JP2006520447A

JP2006520447A - 差動装置のための制御装置

Info

Publication number: JP2006520447A
Application number: JP2006504049A
Authority: JP
Inventors: スティリアンガンチェフ
Original assignee: スティリアンガンチェフ
Priority date: 2003-03-17
Filing date: 2004-03-17
Publication date: 2006-09-07
Also published as: BG107637A; US20080058147A1; BRPI0408428A; CA2519140A1; WO2004083684A1

Abstract

本発明は、乗り物における油圧差動装置のための制御装置に関する。本発明の目的は、改善された重量要素及び全体寸法で、且つ両回転方向での駆動トルクの分配で、駆動トルクを分配するためのホイールベース装置の必要性を排除し、乗り物のクラッチの必要性を排除する油圧差動装置の制御装置を提供することにある。発明的な装置の構成は、差動装置の共通駆動ユニットにおいて一体化された二つの制御油圧系統であって、共通のゲート機構を有する二つの制御油圧系統を含む。構成は、さらに、制御装置の電磁気的な作動を伴う分離制御分岐と、円滑な噛合及び油圧流の反転のための装置（３）と、安全弁（９）と、電磁気的な制御装置（１４）と、絞り弁（１８）とを含む。

Description

本発明は、機械工学、特に自動車工学に適用でき、その上、機能的に接続される駆動対象や単一の駆動対象に駆動トルクを自動的に分配する必要性がある全ての箇所に適用できる油圧差動装置のための制御装置に関する。

米国特許第６，５０５，７２２号に記載された油圧差動装置や、ブルガリア共和国特許出願第１０４５５０号に開示されたアクティブ油圧差動装置が公知であり、そこでの油圧差動装置は、容積型油圧機械クラッチとして統合され、差動装置の共通駆動部内に一体化されている。

分配弁として機能する共通ゲート手段は、クラッチをブロック状態にしたり、あるいは系統で生成される圧力値によってそれらの一つをブロック解除する。ブルガリア共和国特許出願第１０４５５０号に開示されるように、電磁気学に作動する機械構成は、回転する差動装置機構の二つの制御リング回りの空間内で移動し、従って、分離して配置された制御装置の放射状ゲートでの行動は、系統を分岐する。記載したアクティブ油圧差動装置は、回転中の遠心力に最も効果的な方法で作用することが可能であり、差動装置と一緒に働くレジスタ、コントローリング、アクチュエーティング配列を補助的に用いることなくスリップを防止することができる。制御リングを備えた機構は、構成をより複雑にし、回転する油圧差動装置回りの空間を機能的に装着する。補助的に制御に取り付けられたゲートの一部は高圧領域内で系統を分岐し、他の部分は大気中に配置される。これは、シール法を必要とし、リークの危険性がある。最大限の作動圧力は限定され、従って、作動装置の重量要素と全体寸法は制限される。ホイールの回転間で異なるホイール・ベースを保証し、且つ乗り物のクラッチを無くすための、公知の油圧作動装置機構の上記した構成の可能性は、認識されていない。系統における高圧及び低圧の領域が変化する時の反転移動で、公知の構成における駆動トルクの分配は悪化する。

本発明の目的は、改善された重量要素及び全体寸法で、且つ両回転方向での駆動トルクの分配で、駆動トルクを分配するためのホイールベース装置の必要性を排除し、乗り物のクラッチの必要性を排除する油圧差動装置の制御装置を提供することにある。

技術的な問題は、油圧差動装置の共通駆動ユニット内に一体化され、共通ゲート機構として統合された分配弁を有する二つの制御油圧系統であって、トロイダル構造の二つの主コレクタと、電磁気的に制御要素の作動を伴う制御分岐（branch）とを含む系統を有する油圧差動装置のための制御装置を提供することによって解決される。

主分配弁のゲートは、軸方向の開口を有するシリンダ形の回転体であって、シリンダの端から等しい距離で径外方向に向かって先細りする二つの等しいディスクが形成され、ゲートは、長手軸の中間にて垂直断面に対して左右対称であり、主分配弁の本体内部は、同じ対称要素を有し、且つ、互いに分離される分離チャンバーが各ディスクの両サイドでゲートの中立位置においてのみ形成されるよう構成され、ゲートの各サイドでのチャンバーが、分離される油圧系統における高圧及び低圧の領域に接続されることで、両系統の圧力が長手軸に沿ってゲートのディスクと反対方向を有し、ゲートの長手軸と対称横面との交点が共通駆動ユニットと交差する差動装置の回転軸側に位置する。

主コレクタ間の通路における各油圧系統において、差動装置クラッチの円滑な噛合及び油圧流の反転のために、装置が取り付けられ、該装置は、軸通路を備える円筒ゲートを含み、ゲートの円筒面を横断する中間点から等しい距離で、二つの平行で且つ径方向に位置する通路が形成され、ゲートの円筒面におけるそれらの各通路に対向して、二つの補助通路が径方向に形成され、これら各通路は、ゲートのより離れた端への軸通路と分離的且つ平行に通り、ゲートは、中間において二つの開口がそれぞれ対向して径方向に形成された中空円筒本体内の二つのスプリング間に取り付けられ、中空円筒本体は、系統の主トロイダルコレクタと接続するための開口をそれぞれ有するキャップを有し、キャップの内側は、ゲートのシートとして形成され、これらシートの基部には、キャップの開口への接続通路が形成され、クラッチの油圧系統は、円筒本体のキャップを通り、一対の補助トロイダルコレクタの中間において対向する開口を通り、トロイダルコレクタから通り抜け、補助トロイダルコレクタは、主コレクタに対して、外部的且つ同心に駆動ユニット内に取り付けられ、装置の長手軸は、差動装置の駆動ユニット内で径方向に位置し、且つ差動装置の回転軸に対して対向して配置される。

安全弁が各系統の分離分岐に取り付けられ、分岐は、一対の補助コレクタに接続し、各安全弁は、対称の共通軸を有する三つの連続的に接続された油圧シリンダを含む本体からなり、ピストンが、本体の二つのエンドシリンダ内に配置されると共に、大きな直径を有する中間シリンダの作動流体を備えた空間内に部分的に配置され、そこにスプリングが配置されると共に、ピストンと接触し、シリンダの空間は、シリンダの中間から来る通路によって系統の低圧領域と接続され、シリンダの外端が油圧系統の高圧領域に接続されることで、ピストンを備えたシリンダへの通路が高い油圧抵抗を有し、ピストンの直径よりも小さい直径を有するシリンダの第２端におけるピストンのヘッドは、ゲートとして形成され、開放位置において、分離通路を通る高圧及び低圧領域に接続し、差動装置の共通駆動ユニットにおける安全弁は、回転軸について、本体の対称軸が同じ角度を有する方向へ向かう対向配置を有する。

電磁気的に作動する装置が各油圧系統の分離分岐に取り付けられ、接触リングを通って供給され、接触リングは、差動装置の駆動ユニットに固定され且つ差動装置のケーシングに取り付けられる分離箱１６に置かれ、各装置のアーマチュア（armature）は、軸方向の開口を備えた円筒形を有し、少なくとも一つの磁性部にしっかり接続される非磁性分配部からなり、装置は、差動装置の回転軸に対して駆動装置内に向かい合って取り付けられ、径方向に位置する長手軸を有する。

全ての補助トロイダルコレクタが油圧絞り弁によって互いに接続され、それにより、各系統における高圧コレクタは、低圧コレクタに接続され、高圧−高低圧−低圧方向においてそのような系統間での接続が存在し、油圧絞り弁は、回転軸に左右対称に共通駆動ユニットに取り付けられる。

本発明の制御装置を備える油圧差動装置を備える乗り物は、クラッチの必要性及び駆動トルクを分配するためのホイールベース装置の必要性を排除し、改善された重量要素及び全体寸法を有し且つ両回転方向での駆動トルクの分配さえ有する。

明細書及び添付図面に基づき、油圧差動装置のための制御装置の一実施形態は、以下の構成を有する。共通ゲート機構として統合される分配弁を有する二つの制御油圧系統は、同じく差動装置の共通駆動ユニットである油圧差動装置機構のケーシング内に一体化される。各系統は、二つの主トロイダルコレクタと、制御要素の電磁気的な作動を伴う制御分岐とを含む。

主分配弁２のゲート１は、軸方向の開口を有するシリンダ形の回転体であり、シリンダの各端から内側への等しい位置で、径外方向に向かって先細りする一対のディスクが形成される。従って、ゲート１は、長手軸の中間の横断面に対して左右対称である。

分配弁２の本体内部は、同じ対称要素を有し、且つ、互いに分離される分離チャンバーが各ディスクの両サイドでゲート１の中立位置において形成されるよう構成される。ゲート１の各サイドのチャンバーは、分離された油圧経路における高圧及び低圧の領域と接続されるので、両系統の圧力は、長手軸に沿ったゲート１のディスクと反対方向を有する。ゲート１の長手軸と対称横面との交点は、共通駆動ユニットと交差する差動装置の回転軸側に位置する。

差動クラッチの円滑な噛合及び反転のために、油圧流量装置３が各油圧系統における主コレクタ間での通路に取り付けられる。装置３は、軸通路を備えた円筒ゲート４を含み、ゲート４の円筒面を横断する中間点から等しい距離で、二つの平行で且つ径方向に位置する通路が形成されている。ゲート４の円筒面におけるこれら通路に対向して、二つの補助通路が径方向に形成され、これら通路は、ゲート４のより離れた端への軸通路と分離的且つ平行に通る。ゲート４自体は、中間において二つの開口がそれぞれ対向して径方向に形成された中空円筒本体６内の二つのスプリング５間に取り付けられる。中空円筒本体６は、系統の主トロイダルコレクタと接続するための開口を有するキャップ７を有し、該キャップ７の内側は、ゲート４のシートとして形成され、これらシートの基部には、キャップ７の開口への接続通路が形成される。このようにして、クラッチの油圧系統は、円筒本体６のキャップ７を通り、一対の補助トロイダルコレクタ８の中間において対向する開口を通り、トロイダルコレクタから通り抜ける。補助トロイダルコレクタは、主コレクタに対して、外部的且つ同心に駆動ユニット内に取り付けられる。装置３の長手軸は、差動装置の駆動ユニット内で径方向に位置し、差動装置の回転軸に対して対向して配置される。

各系統の分離分岐において安全弁９が取り付けられ、そこで、分岐が一対の補助コレクタ８に接続する。各安全弁９は、対称の共通軸を有する三つの連続的に接続された油圧シリンダを含む本体１０からなる。ピストン１１，１２は、本体１０の二つのエンドシリンダ内に配置され、大きな直径を有する中間シリンダの作動流体を備えた空間内に部分的に配置される。中間シリンダ内にピストン１１，１２と接触するスプリング１３が配置され、シリンダの空間は、シリンダの中間から来る通路によって系統の低圧領域と接続される。シリンダの外端が油圧系統の高圧領域に接続されることで、ピストン１１を備えたシリンダへの通路が高い油圧抵抗を有する。ピストン１１の直径よりも小さい直径を有するシリンダの第２端におけるピストン１２のヘッドは、ゲートとして形成され、開放位置において、分離通路を通る高圧及び低圧領域に接続する。差動装置の共通駆動ユニットにおける安全弁９は、回転軸について、本体１０の対称軸が同じ角度を有する方向へ向かう対向配置を有する。

電磁気的に作動する装置１４は、各油圧系統の分離分岐に取り付けられる。装置１４は、差動装置の駆動ユニットに固定され且つ差動装置のケーシングに取り付けられる分離箱１６に置かれる接触リング１５を通って供給される。各装置１４のアーマチュア１７は、軸方向の開口を備えた円筒形を有し、少なくとも一つの磁性部にしっかり接続される非磁性分配部からなる。装置１４は、差動装置の回転軸に対して駆動装置内に向かい合って取り付けられ、径方向に位置する長手軸を有する。

全ての補助トロイダルコレクタ８は、油圧絞り弁１８によって互いに接続される。各系統における高圧コレクタは、低圧コレクタに接続される。高圧−高低圧−低圧方向においてそのような系統間での接続がある。油圧絞り弁１８は、回転軸に左右対称に共通駆動ユニットに取り付けられる。

＜応用例＞
図１に概略的に示される容積油圧モータにおける圧力の存在とクラッチモードにおける作動は、二つの状態、即ち、差動装置の共通駆動ユニットへの駆動トルクの付加と、クラッチの駆動部への抵抗モーメントの存在、による。低圧において、いくらか回転が低くなったり、駆動部への抵抗が弱まった時、流体は以下の通路、即ち、（回転方向を与えるための）油圧クラッチの高圧領域−主トロイダルコレクタ（図２）−通路−装置３の一つのキャップ７における開口−キャップの内側におけるシートにおける接続通路、ゲートの軸通路、そして、反対方向において連続的であるが、他のキャップ７及び他の主トロイダルコレクタ−クラッチの低圧内、という通路を通って循環する。循環流体の方向は、駆動ユニットの回転方向が反対の時、言い換えれば、乗り物の移動方向が変わる時に反対である。（モータの回転が増すことによって）流体圧力及び各方向の流体率が増す時、ゲート４は、一つのスプリング５の抵抗に打ち勝ち、対応するキャップ７のシートを押すまで圧力方向に沿って移動する。ゲートの復帰は、駆動部あるいは駆動ホイールへの駆動力が増すことによって実現される。このようにして、モータへのホイールの円滑で自動的な噛合は実現され、乗り物のクラッチは除去される。二つの終端の一つにおけるゲート４の復帰で、クラッチにおける高圧及び低圧の領域（それは、回転方向の変化を以て変化する）は、流体の方向が連続で且つ駆動ユニットの回転方向に依存しない対応する制御油圧系統の部分に接続する。これは、明細書及び図面において述べられるように、装置３の通路構成の整流作用という結果である。この構成は、高圧領域として図１に示される内部垂直線を決定する。図２に内部補助トロイダルコレクタ８がある。

主分配弁のゲート１は、中間部のみにて両系統の等圧である。本実施形態において、内部補助トロイダルコレクタ８の両方に圧力がある。これは、流体が系統内を流れず、円滑且つ乾燥した道路での乗り物の直線的な駆動モーションの場合に対応する、ゲート１の唯一の位置である。ゲートバランスは、乗り物の方向の変更及びホイールと道路との間の摩擦低下で、路面のでこぼこによって分配される。作動流体の現実的な圧縮率によって、ゲートのリアクションは、外部アクションと同時期的に実行される。与えられた系統における圧力の変化は、対応するホイールに適用される駆動力値を自動的に変化させる。系統における圧力差から生じるゲートの変位は、クラッチをロック解除し、ホイールが道路の異なる長さを走るのを許す。ゲート１と分配弁チャンバーの構成は、流体が最小限の変位で通過するのを保証する。これは、差動装置の対応するリアクションがこの調整を起こすアクションの間実行されることを可能とする。ゲート１は、高圧方向に沿って移動する。分配弁におけるチャンバーの構造にとって、各変位は、系統における循環の大流量部（そこでは圧力は低く、高圧での系統における最小限流量部である）の開放によって生じる。駆動ユニットに対する両駆動ホイールの反転準備は、駆動シャフトのホイール間及び共通推進器（カルダン）シャフトを備える二つ以上の軸のホイール間で、道路の通過長さでの相違の補償によって、異なる障害に打ち勝ってトラブルがないようにする。

安全弁９は、主分配弁がそのような補償を事項し得ない時の唯一な場合における通過道路間の相違のホイール基本補償を勝ち取る。これは、真っ直ぐな乾燥道路での同じ障害に打ち勝つ駆動軸の両ホイールの通過を同時に起こすケースである。装置は、経路における圧力のシャープな増加を検知し、反応する。それは、次のように作用する。即ち、圧力のスムースな増加は、ピストン１２のヘッドの径よりも大きな径を有するので、ピストン１１のみの変位を引き起こし、適用される力が大きくなる。変位率と、スプリング１３変形は、その時点での作動圧力値に対応する。ピストン１１への通路における大きな抵抗は、系統における突発的な圧力増加時にピストンのリアクションを遅延させる。これらの場合、ピストン１２は、置き換わり、高圧領域及び低圧領域に接続し、対応するクラッチをブロック解除する。スプリング１３は、圧力が弱まると直ちにピストン１２を復帰させる。

電磁気的に作動する装置１４は、接触リング１５を介した電源で作動し、系統における高圧領域及び低圧領域に接続する。系統に対応する駆動ホイールとモータとの接続は弱められる。これは、外部コマンドで対応する軸のホイールへの駆動トルクの再分配を引き起こす。この電磁気的に作動する装置１４は、模範的な実施形態において説明され、予め駆動において順に安定性を増すよう、駆動トルクを再分配する。装置１４におけるスイッチングは、ステアリングホイールの切り返しによって実行される。装置１４は、さまざまに差動装置を作動する。例えば、カルダンシャフト上のテンションセンサの存在で、安全弁９の必要性は装置１４を理由として取り除かれる。

装置１４のアーマチュア１７における軸通路と、主分配弁のゲート１における通路は、完全に厳重なバリアと接近したチャンバー（空間）内に制御装置のアクチュエータの配列を許す。このように、最小限の作動圧力を制限し且つゲートの動きを複雑にするシーリング法及びリークの危険性が回避される。

系統における高圧領域及び低圧領域間に取り付けられる油圧絞り弁１８により、両系統の要素は、異なる要素の自動的な増加であるが、補償が等しくされる。

系統における高圧領域及び低圧領域間に取り付けられる油圧絞り弁１８は、主分配弁のそれぞれ補償原因を完全にするプロセスを促進する。両系統において、異なる圧力の場合にのみそれらを通って流体が流れる。さらには、絞り弁１８によって、差動装置の明確な提供による特別な調整が実行される。油圧差動装置の発明的な制御装置における、円滑な噛合及び油圧流の反転のための装置３、安全弁９、電磁気的に作動する装置１４は、単一の油圧容積クラッチの自動制御に用いられ得る。

油圧系統及び本発明に係る油圧差動装置の制御装置の概略図である。共通駆動ユニットにおける制御装置の配置を表す油圧差動装置の断面図である。

Claims

油圧差動装置の共通駆動ユニット内に一体化され、共通ゲート機構として統合された分配弁を有する二つの制御油圧系統であって、トロイダル構造の二つの主コレクタと、電磁気的に制御要素の作動を伴う制御分岐とを含む系統を有する油圧差動装置のための制御装置であって、
主分配弁（２）のゲート（１）は、軸方向の開口を有するシリンダ形の回転体であって、シリンダの端から等しい距離で径外方向に向かって先細りする二つの等しいディスクが形成され、
ゲート（１）は、長手軸の中間にて垂直断面に対して左右対称であり、主分配弁（２）の本体内部は、同じ対称要素を有し、且つ、互いに分離される分離チャンバーが各ディスクの両サイドでゲート（１）の中立位置においてのみ形成されるよう構成され、
ゲート（１）の各サイドでのチャンバーが、分離される油圧系統における高圧及び低圧の領域に接続されることで、両系統の圧力が長手軸に沿ってゲート（１）のディスクと反対方向を有し、
ゲート（１）の長手軸と対称横面との交点が共通駆動ユニットと交差する差動装置の回転軸側に位置する
ことを特徴とする油圧差動装置のための制御装置。
主コレクタ間の通路における各油圧系統において、差動装置クラッチの円滑な噛合及び油圧流の反転のために、装置（３）が取り付けられ、
該装置（３）は、軸通路を備える円筒ゲート（４）を含み、
ゲート（４）の円筒面を横断する中間点から等しい距離で、二つの平行で且つ径方向に位置する通路が形成され、
ゲート（４）の円筒面におけるそれらの各通路に対向して、二つの補助通路が径方向に形成され、
これら各通路は、ゲート（４）のより離れた端への軸通路と分離的且つ平行に通り、
ゲート（４）は、中間において二つの開口がそれぞれ対向して径方向に形成された中空円筒本体（６）内の二つのスプリング（５）間に取り付けられ、
中空円筒本体（６）は、系統の主トロイダルコレクタと接続するための開口をそれぞれ有するキャップ（７）を有し、
キャップの内側は、ゲート（４）のシートとして形成され、
これらシートの基部には、キャップ（７）の開口への接続通路が形成され、
クラッチの油圧系統は、円筒本体（６）のキャップ（７）を通り、一対の補助トロイダルコレクタ（８）の中間において対向する開口を通り、トロイダルコレクタから通り抜け、
補助トロイダルコレクタ（８）は、主コレクタに対して、外部的且つ同心に駆動ユニット内に取り付けられ、
装置（３）の長手軸は、差動装置の駆動ユニット内で径方向に位置し、且つ差動装置の回転軸に対して対向して配置される
ことを特徴とする請求項１に記載の油圧差動装置のための制御装置。
安全弁（９）が各系統の分離分岐に取り付けられ、
分岐は、一対の補助コレクタ（８）に接続し、
各安全弁（９）は、対称の共通軸を有する三つの連続的に接続された油圧シリンダを含む本体（１０）からなり、
ピストン（１１，１２）が、本体（１０）の二つのエンドシリンダ内に配置されると共に、大きな直径を有する中間シリンダの作動流体を備えた空間内に部分的に配置され、
そこにスプリング（１３）が配置されると共に、ピストン（１１，１２）と接触し、
シリンダの空間は、シリンダの中間から来る通路によって系統の低圧領域と接続され、
シリンダの外端が油圧系統の高圧領域に接続されることで、ピストン（１１）を備えたシリンダへの通路が高い油圧抵抗を有し、
ピストン（１１）の直径よりも小さい直径を有するシリンダの第２端におけるピストン（１２）のヘッドは、ゲートとして形成され、開放位置において、分離通路を通る高圧及び低圧領域に接続し、
差動装置の共通駆動ユニットにおける安全弁（９）は、回転軸について、本体（１０）の対称軸が同じ角度を有する方向へ向かう対向配置を有する
ことを特徴とする請求項１に記載の油圧差動装置のための制御装置。
電磁気的に作動する装置（１４）が各油圧系統の分離分岐に取り付けられ、接触リング（１５）を通って供給され、
接触リング（１５）は、差動装置の駆動ユニットに固定され且つ差動装置のケーシングに取り付けられる分離箱（１６）に置かれ、
各装置（１４）のアーマチュア（１７）は、軸方向の開口を備えた円筒形を有し、少なくとも一つの磁性部にしっかり接続される非磁性分配部からなり、
装置（１４）は、差動装置の回転軸に対して駆動装置内に向かい合って取り付けられ、径方向に位置する長手軸を有する
ことを特徴とする請求項１に記載の油圧差動装置のための制御装置。
全ての補助トロイダルコレクタ（８）が油圧絞り弁（１８）によって互いに接続され、
それにより、各系統における高圧コレクタは、低圧コレクタに接続され、
高圧−高低圧−低圧方向においてそのような系統間での接続が存在し、
油圧絞り弁（１８）は、回転軸に左右対称に共通駆動ユニットに取り付けられる
ことを特徴とする請求項１に記載の油圧差動装置のための制御装置。