[发明专利]用于机动车辆动力系的制动变速器换挡互锁系统和控制逻辑

说明书

提出了用于车辆动力系的制动变速器换挡互锁（BTSI）系统、用于制造/操作此类BTSI系统的方法、以及配备有BTSI系统的车辆。用于机动车辆的BTSI系统包含换挡器螺线管，该换挡器螺线管具有：螺线管主体，其安装到车身；以及螺线管衔铁，其可移动地附接到螺线管主体以在锁定位置和解锁位置之间来回转换。换挡器螺线管可经由制动控制模块选择性地操作以在锁定位置和解锁位置之间移动螺线管衔铁，由此分别阻挡和不阻挡换挡器从驻车位置的移动。位置开关安装到车身而与换挡器螺线管相邻，并且检测车辆变速器处于驻车模式。位置开关选择性地与换挡器螺线管机械地接合，使得螺线管衔铁在移动到锁定位置时将位置开关推动到闭合。

技术领域

本公开总体上涉及机动车辆动力系。更具体地，本公开的各方面涉及用于控制自动车辆变速器在不同的操作模式之间的换挡的换挡器互锁系统。

背景技术

当前生产的机动车辆，诸如现代汽车，最初配备有进行操作以推进车辆并为车辆的车载电子设备供电的动力系。在汽车应用中，例如，车辆动力系总体上以原动机为代表，该原动机通过自动或手动换挡变速器将驱动动力递送到车辆的最终驱动系统（例如，差速器、车轴、道路车轮等）。历史上汽车由往复活塞式内燃发动机（ICE）组件供以动力，这是由于其随时可用性以及相对便宜的成本、轻的重量和整体的效率。作为一些非限制性示例，此类发动机包含二冲程和四冲程压缩点火（CI）柴油发动机、四冲程火花点火（SI）汽油发动机、六冲程架构和旋转发动机。另一方面，混合动力和纯电动车辆利用诸如电动牵引马达之类的替代性动力源来推进车辆，且因此最小化或消除了对基于矿物燃料的发动机获得牵引动力的依赖。

车辆变速器可使用差动传动装置来实现变速器的输入轴和输出轴之间的可变扭矩和多个速比。一种形式的差动传动装置是周转“行星齿轮”布置。行星传动装置提供了紧凑性以及行星传动装置子集的各成员当中不同的扭矩和速比的优点。液压致动的扭矩建立装置，诸如，离合器和制动器（术语“离合器”常常用于指离合器和制动器两者），可选择性地接合来激活上述齿轮元件，以在变速器的输入轴和输出轴之间建立期望的前进速比和倒退速比。从一种速比到另一种速比的换挡通常响应于发动机节气门和车辆速度而执行，并且换挡通常涉及释放与当前的或所达到的速比相关联的一个或多个“即将脱离（off-going）”离合器并施加与期望的或所命令的速比相关联的一个或多个“即将接合（on-coming）”离合器。

大多数自动动力变速器具有多种操作模式；例如，符合美国政府标准的汽车具有至少驻车（P）模式、倒退（R）模式、空档（N）模式和多种驾驶模式，包含全范围驾驶（D）模式和低（L）档位模式。由车辆操作员控制档位选择器机构，诸如换挡杆或换挡手柄——通俗地说是“换挡器”或“PRNDL”（“驻车-倒退-空档-驾驶-低档”的缩写；发音为“prindle”），以用于在这些各种变速器操作模式之间选择性地移动。现代汽车配备有制动变速器换挡互锁（BTSI）特征，除非点火开关处于接通状态并且由车辆操作员压下制动踏板，否则该BTSI特征禁止换挡杆从驻车位置移动。结果，防止配备有自动变速器的车辆沿倒退方向抑或前进方向为驱动轮供以动力，而不首先通过释放“驻车锁”特征而放开转向盘以正常驾驶并通过驾驶员将他或她的脚放在制动踏板上使车辆不动。

发明内容

本文中公开了用于机动车辆动力系的制动变速器换挡互锁（BTSI）系统和附随的控制逻辑、用于制造此类BTSI系统的方法和用于操作此类BTSI系统的方法、以及配备有利用电阻器梯形电路以检测当前BTSI状态（锁定或解锁）的BTSI传感器的机动车辆。通过示例的方式，提出了BTSI系统架构，其将BTSI位置开关传感器与BTSI换挡器螺线管集成在一起，这两者都电气连接到“升挡/降挡（tap up/tap down）”电阻器梯形电路。电阻器梯形电路包含彼此并联电气连接的三个电阻器，并且在这三个梯形电阻器中的至少两个上具有控制开关。所有三个梯形电阻器均与第四电阻器电串联连接，该第四电阻器用作限流装置。BTSI位置开关经由第四电阻器与电阻器梯形电路串联电气连接。另外，BTSI换挡器螺线管直接机械地接合BTSI位置开关，使得将螺线管移动到锁定位置将物理地闭合位置开关。当移动到解锁位置时，BTSI换挡器螺线管机械地脱开BTSI位置开关，使得开关同时断开。