CN106812941A - 一种车辆及其坡道起步辅助系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种车辆的坡道起步辅助系统,包括同轴设置的内圈和外圈,内圈和外圈两者中的一个用于固定连接变速器外壳,另一个用于固定连接变速器输出轴,内圈和外圈之间设置有锁止装置;锁止装置处于第一工作位时,锁止装置使内圈和外圈只能够正向相对转动;锁止装置处于第二工作位时,锁止装置使内圈和外圈只能够反向相对转动;锁止装置处于第三工作位时,锁止装置使内圈和外圈能够双向相对转动;锁止装置处于第四工作位时,锁止装置使内圈和外圈相对静止。简化了坡道起步辅助系统的组成和控制,提高了系统的可靠性,使得变速器结构更加精简,成本低、易实现、功能丰富。本发明还公开了一种包括上述坡道起步辅助系统的车辆。
Description
技术领域
本发明涉及坡道起步领域,特别是涉及一种车辆的坡道起步辅助系统。此外,本发明还涉及一种包括上述坡道起步辅助系统的车辆。
背景技术
当汽车在有坡度的上坡路面或在高架、桥梁等含有坡道的上坡路段进行起步时,需要驾驶员对油门和手刹进行熟练的配合操作才能避免汽车溜坡,如果驾驶员驾驶经验不足或者操作不慎,极易出现发动机熄火、汽车溜坡等现象,严重时将会引发交通事故,随着汽车保有量的迅速增加,城市交通拥堵也越来越常见,反复进行坡道起步还会大幅增加驾驶员的劳动强度和心理负担,造成驾驶员疲惫并产生安全隐患,因而一类无需驾驶员特别操作就能够实现汽车坡道起步不溜车的辅助系统受到广泛关注,并已开始在汽车上装备。
现有坡道起步辅助系统均是基于坡度传感器和电子刹车系统实现功能,具体来说,当坡度传感器判断为上坡并且变速器置于D挡(前进挡)或传感器判断为下坡并且变速器置于R挡(倒车挡)时,在松开制动踏板之后,制动压力保持1到2秒制动延时,踩下油门踏板或者延时时间达到,制动压力释放。但是现有坡道起步辅助系统若超过制动延时的时间仍未踩下油门,则汽车仍会溜坡。
同时汽车变速器不同类型挡位所要求的车轮旋转方向一般是确定且唯一的,如前进挡要求车轮应当向使车辆前进的方向旋转,倒车挡要求车轮应当向使车辆倒退的方向旋转,驻车挡要求车轮锁止不能旋转等,如果车轮实际旋转方向与变速器挡位所要求的不相符,就会出现起步溜坡或驻车溜坡的现象,严重时可能引发事故。
因此,如何提供一种安全可靠的坡道起步辅助系统是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种车辆的坡道起步辅助系统,简化了系统的组成和控制,提高了系统的可靠性。本发明的另一目的是提供一种包括上述坡道起步辅助系统的车辆,简化了系统的组成和控制,提高了系统的可靠性。
为解决上述技术问题,本发明提供一种车辆的坡道起步辅助系统,包括同轴设置的内圈和外圈,所述内圈和所述外圈两者中的一个用于固定连接变速器外壳,另一个用于固定连接变速器输出轴,所述内圈和所述外圈之间设置有锁止装置;
所述锁止装置处于第一工作位时,所述锁止装置使所述内圈和所述外圈只能够正向相对转动;所述锁止装置处于第二工作位时,所述锁止装置使所述内圈和所述外圈只能够反向相对转动;所述锁止装置处于第三工作位时,所述锁止装置使所述内圈和所述外圈能够双向相对转动;所述锁止装置处于第四工作位时,所述锁止装置使所述内圈和所述外圈相对静止。
优选地,所述锁止装置包括控制板、相对设置的正向啮合块和反向啮合块,所述内圈的外侧设置有锁止槽,所述正向啮合块和所述反向啮合块的一端铰接于所述外圈的内侧,另一端设置有平行于铰接轴的控制销,所述控制板上设置有与所述控制销匹配的控制槽,所述控制板能够转动预设角度使所述正向啮合块和/或所述反向啮合块进出所述锁止槽,所述正向啮合块进入所述锁止槽时限制所述内圈和所述外圈反向相对转动,所述反向啮合块进入所述锁止槽时限制所述内圈和所述外圈正向相对转动。
优选地,包括多组成对设置的所述正向啮合块和所述反向啮合块,多组所述正向啮合块和所述反向啮合块均匀安装于所述外圈,所述控制板上对应设置有多个所述控制槽,所述内圈上均匀设置有多个所述锁止槽。
优选地,所述控制板外侧设置有用于连接控制装置的控制把手,所述控制把手能够带动所述控制板转动预设角度以进入不同工作位。
优选地,所述正向啮合块和所述反向啮合块均通过复位弹簧连接所述外圈。
优选地,所述正向啮合块和所述反向啮合块的两侧均对称设置有所述控制销,还包括对称设置于所述正向啮合块和所述反向啮合块两侧的两个所述控制板。
优选地,所述锁止装置包括滚柱和拨叉,所述拨叉能够使所述滚柱楔紧所述内圈和所述外圈以限制所述内圈和所述外圈正向和/或反向相对转动。
优选地,所述锁止装置包括并列设置且转动方向相反的两个单向可控超越离合器。
优选地,所述外圈通过螺栓固定连接所述变速器外壳,所述内圈通过花键固定连接所述变速器输出轴。
本发明提供一种车辆,包括变速器以及安装于所述变速器的坡道起步辅助系统,所述坡道起步辅助系统具体为上述任意一项所述的坡道起步辅助系统。
本发明提供一种车辆的坡道起步辅助系统,包括同轴设置的内圈和外圈,内圈和外圈两者中的一个用于固定连接变速器外壳,另一个用于固定连接变速器输出轴,内圈和外圈之间设置有锁止装置;锁止装置处于第一工作位时,锁止装置使内圈和外圈只能够正向相对转动;锁止装置处于第二工作位时,锁止装置使内圈和外圈只能够反向相对转动;锁止装置处于第三工作位时,锁止装置使内圈和外圈能够双向相对转动;锁止装置处于第四工作位时,锁止装置使内圈和外圈相对静止。
变速器置于前进挡时,锁止装置处于第一工作位,驱动车轮只能向使车辆前进的方向旋转,车辆不能后退;变速器置于倒车档时,锁止装置处于第二工作位,驱动车轮只能向车辆后退的方向前进,车辆不能前进;变速器置于空档时,锁止装置处于第三工作位,车轮可以双向转动,变速器置于驻车挡时,锁止装置处于第四工作位,车辆被锁止,无法转动。
以机械约束的方式实现了汽车前进上坡和倒车上坡起步均不会溜坡,省却了现有坡道起步辅助系统必需的坡度传感器,避免了现有坡道起步辅助系统延时刹车方法的时间限制,即超过制动延时的时间后仍然会溜坡,简化了坡道起步辅助系统的组成和控制,提高了系统的可靠性。同时能够实现驻车锁止功能,即在驻车状态下通过驱动轮的锁止保持汽车静止不动,从而无需在变速器中另设锁止机构,使得变速器结构更加精简,工作可靠、成本低、易实现、功能丰富。
本发明还提供一种包括上述坡道起步辅助系统的车辆,由于上述坡道起步辅助系统具有上述技术效果,上述车辆也应具有同样的技术效果,在此不再详细介绍。
附图说明
图1为本发明所提供的坡道起步辅助系统的一种具体实施方式的安装示意图;
图2为本发明所提供的坡道起步辅助系统的一种具体实施方式的结构示意图;
图3为本发明所提供的坡道起步辅助系统的一种具体实施方式中控制板的结构示意图;
图4为本发明所提供的坡道起步辅助系统的一种具体实施方式中啮合块的主视示意图;
图5为本发明所提供的坡道起步辅助系统的一种具体实施方式中啮合块的侧视示意图;
图6为本发明所提供的坡道起步辅助系统的一种具体实施方式中处于第一工作位的结构示意图;
图7为本发明所提供的坡道起步辅助系统的一种具体实施方式中处于第二工作位的结构示意图;
图8为本发明所提供的坡道起步辅助系统的一种具体实施方式中处于第三工作位的结构示意图;
图9为本发明所提供的坡道起步辅助系统的一种具体实施方式中处于第四工作位的结构示意图;
图10为本发明所提供的坡道起步辅助系统的另一种具体实施方式的结构示意图;
图11为本发明所提供的坡道起步辅助系统的再另一种具体实施方式的结构示意图;
图12为本发明所提供的坡道起步辅助系统的再另一种具体实施方式的结构示意图。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种车辆的坡道起步辅助系统,简化了系统的组成和控制,提高了系统的可靠性。本发明的另一核心是提供一种包括上述坡道起步辅助系统的车辆,简化了系统的组成和控制,提高了系统的可靠性。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
请参考图1至图5,图1为本发明所提供的坡道起步辅助系统的一种具体实施方式的安装示意图;图2为本发明所提供的坡道起步辅助系统的一种具体实施方式的结构示意图;图3为本发明所提供的坡道起步辅助系统的一种具体实施方式中控制板的结构示意图;图4为本发明所提供的坡道起步辅助系统的一种具体实施方式中啮合块的主视示意图;图5为本发明所提供的坡道起步辅助系统的一种具体实施方式中啮合块的侧视示意图。
本发明具体实施方式提供的坡道起步辅助系统,包括同轴设置的内圈301和外圈302,内圈301和外圈302两者中的一个用于固定连接变速器壳体100,另一个用于固定连接变速器输出轴200,内圈301和外圈302之间设置有锁止装置。即外圈302套装于内圈301外部,两者之间嵌装锁止装置。其中锁止装置处于第一工作位时,锁止装置使内圈301和外圈302只能够正向相对转动;锁止装置处于第二工作位时,锁止装置使内圈301和外圈302只能够反向相对转动;锁止装置处于第三工作位时,锁止装置使内圈301和外圈302能够双向相对转动;锁止装置处于第四工作位时,锁止装置使内圈301和外圈302相对静止。正向相对转动是指驱动车辆前进的转动方向,反向相对转动是指驱动车辆后退的转动方向。
在本发明具体实施方式提供的坡道起步辅助系统中,锁止装置可以采用多种形式,具体可以包括控制板306、相对设置的正向啮合块3041和反向啮合块3042,正向啮合块3041和反向啮合块3042形状相同但设置方向相反,其结构如图4和图5中的啮合块304。内圈301的外侧设置有锁止槽,锁止槽的延伸方向平行于内圈301的轴线方向,正向啮合块3041和反向啮合块3042的一端铰接于外圈302的内侧,另一端设置有平行于铰接轴的控制销3043,控制板306上设置有与控制销3043匹配的控制槽307,控制板306能够转动预设角度使正向啮合块3041和/或反向啮合块3042进入锁止槽。即根据需要使控制板306转动,由于控制板306上控制槽307的特定形状,控制板306转动不同的角度可以通过控制槽307带动控制销3043移动不同的距离,进而使正向啮合块3041和反向啮合块3042移动至不同的位置,当正向啮合块3041进入锁止槽时限制内圈301和外圈302反向相对转动,反向啮合块3042进入锁止槽时限制内圈301和外圈302正向相对转动。
为了提高系统的稳定性,可以设置多组成对的正向啮合块3041和反向啮合块3042,多组正向啮合块3041和反向啮合块3042均匀安装于外圈302,控制板306上对应设置有多个控制槽307,内圈301上均匀设置有多个锁止槽。需要时正向啮合块3041和反向啮合块3042能够快速进入临近的锁止槽,提高响应速度,可以根据情况调整各部件的数量和设置方式,均在本发明的保护范围之内。
为了便于调控控制板306的旋转,控制板306外侧设置有用于连接控制装置的控制把手308,控制把手308能够带动控制板306转动预设角度以进入不同工作位。需要时控制装置推动控制把手308,进而带动控制板306转动。同时还可以使正向啮合块3041和反向啮合块3042均通过复位弹簧305连接外圈302,便于正向啮合块3041和反向啮合块3042的复位,即可以通过复位弹簧305作用于正向啮合块3041和反向啮合块3042使其进入锁止槽,需要时通过转动控制板306使正向啮合块3041和反向啮合块3042分离锁止槽。控制板306上控制槽307的作用是对啮合块304约束(较窄的槽体部分)和解除约束(较宽的槽体部分):当控制销3043在控制槽307较窄处时,啮合块304被约束不与内圈301接触。当控制销3043在控制槽307较宽处时,对于啮合块304的约束解除,啮合块304在复位弹簧305作用下始终与内圈301接触,类似于棘轮棘爪机构,同时根据相对转向的不同,可能处于结合或者超越状态。
在本发明具体实施方式提供的坡道起步辅助系统中,正向啮合块3041和反向啮合块3042的两侧均对称设置有控制销3043,还包括对称设置于正向啮合块3041和反向啮合块3042两侧的两个控制板306,将正向啮合块3041和反向啮合块3042设置于两个控制板306之间,提高控制的稳定性,使受力更加均匀。
具体工方式请参考图6至图9,图6为本发明所提供的坡道起步辅助系统的一种具体实施方式中处于第一工作位的结构示意图;图7为本发明所提供的坡道起步辅助系统的一种具体实施方式中处于第二工作位的结构示意图;图8为本发明所提供的坡道起步辅助系统的一种具体实施方式中处于第三工作位的结构示意图;图9为本发明所提供的坡道起步辅助系统的一种具体实施方式中处于第四工作位的结构示意图。
变速器置于前进挡,处于第一工作位,控制板306上的控制槽307对反向啮合块3042产生约束作用,使其不能与内圈301接合,此时坡道起步辅助系统(即图1中的双向可控超越离合器300)被控处于“正向使能”模式,离合器的内圈301只能正向转动(顺时针转动),对应驱动车轮只能向使汽车前进的方向旋转(此时双向可控超越离合器300处于正向超越状态)。若驱动车轮试图向使车辆后退的方向旋转,则正向啮合块3041与内圈301的锁止槽相抵,驱动车轮不能反向旋转,从而在汽车上坡起步时,避免汽车向车尾方向溜车。
变速器置于倒车挡,处于第二工作位,控制板306上的控制槽307对正向啮合块3041产生约束作用,使其不能与内圈301接合,此时双向可控超越离合器300被控处于“反向使能”模式,离合器的内圈301只能反向转动(逆时针转动),对应驱动车轮只能向使车辆后退的方向旋转(此时双向可控超越离合器300处于反向超越状态)。若驱动车轮试图向使车辆前进的方向旋转,则反向啮合块3042与内圈301的锁止槽相抵,驱动车轮不能正向旋转,从而在汽车上坡起步时,避免汽车向车头方向溜车。
变速器置于空挡,处于第三工作位,控制板306上的控制槽307对正向啮合块3041和反向啮合块3042产生约束作用,使其都不能与内圈301接合,此时双向可控超越离合器300被控处于“双向分离”模式,离合器的内圈301可以双向转动,对应驱动车轮可双向旋转。
变速器置于驻车挡,处于第四工作位,控制板306上的控制槽307对正向啮合块3041和反向啮合块3042不产生约束作用,使两者均与内圈301的锁止槽相抵,此时双向可控超越离合器300被控处于“双向接合”模式,离合器的内圈301不能转动,对应驱动车轮被锁止。
以机械约束的方式实现了汽车前进上坡和倒车上坡起步均不会溜坡,省却了现有坡道起步辅助系统必需的坡度传感器,避免了现有坡道起步辅助系统延时刹车方法的时间限制,即超过制动延时的时间后仍然会溜坡,简化了坡道起步辅助系统的组成和控制,提高了系统的可靠性。同时能够实现驻车锁止功能,即在驻车状态下通过驱动轮的锁止保持汽车静止不动,从而无需在变速器中另设锁止机构,使得变速器结构更加精简,工作可靠、成本低、易实现、功能丰富。
请参考图10至图12,图10为本发明所提供的坡道起步辅助系统的另一种具体实施方式的结构示意图;图11为本发明所提供的坡道起步辅助系统的再另一种具体实施方式的结构示意图;图12为本发明所提供的坡道起步辅助系统的再另一种具体实施方式的结构示意图。
锁止装置还可以设置为其他形式,如包括滚柱303和拨叉,拨叉能够使滚柱303楔紧内圈301和外圈302以限制内圈301和外圈302正向和/或反向相对转动。或采用滚珠、楔块等方式,其工作方式与单向可控超越离合器类似,但是能够双向可控,均在本发明的保护范围之内。
也可为并列设置且转动方向相反的两个单向可控超越离合器,如图11中的正向可控超越离合器311和反向可控超远离合器312,通过控制两个单向可控超越离合器的使能和失能状态,可以组合出与上述具体实施方式中对应的四种状态,即正向使能、反向使能、双向分离和双向接合,单向可控超越离合器生产成本较低,制造工艺比较简单,工作的可靠性较高。
在上述各具体实施方式提供的坡道起步辅助系统的基础上,外圈302通过螺栓400固定连接变速器壳体100,内圈301通过花键固定连接变速器输出轴200。也可采用其他连接方式,如卡接或焊接等,均在本发明的保护范围之内。也可使内圈301与变速器壳体100相连,外圈302与变速器输出轴200相连,在内圈301与变速箱输出轴200之间设置轴承,仅改变连接方式,由内圈301主动旋转变为外圈302主动旋转,工作方式并没有实质性变化,为了适应不同变速器,均在本发明的保护范围之内。变速器可以但不限于是液力式自动变速箱(AT)、机械式自动变速箱(AMT)、双离合自动变速箱(DCT)、手动变速箱(MT)或其他任何形式的速比可变装置。
除了上述坡道起步辅助系统,本发明的具体实施方式还提供一种包括上述坡道起步辅助系统的车辆,该车辆其他各部分的结构请参考现有技术,本文不再赘述。
以上对本发明所提供的车辆及其坡道起步辅助系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以对本发明进行若干改进和修饰,这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种车辆的坡道起步辅助系统,其特征在于,包括同轴设置的内圈(301)和外圈(302),所述内圈(301)和所述外圈(302)两者中的一个用于固定连接变速器壳体(100),另一个用于固定连接变速器输出轴(200),所述内圈(301)和所述外圈(302)之间设置有锁止装置;
所述锁止装置处于第一工作位时,所述锁止装置使所述内圈(301)和所述外圈(302)只能够正向相对转动;所述锁止装置处于第二工作位时,所述锁止装置使所述内圈(301)和所述外圈(302)只能够反向相对转动;所述锁止装置处于第三工作位时,所述锁止装置使所述内圈(301)和所述外圈(302)能够双向相对转动;所述锁止装置处于第四工作位时,所述锁止装置使所述内圈(301)和所述外圈(302)相对静止。
2.根据权利要求1所述的坡道起步辅助系统,其特征在于,所述锁止装置包括控制板(306)、相对设置的正向啮合块(3041)和反向啮合块(3042),所述内圈(301)的外侧设置有锁止槽,所述正向啮合块(3041)和所述反向啮合块(3042)的一端铰接于所述外圈(302)的内侧,另一端设置有平行于铰接轴的控制销(3043),所述控制板(306)上设置有与所述控制销(3043)匹配的控制槽(307),所述控制板(306)能够转动预设角度使所述正向啮合块(3041)和/或所述反向啮合块(3042)进出所述锁止槽,所述正向啮合块(3041)进入所述锁止槽时限制所述内圈(301)和所述外圈(302)反向相对转动,所述反向啮合块(3042)进入所述锁止槽时限制所述内圈(301)和所述外圈(302)正向相对转动。
3.根据权利要求2所述的坡道起步辅助系统,其特征在于,包括多组成对设置的所述正向啮合块(3041)和所述反向啮合块(3042),多组所述正向啮合块(3041)和所述反向啮合块(3042)均匀安装于所述外圈(302),所述控制板(306)上对应设置有多个所述控制槽(307),所述内圈(301)上均匀设置有多个所述锁止槽。
4.根据权利要求3所述的坡道起步辅助系统,其特征在于,所述控制板(306)外侧设置有用于连接控制装置的控制把手(308),所述控制把手(308)能够带动所述控制板(306)转动预设角度以进入不同工作位。
5.根据权利要求4所述的坡道起步辅助系统,其特征在于,所述正向啮合块(3041)和所述反向啮合块(3042)均通过复位弹簧(305)连接所述外圈(302)。
6.根据权利要求5所述的坡道起步辅助系统,其特征在于,所述正向啮合块(3041)和所述反向啮合块(3042)的两侧均对称设置有所述控制销(3043),还包括对称设置于所述正向啮合块(3041)和所述反向啮合块(3042)两侧的两个所述控制板(306)。
7.根据权利要求1所述的坡道起步辅助系统,其特征在于,所述锁止装置包括滚柱(303)和拨叉,所述拨叉能够使所述滚柱(303)楔紧所述内圈(301)和所述外圈(302)以限制所述内圈(301)和所述外圈(302)正向和/或反向相对转动。
8.根据权利要求1所述的坡道起步辅助系统,其特征在于,所述锁止装置包括并列设置且转动方向相反的两个单向可控超越离合器。
9.根据权利要求1至8任意一项所述的坡道起步辅助系统,其特征在于,所述外圈(302)通过螺栓(400)固定连接所述变速器壳体(100),所述内圈(301)通过花键固定连接所述变速器输出轴(200)。
10.一种车辆,包括变速器以及安装于所述变速器的坡道起步辅助系统,其特征在于,所述坡道起步辅助系统具体为权利要求1至9任意一项所述的坡道起步辅助系统。
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