液壓控制的扭矩連接裝置的製作方法
2023-04-24 14:50:51
專利名稱：液壓控制的扭矩連接裝置的製作方法
技術領域：
本發明總的來講涉及一種扭矩連接裝置，更加具體地說，本發明涉及一種液壓驅動的扭矩連接裝置，該裝置設置成把驅動扭矩從輸入端傳遞到至少一個輸出端中。
背景技術：
傳統上，扭矩連接裝置在現有技術中是公知的，並且用於各種應用中如車輛的驅動系，以在一對旋轉件之間限制滑動和傳遞驅動扭矩。在全輪驅動應用中，扭矩連接裝置用來響應從動件和非從動件之間的速度差而自動地控制從從動件傳遞到非從動件的驅動扭矩。在有限的滑動應用中，一些連接與差動相關聯地進行使用，以在一對旋轉件之間自動地限制滑動並且使扭矩分配產生偏差。
這種扭矩連接裝置傳統上在旋轉件之間使用了摩擦離合器。各種液壓致動器組件有選擇地驅動摩擦離合器，這些致動器組件由設置在殼體內的一些元件來構造。位於殼體內部的液壓致動器組件常常包括一些往復式泵，這些泵設置在殼體內部並且響應差動殼體和輸出軸之間的相對旋轉而被驅動。往復式泵常常呈內部齒輪泵形狀如轉子泵，這些泵適合於把旋轉工作轉換成液壓工作。液壓致動器組件還包括液壓活塞件從而通過摩擦來給摩擦離合器施加負載。
儘管公知的扭矩連接裝置(它包括上面公開的這些但不局限於這些)已證明可以用於各種車輛的動力傳動系統應用中，但是這些裝置仍然可以進行一些改進這些改進可以提高它們的性能並且減少費用。記住，存在需要來開發改進的扭矩連接裝置以領先於現有技術。
發明內容
本發明提供了一種新型液壓驅動扭矩連接裝置，該裝置設置成把驅動扭矩從輸入端傳遞到至少一個輸出端中。
本發明的扭矩連接裝置包括可旋轉的液壓歧管體，該歧管體具有至少一個在其中限定出的缸孔；至少一個多凸起的凸輪環，它相對於液壓歧管體可以旋轉並且與液壓歧管體共軸線；至少一個活塞，它們中的每一個設置在歧管體內的該至少一個缸孔中的相應一個內，從而在歧管體和至少一個凸輪環之間具有相對旋轉運動時，在其內進行往復運動。這些第一活塞中的至少一個在這些缸孔中的相應一個內限定出相應的若干變容壓力室。
本發明的扭矩連接裝置還包括至少一個限制裝置，該限制裝置與該至少一個壓力室中的每一個相流體連通，因此該至少一個限制裝置在該至少一個活塞的排出衝程期間控制在該至少一個壓力室中的每一個中可以得到的排出壓力。該至少一個活塞中的每一個在其末端接合該至少一個凸輪環。
優選地，該至少一個限制裝置設置成有選擇地把在該至少一個壓力室中的每一個內所能得到的排出壓力設置在最大壓力值和最小壓力值之間，其中最小壓力值是可以防止驅動扭矩連接裝置的值，而最大壓力值是實現扭矩連接裝置的驅動的值。當該至少一個限制裝置調整成設定在該至少一個壓力室中的每一個中能夠得到的排出壓力時，該壓力在最大壓力值和最小壓力值之間可以進行調整，從而部分地驅動扭矩連接裝置。根據至少一個車輛參數如輸入和輸出速度傳感器、車輪速度傳感器、探測防抱死制動系統的驅動的ABS驅動傳感器、橫擺率傳感器、轉向角傳感器等，藉助電子控制器來有選擇地和可變地控制該至少一個限制裝置。
本發明的扭矩連接裝置還包括至少一個用來儲存液壓流體的流體容器。該至少一個流體容器與該若干壓力室和該至少一個限制裝置處於流體連通中，並且優選地設置在液壓歧管體內。
結合附圖來看，通過研究下面的具體說明，使本發明的其它目的和優點變得更加清楚，其中圖1是本發明第一示例性實施例的扭矩連接裝置的透視圖；
圖2是本發明第一示例性實施例的扭矩連接裝置的分解透視圖；圖3是本發明第一示例性實施例的扭矩連接裝置的液壓線路的示意圖，它示出了扭矩連接裝置的局部示意性橫剖視圖；圖4是本發明第二示例性實施例的扭矩連接裝置的透視圖；圖5是本發明第二示例性實施例的扭矩連接裝置的分解透視圖；圖6是本發明第二示例性實施例的扭矩連接裝置的液壓線路的示意圖，它示出了扭矩連接裝置的局部示意性橫剖視圖。
具體實施例方式
現在，參照附圖來描述本發明的優選實施例。
圖1-3示出了本發明第一示例性實施例的、可選擇操縱的扭矩連接裝置10。扭矩連接裝置10包括基本上是圓柱形的殼體12，它可旋轉地支撐液壓歧管體14中，該歧管體14繞著旋轉軸線15可以旋轉；及多凸起的凸輪環26，它與液壓歧管體14共軸線。液壓歧管體14和多凸起的凸輪環26藉助合適的防摩擦軸承如滾柱軸承可旋轉地支撐在殼體12內。優選的是，圓柱形殼體12包括兩個半部12a和12b，這兩個半部以本領域普通技術人員公知的方式相互固定起來，例如藉助螺紋固定器、焊接、鉚接等使相互固定起來。
根據本發明的第一示例性實施例，液壓歧管體14被驅動地連接到輸入軸(未示出)中，同時多凸起的凸輪環26被驅動連接到輸出軸(未示出)上。
相應地，輸入扭矩TIN從輸入軸施加到液壓歧管體14中，同時輸出扭矩TOUT通過凸輪環26而被傳遞到輸出軸上，如圖3所示。本發明第一示例性實施例的扭矩連接裝置10能夠改變扭矩連接裝置10從輸入軸傳遞到輸出軸的扭矩傳遞比，即TIN/TOUT比。可以知道的是，另一方面，液壓歧管體14可以被驅動地連接到輸出軸上，同時多凸起的凸輪環26被驅動地連接到輸入軸上。
如圖1-3進一步示出的那樣，液壓歧管體14基本上是圓柱形並且包括若干軸向延伸的、敞開的缸孔16，這些缸孔形成於它的內部中。優選的是，這些缸孔16繞著旋轉軸線15沿著圓周以相同的距離隔開。凸輪環26形成有凸輪表面28，該凸輪表面以固定間隔具有若干交替的凸輪峰(或者凸起)和凸輪谷。凸輪表面28面對液壓歧管體14的缸孔16。
扭矩連接裝置10還包括若干活塞20。活塞20的數目對應於液壓歧管體14中的缸孔16的數目，因此每個活塞20可滑動地設置在液壓歧管體14內的這些缸孔16中的相應一個內，從而在液壓歧管體14和多凸起的凸輪環26之間進行相對的旋轉運動時在其內進行往復運動。每個活塞20在這些缸孔16中的相應一個內限定變容式壓力室18。缸孔16和活塞20優選為環形的。但是，另一方面，缸孔16和活塞20可以具有其它的合適形狀。進入/排氣孔19形成在每個壓力室18的底部中。當這些活塞20藉助設置在壓力室18內的盤簧24而被偏壓到凸輪環26的凸輪表面28時，活塞20的末端22從缸孔16進行延伸。活塞20的末端22由於盤簧24的偏壓力的作用而可旋轉地、可滑動地接合多凸起的凸輪環26的凸輪表面28。優選地，活塞20的末端22是半球形。
如圖3進一步示出的那樣，每個壓力室18通過供給通道32和排出通道34與流體容器30處於流體連通中，該流體容器30儲存著合適的液壓流體如油。優選地，流體容器30成一體地形成在液壓歧管體14中。
當壓力室18與流體容器30處於流體連通中時，在液壓歧管體14和凸輪環26之間進行相對旋轉運動時，活塞20在液壓歧管體14的缸孔16內進行往復運動，以提供包括交替的吸入和排出衝程的泵送作用。
在吸入衝程期間，當活塞18從液壓歧管體14的缸孔16中進行延伸時，壓力室18的容積增大了並且液壓流體從流體容器30通過供給通道32而被吸入到壓力室18中。相應地，在排出衝程期間，當活塞18縮回到缸孔16中時，壓力室18的容積減少了，並且液壓流體在壓力的作用下從壓力室18通過排出通道34而排回到流體容器30。換句話說，在活塞20的排出衝程期間壓力室18起作用從而與活塞20相配合，以使液壓流體增壓。
優選的是，如圖1-3所示，本發明第一示例性實施例的扭矩連接裝置10的液壓歧管體14包括七個缸孔16和七個相關的活塞20，而多凸起的凸輪環26具有六個凸起。這種布置在排出衝程中提供了至少三個活塞，並且在吸入衝程中提出了至少三個活塞。應該知道，根據扭矩連接裝置的特殊布置的相對尺寸大小和比例，可以採用更多或者更少的缸孔/活塞和凸輪凸起。
為了控制壓力室18內的流體壓力並且隨後控制通過扭矩連接裝置10的扭矩傳遞，因此設置了可變限制裝置40，如圖3所示。本發明的可變限制裝置40設置成，在排出衝程期間有選擇地控制壓力室18內的液壓力。更加具體地說，可變限制裝置40適合於向排出通道34內的液壓流體流提供可變阻力，因此在排出衝程期間控制壓力室18內的液壓力。顯然，阻力越大，那麼在排出衝程期間壓力室18內的液壓壓力就越大。
可變限制裝置40設置在排出通道34中，因此在排出衝程期間液壓流體從任一壓力室18中通過限制裝置40排回到流體容器30中。如圖3進一步所示一樣，可變限制裝置40藉助電子控制器45來操縱，該電子控制器45可以是CPU或者計算機。電子控制器45使可變限制裝置40根據來自許多傳感器的信息進行工作，這些傳感器包括輸入速度傳感器46和輸出速度傳感器48，但不局限於這些。本領域普通技術人員知道，可以採用任何其它合適的傳感器。例如，如果扭矩連接裝置10用在四輪驅動(4WD)汽車的傳動系中以有選擇接合輔助驅動車軸組件，那麼也可以採用車輪速度傳感器50、橫擺率傳感器52、轉向角傳感器54等。而且，電子控制器45可以連接到汽車的電子控制網絡56中。
優選的是，如圖3所示的那樣，可變限制裝置40是可變單向閥，該可變單向閥由電-磁(優選為螺線管)致動器來操縱，由控制器45來進行電子控制。本發明優選實施例的單向閥40包括閥關閉件(未示出)，該閥關閉件藉助由電-磁裝置(優選為螺線管)(未示出)所產生的磁通量的軸向力而被偏壓在閥座(未示出)上。在通電時，螺線管操縱的單向閥40根據供給到螺線管中的電流來調節閥關閉件在閥座上的保持力，因此在從最小壓力到最大壓力的可變範圍內可變地調節來自壓力室18中的液壓流體的排出壓力。
當最大電流施加到螺線管中時，單向閥40的保持力處於最大值，因此在活塞20的排出衝程期間在壓力室18內可以得到的液壓壓力處於它的最大值。在這種結構中，扭矩連接裝置10處於全「ON」狀態下，在活塞壓力室18內所得到的最大排出壓力足以完全驅動扭矩連接裝置10，即把來自輸入軸的所有扭矩傳遞到輸出軸中，因此通過扭矩連接裝置10提供了100％的扭矩傳遞比。
當更小的電流被施加到螺線管時，更小的軸向保持力被施加到單向閥40中，因此在活塞20的排出衝程期間在壓力室18內所得到的排出壓力更小。
當最小電流被施加到螺線管中時，單向閥40的保持力處於它的最大值，因此在活塞20的排出衝程期間在壓力室18內能夠得到的液壓排出壓力處於它的最小值。在這種結構中，扭矩連接裝置10處於全「OFF」情況下，在這種情況下，在活塞壓力室18內可以得到的最大排出壓力不能高得足以能把通過扭矩連接裝置10的任何扭矩從輸入軸傳遞到輸出軸中。
在扭矩連接裝置10的「ON」和「OFF」之間的情況下，藉助調節施加到螺線管中的電流，可變單向閥40可以設置在位於這些極限之間的任何值上。這提供了一種具有無級變化的扭矩傳遞比的扭矩連接裝置10，以與採用本發明扭矩連接裝置的裝置或者機器如汽車的各種工作情況相配。
另一方面，可變限制裝置40包括可變的閥開度，以適合於藉助在全閉位置和全開位置之間有選擇地改變閥開度來有選擇地控制通過可變限制裝置40的流體流，其中全閉位置提供了通過可變限制裝置40的最小流量，而全開位置提供了通過可變限制裝置40的最大流量。本領域普通技術人員知道，當可變限制裝置40的閥開度完全關閉時，在活塞20的排出衝程期間在壓力室18內可以得到的液壓排出壓力是最大值。相應地，可變限制裝置40中的閥開度全開時，在活塞20的排出衝程期間在壓力室18內可以得到的液壓排出壓力是最小值。應該知道，改變可變限制裝置40的開度，在排出衝程期間在壓力室18內可以得到的液壓排出壓力藉助調製由電子控制器45施加到可變限制裝置40上的控制信號而可以設置在任何值上。
現在描述示出在圖1-3中的本發明第一示例性實施例的工作。
當在液壓歧管體14和凸輪環26之間沒有產生旋轉速度差時，活塞20在缸孔16內不能進行往復運動並且活塞20不能把液壓流體泵送到壓力室18中。因此，扭矩通過扭矩連接裝置10不能從輸入軸傳遞到輸出軸中。因此，如果扭矩連接裝置10用在4WD汽車的傳動系中，那麼來自發動機的驅動扭矩不能傳遞到輔助驅動軸組件中。這時，藉助盤簧24使活塞20壓靠在凸輪環26的凸輪表面28上。
但是，當在輸出軸和輸入軸之間產生旋轉速度差時(即當歧管體14和凸輪環26具有相對旋轉運動時)，歧管體14和凸輪環26之間的旋轉速度差使活塞20在缸孔16內進行往復運動，因為它們在凸輪表面28的凸起和凸輪谷上進行滑動。當活塞20進行往復運動時，液壓流體交替地通過供給通道32和進入/排氣孔19從流體容器30吸入到壓力室18中(在吸入衝程期間)和通過進入/排出孔19、排出通道34和通過流量限制裝置在壓力作用下從壓力室18排回到流體容器30(排出衝程)，其中流量限制裝置藉助可變限制裝置40來設置。
由於可變限制裝置40設置了流動限制裝置，因此在活塞20的排出衝程中在每個壓力室18中壓力增大了。如果壓力室18中的壓力足以抵制相關的活塞20進行軸向運動並且足以推動活塞20牢牢地接合凸輪環26的凸輪表面28的凸起和谷，那麼扭矩連接裝置10阻擋歧管體14和凸輪環26的相對旋轉運動。其結果是，從歧管體14和凸輪環26中傳遞扭矩。
本領域普通技術人員知道，根據藉助電子控制器45對可變限制裝置40的具體調整，扭矩連接裝置10可以實現各種工作模式。更加具體地說，如果可變限制裝置40被調整成在活塞20的排出衝程期間(全「OFF」條件下)提供在壓力室18內所能得到的最小排出壓力值，那麼儘管在輸入軸和輸出軸之間(即在液壓歧管體14和多凸起的凸輪環26之間)具有相對旋轉，但是沒有扭矩通過扭矩連接裝置10來傳遞。換句話說，在可變限制裝置40處於完全「OFF」條件下時，扭矩連接裝置10的扭矩傳遞比是0。
另一方面，如果可變限制裝置40被調整成在活塞20的排出衝程期間(全「ON」條件下)提供在壓力室18內能得到的最大排出壓力值，那麼從輸入軸到輸出軸的所有扭矩通過扭矩連接裝置10來傳遞(即從液壓歧管體14和多凸起的凸輪環26開始)。換句話說，當可變限制裝置40處於全「ON」條件下時，扭矩連接裝置10的扭矩傳遞比為100％。
顯然，藉助調節可變限制裝置40從而在活塞20處於「ON」和「OFF」情況之間的排出衝程期間提供在壓力室18內能得到的液壓壓力值，電子控制器45根據來自傳感器46、48、50、52和54的信息使扭矩連接裝置10的扭矩傳遞比在0-100％的範圍內可以連續地被改變。這提供了有機會來動態地控制本發明扭矩連接裝置10的扭矩連接裝置10，從而與採用本發明扭矩連接裝置10的裝置或者機器如汽車的各種工作情況相配。
這些附圖中的圖4-6示出了本發明的扭矩連接裝置的第二示例性實施例。沒有改變的或者以圖1-3所示的第一示例性實施例相同的方式進行工作的一些零件用相同的標號來表示，有時對這些零件沒有進行詳細描述，因為相應零件在兩個實施例之間的類似性容易為讀者所認識到。
圖4和5示出了呈差動組件(differential assembly)110形狀的本發明第二示例性實施例的扭矩連接裝置。如圖6示意性所示一樣，設置差動組件110來有選擇地驅動汽車的驅動軸裝置100並且有選擇地分配來自原動機如內燃機的輸入扭矩TIN，該原動機位於右和左輸出軸102a和102b之間，這些軸從差動組件110向外延伸並且各自可驅動地連接到右輪104a和左輪104b上。
如圖4和5所示，差動組件110包括中空差動殼體112，該殼體可旋轉地支撐在軸殼體(未示出)內並且藉助末端驅動小齒輪(未示出)來驅動，該末端驅動小齒輪把來自原動機的輸入扭矩傳遞到差動殼體112中。優選地，差動殼體112包括兩個半部112a和112b，這兩個半部以本領域普通技術人員公知的方式相互固定起來，如藉助螺紋固定器、焊接、鉚接等固定起來。
差動組件110還包括液壓歧管體114，它設置在差動殼體112中從而繞著旋轉軸線115進行旋轉；及第一多凸起的凸輪環126a和第二多凸起的凸輪環126b，它們在液壓歧管體114的相對側附近共軸線地設置在差動殼體112內。應該知道，第一和第二凸輪環126a和126b藉助適合的防摩擦軸承如滾柱軸承可旋轉地支撐在差動殼體112內，而液壓歧管體114可驅動地連接到差動殼體112上。因此，第一和第二凸輪環126a和126b相對於液壓歧管體114進行旋轉。
根據本發明的第二示例性實施例，液壓歧管體114可驅動地連接到差動殼體112上，而第一和第二多凸起的凸輪環126a和126b各自可操縱地連接到右和左輸出軸102a和102b上，如圖6所示。相應地，輸入扭矩TIN從末端驅動小齒輪通過差動殼體112而被施加到液壓歧管體114中。然後，差動組件110把來自液壓歧管體114的輸入扭矩TIN傳遞和分配到第一和第二凸輪環126a和126b中。可操縱地連接到輸出軸102a上的第一凸輪環126a把輸出扭矩TR傳遞到右輪104a中，同時可操縱地連接到輸出軸102b上的第二凸輪環126b把輸出扭矩TL傳遞到左輪104b上，如圖6所示。本發明第二示例性實施例的差動組件110可以改變從輸入軸傳遞到差動組件110的右和左輸出軸上的扭矩的傳遞比即TIN/TR和TIN/TL比。應該知道，另一方面，本發明第二示例性實施例的差動組件110可以包括兩個液壓歧管體，這些歧管體可驅動地連接到輸出軸102a和102b上，並且一個多凸起的凸輪環可驅動地連接到差動殼體112上。
如圖4-6進一步所示出的那樣，第一凸輪環126a形成有第一凸輪表面128a，該凸輪表面以固定的間隔具有若干交替的凸輪峰(或者凸起)和凸輪谷，而第二凸輪環126b形成有第二凸輪表面128b，該凸輪表面128b也以固定間隔具有若干交替的凸輪峰(或者凸起)和凸輪谷。優選地，第一和第二凸輪環126a和126b基本上相同。
此外，液壓歧管體114基本上是圓柱形並且具有兩個相對的端表面115a和115b，因此端表面115a面對第一凸輪環126a的第一凸輪表面128a，而端表面115b面對第二凸輪環126b的第二凸輪表面128b。
液壓歧管體114還包括形成於其中的、兩組敞開的缸孔若干第一缸孔116a和若干第二缸孔111b。優選的是，第一缸孔116a和第二缸孔116b沿著軸線115的方向軸向地延伸，因此第一缸孔116a在端表面115a處敞開，而第二缸孔116b在端表面115b處敞開。進一步優選的是，缸孔116a和11 6b繞著旋轉軸線115沿著圓周等距離地隔開。
差動組件110還包括兩組活塞若干第一活塞120a和若干第二活塞120b。
活塞120a的數目等於液壓歧管體114的第一缸孔116a的數目，因此每個第一活塞120a可滑動地設置在液壓歧管體114的這些第一缸孔116a中的相應一個中，從而在液壓歧管體114和第一多凸起的凸輪環126a之間具有相對旋轉運動時在其中進行往復運動。每個第一活塞120a在這些第一缸孔116a的相應一個內限定第一變容壓力室118a(variable displacement pressure chamber)。當這些第一活塞120a藉助設置在第一壓力室118a內的盤簧24而被偏壓到第一凸輪環126a的第一凸輪表面128a上時，第一活塞120a的末端122a從第一缸孔116a中進行延伸。第一活塞120a的末端122a由於盤簧24的偏壓力而可旋轉地接合第一多凸起的凸輪環126a的第一凸輪表面128a。此外，進入/排出孔119a形成在每個第一壓力室118a的底部中。
相應地，第二活塞120b的數目對應於液壓歧管體114中的第二缸孔116b的數目，從而，每個第二活塞120b可滑動地設置在液壓歧管體114內的這些第二缸孔116b中的相應一個中，從而在液壓歧管體114和第二多凸起的凸輪環126b之間具有相對旋轉運動時在其中進行往復運動。每個第二活塞120b在這些第二缸孔116b的相應一個內限定第二變容壓力室118b。當這些第二活塞120b藉助設置在第二變容壓力室118b內的盤簧24而被偏壓到第二凸輪環126b的第二凸輪表面128b上時，第二活塞120b的末端122b從第二缸孔116b中進行延伸。第二活塞120b的末端122b由於盤簧24的偏壓力而可旋轉地接合第二多凸起的凸輪環126b的第一凸輪表面128b。進入/排出孔119b形成在每個第二壓力室118b的底部中。
優選地，第一活塞120a和相應的第一缸孔116a基本上與第二活塞120b和相應第二缸孔116b相同。缸孔116a和116b及活塞120a和120b優選為環形。但是，另一方面，它們也可以具有其它合適的形狀。優選地，活塞120a和120b的末端122a和122b是半球形。
如圖6進一步所示一樣，每個第一壓力室118a通過第一供給通道132a和第一排出通道134a而與第一流體容器130a處於流體連通中，其中流體容器130a儲存著合適的液壓流體如油。因此，每個第二壓力室118b通過第二供給通道132b和第二排出通道134b而與第二流體容器130b處於流體連通中，其中流體容器130b儲存著合適的液壓流體如油。優選地，第一流體容器130a和第二流體容器130b成一體地形成在液壓歧管體114中。當第一和第二壓力室118a和118b與相應的流體容器130a和130b處於流體連通中時，在液壓歧管體14和第一和第二凸輪環126a和126b之間具有相對旋轉運動時第一和第二活塞120a和120b在液壓歧管體14內的第一和第二缸孔116a和116b內進行往復運動，以提供包括交替的吸入和排出衝程的泵送作用。
在吸入衝程期間，當活塞118a和118b從液壓歧管體114的缸孔116a和116b進行延伸時，壓力室118a和118b的容積增大了並且液壓流體各自從流體容器130a和130b通過相應的供給通道132a和132b而被吸入到壓力室118a和118b中。因此，在排出衝程期間，在活塞118a和118b縮回到缸孔116a和116b時，壓力室118a和118b的容積減少，並且液壓流體在壓力作用下各自從壓力室118a和118b通過相應的排出通道134a和134b而排回到流體容器130a和130b中。換句話說，壓力室118a和118b起作用以與活塞120a和120b相配合，以在活塞120a和120b的排出衝程期間使液壓流體的壓力增大。
優選地，如圖4-6所示，本發明第二示例性實施例的差動組件110的液壓歧管體114包括七個第一缸孔116a和七個第二缸孔116b、及七個相關的第一活塞120a和七個第二活塞120b，而每個多凸起的凸輪環126a和126b具有六個凸起10bes。應該知道，根據扭矩連接裝置的特殊布置的相對尺寸和比例，可以採用更多或者更少的第一和第二缸孔/活塞和凸輪凸起。
為了控制通過差動組件110的扭矩傳遞，因此設置了兩個可變限制裝置第一可變限制裝置140a和第二可變限制裝置140a，如圖6所示。第一可變限制裝置140a設置成在第一活塞120a的排出衝程期間有選擇地控制第一壓力室118a內的液壓壓力，而第二可變限制裝置140b被設置成在第二活塞120b的排出衝程期間有選擇地控制第二壓力室118b內的液壓壓力。
優選地，第一和第二可變限制裝置140a和140b基本上與本發明的第一示例性實施例的可變限制裝置40相同。第一可變限制裝置140a設置在與第一容器130a和第一壓力室118a相流體連通的排出通道134a中，從而在排出衝程期間，液壓流體從任何壓力室118a通過第一限制裝置140a而排回到第一流體容器130a中。類似地，第二可變限制裝置130b設置在與第二容器130a和第二壓力室118b處於流體連通中的排出通道134b中，從而在排出衝程期間，液壓流體從任何壓力室118b通過第二限制裝置140b而排回到流體容器130b中。
如圖6進一步所示出的一樣，第一和第二可變限制裝置140a和140b藉助電子控制器145來進行操縱，該電子控制器可以呈CPU或者計算機形狀。電子控制器145根據來自許多傳感器的信息使第一和第二可變限制裝置140a和140b中的每一個獨立地工作，其中這些傳感器包括輸入速度傳感器146和輸出速度傳感器148a和148b，但不局限於這些。本領域普通技術人員應該知道，可以採用任何其它合適的傳感器。例如，如果差動組件110用在汽車的驅動軸裝置100中，那麼可以採用探測各種各樣車輛參數的許多傳感器如車輪速度傳感器150、發動機扭矩傳感器152、轉向角傳感器154、橫擺率傳感器156、縱向加速傳感器158、橫向加速傳感器160和ABS驅動傳感器等，其中ABS驅動傳感器探測防抱死制動系統的驅動。而且，電子控制器45可以連接到汽車的電子控制網絡162中。
現在描述圖4-6所示的本發明第一示例性實施例的工作。
當在液壓歧管體114和凸輪環126a和126b中的任何一個之間沒有產生旋轉速度差時，活塞120a和120b各自在缸孔116a和116b內沒有進行往復運動，並且活塞120a和120b沒有各自把液壓流體泵送到壓力室118a和118b中。因此扭矩沒有通過差動組件110從殼體112傳遞輸出軸102a和102b中。因此，來自發動機的驅動扭矩沒有傳遞到驅動軸裝置100中。
但是，當在輸出軸102a和102b和輸入軸之間產生了旋轉速度差時(即，當歧管體114和凸輪環126a和126b具有相對旋轉運動時)，在歧管體114和凸輪環126a和126b之間的旋轉速度差使得活塞120a和120b在缸孔116a和116b內進行往復運動，因為它們在凸輪表面128a和128b的峰和凸輪谷上進行滑動。當活塞120a和120b進行往復運動時，液壓流體交替地從相應的流體容器130a和130b通過供給通道132a和132b及進入/排出孔119a和119b而被吸入到壓力室118a和118b中(在吸入衝程期間)；並且在壓力作用下從壓力室118a和118b通過進入/排出孔119a和119b、排出通道134a和134b及通過流量限制裝置而排回到流體容器130a和130b中(排出衝程)，其中流量限制裝置由可變限制裝置140a和140b來提供。
本領域普通技術人員知道，根據電子控制器146對每個可變限制裝置140a和140b的具體調整，差動組件110可以實現各種各樣工作模式。更加具體地說，如果可變限制裝置140a和140b被調整成在排出衝程期間(全「OFF」條件下)提供在壓力室118a和118b內能得到的最小液壓壓力值，那麼儘管在輸入和輸出軸102a、102b之間具有相對旋轉，但沒有扭矩通過驅動軸裝置100來傳遞。換句話說，當可變限制裝置140a和140b處於全「OFF」條件下時，差動組件110的扭矩傳遞比是0。
另一方面，如果可變限制裝置140a和140b被調整成在排出衝程期間(全「ON」條件下)提供在壓力室118a和118b內能得到的液壓壓力的最大值，那麼從殼體112到輸出軸102a、102b的所有扭矩通過差動組件110來傳遞(即從液壓歧管體114和凸輪環126a、126b開始)，並且差動組件110被鎖緊。換句話說，當可變限制裝置140a和140b處於全「ON」情況下時，差動組件110的扭矩傳遞比是100％。
顯然，藉助獨立地調節可變限制裝置140a和140b從而在活塞120a和120b處於「ON」和「OFF」情況之間的排出衝程期間提供在壓力室118a和118b內能得到的液壓壓力值，電子控制器145根據來自傳感器146、148a、148b、150、152、154、156、158和160的信息使差動組件110從驅動小齒輪到任何輸出軸102a、102b的扭矩傳遞比在0-100％的範圍內可以連續地、有選擇地進行改變。可以得到的壓力增量是速度差的函數。這將導致在全「ON」和「OFF」情況之間的有限滑動量最佳化。因此，差動組件110可以得到的有限滑動量可以被限制並且最佳化，從而與各種各樣的車輛工作情況相匹配。例如，差動組件110允許100％的可得到的驅動扭矩輸送到一個輪104a、104b中，而沒有扭矩被輸送到另一個輪104a、104b中。而且，藉助可變地調整限制裝置140a和140b，在左和右輪104a和104b之間可以得到所需要的速度差。獨立控制第一和第二限制裝置140a和140b允許扭矩分配到相同軸裝置100的每個側輪104a和104b中並且分配在它們之間，從而得到獨立的處理和無限的調整。
因此，本發明提出了一種電控扭矩連接裝置的新型布置，該裝置包括至少一個限制裝置，該限制裝置與可旋轉的液壓歧管體內的壓力室處於流體連通中，以致該至少一個限制裝置控制壓力室內的液壓壓力。本發明的扭矩連接裝置提供了這樣的機會使它得到動態控制從而與採用本發明差動組件的裝置或者機器如汽車的各種各樣工作情況相匹配。而且，不需要電力來驅動本發明的扭矩連接裝置，而只需要極小量的電力來驅動電子控制器。
根據專利條例的規定，本發明的優選示例性實施例的上面描述是用來解釋的。它不是用來窮舉的或者把本發明限制成所公開的具體形狀。根據上面教導可以進行各種各樣的明顯改進或者改變。上面公開的實施例被選擇來更好地解釋本發明的原理和它的實施應用，從而使本領域普通技術人員能夠更好地使用各種實施例中的本發明，並且只要遵循這裡所描述的這些原理，那麼各種變型也適合於所設計的特殊用途。因此，在沒有脫離本發明範圍的情況下，在上述本發明中可以進行一些改變。本發明的範圍由這裡所附的權利要求來限定出。
權利要求
1.一種扭矩連接裝置，它包括液壓歧管體，它繞著旋轉軸線可以旋轉，所述液壓歧管體包括若干在其中限定的、軸向延伸的第一缸孔；第一多凸起的凸輪環，它相對於所述液壓歧管體可以旋轉並且與所述液壓歧管體共軸線；若干第一活塞，它們中的每一個設置在所述液壓歧管體內的所述若干第一缸孔中的相應一個內，從而在所述液壓歧管體與所述第一多凸起的凸輪環之間進行相對旋轉運動時，在其內進行往復運動；所述若干活塞在末端處與所述第一多凸起的凸輪環相接合；所述若干第一活塞在所述若干第一缸孔的所述相應一個內限定相應若干的第一變容壓力室；及第一限制裝置，該限制裝置與所述若干第一壓力室中的每一個流體連通，從而使得所述第一限制裝置在所述若干第一活塞的排出衝程期間控制在所述若干第一壓力室中的每一個內可以得到的排出壓力。
2.如權利要求1所述的扭矩連接裝置，它還包括用來儲存一定量的液壓流體的第一流體容器，所述第一流體容器與所述若干第一壓力室和所述第一限制裝置流體連通。
3.如權利要求2所述的扭矩連接裝置，其特徵在於，所述第一流體容器設置在所述液壓歧管體內。
4.如權利要求1所述的扭矩連接裝置，其特徵在於，所述第一限制裝置設置在所述液壓歧管體內。
5.如權利要求1所述的扭矩連接裝置，其特徵在於，所述液壓歧管體非旋轉地連接到輸入軸和輸出軸中的一個上。
6.如權利要求5所述的扭矩連接裝置，其特徵在於，所述第一多凸起的凸輪環非旋轉地連接到所述輸入軸和所述輸出軸中的另一個上。
7.如權利要求1所述的扭矩連接裝置，其特徵在於，所述第一限制裝置有選擇地並可變地控制所述第一壓力室中的所述液壓壓力。
8.如權利要求1所述的扭矩連接裝置，其特徵在於，電子控制器響應至少一個車輛參數而有選擇地並可變地控制所述第一限制裝置。
9.如權利要求1所述的扭矩連接裝置，其特徵在於，所述第一限制裝置設置成有選擇地把在所述若干第一壓力室中的每一個中能夠得到的所述排出壓力設置在最大壓力值和最小壓力值之間。
10.如權利要求9所述的扭矩連接裝置，其特徵在於，所述最小壓力值是可以防止驅動所述扭矩連接裝置的值。
11.如權利要求9所述的扭矩連接裝置，其特徵在於，所述最大壓力值是實現所述扭矩連接裝置的完全驅動的值。
12.如權利要求9所述的扭矩連接裝置，其特徵在於，在所述若干第一壓力室中的每一個中能夠得到的所述排出壓力在所述最小壓力值和所述最大壓力值之間可以進行調整，從而部分地驅動所述扭矩連接裝置。
13.如權利要求1所述的扭矩連接裝置，其特徵在於，所述若干第一缸孔沿著所述旋轉軸線的方向軸向延伸。
14.如權利要求1所述的扭矩連接裝置，還包括若干第二缸孔，它們與所述若干第一缸孔相對地限定在所述液壓歧管體內；第二多凸起的凸輪環，它與所述液壓歧管體共軸線地可旋轉，所述第一和第二多凸起的凸輪環設置在所述液壓歧管體的相對側上；若干第二活塞，它們中的每一個設置在位於所述液壓歧管體內的所述若干第二缸孔中的相應一個中，從而在所述液壓歧管體和所述第二多凸起的凸輪環之間進行相對旋轉運動時在其內進行往復運動；所述若干第二活塞在末端處可旋轉地與所述第二多凸起的凸輪環相接合；所述若干第二活塞在所述若干第二缸孔中的所述相應一個內限定相應若干第二變容壓力室；及第二限制裝置，它與所述若干第二壓力室中的每一個流體連通，從而使得在所述若干第二活塞的排出衝程期間，所述第二限制裝置控制在所述若干第二壓力室中的每一個內能夠得到的排出壓力。
15.如權利要求14所述的扭矩連接裝置，它還包括用來儲存一定量的液壓流體的第二流體容器，所述第二流體容器與所述若干第二壓力室和所述第二限制裝置流體連通。
16.如權利要求15所述的扭矩連接裝置，其特徵在於，所述第二流體容器設置在所述液壓歧管體內。
17.如權利要求14所述的扭矩連接裝置，其特徵在於，所述第二限制裝置設置在所述液壓歧管體內。
18.如權利要求14所述的扭矩連接裝置，其特徵在於，所述液壓歧管體非旋轉地連接到輸入軸上。
19.如權利要求14所述的扭矩連接裝置，它還包括第一和第二輸出軸，所述第一凸輪環非旋轉地連接到所述第一輸出軸上，而所述第二凸輪環非旋轉地連接到所述第二輸出軸上。
20.如權利要求14所述的扭矩連接裝置，其特徵在於，電子控制器響應至少一個車輛參數而獨立地、有選擇地並可變地控制所述第一和第二限制裝置中的每一個。
21.如權利要求14所述的扭矩連接裝置，其特徵在於，所述第一和第二限制裝置中的每一個設置成有選擇地把在所述相應若干第一和第二壓力室中的每一個中能夠得到的所述排出壓力設置在最大壓力值和最小壓力值之間。
22.如權利要求21所述的扭矩連接裝置，其特徵在於，設置到所述排出壓力的所述最小壓力值的、所述第一和第二限制裝置中的每一個可以防止任何扭矩從所述液壓歧管體傳遞到所述相應的第一和第二凸輪環中。
23.如權利要求21所述的扭矩連接裝置，其特徵在於，設置到所述排出壓力的所述最大壓力值的、所述第一和第二限制裝置中的每一個可以正向連接所述液壓歧管體和所述相應的第一和第二凸輪環。
24.如權利要求21所述的扭矩連接裝置，其特徵在於，在所述若干第一和第二壓力室中的每一個中能夠得到的所述排出壓力在所述最小壓力值和所述最大壓力值之間可以進行調整，從而把部分扭矩從所述液壓歧管體傳遞到所述第一和第二凸輪環中的每一個中。
25.如權利要求14所述的扭矩連接裝置，其特徵在於，所述若干第二缸孔沿著與所述若干第一缸孔相反的方向軸向延伸。
全文摘要
一種液壓驅動的扭矩連接裝置設置成把驅動扭矩從輸入端傳遞到至少一個輸出端中。該扭矩連接裝置包括可旋轉的液壓歧管體，它具有若干在其中限定出的缸孔；多凸起的凸輪環，它與歧管體共軸線地進行旋轉；若干活塞，它們中的每一個設置在歧管體內的若干缸孔中的相應一個內，從而在歧管體和凸輪環之間具有相對旋轉運動時，在其內進行往復運動，這些活塞在相應的缸孔內限定出若干壓力室；及限制裝置，該限制裝置與若干壓力室中的每一個處於流體連通，因此該限制裝置在排出衝程期間控制在若干壓力室中的每一個內可以得到的排出壓力。該若干活塞中的每一個在末端上可旋轉地接合該至少一個凸輪環。
文檔編號B60K23/08GK1673565SQ200510008350
公開日2005年9月28日 申請日期2005年2月17日 優先權日2004年2月17日
發明者J·約施奧卡 申請人:達納公司