CN105805261A - 具有单个伺服液压泵和常开阀致动的双离合器驱动模块 - Google Patents

具有单个伺服液压泵和常开阀致动的双离合器驱动模块 Download PDF

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Abstract

本申请提供一种具有单个伺服液压泵和常开阀致动的双离合器驱动模块，并且特别地，提供一种具有双摩擦离合器式差速器总成且具有用于操作摩擦离合器的液压回路的车辆传动系统部件。所述液压回路包括一对常开电磁操作阀，该对常开电磁操作阀选择性地关闭以控制作用在摩擦离合器上的流体压力。所述液压回路提供一种简化且有成本效益的为车辆传动系统部件提供断开和/或扭矩主动分配能力的手段。

Description

具有单个伺服液压泵和常开阀致动的双离合器驱动模块
技术领域
本公开涉及一种具有单个伺服液压泵和常开阀致动的双离合器驱动模块。
背景技术
本部分提供与本公开相关的背景信息，其未必是现有技术。
汽车传动系统的一个趋势涉及具有有着断开和/或扭矩主动分配能力的车桥总成的全轮驱动传动系统。作为一种提高燃油经济性的手段，断开能力允许传动系统选择性地以两轮驱动模式运转。扭矩主动分配能力允许传动系统改变将以其它方式被施加到由车桥驱动的一对车轮的扭矩，以校正一些情况下的转向不足或过度转向。
一种能够提供断开和/或扭矩主动分配能力的车桥总成的类型是采用一对摩擦离合器以在一对车轮之间提供速度差的车桥总成。然而，已知的双摩擦离合器式差速器装置需要复杂的机构和/或液压回路来控制摩擦离合器的操作。因此，在本领域中存在对于下述车桥总成的需要，该车桥总成包括具有用于操作摩擦离合器的简化的致动装置的双摩擦离合器式差速器装置。
发明内容
本部分提供本公开的概述，而不是本公开的全部范围或其所有特征的全面公开。
在一种形式中，本公开提供一种车辆传动系统部件，其包括外壳、接收在所述外壳中并且围绕第一轴线能旋转地设置的输入小齿轮、接收在所述外壳中并且围绕第二轴线能旋转地设置的环形齿轮、安装在所述外壳中以围绕所述第二轴线旋转的差速器总成和液压回路。所述差速器总成具有差速器箱、第一摩擦离合器和第二摩擦离合器。所述差速器箱被联接到所述环形齿轮以共同旋转。所述第一摩擦离合器具有第一输入部和第一输出部，所述第一输入部被联接到所述差速器箱以共同旋转。所述第二摩擦离合器具有第二输入部和第二输出部，所述第二输入部被联接到所述差速器箱以共同旋转。所述液压回路包括贮存器、第一缸体总成、第二缸体总成、第一阀、第二阀、电动机、泵、第一流动控制设备和第二流动控制设备。所述贮存器被配置为容纳液压流体。所述第一缸体总成被配置为选择性地致动所述第一摩擦离合器并包括接收在第一室中的第一活塞。所述第二缸体总成被配置为选择性地致动所述第二摩擦离合器并包括接收在第二室中的第二活塞。所述第一阀为具有第一出口端口和第一入口端口的电磁操作常开双向阀，所述第一出口端口与所述第一室流体连通。所述第二阀为具有第二出口端口和第二入口端口的电磁操作常开双向阀，所述第二出口端口与所述第二室流体连通。所述电动机能选择性地操作以驱动所述泵。所述泵被配置为从所述贮存器抽取液压流体并将加压的液压流体提供到所述第一入口端口和第二入口端口。所述第一流动控制设备与所述第一室和所述贮存器流体连通。所述第二流动控制设备与所述第二室和所述贮存器流体连通。
在另一种形式中，本公开提供一种操作传动系统部件的方法，该传动系统部件具有外壳、接收在所述外壳中并且围绕第一轴线能旋转地设置的输入小齿轮、接收在所述外壳中并且围绕第二轴线能旋转地设置的环形齿轮以及安装在所述外壳中以围绕所述第二轴线旋转的差速器总成。所述差速器总成具有差速器箱、第一摩擦离合器以及第二摩擦离合器。所述差速器箱被联接到所述环形齿轮以共同旋转。所述第一摩擦离合器具有第一输入部、第一输出部和第一离合器缸体总成，所述第一输入部被联接到所述差速器箱以共同旋转，所述第一离合器缸体总成被配置为输出力以使所述第一输出部和所述第一输入部选择性地接合。所述第二摩擦离合器具有第二输入部、第二输出部和第二离合器缸体总成，所述第二输入部被联接到所述差速器箱以共同旋转，所述第二离合器缸体总成被配置为输出力以使所述第二输出部和所述第二输入部选择性地接合。所述方法包括：操作泵以向第一常开阀和第二常开阀提供加压的液压流体，所述第一常开阀与所述第一离合器缸体总成流体连通，所述第二常开阀与所述第二离合器缸体总成流体连通；提供第一流动控制设备和第二流动控制设备，所述第一流动控制设备被配置为从所述第一离合器缸体总成排放流体，所述第二流动控制设备被配置为从所述第二离合器缸体总成排放流体；感测指示由所述第一离合器缸体总成输出的力的第一参数；感测指示由所述第二离合器缸体总成输出的力的第二参数；部分地基于所述第一参数操作所述第一常开阀；以及部分地基于所述第二参数操作所述第二常开阀。所述第一常开阀和第二常开阀被彼此独立地操作。
进一步的可应用领域由在此提供的说明将变得明显。在该概要中的说明和特定示例仅用于例示的目的，并非旨在限制本公开的范围。
附图说明
在此描述的附图仅用于所选实施例而非所有可能实施方式的例示目的，并且不旨在限制本公开的范围。
图1是具有根据本公开的教导构造的车辆传动系统的示例性车辆的示意图；
图2是图1的放大部分，更详细地例示车辆传动系统部件；
图3是车辆传动系统部件的一部分的剖视图；和
图4是车辆传动系统部件的示意图。
相应的附图标记在附图的数个视图中始终指示相应的部分。
具体实施方式
现在将参考附图更充分地描述示例实施例。
参考附图的图1，具有根据本公开的教导构造的车辆传动系统部件的示例性车辆总体上由附图标记10指示。车辆10可具有动力系12和传动系统或传动系14。动力系12可以传统的方式被构造并可包括动力源16和变速器18。动力源16可被配置为提供推进动力并可包括例如内燃机和/或电动机。变速器18可从动力源16接收推进动力，并可将动力输出到传动系14。变速器18可具有多个自动或手动选择的齿轮比。在提供的特定示例中的传动系14为全轮驱动配置，但是本领域技术人员将理解本公开的教导可应用于其它传动系配置，包括四轮驱动配置、后轮驱动配置以及前轮驱动配置。
传动系14可包括前桥总成20、动力输出单元(PTU)22、传动轴24和后桥总成26。在所提供的特定示例中，车辆传动系统部件为后桥总成26，然而，本领域的技术人员将理解，本公开的教导可应用于其它类型的传动系统部件，包括前桥总成和桥间差速器设备(例如，分动箱、中央差速器)。变速器18的输出部可被联接到前桥总成20的输入部，以驱动前桥总成20的输入构件30。PTU22可具有PTU输入构件32和PTU输出构件34，PTU输入构件32可从前桥总成20的输入构件30接收旋转动力，PTU输出构件34可将旋转动力传输到传动轴24。传动轴24可将PTU输出构件34联接到后桥总成26，从而由PTU22输出的旋转动力被后桥总成26接收。前桥总成20和后桥总成26可以被全时驱动，以分别驱动前车轮36和后车轮38。然而，将理解，传动系14可包括一个或多个离合器以中断通过传动系14的一部分的旋转动力传输。在所提供的特定示例中，传动系14包括第一离合器40，第一离合器40可被配置为中断向PTU22中或者通过PTU22的旋转动力传输。
前桥总成可以以大致类似于于2013年3月5日提交的同样待审的共同受让的美国专利申请No.13/785,425中描述的前桥总成的方式配置，该美国专利申请的公开内容通过引用如全部充分阐述那样合并于此。简单地说，前桥总成20的输入构件30可驱动第一差速器总成21，第一差速器总成21可向前车轮36提供旋转动力。
参考图2，后桥总成26可包括外壳398、输入小齿轮400、锥状的环形齿轮(bevelringgear)402、第二差速器总成404、一对轴406、液压回路408和控制系统410。输入小齿轮400可被容纳在外壳398中以围绕第一轴线旋转。输入小齿轮400可被联接到传动轴24的一端以随其旋转。第二锥状的环形齿轮402与输入小齿轮400啮合，并能够围绕可横向于或垂直于第一轴线的第二轴线旋转。在所提供的示例中，输入小齿轮400和锥状的环形齿轮402形成准双曲面齿轮组。
第二差速器总成404可被配置为接收通过第二锥状的环形齿轮402传输的旋转动力，并且可具有筒(spool)或差速器箱410、一对输出构件412、第一摩擦离合器414和第二摩擦离合器416。差速器箱410可包括大体管形结构，该大体管形结构可被联接到第二锥状的环形齿轮402以围绕第二轴线共同旋转。每个输入构件412可被驱动地联接到轴406中对应的一个。轴406被配置为在输出构件412和后车轮38之间传输旋转动力。
在所提供的特定示例中，第一摩擦离合器414和第二摩擦离合器416中的每个具有外离合器筐(outerclutchbasket)420、内离合器筐422、多个或一组第一离合器或摩擦片424以及多个或一组第二离合器或摩擦片426，外离合器筐420被联接为随差速器箱410旋转，内离合器筐422被联接为随对应的一个输出构件412旋转。每组第一摩擦片424可被不能旋转地联接但能轴向滑动地安装在对应的一个外离合器筐420上。每组第二摩擦片426可被不能旋转地联接但能轴向滑动地安装在对应的一个内离合器筐422上。第二摩擦片426可与第一摩擦片424交错。简短地参考图3，第一摩擦片424和第二摩擦片426可包括一个或更多个弹簧430，该一个或更多个弹簧430可被配置为迫使第一摩擦片424和第二摩擦片426彼此分开。在所提供的示例中，第一摩擦片424和第二摩擦片426被形成为贝氏弹簧垫圈(Bellevillespringwasher)，然而，将理解，一个或更多个弹簧可以以期望的方式集成到第一摩擦片424和/或第二摩擦片426中(例如，与形成片簧的摩擦片的主体一体形成的一个或更多个凸片、联接到第一摩擦片和/或第二摩擦片的分立的螺旋弹簧或片簧)。返回图2，每个内离合器筐422被驱动地联接到关联的一个输出构件412以围绕第二轴线共同旋转。
参考图4，液压回路408可包括第一缸体总成500、第二缸体总成502、泵504、第一阀506、第二阀508、第一流动控制设备510和第二流动控制设备512。第一缸体总成500被配置为选择性地致动第一摩擦离合器414(图2)并可包括第一缸体520和第一活塞522。第一缸体520可被固定地联接到外壳398(图2)并可限定具有环形形状的第一室或腔524。第一活塞522可被接收在第一腔524中，并被配置为输出使第一摩擦离合器414(图2)中的第一摩擦片424和第二摩擦片426(图2)相互接合的力。第二缸体总成502可类似地被配置为选择性地致动第二摩擦离合器416(图2)并可包括第二缸体530和第二活塞532。第二缸体530可被固定地联接到外壳398(图2)，并可限定具有环形形状的第二室或腔534。第二活塞532可被接收在第二腔534中，并被配置为输出使第二摩擦离合器416(图2)中的第一摩擦片424和第二摩擦片426(图2)相互接合的力。
泵504可以是诸如盖劳特泵(gerotorpump)的任何类型的泵，并且被配置为由诸如电动机538的适合的动力源驱动。泵504被配置为从贮存器540抽取液压流体，并将加压的液压流体提供到第一阀506和第二阀508。在示出的特定示例中，第一阀506和第二阀508以并联方式被液压地联接到泵504，然而将理解，加压的液压流体可以以不同的方式诸如串联被提供到第一阀506和第二阀508。
第一阀506可以是具有入口端口550、出口端口552、阀元件554和螺旋管556的双向常开电磁操作阀，入口端口550从泵504接收加压的液压流体，出口端口552与第一缸体总成500的入口流体连通地联接。阀元件554被偏压到允许入口端口550和出口端口552之间的流体连通的第一位置(例如经由复位弹簧)。螺旋管556可被选择性地操作以将阀元件554移动到阻止入口端口550和出口端口552之间的流体连通的第二位置。第二阀508可以是具有入口端口560、出口端口562、阀元件564和螺旋管566的双向常开电磁操作阀，入口端口560从泵504接收加压的液压流体，出口端口562与第二缸体总成502的入口流体连通地联接。阀元件564被偏压到允许入口端口560和出口端口562之间的流体连通的第一位置。螺旋管566可被选择性地操作以将阀元件564移动到阻止入口端口560和出口端口562之间的流体连通的第二位置。在所提供的特定示例中，第一阀506和第二阀508为在2014年1月13日提交的同样待审的共同受让的美国专利申请No.14/153,175中公开的类型的球座阀，其公开内容通过引用如全部详细阐述那样合并于此。
第一流动控制设备510可与第一腔524流体连通地联接，并且可被配置为将液压流体从第一缸体520泄放或排放到贮存器540排出或泄出。类似地，第二流动控制设备512可与第二腔534流体连通地联接，并且可被配置为将液压流体从第二缸体530泄放或排放到贮存器540。第一流动控制设备510和第二流动控制设备512可以是任何类型的流动控制设备，然而在所提供的特定示例中，第一流动控制设备510和第二流动控制设备512均包括预定直径的孔口。每个孔口可以是能够被联接到与贮存器540和第一缸体520或第二缸体530联接的流体导管的分立的部件，然而在所提供的特定示例中，孔口被形成在容纳第一摩擦离合器414和第二摩擦离合器416(图2)的外壳的一部分(未具体示出)中。
参考图2和图4，贮存器540中的液压流体可以是仅配置为用于液压回路408中的流体。替代地，液压流体可被用于润滑第一离合器414和第二离合器416的第一离合器片424和第二离合器片426，并且可选地也用于润滑输入小齿轮400、环形齿轮402和支撑输入小齿轮400或环形齿轮402相对于外壳398旋转的任何轴承。
控制系统410可包括第一传感器570、第二传感器572和控制器574。第一传感器570可被配置为感测指示由第一活塞522施加到第一摩擦离合器414的力的参数，并响应地产生第一传感器信号。第二传感器572可被配置为感测指示由第二活塞532施加到第二摩擦离合器416的力的参数，并响应地产生第二传感器信号。在所提供的特定示例中，第一传感器570和第二传感器572为配置为分别感测第一腔524和第二腔534中的液压流体的压力的压力传感器。控制器574可被联接到第一传感器570和第二传感器572、第一阀506和第二阀508、电动机538和车载网络或数据总线580。控制器574可被配置为接收来自车载网络580的数据和第一传感器信号和第二传感器信号，并且可响应地例如通过操作可被设置在车辆接线盒中的继电器(未示出)来控制电动机538，并产生用于分别操作第一阀506和第二阀508的第一控制信号和第二控制信号。
第一控制信号和第二控制信号可以是调制信号，其可以控制第一螺旋管556和第二螺旋管566来移动第一阀元件554和第二阀元件564，从而选择性地关闭第一阀506和第二阀508。在所提供的特定示例中，第一控制信号和第二控制信号为脉冲宽度调制信号，其被配置为使第一螺旋管556和第二螺旋管566运行(以由此关闭第一阀506和第二阀508)与关联于第一控制信号和第二控制信号的工作循环相关联的一段持续时间。将理解，第一阀506和第二阀508可被彼此独立地控制，这使后桥总成26的操作对液压回路408内的内部泄漏相对不敏感。而且，由第一活塞522和第二活塞532施加到第一摩擦离合器414和第二摩擦离合器416上的力可被调整tailored)，以使更大的扭矩可被施加到后车轮38之一，以帮助转向或稳定车辆。
实施例的前述描述已经被提供用于例示和描述的目的。其并非旨在穷尽或限制本公开。特定实施例的单独的元件或特征通常不限于该特定实施例，而是，在适用的情况下可互换并可在选定实施例中使用，即使未特别示出或描述。特定实施例的单独的元件或特征也可以以多种方式变化。这种变化不被认为偏离本公开，并且所有这种修改旨在被包括在本公开的范围内。

Claims (18)

1.一种车辆传动系统部件，包括：
外壳；
接收在所述外壳中并且围绕第一轴线能旋转地设置的输入小齿轮；
接收在所述外壳中并且围绕第二轴线能旋转地设置的环形齿轮；
安装在所述外壳中以围绕所述第二轴线旋转的差速器总成，所述差速器总成具有差速器箱、第一摩擦离合器和第二摩擦离合器，所述差速器箱被联接到所述环形齿轮以共同旋转，所述第一摩擦离合器具有第一输入部和第一输出部，所述第一输入部被联接到所述差速器箱以共同旋转，所述第二摩擦离合器具有第二输入部和第二输出部，所述第二输入部被联接到所述差速器箱以共同旋转；
包括贮存器、第一缸体总成、第二缸体总成、第一阀、第二阀、电动机、泵、第一流动控制设备和第二流动控制设备的液压回路，所述贮存器被配置为容纳液压流体，所述第一缸体总成被配置为选择性地致动所述第一摩擦离合器并包括接收在第一室中的第一活塞，所述第二缸体总成被配置为选择性地致动所述第二摩擦离合器并包括接收在第二室中的第二活塞，所述第一阀为具有第一出口端口和第一入口端口的电磁操作常开双向阀，所述第一出口端口与所述第一室流体连通，所述第二阀为具有第二出口端口和第二入口端口的电磁操作常开双向阀，所述第二出口端口与所述第二室流体连通，所述电动机能选择性地操作以驱动所述泵，所述泵被配置为从所述贮存器抽取液压流体并将加压的液压流体提供到所述第一入口端口和所述第二入口端口，所述第一流动控制设备与所述第一室和所述贮存器流体连通，所述第二流动控制设备与所述第二室和所述贮存器流体连通。
2.根据权利要求1所述的传动系统部件，其中所述第一阀和所述第二阀为球座阀。
3.根据权利要求1所述的传动系统部件，进一步包括具有第一压力传感器、第二压力传感器和控制器的控制单元，所述第一压力传感器被配置为感测所述第一室中的液压流体的压力并响应地产生第一传感器信号，所述第二压力传感器被配置为感测所述第二室中的液压流体的压力并响应地产生第二传感器信号，所述控制器被配置为至少部分地响应所述第一传感器信号而操作所述第一阀，所述控制器还被配置为至少部分地响应所述第二传感器信号而操作所述第二阀。
4.根据权利要求1所述的传动系统部件，其中所述控制器被配置为产生第一调制控制信号和第二调制控制信号，并且其中所述第一阀响应于收到所述第一调制控制信号而操作，并且其中所述第二阀响应于收到所述第二调制控制信号而操作。
5.根据权利要求1所述的传动系统部件，其中所述第一调制控制信号和所述第二调制控制信号为脉冲宽度调制信号。
6.根据权利要求1所述的传动系统部件，其中所述第一流动控制设备和所述第二流动控制设备为固定直径的孔口。
7.根据权利要求1所述的传动系统部件，其中所述第一输入部包括多个第一摩擦片，其中所述第一输出部包括与所述第一摩擦片交错的多个第二摩擦片。
8.根据权利要求7所述的传动系统部件，其中所述第一摩擦片中的每个、所述第二摩擦片中的每个或者所述第一摩擦片和所述第二摩擦片中的每个均包括配置为迫使所述第一摩擦片和第二摩擦片彼此分开的至少一个弹簧。
9.根据权利要求1所述的传动系统部件，其中所述液压流体进一步被用于润滑所述第一摩擦离合器和所述第二摩擦离合器。
10.根据权利要求9所述的传动系统部件，其中所述液压流体进一步被用于润滑所述输入小齿轮和所述环形齿轮。
11.一种车辆传动系统部件，包括：
外壳；
接收在所述外壳中并且围绕第一轴线能旋转地设置的输入小齿轮；
接收在所述外壳中并且围绕第二轴线能旋转地设置的环形齿轮；
安装在所述外壳中以围绕所述第二轴线旋转的差速器总成，所述差速器总成具有差速器箱、第一摩擦离合器和第二摩擦离合器，所述差速器箱被联接到所述环形齿轮以共同旋转，所述第一摩擦离合器具有第一输入部和第一输出部，所述第一输入部被联接到所述差速器箱以共同旋转，所述第二摩擦离合器具有第二输入部和第二输出部，所述第二输入部被联接到所述差速器箱以共同旋转；以及
用于彼此独立地液压操作所述第一离合器和所述第二离合器的装置，所述液压操作装置包括泵、第一常开阀、第二常开阀、第一离合器缸体总成和第二离合器缸体总成，所述第一常开阀和第二常开阀并联地与所述泵流体联接，所述第一常开阀的输出部被流体连接地联接到所述第一离合器缸体，所述第二常开阀的输出部被流体连接地联接到所述第二离合器缸体，所述第一离合器缸体能选择性地操作以将所述第一输入部联接到所述第一输出部，所述第二离合器缸体能选择性地操作以将所述第二输入部联接到所述第二输出部。
12.根据权利要求11所述的传动系统部件，其中所述液压操作装置进一步包括第一压力传感器、第二压力传感器和控制器，所述第一压力传感器被配置为感测所述第一离合器缸体总成中的流体压力并响应地产生第一传感器信号，所述第二压力传感器被配置为感测所述第二离合器缸体总成中的流体压力并响应地产生第二压力信号，所述控制器被配置为分别部分地基于所述第一传感器信号和所述第二传感器信号而产生第一控制信号和第二控制信号，其中所述第一常开阀和第二常开阀分别响应于收到所述第一控制信号和所述第二控制信号而操作。
13.根据权利要求12所述的传动系统部件，其中所述第一常开阀和所述第二常开阀为球座阀。
14.根据权利要求12所述的传动系统部件，其中所述第一控制信号和所述第二控制信号中的每个均为脉冲宽度调制信号。
15.根据权利要求12所述的传动系统部件，其中所述液压操作装置进一步包括第一流动控制设备和第二流动控制设备，所述第一流动控制设备被配置为从所述第一离合器缸体总成排放液压流体，所述第二流动控制设备被配置为从所述第二离合器缸体总成排放液压流体。
16.根据权利要求15所述的传动系统部件，其中所述第一流动控制设备和所述第二流动控制设备为固定直径的孔口。
17.根据权利要求12所述的传动系统部件，其中所述第一输入部包括多个第一摩擦片，其中所述第一输出部包括与所述第一摩擦片交错的多个第二摩擦片。
18.根据权利要求17所述的传动系统部件，其中所述第一摩擦片中的每个、所述第二摩擦片中的每个或者所述第一摩擦片和所述第二摩擦片中的每个均包括配置为迫使所述第一摩擦片和所述第二摩擦片彼此分开的至少一个弹簧。
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