CN111828623A - 驻车执行机构 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种驻车执行机构，其包括壳体(10)、控制轴(20)和磁铁组件(300)，所述控制轴(20)穿过所述壳体(10)的内腔并能相对于所述壳体(10)沿轴向往复运动，从而用于使所述机动车的变速器能在锁止和释放状态之间切换，其中，所述磁铁组件(300)固定在所述控制轴(20)的一端，所述磁铁组件(300)包括磁铁(301)，所述磁铁(301)的横截面呈中心对称的形状，所述磁铁(301)用作与所述控制轴(20)同轴线安装的感应元件的检测对象，使所述控制轴(20)的位置能够被所述感应元件识别。根据本发明的驻车执行机构，可以不限制控制轴的转动，结构简单、占用的空间小。
Description
技术领域
本发明涉及车辆领域，尤其涉及机动车的驻车锁止器的驻车执行机构。
背景技术
驻车锁止器通常安装于机动车的变速器，其用于在车辆停止运动(即驻车)时保证车辆不发生意外的滑移。驻车锁止器通常包括驻车执行机构，驻车执行机构用于驱动操作单元运动，使操作单元选择性地与位于变速器的驻车锁止轮耦合以启动或终止驻车锁止功能。类似的驻车锁止器例如可以参照中国专利公开CN103562023A或CN103930319A。
图1示出了一种已知的驻车锁止器的驻车执行机构。该驻车执行机构包括壳体10、控制轴20和磁铁组件30。控制轴20轴向地贯穿壳体10，且控制轴20能够沿自身的轴线轴向地往复运动、并能绕自身的轴线转动。通过控制轴20的轴向往复运动能够驱动操作单元(图中未示出)运动。
磁铁组件30用于监控控制轴20的移动位置，磁铁组件30包括磁铁31、连接架32和定位柱33。磁铁31通过连接架32安装于控制轴20，磁铁31的磁场能够被设置于变速器的传感器(图中未示出)识别，从而能够获知控制轴20的轴向位置。
然而，在控制轴20的不被期望的潜在的转动过程中，磁铁31也会跟随控制轴20发生转动，这将导致传感器检测到的磁场发生干扰性的变化、甚至是磁铁31移动至超出传感器的有效检测范围。为了阻止磁铁31的跟随控制轴20的转动，连接架32具有U形的定位口321，固定于壳体10的定位柱33能够伸入定位口321并被定位口321限位。
上述磁铁组件30不仅结构复杂，而且占用了变速器内一定的空间。另外，由于连接架32把磁铁31限定在特定的位置，传感器也需要相应地安装在变速器内的某一位置、而不能被灵活安装。
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，提供一种可以不需要限制控制轴的转动的驻车执行机构。
本发明提供一种机动车用的驻车执行机构，其包括控制轴和磁铁组件，所述磁铁组件固定到所述控制轴并能跟随所述控制轴沿所述控制轴的轴向往复运动，其中，
所述磁铁组件包括磁铁，所述磁铁的垂直于所述控制轴的横截面呈中心对称的形状，所述磁铁与所述控制轴同轴设置，且所述磁铁相对于所述控制轴的轴向位置固定。
在至少一个实施方式中，所述磁铁组件还包括安装托，所述安装托由非导磁材料制成，所述安装托的一端连接所述控制轴、另一端连接所述磁铁。
在至少一个实施方式中，所述安装托的所述一端与所述控制轴过盈配合地互相嵌套固定。
在至少一个实施方式中，所述安装托的轴向中部区域具有向径向外侧凸出的凸缘，所述凸缘用于在所述安装托和所述控制轴的安装过程中与工装配合。
在至少一个实施方式中，所述安装托的所述另一端具有定位凸起，所述磁铁套设在所述定位凸起的外周。
在至少一个实施方式中，所述驻车执行机构还包括传感器，所述传感器包括壳组件和感应组件，所述感应组件包括感应元件，所述感应元件位于所述磁铁的径向外部区域。
在至少一个实施方式中，所述驻车执行机构还包括壳体，所述控制轴穿过所述壳体的内腔并能相对于所述壳体沿轴向往复运动，所述壳组件固定连接到所述壳体，所述感应组件设置于所述壳组件的内腔。
在至少一个实施方式中，所述感应组件为印制电路板，所述感应元件为设置于所述印制电路板的霍尔传感器。
在至少一个实施方式中，所述壳组件包括传感器外壳和衬套，所述衬套内嵌于所述传感器外壳的开口处、用于与所述壳体配合安装。
在至少一个实施方式中，所述壳体和所述衬套均为金属件，所述传感器外壳为塑料件。
在至少一个实施方式中，所述壳组件包括接口，所述接口位于所述壳组件的外周壁，所述接口与所述感应组件电连接，使所述感应组件的电信号能够向所述驻车执行机构的外部传输。
在至少一个实施方式中，所述壳组件的内腔包括空腔和感应腔，
所述空腔与所述控制轴同轴线地设置，在所述控制轴沿轴向往复运动的过程中，所述磁铁能够伸入所述空腔内以及从所述空腔退出，
所述感应腔在径向上位于所述空腔和所述接口之间，所述感应组件设置于所述感应腔内。
根据本发明的驻车执行机构，可以不限制控制轴的转动，结构简单、占用的空间小。
附图说明
图1是一种已知的驻车执行机构的结构示意图。
图2是根据本发明的一个实施方式的驻车执行机构的局部剖视图。
附图标记说明
10壳体；11筒部件；12盖部件；
20控制轴；201安装槽；
30、300磁铁组件；31、301磁铁；32连接架；321定位口；33定位柱；302安装托；3021定位凸起；3022凸缘；
400传感器；401传感器外壳；4011空腔；4012感应腔；402衬套；403接口。
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。
若非特殊说明，本发明所指的轴向与控制轴20的轴线方向平行，本发明所指的径向与控制轴20的径向平行，本发明所指的周向与控制轴20的周向相同。
参照图2，介绍根据本发明的驻车执行机构。在本实施方式中，驻车执行机构包括壳体10、控制轴20、磁铁组件300和传感器400。
壳体10包括轴向贯通的筒部件11和盖部件12。控制轴20沿轴向穿过壳体10，并在盖部件12的中孔处被径向地限位。控制轴20能够相对于壳体10沿轴向往复运动。
控制轴20的靠近盖部件12的一端具有向其另一端凹进的安装槽201。磁铁组件300固定于安装槽201。
磁铁组件300包括磁铁301和安装托302。安装托302呈柱状，其一端伸入安装槽201内而与控制轴20固定连接(例如过盈配合地连接、粘接或螺纹连接)，安装托302的另一端具有用于固定磁铁301的定位凸起3021。
磁铁301呈环形，其套设于定位凸起3021的外周。磁铁301、安装托302和控制轴20的轴线重合，使得磁铁301的磁场不会因为控制轴20的相对于壳体10的转动而发生变化。环形的磁铁301不仅方便其安装固定，而且节约了磁铁的制作材料、使其具有较大的外径从而具有较强的磁场。
在本实施方式中，安装托302的轴向的中部区域具有向径向外侧凸出的环形的凸缘3022，其尤其可以用作在安装托302与控制轴20过盈配合地压装过程中提供受力部。例如在压装过程中，使用环形的工装套设在安装托302的外周，工装的一端抵靠在凸缘3022的朝向磁铁301的轴向端面，从而工装能够将轴向的力施加到安装托302、使安装托被压入安装槽201内，该过程中磁铁301不会受轴向力的挤压而损坏。
在本实施方式中，控制轴20为例如钢制的金属件。为了避免磁铁301的磁性受到磁性材料的影响，安装托302优选由例如铝等非导磁材料制成。
传感器400包括壳组件和感应组件(图中未示出)。
壳组件包括传感器外壳401、衬套402和接口403。壳组件套设地固定在驻车执行机构的壳体10的外周的靠近磁铁组件300的一端，即壳组件固定于盖部件12。具体地，衬套402内嵌于传感器外壳401的开口处，传感器外壳401的材料例如为塑料，衬套402的材料例如为金属，二者例如通过包塑工艺加工而成。在本实施方式中，壳体10为铝制的，在传感器400的壳组件安装到盖部件12时，金属制的衬套402起到了加强壳组件的开口处的结构强度和保护传感器外壳401的作用。衬套402与盖部件12的连接方式例如为过盈配合地连接或是螺纹连接。
传感器外壳401具有筒形的、与控制轴20同轴线设置的空腔4011。空腔4011能够部分地收容磁铁组件300，在控制轴20沿轴向往复运动的过程中，磁铁301能够伸入空腔4011中以及从空腔4011中退出，换言之空腔4011为磁铁301提供了活动空间。
传感器外壳401还限定出感应腔4012(图2中仅以虚线示意性地示出了感应腔4012的大致位置)，感应组件固定于感应腔4012内。感应组件用于检测磁场的变化，并将信号传递给变速器控制单元(TCU)。感应组件例如为包括了感应元件的PCB板(印制电路板)，感应元件例如为霍尔传感器，霍尔传感器利用霍尔效应获知其所在位置的磁场强度。霍尔传感器设置在PCB板上与其它信号处理元件电连接，将霍尔传感器感应的磁场强度转换为电信号。
接口403位于传感器外壳401的外周壁。接口403对内连接了感应组件，对外提供了外部导线接口，通过接口403，传感器400的信号能够被输送至变速器控制单元。例如，在壳组件的包塑成型的过程中，在传感器外壳401内埋入引线组，引线组的一端连接到接口403、另一端延伸至感应腔4012用于连接感应组件。
如图2所示，由于感应组件不必为环形，因而，在空腔4011的径向外侧的部分区域(即，感应组件所在的区域)可以较厚(径向尺寸较大)，例如，图2中的纸面上侧，而在空腔4011的径向外侧的部分区域可以较薄(径向尺寸较小)，例如，图2中的纸面下侧。在图2的示例中，接口403和感应组件处于空腔4011的同一侧，使得至少在接口403的径向相反侧，传感器400占据的空间较小。
接口403的朝向可以根据需要设置，例如不同型号的减速器内留给驻车执行机构的安装空间不同，作业人员可以根据不同的安装空间适应性地调整传感器400的安装角度使接口403朝向合适的位置；例如图2所示的接口403是沿纸面朝上的，通过改变传感器400的安装角度可以使接口403沿纸面朝下或朝外等。
根据本发明的驻车执行机构可以与包括例如操作杆的操作单元和锁止卡爪一起构成驻车锁止器，驻车锁止器可以与驻车锁止轮一起构成变速器的一部分。
驻车执行机构的控制轴20的往复运动能够带动操作杆往复运动，进而带动锁止卡爪在两个位置之间摆动，在其中一个位置，锁止卡爪伸入到驻车锁止轮的两个齿之间、与驻车锁止轮的齿部啮合；在另一个位置，锁止卡爪离开驻车锁止轮的齿部。使得锁止卡爪能在“卡合于驻车锁止轮的齿部”和“脱离驻车锁止轮的齿部”这两个状态之间的切换，从而实现对变速器的锁止和释放。
本发明至少具有以下优点中的一个优点：
(i)磁铁301和控制轴20同轴线地设置，使得控制轴20在壳体10内的转动不会影响传感器400所检测到的磁场的强度，因此可以不需要限制控制轴20的转动，不需要额外的定位装置。驻车执行机构结构简单、且占用空间小。
(ii)传感器400以其壳组件套设于盖部件12的方式集成于驻车执行机构，使得传感器400和磁铁组件300的相对位置被很好地确定，不需要作业人员通过调整传感器400与磁铁组件300的周向的相对位置来调整检测精度。
(iii)传感器400的接口403的不同朝向不影响感应元件的检测精度，作业人员可以根据安装空间周向地调整传感器400的安装角度、以使接口403朝向合适的方向。
当然，本发明不限于上述实施方式，本领域技术人员在本发明的教导下可以对本发明的上述实施方式做出各种变型，而不脱离本发明的范围。例如：
(i)根据本发明的磁铁组件300的磁铁301和安装托302的固定方式不限于磁铁301套设于安装托302的形式。例如，磁铁301可以嵌设在安装托302的端部，或者磁铁301与安装托302通过粘接等方式连接。
(ii)磁铁301不限于呈圆环形，例如磁铁301还可以是横截面呈圆形或正方形等中心对称的形状。
(iii)在不考虑控制轴20对磁铁301的磁场强度的影响的情况下，特别是在控制轴20由非导磁材料制成的情况下，安装托302可以被省去，即磁铁301可以直接安装在控制轴20的端部。
(iv)根据本发明的驻车执行机构也可以不集成传感器400，即传感器400不固定于驻车执行机构的壳体10，例如传感器可以安装于变速器的其它部件、并保证感应元件与控制轴20同轴线地设置。
Claims (12)
1.一种机动车用的驻车执行机构，其包括控制轴(20)和磁铁组件(300)，所述磁铁组件(300)固定到所述控制轴(20)并能跟随所述控制轴(20)沿所述控制轴(20)的轴向往复运动，其中，
所述磁铁组件(300)包括磁铁(301)，所述磁铁(301)的垂直于所述控制轴(20)的横截面呈中心对称的形状，所述磁铁(301)与所述控制轴(20)同轴设置，且所述磁铁(301)相对于所述控制轴(20)的轴向位置固定。
2.根据权利要求1所述的驻车执行机构，其特征在于，所述磁铁组件(300)还包括安装托(302)，所述安装托(302)由非导磁材料制成，所述安装托(302)的一端连接所述控制轴(20)、另一端连接所述磁铁(301)。
3.根据权利要求2所述的驻车执行机构，其特征在于，所述安装托(302)的所述一端与所述控制轴(20)过盈配合地互相嵌套固定。
4.根据权利要求3所述的驻车执行机构，其特征在于，所述安装托(302)的轴向中部区域具有向径向外侧凸出的凸缘(3022)，所述凸缘(3022)用于在所述安装托(302)和所述控制轴(20)的安装过程中与工装配合。
5.根据权利要求2所述的驻车执行机构，其特征在于，所述安装托(302)的所述另一端具有定位凸起(3021)，所述磁铁(301)套设在所述定位凸起(3021)的外周。
6.根据权利要求1所述的驻车执行机构，其特征在于，所述驻车执行机构还包括传感器(400)，所述传感器(400)包括壳组件和感应组件，所述感应组件包括感应元件，所述感应元件位于所述磁铁(301)的径向外部区域。
7.根据权利要求6所述的驻车执行机构，其特征在于，所述驻车执行机构还包括壳体(10)，所述控制轴(20)穿过所述壳体(10)的内腔并能相对于所述壳体(10)沿轴向往复运动，所述壳组件固定连接到所述壳体(10)，所述感应组件设置于所述壳组件的内腔。
8.根据权利要求6所述的驻车执行机构，其特征在于，所述感应组件为印制电路板，所述感应元件为设置于所述印制电路板的霍尔传感器。
9.根据权利要求7所述的驻车执行机构，其特征在于，所述壳组件包括传感器外壳(401)和衬套(402)，所述衬套(402)内嵌于所述传感器外壳(401)的开口处、用于与所述壳体(10)配合安装。
10.根据权利要求9所述的驻车执行机构，其特征在于，所述壳体(10)和所述衬套(402)均为金属件，所述传感器外壳(401)为塑料件。
11.根据权利要求6所述的驻车执行机构，其特征在于，所述壳组件包括接口(403)，所述接口(403)位于所述壳组件的外周壁，所述接口(403)与所述感应组件电连接，使所述感应组件的电信号能够向所述驻车执行机构的外部传输。
12.根据权利要求11所述的驻车执行机构，其特征在于，所述壳组件的内腔包括空腔(4011)和感应腔(4012)，
所述空腔(4011)与所述控制轴(20)同轴线地设置，在所述控制轴(20)沿轴向往复运动的过程中，所述磁铁(301)能够伸入所述空腔(4011)内以及从所述空腔(4011)退出，
所述感应腔(4012)在径向上位于所述空腔(4011)和所述接口(403)之间，所述感应组件设置于所述感应腔(4012)内。
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