KR20210047809A - Electromechanical parking lock actuator - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 청구항 제1항의 전제부에 따른 전자기계식 주차 잠금장치 액추에이터에 관한 것이다. 이 유형의 주차 잠금장치 액추에이터는 차량에 배열된 주차 잠금장치를 작동시키는데 사용되며, 잠금은 결국 상기 잠금장치가 잠금 위치에 있는 경우 차량이 부주의로 구르는 것을 방지하도록 제공된다. 특히, 본 발명은, 자동차 산업에서, 예를 들어 전기구동 차량이나, 하이브리드 변속기, 자동화된 변속기 또는 자동 변속기를 포함한 차량에서 이용되는 유형의 전기기계식 주차 잠금장치 액추에이터에 관한 것이다. The present invention relates to an electromechanical parking lock actuator according to the preamble of claim 1. This type of parking lock actuator is used to actuate a parking lock arranged on the vehicle, the lock being provided in turn to prevent the vehicle from rolling inadvertently when the lock is in the locked position. In particular, the invention relates to an electromechanical parking lock actuator of the type used in the automotive industry, for example in electric driven vehicles or vehicles including hybrid transmissions, automated transmissions or automatic transmissions.
주차 잠금장치는, 특히 정지된(stationary) 구동장치(모터)의 억제 효과가 차량을 제자리에 유지하는데 불충분하거나 예를 들어 통상 개방된 커플링 요소로 인해 사용할 수 없는 경우에 요구된다. 그러면 일반적으로, 구동 트레인(drive train)은 변속기의 출력 샤프트에 회전 불가능하게 설치되고 톱니(toothing)를 포함하는 주차 기어에 의해 잠금되며, 주차 기어는 평행 축 상에서 피봇 가능하게 장착되는 주차 폴(park pawl)에 의해 톱니에 상호잠금 방식으로 잠금될 수 있다. 이 경우, 상기 주차 폴은 리턴 스프링(return spring)의 힘에 의해 주차 기어를 향해 잠금 위치로 또는 주차 기어로부터 떨어져 잠금해제 위치로 프리스트레스된다(prestressed). 상기 리턴 스프링의 힘에 대항하여 상기 주차 폴을 피봇하기 위해, 유압식 주차 잠금장치 액추에이터에 더하여, 예를 들어 캠(cam) 또는 원뿔(cone) 또는 두 개의 롤러들을 갖는 캐리어(carrier)의 형태일 수 있는 작동 요소(actuating element)가 상기 폴을 피봇하기 위해 상기 주차 폴에 대항하여 이동될 수 있는 것에 의해, 선형 운동 또는 적어도 실질적으로 선형적으로 연장되는 운동을 생성하는데 이용되는 전기 또는 전기기계식 주차 잠금장치 액추에이터가 사용될 수도 있다. 작동 중에 주차 폴이 톱니와 맞물려지지 않고 주차 기어의 톱니에 대해 멈추어 섰을 때도 주차 잠금장치가 맞물릴 수 있어서 차량이 구르지 않도록(rolling away) 보장하기 위해, 에너지 저장 장치(어드밴싱 스프링(advancing spring))가 작동 요소에 통상적으로 제공되며, 이 장치는, 차량이 구르는 경우에 작동 요소에 의해 주차 폴을 전진시켜서 상기 폴이 주차 기어의 톱니와 맞물리게 된다.A parking lock is required, in particular, in cases where the inhibitory effect of the stationary drive (motor) is insufficient to hold the vehicle in place or cannot be used, for example due to the normally open coupling element. In general, then, the drive train is installed non-rotatably on the output shaft of the transmission and is locked by a parking gear containing toothing, and the parking gear is pivotally mounted on a parallel shaft. pawl) can be locked to the teeth in an interlocking manner. In this case, the parking pawl is prestressed by the force of the return spring to the locked position towards the parking gear or away from the parking gear to the unlocked position. In order to pivot the parking pawl against the force of the return spring, in addition to a hydraulic parking lock actuator, it may be in the form of, for example, a cam or cone or a carrier with two rollers. Electric or electromechanical parking lock used to create a linear motion or at least a substantially linearly extending motion, by means of which an actuating element can be moved against the parking pawl to pivot the pawl. Device actuators may also be used. In order to ensure that the vehicle does not roll away, the parking lock can engage even when the parking pawl does not engage the teeth during operation and stops against the teeth of the parking gear. ) Is usually provided on the actuating element, which, if the vehicle rolls, advances the parking pawl by means of the actuating element so that the pawl engages the teeth of the parking gear.
또한, 본 발명에서와 같이, 많은 경우, 액추에이터의 고장 시에 작동, 특히 잠금 위치에 놓인 주차 잠금장치의 잠금해제를 허용하는 비상 작동의 옵션이 제공된다. In addition, as in the present invention, in many cases an option of emergency operation is provided which allows activation in the event of an actuator failure, in particular unlocking the parking lock in the locked position.
종래 기술로부터, 비상 잠금해제를 위한 추가적인 메커니즘이 제공되는 전기기계식 주차 잠금장치 액추에이터를 포함하는 주차 잠금장치의 배열이 알려져 있다. From the prior art, an arrangement of a parking lock comprising an electromechanical parking lock actuator is known in which an additional mechanism for emergency unlocking is provided.
따라서, 예를 들어 DE 10 2010 029 401 A1은 정상 작동 시에 액추에이터에 의해 두 곳의 축 위치들 사이에서 선형으로 전후 이동되는 작동 요소를 갖는 잠금 메커니즘을 포함한, 비상 잠금해제를 갖는 주차 잠금장치 조립체를 개시하고 있으며, 작동 요소의 제1 축 방향 위치에서 잠금 폴이 해제 위치(release position)로 조정될 수 있고, 작동 요소의 제2 축 방향 위치에서 상기 폴은 잠금 위치(locking position)로 조정될 수 있다. 더욱이, 주차 잠금장치 조립체는 잠금 메커니즘을 강제 잠금해제하기 위한 잠금해제 메커니즘을 포함하며, 비상 작동 시에, 특수한 리세스가 제공된 작동 요소는 상기 작동 요소의 제2 축 방향 위치에서 회전될 수 있는데, 그 방식은 잠금 폴이 회전된 작동 요소의 리세스 내로 들어가 떨어짐으로써(dipping into) 해제 위치를 점유할 수 있는 방식이다. 이를 위해, 잠금해제 요소에는 공동(conjoint) 회전을 위해 작동 요소에 연결된 작동 레버(actuating lever)가 제공된다. 이러한 조립체의 경우, 비상 잠금해제가 주차 잠금장치 액추에이터가 아닌 주차 잠금장치 자체에서 직접 일어나는 점에서 불리하며, 그 결과 비상 잠금해제 메커니즘의 선택적인 사용에 요구되는 모듈식 구성이 불가능하다. Thus, for
DE 10 2017 219 208 A1은 작동 요소를 통해 주차 잠금장치의 잠금 폴에 작용하는 병진 운동 구성요소에 의해 그에 편심적으로(eccentrically) 관절 연결된 작동 로드(actuator rod)를 변위시키기 위해 전기 모터가 기어에 의해 샤프트를 피봇시키는 주차 잠금장치 조립체를 개시하고 있다. 이 경우, 비상 작동을 위해, 아이들링 메커니즘(idling mechanism)을 포함하는 수동 잠금해제 장치가 제공되며, 이를 통해 전기 모터가 고장 날 경우, 잠금 폴을 잠금해제 상태로 이동시키기 위해 부착가능한 도구에 의해 작동 레버를 회전시킴으로써 상기 샤프트를 수동으로 피봇시킬 수도 있다. 이러한 설계의 경우, 추가적인 아이들링 메커니즘이 요구되는 점에서 불리하며, 그 결과 주차 잠금장치 조립체의 설계의 복잡성이 전체적으로 증대된다. DE 10 2017 219 208 A1 uses an electric motor to displace an actuator rod eccentrically articulated thereto by a translational component acting on the locking pawl of the parking lock via an actuating element. A parking lock assembly for pivoting the shaft is disclosed. In this case, for emergency operation, a manual unlocking device including an idling mechanism is provided, which is operated by an attachable tool to move the locking pawl to the unlocked state in case the electric motor fails. The shaft can also be manually pivoted by rotating the lever. In the case of this design, it is disadvantageous in that an additional idling mechanism is required, and as a result, the complexity of the design of the parking lock assembly is increased as a whole.
또한, WO 2018/228686 A1은 비상 잠금해제 메커니즘을 포함하는 주차 잠금장치 조립체를 개시한다. 잠금 메커니즘은, 정상 작동 시에, 주차 잠금장치의 잠금 폴을 잠금 위치 또는 해제 위치로 조정하기 위해, 스핀들 너트(spindle nut)와 함께 전기 모터에 의해 회전될 수 있는 스핀들 샤프트에 의해 선형으로 앞뒤로 이동할 수 있는 작동 요소를 갖는다. 주차 잠금장치 조립체는 잠금 메커니즘을 강제 잠금해제하기 위한 잠금해제 메커니즘을 더 포함한다. 비상 작동 시에, 스핀들 샤프트는, 요소가 스핀들 샤프트로부터 멀리 떨어진 위치인 정상 위치로부터 요소가 토크 전달을 위해 스핀들 샤프트에 연결되는 결합 위치로 상기 잠금해제 요소가 변위된 후에, 잠금해제 요소에 의해 수동으로 회전될 수 있다. 이를 위해, 잠금해제 요소는 작동 샤프트(actuator shaft)에 연결되며, 이에 의해 선형으로 변위될 수 있고 회전될 수 있다. 이 경우, 추가적으로 요구되는 회전 가능하고 선형으로 변위 가능하게 장착된 잠금해제 요소와 연관된 상대적으로 큰 설계 복잡성은 불리한 점이다. 또한, 잠금 폴을 잠금 위치로부터 해제 위치로 잠금 폴을 이송하기 위해서는 스핀들 샤프트가 다수 회 회전해야 되며 전기 모터도 추가적으로 회전해야 하기 때문에, 수동 작동 역시 매우 복잡한 것으로 판명된다. Further, WO 2018/228686 A1 discloses a parking lock assembly comprising an emergency unlocking mechanism. The locking mechanism, in normal operation, moves linearly back and forth by a spindle shaft that can be rotated by an electric motor with a spindle nut to adjust the locking pawl of the parking lock to the locked or unlocked position. It has a working element that can be used. The parking lock assembly further includes an unlocking mechanism for forcibly unlocking the locking mechanism. In emergency operation, the spindle shaft is manually operated by the unlocking element after the unlocking element has been displaced from the normal position where the element is at a position away from the spindle shaft to the engaged position where the element is connected to the spindle shaft for torque transmission. Can be rotated. To this end, the unlocking element is connected to an actuator shaft, whereby it can be linearly displaced and rotated. In this case, the relatively large design complexity associated with the additionally required rotatable and linearly displaceable mounted unlocking element is a disadvantage. In addition, since the spindle shaft must be rotated many times and the electric motor must be rotated additionally in order to transfer the locking pawl from the locked position to the unlocked position, the manual operation turns out to be very complex.
본 발명은 차량에서 주차 잠금장치를 작동시키기 위해 수동의 비상 잠금해제의 옵션을 제공하는, 서두에 언급된 유형의 전자기계식 주차 잠금장치 액추에이터의 가능한 가장 단순한 설계를 제안하려는 과제를 다룬다. The present invention addresses the task of proposing the simplest possible design of an electromechanical parking lock actuator of the type mentioned at the outset, providing the option of manual emergency unlocking for actuating a parking lock in a vehicle.
이러한 과제는 청구항 제1항에 따른 전자기계식 주차 잠금장치 액추에이터에 의한 본 발명에 따라서 해결된다. 본 발명의 유리한 실시형태 및 적절한 개발은 종속 청구항들에서 찾을 수 있다. This problem is solved according to the invention by means of an electromechanical parking lock actuator according to claim 1. Advantageous embodiments and suitable developments of the invention can be found in the dependent claims.
구체적으로 차량에서의 주차 잠금장치를 작동시키기 위한 전자기계식 주차 잠금장치 액추에이터의 경우에, 주차 잠금장치 액추에이터는 회전 가능하게 또는 피봇가능하게 장착된 작동 샤프트 및 출력 샤프트를 갖는 전기 모터를 포함하고, 상기 작동 샤프트는 개재된(interposed) 요소에 의해 직접적으로 또는 간접적으로, 주차 잠금장치를 잠금 또는 잠금해제하도록 주차 잠금장치의 잠금 폴(pawl)에 작용하는 작동 요소를 이동시키는데 이용된다. 주차 잠금장치 액추에이터는 기어 메커니즘을 더 포함하고, 상기 기어 메커니즘에 의해 작동 샤프트 또는 작동 샤프트를 수용하기에 적합한 작동 샤프트 슬리브가 전기 모터의 출력 샤프트에 작동 가능하게(operatively) 연결된다. 본 발명에 따라, 주차 잠금장치 액추에이터의 상기 기어 메커니즘은 전기 모터의 출력 샤프트와 작동 샤프트 사이의 작동 가능한 연결 체인에 위치된 두 개의 기어 요소들을 포함하고, 그 중 제1 기어 요소로 지시되는 하나의 기어 요소는, 제2 기어 요소로 지시되는 다른 하나의 기어 요소에 직접적으로 작동 가능하게 연결되는 정상 위치로부터, 적어도 정상 위치에서의 제1 기어 요소와 제2 기어 요소 사이의 작동 가능한 연결이 분리되어서 작동 샤프트가 전기 모터와는 독립적으로 회전 또는 피봇될 수 있을 정도로 적어도 일시적으로 제1 기어 요소가 제2 기어 요소로부터 멀리 떨어져 있는 비상 잠금해제 위치로, 조정될 수 있는 방식으로 두 위치들 사이에서 조정가능하도록 장착된다. Specifically, in the case of an electromechanical parking lock actuator for actuating a parking lock in a vehicle, the parking lock actuator includes an electric motor having an actuating shaft and an output shaft rotatably or pivotably mounted, the The actuating shaft is used to move the actuating element acting on the locking pawl of the parking lock to lock or unlock the parking lock, either directly or indirectly by means of an interposed element. The parking lock actuator further comprises a gear mechanism, by means of which an actuation shaft or an actuation shaft sleeve suitable for receiving the actuation shaft is operatively connected to the output shaft of the electric motor. According to the invention, the gear mechanism of the parking lock actuator comprises two gear elements located in an actuatable connection chain between the output shaft and the actuation shaft of the electric motor, one of which is designated as the first gear element. The gear element is separated from a normal position that is operably connected directly to another gear element, which is designated as a second gear element, at least in a normal position, such that the operable connection between the first gear element and the second gear element is separated. Adjustable between the two positions in an adjustable manner, at least temporarily so that the working shaft can rotate or pivot independently of the electric motor, with the first gear element away from the second gear element to an emergency unlock position. To be installed.
달리 명시되지 않는 한, 본원의 맥락 내에서, 두 구성요소 사이의 작동 가능한 연결 체인은 각각 쌍으로 작동 가능하게 서로 연결된 요소들의 조립체를 의미하며, 이들은 함께 이들 두 구성요소 사이의 토크의 흐름 및/또는 힘의 흐름을 보장한다.Unless otherwise specified, within the context of the present application, an operable connecting chain between two components means an assembly of elements, each of which are operably connected to each other in pairs, which together the flow of torque between these two components and/ Or it guarantees the flow of force.
본 발명에 따른 설계의 경우, 하나의 본질적인 이점은 비상 잠금해제의 옵션이 주차 잠금장치 액추에이터에 통합되고, 따라서 이를 차량에서 주차 잠금장치 자체에 설치하지 않아도 된다는 점이다. 이러한 방식으로, 주차 잠금장치 액추에이터의 모듈식 구성이 얻어질 수 있으므로 주차 잠금장치 액추에이터는 매우 작은 수정만으로 비상 잠금해제 메커니즘을 갖거나 갖지 않고 선택적으로 설계될 수 있다.In the case of the design according to the invention, one essential advantage is that the option of emergency unlocking is integrated into the parking lock actuator, so it is not necessary to install it on the parking lock itself in the vehicle. In this way, since a modular configuration of the parking lock actuator can be obtained, the parking lock actuator can be designed selectively with or without an emergency unlocking mechanism with only very small modifications.
또한, 아이들링 장치(idling device), 잠금해제 요소 등과 같은 복잡한 메커니즘을 요구하지 않는 단순한 설계의 경우, 본 발명에 따른 주차 잠금장치 액추에이터는 생산에 있어서 비용 효과적이며 설치가 용이하다. 또한, 컴팩트한 디자인으로 좁은 공간에서도 쉽게 수납할 수 있다. Further, in the case of a simple design that does not require complicated mechanisms such as an idling device, an unlocking element, etc., the parking lock actuator according to the present invention is cost effective in production and easy to install. In addition, its compact design allows it to be easily stored even in narrow spaces.
기어 메커니즘이 제1 및 제2 기어 요소를 형성하고 정상 위치에서 서로 맞물리는(mesh with) 외부적으로 톱니가 형성된 두 개의 기어 휠들을 갖는 적어도 하나의 기어 휠 쌍을 포함할 때 특히 유리하다. 대안으로서, 두 개의 기어 요소는 정상 위치에서 마찰 피팅(friction fit)에 의해 작동 가능하게 연결될 수도 있다. It is particularly advantageous when the gear mechanism comprises at least one pair of gear wheels having two externally toothed gear wheels forming a first and a second gear element and meshing with each other in a normal position. As an alternative, the two gear elements may be operably connected by means of a friction fit in the normal position.
바람직하게는, 이러한 경우에, 두 개의 기어 휠들은 하나의 기어 휠이 다른 기어 휠을 구동하지는 않고 적어도 이들의 톱니가 단지 서로 미끄러져 지나칠 수 있을 정도로 비상 잠금해제 위치에서 분리된다. Preferably, in this case, the two gear wheels are separated in the emergency unlock position so that one gear wheel does not drive the other and at least their teeth can only slide past each other.
본 발명의 특히 바람직한 실시형태에 따르면, 주차 잠금장치 액추에이터는 적어도 하나의 스프링 요소를 포함하며, 상기 스프링 요소에 의해 제1 기어 요소가 탄성 회복적인 방식으로 정상 위치로 촉구되어(urged into), 제1 기어 요소는 비상 잠금해제 위치로의 스프링 요소의 프리스트레싱 힘에 대항하여 이동될 수 있다. According to a particularly preferred embodiment of the invention, the parking lock actuator comprises at least one spring element, by means of which the first gear element is urged into a normal position in an elastically restorative manner, 1 The gear element can be moved against the prestressing force of the spring element to the emergency unlock position.
바람직하게는, 기어 메커니즘은 전기 모터의 출력 샤프트에 부착된 웜(worm)에 의해 구동되는 기어 휠을 포함한다. 웜 기어가 자기-잠금(self-locking)이 되기 때문에, 상기 기어 휠은 전원이 끊긴(de-energized) 상태에서 전기 모터가 스위치 오프 되면 회전될 수 없다. Preferably, the gear mechanism comprises a gear wheel driven by a worm attached to the output shaft of the electric motor. Since the worm gear is self-locking, the gear wheel cannot be rotated when the electric motor is switched off in a de-energized state.
이 경우, 제1 기어 요소가 제2 기어 요소의 회전에 의해 비상 잠금해제 위치로 이동될 수 있을 때 특히 유리하다. 상응하게 성형된 톱니 플랭크(flank)를 갖는 기어 휠의 경우, 제1 기어 요소를 형성하는 제1 기어 휠이 예를 들어 자기-잠금 웜 기어에 의해 회전이 불가능하게 되면 상기 톱니가 회전하는 제2 기어 휠에 대해 바깥쪽으로만 편향될 수 있어서 이를 달성할 수 있다. In this case, it is particularly advantageous when the first gear element can be moved to the emergency unlock position by rotation of the second gear element. In the case of a gear wheel having a correspondingly shaped toothed flank, the second gear is rotated when the first gear wheel forming the first gear element is unable to rotate by, for example, a self-locking worm gear. This can be achieved because it can only be deflected outward with respect to the gear wheel.
더욱이, 제2 기어 요소가 작동 샤프트에 회전 불가능하게 장착될 때 유리하다. 따라서, 작동 샤프트의 회전은 우선 잠금된 주차 잠금장치를 잠금해제할 수 있고, 그렇게 함으로써 두 번째로 제1 기어 요소를 비상 잠금해제 위치로 이동시킬 수도 있다. 따라서, 전기 모터가 고장난 경우에도, 예를 들어 그 전원 공급이 중단된 경우에도, 주차 잠금장치는 비상 작동 시에 작동 샤프트를 회전시킴으로써 잠금해제 될 수 있다. 고장이 시정되면 주차 잠금장치는 정상 작동 시에 전기 모터에 의해 즉시 다시 순조롭게 작동될 수 있다. Moreover, it is advantageous when the second gear element is non-rotatably mounted on the actuating shaft. Thus, rotation of the actuating shaft may first unlock the locked parking lock, and thereby secondly move the first gear element to the emergency unlock position. Thus, even when the electric motor fails, for example, when its power supply is interrupted, the parking lock can be unlocked by rotating the actuating shaft during emergency operation. If the fault is corrected, the parking lock can be activated immediately and smoothly again by the electric motor during normal operation.
또 다른 특히 바람직한 실시형태에 따르면, 제1 기어 요소가, 회전축에 바람직하게는 수직으로 연장되는 피봇 축을 중심으로 피봇될 수 있도록 또는 틸트(tilt)될 수 있도록 장착된 기어 샤프트에 배열되는 것이 제안되며, 상기 기어 샤프트는, 제1 및 제2 기어 요소가 직접 작동 가능하게 서로 연결되는 정상 위치로부터, 제1 기어 요소와 제2 기어 요소 사이의 작동 가능한 연결이 분리되는 비상 잠금해제 위치로 피봇되거나 틸트될 수 있다. According to another particularly preferred embodiment, it is proposed that the first gear element is arranged on a gear shaft mounted such that it can be pivoted or tilted about a pivot axis extending preferably perpendicular to the axis of rotation. , The gear shaft is pivoted or tilted from a normal position in which the first and second gear elements are directly operatively connected to each other, to an emergency unlock position in which the operable connection between the first gear element and the second gear element is separated. Can be.
상기 기어 샤프트의 피봇성 또는 틸트 가능한 장착은 상기 샤프트의 단부 영역들이 각각 자기-정렬(self-aligning) 베어링에 장착되는 특히 간단한 방식으로 달성될 수 있다.The pivotable or tiltable mounting of the gear shaft can be achieved in a particularly simple manner in which the end regions of the shaft are respectively mounted on a self-aligning bearing.
나아가, 기어 샤프트가 장착된 두 개의 자기-정렬 베어링 중 하나가 기어 샤프트의 회전축에 대해 횡 방향으로(transversely) 변위 가능하게 안내되는 경우에 특히 유리하다.Furthermore, it is particularly advantageous if one of the two self-aligning bearings on which the gear shaft is mounted is guided transversely displaceable with respect to the axis of rotation of the gear shaft.
또 다른 특히 바람직한 실시형태에 따르면, 적어도 하나의 스프링 요소는 변위 가능하게 안내되는 자기-정렬 베어링을 기어 샤프트의 정상 위치로 밀 수 있다. 바람직하게는, 상기 스프링 요소는 직렬로 연결된 복수의 디스크 스프링의 번들(bundle) 또는 코일 스프링일 수 있으며, 이는 변위 가능하게 안내되는 자기-정렬 베어링에 압력을 가한다. According to another particularly preferred embodiment, the at least one spring element is capable of pushing the displaceably guided self-aligning bearing to the normal position of the gear shaft. Advantageously, the spring element may be a coil spring or a bundle of a plurality of disc springs connected in series, which exerts pressure on the displaceably guided self-aligning bearing.
유리하게는, 작동 샤프트는 그에 부착되거나 그 안으로 삽입될 수 있는 비상 작동 도구를 위한 적어도 하나의 접촉면 또는 하나의 접촉 프로파일 또는 하나의 접촉 구멍을 포함할 수 있으며, 이에 의해 비상 작동을 위해 요구되는 작동 샤프트의 회전이 특히 용이하게 수행될 수 있다. Advantageously, the actuating shaft may comprise at least one contact surface or one contact profile or one contact hole for an emergency actuating tool that can be attached to or inserted into it, whereby the required operation for emergency operation The rotation of the shaft can be carried out particularly easily.
본 발명의 또 다른 바람직한 실시형태에 따르면, 주차 잠금장치 액추에이터는 특히 다수의 부품으로 형성된 하우징을 포함하고, 상기 하우징에 적어도 전기 모터 및 기어 메커니즘이 수용되고 작동 샤프트 또는 작동 샤프트 슬리브가 장착된다. 이 경우, 작동 샤프트의 자유단은 하우징 밖으로 돌출되고 주차 잠금장치의 잠금 폴에 대한 작용을 위한 작동 요소를 구동할 수 있도록 하기 위해 그곳 하우징 외부에서 작동 요소에 작동 가능하게 연결되도록 의도된다. According to a further preferred embodiment of the invention, the parking lock actuator comprises a housing, in particular formed from a plurality of parts, in which at least an electric motor and a gear mechanism are accommodated and an actuating shaft or an actuating shaft sleeve is mounted. In this case, the free end of the actuating shaft protrudes out of the housing and is intended to be operatively connected to the actuating element outside the housing therein so as to be able to drive the actuating element for action on the locking pawl of the parking lock.
본 발명의 추가적인 이점들 및 특징들은, 도면에 나타낸 예시적인 실시형태의 이하의 설명에서 찾을 수 있으며, 여기서:
도 1은, 전자기계식 주차 잠금장치 액추에이터를 포함하는 주차 잠금장치의 개략도이다.
도 2는, 본 발명에 따른 전자기계식 주차 잠금장치 액추에이터의 측면도이다.
도 3a는, 정상 작동 시에 단면 라인 A-A를 따른 도 2로부터의 주차 잠금장치 액추에이터의 단면도이다.
도 3b는, 비상 작동 시에 단면 라인 A-A를 따른 도 2로부터의 주차 잠금장치 액추에이터의 단면도이다.
도 4는, 단면 라인 B-B를 따른 도 3a로부터의 주차 잠금장치 액추에이터의 단면도이다.
도 5는, 단면 라인 C-C를 따른 도 3a로부터의 주차 잠금장치 액추에이터의 단면도이다. Additional advantages and features of the present invention can be found in the following description of an exemplary embodiment shown in the drawings, wherein:
1 is a schematic diagram of a parking lock including an electromechanical parking lock actuator.
2 is a side view of an electromechanical parking lock actuator according to the present invention.
FIG. 3A is a cross-sectional view of the parking lock actuator from FIG. 2 along section line AA in normal operation.
3B is a cross-sectional view of the parking lock actuator from FIG. 2 along section line AA in emergency operation.
FIG. 4 is a cross-sectional view of the parking lock actuator from FIG. 3A along section line BB.
5 is a cross-sectional view of the parking lock actuator from FIG. 3A along the cross-section line CC.
단순화를 위해, 도면에서, 동일한 요소는 다른 실시형태에서 사용될 때에도 동일한 참조 부호로 표시된다. For simplicity, in the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals even when used in other embodiments.
도 1은 차량에 배열된 주차 잠금장치(12)를 작동시키기 위해 제공되는 전자기계식 주차 잠금장치 액추에이터(10)를 나타낸다. 그 자체로 알려진 방식으로, 주차 잠금장치(12)는 차량 변속기의 기어 샤프트(도시되지 않음)에 축 방향으로 고정된 방식으로 그리고 회전 불가능하게 장착되고 그 외주 측면에 톱니(16)를 갖는 주차 기어(14)를 포함한다. 상호 물림(interlocking) 방식으로 차량의 구동 트레인(drive train)을 잠그기 위하여, 상기 주차 잠금장치(12)는 잠금 폴(pawl)(18)을 추가적으로 포함한다. 상기 잠금 폴(18)은, 피봇 축(20)을 중심으로 피봇 가능하도록 변속기 하우징(도시되지 않음)에 관절 연결되며(articulate), 잠금 폴(18)이 피봇 축(20)을 중심으로 피봇될 때 상호 물림 방식으로 주차 기어(14)의 톱니(16)와 맞물릴 수 있는 잠금 톱니(22)를 포함한다. 변속기 하우징에 대해 지지되거나 그에 매달아지는(suspended) 리턴 스프링(도시하지 않음)은 상기 잠금 폴(18)에 작용하고, 상기 리턴 스프링은 잠금 폴(18)을 주차 기어(14)로부터 떨어져 잠금해제 위치로 프리스트레스(prestress)한다.1 shows an electromechanical
피봇 축(20)을 중심으로 잠금 폴(18)을 피봇하기 위하여, 도시된 예시적인 실시형태에서 작동 요소(26)가 제공된다. 상기 작동 요소(26)는 두 개의 롤러(28)를 포함하고, 주차 잠금장치 액추에이터(10)에 의해 도 1에서 화살표로 표시된 바와 같이 잠금 방향 S 또는 잠금해제 방향 E에서 선택적으로 축 방향으로 변위될 수 있다. 두 개의 롤러(28)는 변속기 하우징에 대해 고정된 가이드 요소(30)에서 안내되어, 잠금 방향 S에서 작동 요소(26)의 축 방향 이동 중에, 상기 롤러(28)들 중 하나는 잠금 폴(18)의 경사진 접촉면(24)과 충돌하는 반면, 다른 롤러(28)는 상기 가이드 요소(30)로 지지된다. 그 결과, 잠금 폴(18)은, 잠금 톱니(22)를 주차 기어(14)의 톱니(16)와 상호 맞물리게 하도록, 리턴 스프링(도 1에 도시되지 않음)의 힘에 대항하여 피봇 축(20)을 중심으로 시계 방향으로 회전하도록 피봇된다. 반대로, 잠금해제 방향(E)에서 상기 작동 요소(26)의 축 방향 이동 중에, 상기 롤러(28)는 접촉면(24)으로부터 제거되고, 그 결과, 잠금 폴(18)은, 도 1에서 리턴 스프링의 힘으로 인해 피봇 축(20)을 중심으로 반시계 방향으로 회전하도록 피봇되며, 잠금 톱니(22)는 톱니(16)로부터 제거되어 주차 기어(14)로부터 분리된다. In order to pivot the locking
도 1에 나타낸 주차 잠금장치 액추에이터(10)는, 바람직하게는 플라스틱 재료로 사출 성형되고 잠금 구멍(fastening eye)(33)이 성형된 작동 하우징(actuator housing)(32)을 포함하고, 상기 구멍(eye)은, 그 자체로 알려진 방식으로, 예를 들어 나사에 의해 기어 벽(도시되지 않음)에 주차 잠금장치 액추에이터(10)를 고정하기 위해서 차량에서 사용된다. 이 경우에 별개로 형성된 모터 하우징(34)이 베이오넷 조인트(bayonet joint)에 의해 작동 하우징(32)에 고정되고, 모터 하우징은 그 내부에서 전기 모터를 수용한다. 전기 모터는 기어 메커니즘에 의해 주차 잠금장치 액추에이터(10)의 작동 샤프트를 회전 가능하게 구동하는데 사용되며, 작동 샤프트는, 운동 변환 장치(도시되지 않음)에 의해, 특히 편심 장치에 의해, 회전 운동을 주차 잠금장치(12)를 위한 작동 요소(26)를 지탱하는 작동 로드(36)의 적어도 대략 축 방향으로 연장되는 축 방향 운동으로 변환한다. 주차 잠금장치 액추에이터(10)의 정상 작동 시에, 작동 로드(36)는 전기 모터에 의해 잠금 방향 S에서 또는 반대로 잠금해제 방향 E에서 구동될 수 있다. 이 경우에, 나선형 압축 스프링의 형태이며 상기 작동 로드(36)를 둘러싸는 어드밴싱(advancing) 스프링(38)은 상기 작동 로드(36) 및/또는 상기 작동 요소(26)를 잠금 위치를 향해 프리스트레스한다. 본 발명에 따른 주차 잠금장치(12)와 주차 잠금장치 액추에이터(10) 모두는 차량의 변속기 하우징(여기에 도시되지 않음) 내부 또는 외부에 배열될 수 있다. The
본 발명에 따른 주차 잠금장치 액추에이터(10)의 도 2 내지 도 5에 나타낸 예시적인 실시형태는, 도 1에 나타낸 주차 잠금장치 액추에이터와 동일한 방식으로, 주차 잠금장치(12)를 작동시키기 위해 차량에 배치될 수 있다. 정상 작동에 대해, 주차 잠금장치 액추에이터는 전기 모터(40)를 포함하고, 그 출력 샤프트(42)는 기어 메커니즘(44)에 의해 작동 샤프트(46)에 작동 가능하게 연결된다. 작동 하우징(32) 밖으로 돌출되는 그의 자유단에서, 작동 샤프트(46)는 편심 메커니즘(여기에 도시되지 않음)에의 연결을 위한 내측 스플라인 샤프트 프로파일(48)을 갖는 부싱(bush)의 형태이며, 이 메커니즘은 작동 샤프트(46)의 회전 운동을 주차 잠금장치(12)의 잠금 폴(18)에 작용하는 작동 요소(26)의 적어도 대략 선형 운동으로 변환한다. The exemplary embodiments shown in Figs. 2 to 5 of the
도 3a 내지 도 5에 나타낸 바와 같이, 기어 메커니즘(44)은, 본원에 나타낸 예시적인 실시형태에서, 자기-잠금(self-locking) 웜 기어(50)를 포함하며, 웜 기어(50)에서 전기 모터(40)의 출력 샤프트(42)에 고정된 웜(52)이 제1 기어 휠(54)의 원주 방향 톱니를 구동한다. 자기-잠금으로 인해, 상기 기어 휠(54)은 전기 모터(40)가 전원이 끊긴(de-energized) 상태에서 스위치 오프 되면 회전될 수 없다. 상기 기어 휠(54)은 보다 작은 직경을 갖는 제2 기어 휠(56)과 일체가 되어 회전하게 고정되도록 형성되며, 상기 제2 기어 휠(56)은 기어 샤프트(58)에 대해 회전 불가능하게 위치된 제3 기어 휠(60)과 맞물린다(mesh with). 상기 제3 기어 휠(60)도 보다 작은 제4 기어 휠(62)과 일체가 되어 회전하게 고정되도록 형성되며, 차례로 상기 제4 기어 휠(62)은 작동 샤프트(46)와 일체가 되어 회전하게 고정되도록 형성된 제5 기어 휠(64)과 맞물리며, 이 경우 상기 제5 기어 휠은, 주차 잠금장치(12)를 구동시키는 데 요구되는 작동 샤프트(46)의 피봇 범위를 커버하는 대략 90°의 각도에 걸쳐 연장되는 기어 휠 세그먼트의 형태일 뿐이다. 작동 샤프트(46)는, 내측 스플라인 샤프트 프로파일(48)의 반대쪽의 그 내측 단부에, 제1 기어 휠(54)이 제2 기어 휠(56)과 함께 회전할 수 있도록 장착되는, 중앙의 샤프트 연장부(66)를 갖는다. 상기 샤프트 연장부(66)는 베어링(68)에 의해 작동 하우징(32)에 장착되고, 하우징 피드스루(feedthrough)의 영역에 위치된 작동 샤프트(46)의 부분은 베어링(70)에 의해 작동 하우징에 장착된다. 이 경우, 두 개의 베어링(68, 70)은 각각 볼 베어링의 형태이다. 3A-5, the
제3 기어 휠(60) 및 제4 기어 휠(62)을 지지하는 기어 샤프트(58)의 양 단부는 각각 자기-정렬 베어링(72, 74)에 각각 장착된다. 제4 기어 휠(62)로부터 멀리 떨어져 위치된 제1 자기-정렬 베어링(72)은 내부를 향하는 하우징 리브에서 작동 하우징(32)의 고정된 위치에 배열되는 반면, 제4 기어 휠(62)에 인접한 제2 자기-정렬 베어링(74)은 작동 하우징(32)에서 기어 샤프트(58)의 회전축에 대해 횡 방향으로 변위 가능한 방식으로 안내되는 가이드 블록(76)에 위치된다. 이 경우, 가이드 블록(76)은 압력을 받는 스프링 조립체(78)에 의해 도 3a에 나타낸 정상 위치(N)로 프리스트레스된다. Both ends of the
정상 위치(N)에서, 정상 작동 시에, 전기 모터(40)는 전술한 방식으로 작동 샤프트(46)를 구동하여 주차 잠금장치(12)를 잠금(S)하거나 잠금해제(E) 한다. 이 경우, 본 발명의 맥락 내에서 제1 기어 요소(80)를 형성하는 기어 휠(62)은, 본 발명의 맥락 내에서, 제2 기어 요소(82)를 형성하는 기어 휠(64)에 직접 작동 가능하게 연결된다. 이 경우, 두 개의 기어 요소(80, 82)는 전기 모터(40)의 출력 샤프트(42)와 작동 샤프트(46) 사이의 작동 가능한 연결 체인에 위치된다. 도 3a에 나타낸 가이드 블록(76)의 정상 위치(N)에서, 기어 샤프트(58) 및 그 위에 배치된 기어 휠(62)도 각각 그 정상 위치(N)에 배열된다. In the normal position (N), in normal operation, the
비상 작동 시에, 잠금 위치에 위치된 주차 잠금장치(12)를 잠금해제 할 수 있도록 하기 위하여, 전기 모터(40)가 고장난 경우에도, 예를 들어 그 전원 공급이 중단된 경우라도, 본 발명에 따르면, 기어 휠(62)에 의해 형성된 제1 기어 요소(80)는, 맞물림 결합 그리고 따라서 기어 휠(64)에 의해 형성된 제2 기어 요소(82)에의 작동 가능한 연결이 분리될 만큼 적어도 제2 기어 요소(82)로부터 멀리 이동되는 비상 잠금해제 위치(F)로 적어도 일시적으로 이동될 수 있다. 비상 잠금해제 위치(F)를 점유하기 위해, 가이드 블록(76)은 스프링 조립체(78)에 의해 가해지는 프리스트레싱 힘에 대항하여 (도 3b에서 우측으로) 변위되며, 그 결과 기어 샤프트(58)는 두 개의 자기-정렬 베어링(72 및 74)을 틸팅시킴으로써 경사진다. In order to be able to unlock the
예를 들어 한 쌍의 플랫(flat) 또는 십자형 구멍에 부착될 수 있는 도구에 의해 손으로 용이하게 실시할 수 있는 작동 샤프트(46)의 수동 회전의 경우, 비상 잠금해제 위치(F)로의 상기 기어 샤프트(58)의 경사짐은, 수동으로 회전되는 기어 휠(64)의 톱니가 웜 기어(50)의 자기-잠금의 결과로 회전 불가능하게 차단된 기어 휠(62)의 톱니를 톱니가 분리될 정도로 외측으로 밀기 때문에, 스스로 자신을 조정하고, 기어 휠(64)은 작동 샤프트(46)와 함께 더 회전될 수 있다. 톱니가 서로 미끄러져 지나치자마자, 스프링 조립체(78)는 가이드 블록(76)을 밀고 따라서 기어 샤프트(58)와 기어 휠(62)에 의해 형성된 제1 기어 요소(80)가 정상 위치(N)를 향해 돌아오고, 그 후 이러한 프로세스는 수동으로 회전되는 기어 휠(64)의 후속하는 톱니에 의해 반복된다. 이와 관련하여, 비상 잠금해제 위치(F)는 도 3b에서 명확성을 위해 과장되게 편향되어 도시된다. 이러한 방식으로, 잠금 톱니(22)를 포함한 잠금 폴(18)이 리턴 스프링의 힘에 의해 주차 기어(14)의 톱니(16) 바깥으로 완전히 피봇되고 따라서 주차 잠금장치(12)가 다시 잠금해제되는 정도로, 작동 요소(26)가 E 방향으로 후퇴 될 때까지, 작동 샤프트(46)의 수동으로 행해지는 회전은 계속될 수 있다. The gear to the emergency unlock position (F), for example in the case of manual rotation of the
주차 잠금장치 액추에이터(10)는 작동 하우징(32)에 통합된 전기적 인터페이스(84)를 가지며, 상기 인터페이스는 작동 하우징(32)에 위치된 인쇄 회로 기판(86)에 연결된다. 인터페이스(84) 및 인쇄 회로 기판(86)에 의해 전기 모터(40)는 외부 제어 장치에 연결되고 그에 의해 제어될 수 있다. 나아가, 주차 잠금장치 액추에이터(10)의 추가적인 전기적 구성요소, 예를 들어 작동 샤프트(46)의 각도 위치를 검출하기 위한 위치 검출기(도면에 도시되지 않음)가 마찬가지로 인쇄 회로 기판(86) 및 전기적 인터페이스(84)에 의해 연결될 수 있다. The
Claims (13)
- 전기 모터(40),
- 주차 잠금장치(12)의 잠금 폴(pawl)(18)에 작용하는 작동 요소(actuating element)(26)를 직접적으로 또는 간접적으로 구동하는데 이용되고, 회전가능하게 또는 피봇가능하게 장착된 작동 샤프트(actuator shaft)(46),
- 상기 작동 샤프트(46)를 상기 전기 모터(40)의 출력 샤프트(42)에 작동 가능하게(operatively) 연결시키는 기어 메커니즘(44)
을 포함하고,
상기 기어 메커니즘(44)은 상기 전기 모터(40)의 상기 출력 샤프트(42)와 상기 작동 샤프트 사이의 작동 가능한 연결 체인에 위치된 두 개의 기어 요소들(80, 82)을 포함하며, 상기 두 개의 기어 요소들(80, 82) 중 제1 기어 요소(80)는 두 위치들(N, F) 사이에서 이동가능하도록 장착되고, 상기 제1 기어 요소는 제2 기어 요소(82)에 직접적으로 작동 가능하게 연결되는 정상 위치(N)로부터 적어도 상기 작동 가능한 연결이 분리될 만큼 상기 제2 기어 요소(82)로부터 멀리 떨어져 이동되는 비상 잠금해제 위치(F)로 적어도 일시적으로 이동가능한 것을 특징으로 하는 주차 잠금장치 액추에이터(10). As an electromechanical parking lock actuator 10 for operating the parking lock 12 in a vehicle,
-Electric motor 40,
-An actuating shaft used to directly or indirectly drive an actuating element 26 acting on the locking pawl 18 of the parking lock 12 and mounted rotatably or pivotally; (actuator shaft)(46),
-A gear mechanism 44 operatively connecting the actuating shaft 46 to the output shaft 42 of the electric motor 40
Including,
The gear mechanism 44 comprises two gear elements 80, 82 located in an operable connection chain between the output shaft 42 and the actuation shaft of the electric motor 40, the two Of the gear elements 80, 82, a first gear element 80 is mounted to be movable between two positions N, F, and the first gear element operates directly on the second gear element 82 Parking, characterized in that it is at least temporarily movable from the normal position (N) to which it is possible to be connected, to an emergency unlock position (F) which is moved away from the second gear element (82) at least so as to disengage the operable connection. Lock actuator (10).
상기 기어 메커니즘(44)은, 상기 제1 기어 요소(80) 및 상기 제2 기어 요소(82)를 형성하고 상기 정상 위치(N)에서 서로 맞물리는(roll off), 외부적으로 톱니가 형성된(toothed) 두 개의 기어 휠들(62, 64)을 갖는 적어도 하나의 기어 휠 쌍을 포함하는 것을 특징으로 하는 주차 잠금장치 액추에이터(10). The method of claim 1,
The gear mechanism 44 forms the first gear element 80 and the second gear element 82 and rolls off each other in the normal position N, externally toothed ( A parking lock actuator (10), characterized in that it comprises at least one pair of gear wheels having two gear wheels (62, 64).
상기 비상 잠금해제 위치(F)에서, 상기 두 개의 기어 휠들(62, 64)은, 상기 두 개의 기어 휠들(62, 64)의 상기 톱니가 서로 미끄러져 지나칠 정도로 분리되는 것을 특징으로 하는 주차 잠금장치 액추에이터(10). The method of claim 2,
In the emergency unlocking position (F), the two gear wheels (62, 64), the parking lock, characterized in that the teeth of the two gear wheels (62, 64) are separated so as to slide from each other Actuator (10).
상기 정상 위치(N)로 상기 제1 기어 요소(80)를 프리스트레스(prestress)하는 적어도 하나의 스프링 요소(78)를 포함하는 것을 특징으로 하는 주차 잠금장치 액추에이터(10). The method according to any one of the preceding claims,
Parking lock actuator (10), characterized in that it comprises at least one spring element (78) for prestressing the first gear element (80) to the normal position (N).
상기 기어 메커니즘(44)은 자기-잠금(self-locking) 웜 기어(50)에 의해 상기 전기 모터(40)의 상기 출력 샤프트(42)에 커플링되는 것을 특징으로 하는 주차 잠금장치 액추에이터(10). The method according to any one of the preceding claims,
The gear mechanism (44) is a parking lock actuator (10), characterized in that it is coupled to the output shaft (42) of the electric motor (40) by a self-locking worm gear (50). .
상기 제1 기어 요소(80)는, 상기 제2 기어 요소(82)의 회전에 의해, 상기 비상 잠금해제 위치(F)로 이동될 수 있는 것을 특징으로 하는 주차 잠금장치 액추에이터(10). The method of claim 5,
Parking lock actuator (10), characterized in that the first gear element (80) can be moved to the emergency unlock position (F) by rotation of the second gear element (82).
상기 제2 기어 요소(82)는 상기 작동 샤프트(46)에 회전 불가능하게 장착되는 것을 특징으로 하는 주차 잠금장치 액추에이터(10). The method according to any one of the preceding claims,
Parking lock actuator (10), characterized in that the second gear element (82) is non-rotatably mounted to the actuation shaft (46).
상기 제1 기어 요소(80)는 종축에 대해 바람직하게는 수직으로 연장되는 피봇 축을 중심으로 피봇 가능하게 장착된 기어 샤프트(58)에 배열되고, 상기 기어 샤프트(58)는 정상 위치(N)로부터 비상 잠금해제 위치(F)로 피봇될 수 있는 것을 특징으로 하는 주차 잠금장치 액추에이터(10). The method according to any one of the preceding claims,
The first gear element 80 is arranged on a gear shaft 58 which is pivotably mounted about a pivot axis extending preferably perpendicular to the longitudinal axis, the gear shaft 58 being from the normal position N Parking lock actuator (10), characterized in that it can be pivoted to the emergency unlock position (F).
상기 기어 샤프트(58)의 단부 영역들은 각각 자기-정렬(self-aligning) 베어링(72, 74)에 장착되는 것을 특징으로 하는 주차 잠금장치 액추에이터(10). The method of claim 8,
Parking lock actuator (10), characterized in that the end regions of the gear shaft (58) are mounted on self-aligning bearings (72, 74), respectively.
상기 기어 샤프트(58)를 장착하는 자기-정렬 베어링(74)은 상기 기어 샤프트(58)의 종축에 대해 횡 방향으로 변위가능하게 안내되는 것을 특징으로 하는 주차 잠금장치 액추에이터(10). The method of claim 9,
A parking lock actuator (10), characterized in that the self-aligning bearing (74) on which the gear shaft (58) is mounted is guided transversely with respect to the longitudinal axis of the gear shaft (58).
상기 적어도 하나의 스프링 요소(78)는 상기 변위가능하게 안내되는 자기-정렬 베어링(74)을 상기 기어 샤프트(58)의 상기 정상 위치(N)로 가압하는 것을 특징으로 하는 주차 잠금장치 액추에이터(10). The method of claim 4 and 10 combined,
Parking lock actuator (10), characterized in that the at least one spring element (78) urges the displaceably guided self-aligning bearing (74) to the normal position (N) of the gear shaft (58). ).
상기 작동 샤프트(46)는, 부착되거나 삽입될 수 있는 비상 작동 도구를 위한, 적어도 하나의 결합 면, 하나의 결합 프로파일 또는 하나의 결합 구멍을 포함하는 것을 특징으로 하는 주차 잠금장치 액추에이터(10). The method according to any one of the preceding claims,
The actuation shaft (46) comprises at least one mating surface, a mating profile or a mating hole for an emergency actuating tool that can be attached or inserted.
적어도 상기 전기 모터(40) 및 상기 기어 메커니즘(44)이 수용되며 상기 작동 샤프트(46)가 장착되는, 특히 복수의 부분들로 설계된 하우징(32, 34)을 포함하고, 상기 작동 샤프트(46)의 자유단은 상기 하우징(32, 34) 밖으로 돌출하는 것을 특징으로 하는 주차 잠금장치 액추에이터(10). The method according to any one of the preceding claims,
At least a housing (32, 34) in which the electric motor (40) and the gear mechanism (44) are accommodated and on which the actuating shaft (46) is mounted, in particular designed as a plurality of parts, the actuating shaft (46) The free end of the parking lock actuator (10), characterized in that protruding out of the housing (32, 34).
Applications Claiming Priority (2)
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---|---|---|---|
DE102019128563.1A DE102019128563A1 (en) | 2019-10-22 | 2019-10-22 | Electromechanical parking lock actuator |
DE102019128563.1 | 2019-10-22 |
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