停车锁止器及动力系统的制作方法

1.本技术涉及机动车技术领域，特别涉及用于齿轮箱的停车锁止器及动力系统。


背景技术：

2.停车锁止器也称停车锁定装置，被用在机动车的变速器中以保护车辆不会意外滚移。尤其是当在机动车的驱动系中构建有非机械部件，例如在自动变速器中构建有停车锁止器时，停车锁止器在车辆静止或关掉马达的情况下卡住车辆的位置。为此，停车锁止器可以由驾驶员激活，或间接地通过电辅助机构激活。于是，停车锁止器通常情况下形状锁合地锁住变速器输出轴。
3.在如专利de1043829al的方案中，设置有可克服复位力摆动的锁止棘爪形式的停车锁止器，其可以借助卡齿形状锁合地啃合到布置在停车锁止轮外周边上的锁止齿部中。如果建立起了形状锁合，那么停车锁止器借助抗相对转动地布置在变速器输出轴上的停车锁止轮阻止了变速器输出轴的运动，并进而阻止了车辆的运动。锁止棘爪的操作通过可线性移动的操作单元来实现，该操作单元具有框架状的形状作为滑座，其中，选挡杆作用在框架状的传动杆沿纵向延伸的侧壁上。操作单元具有两个被共同支承的滚子，通过这两个滚子操作单元对锁止棘爪起作用。
4.通常现有的停车锁止器主要由排列在一条直线上的驱动单元、滚子螺杆单元、推杆、滚子头单元、锁止棘爪。滚子螺杆单元有一个太阳轮、几个绕太阳轮的螺纹滚子和一个空心轮。支撑在壳体上的空心轮可以由驱动单元(如电机)作用，通过螺纹滚子和太阳轮作用推杆作直线运动。滚子头单元主要由三个滚子轴承和一个支撑轴承的支架。每个滚子轴承由内圈、外圈和滚动体，支架应固定在变速箱壳体上。锁止棘爪可由滚子头单元推动，滚子头单元与锁止棘爪接合实现锁定，当滚子头单元撤销对锁止棘爪的力时，可在回弹簧下脱离实现解锁。现有的停车锁止器的结构需排列在一条直线上，导致其轴向长度长，在某些情况下导致集成空间有限。另外，驱动单元输出转矩与推杆输出转矩无比值关系，需要大功率的驱动单元保证足够的执行力，不仅轴向长度增加了，而且成本也增加了。


技术实现要素：

5.本技术的目的在于，提供一种停车锁止器及动力系统，用于解决现有的停车锁止器的轴向空间占用较大，导致集成空间有限以及解决需要大功率的驱动单元保证足够的执行力且成本增加的技术问题。
6.为实现上述目的，本技术提供了一种停车锁止器，设于机壳中且位于停车齿轮的一侧，停车锁止器包括驱动单元、制动控制单元、连杆机构以及锁止棘爪；所述驱动单元，用来提供所述停车锁止器的工作动力；所述制动控制单元沿竖直方向与所述驱动单元并列布置，所述制动控制单元沿水平方向布置的制动位置和释放位置；所述连杆机构在竖直面内连接所述驱动单元和所述制动控制单元，所述连杆机构用来传递所述驱动单元的动力、控制所述制动控制单元在所述制动位置和所述释放位置之间切换；所述锁止棘爪沿所述竖直
方向与所述驱动单元和所述制动控制单元并列布置，所述锁止棘爪抵接于所述制动控制单元，当所述制动控制单元在所述制动位置和所述释放位置之间切换时，所述锁止棘爪能够被下压进入所述锁扣状态或者被抬起进入所述解锁状态。
7.进一步地，所述驱动单元包括：电机、以及与所述电机连接的螺杆；所述电机用于驱动所述螺杆旋转，所述螺杆用于通过旋转带动所述连杆机构控制所述制动控制单元沿所述水平方向移动。
8.进一步地，所述制动控制单元包括：制动滑块、以及与所述制动滑块连接的复位弹簧，其中所述制动滑块能够水平往复移动；所述制动滑块能够借助所述连杆机构到达所述制动位置；所述制动滑块能够借助所述复位弹簧到达所述释放位置。
9.进一步地，所述制动滑块设置有至少两个能相对滚动的滚轮以及导向部；所述滚轮碾压在所述锁止棘爪上；所述导向部设于所述制动滑块的上下端，用来导引所述制动滑块进行水平往复移动。
10.进一步地，所述连杆机构包括：主动滑块、从动滑块以及停车叉；所述主动滑块连接至所述驱动单元且能够水平往复移动；所述从动滑块连接至所述制动滑块且能够水平往复移动；所述停车叉具有主动端和从动端，其中所述主动端连接至所述主动滑块，所述从动端连接至从动滑块。
11.进一步地，所述主动滑块连接至所述驱动单元，所述驱动单元能够驱动所述主动滑块沿着水平方向水平往复移动。
12.进一步地，所述从动滑块连接至所述制动滑块，沿着水平方向水平往复移动。
13.进一步地，所述停车叉还具有转动部，所述转动部位于所述主动端和所述从动端之间且转动式固定至所述机壳，其中所述转动部靠近所述从动端。
14.进一步地，所述连杆机构包括：导向槽，沿着所述水平方向设置；所述从动滑块滑动式连接至所述导向槽内，当所述从动滑块滑至所述导向槽的一端时，所述制动控制单元的所述制动滑块位于所述制动位置；当所述从动滑块滑至所述导向槽的另一端时，所述制动控制单元的所述制动滑块位于所述释放位置。
15.进一步地，所述锁止棘爪包括：铰接端、柄部以及爪部(所述铰接端通过安装轴铰接于所述机壳上，所述爪部包括上凸爪及下凸爪，所述柄部位于所述铰接端与所述爪部之间；当所述锁止棘爪处于所述锁扣状态时，所述上凸爪抵压在所述制动滑块的底部，所述下凸爪与所述停车齿轮卡合；当所述锁止棘爪处于所述解锁状态时，所述上凸爪抵压在所述从动滑块的底部，所述下凸爪与所述停车齿轮分离。
16.进一步地，所述停车锁止器还包括压力保持机构，其中所述压力保持机构连接至所述锁止棘爪的柄部，能够为所述锁止棘爪提供向上的压力。
17.本技术还提供一种动力系统，所述动力系统包括前文所述的停车锁止器。
18.本技术的优点在于：本技术通过设置连杆机构来调整停车锁止器的轴向长度，实现了将所述制动控制单元沿竖直方向与所述驱动单元并列布置，避免了设置在一条直线上，从而有效减少了停车锁止器的轴向长度，整体缩减了轴向占用空间。同时，通过将连杆机构的停车叉的转动部设置于远离所述螺杆而靠近所述从动端，从而能够利用扭矩关系减少所需扭力，使得所述驱动单元的功率要求小，而且整体结构紧凑，节省成本；并且由于所述驱动单元的扭矩增大，进而实现相对所述锁止棘爪相同距离移动的控制时，其控制所述
螺杆的旋转计数增多，传动比大，能提升控制精准度。
附图说明
19.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
20.图1为本技术一实施例的停车锁止器的结构示意图；
21.图2为与本技术所述停车锁止器相配合的停车齿轮的结构示意图；
22.图3为本技术一实施例的所述停车叉的结构示意图；
23.图4为本技术一实施例的停车锁止器在解锁状态下的结构示意图，其中位于虚线框内的制动控制单元处于释放位置；
24.图5为本技术一实施例的所述从动滑块的底部平面结构示意图；
25.图6为本技术一实施例的停车锁止器在锁扣状态下的结构示意图，其中位于虚线框内的制动控制单元处于制动位置。
26.附图中的标识如下：
27.停车锁止器100，驱动单元10，电机11，
28.螺杆12，制动控制单元20，制动滑块21，
29.滚轮211，导向部212，复位弹簧22，
30.连杆机构30，主动滑块31，连接块311，
31.停车叉32，卡槽320，主动端321，
32.从动端322，转动部323，轴孔3231，
33.旋转轴3232，从动滑块33，凹槽331，
34.导向槽34，锁止棘爪40，铰接端41，
35.柄部42，爪部43，上凸爪431，
36.凸爪432，安装轴44，压力保持机构50，
37.第一水平位置101，第二水平位置102，
38.机壳110，第一导轨111，第二导轨112，
39.停车齿轮200，齿210，齿隙220。
具体实施方式
40.以下实施例的说明是参考附加的图式，用以例示本发明可用以实施的特定实施例。本发明所提到的方向用语，例如术语“轴向”以部件的中心轴线或旋转轴线进行定义，术语“径向”以各部件的截面直径进行定义。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本发明，而非用以限制本发明。此外，在具体实施例方式中所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
41.如图1、图2所示，本技术提供一种停车锁止器100，设置于一机壳110内，并位于一停车齿轮200的上方一侧。停车锁止器100具有锁扣状态和解锁状态。如图2所示，所述停车
齿轮200设有多个齿210，当所述停车锁止器100卡设于相邻两个齿210之间的齿隙220时，会锁合所述停车齿轮200所在变速器输出轴的运动，并进而阻止车辆运动，此时处于锁扣状态。可理解的是，当所述停车锁止器100与所述停车齿轮200分离时，所述停车锁止器100处于解锁状态。
42.如图1所示，所述停车锁止器100包括驱动单元10、制动控制单元20、连杆机构30以及锁止棘爪40。
43.所述驱动单元10用来提供所述停车锁止器100的工作动力；所述制动控制单元20沿竖直方向与所述驱动单元10并列布置，所述制动控制单元20沿水平方向布置的制动位置和释放位置；所述连杆机构30在竖直面内连接所述驱动单元10和所述制动控制单元20，所述连杆机构30用来传递所述驱动单元10的动力、控制所述制动控制单元20在所述制动位置和所述释放位置之间切换；所述锁止棘爪40沿所述竖直方向与所述驱动单元10和所述制动控制单元20并列布置，所述锁止棘爪40向上抵接于所述制动控制单元20，当所述制动控制单元20在所述制动位置和所述释放位置之间切换时，所述锁止棘爪40能够被下压进入所述锁扣状态或者被抬起进入所述解锁状态。
44.进一步地讲，当所述制动控制单元20在所述制动位置时，所述锁止棘爪40能够被下压而处于所述锁扣状态；此时，所述锁止棘爪40卡入所述停车齿轮200的齿隙220；当所述制动控制单元20在所述释放位置时，所述锁止棘爪40能够被抬起而处于所述解锁状态；此时，所述锁止棘爪40离开所述停车齿轮200。总之，本发明停车锁止器100的工作原理是：所述连杆机构30借助所述驱动单元10提供的工作动力驱动所述制动控制单元20进行运转，以控制所述锁止棘爪40能够与所述停车齿轮200卡合(锁扣)或分离(解锁)。
45.本实施例中，所述驱动单元10包括电机11、以及与所述电机11连接的螺杆12；所述电机11用于驱动所述螺杆12旋转，所述螺杆12用于通过旋转带动所述连杆机构30控制所述制动控制单元20沿所述水平方向移动。所述驱动单元10设置于机壳110的第一水平位置101。所述机壳110在第一水平位置101设置有第一导轨111。所述第一导轨111分布设置于所述螺杆12的上下两侧。
46.本实施例中，所述制动控制单元20包括制动滑块21、以及与所述制动滑块21连接的复位弹簧22，其中所述制动滑块21能够水平往复移动；所述制动滑块21能够借助所述连杆机构30到达所述制动位置；所述制动滑块21能够借助所述复位弹簧22到达所述释放位置。所述复位弹簧22呈压缩状态，从而能够为所述制动滑块21持续提供回弹力。所述制动控制单元20设置于机壳110的第二水平位置102。所述机壳110在第二水平位置102设置有第二导轨112。所述制动滑块21沿着所述第二导轨112水平往复移动。
47.本实施例中，所述制动滑块21设置有至少两个能相对滚动的滚轮211以及导向部212；所述两个滚轮211可转动式设置于所述制动滑块21内，所述滚轮211碾压在所述锁止棘爪40上；所述导向部212设于所述制动滑块21的上端和下端，且可滑动式设于所述第二导轨112上，用来导引所述制动滑块21进行水平往复移动。
48.本实施例中，所述连杆机构30位于所述第一水平位置101和所述第二水平位置102之间。所述连杆机构30包括主动滑块31、从动滑块33以及用于连接所述主动滑块31和所述从动滑块33的停车叉32。
49.所述主动滑块31连接至所述驱动单元10且能够水平往复移动。所述主动滑块31连
接至所述驱动单元10，所述驱动单元10能够驱动所述主动滑块31沿着水平方向水平往复移动。具体的，所述主动滑块31设有螺纹孔，所述螺杆12设有螺纹，所述主动滑块31的螺纹孔与所述螺杆12的螺纹螺接，实现所述主动滑块31连接至所述螺杆12，所述螺杆12在转动时能够驱动所述主动滑块31沿着所述螺杆12在所述第一导轨111中水平往复移动。
50.所述从动滑块33连接至所述制动控制单元20且能够水平往复移动。所述从动滑块33连接至所述制动滑块21，沿着所述水平方向水平往复移动，具体在所述第二导轨112中水平往复移动。所谓的连接可以是固定或间接式的连接，还可以是接触式抵靠在一起。所述从动滑块33连接至所述制动滑块21，这是为了能够让所述从动滑块33推动着所述制动滑块21前进，或者所述制动滑块21在所述复位弹簧22的推动下跟随着所述从动滑块33撤退。
51.所述停车叉32具有主动端321和从动端322，其中所述主动端321连接至所述主动滑块31，所述从动端322连接至从动滑块33。
52.本实施例中，所述停车叉32还具有转动部323，所述转动部323位于所述主动端321和所述从动端322之间且转动式固定至所述机壳110，其中所述转动部323靠近所述从动端322。所述转动部323可以采用万向轴结构或铰接方式，本实施例中在所述停车叉32的主动端321和从动端322均设有卡槽320，所述主动滑块31、所述从动滑块33均设有连接块311，所述连接块311卡设于所述卡槽320内实现可转动式连接；所述转动部323包括轴孔3231以及旋转轴3232，所述旋转轴3232穿过所述轴孔3231实现所述停车叉32绕着所述旋转轴3232旋转。为了方便所述停车锁止器100的零件位置固定，所述旋转轴3232设置在所述机壳110上。
53.其中，所述轴孔3231形成于所述主动端321和所述从动端322之间。所述轴孔3231至所述从动滑块33的距离a小于所述轴孔3231至所述主动滑块31的距离b，亦即所述旋转轴3232至所述从动端322的距离a小于所述旋转轴3232至所述主动端321的距离b。这样设置使得所述停车叉32的所述轴孔3231设置于远离所述螺杆12一侧，亦即将所述转动部323设置于远离所述螺杆12而靠近所述从动端322，从而能够利用扭矩关系减少所需扭力，使得所述驱动单元10的功率要求小，而且整体结构紧凑，节省成本；并且由于所述驱动单元10的扭矩增大，进而实现相对所述锁止棘爪40相同距离移动的控制时，其控制所述螺杆12的旋转计数增多，传动比大，能提升控制精准度。
54.本实施例中，所述连杆机构30包括：导向槽34，沿着所述水平方向设置，水平设置于所述第二水平位置102；所述从动滑块33滑动式连接至所述导向槽34内，当所述从动滑块33滑至所述导向槽34的一端时，所述制动控制单元20的所述制动滑块21位于制动位置；当所述从动滑块33滑至所述导向槽34的另一端时，所述制动控制单元20的所述制动滑块21位于释放位置。
55.为了方便所述停车锁止器100的零件位置固定，所述第二导轨112包括两个子导轨，所述两个子导轨分别位于所述停车锁止器100两侧的机壳110上，所述制动滑块21的导向部212分别可滑动式设于所述第二导轨112的两个子导轨上，而两个子导轨之间设有间隙，用于容置所述锁止棘爪40；所述导向槽34设有两个，分别对应设置于所述停车锁止器100两侧的机壳110上。这样可以充分利用所述机壳110的结构，进一步使得整体结构紧凑，节省制作成本。图1仅表现出位于机壳110的一侧(或称正面)的其中一个子导轨和一个所述导向槽34，另一个子导轨和另一个个所述导向槽34位于机壳110的另一侧(或称背面)。
56.如图1所示，本实施例中，所述锁止棘爪40包括铰接端41、柄部42以及爪部43，所述
铰接端41与所述机壳110上的一安装轴44可转动式地连接，即所述铰接端41通过安装轴44铰接于机壳110上，所述柄部42位于所述铰接端41与所述爪部43之间，所述爪部43包括上凸爪431及下凸爪432。
57.当所述锁止棘爪40处于所述锁扣状态时，所述上凸爪431抵压在所述制动滑块21的底部，所述下凸爪431与所述停车齿轮200卡合；当所述锁止棘爪40处于所述解锁状态时，所述上凸爪431抵压在所述从动滑块33的底部，所述下凸爪432与所述停车齿轮200分离。
58.所述停车锁止器100还包括压力保持机构50，所述压力保持机构50连接至所述锁止棘爪40的柄部42，能够为所述锁止棘爪40提供向上的压力，用于提供所述锁止棘爪40与所述停车齿轮200的锁扣状态至解锁状态的回弹力。本实施例中，所述压力保持机构50为扭转弹簧，所述扭力弹簧设置于所述铰接端41，所述扭力弹簧的中部环绕所述安装轴44设置，所述扭力弹簧的一端与所述机壳110固定卡接；所述扭力弹簧的另一端与所述柄部42卡接；所述扭力弹簧能够为所述柄部42提供向上的扭转力，使得所述锁止棘爪40能够在所述解锁状态时保持不下落。
59.如图4所示，当所述从动滑块33位于所述导向槽34的一端(即解锁端)时，所述锁止棘爪40的爪部43抬高且位于所述从动滑块33的正下方，实现所述锁止棘爪40与所述停车齿轮200分离，从而处于所述解锁状态。所述压力保持机构50为所述锁止棘爪40持续提供向上的保持力，从而保证在解锁状态下所述锁止棘爪40的位置始终与所述停车齿轮200分离。如图5所示，为了所述锁止棘爪40在解锁状态下确保不会压紧所述停车齿轮200而误进入锁扣状态，在所述从动滑块33的底部设有容置所述锁止棘爪40的凹槽331，当所述锁止棘爪40位于所述从动滑块33的正下方处于所述解锁状态时，所述锁止棘爪40的所述上凸爪431会容置于所述凹槽331内，使得所述锁止棘爪40(尤其是所述下凸爪432)抬升，以提升所述爪部43的高度，所述下凸爪432与所述停车齿轮200分离，从而增加了所述锁止棘爪40与所述停车齿轮200的间距，所述锁止棘爪40不会影响所述停车齿轮200的转动。
60.如图6所示，当所述从动滑块33位于所述导向槽34的另一端(即锁止端)时，所述锁止棘爪40的爪部43(尤其是所述上凸爪431)退出所述凹槽331，所述锁止棘爪40(尤其是所述下凸爪432下降)，同时所述制动控制单元20撤退至所述锁止棘爪40的上方位置。也就是说，当所述锁止棘爪40的爪部43恰好位于所述制动控制单元20的正下方，实现所述锁止棘爪40与所述停车齿轮200卡合，从而处于所述锁扣状态。在锁扣状态下，所述制动控制单元20及所述连杆机构30的位置相对固定，可以保持所述锁止棘爪40的位置始终压合在所述停车齿轮200的相邻两个齿210之间的齿隙220内，而无需所述驱动单元10进一步动作。
61.在使用时，控制所述停车锁止器100长期处于图4所示的解锁状态，实现车辆的行进，在预驻车阻止了车辆的运动时，需要在从图4所示的解锁状态转换至图6所示的锁扣状态，在转换过程中，所述电机11控制所述螺杆12旋转，带动所述连杆机构30的主动滑块31朝向所述电机11运动，所述主动滑块31带动所述停车叉32绕着所述旋转轴3232逆时针旋转，从而带动所述从动滑块33沿着所述导向槽34及所述第二导轨112运动，所述制动滑块21在所述复位弹簧22的作用下与所述从动滑块33抵接，并且所述制动滑块21跟随着所述从动滑块33的运动而滑动至所述锁止棘爪40的上凸爪431上方，也就是滑动到制动位置。其中，所述滚轮211持续碾压在所述锁止棘爪40上，并且所述滚轮211相互滚动以减小摩擦阻力，直至所述制动滑块21压合在所述上凸爪431上，此时所述从动滑块33滑动至所述导向槽34的
锁止端，停止所述电机11，所述复位弹簧22保持所述制动滑块21始终处于所述锁止棘爪40的爪部43上方，所述锁止棘爪40的下凸爪432与所述停车齿轮200卡合，从而阻止了车辆的运动。
62.当需要从驻车状态重新实现车辆的行进，需要在从图6所示的锁扣状态转换至图4所示的解锁状态，在转换过程中，所述电机11控制所述螺杆12反向旋转，带动所述连杆机构30的主动滑块31朝远离所述电机11的方向运动，所述主动滑块31带动所述停车叉32绕着所述旋转轴3232顺时针旋转，从而带动所述从动滑块33沿着所述导向槽34及所述第二导轨112运动，所述制动滑块21在所述从动滑块33的推动下压紧所述复位弹簧22，并且所述制动滑块21随着所述从动滑块33的运动而滑动远离所述锁止棘爪40的上凸爪431，但是紧接着所述从动滑块33移动至所述锁止棘爪40的上凸爪431的上方位置。由于所述压力保持机构50为所述锁止棘爪40提供向上的保持力下，所以所述上凸爪431会向上升起而进入所述凹槽331内且保持于所述凹槽331内，所述下凸爪432与所述停车齿轮200分离，重新实现了车辆的行进运动。此时，所述从动滑块33位于所述导向槽34的释放端，停止所述电机11。可见，由于所述压力保持机构50为所述锁止棘爪40持续提供向上的保持力，从而保证在解锁状态下所述锁止棘爪40的位置始终与所述停车齿轮200分离，并且保证了所述锁止棘爪40与所述停车齿轮200互不干扰。
63.本技术动力系统采用上述停车锁止器100，所述停车锁止器100在所述动力系统中的轴向空间缩小，整体结构紧凑，且由于对所述驱动单元的功率要求小，能够节省成本。
64.综上所述，本技术停车锁止器及动力系统，通过设置连杆机构来调整停车锁止器的轴向长度，实现了将所述制动控制单元沿竖直方向与所述驱动单元并列布置，避免了设置在一条直线上，从而有效减少了停车锁止器的轴向长度，整体缩减了轴向占用空间。同时，通过将连杆机构的停车叉的所述转动部设置于远离所述螺杆而靠近所述从动端，从而能够利用扭矩关系减少所需扭力，使得所述驱动单元的功率要求小，而且整体结构紧凑，节省成本；并且由于所述驱动单元的扭矩增大，进而实现相对所述锁止棘爪相同距离移动的控制时，其控制所述螺杆的旋转计数增多，传动比大，能提升控制精准度。
65.以上实施例的说明只是用于帮助理解本技术的技术方案及其核心思想；本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例的技术方案的范围。