CN111237451B - 驻车锁定装置 - Google Patents

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Abstract

一种驻车锁定装置包括驻车齿轮、驻车棘爪、驻车齿轮、螺线管致动器和动力转换机构。所述动力转换机构构造成将柱塞的往复运动转换成所述驻车凸轮沿一个方向的旋转运动。当所述驻车凸轮旋转时，改变驻车凸轮的抵接所述驻车棘爪的凸轮表面的位置，以便在使驻车齿轮的旋转停止的锁定位置与驻车齿轮和驻车棘爪之间的啮合被解除的解锁位置之间交替地切换。在驻车凸轮能够旋转的范围中减小了柱塞的行程量。以这种方式，能够减小驻车锁定装置的尺寸。由此，改善了驻车锁定装置在车辆上的可安装性。

Description

驻车锁定装置
技术领域
本发明涉及一种设置在车辆中的驻车锁定装置，并且具体地，涉及车辆的小型化。
背景技术
已知一种驻车锁定装置，其设置在车辆中并且通过引起以能够传递动力的方式联接至驱动轮的驻车齿轮以及驻车棘爪在当变速档位切换至作为车辆停止位置的驻车档位时彼此啮合来使车辆停止。日本专利申请公开第2018-59562号(JP 2018-59562A)公开的驻车锁定装置是这种驻车锁定装置的实例。JP 2018-59562A中公开的驻车锁定装置构造成通过螺线管致动器引起抵接驻车棘爪的凸轮的平移运动，以便切换驻车棘爪在锁定位置和解锁位置之间的位置。
发明内容
顺便提下，像在JP2018-59562A中公开的驻车锁定装置一样，在通过引起凸轮的平移运动切换驻车棘爪在锁定位置和解锁位置之间的位置的结构中，凸轮的移动需要较大的行程量，并且致动器的尺寸增加以产生较大的行程量。结果，出现了装置被扩大从而装置的可安装性变差的这种问题。
本发明提供了一种驻车锁定装置，其设置在车辆中并且具有能够通过抑制装置的扩大来改善装置的可安装性的结构。
本发明的一方面涉及一种驻车锁定装置，其包括驻车齿轮、驻车棘爪、驻车凸轮、螺线管致动器和动力转换机构。所述驻车棘爪包括能够与所述驻车齿轮啮合的啮合突出部。所述驻车凸轮构造成能旋转并且在所述驻车凸轮的外周部上包括凸轮表面，所述凸轮表面抵接所述驻车棘爪。所述螺线管致动器包括螺线管和柱塞并且构造成通过对所述螺线管通电来引起所述柱塞的往复运动。所述动力转换机构构造成将所述柱塞的往复运动转换成所述驻车凸轮沿一个方向的旋转运动。所述驻车锁定装置构造成能在锁定位置和解锁位置之间切换。这里，在所述锁定位置处，所述驻车齿轮和所述驻车棘爪的所述啮合突出部彼此啮合，由此使所述驻车齿轮的旋转停止。在所述解锁位置处，解除所述驻车齿轮和所述驻车棘爪的所述啮合突出部之间的啮合。所述驻车锁定装置构造成当所述驻车凸轮旋转时改变抵接所述驻车棘爪的所述凸轮表面的位置，并且能够根据抵接所述驻车棘爪的所述凸轮表面的所述位置来使所述驻车棘爪在所述锁定位置和所述解锁位置之间交替地切换。
根据上述方面的驻车锁定装置，柱塞的往复运动经由动力转换机构被转换成驻车凸轮沿一个方向的旋转，并且当驻车凸轮沿该一个方向旋转时，驻车凸轮的抵接驻车棘爪的凸轮表面的位置被改变以使驻车棘爪在锁定位置和解锁位置之间交替地切换。因此，在驻车凸轮能够旋转的范围中减小了柱塞的行程量。以这种方式，能够减小驻车锁定装置的尺寸。由此，改善了驻车锁定装置在车辆上的可安装性
在上述方面的驻车锁定装置中，所述动力转换机构可包括凸轮构件和突起。这里，所述凸轮构件可被构造成以与所述柱塞互锁的方式往复运动并且能旋转。所述突起可从容纳所述凸轮构件的套筒朝向所述凸轮构件突出。另外，所述凸轮构件可设置有与所述突起接合的凸轮槽。所述凸轮槽可设置有倾斜表面，当所述凸轮构件随着所述凸轮构件的所述往复运动而抵接所述突起时，所述倾斜表面引起所述凸轮构件沿一个方向的旋转。
根据上述方面的驻车锁定装置，当柱塞往复运动时，设置在凸轮构件的凸轮槽中的倾斜表面抵接突起，并且凸轮构件通过在凸轮槽的倾斜表面和突起之间的抵接部中产生的反作用力而沿一个方向旋转。因此，柱塞的往复运动能够被转换成凸轮构件沿一个方向的旋转。
在上述方面的驻车锁定装置中，所述驻车凸轮的所述凸轮表面可沿周向交替地设置有第一表面和第二表面。所述第一表面中的每个可构造成使得所述驻车齿轮和所述驻车棘爪的所述啮合突出部在所述驻车棘爪抵接所述第一表面的状态下彼此啮合。所述第二表面中的每个可构造成使得在所述驻车棘爪抵接所述第二表面的状态下所述驻车齿轮和所述驻车棘爪的所述啮合突出部之间的所述啮合被解除。
在根据上述方面的驻车锁定装置中，驻车凸轮的凸轮表面沿周向交替地设置有第一表面和第二表面。因此，当驻车凸轮沿一个方向旋转时，驻车棘爪能够在锁定位置和解锁位置之间交替地切换。
上述方面的驻车锁定装置可包括单向离合器，其构造成阻止所述驻车凸轮沿所述驻车凸轮的相反旋转方向的旋转。另外，上述方面的驻车锁定装置可进一步包括凸轮固定机构，其构造成在所述螺线管未通电的状态下沿所述驻车凸轮的所述相反方向推动所述驻车凸轮。
根据上述方面的驻车锁定装置，因为通过单向离合器阻止了驻车凸轮沿相反旋转方向的旋转并且凸轮固定机构沿相反旋转方向推动驻车凸轮，能够抑制在螺线管未被通电的状态下驻车凸轮的旋转。
在上述方面的驻车锁定装置中，所述凸轮固定机构可包括凸轮固定柱塞和弹簧。这里，所述凸轮固定柱塞可被构造成抵接所述驻车凸轮的所述凸轮表面。另外，所述弹簧可被构造成将所述凸轮固定柱塞推向所述凸轮表面。可选地，所述凸轮固定机构可包括凸轮固定柱塞、弹簧和进一步的螺线管。这里，所述凸轮固定柱塞可被构造成抵接所述驻车凸轮的所述凸轮表面。另外，所述弹簧可被构造成将所述凸轮固定柱塞朝向所述驻车凸轮推动。
在上述方面的驻车锁定装置中，所述凸轮固定机构可包括凸轮固定柱塞、弹簧和螺线管。这里，所述凸轮固定柱塞可被构造成抵接所述驻车凸轮的所述凸轮表面。所述弹簧可被构造成将所述凸轮固定柱塞朝向所述驻车凸轮推动。并且所述螺线管可被构造成当所述螺线管通电时使所述凸轮固定柱塞克服所述弹簧的推动力而沿远离所述驻车凸轮的方向移动。
根据本发明的方面的驻车锁定装置产生了如下这种效果：能够减小驻车锁定装置的尺寸，并且改善驻车锁定装置在车辆上的可安装性。
附图说明
下面将参照附图描述本发明的示例性实施例的特征、优势以及技术和工业意义，其中相同的附图标记表示相同的元件，并且其中：
图1是用于图示出设置在车辆中并且应用了本发明的驻车锁定装置的整体构造的视图；
图2是轴和凸轮构件之间的被连接部沿着图1中的剖切线II-II截取的剖视图；
图3是设置有图1中所示的凸轮槽的凸轮构件的一部分沿着周向剖切并且在平面中展开的展开图；
图4A是与图3中向突起添加的数字1的位置相对应的动力转换机构的状态的视图；
图4B是与图3中向突起添加的数字2的位置相对应的动力转换机构的状态的视图；
图4C是与图3中向突起添加的数字3的位置相对应的动力转换机构的状态的视图；
图4D是与图3中向突起添加的数字4的位置相对应的动力转换机构的状态的视图；以及
图5是图1中所示的凸轮固定机构的另一实例的视图。
具体实施方式
将参照附图对本发明的实施例进行详细描述。在下面的描述中，适当地简化或修改了附图，因此可能没有准确地示出每部分的尺寸比、形状等。
图1是用于图示出设置在车辆10中并且应用了本发明的驻车锁定装置12的整体构造的视图。在图1中，右侧的附图对应于用于图示出驻车锁定装置12的内部结构的剖视图，并且其左侧的附图对应于在轴22的轴向上观看将在后面描述的驻车凸轮20和轴22的视图。驻车锁定装置12是如下机构：例如在当变速档位被切换至作为车辆停止位置的驻车档位(P档)时，通过使以能够传递动力的方式联接至未示出的驱动轮并且将在后面描述的驻车齿轮16的旋转停止，该机构使车辆10停车。
驻车锁定装置12构造成包括：驻车齿轮16，其以能够传递动力的方式联接至驱动轮；驻车棘爪18，其设置有能够与驻车齿轮16啮合的啮合突出部18a；驻车凸轮20，其引起驻车棘爪18的旋转；轴22，其引起驻车凸轮20的旋转；螺线管致动器27，其由螺线管24和柱塞26构成；动力转换机构28，其将柱塞26的平移运动转换成旋转运动并将该旋转运动传递到轴22；以及单向离合器30，其抑制轴22的反向旋转。
驻车齿轮16以能够传递动力的方式联接至驱动轮。当驻车齿轮16的旋转停止时，车辆10停止。在驻车齿轮16的外周部上，以固定间隔设置有啮合凹陷部16a，每个啮合凹陷部16a能够与驻车棘爪18的啮合突出部18a啮合。
驻车棘爪18设置为细长形状，并且构造成可绕设置在纵向方向上的一端侧上的旋转部18b旋转。在装配状态下，在与驻车齿轮16相对的一侧上的驻车棘爪18的一部分中，设置有能够与驻车齿轮16的啮合凹陷部16a之一啮合的啮合突出部18a。在图1中，当驻车棘爪18绕旋转部18b逆时针旋转时，驻车齿轮16的啮合凹陷部16a之一与驻车棘爪18的啮合突出部18a彼此啮合，从而使驻车齿轮16的旋转停止。同时，在图1中，当驻车棘爪18绕旋转部18b顺时针旋转时，驻车齿轮16的啮合凹陷部16a之一与驻车棘爪18的啮合突出部118a之间啮合被解除。驻车棘爪18的这样的位置(旋转位置)被定义为驻车棘爪18的锁定位置：在该位置，驻车齿轮16的啮合凹陷部16a之一与驻车棘爪18的啮合突出部18a彼此啮合。另外，驻车棘爪18的这样的位置(旋转位置)被定义为驻车棘爪18的解锁位置：在该位置，驻车齿轮16的啮合凹陷部16a之一与驻车棘爪18的啮合突出部18a之间的啮合被解除。
旋转部18b设置有扭力弹簧32。扭力弹簧32沿图1中的顺时针方向，即驻车齿轮16的啮合凹陷部16a之一与驻车棘爪18的啮合突出部18a之间的啮合被解除的方向，推动驻车棘爪18。驻车棘爪18还设置有抵接部18c，抵接部18c与驻车凸轮20中的将在下面描述的凸轮表面34抵接。
驻车凸轮20形成为圆盘状，并配置成能绕旋转轴线C旋转。在驻车凸轮20的外周部上，凸轮表面34抵接(滑动接触)驻车棘爪18的抵接部18c。在图1中，如在轴22的轴向上观察驻车凸轮20的附图中所示，凸轮表面34包括在周向上连续的平滑曲面形状。详细地，凸轮表面34包括四个脊表面34a以及四个谷表面34b，每个脊表面34a从旋转轴线C径向向外突出，每个谷表面34b径向向内凹陷。这些脊表面34a和谷表面34b在周向上交替设置。这里，脊表面34a是本发明中的第一表面的实例，而谷表面34b是本发明中的第二表面的实例。
当驻车凸轮20旋转时，抵接驻车棘爪18的抵接部18c的凸轮表面34的位置发生变化。以这种方式，改变了驻车棘爪18的旋转位置。例如，如图1中所示，当驻车棘爪18的抵接部18c抵接凸轮表面34的一个脊表面34a的顶点部时，驻车棘爪18克服扭力弹簧32的推力在逆时针方向上最大程度地旋转。此时，驻车齿轮16的啮合凹陷部16a之一与驻车棘爪18的啮合突出部18a彼此啮合。即，驻车棘爪18移动到锁定位置。同时，当驻车棘爪18的抵接部18c抵接凸轮表面34的谷表面34b之一的最低点时，驻车棘爪18在顺时针方向上最大程度地旋转。此时，驻车齿轮16的啮合凹陷部16a之一与驻车棘爪18的啮合突出部18a之间的啮合被解除。即，驻车棘爪18移动到解锁位置。
因此，在驻车棘爪18的抵接部18c抵接凸轮表面34的一个脊表面34a的顶点部的状态下，当驻车凸轮20沿一个方向(例如，逆时针方向)旋转并且抵接部18c抵接一个谷表面34b的最低点部时，解除驻车齿轮16的啮合凹陷部16a之一与驻车棘爪18的啮合突出部18a之间的啮合。由于该解除，驻车棘爪18被切换成位于解锁位置。此外，在抵接部18c抵接于谷表面34b之一的最低点部的状态下，当驻车凸轮20在一个方向上旋转并且抵接部18c抵接一个脊表面34a的顶点部时，驻车齿轮16的啮合凹陷部16a之一与驻车棘爪18的啮合突出部18a彼此啮合。由于该啮合，驻车棘爪18被切换成位于锁定位置。而且，由于凸轮表面34的脊表面34a和谷表面34b在周向上交替设置，抵接部18c抵接凸轮表面34的位置根据驻车凸轮20在一个方向上的旋转在脊表面34a与谷表面34b之间交替地切换。即，驻车棘爪18构造成当驻车凸轮20在一个方向上旋转时，能够根据与抵接部18c抵接的凸轮表面34的位置而在锁定位置和解锁位置之间交替地切换。
轴22插入穿过驻车凸轮20的内周。驻车凸轮20和轴22能够相对于彼此旋转，并且扭力弹簧36插入在驻车凸轮20和轴22之间。扭力弹簧36的一端连接至驻车凸轮20，并且其另一端连接至轴22。因此，轴22的旋转经由扭力弹簧36传递至驻车凸轮20。因此，在当驻车棘爪18逆时针旋转以使啮合突出部18a与啮合凹陷部16a之一啮合时的过渡时段，即使在啮合突出部18a的齿顶抵接形成在相邻的啮合凹陷部16a之间的突出部的情况下，驻车凸轮20被在如下方向上推动：由于扭力弹簧36的弹性恢复力，啮合凹陷部16a之一与啮合突出部18a在该方向上彼此啮合。因此，当驻车齿轮16旋转并且啮合凹陷部16a之一的齿顶与啮合突出部18a的齿顶之间的抵接被解除时，驻车凸轮20通过扭力弹簧36的弹性恢复力而迅速旋转，啮合突出部18a与啮合凹陷部16a之一啮合，并且驻车齿轮16的旋转停止。轴22通过从动力转换机构28传递的动力而旋转，这将在后面进行描述。
螺线管致动器27构造成包括螺线管24和布置在螺线管24的内周上的柱塞26。当螺线管24通电时，螺线管致动器27引起设置在螺线管24的内周上的柱状柱塞26沿着轴向的平移运动(往复运动)。例如，当在构成螺线管24的线圈上产生沿一个方向的电流时，磁力被施加在柱塞26上。结果，柱塞26移向轴向上的一侧。同时，在线圈中产生反向电流，柱塞26移向轴向上的另一侧。因此，当连续地切换通过螺线管24的电流的方向时，柱塞26在轴向上往复运动。在此，由于轴22和柱塞26在同一旋转轴线上成一直线布置，因此轴22的轴向与柱塞26的轴向意味着同一方向。在下文中，除非另有说明，否则轴向将意味着轴22和柱塞26的轴向。
通过螺线管24的电流由电子控制单元38控制。例如，电子控制单元38被配置为包括所谓的微型计算机，微型计算机包括CPU、RAM、ROM、输入/输出接口等。CPU在使用RAM的临时存储功能的同时根据预先存储在ROM中的程序执行信号处理，从而控制驻车锁定装置12的致动状态。电子控制单元38接收指示驻车凸轮20的例如由旋转角度传感器40检测的旋转位置等的信号。同时，基于检测到的驻车凸轮20的旋转位置，电子控制单元38输出命令信号(驱动电流)，该命令信号使驻车凸轮20旋转到与变速档位相对应的指定旋转位置。
在柱塞26和轴22之间，设置有动力转换机构28，用于将柱塞26的往复运动转换成一个方向上的旋转运动并将该一个方向上旋转运动传递至轴22。动力转换机构28构造成包括：凸轮构件42，其以与柱塞26的往复运动互锁方式沿着轴向往复运动；以及突起46，其从容纳凸轮构件42的圆筒形套筒44的内周壁朝向凸轮构件42侧(内周侧)突出。该突起46形成为圆柱状，并且多个(在本实施例中为四个)突起46在套筒44的周向上以相等间隔的间距设置。
凸轮构件42设置成在套筒44中可沿轴向移动并且可绕旋转轴线C旋转。凸轮构件42的轴向上的一侧的部分通过旋拧连接至柱塞26在轴向上的一端。因此，凸轮部件42以与柱塞26互锁方式在轴向上移动。凸轮部件42的轴向上的另一侧的部分设置有圆柱状的轴部42a。轴22以不能相对于该轴部42的末端旋转却能在轴向上相对移动的方式连接到该轴部42a的末端。
图2是轴22与凸轮构件42(轴部42a)之间的被连接部沿剖切线II-II截取的剖视图。如图2中所示，在轴22的轴向上的一端处设置有凸轮构件42的轴部42a所插入的轴向孔48。该轴向孔48的深度设定在如下范围中：无论凸轮构件42在轴向上的位置如何，轴向孔48的孔底不与轴部42a的末端接触。即，轴向孔48的深度被设定在如下范围中：轴22不会由于凸轮构件42在轴向上移动而在轴向上移动。
如图2所示，一对凹口50设置在凸轮构件42的轴部42a的外周面上。该对凹口50形成为彼此平行。轴向孔48形成有分别配合到该对凹口50的一对平行表面52。该对平行表面52也形成为彼此平行。在轴22和凸轮构件42的装配期间，凸轮构件42的轴部42a插入到轴22的轴向孔48中，从而使凹口50和平行表面52进入接触状态。结果，在允许轴22与凸轮构件42之间的相对运动的同时，抑制轴22与凸轮构件42之间的相对旋转。
在凸轮构件42的与套筒44的内周壁相对的部分中，设置有与套筒44的突起46接合的凸轮槽54。图3是将图1中所示的凸轮构件42的设置有凸轮槽54的部分沿周向剖切并在平面中展开的展开图。尽管图3仅示出了凸轮槽54在周向上的一部分，但实际的凸轮槽54形成为在周向上以固定间距改变的环形环状。
在图3中，纸张的左右方向对应于凸轮构件42的周向。在图3中，纸张的上下方向对应于图1中的轴22和柱塞26的轴向。在图3中示出并由其中的数字表示的圆形构件各自表示从套筒44的内周壁向内周侧突出的突起46。在图3中，图示出了多个突起46。然而，这些多个突起46代表单个突起46的轨迹。更具体地，突起46在凸轮槽54中以所表示的数字(1→2→3→4→1)的顺序移动。在图3中，突起46如由箭头Z所示地在凸轮槽54中移动。然而，突起46以无法移动的方式固定至套筒44。因此，凸轮构件42实际上在沿箭头Y所示的轴向往复运动的同时沿着由箭头X所示的一个方向旋转。
如图3中所示，凸轮槽54构造成包括：第一凸轮表面56，其在轴向上设置在驻车凸轮20侧；以及第二凸轮表面58，其在图1中的轴向上设置在螺线管24侧。第一凸轮表面56和第二凸轮表面58各自具有在周向上以固定间距变化的形状。第一凸轮表面56构造成使得第一倾斜表面56a和第一平坦表面56b交替地布置。第一倾斜表面56a随着沿图3中的箭头X方向(纸张的左侧)行进而朝向第二凸轮表面58侧(纸张的下方)倾斜。第二凸轮表面58构造成使得第二倾斜表面58a和第二平坦表面58b交替地布置。第二倾斜表面58a随着沿图3中的箭头X方向行进而朝向第一凸轮表面56侧(纸张的上侧)倾斜。注意，第一倾斜表面56a和第二倾斜表面58a是本发明中的倾斜表面的实例。
图4A、图4B、图4C和图4D示出了与图3中向突起46添加的数字的位置相对应的动力转换机构28的状态。即，在图4A、图4B、图4C和图4D中的每一个中，示出了当图3中的突起46位于具有相应数字的位置时的动力转换机构28的状态。图4A、图4B、图4C和图4D的上部包括透视图，在每个立体图中都透视套筒44的内部，并且其下部包括截面图，在每个截面图中，上部所示的动力转换机构28在包括突起46的位置处进行剖切。
例如，当突起46定位在图3中的数字1处时，动力转换机构28处于图4A中所示的状态。在突起46定位在图3中的数字1处的状态下，如图4A中所示，柱塞26和凸轮构件42定位在纸张的最下侧(轴向上的螺线管24侧)。
当螺线管24在此状态下通电时，凸轮构件42移动到图3中的纸张的上侧。此时，与图3中的数字2中的突起46一样，突起46抵接第二倾斜表面58a，并且突起46沿着第二倾斜表面58a进一步移动到数字3处的位置。将参考图4A、图4B、图4C和图4D描述以上情况。当凸轮构件42从图4A中所示的状态移动时，如图4B中所示，突起46抵接第二倾斜表面58a，并且突起46沿着第二倾斜表面58a进一步移动。然后，突起46移动到图4C中所示的位置。这里，在状态从图4B中所示的状态切换到图4C中所示的状态的过渡时段中，第二倾斜表面58a压靠着突起46，并因此，由于在第二倾斜表面58a与突起46之间产生的反作用力，当从轴部42a侧观看时，凸轮构件42顺时针(沿图3中的箭头X方向)旋转。
接下来，当螺线管24从突起46到达数字3处的位置的状态沿相反方向通电时，凸轮构件42移向图3中的纸张的下侧。此时，与图3中的数字4处的突起46一样，突起46抵接第一倾斜表面56a，并且突起46沿着第一倾斜表面56a进一步移动。以这种方式，突起46移动到数字1处的位置。也就是说，突起46返回到与数字1中的状态相同的状态。将参照图4A、图4B、图4C和图4D对上述情况进行描述。当凸轮构件42从图4C中所示的状态移动时，如图4D中所示，突起46抵接第一倾斜表面56a，并且突起46沿着第一倾斜表面56a进一步移动。以这种方式，突起46移动到图4A中所示的状态。这里，在状态从图4D中所示的状态切换到图4A中所示的状态的过渡时段中，第一倾斜表面56a压靠着突起46，因此，由于在第一倾斜表面56a与突起46之间产生的反作用力，当从轴部42a侧观看时，凸轮构件42顺时针(沿图3中的箭头X方向)旋转。
恰如上所述，当凸轮构件42沿图3中的箭头Y方向(图4A、图4B、图4C和图4D中的柱塞26的轴向)往复运动时，突起46按数字1至数字4的顺序移动，然后返回到数字1处的状态。此时，突起46在抵接这些倾斜表面56a、58a的同时沿着第一倾斜表面56a和第二倾斜表面58a移动。以这种方式，凸轮构件42沿一个方向旋转。因此，凸轮构件42的往复运动通过动力转换机构28转换为凸轮构件42的旋转运动。
轴22设置有单向离合器30，其将轴22的旋转方向限制为一个方向，即，阻止其沿相反旋转方向旋转。另外，由于驻车凸轮20以不能相对旋转的方式连接至轴22，单向离合器30阻止了驻车凸轮20沿相反旋转方向的旋转。以这种方式，轴22和驻车凸轮20始终沿一个方向(沿着图3中的箭头X方向)旋转。因此，阻止了轴22和驻车凸轮20的反向旋转。
另外，设置了抵接驻车凸轮20的凸轮固定机构60。凸轮固定机构60包括：凸轮固定柱塞60a，其抵接驻车凸轮20的凸轮表面34；以及弹簧60b，其将凸轮固定柱塞60a推向凸轮表面34。在凸轮固定机构60中，凸轮固定柱塞60a在驻车凸轮20不旋转的状态下，即，螺线管24未通电的状态下，抵接驻车凸轮20。以这种方式，凸轮固定机构60沿相反的方向，即与图3中的箭头X相反的方向，推动驻车凸轮20。在凸轮固定机构60沿相反旋转方向上推动驻车凸轮20并因此螺线管24未通电的情况下，驻车凸轮20的旋转位置被固定。注意，在凸轮固定机构60中，凸轮固定柱塞60a的抵接凸轮表面34的位置、弹簧60b的刚度等被设定为使得凸轮固定柱塞60a在驻车凸轮20的旋转期间不干涉，更具体地，在驻车凸轮20的旋转期间通过凸轮固定柱塞60a阻止驻车凸轮20的旋转的负荷(旋转阻力)被最小化。
在如上所述构造的驻车锁定装置12中，例如，当变速档位被切换到P档时，电子控制单元38向螺线管24输出命令信号，其使得驻车凸轮20旋转到对应于P档的旋转位置。注意，对应于P档的旋转位置对应于驻车齿轮16的啮合凹陷部16a之一与驻车棘爪18的啮合突出部18a彼此啮合的位置，更具体地，驻车凸轮20中的脊表面34a之一的顶点部抵接驻车棘爪18的抵接部18c的位置。基于由旋转角度传感器40检测到的驻车凸轮20的旋转位置和与驻车凸轮20的P档相对应的旋转位置之间的差，电子控制单元38输出命令信号使得驻车凸轮20到达对应于P档的旋转位置。更具体地，电子控制单元38以连续切换螺线管24的驱动电流的方向的方式进行通电。以这种方式，电子控制单元38使柱塞26往复运动多次，用于使驻车凸轮20到达对应于P档的旋转位置。
由于柱塞26的往复运动，以与柱塞26互锁的方式往复运动的凸轮构件42经由动力转换机构28在一个方向上旋转。此外，由于轴22以不能相对旋转的方式连接至凸轮构件42，所以轴22和凸轮构件42一体地旋转。此时，轴22的反向旋转被单向离合器30可靠地阻止。当轴22沿一个方向旋转时，经由扭力弹簧36与之连接的驻车凸轮20旋转到对应于P档的旋转位置。以这种方式，驻车齿轮16的啮合凹陷部16a之一与驻车棘爪18的啮合突出部18a彼此啮合。因此，驻车齿轮16的旋转停止。
另外，在将变速档位从P档切换到P档以外的档位的情况下，电子控制单元38向螺线管24输出命令信号，其引起驻车凸轮20旋转至解除驻车齿轮16的啮合凹陷部16a之一与驻车棘爪18的啮合突出部18a之间的啮合的旋转位置，即，驻车凸轮20的谷表面34b的最低点抵接驻车棘爪18的抵接部18c的旋转位置。以这种方式，驻车凸轮20旋转到旋转位置。此时，扭力弹簧32在解除驻车齿轮16的啮合凹陷部16a之一与驻车棘爪18的啮合突出部18a之间的啮合的方向上推动驻车棘爪18。因此，解除了这些啮合凹陷部16a与啮合突出部18a之间的啮合。
同时，在未切换变速档位的状态下，螺线管24未通电。此时，轴22的反向旋转被单向离合器30阻止，并且凸轮固定机构60在相反旋转方向上推动驻车凸轮20。因此，驻车凸轮20的旋转被阻止。基于这样的理由，不必单独地设置用于在螺线管24未通电的状态下使驻车凸轮20停止旋转的止动机构(缓和机构)。
恰如所描述，当螺线管24通电时，柱塞26和凸轮构件42的往复运动(平移运动)经由动力转换机构28被转换为驻车凸轮20的旋转运动，并且切换驻车锁定装置12的致动状态。这里，即使在柱塞26的行程量小的情况下，也可以通过重复柱塞26的往复运动来增大驻车凸轮20的旋转角度。因此，驻车锁定装置12能够以小尺寸构造，从而改善了其在车辆10上的可安装性。另外，由于螺线管24被用作驱动驻车凸轮20的驱动源，因此与由电动机驱动驻车凸轮20的情况相比，电路得以简化。因此，降低了制造成本。
如上所述，根据本实施例，其构造成使得柱塞26的往复运动经由动力转换机构28被转换成驻车凸轮20沿一个方向的旋转，并且当驻车凸轮20在一个方向上旋转时，驻车凸轮20的抵接驻车棘爪18的凸轮表面34的位置被改变以使驻车棘爪18在锁定位置和解锁位置之间交替地切换。以这种方式，通过将柱塞26的行程量减小到小到在驻车凸轮20能够旋转的这种范围内，驻车锁定装置12能够被构造成小尺寸。因此，改善了驻车锁定装置12在车辆上的可安装性。
另外，根据本实施例，当柱塞26往复运动时，形成在凸轮构件42的凸轮槽54中的第一倾斜表面56a和第二倾斜表面58a抵接突起46，并且通过凸轮槽54的第一倾斜表面56a和第二倾斜表面58a与突起46之间的抵接部中产生的反作用力，凸轮构件42在一个方向上旋转。因此，柱塞26的往复运动可以转换成凸轮构件42在一个方向上的旋转。而且，由于凸轮表面34的脊表面34a和谷表面34b在周向上交替地设置，驻车棘爪18可以通过驻车凸轮20在一个方向上的旋转而在锁定位置和解锁位置之间交替地切换。而且，由于驻车凸轮20在相反方向上的旋转被单向离合器30阻止并且凸轮固定机构60沿相反旋转方向推动驻车凸轮20，因此能够抑制在螺线管24未通电的状态下驻车凸轮20的旋转。
到目前为止，已经基于附图详细描述了本发明的实施例。本发明也可以应用于其他方面。
例如，在上述实施例中，凸轮固定机构60的弹簧60b将凸轮固定柱塞60a推向凸轮表面34。然而，凸轮固定机构60的结构不必局限于此。例如，与图5中所示的凸轮固定机构100一样，凸轮固定机构60可以构造成包括螺线管108。图5中所示的凸轮固定机构100构造成包括凸轮固定柱塞104、将凸轮固定柱塞104推向驻车凸轮20的弹簧106以及螺线管108。在螺线管108未通电的状态下，凸轮固定柱塞104通过弹簧106的推动力抵接驻车凸轮20，从而阻止驻车凸轮20的旋转。同时，其构造成使得当螺线管108通电时，凸轮固定柱塞104克服弹簧106的推动力而沿远离驻车凸轮20的方向移动，从而允许驻车凸轮20旋转。以这种方式，螺线管108在驻车凸轮20的旋转期间被通电。因此，驻车凸轮20和凸轮固定柱塞104之间的抵接被解除，并且抑制了在驻车凸轮20的旋转期间由凸轮固定机构100施加到驻车凸轮20的旋转阻力。另外，如图5中所示，可以设置联接杆110，该联接杆110连接到凸轮固定柱塞104并且可以通过手动操作来解除驻车凸轮20和凸轮固定柱塞104之间的抵接。注意，在上述实施例中，联接杆110可以设置在凸轮固定机构60中。
在上述实施方式中，通过旋转角度传感器40来检测驻车凸轮20的旋转位置。然而，也可以设置检测凸轮固定机构60中的凸轮固定柱塞60a的行程位置的行程传感器，并且驻车凸轮20的旋转位置可以基于由行程传感器检测到的凸轮固定柱塞60a的行程位置来计算。
在上述实施例中，驻车凸轮20的凸轮表面34设置有四个脊表面34a和四个谷表面34b。然而，脊表面34a的数量和谷表面34b的数量可以不限于此。也就是说，能够在沿周向交替地设置脊表面34a和谷表面34b的范围内恰当地改变脊表面34a的数量和谷表面34b的数量。
在上述实施例中，在凸轮构件42的轴部42a中形成有一对切口50，并且在轴22的轴向孔48中设置有一对平行表面52。以这种方式，阻止了凸轮构件42与轴22之间的相对旋转。然而，能够在阻止凸轮构件42与轴22之间的相对旋转的范围内适当地改变切口50和平行表面52。例如，轴部42a可以形成为具有正方形的横截面形状，并且轴向孔48可以形成为具有正方形的横截面形状以便对应于轴部42a的横截面形状。另外，轴部42a和轴22可以通过花键配合彼此连接。
在上述实施例中，螺线管24的驱动电流的方向被连续地切换，并因此柱塞26往复运动。然而，在驻车锁定装置12中，可以添加在轴向的一个方向上推动柱塞26的弹簧，并因此可以通过弹簧引起柱塞26在该一个方向上的运动。在这种情况下，在螺线管24中，重复在一个方向上进行驱动电流的通电和通电的停止。结果，柱塞26往复运动。
在上述实施例中，代替凸轮固定机构60，可以设置止动机构(缓和机构)来以将驻车凸轮20保持在指定的旋转位置的方式推动驻车凸轮20。作为止动机构的结构，例如，应用如下这种结构：在驻车凸轮20或轴22上沿周向设置了多个凹部，并且通过弹簧推动的球压靠其中一个凹部。
在上述实施例中，构造成可旋转的辊可以设置在驻车棘爪18的抵接部18c上，并且该辊与驻车凸轮20的凸轮表面34可以彼此接触。可替代地，可以将辊设置在凸轮表面34的每个脊表面34a上。恰如上所述，当将辊设置在抵接部18c和脊表面34a的一个中时，抵接部18c和凸轮表面34之间滑动变成滚动。因此，可以通过减小螺线管致动器27的功率来减小装置的尺寸，并且进一步改善装置的可安装性。
在上述实施例中，设置在套筒44上的突起46可以由能够旋转的辊构成。
在上述实施例中，在图1中所示的驻车棘爪18中，啮合突出部18a以旋转部18b为中心沿逆时针方向设置，并且抵接部18c沿顺时针方向设置。然而，本发明不必局限于此。例如，啮合突出部18a和抵接部18c可以以旋转部18b为中心在相同方向上设置。即，本发明可以应用于如下构造：通过驻车凸轮20的旋转来切换驻车齿轮16的啮合凹陷部16a之一与驻车棘爪18的啮合突出部18a之间的啮合和啮合解除。
在上述实施例中，凸轮构件42和柱塞26通过螺纹连接而连接。然而，可以在凸轮构件42和柱塞26一体地连接的范围内适当地改变连接方法。例如，凸轮构件42和柱塞26可以通过焊接连接。
到目前为止已经描述的内容仅构成一个实施例，并且可以通过基于本领域技术人员的知识进行各种修改和改进来在各方面中实现本发明。

Claims (7)

1.一种驻车锁定装置，其特征在于包括：
驻车齿轮；
驻车棘爪，其包括能够与所述驻车齿轮啮合的啮合突出部；
驻车凸轮，其构造成能旋转并且在外周部上包括凸轮表面，所述凸轮表面抵接所述驻车棘爪；
螺线管致动器，其包括螺线管和柱塞并且构造成通过对所述螺线管通电来引起所述柱塞的往复运动；以及
动力转换机构，其构造成将所述柱塞的往复运动转换成所述驻车凸轮沿一个方向的旋转运动，
其中所述驻车锁定装置构造成能在锁定位置和解锁位置之间切换，在所述锁定位置处，所述驻车齿轮和所述驻车棘爪的所述啮合突出部彼此啮合以便使所述驻车齿轮的旋转停止，并且，在所述解锁位置处，所述驻车齿轮和所述驻车棘爪的所述啮合突出部之间的啮合被解除，并且
其中所述驻车锁定装置构造成当所述驻车凸轮旋转时改变抵接所述驻车棘爪的所述凸轮表面的位置，并且能够根据抵接所述驻车棘爪的所述凸轮表面的所述位置来使所述驻车棘爪在所述锁定位置和所述解锁位置之间交替地切换。
2.根据权利要求1所述的驻车锁定装置，其特征在于：
所述动力转换机构包括凸轮构件和突起，所述凸轮构件被构造成以与所述柱塞互锁的方式往复运动并且能旋转，并且所述突起从容纳所述凸轮构件的套筒朝向所述凸轮构件突出；并且
所述凸轮构件设置有与所述突起接合的凸轮槽，所述凸轮槽设置有倾斜表面，当所述凸轮构件随着所述凸轮构件的所述往复运动而抵接所述突起时，所述倾斜表面引起所述凸轮构件沿一个方向的旋转。
3.根据权利要求1所述的驻车锁定装置，其特征在于，在所述驻车凸轮的所述凸轮表面中，第一表面和第二表面沿周向交替地设置，所述第一表面构造成使得所述驻车齿轮和所述驻车棘爪的所述啮合突出部在所述驻车棘爪抵接所述第一表面的状态下彼此啮合，并且所述第二表面构造成使得在所述驻车棘爪抵接所述第二表面的状态下所述驻车齿轮和所述驻车棘爪的所述啮合突出部之间的所述啮合被解除。
4.根据权利要求2所述的驻车锁定装置，其特征在于，在所述驻车凸轮的所述凸轮表面中，第一表面和第二表面沿周向交替地设置，所述第一表面构造成使得所述驻车齿轮和所述驻车棘爪的所述啮合突出部在所述驻车棘爪抵接所述第一表面的状态下彼此啮合，并且所述第二表面构造成使得在所述驻车棘爪抵接所述第二表面的状态下所述驻车齿轮和所述驻车棘爪的所述啮合突出部之间的所述啮合被解除。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的驻车锁定装置，其特征在于进一步包括：
单向离合器，其构造成阻止所述驻车凸轮沿所述驻车凸轮的相反方向的旋转；以及
凸轮固定机构，其构造成在所述螺线管致动器的所述螺线管未通电的状态下沿所述驻车凸轮的所述相反方向推动所述驻车凸轮。
6.根据权利要求5所述的驻车锁定装置，其特征在于，所述凸轮固定机构包括凸轮固定柱塞和弹簧，所述凸轮固定柱塞被构造成抵接所述驻车凸轮的所述凸轮表面，并且所述弹簧被构造成将所述凸轮固定柱塞推向所述凸轮表面。
7.根据权利要求5所述的驻车锁定装置，其特征在于，所述凸轮固定机构包括凸轮固定柱塞、弹簧和螺线管，所述凸轮固定柱塞被构造成抵接所述驻车凸轮的所述凸轮表面，所述弹簧被构造成将所述凸轮固定柱塞朝向所述驻车凸轮推动，并且所述凸轮固定机构的所述螺线管被构造成当所述凸轮固定机构的所述螺线管通电时引起所述凸轮固定柱塞克服所述弹簧的推动力而沿远离所述驻车凸轮的方向移动。
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