[发明专利]一种驻车装置及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及机械传动技术领域，特别地，涉及一种驻车装置及其控制方法。

背景技术

目前，电动汽车的驻车装置，普遍只配置了手刹或者电子手刹。手刹系统是通过拉紧拉索来抱死后轮，起到制动防溜车的功能。这种驻车方式应用最普遍，但是经常会出现拉索松动甚至断裂的情况，如此车辆在坡道驻车过程中，手刹系统失效，由于电动汽车的驱动电机不具备被动制动的功能，因此存在很大的安全隐患。为了解决该安全隐患，变速箱的P档系统提供了解决方案。

变速箱的P档系统，通常由棘轮、卡爪、驱动系统、传动机构、锁止弹簧、回位弹簧等部件组成，详情是：(1)棘轮：它可能安装在变速箱的任意传动轴上。棘轮上面有驻车啮合齿轮，只要啮合齿轮啮合，就能使棘轮停止旋转，从而制动传动轴，使汽车驱动轮无法旋转，达到驻车的目的(2)卡爪：卡爪上面也带有与棘轮啮合齿匹配的啮合齿。它通常通过一圆柱销安装在壳体上面，它能绕圆柱销旋转。卡爪旋转到一定角度后，卡爪啮合齿与棘轮啮合，锁止棘轮；(3)驱动系统：它是驱动卡爪旋转的动力，可以是换挡手柄连接的拉索，也可以是电动或者液动执行机构；(4)传动机构：它是将驱动系统的旋转运动、或者直线运动，传递到卡爪并转换成卡爪旋转运动的机构，它还具有减速增扭的功能。传动机构通常具有位置自锁功能；(5)锁止弹簧：它具有保持锁止力的功能，当驾驶员启动驻车，传动机构将锁止弹簧压缩，压缩到设定的行程后，驱动系统就会停止驱动。如果驾驶员下电并离开车辆，因为传动系统的自锁功能，该弹簧始终会处于压缩状态，为卡爪持续提供锁止的力；(6)回位弹簧：始终为卡爪提供一个脱开的力，只要锁止弹簧压力不够，就会脱开啮合齿。

目前市场上面变速箱的P档装置具有以下缺陷：

1、坡道驻车时，坡度越大、溜坡力越大，棘轮制动扭矩越大，传动机构等部件承受的压力越大，运动阻力越大，P档解锁力需求越大，P档越难以脱出。因此在大坡重载工况驻车时，存在脱不出或者损伤系统零部件的风险。

2、在车辆行驶时，如果出现机械故障或者驱动系统电路短路，或者驾驶员误操作挂P档，可能驱使卡爪与棘轮啮合，锁止传动轴，导致车轮抱死。

综上所述，急需一种具有结构精简、能解决坡道驻车解锁力变大以及车辆行驶过程中能自动防止锁死棘轮等特点的P档装置以解决现有技术中存在的问题。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种结构精简、能解决坡道驻车解锁力变大以及车辆行驶过程中能自动防止锁死棘轮的驻车装置，具体技术方案如下：

一种驻车装置，包括驱动轴、驱动板、换挡板、卡爪、棘轮、锁止弹簧以及解锁弹簧；

所述驱动板与所述驱动轴刚性连接，且两者同步同心旋转；

所述换挡板与所述驱动板之间采用同回转中心的柔性连接，且两者之间设有提供锁止力的所述锁止弹簧；所述换挡板包括依次连接的锁止圆弧部位、啮合斜线部位、解锁圆弧部位以及解锁阻力弧线部位，所述锁止圆弧部位和所述换挡板的回转中心为不同心设置，且所述锁止圆弧部位用于P档处于锁止状态时顶住所述卡爪防止卡爪脱出；所述啮合斜线部位用于在换挡板受到外力作用下产生一个推力使得卡爪向啮合方向移动；所述解锁圆弧部位的圆心与所述换挡板的回转中心同心设置，且所述解锁圆弧部位用于给卡爪让开空间使得卡爪能够顺利与棘轮脱开；

所述卡爪通过卡爪轴活动设置，所述卡爪的回转中心轴线和所述换挡板的回转中心轴线相互平行，所述卡爪上配备有提供解锁扭矩的所述解锁弹簧；所述卡爪包括与棘轮上的齿部相啮合的卡爪啮合齿以及卡爪接触圆弧，所述解锁弹簧用于将卡爪接触圆弧与换挡板上的锁止圆弧部位、啮合斜线部位或解锁圆弧部位相接触。

以上技术方案中优选的，所述驱动轴与电动执行机构的输出接口刚性连接，电动执行机构中的电机旋转就能驱动驱动轴同步旋转，并且通过电动执行机构的旋转角度能探测到驱动轴的旋转角度；

所述驱动板的中间开一个与所述驱动轴相匹配的孔，所述驱动板通过所述孔套设在所述驱动轴上，所述驱动轴上的孔和所述驱动轴的横截面外轮廓均为四边形或三角形(还可以采用其他相匹配的形状)。

以上技术方案中优选的，所述卡爪通过卡爪轴活动设置机车壳体上；所述卡爪为7字形结构，所述卡爪啮合齿和所述卡爪接触圆弧均设置在其长边，其短边为所述解锁弹簧的勾臂；

所述棘轮设置在变速箱的传动轴上；所述棘轮上相间设有多个啮合齿和多个齿槽，所述齿槽的宽度为所述卡爪上的卡爪啮合齿的宽度的1.02-1.2倍。

以上技术方案中优选的，所述棘轮上的啮合齿和所述卡爪上的卡爪啮合齿相啮合的深度和角度均可调；