[发明专利]在机动车中控制扭矩传递的系统及相关方法

说明书

本PCT申请要求享有在美国于1997年12月10日提交的US60/069175号临时申请、及于1998年12月3日提交的普通申请的优先权。

本发明总体上属于机动车领域，更确切来说，本发明涉及一种在机动车辆中控制扭矩传递的系统及相关的方法。更具体来讲，本发明涉及一种可自动地在机动车辆的四个车轮间独立传递扭矩的方法和装置，而并不限定于特定的实施例和/或为了描述起见而列举的应用场合。

在竞争日益激烈的汽车行业内，近年来许多汽车公司致力于发展运动型车辆。大部分这种车辆是针对公路行驶的条件而设计的。目前在运动型车辆中已采用了多种系统来限制差动转轴间的差动速度，或在差动轴间传递扭矩。例如，现有技术中存在一种“傻瓜式”传动系统，当驱动轮丧失牵引作用时，该系统自动将动力传递到非驱动轮上，而在车辆驾驶员方面则不需要执行任何的控制或操作。一个四轮驱动车辆通常具有前后两个驱动轴，这两个驱动轴分别具有前/后两个差速器，来驱动车辆上的每一个车轮。常采用一个扭矩分动箱来在前后驱动轴间分配扭矩，该分动箱设置了一个差速器，用于以合适的比例分配扭矩。

现已采用了选接式的离合器来限制车辆前后轴之间的差动转动。该在检测到分动箱前后输出轴之间的转速差达到某一预定值时，离合器执行动作将差速器锁止。离合器的启动可以是由一个电子控制系统控制的，并与测量分动箱前后输出轴速度的速度传感器相关。尽管采用一个电子控制装置来限制差速转动元件之间的差动转速是可行的，但在这些和其它一些实施情况中，还是希望能有一种简单、低廉、但又能保持电子控制系统所有优点的机械系统。

现有技术已经采用了具有液力偶合器的牵引控制装置。这样的液力偶合器包括安装在同一组件中的一个盖劳特内齿轮泵和一个多片式离合器，其可以根据驱动轴和非驱动轴之间的转速差相应地传递扭矩。现有的液力偶合装置采用了液力泵，其按照两个转动元件的相对转速大小来泵送流体，从而实现将两个具有不同转速的部件或转轴进行转动联接的目的。这些系统一般包括一个和两个差动轴相连的液力泵，而该液力泵又控制着一个液压驱动活塞。该活塞再作用在一个联接两转动轴的一个离合器总成上。液力泵所泵送流体的流量和转动轴之间的差动转速成比例。通常，液压活塞上设置了一个溢流阀，它限制了流体从活塞中流出，从而产生一定的流体背压，该背压推动活塞将离合装置联接上。从而，这样的系统具有按照两轴之间的转速差、成比例地在两转动元件间传递扭矩的功能。

许多现有的控制车轮打滑的系统是通过降低转速较快或打滑车轮的转速来工作的。这些系统在电路上都采用了制动防抱死系统(ABS)技术来降低打滑车轮的转速。其虽然可有效地控制打滑，但这种工作类型的牵引力控制系统却直接降低了车轮的性能。在这一点上，如果在一个或多个车轮处于无附着力路面、且需要发动机所能输出的几乎所有扭矩都用来驱动车辆的情况下，这种用来限制差动速度的控制系统就降低了车辆的机动性，这并不是不可能的。例如，当车辆正在翻越一段陡峭的坡路时，如果车轮中的三个同时位于无附着路面(例如雪地、冰面或泥泞)时，所采用的ABS技术将减慢打滑车轮(例如转动较快的车轮)的转速。从而实际上发动机发出的扭矩只有25％传递到仅有的一个未打滑车轮上。即使传递到该未打滑车轮上的扭矩足以将车辆推上坡顶，车辆的动力响应性也被降低了。

大多数运动型车辆在设计上主要是针对公路行驶条件的，从而影响了车辆具有良好的越野性能。然而，仍然希望有一种运动型车辆能在满足公路行驶要求的同时不对车辆的越野性能产生不利影响，从而使车辆的性能达到一个新的水平。

因而，本发明总的目的是设计一种独特的系统和方法来控制机动车种的扭矩传递，它可实现更好的性能。

本发明的另一个目的是设计一种系统，它可在机动车的四个车轮间自动、独立地传递扭矩。

本发明的另一个目的是设计一种系统，它可在保证高可靠性和低成本的前体下将发动机发出的几乎所有扭矩传递到一个或几个未发生滑转的车轮上。

本发明的另一个目的是设计一种系统，它可在未实现计算机控制的机动车的各个车轮之间自动地传递扭矩。

本发明的另一个目的是设计一种系统，它可在不依赖ABS系统作用的条件下，自动地在机动车的各个车轮间传递扭矩。