CN102358284A - 汽车用电控驻车*** - Google Patents

Abstract

本发明涉及汽车安全***技术领域，具体公开了一种汽车用电控驻车***，用于泊车时防止汽车出现意外移动，包括：驻车信号提供装置、车速信号提供装置、驻车控制器、驻车执行器、棘轮、状态显示灯和故障显示灯，驻车信号提供装置向驻车控制器提供驻车信号，车速信号提供装置向驻车控制器提供车速信号，驻车控制器根据上述信号，对驻车执行器发出动作指令，使驻车执行器对棘轮(与整车传动系固定在一起)进行卡止或放开，从而达到驻车的目的；驻车控制器驱动驻车***状态显示灯显示当前驻车的状态；驻车控制器驱动驻车***故障显示灯显示当前驻车***的故障信息；只有当车速为零时，驻车卡止动作才会执行，即使在车辆行驶时驾驶员误挂了驻车档，也不会发生危险和损坏机构。

Description

汽车用电控驻车***

技术领域

本发明涉及汽车安全***技术领域，特别涉及一种汽车驻车技术，尤其是一种汽车用电控驻车***。

背景技术

为防止汽车停车后发生意外移动，尤其是在坡道上发生意外溜坡，目前常用的解决方案是：设置一套驻车锁止机构，该锁止机构主要包括棘轮、棘爪，棘轮固定在变速器的输出轴上，通过操作手柄及拉索对棘爪进行操作，对棘轮进行锁止或解锁，达到驻车锁止的目的。该解决方案结构简单、容易实现，是目前汽车尤其是自动档汽车普遍采用的结构型式，但其最大的缺点在于：在行车过程中，驾驶员一旦误挂入驻车档，将造成传动***卡死，破坏传动系且极易造成汽车失控的危险，凡带机械式驻车机构的车辆都要求驾驶员在车辆行驶时禁止挂入驻车档。

为解决上述机械式驻车机构不安全的问题，需要一种更安全的驻车解决方案。

发明内容

本发明的目的是对现有技术的不足，提出一种安全性高、操作轻便、易于实施的汽车用电控驻车***。

本发明采用如下技术方案实现：

一种汽车用电控驻车***，用于泊车时防止汽车出现意外移动，其特征在于：包括驻车信号提供装置、车速信号提供装置、驻车控制器、驻车执行器、棘轮、驻车***状态显示灯和驻车***故障显示灯，驻车控制器分别与驻车信号提供装置、车速信号提供装置、驻车执行器、驻车***状态显示灯、驻车***故障显示灯电连接，驻车控制器根据驻车信号提供装置、车速信号提供装置提供的电信号对驻车执行器发出动作指令，驻车执行器上的棘爪与固定在整车传动系的棘轮配合。

本发明驻车控制器发出控制指令的条件是一要接收到驻车信号，二要当前车速为零。

本发明驻车执行器主要包括：电机、蜗杆、扇形斜齿轮、连杆、滑动销轴、转动销轴、棘爪、扭簧、棘爪轴、转角位置传感器、扇形斜齿轮轴，电机的输出端与蜗杆连接；蜗杆和扇形斜齿轮构成一减速传动副；扇形斜齿轮轴的一端与扇形斜齿轮过赢压装在一起，另一端连接转角位置传感器；棘爪空套在棘爪轴上，棘爪轴上套装扭簧，扭簧一端固定、另一端勾在棘爪上；滑动销轴和转动销轴分别过赢压装在扇形斜齿轮和棘爪上；连杆两端分别空套在滑动销轴与转动销轴上。

本发明棘轮与整车传动系传动链中的任何一个旋转件固定在一起均可，因此该汽车用电控驻车***实施起来非常灵活且方便。

本发明驻车信号提供装置识别驾驶员的操作意图(驻车锁止或解锁)并以电信号的方式提供给驻车控制器，车速信号提供装置向驻车控制器提供车速信号，驻车控制器根据上述信号，经综合处理后并按设定好的程序对驻车执行器发出动作指令；棘轮与汽车传动系固定在一起，棘轮与驻车执行器带有的棘爪组成一棘轮棘爪机构副，驻车执行器通过棘爪对棘轮进行卡止或放开；驻车控制器驱动驻车***状态显示灯，显示当前驻车的状态；驻车控制器驱动驻车***故障显示灯，显示当前驻车***的故障信息。

本发明汽车用电控驻车***能够自动判断驾驶员的操作意图和采集当前车速，通过驻车控制器对驻车执行器发出相应的动作指令，卡止或放开棘轮，从而实现对整车传动系的锁止或解锁的自动控制，到达电控驻车的目的；采用本发明汽车用电控驻车***，不但可有效的防止车辆停车时发生意外移动，还可有效的防止在车辆行驶时因驾驶员的误挂驻车档而带来的危险，其原理及结构简单，安全可靠，易于实施，操作轻便。

附图说明

图1为本发明原理框图。

图2为本发明驻车执行器的结构示意图。

图3为本发明驻车执行器的连杆的结构示意图。

图4为本发明驻车执行器与棘轮的安装位置关系图。

图5为本发明的控制流程图。

具体实施方式

下面参照附图并结合实施例对本发明作进一步的说明。

本发明公开了一种汽车用电控驻车***，用于泊车时防止汽车出现意外移动，如图1，该***组成部分包括：驻车信号提供装置1、车速信号提供装置2、驻车控制器3、驻车执行器4、棘轮5、驻车***状态显示灯6和驻车***故障显示灯7，驻车控制器3分别与驻车信号提供装置1、车速信号提供装置2、驻车执行器4、驻车***状态显示灯6、驻车***故障显示灯7电连接。

驻车信号提供装置1识别驾驶员的操作意图(锁止或解锁)并以电信号的方式提供给驻车控制器3。

驻车控制器3采集驻车信号提供装置1和车速信号提供装置2的发出的信号，按预先设定好的程序对驻车执行器4发出动作指令，实施锁止或解锁动作，同时驻车执行器4将执行机构运行的反馈给驻车控制器3，实现闭环控制。

驻车控制器3驱动驻车***状态显示灯6，显示当前驻车的状态。

驻车控制器3驱动驻车***故障显示灯7，显示当前驻车***的故障信息。

如图4，棘轮5与汽车传动系(图中未表示出来)固定在一起，棘轮5与驻车执行器4带有的棘爪组成一棘轮棘爪机构副，驻车执行器4通过棘爪对棘轮5进行卡止或放开，即实现了对汽车传动系的锁止或解锁的驻车功能。

上述即为该汽车用电控驻车***的基本组成及控制方式，其中，驻车执行器4作为主要执行机构，将作进一步说明。

如图2、3、4所示，为该驻车执行器4的一种实施方式，其包括：电机8、蜗杆9、扇形斜齿轮10、连杆11、滑动销轴12、转动销轴13、棘爪14、扭簧15、棘爪轴16、转角位置传感器17、扇形斜齿轮轴18。

电机8的输出端与蜗杆9通过扁方连接；蜗杆9和扇形斜齿轮10构成一减速传动副；扇形斜齿轮轴18的一端与扇形斜齿轮10过赢压装在一起，另一端连接转角位置传感器17；棘爪14空套在棘爪轴16上；滑动销轴12和转动销轴13分别过赢压装在扇形斜齿轮10和棘爪14上；连杆11的一端设置有一圆形孔、另一端设置有一腰形孔，连杆11的腰形孔空套在滑动销轴12上、圆形孔空套在转动销轴13上，滑动销轴12在连杆11的腰形孔内有两个限制位置P1和P2；扭簧15套装在棘爪轴16上，一端固定、另一端勾在棘爪14上。

棘轮5与棘爪14构成一棘轮棘爪机构，棘轮5与需要锁止传动系零件连接在一起，滑动销轴12、转动销轴13分别与扇形斜齿轮10和棘爪14过赢压装在一起。

下面以一次驻车过程(包括驻车锁止和解锁)详细说明本***的工作原理。

如图5所示，当汽车停好后，驾驶员通过对操纵杆的操作(挂进驻车档)开始，驻车控制器3判断是否有驻车请求信号，若没有，判断是否到了解锁位置？未到解锁位置则执行解锁动作，已经解锁则停止电机驱动输出显示灯熄灭信号；若驻车控制器3判断有驻车请求信号，驻车控制器3对采集到这一信号连同采集到的车速信号(由车速信号提供装置2提供)进行综合处理，如果当前车速为零，驻车控制器3对驻车执行器4发出驻车锁止动作指令，驻车执行器4响应驻车锁止动作指令，执行锁止动作，驻车控制器判断是到了干涉位置，则施加锁止方向的一持续较小力矩输出显示灯闪烁信号，驻车控制器判断到了锁止位置，则停止电机驱动输出，显示灯显示常亮信号。

上述驻车执行器4执行锁止动作具体执行过程如下：电机8依次驱动蜗杆9、扇形斜齿轮10顺时针旋转；扇形斜齿轮10通过滑动销轴12、连杆11、转动销轴13驱动棘爪14绕棘爪轴16顺时针旋转。

按棘爪14相对于棘轮5的不同位置，有以下三种稳态的位置：

解锁位置：棘爪14与棘轮5完全分离，即扇形斜齿轮10逆时针旋转的极限位置。

干涉位置：棘爪14刚好被棘轮5的齿顶顶住时的位置。

锁止位置：棘爪14完全落入棘轮5的齿槽内。

随着棘爪14绕棘爪轴16作顺时针旋转，棘爪14从解锁位置运行至干涉位置时，棘爪14可能被棘轮5的齿顶顶住而不能继续运动，也可能恰好对准棘轮5的某一齿槽。如果棘爪14刚好被棘轮5的齿顶顶住，滑动销轴12将继续运行直至连杆11腰形孔的P2位置时将被卡住而不能继续运行，电机8也随之不能继续旋转，为保护电机不被烧毁，此时驻车控制器3给电机8提供一个持续较小的驱动力控制指令。之后，车辆只要一发生微小的移动，棘轮5也将随之转过一定的角度，在扭簧15的作用力下，棘爪14将迅速卡入棘轮5的齿槽即上述的锁止位置，从而实现对车辆的锁止。当棘爪14落入棘轮5的齿槽内后，连杆11解除对滑动销轴12的限位作用，电机8在上述持续较小的驱动力作用下，驱动扇形斜齿轮10、滑动销轴12继续运动直至又被连杆11限位。上述是棘爪14被棘轮5的齿顶顶住的情况下，驻车执行器4动作执行过程，如果棘爪14恰好对准棘轮5的某一齿槽，驻车执行器4动作执行过程则简单的多，棘爪14直接卡入棘轮5的某一齿槽达到锁止位置实现锁止。

当汽车需要从锁止状态解锁，驻车执行器4将进行一系列反向动作，对棘轮5解除锁止。

本汽车用电控驻车***通过转角位置传感器17感知上述棘爪14相对于棘轮5的三个位置(解锁位置、干涉位置、锁止位置)，并驱动驻车***状态显示灯6告知驾驶者当前的所对应的状态，显示方案如下：

解锁位置：驻车***状态显示灯6熄灭。

干涉位置：驻车***状态显示灯6闪烁。

锁止位置：驻车***状态显示灯6常亮。

需进一步说明的是：棘爪14到达干涉位置后，车辆仍有可能发生意外移动，但只要车辆一旦发生微小的移动，棘爪14在扭簧15的作用力下迅速卡入棘轮5的某一齿槽从而完全锁止车辆，显然此过程并不需要电机8工作，设计时对结构参数的整定保证了此微小的移动不会影响驻车安全。因此，只要驻车***状态显示灯6发生了闪烁，则说明本汽车用电控驻车***已对车辆实施了可靠的锁止，驾驶员便可关电离开，当然，如果驻车统状态显示灯6常亮，则说明棘爪14已完全落入了棘轮5的某一齿槽，车辆被完全锁止不再会发生任何移动。

综上所述，在坡道上泊车时，如果驻车***状态显示灯6开始闪烁了，驾驶者如果对此时的驻车安全还心存顾虑，毕竟此时棘爪14还未真正卡死棘轮5，在此状况下，驾驶者只需松开刹车让车辆稍作移动，棘爪14便会迅速卡死棘轮5，驻车***状态显示灯6常亮告知驾驶者车辆已被完全锁止不再会发生任何移动。

Claims (7)

1.一种汽车用电控驻车***，用于泊车时防止汽车出现意外移动，其特征在于：包括驻车信号提供装置、车速信号提供装置、驻车控制器、驻车执行器、棘轮、驻车***状态显示灯和驻车***故障显示灯，驻车控制器分别与驻车信号提供装置、车速信号提供装置、驻车执行器、驻车***状态显示灯、驻车***故障显示灯电连接，驻车控制器根据驻车信号提供装置、车速信号提供装置提供的信号对驻车执行器发出动作指令，驻车执行器上的棘爪与固定在整车传动系的棘轮配合。

2.如权利要求1所述的汽车用电控驻车***，其特征在于：所述驻车执行器主要包括：电机、蜗杆、扇形斜齿轮、连杆、滑动销轴、转动销轴、棘爪、扭簧、棘爪轴、转角位置传感器、扇形斜齿轮轴，电机的输出端与蜗杆连接；蜗杆和扇形斜齿轮构成一减速传动副；扇形斜齿轮轴的一端与扇形斜齿轮过赢压装在一起，另一端连接转角位置传感器；棘爪空套在棘爪轴上，棘爪轴上套装扭簧，扭簧一端固定，另一端勾在棘爪上；滑动销轴和转动销轴分别过赢压装在扇形斜齿轮和棘爪上；连杆两端分别空套在滑动销轴与转动销轴上。

3.如权利要求2所述的汽车用电控驻车***，其特征在于：连杆的一端设置有一圆形孔，另一端设置有一腰形孔，连杆的腰形孔空套在滑动销轴上、圆形孔空套在转动销轴上。

4.如权利要求1或2所述的汽车用电控驻车***，其特征在于：驻车控制器发出控制指令的条件是一要接收到驻车信号，二要当前车速为零。

5.如权利要求1或2所述的汽车用电控驻车***，其特征在于：驻车

执行器棘爪相对于棘轮的有三个稳态位置，驻车执行器棘爪相对于棘轮的分离位置对应解锁位置、驻车执行器棘爪顶住棘轮的卡齿位置对应干涉位置、驻车执行器棘爪进入棘轮的卡槽位置对应锁止位置。

6.如权利要求5所述的汽车用电控驻车***，其特征在于：驻车执行器对应三个稳态位置由驻车控制器对驻车***状态显示灯分别发出熄灭、闪烁、常亮的三种显示状态。

7.如权利要求6所述的汽车用电控驻车***，其特征在于：驻车执行器对应干涉位置时，驻车控制器对驻车执行器发出一持续较小的驱动力控制指令，对驻车***状态显示灯发出闪烁。

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