CN110439996B - 用于机动车的驻车锁定设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于机动车(2)的驻车锁定设备(1)，所述驻车锁定设备至少具有以下部件：‑传动齿轮(3)，在所述驻车锁定设备(1)安装在机动车(2)的状态中，所述传动齿轮与至少一个车轮(4，5)在旋转方面固定，使得仅当所述传动齿轮(3)能够旋转时，相关的车轮(4，5)才能够旋转，以及‑驻车制动器(7)，所述驻车制动器摩擦配合地固定相关的车轮(4，5)。驻车锁定设备(1)的特征主要在于，所述驻车制动器(7)直接作用于所述传动齿轮(3)。借助在此提出的驻车锁定设备，能够获得低的复杂性并且特别优选地仅需要唯一的一个执行器。

Description

用于机动车的驻车锁定设备
技术领域
本发明涉及一种用于机动车的驻车锁定设备、以及一种具有这种驻车锁定设备的机动车。
背景技术
由现有技术已知用于机动车的驻车锁定设备，在所述驻车锁定设备中，驻车锁和驻车制动器设立为出于法定要求而冗余的系统，以便可靠地禁止机动车移走。在此，驻车锁对于在动力系统中连接在扭矩流中的车轮上游的传动齿轮形状配合地起作用。传动齿轮优选地是可换挡的变速器的组成部分，使得通过传动装置换挡机构、例如借助换挡杆能够设定大多通过“P”描述的驻车状态。于是，传动齿轮在驻车状态中由驻车锁固定或闭锁，并且由于与至少一个车轮的抗旋转的连接，所述车轮借此固定。于是，机动车不能够移走。与驻车锁并行地，驻车制动器摩擦配合地、例如借助在车轮制动盘处的至少一个受挤压的制动块固定地作用于车轮中的至少一个车轮。通常，通过独立的杆操纵所述驻车制动器、例如手制动器或电的停车制动器(大多以圆圈中的在停车状态中明亮的“P”描述，对于所述圆圈，在右侧和左侧分别设置有象征制动块的同心的部分圆圈)
由于机动车发展中的自主化，越来越多地需要线控系统。这在引入阶段中首先涉及如下功能：所述功能——在特定的驻车制动器和驻车锁中——对于自主泊车是有帮助的。驻车锁和驻车制动器都能在市场中获得，然而，作为具有总共三个独立的能量消耗装置(例如电动马达)和能量源的单独系统的总和是相当成本密集且结构空间密集的。例如可以直接在相关的车轮处设置用于驻车制动器的电动马达。借此，也设置有从操作的位置、即通常在驾驶员舱室中或在驾驶员舱室处，至驻车制动器位置、即例如在后轴车轮处的复杂的信号线路结构。
发明内容
由此出发，本发明所基于的任务在于，至少部分地克服由现有技术已知的缺点。根据本发明的特征从独立权利要求中得出，包括在从属权利要求中阐明有利的设计方案。权利要求的特征可以以所有技术上有意义的方式和方法组合，其中，为此，也可纳入来自以下说明中的阐述以及来自附图的特征，所述阐述和特征包括本发明的补充的设计方案。
本发明涉及一种用于机动车的驻车锁定设备，驻车锁定设备至少具有以下部件：
-传动齿轮，在驻车锁定设备的安装在机动车的状态中，所述传动齿轮与至少一个车轮在旋转方面固定，使得仅当传动齿轮能够旋转时，相关的车轮才能够旋转；以及
-驻车制动器，驻车制动器摩擦配合地固定相关的车轮。
驻车锁定设备的特征主要在于，驻车制动器直接作用于传动齿轮。
在此提出的驻车锁定设备包括驻车制动器，使得具有驻车制动器的驻车锁定设备设立为用于(独立的或属于驻车锁定设备的)驻车锁的冗余的固定机构，并且与驻车锁相互配合地满足就此而言全世界统一的法规要求。传动装置、特别优选地可换挡的变速器大多靠近动力系统的驱动机器和/或靠近机动车的驾驶员舱室布置。
由此，用于运行驻车锁定设备的信号架构的线路路径与具有实施为车轮制动器的驻车制动器的预先已知的解决方案相比是短的。
驻车锁定设备优选地能够实施为能够集成到动力系统中的结构单元。所述结构单元能够作为一件交付，其中，此外，所需的联接元件独立地随同供应，或必须在安装之前或安装时移除安装保险装置。替选地，在装入到机动车的动力系统中时才由各个子部件组装成驻车锁定设备。优选地，传动齿轮是始终独立的部件，所述部件例如构成传动装置的、例如可换挡的变速器的结构统一的组成部分。
传动齿轮优选地与传动装置输出轴持久固定地连接，使得传动齿轮和至少一个车轮持续地布置在扭矩流中。也就是说，当传动齿轮不旋转时，车轮也不能够旋转，尽管通常是以另一转速旋转。因此，传动装置齿轮和至少一个车轮的运动彼此耦联。在一个替选的实施方式中，传动齿轮在驻车位置中或至少依据挡位地才有时与传动装置输出轴以传输扭矩的方式连接。因此，至少一个车轮与传动齿轮之间的上述运动耦联仅仅或至少在驻车位置中适用。
在此，驻车制动器在共同作用方面不构造用于与行驶制动器、例如在至少一个车轮处的盘式制动器或鼓式制动器共同作用。更确切地说，在此，驻车制动器与传动齿轮共同作用。驻车制动器摩擦配合地构造，例如构造为能够挤压到传动齿轮上的制动块。传动齿轮在两个旋转方向上被阻挡、即固定。在传动齿轮与至少一个车轮之间，(经由在动力系统的布置在传动齿轮与车轮之间的部分中常见的间隙和常见的机械挠性)相对的旋转是不可能的。借此，至少一个车轮被固定。
驻车锁定设备在机动车中的内部装置中附加于驻车锁地设置，或还包括驻车锁。驻车锁例如传统地实施，其中，驻车锁优选地与驻车制动器作用于相同的传动装置。因此，驻车制动器是用于机动车的冗余的固定机构进而法规要求得到满足。根据驻车锁定设备的一个有利的实施方式，驻车制动器构造为缠绕传动齿轮的部分环周的缠绕带。
在该实施方式中，对于驻车制动器构造有大的摩擦面，使得大的摩擦力和/或小的单位面积负载在传动齿轮处作用。传动齿轮以在环周上分布的方式优选具有齿(和齿槽)。在一个有利的实施方式中，摩擦面由传动齿轮的齿的齿顶构造。部分环周优选地涉及大于三分之二的环周、特别优选地大于四分之三的环周。在一个有利的实施方式中，相对于预先已知的具有在外部布置的驻车制动器的实施方式，在传动齿轮的区域中通过如下方式仅需要小的附加结构空间：在部分环周的区域中的缠绕带使用通常存在的间隙空间，并且仅仅缠绕带的支座和操纵杆需要小的附加结构空间。所述附加结构空间经常在机动车制造者的结构空间预设下在传动装置之内自由地可供使用。
此外，根据驻车锁定设备的一个有利的实施方式，设置有驻车锁，驻车锁能够作为独立的固定机构与传动齿轮置于这种形状配合的接合中，使得传动齿轮不能够旋转，驻车制动器也对于所述传动齿轮起作用。
法规上不要求，驻车锁和驻车制动器在不同的部位(间接或直接地)作用于至少一个待固定的车轮。更确切地说，足够的是，在动力系统的传动装置中设置驻车锁定设备。更确切地说，在一个固定机构故障时，相应另外的固定机构还足以实现所述任务。
驻车锁例如由现有技术已知地构造。在此使用的驻车锁构造用于与传动齿轮形状配合地共同作用，其中，传动齿轮以在环周上分布的方式具有多个凹部或凸起部、例如齿和齿槽。驻车锁例如具有销或(可枢转的)棘爪，所述销或棘爪接合到这种凹部中或抵靠这种凸起部作用。于是，传动齿轮在两个旋转方向上被阻挡、即固定。在一些实施方式中，设置一定的间隙，使得能够以这种间隙的量实现围绕轮轴线的旋转。在传动齿轮与至少一个车轮之间，(经由在动力系统的布置在传动齿轮与车轮之间的部分中常见的间隙和常见的机械挠性)相对的旋转是不可能的。借此，至少一个车轮被固定，更确切地说，借助驻车锁单独地在不具有驻车制动器的相互配合的情况下被固定。
因此，构造具有两个冗余作用的固定机构的驻车锁定设备，其中，所述固定机构通过如下方式彼此靠近地布置：所述固定机构作用于相同的传动齿轮。由此，用于运行驻车锁定设备的信号架构的线路路径与预先已知的解决方案相比较是非常短的。
优选地，驻车制动器实施为根据先前描述的缠绕带，其中，缠绕带围绕传动齿轮的仅一个部分环周并且环周剩余部分构成用于驻车锁或其接合机构、例如可枢转的棘爪的安装空间和/或运动空间的空隙。由此，仅需要非常小的结构空间。
根据驻车锁定设备的一个有利的实施方式，驻车锁和驻车制动器借助唯一的共同的执行器操纵。
在所述特别有利的实施方式中，对于驻车锁和驻车制动器仅设置有唯一的一个共同的执行器。这能够由于结构上的靠近而实现。在此，当两个固定机构中的至少一个在固定位置中自保持地构造时，也不影响冗余的驻车锁定的法规要求。例如，驻车锁自锁闭地实施，并且由执行器以脱离接合、即不处于接合中的方式保持在打开位置中。为了将驻车锁置于接合中，执行器仅仅从所述打开位置中引导出。然后，驻车锁自主地与传动齿轮进入到固定的接合中。这类似地替选地或附加地也能够以驻车制动器实施，那么驻车制动器必须由执行器主动地保持在打开位置中。应指明的是，主动的打开保持至少能够借助执行器彻底地在不输送电能的情况下、即无能量地实施。
根据驻车锁定设备的一个有利的实施方式，执行器包括螺杆和螺杆螺母，其中，对应的螺杆螺纹自固定地实施，使得换挡状态无能量地保持。
在这种简单的实施方式中，换挡状态的无能量的保持借助自锁的螺杆螺纹实现。也就是说，不需要电能来保持螺杆和/或螺杆螺母的当前位置。但是，在此，能够使用完全机械的储能机构、例如弹簧机构。其能量输出在调整、例如压缩弹簧机构时再次被存储，使得即使必须例如以电方式在换挡时施加复位能量，也能够总体上将所述能量输出在此当作无能量工作。
根据驻车锁定设备的一个有利的实施方式，借助执行器
-在第一位置中，仅驻车锁或仅驻车制动器，并且
-在第二位置中，驻车锁和驻车制动器
与传动齿轮置于接合中，使得相关的车轮被固定。
在所述有利的实施方式中，尽管使用仅一个唯一的执行器，但能够描绘惯常的两个换挡状态。如果移向第一位置，则两个固定机构中的仅一个固定机构置于接合中。优选地，这是驻车锁，使得如下概率提高：当因为驾驶员释放脚制动器、即用于使车辆按量地减速的行驶制动器，所以在拉紧驻车制动器之前车辆还移走一段时，驻车锁的接合机构、例如棘爪接合到相应的凹部、例如齿槽中。如果这不由驾驶员如此执行或如果驻车制动器首先被拉紧，则驻车锁可能接合在凹部旁边，即例如接合到齿顶上。如果现在驻车制动器失效，则车辆还略微移动。但是，这也是车辆的足够可靠的和允许的驻车锁定。
根据另一方面，本发明涉及一种机动车，所述机动车具有动力系统、传动装置和至少一个车轮，其中，能够从动力系统借助传动装置将扭矩传输到车轮上，其中，传动装置包括至少一个传动齿轮，至少一个传动齿轮至少在驻车挡位中如此连接到扭矩流中，使得车轮与至少一个传动齿轮在旋转方面固定，使得仅当传动齿轮能够旋转时，相关车轮才能够旋转。
机动车的特征主要在于，至少一个传动齿轮能够借助驻车制动器摩擦配合地固定，优选地借助根据上述说明的实施方式的驻车锁定设备固定。
机动车例如是轿车、载重车辆或机动两轮车。机动车具有动力系统，动力系统包括至少一个驱动设备、例如内燃机和/或电的驱动机器。能够由驱动设备输出的扭矩通过传动装置输出给至少一个车轮，即驱动轮。在此所述的传动装置优选地是可换挡的变速器。替选地，传动装置是固定传动比的变速器、即具有不可改变的传动比的变速器，差速器，或滑动离合器。优选地，传动装置已经配备有能够借助电信号控制的执行器，使得用于驻车锁定设备的功率耗费是小的。
在此提出的驻车锁定设备优选地如上所述实施并且集成到传动装置中，其中，优选地，驻车锁和驻车制动器作用于唯一的(共同的)传动齿轮。替选地，驻车锁定设备以如下方式不同地构造：使得驻车锁作用于第一传动齿轮并且驻车制动器作用于与第一传动齿轮不同的第二传动齿轮。在另一替选方案中，驻车制动器至少直接作用于传动装置轴、优选地传动装置输出轴。但是，对于传动齿轮或相关的传动装置轴，适用与对于唯一的传动齿轮的上述内容同样的内容，即仅当驻车锁和驻车制动器释放时，至少一个车轮才能够旋转。此外，参照对于驻车锁定设备的以上描述。
根据机动车的一个有利的实施方式，驻车锁定设备如此构造，使得执行器能够根据依据上述说明的实施方式转换到第一位置和第二位置中，其中，第一位置借助传动装置换挡机构能够设定和/或能够撤销，并且其中，第二位置借助独立的驻车杆能够设定和/或能够撤销。
在这种有利的实施方式中，尽管使用仅一个唯一的执行器，但能够描绘惯常的两个换挡状态。这能够以如下方式实现：即如上所述以执行器的第一位置和第二位置实现。此外，换挡状态能够以对于驾驶员惯常的方式设置，即一方面通过换挡杆从行驶换挡状态、例如倒车(“R”)或前进(“D”)换到驻车(“P”)。接着，驾驶员手动地借助独立的操作元件、以及优选地在机动车的车载计算机中执行的算法、将第二固定机构置于接合中。
附图说明
上述发明以下在相关的技术背景下参照示出优选设计方案的附图详细阐述。本发明不以任何方式通过纯示意性的附图限制，其中，应指出的是，附图不是成比例的并且不适合于限定尺寸关系。其中示出：
图1示出打开位置中的驻车锁定设备；
图2示出第一位置中的驻车锁定设备；
图3示出完全关闭位置中的驻车锁定设备；并且
图4示出具有驻车锁定设备的机动车中的动力系统。
具体实施方式
只要未明确指出对立，在上下文描述中所使用的序号仅仅用于明确的可区分性，而不表示所描述的部件的顺序或优先次序。
在图1至图3中，示出驻车锁定设备1，其中，驻车锁6和驻车制动器7对于唯一的共同的传动齿轮3起作用。驻车锁6以自锁闭的棘爪24实施，其中，当执行器10相应地抵抗锁闭弹簧25起作用时，锁闭弹簧25禁止棘爪24根据示图沿顺时针方向的枢转、即禁止其枢转到传动齿轮3上，并且当执行器10没有抵抗锁闭弹簧25起作用时，锁闭弹簧迫使棘爪24根据示图沿顺时针方向枢转、即迫使其枢转到传动齿轮3上。例如，锁闭弹簧25借助于相应的连杆轨道(未示出)朝向传动齿轮3强迫棘爪24。
在此，传动齿轮3具有对应于棘爪24的环绕的外齿部，其中，在此，标明在传动齿轮3的当前旋转位置中的重要的齿槽21以及两个相邻齿中的一个齿22。在图1中，棘爪不处于接合中，使得传动齿轮3可以自由旋转。在图2和图3中，棘爪24以接合方式偏转到齿槽21中进而阻挡传动齿轮3的旋转运动。
驻车制动器7包括缠绕带9，缠绕带缠绕传动齿轮3的这种部分环周8，使得对于驻车锁6保留充足的结构空间。此外，支座26和制动杆27布置成，使得使用传统可用的结构空间。如果制动杆27从在图1和在图2中示出的位置中根据示图沿顺时针方向翻转到在图3中示出的位置中，则缠绕带9拉紧并且摩擦配合地、阻挡地作用于传动齿轮3。在所述实施方式中，缠绕带9与传动齿轮3的外齿部的齿顶23共同作用。替选地，缠绕带与特定的(平行于齿22错位的)凸肩或特定的(置入到齿22中的)槽共同作用。
在此，仅提出唯一的执行器10，执行器不仅作用于驻车锁6，而且作用于驻车制动器7。在示例中，执行器构成有能够平移运动的螺杆11和平移固定的螺杆螺母12。在此，螺杆11朝向驻车锁6(如在图1中所示)或朝向制动杆27(如在图3中所示)起作用。优选地，螺杆螺纹(未示出)自锁地实施，使得由此能够无能量地保持螺杆11的位置。
在图1中，在所示出的位置、在此称为零位置中使驻车锁6保持打开。必要时，在此，也主动地使驻车制动器7保持打开。替选地，驻车制动器7自打开地实施。在所述零位置中，传动齿轮3能够自由旋转。
在图2中，螺杆11转换到执行器10的第一位置中，使得驻车锁6与传动齿轮3置于形状配合的接合中。传动齿轮3现在被阻挡。然而，驻车制动器7还没有被置于接合中。
在图3中，螺杆11转换到执行器10的第二位置中，使得现在驻车制动器7也与传动齿轮3置于(摩擦配合的)接合中。传动齿轮3现在冗余地借助驻车锁6并且借助驻车制动器7被阻挡，进而可靠地阻止机动车2(比较图4)移走。
在图4中，例如在图1至图3中所示，示出安装在机动车2中的驻车锁定设备1。机动车2包括动力系统13，在动力系统中，驱动设备18为了向前驱动机动车2而沿纵轴线20与车轮中的至少两个车轮、在此为前左车轮4和前右车轮5以传输扭矩的方式连接。在此之间连接地，布置有传动装置14，使得扭矩流15通过(在此重要的，因为对于例如在图3中所示的驻车位置能够被阻挡的)传动齿轮3引导至车轮4和5。借此，当传动齿轮3借助驻车锁6和/或驻车制动器7被阻挡时，车轮4和5不能够旋转。因此，机动车2被可靠地阻止移走。纯示意性地，在驾驶员舱室19中，示出以优选传统的方式实施的传动装置换挡机构16和驻车杆17。借助传动装置换挡机构16，例如能够借助将换挡杆调节到“P”上而选取第一位置，使得在根据图1至图3的驻车锁定设备1的实施方式中，使驻车锁6与传动齿轮3置于接合中。借助操纵、例如拉动驻车杆17，在相应的示例中能够选取第二位置，使得在根据图1至图3的驻车锁定设备1的实施方式中，使驻车制动器7与传动齿轮3置于接合中。
以在此提出的驻车锁定设备，能够获得低的复杂性并且特别优选地仅需要唯一的一个执行器。
附图标记列表
1 驻车锁定设备
2 机动车
3 传动齿轮
4 左车轮
5 右车轮
6 驻车锁
7 驻车制动器
8 部分环周
9 缠绕带
10 执行器
11 螺杆
12 螺杆螺母
13 动力系统
14 传动装置
15 扭矩流
16 传动装置换挡机构
17 驻车杆
18 驱动设备
19 驾驶员舱室
20 纵轴线
21 齿槽
22 齿
23 齿顶
24 棘爪
25 锁闭弹簧
26 支座
27 制动杆

Claims (7)

1.一种用于机动车(2)的驻车锁定设备(1)，所述驻车锁定设备至少具有以下部件：
-传动齿轮(3)，在所述驻车锁定设备(1)安装在机动车(2)的状态中，所述传动齿轮与至少一个车轮(4，5)在旋转方面固定，使得仅当所述传动齿轮(3)能够旋转时，相关的车轮(4，5)才能够旋转，以及
-驻车制动器(7)，所述驻车制动器摩擦配合地固定相关的车轮(4，5)，
其特征在于，
所述驻车制动器(7)直接作用于所述传动齿轮(3)；
其中，还设置有驻车锁(6)，所述驻车锁能够作为独立的固定机构与所述传动齿轮(3)置于这种形状配合的接合中，使得所述传动齿轮(3)不能够旋转，所述驻车制动器(7)也作用于所述传动齿轮(3)；其中，所述驻车制动器(7)和所述驻车锁在所述传动齿轮(3)的圆周的不同位置处与所述传动齿轮作用。
2.根据权利要求1所述的驻车锁定设备(1)，其中，所述驻车制动器(7)构造为缠绕所述传动齿轮(3)的部分环周(8)的缠绕带(9)。
3.根据权利要求1所述的驻车锁定设备(1)，其中，所述驻车锁(6)和所述驻车制动器(7)借助唯一的共同的执行器(10)操纵。
4.根据权利要求3所述的驻车锁定设备(1)，其中，所述执行器(10)包括螺杆(11)和螺杆螺母(12)，其中，对应的螺杆螺纹自固定地实施，使得换挡状态无能量地保持。
5.根据权利要求3或4所述的驻车锁定设备(1)，其中，借助所述执行器(10)，在第一位置中，仅所述驻车锁(6)或仅所述驻车制动器(7)与所述传动齿轮(3)置于接合中，并且
在第二位置中，所述驻车锁(6)和所述驻车制动器(7)与所述传动齿轮(3)置于接合中，使得所述相关的车轮(4，5)固定。
6.一种机动车(2)，所述机动车具有动力系统(13)、传动装置(14)和至少一个车轮(4，5)，其中，能够借助所述传动装置(14)将扭矩从所述动力系统(13)传输到所述车轮(4，5)上，
其中，所述传动装置(14)包括至少一个传动齿轮(3)，所述传动齿轮至少在驻车挡位中连接到扭矩流(15)中，使得所述车轮(4，5)与所述至少一个传动齿轮(3)在旋转方面固定，使得仅当所述传动齿轮(3)能够旋转时，相关的车轮(4，5)才能够旋转，
其特征在于，
所述至少一个传动齿轮(3)能够借助根据前述权利要求中任一项所述的驻车锁定设备摩擦配合地固定。
7.根据权利要求6所述的机动车(2)，其中，所述驻车锁定设备(1)根据权利要求5构造，其中，所述第一位置借助传动装置换挡机构(16)能够设定和/或能够撤销，并且其中，所述第二位置借助独立的驻车杆(17)能够设定和/或能够撤销。
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