电动驻车系统的执行器及其自锁机构的制作方法

本发明涉及电动驻车系统的执行器，尤其涉及执行器的自锁机构。

背景技术：

汽车的驻车系统主要用于防止已经停止的车辆溜动，传统的驻车系统是手动操作的，俗称“手刹”，驾驶者需要根据经验控制拉动手刹的力度，对驾驶者的驾驶水平要求较高。

随着技术的发展，电动驻车系统(epb,electricalparkbrake)逐渐取代传统的机械手刹，现有的epb系统包括电机、与电机连接的执行器、以及安装于汽车车轮上的致动器，所述执行器与致动器通过丝杠(leadscrew)或滚珠丝杠(ballscrew)等传动，刹车时，驾驶者按下电动刹车按钮启动电机，执行器动作使丝杠或滚珠丝杠转动，带动致动器移动实现刹车制动。然而，使用丝杠传动效率低下，使用滚珠丝杠传动虽能提高传动效率，但刹车后无法自锁，汽车在刹车后会溜动。

技术实现要素：

有鉴于此，提供一种传动效率高且能在刹车后自锁的电动驻车系统的执行器及其自锁机构。

一种自锁机构，包括主动轮、与主动轮可转动地连接的从动轮、夹置于主动轮与从动轮之间的卡锁件、以及环绕所述卡锁件的定轮，所述主动轮沿轴向向外凸出形成有拨块，所述从动轮上形成有收容所述拨块的卡槽，所述卡槽在周向上的宽度大于拨块在周向上的宽度，所述卡锁件可转动地枢接于从动轮上，包括一面向定轮的外壁面，所述外壁面与卡锁件的转动轴心之间的距离h沿周向逐渐变化，其中外壁面在其周向的一侧与卡锁件的转动轴心形成最大距离hmax、另一侧与卡锁件的转动轴心形成最小距离hmin，卡锁件的转动轴心与定轮之间的间距小于最大距离hmax但大于最小距离hmin，卡锁件可沿第一方向相对定轮自由转动，卡锁件沿第二方向相对定轮转动时，卡锁件的外壁面与定轮干涉而卡死。

一种电动驻车系统的执行器，用于驱动刹车致动器制动或解除制动，所述执行器包括马达、与马达连接的减速装置、由减速装置驱动的输出件、以及设置于减速装置与输出件之间的自锁机构，所述自锁机构包括自锁机构，包括主动轮、与主动轮可转动地连接的从 动轮、夹置于主动轮与从动轮之间的卡锁件、以及环绕所述卡锁件的定轮，所述主动轮与减速装置连接，从动轮与输出件连接，主动轮沿轴向向外凸出形成有拨块，所述从动轮上形成有收容所述拨块的卡槽，所述卡槽在周向上的宽度大于拨块在周向上的宽度，所述卡锁件可转动地枢接于从动轮上，包括一面向定轮的外壁面，所述外壁面与卡锁件的转动轴心之间的距离h沿周向逐渐变化，其中外壁面在其周向的一侧与卡锁件的转动轴心形成最大距离hmax、另一侧与卡锁件的转动轴心形成最小距离hmin，卡锁件的转动轴心与定环之间的间距小于最大距离hmax但大于最小距离hmin，卡锁件可自由沿第一方向相对定轮转动，卡锁件沿第二方向相对定轮转动时，卡锁件的外壁面与定轮干涉而卡死。

本发明电动驻车系统的执行器通过其自锁机构，使扭矩可以由马达经由减速机构减速后传递至致动器，而不能反向传动，在刹车制动后实现自锁，防止溜车，保证了执行器的安全性和稳定性。

附图说明

下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述。

图1为本发明电动驻车系统的执行器的组装图。

图2为图1的剖视图。

图3为图1的爆炸图。

图4为执行器的自锁机构的组装图。

图5为图4的爆炸图。

图6为图4的剖视图。

图7为自锁机构的一卡锁件与定环的位置关系示意图。

图8为自锁机构的另一角度视图。

图9为图8的爆炸图。

图10为刹车时自锁机构的状态示意图。

图11为溜车时自锁机构的做动关系示意图。

图12为自锁机构锁定时的状态示意图。

图13为刹车后重新启动时的做动关系示意图。

图14为自锁机构解除锁定后的状态示意图。

图15为解除刹车时自锁机构的状态示意图。

图16为自锁机构的另一实施例示意图。

图17为图16的爆炸图。

图18为图16的另一角度视图。

图19为图16所示自锁机构的剖视图。

具体实施方式

如图1至图3所示，本发明电动驻车系统执行器100包括外壳10、收容于外壳10内的马达20、与马达20连接的减速机构30、输出件40、以及设置于减速机构30与输出件40之间的自锁机构50。

所述外壳10包括壳座12以及连接于壳座12的顶端的盖体14，所述盖体14和壳座12共同形成容置空间收容所述马达20、减速机构30、输出件40、自锁机构50等。其中马达20用于提供动力源，其具有一输出轴22，马达20启动后所述输出轴22高速转动。所述减速机构30包括传动单元31以及行星轮单元32，其中行星轮单元32与马达20并排设置，传动单元31横向连接于马达20与行星轮单元32之间。所述自锁机构50设置于行星轮单元32与输出件40之间，所述输出件40可由外壳10伸出至执行器100之外与致动器连接。执行器100启动后，马达20的高速转动经由减速机构30减速后，驱动所述输出件40低速转动，带动致动器制动刹车或解除制动。在刹车后，如果扭矩反向传动，即由致动器向执行器100传动，所述自锁机构50动作使执行器100自锁，避免刹车后溜车。

如图3所示，本实施例中，所述减速机构30的传动单元31为皮带传动，包括输入轮33、输出轮35、以及环套在输入轮33与输出轮35上的皮带37。所述输入轮33套接于马达20的输出轴22上，随马达20同步转动；输出轮35与行星轮单元32连接；皮带37随输入轮33转动并带动输出轮35转动。较佳地，所述输出轮35的尺寸远大于输入轮33的尺寸，从而输出轮35输出给行星轮单元32的转速小于马达20的转速，进行初步减速。较佳地，如图2所示，所述输出轮35为底端开口的中空筒状，行星轮单元32部分或全部伸入至输出轮35内，以减小执行器100在轴向上的整体高度。

请同时参阅图2，所述行星轮单元32包括一齿轮壳34、以及收容于齿轮壳34内的单级或多级行星轮36，如本实施例中为二级行星轮，第一级行星轮36位于输出轮35内，第二级行星轮36位于输出轮35外。

所述每一级行星轮36包括一太阳轮37、一行星架38、以及多个行星轮39，所述多个行星轮39分别通过一支撑轴可转动地连接于行星架38上，所述太阳轮37位于所述多个行星轮39中间并与每一行星轮39啮合。对应每一级行星轮36，所述齿轮壳34的内表面上形成有一圈齿与其所有行星轮39啮合。当为多级行星轮36时，各级行星轮36逐级 串接，第一级行星轮36的太阳轮37连接于所述输出轮35上并随之同步转动；下一级行星轮36的太阳轮37与上一级行星轮36的行星架38相连并随之同步转动。经过每一级行星轮36后，其行星架38的输出速度相对于太阳轮37的输入速度得以降低。如此通过行星轮单元32之后，输出给输出件40的转速相对于马达20得以大幅降低。本实施例中，第一级行星轮36的太阳轮37与所述输出轮35连接并同步旋转。优选地，所述输出轮35由塑料制成，所述太阳轮37通过嵌件成型的方式与所述输出轮35一体成型。

请同时参阅图4至图9，所述自锁机构50连接于行星轮单元32与输出件40之间，使得动力可以由行星轮单元32向输出件40顺利传递，而不能由输出件40向行星轮单元32反向传递。所述自锁机构50包括主动轮52、从动轮54、卡锁件56、以及定轮58。其中，所述主动轮52与行星轮单元32连接，从动轮54与输出件40连接，主动轮52在行星轮单元32的驱动下转动，带动所述从动轮54以及输出件40转动。本实施例中，所述主动轮52与最末一级行星轮36的行星架38为一体结构、输出件40与从动轮54为一体结构，如此，可以进一步减小执行器100的轴向高度。

所述主动轮52与从动轮54相叠，所述卡锁件56可转动设置于所述从动轮54上，并夹置于主动轮52与从动轮54之间。所述定轮58环绕主动轮52以及从动轮54设置，并与所述卡锁件56相作用。在行星轮39机构带动输出件40转动时，卡锁件56相对定轮58以第一方向(本实施例为逆时针方向)转动时与定轮58分离；输出件40自身反向转动时，卡锁件56相对定轮58以第二方向(即顺时针方向)反向转动，与定轮58干涉卡死，使整个执行器100自锁，避免动力反向传动而导致溜车。

本实施例中，所述主动轮52的中央形成有穿孔520，用于与从动轮54枢接。所述主动轮52的顶面上承载行星轮39，底面向下凸出形成有若干拨块522，用于与从动轮54作用带动其转动。所述拨块522环绕穿孔520设置，沿周向均匀间隔分布。所述主动轮52的底面的外边缘还向下凸出形成有若干凸柱524，用于与所述卡锁件56作用，实现解锁。较佳地，所述凸柱524与拨块522的数量相当，在周向上每一凸柱524位于相邻的两拨块522之间。也就是说，在周向上所述拨块522与凸柱524交替设置。

所述从动轮54的底面与输出件40一体连接，顶面的中央向上凸出形成有凸台540，所述凸台540伸入至主动轮52的穿孔520内将从动轮54与主动轮52可转动地连接。较佳地，所述凸台540的中央形成有轴孔541，一心轴60穿过所述传动单元31的输出轮35、行星轮单元32后枢接于所述凸台540内(如图2所示)，保证减速机构30整体的同轴性。

所述从动轮54上对应主动轮52的拨块522形成有若干卡槽542，所述卡槽542环绕凸台540设置，沿周向均匀间隔分布，每一卡槽542用于收容以一相应的拨块522。所述卡槽542的外形与拨块522类似，但其在周向上的宽度要略大于拨块522的宽度，如此拨块522在卡槽542内有一定的转动空间，也就是说主动轮52相对从动轮54可以有一小角度的转动。本实施例中拨块522与卡槽542均为多个，在其它实施例中，也可以其数量可以任意变化，也可为单个。

所述从动轮54上还形成有若干缺槽544，用于安装卡锁件56。所述缺槽544沿周向均匀间隔设置，每一缺槽544位于相邻的两卡槽542之间。从而缺槽544与卡槽542在周向上交替分布。本实施例中，所述缺槽544的在径向上的内端呈圆形，外端大致呈扇形，所述内端与外端的连接处的宽度小于内端的直径，外端由内端呈渐扩状向外延伸并贯穿所述从动轮54的外圆周面。

请同时参阅图5、图6及图7，所述卡锁件56为多个，每一卡锁件56包括一偏心楔562以及连接于偏心楔562上的一弹簧564。所述偏心楔562包括一连接端566以及一自由端568。所述连接端566呈圆柱状，直径与缺槽544的内端的直径相当，可转动地收容于缺槽544的内端。所述弹簧564的首端固定在偏心楔562的连接端566上，尾端565则弯折并伸出至所述偏心楔562的一侧。本实施例中，所属弹簧564由首端到尾端565沿逆时针方向螺旋，所述尾端565位于偏心楔562的周向上的前侧，与从动轮54的缺槽544的一侧相抵靠。

如图5及图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在周向上的宽度小于缺槽544的外端在周向上的宽度，如此偏心楔562的连接端566在缺槽544的内端内以其中心轴x为轴心转动时，所述自由端568在外端内摆动。所述自由端568具有一面向定轮58的外壁面569，所述外壁面569为弧面，其中心偏离连接端566的中心轴x。所述外壁面569与中心轴x之间的距离h沿顺时针方向逐渐增加，在外壁面569的周向上的后侧(以顺时针的一侧为前侧，逆时针的一侧为后侧)其与中心轴x形成最小距离hmin，在外壁面569的前侧则与中心轴x形成最大距离hmax。

所述定轮58固定在外壳10内，其内径略大于所述主动轮52以及从动轮54，如此主动轮52、从动轮54可以在定轮58内相对定轮58自由转动。所述定轮58的内壁面581正对偏心楔562的外壁面569，所述内壁面581为圆柱面，与偏心楔562的连接端566的中心轴x在径向上具有一间距d，所述间距d小于外壁面569与中心轴x的最大距离 hmax，但大于最小距离hmin，偏心楔562顺时针转动使偏心楔562的外壁面569与定轮58的内壁面582解除卡死，逆时针转动则使外壁面569与内壁面582逐渐靠近，形成干涉并最终卡死不能转动。较佳地，解锁时没有分离。

在将所述主动轮52与从动轮54组装时，主动轮52上的拨块522分别卡入从动轮54的相应的卡槽542内，凸柱524则分别伸入至一相应的缺槽544内，所述凸柱524位于缺槽544内的偏心楔562的后侧，即凸柱524与弹簧564的尾端565分别位于偏心楔562的周向上的相对两侧，其中凸柱524偏心楔562的外壁面569的后侧，即形成最小距离hmin的一侧，弹簧564的尾端565位于外壁面569的前侧，即形成最大距离hmax的一侧。

以下以马达20驱动输出件40逆时针转动启动致动器刹车为例，对本发明执行器100的做动过程做详细说明。首先，马达20的输出轴22的转动通过传动单元31传递至行星轮单元32，驱动主动轮52逆时针方向转动，直至主动轮52转动至其拨块522与卡槽542的后侧相触碰，如图10所示，带动从动轮54以及输出件40同步转动，驱动致动器制动刹车。较佳地，在主动轮52相对从动轮54的转动中，主动轮52相对卡锁件56逆时针转动，对卡锁件56的偏心楔562形成顺时针方向的摩擦力，使偏心楔562顺时针转动，如此保证在整个刹车制动的过程中卡锁件56不会与定轮58卡死，保证主动轮52、从动轮54的转动顺畅。

在刹车制动后，如图11所示，若输出件40反向顺时针转动形成一解除制动的趋势，而此时卡锁件56在弹簧564的作用下，始终保持与定轮58内表面接触。输出件40的解除制动趋势对卡锁件56形成一逆时针方向的摩擦力，使偏心楔562逆时针方向转动，随着偏心楔562的转动其外壁面569与定轮58的内壁面582干涉，最终卡死使卡锁件56不能转动。如图12所示。卡锁件56卡死后反作用于从动轮54，使整个执行器100形成自锁，不再动作，如此输出件40不能持续转动解除制动，有效避免溜车。

当需要重新启动汽车时，如图13所示，马达20反向转动，带动主动轮52顺时针转动，主动轮52的转动首先使其凸柱524触碰卡锁件56，推动偏心楔562顺时针转动使其外壁面569与定轮58的内壁面582分离，解除执行器100的自锁，如图14所示。之后，主动轮52转动至其拨块522与卡槽542的前侧相触碰，如图15所示，带动从动轮54以及输出件40同步顺时针方向转动，解除刹车制动，以重新启动汽车。在解除制动时，由于偏心楔562的顺时针转动，弹簧564压缩变形。在解除制动后，主动轮52停止转动， 压缩的弹簧564恢复变形，其尾端565推动卡锁件56逆时针转动一小的角度，使整个执行器100恢复至图5所示状态。

图16至19所示为自锁机构50的另一实施例，其不同之处主要在于主动轮52与从动轮54。本实施例中，如图17、18所示，所述主动轮52的拨块522以及凸柱524均靠近主动轮52的外边缘，所述凸柱524为圆柱状，插接固定在所述主动轮52上。所述从动轮54上的卡槽542与缺槽544均靠近其外边缘设置，其卡槽542同样在径向上贯穿所述从动轮54的外圆周面。如图19所示，所述主动轮52上的拨块522以及凸柱524分别伸入从动轮54的卡槽542以及缺槽544内，通过拨块522驱动从动轮54转动制动刹车。所述偏心楔562的外壁面569沿逆时针方向呈渐扩状，偏心楔562相对定轮58顺时针转动时其外壁面569与内壁面581干涉卡死，使执行器100自锁，凸柱524设置于偏心楔562的前侧，推动偏心楔562逆时针方向转动解锁，本实施例自锁机构100的锁定与解锁原理与第一实施例相同，不再赘述。

由上述内容可知，本发明电动驻车系统的执行器100通过其自锁机构50，使扭矩可以由马达20经由减速机构30减速后传递至致动器，而不能反向传动，在刹车制动后实现自锁，防止溜车，保证了执行器100的安全性和稳定性。需要说明的是，本发明并不局限于上述实施方式，根据本发明的创造精神，本领域技术人员还可以做出其他变化，这些依据本发明的创造精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。