CN102678916A - 一种驻车锁止系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种驻车锁止系统，涉及车辆技术领域，为能够有利于驻车锁止系统的紧凑化、轻量化设计而设计。所述驻车锁止系统包括壳体，所述壳体内设有动力传输轴，所述动力传输轴上固套有驻车齿轮，所述驻车齿轮的一侧设有锁止机构，所述锁止机构连接有驱动机构，所述驱动机构驱动所述锁止机构与所述驻车齿轮结合或分离，所述驱动机构连接有电机，其中，所述电机的输出轴连接有行星齿轮减速器，所述行星齿轮减速器的输出轴连接所述驱动机构。本发明主要适用在车辆中。

Description

一种驻车锁止系统

技术领域

本发明涉及车辆技术领域，尤其涉及一种驻车锁止系统。

背景技术

一般情况下，行驶中的车辆在驾驶员的操作要求下可以通过制动系统进行强制减速甚至停车，但是制动系统的制动力对车辆产生的制动力可能比较小，进而不能完全把车轮锁死，这样就会存在一定的安全隐患，例如在坡道上停车后就可能出现溜车的隐患，因此能够使车辆停车后保持原地不动的驻车锁止系统应用而生。

现有技术的驻车锁止系统有很多种方案，例如图1所示的一种驻车锁止系统，这种驻车锁止系统包括依次连接的电机60、蜗轮蜗杆减速机构90、驱动机构4、锁止机构3等，锁止机构3的一侧设有可与其发生结合或分离的驻车齿轮20，驻车齿轮20固定在动力传输轴上。在驻车时，电机60输出的动力通过蜗轮蜗杆减速机构90减速增扭后传递给驱动机构4，驱动机构4推动锁止机构3与驻车齿轮20发生结合，从而使动力传输轴停止转动，这样实现驻车功能；解除驻车时，电机60反向旋转，并再次通过蜗轮蜗杆减速机构90减速增扭后，将动力传递给驱动机构4，使驱动机构4回位，驱动机构4在回位的同时驱动锁止机构3与驻车齿轮30分离，这样实现驻车功能的解除。

从上述可以看出，驻车锁止系统在工作中都需要蜗轮蜗杆减速机构进行动力传递，但是蜗轮蜗杆减速机构与电机的结合空间比较大，而且蜗轮蜗杆减速机构的输入轴和输出轴不在同一平面内，因此在整个驻车锁止系统内可能占用的空间体积比较大，这样不利于驻车锁止系统的紧凑化、轻量化设计。

发明内容

本发明的实施例提供一种驻车锁止系统，能够有利于驻车锁止系统的紧凑化、轻量化设计。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

一种驻车锁止系统，包括壳体，所述壳体内设有动力传输轴，所述动力传输轴上固套有驻车齿轮，所述驻车齿轮的一侧设有锁止机构，所述锁止机构连接有驱动机构，所述驱动机构驱动所述锁止机构与所述驻车齿轮结合或分离，所述驱动机构连接有电机，其中，所述电机的输出轴连接有行星齿轮减速器，所述行星齿轮减速器的输出轴连接所述驱动机构。

其中，所述驱动机构包括可旋转地设在所述壳体中的驱动轴，所述驱动轴与所述行星齿轮减速器的输出轴连接，且所述驱动轴上设有驱动块，所述驱动块驱动所述锁止机构。

进一步地，所述驱动轴上套设有驱动扭簧，所述驱动扭簧一侧的驱动轴上径向地设有固定销，所述固定销和所述驱动扭簧之间的驱动轴上可旋转地套设所述驱动块，所述驱动扭簧的一端连接所述驱动块、另一端连接所述驱动轴。

其中，所述锁止机构包括固定在所述壳体中的轴销，所述轴销上可旋转地套设有锁紧臂，所述锁紧臂与所述驻车齿轮相对的一侧伸出有锁台，所述驱动块旋转时抵靠并驱动所述锁紧臂旋转，使所述锁台与所述驻车齿轮的齿槽结合。

进一步地，所述轴销上套设有回位扭簧，所述回位扭簧的一端连接所述锁紧臂、另一端连接所述轴销。

优选地，所述轴销与所述驱动轴平行设置，且所述锁紧臂与所述驱动块的旋转方向相反。

进一步地，所述锁台与所述驻车齿轮的齿槽结合后所述驱动块抵靠所述锁紧臂的面形成驱动面，所述锁紧臂上与所述驱动面相对形成有锁止面，所述驱动面和所述锁止面均为平面。

进一步地，所述锁紧臂与所述驱动块相对的一侧伸出有锁止限位块，所述壳体上伸出有回位限位板，所述驱动块位于所述锁止限位块和所述回位限位板之间，所述锁台与所述驻车齿轮的齿槽结合后所述驱动块抵靠所述锁止限位块，所述锁台与所述驻车齿轮的齿槽分离后所述驱动块抵靠所述回位限位板。

此外，所述行星齿轮减速器的输出轴上套设有角度传感器，所述角度传感器电连接有控制器，所述控制器电连接所述电机。

优选地，所述行星齿轮减速器为渐开线少齿差行星齿轮减速器。

本发明实施例提供的驻车锁止系统，其中，所述电机的输出轴连接有行星齿轮减速器，所述行星齿轮减速器的输出轴连接所述驱动机构，其带来的有益效果是，由于行星减速器自身的结构比较紧凑，体积偏小，且与电机的结合空间也比较小，因此在整个驻车锁止系统内占用的空间也比较小，有利于驻车锁止系统内其他部件的布置，使驻车锁止系统内的结构紧凑性较好，同时也比较好地减轻了驻车锁止系统的重量。

附图说明

图1为现有技术中驻车锁止系统的结构示意图；

图2为本发明实施例驻车锁止系统的结构示意图；

图3为本发明实施例驻车锁止系统中电机和减速机构的总成示意图；

图4为本发明实施例驻车锁止系统中锁紧臂的锁台与驻车齿轮的齿槽相对时的分离状态示意图；

图5为本发明实施例驻车锁止系统中锁紧臂的锁台与驻车齿轮的齿顶相对时的状态示意图；

图6为本发明实施例驻车锁止系统中锁紧臂的锁台与驻车齿轮的齿槽结合状态示意图。

附图标记：

10-动力传输轴，20-驻车齿轮，200-齿槽，201-齿顶，3-锁止机构，30-锁紧臂，300-锁台，301-锁止限位块，302-锁止面，31-轴销，32回位扭簧，4-驱动机构，40-驱动轴，41-驱动块，410-驱动面，42-驱动扭簧，43-固定销，50-行星减速器，500-行星减速器的输出轴，60-电机，600-电机的输出轴，70-壳体，700-回位限位板，80-角度传感器，90-蜗轮蜗杆减速机构

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例驻车锁止系统进行详细描述。

如图2和3所示，为本发明驻车锁止系统的一个具体实施例。所述驻车锁止系统包括壳体70，所述壳体70内设有动力传输轴10，所述传输轴10的外侧固套有驻车齿轮20，所述驻车齿轮20的一侧设有锁止机构，所述锁止机构连接有驱动机构，所述驱动机构驱动所述锁止机构与所述驻车齿轮20结合或分离，所述驱动机构连接有电机60，所述电机60的输出轴600连接有行星齿轮减速器50，所述行星齿轮减速器50的输出轴500连接所述驱动机构。

其中，驻车锁止系统可以安装在变速箱中或分动器中等，本发明中锁止系统旋转优选安装在变速箱内，因此所述壳体70为变速器壳体。

本发明实施例提供的驻车锁止系统，其中，所述电机60的输出轴600连接有行星齿轮减速器50，所述行星齿轮减速器50的输出轴500连接所述驱动机构，其带来的有益效果是，由于行星减速器50自身的结构比较紧凑，体积偏小，且与电机60的结合空间也比较小，因此在整个驻车锁止系统内占用的空间也比较小，有利于驻车锁止系统内其他部件的布置，使驻车锁止系统内的结构紧凑性较好，同时也比较好地减轻了驻车锁止系统的重量。

由图2所示，本发明实施例中所述驱动机构包括可旋转地设在所述壳体70中的驱动轴40，所述驱动轴40与所述行星齿轮减速器50的输出轴500连接，所述驱动轴40连接有驱动块41，这样电机60输出的动力经行星齿轮减速器50减速增扭后传递给驱动轴40，驱动轴40开始旋转并带动与其连接的驱动块41来驱动所述锁止机构动作。

再次参见图2，本发明实施例中所述驱动轴40上套设有驱动扭簧42，所述驱动扭簧42一侧的驱动轴40上径向地设有固定销43，所述固定销43和所述驱动扭簧42之间的驱动轴40上可旋转地套设所述驱动块41，所述驱动扭簧42的一端连接所述驱动块41、另一端连接所述驱动轴40。其中固定销43和驱动扭簧42可以将驱动块41在驱动轴40的轴向上固定，防止驱动块41在轴向上来回滑动。

另外，驱动块41可以绕驱动轴40旋转，但是这种旋转运动需要借助外力来实现，而本发明实施例中借助的外力部件优选驱动扭簧42，驱动扭簧42的一端与驱动轴40固定连接、另一端与驱动块41固定连接。当驱动轴40转动时，通过驱动扭簧42压缩或伸长产生的扭力而使驱动块41做旋转运动，进而使驱动块41驱动锁紧机构动作。还需要说明的是，将驱动扭簧42先进行预压缩，然后再对其进行固定，这样可以是驱动扭簧42在驱动轴40的轴向上对驱动块41产生预紧力，并且在驱动轴40转动时，也可以保证驱动扭簧42能够提供足够的扭力使驱动块41旋转运动。

从图2中可看出，本发明实施例中所述锁紧机构包括固定在所述壳体70中的轴销31，所述轴销31上可旋转地套设有锁紧臂30，所述锁紧臂30与所述驻车齿轮20相对的一侧伸出有锁台300，当所述驱动块41旋转时抵靠并驱动所锁紧臂30旋转，使所述锁台300与所述驻车齿轮20的齿槽200的结合，这样动力传输轴10停止运动后，驻车齿轮20也随之停止运动，当锁紧臂30中的锁台300与驻车齿轮20中的齿槽200结合时，驻车齿轮20被锁柱，从而可以锁紧车轮，尤其在车辆停在坡道上时，可以较好地避免发生溜车的现象；当驱动块41反向旋转时离开锁紧臂30后，锁台30与驻车齿轮中20的齿槽200分离，这时驻车齿轮20解锁，车轮也随之解锁，这样便可以重新启动车辆。

再次参见图2，所述轴销31上套设有回位扭簧32，所述回位扭簧32的一端连接所述锁紧臂30、另一端连接所述轴销31，其中，所述回位弹簧32的另一端也可以连接在所述壳体70上。当驱动块41转动时，驱动块41对锁紧臂30作用的驱动力克服回位扭簧32的作用力后驱动锁紧臂30做旋转运动；当驱动块41反向转动时，驱动块41与锁紧臂30逐渐分离并回位，而锁紧臂30则是通过回位扭簧32的作用力下进行回位，这里也需要说明的是，将回位扭簧32也要先进行预压缩，然后再将其固定，这样可以对锁紧臂30产生一个预紧力，能够使锁紧臂30可以及时地准确回位。

如图2或图4所示，本发明实施例中所述轴销31与所述驱动轴40平行设置，这样可以使所述锁紧臂30与所述驱动块41的旋转方向相反(参见图4中所标记的旋转方向)，即驱动块41驱动锁紧臂30的作用力为沿其旋转方向的切向力，而不会使锁紧臂30产生轴向力并对锁紧臂30产生轴向倾翻力矩，因此较好地避免了轴向倾翻力矩使锁紧臂30旋转时发生卡涩，进而避免造成驻车不灵活甚至无法驻车。

如图6所示，本发明实施例中所述锁台300与所述驻车齿轮20的齿槽200结合后所述驱动块41抵靠所述锁紧臂30的面形成驱动面410，所述锁紧臂30上与所述驱动面410相对形成有锁止面302，所述驱动面410和所述锁止面302均为平面。这是因为当锁紧臂30的锁台300与驻车齿轮20的齿槽200结合时，驱动块41和锁紧臂30均停止转动，如果驱动面410或锁止面302为圆弧面时，驱动块41或锁紧臂30受到外界的影响而可能发生转动，这样可能使驱动块41非正常的回位，因此驱动面410和锁止面302均为平面时，可以比较好地使驱动块41和锁紧臂30锁止，避免出现非正常回位现象的发生。

参照图4-图6，本发明实施例中所述锁紧臂30与所述驱动块41相对的一侧伸出有锁止限位块302，所述壳体70上伸出有回位限位板700，所述驱动块41位于所述锁止限位块302和所述回位限位板700之间，所述锁台300与所述驻车齿轮20的齿槽200结合后所述驱动块41抵靠所述锁止限位块302，所述锁台300与所述驻车齿轮20的齿槽200分离后所述驱动块41抵靠所述回位限位板700。

由图6可知，当锁台300与驻车齿轮20的齿槽200结合后，驱动块41一般情况下停止转动，如果电机60没有及时停止，可能导致驱动块41继续旋转，这种情况下，驱动块41抵靠在锁止限位块302，使得锁止限位块302可以较好地防止驱动块41旋转过位，对驱动块41起到锁止限位作用。

由图4可知，当锁台300与驻车齿轮20的齿槽200分离后，驱动块41反向旋转一定角度后停止转动，同样地，如果电机60没有及时停止，可能导致驱动块41继续反向旋转，这种情况下，驱动块41抵靠在回位限位板700，使得回位限位块700可以较好地防止驱动块41反向旋转过位，对驱动块41的回位起到限位作用。

此外参照图2，所述行星齿轮减速器50的输出轴500上套设有角度传感器80，所述角度传感器80电连接有控制器(即TCU：TransmissionControl Unit，自动变速箱控制单元)，所述控制器电连接所述电机60。控制器内可以预设角度的转动量，当控制器开启后，角度传感器80将感应到的角度信号传递到控制器，在驱动块41转过预设的角度后，驱动块41驱动锁紧臂30中的锁台300与锁止齿轮20的齿槽200结合，此时控制器控制电机60的关闭；当再次启动控制器，电机60反转，在驱动块41反向转过预设的角度后，驱动块41驱动锁紧臂30中的锁台300与锁止齿轮20的齿槽200分离，且驱动块41也及时的回位，此时关闭控制器，电机60停止转动。

本发明实施例中所述行星齿轮减速器50优选为渐开线少齿差行星减速器，这种渐开线少齿差行星减速器的体积和重量相比一般的行星齿轮减速器更小，且与电机60结合后，电机60和减速机构的总成体积体积可缩小至原电机60和减速机构总成体积的1/4，因此占用整个驻车锁止系统的空间更小，而且这种小巧的结构，更有利于驻车锁止系统的紧凑化、轻量化设计；另外渐开线少齿差行星减速器的传动比比较大(i＝10-100)，且传递动力的效率比蜗轮蜗杆传递动力的效率高。

根据上述描述的内容，简单介绍下本发明实施例中驻车锁止系统的工作情况：

如图4所示，当锁紧臂30的锁紧台300与驻车齿轮20的齿槽200相对时：

车辆停止后，需要驻车时，控制器得到驻车信号后，发出控制指令，控制电机60旋转，电机60输出的动力通过行星减速器50减速增扭后，由行星减速器50的输出轴500驱动驱动轴40旋转，动力再经过驱动扭簧42传递给驱动块41，驱动块41开始旋转并与锁紧臂30滑动接触，并驱动锁紧臂30绕轴销31旋转，如图6所示，当锁紧臂30旋转到锁紧台300与驻车齿轮20中齿槽200结合时，此时驱动轴40旋转的角度达到控制器内预设的角度转动量，则控制器通过角度传感器80传递的角度信号控制电机60停止转动，实现驻车功能。

如图6所示，解除驻车功能时，控制器得到解除驻车信号后，发出控制指令，控制电机60反向旋转，电机60输出的动力通过行星减速器50减速增扭后，由行星减速器50的输出轴500驱动驱动轴40反向旋转，动力再经过驱动扭簧42传递给驱动块41，驱动块41开始反向旋转并回位，锁紧臂30在回位扭簧的作用下，使锁紧台300与驻车齿轮20的齿槽200分离并回位，此时驱动轴40反向旋转的角度达到控制器内预设的角度转动量，则控制器通过角度传感器80传递的角度信号控制电机60停止转动，实现解除驻车功能。

如图5所示，当锁紧臂30的锁紧台300与驻车齿轮20的齿顶201相对时：

车辆停止后，需要驻车时，控制器(TCU：Transmission Control Unit，自动变速箱控制单元)得到驻车信号后，发出控制指令，控制电机60旋转，电机60输出的动力通过行星减速器50减速增扭后，由行星减速器50的输出轴500驱动驱动轴40旋转，动力再经过驱动扭簧42传递给驱动块41，使得驱动块41开始旋转并与锁紧臂30滑动接触，但是由于锁紧臂30中的锁紧台300与驻车齿轮20的齿顶201相对，使得驱动块41无法继续旋转，但是电机60还在继续旋转，因此驱动轴40还在继续旋转，驱动扭簧42同时继续被压缩，并将能量存储于驱动扭簧42中，当驱动轴40旋转到控制器预设的角度后，控制器通过角度传感器80传递的角度信号控制电机60停止转动，此时并未真正实现驻车功能，当车辆发生移动时，驻车齿轮20随之旋转，当驻车齿轮20的齿槽200与锁台300相对时，驱动扭簧42中被压缩的作用力释放，驱动驱动块41继续旋转，并驱动锁紧臂30的锁紧台300与驻车齿轮20的齿槽200结合，则实现驻车功能。

如果驱动扭簧42中被压缩的作用力太大，可能使驱动块41旋转的角度过大，此时锁紧限位块301对驱动块41起到限位作用，防止驱动块41旋转过位。

再次参见图6，解除驻车功能时，控制器得到解除驻车信号后，发出控制指令，控制电机60反向旋转，电机60输出的动力通过行星减速器50减速增扭后，由行星减速器50的输出轴500驱动驱动轴40反向旋转，动力再经过驱动扭簧42传递给驱动块41，驱动块41开始反向旋转并回位，锁紧臂30在回位扭簧的作用下，使锁紧台300与驻车齿轮20的齿槽200分离并回位，此时驱动轴40反向旋转的角度达到控制器内预设的角度转动量，则控制器通过角度传感器80传递的角度信号控制电机60停止转动，实现解除驻车功能。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种驻车锁止系统，包括壳体，所述壳体内设有动力传输轴，所述动力传输轴上固套有驻车齿轮，所述驻车齿轮的一侧设有锁止机构，所述锁止机构连接有驱动机构，所述驱动机构驱动所述锁止机构与所述驻车齿轮结合或分离，所述驱动机构连接有电机，其特征在于，所述电机的输出轴连接有行星齿轮减速器，所述行星齿轮减速器的输出轴连接所述驱动机构。

2.根据权利要求1所述的驻车锁止系统，其特征在于，所述驱动机构包括可旋转地设在所述壳体中的驱动轴，所述驱动轴与所述行星齿轮减速器的输出轴连接，且所述驱动轴上设有驱动块，所述驱动块驱动所述锁止机构。

3.根据权利要求2所述的驻车锁止系统，其特征在于，所述驱动轴上套设有驱动扭簧，所述驱动扭簧一侧的驱动轴上径向地设有固定销，所述固定销和所述驱动扭簧之间的驱动轴上可旋转地套设所述驱动块，所述驱动扭簧的一端连接所述驱动块、另一端连接所述驱动轴。

4.根据权利要求3所述的驻车锁止系统，其特征在于，所述锁止机构包括固定在所述壳体中的轴销，所述轴销上可旋转地套设有锁紧臂，所述锁紧臂与所述驻车齿轮相对的一侧伸出有锁台，所述驱动块旋转时抵靠并驱动所述锁紧臂旋转，使所述锁台与所述驻车齿轮的齿槽结合。

5.根据权利要求4所述的驻车锁止系统，其特征在于，所述轴销上套设有回位扭簧，所述回位扭簧的一端连接所述锁紧臂、另一端连接所述轴销。

6.根据权利要求5所述的驻车锁止系统，其特征在于，所述轴销与所述驱动轴平行设置，且所述锁紧臂与所述驱动块的旋转方向相反。

7.根据权利要求6所述的驻车锁止系统，其特征在于，所述锁台与所述驻车齿轮的齿槽结合后所述驱动块抵靠所述锁紧臂的面形成驱动面，所述锁紧臂上与所述驱动面相对形成有锁止面，所述驱动面和所述锁止面均为平面。

8.根据权利要求7所述的驻车锁止系统，其特征在于，所述锁紧臂与所述驱动块相对的一侧伸出有锁止限位块，所述壳体上伸出有回位限位板，所述驱动块位于所述锁止限位块和所述回位限位板之间，所述锁台与所述驻车齿轮的齿槽结合后所述驱动块抵靠所述锁止限位块，所述锁台与所述驻车齿轮的齿槽分离后所述驱动块抵靠所述回位限位板。

9.根据权利要求1-8任一项所述的驻车锁止系统，其特征在于，所述行星齿轮减速器的输出轴上套设有角度传感器，所述角度传感器电连接有控制器，所述控制器电连接所述电机。

10.根据权利要求1-8任一项所述的驻车锁止系统，其特征在于，所述行星齿轮减速器为渐开线少齿差行星齿轮减速器。

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