CN109139906B - 驻车机构及汽车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种驻车机构及汽车，属于汽车零部件技术领域。该驻车机构包括：动力源、棘爪、棘轮、驱动杆与弹性元件；棘爪中心沿轴向开设有第一通孔，驱动杆穿过第一通孔一端与动力源连接，另一端与变速器壳体连接；驱动杆包括顺次连接的第一连接杆与第二连接杆，第一连接杆与动力源连接，第二连接杆与变速器壳体连接；弹性元件套设于第二连接杆上，弹性元件一端与棘爪相抵，另一端与变速器壳体相抵；棘轮上开设有与棘爪啮合的齿槽；动力源上设置有位置传感器，位置传感器与棘爪电性连接。本发明通过棘爪沿棘轮的轴向运动，实现挂挡，避免了棘爪沿棘轮径向运动时需要采用长度较长的棘爪，简化了驻车机构结构，精简了驻车机构的空间布置。

Description

驻车机构及汽车

技术领域

本发明涉及汽车制动技术领域，特别涉及一种驻车机构及汽车。

背景技术

驻车机构是汽车变速器中防止车辆滑行的一种安全装置，用于使汽车能够可靠而无时间限制的停驻在一定位置甚至斜坡上，是变速器中不可或缺的关键机构。通过驻车机构，可以使汽车在一定车速下能够实现安全驻车，并且在汽车实现驻车后，发生任何异常情况，驻车机构不能自动脱档，当汽车需要行驶时，驻车机构能够使汽车顺利的脱档。

相关技术采用的驻车机构包括：动力源、棘爪、棘轮、回转轴和驱动杆，棘轮位于回转轴上，驱动杆的一端与动力源连接，另一端与棘爪连接，棘轮采用单向轮齿，使棘轮只能沿着回转轴径向运动。棘爪与棘轮的单向轮齿接触，通过动力源提供动力，使驱动杆带动棘爪沿回转轴转动，并相对于棘轮径向位移。当驱动杆沿棘轮径向逆时针方向转动时，棘爪***棘轮齿内，棘轮停止转动，实现汽车的挂挡；当驱动杆沿棘轮径向顺时针方向转动时，棘爪在棘轮单向轮齿上滑过，汽车摘档。

发明人发现相关技术至少存在以下技术问题：

驱动杆在接收到动力源的动力后带动棘爪绕回转轴中心转动，这种情况的棘爪一般都需要一定的回转长度，因此变速器内需要预留较大的空间来避让棘爪的旋转运动，导致驻车机构占用变速器空间大，使变速箱箱型设计上存在局限。

发明内容

本发明实施例提供了一种驻车机构及汽车，可解决上述技术问题。具体技术方案如下：

一方面，本发明实施例提供了一种驻车机构，所述驻车机构包括：动力源、棘爪、棘轮与驱动杆；

所述驱动杆包括顺次连接的第一连接杆与第二连接杆；

所述第一连接杆与所述动力源连接，所述棘爪中心沿轴向开设有第一通孔，所述棘爪通过所述第一通孔套接在所述第二连接杆的一端，且与所述第二连接杆相固定，所述第二连接杆另一端与变速器壳体上设置的连接筒滑动连接；

所述棘爪与所述棘轮相对平行设置，所述棘轮上具有与所述棘爪的齿相适配的齿槽；

所述动力源上设置有位置传感器，所述位置传感器与所述棘爪电性连接。

可选的，所述驻车机构还包括弹性元件，所述弹性元件套设于所述第二连接杆上，所述弹性元件一端与所述棘爪相抵，另一端与所述变速器壳体上的所述连接筒相抵。

可选的，所述棘爪外壁沿径向开设有第二通孔，所述第二连接杆与所述第一连接杆连接的一端具有与所述第二通孔相适配的第三通孔；

所述第二通孔与所述第三通孔内设有销钉；

所述第二连接杆与所述棘爪通过所述销钉连接。

可选的，所述驻车机构还包括限位支架；

所述限位支架上具有第一限位孔与第二限位孔，所述第一限位孔与所述棘爪和所述棘轮啮合前的位置相对，所述第二限位孔与所述棘爪和所述棘轮啮合后的位置相对，所述棘爪位于所述限位支架上的所述第一限位孔与所述第二限位孔之间，且与所述限位支架滑动连接；

所述第一限位孔内设有第一限位件，所述第二限位孔内设有第二限位件，所述限位支架通过所述第一限位件、所述第二限位件与所述变速器壳体可拆卸连接。

可选的，所述限位支架上具有U型凹槽，所述U型凹槽位于所述第一限位件与所述第二限位件之间，所述棘爪对应的所述齿与所述U型凹槽滑动连接。

可选的，所述限位支架上设置有滑动杆，所述滑动杆位于所述第一限位件与所述第二限位件之间，所述棘爪与所述滑动杆滑动连接。

可选的，所述第二连接杆包括顺次一体连接的第一环形杆与第二环形杆，所述第一环形杆的直径小于所述第二环形杆的直径；

所述第一连接杆上具有与所述第一环形杆相适配的连接孔，所述连接孔的孔径大于所述第一环形杆的直径，所述第一环形杆套设于所述连接孔内；

所述第三通孔位于所述第二环形杆上，所述弹性元件套设于所述第二环形杆上。

可选的，所述动力源与所述第一连接杆刚性连接。

可选的，所述棘爪上的所述齿为多个，所述棘轮上具有与多个所述齿相适配的多个所述齿槽。

另一方面，本发明实施例还提供了一种汽车，该汽车包括上述任一项所述的驻车机构。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：

通过设置棘爪沿棘轮的轴向运动，实现挂挡，避免了棘爪沿棘轮径向位移时需要采用回转长度较长的棘爪，简化了棘爪的长度，精简了驻车机构的空间布置，进而减小了驻车机构在变速器壳体内的占用空间；同时，通过上述部件的协同复配，进而提高了车身的整体利用效率，降低了生产成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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他的附图。

图1是本发明实施例提供的驻车机构结构示意图；

图2是本发明实施例提供的驻车机构结构示意图；

图3是本发明实施例提供的驻车机构未挂挡时结构示意图；

图4是本发明实施例提供的驻车机构挂挡时结构示意图；

图5是本发明实施例提供的驻车机构侧向示意图；

图6是本发明实施例提供的驻车机构装配结构示意图。

附图标记分别表示：

1-动力源，2-棘爪，21-第二通孔，

3-棘轮，4-驱动杆，41-第一连接杆，42-第二连接杆，43-第三通孔，

5-弹性元件，6-变速器壳体，7-销钉，8-限位支架。

具体实施方式

除非另有定义，本发明实施例所用的所有技术术语均具有与本领域技术人员通常理解的相同的含义。为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

一方面，本发明实施例提供了一种驻车机构，如附图1与附图2所示，该驻车机构包括：动力源1、棘爪2、棘轮3与驱动杆4。

驱动杆4包括顺次连接的第一连接杆41与第二连接杆42。

第一连接杆41与动力源1连接，棘爪2中心沿轴向开设有第一通孔，棘爪2通过第一通孔套接在第二连接杆42的一端，且与第二连接杆42相固定，第二连接杆42另一端与变速器壳体6上开设的连接筒滑动连接。

棘爪2与棘轮3相对平行设置，棘轮3上具有与棘爪2上的齿相适配的齿槽。

动力源1上设置有位置传感器，位置传感器与棘爪2电性连接。

本发明实施例提供的驻车机构，如附图1所示，挂档过程中，动力源1驱动第一连接杆41、棘爪2、第二连接杆42沿向棘轮3的方向作轴向运动，通过第二连接杆42与变速器壳体6上的连接筒滑动连接，第二连接杆42可以伸入连接筒内，直至棘爪2到达与棘轮3的齿槽啮合的位置；通过位置传感器感应到棘爪2的位置信息，当棘爪2上的齿位于棘轮3的齿槽内与齿槽啮合时，挂挡完成；当汽车解锁时，通过动力源1控制第一连接杆41、棘爪2、第二连接杆42沿远离棘轮3的方向做轴向运动返回至原位，棘爪2上的齿远离棘轮3上的凹槽，实现摘档。

本发明实施例提供的装置至少具有以下技术效果：

本发明实施例提供的驻车机构通过设置棘爪2沿棘轮3轴向运动，使棘爪2上的齿与棘轮3的齿槽啮合，实现挂挡，避免了棘爪2沿棘轮3径向运动时需要采用长度较长的棘爪2，简化了棘爪2的长度，精简了驻车机构的空间布置，进而减小了驻车机构在变速器壳体6内的占用空间；同时，通过上述部件的协同复配，提高了车身的整体利用效率，降低了生产成本。

可选的，动力源1可以为液压缸，通过液压缸的往复运动，对驱动杆4实现推动与拉伸，采用液压缸可以减小对驻车机构的占用面积，提高变速器空间使用效率。

通过在棘爪2上开设第一通孔，并将棘爪2通过第一通孔套接在第二连接杆42上，且与第二连接杆42固定，使棘爪2在向棘轮3轴向运动时不发生偏移，保证挂挡的稳定性与安全性。

棘爪2与第二连接杆42之间可以是可拆卸连接，例如螺纹连接，可以是在棘爪2的第一通孔内设置的内螺纹，在第二连接杆42上设置的外螺纹；也可以是在第一通孔内设置的外螺纹，在第二连接杆42上设置的内螺纹。

可以理解的是，变速器壳体6上设置的连接筒的深度可以根据棘爪2与棘轮3啮合时具体所需的距离提前计算好，当棘爪2与棘轮3啮合时，第二连接杆42的另一端正好与连接筒的筒底相抵，进一步实现对棘爪2的限位。第二连接杆42与连接筒滑动连接，示例的，可以是第二连接杆42的直径小于连接筒的内径，第二连接杆42套装在连接筒内；也可以是第二连接杆42的直径大于连接筒的内径，第二连接杆42套装在连接筒上。连接筒可以是设置在变速器壳体6上的圆柱形筒，连接筒与变速器壳体6之间可以是一体连接，例如，将设计好深度的连接筒焊接在变速器壳体6上，也可以是可拆卸连接，例如，将设计好深度的连接筒螺纹连接在变速器壳体6上。

可选的，如附图2、附图3、附图4和附图6所示，驻车机构还包括弹性元件5，弹性元件5套设于第二连接杆42上，弹性元件5一端与棘爪2相抵，另一端与变速器壳体6上的连接筒相抵。

可选的，弹性元件5可以是钢板弹簧、螺旋弹簧、扭杆弹簧和橡胶弹簧等，当弹性元件5为钢板弹簧时，钢板弹簧可以是中间开设有通孔的环形钢板弹簧，且环形钢板弹簧的直径大于第一通孔的直径，环形钢板弹簧穿过第二连接杆42与棘爪2相抵。当弹性元件5为螺旋弹簧时，螺旋弹簧套设在第二连接杆42上，且螺旋弹簧的直径大于第一通孔的直径，以便实现与棘爪2相抵。当弹性元件5为橡胶弹簧时，其可以是粘接在第二连接杆42上的橡胶弹簧。

可选的，当动力源1为液压缸时，位置传感器集成于液压缸上，通过位置传感器感应棘爪2的位置信号，控制棘爪2向棘轮3沿轴向移动的距离。

可选的，如附图2所示，棘爪2外壁沿径向具有第二通孔21，第二连接杆42与第一连接杆41连接的一端具有与第二通孔21相适配的第三通孔43。

第二通孔21与第三通孔43内设有销钉7。

第二连接杆42与棘爪2通过销钉7连接。

在棘爪2的外壁沿径向开设第二通孔21，第二连接杆42上开设与第二通孔21相适配的第三通孔43，使销钉7可以穿过第二通孔21与第三通孔43将第二连接杆42与棘爪2连接，保证棘爪2不脱离第二连接杆42，保持棘爪2的稳定性。通过销钉7连接棘爪2与第二连接杆42，可以保证在挂挡时，动力源1推动棘爪2沿朝向棘轮3的方向轴向运动时不发生偏移。

示例的，销钉7也可以为具有一定弹力的弹性销钉。可以理解的是，销钉7的直径大小与第二通孔21、第三通孔43的孔径相适配。即销钉7的直径不大于第二通孔21与第三通孔43的直径，保证销钉7可以穿过第二通孔21与第三通孔43实现对棘爪2与第二连接杆42的连接。

第二通孔21、第三通孔43可以是圆柱形的通孔，也可以是正方形、三角形等不规则形状的通孔，作为一种示例，当第二通孔21、第三通孔43为圆柱形的通孔时，销钉7为圆柱形的销钉7，且直径小于上述圆柱形的通孔；当第二通孔21、第三通孔43为不规则形状的通孔时，销钉7可以是圆柱形的销钉7，也可以是不规则形状的销钉7，只要销钉7的直径小于不规则形状的通孔的尺寸，能够伸入不规则形状的通孔即可。

可选的，销钉7可以是多个，示例的，可以是2个、3个、4个、5个、6个、7个等。可以理解的是，当销钉7为多个时，第二通孔21与第三通孔43也可以是相适配的多个，作为一种示例，当销钉7为3个时，第二通孔21与第三通孔43也为3个。可以理解的是，销钉7、第二通孔21与第三通孔43为多个时，只要与销钉7相对应的第二通孔21、第三通孔43一组的尺寸相适配即可，其他各组的尺寸可以与上一组的尺寸可以不同。

可选的，如附图2、附图3、附图4、附图5和附图6所示，驻车机构还包括限位支架8；

限位支架8上具有第一限位孔与第二限位孔，第一限位孔与棘爪2和棘轮3啮合前的位置相对，第二限位孔与棘爪2和棘轮3啮合后的位置相对，棘爪2位于限位支架8上的第一限位孔与第二限位孔之间，且与限位支架8滑动连接；

第一限位孔内设有第一限位件，第二限位孔内设有第二限位件，限位支架8通过第一限位件与第二限位件与变速器壳体6可拆卸连接。

限位支架8上开设有第一限位孔与第二限位孔，第一限位孔与棘爪2和棘轮3啮合前的位置相对，第二限位孔与棘爪2和棘轮3啮合后的位置相对。棘爪2位于限位支架8上的第一限位孔与第二限位孔之间，且与限位支架8滑动连接。

第一限位孔内设有第一限位件，第二限位孔内设有第二限位件，限位支架8通过第一限位件与第二限位件与变速器壳体6可拆卸连接。

限位支架8与变速器壳体6之间通过第一限位件、第二限位件可拆卸连接，示例的，第一限位孔与第二限位孔可以是螺栓孔，第一限位件与第二限位件可以是螺栓，限位支架8通过螺栓与变速器壳体6连接。可以理解的是，当第一限位件为螺栓时，第一限位孔的孔径与其连接的螺栓的直径相适配，当第二限位件为螺栓时，第二限位孔的孔径也应该与其连接的螺栓的直径相适配。

棘爪2位于限位支架8的第一限位孔与第二限位孔之间，且与限位支架8滑动连接，由于第二限位孔与棘爪2和棘轮3啮合后的位置相对，因此，当棘爪2运动到第二限位孔的一端时，由第二限位件对棘爪2进行限位，限制棘爪2进一步沿棘轮3的轴向移动，进而与棘轮3啮合。摘档时，棘爪2沿远离棘轮3的方向运动，当棘爪2运动至第一限位件的位置时，由于第一限位件与棘爪2与棘轮3啮合前的位置相对，此时，完成摘档。

可选的，限位支架8上开设有滑道，滑道位于第一限位件与第二限位件之间，棘爪2通过滑道与限位支架8滑动连接。

限位支架8可以是长方体的限位块，在限位块的两端开设第一限位孔与第二限位孔，第一限位件与第二限位件穿过上述第一限位孔与第二限位孔与变速器壳体6连接，进而通过第一限位件与第二限位件对棘爪2实现限位。也可以是在限位块上开设滑道，棘爪2位于滑道内，与限位支架8滑动连接。

示例的，可以是棘爪2上的其中一个爪位于上述滑道内，与滑道滑动连接，挂挡时，棘爪2在滑道内运动到第二限位件的一端棘爪2与棘轮3的齿槽啮合，实现挂挡，摘档时，棘爪2在滑道内运动到第一限位件的一端，实现摘档。

为了减少棘爪2与滑道之间的摩擦，滑道的尺寸与棘爪2的爪的尺寸相适配，同时，可以在滑道内加入润滑油，减少棘爪2与滑道之间的摩擦，进而减少部件之间的磨损。

可选的，限位支架8上具有有U型凹槽，U型凹槽位于第一限位件与第二限位件之间，棘爪2对应的齿与U型凹槽相抵且滑动连接。

U型凹槽与棘爪2的齿部分相抵，限制棘爪2绕驱动杆4中心产生角度位移，实现顺利挂档，并且保证摘挡后棘爪2与棘轮3的径向位置相对。

可选的，限位支架8上设置有滑动杆，滑动杆位于第一限位件与第二限位件之间，棘爪2通过滑动杆与限位支架8滑动连接。

棘爪2滑动杆滑动连接，示例的，可以是在棘爪2上开设孔洞，将滑动杆穿过上述孔洞，将棘爪2与滑动杆连接，也可以是在棘爪2上开设与滑动杆相适配的滑槽，滑动杆位于滑槽内，棘爪2沿着滑动杆滑动。考虑到棘爪2沿着滑动杆滑动时会产生相应的摩擦，棘爪2上开设的滑槽的尺寸与滑动杆的尺寸相适配，保证棘爪2运动时不脱离滑动杆的同时，尽量减少摩擦。也可以在棘爪2上擦拭润滑油，减少部件之间的摩擦。

可以理解的是，将棘爪2与限位支架8连接时应该保持棘爪2与棘轮3的齿槽之间纵向距离不变，不影响棘爪2与棘轮3齿槽之间的啮合。

可以理解的是，限位支架8在固定棘爪2的同时，还可以进一步保证棘爪2在向棘轮3运动时能够精确的与棘轮3的齿槽相啮合，通过限位支架8与位置传感器的共同配合，保证驻车机构运行的安全性与稳定性。

可选的，第二连接杆42包括顺次一体连接的第一环形杆与第二环形杆，第一环形杆的直径小于第二环形杆的直径。

第一连接杆41上具有与第一环形杆相适配的连接孔，连接孔的孔径大于第一环形杆的直径，第一环形杆套设于连接孔内。

第三通孔43位于第二环形杆上，弹性元件5套设于第二环形杆上。

第一连接杆41与第一环形杆可以是可拆卸连接，示例的，可以是在连接孔内开设的内螺纹，第一环形杆上开设外螺纹，上述内螺纹与外螺纹连接；也可以是在连接孔内开设的外螺纹，第一环形杆上开设内螺纹，上述内螺纹与外螺纹连接。

弹性元件5套设在第二环形杆上，第三通孔43位于第二环形杆上，与棘爪2外壁沿径向开设的第二通孔21连通。第二环形杆的外径小于弹性元件5的内径，方便弹性元件5套设于第二环形杆上。

可选的，动力源1与第一连接杆41刚性连接。

示例的，动力源1与第一连接杆41焊接连接，也可以是采用冲压的方式一体连接，采用冲压的加工方式，改善了驻车机构零部件的加工方式，使汽车零部件精简化，有利于驻车机构的空间布置和轻量化设计。

可选的，如附图5和附图6所示，棘爪2上的齿为多个，棘轮3上具有与多个齿相适配的多个齿槽。

在同样的驻车条件下，多齿配合结构相对于单齿配合可以降低单个齿的承受扭矩，从而合理减小棘轮3、棘爪2的尺寸，使本发明实施例提供的驻车机构零件的尺寸精简，有利于空间布置、轻量化、以及改善零件加工方式，例如由铸件改为冲压件，也有利于降低成本。上述的棘爪2的齿即本发明实施例所指的齿。示例的，棘爪2上的齿可以为2个、3个、4个等，当棘爪2上的齿多个时，棘轮3上开设有与棘爪2上的齿相适配的齿槽。

本发明实施例还提供了一种汽车，该汽车包括上述提及的任一项驻车机构。

上述所有可选技术方案，可以采用任意结合形成本公开的可选实施例，在此不再一一赘述。

以上仅为本发明的说明性实施例，并不用以限制本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种驻车机构，其特征在于，所述驻车机构包括：动力源(1)、棘爪(2)、棘轮(3)与驱动杆(4)；

所述驱动杆(4)包括顺次连接的第一连接杆(41)与第二连接杆(42)；

所述第一连接杆(41)与所述动力源(1)连接，所述棘爪(2)中心沿轴向开设有第一通孔，所述棘爪(2)通过所述第一通孔套接在所述第二连接杆(42)的一端，且与所述第二连接杆(42)相固定，所述第二连接杆(42)另一端与变速器壳体(6)上的连接筒滑动连接；

所述棘爪(2)与所述棘轮(3)相对平行设置，所述棘轮(3)上具有与所述棘爪(2)的齿相适配的齿槽，所述棘爪(2)被配置为沿所述棘轮(3)轴向运动，以使所述棘爪(2)与所述棘轮(3)啮合或远离所述棘轮(3)；

所述动力源(1)上设置有位置传感器，所述位置传感器与所述棘爪(2)电性连接；

所述驻车机构还包括限位支架(8)；

所述限位支架(8)上开设有第一限位孔与第二限位孔，所述第一限位孔与所述棘爪(2)和所述棘轮(3)啮合前的位置相对，所述第二限位孔与所述棘爪(2)和所述棘轮(3)啮合后的位置相对，所述棘爪(2)位于所述限位支架(8)上的所述第一限位孔与所述第二限位孔之间，且与所述限位支架(8)滑动连接；

所述第一限位孔内设有第一限位件，所述第二限位孔内设有第二限位件，所述限位支架(8)通过所述第一限位件、所述第二限位件与所述变速器壳体(6)可拆卸连接。

2.根据权利要求1所述的驻车机构，其特征在于，所述驻车机构还包括弹性元件(5)，所述弹性元件(5)套设于所述第二连接杆(42)上，所述弹性元件(5)一端与所述棘爪(2)相抵，另一端与所述变速器壳体(6)上的所述连接筒相抵。

3.根据权利要求2所述的驻车机构，其特征在于，所述棘爪(2)外壁沿径向具有第二通孔(21)，所述第二连接杆(42)与所述第一连接杆(41)连接的一端具有与所述第二通孔(21)相适配的第三通孔(43)；所述第二通孔(21)与所述第三通孔(43)内设有销钉(7)；所述第二连接杆(42)与所述棘爪(2)通过所述销钉(7)连接。

4.根据权利要求1所述的驻车机构，其特征在于，所述限位支架(8)上具有U型凹槽，所述U型凹槽位于所述第一限位件与所述第二限位件之间，所述棘爪(2)对应的所述齿与所述U型凹槽滑动连接。

5.根据权利要求1所述的驻车机构，其特征在于，所述限位支架(8)上设置有滑动杆，所述滑动杆位于所述第一限位件与所述第二限位件之间，所述棘爪(2)与所述滑动杆滑动连接。

6.根据权利要求3所述的驻车机构，其特征在于，所述第二连接杆(42)包括顺次一体连接的第一环形杆与第二环形杆，所述第一环形杆的直径小于所述第二环形杆的直径；所述第一连接杆(41)上具有与所述第一环形杆相适配的连接孔，所述连接孔的孔径大于所述第一环形杆的直径，所述第一环形杆套设于所述连接孔内；所述第三通孔(43)位于所述第二环形杆上，所述弹性元件(5)套设于所述第二环形杆上。

7.根据权利要求1所述的驻车机构，其特征在于，所述动力源(1)与所述第一连接杆(41)刚性连接。

8.根据权利要求1-7任一项所述的驻车机构，其特征在于，所述棘爪(2)上的所述齿为多个，所述棘轮(3)上具有与多个所述齿相适配的多个所述齿槽。

9.一种汽车，其特征在于，所述汽车包括权利要求1-8任一项所述的驻车机构。

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