CN108006222B - 一种自动变速器用驻车制动器及其控制方法 - Google Patents

一种自动变速器用驻车制动器及其控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种自动变速器用驻车制动器，包括：内接棘轮，其为环形圆盘状，内接棘轮的内环沿圆周方向设置多个棘轮齿；第一组电磁执行机构，其包括两个沿内接棘轮径向相对设置的电磁执行机构，电磁执行机构安装在变速器壳体上；所述电磁执行机构靠近内接棘轮的一端固定连接驻车棘爪；第二组电磁执行机构与第一组电磁执行机构结构相同；其中，所述第一组电磁执行机构及第二组电磁执行机构的驻车棘爪能够进入或脱离所述内接棘轮，当第一组电磁执行机构的两个驻车棘爪与棘轮齿位置对应时，第二组电磁执行机构的两个驻车棘爪分别与棘轮齿底的位置对应。本发明提供的自动变速器用驻车制动器，结构简单，占用空间较小，并且能够提高驻车成功率。

Description

一种自动变速器用驻车制动器及其控制方法
技术领域
本发明属于汽车驻车制动技术领域，特别涉及一种自动变速器用驻车制动器及其控制方法。
背景技术
当今社会，汽车已成为人们在生活中不可或缺的交通工具。随着科学技术的发展与人们生活水平的提高，人们对汽车的要求愈来愈高，汽车不再仅仅是普通的代步工具，而上升成为一种文化、一个象征，汽车的重要性不言而喻。因此，汽车的安全性能也越来越受到重视。
驻车制动器，通常是指机动车辆安装的手动刹车，在车辆停稳后用于稳定车辆，如果驻车制动效果不好，车辆在倾斜道路上停车时可能发生车辆滑动现象，造成严重的交通事故。
现有驻车制动器一般采用外接棘轮，且驻车棘轮一般需要其他机械联锁机构保持锁止状态，占用的空间较大，结构复杂，且驻车响应速度慢；此外由于车辆振动等因素造成的驻车不确定性，无法保证驻车成功率。
发明内容
本发明的一个目的是克服现有驻车制动器占用空间大的缺陷，提供了一种采用内接棘轮，占用空间较小的自动变速器用驻车制动器。
本发明的另一个目的是克服现有驻车制动器驻车成功率低的缺陷，提供了一种设有两组呈一定角度布置的驻车棘爪的驻车制动器，能够有效保证驻车成功率的驻车制动器。
本发明还有一个目的是提供一种自动变速器用驻车制动器的控制方法，控制器根据位置检测传感器的信号输入判断电磁执行机构的下一步动作，进一步提高了驻车成功率。
本发明提供的技术方案为：
一种自动变速器用驻车制动器，包括：
变速箱壳体；
内接棘轮，其为环形圆盘状，所述内接棘轮的内环沿圆周方向设置多个棘轮齿；
第一组电磁执行机构，其包括两个沿内接棘轮径向相对设置的电磁执行机构，所述电磁执行机构安装在变速器壳体上，并与所述变速箱壳体呈一定倾斜角度；所述电磁执行机构靠近内接棘轮的一端固定连接驻车棘爪；
第二组电磁执行机构，其包括两个沿内接棘轮径向相对设置的电磁执行机构，所述电磁执行机构安装在变速器壳体上，并与所述变速箱壳体呈一定倾斜角度；所述电磁执行机构靠近内接棘轮的一端固定连接驻车棘爪；
其中，所述第一组电磁执行机构及第二组电磁执行机构的驻车棘爪能够进入或脱离所述内接棘轮，当第一组电磁执行机构的两个驻车棘爪与棘轮齿位置对应时，第二组电磁执行机构的两个驻车棘爪分别与棘轮齿底的位置对应。
优选的是，所述棘轮齿沿内接棘轮的径向相对设置，每对棘轮齿关于所述内接棘轮的中心对称。
优选的是，所述驻车棘爪的安装端固定连接在电磁执行机构上，驻车棘爪的制动端与所述内接棘轮的端面垂直。
优选的是，所述电磁执行机构与所述诉述变速箱壳体之间形成的夹角α为50-70度。
优选的是，所述内接棘轮的棘轮齿底为圆弧状，所述驻车棘爪的制动端为圆柱体，所述制动端与棘轮齿底间隙配合。
优选的是，所述驻车棘爪的制动端的侧壁上嵌入式设置磁性元件。
优选的是，所述电磁执行机构为单保持式电磁装置。
优选的是，所述自动变速器用驻车制动器还包括位置检测传感器，其安装在变速器壳体上，用于检测驻车棘爪是否进入锁止位置。
一种自动变速器用驻车制动器的控制方法，使用所述的自动变速器用驻车制动器，包括如下步骤：
步骤一、控制器控制第一组电磁执行机构推出一个驻车棘爪，位置传感器检测上述驻车棘爪是否进入锁止位置；
步骤二、位置传感器将检测信号传输至控制器，如果所述驻车棘爪进入锁止位置，控制器控制第一组电磁执行机构推出另一个驻车棘爪；如果所述驻车棘爪未进入锁止位置，控制器控制第一组电磁执行机构拉回所述驻车棘爪；
步骤三、控制器控制第二组电磁执行机构相继推出两个驻车棘爪。
本发明的有益效果包括：
(1)本发明提供的自动变速器用驻车制动器，采用内接棘轮，与外接式的驻车棘轮相比，结构简单，能够节约变速器的径向空间。
(2)本发明提供的自动变速器用驻车制动器，两组驻车棘爪呈一定角度布置，保证任何情况下都会有一组电磁执行机构能够与驻车棘轮轴向啮合，结构稳定性好。
(3)本发明提供的自动变速器用驻车制动器，驻车棘爪从所述内接棘轮的圆环内侧斜向插入所述内接棘轮，能够减少驻车棘爪与内接棘轮之间的磨损，提高驻车制动器的寿命；同时，避免驻车结束解锁时驻车棘爪受到制动力矩的作用而不能成功脱离的问题。
(4)本发明提供的自动变速器用驻车制动器，采用电磁执行机构驱动驻车棘爪，电磁装置响应时间短，动作反应灵敏可靠。
(5)本发明提供的自动变速器用驻车制动器，采用的电磁执行机构为单保持式电磁装置，其尺寸较小，工作电压为直流(DC)24V，与汽车电池电压相同，方便电磁执行机构的安装使用；利用电磁装置的永磁保持力保持锁止和解锁位置，驻车驻车棘爪运动到指定位置后可切断电源以节省电能，达到节能环保的效果。
(6)本发明提供的自动变速器用驻车制动器的控制方法，控制器根据位置检测传感器的信号输入判断电磁执行机构下一步动作，进一步提高了驻车成功率。
附图说明
图1为本发明所述的自动变速器用驻车制动器总体结构示意图。
图2为本发明所述的第一棘爪组与内接棘轮啮合示意图。
图3为本发明所述的第一棘爪组与内接棘轮啮合剖面示意图。
图4为本发明所述的磁性元件安装位置示意图。
图5为本发明所述的自动变速器用驻车制动器的控制方法示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
如图1-3所示，本发明提供了一种自动变速器用驻车制动器，一种自动变速器用驻车制动器，包括：固定连接在变速器输出轴上的内接棘轮100，其为环形圆盘状，所述内接棘轮100的内环沿圆周方向设置多对棘轮齿，每对棘轮齿包括两个径向相对设置的棘轮齿111和棘轮齿112，即棘轮齿111和棘轮齿112关于所述内接棘轮的中心对称。第一组电磁执行机构，其包括电磁执行机构210和电磁执行机构220，第二组电磁执行机构，其包括电磁执行机构230和电磁执行机构240，两组电磁执行机构分别固连接在变速器壳体的安装面200上。第一棘爪组，其包括两个沿内接棘轮100的径向相对布置的驻车棘爪120和驻车棘爪130，驻车棘爪120的制动端121和驻车棘爪130的制动端131靠近所述内接棘轮100的端面，驻车棘爪120的安装端122和驻车棘爪130的安装端132分别固定连接在电磁执行机构210和电磁执行机构220上。第二棘爪组，其包括两个沿内接棘轮的径向相对布置的驻车棘爪140和驻车棘爪150，所述第二棘爪组与第一棘爪组的布置方向呈一定角度的夹角，所述驻车棘爪140的制动端和驻车棘爪150的制动端靠近所述内接棘轮100的端面，驻车棘爪140的安装端和驻车棘爪150的安装端分别固定连接在电磁执行机构230和电磁执行机构240上。所述第一棘爪组的两个驻车棘爪120和驻车棘爪130以及第二棘爪组的两个驻车棘爪140和驻车棘爪150的制动端能够分别在与其相对应的电磁执行机构的驱动下进入或退出所述内接棘轮100。
其中，当第一棘轮组的两个驻车棘爪120和驻车棘爪130分别与棘轮齿111及棘轮齿112的位置对应时，第二棘爪组的驻车棘爪140和驻车棘爪150与棘轮齿底113位置对应；同理，当第一棘爪组的驻车棘爪120和驻车棘爪130与棘轮齿底113位置对应时，第二棘轮组的两个驻车棘爪140和驻车棘爪150分别与棘轮齿111及棘轮齿112的位置对应；即无论棘轮转动到什么位置，始终保证有一个驻车棘爪组能够插入内接棘轮100中，与内接棘轮100啮合，实现制动。同时，采用两个驻车棘爪同时与内接棘轮啮合，能够分担制动阻力，避免了驻车锁止机构因大应力而发生零件破损的问题。
四个所述驻车棘爪的制动端均与所述内接棘轮100的端面垂直。四个所述电磁执行机构的变速箱壳体安装面200与所述内接棘轮100的端面平行，所述电磁执行机构与所述变速箱壳体安装面200之间呈倾斜角α，电磁执行机构210和电磁执行机构220对称设置，电磁执行机构230和电磁执行机构240对称设置，使电磁执行机构对驻车棘爪的推动力与内接棘轮100的端面呈一定角度倾斜，即四个所述驻车棘爪从所述内接棘轮的圆环内侧斜向插入所述内接棘轮100。以减少驻车时驻车棘爪与内接棘轮之间的磨损，提高驻车制动器的寿命；同时，避免驻车结束解锁时驻车棘爪受到制动力矩的作用而不能成功脱离的问题。优选的是，所述夹角α为50-70度。
在本实施例中，所述内接棘轮100的棘轮齿底113为圆弧状，所述驻车棘爪的制动端为圆柱体，所述制动端与棘轮齿底113间隙配合。每个所述驻车棘爪制动端的侧壁上嵌入式设置磁性元件160，如图4所示。
本发明提供的自动变速器用驻车制动器还包括位置检测传感器(图中未示出)，其安装在变速器壳体上，用于检测驻车棘爪是否进入锁止位置。所述位置检测传感器能够感应测定到磁性元件160的位置，从而判断磁性元件160所在的驻车棘爪是否进入锁止位置(与内接棘轮100啮合)。所述电磁执行机构采用单保持式电磁装置，当电磁执行机构的线圈通电后，其对应的驻车棘爪被推出，线圈断电后由于电磁机构自身产生的永磁保持力会使驻车棘爪保持在推出位置，保持制动状态。当施加反方向电流时驻车棘爪被拉回，断电后由于电磁机构自身产生的永磁保持力会使驻车棘爪保持在拉回位置，使驻车棘爪与内接棘轮分离，结束驻车状态。本发明采用的单保持式电磁装置尺寸较小，工作电压为直流(DC)24V，与汽车电池电压相同，方便电磁执行机构的安装使用。另外利用电磁机构自身产生永磁保持力保持锁止和解锁位置，驻车棘爪运动到指定位置后可切断电源以节省电能，达到节能环保的效果。
如图5所示，本发明还提供了一种自动变速器用驻车制动器的控制方法，包括如下步骤：
步骤一、控制器控制电磁执行机构210推出第一棘爪组的驻车棘爪120，位置传感器检测所述驻车棘爪120是否进入锁止位置(与内接棘轮100啮合)；
步骤二、位置传感器将检测信号传输至控制器，如果所述驻车棘爪120进入锁止位置，控制器控制电磁执行机构220推出第一棘爪组的另一个驻车棘爪130，使驻车棘爪130进入锁止位置，驻车棘爪120与驻车棘爪130同时起到制动作用。如果所述驻车棘爪120未进入锁止位置(驻车棘爪120处于棘轮齿位置，未进入内接棘轮100)，控制器控制电磁执行机构210拉回所述驻车棘爪120；
步骤三、控制器控制电磁执行机构230推出第二棘爪组的驻车棘爪140，之后，控制器控制电磁执行机构240推出驻车棘爪150，使驻车棘爪140和驻车棘爪150与内接棘轮100啮合，驻车棘爪120与驻车棘爪130同时起到制动作用。
本发明提供的自动变速器用驻车制动器，采用内接棘轮，与外接式的驻车棘轮相比，结构简单，能够节约变速器的径向空间。两组驻车棘爪呈一定角度布置，控制器通过位置检测传感器的信号输入判断电磁执行机构下一步动作，保证任何情况下都会有一组电磁执行机构能够与驻车棘轮轴向啮合，提高了驻车成功率。结合本发明提供的自动变速器用驻车制动器的控制方法，控制器根据位置检测传感器的信号输入判断电磁执行机构下一步动作，进一步提高了驻车成功率。
本发明提供的自动变速器用驻车制动器，采用电磁执行机构驱动驻车棘爪，电磁装置响应时间短，动作反应灵敏可靠。采用的电磁执行机构为单保持式电磁装置，其尺寸较小，工作电压为直流(DC)24V，与汽车电池电压相同，方便电磁执行机构的安装使用；利用磁铁的永磁保持力保持锁止和解锁位置，驻车驻车棘爪运动到指定位置后可切断电源以节省电能，达到节能环保的效果。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (7)

1.一种自动变速器用驻车制动器，其特征在于，包括：
变速箱壳体；
内接棘轮，其为环形圆盘状，所述内接棘轮的内环沿圆周方向设置多个棘轮齿；
第一组电磁执行机构，其包括两个沿内接棘轮径向相对设置的电磁执行机构，所述电磁执行机构安装在变速器壳体上，并与所述变速箱壳体呈一定倾斜角度；所述电磁执行机构靠近内接棘轮的一端固定连接驻车棘爪；
第二组电磁执行机构，其包括两个沿内接棘轮径向相对设置的电磁执行机构，所述电磁执行机构安装在变速器壳体上，并与所述变速箱壳体呈一定倾斜角度；所述电磁执行机构靠近内接棘轮的一端固定连接驻车棘爪；
其中，所述第一组电磁执行机构及第二组电磁执行机构的驻车棘爪能够进入或脱离所述内接棘轮，当第一组电磁执行机构的两个驻车棘爪与棘轮齿位置对应时，第二组电磁执行机构的两个驻车棘爪分别与棘轮齿底的位置对应；
所述棘轮齿沿内接棘轮的径向相对设置，每对棘轮齿关于所述内接棘轮的中心对称；
所述驻车棘爪的安装端固定连接在电磁执行机构上，驻车棘爪的制动端与所述内接棘轮的端面垂直。
2.根据权利要求1所述的自动变速器用驻车制动器，其特征在于，所述电磁执行机构与所述变速箱壳体之间形成的夹角α为50-70度。
3.根据权利要求2所述的自动变速器用驻车制动器，其特征在于，所述内接棘轮的棘轮齿底为圆弧状，所述驻车棘爪的制动端为圆柱体，所述制动端与棘轮齿底间隙配合。
4.根据权利要求1或3所述的自动变速器用驻车制动器，其特征在于，所述驻车棘爪的制动端的侧壁上嵌入式设置磁性元件。
5.根据权利要求1所述的自动变速器用驻车制动器，其特征在于，所述电磁执行机构为单保持式电磁装置。
6.根据权利要求1所述的自动变速器用驻车制动器，其特征在于，还包括位置检测传感器，其安装在变速器壳体上，用于检测驻车棘爪是否进入锁止位置。
7.一种自动变速器用驻车制动器的控制方法，使用权利要求1～6任意一项所述的自动变速器用驻车制动器，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、控制器控制第一组电磁执行机构推出一个驻车棘爪，位置传感器检测上述驻车棘爪是否进入锁止位置；
步骤二、位置传感器将检测信号传输至控制器，如果所述驻车棘爪进入锁止位置，控制器控制第一组电磁执行机构推出另一个驻车棘爪；如果所述驻车棘爪未进入锁止位置，控制器控制第一组电磁执行机构拉回所述驻车棘爪；
步骤三、控制器控制第二组电磁执行机构相继推出两个驻车棘爪。
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