CN101451582A - 用于传动装置中的差速器的控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于传动装置中的差速器的控制系统。控制系统包括两个电磁阀和与控制器和阀组件连通的压力传感器。电磁阀之一提供流体流以便接合轴离合器。阀组件与另一电磁阀协作以便在某些情况下脱离轴离合器。

Description

用于传动装置中的差速器的控制系统
相关申请的交叉参考
本申请要求2007年3月8日提交的美国临时专利申请NO.60/893882的优先权。所述申请的披露结合于此作为参考。
技术领域
本发明总体涉及一种传动装置中的控制系统，并且更特别是涉及一种用于传动装置中的差速器的控制系统。
背景技术
此部分的说明只提供与本发明相关的背景技术的信息，并且可以或不可以构成现有技术。
典型的机动车辆包括连接到各自支承机动车辆的车轮的一对半轴上的差速器组件。差速器组件可包括用来控制半轴的相对转动速度(还公知为“滑动”)的离合器，以便使得不同道路表面情况下的性能和安全性最大。
差速器滑动离合器通常使用于机动车辆的传动装置的控制系统分开的控制系统上的螺栓来控制。用于控制差速器滑动离合器的这种附加控制系统会增加重量、包装尺寸以及制造成本。因此，本领域需要一种与传动装置控制器结合的用于差速器组件的控制系统，以便减小重量、包装尺寸和成本，同时提供差速器组件的准确和响应控制。
发明内容
本发明提供用于控制机动车辆中的两个半轴之间的轴离合器的控制系统。控制系统包括两个电磁阀、压力传感器、控制器以及阀组件。阀组件与电磁阀之一协作，以便脱离轴离合器。
本发明的控制系统的一个实施例包括用于提供第一控制信号、第二控制信号以及第三控制信号的控制器、与控制器连通并具有接收第一流体流的第一孔口和与第一孔口连通以便有选择地接收第一流体流的第二孔口的第一电磁阀、与控制器连通并且具有用于接收第二流体流的第一孔口和与第一孔口连通以便有选择地接收第三流体流的第二孔口的第二电磁阀，第二电磁阀可操作以便按照第三控制信号改变第三流体流，以及具有可动地布置在阀主体内的阀组件，阀主体具有与第一电磁阀的第二孔口连通的第一入口孔口、与第二电磁阀的第二孔口连通的第二入口孔口以及与第二入口孔口连通以便有选择地接收第三流体流的出口孔口。第一控制信号促动第一电磁阀开启，使得第一电磁阀的第二孔口接收第一流体流，并且将第一流体流连通到阀组件的第一入口孔口，从而将阀运动到第一位置，并且其中第二控制信号促动第一电磁阀闭合，使得第一电磁阀的第二孔口不接收第一流体流，并且将阀组件运动到第二位置。阀的第一位置将第三流体流引导到出口孔口，以便接合轴离合器，并且阀的第二位置防止第三流体流与出口孔口连通，以便脱离轴离合器。
在本发明的一个方面，控制系统还包括与控制器连通以及与阀组件的出口孔口连通的压力传感器，压力传感器可操作以便检测第三流体流的压力，并且将指示第三流体流的压力的压力信号连通到控制器。
在本发明的另一方面，控制器发送第二控制信号，以便在压力信号指出第三流体流的压力超过阈值时脱离轴离合器。
在本发明的再一方面，阈值大致等于第二流体流的压力。
在本发明的又一方面，控制器发送第二控制信号，以便在压力信号指出第三流体流的压力不等于所需压力时脱离轴离合器。
在本发明的又一方面，所需压力等于通过第三控制信号表示并连通到第二电磁阀的压力。
在本发明的又一方面，控制系统还包括与控制器连通并可操作以便检测连接到轴离合器上的车轮的速度并将指示车轮速度的速度信号连通到控制器的车轮速度传感器。
在本发明的又一方面，控制器改变第三流体流的压力，以便按照从车轮速度传感器连通的速度信号控制轴离合器。
在本发明的又一方面，第一电磁阀是接通/断开常低电磁阀。
在本发明的又一方面，第二电磁阀是常低可变力电磁阀。
在本发明的另一实施例中，控制系统包括用于提供第一控制信号、第二控制信号和第三控制信号的控制器、与控制器连通并具有用于接收第一流体流的第一孔口以及与第一孔口连通以便有选择地接收第一流体流的第二孔口的第一电磁阀、与控制器连通并具有用于接收第二流体流的第一孔口以及与第一孔口连通以便有选择地接收第三流体流的第二孔口的第二电磁阀，第二电磁阀可以操作以便按照第三控制信号改变第三流体流，具有可动地布置在阀主体内的阀组件，阀主体具有与第一电磁阀的第二孔口连通的第一入口孔口、与第二电磁阀的第二孔口连通的第二入口孔口以及与第二入口孔口连通以便有选择地接收第三流体流的出口孔口、与控制器连通以及与阀组件的出口孔口连通的压力传感器，压力传感器可以操作以便检测第三流体流的压力并将指示第三流体流的压力的压力信号连通到控制器。第一控制信号促动第一电磁阀开启，使得第一电磁阀的第二孔口接收第一流体流，并且将第一流体流连通到阀组件的第一入口孔口，从而将阀运动到第一位置，并且其中第二控制信号促动第一电磁阀闭合，使得第一电磁阀的第二孔口不接收第一流体流，并且将阀组件运动到第二位置。阀的第一位置将第三流体流引导到出口孔口，以便接合轴离合器，并且阀的第二位置防止第三流体流与出口孔口连通，以便脱离轴离合器。
在本发明的一个方面，在压力信号指示第三流体流的压力超过阈值时，第二控制信号连通到第一电磁阀。
在本发明的另一方面，阈值大致等于第二流体流的压力。
在本发明的再一方面，阈值大致等于通过第三控制信号指示并连通到第二电磁阀的压力。
在本发明的又一方面，控制系统还包括与控制器连通并可以操作以便检测连接到轴离合器上的车轮的速度并将指示车轮速度的速度信号连通到控制器的车轮速度传感器。
在本发明的又一方面，控制器改变第三流体流的压力，以便按照从车轮速度传感器连通的速度信号控制轴离合器。
在本发明的又一方面，第一电磁阀是接通/断开常低电磁阀。
在本发明的又一方面，第二电磁阀是常低可变力电磁阀。
通过参考以下描述和附图，将明白本发明的其它目的、方面和优点，附图中类似的参考标号表示相同的部件、元件和或特征。
附图说明
这里描述的附图只用于说明目的，并不打算以任何方式限制本发明的范围。
图1是用于按照本发明的原理具有电子限制滑动差速器子系统的双离合器传动装置的液压控制系统的实施例的示意图；
图2是按照本发明的电子限制滑动差速器子系统的实施例在接合模式下的示意图；
图3是按照本发明的电子限制滑动差速器子系统的实施例在脱离模式下的示意图。
具体实施方式
下面的描述本身只是示例性的，并且不打算限制本发明、应用或使用。
参考图1，用于机动车辆的双离合器传动装置的液压控制系统通过参考标号10示意表示并总体标示。虽然在提供的实例中，液压控制系统10用于双离合器传动装置，可以采用不同的其它传动装置类型，而不偏离本发明的范围。液压控制系统10包括多个子系统，包括管线压力子系统12、促动器控制子系统14、扭矩转换器离合器(TCC)控制子系统16、润滑控制子系统18、离合器控制子系统20以及电子限制滑动差速器(ELSD)子系统22。
管线压力子系统12可以操作以便在液压控制系统10中提供和调节例如油的压力液体流体。因此，管线压力子系统12可包括多个部件(未示出)，例如液压泵、液压流体源、管线压力泻放阀、管线压力调节器阀和/或过滤器。在提供的实例中，管线压力子系统12包括通过参考标号28表示的流体连通通道或管线通道，以便将压力液压流体直接提供给促动器控制子系统14、TCC控制子系统16、离合器控制子系统20以及ELSD控制子系统22。管线通道28在图1中示意表示成多个分离的管线，但是应该理解到管线通道28可以是单个连续的通道或一系列连接的通道，而不偏离本发明的范围。
促动器控制子系统14控制例如同步器、离合器和/或制动器的多个促动器30的促动。促动器30可以操作以便有选择地接合传动装置内的多个齿轮组(未示出)，以便提供多个向前和颠倒速比以及空转。因此，促动器控制子系统14可包括用来促动或控制促动器30的例如电磁阀、阀和三区域活塞组件的多个部件(未示出)。
TCC控制子系统16控制传动装置内的扭矩转换器(未示出)的操作。TCC控制子系统16经由流体通道36与润滑控制子系统18直接液压连通。流体通道36可以是单个通道或者多个串联或并联的通道，而不偏离本发明的范围。
润滑控制子系统18在传动装置中将润滑和冷却提供给多个部件。例如，润滑控制子系统18可以将液压流体引导经过多个流体通道(未示出)到产生热量的部件。
离合器控制子系统20可以操作以便控制包括第一离合器38和第二离合器40的双离合器组件。离合器38、40可用来接合双离合器传动装置内的一个或多个副轴(未示出)，并且通过在离合器38、40之间交替接合来提供动态或“开动”转换。
ELSD子系统22可以操作以便控制定位在机动车辆的差速器齿轮箱(未示出)内的轴离合器42。轴离合器42连接到一对半轴43上，半轴继而连接到一对车轮组件45上。轴离合器42控制该对半轴43和车轮组件45之间的速度差别，以便消除半轴43和车轮组件45之间的差别(或“滑动”)，如下面进一步详细描述那样。
参考图2，现在将进一步详细描述ELSD子系统22。ELSD子系统22通常包括都相互协作以便控制轴离合器42的阀组件50、第一电磁阀52、第二电磁阀54以及压力传感器56。阀组件50包括定位在阀主体62内的阀60。更特别是，阀主体62包括限定阀腔室66的开口64，并阀60滑动地支承在阀腔室66内。阀主体62最好形成传动装置的整体部件。阀60包括沿着阀腔室66的长度延伸的中央主体68。多个区域70从中央主体68延伸并接合阀腔室66的开口64。区域70在中央主体68的相对端处隔开，并与阀腔室66的开口64协作以便在区域70之间限定流体腔室72。阀主体60可在图2所示的第一位置和如图3所示的第二位置之间在阀腔室66之间运动。例如弹簧的偏压构件74在阀60的端部和开口64之间位于阀腔室66内。偏压构件74将阀60偏压到第二位置。
阀主体62还限定与多个流体连通通道或通路连接的多个孔口。在提供的实例中，阀主体62包括在阀60的与通过偏压构件74接合的阀60的端部相对的端部处与阀腔室66连通的第一入口孔口80。第一入口孔口80与第一流体连通通道82连通。第二入口孔口84在第一入口孔口80和通过偏压构件74接合的阀60的端部之间与阀腔室66连通。第二入口孔口84与第二流体连通通道86连通。出口孔口88在第一入口孔口80和第二入口孔口84之间与阀腔室66连通。出口孔口88与第三流体连通通道90连通。第三流体连通通道90与轴离合器42连通。最后，多个排放通道92沿着阀腔室66的长度在多个位置处与阀腔室66连通。应该理解到可以采用流体连通通道和孔口的多种其它配置，而不偏离本发明的范围。
第一电磁阀52或ELSD促动电磁阀用来促动轴离合器42，如下面进一步详细描述那样。第一电磁阀52通常包括与压力调节管线通道96流体连通的第一流体孔口94。压力调节管线通道96将压力液压流体从管线压力子系统12(图1)输送到第一电磁阀52。第一电磁阀52还包括与第一流体连通通道82流体连通的第二流体孔口98。第一电磁阀可操作以便有选择地开启，使得第一流体流从压力调节管线通道96经过第一流体孔口94、经过第一电磁阀52到第二流体孔口98，并且进入第一流体连通通道82。第一电磁阀52最好是可完全开启或闭合并且在不通过电压激励时常低或常闭的接通/断开电磁阀。
第二电磁阀54或ELSD控制电磁阀用来使用液压流体的压力流来控制轴离合器42的操作，如下面进一步详细描述那样。第二电磁阀54通常包括与管线通道28流体连通的入口孔口100.如图1所示，管线通道28与管线压力子系统12连通，并且将压力液压流体的第二流提供给入口孔口100。第二电磁阀54还包括与第二流体连通通道84流体连通的至少一个出口孔口102。应该理解到可以设置一个以上的出口孔口102，而不偏离本发明的范围。第二电磁阀54还包括用于在需要时经由第二电磁阀54排放第二连通通道86的排放孔口104。第二电磁阀54可以操作以便可变地开启，从而从管线通道28接收第二流体流，并且将可变的第三流体流提供给出口孔口102以及第二流体连通通道86。因此，第二电磁阀54最好是调节来自于出口孔口102的液压流体的压力的高流动可变力电磁阀。另外，第二电磁阀54最好在不通过电源激励时常低或常闭。
压力传感器56在阀组件50和轴离合器42之间与第三流体连通通道90流体连通。压力传感器56可以操作以便检测或感测第三流体连通通道90内的第三流体流的压力。因此，压力传感器56可以操作以便提供指示第三流体流的压力的压力信号。压力传感器56采取多种形式，例如压力转换器，而不偏离本发明的范围。
控制器120与液压控制系统10的包括第一电磁阀52、第二电磁阀54和压力传感器56的多个部件电连通。控制器120可以是整体的传动装置控制模块、发动机控制模块或者分开添加的控制模块，最好是具有预先编程的数字计算机或处理器、控制逻辑、用来存储数据的存储器以及至少一个I/O外围设备的电子器件。控制逻辑包括多个逻辑线路，以便监测、操纵和产生数据.但是，可以采用多种其它类型的控制器，而不偏离本发明的范围。控制器120从多个车轮速度传感器122接收车轮速度或输入信号。车轮速度传感器122最好靠近半轴43或车轮组件45连接在机动车辆上，并可以操作以便检测半轴43或车轮组件45的转动速度或扭矩。因此，从车轮速度传感器122发送到控制器120的输入信号指示通过轴离合器42控制的半轴43的速度。控制器120还接收有关车辆的当前情况以及操作车辆的驾驶员意图的多个附加信号。例如，有关车辆情况的信息可包括来自于传感器以便确定车轮之间的绝对速度和相对速度的所有四个车轮的车轮速度数据、来自于偏航传感器以便检测车辆围绕垂直轴线的转动速度的偏航传感器的偏航信号(即单位为度/秒的偏航度)、横向加速信号、纵向加速信号和/或发动机扭矩信号。有关驾驶员意图的信号可包括转向轮角度和/或加速器踏板位置。控制器120包括控制逻辑或软件以及控制逻辑以便将车辆的当前情况与驾驶员意图比较，并且将相应地施加轴离合器42，最为有利于车辆动态结果。另外，控制器120可从车辆监督控制器或电子制动器控制模块(eBCM)接收直接指令，以便加压到特定指令的数值。为了控制轴离合器42，按照从车轮速度传感器122连通的输入信号，使用多个控制信号，控制器120与包括电磁阀52和54的液压控制系统10电子连通，以便开始轴离合器42的所需操作。
例如，图2表示在机动车辆的操作过程中轴离合器42通过控制器120有选择控制的正常操作状态下的ELSD子系统22。在此情况下，控制器120对第一电磁阀52发送信号，以便使用控制信号保持开启，并且第一流体流从压力调节管线通道96经过第一电磁阀52进入阀组件50的阀腔室66。第一流体流接合阀60并抵抗偏压构件74的偏压将阀60定位在第一位置。在阀60位于第一位置时，流体腔室72与第二入口孔口84和出口孔口88连通。同时，来自于管线通道28的第二流体流进入第二电磁阀54。第二电磁阀54按照来自于控制器120的信号根据轴离合器42的所需操作来可变地控制流过的流体量。可变的第三流体流经由第二流体连通通道86经过流体腔室72并进入第三流体通道90。可变第三流体流通过第三连通流体通道90承载到轴离合器42，并接合和促动轴离合器42。控制器120经由压力传感器56监测第三流体连通通道90第三流体流的压力，并且按照从车轮传感器122收集的车轮速度数据以及指示第三流体流的压力的压力信号，调节第三流体流的压力以及轴离合器42的接合量。
ELSD控制系统22可以操作以便在某些情况下脱离轴离合器42。例如，控制器120从压力传感器56接收压力信号，并且将压力信号与阈值比较。阈值可以是指示第三流体流的过压以及轴离合器42过度接合的任何预定数值。阈值的一个实例是第二流体流的压力数值。作为选择，控制器120可将压力信号与所需压力数值比较。根据从控制器120到第二电磁阀54的控制信号，所需压力数值指示来自于第二电磁阀54的第三流体流的所需压力。在控制器120确定轴离合器42将被脱离的任何情况下，控制器120对第一电磁阀52发送信号以闭合，使得第一流体流不通过第二孔口98接收，并不接合阀60.因此，在第一流体流从阀组件50切断时，阀通过偏压构件74定位在第二位置上，如图3所示。在第二位置上，流体腔室72与出口孔口88和排放通道92连通，并且多个区域70闭合入口孔口84。因此，防止第三流体流接合轴离合器42，并且第三流体连通通道90内的任何压力流体经由排放通道92排放，由此脱离或松开轴离合器42。
本发明的描述本身只是示例性的，并且不偏离本发明宗旨的变型打算在本发明的范围内。这种变型不认为偏离了本发明的精神和范围。

Claims (19)

1.一种用于控制轴离合器的控制系统，该控制系统包括：
用于提供第一控制信号、第二控制信号以及第三控制信号的控制器；
与控制器连通并具有接收第一流体流的第一孔口和与第一孔口连通以便有选择地接收第一流体流的第二孔口的第一电磁阀；
与控制器连通并且具有用于接收第二流体流的第一孔口和与第一孔口连通以便有选择地接收第三流体流的第二孔口的第二电磁阀，第二电磁阀可操作以便按照第三控制信号改变第三流体流，以及
具有可动地布置在阀主体内的阀组件，阀主体具有与第一电磁阀的第二孔口连通的第一入口孔口、与第二电磁阀的第二孔口连通的第二入口孔口以及与第二入口孔口连通以便有选择地接收第三流体流的出口孔口，
其中第一控制信号促动第一电磁阀开启，使得第一电磁阀的第二孔口接收第一流体流，并且将第一流体流连通到阀组件的第一入口孔口，从而将阀运动到第一位置，并且其中第二控制信号促动第一电磁阀闭合，使得第一电磁阀的第二孔口不接收第一流体流，并且将阀组件运动到第二位置；以及
其中阀的第一位置将第三流体流引导到出口孔口，以便接合轴离合器，并且阀的第二位置防止第三流体流与出口孔口连通，以便脱离轴离合器。
2.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于，还包括与控制器连通以及与阀组件的出口孔口连通的压力传感器，压力传感器可操作以便检测第三流体流的压力，并且将以指示第三流体流的压力的压力信号连通到控制器。
3.如权利要求2所述的控制系统，其特征在于。控制器发送第二控制信号，以便在压力信号指出第三流体流的压力超过阈值时脱离轴离合器。
4.如权利要求3所述的控制系统，其特征在于，阈值大致等于第二流体流的压力。
5.如权利要求2所述的控制系统，其特征在于，控制器发送第二控制信号，以便在压力信号指出第三流体流的压力不等于所需压力时脱离轴离合器。
6.如权利要求5所述的控制系统，其特征在于，所需压力等于通过第三控制信号表示并连通到第二电磁阀的压力。
7.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于，还包括与控制器连通并可操作以便检测连接到轴离合器上的车轮的速度并将指示车轮速度的速度信号连通到控制器的车轮速度传感器。
8.如权利要求7所述的控制系统，其特征在于，控制器改变第三流体流的压力，以便按照从车轮速度传感器连通的速度信号控制轴离合器。
9.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于，第一电磁阀是接通/断开常低电磁阀。
10.如权利要求8所述的控制系统，其特征在于，第二电磁阀是常低可变力电磁阀。
11.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于，阀通过布置在阀主体内的偏压构件定位在第二位置。
12.一种在传动装置内用于控制差速器组件内的轴离合器的控制系统，该控制系统包括：
用于提供第一控制信号、第二控制信号和第三控制信号的控制器；
与控制器连通并具有用于接收第一流体流的第一孔口以及与第一孔口连通以便有选择地接收第一流体流的第二孔口的第一电磁阀；
与控制器连通并具有用于接收第二流体流的第一孔口以及与第一孔口连通以便有选择地接收第三流体流的第二孔口的第二电磁阀，第二电磁阀可以操作以便按照第三控制信号改变第三流体流；
具有可动地布置在阀主体内的阀组件，阀主体具有与第一电磁阀的第二孔口连通的第一入口孔口、与第二电磁阀的第二孔口连通的第二入口孔口以及与第二入口孔口连通以便有选择地接收第三流体流的出口孔口；以及
与控制器连通并与阀组件的出口孔口连通的压力传感器，压力传感器可以操作以便检测第三流体流的压力并将指示第三流体流的压力的压力信号连通到控制器；
其中第一控制信号促动第一电磁阀开启，使得第一电磁阀的第二孔口接收第一流体流，并且将第一流体流连通到阀组件的第一入口孔口，从而将阀运动到第一位置，并且其中第二控制信号促动第一电磁阀闭合，使得第一电磁阀的第二孔口不接收第一流体流，并且将阀组件运动到第二位置；
其中阀的第一位置将第三流体流引导到出口孔口，以便接合轴离合器，并且阀的第二位置防止第三流体流与出口孔口连通，以便脱离轴离合器；
其中在压力信号指示第三流体流的压力超过阈值时，控制器将第二控制系统连通到第一电磁阀。
13.如权利要求12所述的控制系统，其特征在于，阈值大致等于第二流体流的压力。
14.如权利要求12所述的控制系统，其特征在于，阈值大致等于通过第三控制信号指示并连通到第二电磁阀的压力。
15.如权利要求12所述的控制系统，其特征在于，还包括与控制器连通并可以操作以便检测连接到轴离合器上的车轮的速度并将指示车轮速度的速度信号连通到控制器的车轮速度传感器。
16.如权利要求15所述的控制系统，其特征在于，控制器改变第三流体流的压力，以便按照从车轮速度传感器连通的速度信号控制轴离合器。
17.如权利要求16所述的控制系统，其特征在于，第一电磁阀是接通/断开常低电磁阀。
18.如权利要求17所述的控制系统，其特征在于，第二电磁阀是常低可变力电磁阀。
19.如权利要求18所述的控制系统，其特征在于，阀通过布置在阀主体内的偏压构件定位在第二位置。
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