CN201944251U - 一种电动汽车的驻车机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电动汽车的驻车机构，包括变速器箱体、变速器输入轴、驻车齿轮、驻车电机、驻车凸轮、驻车棘爪、棘爪回位弹簧、驻车扭转弹簧、蜗轮和蜗杆，驻车齿轮安装在位于变速器箱体内的变速器输入轴上。该驻车机构结构简单、运行平稳、工作可靠，能够使汽车驻车安全可靠，并且降低了对驻车机构的强度要求。

Description

一种电动汽车的驻车机构

技术领域

本实用新型涉及电动汽车的驻车机构。

背景技术

汽车停靠在正常平路上面时，驾驶员只需拉上手刹就能对整车起到制动作用，实现驻车。然而，如果汽车停靠在较陡的坡道上时，仅靠手刹却不能使汽车处于停止状态，停车后汽车在坡道上可能会出现移动的情况。为了避免该种情况的出现，普通手动挡汽车，通常是将挡位挂在一挡或者倒挡上，利用挡位上齿轮间的啮合及发动机转动阻力来进行制动，这样对汽车变速器齿轮和发动机都会造成一定的损害。

为了使电动汽车安全可靠地在坡道上实现驻车，必须利用驻车机构来实现对车轮的制动。驻车装置与行车装置为两套独立的制动装置，驻车装置用于使汽车可靠而无时间限制地停驻在一定位置甚至斜坡上。

现有的电动汽车驻车机构有齿轮齿条传动和液压推杆两种结构形式，由电机驱动的齿轮齿条式的驻车机构，由于电机转速较高，不能直接将动力传递给齿轮齿条，所以需要在齿轮齿条与电机之间布置一个减速器，这就使得驻车机构较为复杂且难以控制，同时还增大了汽车变速器箱体的体积。并且，现有汽车驻车机构的驻车齿轮基本上都是安装在输出轴（差速器半轴）上，驻车机构受到的阻力距较大，故对驻车机构的结构强度的要求较高。

综上所述，现有的驻车机构都有如下缺陷：一是结构复杂，成本较高；二是控制难度大；三是对驻车机构的强度要求高。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种电动汽车的驻车机构，在保证汽车驻车的安全可靠性的前提下，以简化驻车机构的结构和降低对驻车机构的强度要求。

本实用新型所述电动汽车的驻车机构，包括驻车齿轮和驻车电机，该驻车机构还包括驻车凸轮、驻车棘爪、棘爪回位弹簧、驻车扭转弹簧、蜗轮、蜗杆，以及变速器箱体和变速器输入轴，驻车齿轮通过花键连接在位于变速器箱体内的变速器输入轴上，驻车棘爪通过棘爪销轴安装在变速器箱体上，驻车棘爪与棘爪销轴间隙配合，驻车棘爪前端靠近驻车齿轮的齿顶；驻车凸轮和蜗轮通过凸轮轴安装在变速器箱体上，驻车凸轮与凸轮轴间隙配合，蜗轮与凸轮轴键连接；驻车电机安装在变速器箱体上，位于变速器箱体外，蜗杆的一端安装在变速器箱体上，其另一端与驻车电机轴连接，且蜗杆与蜗轮相啮合；棘爪回位弹簧套装在凸轮轴上，其一端作用在驻车棘爪上，使驻车棘爪的后端与驻车凸轮保持接触；驻车扭转弹簧套装在凸轮轴上，其一端作用在驻车凸轮上，另一端固定在凸轮轴上；凸轮轴上设置有角位移传感器，角位移传感器位移变速器箱体外壁，分别与汽车ECU和P挡控制器电连接。

该驻车机构的工作原理如下：

一、立即驻车

当驾驶员按下操控台P挡按钮时，驻车机构中的驻车棘爪不经停滞直接落入驻车齿轮齿槽内实现驻车功能称之为立即驻车。

当按下操控台P挡按钮时，驻车电机转动带动蜗杆旋转，蜗杆带动蜗轮转动，蜗轮再通过凸轮轴及驻车扭转弹簧带动驻车凸轮转动，驻车凸轮对驻车棘爪后端进行挤压，使驻车棘爪绕棘爪销轴转动，棘爪回位弹簧扭转变形，驻车棘爪克服棘爪回位弹簧的阻力，其前端进入驻车齿轮齿槽内；与此同时，整车在坡道上自动向下滑动，驻车棘轮继续转动，与驻车棘爪前端相抵触，当驻车棘爪对驻车齿轮的反向力矩与轿车行进过程中车轮的转动力矩相平衡时，车轮经过瞬间的减速停止运动，同时，P挡控制器检测到从角位移传感器传来的信号，P挡控制器将有关信号传递给整车ECU，驾驶员根据整车ECU发出的发出控制信号做出相应的动作，使驻车电机停止工作，驻车动作完成。

二、延缓驻车

当按下操控台P挡按钮时，驻车棘爪先停止在驻车齿轮齿顶部位后才落入驻车齿轮齿槽内实现驻车功能称之为延缓驻车。

当按下操控台P挡按钮时，驻车电机转动带动蜗杆旋转，蜗杆带动蜗轮转动，蜗轮再通过凸轮轴及驻车扭转弹簧带动驻车凸轮转动，驻车凸轮对驻车棘爪后端进行挤压，使驻车棘爪绕棘爪销轴转动，棘爪回位弹簧扭转变形，驻车棘爪克服棘爪回位弹簧的阻力，当其前端碰到驻车棘轮齿顶时，驻车棘爪停止转动，驻车凸轮亦停止转动，与此同时，凸轮轴继续转动，从而使驻车扭转弹簧产生扭转变形，P挡控制器检测到从角位移传感器传来的信号，P挡控制器将有关信号传递给整车ECU，驾驶员根据整车ECU发出的发出控制信号做出相应的动作，使驻车电机停止工作，当整车在坡道上继续自动向下滑动时，驻车棘轮继续转动，而使驻车棘轮齿顶转离驻车棘爪前端时，驻车凸轮在驻车扭转弹簧的作用下再次转动，继续挤压驻车棘爪后端，使驻车棘爪前端进入驻车棘轮齿槽内，驻车棘轮继续转动与驻车棘爪前端相抵触，当驻车棘爪对驻车棘轮的反向力矩与轿车行进过程中车轮的转动力矩相平衡时，车轮经过瞬间的减速停止运动，实现驻车功能。

上述两种情况，当需要退出P挡时，按下操控台P挡按钮，使驻车电机反转，驻车凸轮在蜗轮蜗杆及驻车扭转弹簧的带动下反转，使驻车凸轮消除对驻车棘爪后端的挤压，驻车棘爪在棘爪回位弹簧的作用绕下棘爪销轴转动，从而使驻车棘爪前端退出驻车棘轮齿槽，则变速器输入轴不再受P挡控制，驻车功能解除，同时P挡控制器检测到从角位移传感器传来的信号，P挡控制器将有关信号传递给整车ECU，驾驶员根据整车ECU发出的发出控制信号做出相应的动作，使驻车电机停止工作，驻车功能解除。

本实用新型所述驻车机构采用蜗轮蜗杆加齿轮齿条的减速传动方式，蜗轮蜗杆与驻车电机之间不用设置其它减速装置，故能够简化驻车机构的结构，并且不会因为驻车机构而增大变速器箱体的体积，该驻车机构运行平稳、工作可靠，能够使汽车驻车安全可靠。由于驻车齿轮是安装在变速器输入轴上，使驻车机构受到的阻力矩较小，从而降低了对驻车机构的强度要求。该驻车机构结构简单、零件容易制造、制造成本低。

附图说明

现结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

图1为本实用新型所述电动汽车的驻车机构的轴测示意图（图中省略了变速器箱体和变速器输入轴）；

图2为图1所示电动汽车的驻车机构从另一角度所看到的轴测示意图。

具体实施方式

如图1和图2所示，该电动汽车的驻车机构包括变速器箱体、变速器输入轴、驻车齿轮1、驻车电机7、驻车凸轮10、驻车棘爪2、棘爪回位弹簧3、驻车扭转弹簧5、蜗轮9和蜗杆6，驻车齿轮1通过花键安装连接在位于变速器箱体内的变速器输入轴上，驻车棘爪2通过棘爪销轴4安装在变速器箱体上，位于变速器箱体内，驻车棘爪2与棘爪销轴4间隙配合，使驻车棘爪2可绕棘爪销轴4转动，棘爪销轴4一端与变速器箱体过盈配合，驻车棘爪2前端靠近驻车齿轮1的齿顶。驻车凸轮10和蜗轮9通过凸轮轴11安装在变速器箱体上，位于变速器箱体内，驻车凸轮10与凸轮轴11间隙配合，使驻车凸轮10可绕凸轮轴11转动，蜗轮9与凸轮轴11键连接，凸轮轴11两端支撑在变速器箱体上，与变速器箱体间隙配合，可相对于变速器箱体绕其轴线旋转。驻车电机7安装在变速器箱体上，位于变速器箱体外。蜗杆6位于变速器箱体内，其一端通过轴承安装在变速器箱体上，其另一端与驻车电机轴连接，并且，蜗杆6与蜗轮9相啮合。棘爪回位弹簧3套装在棘爪销轴4上，其一端穿入驻车棘爪2上的孔中作用在驻车棘爪2上，其另一端则固定在变速器箱体上，这样，棘爪回位弹簧3能够使驻车棘爪2的后端与驻车凸轮10始终保持接触。驻车扭转弹簧5套装在凸轮轴11上，其一端穿入驻车凸轮10上的孔中作用在驻车凸轮10上，其另一端则固定在凸轮轴11上的卡槽内。凸轮轴11上设置有角位移传感器8，角位移传感器8分别与汽车ECU和P挡控制器电连接。

当按下操控台P挡按钮时，驻车电机1转动带动蜗杆6旋转，蜗杆6带动蜗轮9转动，蜗轮9再通过凸轮轴11及驻车扭转弹簧5带动驻车凸轮10转动，驻车凸轮10对驻车棘爪2后端进行挤压，使驻车棘爪2绕棘爪销轴4转动，棘爪回位弹簧3扭转变形，驻车棘爪2克服棘爪回位弹簧3的阻力，其前端进入驻车齿轮1齿槽内，与此同时驻车齿轮1在变速器输入轴驱动下继续转动，与驻车棘爪2前端相抵触，当驻车棘爪2对驻车齿轮1的反向力矩与轿车行进过程中车轮的转动力矩相平衡时，车轮经过瞬间的减速停止运动，同时，P挡控制器检测到从角位移传感器8传来的信号，P挡控制器将有关信号传递给整车ECU，驾驶员根据整车ECU发出控制信号做出相应的动作，使驻车电机7停止工作，驻车动作完成。

当驻车棘爪2在驻车凸轮10作用下，其前端未立即进入驻车齿轮1齿槽内，而是碰到驻车齿轮1齿顶时，驻车棘爪2停止转动，驻车凸轮10亦停止转，与此同时，凸轮轴11继续转动，从而使驻车扭转弹簧5产生扭转变形，P挡控制器检测到从蜗轮9端面的角位移传感器8传来的信号，P挡控制器将有关信号传递给整车ECU，整车ECU发出控制信号使驻车电机7停止工作。当驻车齿轮1在变速器输入轴驱动下继续转动，而使驻车齿轮1齿顶转离驻车棘爪2前端时，驻车凸轮10在驻车扭转弹簧5的作用下再次转动，继而挤压驻车棘爪2后端，使驻车棘爪2前端进入驻车齿轮1齿槽内，驻车齿轮1继续转动与驻车棘爪2前端相抵触，当驻车棘爪2对驻车齿轮1的反向力矩与轿车行进过程中车轮的转动力矩相平衡时，车轮经过瞬间的减速停止运动，实现驻车功能。

上述两种情况，当需要退出P挡时，按下操控台P挡按钮，使驻车电机7反转，驻车电机7带动蜗轮9、蜗杆6及驻车扭转弹簧5使驻车凸轮10反转，驻车凸轮10消除对驻车棘爪2后端的挤压，驻车棘爪2在棘爪回位弹簧3的作用下绕棘爪销轴4转动，从而使驻车棘爪2前端退出驻车齿轮1齿槽，则变速器输入轴不再受P挡控制，驻车功能解除，同时P挡控制器检测到从蜗轮9端面的角位移传感器8传来的信号，P挡控制器将有关信号传递给整车ECU，整车ECU发出控制信号使驻车电机7停止工作。

整个P挡控制信号的传递过程为：车速度传感器检测到车停止或转速低于某一值时，挡位挂入P挡，整车ECU给P挡控制器信号，P挡控制器控制P挡电机启动；角位移传感器8检测到凸轮轴11旋转角度到位，将信号给P挡控制器，P挡控制器控制P挡电机停止转动，同时把P挡挂入信号传递给整车ECU。

Claims (1)

1.一种电动汽车的驻车机构，包括驻车齿轮（1）和驻车电机（7），其特征在于：该驻车机构还包括驻车凸轮（10）、驻车棘爪（2）、棘爪回位弹簧（3）、驻车扭转弹簧（5）、蜗轮（9）、蜗杆（6），以及变速器箱体和变速器输入轴，驻车齿轮通过花键连接在位于变速器箱体内的变速器输入轴上，驻车棘爪通过棘爪销轴（4）安装在变速器箱体上，驻车棘爪与棘爪销轴间隙配合，驻车棘爪前端靠近驻车齿轮的齿顶；驻车凸轮和蜗轮通过凸轮轴（11）安装在变速器箱体上，驻车凸轮与凸轮轴间隙配合，蜗轮与凸轮轴键连接；驻车电机安装在变速器箱体上，位于变速器箱体外，蜗杆的一端安装在变速器箱体上，其另一端与驻车电机轴连接，且蜗杆与蜗轮相啮合；棘爪回位弹簧套装在凸轮轴上，其一端作用在驻车棘爪上，使驻车棘爪的后端与驻车凸轮保持接触；驻车扭转弹簧套装在凸轮轴上，其一端作用在驻车凸轮上，另一端固定在凸轮轴上；凸轮轴上设置有角位移传感器（8），角位移传感器位移变速器箱体外壁，分别与汽车ECU和P挡控制器电连接。

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