專利名稱：用于前輪驅(qū)動(dòng)車輛的液壓致動(dòng)的電子限滑差速器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及特別前^v驅(qū)動(dòng)車輛應(yīng)用適配的一種限滑差速器組件。
背景技術(shù)：
常規(guī)的后輪驅(qū)動(dòng)的機(jī)動(dòng)車輛通過經(jīng)由一個(gè)差速器連接到左和右輪軸 的一個(gè)傳動(dòng)軸來提供車輪驅(qū)動(dòng)扭矩。前輪驅(qū)動(dòng)車輛通過由一個(gè)變速驅(qū)動(dòng)橋 驅(qū)動(dòng)的差速器連接到前輪驅(qū)動(dòng)輪軸上。四輪驅(qū)動(dòng)和所謂的全輪驅(qū)動(dòng)車輛還 使用差速器來驅(qū)動(dòng)前和后輪軸。差速器允許在左與右側(cè)被驅(qū)動(dòng)的輪軸之間 發(fā)生車輪轉(zhuǎn)速上的差別。最早的和最基本的差速器設(shè)計(jì)作為開放式差速器 為人們所知，其中它們?cè)谶@兩個(gè)輪軸之間提供恒定的扭矩并且不進(jìn)行控制 這些車軸之間的相對(duì)的轉(zhuǎn)速的運(yùn)作。開放式差速器的一個(gè)眾所周知的缺點(diǎn) 發(fā)生在這些被驅(qū)動(dòng)的車輪之一接合具有一個(gè)低摩擦系數(shù)()a)的路表面而 另一邊具有一個(gè)更高的^時(shí)。在這種情況下，在低H的接觸表面所形成的 低牽引作用力阻止了在每個(gè)輪軸上形成顯著的扭矩。由于這兩個(gè)半軸之間 的扭矩是相對(duì)恒定的，很少能形成總牽引作用來將車輛拖離其位置。類似 的缺點(diǎn)發(fā)生在運(yùn)行時(shí)的動(dòng)態(tài)條件下，尤其是在低p或所謂的分離^l驅(qū)動(dòng)條 件下。
開放式差速器的以上局限性是眾所周知的并且已經(jīng)采用了眾多的設(shè) 計(jì)手段來解決這類缺點(diǎn)。 一種手段已知為一種鎖定式差速器。這些系統(tǒng)典 型地是基于機(jī)械地或液壓地或者使用其他策略來試圖把這兩個(gè)半軸連接 在一起以便以一個(gè)幾乎恒定的速度旋轉(zhuǎn)。因此，在這種運(yùn)行條件下，這兩 個(gè)輪軸不會(huì)相互限制扭矩。 一種基于機(jī)械鎖定式差速器典型地使用一個(gè)離 合器組件或摩擦材料界面，當(dāng)在這些輪軸之間檢測到一個(gè)速度差時(shí)，該界 面把這兩個(gè)車軸鎖定在一起。其他的系統(tǒng)在這些輪軸之間結(jié)合多個(gè)液力耦 合器，它們提供一定程度的速度耦合。
提供用于前輪驅(qū)動(dòng)車輛應(yīng)用的一種限滑或鎖定式差速器提出了特別 嚴(yán)格的封裝限制。發(fā)動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)系、變速驅(qū)動(dòng)橋軸、懸架以及轉(zhuǎn)向部件全 部存在于車輛的前發(fā)動(dòng)機(jī)艙之內(nèi)為額外的傳動(dòng)系部件提供了極小的封裝空間。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的液壓致動(dòng)的電子限滑差速器是特別為前輪驅(qū)動(dòng)應(yīng)用進(jìn) 行適配的并且可以直接地連接到車輛變速驅(qū)動(dòng)橋的開放式差速器上。 一個(gè) 中央的中間軸通過一個(gè)通用的或恒定速度型柔性扭矩連軸器通過該單元 從差速器到這些前驅(qū)動(dòng)軸之一上。 一個(gè)離合器組件被壓緊以便通過一個(gè)中 間軸將該差速器殼連接這些車軸之一上或與之脫離連接，該中間軸可以在 這兩個(gè)前驅(qū)動(dòng)軸之間提供一個(gè)鎖定或調(diào)制條件。
本發(fā)明的這些和其他方面以及多個(gè)優(yōu)點(diǎn)將通過閱讀本發(fā)明的以下詳 細(xì)的說明并結(jié)合這些附圖將變得清楚。


圖1是用于根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案用于一個(gè)鎖定或調(diào)制差速器的
致動(dòng)系統(tǒng)的示意圖2是圖1的致動(dòng)系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方案的截面圖；并且 圖3是根據(jù)另一個(gè)實(shí)施方案的一個(gè)致動(dòng)系統(tǒng)的示意圖。
具體實(shí)施例方式
圖l和圖2提供了用于一個(gè)限滑差速器組件的致動(dòng)系統(tǒng)。該致動(dòng)系統(tǒng) 總體上由參考號(hào)IO表示。
差速器組件16包括典型的差速器組件的基本元件，這些差速器組件 包括一個(gè)差速器殼24,該差速器殼由車輛的傳動(dòng)系輸出驅(qū)動(dòng)經(jīng)由一個(gè)齒輪 或鏈傳動(dòng)(未示出)來驅(qū)動(dòng)。 一對(duì)行星齒輪26可圍繞安裝到該差速器殼 上的一個(gè)共同的差速器軸旋轉(zhuǎn)。這些行星齒輪26與一對(duì)側(cè)齒輪28嚙合， 這些側(cè)齒輪進(jìn)而通過用于相關(guān)機(jī)動(dòng)車輛的左和右側(cè)的車4侖18、 20的中間 軸30、 32被花鍵連接或以其他方式連接到一對(duì)半軸31、 33。差速器組件 16的上述部件是所謂的開放式差速器的共同元件。前輪驅(qū)動(dòng)車輛還可以使 用一種差速器，它是一個(gè)行星齒輪組。
在某些低牽引條件下可能希望鎖定或調(diào)制差速器組件16以便在兩個(gè) 車軸31、 33之間提供一個(gè)恒定的或限制滑動(dòng)的速度。因此，該致動(dòng)系統(tǒng)l 0包括一個(gè)活塞40以及一個(gè)離合器組件42。該活塞40是液壓致動(dòng)的并且
6不旋轉(zhuǎn)。相比之下，差速器殼24和中間軸32各自關(guān)于該穩(wěn)定活塞40旋 轉(zhuǎn)。在正常的運(yùn)行條件下，允許差速器殼24和中間軸32以不同的速度旋 轉(zhuǎn)。致動(dòng)器殼體44附裝到差速器殼24上并且與該差速器殼24 —起旋轉(zhuǎn)。 離合器組件42包括兩組離合器片46、 48。第一組離合器片46通過一個(gè)花 鍵連接與致動(dòng)器殼體44接合并因此與差速器殼24—起旋轉(zhuǎn)。第二組離合 器片48以一個(gè)花鍵連接與一個(gè)軸部分50接合，該軸部分被附裝到中間軸 32上并且與其一起旋轉(zhuǎn)。典型地，第一組離合器片46與第二組離合器片 48交錯(cuò)以使離合器組件42內(nèi)的有效的摩擦表面積最大化。
為了在車軸31與33之間提供一個(gè)恒定或限制滑動(dòng)的速度，致動(dòng)系統(tǒng) 10通過離合器組件42摩擦地鎖定或限制中間軸32與差速器殼24之間的 速度差。為了使中間軸32鎖定或調(diào)節(jié)到差速器殼24,對(duì)活塞40液壓致動(dòng) 以使力延伸并施加到推力軸承52上。該推力軸承52作用于多個(gè)銷56上、 壓緊第一和第二組離合器片46和48 ，藉此摩擦地連接或限制中間軸32 到差速器殼24之間的滑差速度。為再次以開放式差速器模式運(yùn)行，液壓 壓力被解除并且一個(gè)彈簧54起作用以解除在多個(gè)銷56上的壓力，并因此， 活塞40允許離合器片46和48獨(dú)立地旋轉(zhuǎn)。此外，容易想到可取消該銷5 6和彈簧54,這樣活塞40通過推力軸承52直接作用在離合組件42上。
液壓回3各58 :故用來控制活塞40的致動(dòng)。 一個(gè)液壓泵60建立了一個(gè) 液壓系統(tǒng)壓力，該壓力通過一個(gè)止回閥64被提供給一個(gè)壓力調(diào)節(jié)器開關(guān)6 2。如果該液壓系統(tǒng)的壓力下降到低于一個(gè)最低壓力，該壓力調(diào)節(jié)器開關(guān)6 2啟動(dòng)電動(dòng)才幾59,藉此驅(qū)動(dòng)液壓泵60以使液壓系統(tǒng)的壓力增加到高于該 最低壓力。此外，來自該液壓泵60的流量送入一個(gè)壓力儲(chǔ)能器66。該壓 力儲(chǔ)能器66維持一個(gè)恒定的系統(tǒng)壓力以響應(yīng)于對(duì)流體的一個(gè)瞬間需求， 例如，當(dāng)驅(qū)動(dòng)活塞40時(shí)。該壓力儲(chǔ)能器66與一個(gè)主閥門70以及一個(gè)二 級(jí)閥門68處于流體聯(lián)通。當(dāng)被啟動(dòng)時(shí)，該二級(jí)閥門68將液壓提供給流體 室72，從而驅(qū)動(dòng)活塞40向前壓緊該離合器組件42的離合器片46 、 48。 該主閥門70提供一個(gè)信號(hào)水平壓力送給閥門68以控制傳遞到活塞40的 壓力。
一個(gè)電子控制單元69與該主閥門70的一個(gè)螺線管處于電聯(lián)通。由電 控制單元69提供給螺線管的電流量控制了提供給二級(jí)閥門68的壓力的量 值。這樣，該二級(jí)閥門68可以是一個(gè)滑閥，以便來自主閥門70的壓力在 該主閥門70的壓力與一個(gè)液壓反饋回路之間建立一個(gè)力平衡，該液壓反饋回路與該二級(jí)閥門68的輸出或活塞側(cè)聯(lián)通。因此，該力平衡引起該滑 閥實(shí)現(xiàn)方式中的滑閥芯的平衡，藉此控制傳遞到活塞40上的液壓壓力。 此外， 一個(gè)壓力傳感器74與該電控制單元69處于電聯(lián)通。該壓力傳感器 74是與在該二級(jí)閥68與該活塞40的室72之間的液壓管線71處于流體聯(lián) 通。因此，該壓力傳感器74基于驅(qū)動(dòng)該活塞40的壓力產(chǎn)生一個(gè)電信號(hào)并 且形成到電子控制單元69的一個(gè)電子反饋回路。該電反饋回路可以被該 電控制單元69用于調(diào)整提供給主閥門70的螺線管的電流從而創(chuàng)建一個(gè)可 變的壓力控制回路。由于給活塞40的壓力是可變地可調(diào)節(jié)的，該活塞40 可以將一個(gè)可調(diào)節(jié)的致動(dòng)壓力提供給離合器組件42以用來可變地控制離 合器片46 、 48的摩擦接合，并因此在差速器殼24與中間軸32之間鎖定 或調(diào)整。
如圖3所示，該系統(tǒng)還可以使用一個(gè)單個(gè)閥門設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)。因此，該 壓力儲(chǔ)能器66與一個(gè)閥門80處于流體聯(lián)通。當(dāng)被致動(dòng)時(shí)，該閥門80將 液壓壓力提供給流體室72從而驅(qū)動(dòng)活塞40向前壓緊離合器組件42的這 些離合器片。
一個(gè)電子控制單元69與閥門80的螺線管處于電聯(lián)通。由該電子控制 單元69提供給螺線管的電流量控制了通過閥門80所提供的壓力的量，藉 此控制傳遞到活塞40的液壓壓力。此外， 一個(gè)壓力傳感器74與該電子控 制單元69處于電:f關(guān)通。該壓力傳感器74與在閥門80與活塞40的室72 之間的液壓管線71處于流體聯(lián)通。因此，壓力傳感器74產(chǎn)生了基于驅(qū)動(dòng) 活塞40的壓力的一個(gè)電信號(hào)并形成了到電子控制單元69的一個(gè)電子反饋 回路。該電子反饋回路可由電子控制單元69用于調(diào)節(jié)提供給螺線管的電 流。如以上說明的，活塞40可將一個(gè)可調(diào)節(jié)的致動(dòng)壓力提供給離合器組 件42，從而可變化地控制這些離合器片的摩擦接合并且因此控制差速器殼 24與中間軸32之間的鎖定或調(diào)整。
正如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將會(huì)容易認(rèn)識(shí)到的，以上說明旨在作本發(fā)明 原理的實(shí)現(xiàn)方式的一個(gè)說明。本說明無意限制本發(fā)明的范圍或應(yīng)用，其中 如以下權(quán)利要求所定義的本發(fā)明很容易有變更、變體和改變而無需背離本 發(fā)明的精神。
權(quán)利要求
1. 一種用于控制機(jī)動(dòng)車輛的動(dòng)力傳動(dòng)系中的扭矩的差速器系統(tǒng)，包括一個(gè)差速器殼(24)，該差速器殼與一個(gè)差速器組件(16)相聯(lián)通；一個(gè)致動(dòng)器殼體(44)，該致動(dòng)器殼體被配置為與該差速器殼(24)一起旋轉(zhuǎn)；一個(gè)第一中間軸(32)，該第一中間軸延伸經(jīng)過該致動(dòng)器殼體(44)并與一個(gè)第一車輪(20)連接；一個(gè)第二中間軸(30)，該第二中間軸與該差速器組件(16)聯(lián)通并與一個(gè)第二車輪(18)連接；一個(gè)離合器組件(42)，用于摩擦地將該差速器殼(24)連接到該第一中間軸(32)，該離合器組件(42)包括接合該致動(dòng)器殼體(44)的一個(gè)第一組離合器片(46)，以及接合該第一中間軸(32)的一個(gè)第二組離合器片(48)；一個(gè)活塞(40)，該活塞用來壓緊該第一和第二組離合器片(46，48)，藉此摩擦地將該差速器殼(24)連接到該第一中間軸(32)。
2. 如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括一個(gè)推力軸承(52),該 推力軸承與該活塞(40)聯(lián)通并且被配置為驅(qū)動(dòng)一個(gè)銷(56)進(jìn)入該離合 器組件(42)之中，藉此壓緊該第一和第二組離合器片(46， 48)。
3. 如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括被配置為致動(dòng)該活塞(4 0)的一個(gè)液壓回^各(58)。
4. 如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括一個(gè)彈簧(54)，該彈簧 被配置為當(dāng)壓力^皮該液壓回路(58)釋》文時(shí)使該活塞(40)縮回。
5. 如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其中該液壓回路(58)包括一個(gè)儲(chǔ)能 器(66)以及用于操縱該活塞(40)的至少一個(gè)液壓閥(70),該儲(chǔ)能器(66)被配置為給至少一個(gè)液壓閥(70)提供一個(gè)恒定的壓力。
6. 如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其中該液壓回路(58)包括被配置為 向該活塞(40)提供一個(gè)可變的壓力的一個(gè)二級(jí)闊門(68)。
7. 如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中該液壓回路(58)包括一個(gè)主閥 門(70),該主闊門具有一個(gè)螺線管，該螺線管被配置為基于一個(gè)螺線管 電流向該二級(jí)閥門(68)提供一個(gè)可變的壓力。
8. 如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其中該液壓回路(58)包括一個(gè)壓力 傳感器(74),該壓力傳感器被配置為感測驅(qū)動(dòng)該活塞(40)的壓力以建 立一個(gè)電子反饋回路。
9. 如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中該第一組離合器片(46)被花鍵 連接到該致動(dòng)器殼體(44)并且該第二組離合器片(48)被花鍵連接到該 第一中間軸(32)上。
10. —個(gè)用于前輪驅(qū)動(dòng)車輛的差速器系統(tǒng)，該差速器系統(tǒng)包括 一個(gè)差速器殼(24),該差速器殼與一個(gè)差速器組件(16)聯(lián)通； 一個(gè)致動(dòng)器殼體(44),該致動(dòng)器殼體被配置為與該差速器殼(24)一同旋轉(zhuǎn)；一個(gè)第一中間軸(32),該第一中間軸延伸通過該致動(dòng)器殼體(44) 并且與一個(gè)第一前4侖(20)連接；一個(gè)第二中間軸(30)，該第二中間軸與該差速器組件(16)聯(lián)通并 且連到一個(gè)第二前輪(18);一個(gè)離合器組件(42),該離合器組件被配置為將該差速器殼(24) 摩擦連接到該第一中間軸(32)，該離合器組件(42)包括接合該致動(dòng)器 殼體(44)的一個(gè)第一組離合器片(46)以及接合該第一中間軸(32)的 一個(gè)第二組離合器片(48);一個(gè)活塞(40),該活塞由一個(gè)液壓回路(58)致動(dòng)并且通過一個(gè)推 力軸承(52)連接到該離合器組件(42)內(nèi)的一個(gè)銷(56)上，該銷(52) 被配置為壓緊該第一和第二組離合器片(46, 48),藉此響應(yīng)于由該液壓 回路(58)對(duì)該活塞(40)的致動(dòng)而將該差速器殼(24)摩擦地連接到該 第一中間軸(32);一個(gè)彈簧(54),該彈簧被配置為使該活塞(40)縮回，藉此在該液 壓回路(58)解除對(duì)抗該活塞(40)的壓力時(shí)將這些離合器片(46, 48) 釋放。
11. 如權(quán)利要求IO所述的系統(tǒng)，其中該液壓回路(58)包括一個(gè)儲(chǔ) 能器(66)以及用于操縱該活塞(40)的至少一個(gè)液壓閥(70),該儲(chǔ)能 器(66)被配置為向該至少一個(gè)液壓閥(70)提供一個(gè)恒定的壓力。
12. 如權(quán)利要求IO所述的系統(tǒng)，其中該液壓回路(58)包括一個(gè)二 級(jí)閥門(68),該二級(jí)閥門被配置為向該活塞(40)提供一個(gè)可變的壓力。
13. 如權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中該液壓回路(58)包括一個(gè)主閥門(70)，該主閥門具有一個(gè)螺線管，該螺線管被配置為基于一個(gè)螺線 管電流在該第二閥門(68)上提供一個(gè)可變的壓力。
14. 如權(quán)利要求IO所述的系統(tǒng)，其中該液壓回路(58)包括一個(gè)壓 力傳感器(74),該壓力傳感器被配置為感測驅(qū)動(dòng)該活塞(40)的壓力以 建立一個(gè)電子反饋回路。
15. 如權(quán)利要求IO所述的系統(tǒng)，其中該第一組離合器片(46)被花 鍵連接到該致動(dòng)器殼體(44)并且該第二組離合器片(48)被花鍵連接到 該第一中間軸(32)上。
全文摘要
用于前輪驅(qū)動(dòng)車輛的一種差速器系統(tǒng)。該差速器系統(tǒng)包括一個(gè)差速器殼(24)、一個(gè)致動(dòng)器殼體(44)、一個(gè)中間軸(32)、一個(gè)離合器組件(42)、以及一個(gè)活塞(40)。差速器殼(24)容納被配置為驅(qū)動(dòng)左和右半軸的一個(gè)差速器組件(16)。致動(dòng)器殼體(44)被配置為與該差速器殼(24)一起轉(zhuǎn)動(dòng)。中間軸(32)延伸通過致動(dòng)器殼體(44)。離合器組件(42)具有與致動(dòng)器殼體(44)接合的一個(gè)第一組離合器片(46)以及與中間軸(32)接合的一個(gè)第二組離合器片(48)。活塞(40)壓迫該第一和第二組離合器片(46，48)，藉此將差速器殼(24)摩擦地連接到中間軸(32)并且以此鎖定或調(diào)整差速器。
文檔編號(hào)B60K23/04GK101479128SQ200780024132
公開日2009年7月8日 申請(qǐng)日期2007年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月14日
發(fā)明者E·C·桑德斯特羅姆, R·凱勒 申請(qǐng)人:博格華納公司