用于车辆推进系统的扭矩阻尼器的制作方法

本公开涉及一种用于车辆推进系统的扭矩阻尼器。

引言

本引言大体上给出了本公开的背景。当前署名的发明人的工作，在该引言中所描述的程度，以及在提交时可能不形成现有技术的本发明的方面并未明示或暗示地接受为本公开的现有技术。

车辆推进系统可包括传动齿轮，这些传动齿轮包括与输出或从动齿轮啮合的驱动小齿轮。这些传动齿轮具有设计在系统中的侧隙。侧隙是啮合的齿轮齿之间的空隙，该空隙使得齿轮可啮合而不被约束住，其用于为齿轮提供润滑空间，并使得能够对齿轮进行装配。包括传动齿轮的示例性车辆推进系统包括手动变速器以及双离合器变速器。

示例性双离合器变速器100示出在图1中。变速器100包括输入轴102、输出轴104以及齿轮装置106。输入轴102可与变速器100相分离，并可形成原动机(未示出)的飞轮或其他输出部件的部分，或与其相连接。输出轴104由最终驱动组件108可旋转地驱动。变速器100进一步包括双离合器组件110。齿轮装置106包括第一输入轴112、第二输入轴114、第一中间轴116以及第二中间轴118。第二输入轴114为套筒轴，其与第一输入轴112同心，并置于其上。第一中间轴116以及第二中间轴118经由输出传动齿轮124分别通过第一传动齿轮120和第二传动齿轮122连接至最终驱动组件108。

双离合器组件110可连接在输入轴102与第一输入轴112和第二输入轴114之间。双离合器组件110包括用于选择性地将输入轴102接合至第一输入轴112的第一离合器126以及用于选择性地将输入轴102接合至第二输入轴114的第二离合器128。

齿轮装置106进一步包括多个共平面的相互啮合齿轮组130、132、134、136、138、140和142，该相互啮合齿轮组各自都包括相互啮合齿轮对。相互啮合齿轮组130、132、134和136通过各自的相互啮合齿轮对连接至第二输入轴114，且相互啮合齿轮组138、140和142通过各自的相互啮合齿轮对连接至第一输入轴112。因此，如图1的示例性双离合器变速器所清楚地示出的，第一输入轴112和第二输入轴114总是连接至输出传动齿轮124，尽管其并不总是经由双离合器组件110连接至输入轴102。这种结构易于出现问题。当传动轴112或114中的一个传递负载时，另一传动轴的齿轮组可能已被预先选择来预期下一传动比变化，并因此不传递负载。空载传动轴仍然保持连接至输出传动齿轮124。如此，空载状态以及存在于空载齿轮组的齿轮中的侧隙可引起不期望的振动、振荡和/或噪声。空载传动轴中的惯性以及支撑该传动轴的轴承所产生的极小摩擦是唯一可抵抗该齿轮组中的振荡的特征。然而，这些特征对振荡的抵抗作用非常有限。

技术实现要素：

在示例性方面中，用于车辆的车辆推进系统的变速器的磁流变阻尼器包括连接至变速器的可旋转轴的转子、限定转子的一部分位于其中的腔室的壳体、在壳体的腔室内并与转子的表面以及与转子的表面相对的壳体的表面相接触的磁流变流体、适于在磁流变流体内产生磁场的电磁线圈，以及控制电磁线圈的激活的控制器。

在另一示例性方面中，控制器控制电磁线圈的激活以产生具有幅值的磁场，其中磁流变流体对该幅值作出响应以具有预定的剪切应力幅值。

在另一示例性方面中，变速器包括传动齿轮。

在另一示例性方面中，传动齿轮包括形成双离合器变速器中的第一齿轮组的一部分的第一小齿轮以及形成双离合器变速器中的第二齿轮组的一部分的第二小齿轮。

在另一示例性方面中，控制器响应于可旋转轴联接至传动齿轮组但不传递负载而激活电磁线圈。

在另一示例性方面中，转子包括连接至变速器的可旋转轴的径向延伸部分以及位于壳体所限定的腔室内的圆柱形部分。

在另一示例性方面中，第一密封件位于转子的圆柱形部分与壳体的第一部分之间，第二密封件位于转子的圆柱形部分与壳体的第二部分之间。

在另一示例性方面中，垫圈设置在第一壳体部分的径向延伸凸缘部分与第二壳体部分的径向延伸凸缘部分之间，且第一壳体部分和第二壳体部分的径向延伸凸缘部分均连接至车辆内的固定表面。

在另一示例性方面中，磁流变流体位于由转子的圆柱形部分的外表面、与转子的圆柱形部分的外表面相对的壳体的内表面、第一密封件、第二密封件以及垫圈限定的空间内。

在另一示例性方面中，磁流变流体对磁场作出响应以改变转子的圆柱形部分的外表面和与转子的圆柱形部分的外表面相对的壳体的内表面之间的剪切应力。

以此方式，可控阻尼可提供至车辆推进系统的变速器中的可旋转轴，这可消除和/或减少振动和/或振荡。进一步地，阻尼能够以可变的方式选择性地进行施加，从而使得在不需要阻尼时能够最大程度地减少阻力损失。这完全不同于传统的扭矩阻尼系统，这些传统的扭矩阻尼系统具有恒定的阻尼水平。在本发明的阻尼系统中，阻尼量还能够以可变的方式进行调节，从而使得该阻尼系统可适应于相关变速器的不同状况及状态。

通过下文提供的详细描述，本公开的其他应用领域将变得显而易见。应理解的是，详细描述及具体示例仅仅是出于说明的目的，其并不旨在限制本公开的范围。

从以下结合附图对权利要求书及示例性实施例进行的详细描述中，可以容易地了解到本发明的上述特征和优点以及其他特征和优点。

附图说明

通过详细描述以及附图，可更全面地理解本公开，其中：

图1示出了用于车辆推进系统的示例性双离合器变速器；

图2示出了用于车辆推进系统的示例性扭矩阻尼器；

图3是示出了具有宾汉特性的流体中剪切速率与剪切应力之间的关系的曲线图：并且

图4是示出了根据本发明的示例性方法的流程图。

具体实施方式

图2示出了用于车辆推进系统的示例性扭矩阻尼器200。扭矩阻尼器200操作来选择性地阻尼扭矩传递轴202的扭矩。扭矩传递轴202可非限制性地形成车辆推进系统的任何部分。例如，扭矩传递轴202可形成双离合器变速器100的部分，例如，第一输入轴112、第二输入轴114、第一中间轴116、第二中间轴118等中的一个或多个。应理解的是，扭矩传递轴202可非限制性地形成车辆推进系统的任何扭矩传递部分。

轴组件202经由连接件204连接至磁流变扭矩阻尼器206。磁流变扭矩阻尼器206包括转子208，该转子包括径向延伸部分210以及圆柱形部分212。转子208的圆柱形部分212设置在壳体214所限定的腔室216内。壳体214包括第一壳体部分218以及第二壳体部分220。磁流变扭矩阻尼器206进一步包括垫圈222，该垫圈设置在第一壳体部分218以及第二壳体部分220中的每一个的径向延伸凸缘部分之间，以在其间形成密封。壳体214通过将径向延伸凸缘部分固定至固定表面224来保持固定不动。

壳体214进一步包括第一密封件226以及第二密封件228，这进一步限定腔室216。腔室216填充有磁流变流体230，该磁流变流体可对电磁线圈232所施加的磁场(未示出)作出反应。电磁线圈232与控制器234进行通信并由其进行控制。通过施加并调制磁场，得以对磁流变流体230的粘度进行调节，从而可在转子208的圆柱形部分212上产生受控可变的阻力扭矩。由于转子208连接至轴组件202，因此转子208与轴组件202一起旋转，且磁流变流体230在转子208的圆柱形部分212上产生的任何阻力扭矩都转移至轴组件202。以此方式，扭矩阻尼器200能够以可控且可变的方式阻尼轴组件202的振荡。

磁流变流体230可被选择成在磁场不存在的情况下提供极低的粘度，以最大程度地减少任何可能会施加至轴组件202的阻力扭矩。进一步地，磁流变流体230以及从电磁线圈232施加至磁流变流体230的磁场的强度可校准并调节以优化阻尼，从而使得其可最大程度地减少原本可能会在轴组件202内发生的振动和/或振荡。

虽然图2的磁流变扭矩阻尼器的转子具有大体上呈t形的横截面，但将理解的是，连接至车辆推进系统的变速器轴的磁流变扭矩阻尼器可非限制性地具有任何结构、形状和/或配置，并可形成本发明的示例性实施例。

图2的磁流变扭矩阻尼器200包括由垫圈222、第一密封件226以及第二密封件228形成的密封件，这些密封件设置在壳体214内，其设置方式使得可最大程度地减少捕获在由这些密封件及壳体所限定的腔室内的磁流变流体的体积。进一步地，壳体214的两件式构造以及密封件的设置方式使得装配操作非常简便。

可由扭矩阻尼器施加至轴组件202的扭矩阻尼量和/或抑制量可基于若干因素进行确定。在示例性实施例中，磁流变流体可由软磁颗粒(例如，诸如，羰基铁微球)的悬浮液、化学锚接的表面活性剂以及合成烃或硅酮基液构成。在磁场不存在的情况下，磁流变流体是一种具有随机分散的可磁化颗粒的流体，其表现出牛顿流变行为。牛顿流体是这样一种流体：由其流动产生的粘性应力与剪切速率成线性比例关系。然而，在存在磁场的情况下，磁流变流体将金属颗粒对齐到纤维状结构中。在该状态下，磁流变流体从显现出牛顿流体特性的流体转变为具有宾汉流体特性的流体，其中剪切应力是屈服应力及剪切速率的函数。屈服应力通过所施加的磁场的大小来进行确定，如图3所示。

在图3所示的曲线图中，剪切速率由横轴300表示，剪切应力由纵轴302表示。例如，剪切速率是转子208的圆柱形部分212的外表面和与圆柱形表面212相对的壳体214的内表面之间的相对速率。曲线图上的各倾斜线表示磁流变流体中的剪切应力在所施加的磁场的通量密度304增加时的量。如所清楚地示出的，对于任何给定通量密度，即便是在剪切速率为零的情况下，都存在有一定量的屈服应力，该屈服应力可提高总剪切应力，其示例由附图标记306表示。表示剪切应力特性的等式为：

其中t为剪切应力，t0为无滑移屈服剪切应力，μ为动态粘度，r为表面半径，s为横过表面之间的间隙的滑移量，且h为磁流变流体的恒定通量密度。

可由扭矩阻尼器施加的扭矩量可进一步基于扭矩阻尼器的几何结构进行确定。例如，上述等式可进行修改以将参数替换为图2的扭矩阻尼器的尺寸和几何结构。对于磁流变流体，本领域的普通技术人员将理解的是，剪切应力的量还受到经受剪切应变的相关表面的面积的影响。

在示例性实施例中，磁流变扭矩阻尼器可联接至车辆推进系统的变速器的轴中的一个或多个上。例如，磁流变扭矩阻尼器可联接至图1的双离合器变速器的第一输入轴112、第二输入轴114、第一中间轴116以及第二中间轴118中的一个或多个上。随后，磁流变扭矩阻尼器可被选择性地控制来将扭矩阻尼施加至空载但已接合的传动齿轮组，从而最大程度地减少或消除原本可能会发生的振动或振荡。

磁流变扭矩阻尼器的控制器234可选择性地激活电磁线圈232来提供具有幅值的磁场，该磁场致使磁流变扭矩阻尼器阻尼与其相连接的传动齿轮组轴的振荡。在示例性实施例中，控制器234可响应于车辆推进系统的变速器中不传递负载的传动齿轮的预同步而选择性地操作磁流变扭矩阻尼器。

用于控制磁流变扭矩阻尼器的示例性方法通过图4所示的流程图400进行说明。方法在步骤402处开始，并进行到步骤404，在步骤404中，控制器234确定车辆推进系统的变速器内的齿轮组是否已预同步且不传递负载。若控制器234在步骤404中确定车辆推进系统的变速器内的齿轮组已预同步且不传递负载，则方法继续到步骤406。然而，若控制器234在步骤404中确定车辆推进系统的变速器内的齿轮组尚未预同步且不传递负载，则方法返回至步骤402。在步骤406中，控制器234控制磁流变扭矩阻尼器中的电磁线圈232，从而使得磁流变扭矩阻尼器施加阻尼扭矩，该阻尼扭矩可最大程度地降低和/或消除连接至磁流变扭矩阻尼器的预同步空载齿轮组内发生振荡的可能性。方法随后继续到步骤408。在步骤408中，控制器234确定连接至磁流变扭矩阻尼器的齿轮组是否处于负载状态中。若控制器234在步骤408中确定磁流变扭矩阻尼器处于负载状态中，则方法继续到步骤410。在步骤410中，控制器234禁用磁流变扭矩阻尼器，并继续到步骤412。方法在步骤412结束。然而，若控制器在步骤408中确定预同步齿轮组继续处于空载状态中，则方法返回至步骤406，在该步骤中，磁流变扭矩阻尼器继续施加阻尼扭矩。

在其他示例性方法中，控制器234可基于校准过程期间所需的车辆推进系统的变速器的预定特性选择性地激活和调制所施加的磁场的幅值。可选地，其他示例性方法可响应于其他变速器配置及状态变化而激活磁场。

本描述本质上仅仅是说明性的，其绝不旨在限制本公开或其应用或用途。本公开的广泛教导可以通过各种形式来实现。因此，虽然本公开包括特定示例，但本公开的真实范围不应该局限于此，因为在研读了附图、说明书以及所附权利要求书之后，其他修改将变得显而易见。