CN110654392B - 用于固定车辆静止状态的静止状态固定系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于固定车辆(100)的静止状态的静止状态固定系统(10)，该静止状态固定系统具有变速器锁定装置(20)，其在锁定位置用于锁定该车辆(100)的驱动变速器(110)的变速器运动并且在释放位置用于释放该变速器运动；还具有抗扭转装置(30)，其在驻车位置中用于锁定该车辆(100)的驱动桥(120)的驱动轮(122)的车轮运动并且在行驶位置中用于释放该驱动轮(122)的车轮运动，其中该驱动桥(120)的对置的驱动轮(124)形成为不带有用于抗扭转的装置(30)。

Description

用于固定车辆静止状态的静止状态固定系统
技术领域
本发明涉及一种用于固定车辆静止状态的系统以及一种带有这种固定系统的用于固定车辆静止状态的方法。
背景技术
众所周知，车辆应在静止状态下固定，防止不希望的溜车或推开。在传统的车辆中这例如由手制动器来提供。在此，手制动器通过车辆内部的杠杆机械式地或机电式地被激活，从而使得对应的制动颚板或制动衬块可以接合车辆的驱动轮或无驱动的车轮。在该接合位置，已知的手制动器对车辆进行固定以防止溜车。
此外，在绝大多数车辆中还存在附加的可能性，即例如在自动变速器的变速器锁定装置中通过例如形状配合或还有摩擦配合的原理来固定传动系以及由此固定所驱动的车轮以防旋转。
已知解决方案的缺点是这种静止状态固定的高的结构耗费、高的成本耗费以及大的空间需求。机械式的手制动器在此期间通常已经从机电式的解决方案中分离出来，但尽管如此这些机电式的解决方案仍然作用在车轴的至少两个车轮上。这导致，在所驱动的车轮和传动系的可能的抗扭转装置(如车辆的每个驱动轮处的变速器锁定装置)中布置有驻车制动系统的单独的机械部件，以便在那里实现用于防止车辆溜车的驻车制动功能。除了每个固定的车轮所必需的空间需求之外，还需要对应的机械式或机电式接触。尤其，除了大的结构空间之外，增加驻车制动装置的数量导致重量增加和车辆成本增加。
发明内容
本发明的目的是，至少部分地消除上述缺点。本发明的目的尤其在于，以成本低廉和简单的方式确保车辆的静止状态。
上述目的通过具有本发明优选实施例所述特征的用于固定静止状态的系统或设计以及具有本发明优选实施例所述特征的方法来实现。本发明的其他特征和细节从本发明的可选实施例、说明书和附图中得出。在此，结合本发明的用于固定静止状态的系统所描述的特征和细节自然也与本发明方法相结合，并且相应地反之亦然，从而使得始终交替地参考或能够参考本发明的各个方面的公开内容。
根据本发明，一种用于固定静止状态的系统用于固定车辆的静止状态。为此目的，用于固定静止状态的系统具有变速器锁定装置，其在锁定位置用于锁定车辆的驱动变速器的变速器运动并且在释放位置用于释放该变速器运动。此外，用于固定静止状态的系统配备有这样的装置，其在驻车位置用于锁定车辆车轴的车轮的车轮运动并且在行驶位置用于释放该车轮的车轮运动。在此，该车轴的对置的车轮形成为没有这种装置。
根据本发明的用于固定静止状态的系统组合了两种不同的锁止系统来形成共用的静止状态固定系统。这一方面是变速器锁定装置，其能够防止内部的变速器运动。在正常的行驶操作期间，由发动机输出轴提供扭矩以及因此变速器输入端处的旋转。根据不同传动比的选择、即在驱动变速器处选择对应的挡位，使驱动变速器内的单独的齿轮产生变速器运动，这通常是旋转运动。根据所设定或切换的挡位，现在可以在驱动变速器的输出轴上以与挡位相关联的对应的输出旋转速度来确保对驱动桥的驱动。
根据本发明，现在变速器锁定装置能够释放或还锁定上述变速器运动。如果使车辆置于驻车模式并处于静止状态，则通常也关闭驱动发动机。因此，在驱动变速器的输入轴处将没有施加扭矩以及因此旋转运动，因为驱动发动机并未提供。然而，处于静止状态的驱动变速器可以通过外部影响，例如通过车辆移动或者驱动桥转动而置于从外部引起的变速器运动中。为了防止这种情况，变速器锁定装置可以从释放位置移动到锁定位置，以防止、尤其完全防止这种内部的变速器运动。
现在，如果引入从外部引起的运动，例如通过作用在车辆上的重力效应和车辆的滚动趋势，则这通常可能将导致内部的变速器运动。然而，由于变速器锁定装置处于锁定位置，防止了驱动变速器的这种内部的变速器运动，从而在此确保了用于固定车辆静止状态的第一制动作用。
为了进一步提高在车辆静止状态中的安全性，现在该齿轮固定装置借助变速器锁定装置与车轮的抗扭转装置组合。该抗扭转装置布置在驱动轮或驱动桥的区域中，并且在该驱动轮处可以防止驱动轮的旋转运动或车轮运动。这可以例如通过抗扭转装置的摩擦配合和/或形状配合的设计来配置，这将在后面更详细地说明。当抗扭转装置处于行驶位置时，因此驱动轮和驱动桥的自由的车轮运动是可能的。因此，在驻车制动装置在行驶位置中不影响车轮运动的情况下，驱动变速器所提供的旋转能量可以经由驱动桥而被转换成驱动轮的旋转。在车辆的静止状态下(当车辆处于驻车模式时)，抗扭转装置现在可以从行驶位置切换到驻车位置。在该驻车位置中防止了车轮运动。因此，如果车辆处于该驻车模式，则同样可以再次防止驱动轮的从外部引起的运动。例如，如果车辆停在斜坡上并且该斜坡倾斜在重力作用下使车辆从驻车位置发生溜车，则这种溜车只能通过驱动轮的车轮运动来保证。通过在驻车位置中借助抗扭转装置阻止驱动轮处的这种车轮运动，可以在此有效地产生静止状态的固定并且可以避免车辆发生溜车。
从上述说明中可以看出，本发明结合了两个独立的固定系统。在此，一方面是通过变速器锁定装置在变速器内部固定静止状态，而另一方面是借助在至少一个驱动轮上抗扭转装置固定外部的静止状态。
现在，两个独立的固定机制的这种组合允许省去根据现有技术的高耗费且复杂的驻车制动装置。这尤其可以通过以下方式看出：在布置有驻车制动装置的同一驱动桥上，对置的驱动轮被设计成没有这种驻车制动装置。这尤其可以被理解为，对置的驱动轮被设计成没有任何驻车制动装置。与根据现有技术的已知解决方案相比，可以在此至少省去在对置的驱动轮处的附加的驻车制动装置。已经可以以这种方式实现在空间需求、成本和复杂性方面的巨大优势。然而，附加地也有可能的是：所使用的抗扭转装置是(形状配合或摩擦配合地)在有待固定的驱动轮处更小、更轻且更紧凑地设计的，因为该抗扭转装置与变速器锁定装置的组合一起在车轴的两个车轮上提供所希望的静止状态固定。
这可以带来如下优点：在根据本发明的用于固定静止状态的系统中，变速器锁定装置在锁定位置采取驱动变速器的小传动比位置、尤其最小传动比位置。车辆的驱动变速器通常配备有不同的挡位和传动比。最小的传动比通常被称为第一挡，并且对应较高的挡位与对应较高的传动比相关联。也可以由驱动变速器的倒挡提供小传动比或最小传动比。现在，变速器锁定装置在锁定位置中与驱动变速器的对应小的传动比位置相关联，通过以上方式变速器锁定装置自身可以至少部分地由驱动变速器的切换机构形成。这可以实现省去用于变速器锁定装置的附加构件或者保持用于该变速器锁定装置的附加成本至少最小化。以这种方式可以以最小化的成本提供该变速器锁定装置。基本上如同正常切换过程中那样进行控制，例如通过插入第一挡或倒挡。当然，在原理上还可以想到的是：在驱动变速器中提供以下单独的切换位置，其具有最小化的传动比或甚至具有内部变速器运动的完全内部阻挡，作为换挡滑槽的一部分或者作为机电过程的一部分被提供。
这还可以带来如下优点：在用于固定静止状态的系统中，车辆的每个驱动桥形成带有用于驱动轮的驻车制动装置，其中每个驱动桥的对置的驱动轮形成为不带有抗扭转装置。在此，尤其所有用于车轮的抗扭转的系统相同或者基本上相同地形成。虽然在原理上根据本发明的固定车辆静止状态的核心思想已经实现：变速器锁定装置与车轮的唯一的抗扭转装置相关联，因此将车轮的两个或更多个抗扭转装置组合可以在复杂的驱动器中或在带有多个驱动桥的大型车辆中带来优点。这在全轮驱动车辆或具有两个或更多个驱动桥的带有三个或更多个整体轴的车辆中尤其如此，例如在载重车辆中。然而关键的是，保持获得本发明的优点，以减少结构空间和复杂性，其方式为：在每个驱动桥中保持至少一个驱动轮不带有这样的抗扭转装置。因此，根据本发明的优点还可以用于复杂的全轮驱动车辆或具有多个驱动桥的车辆。单独的抗扭转装置是相同或基本相同地形成的，通过以上方式保持低的复杂性，因为相同的部分基本上可以用于所有驱动桥。
另一个优点在于，在根据本发明的用于固定车辆静止状态的系统中，抗扭转装置布置在驱动桥的驱动轮与该驱动桥的差速器装置之间。因此，该抗扭转装置不再直接布置在驱动轮上，而是布置在车辆内的驱动桥区域中。因此，驱动轮的结构自由度显著增加。差速器装置可以被理解为对驱动轮和对置驱动轮的不同转速的补偿方案。现在抗扭转装置能够保持差速器装置向驱动轮的输出，并且同时变速器锁定装置从驱动变速器的角度保持差速器装置的外罩，通过以上方式可以说以变速器锁定装置和车轮的抗扭转装置的组合提供了锁定差速器的功能。这种虚拟的锁定差速器的功能尤其形成作为100％的差速器锁定，从而使得在驱动轮与对置驱动轮之间的任何相对运动都被阻止。这也优选地在所有驱动桥中对应地实施。
同样可以有利的是，在根据本发明的用于固定车辆静止状态的系统中，车轮的抗扭转装置与用于行驶操作的车辆的制动装置分离地形成。为了使车辆从运动状态转到停止状态或至少减速的状态，通常设置有允许车辆减速的制动系统。这可以尤其是盘式或蹄式制动器。然而，在现代车辆中也可以想到恢复系统以及磁力制动系统。
根据本发明，车轮的抗扭转装置优选地是独立的，尤其与这些常规制动系统完全分开地形成。这允许专门解决每个系统(即一方面车轮的抗扭转装置和另一方面常规制动系统)的必要功能。考就车轮的抗扭转而言，这意味着可以选择简单且成本低廉的构型。以这种方式也可以增加用于抗扭转装置的布置自由度。
这带来进一步的优点：在根据本发明的用于固定车辆静止状态的系统中，车轮的抗扭转装置具有摩擦区段，该摩擦区段在驻车位置中与该驱动轮和/或该驱动桥的配对摩擦区段处于摩擦接触。摩擦面的这种摩擦配合允许以简单且成本低廉的方式提供车轮的抗扭转。在此还可以实现抗扭转的灵活接入，因为在摩擦区段与配对摩擦区段之间无需限定的相对位置来采取驻车位置。也可以将特别简单的操作(例如通过液压运动)用于接入抗扭转。
同样可以想到的是，在根据本发明的用于固定车辆静止状态的系统中，抗扭转装置具有棘爪区段，该棘爪区段在驻车位置中形状配合地接合到驱动轮和/或驱动桥的配对棘爪区段中。当然，这种形状配合的固定也可以与根据前一段所述的摩擦配合的固定相结合。由于为了使棘爪区段接合到配对棘爪区段中在抗扭转装置与驱动轮或驱动桥之间需要一定的基本定向，因此棘爪区段和/或配对棘爪区段可以具有对应的引入斜面或导向辅助，以便确保该相对位置并且可以实现将抗扭转装置简单地转移到驻车位置中。与摩擦配合的构型方式不同，形状配合提供基本上绝对的固定，因为即使在大的力施加下也不再可能有摩擦配合的滑动。
同样地，本发明的主题是一种用根据本发明的用于固定车辆静止状态的系统来固定车辆静止状态的方法，该方法具有以下步骤：
-产生车辆的静止状态，
-将该变速器锁定装置切换到锁定位置，
-将车轮的该抗扭转装置切换到驻车位置。
由此，根据本发明的方法带来了与关于本发明的用于固定车辆静止状态的系统详细描述的一样的优点。
可以同样有利的是：在根据本发明的方法中，同时或基本上同时执行切换到锁定位置和切换到车轮的抗扭转。这尤其可以被理解为在该切换运动中共同到达相应的最终位置。然而原理上，如果切换运动需要相同或基本相同的时间，则切换过程的共同启动也是可能的。在这两种情况下，防止产生不固定的中间状态，其中这两个静止状态固定功能中只有一个处于接通状态。
同样有利的是，在根据本发明的方法中，通过激活车辆的驻车模式来触发变速器锁定装置的和车轮的抗扭转装置的切换过程。例如，这可以是在变速器换挡杆上接入切换位置P。当激活该驻车模式时，机电式的实施方案尤其同时导致一方面变速器锁定装置和另一方面车轮的抗扭转装置的两次切换运动。在此，当然也可以想到单独的开关，以激活或再次解除激活该驻车模式。
附图说明
本发明的其他优点、特征和细节从下文的说明中得出，其中参照附图对本发明的实施例进行详细说明。在此，在权利要求书和说明书中提及的特征可以分别单独地或在任意组合中是对本发明而言重要的。附图示意性地示出：
图1示出根据本发明的用于固定车辆静止状态的系统的第一实施方式；
图2示出根据本发明的用于固定车辆静止状态的系统的另一实施方式；
图3示出根据本发明的用于固定车辆静止状态的系统的另一实施方式，
图4示出根据本发明的用于固定车辆静止状态的系统的另一实施方式；
图5示出根据本发明的用于固定车辆静止状态的系统的另一实施方式；
图6示出在行驶位置中的、用于固定车辆静止状态的、带有摩擦配合系统的系统的另一实施方式；
图7示出在驻车位置中图6的实施方式；
图8示出在行驶位置中的、用于固定车辆静止状态的、带有形状配合构型的系统的一个实施方式，并且
图9示出在驻车位置中图8的实施方式。
具体实施方式
图1到图5中示出根据本发明的用于固定车辆静止状态10的系统的五种不同实施方式。图1在此明确地提出解决方案，如其在现有技术中在原理上已知的。因此，从现有技术中理论上已知在每个驱动轮122、124上具有两个单独的抗扭转装置30的车辆100的驱动桥120的构型。然而，根据本发明在图1的实施方式中，车轮的抗扭转装置30仅布置在驱动桥120的驱动轮122处，同时(由删除线示出地)在驱动桥120的对置驱动轮124上恰好没有布置车轮的抗扭转装置30。尽管如此，为了在静止状态中获得期望的安全性，现在除了驱动变速器110处的已知解决方案之外，还布置有变速器锁定装置20，以便在此也确保用于固定车辆100的静止状态的锁定功能。
图2示出图1的一个替代性实施方式。因此，车轮的抗扭转装置30在此不直接被配给驱动轮122上，而是布置在差速器装置130与驱动轮122之间的驱动桥120中。对置的驱动轮124也在此保持再次不具有抗扭转装置30。现在，变速器锁定装置20锁定差速器装置130的输入端，并且同时通过抗扭转装置30锁定差速器装置130的输出端之一，通过以上方式变速器锁定装置20和抗扭转装置30的组合也可以被理解为虚拟的差速器锁定装置，该差速器锁定装置尤其具有最高达100％锁定功能的作用方式。
图3示出如已经在图1中所示的结果一样的一种解决方案，然而，现在不具有仍在图1中以删除线示出的在对置的驱动轮124处的旧的抗扭转装置30。在此也示出与差速器装置130的组合。
图4是全轮驱动的解决方案。这意味着，后轴和前轴在此被设计为驱动桥120。在此，在前轴上也布置有差速器装置30。然而，即使在全轮驱动中只有驱动桥120(在这种情况下为后轮轴)配备有抗扭转装置30，只要变速器锁定装置20居中地在驱动变速器110上确保对应的附加固定，就可以在原理上足以实现固定的静止状态。
图5示出在配备有全轮驱动的车辆100中的附加固定，从而使得从图4的解决方案出发，现在在前驱动桥120上在驱动轮122处也布置有抗扭转装置30。在此，前轴上对置的驱动轮124也保持不具有抗扭转装置30。在此还要指出的是，作用方式自然不取决于抗扭转装置30是否全部布置在车辆100的同一侧或在该车辆的不同侧。
图6和7示出抗扭转装置5 30的可能的构型。在此示出摩擦配合的构型，从而使得在图6中在释放位置上在摩擦区段32与配对摩擦区段34之间不存在接触。如果在驻车位置中实施抗扭转装置30到驱动桥120上的运动，则摩擦区段32和配对摩擦区段34彼此产生摩擦接触，这提供了所期望的抵抗驱动轮122的车轮运动的固定功能。
图8和9示出了抗扭转装置30的实施方式，其具有相同的作用方式、但不同的功能。根据图9，在此为了在驻车位置中防止驱动轮122的车轮运动，抗扭转装置30设计有棘爪区段36，该棘爪区段接合在驱动桥120的配对棘爪区段38中。在根据图8的驻车位置中，这两个区段不相接合，从而可以实现驱动轮122的自由的车轮运动。
上述对实施方式的说明仅在示例的范围内描述了本发明。在不背离本发明的范围的情况下，自然还可以将这些实施方式的单独的特征(只要在技术上有意义)自由地彼此组合。

Claims (10)

1.一种用于固定车辆(100)的静止状态的静止状态固定系统(10)，该静止状态固定系统具有变速器锁定装置(20)，用于在锁定位置中锁定该车辆(100)的驱动变速器(110)的变速器运动并且在释放位置中释放该变速器运动；还具有抗扭转装置(30)，用于在驻车位置中锁定该车辆(100)的驱动桥(120)的驱动轮(122)的车轮运动并且在行驶位置中释放该驱动轮(122)的车轮运动，其中该驱动桥(120)的对置的驱动轮(124)形成为不带有抗扭转装置(30)，所述抗扭转装置布置在所述驱动轮(122)和差速器(130)之间的驱动桥(120)上，以及所述抗扭转装置与该车辆(100)的用于行驶操作的制动装置相独立地形成。
2.根据权利要求1所述的静止状态固定系统(10)，其特征在于，该变速器锁定装置(20)在锁定位置中采取该驱动变速器(110)的小传动比位置。
3.根据前述权利要求之一所述的静止状态固定系统(10)，其特征在于，该车辆(100)的每个驱动桥(120)设计有用于驱动轮(122)的抗扭转装置(30)，其中每个驱动桥(120)的对置的驱动轮(124)形成为不带有抗扭转装置(30)。
4.根据权利要求2所述的静止状态固定系统(10)，其特征在于，该变速器锁定装置(20)在锁定位置中采取该驱动变速器(110)的最小传动比位置。
5.根据权利要求1或2所述的静止状态固定系统(10)，其特征在于，该抗扭转装置(30)具有摩擦区段(32)，该摩擦区段在驻车位置中与该驱动轮(122)和/或该驱动桥(120)的配对摩擦区段(34)摩擦配合地接触。
6.根据权利要求1或2所述的静止状态固定系统(10)，其特征在于，该抗扭转装置(30)具有棘爪区段(36)，该棘爪区段在驻车位置中形状配合地接合到该驱动轮(122)和/或该驱动桥(120)的配对棘爪区段(38)中。
7.根据权利要求3所述的静止状态固定系统(10)，其特征在于，所有抗扭转装置(30)是相同地设计的。
8.一种用于以具有权利要求1至7之一所述的静止状态固定系统(10)来固定车辆(100)的静止状态的方法，该方法具有以下步骤：
-产生车辆(100)的静止状态，
-将变速器锁定装置(20)切换到锁定位置，
-将抗扭转装置(30)切换到驻车位置。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，同时执行切换到锁定位置和切换到驻车位置。
10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，通过激活该车辆(100)的驻车模式来触发该变速器锁定装置(20)和该抗扭转装置(30)的切换过程。
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