CN111379854B - 驻车锁止系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种驻车锁止系统。根据本发明的驻车锁止系统包括驻车齿轮、驻车执行器和驻车驱动模块，其中，所述驻车齿轮与车辆驱动系统的驱动轴抗相对转动地连接；所述驻车驱动模块包括驻车驱动单元，所述驻车驱动单元输出旋转驱动力，所述旋转驱动力的旋转轴线与所述驱动轴相垂直；所述驻车执行器将所述旋转驱动力转换为往复运动的驱动力从而锁止或释放所述驻车齿轮。根据本发明的驻车锁止系统被集成到车辆驱动系统，使得驻车锁止系统结构紧凑，零部件数量少，节约了材料成本。
Description
技术领域
本发明涉及车辆的传动系统，尤其涉及驻车锁止系统。
背景技术
图1示出了现有技术中的一种已知的车辆的驻车锁止系统的示意图，其中，驻车齿轮1安装在行星齿轮组的行星架上。由于行星架的径向尺寸较大，这使得驻车齿轮1的半径较大，所需的作用于驻车齿轮1的驻车扭矩也较大。另外，向驻车齿轮1施加驻车扭矩的驻车执行器2安装在齿轮箱的外部，不仅占用了一定的空间，而且还需要为驻车执行器2单独设置壳体，增加了材料成本。
另外，中国专利CN102678916B公开了一种驻车锁止系统，该驻车锁止系统的驻车齿轮设置在变速箱中的动力传输轴上，使驻车系统内部较紧凑。然而，由于驻车齿轮设置在变速箱中，所需的驻车扭矩较大；此外，该专利中驻车驱动轴的转动方向与驻车棘爪的转动方向一致，驻车驱动轴与动力传输轴平行，这样的结构设置使得驻车执行器所占的空间较大、且不容易灵活调整驻车执行器的安装位置，从而仍然需要较大的壳体来容纳驻车系统。
发明内容
本发明的目的在于克服或至少减轻上述现有技术存在的不足，提供一种将驻车锁止系统与车辆驱动系统相集成的驻车锁止系统。
本发明提供了一种驻车锁止系统，其包括驻车齿轮、驻车执行器和驻车驱动模块，其中，
所述驻车齿轮与车辆驱动系统的驱动轴抗相对转动地连接；
所述驻车驱动模块包括驻车驱动单元，所述驻车驱动单元输出旋转驱动力，所述旋转驱动力的旋转轴线与所述驱动轴相垂直；
所述驻车执行器将所述旋转驱动力转换为往复运动的驱动力从而锁止或释放所述驻车齿轮。
在至少一个实施方式中，所述驻车齿轮和所述驻车执行器安装在所述车辆驱动系统的驱动系统壳体的内腔，所述驻车驱动模块安装在所述驱动系统壳体的外部。
在至少一个实施方式中，所述车辆驱动系统为电驱动系统，所述电驱动系统包括第一电机，所述驱动系统壳体为所述第一电机的壳体。
在至少一个实施方式中，所述电驱动系统包括高转速信号传感器，在所述驱动轴的轴向上，所述驻车齿轮位于所述高转速信号传感器和所述第一电机的转子和/或定子之间，所述驻车齿轮的组成材料包括钢。
在至少一个实施方式中，所述驻车驱动单元包括第二电机，所述驻车驱动单元的驱动力由所述第二电机提供。
在至少一个实施方式中，
所述驻车执行器包括棘爪、丝杆和止挡件，所述棘爪能转动地连接到车辆驱动系统的驱动系统壳体并被加载预紧力地抵靠到所述止挡件，
所述丝杆与所述驻车驱动单元的转动轴相连，所述止挡件随所述丝杆的转动而沿所述丝杆往复运动，
所述止挡件的往复运动推动所述棘爪转动从而锁止或释放所述驻车齿轮。
在至少一个实施方式中，所述驻车执行器还包括托架，所述托架安装在所述驱动系统壳体的轴向端部的内壁并与所述内壁形成轴向间隔，所述棘爪能转动地连接到所述托架并在轴向上位于所述间隔中。
在至少一个实施方式中，所述驻车驱动模块还包括驻车控制器信号接头，所述驻车控制器信号接头与所述驻车驱动单元直接相连。
在至少一个实施方式中，所述驻车驱动模块与所述车辆驱动系统的驱动系统壳体能拆卸地连接。
在至少一个实施方式中，所述驻车驱动模块具有多个供选择的相对于所述驱动系统壳体的不同安装角度，使得所述驻车控制器信号接头相对于所述驱动系统壳体的朝向能被调整。
根据本发明的驻车锁止系统结构紧凑，零部件数量少，节约了材料成本。
附图说明
图1是一种现有的驻车锁止系统的示意图。
图2是根据本发明的一个实施方式的驻车锁止系统的主视图。
图3是根据本发明的一个实施方式的驻车锁止系统的剖视图。
图4是根据本发明的一个实施方式的驻车锁止系统的立体图。
图5是根据本发明的一个实施方式的驻车锁止系统的部分结构的主视图。
附图标记说明：
1驻车齿轮；
2驻车执行器；21棘爪；211头部；212尾部；213背部；22托架；221托架固定件；222销轴；23丝杆；24止挡件；
31驱动系统壳体；32驱动轴；33旋转变压器；
41驻车驱动单元；411螺栓；42驻车控制器信号接头；
A1第一电机的转动轴线；A2第二电机的转动轴线；
D1、D2、D3驻车控制器信号接头的朝向。
具体实施方式
下面参照附图描述本发明的示例性实施方式。应当理解，这些具体的说明仅用于示教本领域技术人员如何实施本发明，而不用于穷举本发明的所有可行的方式，也不用于限制本发明的范围。为表述方便，以下若非特别说明，本发明中的“轴向”、“径向”和“周向”均是以驻车齿轮1为参照。
本发明尤其适用于电驱动的车辆，根据本发明的驻车系统可以集成于车辆的电驱动系统中。参照图2至图5，介绍本发明的驻车锁止系统。根据本发明的驻车锁止系统包括驻车齿轮1、驻车执行器2和驻车驱动模块。
首先参照图2和图3，介绍驻车齿轮1与车辆驱动系统的集成方式。驻车齿轮1套设于驱动轴32(例如车辆驱动系统的电机轴)、并与驱动轴32抗相对转动地连接，通过限制驻车齿轮1的转动可以使驱动轴32停止转动。由于驱动轴32是车辆驱动系统的输入轴(驱动轴32的下游例如可以先后连接行星齿轮组和变速箱的输入轴)，限制驱动轴32的转动所需的扭矩相对于限制靠近变速箱端的动力传输轴所需的扭矩较小，因此限制驻车齿轮1的转动的驻车扭矩也较小。
由于驻车扭矩作用于驻车齿轮1的外周部，因此，在同样大小的驻车力的前提下，较小的驻车扭矩的需求使得驻车齿轮1的半径可以设置得较小。从而，驻车齿轮1可以具有较小的半径而设置在驱动系统壳体31(例如电机壳体)内，换言之，驻车锁止系统的壳体被集成到驱动系统壳体31。
优选地，驻车齿轮1的组成材料包括钢。在轴向上，驻车齿轮1位于旋转变压器33(resolver)和车辆驱动系统的电机(图中未示出，以下也叫第一电机，这里可以特别地指第一电机的转子和/或定子)之间，钢制的驻车齿轮1能够阻隔或至少减少来自第一电机的电磁辐射对于旋转变压器33的不良影响。应当理解，旋转变压器33还可以由其他高转速信号传感器代替。
接下来，结合图4和图5介绍驻车执行器2和驻车驱动模块的设置方式以及驻车驱动模块对驻车执行器2的驱动方式。
根据本发明的驻车驱动模块包括驻车驱动单元41和驻车控制器信号接头42。
为了节约驱动系统壳体31内部的空间，驻车驱动模块设置于驱动系统壳体31的外部。其中，驻车驱动单元41以转动的方式输出驱动力，例如，驻车驱动单元41包括电机(以下也叫第二电机)，第二电机的转动轴线A2与第一电机的转动轴线A1垂直，驻车驱动单元41的驱动力为绕转动轴线A2的周向的驱动力。
参照图4，在本实施方式中，驻车驱动单元41与驻车控制器信号接头42集成在一起，换言之，驻车驱动单元41与驻车控制器信号接头42直接相连。可选地，驻车驱动单元41具有横截面为四边形的壳体，换言之，驻车驱动单元41的壳体具有围绕其轴线A2的四个侧面，驻车控制器信号接头42连接到壳体的一个侧面。如图4所示的驻车控制器信号接头42连接到D1朝向的侧面、使驻车控制器信号接头42具有D1朝向，根据驱动系统壳体31的外部的不同的空间设计，驻车控制器信号接头42还可以选择D2朝向或D3朝向。
驻车驱动单元41的壳体的四个角上具有定位孔，四个螺栓411各穿过一个定位孔从而将驻车驱动单元41和驻车控制器信号接头42形成的驻车驱动模块固定在驱动系统壳体31的外壁。对于确定的驻车驱动模块，选择不同的驻车控制器信号接头42的朝向而固定驻车驱动模块，可以使驻车驱动模块适应不同的车辆内部空间。甚至是当车辆内部零部件在维护升级过程中需要改装、车辆内部空间变换时，可以通过拧下螺栓411后转动驻车驱动模块以改变驻车控制器信号接头42的朝向。
应当理解，本发明对驻车驱动模块的外形不作限制，即驻车驱动单元41的壳体可以不是横截面为四边形的；本发明对在驻车驱动单元41外周部起到定位作用的螺栓411的个数不做限制。
参照图5，根据本发明的驻车执行器2包括棘爪21、托架22、丝杆23和止挡件24。驻车执行器2安装于驱动系统壳体31的内部。
具体地，托架22通过托架固定件221固定到驱动系统壳体31的端部的内壁，托架22与驱动系统壳体31之间存在轴向的间隔。棘爪21被置于托架22与驱动系统壳体31之间的轴向的间隔中，棘爪21的尾部212通过销轴222可转动地连接到托架22。棘爪21的头部211具有能与驻车齿轮1的齿部配合的锁台，在棘爪21绕销轴222转动的过程中，锁台能进入或离开驻车齿轮1的齿槽，从而实现对驻车齿轮1的锁止或释放。
棘爪21被加载预紧力(例如被弹簧加载预紧力)地抵靠到止挡件24，棘爪21的转动由止挡件24控制。止挡件24通过丝杆螺母连接到丝杆23，丝杆23连接到第二电机的转轴。第二电机能够正转或反转，从而带动丝杆23正转或反转，以使止挡件24沿着丝杆23的轴线往复运动。在止挡件24往复运动的过程中，棘爪21的在其转动方向上远离驻车齿轮1的一侧的背部213保持与止挡件24接触，由于零部件特殊的尺寸设计和/或位置设置，使得棘爪21的头部211靠近或远离驻车齿轮1。
上述使得棘爪21的头部211随着止挡件24往复运动而靠近或远离驻车齿轮1的实现方式例如为：丝杆23的轴线与驻车齿轮1的切向不平行，或者，棘爪21的背部213的延伸方向与驻车齿轮1的切向不平行，又或者，止挡件24的与背部213相接触的面与驻车齿轮1的切向不平行，本发明对此不作限制。
应当理解，将第二电机的转动的驱动力传递到止挡件211而使止挡件往复移动的传动机构不限于丝杆和丝杆螺母的配合方式，其他能实现将转动运动转换成直线运动的传动机构，例如齿轮齿条传动机构、链传动机构和凸轮转动机构等，均能用于替换本发明的丝杆23和与之配合的丝杆螺母。
本发明的上述实施方式可以实现下述优点中的一个或多个优点：
(i)驻车齿轮1安装于驱动轴32使得系统所需的驻车力矩小，驻车齿轮1以较小的径向尺寸便能提供足够的驻车力矩，装置结构紧凑。
(ii)小尺寸的驻车齿轮1收容于驱动系统壳体31内，即将驻车系统的壳体集成到驱动系统壳体31，节约了材料。
(iii)驻车驱动单元41中的第二电机的转动轴线A2与车辆驱动系统的第一电机的转动轴线A1垂直，驻车驱动单元41安装于驱动系统壳体31的外部，不仅节约了驱动系统壳体31的内部空间，而且使得驻车驱动单元41的安装位置更加灵活。
(iv)驻车驱动单元41与驻车控制器信号接头42集成在一起，通过改变驻车驱动单元41的安装朝向，能够改变驻车控制器信号接头42的朝向，使得驻车控制器信号接头42具有多个可调的安装朝向，从而使驻车控制器信号接头42能与具有不同空间位置的零部件配合。
(v)钢制的驻车齿轮1安装在旋转变压器33和第一电机之间，减小了第一电机对旋转变压器33的电磁辐射，提高了旋转变压器33的电磁兼容性。
应当理解，上述实施方式仅是示例性的，不用于限制本发明。本领域技术人员可以在本发明的教导下对上述实施方式做出各种变型和改变，而不脱离本发明的范围。例如，
(i)驻车齿轮1不限于安装在第一电机的驱动轴32，其还可以被安装在车辆驱动系统的其他驱动轴。
(ii)根据本发明的驻车锁止系统不限于用于电驱动的车辆。
Claims (7)
1.一种驻车锁止系统，其包括驻车齿轮、驻车执行器和驻车驱动模块，其中，
所述驻车齿轮和所述驻车执行器安装在车辆驱动系统的驱动系统壳体的内腔，所述驻车齿轮与车辆驱动系统的驱动轴抗相对转动地连接；
所述驻车驱动模块包括驻车驱动单元，所述驻车驱动单元输出旋转驱动力，所述旋转驱动力的旋转轴线与所述驱动轴相垂直；
所述驻车执行器将所述旋转驱动力转换为往复运动的驱动力从而锁止或释放所述驻车齿轮，
所述驻车执行器包括棘爪、丝杆和止挡件，所述棘爪能转动地连接到车辆驱动系统的驱动系统壳体并被加载预紧力地抵靠到所述止挡件，
所述丝杆与所述驻车驱动单元的转动轴相连，所述止挡件随所述丝杆的转动而沿所述丝杆往复运动，
所述止挡件的往复运动推动所述棘爪转动从而锁止或释放所述驻车齿轮，
所述驻车执行器还包括托架，所述托架安装在所述驱动系统壳体的轴向端部的内壁并与所述内壁形成轴向间隔，所述棘爪能转动地连接到所述托架并在轴向上位于所述间隔中，
所述车辆驱动系统为电驱动系统，所述电驱动系统包括第一电机，所述驱动系统壳体为所述第一电机的壳体，
所述电驱动系统包括高转速信号传感器，在所述驱动轴的轴向上，所述驻车齿轮位于所述高转速信号传感器和所述第一电机的转子和/或定子之间。
2.根据权利要求1所述的驻车锁止系统，其特征在于，所述驻车驱动模块安装在所述驱动系统壳体的外部。
3.根据权利要求2所述的驻车锁止系统，所述驻车齿轮的组成材料包括钢。
4.根据权利要求1所述的驻车锁止系统，其特征在于，所述驻车驱动单元包括第二电机，所述驻车驱动单元的驱动力由所述第二电机提供。
5.根据权利要求1所述的驻车锁止系统，其特征在于，所述驻车驱动模块还包括驻车控制器信号接头，所述驻车控制器信号接头与所述驻车驱动单元直接相连。
6.根据权利要求5所述的驻车锁止系统，其特征在于，所述驻车驱动模块与所述车辆驱动系统的驱动系统壳体能拆卸地连接。
7.根据权利要求6所述的驻车锁止系统，其特征在于，所述驻车驱动模块具有多个供选择的相对于所述驱动系统壳体的不同安装角度，使得所述驻车控制器信号接头相对于所述驱动系统壳体的朝向能被调整。
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