动力切换装置和车辆的制作方法

本发明涉及车辆动力切换领域，具体地，涉及一种动力切换装置和具有该动力切换装置的车辆。

背景技术：

1、在混合动力汽车和纯电动汽车中，动力切换装置是控制电驱传动系统动力输出的重要组成部分。高性能的动力切换装置能够迅速可靠地按需传递及中断动力，适应混动及电动的要求。

2、目前，混合动力汽车和纯电动汽车的动力切换装置通常分别采用一个电机来驱动驻车机构和换挡机构，也就是说，驻车机构和换挡机构的操作采用不同的动力源进行驱动，同时需要对两个电机分别进行控制。这种布置方式使得动力切换装置的重量和体积都较大，对驻车和换挡的控制也比较复杂。

技术实现思路

1、本发明的一个方面要解决的技术问题是如何在保证动力切换装置精确的驻车和换挡控制的同时减小其重量以及节省其布置空间。

2、此外，本发明的其它方面还旨在解决或者缓解现有技术中存在的其它技术问题。

3、本发明提供了一种动力切换装置和车辆，具体而言，根据本发明的一方面，提供了：

4、一种动力切换装置，用于车辆，包括电机、电机轴和与所述电机轴同轴布置的切换机构，其中，所述动力切换装置还包括能够分别通过所述切换机构进行控制的换挡机构和驻车机构，所述切换机构包括能够由所述电机轴带动进行转动的驻车凸轮和换挡毂，所述驻车凸轮能够带动所述驻车机构的驻车棘爪进行转动，以进行驻车操作，所述换挡毂能够带动所述换挡机构的拨叉进行沿平行于所述电机轴的轴向方向的运动，以进行换挡操作。

5、可选地，根据本发明的一种实施方式，所述换挡机构包括与所述电机轴平行布置的拨叉轴以及同轴布置在所述拨叉轴上的拨叉和拨头，所述拨头固定在拨叉轴上并贴靠在所述换挡毂上，通过所述拨头能够将所述换挡毂的转动运动转化成所述拨叉轴沿其轴向方向的运动。

6、可选地，根据本发明的一种实施方式，所述换挡毂具有换挡型面，所述拨头上构造有支撑结构和导向部，所述支撑结构在所述换挡毂旋转时能够沿其换挡型面进行运动，所述导向部卡接在平行于所述电机轴的轴向方向固定布置的导向销上，使得拨头只能够沿拨叉轴的轴向方向运动，其中，所述换挡型面包括换挡区段，所述换挡区段为螺旋形曲面。

7、可选地，根据本发明的一种实施方式，所述换挡型面包括依次连接的驻车区段、空挡区段、所述换挡区段和在挡区段，所述驻车区段、空挡区段和在挡区段为垂直于电机轴的轴向方向的平面，当所述支撑结构在所述驻车区段、所述空挡区段和所述在挡区段中时，所述支撑结构保持不移位，当所述支撑结构在所述换挡区段中时，所述支撑结构沿平行于所述拨叉轴的轴向方向运动。

8、可选地，根据本发明的一种实施方式，所述支撑结构构造成支撑环，所述支撑环在沿换挡型面运动时自身在换挡型面上滚动。

9、可选地，根据本发明的一种实施方式，所述拨叉包括套装在拨叉轴上的、空心圆柱形的移动部，所述移动部在其两个端部处分别通过弹簧进行预紧，所述弹簧以卡簧支撑在拨叉轴上。

10、可选地，根据本发明的一种实施方式，在所述移动部与所述弹簧之间以及在所述弹簧与所述卡簧之间都布置有垫片。

11、可选地，根据本发明的一种实施方式，靠近所述拨头的弹簧对拨叉的预紧力大于远离所述拨头的弹簧对拨叉的预紧力。

12、可选地，根据本发明的一种实施方式，所述换挡机构还包括犬齿离合器，所述拨叉能够接合到所述犬齿离合器的齿套上，并带动所述齿套进行换挡操作。

13、可选地，根据本发明的一种实施方式，所述驻车机构包括驻车棘爪轴、驻车齿轮和转动连接到驻车棘爪轴上的驻车棘爪，所述驻车棘爪能够由所述驻车凸轮推动，以转动卡入到所述驻车齿轮中，从而锁止其转动运动，所述驻车机构还包括安装在驻车棘爪轴上的复位弹簧，以在所述驻车凸轮没有推动所述驻车棘爪时使驻车棘爪复位。

14、可选地，根据本发明的一种实施方式，当所述支撑结构在所述驻车区段中时，所述驻车凸轮推动所述驻车棘爪，使其转动卡入到所述驻车齿轮中，当所述支撑结构在所述空挡区段中时，所述驻车凸轮释放所述驻车棘爪，所述复位弹簧使所述驻车棘爪复位，当所述支撑结构在所述换挡区段和所述在挡区段中时，所述驻车凸轮不推动所述驻车棘爪，所述驻车齿轮处于转动状态。

15、根据本发明的另一方面，本发明提供了一种车辆，其中，所述车辆包括以上所述的动力切换装置。

16、本发明的有益之处包括：

17、1.本发明的动力切换装置中的驻车机构和换挡机构共用一个驱动电机，相比于现有技术中的动力切换装置节省了一个电机，从而节省了制造成本和布置空间，使得布置更加紧凑；

18、2.切换机构采用换挡毂与驻车凸轮进行有序配合，实现驻车、在档、空挡三种功能，且各机构之间互不干扰；

19、3.换挡毂的换挡型面与拨头之间采用滚动设计，降低了摩擦损耗，提高了系统效率；

20、4.给换挡拨叉设置了弹簧减震机构，减少了轴向冲击，提高了换挡平顺性；

21、5.换挡机构中采用犬齿离合器，以节省同步环及锥面，并同时降低了成本，节省了轴向及径向空间。

技术特征：

1.一种动力切换装置，用于车辆，包括电机、电机轴和与所述电机轴同轴布置的切换机构，其特征在于，所述动力切换装置还包括能够分别通过所述切换机构进行控制的换挡机构和驻车机构，所述切换机构包括能够由所述电机轴带动进行转动的驻车凸轮和换挡毂，所述驻车凸轮能够带动所述驻车机构的驻车棘爪进行转动，以进行驻车操作，所述换挡毂能够带动所述换挡机构的拨叉进行沿平行于所述电机轴的轴向方向的运动，以进行换挡操作。

2.根据权利要求1所述的动力切换装置，其特征在于，所述换挡机构包括与所述电机轴平行布置的拨叉轴以及同轴布置在所述拨叉轴上的拨叉和拨头，所述拨头固定在拨叉轴上并贴靠在所述换挡毂上，通过所述拨头能够将所述换挡毂的转动运动转化成所述拨叉轴沿其轴向方向的运动。

3.根据权利要求2所述的动力切换装置，其特征在于，所述换挡毂具有换挡型面，所述拨头上构造有支撑结构和导向部，所述支撑结构在所述换挡毂旋转时能够沿其换挡型面进行运动，所述导向部卡接在平行于所述电机轴的轴向方向固定布置的导向销上，使得拨头只能够沿拨叉轴的轴向方向运动，其中，所述换挡型面包括换挡区段，所述换挡区段为螺旋形曲面。

4.根据权利要求3所述的动力切换装置，其特征在于，所述换挡型面包括依次连接的驻车区段、空挡区段、所述换挡区段和在挡区段，所述驻车区段、空挡区段和在挡区段为垂直于电机轴的轴向方向的平面，当所述支撑结构在所述驻车区段、所述空挡区段和所述在挡区段中时，所述支撑结构保持不移位，当所述支撑结构在所述换挡区段中时，所述支撑结构沿平行于所述拨叉轴的轴向方向运动。

5.根据权利要求4所述的动力切换装置，其特征在于，所述支撑结构构造成能够转动的支撑环，所述支撑环在沿换挡型面运动时自身在换挡型面上滚动。

6.根据权利要求2至5中任一项所述的动力切换装置，其特征在于，所述拨叉包括套装在拨叉轴上的、空心圆柱形的移动部，所述移动部在其两个端部处分别通过弹簧进行预紧，所述弹簧以卡簧支撑在拨叉轴上。

7.根据权利要求6所述的动力切换装置，其特征在于，在所述移动部与所述弹簧之间以及在所述弹簧与所述卡簧之间都布置有垫片。

8.根据权利要求6所述的动力切换装置，其特征在于，靠近所述拨头的弹簧对拨叉的预紧力大于远离所述拨头的弹簧对拨叉的预紧力。

9.根据权利要求2至5中任一项所述的动力切换装置，其特征在于，所述换挡机构还包括犬齿离合器，所述拨叉能够接合到所述犬齿离合器的齿套上，并带动所述齿套进行换挡操作。

10.根据权利要求4或5所述的动力切换装置，其特征在于，所述驻车机构包括驻车棘爪轴、驻车齿轮和转动连接到驻车棘爪轴上的驻车棘爪，所述驻车棘爪能够由所述驻车凸轮推动，以转动卡入到所述驻车齿轮中，从而锁止其转动运动，所述驻车机构还包括安装在驻车棘爪轴上的复位弹簧，以在所述驻车凸轮没有推动所述驻车棘爪时使驻车棘爪复位。

11.根据权利要求10所述的动力切换装置，其特征在于，当所述支撑结构在所述驻车区段中时，所述驻车凸轮推动所述驻车棘爪，使其转动卡入到所述驻车齿轮中，当所述支撑结构在所述空挡区段中时，所述驻车凸轮释放所述驻车棘爪，所述复位弹簧使所述驻车棘爪复位，当所述支撑结构在所述换挡区段和所述在挡区段中时，所述驻车凸轮不推动所述驻车棘爪，所述驻车齿轮处于转动状态。

12.一种车辆，其特征在于，包括根据权利要求1至11中任一项所述的动力切换装置。

技术总结
本发明提供了一种动力切换装置和车辆，所述动力切换装置用于车辆，包括电机、电机轴和与所述电机轴同轴布置的切换机构，其中，所述动力切换装置还包括能够分别通过所述切换机构进行控制的换挡机构和驻车机构，所述切换机构包括能够由所述电机轴带动进行转动的驻车凸轮和换挡毂，所述驻车凸轮能够带动所述驻车机构的驻车棘爪进行转动，以进行驻车操作，所述换挡毂能够带动所述换挡机构的拨叉进行沿平行于所述电机轴的轴向方向的运动，以进行换挡操作。

技术研发人员：刘宝,李凌翔,陈钊滢,樊俊松
受保护的技术使用者：上汽通用汽车有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13