具体实施方式

以下对优选实施例的描述本质上仅仅是示例性的，并且决不旨在限制本发明、其应用或用途。

在图1中总体以10示出了根据本发明的电子驻车棘爪致动器的第一实施例。致动器10包括电动马达12，电动马达12具有安装在轴16上的蜗轮14。马达12连接到壳体18，使得轴16延伸穿过壳体18。

蜗轮14与蜗轮20啮合，并且蜗轮20安装在轴22上。第二级蜗轮24形成为轴22的一部分，并且第二级蜗轮24与另一个第二级蜗轮26啮合。与第二级蜗轮26一体形成的是销34，其用于将第二级蜗轮26联接到具有花键接头32A的驱动机构30，其中花键接头32A一体形成为输出轴的一部分（图1中未示出）。

驱动机构30的花键接头32A连接到变速器内部的止动器选择器或“公鸡冠”的输出轴的对应花键接头，其中公鸡冠连接到其他换档联动装置部件。在美国专利申请号10/460,043示出了公鸡冠的示例，该专利申请的整个说明书通过引用并入本文。驱动机构30包括孔28，在该实施例中，孔28为椭圆形形状。然而，可使用其他形状也在本发明的范围内。销34延伸到孔28中，以将第二级蜗轮26联接到驱动机构30。延伸到孔28中的销34的构型使得当驱动机构30相对于第二级蜗轮26旋转时，销34在孔28中移动。驱动机构30和第二级蜗轮26之间被允许的相对旋转对应于孔28的尺寸。更具体地，销34以及因此第二级蜗轮26的其余部分能够相对于驱动机构30旋转由角度36所示的角度距离。第二级蜗轮26相对于驱动机构30的被允许的旋转允许变速器的止动器选择器的输出轴放置在一位置，使得可实现档位选择器的正确止动器位置。

在操作期间，马达12旋转蜗轮14，蜗轮14进而旋转蜗轮20、轴22和第二级蜗轮24，并导致第二级蜗轮26的旋转。马达12可被操作成使得第二级蜗轮26可沿由箭头72A所示的第一方向（逆时针）或由箭头72B所示的第二方向（顺时针）旋转。

当第二级蜗轮26沿第一方向72A旋转时，销34向孔28的第一端28A施加力。施加到孔28的第一端28A的旋转力传递到驱动机构30，并且更具体地，传递到花键接头32A，使得第二级蜗轮26和驱动机构30沿第一方向72A一致旋转。驱动机构30和公鸡冠然后旋转，从而将变速器配置到期望的档位。

当第二级蜗轮26A沿第二方向72B旋转时，销34向孔28的第二端28B施加力。再次，施加到孔28的第二端28B的旋转力被传递到驱动机构30，并且更具体地，传递到花键接头32A，使得第二级蜗轮26和驱动机构30沿第二方向72B一致旋转。驱动机构30和公鸡冠然后旋转，从而将变速器配置到期望的档位。

还存在这样的情况，在电子驻车棘爪致动器10的操作过程期间，当第二级蜗轮26沿第一方向72A抑或第二方向72B旋转时，在第二级蜗轮26和驱动机构30之间存在相对旋转。公鸡冠包括若干个彼此相邻的峰和谷，并且档位选择器联动装置部件与谷中的一个接合，这取决于变速器被配置成如何操作（即，驻车、倒档、空档、驱动、低速）。电子驻车棘爪致动器10用于旋转公鸡冠，并在各种峰和谷之间移动档位选择器联动装置部件，以改变变速器的操作模式。当孔28和销34之间的空间被桥接时，发生第二级蜗轮26和驱动机构30之间的相对旋转（当第二级蜗轮26旋转时）。这种情况是当第二级蜗轮26反转方向的结果。

这种情况也是当档位选择器联动装置部件从公鸡冠的一个峰的顶部移动到公鸡冠的一个谷中的结果。档位选择器联动装置部件从公鸡冠的一个峰的顶部到公鸡冠的一个谷的运动导致公鸡冠和驱动机构30比第二级蜗轮26旋转得略微更快。一旦档位选择器联动装置部件已经移动到期望的谷，并且变速器被配置成以期望的档位操作，第二级蜗轮26的旋转就停止。

在图2A-2C中示出了本发明的另一个实施例，其中相同的数字指代相同的元件。在该实施例中，示出了第二级蜗轮26和驱动机构30的替代实施例。图2A-2C中的第二级蜗轮26A包括两个键止动件38A、38B，并且驱动机构30A还包括两个对应的外凸缘40A、40B，它们选择性地彼此接触。更具体地，键止动件38A、38B和外凸缘40A、40B的组合周向长度小于360°，如角度42所示的，这允许第二级蜗轮26A和驱动机构30A相对于彼此旋转。第二级蜗轮26A相对于驱动机构30A的被允许的旋转允许变速器的档位选择器的输出轴被放置在一位置，使得可实现档位选择器的正确止动器位置。

第二级蜗轮26A包括圆柱形部分44，该圆柱形部分44是中空的并且形成为第二级蜗轮26A的一部分，并且圆柱形部分44延伸到形成为壳体18的一部分的孔46中。还存在与壳体18一体形成的角形凹槽部分48，并且一体形成为第二级蜗轮26A的一部分的销50设置在角形凹槽部分48中。位于角形凹槽部分48中的销50将第二级蜗轮26A的旋转限制到最大旋转量。连接到销50的是传感器（未示出），该传感器用于检测销50的位置，并且从而检测第二级蜗轮26A的位置。销50的位置由连接到电路板52的各种电路检测。

凹槽54A也形成为壳体18的一部分，并且圆形凸缘54B的一部分设置在凹槽54A中，圆形凸缘54B一体形成为第二级蜗轮26A的一部分。当第二级蜗轮26A相对于壳体18旋转时，孔46中的圆柱形部分44的位置和位于凹槽54A中的圆形凸缘54B引导第二级蜗轮26A的运动。

在图2A-2C所示的实施例中，存在一对弹簧56、58。第一弹簧56部分地设置在第一捕获凹槽60中，第一捕获凹槽60的形状为半圆形，使得第一弹簧56的近似一半设置在第一捕获凹槽60中。第一捕获凹槽60一体形成为外凸缘40A的一部分，使得第一捕获凹槽60延伸外凸缘40A的整个长度。此外，一体形成为外凸缘40A的一部分的是第一端壁62，其与第一捕获凹槽60一体形成，并且形状也是半圆形，以对应于第一捕获凹槽60的形状。第一弹簧56设置在第一捕获凹槽60中，使得第一弹簧56的第一端56A与第一端壁62接触。第一弹簧56的第二端56B与形成为键止动件38B的一部分的凹口64接触。

第二弹簧58也部分地设置在第二捕获凹槽66中，第二捕获凹槽66的形状也是半圆形，使得第二弹簧58的近似一半设置在第二捕获凹槽66中。第二捕获凹槽66一体形成为外凸缘40B的一部分，使得第二捕获凹槽66延伸外凸缘40B的整个长度。此外，一体形成为外凸缘40B的一部分的是第二端壁68，其与第二捕获凹槽66一体形成，并且形状也是半圆形，以对应于第二捕获凹槽66的形状。第二弹簧58设置在第二捕获凹槽66中，使得第二弹簧58的第一端58A与第二端壁68接触。第二弹簧58的第二端58B与形成为键止动件38A的一部分的凹口70接触。

在操作期间，与前面的实施例一样，马达12旋转蜗轮14，蜗轮14进而旋转蜗轮20、轴22和第二级蜗轮24，并导致第二级蜗轮26A的旋转。再次，马达12可被操作成使得第二级蜗轮26A可沿由箭头72A所示的第一方向（逆时针）或由箭头72B所示的第二方向（顺时针）旋转。

最初，当弹簧56、58中不存在压缩力时，键止动件38A与外凸缘40A接触，并且键止动件38B与外凸缘40B接触。当第二级蜗轮26A沿第一方向72A旋转时，键止动件38A向第二弹簧58施加力，使得第二弹簧58向外凸缘40B的第二端壁68施加力，并且键止动件38B向第一弹簧56施加力，使得第一弹簧56向第一端壁62施加力。驱动机构30A具有输出轴74，并且外凸缘40A、40B一体形成为输出轴74的一部分。输出轴74的一部分延伸到第二级蜗轮26A的圆柱形部分44中。如前面的实施例，驱动机构30A还包括花键接头32B，该花键接头32B与变速器内的止动器选择器或公鸡冠接合，其中公鸡冠与档位选择器联动装置部件接合。施加到第一端壁62和第二端壁68的力分别传递到外凸缘40A、40B、输出轴74和花键接头32B。然后，驱动机构30A和公鸡冠一致旋转，从而将变速器配置到期望的档位。

然而，可能存在这样的情况，其中存在抵抗公鸡冠的运动的阻力，诸如当档位选择器联动装置部件与公鸡冠的一个谷接合时。当第二级蜗轮26A沿第一方向72A旋转（即，驱动机构30A保持静止，并且第二级蜗轮26A继续旋转）时，抵抗公鸡冠旋转的阻力导致第二级蜗轮26A和驱动机构30A之间的相对旋转。当第二级蜗轮26A沿第一方向72A旋转时，第二级蜗轮26A和驱动机构30A之间的这种相对旋转导致第一弹簧56和第二弹簧58中的压缩力增加，从而增加由第一弹簧56施加到第一端壁62的力的量，并且增加由第二弹簧58施加到第二端壁68的力的量。随着第二级蜗轮26A相对于驱动机构30A沿第一方向72A旋转，弹簧56、58中的压缩继续增加。弹簧56、58中的压缩向驱动机构30A施加旋转力，使得驱动机构30A向公鸡冠施加旋转力。一旦第二级蜗轮26A已经旋转到足以使得弹簧56、58中的压缩已经增加，并且存在足够的旋转力施加到驱动机构30A，并且因此公鸡冠旋转驱动机构30A和公鸡冠，使得档位选择器联动装置部件移出公鸡冠的谷，并且移动到公鸡冠的一个峰上，并且然后进入到公鸡冠的另一个谷中。当档位选择器联动装置部件从峰移动到谷时，公鸡冠和驱动机构30A暂时比第二级蜗轮26A旋转得更快，使得弹簧56、58上的压缩力减小或消除。该过程可随着驱动机构30A和公鸡冠沿第一方向72A旋转而重复，直到变速器被配置成以期望的档位操作。

电子驻车棘爪致动器10还可操作以沿第二方向72B旋转第二级蜗轮26A。当第二级蜗轮26A沿第二方向72B旋转时，如果弹簧56、58中存在任何压缩力，则第二级蜗轮26A相对于驱动机构30A被定位成使得弹簧56、58中的压缩力被最小化或完全消除，第二级蜗轮26A的键止动件38A接触外凸缘40A，并且第二级蜗轮26A的键止动件38B接触外凸缘40B。当第二级蜗轮26A的键止动件38A接触外凸缘40A且第二级蜗轮26A的键止动件38B接触外凸缘40B时，第二级蜗轮26A的旋转导致旋转力从键止动件38A传递到外凸缘40A，并且旋转力从键止动件38B传递到外凸缘40B，其中第二级蜗轮26A和驱动机构30A（和公鸡冠）一致旋转，这再次将变速器配置成以期望的档位操作。

然而，在第二级蜗轮26A沿第二方向旋转期间，随着档位选择器联动装置部件从峰移动到谷，公鸡冠和驱动机构30A暂时比第二级蜗轮26A旋转得更快，使得键止动件38A不再与外凸缘40A接触，并且键止动件38B不再与外凸缘40B接触。当这种情况发生时，外凸缘40B的第二端壁68向第二弹簧58施加力，使得第二弹簧58向键止动件38A施加力，并且第一端壁62向第一弹簧56施加力，使得第一弹簧56向键止动件38B施加力。随着档位选择器联动装置部件继续朝向公鸡冠的谷移动，公鸡冠和驱动机构30A继续相对于第二级蜗轮26A旋转，这导致弹簧56、58的压缩。弹簧56、58的压缩发挥防止随着档位选择器联动装置部件正确地朝向公鸡冠的谷移动而产生不希望的噪音的功能。弹簧56、58充当阻尼器，从而在第二级蜗轮沿第二方向26A时防止公鸡冠和档位选择器联动装置部件之间的剧烈接合。弹簧56、58阻尼高速换档，并且还在档位选择器联动装置部件朝向公鸡冠的一个谷的底部移动时，当档位选择器联动装置部件朝向低能量状态快速运动时，使驱动机构30A的输出轴74的旋转减速。

本发明的另一个实施例在图3A-3B中示出，其中相同的数字指代相同的元件。在该实施例中，驱动机构30A包括分别形成为外凸缘40A、40B的一部分的凹槽60、66和端壁62、68。然而，在该实施例中，弹簧56、58被配置成当第二级蜗轮26A沿两个方向72A、72B旋转时都提供阻尼功能。第一弹簧56的近似一半也设置在第一捕获凹槽60中，并且第一弹簧56的第一端56A与第一端壁62接触。此外，第二弹簧58的近似一半设置在第二捕获凹槽66中，并且第二弹簧58的第一端58A与第二端壁68接触。

然而，在该实施例中，键止动件38A、38B不具有凹口，而是具有第一凹部76A和第二凹部76B，其中两个凹部76A、76B一体形成为第二级蜗轮26A的一部分。对应于弹簧56、58的形状，每个凹部76A、76B的形状是半圆形。当组装时，第一弹簧56的近似一半设置在第一凹部76A中，并且第一弹簧56的一半设置在第一捕获凹槽60中。类似地，第二弹簧58的近似一半设置在第二凹部76B中，并且第二弹簧58的一半设置在第二捕获凹槽66中。凹部76A包括端壁78A，并且第一弹簧56的第二端56B与端壁78A接触。如前面的实施例，第一弹簧56的第一端56A与第一端壁62接触。

然而，在该实施例中，另一凹部76B还包括端壁78B，并且第二弹簧58布置在第二捕获凹槽66的不同部分中（与先前的实施例相比），使得第二弹簧58的第一端58A与端壁78B接触，并且第二弹簧58的第二端58B与第二端壁68接触。

弹簧56、58位于凹部76A、76B和捕获凹槽60、66中，使得弹簧56、58处于恒定的压缩下，该压缩取决于第二级蜗轮26A的旋转方向以及第二级蜗轮26A和驱动机构30A之间的相对旋转而增加或减少。

如前面的实施例，马达12可被操作成使得第二级蜗轮26A可沿第一方向72A或第二方向72B旋转。在该实施例中，当第二级蜗轮26A沿第一方向72A旋转且档位选择器联动装置部件与公鸡冠的一个谷接合时，抵抗公鸡冠旋转的阻力导致第二级蜗轮26A和驱动机构30A之间的相对旋转（即，驱动机构30A保持静止，并且第二级蜗轮26A继续旋转）。当第二级蜗轮26A沿第一方向72A旋转时，第二级蜗轮26A和驱动机构30A之间的相对旋转导致端壁62、78A朝向彼此移动，从而增加施加到第一弹簧56的压缩力。当这种情况发生时，端壁78B和第二端壁68移动彼此远离，并且由端壁78B和第二端壁68施加到第二弹簧58的力的量减小。

一旦足够的力被施加到驱动机构30A和公鸡冠，档位选择器联动装置部件从公鸡冠的谷移动到公鸡冠的一个峰。一旦档位选择器联动装置部件已经移动经过峰，档位选择器联动装置部件然后就继续从峰移动到下一个谷，公鸡冠和驱动机构30A暂时比第二级蜗轮26A旋转得更快，使得施加到第一弹簧56的压缩力减小，从而同时增加施加到第二弹簧58的压缩力。第二弹簧58上的压缩力的增加限制公鸡冠和驱动机构30A与第二级蜗轮26A相比可旋转得快多少，并且提供档位选择器联动装置部件进入下一个谷中的更平滑的运动。因此，当第二级蜗轮26A沿第一方向72A旋转时，第二弹簧58发挥阻尼器的功能。

当第二级蜗轮26A沿第二方向72B旋转且档位选择器联动装置部件与公鸡冠的一个谷接合时，抵抗公鸡冠旋转的阻力导致第二级蜗轮26A和驱动机构30A之间的相对旋转（即，驱动机构30A保持静止，并且第二级蜗轮26A继续旋转）。当第二级蜗轮26A沿第二方向72B旋转时，第二级蜗轮26A和驱动机构30A之间的相对旋转导致端壁68、78B朝向彼此移动，从而增加施加到第二弹簧58的压缩力。当这种情况发生时，端壁78A和第一端壁62移动彼此远离，并且由端壁78A和第一端壁62施加到第一弹簧56的力的量减小。

再次，一旦足够的力施加到驱动机构30A和公鸡冠，档位选择器联动装置部件就从公鸡冠的谷移动到公鸡冠的一个峰。一旦档位选择器联动装置部件已经移动经过峰，档位选择器联动装置部件然后就继续从峰移动到下一个谷，公鸡冠和驱动机构30A暂时比第二级蜗轮26A旋转得更快，使得施加到第二弹簧58的压缩力减小，同时增加施加到第一弹簧56的压缩力。第一弹簧56上的压缩力的增加限制公鸡冠和驱动机构30A与第二级蜗轮26A相比可以旋转得快多少，并且提供档位选择器联动装置部件进入下一个谷中的更平滑的运动。因此，当第二级蜗轮26A沿第二方向72B旋转时，第一弹簧56发挥阻尼器的功能。

再一次地，当档位选择器联动装置部件已经到达对应于期望档位的谷时，第二级蜗轮26A的旋转可停止。

本发明的另一个实施例在图4A-4C中示出，其中相同的数字指代相同的元件。该实施例仍然包括形成为第二级蜗轮26A的一部分的凹部76A、76B以及弹簧56、58。然而，在该实施例中，第二级蜗轮26A不具有键止动件38A、38B，并且驱动机构30A不具有外凸缘40A、40B。在该实施例中，存在第一弧形狭槽80A和第二弧形狭槽80B。第一销82可滑动地设置在第一弧形狭槽80A中，并且第二销84可滑动地设置在第二弧形狭槽80B中。

两个销82、84都连接到周向凸缘86，其中周向凸缘86与驱动机构30A的输出轴74一体形成。在该实施例中，第一捕获凹槽60、第一端壁62、第二捕获凹槽66和第二端壁68全都一体形成为周向凸缘86的一部分。如前面的实施例，第一弹簧56的近似一半设置在第一捕获凹槽60中，并且第一弹簧56的第一端56A与第一端壁62接触，并且第一弹簧56的近似一半设置在第一凹部76A中，并且第一弹簧56的第二端56B与端壁78A接触。类似地，第二弹簧58的近似一半也设置在第二捕获凹槽66中，但是如前面的实施例，第二弹簧58布置在第二捕获凹槽66中，使得第二弹簧58的第二端58B与第二端壁68接触，并且第二弹簧58的近似一半设置在第二凹部76B中，并且第二弹簧58的第一端58A与端壁78B接触。

当第二级蜗轮26A沿第一方向旋转（如前面的实施例）且档位选择器联动装置部件与公鸡冠的一个谷接合时，抵抗公鸡冠旋转的阻力导致第二级蜗轮26A和驱动机构30A之间的相对旋转（即，驱动机构30A保持静止，并且第二级蜗轮26A继续旋转）。当第二级蜗轮26A沿第一方向72A旋转时，第二级蜗轮26A和驱动机构30A之间的相对旋转导致端壁62、78A朝向彼此移动，从而增加施加到第一弹簧56的压缩力。当这种情况发生时，端壁78B和第二端壁68移动彼此远离，并且由端壁78B和第二端壁68施加到第二弹簧58的力的量减小。

一旦足够的力被施加到驱动机构30A和公鸡冠，档位选择器联动装置部件从公鸡冠的谷移动到公鸡冠的一个峰。一旦档位选择器联动装置部件已经移动经过峰，档位选择器联动装置部件然后就继续从峰移动到下一个谷，公鸡冠和驱动机构30A暂时比第二级蜗轮26A旋转得更快，使得施加到第一弹簧56的压缩力减小，同时增加施加到第二弹簧58的压缩力。第二弹簧58上的压缩力的增加限制公鸡冠和驱动机构30A与第二级蜗轮26A相比可以旋转得快多少，并且提供档位选择器联动装置部件进入下一个谷中的更平滑的运动。因此，当第二级蜗轮26A沿第一方向72A旋转时，第二弹簧58发挥阻尼器的功能。

当第二级蜗轮26A沿第二方向72B旋转且档位选择器联动装置部件与公鸡冠的一个谷接合时，抵抗公鸡冠旋转的阻力导致第二级蜗轮26A和驱动机构30A之间的相对旋转（即，驱动机构30A保持静止，并且第二级蜗轮26A继续旋转）。当第二级蜗轮26A沿第二方向72B旋转时，第二级蜗轮26A和驱动机构30A之间的相对旋转导致端壁68、78B朝向彼此移动，从而增加施加到第二弹簧58的压缩力。当这种情况发生时，端壁78A和第一端壁62移动彼此远离，并且由端壁78A和第一端壁62施加到第一弹簧56的力的量减小。

再次，一旦足够的力施加到驱动机构30A和公鸡冠，档位选择器联动装置部件就从公鸡冠的谷移动到公鸡冠的一个峰。一旦档位选择器联动装置部件已经移动经过峰，档位选择器联动部件然后就继续从峰移动到下一个谷，公鸡冠和驱动机构30A暂时比第二级蜗轮26A旋转得更快，使得施加到第二弹簧58的压缩力减小，同时增加施加到第一弹簧56的压缩力。第一弹簧56上的压缩力的增加限制公鸡冠和驱动机构30A与第二级蜗轮26A相比可旋转得快多少，并且提供了档位选择器联动装置部件进入下一个谷中的更平滑的运动。因此，当第二级蜗轮26A沿第二方向72B旋转时，第一弹簧56发挥阻尼器的功能。

再次，当档位选择器联动装置部件已经到达对应于期望档位的谷时，第二级蜗轮26A的旋转可停止。

在该实施例中，第二级蜗轮26A和驱动机构30A之间的相对旋转量受弧形狭槽80A、80B的周向长度的限制。弧形狭槽80A、80B的周向长度可改变，以允许第二级蜗轮26A和驱动机构30A之间的不同相对旋转量，从而适应不同形状的公鸡冠和不同类型的换档联动装置部件。

进一步关于图3A-4C所示的实施例，可能存在这样的情况，即在档位选择器联动装置部件从峰移动到下一个谷期间，公鸡冠和驱动机构30A暂时比第二级蜗轮26A旋转得更快的速度可变化。公鸡冠和驱动机构30A相对于第二级蜗轮26A的相对旋转速度的这种变化可导致施加到弹簧56、58的压缩力的量的波动。然而，由于弹簧56、58吸收了振荡，所以随着档位选择器联动装置部件从峰移动到谷，公鸡冠和驱动机构30A相对于第二级蜗轮26A的运动的这种波动或振荡减小。

图5A-5B示出了本发明的另一个实施例，其中相同的数字指代相同的元件。在该实施例中，示出了第二级蜗轮26A和驱动机构30B的替代实施例。第二级蜗轮26A包括两个键止动件38A、38B，并且驱动机构30B包括两个外凸缘40A、40B，它们选择性地彼此接触。如图5B所示，键止动件38、40的组合周向长度小于360°，这允许第二级蜗轮26A和驱动机构30B相对于彼此旋转，如角度42所示。第二级蜗轮26A相对于驱动机构30B的被允许的旋转允许变速器的档位选择器的输出轴被放置在一位置，使得可实现档位选择器的正确止动器位置。

关于图2A-3B和5A-5B所示的实施例，第二级蜗轮26A和驱动机构30A之间的相对旋转量受到键止动件38A、38B和外凸缘40A、40B的周向长度的限制。键止动件38A、38B和外凸缘40A、40B的周向长度可改变，以允许第二级蜗轮26A和驱动机构30A之间的不同相对旋转量，从而适应不同形状的公鸡冠和不同类型的换档联动装置部件。

应当注意，在不同的实施例中，在驱动机构30、30A、30B的不同实施例上存在内部花键或外部花键。然而，在本发明的范围内，外部花键或内部花键可与本发明的任何实施例一起使用，以适应各种公鸡冠和换档联动装置部件。

本发明的描述本质上仅仅是示例性的，并且因此，不脱离本发明主旨的变型也在本发明的范围内。这种变型不应被视为脱离本发明的精神和范围。