BRPI0601931B1 - Diferencial tratável com sistema de detecção de estado de travamento - Google Patents

Abstract

"diferencial travável com sistema de detecção de estado de travamento". um dispositivo de transmissão de potência incluindo um alojamento tendo um eixo de entrada, pelo menos um eixo de saída e um conjunto de engrenagem posicionado no alojamento. o conjunto de engrenagem transmite energia rotacional entre o eixo de entrada e o eixo de saída. o atuador elétrico inclui um membro linearmente movível e é operável para encaixar, de forma acionável, o membro movível com o conjunto de engrenagem. um sensor é posicionado dentro do alojamento e operável para liberar um sinal indicativo da posição linear do membro movível.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para: "DIFERENCIAL TRAVÁVEL COM SISTEMA DE DETECÇÃO DE ESTADO DE TRAVAMENTO".

Antecedentes da Invenção A presente invenção refere-se, de modo geral, a diferenciais para veículos automotores e, mais particularmente, a um diferencial de travamento com um sistema de detecção de estado de travamento.

Como é conhecido, muitos veículos automotores são equipados com sistema de linhas de acionamento que incluem diferenciam que funcionam para interconectar, de forma acionáve.1, um eixo de entrada e um par de eixos de saída. O diferencial funciona para transmitir torque de acionamento para os eixos de saída, enquanto permite a diferenciação de velocidade entre os eixos de saída.

Os diferenciais convencionais incluem um par de engrenagens laterais fixadas para rotação com os eixos de saída e dois ou mais conjuntos de engrenagens de pinhão enredadas montadas dentro de um invólucro diferencial. No entanto, o mecanismo diferencial convencional tem uma deficiência, quando um veículo é operado em uma superfície escorregadia. Quando uma roda do veículo está sobre uma superfície tendo um coeficiente de atrito baixo, a maior parte ou todo o torque será entregue à roda deslizante.

Como um resultado, o veículo frequentemente torna-se imóvel.

Para superar esse problema, é conhecido proporcionar um diferencial mecânico, onde um mecanismo adicional limita ou impede seletivamente a diferenciação da velocidade entre os eixos de entrada. Tipicamente, o dispositivo mecânico usado para proporcionar a função de deslizamento limitado ou não deslizamento é uma embreagem de atrito. A embreagem de atrito é um dispositivo passivo que limita a velocidade diferencial entre os eixos de saída apenas após uma certa velocidade diferencial ter sido atendida. Adicionalmente, tais dispositivos mecânicos podem não estar seletivamente desencaixados durante a operação de sistema de frenagem antitravamento ou sistema de controle de tração de veículos. Por exemplo, sistema de frenagem antitravamento podem tentar medir e controlar a velocidade rotacional de cada roda independentemente. Se diferencial mecânico do tipo limitador de escorregamento estã presente, o controle independente da velocidade de cada roda acoplada a um diferencial não é mais possível. Conseqüentemente, será desejável prover um diferencial aperfeiçoado que pode ser controlado ativamente em conjunto com outros sistemas de controle presentes no veículo. O sistema de detecção operãvel para determinar o estado de operação presente do diferencial pode ser também desejável.

Sumário da Invenção A presente invenção refere-se a um dispositivo de transmissão de potência incluindo um alojamento tendo um eixo de entrada, pelo menos um eixo de saída e um conjunto de engrenagens posicionado no alojamento. 0 conjunto de engrenagens transmite potência de rotação entre o eixo de entrada e o eixo de saída. Um atuador elétrico inclui um membro movível linearmente e é operãvel para encaixar, de forma acionãvel, o membro movível com o conjunto de engrenagens. Um sensor é posicionado dentro do alojamento e operável para liberar um sinal indicativo da posição linear do membro movível. Áreas adicionais de aplicabilidade da presente invenção' tornar-se-ão aparentes a partir da descrição detalhada proporcionada aqui a seguir. Deve ser entendido que a descrição detalhada e exemplos específicos, enquanto indicam uma concretização preferida da invenção, são pretendidos apenas para propósitos de ilustração e não são pretendidos para limitar o escopo da presente invenção. Breve Descrição dos Desenhos A presente invenção tornar-se-á mais completamente entendida a partir da descrição detalhada e desenhos anexos, em que: A figura 1 é uma vista esquemática de um trem de acionamento de veículo automotor exemplificativo incluindo uma montagem diferencial da presente invenção. A figura 2 é uma vista em perspectiva fragmentada de um eixo de acionamento frontal da presente invenção. A figura 3 é uma vista em perspectiva fragmentada do eixo de acionamento frontal da presente invenção. A figura 4 é uma vista em perspectiva explodida de uma montagem diferencial da presente invenção. A figura 5 é uma vista terminal da montagem diferencial da presente invenção. A figura 6 é uma vista lateral de seção transversal da montagem diferencial da presente invenção, tomada ao longo da linha 6-6 da figura 5. A figura 7 é uma vista lateral fragmentada da montagem diferencial da presente invenção mostrando o anel atuador em uma posição desencaixada da engrenagem lateral. A figura 8 é uma vista lateral fragmentada da montagem diferencial da presente invenção, mostrando o anel atuador encaixada, de forma acionãvel, com a engrenagem lateral. A figura 9 é uma perspectiva fragmentada de uma segunda montagem diferencial da concretização. A figura 10 é um esquema que representa um circuito que inclui uma segunda concretização de montagem de sensor. A figura 11 é um gráfico que mostra a densidade de campo magnético versus distância para uma primeira concretização de montagem de sensor. A figura 12 é um gráfico que mostra a densidade de campo magnético versus distância para uma segunda concretização de montagem de sensor.

Descrição Detalhada da Concretização Preferida A presente invenção é direcionada a um diferencial aperfeiçoado com um sistema de detecção de estado de travamento para um trem de acionamento para um veículo automotor. 0 diferencial da presente invenção inclui um atuador operãvel para posicionar o diferencial em uma condição "aberto" ou "travado". O sistema de detecção provê um sinal que indica se o diferencial está na condição "aberto" ou "travado". Deve ser apreciado que o diferencial da presente invenção pode ser utilizado em uma ampla variedade de componentes de linha de acionamento e não é pretendido para ser especificamente limitado à aplicação particular aqui descrita. Além disso, o atuador do diferencial da presente invenção pode ser usado em conjunto com muitos tipos de diferenciais, tais como aqueles tendo um projeto de engrenagem oblíqua ou projeto espiralado de eixo paralelo, que pode ser de uma variedade aberta ou de escorregamento limitado.

Com referência às figuras 1-3, um trem de acionamento 6 para um veículo automotor exemplificativo é mostrado para incluir um motor 8, uma transmissão 10, um invólucro de transferência 10, um eixo propulsor dianteiro 14 e um eixo propulsor traseiro 16. Eixo propulsor traseiro 16 proporciona torque para uma montagem de eixo traseiro 18. O eixo propulsor dianteiro 14 proporciona torque do motor para um eixo de pinhão 20 de uma montagem de eixo frontal 22. A montagem de eixo frontal 22 inclui um alojamento de eixo 24, uma montagem diferencial 26 suportada no alojamento de eixo 24 e um par de eixos de acionamento 28 e 30 respectivamente interconectados às rodas dianteiras direita e esquerda 32 e 34. 0 eixo de pinhão 20 tem uma engrenagem de pinhão 3 6 fixada ao mesmo que aciona uma engrenagem anelar 38 que é fixada a um invólucro diferencial 40 da montagem diferencial 26. O invólucro diferencial 40 é suportado, de forma rotacionável, pelos mancais 41. Os mancais 41 são retidos pelos tampões de mancai 42 acoplados ao alojamento de eixo 24. Um conjunto de engrenagens 43 (figura 4) suportado dentro do invólucro diferencial 40 transfere energia rotacional do invólucro diferencial para os eixos de acionamento 28 e 30, e facilita a' rotação relativa (isto é diferenciação) entre os mesmos. Assim, a energia rotacional do motor 8 é transmitida para os eixos de acionamento 28 e 30 para acionamento das rodas dianteiras 32 e 34, através da transmissão 10, invólucro de transferência 12, eixo propulsor dianteiro 14, eixo de pinhão 20, invólucro diferencial 40 e conjunto de engrenagem 43. Enquanto a montagem diferencial 26 é representada em um aplicativo de acionamento de rodas frontais, a presente invenção é contemplada para uso em montagens diferenciais instaladas em eixos de rastreamento, eixos traseiros, invólucros de transferência para uso nos veículos de acionamento de quatro rodas e/ ou qualquer outra aplicação de linha de acionamento veicular conhecida.

As figuras 4 a 8 representam a montagem diferencial 26 para incluir o invólucro diferencial 40 e conjunto de engrenagem 43. 0 conjunto de engrenagem 43 inclui um par de engrenagens de pinhão 44 suportado, de forma rotacionãvel, em um eixo transversal 45. As primeira e segunda engrenagens laterais 46 e 47 são interconectadas, de forma acionãvel, às engrenagens de pinhão 44 e eixos de acionamento 28 e 30. A montagem diferencial 26 também inclui um atuador e montagem de sensor 48 operável para acoplar seletivamente primeira engrenagem lateral 46 ao invólucro diferencial 40, posicionando, dessa forma, a montagem diferencial 26 em uma condição completamente travada.

Um tampão 49 é acoplado ao invólucro diferencial 40 para definir uma cavidade 50 para receber a montagem de atuador e sensor 48. A montagem de atuador e sensor 48 inclui uma montagem solenoidal 52, um anel de atuação 54, uma placa de extração 56, um retentor 58 e uma montagem de sensor 59. O tampão 4 9 inclui um flange 6 0 acoplado a um flange 62 do invólucro 40. O flange 60 do tampão 49 inclui um recesso 64 dimensionado para receber uma porção da montagem solenoidal 52 durante atuação. O tampão 49 inclui um par de furos em degraus 66 e 68 que definem a cavidade 50. Especificamente, o primeiro furo 66 inclui uma superfície anular 70, enquanto o segundo furo 68 inclui uma superfície anular 72. 0 primeiro furo 66 inclui uma face terminal 74 radialmente para dentro que se estende a partir da superfície anular 70. Uma abertura 76 estende-se através do tampão 49 e está em comunicação com o segundo furo 68, onde a abertura 76 e o segundo furo 6 8 são dimensionados para receber uma porção do eixo de acionamento. O anel atuador 54 inclui um corpo cilíndrico geralmente vazado 78 tendo um recesso anular 80 formado em uma extremidade. A engrenagem lateral 46 inclui um recesso anular 82 similarmente dimensionado formado em uma face externa 84. Uma mola de compressão 85 está posicionada entre o anel atuador 54 e a engrenagem lateral 4 6 dentro dos recessos anulares 80 e 82. Uma pluralidade de grampos que se estendem axialmente 86 protuberam-se a partir da face terminal 8 8 do anel atuador 54. Uma pluralidade de grampos correspondente 90 estende-se axialmente a partir da face 84 da engrenagem lateral 46. 0 anela atuador 54 é movível a partir da posição desencaixada, conforme mostrado nas figuras 6e 7 para uma posição encaixada mostrada na figura 8. Na posição desencaixada, os grampos 86 do anel atuador 54 são liberáveis a partir do encaixe com grampos 90 da engrenagem lateral 46. Em contraste, quando o anel atuador 54 é movido para sua posição encaixada, os grampos 86 encaixam os grampos 90 para fixar, de forma rotacionãvel, a engrenagem lateral 46 ao invólucro diferencial 40. A montagem solenoidal 52 inclui um copo metálico 94 e uma bobina de fio 96. O fio ê posicionado dentro do copo 94 e preso ao mesmo por um epóxi 98. 0 copo 94 inclui uma parede interna anular 100, uma parede externa anular 102 e uma parede terminal 104 interconectando as paredes anulares 100 e 102. O retentor 58 é um membro substancialmente em formato de disco tendo uma borda exterior 106 sobreposta â parede terminal 104 do copo 94. Uma porção de retentor 58 é espaçada separadamente da parede terminal 104 para definir uma fendal08. 0 retentor 58 inclui um par de saliências 109 que se estendem axialmente posicionadas próximas ao tampão de mancai 42. As saliências 109 restringem a rotação do retentor 58 em relação ao alojamento de eixo 24. A montagem de sensor 5 9 é sobreposta ao retentor 58. A montagem de sensor 59 inclui um elemento Hall 110 tendo um corpo substancialmente retangular. O elemento Hall 110 inclui uma primeira face 112 que se estende substancial e perpendicularmente ao eixo de rotação dos eixos de acionamento 28 e 30. A montagem de sensor 59 inclui um par de fios 114 que se estende do elemento Hall 110 que termina em terminais 116 sobrepostos com um conector 118. O conector 118 inclui um corpo 120 que se estende através de uma abertura 122 formada no alojamento de eixo 24. Os terminais do fio enrolados na bobina 96 terminam em terminais 124 montados dentro do conector 118. Dessa forma, a conexão elétrica com a montagem solenoidal 52 e montagem de eixo 59 pode ser feita de fora do alojamento de eixo 24.

Um alvo 126 inclui um suporte angular 128, um ímã 130 e um prendedor 132. 0 suporte angular 128 inclui uma primeira perna 134 tendo uma abertura 136 que se estende através do mesmo. O prendedor 132 estende-se através da abertura 136 e é usado para encaixar o alvo 126 ao tampão de mancai 42. O suporte angulado 128 inclui uma segunda perna 13 8 posicionada a um ângulo reto em relação à primeira' perna 134. A segunda perna 138 é substancialmente planar e posicionada substancialmente paralela à primeira face 112 do elemento Hall 110. 0 ímã 130 é um membro de formato de disco substancialmente cilíndrico montado na segunda perna 138. Conseqüentemente, o ímã 130 inclui uma superfície exterior 139 (mostrado na figura 7) posicionada substancialmente paralela â primeira face 112. Uma pessoa versada na técnica apreciará que o sensor e o ímã podem ser reorientados de 90 graus em relação â orientação mostradas nas figuras. Como tal, a orientação do sensor e do ímã mostrado nos desenhos é meramente exemplificativa e não deve limitar o escopo da invenção. A placa de extração 56 é posicionada dentro da fenda 108 definida pelo retentor 58 e acoplada ao anel de atuação 54 através de uma pluralidade de prendedores 140. Uma arrue la 142 é posicionado entre o tampão 4 9 e anel de atuação 54. De preferência, a arruela 142 é construída a partir de um material ferromagnético de modo a reduzir a tendência do anel atuador 54 para mover-se em direção à face terminal 74 do tampão metálico 49, ao invés do invenção diferencial 40 durante a energização da montagem solenoidal 52. Um mancai 144 suporta o copo 94 em um munhão externo 146 do tampão 49. A bobina 96 é acoplada a um controlador 148 (figura 1) que opera para energizar seletivamente e desenergizar a bobina 96. Durante a energização da bobina, o campo magnético é gerado pelo corrente que passa bobina 96. 0 campo magnético faz com que a montagem de atuador e sensor 48 a ser puxado em direção ao flange 60 do tampão 49. À medida que a montagem solenoidal 52 entra no recesso 64, is grampos '86 do anel de atuação 54 encaixam nos grampos 9 0 da engrenagem lateral 46. Uma vez que os grampos são encaixados, o anel de atuação 54 está em sua posição encaixada e a montagem diferencial 2 6 está em uma condição completamente travada, conforme mostrado na figura 8. Na posição completamente travada, o elemento Hall 110 abrangido na montagem de sensor 59 está espaçado da superfície externa 139 do ímã 130 por uma distância "X". Na distância "X", o ímã 130 gera uma densidade de campo magnético pré-determinada. A montagem de sensor 59 libera um sinal indicativo da posição axial do anel atuador 54. Esse sinal é usado pelo controlador 148 como verificação que a montagem diferencial está em sua posição completamente presa.

Uma pessoa versada na técnica apreciará que os eletromagnetos movíveis axialmente da presente invenção proporcionam um projeto simplificado tendo um número de componentes reduzidos. Adicionalmente, a presente invenção utiliza o invólucro diferencial inteiro como a armadura para o eletromagneto. Isso permite um uso mais eficiente da força magnética disponível. Essas características permitem que um projetista reduza o tamanho do eletromagneto porque a armadura usa mais eficientemente força eletromotriz fornecida ao eletromagneto. Tal projeto compacto permite menor modificação dos componentes anteriormente utilizados e empacotamento com o alojamento de eixo de tamanho padrão.

Para posicionar a montagem diferencial 26 na condição aberta, destravada, a corrente é descontinuada da bobina 96. 0 campo magnético deixa de existir, uma vez que a corrente na bobina 96 é interrompida. Nesse momento, a compressão na mola 85 faz com que a montagem de atuador e sensor 48 translade axialmente e desencaixe os grampos 86 dos grampos 90. Consequentemente, a engrenagem lateral 46 não é mais acoplada, de forma acionãvel, ao invólucro diferencial 40, posicionando desse modo, a montagem diferencial 26 na condição aberta mostrada na figura 7. Quando a montagem diferencial está em uma condição aberta destravada, o elemento Hall 110 está posicionado substancialmente mais próximo ao alvo 126 que quando a montagem· diferencial 26 estava na posição travada.

Especificamente/ a primeira face 112 é espaçada da superfície externa 139 do magneto 130 a distância "Y", quando a bobina 96 não esta energizada. A distância "Y", a densidade de campo magnético gerada pelo ímã 13 Oé significativamente maior que a densidade de campo magnético a distância "X". A montagem de sensor 59 é configurada para liberar -um sinal para o controlador 148 indicando que o anel de atuação 54 está em uma posição onde os grampos 8 6 são desencaixados dos grampos 90 e os diferenciais estão em uma condição aberta. Deve ser apreciado que os tempos de atuação e desatuação são muito curtos devido ao pequeno número de componentes moveis envolvidos. Especificamente, nenhum rompante ou atuação de outros componentes é necessário para encaixar ou desencaixar os grampos 86 dos grampos 90. O controlador eletrônico 148 controla a operação da montagem de atuador e sensor 48. 0 controlador eletrônico 148 está em recebimento de dados coletados por um primeiro sensor de velocidade 150 e um segundo sensor de velocidade 152, conforme mostrado na figura 1. 0 primeiro sensor de velocidade 150 proporciona dados que correspondem â velocidade rotacionai do eixo de acionamento 28. De forma similar, o segundo sensor de velocidade 152 mede a velocidade rotacional do eixo de acionamento 30 e libera um sinal para o controlador 148 indicativo do mesmo. Dependendo dos dados coletados em qualquer número de sensores do veículo, tal como o sensor de posição de marcha 154, sensor de velocidade do veiculo 156, sensor de posição de intervalo de transferência de invólucro ou um sensor de frenagem 158, conforme mostrado na figura 1, o controlador 148 determinará se um sinal elétrico é enviado para a bobina 96. 0 controlador 148 compara os parâmetros medidos ou calculados para pré-determinar os valores e liberar um sinal elétrico para posicionar a montagem diferencial 26 na posição travada apenas quando condições específicas são satisfeitas. Como tal, o controlador 148 assume que a condição- "aberto" é mantida quando eventos tais como frenagem antitravamento ocorrem. A condição "aberto" é verificada pela saída do sinal da montagem de sensor 59. Limitar a diferenciação de eixo durante a frenagem antitravamento contra-agiría possivelmente o sistema de frenagem antitravamento. Outras situações podem ser programadas dentro do controlador 148.

A figura 9 mostra uma segunda concretização da montagem diferencial 160. A montagem diferencial 160 é substancialmente similar à montagem diferencial 26. Por clareza, elementos semelhantes foram identificados com os numerais de referência anteriormente introduzidos. A montagem diferencial 160 difere da montagem diferencial 26 em que uma bobina 162 é montada, de forma rotacionãvel, no invólucro diferencial 40 em uma posição axial fixa. Um suporte angular anti-rotaçao 164 interconecta o copo 166 com o alojamento de eixo 24 (figura 3) para restringir a rotação da bobina 196. Um mancai 167 suporta, de forma rotacionãvel, um copo 16 6 para permitir que o invólucro diferencial 40 rode em relação à bobina 162 durante operação da montagem diferencial.

Através do uso de uma bobina estacionaria 162, as complexidade de roteamento de fonte de energia e fio sensor podem ser reduzidas porque os fios não precisam mais contabilizar o movimento axial da bobina. Como tal, a bobina 162 não translada axialmente nem roda durante qualquer modo de operação da montagem diferencial 160. Uma armadura axialmente movível 168 é acoplada ao anel atuador 54. A armadura 168 tem o formato de um anel plano anelar posicionado próximo à bobina 162. A armadura 168 e o anel de atuação 54 são acoplados, de forma acionável, ao invólucro diferencial 40 e movíveis axialmente em relação à bobina 162 e invólucro diferencial 40. A armadura 168 e o anel de atuação 54 são polarizados em direção a uma posição desencaixada, de diferencial aberto, mostrada na figura 9 por uma mola de compressão, como anteriormente descrito em relação â montagem diferencial 26.

Para posicionar a montagem diferencial 160 na condição travada, uma bobina 162 é energizada para gerar um campo magnético. A armadura 168 é construída a partir de um material ferromagnético. Conseqüentemente, a armadura 168 e o anel atuador 54 são axialmente deslocados para encaixar de forma acionãvel o anel atuador 54 com a engrenagem lateral 46 para posicionar a montagem diferencial 160 em uma condição travada.

Enquanto a montagem de eixo de acionamento dianteira foi des.crita em detalhes, deve ser apreciado que o dispositivo de transmissão de potência da presente invenção não está limitado a tal aplicação. Especificamente, a presente invenção pode ser usada em eixos de acionamento traseiros, transeixos para veículos de tração dianteira, invólucros de transferência para use em veículos de quatro rodas e/ ou um número de outras aplicações de linha de acionamento veicular.

A figura 10 mostra um circuito 198 tendo uma segunda concretização de montagem de sensor 200. A montagem de sensor 200 inclui um primeiro elemento Hall 202, um segundo elemento Hall 2 04 e um corpo 206 abrangendo ambos os elementos Hall. A montagem de sensor 200 tem o formato substancialmente similar à montagem de sensor 59. A montagem de sensor 200 está posicionada em comunicação com uma montagem diferencial em uma maneira substancíalmente similar à montagem de sensor 59. Consequentemente, a descrição relativa ao encaixe da montagem de sensor 200 dentro da montagem de eixo não será reiterada.

Devido à natureza dos dispositivos de efeito Hall, ímãs permanentes e ambiente geral em que a montagem de sensor '200 é requerida para funcionar, uma histerese mecânica muito grande é inerente ao sistema. A histerese mecânica nesse instante é melhor descrita como a distância absoluta que a montagem de sensor tem que viajar em relação ao ímã alvo de forma a mudar seu estado de saída. O dispositivo de efeito Hall comutam estados ou liberam um sinal diferente com base no elemento de efeito Hall que está sendo exposto a uma densidade de campo magnético variante. O dispositivo de efeito Hall pode ser configurado para iniciar comutação em uma densidade de campo magnético pré-determinada, descrita como seu ponto de operação (Bop), e a densidade de campo magnético tem que mudar uma quantidade igual à histerese inerente (Bhys) do dispositivo de efeito Hall de forma a comutar. A figura 11 é um gráfico que mostra a densidade de campo magnético versus a distância para a primeira concretização de montagem de sensor 59 mostrada nas figuras 4 a 8. Conforme mostrado na figura 11, um ímã permanente 130 gera uma densidade de campo magnético que cai exponencialmente medida em Gauss versus a distância viajada em milímetros. Por exemplo, se o elemento Hall 110 foi programado para mudar em um Bop de 80 gauss e tem uma Bhys de 10 gauss, o elemento Hall 110 iniciaria uma comutação a 80 gauss e mudaria seu estado a 70 gauss. Porque um campo magnético é gerado quando a bobina 96 é energizada, duas curvas de Gauss distintas são criadas. A curva superior representa a densidade de campo magnético presente quando o eletro-ímã da montagem solenoidal 52 é energizado. A curva inferior representa a densidade de campo magnético gerada pelo ímã permanente sozinho, quando a bobina 96 não está energizada. Conforme mostrado, uma histerese relativamente grande é introduzida no sistema pela operação da montagem solenoidal 52.

Na concretização ilustrada na figura 11, a montagem de sensor 59 move-se a partir de uma localização onde a distância "Y" é igual a 4 mm e a distância "X" é igual a 8 mm. A montagem de sensor 59 não libera um sinal indicando que a montagem diferencial está na condição travada até que a montagem de sensor 59 atinja a distância de 7,8 mm de espaçamento entre a primeira face 112 e a superfície externa 139. Durante a desenergização da bobina 96, a montagem de sensor 59 não libera um sinal indicando que a montagem diferencial está destravada até que o espaçamento entre o elemento Hall e o ímã permanente seja de 4,8 mm. Como tal, uma histerese mecânica total de aproximadamente 3 mm existe com a concretização de sensor único. Dependendo das características operacionais do sistema mecânico incluindo a montagem de sensor 59, essa magnitude de histerese pode ou não ser aceitável. A figura 12 é um gráfico que mostra a densidade de campo magnético versus a distância para a segunda concretização de montagem de sensor 200 mostrada na figura 10. Para reduzir a magnitude da histerese mecânica, os elementos Hall 202 e 204 da magnitude de sensor 200 são configurados de acordo com as figuras 10 e 12. 0 primeiro elemento. Hall 2 02 é estipulado para ter um ponto de operação de 60 gauss, enquanto o segundo elemento Hall 204 é estabelecido para ter um ponto de operação de 100 gauss. Durante a operação, o segundo elemento 204 libera um sinal indicando que a montagem diferencial está na condição travada, uma vez que a densidade de campo magnético reduz de 100 gauss para 90 gauss. Essa condição ocorre quando o espaçamento entre o segundo elemento Hall 204 e a superfície exterior 138 do ímã 130 não é aproximadamente 6,3 mm. Na desenergização eletromagnética, o primeiro elemento Hall 202 libera um sinal indicativo de uma condição diferencial aberta, uma vez que a densidade de campo magnético muda de 50 para 60 gauss. Essa condição existe quando o primeiro elemento Hall 202 é espaçado da superfície externa 13 9 a uma distancia de 5,6 mm. Uma pessoa versada na técnica apreciará que a histerese mecânica total é agora aproximadamente 0,75 mm, quando usando dois elementos Hall com diferentes pontos de operação. 0 circuito 198 representado na figura 10 inclui primeiro sensor de efeito Hall 202 e segundo sensor de efeito Hall 204. O primeiro sensor de efeito Hall 202 é acoplado em série com um amplificador de ganho diferencial 232. 0 amplificador de ganho diferencial 232 é acoplado à base de um transistor de ganho de corrente 234. Uma fonte de corrente constante 236 é fornecida ao terminal coletora do transistor de ganho de corrente 234. O terminal do emissor do transistor de ganho de corrente 234 proporciona um sinal de saída denominado como Iouti* Na maneira similar, o segundo sensor de efeito Hall 204 está conectado em série com um amplificador de ganho diferencial 240. O amplificador de ganho diferencial 240 está acoplado â base do transistor de ganho de corrente 242. O fonte de corrente constante 236 é fornecida ao terminal do coletor do transistor de ganho de corrente 242. 0 terminal do emissor do transistor de ganho de corrente 242 provê um sinal de saída denominado lout2· 0 controlador 14 8 analisa Iouti e I0ut2 para determinar o modo de operação de diferenciação como sendo travado ou destravado. Quando ambas Iouti e Iout2 estão abaixo de zero, o controlador 148 determina que o diferencial está operando no modo travado. Quando Iouti e Iout2 estão ambos maior ou um, o controlador 14 8 determina que o diferencial está operando no modo destravado.

Além disso, a discussão precedente mostra e descreve meramente concretizações exemplificativas da presente invenção. Uma pessoa versada na técnica reconhecerá prontamente, a partir de tal discussão e a partir dos desenhos anexos e reivindicações, que várias mudanças, alterações e variações podem ser feitas na mesma, sem fugir do espírito e escopo da invenção, conforme definido nas reivindicações a seguir.

REIVINDICAÇÕES

Claims (27)

1) Dispositivo para transmitir potência caracterizado por compreender: um alojamento; um invólucro rotacionável dentro do referido alojamento, o referido invólucro definindo uma cavidade interior; um par de engrenagens de pinhão suportadas de forma rotacionável na referida cavidade interior; um par de engrenagens laterais suportadas, de forma rotacionável, na referida cavidade interior, em que cada uma das referidas engrenagens de pinhão encaixa, de forma acionável, cada uma das referidas engrenagens laterais; um acoplamento operável eletricamente incluindo um eletroímã, o referido acoplamento incluindo um membro axialmente movível operável para conectar, de forma acionável, uma das referidas engrenagens laterais com o referido invólucro; e um sensor acoplado a um do referido alojamento, o referido invólucro e o referido membro axialmente movível, o referido sensor sendo operável para liberar um sinal indicativo da posição do referido membro movível axialmente.

2) ' Dispositivo de transmissão de potência, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de ainda incluir um controlador em comunicação com o referido acoplamento, o referido controlador senso operável para operar seletivamente o referido acoplamento para posicionar o referido dispositivo de transmissão de potência em uma condição travado ou em uma condição aberta.

3) Dispositivo de transmissão de potência, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de o referido controlador operar o referido acoplamento em resposta a um sinal do veículo sendo um do grupo que consiste de um velocidade de roda, um diferencial de velocidade de roda, uma posição de intervalo de invólucro de transferência, uma posição de marcha, uma velocidade de veículo, uma aplicação de freio ou uma mudança de velocidade da roda.

4) Dispositivo de transmissão de potência, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o referido acoplamento ainda incluir um anel seletivamente encaixado com uma referida das referidas engrenagens laterais, o referido anel sendo retido, de forma rotacionãvel, pelo referido invólucro e axialmente movível em relação ao referido invólucro.

5) Dispositivo de transmissão de potência, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de ainda incluir uma mola que impulsiona o referido anel em direção a uma posição desencaixado a partir da referida primeira engrenagem lateral.

6) Dispositivo de transmissão de potência, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o referido sensor ser um sensor do tipo efeito Hall operãvel para liberar um sinal indicativo da proximidade de um Aldo ao referido sensor.

7) Dispositivo de transmissão de potência, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de o referido alvo ser um ímã montado em um do referido alojamento, o referido alojamento e o referido membro axialmente movível.

8) Dispositivo de transmissão de potência, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de ainda incluir um segundo sensor operável para liberar um sinal indicativo da posição do referido membro axialmente movível, o referido sensor sendo operãvel para proporcionar um sinal indicativo de uma primeira densidade de campo magnético, o referido sensor sendo operãvel para proporcionar um sinal indicativo de uma segunda densidade de campo magnético menor que a primeira densidade de campo magnético.

9) Dispositivo de transmissão de potência, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de o segundo sensor ser um sensor do tipo efeito Hall.

10) Dispositivo de transmissão de potência, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de ainda incluir um conector que se estende através de uma abertura formada no referido alojamento, o referido conector incluindo uma pluralidade de terminais eletricamente acoplados ao referido sensor e ao referido acoplamento.

11) Dispositivo para transmitir potência caracterizado por compreender: um alojamento; um eixo de entrada posicionado, de forma rotacionãvel, no alojamento; pelo menos um eixo de saída posicionado, de forma rotacionãvel, no alojamento; um conjunto de engrenagens posicionado no alojamento, o conjunto de engrenagens transmitindo energia rotacional entre o eixo de entrada e pelo menos um eixo de saída; um atuador elétrico tendo um membro movíve1 linearmente, o atuador sendo operãvel, de forma acionãvel, para encaixar o membro movível com o conjunto de engrenagem; e um sensor posicionado dentro do alojamento e operãvel para liberar um sinal indicativo da posição linear do membro movível.

12) Dispositivo de transmissão de potência, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de um dos sensores e um alvo de sensor ser sobreposto ao membro movível e transladar com o membro movível.

13) Dispositivo de transmissão de potência, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de ainda incluir um invólucro acoplado, de forma rotacionãvel, ao alojamento, o conjunto de engrenagens sendo posicionado dentro do invólucro.

14) Dispositivo de transmissão de potência, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de o membro movível ser acoplado ao invólucro para rotação do mesmo.

15) Dispositivo de transmissão de potência, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de o sensor ser operãvel para liberar um sinal quando esta posicionado em uma distância pré-determinada a partir do alvo.

16) Dispositivo de transmissão de potência, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de o alvo ser um Imã.

17) Dispositivo de transmissão de potência, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de o atuador elétrico incluir um eletroímã.

18) Dispositivo de transmissão de potência, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de ainda incluir um segundo sensor operãvel para liberar um sinal indicativo da posição do referido membro movível, o referido sensor sendo operãvel para prover um sinal indicativo de uma primeira densidade de campo magnético, o referido segundo sensor sendo operãvel para proporcionar um sinal indicativo de uma segunda densidade de campo magnético menor que a primeira densidade de campo magnético.

19) Método para detectar modos travado e destravado de diferenciação entre eixos rotacionãveis em um diferencial tendo um invólucro e uma engrenagem lateral, o método caracterizado pelo fato de compreender: encaixar um sensor a um de um membro movível axialmente e o referido membro fixo; encaixar um alvo no outro do referido membro movível axialmente e o referido membro fixo,* liberar um primeiro sensor quando o referido membro movível axialmente está em uma primeira posição em relação ao referido alvo para o referido alvo sendo indicativo do modo travado da diferenciação, onde o caso está acoplado para rotação com as engrenagens laterais; e liberar um segundo sinal de sensor quando o referido membro movível axialmente está em uma segunda posição em relação ao referido alvo sendo indicativa de um modo destravado da diferenciação guando o invólucro não esta acoplado para rotação com a engrenagem lateral.

20) Método, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de ainda incluir prover um ímã como o alvo.

21) Método, de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de ainda incluir a interconexão rotacionãvel do referido sensor e uma bobina de eletromagneto sendo operãvel para mover o referido membro axialmente movível.

22) Método, de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelo fato de ainda incluir restrição do referido sensor para rotacionar com o referido invólucro.

23) Método, de acordo com a reivindicação 22, caracterizado pelo fato de ainda incluir a permissão da referida bobina de eletroxmã para rotacionar em relação ao referido invólucro.

24) Método, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de ainda incluir o encaixe de um segundo sensor para o referido de um membro axialmente movível e um membro fixo e liberar um terceiro sinal de sensor indicativo de uma posição axial do referido segundo sensor.

25) Método para detectar modos travado e destravado de diferenciação entre eixos rotacionãveis em um diferencial tendo um invólucro e uma engrenagem lateral, o método caracterizado pelo fato de compreender: encaixar um primeiro e segundo sensores a um de um membro movível axialmente e um membro fixo; encaixar um alvo no outro do referido membro movível axialmente e o referido membro fixo; liberar um primeiro sinal do referido primeiro sensor quando o primeiro sensor é exposto a uma primeira magnitude de densidade de campo magnético; liberar um segundo sinal do referido segundo sensor quando o segundo sensor é exposto a uma primeira magnitude de densidade de campo magnético menor que a referida primeira- magnitude de densidade de campo magnético; determinar os modos de diferenciação com base nos referidos primeiro e segundo sinais.

26) Método, de acordo com a reivindicação 25, caracterizado pelo fato de a etapa de determinar o modo de diferenciação incluir determinar se o referido primeiro sinal e o referido segundo sinal estão baixos, indicando, desse modo, um modo aberto ou um modo travado da diferenciação.

27) Método, de acordo com a reivindicação 26, caracterizado pelo fato de a etapa de determinar o modo de diferenciação incluir determinar se o referido primeiro sinal e o referido segundo sinal estão altos, indicando, desse modo, o outro do referido modo aberto ou fechado.