检测装置、驻车锁止装置和机动车的制作方法

1.本实用新型涉及一种机动车的驻车锁止装置，尤其涉及用于检测驻车锁止装置的锁芯的位置的检测装置。


背景技术：

2.驻车锁止装置被用在机动车上以确保机动车在驻车或关闭动力源时不发生不期望的移动。为此，驻车锁止装置一般构造成通过锁芯锁住机动车中的从动力源到车轮的动力传递路径上的轴(例如变速器的输出轴)以防止其旋转。
3.存在对驻车锁止装置的锁芯的位置进行检测的需求，以判断其是否处于锁止位置从而保证可靠的锁止，或判断是否处于解锁位置，以保证例如在车辆需要启动时已经解锁。然而现有的驻车锁止装置有些没有对锁芯位置的检测装置，无法保证安全性。某些驻车锁止装置具有锁芯位置的检测装置，但是检测装置存在结构复杂、成本高、难以安装等各种问题。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本实用新型提供一种用于检测驻车锁止装置的锁芯的位置的检测装置，其中驻车锁止装置包括驱动锁芯在锁止位置和解锁位置之间平移的执行电机，执行电机的定子包括具有导磁性能的外壳，其中检测装置包括磁场产生件、导磁件以及磁场传感器，磁场产生件邻近定子的外壳设置，其中磁场产生件联接到锁芯以与锁芯同步地移动；导磁件与定子的外壳分别位于磁场产生件的两侧并分别与磁场产生件间隔开，以在磁场产生件、导磁件和定子的外壳之间形成磁路；磁场传感器位于磁路中，其检测由于磁场产生件的移动而变化的磁通，以输出关于与磁场产生件同步地移动的锁芯的位置的信号。
5.有利地，检测装置包括用于保持磁场产生件以带动其移动的保持构件，其中磁场产生件经由保持构件联接到锁芯。
6.根据本实用新型的另一方面，还提供一种驻车锁止装置，该驻车锁止装置包括执行电机、在执行电机的驱动下在锁止位置和解锁位置之间平移的锁芯以及用于检测锁芯的位置的检测装置，执行电机的定子包括具有导磁性能的外壳，其中检测装置包括磁场产生件、导磁件以及磁场传感器，磁场产生件邻近定子的外壳设置，其中磁场产生件联接到锁芯以与锁芯同步地移动；导磁件与定子的外壳分别位于磁场产生件的两侧并分别与磁场产生件间隔开，以在磁场产生件、导磁件和定子的外壳之间形成磁路；磁场传感器位于磁路中，其检测由于磁场产生件的移动而变化的磁通，以输出关于与磁场产生件同步地移动的锁芯的位置的信号。
7.有利地，执行电机包括容纳定子的壳体，其中在执行电机的壳体中邻近定子的外壳的位置处形成有朝向定子的外壳开放的槽，导磁件和磁场传感器均位于槽中，并且磁场产生件至少部分地位于槽中并能够相对于槽移动。
8.有利地，执行电机还包括在远离锁芯的一端与执行电机的壳体相邻地设置的端盖
以及设置在端盖内的电路板，槽延伸到执行电机的壳体的靠近端盖的端部，磁场传感器从槽伸出以连接到电路板。
9.有利地，检测装置还包括用于保持磁场产生件以带动其移动的保持构件，槽延伸到执行电机的壳体的靠近锁芯的端部，保持构件从槽伸出以联接到锁芯。
10.有利地，驻车锁止装置包括将执行电机的旋转输出转换成锁芯的平移运动的直线运动单元，其中保持构件联接到直线运动单元以与锁芯同步地移动。
11.有利地，其中执行电机包括沿执行电机的轴向设置在其转子上并随转子旋转的转子轴，并且直线运动单元包括设置在转子轴上的螺纹部和套装在螺纹部上的螺母、引导机构以及弹簧，引导机构与锁芯不能轴向相对移动地装配在一起，其中保持构件联接到引导机构；弹簧设置在螺母和引导机构之间以经由引导机构向锁芯施加弹性力。
12.有利地，引导机构包括连接到锁芯的推盘部件以及在一端与推盘部件连接并朝执行电机侧穿过螺母延伸至另一端的至少一个引导杆，引导杆在该另一端处设有用于与螺母的执行电机侧接触的止挡部，弹簧设置在螺母的传动轴侧和推盘部件之间，其中保持构件连接到推盘部件以与锁芯同步地移动。
13.根据本实用新型的另一方面，还提供一种机动车，其包括上述各示例的驻车锁止装置。
14.根据本实用新型的上述各种构型的检测装置以及包括检测装置的驻车锁止装置具有以下的有益效果之一：由于巧妙地利用了驻车锁止装置的执行电机的定子外壳的导磁性能，由定子的外壳构成磁路的一部分，其与磁场产生件以及导磁件一起构成磁路，减少了构成磁路所需要的导磁零部件的数量，优化了检测装置的磁路结构，降低了检测装置的制造复杂性和制造成本。使得该驻车锁止装置通过结构简单且成本较低的检测装置实现了对锁芯位置的可靠检测。且检测装置的各部件易于部署，便于安装。通过设置在执行电机的壳体中延伸到端盖处的槽，磁场传感器能够从槽的一端伸出以连接到电路板，方便安装。整个检测装置的尺寸小，不额外地增大电机和驻车锁止装置的体积，结构紧凑。且通过设置锁芯的引导机构，使得锁芯的运动更平稳，因此检测装置的检测结果也更为可靠和准确。
附图说明
15.本实用新型的其他细节及优点将通过下文提供的详细描述而变得显而易见。应理解的是，下列附图仅仅是示意性的且并非按比例绘制，因而不能视为对本实用新型的限制，下文将参照附图来进行详细描述，其中：
16.图1是本实用新型实施例的驻车锁止装置的剖视图。
具体实施方式
17.下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。下述参照附图对本实用新型实施方式的说明旨在对本实用新型的总体构思进行解释，而不应当理解为对本实用新型的一种限制。
18.另外，在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对实施例的全面理解。然而明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。
19.图1以剖视图的形式示出了根据本实用新型一个实施例的驻车锁止装置500。该驻
车锁止装置可用于锁止机动车中从动力源到车轮的动力传递路径上的适当轴，例如变速器的输出轴，或者对于本实用新型尤其适用的新能源汽车(如纯电动汽车、燃料电池汽车、油电混合动力汽车)来说也可以是驱动电机的输出轴(转子轴)。在本文中，可利用根据本实用新型的驻车锁止装置来锁止的轴统称为机动车的“传动轴”。
20.如图1所示，驻车锁止装置500可包括执行电机10和锁芯20，并用于锁止机动车的传动轴600以阻止其旋转。执行电机10可驱动锁芯20在锁止位置和解锁位置之间移动。在本文中，当描述涉及在轴向上朝着或面对传动轴600的位向(即在图1中朝左)时称为“传动轴侧”，而当描述涉及在轴向上朝着或面对执行电机10的位向(在图1中朝右)时称为“执行电机侧”。在本实用新型的示例中，锁芯20对传动轴600的锁止通过它们各自所设置的配对的花键部来实现。例如，在传动轴600的执行电机侧端部可沿其外周设置一圈花键部601，而在锁芯20的传动轴侧可设置一圈对应的花键部201。图1中示出的是锁芯20的解锁位置，可以看到此时花键部601和201彼此分离。当锁芯20沿轴向朝传动轴600移动至使得花键部601和201彼此接合的状态时，即到达锁止位置。
21.如图1所示，执行电机10为锁芯20的平移运动提供动力。执行电机10可例如采用常见的无刷直流电机的形式，并且包括定子、转子102和作为电机控制器的电路板103等。执行电机包括容纳定子、转子的壳体104以及在远离锁芯的一端与执行电机的壳体104相邻地设置的端盖1006，示例性地，电路板103容纳在端盖1006中。在图示的实施例中，例如，执行电机10包括沿轴向设置在转子102上并随转子旋转的转子轴105。转子轴105可以是转子102的一体部分。
22.在本实用新型的实施例中，为了对驻车锁止装置的锁芯的位置进行检测，以可靠地判断锁芯是否达到了解锁位置或是锁止位置，提供了一种用于检测驻车锁止装置的锁芯的位置的检测装置。如图1所示，检测装置包括邻近定子的外壳101设置的磁场产生件1001，以及导磁件1003，其中磁场产生件1001联接到锁芯20以与锁芯同步地移动；导磁件1003与定子的外壳101分别位于磁场产生件1001的两侧，并分别与磁场产生件1001间隔开以形成空隙，其中在磁场产生件1001、导磁件1003和定子的外壳101之间形成磁路；该检测装置还包括位于磁路中的磁场传感器1005，其检测由于磁场产生件1001的移动而变化的磁通，以输出关于与磁场产生件1001同步地移动的锁芯的位置的信号。
23.示例性地，如图1所示，该磁场产生件1001保持在保持构件1002上，从而通过保持构件1002联接到锁芯20以与锁芯20同步地移动。作为其保持方法，可以利用粘结材料将磁场产生件1001固定在保持构件1002上、或利用插入成形将磁场产生件1001埋入保持构件1002内进行固定，或利用具有弹力的保持构件1002的弹力将磁场产生件1001进行固定等方式。在图1所示的示例中，磁场发生件1001设置在保持构件1002的上表面上。
24.还应指出的是，本文中的“联接”是指能够利用把不同的零部件联成一体以使其联动的各种方式，其包括两部件之间间接地通过其他中间部件连接在一起的方式，也包括两部件之间直接地连接的方式，这种连接可以是固定连接，例如焊接、螺钉连接等，也可以是非固定的连接，例如卡接等。在本文中，该“联接”方式只要能保证磁场产生件1001与锁芯20之间的同步移动即可。
25.在上述示例中，磁场传感器1005(例如为线性霍尔传感器)位于由磁场产生件1001、导磁件1003和具有导磁性能的定子的外壳101(例如由层叠的硅钢片构成)之间形成
的磁路(在图1中以示意性的方式示出了磁路，其中的箭头方向为磁感线的方向)中，由于该磁场产生件1001在保持构件1002的带动下移动，因此通过该磁场传感器1005处的磁通的密度及方向发生变化。响应于该变化，磁场传感器1005输出与该变化对应的电气信号。从而根据该磁场传感器1005的信号，能够检测驻车锁止装置的锁芯20的位置，包括是否到达了对传动轴的锁止位置而完成了对传动轴的有效锁止，或是否处于解锁位置，以例如保证在车辆需要启动时保证驻车锁止装置已经解锁。
26.在现有技术中存在使用位于磁路中的磁场传感器来测量部件的移动的传感装置或称检测装置。但是现有的检测装置需要多片导磁材料来构成磁路，因此存在制造成本高、结构复杂并且装配难度大的问题。
27.而在本实用新型的上述示例的位置检测装置中，由于巧妙地利用了电机的定子的外壳的导磁性能，由定子的外壳构成磁路的一部分，减少了构成磁路所需要的导磁零部件的数量，优化了磁路结构，降低了位置检测装置的制造复杂性和制造成本。而且上述检测装置只需要将磁场产生件1001邻近定子的外壳101设置，并将磁场产生件1001例如通过中间部件联接到锁芯20、将传感器连接到电机的电路板即可实现安装，便于装配。本领域技术人员可以理解，其安装位置不限于图1中示出的示例性位置，而是可以根据空间需要适当地设置在执行电机上。
28.整体地，本实用新型还提供了一种驻车锁止装置，该驻车锁止装置500包括执行电机10、在执行电机的驱动下在锁止位置和解锁位置之间平移的锁芯20以及如上所述的用于检测锁芯的位置的检测装置。因此该驻车锁止装置通过结构简单且成本较低的检测装置实现了对锁芯位置的可靠检测。
29.在图1所示的驻车锁止装置中，作为检测装置的设置位置的一种示例，在执行电机的壳体104中邻近定子的外壳101的位置处形成有朝向定子的外壳开放的槽1000，导磁件1003和磁场传感器1005均位于槽1000中，并且磁场产生件1001至少部分地位于槽中并能够相对于槽移动。因此检测装置的各部件易于部署，便于装配。并且不增加执行电机的体积，使得驻车锁止装置的结构紧凑。
30.如图1所示，执行电机还包括在远离锁芯的一端与执行电机的壳体相邻地设置的端盖1006以及设置在端盖中的电路板103，槽1000在执行电机的轴向上贯通执行电机的壳体，因此磁场传感器1005能够从槽的一端(图1中的右端)伸出以连接到电路板103。采用该结构使得磁场传感器1005易于安装到电机的电路板103上，方便装配。如图1所示，保持构件1002可以从槽的另一端(图1中的左端)伸出以联接到锁芯20(通过中间部件连接到锁芯或是直接连接到锁芯)。
31.应当指出，虽然在本文中描述了在执行电机的壳体104内设置槽1000来容纳该检测装置的各部件，但是检测装置的设置方式不限于此。其可根据执行电机的具体结构和具体空间情况而灵活地进行设计，只要能够实现磁路并且检测到锁芯的移动位置即可。
32.作为将检测装置的磁场产生件1001联接到锁芯20以与其同步地移动的一种示例性的结构，在图1中示出了磁场产生件1001的保持构件1002连接到推盘部件4101以与锁芯同步地移动。本领域技术人员可以理解，保持构件和锁芯之间的联接结构不限于此。具体地，为了利用执行电机10驱动锁芯20平移，驻车锁止装置必然设置将执行电机的旋转输出转换成锁芯20的平移运动的直线运动单元。而磁场发生器1001或其保持构件1002只要联接
到该直线运动单元上，即可实现与锁芯的平移同步的运动。
33.进一步地，在图1所示的示例中，执行电机可包括沿轴向设置在其转子上并随转子旋转的转子轴105，并且直线运动单元可包括设置在转子轴上的螺纹部401和套装在螺纹部上的螺母402，还包括引导机构410，引导机构与锁芯20不能轴向相对移动地装配在一起，而保持构件1002联接到引导机构410；该直线运动单元还包括弹簧403，弹簧403设置在螺母和引导机构之间以经由引导机构410向锁芯施加弹性力。
34.在该示例中，直线运动单元被构造成丝杆-螺母机构。通过控制转子轴105及其螺纹部401的旋转，螺母402能在分别与锁芯20的解锁位置和锁止位置对应的第一位置和第二位置之间平移。当螺母402从第一位置朝第二位置(在图1中向左)平移时，将推压弹簧403并通过弹簧403推压引导机构410，并通过其向锁芯20施加弹性力。作用在锁芯20上的该弹性力将锁芯20推向锁止位置，从而实现锁止。由于引导机构410和锁芯20一起在轴向上运动，因此联接到引导结构410上的保持构件1002与锁芯20同步地移动，从而磁场传感器1005检测到锁芯20的移动位置。
35.作为该引导结构的具体示例，如图1所示，该引导机构410包括连接到锁芯的推盘部件4101以及至少一个引导杆4104，该至少一个引导杆4104在一端与推盘部件4101连接并朝执行电机侧穿过螺母402延伸至另一端，引导杆4104在该另一端处设有用于与螺母的执行电机侧接触的止挡部4106，而弹簧403沿轴向设置在螺母402的传动轴侧和推盘部件4101之间。螺母402在朝其第二位置平移(在图1中向右移动)时可通过止挡部4106带动引导杆4104及与之相连的推盘部件4101和由推杆部件4101所保持的锁芯20同向移动，从而将锁芯20从传动轴600处脱离，实现解锁。在该示例中，保持构件1002连接到推盘部件4101从而与锁芯同步地朝向解锁位置或是锁定位置移动。上述引导机构使得锁芯的运动更平稳，因此检测装置的检测结果也更为可靠和准确。
36.虽然本实用新型总体构思的一些实施例已被显示和说明，本领域普通技术人员将理解，在不背离本实用新型总体构思的原则和精神的情况下，可对这些实施例做出改变，本实用新型的范围以权利要求和它们的等同物限定。

技术特征：
1.一种检测装置，用于检测驻车锁止装置的锁芯(20)的位置，其特征在于，所述驻车锁止装置包括驱动所述锁芯(20)在锁止位置和解锁位置之间平移的执行电机(10)，所述执行电机的定子包括具有导磁性能的外壳(101)，其中所述检测装置包括：邻近所述定子的外壳(101)设置的磁场产生件(1001)，其中所述磁场产生件(1001)联接到所述锁芯(20)以与所述锁芯同步地移动；导磁件(1003)，其中所述导磁件(1003)与所述定子的外壳(101)分别位于所述磁场产生件(1001)的两侧并分别与所述磁场产生件(1001)间隔开，以在所述磁场产生件(1001)、所述导磁件(1003)和所述定子的外壳(101)之间形成磁路；以及位于所述磁路中的磁场传感器(1005)，其检测由于所述磁场产生件(1001)的移动而变化的磁通，以输出关于与所述磁场产生件(1001)同步地移动的所述锁芯(20)的位置的信号。2.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述检测装置包括用于保持所述磁场产生件(1001)以带动其移动的保持构件(1002)，其中所述磁场产生件(1001)经由所述保持构件(1002)联接到所述锁芯。3.一种驻车锁止装置，其特征在于，所述驻车锁止装置(500)包括执行电机(10)、在所述执行电机的驱动下在锁止位置和解锁位置之间平移的锁芯(20)以及用于检测锁芯的位置的检测装置，所述执行电机的定子包括具有导磁性能的外壳(101)，其中所述检测装置包括：邻近所述定子的外壳(101)设置的磁场产生件(1001)，其中所述磁场产生件(1001)联接到所述锁芯(20)以与所述锁芯同步地移动；导磁件(1003)，其中所述导磁件(1003)与所述定子的外壳(101)分别位于所述磁场产生件(1001)的两侧并分别与所述磁场产生件(1001)间隔开，以在所述磁场产生件(1001)、所述导磁件(1003)和所述定子的外壳(101)之间形成磁路；以及位于所述磁路中的磁场传感器(1005)，其检测由于所述磁场产生件(1001)的移动而变化的磁通，以输出关于与所述磁场产生件(1001)同步地移动的所述锁芯的位置的信号。4.根据权利要求3所述的驻车锁止装置，其特征在于，所述执行电机包括容纳所述定子的壳体(104)，其中在所述执行电机的壳体(104)中邻近所述定子的外壳(101)的位置处形成有朝向所述定子的外壳开放的槽(1000)，所述导磁件(1003)和所述磁场传感器(1005)均位于所述槽(1000)中，并且磁场产生件(1001)至少部分地位于所述槽中并能够相对于所述槽移动。5.根据权利要求4所述的驻车锁止装置，其特征在于，所述执行电机还包括在远离所述锁芯的一端与所述执行电机的壳体(104)相邻地设置的端盖(1006)以及设置在所述端盖内的电路板(103)，所述槽延伸到所述执行电机的壳体(104)的靠近所述端盖(1006)的端部，所述磁场传感器(1005)从所述槽伸出以连接到所述电路板(103)。6.根据权利要求4或5所述的驻车锁止装置，其特征在于，所述检测装置还包括用于保持所述磁场产生件(1001)以带动其移动的保持构件(1002)，所述槽延伸到所述执行电机的壳体(104)的靠近锁芯的端部，所述保持构件(1002)从所述槽伸出以联接到所述锁芯。7.根据权利要求6所述的驻车锁止装置，其特征在于，所述驻车锁止装置包括将所述执行电机(10)的旋转输出转换成所述锁芯(20)的平移运动的直线运动单元，其中所述保持构
件(1002)联接到所述直线运动单元以与所述锁芯同步地移动。8.根据权利要求7所述的驻车锁止装置，其特征在于，其中所述执行电机包括沿执行电机的轴向设置在其转子上并随所述转子旋转的转子轴(105)，并且所述直线运动单元包括：设置在所述转子轴上的螺纹部(401)和套装在所述螺纹部上的螺母(402)；引导机构(410)，所述引导机构与所述锁芯(20)不能轴向相对移动地装配在一起，其中所述保持构件(1002)联接到所述引导机构(410)；以及弹簧(403)，所述弹簧(403)设置在所述螺母和所述引导机构之间以经由所述引导机构(410)向所述锁芯施加弹性力。9.根据权利要求8所述的驻车锁止装置，其特征在于，所述引导机构(410)包括：连接到所述锁芯的推盘部件(4101)；以及在一端与所述推盘部件(4101)连接并朝执行电机侧穿过所述螺母(402)延伸至另一端的至少一个引导杆(4104)，所述引导杆(4104)在该另一端处设有用于与所述螺母的执行电机侧接触的止挡部(4106)，所述弹簧(403)设置在所述螺母(402)的传动轴侧和所述推盘部件(4101)之间；其中所述保持构件(1002)连接到所述推盘部件(4101)以与所述锁芯同步地移动。10.一种机动车，其特征在于，所述机动车包括根据权利要求3-9中任一项所述的驻车锁止装置。

技术总结
本实用新型涉及一种检测装置、包括检测装置的驻车锁止装置以及机动车。该检测装置用于检测驻车锁止装置的锁芯(20)的位置，驻车锁止装置包括驱动锁芯在锁止位置和解锁位置之间平移的执行电机(10)，执行电机的定子包括具有导磁性能的外壳(101)，其中检测装置包括导磁件(1003)和邻近定子的外壳设置并联接到锁芯(20)以与锁芯同步地移动的磁场产生件(1001)，在磁场产生件、导磁件和定子的外壳(101)之间形成磁路；检测装置还位于磁路中的磁场传感器(1005)，其检测由于磁场产生件的移动而变化的磁通，以输出关于锁芯的移动位置的信号。本实用新型的检测装置的部件数量少、制造成本低、各部件易于部署和安装，并且驻车锁止装置的结构紧凑。构紧凑。构紧凑。


技术研发人员：程涛 王展展 纪磊 曹向广
受保护的技术使用者：纬湃汽车电子（芜湖）有限公司
技术研发日：2022.09.07
技术公布日：2023/7/4