖定爪74的齒76隔開并與齒圈68的鎖定齒78脫開，使得齒圈68自由轉(zhuǎn)動(dòng)。在鎖定位置，齒76與齒圈68的鎖定齒78接合以便防止齒圈68轉(zhuǎn)動(dòng)。
螺線管92以例如線或纜線42的適當(dāng)方式電連接到ECM 16上并從中接收控制信號(hào)，以便在其位置的一個(gè)所需位置上定位鎖定爪94。所示螺線管92是拉式螺線管，即當(dāng)螺線管72位于延伸的未激勵(lì)狀態(tài)時(shí)螺線管92將鎖定爪94定位在鎖定位置上，并且當(dāng)螺線管92位于縮回的激勵(lì)狀態(tài)時(shí)將鎖定爪94定位在未鎖定狀態(tài)。因此，螺線管92最好設(shè)置內(nèi)部彈簧構(gòu)件或類似物，以便當(dāng)去除電力并且螺線管92變得未激勵(lì)時(shí)，將螺線管92彈性返回到延伸的鎖定位置。注意到另外或作為選擇，外部彈簧構(gòu)件可用來偏壓鎖定爪94。還注意到松開機(jī)構(gòu)56可另外采取本發(fā)明范圍內(nèi)的任何其他形式。
除了電磁線圈必須通電解鎖齒圈68而不是斷電解鎖齒圈68之外，按照第二實(shí)施例的電致動(dòng)器90的操作與第一實(shí)施例大致相同。當(dāng)ECM 16確定傳動(dòng)輸入桿和棘爪19接近所需檔位并位于預(yù)定“自調(diào)節(jié)”區(qū)域84時(shí)，根據(jù)來自傳感器54的信號(hào)，ECM 16同時(shí)關(guān)斷電馬達(dá)48并接通電磁線圈72。隨著關(guān)斷電馬達(dá)48的電力，施加到適配器52的轉(zhuǎn)動(dòng)扭矩以及傳動(dòng)輸入桿和棘爪19停止以便停止棘爪19的運(yùn)動(dòng)。隨著電磁線圈通電，鎖定爪74從其鎖定位置返回到其未鎖定位置，使得齒圈68自由轉(zhuǎn)動(dòng)。隨著齒圈68自由轉(zhuǎn)動(dòng)，行星輪66和適配器52以及傳動(dòng)輸入軸和棘爪19相對(duì)于太陽輪64、蝸輪62、蝸桿60以及馬達(dá)輸出軸58自由轉(zhuǎn)動(dòng)。這使得傳動(dòng)裝置12將棘爪構(gòu)件82與所需準(zhǔn)確檔位自對(duì)準(zhǔn)。電磁線圈92自通電預(yù)定時(shí)間，例如大約100毫秒，或直到駕駛員再次運(yùn)動(dòng)手動(dòng)檔位換檔器26，使得一旦傳動(dòng)裝置自對(duì)準(zhǔn)齒圈68再次鎖定。注意到電磁線圈92另外可通電長達(dá)任何其他適當(dāng)?shù)臅r(shí)間。
如圖8清楚示出，除了傳感器54檢測(cè)到適配器52位于棘爪19進(jìn)入所需檔位的“自調(diào)整”區(qū)域84之外，按照本發(fā)明第一實(shí)施例的電致動(dòng)器14在運(yùn)動(dòng)鎖定齒圈68期間的所有時(shí)間內(nèi)保持螺線管73通電，并且螺線管72斷電使得螺線管72復(fù)位解鎖齒圈68(這里指的是“正常邏輯”)。作為比較，除了傳感器54檢測(cè)到適配器52位于棘爪19進(jìn)入所需檔位的“自調(diào)整”區(qū)域84之外，按照本發(fā)明第二實(shí)施例的電致動(dòng)器90在運(yùn)動(dòng)期間保持螺線管斷電，使得螺線管92復(fù)位鎖定齒圈68，并且螺線管92通電使得螺線管72解鎖齒圈68(這里指的是“反向邏輯”)。注意到“反向邏輯”系統(tǒng)能夠在任何時(shí)間內(nèi)進(jìn)行換檔，即使螺線管92有缺陷，或者由于螺線管92復(fù)位到鎖定位置，螺線管92斷電。但是在這種情況下，將失去自對(duì)準(zhǔn)特征。還注意到“反向邏輯”系統(tǒng)需要更強(qiáng)的螺線管92，這是由于彈簧構(gòu)件必須足夠強(qiáng)以便在某種扭矩條件下鎖定齒圈68，并且螺線管92必須足夠強(qiáng)以便克服彈簧力，從而將鎖定爪94拉到未鎖定位置。
從本發(fā)明的以上詳細(xì)描述中將理解到通過正確計(jì)時(shí)螺線管72、92的通電和斷電以便鎖定和解鎖齒圈68，在傳動(dòng)裝置12的棘爪彈簧81的幫助下電致動(dòng)器14、90使得傳動(dòng)裝置12自動(dòng)自對(duì)準(zhǔn)。電馬達(dá)48不需要通過馬達(dá)使其前后運(yùn)動(dòng)以便將棘爪19定位在準(zhǔn)確的所需檔位而細(xì)微調(diào)整傳動(dòng)輸入桿和棘爪19的位置。因此，電致動(dòng)器14、90使得傳動(dòng)裝置12比任何現(xiàn)有技術(shù)電致動(dòng)器更快并更準(zhǔn)確地?fù)Q檔。
權(quán)利要求
1.一種用于自動(dòng)傳動(dòng)裝置的電致動(dòng)器，所述電致動(dòng)器結(jié)合起來包括用于連接到自動(dòng)傳動(dòng)裝置上以便在適配器和自動(dòng)傳動(dòng)裝置之間傳遞轉(zhuǎn)動(dòng)的適配器；具有可操作地連接到適配器上的輸出軸的電馬達(dá)；以及松開機(jī)構(gòu)可操作地連接到適配器和電馬達(dá)上，并有選擇地在第一位置和第二位置之間運(yùn)動(dòng)，在第一位置，適配器通過輸出軸的轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)，使得適配器轉(zhuǎn)動(dòng)到所需檔位附近的預(yù)定區(qū)域，在第二位置，適配器通過自動(dòng)傳動(dòng)裝置的內(nèi)部力相對(duì)于輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)，使得當(dāng)適配器位于預(yù)定區(qū)域時(shí)，適配器與所需檔位對(duì)準(zhǔn)。
2.如權(quán)利要求1所述的電致動(dòng)器，其特征在于，適配器和輸出軸通過齒輪組可操作地連接。
3.如權(quán)利要求2所述的電致動(dòng)器，其特征在于，齒輪組減小速度并增加電馬達(dá)輸出軸供應(yīng)的扭矩。
4.如權(quán)利要求2所述的電致動(dòng)器，其特征在于，齒輪組包括齒圈，并且松開機(jī)構(gòu)包括可運(yùn)動(dòng)的鎖定構(gòu)件，鎖定構(gòu)件與齒圈接合以便當(dāng)松開機(jī)構(gòu)位于第一位置時(shí)鎖定齒圈不使其轉(zhuǎn)動(dòng)，并且當(dāng)松開機(jī)構(gòu)位于第二位置時(shí)鎖定構(gòu)件與齒圈脫開以便允許齒圈轉(zhuǎn)動(dòng)。
5.如權(quán)利要求4所述的電致動(dòng)器，其特征在于，鎖定構(gòu)件線性運(yùn)動(dòng)以便與齒圈接合和脫開。
6.如權(quán)利要求4所述的電致動(dòng)器，其特征在于，鎖定構(gòu)件樞轉(zhuǎn)以便與齒圈接合和脫開。
7.如權(quán)利要求4所述的電致動(dòng)器，其特征在于，松開機(jī)構(gòu)包括可操作地連接到鎖定構(gòu)件上以便有選擇地運(yùn)動(dòng)鎖定構(gòu)件與齒圈接合并脫開的電磁線圈。
8.如權(quán)利要求7所述的電致動(dòng)器，其特征在于，電磁線圈是推式電磁線圈，其激勵(lì)時(shí)伸長，使得鎖定構(gòu)件與齒圈接合以便當(dāng)松開機(jī)構(gòu)位于第一位置時(shí)鎖定齒圈不使其轉(zhuǎn)動(dòng)。
9.如權(quán)利要求7所述的電致動(dòng)器，其特征在于，電磁線圈是拉式電磁線圈，其激勵(lì)時(shí)縮回，使得鎖定構(gòu)件與齒圈脫開以便當(dāng)松開機(jī)構(gòu)位于第二位置時(shí)使得齒圈轉(zhuǎn)動(dòng)。
10.如權(quán)利要求2所述的電致動(dòng)器，其特征在于，齒輪組包括固定在輸出軸上以便轉(zhuǎn)動(dòng)的蝸桿、通過蝸桿可轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)的蝸輪、同軸固定在蝸輪上以便轉(zhuǎn)動(dòng)的太陽輪和可操作地接合太陽輪并和齒圈一起定位的多個(gè)行星輪，其中適配器可操作地固定在多個(gè)行星輪上以便傳遞其中的轉(zhuǎn)動(dòng)。
11.如權(quán)利要求1所述的電致動(dòng)器，其特征在于，還包括提供適配器位置信號(hào)的傳感器。
12.一種致動(dòng)自動(dòng)傳動(dòng)裝置的電致動(dòng)器，所述電致動(dòng)器結(jié)合起來包括用于連接到自動(dòng)傳動(dòng)裝置上以便在適配器和自動(dòng)傳動(dòng)裝置之間傳遞轉(zhuǎn)動(dòng)的適配器；具有輸出軸的電馬達(dá)；可操作地連接輸出軸和適配器的齒輪組；以及松開機(jī)構(gòu)可操作地連接到適配器和電馬達(dá)上，并包括可操作地連接到鎖定構(gòu)件上以便選擇地在第一位置和第二位置之間運(yùn)動(dòng)鎖定構(gòu)件，在第一位置，鎖定構(gòu)件與齒圈接合以便鎖定齒圈不使其轉(zhuǎn)動(dòng)，使得適配器通過輸出軸的轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)，并且適配器轉(zhuǎn)動(dòng)到所需檔位附近的預(yù)定區(qū)域，在第二位置，鎖定構(gòu)件與齒圈脫開，允許齒圈轉(zhuǎn)動(dòng)，使得適配器通過自動(dòng)傳動(dòng)裝置的內(nèi)部力相對(duì)于輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)，并且當(dāng)適配器位于預(yù)定區(qū)域時(shí)，適配器與所需檔位對(duì)準(zhǔn)。
13.如權(quán)利要求12所述的電致動(dòng)器，其特征在于，齒輪組減小速度并增加電馬達(dá)輸出軸供應(yīng)的扭矩。
14.如權(quán)利要求12所述的電致動(dòng)器，其特征在于，鎖定構(gòu)件線性運(yùn)動(dòng)以便與齒圈接合和脫開。
15.如權(quán)利要求12所述的電致動(dòng)器，其特征在于，鎖定構(gòu)件樞轉(zhuǎn)以便與齒圈接合和脫開。
16.如權(quán)利要求12所述的電致動(dòng)器，其特征在于，電磁線圈是推式電磁線圈，其激勵(lì)時(shí)伸長，使得鎖定構(gòu)件與齒圈接合以便當(dāng)松開機(jī)構(gòu)位于第一位置時(shí)鎖定齒圈不使其轉(zhuǎn)動(dòng)。
17.如權(quán)利要求12所述的電致動(dòng)器，其特征在于，電磁線圈是拉式電磁線圈，其激勵(lì)時(shí)縮回，使得鎖定構(gòu)件與齒圈脫開以便當(dāng)松開機(jī)構(gòu)位于第二位置時(shí)允許齒圈轉(zhuǎn)動(dòng)。
18.如權(quán)利要求12所述的電致動(dòng)器，其特征在于，齒輪組包括固定在輸出軸上以便轉(zhuǎn)動(dòng)的蝸桿、通過蝸桿可轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)的蝸輪、同軸固定在蝸輪上以便轉(zhuǎn)動(dòng)的太陽輪和可操作地接合太陽輪并和齒圈一起定位的多個(gè)行星輪，其中適配器可操作地固定在多個(gè)行星輪上以便傳遞其中的轉(zhuǎn)動(dòng)。
19.如權(quán)利要求12所述的電致動(dòng)器，其特征在于，還包括提供適配器位置信號(hào)的傳感器。
20.一種用于線傳換檔的自動(dòng)傳動(dòng)裝置的方法，所述方法結(jié)合起來包括以下步驟提供連接到自動(dòng)傳動(dòng)裝置上以便在適配器和自動(dòng)傳動(dòng)裝置之間傳遞轉(zhuǎn)動(dòng)的適配器；提供具有可操作地連接到適配器上的輸出軸的電馬達(dá)；提供可操作地連接到適配器和電馬達(dá)上的松開機(jī)構(gòu)；有選擇地在第一和第二位置之間運(yùn)動(dòng)松開機(jī)構(gòu)，在第一位置，適配器通過輸出軸的轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)，使得適配器轉(zhuǎn)動(dòng)到所需檔位附近的預(yù)定區(qū)域，在第二位置，適配器通過自動(dòng)傳動(dòng)裝置的內(nèi)部力相對(duì)于輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)，使得當(dāng)適配器位于預(yù)定區(qū)域時(shí)，適配器與所需檔位對(duì)準(zhǔn)。
全文摘要
一種用于自動(dòng)傳動(dòng)裝置的電致動(dòng)器包括在適配器和自動(dòng)傳動(dòng)裝置之間傳遞轉(zhuǎn)動(dòng)的適配器。電馬達(dá)具有通過包括齒圈的齒輪組可操作地連接到適配器上的輸出軸。松開機(jī)構(gòu)包括有選擇地運(yùn)動(dòng)鎖定構(gòu)件的電磁線圈。在第一位置，鎖定構(gòu)件與齒圈接合以便鎖定齒圈，使得適配器通過輸出軸的轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)，并且適配器轉(zhuǎn)動(dòng)到所需檔位附近的預(yù)定區(qū)域。在第二位置，鎖定構(gòu)件與齒圈脫開，允許齒圈轉(zhuǎn)動(dòng)，使得適配器通過自動(dòng)傳動(dòng)裝置的內(nèi)部力相對(duì)于輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)，并且當(dāng)適配器位于預(yù)定區(qū)域時(shí)，適配器與所需檔位自動(dòng)自對(duì)準(zhǔn)。
文檔編號(hào)F16H3/44GK1621262SQ20041009620
公開日2005年6月1日 申請(qǐng)日期2004年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月25日
發(fā)明者Y·Q·王 申請(qǐng)人:杜拉環(huán)球技術(shù)公司