驻车锁装置的制作方法

本公开涉及驻车锁装置，特别地但非排他性地涉及用于车辆的驻车锁装置。本发明的各方面涉及装置、控制单元、方法和车辆。

背景技术：

具有传动系统的车辆的特征可能在于具有驻车锁，驻车锁用来将车辆的变速器锁定以帮助保持车辆处于驻车构型。越野车辆等通常具有经由输入传动轴连接至变速器的分动箱。分动箱包括适于将来自输入传动轴的动力经由输出传动轴传递至前轮和/或后轮的差速器。可以将锁应用于分动箱差速器以限制向前轮的输出传动轴以与向后轮的输出传动轴相同的速度转动。

想要将其车辆停驻的驾驶员可以选择将驻车锁接合。无法应用车辆驻车制动器或者选择不应用驻车制动器通常将导致驻车锁阻止车辆运动。然而，驻车锁仅阻止输入传动轴至分动箱的运动。因此，在一组车轮易于相对于另一组车轮滑动的驻车条件下，分动箱允许一个输出轴相对于另一输出轴运动，甚至在应用驻车锁的情况下亦是如此。因此，期望在应用驻车锁时将分动箱差速器锁定，但这需要驾驶员对条件进行辨识并应用驻车锁和分动箱差速器锁中的每一者。

在这种背景下已设想了本发明。根据以下描述、权利要求和附图，本发明的其他目的和优点将变得明显。

技术实现要素：

本发明的各方面在所附权利要求中被限定。

在本发明的一方面中，提供了一种用于车辆的驻车锁装置，该装置包括：

锁定构件，该锁定构件具有：

第一状态，该第一状态设置成允许车辆的前传动轴和后传动轴相对于车辆上的固定位置的单独旋转运动；

第二状态，该第二状态设置成阻止车辆的前传动轴和后传动轴相对于车辆上的固定位置的单独旋转运动；以及

第三状态，该第三状态设置成阻止车辆的前传动轴和后传动轴相对于车辆上的固定位置的旋转运动；以及

致动构件，该致动构件用于使锁定构件在第一状态、第二状态与第三状态之间移动。

锁定构件可以设置成使得锁定构件在没有首先移动至第二状态的情况下不能从第一状态移动至第三状态。这可以提供使两个传动轴能够机械地连接至驻车掣爪的优点。

第一状态和第二状态中的每一者均可以允许动力从车辆的变速器传递至车辆的前传动轴和后传动轴两者。第一状态和第二状态两者都可以是四轮驱动状态，因此第一状态是分动箱差速器解锁状态，且第二状态是分动箱差速器锁定状态。优点在于分动箱差速器被锁定时的四轮驱动意味着两个传动轴都由驻车掣爪锁定。

致动构件可以包括能够在三个位置之间移动的选择器，所述三个位置中的每个位置与第一状态、第二状态以及第二状态兼第三状态中的一者相关联。这可以提供迫使驾驶员在将驻车掣爪接合之前将两个传动轴都锁定的优点。

锁定构件的第一状态、第二状态和第三状态可以包括锁定构件的相应位置。

在实施方式中，锁定构件包括卡爪齿轮和驻车掣爪，卡爪齿轮能够在用以允许和阻止前传动轴与后传动轴的相对运动的第一位置与第二位置之间移动以相应地在第一状态与第二状态之间移动，驻车掣爪能够在用以允许和阻止差速器相对于变速箱的旋转运动的第一位置与第二位置之间移动以相应地在第一状态或第二状态与第三状态之间移动。

在实施方式中，锁定构件包括卡爪齿轮，该卡爪齿轮能够在各自分别对应于第一状态、第二状态和第三状态的第一位置、第二位置与第三位置之间移动，其中：

在第一位置中，卡爪齿轮允许前传动轴与后传动轴的相对运动；

在第二位置中，卡爪齿轮阻止前传动轴与后传动轴的相对运动；

在第三位置中，卡爪齿轮阻止：

前传动轴与后传动轴的相对运动；以及

差速器与变速箱的相对运动。

在实施方式中，致动构件包括使用连接件连接至锁定构件的致动器。连接件可以包括鲍登缆线。

在实施方式中，该装置包括控制单元，该控制单元配置成：

确定第一传动轴与第二传动轴的相对运动；

根据所确定的第一传动轴与第二传动轴的相对运动，允许锁定构件从第一状态移动至第二状态；

确定差速器与变速箱的相对运动；以及

根据所确定的差速器与变速箱的相对运动，允许锁定构件从第二状态移动至第三状态。

可以在第一传动轴与第二传动轴基本上没有相对运动时允许锁定构件从第一状态移动至第二状态。

技术人员将理解的是，基本上没有运动并不意在表示在任何情况下都完全没有相对运动。实际上，在一些情形下，可能需要小的相对运动以允许锁定构件从第一状态移动至第二状态或从第二状态移动至第三状态。在锁定构件包括卡爪齿轮并因此需要齿接合的情况下可能是如此。

可以在差速器与变速箱基本上没有相对运动的情况下允许锁定构件从第二状态移动至第三状态。

在本发明的一方面中，提供了一种用于车辆的控制单元，该控制单元能够操作成控制致动器以使锁定构件在锁定构件的第一状态、第二状态与第三状态之间移动，其中：

锁定构件的第一状态设置成允许车辆的前传动轴和后传动轴相对于车辆上的固定位置的单独旋转运动；

锁定构件的第二状态设置成阻止或基本上阻止车辆的前传动轴和后传动轴相对于车辆上的固定位置的单独旋转运动；以及

锁定构件的第三状态设置成阻止或基本上阻止车辆的前传动轴和后传动轴相对于车辆上的固定位置的旋转运动。

在本发明的一方面中，提供了一种车辆，该车辆包括：

变速箱，该变速箱连接至差速器以将旋转运动从变速箱传递至前传动轴和/或后传动轴；以及

驻车锁装置，该驻车锁装置具有如上文中限定的驻车锁装置的特征，或者具有如上文中限定的控制单元。

在本申请的范围内明确地预期到，在前面的段落、权利要求和/或以下描述和附图中阐述的各个方面、实施方式、示例和替代方案以及特别是其各自的特征可以独立地采用或以任意组合的方式采用。即，所有实施方式和/或任一实施方式的特征可以以任意方式和/或任意组合来进行组合，除非这些特征不相容。申请人保留改变任一原始提交的权利要求或相应地提交任一新的权利要求的权利，包括将任一原始提交的权利要求修改成引用任一其他权利要求和/或合并任一其他权利要求的任一特征的权利，尽管原先没有以这样的方式要求保护。

附图说明

现在将参照附图仅通过示例对本发明的一个或更多个实施方式进行描述，在附图中：

图1示出了根据本发明的实施方式的驻车锁装置；

图2示出了根据本发明的另一实施方式的驻车锁装置；

图3示出了根据本发明的另一实施方式的驻车锁装置；

图4示出了根据本发明的另一实施方式的驻车锁装置；

图5示出了根据本发明的另一实施方式的驻车锁装置；以及

图6示出了根据本发明的另一实施方式的驻车锁装置。

具体实施方式

图1示出了用于具有前轮和后轮的车辆的驻车锁装置的示例性实施方式。该图示出了直接连接至变速箱12的分动箱10的截面图。分动箱包括差速器14，差速器14具有用于与变速箱12的输出齿轮18啮合接合的环形齿轮16。轴承26支承差速器以使环形齿轮自由旋转。动力从变速箱经过环形齿轮16通过差速器14的小齿轮24传递至后轮传动轴20和前轮传动轴22中的一者或两者。差速器允许后轮传动轴20与前轮传动轴22之间的不同的旋转速度。

差速器锁28以卡爪齿轮(dog gear)的形式提供。在如图1中所示的解锁构型中，前轮传动轴22与环形齿轮16无关地自由转动。在如图2中所示的锁定构型中，卡爪齿轮与差速器上的齿29接合以将前轮传动轴22锁定至环形齿轮16，从而阻止前轮传动轴22的单独运动。这种锁定进而使后轮传动轴20的旋转受前轮传动轴22的旋转的限制。因此，当差速器14被锁定时，前轮和后轮相对于彼此锁定，并且前轮和后轮的单独运动受到限制。应当指出的是，这是在定位于每个车轴上的成对车轮之间的任何其他差速器不存在的情况下进行的，而在本文中对这种差速器并不做进一步论述。

如图1中所示，驻车锁掣爪30靠近差速器设置以用于与定位在差速器上的齿32接合。掣爪30与齿32的接合使差速器14的环形齿轮16锁定，使得变速器12的输出齿轮18不能旋转。图3示出了处于锁定构型的驻车锁掣爪30。

图1至图3示出了用于使差速器锁28与驻车掣爪30接合的鲍登(Bowden)缆线布置。该布置包括鲍登缆线34，鲍登缆线34连接至用于拉紧和释放缆线34的杆36。杆36定位在车辆驾驶舱内。在示例性实施方式中，杆定位在车辆的仪表板上或者靠近变速杆定位。鲍登缆线34连接至能够移动以将差速器14锁定和解锁的拨叉38。在示例性实施方式中，杆36的致动使缆线张紧，这进而使拨叉绕点40枢转而使卡爪齿轮28滑动成与齿29接合。杆的进一步致动使钩挂件42与钩44接合，从而例如通过使驻车掣爪30绕点46枢转而迫使驻车掣爪与差速器的齿32接合。图1示出了该过程中的第一阶段或第一状态，其中，差速器锁和驻车掣爪中的每一者均是断开接合的。图2示出了该过程的第二阶段或第二状态，其中，差速器锁是接合的，但驻车掣爪是断开接合的。图3示出了该过程的第三阶段或第三状态，其中，差速器锁和驻车掣爪都是接合的。

本发明的实施方式有利地提供了一种驻车锁装置，该驻车锁装置包括驻车掣爪30和分动箱差速器锁28，其中，驻车掣爪在没有首先锁定差速器的情况下不能被接合。这与允许驻车锁掣爪在没有锁定分动箱差速器的情况下被接合的现有技术形成对比。由此，前传动轴和后传动轴可以沿相反方向旋转，因此于前轮组与后轮组之间具有不同的μ的停驻在倾斜表面上的车辆可能在驻车锁掣爪被接合时在斜坡上移动。

图4至图6如同图1至图3示出了分动箱以及变速器的一部分。因此，这些部件的特征如同图1至图3中那样。然而，驻车掣爪和卡爪锁在图4至图6中由用来将分动箱差速器14和变速器12锁定和解锁的一体式的分动器及变速器锁50代替。在示例性实施方式中，该一体式的锁呈卡爪齿轮50的形式，该卡爪齿轮50能够通过选择器拨叉52来移动，选择器拨叉52又能够通过鲍登缆线54来移动。在其他布置中，鲍登缆线可以由使选择器拨叉移动的致动器代替。这在下面进一步论述。在下文中参照一体式的锁50的使用来对一体式的锁50的特征进行描述。

图4示出了解锁构型，其中，卡爪齿轮50处于围绕前输出轴22的第一位置。设置在卡爪齿轮50上的第一组齿56自由移动且不与分动箱或变速器的任何部件啮合。由此，分动箱10的差速器14在图4的构型中被被解锁的。此外，变速器的输出齿轮18自由旋转。

图5示出了卡爪齿轮50移动至第二位置，在第二位置处，第一组齿56与联接至差速器的环形齿轮16的对应的齿58接合。因此，卡爪齿轮将输出轴22与环形齿轮16的旋转关系锁定并进而将输出轴22与另一输出轴20的旋转关系锁定。因此，在第二位置中，差速器被锁定，并且因而分动箱被锁定。

图6示出了卡爪齿轮50移动至第三位置，在第三位置处，第一组齿56保持与对应的齿58接合，并且卡爪齿轮50的第二组齿60与例如固定至变速器壳体的驻车齿轮62接合。其他固定位置在本发明的范围内。因此，第二组齿60与驻车齿轮的接合阻止环形齿轮的运动，由此阻止来分动箱的输出轴20、22的运动。

如上所述，卡爪齿轮50通过选择器拨叉52来移动，选择器拨叉52例如是通过拉紧鲍登缆线54或使致动器(未示出)移动来移动的。在通过鲍登缆线54来移动的示例中，缆线54如同图1至图3中那样连接至定位在车辆内的杆64。在通过致动器来移动的示例中，车辆内定位有开关控制件或类似装置。开关或杆具有与卡爪齿轮的各个位置相对应的三个位置或三种设定。一体式的驻车及差速器锁由于其减少了将变速器和分动箱两者锁定所需的机械部件而是有利的。

图1至图3的实施方式还可以包括致动器来代替鲍登缆线。在一些布置中，图1至图3的实施方式可以包括位于驻车掣爪和卡爪齿轮中的每一者上的致动器。在这些布置中，设置有控制器以确保卡爪齿轮在驻车掣爪接合之前接合。

在本发明的示例性实施方式中，关于图1至图6所描述的驻车锁装置包括控制单元，该控制单元配置成便于驻车锁的正确操作。控制单元包括一个或多个传感器，所述一个或多个传感器可以是现有车辆系统的一部分或者是现有车辆系统的补充部分，所述一个或多个传感器设置成确定诸如例如变速器输出轴的速度、后轮传动轴的速度和/或车辆的速度之类的车辆参数。所确定的参数由处理器处理以判定通过例如致动器的致动而在驻车锁装置的状态之间移动是否安全。在示例性实施方式中，控制单元仅在判定差速器的两个侧部以相同速度旋转时允许差速器的锁定。在示例性实施方式中，控制单元仅在车辆静止时允许驻车锁的接合。

出于本公开的目的，将理解的是，本文中描述的控制器和控制单元可以每个都包括具有一个或更多个电子处理器的控制单元或计算装置。车辆和/或其系统可以包括单个控制单元或电子控制器，或者替代性地，控制器的不同功能件可以嵌入或托管在不同的控制单元或控制器中。如本文中所使用的，术语“车辆控制单元”将被理解为既包括单个控制单元或控制器又包括共同操作以提供所需控制功能的多个控制单元或控制器。可以提供成组的指令，该成组的指令在被执行时使所述控制器或控制单元实现本文中描述的控制技术(包括下面描述的方法)。该成组的指令可以嵌入一个或更多个电子处理器中，或者替代性地，该成组的指令可以作为待由一个或更多个电子处理器执行的软件被提供。例如，第一控制器可以以在一个或更多个电子处理器上运行的软件来实现，并且一个或更多个其他控制器也可以以在一个或更多个电子处理器上运行的软件来实现，可选地以在与第一控制器相同的一个或更多个处理器上运行的软件来实现。然而，应当理解的是，其他布置也是有用的，因此，本发明并不意在受限于任何特定布置。在任何情况下，上述成组的指令都可以嵌入计算机可读的存储介质(例如，非暂时性存储介质)中，该计算机可读的存储介质可以包括用于存储呈能够由机器或电子处理器/计算装置读取的形式的信息的任何机构，包括但不限于：磁存储介质(例如，软盘)；光存储介质(例如，CD-ROM)；磁光存储介质；只读存储器(ROM)；随机存取存储器(RAM)；可擦可编程存储器(例如，EPROM和EEPROM)；闪速存储器；或者用于存储这样的信息/指令的电介质或其他类型介质。

在所提及的实施方式中的每个实施方式中，驻车锁装置从第一位置向第二位置或从第二位置向第三位置的移动可以是弹簧加载的。这在驻车锁装置例如由于卡爪齿轮的齿未接合而受阻不前的情况下是特别有利的。通过弹簧加载，驻车锁装置可以在其被机械地允许移动而没有受阻不前的情况下在位置之间移动。

技术人员将理解的是，前述实施方式可以应用于具有自动变速器或手动变速器的车辆。

根据本发明的实施方式，提供了一种用于由车辆驾驶员用来在驻车锁装置的多个状态之间移动的选择器。在示例性实施方式中，选择器包括能够在三个位置之间移动的杆，所述三个位置中的每个位置与差速器和驻车锁都断开接合、仅差速器接合、以及差速器和驻车锁都接合中的一者相关。

在一些但不一定是全部的示例中，分动器单元可以是能够在两轮驱动模式与四轮驱动模式之间切换的，使得第一状态包括允许动力仅传递至车辆的前传动轴或后传动轴的两轮驱动模式，且第二状态包括允许动力传递至车辆的前传动轴和后传动轴两者的四轮驱动模式。

本发明的各方面和实施方式可以根据以下带编号的段落来限定：

1.一种用于车辆的驻车锁装置，该装置包括：

锁定构件，该锁定构件具有：

第一状态，该第一状态设置成允许车辆的前传动轴和后传动轴相对于车辆上的固定位置的单独旋转运动；

第二状态，该第二状态设置成阻止车辆的前传动轴和后传动轴相对于车辆上的固定位置的单独旋转运动；以及

第三状态，该第三状态设置成阻止车辆的前传动轴和后传动轴相对于车辆上的固定位置的旋转运动；以及

致动构件，该致动构件用于使锁定构件在第一状态、第二状态与第三状态之间移动。

2.如段落1中限定的驻车锁装置，该驻车锁装置用于车辆，车辆具有变速箱，变速箱连接至差速器以将旋转运动从变速箱传递至前传动轴和/或后传动轴，锁定构件包括卡爪齿轮和驻车掣爪，卡爪齿轮能够在用以允许和阻止前传动轴与后传动轴的相对运动的第一位置与第二位置之间移动以相应地在第一状态与第二状态之间移动，驻车掣爪能够在用以允许和阻止差速器相对于变速箱的旋转运动的第一位置与第二位置之间移动以相应地在第一状态或第二状态与第三状态之间移动。

3.如段落1中限定的驻车锁装置，该驻车锁装置用于车辆，车辆具有变速箱，变速箱连接至差速器以将旋转运动从变速箱传递至前传动轴和/或后传动轴，锁定构件包括卡爪齿轮，该卡爪齿轮能够在各自分别对应于第一状态、第二状态和第三状态的第一位置、第二位置与第三位置之间移动，其中：

在第一位置中，卡爪齿轮允许前传动轴与后传动轴的相对运动；

在第二位置中，卡爪齿轮阻止前传动轴与后传动轴的相对运动；

在第三位置中，卡爪齿轮阻止：

前传动轴与后传动轴的相对运动；以及

差速器与变速箱的相对运动。

4.如段落1中限定的驻车锁装置，其中，致动构件包括使用连接件而连接至锁定构件的致动器。

5.如段落4中限定的驻车锁装置，其中，连接件可以包括鲍登缆线。

6.如段落1中限定的驻车锁装置，该驻车锁装置用于车辆，车辆具有变速箱，变速箱连接至差速器以将旋转运动从变速箱传递至前传动轴和/或后传动轴，该装置包括控制单元，该控制单元设置成：

确定第一传动轴与第二传动轴的相对运动；

根据所确定的第一传动轴与第二传动轴的相对运动，允许锁定构件从第一状态移动至第二状态；

确定差速器与变速箱的相对运动；

根据所确定的差速器与变速箱的相对运动，允许锁定构件从第二状态移动至第三状态。

7.如段落6中限定的驻车锁装置，该驻车锁装置用于车辆，车辆具有变速箱，变速箱连接至差速器以将旋转运动从变速箱传递至前传动轴和/或后传动轴，其中，在第一传动轴与第二传动轴基本上没有相对运动时允许锁定构件从第一状态移动至第二状态。

8.如段落6中限定的驻车锁装置，该驻车锁装置用于车辆，车辆具有变速箱，变速箱连接至差速器以将旋转运动从变速箱传递至前传动轴和/或后传动轴，其中，在差速器与变速箱基本上没有相对运动时允许锁定构件从第二状态移动至第三状态。

9.一种车辆，包括：

变速箱，该变速箱连接至差速器以将旋转运动从变速箱传递至前传动轴和/或后传动轴；以及

驻车锁装置，该驻车锁装置具有如段落1至段落8中的任一段落限定的驻车锁装置的特征。