CN201588928U - 一种驻车锁止装置 - Google Patents

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刘彦
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Abstract

本实用新型提供了一种驻车锁止装置，包括：可与传动轴固定连接的棘轮、与该棘轮配合的棘爪机构以及可推动该棘爪机构的推杆机构，其中，该驻车锁止装置还包括：可带动推杆机构运动的涡轮蜗杆机构，该涡轮蜗杆机构包括可与动力源相连的蜗杆以及与该蜗杆配合、可实现自锁的涡轮。本实用新型的驻车锁止装置采用具有自锁功能的涡轮蜗杆机构，当实现驻车后，由于涡轮蜗杆机构的自锁，当外力较大时，也能保证良好的驻车效果，同时，涡轮蜗杆机构的传动比可以根据需要设置的大一些，这样就可以降低对动力源的要求，从而降低了车辆驻车系统的设计难度。

Description

一种驻车锁止装置
技术领域
本实用新型涉及一种驻车锁止装置。
背景技术
现有的汽车按照换挡方式的不同，主要分为自动挡和手动挡两类。由于自动挡汽车操作简单方便，得到了越来越多的人的青睐，一般说来，自动挡汽车上主要设有R挡、D挡、P挡及N挡等挡位。其中，P挡，即驻车挡，就是利用机械装置与装在传动轴上的棘轮咬合而达到驻车的目的。
如图1所示，现有技术中提供了一种汽车锁止装置，包括一个凸轮机构1、一个与之相连的棘爪机构3和一个与该棘爪机构相连的锁止齿轮2。在变速器的输出轴4(或者中间轴)上安装该锁止齿轮2。凸轮机构1包括一个凸轮轴11、一个设在该凸轮轴11上的凸轮12和一个与该凸轮12相连的凸轮限位机构13。凸轮限位机构13包括一个可抵靠在限位孔内的钢球131、一个与该钢球131相连的压缩弹簧132。当停车时，可以通过操纵变速操纵手柄的动作，选择停车挡位，在控制拉杆的作用下，平行于变速器输出轴的凸轮轴11顺时针转动，进而带动凸轮12顺时针转动，从而使得锁止齿轮2和棘爪机构3啮合而实现驻车。此时，钢球131也从一个限位孔滑到另一个限位孔，从而实现限位。该汽车锁止装置存在的缺点是：若推动钢球131的压缩弹簧132的弹力太小，则锁止齿轮2和棘爪机构3容易分离而解除驻车，这种情况比较危险；若压缩弹簧的弹力太大，则旋转凸轮轴11需要的扭矩会很大，相应的电机要很大。
如图2所示，现有技术中提供了另一种驻车锁止装置，包括止动板10、驻车轴14、与止动板10相连并在止动板10的带动下移动的驻车杆60、固设在中间轴的轴端上的锁止齿轮、与该锁止齿轮相配合的驻车止动爪以及前端部具有配合滚子32的板弹簧34，在驻车时驻车轴14带到止动板10转动，进而带动驻车杆60推动驻车止动爪与锁止齿轮啮合而实现驻车。同时，配合滚子32从止动板10上的一个凹状谷部移动到另一个凹状谷部实现定位。该汽车锁止装置存在的缺点是：板弹簧34的压力一致性较难控制，板弹簧34的压力过大则驻车解锁困难，如果要实现解锁，则需要的电机就较大；压力过小则驻车不牢靠。
实用新型内容
本实用新型为解决现有技术中驻车定位装置不理想的技术问题，提供一种驻车定位理想的驻车锁止装置。
本实用新型的一种驻车锁止装置，包括：可与传动轴固定连接的棘轮、与该棘轮配合的棘爪机构以及可推动该棘爪机构的推杆机构，其中，该驻车锁止装置还包括：可带动推杆机构运动的涡轮蜗杆机构，该涡轮蜗杆机构包括可与动力源相连的蜗杆以及与该蜗杆配合、可实现自锁的涡轮。
优选地，所述动力源为电机。
优选地，所述涡轮包括部分周边带有涡轮齿的扇形盘，所述推杆机构与扇形盘相连。
进一步地，所述驻车锁止装置还包括定位机构。
优选地，所述定位机构包括：设置于所述涡轮或所述推杆机构上的定位凸起、可检测所述定位凸起位置的第一传感器和第二传感器以及用于接收第一传感器或第二传感器发送的检测信号并控制电机运行的控制器。
进一步地，所述推杆机构包括可与涡轮相连的推杆、固定在所述推杆上的限位卡圈、可滑动安装在所述推杆上的顶块以及弹簧，所述弹簧套设在所述推杆上，所述弹簧的一端抵靠在所述限位卡圈上，所述弹簧的另一端抵靠在所述顶块上。
优选地，所述棘爪机构包括一个棘爪轴、一个设在该棘爪轴上的棘爪和一个与该棘爪相连的棘爪回位机构。
优选地，所述棘爪回位机构包括一个回位弹簧轴和一个设在该回位弹簧轴上的回位弹簧，在所述棘爪上设有一个卡口，所述回位弹簧卡在该卡口中。
进一步地，所述涡轮蜗杆机构的传动比为5-80。
本实用新型的驻车锁止装置采用具有自锁功能的涡轮蜗杆机构，当实现驻车后，由于涡轮蜗杆机构的自锁，当外力较大时，也能保证良好的驻车效果，同时，涡轮蜗杆机构的传动比可以根据需要设置的大一些，这样就可以降低对动力源的要求，从而降低了车辆驻车系统的设计难度。
附图说明
图1是现有技术提供的一种汽车锁止装置的结构示意图；
图2是现有技术提供的一种驻车锁止装置的结构示意图；
图3是本实用新型一种实施方式提供的一种驻车锁止装置的解除驻车状态的示意图；
图4是本实用新型一种实施方式提供的一种驻车锁止装置的驻车状态的示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
根据本实用新型的一种实施方式，如图3和图4所示，一种驻车锁止装置，包括：可与传动轴固定连接的棘轮51、与该棘轮51配合的棘爪机构以及可推动该棘爪机构的推杆机构，其中，该驻车锁止装置还包括：可带动推杆机构运动的涡轮蜗杆机构，该涡轮蜗杆机构包括可与动力源相连的蜗杆42以及与该蜗杆42配合、可实现自锁的涡轮43。
动力源可以根据需要或者动力要求而不同，即涡轮蜗杆机构可以由电机提供动力或者由驾驶员提供动力或者由其它合适的动力装置来提供动力，优选地，动力源为电机41。
为了便于加工，涡轮43包括部分周边带有涡轮齿的扇形盘，推杆机构与扇形盘相连。即涡轮43可以是在一个扇形盘上加工出部分可与蜗杆42啮合的齿，扇形盘的另一部分可以不加工，只要涡轮43可以在蜗杆42的带动下实现驻车和解除驻车即可。这样也可以节省材料，降低涡轮43的加工难度。
为了减小电机41的体积，涡轮蜗杆机构可以设置一个较大的传动比，此时采用一个小的电机41即可满足驻车的需要，从而可以有效节约驻车系统的占用空间，进而扩大了该驻车锁止装置的应用范围。该涡轮蜗杆机构的传动比可以为5-80，本领域技术人员也可以根据需要选取更大的传动比，如500或者500以上。对于涡轮蜗杆机构，蜗杆分度圆导程角(也就是螺旋升角)小于或等于当量摩擦角时(Y≤ρ)，就可以实现自锁，如蜗杆的导程角小于3度。
为了更好的实现驻车和解除驻车，该驻车锁止装置还包括定位机构。这样可以更好的判断是否需要停止电机的运转，以便于实现精确控制。
进一步地，该定位机构包括：设置于涡轮43或推杆机构上的定位凸起44、可检测定位凸起44位置的第一传感器45和第二传感器46以及用于接收第一传感器45或第二传感器46发送的检测信号并控制电机41运行的控制器54。
为了检测涡轮43或者推杆装置的运转位置，可以根据需要在涡轮43或者推杆装置上设置一个凸起或者凹进部或者其它可以便于检测的结构。该凸起或者凹进部或者其它可以便于检测的结构可以是安装固定到涡轮43或者推杆装置上的，也可以是与涡轮43或者推杆装置一体成型的。为了更好的检测，优选地，可以根据需要在涡轮43或者推杆装置上设置一个凸起，该凸起与涡轮43或者推杆装置一体成型。
第一传感器45和第二传感器46用于检测定位凸起44的位置，第一传感器45和第二传感器46可以为各种合适的检测位置的传感器，如各种常用的位置传感器。
控制器54用于接收第一传感器45和第二传感器46检测到的位置信号并进行处理判断进而控制电机41的运行。该控制器54可以为各种常用的数据处理控制装置，如单片机等，当该驻车锁止装置用于车辆的驻车系统时，控制器54可以为车载ECU。
进一步地，推杆机构包括可与涡轮43相连的推杆47、固定在推杆47上的限位卡圈471、可滑动安装在推杆47上的顶块49以及弹簧48，弹簧48套设在推杆47上，弹簧48的一端抵靠在限位卡圈471上，弹簧48的另一端抵靠在顶块49上。
限位卡圈471的设置是为了防止弹簧48在顶块49的作用下随意滑动，该限位卡圈471可以为在推杆47上设置的凸起或者另外安装的圆圈等。
推杆47的一端与涡轮43固定连接，如通过销钉连接。推杆47可以在涡轮43的带动下移动，从而通过顶块49推动棘爪机构与棘轮51啮合而实现驻车或者带动顶块49使得棘爪机构与棘轮51分离而解除驻车。
进一步地，棘爪机构包括一个棘爪轴(图中未示出)、一个设在该棘爪轴上的棘爪50和一个与该棘爪相连的棘爪回位机构。
棘爪回位机构包括一个回位弹簧轴(图中未示出)和一个设在该回位弹簧轴上的回位弹簧52，在棘爪50上设有一个卡口502，回位弹簧52卡在该卡口502中。该回位弹簧52可以为合适的扭簧。
棘爪50上还设有棘爪齿501，该棘爪齿501用于与棘轮51上的齿轮啮合而实现驻车。
本实用新型的驻车锁止装置在具体应用时，可以将蜗杆42与电机41连接起来，蜗杆42通过一个或多个轴承53安装在变速箱中，棘轮51可以通过花键与传动轴连接固定，棘爪机构的棘爪轴以及回位弹簧轴可以安装到变速箱的合适位置或者事先在变速箱中设置好，控制器54可以采用车辆的ECU。第一传感器45和第二传感器46也固定在变速箱的合适位置。
下面根据棘爪齿501与棘轮51的齿槽相对和棘爪齿501与棘轮51的齿顶相对这两种情况来说明本实用新型驻车锁止装置的具体工作工程：
1、当棘爪齿501与棘轮51的齿槽相对时：
如图4所示，当需要驻车时，控制器54控制电机41运行，电机41带动蜗杆42转动，由于蜗杆42和涡轮43啮合，因此涡轮43在蜗杆42的带动下转动，进而带动与涡轮43相连的推杆47移动，顶块49在推杆47的带动下逐渐克服回位弹簧52的作用力而推动棘爪50向棘轮51转动，从而使得棘爪齿501与棘轮51的齿啮合而实现驻车。此时第二传感器46检测到定位凸起44的信号，控制器54根据该信号判断已实现驻车从而控制电机41停止转动。图中的箭头示出了各个运动部件的运动方向。
如图3所示，当需要解除驻车时，控制器54控制电机41反向运行，电机41带动蜗杆42反向转动，由于蜗杆42和涡轮43啮合，因此涡轮43在蜗杆42的带动下反向转动，进而带动与涡轮43相连的推杆47反向移动，顶块49在推杆47的带动下逐渐与棘爪50脱离，棘爪50在回位弹簧52的作用下向远离棘轮51的方向转动，从而使得棘爪齿501与棘轮51的齿分离而解除驻车。此时第一传感器45检测到定位凸起44的信号，控制器54根据该信号判断已经解除驻车从而控制电机41停止运行。图中的箭头示出了各个运动部件的运动方向。
2、当棘爪齿501与棘轮51的齿顶相对时：
当需要驻车时，控制器54控制电机41运行，电机41带动蜗杆42转动，由于蜗杆42和涡轮43啮合，因此涡轮43在蜗杆42的带动下转动，进而带动与涡轮43相连的推杆47移动，顶块49在推杆47的带动下逐渐克服回位弹簧52的作用力而推动棘爪50向棘轮51转动，当棘爪齿501与棘轮51的齿顶相对时，顶块49无法进一步移动，此时顶块49压缩弹簧48而推杆47继续向下运动，当第二传感器46检测到定位凸起44的信号时，控制器54根据该信号判断已实现驻车从而控制电机41停止转动。此时棘爪齿501与棘轮51的齿顶相对而没有真正驻车，此后，如果车辆移动，棘轮51会随之转动，当棘爪齿501与棘轮51的齿槽相对时，顶块49在弹簧48的作用下逐渐克服回位弹簧52的作用力而继续推动棘爪50向棘轮51转动，从而使得棘爪齿501与棘轮51的齿啮合而实现驻车。
当需要解除驻车时，控制器54控制电机41反向运行，电机41带动蜗杆42反向转动，由于蜗杆42和涡轮43啮合，因此涡轮43在蜗杆42的带动下反向转动，进而带动与涡轮43相连的推杆47反向移动，顶块49在推杆47的带动下逐渐与棘爪50脱离，棘爪50在回位弹簧52的作用下向远离棘轮51的方向转动，从而使得棘爪齿501与棘轮51的齿分离而解除驻车。此时第一传感器45检测到定位凸起44的信号，控制器54根据该信号判断已经解除驻车从而控制电机41停止运行。
本实用新型的驻车锁止装置，由于涡轮蜗杆具有自锁功能，当实现驻车后，如果有外力使得棘轮51与棘爪50有分离的趋势，此时会有力作用到涡轮43处，但是由于涡轮蜗杆的自锁而无法使涡轮43转动，进而使得棘轮51与棘爪50无法分离，即有效保证了驻车效果。
另外涡轮蜗杆的传动比可以设置的较大，因此电机41的体积可以较小，即可以采用小电机来实现驻车，因此降低了变速箱中的空间对驻车系统的限制，可以更加灵活利用该驻车锁止装置来布置驻车系统。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种驻车锁止装置，包括：可与传动轴固定连接的棘轮、与该棘轮配合的棘爪机构以及可推动该棘爪机构的推杆机构，其特征在于，该驻车锁止装置还包括：可带动推杆机构运动的涡轮蜗杆机构，该涡轮蜗杆机构包括可与动力源相连的蜗杆以及与该蜗杆配合、可实现自锁的涡轮。
2.如权利要求1所述的驻车锁止装置，其特征在于，所述动力源为电机。
3.如权利要求1所述的驻车锁止装置，其特征在于，所述涡轮包括部分周边带有涡轮齿的扇形盘，所述推杆机构与扇形盘相连。
4.如权利要求2所述的驻车锁止装置，其特征在于，所述驻车锁止装置还包括定位机构。
5.如权利要求4所述的驻车锁止装置，其特征在于，所述定位机构包括：设置于所述涡轮或所述推杆机构上的定位凸起、可检测所述定位凸起位置的第一传感器和第二传感器以及用于接收第一传感器或第二传感器发送的检测信号并控制电机运行的控制器。
6.如权利要求1所述的驻车锁止装置，其特征在于，所述推杆机构包括可与涡轮相连的推杆、固定在所述推杆上的限位卡圈、可滑动安装在所述推杆上的顶块以及弹簧，所述弹簧套设在所述推杆上，所述弹簧的一端抵靠在所述限位卡圈上，所述弹簧的另一端抵靠在所述顶块上。
7.如权利要求1所述的驻车锁止装置，其特征在于，所述棘爪机构包括一个棘爪轴、一个设在该棘爪轴上的棘爪和一个与该棘爪相连的棘爪回位机构。
8.如权利要求7所述的驻车锁止装置，其特征在于，所述棘爪回位机构包括一个回位弹簧轴和一个设在该回位弹簧轴上的回位弹簧，在所述棘爪上设有一个卡口，所述回位弹簧卡在该卡口中。
9.如权利要求1所述的驻车锁止装置，其特征在于，所述涡轮蜗杆机构的传动比为5-80。
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