汽车电动变速箱驻车机构

技术领域

本发明属于变速箱驻车技术领域，具体涉及汽车电动变速箱驻车机构。

背景技术

目前新能源汽车（包括纯电动汽车、增程汽车、混合动力汽车等）的驻车机构（P挡）大多采用电机驻车系统，但电机驻车长时间使用会导致电动机消磁严重，降低电动机效率，且对电池本身也有一定的损伤。本发明提供一种新能源车专用电动变速箱驻车机构，实现新能源汽车半坡驻车或者停车驻车功能，极大提高汽车行驶安全性。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提出汽车电动变速箱驻车机构；解决目前新能源汽车采用电机驻车系统会导致电动机消磁严重、效率下降以及损伤电池的问题。

为了达到上述目的，本发明是通过如下技术方案实现的。

汽车电动变速箱驻车机构，包括换挡电机，换挡电机的输出端可分离连接有蜗杆，蜗杆与扇形涡轮相啮合，扇形涡轮的旋转中心处固定设置有一根挡位轴，挡位轴连接于变速箱内部，挡位轴的上端与角度传感器相连接，扇形涡轮远离蜗杆的一端固定设置有换挡凸台，换挡拨叉的上端固定设置有两个挡块，换挡凸台位于两个挡块之间，换挡拨叉在拨叉轴上滑动，换挡拨叉与换挡齿套相卡接，换挡拨叉的一端固定设置有一根制动推杆，制动推杆上设置有制动柱，中间轴上固定设置有制动齿轮，制动推杆与制动齿轮之间转动连接有制动爪，制动爪的两个支臂分别位于制动推杆与制动齿轮上方。

进一步的，换挡电机的输出轴与扇形涡轮均水平设置。

进一步的，扇形涡轮的旋转中心处设置有一个上下贯通的固定孔，固定孔内部插接有一根竖直的挡位轴，挡位轴的侧面上设置有一个销孔，固定孔的侧壁上也设置有一个销孔，两个销孔相对应设置，通过一个弹性销插接于两个销孔中，从而将挡位轴与扇形涡轮相固定连接。

进一步的，挡位轴通过轴承转动连接于换挡盖板上，换挡盖板安装于变速箱的上端，换挡盖板的上端面固定设置有角度传感器，角度传感器通过螺栓与换挡盖板相固定连接，挡位轴伸出于换挡盖板上端的部分与角度传感器相连接。

进一步的，扇形涡轮的啮合面的中点与换挡凸台之间的连线经过固定孔的轴线。

进一步的，换挡拨叉的下方设置有输入轴，输入轴上套接有一挡主动齿轮与二挡主动齿轮，在一挡主动齿轮与二挡主动齿轮相互靠近的一侧端面上分别固定设置有一挡结合齿和二挡结合齿，一挡主动齿轮与二挡主动齿轮之间的输入轴上套接有换挡齿套，换挡齿套与输入轴通过花键结构相连接。

进一步的，中间轴上固定设置有设置有一挡中间从动齿轮与二挡中间从动齿轮，一挡中间从动齿轮与一挡主动齿轮相啮合，二挡中间从动齿轮与二挡主动齿轮相啮合。

进一步的，制动推杆远离换挡拨叉的一端设置有推动柱，所述推动柱包括一个圆柱体以及一个锥体，圆柱体与锥体均与制动推杆轴线相重合，圆柱体位于靠近换挡拨叉的一端，锥体位于远离换挡拨叉的一端，锥体靠近换挡拨叉一端的端面直径与圆柱体直径相同，锥体远离换挡拨叉一端的端面直径小于圆柱体的直径并且与制动推杆的直径相等。

进一步的，制动爪的两个支臂的连接处为旋转中心，制动爪靠近制动齿轮的一侧支臂的端面下端固定设置有卡接齿，当第二支臂的端部向下转动时，卡接齿卡接于制动齿轮的两个齿之间。

更进一步的，制动爪靠近制动推杆一侧的支臂下端面中部与变速箱壳体之间设置有复位弹簧。

本发明相对于现有技术所产生的有益效果为：

本发明提供的用于新能源汽车电动变速箱驻车机构，该机构为机械刹车系统，在电机驻车系统出现故障时能实现新能源汽车半坡驻车或者停车驻车功能，极大提高汽车行驶安全性，且所述驻车机构简单、体积小、成本低、质量可靠。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步详细的说明：

图1是本发明中未画出角度传感器的结构示意图；

图2是本发明中画出角度传感器的结构示意图；

图3是本发明的侧视图；

图4是制动爪与制动齿轮相卡接时的结构示意图；

图5是制动爪与制动齿轮相脱离时的结构示意图；

其中，1为输入轴、2为换挡电机、3为蜗杆、4为扇形涡轮、5为换挡拨叉、6为拨叉轴、7为制动爪、8为制动推杆、9为制动螺栓、10为输出轴、11为中间轴、12为制动齿轮、13为二挡结合齿、14为定位螺栓、15为角度传感器、16为换挡齿套、17为一挡结合齿、18为复位弹簧。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，结合实施例和附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。下面结合实施例及附图详细说明本发明的技术方案，但保护范围不被此限制。

如图1—5所示，本发明提供了汽车电动变速箱驻车机构，包括换挡电机2，所述换挡电机2固定设置于变速箱的内部，换挡电机2的输出端可分离连接有蜗杆3，蜗杆3与扇形涡轮4相啮合，蜗杆3与换挡电机输出轴同轴设置。换挡电机2带动蜗杆3同步转动。

所述蜗杆3一侧设置有水平的扇形涡轮4，蜗杆3与扇形涡轮4相啮合，随着蜗杆3的转动，可以带动扇形涡轮4围绕其旋转中心所转动。扇形涡轮4的旋转中心处设置有一个上下贯通的固定孔，固定孔内部插接有一根竖直的挡位轴，挡位轴的侧面上设置有一个销孔，固定孔的侧壁上也设置有一个销孔，两个销孔相对应设置，通过一个弹性销插接于两个销孔中，从而将挡位轴与扇形涡轮4相固定连接，这样挡位轴可以随着扇形涡轮4同步转动。

所述挡位轴的上端插接于换挡盖板的内部，挡位轴通过轴承转动连接于换挡盖板上，换挡盖板安装于变速箱的上端。换挡盖板的上端面固定设置有角度传感器15，角度传感器15通过螺栓与换挡盖板相固定连接。挡位轴伸出于换挡盖板上端的部分与角度传感器15相连接，当挡位轴转动时，角度传感器15可以检测到挡位轴所转动过的角度。

所述扇形涡轮4远离蜗杆3的一侧设置有换挡凸台，扇形涡轮4的啮合面的中点与换挡凸台之间的连线经过固定孔的轴线。所述换挡凸台的外侧面为圆弧面结构，换挡凸台的上下端面为平面结构。换挡凸台随着扇形涡轮4的转动而转动。

所述扇形涡轮4远离蜗杆3的一侧设置有拨叉轴6，拨叉轴6位于换挡凸台的下方，拨叉轴6的轴线与蜗杆3轴线相平行。拨叉轴6的两端分别与变速箱的内壁相固定连接。拨叉轴6的外侧套接有换挡拨叉5，换挡拨叉5与拨叉轴6为间隙配合，使得换挡拨叉5可以在拨叉轴6上进行轴向滑动。换挡拨叉5的上端面固定设置有两个挡块，两个挡块沿着拨叉轴6的长度方向所间隔设置。所述换挡凸台位于两个挡块之间，并且换挡凸台的外侧面分别与两个挡块相接触。

当换挡凸台随着扇形涡轮4一起转动时，换挡凸台与其中一个挡块相接触，从而给挡块一个压力，挡块受到压力后推动换挡拨叉5在拨叉轴6上进行滑动。

换挡拨叉5的下方设置有输入轴1，输入轴1通过轴承在变速箱内部转动连接。输入轴1的轴线与蜗杆3的轴线相平行设置。输入轴1上套接有一挡主动齿轮与二挡主动齿轮，在一挡主动齿轮与二挡主动齿轮相互靠近的一侧端面上分别固定设置有一挡结合齿17和二挡结合齿13，一挡结合齿17随着一挡主动齿轮同步转动，二挡结合齿13随着二挡主动齿轮同步转动。一挡主动齿轮与二挡主动齿轮之间的输入轴1上套接有换挡齿套16，换挡齿套16可以在输入轴1上进行滑动，换挡齿套16与输入轴1通过花键结构相连接，输入轴1可以带动换挡齿套16同步转动。

所述换挡拨叉5与换挡齿套16相卡接，换挡拨叉5可以带动同步器齿轮一起滑动。

所述变速箱内部转动连接有中间轴11，中间轴11与输入轴1相平行设置。中间轴11上固定设置有一挡中间从动齿轮与二挡中间从动齿轮，一挡中间从动齿轮与一挡主动齿轮相啮合，二挡中间从动齿轮与二挡主动齿轮相啮合。

变速箱内部还转动连接有输出轴10，输出轴10与输入轴1同轴设置，输出轴10上固定设置有输出齿轮，中间轴11上还固定设置有输出中间齿轮，输出齿轮与输出中间齿轮相啮合。输入轴1通过齿轮啮合来带动中间轴11转动，中间轴11再通过齿轮啮合来带动输出轴10转动，从而将动力从输入轴1传送至输出轴10上。

所述中间轴11上还固定设置有制动齿轮12，所述制动齿轮12位于一挡中间从动齿轮远离二挡中间从动齿轮的一侧。

所述换挡拨叉5靠近一挡主动齿轮的一侧端面上固定设置有一根制动推杆8，所述制动推杆8的轴线与拨叉轴6的轴线相平行设置，换挡拨叉5移动的同时带动制动推杆8同步移动。制动推杆8远离换挡拨叉5的一端设置有推动柱，所述推动柱包括一个圆柱体以及一个锥体，圆柱体与锥体均与制动推杆8轴线相重合，圆柱体位于靠近换挡拨叉5的一端，锥体位于远离换挡拨叉5的一端，锥体靠近换挡拨叉5一端的端面直径与圆柱体直径相同，锥体远离换挡拨叉5一端的端面直径小于圆柱体的直径并且与制动推杆8的直径相等。

所述制动推杆8与制动齿轮12之间设置有制动爪7，制动爪7包括两个支臂，第一支臂的端部边缘位于制动推杆8的上方，第二支臂的边缘位于制动齿轮12的上方，两个支臂的连接处为旋转中心，第一支臂与第二支臂围绕着旋转中心同时转动。

第二支臂位于制动齿轮12的一侧下端设置有卡接齿，当第二支臂的端部向下转动时，卡接齿卡接于制动齿轮12的两个齿之间，从而将制动齿轮12进行锁定，制动齿轮12无法继续转动；当第二支臂的端部向上转动时，卡接齿与制动齿轮12相脱离，制动齿轮12解除锁定，可以继续转动。

制动爪7的旋转中心处插接有一根制动螺栓9，制动爪7在制动螺栓9上进行转动。制动螺栓9与制动推杆8相平行，制动螺栓9与变速箱壳体相固定连接。

制动爪7的第一支臂下端面中部与变速箱壳体之间设置有复位弹簧18，当第一支臂向上转动后失去支撑力时，复位弹簧18将第一支臂拉回至初始状态。

所述变速箱壳体内部通过固定架设置有一个定位螺栓14，定位螺栓14的端部设置有一个可以回弹的钢珠。定位螺栓14的端部与换挡拨叉5相接触，换挡拨叉5的外侧面上设置有一排定位孔，定位孔的数量为四个，每个定位孔之间的间距分别与换挡拨叉5换挡时所要移动的距离相对应。定位螺栓14端部的钢珠卡接于换挡拨叉5的定位孔中，当换挡拨叉5移动时，钢珠收到压力回弹收缩，换挡拨叉5换挡完毕后，钢珠重新进入到相对应的定位孔中，通过定位螺栓1端部的钢珠将换挡拨叉5进行固定，防止换挡拨叉5在无需换挡的时候发生移动。

本发明的工作原理为：

当汽车需要换挡时，换挡电机2控制器发出指令，使电机旋转一定的角度，换挡电机2带动蜗杆3进行转动，蜗杆3带动扇形涡轮4进行转动。通过蜗杆3与扇形涡轮4的设置，可以将旋转方向转换角度，由水平转换为竖直，扇形涡轮4围绕挡位轴进行转动，同时扇形涡轮4带动挡位轴同步转动。扇形涡轮4上的换挡凸台随着扇形涡轮4同步转动，这样换挡凸台可以通过挡块带动换挡拨叉5沿着拨叉轴6进行滑动，从而带动换挡齿套16在输入轴1上进行滑动，从而实现了换挡的功能。

当换挡电机2正转一定角度时，换挡拨叉5推动换挡齿套16与一挡结合齿17相结合时，此时为一挡工况。

当换挡电机2继续正转一定角度时，换挡拨叉5带动制动推杆8向前移动，制动爪7的第一支臂下端面沿着制动柱上的锥面移动，直至移动到制动柱的圆柱体上，在移动的过程中，第一支臂在锥面的作用下向上转动，则第二支臂的端部向下转动，第二支臂上的卡接齿卡接与制动齿轮12上，制动齿轮12被锁定，中间轴11无法转动，从而实现了驻车的功能，此时为驻车工况。在转换驻车挡的过程中，复位弹簧18被拉伸。

当换挡电机2反向转动时，制动推杆8上的制动柱与第一支臂相脱离接触，第一支臂在复位弹簧18的回弹作用下向下转动，第二支臂上的卡接齿与制动齿轮12相脱离，开始转换为行驶状态。当反转到一定角度时，换挡拨叉5推动换挡齿套16与二挡结合齿13相结合，此时为二挡工况。

由于挡位轴与扇形涡轮4通过弹性销相固定连接，这样挡位轴随着扇形涡轮4同步转动，换挡盖板上的角度传感器15就可以检测挡位轴所转动过的角度，从而判断挡位信号，即此时处于一挡、二挡、空挡还是驻车挡。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。