CN103671905B

CN103671905B - 停车锁设备

Info

Publication number: CN103671905B
Application number: CN201310400628.6A
Authority: CN
Inventors: 格奥尔格·布加特
Original assignee: Getrag Getriebe und Zahnradfabrik Hermann Hagenmeyer GmbH and Co
Current assignee: Magna PT BV and Co KG
Priority date: 2012-09-05
Filing date: 2013-09-05
Publication date: 2017-09-19
Anticipated expiration: 2033-09-05
Also published as: EP2706270A3; US9272690B2; DE102012017817A1; EP2706270B1; CN103671905A; EP2706270A2; US20140060994A1

Abstract

公开了一种停车锁设备（30），其具有：停车锁机构（32），该停车锁机构（32）能够在停车锁位置（P）和释放位置（F）之间移动；和操作装置（46），该操作装置（46）被支撑成使得其能够围绕第一轴线（50）旋转并且设计成通过旋转而操作停车锁机构（32）；以及联接装置（52，74），该联接装置（52，74）将操作装置（46）联接至致动机构（58）。致动机构（58）被支撑成使得其能够围绕第二轴线（62）相对于滚筒（60）旋转，该滚筒（60）能够借助于驱动器（71）围绕第二轴线（62）旋转。

Description

停车锁设备

技术领域

本发明涉及一种停车锁设备，其具有：停车锁机构，该停车锁机构能够在停车锁位置和释放位置之间移动；操作装置，该操作装置被支撑成使得其能够围绕第一轴线旋转并且设计成通过旋转来操作停车锁机构；以及联接装置，该联接装置将操作装置联接至致动机构。

背景技术

DE202008001760U1公开了一种类似的这种类型的停车锁设备。

停车锁设备用于防止机动车辆移动，并且尤其用在具有例如带有变矩变速器、双离合变速器等的自动化传动系统的机动车辆中。

停车锁机构可包括停车锁棘轮和停车锁棘爪，其中，停车锁棘轮例如刚性地连接至齿轮箱输出轴，停车锁棘爪在停车锁位置中接合在停车锁棘轮的齿状部中，以便由此使车辆在输出侧上不动。

操作装置可实施为轮或轴，在其上设置有用于将停车锁机构从释放位置压按到停车锁位置中的凸轮。

如在DE202008001760U1中公开的，在此，凸轮可支撑在操作轴上，使得该凸轮能够旋转至有限程度，凸轮通过弹簧连接至操作轴。

这使得可能也从例如停车锁棘爪的突出部与停车锁棘轮的齿对准的相对位置开始操作停车锁机构。

在DE202008001760中，可设置致动器或手动停车锁换挡机构用于使操作轴旋转。

DE102011105068A1公开了一种停车锁设备，其能够借助于液压缸和相关联的液压回路被操作。在此，液压缸的活塞能够借助锁定元件锁定在释放位置中。为了解开锁定元件，设置电磁致动器，并且与其并行地设置液压致动器和/或气动致动器。

形成德国专利法的§3（2）所定义的现有技术的在先申请DE102012007061公开了一种停车锁设备，其中，操作轮在外周上设置有齿状部，该齿状部与换挡滚筒的外部齿状部啮合，该换挡滚筒在其他方面用于操作传动系统的齿轮箱的至少一个换挡离合器设备。在此，周向槽设置在操作轮上，在该周向槽中接合有连接至停车锁棘爪的销。

发明内容

鉴于此，本发明的目的是详细说明一种改进的停车锁设备，其具有紧凑的构造并且/或者容易地允许冗余的操作。

根据本发明的第一方面，该目的通过前述类型的停车锁设备来实现，致动机构被支撑成使得其能够围绕第二轴线相对于滚筒旋转，滚筒能够借助于驱动器围绕第二轴线旋转。

致动机构能够相对于滚筒旋转的事实意味着致动机构能够具有更紧凑的构造。特别地，在此，联接装置能够设计成，例如使得仅致动机构的小的周向部分和/或操作轮的小的周向部分设置有齿状部。换言之，联接装置能够极大程度地简化并且尤其能够具有更紧凑的构造。

特别地，第一轴线和第二轴线可形成为平行的，可能的是，例如对于联接装置实施为皮带驱动器、链条驱动器或啮合齿系统。

操作装置优选为操作轮，其可具有单件式或二件式设计。在二件式设计的操作轮的情况下，例如，凸轮可设计成相对于操作轮的另一部分旋转，使得如在DE202008001760U1中描述的那样，即使在停车锁棘爪位于停车锁棘轮的齿之上和/或在别的情况下停车锁机构暂时被锁定时，操作轮的旋转也是可能的。

停车锁机构优选地由停车锁棘轮和停车锁棘爪的设备形成，停车锁棘爪优选地接合在停车锁棘轮的外周上。

由此，全面地实现了该目的。

根据特别优选的实施方式，致动机构机械地偏置到启动位置中，在启动位置中，停车锁机构能够移动到停车锁位置中。

在此，偏置优选地朝向停车锁设备的壳体，该壳体可为齿轮箱的壳体。

因此，在该实施方式中，与换挡滚筒的相对旋转位置无关地，致动机构力求接合停车锁位置。

根据另一个优选的实施方式，停车锁机构机械地偏置到释放位置中。该偏置也可通过例如支撑在停车锁设备的壳体上的弹簧来实现。

因此，除非操作装置撞击在停车锁机构上，停车锁机构通常位于释放位置中。

在此，尤其优选的是，致动机构的机械偏置大于停车锁机构的机械偏置，使得当没有其他力作用时，致动机构能够将停车锁机构与其偏置相反地移动到停车锁位置中。

为了将致动机构保持在停用位置中，优选地设置锁定装置，其用于将致动机构锁定在停用位置中，当致动机构处于停用位置中时，将停车锁机构移动到释放位置中是可能的。

因此，停车锁机构机械地偏置到释放位置中使得在致动机构借助于锁定装置锁定在停用位置中时，该停车锁机构保持在释放位置中。

因此，在该实施方式中，致动机构通常借助于锁定装置锁定在停用位置中，例如以便选择机动车辆的正常驱动模式。为了接合停车锁设备（移动到停车锁位置中），锁定装置则移动到释放位置中，使得致动机构能够将停车锁设备移动到停车锁位置中。如果致动机构机械地偏置到启动位置中，因此，一旦锁定装置处于释放位置中，停车锁设备就能够通过机械偏置而换挡到停车锁位置中。

在此，通常可能的是将锁定装置主动地换挡到锁定位置中以及主动地换挡到释放位置中，为此目的可设置致动器。

然而，尤其优选的是，锁定装置在锁定装置能够将致动机构锁定在停用位置的方向上机械地偏置。

在该实施方式中，仅仅为了将锁定装置换挡到释放位置中，主动接合是必需的。

在此，尤其优选的是，锁定装置能够借助于滚筒移动到释放位置中，以便释放致动机构。

在此，例如为斜面轮廓部等的适合的释放结构可设置在滚筒上，该释放结构随着滚筒旋转将锁定装置移动到释放位置中。

根据替代性的或可累加的实施方式，锁定装置能够借助于电动致动器或液压致动器移动到释放位置中，以便释放致动机构。

因此，在替代性的实施方式中，滚筒能够制成为简单的设计。例如以电磁致动器的形式的电动致动器在此是尤其优选的。

在锁定装置不仅能够借助于滚筒、而且也能够借助于电动致动器或液压致动器而换挡到释放位置中的情况下，这为冗余的释放提供了机会。

例如，在滚筒被卡住时，锁定装置仍然能够借助于电动致动器或液压致动器移动到释放位置中，以便以该方式将停车锁设备换挡到停车锁位置中（从而以便在例如变速控制等失效时使车辆不动）。

特别是在致动机构机械地偏置到启动位置中时，尤其优选的是，在滚筒上布置用于将致动机构从启动位置移动到停用位置中的承载装置（catch device）。

因此，在该实施方式中，滚筒用于将致动机构换挡到停用位置中，其中，致动机构随后优选地借助于锁定装置锁定。

滚筒可为任何可旋转的部件并且例如可采用轮、轴等的形式。

然而，尤其优选的是，滚筒为联接至至少一个换挡元件的换挡滚筒，该换挡元件用于操作换挡离合器设备。

因此，在该实施方式中，换挡滚筒具有双重功能；首先是用以操作换挡离合器设备，其次是用以操作停车锁设备。

在该实施方式中，本发明还特别在于提供一种具有这种停车锁设备的齿轮箱，换挡滚筒设计成操作至少一个换挡离合器设备。

换挡离合器设备可以特别用于接合和脱离齿轮箱设备的齿轮，齿轮箱设备优选为副轴类型的正齿轮传动变速器。

根据本发明的可与前述的第一方面以任意组合相结合的另一方面，前述的目的通过具有停车锁机构的停车锁设备来实现，停车锁机构分配给齿轮箱并且能够在停车锁位置和释放位置之间移动，停车锁设备还包括致动机构，致动机构联接至停车锁机构并且机械地偏置到启动位置中，在启动位置中，停车锁机构能够移动到停车锁位置中，借助于锁定装置能够将致动机构锁定在停用位置中，在停用位置中，停车锁机构能够移动到释放位置中，锁定装置能够机械地偏置到锁定位置中，在锁定位置中，锁定装置能够将致动机构锁定在停用位置中，锁定装置能够借助于用于操作齿轮箱的换挡离合器的电动换挡驱动器而移动到释放位置中，以便释放致动机构，并且锁定装置借助于电动致动器或液压致动器能够冗余地移动到释放位置中，以便释放致动机构。

在本发明的该方面中，设置了停车锁设备，其中，在机动车辆的任何操作状态下，停车锁设备的冗余的操作优选地是可能的。

例如，如果换挡驱动器失效，锁定装置能够借助于电动致动器或液压致动器换挡到释放位置中，由此释放致动机构并且由于机械偏置将停车锁机构换挡到停车锁位置中。

在此，尤其优选的是，电动换挡驱动器由变速控制单元来启动，并且电动致动器或液压致动器由车辆控制单元来启动。

在该情形中，如果变速控制单元失效，首要的车辆控制单元能够将停车锁设备换挡到停车锁位置中，以便由此确保即使在变速控制单元失效的情况下，停车锁设备仍然能够换挡到停车锁位置中，以便使车辆不动。

明显的是，在不脱离本发明的范围的情况下，上文中具体说明的特征以及将在下文中阐明的特征不仅能够用在特定的具体组合中，而且也能够用在其他的组合中或单独使用。

附图说明

本发明的示例性实施方式在附图中示出并且在下文的说明中被更详细地说明。附图中：

图1示出了具有根据本发明的停车锁设备的一个实施方式的机动车辆的传动系统的示意图。

具体实施方式

在图1中，示意地示出用于机动车辆的传动系统，并且所述传动系统总体由10表示。

传动系统10包括驱动马达12，例如内燃机、混合驱动单元、电动马达等等。传动系统10还包括离合器设备14和齿轮箱设备16。齿轮箱设备16的输出端连接至差速器18，差速器18将推进动力分配至动力轮20L、20R。传动系统10可特别包括双离合器齿轮箱，其中，离合器设备14包括两个摩擦离合器，并且其中，齿轮箱设备16包括两个变速机构。

传动系统10包括停车锁设备30，停车锁设备30优选地容置在齿轮箱设备16的内部，但也可容置在差速器18中。

停车锁设备30用于使装配有传动系统10的机动车辆不动并且包括停车锁机构32。因为处于停车锁位置的停车锁机构抵靠壳体等被支撑，停车锁机构32能够阻止连接至机动车辆的输出端的轴旋转。

在此，停车锁机构32包括停车锁棘轮34，其固定至传动系统轴36（例如，齿轮箱输出轴）。停车锁机构32还包括停车锁棘爪38，停车锁棘爪38被支撑成使得其能够围绕棘爪轴线40枢转。棘爪轴线40为固定至壳体的枢轴并且优选地平行于传动系统轴36对准。停车锁棘轮34在其外周上具有示意地表示的齿状部。停车锁棘爪38在其自由端的区域中具有突出部。在停车锁位置P中，突出部接合在停车锁棘轮34的齿隙中（由图1中的虚线表示），以便由此阻止停车锁棘轮34进而传动系统轴36旋转。为了采用释放位置（由图1中的实线示出），停车锁棘爪38转动离开停车锁棘轮34的区域以使得停车锁棘爪38的突出部不能够接合在停车锁棘轮34的齿状部中，由此允许停车锁棘轮34自由地旋转。

停车锁机构32优选地机械地偏置到释放位置F中。为此目的，设置例如可支撑在停车锁设备30的壳体44上的弹簧42。

停车锁设备30还包括操作装置46。操作装置46包括操作轮48，操作轮48被支撑成使得其能够围绕轮轴线50旋转，轮轴线50优选地平行于传动系统轴36对准。齿轮齿状部52设置在操作轮48的周向部分上；该周向部分可小于或等于90°，尤其小于或等于45°，尤其小于或等于30°，周向范围优选地大于5°。

操作轮48的剩下的周向部分不必是有齿的并且可具有使得操作轮48也可偏离圆形形状的任意设计。

凸轮54形成在操作轮48的外周上。在以图1中的实线示出的操作轮48的旋转位置中，凸轮54没有作用于停车锁棘爪38。然而，如果操作轮48旋转经过在5°至90°的范围中、尤其在10°至45°的范围中的操作角而进入到由图1中的虚线表示的位置中时，凸轮54在朝向停车锁棘轮34的方向上与棘爪弹簧42的偏置相反地压按停车锁棘爪38。由此，停车锁位置P接合在停车锁机构32中。

在此，操作轮48可具有二件式设计，类似于在DE202008001760U1中所描述的设计，本文全面地参引所述专利的公开内容。设置在两个操作轮部件之间的弹簧支撑件由此能够用于即使当停车锁棘爪38的突出部位于停车锁棘轮34的齿状部的齿之上时仍然使操作轮48旋转。随着停车锁棘轮34进一步旋转，那么，凸轮54借助于支撑件支承，以便将停车锁棘爪38压按到齿状部中。

停车锁设备30还包括致动机构58。

致动机构58用于旋转操作轮48并且分配给以换挡滚筒60的形式的滚筒。滚筒60被支撑成使得其能够围绕平行于轮轴线50对准的滚筒轴线62旋转。换挡槽64形成在滚筒60的外周上，例如齿轮换挡叉之类的换挡元件66接合在换挡槽64中。换挡元件66作用于示意地表示的换挡离合器设备68，例如作用于其齿轮换挡套筒。换挡离合器设备68支撑在平行于滚筒轴线62对准的齿轮箱轴70上。

致动机构58同样也被支撑成使得其能够围绕滚筒轴线62（优选地至有限程度）旋转。在此，致动机构58也被支撑成使得其能够相对于滚筒60旋转。滚筒60由此能够在宽的角度范围上旋转，以便例如在不对致动机构58造成影响的情况下接合多种齿轮。

此外，与滚筒60的旋转位置无关地，致动机构58通常能够旋转，以便在很大程度上与换挡滚筒60的位置无关地，都将停车锁机构32带到停车锁位置P中。

换挡滚筒60能够借助示意地表示的滚筒驱动器71旋转，滚筒驱动器71例如可采用电动马达的形式，该电动马达可与滚筒轴线62偏心地（如同示出的）或同心地布置。

致动机构58包括具有联接齿状部74的联接部分72。联接齿状部74与操作轮48的齿轮齿状部52啮合。联接齿状部74也可在致动机构58的相对小的周向部分上延伸，例如，在3°至90°的范围、尤其在5°至45°的范围中延伸。

致动机构58还包括锁定部分76。锁定部分76和联接部分72可为二级杆(class2lever)的端部，如图1中所示。然而，所述部分72、76也可为轮等的一部分。在图1中，锁定部分76延伸超过滚筒60的半径，但其也可比该半径短。

借助于偏置弹簧78，致动机构58与壳体44反向地偏置到启动位置A（由图1中的虚线所示）中。在启动位置A中，致动机构58旋转以使得操作轮48旋转，从而接合停车锁位置P。

图1以实线示出致动机构58的停用位置D，在停用位置D中，致动机构58已经使操作轮48旋转到停车锁棘爪38能够借助于棘爪弹簧42按压到释放位置F中的位置中。

致动机构58借助于锁定装置80保持在停用位置D中。锁定装置80包括锁定元件82，锁定元件82以可移动的方式支撑在壳体44上。在此，锁定元件82的移动方向相对于滚筒轴线62是径向的。然而，在其他的实施方式中，移动方向也可平行于滚筒轴线62对准。

在致动机构58的锁定部分76上形成锁定凹部84。锁定元件82借助于锁定弹簧86偏置到锁定位置V中，在锁定位置V中，锁定元件82接合在锁定凹部84中，以便由此将致动机构58锁定在停用位置D中。

锁定元件82能够对抗锁定弹簧86的力移动到释放位置E中，在释放位置E中，锁定元件82没有接合在锁定凹部84中。因此，在锁定装置80的释放位置E中，致动机构58被释放并且基本上与换挡滚筒60的位置无关地在抵靠壳体44支撑的偏置弹簧78的力的下在朝向启动位置A的方向上旋转。

停车锁棘爪38由此通过操作轮48的旋转而换挡到停车锁位置P中。

通常，锁定元件82移动到释放位置E中借助于换挡滚筒60上的机械释放结构（mechanical release feature）88来实现，当换挡滚筒60相对于致动机构58处于特定的旋转位置中时，锁定元件82经由机械释放结构88转换到释放位置E中。这在图1中仅仅示意地示出（滚筒释放90）。

为了将停车锁设备30从停车锁位置P转变到释放位置F中，必需使致动机构58从启动位置A旋转到停用位置D中。

为此目的，承载装置92优选地设置在换挡滚筒60上，承载装置设计成在有限的角度范围上支承致动机构58直至致动机构58再次与锁定装置80对准，以便随后借助于锁定弹簧86接合锁定元件82的锁定位置V。

在94处示意地示出了止动件，该止动件例如可连接至壳体44，并且该止动件将致动机构58通过偏置弹簧78的旋转限制至小的角度范围，该小的角度范围可位于前述的角度范围的范围中。

在图1中的100处还示意地示出了致动器，其可实施为电动致动器或液压致动器，优选地可实施为电磁致动器。致动器100用于对抗锁定弹簧86的力冗余地将锁定元件82转换到释放位置E中。

这使得可能与换挡滚筒60的旋转位置无关地，甚至例如当换挡滚筒60被卡住或不能够被驱动而使得释放结构88不能够与锁定元件82接合时，都在任何时候接合停车锁设备（以将停车锁设备转变到停车锁位置P中）。

滚筒驱动器71优选地连接至变速控制单元102，变速控制单元102用于启动电动滚筒驱动器71以使换挡滚筒60旋转到不同的旋转位置中，以便例如接合或脱离齿轮，或者以便操作停车锁设备30。

如果变速控制单元102失效，那么由此，换挡滚筒60不再能够用于将停车锁设备30转变到停车锁位置P中。

为此原因，致动器100优选地连接至另外的控制单元，尤其连接至车辆控制单元或引擎控制单元104。因此，这在即使可能次级的变速控制单元102已经失效时仍然能够通过启动致动器100而开始将停车锁设备30转变到停车锁位置P中。

根据另一个优选的实施方式，致动器100也可从若干位置被启动，例如，借助于车辆控制单元104或借助于变速控制单元102，使得例如即使在车辆控制单元104已经失效并且换挡滚筒60机械地卡住，但变速控制单元102仍在运行时，停车锁设备30仍然能够转变到停车锁位置P中。

根据本发明的停车锁设备30由于其简单的构造能够被低成本且低复杂性地生产。另外的优点是高度的一体化以及很强的耐用性。

总的来说，进一步确保了停车锁设备30的提高的可用性。此外，能够实现完全一体化的方案。例如，在不需要锁定装置80的冗余操作时，也可省去致动器100。

替代电磁驱动器，致动器100也可包括具有主轴驱动器的电动马达。

此外，停车锁设备30也可通过相应的偏转机构与传统的停车锁（“子弹式设计”）结合。

Claims

1.一种停车锁设备(30)，所述停车锁设备(30)具有能够在停车锁位置(P)和释放位置(F)之间移动的停车锁机构(32)，并且所述停车锁设备(30)具有

-操作装置(46)，所述操作装置(46)被支撑成使得其能够围绕第一轴线(50)旋转，并且所述操作装置(46)设计成通过旋转而操作所述停车锁机构(32)；以及

-联接装置(52，74)，所述联接装置(52，74)将所述操作装置(46)联接至致动机构(58)，其中所述致动机构(58)被支撑成使得其能够围绕第二轴线(62)相对于滚筒(60)旋转，所述滚筒(60)能够借助于驱动器(71)围绕滚筒轴线旋转；

其特征在于：

所述滚筒轴线是所述第二轴线(62)，其中所述致动机构(58)能够借助于锁定装置(80)形状配合地锁定在停用位置(D)中，在所述停用位置(D)中，所述停车锁机构(32)能够移动到所述释放位置(F)中。

2.根据权利要求1所述的停车锁设备，其特征在于，所述致动机构(58)机械地偏置到启动位置(A)中，在所述启动位置(A)中，所述停车锁机构(32)能够移动到所述停车锁位置(P)中。

3.根据权利要求1所述的停车锁设备，其特征在于，所述停车锁机构(32)机械地偏置到所述释放位置(F)中。

4.根据权利要求1至3之一所述的停车锁设备，其特征在于，所述锁定装置(80)机械地偏置到锁定位置(V)中，在所述锁定位置(V)中，所述锁定装置(80)能够将所述致动机构(58)锁定在所述停用位置(D)中。

5.根据权利要求1至3之一所述的停车锁设备，其特征在于，所述锁定装置(80)能够借助于所述滚筒(60)移动到释放位置(E)中，以便释放所述致动机构(58)。

6.根据权利要求1至3之一所述的停车锁设备，其特征在于，所述锁定装置(80)能够借助于电动致动器或液压致动器(100)移动到释放位置(E)中，以便释放所述致动机构(58)。

7.根据权利要求1至3之一所述的停车锁设备，其特征在于，在所述滚筒(60)上布置有承载装置(92)，所述承载装置(92)用于将所述致动机构(58)从启动位置(A)移动到停用位置(D)中。

8.根据权利要求1至3之一所述的停车锁设备，其特征在于，所述滚筒为换挡滚筒(60)，所述换挡滚筒(60)联接至用于操作换挡离合器设备(68)的至少一个换挡元件(66)。

9.一种停车锁设备(30)，其特征在于，所述停车锁设备(30)包括停车锁机构(32)，所述停车锁机构(32)分配给齿轮箱(16)并且所述停车锁机构(32)能够在停车锁位置(P)和释放位置(F)之间移动，并且所述停车锁设备(30)还具有致动机构(58)，所述致动机构(58)联接至所述停车锁机构(32)并且机械地偏置到启动位置(A)中，在所述启动位置(A)中，所述停车锁机构(32)能够移动到所述停车锁位置(P)中，借助于锁定装置(80)能够将所述致动机构(58)形状配合地锁定在停用位置(D)中，在所述停用位置(D)中，所述停车锁机构能够移动到所述释放位置(F)中，所述锁定装置(80)机械地偏置到锁定位置(V)中，在所述锁定位置(V)中，所述锁定装置(80)能够将所述致动机构(58)锁定在所述停用位置(D)中，所述锁定装置(80)能够借助于用于操作所述齿轮箱(16)的换挡离合器(68)的电动换挡驱动器(71、90)移动到释放位置(E)中，以便释放所述致动机构(58)，并且所述锁定装置(80)能够借助于电动致动器或液压致动器(100)冗余地移动到所述释放位置(E)中，以便释放所述致动机构(58)。

10.根据权利要求9所述的停车锁设备，其特征在于，所述电动换挡驱动器(71、90)由变速控制单元(102)启动，所述电动致动器或液压致动器(100)由车辆控制单元(104)启动。