CN107725768B - 一种用于车辆的档位识别装置及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于车辆的档位识别装置及车辆，涉及识别技术领域，用于识别驻车机构档位的实际位置，车辆包括具有拨叉的变速箱，档位识别装置包括传感器，设于车辆的变速箱内，其具有一触发开关，传感器配制成根据触发开关的状态确定拨叉所处的档位位置，输出与拨叉所处的档位位置相匹配的电压信号；控制器，与传感器通信连接，且配制成用于接收传感器输出的电压信号，并根据电压信号输出用于表征车辆的驻车机构档位的实际位置的指示信号；档位位置包括驻车档位和非驻车档位。本发明解决现有技术中的驻车位置传感器由于电磁感应的方式抗干扰能力差、易受到周围环境因素的影响导致位置传感器采集的信号有异使得TCU出现判断错误的问题。

Description

一种用于车辆的档位识别装置及车辆

技术领域

本发明涉及一种识别技术领域，特别是涉及一种用于车辆的档位识别装置及车辆。

背景技术

在AT(自动变速器)或者DCT(双离合变速器)中，驻车机构通过AT或双离合自动变速器的选换档执行机构或换挡拉索进行控制，并驱动棘爪以棘爪回转轴为轴心旋转，与驻车的棘轮相啮合，以锁止输出轴或差速器，从而达到驻车的目的，此时，驻车机构的位置传感器会将其采集的信号输出给TCU(变速器控制单元)，从而通过TCU来识别驻车机构的实际位置。

目前，驻车机构的位置传感器通常采用电磁感应原理来对驻车机构的实际位置进行识别，图1为现有技术中驻车机构位置传感器对驻车机构位置进行识别的结构图，驻车机构的传感器销3与传感器4之间的不同相对位置会产生不同的电压，通过所产生的电压的变化量来判断驻车机构实际位置。其工作原理是：驻车拨叉1与驻车传感器销3刚性连接，驻车拨叉1受到回转轴2的导向进行轴向运动，当驻车拨叉1在非P档位置时，驻车传感器销3位于传感器4的上方，此时传感器会形成一个电压信号；当驻车拨叉1在P档位置时，驻车传感器销3与传感器4位置对齐，如图2所示，此时传感器会形成另一个电压信号，此时，变速器控制单元TCU通过比较这两个电压信号的大小来判断该驻车机构的实际档位位置。但是，往往变速器的实际使用工况相当复杂且多变，而位置传感器采用电磁感应方式进行采集信号，通常由于电磁感应的方式抗干扰能力差而极易受到周围环境因素的影响，从而位置传感器采集信号有异而导致出现TCU判断错误的问题。

发明内容

本发明的一个目的是要提供一种用于车辆的档位识别装置及车辆，以解决现有技术中的驻车位置传感器由于电磁感应的方式抗干扰能力差、易受到周围环境因素的影响导致位置传感器采集的信号有异使得TCU出现判断错误的问题。

特别地，本发明提供了一种用于车辆的档位识别装置，用于识别所述车辆的驻车机构档位的实际位置，所述车辆包括一具有拨叉的变速箱，所述档位识别装置包括：

传感器，设于所述车辆的变速箱内，所述传感器具有一触发开关，所述传感器配置成根据所述触发开关的状态确定所述拨叉所处的档位位置，并输出与所述拨叉所处的档位位置相匹配的电压信号；和

控制器，与所述传感器通信连接，且配置成接收所述传感器输出的电压信号，并根据所述电压信号输出用于表征所述车辆的驻车机构档位的实际位置的指示信号。

进一步地，所述档位位置包括驻车档位和非驻车档位，所述触发开关配置成：

当其处于断开状态时，使得所述传感器输出第一电压信号并发送至所述控制器，从而使得所述控制器输出的指示信号为用于指示所述驻车档位的信号；

当其处于闭合状态时，使得所述传感器输出第二电压信号并发送至所述控制器，从而使得所述控制器输出的指示信号为用于指示所述非驻车档位的信号。

进一步地，所述传感器包括与所述触发开关配合连接的活动件，所述活动件构造成：

在所述拨叉位于所述非驻车档位时保持静止状态以使得所述触发开关处于断开状态；

在所述拨叉位于所述驻车档位时被挤压并运动至偏离其处于静止状态时所在的位置，以使得所述触发开关处于闭合状态。

进一步地，所述变速箱还包括与所述拨叉刚性连接的传感器销，所述传感器销构造成在所述拔叉处于所述驻车档位时挤压所述活动件、在所述拔叉处于所述非驻车档位时脱离所述活动件。

进一步地，所述传感器具有一对接部，所述对接部具有插槽，所述活动件构造成沿横向可伸缩地设置在所述对接部中，以在所述活动件处于静止状态时使得至少其头部区段伸入所述插槽中、在所述活动件被挤压而产生运动后使得其伸入所述插槽的至少部分区段缩回。

进一步地，所述传感器销构造成：在所述拔叉处于所述驻车档位时***所述插槽中以挤压所述活动件，并促使所述活动件伸入所述插槽的至少部分区段缩回；在所述拔叉处于所述非驻车档位时从所述插槽中抽出，以释放所述活动件，从而允许所述活动件的至少头部区段伸入所述插槽中。

进一步地，所述活动件为一球状物，其构造成在所述传感器销进入所述插槽时被挤压并运动至偏离其处于静止状态时所在的位置，以将所述触发开关由断开状态转为闭合状态，或在所述传感器销从所述插槽抽出时至少其头部区段伸入所述插槽中，以将所述触发开关由闭合状态转为断开状态。

进一步地，所述变速箱具有一传感器模块，所述传感器集成于所述传感器模块处，所述传感器模块的接口设有传感器线束，该传感器线束穿过所述变速箱的壳体以与所述变速箱壳体处的接口固定连接。

进一步地，所述变速箱的壳体处设有变速器线束，所述控制器通过所述变速器线束与所述变速箱相连，以将所述传感器采集的信号通过所述变速器线束传至所述控制器，从而使得所述控制器能够根据所述传感器的电压信号输出用于表征所述车辆的驻车机构档位的实际位置的指示信号。

本发明还提出一种车辆，其包括：变速箱，包括拨叉、驻车档位以及非驻车档位；和根据所述的档位识别装置，其包括设于所述变速箱内的传感器和与所述传感器通信连接的控制器，所述档位识别装置配置成能够根据所述传感器检测到的所述拨叉所在的所述驻车档位或所述非驻车档位的位置信号使得所述控制器输出用于表征所述车辆的驻车机构档位的实际位置的指示信号。

本发明的有益效果可以为：

首先，由于所述档位识别装置的传感器能够通过其触发开关确定拨叉所处的档位位置(即驻车档位的位置或非驻车档位的位置)并输出与所述档位位置相匹配的电压信号传递至控制器，此时，控制器接收电压信号并根据该电压信号判断输出用于表征车辆驻车机构档位的实际位置的指示信号，从而可以识别所述车辆的实际档位位置。与现有技术中利用电磁感应原理的传感器对车辆的档位位置信号进行测量的方案相比，本发明通过机械式的触发开关即可实现对拨叉所处档位位置的测量，无需利用电磁感应的原理进行测量，从而带来由于电磁感应的方式抗干扰能力差、易受到周围环境因素的影响导致位置传感器采集的信号有异使得TCU出现判断错误的问题。

其次，传感器通过活动件的运动状态确定触发开关的状态，以输出相应的电压信号给控制器，以使得控制器输出用于表征驻车机构档位的实际位置的指示信号。该档位识别装置主要通过活动件与触发开关之间的机械式运动以实现对车辆驻车机构档位实际位置的测量，与电磁感应方式的方案相比，该方案更能适用于复杂的工作环境中，并能够有效地保证测量的准确度。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是现有技术中变速箱的拨叉位于非P档位置时的驻车位置传感器的结构原理图；

图2是图1所示的拨叉位于P档位置时的驻车位置传感器的结构原理图；

图3是根据本发明一个实施例的用于车辆的档位识别装置的第一识别状态的示意性结构原理图；

图4是图3所示的档位识别装置的第二识别状态的示意性结构原理图；

图5是根据本发明一个实施例的用于车辆的档位识别装置与变速箱的示意性连接结构框图。

具体实施方式

对车辆的档位拨叉进行位置识别，一般多用于自动变速控制领域，控制***根据档位拨叉的传感信号，通过执行单元以完成车辆的行驶方向和自动变速的控制。同理，当车辆的驻车拨叉处于驻车状态时，用于采集驻车拨叉的位置传感器会将采集的信号传至变速器控制单元，以判断识别车辆是否为驻车状态，从而保证车辆驻车的安全性。图3是根据本发明一个实施例的用于车辆的档位识别装置的第一识别状态的示意性结构原理图，用于识别所述车辆的驻车机构档位的实际位置，以解决现有技术中的驻车位置传感器由于电磁感应的方式抗干扰能力差、易受到周围环境因素的影响导致位置传感器采集的信号有异使得TCU出现判断错误的问题。结合图3和图5进行说明，所述车辆包括具有拨叉10的变速箱100，所述档位识别装置可包括：传感器40，设于车辆的变速箱100内，传感器具有一触发开关90，传感器40配制成可以根据触发开关的状态确定拨叉10所处的档位位置，以输出与拨叉10所处的档位位置相匹配的电压信号；和控制器80，与传感器40通信连接，且配制成接收传感器40输出的电压信号，并可根据传感器40的电压信号输出用于表征车辆的驻车机构档位的实际位置的指示信号；其中，档位位置可包括驻车档位和非驻车档位。如此，与现有技术中利用电磁感应原理的传感器对车辆的档位位置信号进行测量的方案相比，本发明通过机械式的触发开关即可实现对拨叉10所处档位位置的测量，无需利用电磁感应的原理进行测量，从而带来由于电磁感应的方式抗干扰能力差、易受到周围环境因素的影响导致位置传感器采集的信号有异使得TCU出现判断错误的问题。

结合图3和图5进行说明，在上述实施例中，传感器40可内嵌有一触发开关90，触发开关90可配制成：当其处于断开状态时，使得传感器40输出的第一电压信号发送至控制器80，从而使得控制器80输出的指示信号为用于指示非驻车档位的信号；当其处于闭合状态时，使得传感器40输出的第二电压信号并发送至控制器80，从而使得控制器80输出的指示信号为驻车档位的信号。传感器40还可包括与触发开关90配合连接的活动件50，其构造成：在拨叉10位于非驻车档位时，活动件50可保持静止状态以使得触发开关处于断开状态；在拨叉10位于驻车档位时，活动件50被挤压并运动至偏离其处于静止状态时所在的位置以使得触发开关处于闭合状态。如此，传感器40通过活动件50的静止和运动状态确定触发开关的状态，以输出相应的电压信号给控制器，从而使得控制器80输出用于表征驻车机构档位的实际位置的指示信号，即该测量装置主要通过活动件50与触发开关之间的机械式运动以实现对车辆驻车机构档位实际位置的测量，与电磁感应方式的方案相比，该方案更可适用于复杂的工作环境中，并可有效地保证测量的准确度。

在一具体的实施例中，如图3和图4所示，变速箱还可包括与拨叉10刚性连接的传感器销30，其构造成在拔叉10处于驻车档位时挤压活动件50、在拔叉10处于非驻车档位时脱离活动件50。该变速箱还包括转轴20，拨叉10可受到转轴20的导向沿着转轴做轴向运动。传感器40具有一对接部6，该对接部6具有插槽60，活动件50构造成沿横向可伸缩地设置在对接部6中，以在活动件50处于静止状态时使得至少其头部区段伸入插槽60中、在活动件被挤压而产生运动后使得其伸入插槽60的至少部分区段缩回。传感器销构造成：在拔叉10处于驻车档位时***插槽60中以挤压活动件50，并促使活动件50伸入插槽60的至少部分区段缩回；在拔叉10处于非驻车档位时从插槽60中抽出，以释放活动件50，从而允许活动件的至少头部区段伸入插槽中。

当车辆的转轴20带动拨叉10进行轴向运动时，传感器销30从原来与对接部6具有一定距离的位置逐渐向传感器40对接部6的位置方向运动。如图4所示，当传感器销30运动并进入对接部的插槽60时，活动件50由于受到传感器销30的挤压，从起初的静止状态运动至偏离其处于静止状态时所在的位置，此时，触发开关由起初的断开状态转变为闭合状态，从而传感器40输出第二电压信号并发送至控制器，以使得控制器输出的驻车机构档位的实际位置信号为驻车档位信号。当传感器销30从插槽60中抽出时，活动件50则逐渐向靠近插槽60的方向运动直至活动件50至少头部区段伸入插槽60中，此时，传感器40输出第一电压信号并发送至控制器，以使得控制器输出的驻车机构档位的实际位置信号为非驻车档位信号。如此，可代替现有技术中的利用电磁感应原理的传感器对车辆的档位位置信号进行测量的方案，且本方案的档位识别装置可以适用于更加复杂的环境中，因为本方案的档位识别装置不存在由于电磁感应抗干扰能力差、易受到周围环境因素的影响导致位置传感器采集的信号有异的问题，因此，档位识别装置的测量方法比现有技术中的利用电磁感应原理进行测量的方法更加可靠。

在上述一些实施例中，活动件50可以为一球状物，其构造成在传感器销30进入插槽60时被挤压并运动至偏离其处于静止状态时所在的位置，以将触发开关90由断开状态转为闭合状态，或在传感器销30从插槽60抽出时至少其头部区段伸入插槽60中，以将触发开关90由闭合状态转为断开状态

在另一些实施例中，变速箱100包括输出轴转速传感器41和输入轴转速传感器42，输出轴转速传感器41和输入轴转速传感器42可分别固定于变速器壳体上，输出轴转速传感器41可以感知变速器的输出轴转速，但一般可不作为车辆速度信号使用，车辆速度信号可来自用轮速传感器进行检测。输入轴转速传感器42用来测量变速机构滑转率，并可与输出轴转速传感器41感知测量的输出轴的转速进行对比，输入轴转速传感器42也可以用曲轴转速传感器进行代替。如图3或图4所示，输入轴转速传感器42和输出轴转速传感器41可设置成柱状式结构，即它们的导电极板的相对面均制成圆柱面状，其动极板实际上为齿盘的齿顶面，定极板的安装方向是使其圆柱面的轴向与齿盘的轴向平行。该结构式的输入轴转速传感器42和输出轴转速传感器41可利用被测轴上原有结构中的等分槽或凸起的金属表面作为动极板。

变速箱的锁止机构主要由驻车齿、驻车臂总成和控制轴总成三大部分组成。换挡杆分别对应驻车档位和非驻车档位，具体可分为P(驻车档位)，R、N、D(非驻车档位)变速箱的四个档位工作位置，档位数据则可由传感器40采集，并传递给控制器。驻车臂与驻车齿的啮合分为两种，即齿对齿面接触和齿对齿接触。当驻车臂下方啮合面直接与齿面接触时，扭力弹簧将会对驻车臂施加预紧力，车辆出现轻微滑行驻车臂将会在扭力弹簧的预紧力作用下直接落入驻车齿齿槽中，从而锁止变速箱；若驻车臂下方啮合面直接落入驻车齿齿槽内，则直接锁止变速箱。当退出驻车档位时，锁止机构反向作用将驻车臂从驻车齿中拉出，变速箱从而得到释放。

在上述任一项实施例中，变速箱可具有一传感器模块7，传感器40可集成于传感器模块7处，传感器模块7的接口设有传感器线束，该传感器线束穿过变速箱100的壳体以与变速箱壳体处的接口固定连接。

在上述实施例中，变速箱的壳体处可设有变速器线束，控制器80通过变速器线束与变速箱100相连，以将传感器40采集的信号通过变速器线束传至控制器，从而使得控制器80可以根据传感器40的电压信号输出用于表征车辆驻车机构档位的实际位置的指示信号。

在上述任一项实施例中，传感器模块7可设有一阶面结构70，变速箱100的壳体处具有与该阶面结构70相匹配的接口，如此，传感器模块7可通过该阶面结构70固定在变速箱100的壳体上，从而便于变速箱内各个模块或部件的拆卸与安装。

在上述任一项实施例中，活动件50可为一钢球。

在图3至图5的实施中，本发明还提出了一种车辆，其可包括：包括拨叉、驻车档位以及非驻车档位的变速箱，以及根据上述任一项实施例所述的档位识别装置，该档位识别装置可包括设于变速箱内的传感器40和与所述传感器40通信连接的控制器80，所述档位识别装置配置成可根据传感器40检测到的拨叉10所在的驻车档位或非驻车档位的位置信号使得控制器80输出用于表征车辆的驻车机构档位的实际位置的指示信号。如此，与现有技术中利用电磁感应方式对车辆的驻车档位位置进行测量的方案相比，该方案更能适用于复杂的工作环境中，并可有效地保证测量的准确度。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (9)

1.一种用于车辆的档位识别装置，用于识别所述车辆的驻车机构档位的实际位置，所述车辆包括一具有拨叉的变速箱，所述档位识别装置包括：

传感器，设于所述车辆的变速箱内，所述传感器具有一触发开关，所述传感器配置成根据所述触发开关的状态确定所述拨叉所处的档位位置，并输出与所述拨叉所处的档位位置相匹配的电压信号；和

控制器，与所述传感器通信连接，且配置成接收所述传感器输出的电压信号，并根据所述电压信号输出用于表征所述车辆的驻车机构档位的实际位置的指示信号；

其中，所述档位位置包括驻车档位和非驻车档位；

其中，所述传感器包括与所述触发开关配合连接的活动件，所述活动件构造成：

在所述拨叉位于所述非驻车档位时保持静止状态以使得所述触发开关处于断开状态；

在所述拨叉位于所述驻车档位时被挤压并运动至偏离其处于静止状态时所在的位置，以使得所述触发开关处于闭合状态。

2.根据权利要求1所述的档位识别装置，其中，所述触发开关配置成：

当其处于断开状态时，使得所述传感器输出第一电压信号并发送至所述控制器，从而使得所述控制器输出的指示信号为用于指示所述非驻车档位的信号；

当其处于闭合状态时，使得所述传感器输出第二电压信号并发送至所述控制器，从而使得所述控制器输出的指示信号为用于指示所述驻车档位的信号。

3.根据权利要求2所述的档位识别装置，其中，所述变速箱还包括与所述拨叉刚性连接的传感器销，所述传感器销构造成在所述拨叉处于所述驻车档位时挤压所述活动件、在所述拨叉处于所述非驻车档位时脱离所述活动件。

4.根据权利要求3所述的档位识别装置，其中，所述传感器具有一对接部，所述对接部具有插槽，所述活动件构造成沿横向可伸缩地设置在所述对接部中，以在所述活动件处于静止状态时使得至少其头部区段伸入所述插槽中、在所述活动件被挤压而产生运动后使得其伸入所述插槽的至少部分区段缩回。

5.根据权利要求4所述的档位识别装置，其中，

所述传感器销构造成：在所述拨叉处于所述驻车档位时***所述插槽中以挤压所述活动件，并促使所述活动件伸入所述插槽的至少部分区段缩回；在所述拨叉处于所述非驻车档位时从所述插槽中抽出，以释放所述活动件，从而允许所述活动件的至少头部区段伸入所述插槽中。

6.根据权利要求4所述的档位识别装置，其中，

所述活动件为一球状物，其构造成在所述传感器销进入所述插槽时被挤压并运动至偏离其处于静止状态时所在的位置，以将所述触发开关由断开状态转为闭合状态，或在所述传感器销从所述插槽抽出时至少其头部区段伸入所述插槽中，以将所述触发开关由闭合状态转为断开状态。

7.根据权利要求6所述的档位识别装置，其中，

所述变速箱具有一传感器模块，所述传感器集成于所述传感器模块处，所述传感器模块的接口设有传感器线束，该传感器线束穿过所述变速箱的壳体以与所述变速箱壳体处的接口固定连接。

8.根据权利要求7所述的档位识别装置，其中，

所述变速箱的壳体处设有变速器线束，所述控制器通过所述变速器线束与所述变速箱相连，以将所述传感器采集的信号通过所述变速器线束传至所述控制器，从而使得所述控制器能够根据所述传感器的电压信号输出用于表征所述车辆的驻车机构档位的实际位置的指示信号。

9.一种车辆，其包括：

变速箱，包括拨叉、驻车档位以及非驻车档位；和

根据权利要求1-8任一项所述的档位识别装置，其包括设于所述变速箱内的传感器和与所述传感器通信连接的控制器，所述档位识别装置配置成能够根据所述传感器检测到的所述拨叉所在的所述驻车档位或所述非驻车档位的位置信号使得所述控制器输出用于表征所述车辆的驻车机构档位的实际位置的指示信号。