用于将车辆的自动变速器的操纵元件调节到驻车定位中的设备、用于运行这种设备的方法以及用于对车辆的自动变速器进行切换的切换设备

摘要

本发明涉及一种用于将车辆的自动变速器的操纵元件(106)调节到驻车定位中的设备(108)，该设备包括直接与操纵元件(106)联接的以能转动的方式支承的具有止挡元件(308)的锁定梳(110)、锁定销(112)、具有控制凸轮(200)和凸鼻(306)的以能转动的方式支承的调整环(114)，锁定销被构造成用于在第一定位中固定锁定梳(110)并且在第二定位中为了转动运动(300)释放锁定梳(110)，其中，控制凸轮(200)被成形成在调整环(114)进行转动运动(300)时使锁定销(112)从第一定位运动到第二定位中，并且凸鼻(306)被成形成在调整环(114)进行转动运动(300)时使止挡元件(308)随动，以便使锁定梳(110)转动到使操纵元件(106)调节到驻车定位中的程度。

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于将车辆的自动变速器的操纵元件调节到驻车定位的设备、一 种用于运行用于将车辆的自动变速器的操纵元件调节到驻车定位的设备的方法以及一种 用于对车辆的自动变速器进行切换的切换设备。

背景技术

在车辆领域中，以多稳态(multistabil)的切换位置，例如P、R、N、D进行针对自动 变速器的切换操作是已公知的，并且部分地还配备有所谓的“AutoP(自动驻车)”功能，也就 是说，配备有自动的变速器侧的驻车锁止器。在这里，当在变速器中挂入驻车锁止器时，也 就立即在切换操作部上借助执行器挂入P定位。在回调时，例如固定切换杆或切换操作部的 旋钮，进而固定锁定销，并且然后借助电动马达将经由锁定销的锁定部向回转动到P定位 中。随后解除对切换杆的固定，并且驾驶员可以从新的P定位切换到每个切换位置中，例如 R、N、D。

DE102006007600A1公开了一种用于机动车中的电的或电子的器件的转动调 节器。

发明内容

在此背景下，本发明提供了一种用于将车辆的自动变速器的操纵元件调节到驻车 定位中的改进的设备、一种用于运行用于将车辆的自动变速器的操纵元件调节到驻车定位 的设备的改进的方法以及一种用于对车辆的自动变速器进行切换的改进的切换设备。

给自动变速器切换设备增加了其特征尤其在于用于使锁定销进行适当运动的控 制凸轮的回调环能够实现在切换杆从AutoP功能回调到驻车定位中的情况下使锁定部和锁 定销的脱开。

因为基于使锁定销脱开而不再与锁定部处于嵌接状态，所以可以在没有干扰性的 锁定噪音的情况下进行切换杆的回调。此外，由于在回调时锁定销可运动，使得不再需要抵 抗锁定力矩。因此可以节省成本地降低执行器的转动力矩或者回调力矩。

用于将车辆的自动变速器的操纵元件调节到驻车定位中的设备包括直接与操纵 元件联接的以能转动的方式支承的具有止挡元件的锁定梳、被构造成用于在第一定位中固 定锁定梳并且在第二定位中为了转动运动释放锁定梳的锁定销、以能转动的方式支承的具 有控制凸轮和凸鼻的调整环，其中，控制凸轮被成形成在调整环进行转动运动时使锁定销 从第一定位运动到第二定位中，并且凸鼻被成形成在调整环进行转动运动时使止挡元件随 动，以便使锁定梳转动用以将操纵元件调节到驻车定位中。在此，锁定梳可以转动到使操纵 元件调节到驻车定位中的程度。

设备可以是车辆的器件或者器件的一部分。车辆可以是道路车辆，如乘用车或者 载重车辆。操纵元件可以是自动变速器的环形件或切换杆，环形件或切换杆例如可以由车 辆的驾驶员用手进行操纵，以便调整自动变速器的不同的挡。相应地，可以通过调整出在操 纵元件上的驻车定位来例如将自动变速器锁止，以便例如防止车辆的溜滚。此外，操纵元件 还可以具有其他可能的定位，例如用于行车的D、用于倒退行车的R以及用于将变速器切换 到空转的N，它们可以手动地由驾驶员通过转动或者推动操纵元件来调整，并且经由操纵元 件可以以期望的方式切换变速器。锁定梳用于将操纵元件的操作传递到自动变速器上，并 且可以经由机械的连接元件与操纵元件联接，从而使操纵元件的运动导致锁定梳的匀速 的、平行延伸的运动或转动，而反过来锁定梳的转动导致操纵元件进行相应转动。锁定梳尤 其可以在操纵元件以旋钮的形式实施的情况下构造成环形，并且平行于操纵元件的转动平 面地布置。锁定梳可以具有特征在于多个梳状布置的隆起部的环绕的锁定轮廓，经由锁定 轮廓可以与锁定销相结合地将操纵元件的运动转换到自动变速器的切换位置中。止挡元件 可以布置在锁定梳的隆起部之间，并且具有垂直于锁定梳的转动平面延伸的止挡面。锁定 销可以被构造成用于在第一定位中使锁定梳通过嵌接到锁定轮廓中而被固定，并且在第二 定位中使锁定梳通过从锁定轮廓运动出来而被释放。调整环可以构造为具有中心孔的盘。 调整环可以平行于锁定梳地布置在设备中。调整环的控制凸轮可以在调整环的外轮廓上以 倒圆的凸起的形式成形，而调整环的凸鼻可以成形在调整环的内轮廓上。凸鼻尤其可以具 有抵挡面，用以止挡到止挡元件的止挡面上，并且形成调整环与锁定梳之间的联接点。控制 凸轮和凸鼻可以与调整环一体式地形成。

根据一个实施方式，设备还可以具有与锁定销连接的弹簧元件。相应地，控制凸轮 被成形成抵抗弹簧元件的力地使锁定销从第一定位运动到第二定位中。弹簧元件可以被构 造成用于使锁定销从第二定位运动回第一定位中。该实施方式提供了用以使锁定销在两个 定位之间进行运动的简单、稳固且廉价的可能性。

例如可以按如下方式来构建设备，即，锁定梳布置在调整环与操纵元件之间，并且 锁定销关于锁定梳和调整环径向地布置，并且还被构造成用以关于锁定梳和调整环地沿径 向方向地在第一定位与第二定位之间运动。利用锁定梳在调整环与操纵元件之间的三明治 状的布置，可以将调整环的每次转动都有利地尽可能直接地且无损耗地传递到操纵元件 上。如下这样地设计锁定销相对于锁定梳的径向布置，即，使锁定销在两个直径上相对置的 定位上穿接构造成圆形的锁定梳。锁定销相对于锁定梳的该布置具有特别的功能性，尤其 是因为锁定梳而可以在两个位置上被固定或被释放。

根据另外的实施方式，锁定销可以具有突起部，并且被构造成用于在调整环进行 转动运动时经由在控制凸轮上接受突起部而从第一定位运动到第二定位中。该实施方式提 供了用以使调整环的转动传递到锁定销的线性运动中的特别简单且廉价地转换的可能性。

尤其地，为了形成控制凸轮相对于凸鼻的超前(Vorlauf)，凸鼻和控制凸轮以错开 预先确定的角度的方式成形在调整环上。因此可以在调整环进行转动运动时首先借助凸轮 使锁定销从第一定位运动到第二定位中，随后由凸鼻沿转动方向使止挡元件随动。控制凸 轮相对于凸鼻的这样以简单的方式设计的超前能够实现根据本发明的设备的无摩擦的功 能流程。

控制凸轮可以例如通过调整环的区段形成，与调整环的余区域相比，该区段的特 征在于调整环的较大的径向伸展。在此，关于调整环的转动方向地，控制凸轮的起始区域的 特征可以在于该区段与其余区域之间的倾斜地成形的第一过渡部，并且控制凸轮的结束区 域的特征可以在于该区段与其余区域之间的阶梯状地成形的第二过渡部。因此可以用简单 的方式逐渐地构造出向控制凸轮的过渡部，而突然地构造出从控制凸轮向其余区域的过渡 部。利用控制凸轮的该有利的造型，可以经由锁定销的倾斜的起始区域低噪音地并且在没 有歪斜风险的情况下被控制凸轮接受并且运动到第二定位中。经由控制凸轮的台阶状的结 束区域，可以使锁定销特别可靠且快速地借助弹簧力弹回到第一定位中，并因此再次可靠 地将锁定梳固定。

根据另外的实施方式，设备还可以具有带与执行器联接的联接元件的调整环。联 接元件可以被构造成用于将执行器的转动力矩传递到调整环上，以便产生调整环的转动运 动。联接元件例如可以实施为齿轮，齿轮可以布置在邻接调整环的平行的平面内并且可以 与该调整环直接或间接地联接。执行器例如可以是指电动马达。利用该实施方式可以将电 动马达的运动以简单且廉价的方式转换成调整环的运动。

当然，调整环可以具有至少一个另外的控制凸轮和至少一个另外的凸鼻。例如，另 外的控制凸轮可以与控制凸轮在直径上相对置地布置在调整环上，并且同样地，另外的凸 鼻与凸鼻在直径上相对置地布置在调整环上。利用该实施方式，可以使锁定梳有利地更加 匀速且容易地并且尤其是以更少的时间和能耗向回转动所要求的尺度。

用于对车辆的自动变速器进行切换的切换设备具有下列特征：

操纵元件，其被构造成用于在自动变速器的驻车定位与自动变速器的至少一个行 车定位之间进行调节；以及

用于调节根据前述实施方案中任一项的操纵元件的设备，其中，设备的锁定梳被 构造成用于直接与操纵元件联接或能联接。

操纵元件例如可以实施为旋钮，并且被构造成用于由车辆的驾驶员操作。为此，操 纵元件可以在不同的定位上具有标识部，标识部向驾驶员表明：为了调整出不同的档，操纵 元件要转动多大程度或沿哪个方向转动；或者向驾驶员表明：车辆的自动变速器当前处在 哪个位置中。因此，驻车定位可以用“P”标识。用于变速器位置“行车”的“D”、用于变速器位 置“倒退行车”的“R”以及用于空转的“N”也可以作为其他位置地被标识在操作设备上。

用于运行用于将车辆的自动变速器的操纵元件调节到驻车定位的设备的方法具 有下列特征，其中，设备包括直接与操纵元件联接的以能转动的方式支承的具有止挡元件 的锁定梳、被构造成用于在第一定位中固定锁定梳并且在第二定位中为了转动运动释放锁 定梳的锁定销以及以能转动的方式支承的具有控制凸轮和凸鼻的调整环：

转动调整环，以便借助控制凸轮使锁定销从第一定位运动到第二定位中，并且借 助凸鼻使止挡元件随动，以便使锁定梳转动到使操纵元件被调节到驻车定位中的程度。

该方法可以有利地在应用所述设备的情况下实施。

附图说明

参照附图示例性地详细地阐述本发明，其中：

图1根据本发明的实施例示出用于对车辆的自动变速器进行切换的切换设备的示 意图；

图2根据本发明的实施例示出来自图1的切换设备的立体图；

图3根据本发明的实施例示出来自图2的具有未被拉回的锁定销的切换设备的立 体的底视图；

图4根据本发明的实施例示出来自图2的具有被拉回的锁定销的切换设备的立体 的底视图；

图5根据本发明的实施例示出来自图2的具有未被拉回的锁定销的切换设备的立 体的俯视图；

图6根据本发明的实施例示出来自图2的具有被拉回的锁定销的切换设备的立体 的俯视图；

图7根据本发明的实施例示出用于运行用于将车辆的自动变速器的操纵元件调节 到驻车定位中的设备的方法的流程图。

在本发明的优选实施例的以下说明中，对在不同的图中呈现的并且具有类似作用 的元件使用相同的或者相似的附图标记，其中省略了对这些元件的重复说明。

具体实施方式

图1借助示意图示出了具有根据本发明的实施例的切换设备102的车辆100。切换 设备102被构造成用于对车辆100的自动变速器104进行切换，并且切换设备由操纵元件106 和用于对操纵元件106进行调节的设备108组成。设备108与操纵元件106联接。

由此，可以一方面将通过车辆的驾驶员对操纵元件106的操作传递到自动变速器 104上。另一方面，当自动变速器104占据AutoP状态时，可以将操纵元件106调节到驻车定位 中。以该方式，可以使自动变速器104的状态与操纵元件106的位置协调一致。

为此，设备108包括直接与操纵元件106联接的以能转动的方式支承的具有(此处 未示出)止挡元件的锁定梳110、锁定销112以及以能转动的方式支承的调整环114。锁定销 112受弹簧负载，并且被构造成用于在第一定位中固定锁定梳110并且在第二定位中为了转 动运动释放锁定销110。锁定销112在第一定位与第二定位之间的移动由调整环114的转动 导致，调整环为此具有(在此未示出)控制凸轮。经由调整环114的同样在图1的图示中未示 出的凸鼻，在锁定销112发生定位移动之后，在止挡元件上使锁定梳110随动并且转动到使 操纵元件106被调节到驻车定位中的程度。

图2以较大的细节确切性在立体图中示出了切换设备102的实施例。与设备108联 接的操纵元件106被构造成用于由其中安装有切换设备102的车辆的驾驶员进行处理，以便 调整车辆的与切换设备102联接的自动变速器的不同挡。在切换设备102的在图2的图示中 所示的实施例中，操纵元件106实施为旋钮并相应地具有柱体形状。根据作为旋钮的实施方 案，切换设备102的切换过程通过操纵元件106的转动来实施。为此，操纵元件106的柱体形 的壁的区段为了更好的抓持而具有滚花的表面。为了使操作着便于切换，操纵元件106通常 显示有字母符号，其例如可以为了便于操作者可见而布置在操纵元件106的表面上。因此， 旋钮106可以在不同的定位上显示出例如用于驻车的“P”、用于行车的“D”、用于倒退行车的 “R”以及用于空转的“N”的符号。在图2中的切换设备102的图示中，为了简明起见将这些符 号省略。这里所提出的根据本发明的设备108的目的是，将与切换设备102连接的自动变速 器的驻车锁止通过如下方式传递到操纵元件106上，即，将该操纵元件从任意的挡位调节到 用于驻车的定位P中。

如图2中的图示所示，锁定梳110邻接操纵元件106地布置在与操纵元件的平面平 行的平面内，并且直接与操纵元件106联接。锁定梳110具有柱体形状或者环形状，并且在圆 周上略微小于操纵元件106。锁定梳110以能转动的方式支承在设备108中。锁定梳110的在 图2中清晰可见的锁定轮廓能够实现对在操纵元件106上的挡进行精确调整。锁定销112径 向地相对于锁定梳110地布置，并且在两个直径上相对置的位置上穿接锁定梳110。锁定销 112被构造成用于在第一定位中固定锁定梳110并且在第二定位中为了转动运动释放锁定 梳110。锁定销112与设备108的在图2的图示中未示出的弹簧元件连接，弹簧元件被构造成 用于借助弹簧力使锁定销112保持在第一定位中或者运动到该第一定位中。邻接锁定梳110 地并且在与锁定梳110的平面平行的平面内，设备108具有同样以能转动的方式支承的调整 环114。经由调整环114的在图2的图示中以区段可见的控制凸轮200，锁定销112在调整环 114进行转动运动时抵抗弹簧元件的加载于锁定销112上的弹簧力地被引入到第二定位中， 在该第二定位中，锁定销112释放了锁定梳110以进行转动运动。为此，锁定销112具有突起 部202，突起部布置在锁定销112的端部上并且横向于锁定销112的延伸方向地延伸进调整 环114的转动平面中。因此，在调整环进行转动运动时，锁定销112经由突起部202被控制凸 轮200接受，并且径向地或者沿着锁定销112的在图2的图示中借助虚线标识的主延伸方向 204运动。突起部202在该图示中所示的实施例中与锁定销112一体式地形成。在切换设备 102的图2中所示的状态图中，锁定销112处于第一定位中，并且由于调整环114的转动利用 通过凸轮200的接受来沿用箭头标识的方向206抵抗弹簧力地运动到第二定位中。

如图2中的图示所示，设备108在其下端具有联接元件208，联接元件被构造成用于 将执行器的转矩传递到调整环上用以使操纵元件106运动，以便产生调整环的转动。联接元 件208在这里构造为齿轮，齿轮以主侧面固定地布置在调整环114上。在与主侧相对置的自 由的主侧上，联接元件208例如可以与电动马达连接，电动马达的转矩经由联接元件传递到 调整环上并因此最终传递到操纵元件上。

如已经阐述的那样，旋钮或者切换杆106以能转动的方式支承并且直接与锁定梳 或者锁定部110连接。受弹簧负载的锁定销112方位固定地布置在设备108的在这里未示出 的壳体中。在AutoP的情况下，借助与电动马达或者别的执行器连接的联接元件208，使切换 杆106包括锁定部110在内地间接地经由回调环114向回转动。借助下面的附图详细探讨用 于使操纵元件106向回转动的确切的功能流程。

图3以立体的底视图示出了来自图2的切换设备。在此省略了联接元件，从而在此 能够看到对于根据本发明的设备108的功能性而言是重要的调整环114以及锁定梳110。如 图3的图示中所示，调整环114成形为具有大的中心贯通孔的盘。

控制凸轮200在调整环114的外轮廓中通过区段形成，该区段相比调整环114的其 余区域的特征在于具有更大的调整环114的径向伸展。关于调整环114的通过箭头标识的转 动方向300地，控制凸轮200具有不同地成形的起始和结束区域。从该图示可以清楚看出，控 制凸轮200的起始区域302倾斜地成形，而控制凸轮200的结束区域304以突变的阶梯过渡成 调整环114的不具有控制凸轮200的其余区域。如图3中的图示清楚示出的那样，在此所示的 切换设备102的实施例具有另外的控制凸轮200。两个控制凸轮200以相同方式成形，并且在 直径上相对置地布置在调整环114上。

此外，从图3的图示还可以看出调整环114的在调整环114的内轮廓上成形的凸鼻 306。凸鼻306被构造成用于在调整环114进行转动运动300时止挡到锁定梳110的在此同样 可见的止挡元件308上，并且在继续进行转动运动300时使止挡元件随动，并且因此使锁定 梳110转动。调整环114的凸鼻306和控制凸轮200与调整环114一体式地形成。止挡元件308 矩形地成形并且置入在锁定梳110的倒圆的锁定轮廓之间。止挡元件308与锁定梳110一体 式地形成。在图3中所示的实施例中，锁定梳110具有另外的止挡元件308，该另外的止挡元 件与止挡元件308直径上相对置地布置在锁定轮廓上并且以相同方式成形。

从图3的图示可以清楚地看出，控制凸轮200和凸鼻306为了形成控制凸轮200相对 于凸鼻306的超前310而以错开了预先确定的角度的方式在调整环114上成形。经由超前310 确保了锁定销112首先完全释放锁定梳110，然后锁定梳110才借助调整环114的凸鼻306处 于转动中。

在图3的图示中示出了切换设备102的功能状态，其中，锁定销112处于第一定位 中，因此未被拉回。锁定销112的突起部202抵靠在调整环114的不具有控制凸轮200的其余 区域上，锁定销借助弹簧力保持在第一定位中并且固定锁定梳110。

图4以另外的底视图示出了处于如下功能状态的切换设备102，在该功能状态下， 锁定销112处于第二定位中。基于调整环114沿转动方向300的进一步转动，使得两个控制凸 轮200之一接受了锁定销112的突起部202，并因此将该锁定销运动到第二定位中，在该第二 定位中，锁定销112释放了锁定梳110以进行转动。由于调整环114进一步转动了超前310的 长度，所以凸鼻306以及相同成形的并且与凸鼻306相对置的另外的凸鼻306到达锁定梳110 的每个止挡元件308。各自的止挡元件308的每个平的止挡面以及各自的凸鼻306的同样平 的各自的抵挡面彼此抵靠并因此形成联接点用以将转矩从调整环114传递到切换杆106上。 因此，在向回转动时，锁定部110和回调环114在联接点400上处于嵌接中。因为布置在调整 环114上的控制凸轮200在锁定部110向回转动之前将受弹簧负载的锁定销112拉回，因此锁 定销112不再与锁定部110处于嵌接中。由于锁定销112和锁定部110脱开使得在没有干扰性 的锁定噪音的情况下实现了对切换杆106的回调。

如图4中的图示所示，回调环114的控制凸轮200的超前310关于切换设备102的中 心形成联接点400的x°，例如在30°至50°之间的角度402(超前的长度依赖于规格)。由此，在 AutoP的情况下首先实现对锁定销112和锁定部110的脱开。然后在回调环114进一步转动的 情况下，锁定部110在联接点400处被随动并且朝P向回转动。

在切换杆106到达P定位后，回调环114被引导回到其起始位置中。在此，再次使锁 定销112与锁定部110处于嵌接中。

在此提出的转动切换部102中，切换杆106可以用脱开的锁定部110从每个定位，例 如R、N或者D朝P地向回转动。

根据在此提出的切换设备的另外的实施例，也可以提高所使用的锁定元件的数 量。通过同时提高回调环114上的切换凸轮200的数量，也可以同时使另外的锁定销112运 动。

图5和图6再次以从上方看的立体视图示出了在此提出的切换设备102的借助图3 和图4详细阐述的功能状态。因此，图5示出了具有固定的锁定部110的切换设备102的功能 状态。锁定销112未被安置在控制凸轮200上，并且因此发生联入并固定锁定部110。图6示出 了切换设备102的如下功能状态，在该功能状态中，锁定销112借助控制凸轮200被拉入到第 二定位中，在该第二定位中，锁定销从锁定部110被拉出并因此与锁定部脱开。因此，释放了 锁定部110进而也释放了切换杆106用来进行转动运动。

图7示出了用于运行用于将车辆的自动变速器的操纵元件调节到驻车定位的设备 的方法700的实施例的流程图。借助方法700运行的设备可以是指借助以上附图所阐述的设 备，该设备与车辆的自动变速器的操纵元件联接或者能联接，并且由以能转动的方式支承 的具有止挡元件的锁定梳、用于固定或者为了转动运动释放锁定梳的锁定销以及以能转动 的方式支承的具有控制凸轮和凸鼻的调整环组成。该方法可以由车辆的与设备联接的控制 器来实施。在步骤702中，调整环经由与设备联接的执行器沿预先确定的转动方向进行转 动，以便借助控制凸轮使锁定销从第一定位运动到第二定位中并因此释放锁定梳，并且借 助凸鼻转动到使操纵元件被引入到驻车定位中的程度。

所描述的以及图中所示的实施例是作为示例选出的。不同的实施例可以完全地或 者以单独的特征彼此组合。也可以将一个实施例用其他实施例的特征进行补充。此外，根据 本发明的方法步骤可以重复实施以及以不同于所描述的顺序来实施。

如果实施例在第一特征与第二特征之间包括“和/或”的关联词，那么这可以解读 为：根据一个实施方式不仅具有第一特征还具有第二特征，而根据另外的实施方式要么仅 具有第一特征要么仅具有第二特征。

附图标记列表

100车辆

102切换设备

104自动变速器

106操纵元件

108用于调节操纵元件的设备

110锁定梳

112锁定销

114调整环

200控制凸轮

202突起部

204锁定销的主延伸方向

206锁定销运动到第二定位中的方向

208联接元件

300调整环的转动方向

302控制凸轮的起始区域

304控制凸轮的结束区域

306凸鼻

308止挡元件

310超前

400联接点

402超前的角度

700用于运行用于调节操纵元件的设备的方法

702转动的步骤