SE527324C2 - Allhjulsdrivsystem för fordon - Google Patents

Description

25 30 35 .äål 524 051102 MLG P:\3891 Haldex Traction\P\038\P3B9l0038_051.027_svensk Ovarslitt 2 differentialmekanism behövs. Vanligtvis används axelns varvtalsskillnad i den längsgående kopplingsanordningen för att skapa ett hydraultryck, vilket används för att koppla in den varvtalsskillnadsdrivna kopplingen i nämnda längs- gående kopplingsanordning. I US~A-2003/0173179 används detta hydraultryck vidare för att begränsa differential- mekanismen hos den andra axeln med hjälp av en tvärgående kopplingsanordning. Detta system har emellertid en stor nackdel, i det att en snabb inkoppling av den tvärgående kopplingsanordningen i den andra axeln minskar trycket i hela hydraulsystemet i den utsträckningen att kopplingen i den längsgående kopplingsanordningen kan förlora något av sin inkoppling. Föraren kan känna av detta som ett ryck.

Hastigheten på styrningen måste minskas för att undvika denna nackdel.

Samanfattning av uppfinningen Ovannämnda problem löses av föreliggande uppfinning genom att en separat hydraulpump används för att snabbare, och utan tryckfall, begränsa en differentialmekanism hos en andra axel med hjälp av en tvärgående kopplingsanordning.

I en andra utföringsform kan en elektriskt driven pump användas för att ge hydraultryck till en längsgående kopplingsanordning under stationära förhållanden utöver att begränsa differentialmekanismen hos den andra axeln. I detta fall är en högtryckssida hos den elektriskt drivna pumpen också ansluten till en högtryckssida hos en differentialpump via en backventil som endast medger flöde från den elektriskt drivna pumpen till differentialpumpen för att ge låsning från stationärt läge. Detta innebär att alla fyra hjul ger dragkraft från stillastående. Vanligtvis kommer det mesta av kraften för att koppla in den längsgående kopplingen från differentialpumpen, men endast den elektriskt drivna pumpen ger någon kraft under stationära förhållanden. 10 15 20 25 30 35 go van , _ 051102 MLG P:\389l Haldex T:action\P\03B\P389l0038__051027__sv§nslr'ó ersatüd-IÜHÅOC 3 Kortfattad beskrivning av ritningarna Föreliggande uppfinning kommer att beskrivas mer detaljerat med hänvisning till de bifogade ritningarna, där Fig. 1-8 är hydraulflödesscheman för åtta olika utföringsformer av föreliggande uppfinning.

Detaljerad beskrivning av föredragna utföringsformer Föreliggande uppfinning presenteras i form av hydraulflödesscheman, där standardiserade symboler används för att symbolisera olika komponenter. Uppfinningen är för för att åstadkomma automatisk inkoppling av alla hjul under hala det mesta anordnad i allhjulsdrivna fordon, förhållanden. Uppfinningen har även möjligheten att åtminstone delvis begränsa differentialmekanismen hos en andra axel (att begränsa en differentialmekanism avser i detta sammanhang ett tillstånd där en av axelsidorna eller halvaxlarna tvingas att rotera, och differentialmekanismen kan inte längre ge nästan noll-moment till hjulet med drivning).

En utföringsform av föreliggande uppfinning syns i (hädanefter är ansluten till en första och en Fig. l. En varvtalsskillnadsdriven pump 1 kallad differentialpump) andra axel, representerade med l', och drivs av en varv- talsskillnad mellan de två axlarna som uppstår när hjulen hos den första axeln förlorar dragkraft. Differentialpumpen 1 tillförs hydraulolja fràn en reservoar 2 via en hydraul- ledning 3 (reservoarerna är sammankopplade och har således samma hänvisningsbeteckning). Differentialpumpen 1 är via en hydraulledning 4 ansluten till ett första aggregat av hydraulcylinder och -kolv 5 (hädanefter kallad hydraul- cylinder), vilket är monterat på en första koppling 6. Kom- ponenterna 5 och 6 utgör en längsgående kopplingsanordning.

Differentialpumpen l är vidare ansluten till en elektroniskt styrd strypventil 7 via en hydraulledning 8. 10 15 20 25 30 f' ñ '7 051102 HLG P:\3B9l Haldex Traction\P\D3B\P3Q910038_O5l02'I_svensk översåttnifiado; , 4 324 Denna ventil 7 kan ersättas av en tryckstyrventil (inte visad). Strypventilen 7 är i sin tur ansluten till en hydraulreservoar 2.

En elmotor 10 driver en ytterligare hydraulpump 11, nedan benämnd elpump. Denna pump 11 kan vara reversibel.

Elpumpen 11 är ansluten till en reservoar 2 vid en làgtryckssida och via en hydraulledning 13 till en andra hydraulcylinder 14 vid en högtryckssida. Hydraulcylindern 14 är monterad på en andra koppling 15. Komponenterna 14 och 15 utgör en tvärgående kopplingsanordning. Kopplingarna 6 och 15 är i figurerna avbildade som innefattande flera friktionsskivor.

I Fig. 2 visas en ytterligare utveckling av utföringsformen i Fig. l, där hydraulledningen är ansluten till högtryckssidan hos differentialpumpen 1, via en hydraulledning 17. Denna ledning 17 är utrustad med en backventil 16, som endast medger att hydraulvätskan passerar från elpumpen 11 till högtryckssidan hos differentialpumpen 1.

I Fig. 3 visas en tredje utföringsform, där en 3/2- flervägsstyrventil 18 är tillagd i hydraulledningen 13. Den avbildade styrventilen 18 aktiveras av en elektromagnet och har en tryck- och fjäderretur. En ytterligare reservoar 2 är placerad vid ett utlopp från styrventilen 18.

Hydraulsystemen i utföringsformerna enligt Fig. 1~3 är öppna, men i Fig. 4 visas ett motsvarande slutet system.

Ett slutet system återanvänder hydrauloljan direkt, i stället för att använda mellanliggande reservoarer. Här avlägsnas reservoarerna 2 i Fig. 1-3, hydraulledningarna 3, 8 och 20 sammankopplas och en hydraulackumulator 21 är förenad med samma hydraulledningar 3, 8 och 20. Dessa ledningar är även anslutna till en övertrycksventil 22, vilken leder till en reservoar 2. 10 l5 20 25 30 35 go” 294 051102 HLG P:\3891 Haldex Tz:action\1>\038\P3B91003H__D51027__svansk oversltm nå-dac 'v _ 5 I Fig. 5 är det slutna systemet i Fig. 4 utrustat med en ytterligare övertrycksventil 24 i en hydraulledning som ansluter till hydraulledningen 17 och hydraulledningen 3.

I Fig. 6 är en ytterligare backventil 25 belägen i en hydraulledning som går förbi flervägsstyrventilen 18.

I Fig. hydraulpumpen 10 drivs av samma axelvarvtalsskillnad 1' 7 visas en annan utföringsform där den andra som den första hydraulpumpen 1. helt åtskilda, en annorlunda styrventil 26 är anordnad.

I detta fall är hydraulsystemen i likhet med utföringsformen i Fig. l, och Utföringsformen i Fig. 8 är ett slutet system som motsvarar systemet i Fig. 7, vilket uppvisar en ackumulator 27 och en övertrycksventil 28.

Med hänvisning till Fig. 1 drivs differentialpumpen av varvtalsskillnaden mellan den första axeln och den andra axeln, representerad av l'. Pumpen 1 levererar hydraulolja vid högt tryck från reservoaren 2 till hydraulcylindern 5, vilken börjar inkopplingen av den hydrauliska kopplingen 6.

Detta motsvarar inkoppling av den andra axeln eller att drivmoment överförs till den andra axeln. Den maximala trycknivån vid hydraulcylindern 5 styrs av strypventilen 7, vilken avleder hydraulolja till reservoaren 2. Denna ventil är företrädesvis en elektroniskt styrd nålventil.

Elmotorn 10 är spänningsstyrd och driver hydraul~ pumpen ll för att leverera hydraulolja vid högt tryck till den andra hydraulcylindern 14 eller den första 5 och den andra hydraulcylindern 14, se Fig. 2. I det första fallet används den andra hydrauliska kopplingen 14 för att delvis begränsa differentialen hos en andra axel och i det andra fallet kopplar den elektriskt drivna pumpen ll in den första och/eller den andra kopplingen. Detta särdrag används när fordonet står stilla så att ingen varvtals- Detta kallas låsning från stillastående (”lock up from stationary”) och skillnad existerar mellan de tvâ axlarna. det ger en snabbare inkoppling av allhjulsdrivsystemet. 10 15 20 25 30 35 =^" 224 051102 MLG P:\3891 Haldex TraCtiOn\P\038\P389l003B_051027_Svsnsk Överslåttninqaioå fi I H.- 6 Envägsventilen 16, Fig. 2-6, hindrar högtrycksolja från att lämna hydraulledningen 4, vilket annars skulle kunna leda till minskad inkoppling av den första hydraul- kopplingen 6.

Flervägsstyrventilen 18, se Fig. 3-6, används för att styra inkopplingen av kopplingen 15 genom hydraulcylindern 14. När den andra kopplingen 15 är frånkopplad, d.v.s. flervägsstyrventilen 18 är i läget visat i Fig. 3-6, strömmar hydraulolja till reservoar 2. Tillsatsen av fler- vägsstyrventilen 18 gör det möjligt att köra elmotorn 10 och hydraulpumpen 11 utan att koppla in den andra kopplingen 15, d.v.s. i fall där låsning från stillastående av den första hydrauliska kopplingen (den längsgående kopplingsanordningen) är önskad utan att begränsa differentialmekanismen hos den andra axeln (den tvärgående kopplingsanordningen).

Hydraulackumulatorn 21 hos det slutna systemet i Fig. 4 avlägsnar tryckfluktuationer i systemets làgtryckssida och detta förbättrar driften för differentialpumpen 1. Övertrycksventilen 22 öppnar när trycket i lågtryckssidan har nått en maximalt tillåten nivå, vanligtvis 4 bar. Den motordrivna pumpen 11 kör normalt på tomgång, och ger i det fallet lâgtryckssystemets 4 bar. Utbytet från den motor- drivna pumpen 11 styrs av inspänningen, vilket vanligtvis ger ett maximalt tryck på ca 40 bar, medan däremot diffe- rentialpumpen 1 kan åstadkomma ett tryck på ca 100 bar.

I Fig. 5 maximerar den extra övertrycksventilen 24 trycket i det andra hydraulsystemet till ca 40 bar, vilket gör det enklare att dimensionera den motordrivna pumpen 11.

Om flervägsstyrventilen 18 går sönder kan trycket vid den andra hydraulcylindern 14 fortfarande sänkas genom att avleda olja via backventilen 25, Detta åstadkoms genom att sänka trycket i den första hydraulcylindern 5.

Denna backventil 25 gör det även enklare att styra systemet. Om kraftkällan 1' se Fig. 6. för hydraulpumpen är ansluten 10 15 20 25 30 35 E'37 051102 HLG P:\3B9l Ealdex Traction\P\G3B\P389l0038__051027_aven.sk överaättninqxàocø ..- i 7 324 till hydraulpumpen 11 behövs ingen elektrisk elmotor. Med denna lösning är det möjligt att erhålla låsning från stillastående, men trycket i den längsgående kopplings- anordningen 5, 6 kommer inte att sänkas.

I hydraulsystemet i Fig. 7 drivs den andra hydraul- pumpen 10 av axelvarvtalsskillnaden l'. den första 5 och den andra hydraulcylindern 14 är helt åtskilda och detta innebär att trycket i det första systemet är helt opåverkat av trycket i det andra systemet.

Detta gör det möjligt att styra det andra systemet mycket snabbare, eftersom inget tryckfall kommer att inträffa i det första systemet. Styrventilen 26 styr inkopplingen av den andra hydraulkopplingen 15 för att åtminstone delvis begränsa differentialmekanismen hos den andra axeln. Någon låsning från stillastående, såsom i utföringsformerna enligt Fig. 2-6, är inte möjlig eftersom en axelvarvtals- skillnad krävs, vilken inte utvecklas förrän hjulen hos en första axeln börjar spinna. Systemet i Fig. 8 är endast en sluten version av systemet i Fig. 7. I slutna system är det i allmänhet enklare att kyla hydraulvätskan. Ackumulatorn 27 är anordnad för att minska tryckfluktuationer i systemets lågtryckssida så att hydraulpumparna 1, ll fungerar bättre, och övertrycksventilen styr det maximala trycket på systemets lågtryckssida.

Andemeningen hos föreliggande uppfinning kan åstad- kommas med vilken anordning som helst i ett allhjulsdriv- system, innefattande en första permanent driven axel, en andra axel, en första hydraulisk koppling för att åtminstone delvis koppla ihop den första och den andra axeln, varvid kopplingen innefattar en varvtalsskillnads- driven pump som drivs av en skillnad i varvtal mellan den första och den andra axeln, en differentialmekanism i den andra axeln och en hydraulisk koppling vid differential- mekanismen för att åtminstone begränsa differential- mekanismen, som innefattar en separat hydraulpump för att Hydraulsystemen för 10 527 324 051102 HLG P:\3991 Haldex Tract1on\P\038\P38910038__05102'7_svenak ovorsattningmioc 8 åstadkomma ett hydraultryck för inkoppling av kopplingen hos den andra axelns differentialmekanism så att hydraul- trycket i den första hydrauliska kopplingen är opåverkat.

Denna åtskilda hydraulpump kan i vissa utföringsformer även användas för att koppla in den första hydrauliska kopplingen när fordonet startar från stillastående (låsning från stillastående). Detta säkerställer ökad dragkraft från stillastående, eftersom allhjulssystemet är inkopplat omedelbart utan något behov av en varvtalsskillnad mellan axlarna. Detta system frånkopplas ett tag efter start när särdraget inte längre är nödvändigt.

Claims (9)

10 15 20 25 30 F27 324 051102 MLG P:\3891 Haldex Tz-actíon\P\03B\P38910038__051027__svansk övezsättningmloc 9 PAIENTKRAV

1. Allhjulsdrivsystem i ett vägfordon, varvid systemet innefattar en längsgående kopplingsanordning för att överföra moment från en första axel till en andra axel hos fordonet, varvid kopplingsanordningen innefattar en differentialpump (ll), driven av en varvtalsskillnad mellan den första och den andra axeln, en första koppling (6) vilken kopplas in av ett hydraultryck som skapas av differentialpumpen (11), och en första hydraulcylinder (5) monterad på den första (6), en differentialmekanism i den andra axeln, kopplingen och en tvärgàende kopplingsanordning (14, 15) för att åtminstone delvis begränsa differentialmekanismen hos den andra axeln, varvid kopplingsanordningen innefattar en andra koppling (15) som är inkopplingsbar av hydraultrycket via en andra hydraulcylinder (14), kännetecknat av att hydraultrycket för den tvärgàende kopplingsanordningen (14, 15) alstras av en separat hydraulpump (ll). krav 1, kännetecknat av att den (11) (10).

2. System enligt separata hydraulpumpen drivs av en elmotor

3. System enligt krav 1, kännetecknat av att den (ll) mellan den första och den andra axeln. separata hydraulpumpen drivs av en varvtalsskillnad (l')

4. System enligt krav 2, kännetecknat av att en hög- (ll) ansluten till en högtryckssida av differentialpumpen (1) tryckssida av den elektriskt drivna pumpen även är via en backventil (16) som endast medger flöde från den elektriskt drivna pumpen (11) till differentialpumpen (1) 10 15 20 25 C')” 051102 HLG P:\3891 Haldex Traction\P\038\P3891003S_051027__svezuk bvarsâttningädoø- I 10 324 för att ge åtminstone delvis begränsning av differential- mekanismen från stillastående.

5. System enligt krav 1, kännetecknat av att hydrau1systemet(-en) är slutet och är försett med en ackumulator (20) på systemets lågtryckssida.

6. System enligt krav 1, kännetecknat av att (18, 26) för att styra tiden för delvis begränsning av differential- hydraulsystemet innefattar en flervägsstyrventil mekanismen hos den tvärgående kopplingsanordningen (15).

7. System enligt krav 4, kännetecknat av att en övertrycksventil (24) är ansluten mellan högtryckssidan och làgtryckssidan av hydraulpumpen (11).

8. System enligt krav 1, kännetecknat av att en strypventil (7) eller en tryckstyrventil är anordnad vid differentialpumpens (1) högtryckssida.

9. System enligt krav 6, kännetecknat av att en (25) styrventilen (18) backventil är anordnad för att kringgå flervägs- för att medge att trycket i den andra hydraulcylindern (5) sänks oberoende av funktionen hos styrventilen (18).