CN102734356B - 无级变速电子驻车执行机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无级变速电子驻车执行机构，包括一个提供转矩动力的电机、与电机相连的输入级行星齿轮机构、与输入级行星齿轮机构相连的输出级行星齿轮机构以及与输出级行星齿轮机构相连的齿轮齿条机构，输入级行星齿轮机构包括输入级行星架、输入级行星齿轮、输入级齿圈、输入级太阳轮，输出级行星齿轮机构包括输出级行星架、输出级行星齿轮、输出级齿圈、输出级太阳轮，输入级太阳轮与输出级齿圈通过油管相连，构成对称的两个增速减矩回路，输入级齿圈和输出级太阳轮通过油管相连，构成对称的两个减速增矩回路。在实现传动比连续可变的同时，确保动力传递稳定，传动力矩大，而且制动系统与车辆类型无关，适应性好，可用于多种车型。

Description

无级变速电子驻车执行机构

技术领域

本发明属于电子驻车制动器领域，特别是一种能够将电动机回转的动力矩连续可变的转变为直线往复运动，从而驱动车辆驻车制动器的无级变速电子驻车执行机构。

背景技术

电子驻车制动器的驱动执行机构是将由电动机传来的力矩通过齿轮传动传递给车辆的驻车制动器，从而达到驻车制动的目的装置，其通常由几个固定齿数的齿轮组成。由于各齿轮的齿数固定，故能提供稳定的传动比，但也正是由于齿数固定，提供的传动比也是固定的，不能满足多变化的驻车制动要求。而且在进行动力传递时还会出现动力传递间断、动力不足等情况，这都会影响驻车制动的效果。同时，这种驻车执行机构受传动比固定的限制，只能适应于某个特定的车型，一旦换车，该装置也会失去效用，所以其在不同车型之间的适应很差。

为了解决上述问题，中国发明专利授权公告说明书（公告号CN101144514B,公告日2010.06.02）公开了一种电子驻车制动系统执行机构，其包括传输装置和制动卡钳总成，传输装置中的直流电机的输出经同步带传动机构和渐开线少齿差行星齿轮传动机构减速增扭后，由滑动螺旋传动机构把旋转运动转为直线运动，由滑动螺旋传动机构把旋转运动转为直线运动，采用螺套推动活塞和制动块总成的形式对制动盘进行制动。该执行机构存在如下问题：1、同步带传动会出现打滑现象，磨损大，输出的动力有限，不利于及时驻车，而且制造费用高；2、同时采用滑动螺旋传动机构，若长时间工作，零件磨损严重，降低了系统传动的效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无级变速电子驻车执行机构，在实现传动比连续可变的同时，确保动力传递稳定，传动力矩大，而且适用于多种车型。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种无级变速电子驻车执行机构，包括一个提供转矩动力的电机、与电机相连的输入级行星齿轮机构、与输入级行星齿轮机构相连的输出级行星齿轮机构以及与输出级行星齿轮机构相连的齿轮齿条机构，所述输入级行星齿轮机构包括输入级行星架、输入级行星齿轮、输入级齿圈、输入级太阳轮，所述输入级行星架作为主输入部件，与提供转矩动力的电机的输出相连，输入级行星齿轮分别和输入级齿圈和输入级太阳轮相啮合，而输入级齿圈和输入级太阳轮作为输入级的输出齿轮；所述输出级行星齿轮机构包括输出级行星架、输出级行星齿轮、输出级齿圈、输出级太阳轮，所述输出级齿圈和输出级太阳轮作为输出级的两个输入齿轮，分别和输出级行星架相配合，输出级行星架作为主输出齿轮，驱动后级的齿轮齿条机构；所述输入级太阳轮与所述输出级齿圈通过油管相连，构成对称的两个增速减矩回路，所述输入级齿圈和所述输出级太阳轮通过油管相连，构成对称的两个减速增矩回路。

进一步地，在所述对称的两个增速减矩回路的输入级太阳轮与输出级齿圈之间各装有一个离合器。在所述对称的两个减速增矩回路的输入级齿圈和输出级太阳轮之间各装有一个离合器。输入级行星齿轮机构及输出级行星齿轮机构和齿轮齿条机构的对称轴均在同一个轴线上。

本发明与现有技术相比，其显著优点：

1、制动力矩连续可变：本发明采用双行星排的无级变速机构和齿轮齿条机构，在刚起步和低速时，虽然输入的力矩很小，但行星齿轮系也能提供合适的动力保证起步平顺，在需要驻车制动时，它能提供一个连续可变的且动力足够的制动力矩，这时再通过齿轮齿条机构将回转力矩转变为直线运动的驱动力输出。

2、传动力矩大：该机构不仅传递动力连续，传动比可变，能够满足多变化的制动要求，而且传动力矩大，在有负载和无负载情况下皆可工作。

3、制动系统与车辆类型无关，适应性好。

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

附图说明

附图是本发明无级变速电子驻车执行机构的结构示意图。

图中，1为电机，2为输入级行星架（主输入齿轮），3和22为增速减矩回路，4为输入级行星齿轮机构，5和20为输入级行星齿轮，6和18为减速增矩回路，7为第一离合器，8为第二离合器，9和14为输出级行星齿轮，10为输出级行星齿轮机构，11为齿轮齿条机构，12为输出级行星架，13为输出级太阳轮,15为输出级齿圈，16第三离合器，17为第四离合器，19为输入级齿圈，21为输入级太阳轮。

具体实施方式

如附图所示，本发明无级变速电子驻车执行机构包括一个电机1，输入级行星齿轮机构4，它由输入级太阳轮21和两个输入级行星齿轮5和20及输入级齿圈19组成，其中，输入级太阳轮21套在中心轴上，两个行星齿轮以中心轴为对称分别和太阳轮上下两边相啮合，输入级齿圈19套在两个行星齿轮外面与其构成外啮合；输出级行星齿轮机构10，它由输出级太阳轮13和两个输出级行星齿轮9和14及输出级齿圈15组成，其中，输出级太阳轮13套在中心轴上，两个行星齿轮以中心轴为对称分别和太阳轮上下两边相啮合，输出级齿圈15套在两个行星齿轮外面与其构成外啮合；以及轮齿条机构11。输入级行星架2作为输入级行星齿轮机构的主输入部件，与提供转矩动力的电机1相连，用输入级行星齿轮机构4的太阳轮21和齿圈19作为输入级的两个输出齿轮；输出级行星架12作为输出级行星齿轮机构10的主输出部件，驱动后级的齿轮齿条机构11，用输出级太阳轮13和齿圈15作为输出级的两个输入齿轮，用输入级太阳轮21和输出级齿圈15构成了增速减矩回路3，用输入级齿圈19和输出级太阳轮13构成了减速增矩回路6。假定输入转矩逆时针方向转动，减速增矩传动路径6和增速减矩传动路径3在输入转矩驱动下均有逆时针方向转动趋势，并驱动输出级行星架（主输出齿轮）12逆时针方向转动。如输入转矩方向相反，则输出方向相反。

由于增速减矩回路3和22对称且相同，为行文简便，下文仅提及增速减矩回路3，同理，由于减速增矩传动路径6和减速增矩回路18对称且相同，下文仅提及减速增矩传动路径6。

本变速机构的变速过程是这样实现的：

在车辆起步或低档时，电机1输出力矩很小，动力经与电机1相连的输入级行星架2，分别传给输入级的太阳轮21和齿圈19，形成增速减矩回路3和减速增矩回路6，这两路传动路径将输入级行星齿轮机构4分配的转矩都传给输出级行星齿轮机构10的主输出齿轮12，但此时减速增矩传动路径6传动的转矩大于增速减矩传动路径3传动的转矩，且主输出齿轮12的后级传动阻力转矩也大于增速减矩传动路径3传动的转矩，增速减矩传动路径3不能克服减速增矩传动路径6的驱动而反转，由原来的逆时针转动变为顺时针方向转动，并将减速增矩传动路径6传来的转矩与增速减矩传动路径3传来的转矩之差，传回输入级行星齿轮机构4，与输入级行星齿轮机构的主输入齿轮2联合驱动减速增矩传动路径6，使其转速和转矩同时增加。增速减矩传动路径3在反转(顺时针转动)过程中，增速减矩传动方式变为减速增矩传动方式，使反转转矩转速减小，转矩增大，与输入级行星架（主输入齿轮）2共同作用，使原来的减速增矩传动路径6的转矩提高，驱动能力增强，使输出级行星齿轮机构的主输出齿轮12所获转矩增大，转速不断提高。随着主输出齿轮4的转速不断提高，它的后级传动阻力转矩不断减小，且分担减速增矩传动路径6的传动任务也不断增多，使增速减矩传动路径3的反转速度不断减小，直至停止反转。这时产生转矩最大，主输出齿轮12能低速转动，适用于车辆的驻车制动。

当主输出齿轮4转速提高到一定速度后，增速减矩传动路径3传动的转矩将大于主输出齿轮12的阻力转矩，增速减矩传动路径3将自动转换为逆时针方向转动，减速增矩传动路径6的转速按比例下降，增速减矩传动路径3开始与减速增矩传动路径6联合驱动主输出齿轮12，使主输出齿轮2的转速进一步提高。这时适用于需要大转速的释放驻车制动的要求。

通过转动速度和转动方式不断变化的两条转矩传动路径，特别是增速减矩传动路径3的双向转动过程，完成转矩传动的无极变速任务。最后，将增加后的回转转矩经齿轮齿条机构11转换为直线往复的运动输出，来驱动驻车制动器，以达到用于车辆各种载荷时的驻车制动要求。

其中，在增速减矩回路3和减速增距回路6中，各装了两个离合器，用于控制转速和转矩的变化，使之能按照要求提供给合适的转速和转矩，例如，若需要大的转矩时，可以将两路离合器都合上，使增速减矩回路3反转，和减速增距回路6一起进行增矩，能提供很大的转矩，这时产生的大转矩，经转换后用于负载时驻车制动，效果显著。待其正转时可以将增速减矩回路3中的离合器8、17断开，仍能满需求；若需要大的转速时，可以先将增速减矩回路3中的离合器8、17合上，减速增矩回路6中的离合器7、16断开，待转速提高到一定程度后，使增速减矩传动路径3传动的转矩已经大于主输出齿轮12的阻力转矩，增速减矩传动路径3将一直正向转动，再将两路离合器一起合上，提供很大的转速。这时产生的高转速，适用于无负载时的驻车制动要求。总之，通过例如车上控制部分即各种传感器反馈，电脑自动合理的控制离合器的开闭，以便可以根据负载要求，提供有效的转速和转矩，用于驻车制动。

输入级行星齿轮机构及输出级行星齿轮机构和齿轮齿条机构的对称轴均在同一个轴线上，以确保动力传递稳定。

Claims (4)

1.一种无级变速电子驻车执行机构，包括一个提供转矩动力的电机（1）、与电机相连的输入级行星齿轮机构（4）、与输入级行星齿轮机构（4）相连的输出级行星齿轮机构（10）以及与输出级行星齿轮机构（10）相连的齿轮齿条机构（11），其特征在于：

所述输入级行星齿轮机构（4）包括输入级行星架（2）、输入级行星齿轮（5,20）、输入级齿圈（19）、输入级太阳轮（21），所述输入级行星架（2）作为主输入部件，与提供转矩动力的电机（1）的输出相连，输入级行星齿轮（5,20）分别和输入级齿圈（19）和输入级太阳轮（21）相啮合，而输入级齿圈（19）和输入级太阳轮（21）作为输入级的输出齿轮；

所述输出级行星齿轮机构（10）包括输出级行星架（12）、输出级行星齿轮（9，14）、输出级齿圈（15）、输出级太阳轮（13），所述输出级齿圈（15）和输出级太阳轮（13）作为输出级的两个输入齿轮，分别和输出级行星齿轮（9，14）相啮合，输出级行星架（12）作为主输出部件，驱动后级的齿轮齿条机构（11）；

所述输入级太阳轮（21）与所述输出级齿圈（15）通过油管相连，构成对称的两个增速减矩回路（3，22），所述输入级齿圈（19）和所述输出级太阳轮（13）通过油管相连，构成对称的两个减速增矩回路（6，18）。

2.根据权利要求1所述的无级变速电子驻车执行机构，其特征在于：在所述对称的两个增速减矩回路（3，22）的输入级太阳轮（21）与输出级齿圈（15）之间各装有一个离合器（8，17）。

3.根据权利要求1或2之一所述的无级变速电子驻车执行机构，其特征在于：在所述对称的两个减速增矩回路（6，18）的输入级齿圈（19）和输出级太阳轮（13）之间各装有一个离合器（7，16）。

4.根据权利要求1或2之一所述的无级变速电子驻车执行机构，其特征在于：输入级行星齿轮机构及输出级行星齿轮机构和齿轮齿条机构的对称轴均在同一个轴线上。

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