CN106051154A - 电动驻车机构与汽车 - Google Patents

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李东
王敷玟
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Abstract

一种电动驻车机构，包括P档电机、螺杆、锁销、缓冲弹簧、螺纹板、驻车棘轮、驻车棘爪和转轴，该螺杆一端连接该P档电机，该螺杆另一端空套有该锁销，该螺杆上套设有缓冲弹簧和该螺纹板，该螺纹板设有螺纹孔，该螺纹板通过该螺纹孔套设在该螺杆上，该螺杆上沿其周向柱面设有外螺纹，该螺纹孔内壁设有内螺纹，该驻车棘爪套设在该转轴上，该驻车棘爪可绕该转轴转动，该驻车棘爪的棘爪与该驻车棘轮的棘轮槽咬合。该电动驻车机构结构简单，运行可靠。

Description

电动驻车机构与汽车
技术领域
本发明属于汽车技术领域，具体地涉及一种电动驻车机构及包括该电动驻车机构的汽车。
背景技术
电动驻车目前多用于电动车差减总成及混动传动系统中，基本原理均为将电机的旋转运动最终转化为棘爪的旋转运动，多采用涡轮蜗杆、齿轮齿条、凸轮等结构来实现，并需要专门的反向锁止机构以保证车辆熄火后可靠的锁止。
中国实用新型专利公开第CN201291850号公开了一种汽车驻车机构及包括该机构的变速器，该汽车驻车机构包括电机、与电机连接的电机轴、限位机构、扭簧、棘爪、可推动该棘爪的螺杆和可与该棘爪咬合的棘轮，其中，该汽车驻车机构还包括P档转轴联结件，P档转轴联结件与螺杆转动连接，螺杆抵靠在棘爪上，棘爪可转动的安装在汽车变速器的壳体上，扭簧的一端伸入棘爪内，另一端则固定在所述汽车变速器的壳体上，限位机构固定连接在所述电机轴上，驻车机构通过变速器的壳体安装在变速器中。
上述汽车驻车机构，螺杆的直线运动需要通过导向套等结构辅助实现，同时设置有专门的反向锁止机构以保证车辆熄火后可靠的锁止，零件较多，成本较高，结构复杂，布置空间要求比较高，可靠性低。
发明内容
本发明的目的是提供一种电动驻车机构及包括该电动驻车机构的汽车，该电动驻车机构结构简单，运行可靠，简化了电动驻车系统结构，降低了系统成本。
本发明的实施例提供的解决其技术问题的技术方案如下：
一种电动驻车机构，包括P档电机、螺杆、锁销、缓冲弹簧、螺纹板、驻车棘轮、驻车棘爪和转轴，该螺杆一端连接该P档电机，该螺杆另一端空套有该锁销，该螺杆上套设有缓冲弹簧和该螺纹板，该螺纹板设有螺纹孔，该螺纹板通过该螺纹孔套设在该螺杆上，该螺杆上沿其周向柱面设有外螺纹，该螺纹孔内壁设有内螺纹，该驻车棘爪套设在该转轴上，该驻车棘爪可绕该转轴转动，该驻车棘爪的棘爪与该驻车棘轮的棘轮槽咬合。
在本发明的较佳实施例中，该螺杆包括螺纹段和光轴段，该螺纹段的直径较该光轴段的直径大，该螺纹段与该光轴段之间形成台阶，该螺纹段沿其周向柱面设有外螺纹，该螺纹板通过该螺纹孔套设在该螺纹段上，该螺纹段连接该P档电机，该光轴段上套设有该锁销和该缓冲弹簧。
在本发明的较佳实施例中，该锁销设置有锥形面，该驻车棘爪于与该锁销配合的一侧设有锥形面，该锁销的锥形面与该驻车棘爪的锥形面配合。在本发明的较佳实施例中，该电动驻车机构还包括棘爪回位弹簧，该棘爪回位弹簧空套在该转轴上，该棘爪回位弹簧的一个支脚固定在该变速器的壳体上，另一个支脚固定在该驻车棘爪上。
在本发明的较佳实施例中，该电动驻车机构还包括位置传感器，该螺杆上设有一环形凸起，该位置传感器通过该环形凸起检测该螺杆的位置。
在本发明的较佳实施例中，该电动驻车机构还包括锁销定位套，该锁销定位套套设在该螺杆上，该锁销定位套位于该锁销外侧。
在本发明的较佳实施例中，该P档电机设有电机输出轴，该螺杆连接在该电机输出轴上。
在本发明的较佳实施例中，该螺杆一端的内部形成有空腔，电机输出轴伸入至该空腔中。
进一步地，本发明还提供一种汽车，包括电动驻车机构，该电动驻车机构为上述电动驻车机构。
本发明实施例提供的电动驻车机构，通过螺纹传动直接将电机的旋转运动转化为螺杆的直线运动，有效的简化了电动驻车系统结构，使其机构简单；并且螺纹传动可提供可靠的反向锁死功能，大大提高车辆熄火后的驻车可靠性，使其运行运行可靠。
附图说明
图1为本发明实施例提供的电动驻车机构的立体结构示意图。
图2为图1中电动驻车机构的主视图。
图3为图1中螺杆总成的结构示意图。
图4为图3沿A-A线的剖视图。
图5为图1中螺杆总成与驻车棘轮配合的示意图。
图6为图1的左视图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术方式及功效，以下结合附图及较佳实施例，对本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
请参照图1与图2，本实施例提供的电动驻车机构100，应用于汽车变速器/减速器中，该电动驻车机构100包括P档电机10、螺杆21、螺纹板40、锁销31、缓冲弹簧33、转轴80、驻车棘爪70和驻车棘轮60。
其中，P档电机10固定在变速器壳体(图未示)上，P档电机10设有电机输出轴12，P档电机10可驱动电机输出轴12转动。
螺杆21一端与P档电机10的电机输出轴12连接，另一端安装在变速器壳体上。请同时参照图4，本实施例中，螺杆21一端的内部形成有空腔24，电机输出轴12伸入至该空腔24中，螺杆21与电机输出轴12之间通过轴键(图未示)连接，螺杆21与电机输出轴12之间为间隙配合，螺杆21与电机输出轴12之间可相对轴向滑动，但不可相对转动。P档电机10通过电机输出轴12可驱动螺杆21正向转动和反向转动。螺杆21另一端安装在变速器壳体的定位孔(图未示)中，螺杆21与该定位孔之间亦为间隙配合。
请同时参照图3，螺杆21包括光轴段23和螺纹段22，光轴段23的直径较小，螺纹段22的直径较大，螺纹段22与光轴段23之间形成台阶面(图未标)，光轴段23远离螺纹段22的一端安装于变速器壳体上的定位孔中，螺纹段22与电机输出轴12连接，螺纹段22内部形成供电机输出轴12伸入的上述空腔24。
如图2所示，螺纹板40固定在变速器壳体上，螺纹板40上贯穿设有螺纹孔41，螺纹板40通过该螺纹孔41与螺杆21的螺纹段22螺纹连接。
该螺纹孔41于其内壁设有内螺纹，螺纹段22于其周向柱面设有外螺纹，螺杆21和螺纹板40之间通过该内、外螺纹相互螺纹配合，从而使得在P档电机10带动螺杆21转动时，由于螺纹段22与螺纹板40之间内、外螺纹的作用，螺杆21在螺纹作用下会进行前后方向的轴向运动。当螺杆21轴向运动时，电机输出轴12可以在螺纹段22内部的空腔24中轴向滑动。
本实施例中，转轴80的两端分别安装在变速器壳体上的安装孔(图未示)中，转轴80与变速器壳体上的安装孔之间为间隙配合。驻车棘爪70可以空套在转轴80上，并可绕转轴80转动；驻车棘爪70也可以固定套设在转轴80上，并可随转轴80一起转动。
本发明其他实施例中，转轴80的两端也可以固定安装在变速器壳体上，此时驻车棘爪70空套在转轴80上，驻车棘爪70可绕转轴80转动。
请同时参照图5，锁销31空套在螺杆21的光轴段23上，锁销31可相对于螺杆21的光轴段23轴向移动。锁销31与驻车棘爪70的一端呈抵靠配合，锁销31在螺杆21上轴向运动时，锁销31能够推动驻车棘爪70绕转轴80转动并使驻车棘爪70与驻车棘轮60咬合。具体地，锁销31呈锥形结构，锁销31的外周设有呈一定变角度的第一锥面，驻车棘爪70和锁销31抵靠配合的一侧亦设有呈一定变角度的第二锥面，锁销31与驻车棘爪70之间通过该第一锥面和该第二锥面相互抵靠配合。锁销31随螺杆21在前后方向上轴向运动时，在锁销31和驻车棘爪70的锥面配合作用下，锁销31推动驻车棘爪70绕转轴80转动。
如图3与图4所示，缓冲弹簧33套设在螺杆21上并用于推动锁销31在螺杆21上做轴向运动。具体地，缓冲弹簧33装配在锁销31与螺杆21的台阶面之间，缓冲弹簧33两端分别抵靠螺杆21的台阶面和锁销31，缓冲弹簧33在正常装配情况下已产生一定程度的预压缩。螺杆21轴向向前移动时，压缩缓冲弹簧33，进而使缓冲弹簧33对锁销31产生轴向向前的压力，使锁销31有轴向向前运动的趋势。
设置缓冲弹簧33可以防止P档电机10烧毁。P档电机10每次转动的圈数是一定的，因此螺杆21每次轴向移动的行程是一定的，当棘爪71已与棘轮槽61咬合而P档电机10未停止转动时，缓冲弹簧33可以消耗掉螺杆21多余的行程，从而防止P档电机10烧毁。
如图6所示，驻车棘轮60沿其外缘设置有棘轮槽61和棘轮凸缘62。驻车棘爪70和驻车棘轮60为棘轮棘爪配合，当驻车棘爪70上的棘爪71和驻车棘轮60上的棘轮槽61咬合时，即实现变速器驻车功能；当驻车棘爪70上的棘爪71和驻车棘轮60上的棘轮槽61脱开时，即实现变速器驻车解锁功能。
设置缓冲弹簧33还可以保证驻车的可靠性。请参图6，在需要驻车的场合，当棘爪71与棘轮槽61没有对准时，例如棘爪71恰好抵靠于棘轮凸缘62处，驻车棘爪70将停止转动，此时锁销31将不能向前移动，缓冲弹簧33压缩以消耗螺杆31行程；当车辆因溜车或其他原因移动时，驻车棘轮60跟随车辆转动，当棘爪71与棘轮槽61对中时，驻车棘爪70在缓冲弹簧33的驱动作用下转动，从而将棘爪71推到位并咬合在棘轮槽61中，车辆驻车成功。
本实施例中，P档电机10通过螺杆21和螺纹板40之间的内、外螺纹的螺纹配合，P档电机10的转动将转化为螺杆21的轴向运动；螺杆21推动锁销31轴向移动，锁销31通过锥面使驻车棘爪70转动，进而驻车棘爪70上的棘爪71和驻车棘轮60上的棘轮槽61咬合或者和驻车棘轮60上的棘轮槽61脱开，最终实现驻车功能和驻车解锁功能。
本实施例中，电动驻车机构100还包括位置传感器50、锁销定位套32和棘爪回位弹簧81。
如图2所示，位置传感器50固定在变速器壳体上，螺杆21的螺纹段22上设有一环形凸起25，位置传感器50通过该环形凸起25检测螺杆21的位置。
锁销定位套32固定套设在光轴段23上，位于锁销31外侧。锁销定位套32与螺杆21为过盈配合，可在端面将锁销定位套32与光轴段23进行焊接，确保锁销定位套32不会从光轴段23松脱。缓冲弹簧33和锁销定位套32将锁销31轴向约束在螺杆21的光轴段23上(参图4)。螺杆21可通过锁销定位套32间隙安装在变速器壳体的定位孔中。
请参图4，锁销31、锁销定位套32、缓冲弹簧33、螺杆21共同组成了螺杆总成20，螺杆总成20一端与电机输出轴12通过轴键连接，另一端通过锁销定位套32安装在变速器壳体上的定位孔中，螺杆总成20与定位孔之间的配合为间隙配合，推杆总成20通过电机输出轴12及锁销定位套32进行径向定位。
如图6所示，棘爪回位弹簧81空套在转轴80上，棘爪回位弹簧81可相对于转轴80转动，棘爪回位弹簧81的一个支脚(图未标)固定在变速器壳体上，另一个支脚(图未标)固定在驻车棘爪70上，棘爪回位弹簧81的弹簧力使驻车棘爪70和驻车棘轮60之间在不受其余外力情况下保持为常脱开状态。
在需要驻车解锁的场合，P档电机10反向转动，从而带动螺杆21向后轴向移动，缓冲弹簧33回复初始状态，棘爪回位弹簧81使驻车棘爪70回位，驻车棘爪70和驻车棘轮60之间回复至常脱开状态。
P档电机10正转时，带动螺杆21转动，螺杆21将在转动的同时向前轴向运动，螺杆21通过缓冲弹簧33推动锁销31向前轴向移动，进而通过锁销31的锥面推动驻车棘爪70，使驻车棘爪70绕转轴80转动，从而使棘爪71和棘轮槽61咬合，最终实现驻车功能。当棘爪71与棘轮槽61没有对准时，驻车棘爪70将停止转动，此时锁销31将不能向前轴向移动，缓冲弹簧33压缩以消耗螺杆21行程；当车辆出现溜车或其他原因移动时，驻车棘轮60跟随车辆转动，当棘爪71与棘轮槽61对中时，棘爪71在缓冲弹簧33的推动作用下转动将棘爪71推到位，使棘爪71和棘轮槽61咬合，车辆驻车成功。
P档电机10反转时，螺杆21向后轴向移动，缓冲弹簧33回复到正常长度，缓冲弹簧33对锁销31轴向向前的推力减小，驻车棘爪70在棘爪回位弹簧81的作用下转动，一方面使锁销31轴向向后移动，另一方面使棘爪71和棘轮槽61脱开，回复至常脱开状态，实现驻车解锁功能。
本实施例中，电动驻车机构工作过程中，可以通过读取位置传感器50的检测信号来精确判断螺杆21的位置，确保可靠驻车和解锁，并可防止P档电机10过度转动导致螺纹锁死。在判断出螺杆21位置的误差达到设定值后，通过控制P档电机10转动，从而控制螺杆21向前及向后的位移量，消除误差。
当车辆停车熄火后，P档电机10对螺杆21的推动力因断电消失。此时螺杆21和螺纹板40配合的螺纹发挥锁止作用，保证驻车机构维持在锁止状态下。
本发明实施例提供的电动驻车机构100，通过螺纹传动直接将P档电机10的旋转运动转化为螺杆21的直线运动，有效的简化了电动驻车系统结构，使其结构简单，成本较低；并且螺纹传动可提供可靠的反向锁死功能，大大提高车辆熄火后的驻车可靠性，使其运行可靠。
进一步地，电动驻车机构100通过工作过程中读取位置传感器50的检测信号来精确判断螺杆21的位置并及时修正，确保可靠地驻车和驻车解锁，并可防止P档电机10过度旋转导致螺纹锁死。
另外，螺杆21两端通过锁销定位套32及电机输出轴12进行径向定位，使其与螺纹板40之间的同轴度大大提高，降低了工作过程中锁销31斜面施加给螺杆21的径向力对螺纹旋合的影响，提高了电动驻车机构100的可靠性。
在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，除了包含所列的那些要素，而且还可包含没有明确列出的其他要素。
在本文中，所涉及的前、后、上、下等方位词是以附图中零部件位于图中以及零部件相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，所述方位词的使用不应限制本申请请求保护的范围。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电动驻车机构(100)，其特征在于，该电动驻车机构(100)包括P档电机(10)、螺杆(21)、锁销(31)、缓冲弹簧(33)、螺纹板(40)、驻车棘轮(60)、驻车棘爪(70)和转轴(80)，该螺杆(21)的一端连接该P档电机(10)，该螺杆(21)的另一端空套有该锁销(31)，该螺纹板(40)上设有螺纹孔(41)，该螺纹孔(41)内设有内螺纹，该螺杆(21)上沿其周向柱面设有外螺纹，该螺杆(21)与该螺纹板(40)通过该内螺纹和该外螺纹呈螺纹连接，该缓冲弹簧(33)套设在该螺杆(21)上并用于推动该锁销(31)在该螺杆(21)上做轴向运动，该驻车棘爪(70)套设在该转轴(80)上，该驻车棘爪(70)可绕该转轴(80)转动，该驻车棘爪(70)的一端与该锁销(31)呈抵靠配合，该锁销(31)在该螺杆(21)上轴向运动时，该锁销(31)能够推动该驻车棘爪(70)绕该转轴(80)转动并使该驻车棘爪(70)的棘爪(71)与该驻车棘轮(60)的棘轮槽(61)咬合。
2.如权利要求1所述的电动驻车机构(100)，其特征在于，该螺杆(21)包括螺纹段(22)和光轴段(23)，该螺纹段(22)的直径较该光轴段(23)的直径大，该螺纹段(22)与该光轴段(23)之间形成台阶面，该外螺纹形成在该螺纹段(22)上，该螺纹段(22)连接该P档电机(10)，该光轴段(23)上套设有该锁销(31)和该缓冲弹簧(33)，该缓冲弹簧(33)的一端与该锁销(31)抵靠，该缓冲弹簧(33)的另一端与该台阶面抵靠。
3.如权利要求1所述的电动驻车机构(100)，其特征在于，该锁销(31)设置有第一锥面，该驻车棘爪(70)在与该锁销(31)抵靠配合的一侧设有第二锥面，该锁销(31)的第一锥面与该驻车棘爪(70)的第二锥面配合。
4.如权利要求1所述的电动驻车机构(100)，其特征在于，该电动驻车机构(100)还包括棘爪回位弹簧(81)，该棘爪回位弹簧(81)套设在该转轴(80)上，该棘爪回位弹簧(81)的一个支脚用于与变速器壳体固定，另一个支脚固定在该驻车棘爪(70)上。
5.如权利要求1所述的电动驻车机构(100)，其特征在于，该电动驻车机构(100)还包括位置传感器(50)，该螺杆(21)上设有一环形凸起(25)，该位置传感器(50)通过该环形凸起(25)检测该螺杆(21)的位置。
6.如权利要求1所述的电动驻车机构(100)，其特征在于，该电动驻车机构(100)还包括锁销定位套(32)，该锁销定位套(32)固定在该螺杆(21)上，该锁销定位套(32)位于该锁销(31)外侧。
7.如权利要求1所述的电动驻车机构(100)，其特征在于，该P档电机(10)设有电机输出轴(12)，该螺杆(21)连接在该电机输出轴(12)上。
8.如权利要求7所述的电动驻车机构(100)，其特征在于，该螺杆(21)一端的内部形成有空腔(24)，该电机输出轴(12)伸入至该空腔(24)中并可在该空腔(24)中轴向滑动。
9.一种汽车，包括电动驻车机构(100)，其特征在于，该电动驻车机构(100)为权利要求1至8任一项所述的电动驻车机构(100)。
10.如权利要求9所述的汽车，其特征在于，该汽车还包括变速器壳体，该电动驻车机构(100)的螺纹板(40)固定在该变速器壳体上，该电动驻车机构(100)的螺杆(21)的远离P档电机(10)的一端间隙安装在该变速器壳体上，该电动驻车机构(100)的转轴(80)的两端间隙或固定安装在该变速器壳体上。
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