電動駐車系統的執行器及其自鎖機構的制作方法

本發明涉及電動駐車系統的執行器，尤其涉及執行器的自鎖機構。

背景技術：

汽車的駐車系統主要用于防止已經停止的車輛溜動，傳統的駐車系統是手動操作的，俗稱“手剎”，駕駛者需要根據經驗控制拉動手剎的力度，對駕駛者的駕駛水平要求較高。

隨著技術的發展，電動駐車系統(epb,electricalparkbrake)逐漸取代傳統的機械手剎，現有的epb系統包括電機、與電機連接的執行器、以及安裝于汽車車輪上的致動器，所述執行器與致動器通過絲杠(leadscrew)或滾珠絲杠(ballscrew)等傳動，剎車時，駕駛者按下電動剎車按鈕啟動電機，執行器動作使絲杠或滾珠絲杠轉動，帶動致動器移動實現剎車制動。然而，使用絲杠傳動效率低下，使用滾珠絲杠傳動雖能提高傳動效率，但剎車后無法自鎖，汽車在剎車后會溜動。

技術實現要素：

有鑒于此，提供一種傳動效率高且能在剎車后自鎖的電動駐車系統的執行器及其自鎖機構。

一種自鎖機構，包括主動輪、與主動輪可轉動地連接的從動輪、夾置于主動輪與從動輪之間的卡鎖件、以及環繞所述卡鎖件的定輪，所述主動輪沿軸向向外凸出形成有撥塊，所述從動輪上形成有收容所述撥塊的卡槽，所述卡槽在周向上的寬度大于撥塊在周向上的寬度，所述卡鎖件可轉動地樞接于從動輪上，包括一面向定輪的外壁面，所述外壁面與卡鎖件的轉動軸心之間的距離h沿周向逐漸變化，其中外壁面在其周向的一側與卡鎖件的轉動軸心形成最大距離hmax、另一側與卡鎖件的轉動軸心形成最小距離hmin，卡鎖件的轉動軸心與定輪之間的間距小于最大距離hmax但大于最小距離hmin，卡鎖件可沿第一方向相對定輪自由轉動，卡鎖件沿第二方向相對定輪轉動時，卡鎖件的外壁面與定輪干涉而卡死。

一種電動駐車系統的執行器，用于驅動剎車致動器制動或解除制動，所述執行器包括馬達、與馬達連接的減速裝置、由減速裝置驅動的輸出件、以及設置于減速裝置與輸出件之間的自鎖機構，所述自鎖機構包括自鎖機構，包括主動輪、與主動輪可轉動地連接的從 動輪、夾置于主動輪與從動輪之間的卡鎖件、以及環繞所述卡鎖件的定輪，所述主動輪與減速裝置連接，從動輪與輸出件連接，主動輪沿軸向向外凸出形成有撥塊，所述從動輪上形成有收容所述撥塊的卡槽，所述卡槽在周向上的寬度大于撥塊在周向上的寬度，所述卡鎖件可轉動地樞接于從動輪上，包括一面向定輪的外壁面，所述外壁面與卡鎖件的轉動軸心之間的距離h沿周向逐漸變化，其中外壁面在其周向的一側與卡鎖件的轉動軸心形成最大距離hmax、另一側與卡鎖件的轉動軸心形成最小距離hmin，卡鎖件的轉動軸心與定環之間的間距小于最大距離hmax但大于最小距離hmin，卡鎖件可自由沿第一方向相對定輪轉動，卡鎖件沿第二方向相對定輪轉動時，卡鎖件的外壁面與定輪干涉而卡死。

本發明電動駐車系統的執行器通過其自鎖機構，使扭矩可以由馬達經由減速機構減速后傳遞至致動器，而不能反向傳動，在剎車制動后實現自鎖，防止溜車，保證了執行器的安全性和穩定性。

附圖說明

下面結合附圖，通過對本發明的具體實施方式詳細描述。

圖1為本發明電動駐車系統的執行器的組裝圖。

圖2為圖1的剖視圖。

圖3為圖1的爆炸圖。

圖4為執行器的自鎖機構的組裝圖。

圖5為圖4的爆炸圖。

圖6為圖4的剖視圖。

圖7為自鎖機構的一卡鎖件與定環的位置關系示意圖。

圖8為自鎖機構的另一角度視圖。

圖9為圖8的爆炸圖。

圖10為剎車時自鎖機構的狀態示意圖。

圖11為溜車時自鎖機構的做動關系示意圖。

圖12為自鎖機構鎖定時的狀態示意圖。

圖13為剎車后重新啟動時的做動關系示意圖。

圖14為自鎖機構解除鎖定后的狀態示意圖。

圖15為解除剎車時自鎖機構的狀態示意圖。

圖16為自鎖機構的另一實施例示意圖。

圖17為圖16的爆炸圖。

圖18為圖16的另一角度視圖。

圖19為圖16所示自鎖機構的剖視圖。

具體實施方式

如圖1至圖3所示，本發明電動駐車系統執行器100包括外殼10、收容于外殼10內的馬達20、與馬達20連接的減速機構30、輸出件40、以及設置于減速機構30與輸出件40之間的自鎖機構50。

所述外殼10包括殼座12以及連接于殼座12的頂端的蓋體14，所述蓋體14和殼座12共同形成容置空間收容所述馬達20、減速機構30、輸出件40、自鎖機構50等。其中馬達20用于提供動力源，其具有一輸出軸22，馬達20啟動后所述輸出軸22高速轉動。所述減速機構30包括傳動單元31以及行星輪單元32，其中行星輪單元32與馬達20并排設置，傳動單元31橫向連接于馬達20與行星輪單元32之間。所述自鎖機構50設置于行星輪單元32與輸出件40之間，所述輸出件40可由外殼10伸出至執行器100之外與致動器連接。執行器100啟動后，馬達20的高速轉動經由減速機構30減速后，驅動所述輸出件40低速轉動，帶動致動器制動剎車或解除制動。在剎車后，如果扭矩反向傳動，即由致動器向執行器100傳動，所述自鎖機構50動作使執行器100自鎖，避免剎車后溜車。

如圖3所示，本實施例中，所述減速機構30的傳動單元31為皮帶傳動，包括輸入輪33、輸出輪35、以及環套在輸入輪33與輸出輪35上的皮帶37。所述輸入輪33套接于馬達20的輸出軸22上，隨馬達20同步轉動；輸出輪35與行星輪單元32連接；皮帶37隨輸入輪33轉動并帶動輸出輪35轉動。較佳地，所述輸出輪35的尺寸遠大于輸入輪33的尺寸，從而輸出輪35輸出給行星輪單元32的轉速小于馬達20的轉速，進行初步減速。較佳地，如圖2所示，所述輸出輪35為底端開口的中空筒狀，行星輪單元32部分或全部伸入至輸出輪35內，以減小執行器100在軸向上的整體高度。

請同時參閱圖2，所述行星輪單元32包括一齒輪殼34、以及收容于齒輪殼34內的單級或多級行星輪36，如本實施例中為二級行星輪，第一級行星輪36位于輸出輪35內，第二級行星輪36位于輸出輪35外。

所述每一級行星輪36包括一太陽輪37、一行星架38、以及多個行星輪39，所述多個行星輪39分別通過一支撐軸可轉動地連接于行星架38上，所述太陽輪37位于所述多個行星輪39中間并與每一行星輪39嚙合。對應每一級行星輪36，所述齒輪殼34的內表面上形成有一圈齒與其所有行星輪39嚙合。當為多級行星輪36時，各級行星輪36逐級 串接，第一級行星輪36的太陽輪37連接于所述輸出輪35上并隨之同步轉動；下一級行星輪36的太陽輪37與上一級行星輪36的行星架38相連并隨之同步轉動。經過每一級行星輪36后，其行星架38的輸出速度相對于太陽輪37的輸入速度得以降低。如此通過行星輪單元32之后，輸出給輸出件40的轉速相對于馬達20得以大幅降低。本實施例中，第一級行星輪36的太陽輪37與所述輸出輪35連接并同步旋轉。優選地，所述輸出輪35由塑料制成，所述太陽輪37通過嵌件成型的方式與所述輸出輪35一體成型。

請同時參閱圖4至圖9，所述自鎖機構50連接于行星輪單元32與輸出件40之間，使得動力可以由行星輪單元32向輸出件40順利傳遞，而不能由輸出件40向行星輪單元32反向傳遞。所述自鎖機構50包括主動輪52、從動輪54、卡鎖件56、以及定輪58。其中，所述主動輪52與行星輪單元32連接，從動輪54與輸出件40連接，主動輪52在行星輪單元32的驅動下轉動，帶動所述從動輪54以及輸出件40轉動。本實施例中，所述主動輪52與最末一級行星輪36的行星架38為一體結構、輸出件40與從動輪54為一體結構，如此，可以進一步減小執行器100的軸向高度。

所述主動輪52與從動輪54相疊，所述卡鎖件56可轉動設置于所述從動輪54上，并夾置于主動輪52與從動輪54之間。所述定輪58環繞主動輪52以及從動輪54設置，并與所述卡鎖件56相作用。在行星輪39機構帶動輸出件40轉動時，卡鎖件56相對定輪58以第一方向(本實施例為逆時針方向)轉動時與定輪58分離；輸出件40自身反向轉動時，卡鎖件56相對定輪58以第二方向(即順時針方向)反向轉動，與定輪58干涉卡死，使整個執行器100自鎖，避免動力反向傳動而導致溜車。

本實施例中，所述主動輪52的中央形成有穿孔520，用于與從動輪54樞接。所述主動輪52的頂面上承載行星輪39，底面向下凸出形成有若干撥塊522，用于與從動輪54作用帶動其轉動。所述撥塊522環繞穿孔520設置，沿周向均勻間隔分布。所述主動輪52的底面的外邊緣還向下凸出形成有若干凸柱524，用于與所述卡鎖件56作用，實現解鎖。較佳地，所述凸柱524與撥塊522的數量相當，在周向上每一凸柱524位于相鄰的兩撥塊522之間。也就是說，在周向上所述撥塊522與凸柱524交替設置。

所述從動輪54的底面與輸出件40一體連接，頂面的中央向上凸出形成有凸臺540，所述凸臺540伸入至主動輪52的穿孔520內將從動輪54與主動輪52可轉動地連接。較佳地，所述凸臺540的中央形成有軸孔541，一心軸60穿過所述傳動單元31的輸出輪35、行星輪單元32后樞接于所述凸臺540內(如圖2所示)，保證減速機構30整體的同軸性。

所述從動輪54上對應主動輪52的撥塊522形成有若干卡槽542，所述卡槽542環繞凸臺540設置，沿周向均勻間隔分布，每一卡槽542用于收容以一相應的撥塊522。所述卡槽542的外形與撥塊522類似，但其在周向上的寬度要略大于撥塊522的寬度，如此撥塊522在卡槽542內有一定的轉動空間，也就是說主動輪52相對從動輪54可以有一小角度的轉動。本實施例中撥塊522與卡槽542均為多個，在其它實施例中，也可以其數量可以任意變化，也可為單個。

所述從動輪54上還形成有若干缺槽544，用于安裝卡鎖件56。所述缺槽544沿周向均勻間隔設置，每一缺槽544位于相鄰的兩卡槽542之間。從而缺槽544與卡槽542在周向上交替分布。本實施例中，所述缺槽544的在徑向上的內端呈圓形，外端大致呈扇形，所述內端與外端的連接處的寬度小于內端的直徑，外端由內端呈漸擴狀向外延伸并貫穿所述從動輪54的外圓周面。

請同時參閱圖5、圖6及圖7，所述卡鎖件56為多個，每一卡鎖件56包括一偏心楔562以及連接于偏心楔562上的一彈簧564。所述偏心楔562包括一連接端566以及一自由端568。所述連接端566呈圓柱狀，直徑與缺槽544的內端的直徑相當，可轉動地收容于缺槽544的內端。所述彈簧564的首端固定在偏心楔562的連接端566上，尾端565則彎折并伸出至所述偏心楔562的一側。本實施例中，所屬彈簧564由首端到尾端565沿逆時針方向螺旋，所述尾端565位于偏心楔562的周向上的前側，與從動輪54的缺槽544的一側相抵靠。

如圖5及圖7所示，所述偏心楔562的自由端568呈楔形，收容于缺槽544的外端。所述自由端568在周向上的寬度小于缺槽544的外端在周向上的寬度，如此偏心楔562的連接端566在缺槽544的內端內以其中心軸x為軸心轉動時，所述自由端568在外端內擺動。所述自由端568具有一面向定輪58的外壁面569，所述外壁面569為弧面，其中心偏離連接端566的中心軸x。所述外壁面569與中心軸x之間的距離h沿順時針方向逐漸增加，在外壁面569的周向上的后側(以順時針的一側為前側，逆時針的一側為后側)其與中心軸x形成最小距離hmin，在外壁面569的前側則與中心軸x形成最大距離hmax。

所述定輪58固定在外殼10內，其內徑略大于所述主動輪52以及從動輪54，如此主動輪52、從動輪54可以在定輪58內相對定輪58自由轉動。所述定輪58的內壁面581正對偏心楔562的外壁面569，所述內壁面581為圓柱面，與偏心楔562的連接端566的中心軸x在徑向上具有一間距d，所述間距d小于外壁面569與中心軸x的最大距離 hmax，但大于最小距離hmin，偏心楔562順時針轉動使偏心楔562的外壁面569與定輪58的內壁面582解除卡死，逆時針轉動則使外壁面569與內壁面582逐漸靠近，形成干涉并最終卡死不能轉動。較佳地，解鎖時沒有分離。

在將所述主動輪52與從動輪54組裝時，主動輪52上的撥塊522分別卡入從動輪54的相應的卡槽542內，凸柱524則分別伸入至一相應的缺槽544內，所述凸柱524位于缺槽544內的偏心楔562的后側，即凸柱524與彈簧564的尾端565分別位于偏心楔562的周向上的相對兩側，其中凸柱524偏心楔562的外壁面569的后側，即形成最小距離hmin的一側，彈簧564的尾端565位于外壁面569的前側，即形成最大距離hmax的一側。

以下以馬達20驅動輸出件40逆時針轉動啟動致動器剎車為例，對本發明執行器100的做動過程做詳細說明。首先，馬達20的輸出軸22的轉動通過傳動單元31傳遞至行星輪單元32，驅動主動輪52逆時針方向轉動，直至主動輪52轉動至其撥塊522與卡槽542的后側相觸碰，如圖10所示，帶動從動輪54以及輸出件40同步轉動，驅動致動器制動剎車。較佳地，在主動輪52相對從動輪54的轉動中，主動輪52相對卡鎖件56逆時針轉動，對卡鎖件56的偏心楔562形成順時針方向的摩擦力，使偏心楔562順時針轉動，如此保證在整個剎車制動的過程中卡鎖件56不會與定輪58卡死，保證主動輪52、從動輪54的轉動順暢。

在剎車制動后，如圖11所示，若輸出件40反向順時針轉動形成一解除制動的趨勢，而此時卡鎖件56在彈簧564的作用下，始終保持與定輪58內表面接觸。輸出件40的解除制動趨勢對卡鎖件56形成一逆時針方向的摩擦力，使偏心楔562逆時針方向轉動，隨著偏心楔562的轉動其外壁面569與定輪58的內壁面582干涉，最終卡死使卡鎖件56不能轉動。如圖12所示。卡鎖件56卡死后反作用于從動輪54，使整個執行器100形成自鎖，不再動作，如此輸出件40不能持續轉動解除制動，有效避免溜車。

當需要重新啟動汽車時，如圖13所示，馬達20反向轉動，帶動主動輪52順時針轉動，主動輪52的轉動首先使其凸柱524觸碰卡鎖件56，推動偏心楔562順時針轉動使其外壁面569與定輪58的內壁面582分離，解除執行器100的自鎖，如圖14所示。之后，主動輪52轉動至其撥塊522與卡槽542的前側相觸碰，如圖15所示，帶動從動輪54以及輸出件40同步順時針方向轉動，解除剎車制動，以重新啟動汽車。在解除制動時，由于偏心楔562的順時針轉動，彈簧564壓縮變形。在解除制動后，主動輪52停止轉動， 壓縮的彈簧564恢復變形，其尾端565推動卡鎖件56逆時針轉動一小的角度，使整個執行器100恢復至圖5所示狀態。

圖16至19所示為自鎖機構50的另一實施例，其不同之處主要在于主動輪52與從動輪54。本實施例中，如圖17、18所示，所述主動輪52的撥塊522以及凸柱524均靠近主動輪52的外邊緣，所述凸柱524為圓柱狀，插接固定在所述主動輪52上。所述從動輪54上的卡槽542與缺槽544均靠近其外邊緣設置，其卡槽542同樣在徑向上貫穿所述從動輪54的外圓周面。如圖19所示，所述主動輪52上的撥塊522以及凸柱524分別伸入從動輪54的卡槽542以及缺槽544內，通過撥塊522驅動從動輪54轉動制動剎車。所述偏心楔562的外壁面569沿逆時針方向呈漸擴狀，偏心楔562相對定輪58順時針轉動時其外壁面569與內壁面581干涉卡死，使執行器100自鎖，凸柱524設置于偏心楔562的前側，推動偏心楔562逆時針方向轉動解鎖，本實施例自鎖機構100的鎖定與解鎖原理與第一實施例相同，不再贅述。

由上述內容可知，本發明電動駐車系統的執行器100通過其自鎖機構50，使扭矩可以由馬達20經由減速機構30減速后傳遞至致動器，而不能反向傳動，在剎車制動后實現自鎖，防止溜車，保證了執行器100的安全性和穩定性。需要說明的是，本發明并不局限于上述實施方式，根據本發明的創造精神，本領域技術人員還可以做出其他變化，這些依據本發明的創造精神所做的變化，都應包含在本發明所要求保護的范圍之內。