CN110486466A - 用于驻车锁定设备的致动装置、驻车锁定设备及包括这种驻车锁定设备的车辆 - Google Patents

用于驻车锁定设备的致动装置、驻车锁定设备及包括这种驻车锁定设备的车辆 Download PDF

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Abstract

一种用于驻车锁定设备的致动装置，其中该致动装置被布置成在释放位置与锁定位置之间切换，其中该致动装置包括设置有适于在锁定位置中抵靠驻车棘爪的致动端支承的锁定区段支承表面的锁定区段，其中该锁定区段支承表面是平坦的。本发明的优点在于提供了一种用于驻车锁定设备的紧凑且成本有效的致动装置。

Description

用于驻车锁定设备的致动装置、驻车锁定设备及包括这种驻 车锁定设备的车辆
技术领域
本发明涉及一种用于车辆的驻车锁定设备的致动装置、一种驻车锁定设备以及一种包括这种驻车锁定设备的车辆。致动装置是非对称的并且适于与支撑辊协作。
背景技术
具有自动变速器的车辆或不具有齿轮箱的电动车辆设置有驻车锁定功能，该驻车锁定功能适于锁定自动变速器的输出轴或电动机的输出轴，这限制车辆在任何方向上移动。驻车棘爪防止变速器旋转，并且因此防止车辆移动。驻车棘爪通过接合与布置在输出轴上的驻车齿轮(凹口轮)接合的棘爪(销)而将变速器的输出轴或电动机的输出轴锁定到变速器壳体，使变速器的输出轴(并且从而从动轮)停止旋转。当驻车棘爪在驻车齿轮的两个齿之间向下延伸时该驻车棘爪将锁定轴。驻车齿轮也可以被安装在其它位置中，只要其将能够防止车辆的车轮旋转。
在驾驶期间或者当车辆正在移动时，防止驻车棘爪接合。在具有自动变速器的车辆上，这通过阻挡档位选择器直到达到对于车辆安全的接合速度来完成。还可以使用软件来控制避免该状况，并且只有当车辆已达到静止时棘爪才可接合。
用于驻车棘爪的致动装置通常设置有弹簧，该弹簧将会将驻车棘爪朝向驻车齿轮推动。如果车辆静止并且驻车棘爪支承在齿的顶表面上，则驻车棘爪将抵靠齿的顶表面被推动。如果车辆略微移动，则驻车棘爪将被弹簧在齿之间向下推动并且将锁定输出轴。利用该解决方案，当接合时，驻车棘爪直接在齿之间向下延伸并不重要。
驻车锁定设备将通常包括围绕枢转销枢转的纵向延伸的驻车棘爪。驻车棘爪的锁定齿被布置在驻车棘爪的一端处，在与枢转轴线的相反侧处。致动器装置将使驻车棘爪朝向驻车齿轮枢转。致动器装置通常包括锥形衬套，该锥形衬套将使驻车棘爪朝向驻车轮枢转。
US 2015025750A、US 2016025214A和US 2010193319A都公开了这种驻车锁定设备。这种驻车锁定设备通常相对良好地起作用，但是相对较大且较重。从而存在改进的空间。
发明内容
因此，本发明的一个目的是提供一种用于车辆的驻车锁定设备的改进的致动装置。本发明的又一个目的是提供一种包括这种致动装置的驻车锁定设备。本发明的再一个目的是提供一种包括这种驻车锁定设备的车辆。
在关于致动装置的权利要求1、关于驻车锁定设备的权利要求10中以及关于车辆的权利要求14中的特征部分中描述了根据本发明的问题的解决方案。其它权利要求包含本发明的致动装置和驻车锁定设备的有利的进一步发展。
在用于驻车锁定设备的致动装置中，其中该致动装置被布置成在释放位置与锁定位置之间切换，其中该致动装置包括设置有适于在锁定位置中抵靠驻车棘爪的致动端支承的锁定区段支承表面的锁定区段，以及设置有适于在释放位置中抵靠驻车棘爪的致动端支承的释放区段支承表面的释放区段，并且其中该致动装置包括上支承表面，本发明的目的被实现在于，锁定区段支承表面是平坦的。
通过根据本发明的致动装置的该第一实施例，提供了一种紧凑且重量轻的致动装置，其中该致动装置可在直的纵向方向上从释放位置滑动到锁定位置。通过为致动装置提供平坦的上支承表面，与圆形致动装置相比，致动装置的支承表面被扩大。这将提高致动装置的力处理能力。致动装置的上支承表面适于抵靠驻车锁定设备的支承表面滑动，该驻车锁定设备可以是固定的或可旋转的。致动装置的锁定区段支承表面也是平坦的，这将扩大致动装置与驻车棘爪之间的接触表面，这还将提高驻车锁定设备的力处理能力。
致动装置是非圆形的并且设置有矩形横截面，其中致动装置的侧壁是平行的。平坦的支承表面将使致动装置保持处于适当的对准。驻车棘爪的复位弹簧将始终提供将致动装置朝向驻车锁定设备的支承表面推动的力。以这种方式，致动装置将不旋转。有可能提供侧向支承表面，其适于抵靠致动装置的侧壁支承以便进一步改善致动装置的引导。
致动装置适于与驻车锁定设备的支承表面相互作用。在一种发展中，驻车锁定设备的支承表面是布置在例如变速箱壳体上的平坦的支承表面。该支承表面也可以稍微凸起，在这种情况下，支承表面与致动装置之间的接触表面在垂直于致动装置的运动方向的方向上是平坦的。在该示例中，支承表面优选地由与致动装置相同的材料制成。
在一种发展中，驻车锁定设备包括支撑辊，其适于支撑致动装置。支撑辊将抵靠致动装置的上支承表面支承，并且将在将驻车棘爪推动到锁定位置时提供支撑。当驻车棘爪处于释放位置时，支撑辊也将抵靠致动装置支承，在该释放位置，致动装置被驻车锁定设备的复位弹簧朝向支撑辊推动。当车辆驻车在斜坡中时，支撑辊必须能够承受作用在支撑辊上的来自驻车棘爪和驻车齿轮的径向力。由于该系统适于是自打开的，即，当致动装置从驻车棘爪移除时，驻车棘爪将离开驻车齿轮，因此存在作用在支撑辊上的径向力。同样在该示例中，支撑辊与致动装置之间的接触表面在垂直于致动装置的运动方向的方向上是平坦的。
致动装置适合于与不同的驻车棘爪一起使用，既有设置有围绕枢转轴线枢转的臂的传统驻车棘爪，也有在锁定位置与释放位置之间在直线方向上滑动的驻车棘爪。
附图说明
下面将参考附图更详细地描述本发明，其中
图1示出驻车锁定设备的第一示例，其包括处于释放位置的根据本发明的致动装置，
图2示出驻车锁定设备的第一示例，其包括处于锁定位置的根据本发明的致动装置，
图3示出驻车锁定设备的第二示例，其包括处于释放位置所示的根据本发明的致动装置，
图4示出驻车锁定设备的第二示例，其包括处于锁定位置的根据本发明的致动装置，以及
图5示出包括根据本发明的致动装置的车辆。
具体实施方式
具有下面描述的进一步发展的本发明的各实施例应仅被视为示例并且决不限制由专利权利要求提供的保护的范围。
图1和图2示出包括本发明的致动装置的驻车锁定设备的第一示例，图3和图4示出包括本发明的致动装置的驻车锁定设备的第二示例，并且图5示出包括致动装置的车辆。
驻车锁定设备的第一示例包括驻车棘爪2、致动装置7和复位弹簧12。驻车棘爪被布置成处于如图1中所示的释放位置，在该释放位置中驻车齿轮可自由地旋转，或处于如图2中所示的锁定位置，在该锁定位置中驻车齿轮被锁定。驻车棘爪2适于在释放位置与锁定位置之间滑动。在所示示例中，驻车棘爪是纵向的，具有矩形横截面。驻车棘爪的边缘可以是圆化的或倾斜的。驻车棘爪包括具有锁定端4和致动端5的本体3。本体的短侧21适于与衬套相互作用，将作用在驻车棘爪上的力传递到变速器壳体。驻车棘爪本体的长侧22适于与驻车齿轮平行布置。驻车棘爪的长侧22也可以略微凸起。
致动装置7被布置成与驻车棘爪2相互作用。致动装置7适于在释放位置到锁定位置之间移动，在释放位置中，致动装置7允许驻车棘爪2处于释放位置，在锁定位置中，致动装置7迫使驻车棘爪到锁定位置。致动装置7被布置在致动器杆15上，该致动器杆15延伸穿过穿过致动装置的纵向孔。致动装置能够在致动器杆上滑动并且通过致动器弹簧16被推动到致动器杆15的末端。致动器杆由致动器14控制，该致动器14可以是例如电磁螺线管或旋转电机。致动器由车辆的控制系统控制，并且当变速器换档选择器被置于驻车位置时或者当电动车辆驻车时被激活。
致动装置7是不对称的和非圆形的，并且在所示示例中设置有矩形横截面，具有平行的侧壁33。矩形致动装置的使用将允许更紧凑的解决方案，并且将进一步增加驻车棘爪与致动装置之间的支承表面。利用该解决方案，致动装置7的下支承表面30、31可以是平坦的，并且驻车棘爪的支承表面24也可以是平坦的。致动装置7的厚度可以与驻车棘爪2的厚度相同，即对应于驻车棘爪的短侧的宽度。致动装置7的侧壁可以通过支撑表面或辊在侧向方向上被支撑，或者致动器杆可以以侧向方式被支撑，使得致动装置沿着直线运动。
平坦的上支承表面和下支承表面将使致动装置保持处于适当的对准。驻车棘爪的复位弹簧将始终提供将致动装置的上支承表面朝向驻车锁定设备的支承表面推动的力。以这种方式，致动装置将不能旋转。有可能提供侧向支承表面或辊，其适于抵靠致动装置的侧壁支承以便进一步改善致动装置的引导。
致动装置7包括释放区段9和锁定区段10。释放区段9包括上支承表面35和下支承表面31，锁定区段10包括上支承表面34和下支承表面30。致动装置7包括上支承表面29，该上支承表面29由释放区段9的上支承表面35和锁定区段10的上支承表面34组成。上支承表面29优选地是平坦的。锁定区段的下支承表面30也优选地是平坦的，并且释放区段9的下支承表面31可以也是平坦的。在释放区段9的下支承表面31与锁定区段10的下支承表面30之间布置有倾斜表面11。
致动装置7适于与驻车锁定设备的支承表面相互作用。在一种发展中，驻车锁定设备的支承表面是布置在例如变速箱壳体上的平坦支承表面。驻车锁定设备的支承表面也可以是稍微凸起的，在这种情况下，驻车锁定设备的支承表面与致动装置之间的接触表面在垂直于致动装置的运动方向的方向上是平坦的。在该示例中，支承表面优选地由与致动装置相同的材料制成。
驻车锁定设备1可以还包括支撑辊17，该支撑辊17适于支撑致动装置7。支撑辊将抵靠致动装置的上支承表面29支承，并且在将在将驻车棘爪2推动到锁定位置时提供支撑。当驻车棘爪2处于释放位置时，支撑辊17也将抵靠致动装置支承，在该释放位置中，致动装置7被驻车锁定设备的复位弹簧12朝向支撑辊17推动。当车辆驻车在斜坡中时，支撑辊必须能够承受作用在支撑辊上的来自驻车棘爪和驻车齿轮的径向力。由于该系统适于是自打开的，即，当致动装置从驻车棘爪移除时，驻车棘爪将离开驻车齿轮，因此存在作用在支撑辊上的径向力。支撑辊与致动装置之间的接触表面在垂直于致动装置的运动方向的方向上是平坦的。
驻车锁定设备1包括布置在变速器壳体18处的支撑辊17。该支撑辊适于通过致动装置7支撑驻车棘爪2，并且在所示示例中将承受当驻车棘爪处于锁定位置时作用在驻车棘爪上的竖直力。支撑辊17将抵靠致动装置7的上支承表面29支承，并且将在将驻车棘爪推动到锁定位置时提供支撑。当驻车棘爪处于释放位置时，支撑辊也将抵靠致动装置支承，在该释放位置中，致动装置7被驻车锁定设备的复位弹簧12朝向支撑辊17推动。这在图1中示出。上支承表面29优选地与锁定区段10的支承表面30平行，但略微偏移几度是有可能的。上支承表面29可以平行于释放区段9的支承表面31。
当致动装置7从释放位置移动到锁定位置时，倾斜表面11将与致动装置7的致动端5的致动支承表面25接触。如果驻车棘爪定位成使得其直接位于驻车齿轮的两个齿之间，则倾斜表面11将会将驻车棘爪在驻车齿轮的齿之间向下推动并且致动装置7将移动到锁定位置，在该锁定位置，锁定区段10的锁定区段承载表面30抵靠驻车棘爪2的致动端5的致动端支承表面24支承。这在图2中示出。当致动器被控制为锁定驻车锁定设备1时，致动器弹簧16将会将致动装置从释放位置推动到锁定位置。致动器弹簧16的弹簧力将克服复位弹簧12的力和驻车棘爪的摩擦。
当致动装置7从释放位置移动到锁定位置并且驻车棘爪定位成使得锁定端4的锁定端支承表面23将支承在驻车齿轮的齿的顶面(top land)上时，该驻车棘爪2不可在驻车齿轮的齿之间被向下推动。驻车棘爪将被稍微向下推动，并且致动装置7的倾斜表面11将支承在驻车棘爪的致动端5的倾斜的致动支承表面25上。致动器弹簧16将被压缩，并且致动器杆15将部分地通过致动装置中的开口滑动。如果车辆略微移动，则驻车齿轮将旋转一些角度使得驻车棘爪将被致动装置7在驻车齿轮的齿之间向下推动。倾斜表面11将向下推动驻车棘爪并且锁定区段10的锁定区段支承表面30将支承在驻车棘爪上。致动装置7将同时通过致动器弹簧16移动到锁定位置。
驻车棘爪的锁定端4适于与驻车齿轮20的齿相互作用，并且在锁定端的短侧21上设置有倾斜的支承表面：第一锁定支承表面27和第二锁定支承表面28。第一锁定支承表面27适于阻挡驻车齿轮在一个方向上旋转，并且第二锁定支承表面28适于阻挡驻车齿轮在另一个方向上旋转。倾斜将允许驻车棘爪更容易进入驻车齿轮的两个齿之间。在所示示例中，锁定支承表面相对于驻车棘爪2的中心轴线32的角度为30度，但是其它倾斜角度也是可能的。锁定支承表面必须提供驻车齿轮的牢固锁定。倾斜角度优选地相对尖锐，使得驻车棘爪将能够在没有变形的情况下保持驻车齿轮。锁定端4还设置有适于抵靠驻车齿轮的齿的顶面支承的锁定端支承表面23。驻车棘爪的锁定支承表面的倾斜也是重要的以便提供自打开的驻车棘爪，即，当用于处于锁定位置的驻车棘爪的保持支撑件从驻车棘爪移除时，驻车棘爪将离开驻车齿轮。从而，驻车棘爪的锁定端4与驻车齿轮的齿之间的角度必须允许驻车棘爪被推离驻车齿轮。
致动端5适于与致动装置7相互作用。驻车棘爪2的致动端5设置有倾斜的致动支承表面。倾斜将允许致动装置7更容易抵靠致动端5在释放位置与锁定位置之间滑动。致动端5还设置有适于抵靠致动装置7支承的致动端支承表面24。
锁定区段10的支承表面30优选地大致上垂直于驻车棘爪的中心轴线32。当车辆驻车时作用在驻车棘爪2上的力从致动端5的支承表面24被传递到致动装置7的锁定区段10的支承表面30。从而，这些表面必须彼此对应并且应该彼此平行。当驻车棘爪处于释放位置时，释放区段9的支承表面31必须仅承受来自复位弹簧的力，并且该力不是关键性的。在所示示例中，支承表面31还平行于驻车棘爪2的致动端的支承表面24。
驻车棘爪2优选地由金属制成，并且可以例如由锻钢或烧结钢制成。重要的是，当车辆驻车在斜坡中时，驻车棘爪可承受来自驻车齿轮的力。驻车齿轮20也由钢制成。在所示示例中，驻车棘爪2悬垂在围绕该驻车棘爪的衬套6中。衬套的使用将降低变速器壳体与驻车棘爪之间的电偶腐蚀的风险，尤其是当它们由不同材料制成时。衬套还必须能够承受作用在衬套上的来自驻车棘爪和驻车齿轮的力。该力可能相当大，例如当车辆驻车在下坡或上坡中时。衬套的内壁优选地是直的并且平行的。
复位弹簧12被布置在变速器壳体18处。复位弹簧的一端支承在变速器壳体上，并且另一端被布置在驻车棘爪的致动端5中的开口中。复位弹簧被布置成将驻车棘爪朝向释放位置推动，使得无论驻车棘爪在变速器壳体上的安装位置如何，驻车棘爪都将被推离驻车齿轮。在所示示例中，驻车锁定设备1被布置在变速器壳体的顶部处，使得驻车棘爪被复位弹簧向上推动。在所示示例中，复位弹簧是卷绕螺旋弹簧。也有可能使用其它类型的弹簧，例如取决于可用空间。
在第二示例中，驻车锁定设备1包括常规类型的枢转驻车棘爪42。驻车棘爪42设置有本体43和臂46，该臂46悬垂在枢转点处并且其可围绕枢转轴线47从释放位置枢转到锁定位置。驻车棘爪的头部可以类似于上述的驻车棘爪或者可以具有另外的形状。驻车棘爪被复位弹簧48推动到释放位置。
在第二示例中，致动装置7的功能与上述相同。驻车棘爪42的上支承表面49优选地被设计成使得当驻车棘爪处于锁定位置时该上支承表面49平行于致动装置7的锁定区段10的支承表面30。由于枢转效应，在释放位置与锁定位置之间驻车棘爪的上支承表面的角度将改变。图3示出处于释放位置的驻车棘爪，并且图4示出处于锁定位置的驻车棘爪。
图5示出包括内燃机51的车辆50，该车辆50具有包括根据本发明的驻车锁定设备1的自动变速器。该车辆还可以包括包括驻车锁定设备1的电动机。驻车锁定设备在所示示例中被布置在变速器或电动机的输出轴处，使得该驻车锁定设备可阻挡输出轴旋转。驻车锁定设备也可以被定位在传动系的其它位置中，只要驻车锁定设备可阻止输出轴旋转。
本发明不应被视为限于上述各实施例，在随后的专利权利要求的范围内许多另外的变型和修改是可能的。
附图标记
1：驻车锁定设备
2：驻车棘爪
3：本体
4：锁定端
5：致动端
6：衬套
7：致动装置
8：本体
9：释放区段
10：锁定区段
11：倾斜表面
12：复位弹簧
13：弹簧开口
14：致动器
15：致动器杆
16：致动器弹簧
17：支撑辊
18：变速箱壳体
20：驻车齿轮
21：短侧
22：长侧
23：锁定端支承表面
24：致动端支承表面
25：致动支承表面
27：第一锁定支承表面
28：第二锁定支承表面
29：上支承表面
30：锁定区段支承表面
31：释放区段支承表面
32：中心轴线
33：侧壁
34：锁定区段上支承表面
35：释放区段上支承表面
42：驻车棘爪
43：本体
44：锁定端
45：致动端
46：臂
47：枢转轴线
48：复位弹簧
49：支承表面
50：车辆
51：内燃机

Claims (14)

1.一种用于驻车锁定设备(1)的致动装置(7)，其中所述致动装置(7)被布置成在释放位置与锁定位置之间切换，其中所述致动装置(7)包括设置有适于在所述锁定位置中抵靠驻车棘爪(2)的致动端(5)支承的锁定区段支承表面(30)的锁定区段(9)，以及设置有适于在所述释放位置中抵靠驻车棘爪(2；42)的所述致动端(5)支承的释放区段支承表面(31)的释放区段(10)，并且其中所述致动装置(7)包括上支承表面(29)，其特征在于，所述锁定区段支承表面(30)是平坦的。
2.根据权利要求1所述的致动装置，其特征在于，所述致动装置(7)被布置成以直线运动在所述释放位置与所述锁定位置之间滑动。
3.根据权利要求1或2所述的致动装置，其特征在于，所述上支承表面(29)包括所述释放区段(9)的上支承表面(35)和所述锁定区段(10)的上支承表面(34)。
4.根据权利要求3所述的致动装置，其特征在于，所述释放区段(9)的上支承表面(35)和所述锁定区段(10)的上支承表面(34)被布置在同一平面中。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的致动装置，其特征在于，所述上支承表面(29)是平坦的。
6.根据前述权利要求中任一项所述的致动装置，其特征在于，所述致动装置(7)的本体(8)的横截面是矩形。
7.根据前述权利要求中任一项所述的致动装置，其特征在于，所述致动装置(7)的侧壁(33)是平行的。
8.根据前述权利要求中任一项所述的致动装置，其特征在于，所述致动装置(7)包括在所述释放区段(9)的支承表面(31)与所述锁定区段(10)的支承表面(30)之间的倾斜表面(11)。
9.根据前述权利要求中任一项所述的致动装置，其特征在于，所述致动装置(7)被可滑动地布置在致动器杆(15)上。
10.驻车锁定设备，其特征在于，所述驻车锁定设备(1)包括根据前述权利要求中任一项所述的致动装置(7)以及驻车棘爪(2，42)。
11.根据权利要求10所述的驻车锁定设备，其特征在于，所述驻车锁定设备(1)包括支撑辊(17)，所述支撑辊(17)被布置成抵靠所述致动装置(7)的上支承表面(29)支承。
12.根据前述权利要求中任一项所述的驻车锁定设备，其特征在于，所述驻车锁定设备(1)包括驻车棘爪(2)，所述驻车棘爪(2)被布置成以直线运动从释放位置滑动到锁定位置。
13.根据权利要求10或11中任一项所述的驻车锁定设备，其特征在于，所述驻车锁定装置(1)包括驻车棘爪(42)，所述驻车棘爪(42)被布置成围绕枢转轴线(47)从释放位置枢转到锁定位置。
14.车辆，其特征在于，所述车辆(50)包括根据权利要求10至13中任一项所述的驻车锁定设备(1)。
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