专利名称：基于转矩的停车锁组件的制作方法
技术领域：
本发明总的涉及用于机动车的停车机构，尤其涉及一种
改进的基于转矩的停车锁系统，该停车锁系统使用了固定到变速箱输 出轴上的瓣(叶形)轮。
背景技术：
这部分的说明仅仅提供与本发明相关的背景信息，它们 可能构成现有技术，也可能不构成。在配有自动变速箱的车辆中，必须提供一种机构，该机
构在变速箱的停车位置或P位置中锁住变速箱和车辆驱动轮，以便在车 辆停车时阻止驱动轮旋转和车辆移动。尽管有许多种变化，但是基本的变速箱停车机构通常包 括随自动变速箱输出轴旋转的带齿的轮或牙形轮和选择性地与带齿的 轮的齿接合以阻止带齿的轮旋转并因而阻止车辆移动的棘爪。
〖0005 ]因为简单的棘爪和齿机构如果在车辆移动时接合可能会 被损坏或不能工作，当前的设计通过建立锁止速度以考虑这种不测事 故。低于锁止速度时，棘爪接合使传动系及车辆静止。高于锁止速度 时，该机构允许传动系及车辆移动。如果所选择的锁止速度高，则加 在系统上的负荷也高；如果所选择的锁止速度低，则停在斜坡上的车 辆可能会滚走。因此，适当锁止速度的选择显然很重要，同时又是一 些工程与性能参数之间的平衡。典型的齿和棘爪停车机构还包括一些部件，如致动器、 致动器弹簧、复位弹簧、棘爪、导向件和带齿的停车齿轮。鉴于前迷 内容，本发明人确定改进停车锁机构既是人们期望的，也是可能的。
发明内容
本发明提供一种改进的、基于转矩的停车锁组件，该停 车锁组件用于机动车，尤其是配有自动变速箱的乘用车和卡车。该组 件包括一种固定到变速箱输出轴上的瓣轮和一种限制旋转的挠性杆或
4臂，该杆或臂可由凸轮选择性地移动至接合该瓣轮，由双向电机(马 达)旋转该凸轮。当凸轮旋转进入分离(非停车，即运转)位置时， 复位弹簧位移杆远离瓣轮。在一个供替换的实施例中，瓣轮包括位于 每个瓣上用于减少摩擦的辊。因此，本发明的一个目的是提供一种用于自动变速箱的 改进的、基于转矩的停车锁组件。本发明的另一目的是提供一种用于自动变速箱的停车锁 组件，该停车锁组件具有瓣轮和可被选择性地移动至接合该瓣轮的挠 性杆。本发明的又一目的是提供一种用于自动变速箱的停车锁 组件，该停车锁组件具有每瓣上带有摩擦减少辊(滚动体)的瓣轮和 可被选择性地移动至接合该辊的挠性臂。本发明的另一目的是提供一种用于自动变速箱的停车锁 组件，该停车锁组件具有瓣轮和可由凸轮及双向电机选择性地移动至 接合该瓣轮的挠性杆。本发明的又一目的是提供一种用于自动变速箱的停车锁 组件，该停车锁组件具有每瓣上带有摩擦减少辊的瓣轮和可由凸轮及 双向电机选择性地移动至接合该辊的挠性臂。本发明的另一目的是提供一种用于自动变速箱的停车锁 组件，该停车锁组件具有瓣轮和可由复位弹簧移动分离的挠性杆。本发明的又一目的是提供一种用于自动变速箱的停车锁 组件，该停车锁组件具有每瓣上带有摩擦减少辊的瓣轮和由复位弹簧 移动而脱开接合的挠性杆。其它的目的、优点及可应用的领域通过本文提供的描述 将会变得很明显。应该理解的是所提供的描述和具体的例子仅用于说 明目的，而没有限制本发明范围的意图。
这里所描述的附图仅用于说明目的，无论如何都没有限 制本发明范围的意图。图l是自动变速箱和机动车传动系中的根据本发明的第一 实施例的停车锁组件的透视图2是根据本发明的另一个实施例的停车锁组件的侧视 图，该停车锁组件处于分离(非停车)的状态或运转模式中；及图3是根据本发明的另一个实施例的停车锁组件的侧视 图，该停车锁组件处于接合(停车)的状态或运转模式中。
具体实施例方式下面的描述仅仅是示例性的，并没有限制本发明、应用、 或者用途的意图。现参考图l，其示出了一种机动车动力传动系，并用参 考数字10总的代表该机动车动力传动系。该机动车动力传动系10包括 如内燃发动机12的原动机，该内燃发动机12的燃料可以是气体、E85或 柴油。替代地，发动机12可以是全电动动力装置，也可以是使用了内 燃发动机和一个或多个电动机的混合动力装置。通常，发动机12的输 出端直接联接到并驱动转矩变换器14的输入端，转矩变换器14的输出 端则直接联接到并驱动多速自动变速箱组件16的输入端。自动变速箱 组件16通常包括多个行星齿轮组、离合器、制动器和促动器，它们选 择性地接合以提供多个前进的传动比和一个后退的传动比。通过输出 轴18传递来自自动变速箱组件16的动力，本发明的停车锁组件20与该 输出轴18相关联。自动变速箱组件16和停车锁组件Z0装在^r属箱体22 中，该金属箱体22通常是铸造铝或镁。弹性密封件M被置于输出轴18 和箱体22之间，并提供输出轴18和箱体22之间的流体密封以保持箱体 22内的传动液(未示出)。输出轴18联接到并驱动最终传动(主减速) 组件26。该最终传动组件26可以包括传动轴、差速器、 一对轴和车轮
及轮胎(全部未示出)。停车锁组件20包括瓣轮30，该瓣轮30具有多个径向凸起 的圓边的指或瓣32，它们与圆边的直径减小的凹口 34相交替。通过任 何合适的方式，例如焊接、铆合、交互接合的花键及卡环或键(全部 未示出)，将瓣轮30固定到输出轴18上并随该轴旋转。尽管图显示有 七个瓣32，但是应该理解的是，如果到瓣32顶端的径向距离和到在相 邻两个瓣32的端部之间延伸的弦基准线的径向距离之间的合适的尺寸 差大得足以使停车锁组件20正常工作，即，当接合输出轴18时向输出 轴18提供足够大的限制转矩以禁止车辆移动，瓣32的数目可以向上调也可向下调。瓣32越少，越有利于产生更大的限制转矩，但是可能会 导致不希望的急剧停车接合；反之，瓣32越多，接合越平滑，但可能 产生不了足够的限制转矩。与瓣轮30对齐的是硬弹性杆臂36。杆臂36具有第一扩大 的圆形端部38a和第二扩大的圆形端部38b。第一扩大的圓形端部38a限 定了第一通孔42a， 第二扩大的圆形端部38b则限定了第二通孔42b。 第一通孔42a接收枢销44，该枢销44可以固定到箱体22上并延伸自该箱 体22，枢转地支撑杆臂36。卡环46或者其它的限制结构或如铆合的处 理将杆臂36保持在枢销44上。枢销44可以包括肩(未示出)以进一步 地轴向定位杆臂36。杆臂36的第二扩大的圆形端部38b被置于可操作地靠近和 接合可旋转的凸轮50。可旋转的凸轮50限定了具有单一 (即平滑增加 (或减少))轮廓的表面52和单个的径向延伸的壁或肩54。应该理解 的是，第一通孔42a提供了枢转安装，但杆臂36的笫一扩大的圆形端部 38a的外表面实质上并不重要。同样地，第二扩大的圆形端部"b提供 了具有接合可旋转凸轮50的表面52的凸轮从动件功能的适当曲面，但 第二通孔42b实质上并不重要。尽管如此，杆臂36仍然优选制成这种结 构以筒化和加快停车锁组件20的制造，因为该停车锁组件20可能要被
安装并将工作在任何方位上。可旋转的凸轮50固定到一种双向的电机和齿轮减速组件 60的输出轴56上并随之旋转。该双向的电机和齿轮减速组件60通过多 导体电缆供应电能。该双向的电机和齿轮减速组件60优选构造成电动 地或机械地旋转输出轴56和凸轮50大约320。到330° ，并在任何情况 下都小于360。。从箱体22的内表面伸出的耳状物或凸起64接收和支撑复 位或压缩弹簧66。该弹簧66接合杆臂36的与可旋转凸轮50相对的一侧。 复位弹簧66向杆臂36提供偏压力，并在可旋转凸轮50处于图l所示的它 的非停车位置时确保杆臂36移离瓣轮30并与瓣轮30分离。替代地，压 缩弹簧66可用置于杆臂36的相对侧上的拉簧(未示出)或置于枢销44
的轴线周围的扭簧代替。现转向图2和图3，图示出瓣轮30的一个供替换的实施例， 并用参考数字30'代表该实施例。意图是将供替换的实施例瓣轮30'设计成低摩擦装置，因此该供替换的实施例瓣轮30'包括多个摩擦减 少辊70，这些辊70被可旋转地置于靠近瓣32'端部的对齐的并成对的 圆形孔72中，使得杆臂36接合辊70,而不是接合瓣32的表面。现参考图2和图3对本发明的停车锁组件20的操作进行描 述。应该理解的是，这种描述同等适用于图1所示的带有瓣轮30的实施 例。在图2中，可旋转凸轮50处于非停车的位置或操作模式中。在这种 情况下，杆臂36受到偏压并被复位弹簧66向上移动，从而与瓣轮30' 上的辊72分离，瓣轮30'因此可自由旋转。这就是瓣轮30和杆臂36在 处于前进档、倒档和空档中的机动车动力传动系10的工作期间的位置。在图3中，档位选择器(未示出)已被移动到"停车，，或 P位置处，可旋转的凸轮50则已经旋转进入停车位置，使杆臂36的第二 端部38b向下位移使得杆臂36的中部接合瓣轮30'的辊72。杆臂36施加 到瓣轮30'的辊72上的力将禁止输出轴18旋转，直到最大转矩值。在 该最大转矩值点处杆臂36将会弯曲到足以使输出轴18可以旋转，直至 输出轴18上的转矩降到最大转矩值以下。当这种情况发生时，杆臂36 将会再一次阻止输出轴18旋转。因此，可理解的是，本发明的停车锁组件20带来了许多 操作方面的改进。首先，组件20是以转矩为基础，而不是像目前的设 计以接合速度为基础。第二，组件20在配置上是对称的，因此在前进 接合和倒退接合期间能提供相同的性能。第三，组件20如果在车辆行 驶时接合，其啮合将会比目前的设计更加平滑和安静。最后，组件20 比目前的设计更加稳定(rugged)，因为高车速处的接合与低车速处 的接合一样会导致杆臂36弯曲。需注意的是，前面对本发明的描迷从本质上讲仅仅是示 例性的，因此没有脱离本发明主旨的各种变化仍落入本发明的范围内。 这些变化不会被视为脱离本发明的精神和范围。
权利要求
1. 一种用于自动变速箱的停车锁组件，包括组合在一起的瓣轮，该瓣轮适于固定到变速箱的输出轴；臂，靠近所述的瓣轮设置，并具有第一端部和第二端部，该第一端部枢转地固定到安装件上；凸轮，靠近所述杆的所述第二端部设置；双向的电机和齿轮组件，该双向的电机和齿轮组件具有联接到所述凸轮的输出；及偏压装置，用于偏压所述杆臂远离所述瓣轮。
2. 根据权利要求1所述的停车锁组件，其中所述偏压装置是弹簧。
3. 根据权利要求2所述的停车锁组件，其中所述弹簧是压缩弹簧。
4. 根据权利要求1所述的停车锁组件，其中所述瓣轮包括第一 多个瓣和第二多个凹口，该第一多个瓣与该第二多个凹口相交替。
5. 根据权利要求4所述的停车锁组件，其中所述第一多个瓣包 括七个所述的瓣。
6. 根据权利要求l所述的停车锁组件，进一步包括支撑所述安装 件、所述电机和所述偏压装置的箱体。
7. 根据权利要求l所述的停车锁组件，其中所述杆臂包括位于 所述第一端部和第二端部处的扩大的圓形部和通孔。
8. —种用于自动变速箱的停车锁组件，包括组合在一起的 瓣轮，该瓣轮适于随变速箱的输出端旋转；杆，该杆被可操作地靠近所述的瓣轮设置，并具有第一枢转地安 装的端部和第二端部；凸轮，该凸轮用于位移所述杆的所述第二端部；双向的电机和齿轮组件，该电机和齿轮组件具有联接到所述凸轮 的输出；及偏压装置，用于偏压所述杆臂远离所述瓣轮。
9. 根据权利要求8所述的停车锁组件，进一步包括变速箱箱体和 用于旋转所述瓣轮的输出轴。
10. 根据权利要求8所述的停车锁组件，进一步包括被置于所述瓣轮上的多个辊。
11. 根据权利要求8所述的停车锁组件，其中所述偏压装置是弹簧。
12. 根据权利要求8所述的停车锁组件，其中所述瓣轮包括第一 多个瓣和第二多个凹口，该第一多个瓣与该第二多个凹口相交替。
13. 根据权利要求8所述的停车锁组件，其中所述凸轮包括单 个的凸轮表面和肩部。
14. 根据权利要求8所述的停车锁组件，其中所述凸轮旋转小 于360° 。
15. —种用于自动变速箱的停车锁组件，包括组合在一起的 箱体；可旋转的输出轴，该输出轴被支撑在所述箱体中；瓣轮，该瓣轮被固定用于随所述输出轴旋转；杆臂，该杆臂被可操作地靠近所述瓣轮设置，该杆臂具有笫一端部和第二端部，该第一端部枢转地固定在所述箱体中；凸轮，该凸轮用于接合和位移所述杆的所述第二端部；双向的电机和齿轮组件，该电机和齿轮组件具有联接到所述凸轮的输出；及复位弹簧，用于偏压所述杆臂远离所述的瓣轮。
16. 根据权利要求15所述的停车锁組件，其中所述瓣轮包括多个辊。
17. 根据权利要求15所述的停车锁组件，其中所述瓣轮包括七 个瓣。
18. 根据权利要求15所述的停车锁组件，其中所述杆臂包括位 于所述第一端部和第二端部的扩大的圆形部和通孔。
19. 根据权利要求15所述的停车锁組件，其中所述凸轮包括单个的凸轮表面和肩部。
20. 根据权利要求15所述的停车锁組件，其中所述复位弹簧是压缩弹簧。
全文摘要
本发明提供一种基于转矩的停车锁组件，该停车锁组件用于机动车，尤其是配有自动变速箱的乘用车和卡车。该停车锁组件包括固定到变速箱输出轴上的瓣轮和一种限制旋转的挠性杆，该限制旋转的挠性杆由凸轮可选择性地移动至接合瓣轮。双向电机旋转该凸轮。当该凸轮被旋转进入分离(非停车)位置时，复位弹簧位移该杆远离瓣轮。
文档编号B60R25/06GK101480940SQ200910001328
公开日2009年7月15日 申请日期2009年1月7日 优先权日2008年1月8日
发明者J·乔施, U·P·科尔德 申请人:通用汽车环球科技运作公司