电控自动锁式差速器的制作方法

本发明涉及用于机动车辆的差速器控制机构，并且更具体地涉及具有可电调节的自动锁定机构的锁式差速器。

背景技术：

一般来讲，自动锁式差速器被配置成在打开模式下允许机动车辆上的两个车轮以不同的速度操作。在锁定模式下，差速器被锁定，使得两个车轮以相同的速度旋转。机械或自动锁式差速器是已知的，并且可以包括各种机械结构以在差速器的打开状态和锁定状态之间切换。例如，该机械结构可包括由旋转致动的飞块，使得这些重物响应于由于旋转引起的离心力来抵抗偏置力而运动。通常，此类飞块被构造成包括预定或设计条件，在该预定或设计条件下它们操作以打开或锁定差速器。

期望具有一种自动锁式差速器，该自动锁式差速器可以包括可变的或可调节的锁定和解锁能力，使得可以选择各种状态来执行差速器的锁定和解锁以适应各种驾驶条件并提供产品智能。

技术实现要素：

在一个方面，公开了一种差速器组件，该差速器组件包括第一侧齿轮和第二侧齿轮。小齿轮组设置在该第一侧齿轮和该第二侧齿轮之间。接合机构被配置成使接合机构的至少一部分能够从回缩位置运动到伸长位置以锁定和解锁差速器组件。电调节机构被配置成接合并至少部分地控制接合机构的运动。电调节机构包括可操作地连接到调节偏置弹簧的电致动器，该调节偏置弹簧具有由调节机构保持的第一支腿和与锁定机构连接的第二支腿，其中该调节偏置弹簧的偏置力是变化的。

在另一方面，公开了一种差速器组件，该差速器组件包括第一侧齿轮和第二侧齿轮。小齿轮组设置在该第一侧齿轮和该第二侧齿轮之间。接合轴包括设置在接合轴上的飞块，该飞块能够在回缩位置和伸长位置之间运动以锁定和解锁差速器组件。闭锁轴包括设置在其上的棘爪。电调节机构包括与调节螺母可操作地连接的电致动器。调节偏置弹簧包括由调节螺母保持的第一支腿和与棘爪连接的第二支腿，其中该调节螺母通过致动器进行的运动改变施加到棘爪的偏置力。

在另一方面，公开了一种差速器组件，该差速器组件包括第一侧齿轮和第二侧齿轮。小齿轮组设置在该第一侧齿轮和该第二侧齿轮之间。接合轴包括设置在该接合轴上的飞块，该飞块能够在回缩位置和伸长位置之间运动以锁定和解锁差速器组件。闭锁轴包括设置在其上的棘爪。调节机构包括与调节螺母可操作地连接的致动器。调节偏置弹簧包括由调节螺母保持的第一支腿和与棘爪连接的第二支腿，其中调节螺母通过电致动器进行的运动改变施加到棘爪的预载荷。

附图说明

图1是包括电调节机构的差速器的局部剖视图；

图2是闭锁轴和接合轴的透视图；

图3是闭锁轴和接合轴的矢量图，详细示出了棘爪、飞块和棘爪偏置弹簧；

图4是用于差速器的电控制和通信系统的示意图。

具体实施方式

一般来讲，对于车辆，可由发动机将扭矩提供至传动装置，提供至动力传递单元，提供至驱动轴，提供至小齿轮，提供至围绕差速器壳体的环形齿轮，提供至差速器内的小齿轮轴20。当小齿轮轴20旋转时，啮合的小齿轮22和24将差异化或无差异的扭矩传递到侧齿轮26和28。侧齿轮26、28可传递扭矩以驱动车轴。然后将扭矩传递到车辆的车轮。

差速器被配置成在打开或解锁状态下允许机动车辆上的两个车轮以不同的速度操作。在锁定状态下，两个车轮被锁定，使得它们以相同的速度旋转。自动锁止式差速器使用机械装置在预设锁定状态和打开状态之间致动。

参见图1，差速器10包括机械接合机构，该机械接合机构包括闭锁轴30和接合轴32。轴30、32两者包括由差速器壳体保持的相对端部。

接合轴32可包括轴齿轮34。端板36可在它们之间具有飞块38，并且飞块弹簧40可将飞块38偏置到回缩位置。接合轴32可通过轴齿轮34与形成于凸轮板42上的轮辋齿44的啮合而与凸轮板42一起旋转。当接合轴32由于两个车轮的速度之间的差异而旋转时，并且一旦旋转速度的差异高于预定值，则由于离心力大于飞块弹簧40的偏置力，飞块38向外运动至伸长位置。

为了锁定该差速器，至少一个飞块38必须与闭锁轴30上的棘爪46接合。闭锁轴30还包括配重48，如果车辆以预定速度行进，则配重将棘爪46拉出飞块38的可用范围，使得差速器不能进入锁定状态。

在打开或解锁状态下，飞块38被偏置在闭合位置。在锁定状态下，飞块38已运动以接合棘爪46。棘爪46和飞块38的接合阻止了接合轴32的旋转。如上所述，轴齿轮34以齿轮传动方式接合到凸轮板42的轮辋齿44，这产生足够的力以使凸轮板42运动。

凸轮板42具有由谷52分开的斜坡50。斜坡50抵靠对应的侧齿轮斜坡54滑动。当处于解锁状态时，斜坡50停置在侧齿轮谷56中，并且侧齿轮斜坡54停置在谷52中。在锁定模式下，斜坡50滑出谷56并且抵靠相对的斜坡54以锁定差速器，如将在下文更详细地描述。

侧齿轮26抵靠小齿轮22和24被支撑，并且侧齿轮26在凸轮板42“斜升”时的运动可传递到锁定板58。当凸轮板42“斜升”时，锁定板58沿着侧齿轮26轴向运动以接合外花键60。锁定板58被联接成与侧齿轮26一起旋转。当锁定板58被接合时，侧齿轮26被锁定以与差速器壳体一起旋转。小齿轮轴20被锁定到差速器壳体。小齿轮22和24经由侧齿轮26与小齿轮22、24的啮合而被锁定以与侧齿轮26一起旋转。因此，侧齿轮28必须以与侧齿轮26相同的速率旋转。在所描绘的视图中，侧齿轮28还包括用于联接到离合器组合件62的外花键。离合器组合件62可用于向差速器提供有限的滑动能力。

参见图1-图3，在一个方面，棘爪46在锁定轴30上的位置可以相对于接合轴32并且随后相对于飞块38进行调节。该位置可通过电调节机构64来调节或改变，该电调节机构包括与调节螺母68可操作地连接的电致动器66。调节偏置弹簧70包括由调节螺母68保持的第一支腿72和与棘爪46连接的第二支腿74。这样，调节螺母68的位置可以改变支腿72的角位置，使得施加到棘爪46的偏置力被改变，以调节棘爪42相对于飞块38的位置，该调节提供了在不同滑动速度下的可控锁定以用于牵引，并且还提供了在不同车辆速度下的可控解锁以用于。

各种致动器66可用于调节支腿72的位置，诸如线性电动螺线管或旋转电动螺线管。在图1的所描绘的实施方案中，致动器66可包括提供线性运动的电动螺线管机构，该线性运动由调节螺母68转换成旋转运动。由于调节偏置弹簧70的角位移，调节螺母68向棘爪46施加可变预载荷。

参见图3，示出了显示具有支腿72和74的调节偏置弹簧70的可变位置的自由体受力图。如图所示，弹簧载荷和棘爪46上的偏心力的平衡决定了棘爪46的平衡角位置，该棘爪与飞块38接合以锁定差速器。如图所示，锁定状态是棘爪42和飞块38的角位置(θvo和θso)以及旋转解锁车辆速度ωv和锁定车轮滑动速度ωs的函数。

在一个方面，致动器66可以是三位置螺线管，其具有由dc电流致动的中性位置、正向位置和反向位置。螺线管定子可以附接到车轴的外壳。螺线管的电枢能够沿差速器的轴向方向运动，如图1所示。

参见图4，可通过各种系统来选择对流向致动器或螺线管66的电流的控制。在一个方面，螺线管位置可以通过车辆仪表盘上的选择接口或位置开关或驾驶员选择件76来选择，其中驾驶员可以根据道路情况和驾驶员意图容易地接近和激活开关。该位置开关将向控制单元或ecu80发送信号，该控制单元或ecu可以是电动驱动机构或致动器机构66的单独部分或一部分，以调节调节偏置弹簧70的位置，从而改变棘爪46的接合位置。对电致动器的控制也可集成到车辆控制单元或ecu中。控制单元或ecu80包括计算机处理器、通信端口、存储器和编程。控制单元80可以是发动机控制单元(ecu)的一部分。ecu可包括用于扭矩管理智能和系统状态以及健康诊断的控制算法。ecu可接收诸如转向、滑动和车辆速度的信号以及包括偏航和abs或制动信号的信号。这些信号可被处理并产生到电动致动器66的命令信号(comd.)。电动致动器66可向ecu80发送关于电动致动器66的健康或状态的信号。电动致动器可以锁定电动锁止器20并从电动锁止器20接收位置信号。