用于自动变速器的机电致动器的制作方法

1.本公开涉及一种用于自动变速器的线控换挡系统。


背景技术：

2.自动变速器是一种用于车辆的变速器系统，所述车辆不需要用户的输入即可改变从变速器系统输出的动力。通常，自动变速器具有不同的操作模式，诸如空挡模式、驻车挡模式、前进挡模式和倒挡模式。常规上，自动变速器包括换挡机构，所述换挡机构使用诸如缆索和杆之类的机械联动装置机械地联接到变速器。在操作中，驾驶员可以操作换挡杆以将自动变速器置于操作模式中的一者。尽管常规的换挡机构将自动变速器置于不同的操作模式，但是常规的换挡机构具有与其相关联的限制。例如，常规的换挡机构采用机械联动装置，所述机械联动装置增加了车辆的整体重量。此外，常规的换挡机构采用易于腐蚀的机械联动装置。另外，由于机械联动装置的长时间使用引起的疲劳，机械联动装置往往会产生松弛，由此影响常规的换挡机构的性能。此外，对常规的换挡机构的任何修理或更换都是劳动密集型任务。
3.缓解上述问题的方式之一是设计具有线控换挡机构的自动变速器。然而，设计具有线控换挡机构的自动变速器是费时且劳动密集型任务。


技术实现要素：

4.本公开涉及用于自动变速器的机电致动器的实施例。本公开的机电致动器可以与使用机械换挡机构的现有自动变速器一起使用。
5.本公开的一个实施例涉及一种车辆变速器系统，所述车辆变速器系统包括变速器部件和联接到所述变速器部件的机电致动器。机电致动器包括电动马达和螺线管，所述电动马达和螺线管在接收到命令时将变速器部件维持在驻车挡位置和非驻车挡位置中的一者中。电动马达和螺线管还被配置为在接收到命令时阻止变速器部件返回到驻车挡位置。此外，电动马达和螺线管被配置为从车辆控制系统接收命令。
6.根据一个实施例，车辆控制系统包括处理单元和接口，所述接口被配置为从安装有车辆变速器的车辆的驾驶员接收命令。在一个示例中，所述命令对应于驾驶员将车辆置于前进挡模式、倒挡模式或空挡模式中的一者中的指令。
7.本公开的另一个实施例涉及一种机电致动器，所述机电致动器包括第一杠杆、第二杠杆、分动齿轮以及电动马达，所述电动马达联接到分动齿轮、第一杠杆和第二杠杆。机电致动器还包括螺线管，使得电动马达和螺线管被配置为将外部车辆变速器系统维持在驻车挡位置和非驻车挡位置中的一者中。另外，接收到命令还使电动马达和螺线管阻止外部车辆变速器系统返回到驻车挡位置。在一个示例中，机电致动器经由第一杠杆联接到外部车辆变速器系统。
8.根据一个示例，所述命令可以对应于切断对电动马达或螺线管的电力的指令。此外，执行命令使第一杠杆顺时针旋转以将第二杠杆锁定在原始位置中。在原始位置处，第一
杠杆阻止第二杠杆旋转以维持外部车辆变速器的驻车挡位置。
9.根据另一个示例，所述命令用于将车辆置于前进挡模式、倒挡模式或空挡模式中。响应于所述命令，螺线管被配置为驱动棘爪以使所述第一杠杆处于允许外部车辆变速器系统将车辆置于前进挡模式、倒挡模式或空挡模式中的一者中的位置中。
10.本公开的又一实施例涉及车辆，所述车辆包括机电致动器，所述机电致动器联接到所述外部车辆变速器系统。机电致动器被配置为控制车辆控制系统以将车辆维持在驻车挡位置中或将车辆维持在非驻车挡位置中或阻止车辆返回到驻车挡位置。
附图说明
11.在本文中参考附图进一步描述上述实施例。应当注意，描述和附图涉及示例性实施例，并且不应被解释为对本公开的限制。还应当理解，可以构想各种布置，此类布置尽管没有在本文中明确地描述或示出，但是体现了本公开的原理。此外，本文叙述本公开的原理、实施例以及具体的示例的所有陈述旨在涵盖其等效物。
12.图1示出了根据本公开的一个实施例的车辆变速器系统；
13.图2示出了根据本主题的一个实施例的机电致动器的详细示意图；
14.图3示出了根据本主题的一个实施例的没有壳体的机电致动器的各种部件；
15.图4示出了根据本主题的一个实施例的处于机电致动器将变速器部件维持在驻车挡位置中的状态下的机电致动器；
16.图5示出了根据本主题的一个实施例的处于机电致动器将变速器部件维持在非驻车挡位置中的状态下的机电致动器；并且
17.图6示出了根据本主题的一个实施例的处于机电致动器阻止变速器部件返回到驻车挡位置的状态下的机电致动器。
具体实施方式
18.在以下描述中，阐述了某些具体的细节，以便提供对各种所公开的实施例的透彻理解。然而，相关领域技术人员将认识到，在没有这些具体的细节中的一者或多者的情况下，或者用其他方法、部件、材料等，可以实践实施例。
19.除非上下文另有指示，否则在整个说明书和所附权利要求中，词语“包括”及其变型(诸如“包含”和“含有”)将以开放性、包容性意义解释，所述开放性、包容性意义是指“包括，但不限于”。此外，术语“第一”、“第二”和类似序列指示符被解释为是可互换的，除非上下文另有明确规定。
20.在整个本说明书中对“一个实施例”或“实施例”的提及意味着结合所述实施例描述的特定特征、结构或特性被包括在至少一个实施例中。因此，短语“在一个实施例中”或“在实施例中”在整个本说明书中的各个地方出现不一定全部是指同一实施例。此外，特定特征、结构或特性可在一个或多个实施例中以任何合适的方式组合。
21.除非内容另外清楚地规定，否则如本说明书和所附权利要求中所使用，单数形式“一个”、“一种”和“所述”包括复数指称。还应当注意，除非内容另外清楚地规定，否则术语“或”通常以其最广泛的含义使用，即，其意味着“和/或”。
22.图1示出了根据本主题的一个实施例的车辆变速器系统100。车辆变速器系统100
可以是车辆的动力传动系统的一部分。车辆可以是使用动力传动系统和推进系统的所有已知方法(例如，内燃发动机、电池电动、混合动力等)的任何车辆或汽车，诸如小汽车、厢式货车或公共汽车(包括自主或半自主车辆)。
23.车辆变速器系统100包括变速器部件102，所述变速器部件用于改变由原动机(图中未示出)产生的经由输出轴(图中未示出)到达车辆的多个车轮(图中未示出)的动力的量。这种动力变化是基于车辆的负荷需求。在一个示例中，变速器部件102是自动变速器，并且可以呈现不同的操作模式(诸如空挡模式、前进挡模式、倒挡模式或驻车挡模式)中的一者。空挡模式是其中变速器部件102不向输出轴输出动力的模式。此外，前进挡模式是其中变速器部件102输出动力以使车辆前进移动的模式，而倒挡模式是其中变速器部件102输出动力以使车辆后退移动的模式。此外，驻车挡模式是其中变速器部件102锁定输出轴以阻止转向和将动力传递到多个车轮的模式。
24.变速器部件102包括外壳104，所述外壳容纳多个齿轮机构(图中未示出)和多个离合器机构(图中未示出)，所述多个齿轮机构和多个离合器机构在变速器部件102内操作以改变到达输出轴的动力量。外壳104包括端口(图中未示出)以允许变速器油管线106和108附接到其上，以便使变速器油在外壳104内循环。变速器油润滑变速器部件102内部的多个齿轮机构。另外，变速器油通过将由多个齿轮机构的操作产生的热量从变速器部件102耗散来冷却变速器部件102。变速器部件102还包括可操作地安装在外壳104上的操作杆110，并且被配置为将变速器部件102置于操作模式中的一者中。
25.车辆变速器系统100包括机电致动器112，所述机电致动器经由操作杆110联接到变速器部件102。机电致动器112促进变速器部件102的线控换挡功能性。由此，机电致动器112促进车辆变速器系统100的线控换挡功能性。
26.在一个实施例中，车辆变速器系统100可以是非线控换挡变速器，并且机电致动器112可以在外部联接到车辆变速器系统100以将非线控换挡变速器转换为线控换挡变速器。在这种情况下，车辆变速器系统100可以被称为外部车辆变速器系统。
27.机电致动器112包括壳体130，所述壳体容纳机电致动器112的负责操作操作杆110的各种其他部件。在一个示例中，壳体130通过诸如螺母和螺栓或夹具之类的紧固装置可移除地安装到外壳104，使得机电致动器112可以从外壳104上拆卸下来以进行修理或维护。机电致动器112包括致动杆128，所述致动杆以使得致动杆128的一部分从壳体130突出的方式容纳在壳体130中。此外，致动杆128与操作杆110可枢转地联接，并且可以相对于壳体130线性地移动以使操作杆110旋转以便与上述操作模式中的一者接合。下面将描述致动杆128联接到机电致动器110的方式。机电致动器112还包括容纳在壳体130中的螺线管(图中未示出)和电动马达(图中未示出)，并且被配置为将变速器部件102放置和维持在与驻车挡模式相对应的驻车挡位置中。另外，螺线管和电动马达被配置为将变速器部件102放置并维持在非驻车挡位置，所述非驻车挡位置对应于前进挡模式、空挡模式或倒挡模式中的一者。此外，螺线管和电动马达被配置为阻止变速器部件102返回到驻车挡位置。在图2中解释了螺线管和电动马达的操作方式。
28.在一个示例中，机电致动器112被配置为从车辆控制系统114接收命令以将变速器部件102置于驻车挡位置或非驻车挡位置中。在一个示例中，车辆控制系统114可以在机电致动器112的外部。在另一个示例中，车辆控制系统114可以与机电致动器112集成。根据一
个示例，车辆控制系统114使用诸如控制器局域网(can)总线之类的电线联接到机电致动器112。由于机电致动器112联接到车辆控制系统114以用于改变变速器部件102的操作模式，因此机电致动器112省去了用于控制变速器部件102的操作的缆索和机械换挡杆的使用。结果，缓解了与机械联动装置相关联的任何故障。
29.根据一个示例，车辆控制系统114包括接口116，所述接口被配置为从用户(例如，安装有车辆变速器系统100的车辆的驾驶员)接收命令。接口116可以是can总线，其将车辆控制系统114联接到安装在车辆的车厢中的挡位选择器118。在操作期间，驾驶员可以操作挡位选择器118以将命令发送到车辆控制系统114，以将变速器部件102置于驻车挡位置或非驻车挡位置中。
30.根据一个示例，车辆控制系统114包括联接到接口116的处理单元120，并且被配置为处理命令并指示机电致动器112。处理单元120可以被实施为一个或多个微处理器、微型计算机、微控制器、数字信号处理器、中央处理单元、状态机、逻辑电路和/或基于操作指令操纵信号的任何装置。车辆控制系统114还可以包括存储库122，所述存储库存储用于机电致动器112的与命令相对应的指令集的库。在操作中，处理单元120确定用于机电致动器112的指令集，所述指令集在被执行时使机电致动器112将变速器部件102置于前述位置中的一者中。车辆控制系统114还包括多个开关，诸如第一开关124和第二开关126，以促进向机电致动器112的供电。在所示的示例中，第一开关124和第二开关126可以由处理单元120控制，以促进分别从诸如电池之类的电源(图中未示出)流向螺线管和电动马达的电流。此外，第一开关124和第二开关126被配置为分别切换被供给到螺线管和电动马达的电流的极性。
31.图2示出了根据本主题的一个实施例的机电致动器112的详细示意图。如上文所提及的，机电致动器112包括壳体130，所述壳体容纳机电致动器112的各种其他部件。此外，壳体130包括第一部分132和第二部分134，以将不同的部件容纳在壳体130内。机电致动器112还包括第一杠杆136，所述第一杠杆被配置为将变速器部件102置于驻车挡位置或非驻车挡位置中。此外，第一杠杆136可以围绕旋转轴线a1旋转以将变速器部件102置于前述位置中。
32.在一个示例中，第一杠杆136被容纳在壳体130的第一部分132内。第一杠杆136以使得第一杠杆136的旋转引起致动杆128线性地移动的方式机械地联接到致动杆128(在图1中示出)。此外，致动杆128操作操作杆110以使变速器部件102移动以呈现不同的操作模式。例如，致动杆128通过齿条和小齿轮机构(在图中未示出)联接到第一杠杆136。根据一个示例，齿条和小齿轮机构的小齿轮联接到第一杠杆136，而齿条和小齿轮机构的齿条附接到致动杆128。此外，第一杠杆136包括附接部分156，所述附接部分包括附接点158，小齿轮可以通过诸如但不限于螺母和螺栓之类的紧固装置附接在所述附接点处。第一杠杆136还包括接合部分160，所述接合部分被配置为在第一部分132内部围绕旋转轴线a1旋转。
33.在一个示例中，第一杠杆136可以呈现两个位置，即，原始位置和锁定位置。原始位置(在图2中未示出)是第一杠杆136的第一侧面136a邻接第一部分132的第一壁132a的位置。在所示的示例中，处于原始位置的第一杠杆136允许操作杆110(在图1中示出)将变速器部件102置于非驻车挡位置中。
34.另一方面，如图2所示的锁定位置是第一杠杆136的第二侧面136b邻接第一部分132的第二壁132b的位置。此外，处于锁定位置的第一杠杆136限制操作杆110(在图1中示出)的移动以将变速器部件102置于驻车挡位置中。
35.机电致动器112还包括第二杠杆138，所述第二杠杆促进第一杠杆136在原始位置与锁定位置之间旋转。此外，第二杠杆138被配置为将第一杠杆136维持在锁定位置中。在一个示例中，第二杠杆138在第一部分132内部被安装为靠近第一杠杆136。在所示的示例中，机电致动器112以使得第二杠杆138可以围绕旋转轴线a1旋转的方式安装。此外，第二杠杆138被安装在壳体130的基座(未示出)上并且在第一杠杆136的下方，使得第二杠杆138的旋转控制第一杠杆136的旋转。为了控制旋转程度，第二杠杆138包括在顶表面138a上的突起170，所述突起可以与第一杠杆136的第三侧表面136c接合以使第一杠杆136旋转。另外，突起170阻止第一杠杆136朝向第二壁132b旋转并经过第二杠杆138。换句话说，第二杠杆138的突起170阻止第一杠杆136的第三侧面136c与第二壁132b接触。
36.机电致动器112还包括分动齿轮140，所述分动齿轮使得第二杠杆138能够促进第一杠杆136的旋转。例如，分动齿轮140操作第二杠杆138以移动第一杠杆136以在原始位置与锁定位置之间旋转。在一个示例中，分动齿轮140可操作地联接到第二杠杆138，使得分动齿轮140使第二杠杆138旋转以使第一杠杆136旋转。分动齿轮140可以使用齿轮啮合与第二杠杆138接合以使第二杠杆138旋转。关于图3提供了对分动齿轮140如何与第二杠杆138接合的详细解释。
37.在一个示例中，为了将第一杠杆132保持在锁定位置中，机电致动器112包括棘爪142，所述棘爪用作止动器以将第一杠杆136保持在锁定位置中。此外，棘爪142被配置为以使得棘爪142可以选择性地与第一杠杆132接合的方式安装在第一部分132中。例如，棘爪142通过枢转杆144可枢转地安装在第一部分132中。棘爪142被配置为在第一杠杆136处于锁定位置时与第三侧表面136c接合。棘爪142具有圆柱体的扇形形状，在棘爪142的一端上具有锁定突起176。
38.根据本公开，机电致动器112包括将运动赋予分动齿轮140和棘爪142以控制第一杠杆136的各种电气部件。例如，为了使分动齿轮140以及因此第一杠杆136旋转，机电致动器112包括容纳在壳体130的第二部分134中的电动马达146。电动马达146可以是步进电动马达、直流电动马达和交流电动马达中的一者。电动马达146可以使电动马达146的轴(图2中未示出)沿顺时针方向和逆时针方向旋转。此外，电动马达146可以联接到第一开关124(在图1中示出)。在一个示例中，可操作地联接到电动马达146的分动齿轮140被配置为当电动马达146由车辆控制系统114(在图1中示出)驱动时操作。
39.机电致动器112还包括容纳在第二部分134中的螺线管148，并且被配置为使棘爪142枢转以经由柱塞178将棘爪142选择性地与第一杠杆136接合。尽管未示出，但是柱塞178在与枢转杆144偏离的点处联接到棘爪142的侧表面(图中未示出)。螺线管148被配置为促进将第一杠杆136锁定在锁定位置处。螺线管148还允许第一杠杆136从非驻车挡位置快速返回到驻车挡位置。在操作中，当电流经由第二开关126从电源提供给螺线管148时，柱塞178朝向第一部分132移动，由此使锁定突起176朝向第三侧面136c枢转。螺线管148还可以包括诸如弹簧之类的复位机构，当到螺线管148的电流终止时，所述复位机构可以使柱塞178向第二部分134滑回。此外，基于机电致动器112的设计，螺线管148可以是直接作用螺线管，其推动柱塞178以使棘爪142枢转。在一个示例中，螺线管148和电动马达146分别使用开关126和124操作以阻止变速器部件102返回到驻车挡位置。
40.机电致动器112包括促进机电致动器112的操作的附加部件。例如，机电致动器112
包括偏置元件150，所述偏置元件联接到第一杠杆136的第一侧表面136a和第一部分132的第一壁132a。偏置元件150被配置为将第一杠杆136从锁定位置移动到原始位置，并且因此将操作杆110(在图1中示出)从驻车挡位置移动到非驻车挡位置。
41.机电致动器112还包括感测第一杠杆136和第二杠杆138的位置和/或旋转角度的多个位置传感器。例如，机电致动器112包括安装在第一壁132a上的第一位置传感器152，所述第一位置传感器感测第一杠杆136相对于第一壁132a的位置。换句话说，第一位置传感器152被配置为感测第一杠杆136相对于第一壁132a的接近度，并且当第一杠杆136靠近第一壁132a时产生信号。机电致动器112还包括第二位置传感器154，所述第二位置传感器安装在第二壁132b上并且感测第二杠杆138相对于第二壁132b的位置。换句话说，第二位置传感器154被配置为在第二杠杆138靠近第二壁132b时产生信号。此外，第一位置传感器152和第二位置传感器154两者都可通信地耦合到处理单元120(在图1中示出)，所述处理单元使用由位置传感器152和154两者产生的信号来控制电动马达146和螺线管148。
42.尽管未示出，但是机电致动器112包括模式选择器。模式选择器被配置为当第一杠杆136将变速器部件102置于非驻车挡位置中时操作所述操作杆110(在图1中示出)以将变速器部件102置于前进挡模式、倒挡模式或空挡模式中。此外，模式选择器以使得当第一杠杆136处于锁定位置时第一杠杆136禁止模式选择器与前述模式中的一者接合的方式与操作杆110(在图1中示出)和第一杠杆136接合。例如，第一杠杆136被配置为当第一杠杆136处于锁定位置时将模式选择器接合到操作杆110(在图1中示出)。
43.因此，机电致动器112被配置为将变速器部件102置于驻车挡模式、非驻车挡模式和手动超驰模式中，其中变速器部件102是车辆变速器系统100的一部分。在另一个实施例中，机电致动器112在外部联接到车辆变速器系统100。如早先所讨论的，在这种情况下，车辆变速器系统100可以被称为外部车辆变速器系统。因此，机电致动器112被配置为将外部车辆变速器系统置于驻车挡模式、非驻车挡模式和手动超驰模式中。
44.图3示出了根据本主题的一个实施例的没有壳体130的机电致动器112的各种部件。在所示实施例中，分动齿轮140是包括第一齿轮180和第二齿轮182的复式齿轮。在一个示例中，分动齿轮140可以使用模制作为单个部件来制造。在另一个示例中，可以通过将第一齿轮180和第二齿轮182安装在轴184上来组装分动齿轮140，使得第一齿轮180和第二齿轮182以相同转速旋转。此外，第一齿轮180包括在第一齿轮180的外围的第一外齿188，而第二齿轮182包括在第二齿轮182的外围的第二外齿190。此外，第一齿轮180大于第二齿轮182，因此第一外齿188的数量大于第二外齿190的数量。
45.在一个示例中，第一齿轮180和第二齿轮182是正齿轮，每个正齿轮分别具有直切的第一外齿188和第二外齿190。在另一个示例中，第一齿轮180和第二齿轮182是斜齿轮，其中第一外齿188和第二外齿190具有螺旋轮廓。在又一示例中，第一齿轮180和第二齿轮182是人字齿轮。在一个示例中，第一齿轮180和第二齿轮182可以由多种材料(诸如但不限于铸铁、钢、黄铜和青铜)制成。
46.根据一个示例，电动马达146包括轴192，所述轴联接到蜗轮186。蜗轮186包括外部蜗杆轮廓196，所述外部蜗杆轮廓以使得蜗轮186和第一齿轮180形成蜗杆传动的方式与第一外齿188啮合。此外，蜗杆传动控制第一齿轮180的旋转。另一方面，第二杠杆138包括在第二杠杆138的外围的第三外齿194。此外，第三外齿194与第二齿轮182的第二外齿190啮合，
从而在它们之间没有干扰。结果，啮合不妨碍第二齿轮182围绕旋转轴线a1的旋转。在操作中，蜗轮186由电动马达146旋转，所述电动马达使第一齿轮180旋转。此外，由于分动齿轮140是复式齿轮，所以第二齿轮182和第一齿轮180以相同转速旋转。此外，当第二齿轮182旋转时，第二外齿190与第三外齿194之间的啮合导致第二杠杆138例如朝向第一壁132a(在图2中示出)旋转。然而，在第二齿轮182例如由于振动而无意地朝向第二壁132b(在图2中示出)旋转的情况下，蜗杆传动阻止这种旋转。
47.根据本公开的又一实施例，对蜗轮186与第一外齿188的啮合以及第二外齿190与第三外齿194的啮合进行润滑以减小摩擦以通过啮合确保平稳运动。另外，润滑吸收了在运动期间通过啮合产生的热量。在一个示例中，润滑可以为半固态润滑剂的形式，所述半固态润滑剂被施加在蜗轮186、第一外齿188、第二外齿190和第三外齿194上。在另一个示例中，润滑可以为形成在第一部分132(在图2中示出)中的润滑剂浴的形式，使得第二杠杆138和分动齿轮140浸没在润滑油中。在润滑为浴形式的情况下，第一部分132和第二部分134被流体地隔离，使得阻止润滑油渗入容纳电动马达146和螺线管148的第二部分134中。
48.现在将结合图4、图5和图6描述图1、图2和图3所示的机电致动器112的操作。图4示出了处于机电致动器112将变速器部件102维持在驻车挡位置中的状态下的机电致动器112。此外，图5示出了处于机电致动器112将变速器部件102维持在非驻车挡位置中的状态下的机电致动器112。最后，图6示出了处于机电致动器112阻止变速器部件102返回到驻车挡位置的状态下的机电致动器112。
49.首先，在如图4所示的驻车挡位置处，第一杠杆136和第二杠杆138处于原始位置。此外，在原始位置处，第一杠杆136允许模式选择器操作致动杆128。因此，致动杆128操作所述操作杆110以与操作模式中的一者(即，前进挡模式、空挡模式或倒挡模式)接合。此外，驾驶员可以操作挡位选择器118以向车辆控制系统114发送命令以将车辆置于驻车挡模式中。处理单元120经由接口116接收所述命令。处理单元120通过在存储库122中寻找与接收到的命令相对应的指令集来处理所述命令。在一个示例中，处理单元120在确定指令集之后将信号发送到第一开关124以对电动马达146供电。
50.一旦第一开关124接收到信号，第一开关124就建立电连接以允许电流从电源流到电动马达146。此外，电动马达146中的电流流动导致轴192和蜗轮186顺时针旋转。此外，蜗轮186的顺时针旋转导致分动齿轮140的第一齿轮180顺时针旋转。由于第一齿轮180联接到第二齿轮182，因此第二齿轮182也顺时针旋转。此外，由于第二外齿190与第三外齿194之间的啮合，因此第二杠杆138沿第一方向d1逆时针旋转。当第二杠杆138旋转时，突起170邻接第三侧面136c，并且将第一杠杆136沿第一方向d1(逆时针方向)推向第一部分132的第一壁132a。当第一杠杆136朝向第一壁132a移动时，第一杠杆136压缩偏置元件150，由此为其通电。如图5所示，第二杠杆138和第一杠杆136继续朝向第一壁132a移动，直到第一杠杆136在锁定位置处靠近第一壁132a为止。当第一杠杆136处于锁定位置处时，第一位置传感器152向处理单元120发送信号。同时，在锁定位置处，第一杠杆136使得致动杆128能够操作所述操作杆110以将变速器部件102置于前进挡模式、空挡模式和倒挡模式中的一者中。
51.当从第一位置传感器152接收到信号之后，处理单元120向第二开关126发送指令。第二开关126促进电流从电源传递到螺线管148，以经由柱塞178驱动棘爪142，使得锁定突起176与第一杠杆136的第三侧表面136c接合。一旦接合，处理单元120就指示第一开关124
切换由电源供给到电动马达146的电流的极性，从而导致轴192和蜗轮186逆时针旋转。结果，蜗轮186导致第一齿轮180以及因此第二齿轮182沿第一方向d1逆时针旋转。此外，第二齿轮182沿第一方向d1的逆时针旋转导致第二杠杆138顺时针旋转。结果，第二杠杆138开始沿第二方向d2朝向第一部分132的第二壁132b旋转。
52.第二杠杆138继续沿第二方向d2旋转，直到第二杠杆138靠近第二壁132b。当第二杠杆138接近第二壁132b时，第二位置传感器154检测第二杠杆138，并且向处理单元120发送指示第二杠杆138处于原始位置的信号。因此，处理单元120向第一开关124发送指令以终止向电动马达146传递电流。一旦第二杠杆138处于原始位置处，处理单元120就操作所述操作杆110以经由致动杆128操作模式选择器以将变速器部件102置于前进挡模式、空挡模式或倒挡模式中。此外，第二开关126继续为螺线管148供电，以使棘爪142与第一杠杆136接合，如图5所示。
53.现在，可能会出现驾驶员想要与驻车挡模式接合的情况。因此，驾驶员操作挡位选择器118，并发送命令以终止向螺线管148供电。另外，所述命令可以包括用于终止对电动马达146供电的指令。在接收到命令之后，处理单元120将命令与存储库122进行比较以确定用于第一开关124和第二开关126的指令集。因此，处理单元120向第二开关126发送指令以终止对螺线管148的供电。当电流停止流入螺线管148时，复位机构将柱塞178拉入螺线管148，从而导致锁定突起176从第三侧面136c脱离。随着锁定突起176的脱离，偏置元件150推动第一杠杆136以沿第二方向d2朝向原始位置移动。第一杠杆136沿第二方向d2旋转，直到第三侧面136c抵邻突起170为止。此外，通电的偏置元件150将第一杠杆136保持推向第二杠杆138，以将第二杠杆138锁定在原始位置中。此外，由偏置元件150推动的第一杠杆136还阻止第二杠杆138由于机电致动器112在其操作期间从变速器部件102接收的振动而旋转。
54.根据本公开，可能存在驾驶员想要例如如图6所示将车辆手动置于非驻车挡位置中以便牵引车辆的情况。在车辆处于驻车挡位置或非驻车挡位置中的两种情况下都可能发生这种情况。在这种情况下，驾驶员向处理单元120发送手动超驰命令。在接收到命令之后，处理单元120确定变速器部件102处于驻车挡位置还是非驻车挡位置中。处理单元120使用第一位置传感器152确定位置。
55.如果处理单元120没有从第一位置传感器152接收到信号，则处理单元120确定变速器部件102处于非驻车挡位置中。因此，处理单元120确定用于第一开关124和第二开关126的指令。此外，处理单元120向第一开关124发送指令，以向电动马达146供电并导致轴192和蜗轮186顺时针旋转。蜗轮186的顺时针旋转导致第二杠杆138和第一杠杆136以上文解释的方式沿第一方向d1逆时针移动。一旦第一杠杆136和第二杠杆138移动到锁定位置，第一位置传感器152就向处理单元120发送指示第一杠杆136处于锁定位置处的信号。因此，处理单元120指示第一开关124终止向电动马达146供电。此外，通过蜗轮186与第一齿轮180的蜗轮啮合，将第二杠杆138和第一杠杆136维持在锁定位置中。锁定位置缓解了对恒定电源的需求，否则螺线管148将变速器部件102维持在非驻车挡位置将需要恒定电源。因此，这阻止对应的车辆返回到驻车挡位置。
56.另一方面，在处理单元120从第一位置传感器152接收到信号的情况下，处理单元120确定变速器部件102处于驻车挡位置中。因此，处理单元120确定来自存储库122中的库的用于第一开关124和第二开关126的指令集。例如，处理单元120向第二开关126发送指令
以终止向螺线管148提供电流，由此使棘爪142后退。同时，处理单元120指示第一开关124以前述段落解释的方式促进电流从电源流向电动马达146以移动第二杠杆138。因此，处理单元120操作机电致动器112以阻止变速器部件102呈现驻车挡位置。
57.在一个实施例中，可能存其中电力不可用于为机电致动器112供电以阻止车辆返回到驻车挡位置的情况。在车辆上的电源已经放电的情况下，可能发生这种情况。此外，为了在这种情况下阻止车辆进入驻车挡位置，车辆可以包括联接到蜗轮186(在图3中示出)的外部机构，以允许车辆的驾驶员将车辆手动置于非驻车挡位置(手动超驰状况)。外部机构可以包括可旋转地联接到蜗轮186的杆(图中未示出)和可以附接到杆以使蜗轮186旋转的曲柄把手(图中未示出)。在一个示例中，外部机构可以促进第二杠杆138和第一杠杆136沿第一方向d1逆时针旋转。因此，变速器部件102以及由此车辆变速器系统100可以被手动地置于非驻车挡位置(手动超驰状况)。在一个实施例中，外部机构可以是外部杠杆，所述外部杠杆被定位成使得驾驶员可以方便地接近外部杠杆。
58.在驾驶员希望将变速器部件102置回前述任一模式的情况下，驾驶员可以提供相应的命令，并且处理单元120将以上文解释的方式操作。
59.尽管已经参考具体的实施例描述了本公开，但是本描述不意图以限制性意义进行解释。在参考本公开的描述后，所公开的实施例的各种修改以及本公开的替代实施例对于本领域技术人员来说将变得显而易见。因此，可以设想，在不脱离如所限定的本公开的精神或范围的情况下可进行此类修改。
60.根据本发明，提供了一种车辆变速器系统，所述车辆变速器系统具有：变速器部件；以及机电致动器，所述机电致动器联接到所述变速器部件，所述机电致动器包括电动马达和螺线管，其中所述螺线管和所述电动马达被配置为基于命令：将所述变速器部件维持在驻车挡位置中；将所述变速器部件维持在非驻车挡位置中；或者阻止所述变速器部件返回到所述驻车挡位置。
61.根据一个实施例，所述螺线管和所述电动马达被配置为从车辆控制系统接收命令。
62.根据一个实施例，所述车辆控制系统包括：处理单元；以及接口，所述接口被配置为从安装有所述车辆变速器系统的车辆的驾驶员接收所述命令。
63.根据一个实施例，所述机电致动器省去了用于控制所述变速器部件的所述操作的缆索和机械换挡杆的使用。
64.根据一个实施例，所述机电致动器包括：第一杠杆；第二杠杆；以及分动齿轮，所述分动齿轮被配置为在接收到所述命令之后将所述变速器部件维持在所述驻车挡位置中；将所述变速器部件维持在所述非驻车挡位置中；或者阻止所述变速器部件返回到所述驻车挡位置。
65.根据一个实施例，所述命令用于将对应车辆置于前进挡模式、倒挡模式或空挡模式中；并且所述螺线管被配置为驱动棘爪以将所述第一杠杆保持在允许所述变速器部件将所述对应车辆置于所述前进挡模式、所述倒挡模式或所述空挡模式中的一者中的位置中。
66.根据一个实施例，所述命令是手动超驰命令；并且所述第二杠杆被配置为逆时针旋转以将所述第一杠杆保持在锁定位置中并阻止对应车辆返回到所述驻车挡位置。
67.根据一个实施例，所述命令是终止向所述电动马达或所述螺线管供电；并且所述
第一杠杆被配置为顺时针旋转以将所述第二杠杆锁定在原始位置中并阻止所述第二杠杆旋转以维持所述变速器部件的所述驻车挡位置。
68.根据一个实施例，所述非驻车挡位置是所述变速器部件的前进挡位置、倒挡位置或空挡位置中的一者。
69.根据本发明，提供了一种具有如上所述的车辆变速器系统的车辆。
70.根据本发明，提供了一种机电致动器，所述机电致动器具有：第一杠杆；第二杠杆；分动齿轮；电动马达，所述电动马达联接到所述分动齿轮、所述第一杠杆和所述第二杠杆；以及螺线管，其中所述电动马达和所述螺线管被配置为在接收到命令之后：将外部车辆变速器系统维持在驻车挡位置中；将所述外部车辆变速器系统维持在非驻车挡位置中；或者阻止所述外部车辆变速器系统返回到所述驻车挡位置。
71.根据一个实施例，所述机电致动器经由所述第一杠杆联接到所述外部车辆变速器系统。
72.根据一个实施例，所述外部车辆变速器系统是非线控换挡自动变速器系统。
73.根据一个实施例，所述命令是所述电动马达或所述螺线管失去电力；并且所述第一杠杆被配置为顺时针旋转以将所述第二杠杆锁定在原始位置中并阻止所述第二杠杆旋转以维持所述外部车辆变速器系统的所述驻车挡位置。
74.根据一个实施例，所述命令用于将对应车辆置于前进挡模式、倒挡模式或空挡模式中；并且所述螺线管被配置为驱动棘爪以使所述第一杠杆处于允许所述外部车辆变速器系统将所述对应车辆置于所述前进挡模式、所述倒挡模式或所述空挡模式中的一者中的位置中。
75.根据一个实施例，所述命令是手动超驰命令；并且所述第二杠杆被配置为逆时针旋转以将所述第一杠杆保持在锁定位置中并阻止对应车辆返回到所述驻车挡位置。
76.根据一个实施例，所述非驻车挡位置是所述外部车辆变速器系统的前进挡位置、倒挡位置或空挡位置中的一者。
77.根据本发明，提供了一种自主车辆，所述自主车辆具有：如上所述的所述机电致动器和所述车辆变速器系统。
78.根据本发明，提供了一种车辆，所述车辆具有：机电致动器，所述机电致动器联接到车辆变速器系统，所述机电致动器被配置为在接收到命令之后控制所述车辆变速器系统以：将所述车辆维持在驻车挡位置中；将所述车辆维持在非驻车挡位置中；或者阻止所述车辆返回到所述驻车挡位置。
79.根据一个实施例，当所述命令是终止向所述机电致动器供电时，所述机电致动器被配置为通过使所述机电致动器内部的第一杠杆顺时针旋转来将所述车辆维持在所述驻车挡位置中，并锁定所述机电致动器内的第二杠杆以阻止所述第二杠杆旋转；当所述命令用于将所述车辆置于前进挡模式、倒挡模式或空挡模式中时，所述机电致动器被配置为通过驱动棘爪以使所述第一杠杆逆时针旋转到允许所述车辆变速器系统将所述车辆置于所述前进挡模式、所述倒挡模式或所述空挡模式中的一者中的位置来将所述车辆维持在所述非驻车挡位置中；并且当所述命令是手动超驰命令时，所述机电致动器被配置为使所述第二杠杆逆时针旋转以将所述第一杠杆保持在锁定位置中并阻止所述电动马达将所述车辆返回到所述驻车挡位置。