具有差速器连接的液压控制单元的制作方法

本申请要求于2016年7月14日提交的美国临时专利申请no.62/362,384的权益，其公开内容以引用方式并入本文。

本公开整体涉及车辆差速器，并且更特别地，涉及电动液压限滑差速器。

背景技术：

当两个驱动轮持续从发动机接收动力时，在车辆上提供差速器以允许外部驱动轮在转弯期间比内部驱动轮更快地旋转。虽然差速器在转弯时比较有用，但它们可使车辆失去牵引力，例如，在雪地或泥土或其他光滑介质中。如果任一驱动轮失去牵引力，其将高速自旋，而另一个轮可能根本不自旋。为了克服这种情况，开发了限滑差速器，以从失去牵引力并自旋的驱动轮到未自旋的驱动轮转移动力。

电子控制的限滑差速器可包括液压致动的离合器，以限制在差速器的输出轴之间的差速旋转。然而，一些车辆在转弯时可能会遇到拖车摇摆或过度转向。虽然这些已知的系统用于其预期目的，但是期望提供改善的差速器系统以抵消或减轻拖车摇摆。

本文提供的背景描述是为了整体呈现本公开的上下文。当前指定的发明人的工作，在某种程度上其在本背景技术部分以及在提交时可能不具有其他资格作为现有技术的说明书的各个方面中进行描述，既不明确也不暗示地被承认为针对本公开的现有技术。

技术实现要素：

在一个方面，提供了用于车辆的电动液压限滑差速器系统的液压控制单元(hcu)组件。hcu组件包括支撑托架，该支撑托架被构造成在远离车辆的主动轮轴组件的位置联接到车辆的底部；以及hcu，该hcu包括集成蓄能器和储存器组件、控制阀组件以及电机和液压泵组件。hcu联接到支撑托架。

除了前述内容之外，所描述的hcu组件可包括以下特征中的一者或多者：其中集成蓄能器和储存器组件以及电机和液压泵组件端对端地布置，使得hcu大致沿着第一纵向轴线延伸；其中第一纵向轴线基本上平行于车辆的横车轴线；并且其中集成蓄能器和储存器组件沿着第二纵向轴线延伸，控制阀组件沿着第三纵向轴线延伸，并且电机和液压泵组件沿着第四纵向轴线延伸，其中第二轴线、第三轴线和第四轴线基本上平行于第一纵向轴线。

除了前述内容之外，所描述的hcu组件可包括以下特征中的一者或多者：其中支撑托架包括底壁和后壁；其中集成蓄能器和储存器组件包括外壳，该外壳具有从其向外延伸的突出部，该突出部抵靠支撑托架底壁设置并被构造成接收紧固件以将外壳联接到支撑托架；其中支撑托架包括具有孔的凸片，并且其中集成蓄能器和储存器组件包括外壳，该外壳具有形成在其中的接收孔，该接收孔与凸片孔对准并被构造成接收紧固件以将外壳联接到支撑托架；其中凸片从支撑托架后壁延伸；并且其中凸片从支撑托架底壁延伸。

除了前述内容之外，所描述的hcu组件可包括以下特征中的一者或多者：插入组件，该插入组件设置在凸片孔内并被构造成阻尼在hcu和支撑托架之间的相对运动，该插入组件包括径向设置在索环内的内部套管；其中底壁包括形成在其中的凹口且该凹口被构造成为hcu的一部分提供间隙；其中凹口包括排放孔，该排放孔被构造成排放在凹口中积聚的流体；其中后壁包括第一表面、相对的第二表面，其中后壁限定第一连接凸片和第二连接凸片，它们各自被构造成紧靠车辆底部的一部分以将支撑托架联接到车辆；第三连接凸片和第四连接凸片，第三连接凸片被构造成联接到hcu，第四连接凸片被构造成联接到车辆底部的所述部分；并且其中第三连接凸片从第一表面向外延伸，并且第四连接凸片从第二表面向外延伸。

在另一个方面，提供车辆。车辆包括底部支撑构件和电动液压限滑差速器系统。电动液压限滑差速器系统包括主动轮轴组件，该主动轮轴组件包括具有形成在其中的孔的轮轴外壳；液压控制单元(hcu)组件，该液压控制单元(hcu)组件在远离主动轮轴组件的位置处联接到底部支撑构件；以及设置在轮轴外壳内的电动液压限滑差速器组件。电动液压限滑差速器组件包括差速器壳体、设置在差速器壳体中的差速器齿轮组件和离合器组件，该离合器组件具有离合器组合和离合器致动器组件。液压接头至少部分地设置在轮轴外壳孔内并联接到离合器致动器组件的液压端口并联接到hcu组件。hcu组件被构造成向离合器致动器组件提供液压流体，以选择性地致动离合器组件。

除了前述内容之外，所描述的车辆可包括以下特征中的一者或多者：其中底部支撑构件是车辆底部的十字框架构件；其中hcu组件包括支撑托架，该支撑托架被构造成联接到十字框架构件，以及hcu，该hcu包括集成蓄能器和储存器组件、控制阀组件以及电机和液压泵组件，该hcu联接到支撑托架；其中集成蓄能器和储存器组件以及电机和液压泵组件端对端地布置，使得hcu大致沿着第一纵向轴线延伸；并且其中第一纵向轴线基本上平行于车辆的横车轴线。

附图说明

通过具体实施方式和附图将更全面地理解本公开，其中：

图1是根据本公开的原理的示例性车辆和电动液压限滑差速器系统的透视图；

图2是图1所示的限滑差速器系统的剖视图；

图3是根据本公开的原理的可用于图1和图2所示系统的示例性限滑差速器组件的透视图；

图4是图3所示的限滑差速器组件的分解图；

图5是根据本公开的原理的图1所示的示例性液压控制单元的前透视图；

图6是图5所示的液压控制单元的后透视图；

图7是图5所示的液压控制单元的底部透视图；并且

图8是根据本公开的原理的图5所示的沿线8-8截取的液压控制单元的剖视图。

具体实施方式

首先参见图1-4，示出了示例性电动液压限滑差速器(lsd)系统10。在示出的示例中，电动液压lsd系统10通常包括轮轴组件12(图1)、电动液压限滑差速器组件14(图2-4)和液压控制单元(hcu)16(还参见图5-8)。在示例性实施方案中，轮轴组件12是主动或活动轮轴，其被构造成移动(例如，震动和回弹)预定距离。有利地，hcu16在远离活动轮轴组件12的位置处位于车辆上，由此使得活动轮轴组件12能够移动而没有间隙或包装问题，这些问题可由直接联接到主动轮轴组件12的部件引起。

参见图2-4，电动限滑差速器组件14可通常包括布置在差速器壳体20中的差速器齿轮组件或机构18和离合器组件22。限滑差速器组件14可接收在轮轴组件12的外壳26中，并操作以驱动通过车轴开口28,30接收并连接到驱动轮(未示出)的一对车轴(未示出)。一般来讲，在正常操作期间，限滑差速器组件14用作传统的开式差速器，直到发生需要偏置扭矩的事件。例如，当检测到或预期到牵引力损失时，可选择性地致动离合器组件22，以便为该情况生成最佳偏置比。

继续参见图3和图4，差速器齿轮组件18可包括一对侧齿轮32,34，其被安装成与车轴(以及第一驱动轮和第二驱动轮)一起旋转。侧齿轮32,34限定第一车轴开口36和第二车轴开口38(图2)。十字销或小齿轮轴40可固定地安装到差速器壳体20以随其旋转。对应的一组小齿轮42(例如，三个小齿轮42)安装成与小齿轮轴40一起旋转，并与两个侧齿轮32,34处于啮合关系。在下文更全面描述的打开构型中，差速器齿轮组件18用于使车轴以不同的速度旋转。

离合器组件22将限滑差速器组件14的输入与差速器齿轮组件18联接。在一些示例中，该输入可包括固定地布置在差速器壳体20周围的环形齿轮，该环形齿轮由小齿轮驱动。离合器组件22可通常包括离合器组合24和活塞/增压室或离合器致动器组件44。

离合器组合24包括在多个环状摩擦盘48之间交错的多个环状板46。可联接多个环状板46以与差速器壳体20和差速器齿轮组件18中的一者一起旋转。可联接多个环状摩擦盘48以与差速器壳体20和差速器齿轮组件18中的另一者一起旋转。

在示出的示例中，联接多个环状板46以旋转到差速器壳体20(例如，花键联接到差速器壳体20的内径)，并且联接多个环状摩擦盘48以与差速器齿轮组件18一起旋转(例如，花键联接到侧齿轮32的外径)。应当理解，环状摩擦盘48可由侧齿轮32或34中的任一者或两者支撑以旋转。第一传递板50可被布置成离合器组合24的一部分。

多个环状板46和环状摩擦盘48彼此间交错并在离合器组件22处于其打开位置时用于以基本上非接触的关系相互旋转。然而，本领域技术人员将理解，如本文所用的术语“非接触”是相对的，并不意味着必须表明当离合器组件22处于打开条件时环状板46和环状摩擦盘48绝对没有接触。环状板46和环状摩擦盘48可相对于彼此轴向移动成摩擦接合，从而当离合器组件22处于闭合或部分闭合构型时减少在环状板46和环状摩擦盘48之间的相对旋转。以这种方式，当离合器组件22处于其闭合位置时，侧齿轮32,34以及车轴和驱动轮一起旋转。

离合器组件22可以打开构型操作，以使侧齿轮32,34彼此独立地旋转，例如以不同的速度旋转。离合器组件22也可以闭合或部分闭合构型操作，其中侧齿轮32,34一起或部分地一起(也就是说，不独立地)旋转，例如以基本上相同的速度旋转。离合器组件22可例如是液压离合器组件22，其利用可作用在离合器致动器组件44上的加压液压流体，以在打开、闭合和部分闭合构型之间选择性地致动离合器组合24。

现在特别参见图2-4，将进一步描述离合器致动器组件44。离合器致动器组件44被布置在差速器壳体20上离合器组合24的相对端上。此外，离合器致动器组件44可设置在差速器壳体20的外部，并且离合器组合24可设置在差速器壳体20的内部。如图4所示，离合器致动器组件44可以可旋转地安装到从差速器壳体20延伸的轮毂52。结果，实现了很多优点。例如，减小了电子限滑差速器组件14的最终包装尺寸，横轴40在轴承座圈之间居中，以及可使用具有标准长度的原料车轴。此外，离合器组合24可被构造得更大以提供更大的扭矩容量，并且电子限滑差速器组件14可被相同装配线上的“开式”差速器代替。

离合器致动器组件44可通常包括保持器60、第一滚针62、轴承座圈64、活塞外壳66、活塞68、一系列o形环70、第二滚针72和第二传递板74。第二传递板74可用作第二滚针72的轴承座圈。活塞外壳66可通常限定环状袋76。活塞68被构造成在活塞68和活塞外壳66之间引入液压流体时在环状袋76内行进。o形环70密封地接合活塞外壳66。在操作期间，活塞外壳66不旋转。

多个力传递杆78设置在离合器致动器组件44的第二传递板74和离合器组合24的第一传递板50之间。传递杆78可围绕差速器壳体20等距间隔开，并且可设想各种数量的传递杆。此外，可使用其他结构在第一传递板50和第二传递板74之间传递力。

在操作期间，活塞68向左运动(如图2-4所示)导致力传递杆78向左推动第一传递板50，导致离合器组合24闭合。同样地，当压力从活塞68释放时，力传递杆78沿轴向方向向右移动(如图2-4所示)，导致离合器组合24打开。液压端口80可从活塞外壳66的外径延伸，并且可被构造成流体地联接到液压控制单元16，如本文更详细地描述。

如图1所示，轮轴组件12可包括形成轮轴外壳26的一部分的盖82。轮轴组件12可包括形成在其中并设置在液压端口80附近的孔84。孔84被构造成接收双o形环密封液压接头86，以流体地联接到离合器致动器组件44的液压端口80。液压接头86被构造成密封液压回路和轮轴组件12的贮槽两者。

如图1所示，hcu16在远离主动轮轴组件12和电动液压限滑差速器组件14的位置联接到车辆底部88。在示出的示例中，hcu16联接到在车辆移动期间静止或大致静止的车辆部件，例如车辆框架的十字框架纵梁90。如图所示，hcu16大致沿着平行于或基本上平行于横车轴线“b”(即，与在车辆前部和后部之间延伸的轴线正交)的纵向轴线“a”延伸。液压导管92可流体地联接在hcu16和液压接头86之间。这样，hcu16被构造成为离合器致动器组件44提供液压流体以用于其选择性的致动。

如图5-8所示，hcu16可通常包括集成活塞蓄能器和储存器组件100、控制阀组件102、电机和液压泵组件104以及一个或多个传感器。例如，压力传感器106可以可操作地联接到蓄能器和储存器组件100，并且压力传感器108可以可操作地联接到控制阀组件102。压力传感器106可被构造成监测活塞蓄能器和储存器组件100内的压力，并且压力传感器108可被构造成监测控制阀组件102内的压力。一个或多个电导管(未示出)可经由电连接器110联接到组件100,102,104和传感器106,108中的每一者，以便向其提供电力。hcu16可经由支撑托架112联接到车辆(例如，框架纵梁90)。

如图5所示，活塞蓄能器和储存器组件100以及电机和液压泵组件104以大致端对端布置取向，使得hcu16限定纵向轴线“a”并沿其延伸。此外，组件100限定纵向轴线“c”并沿其延伸，控制阀组件102限定纵向轴线“d”并沿其延伸，并且组件104限定纵向轴线“e”并沿其延伸。如图所示，轴线“c”、“d”和“e”各自平行于或基本上平行于hcu纵向轴线“a”延伸，并且也平行于或基本上平行于横车轴线“b”(图1)。以这种方式，hcu16提供低轮廓端对端构型，其改善了包装、离地间隙，并易于组装到车辆。

支撑托架112被构造成接收hcu16并随后联接到车辆框架纵梁90。如图5-8所示，支撑托架112通常包括底壁120和垂直于或基本上垂直于其延伸的部分后壁122。底壁120包括上表面124和相对的下表面126。在底壁120中形成凹口128，以为hcu16的部分提供间隙，并在凹口128中形成排放孔130，以便于排放凹口128内积聚的流体。孔132(图8)穿过底壁120形成，以便于将hcu16联接到托架112。凸片134(图5)可从底壁120向上延伸，并且垂直于或基本上垂直于其取向。凸片134可包括孔136，该孔被构造成便于将hcu16联接到托架112。

特别参见图6，部分后壁122通常包括第一连接凸片140和第二连接凸片142。第三连接凸片144和第四连接凸片146可从后壁122向外延伸。第一连接凸片140和第二连接凸片142各自包括第一表面148、相对的第二表面150和穿过其形成的紧固件孔152。第一连接凸片140和第二连接凸片142可垂直于或基本上垂直于底壁120取向。第二表面150被构造成紧靠框架纵梁90的一部分，诸如框架纵梁90的壁114(图1)，并且紧固件(未示出)可穿过每个紧固件孔152插入，从而将托架112联接到框架纵梁90(或其他车辆部件)。

在示出的示例中，第三连接凸片144可从第一连接凸片140的第一表面148朝向hcu16向外延伸。在一个示例中，第三连接凸片144垂直于或基本上垂直于底壁120和/或部分后壁122取向。第三连接凸片144可包括孔154，该孔被构造成便于将hcu16联接到托架112。

第四连接凸片146可从第二连接凸片142的第二表面150远离hcu16向外延伸。在一个示例中，第四连接凸片146垂直于或基本上垂直于部分后壁122并平行于或基本上平行于底壁120取向。第四连接凸片146可包括紧固件孔156并被构造成紧靠框架纵梁90的一部分，诸如框架纵梁90的壁116(图1)。紧固件(未示出)可穿过紧固件孔156插入，以进一步将托架112联接到框架纵梁90(或其他车辆部件)。

如前所述，在示例性实施方案中，hcu16可经由孔132,136和150联接到支撑托架112。孔132,136和150中的每一者可被构造成接收插入组件160。如图8所示，插入组件160可包括具有内部套管164的弹性索环162。弹性索环162被构造成防止在hcu16和支撑托架112之间的噪声、振动与声振粗糙度(nvh)，并且内部套管164是刚性构件(例如，金属)，其被构造成在hcu16和紧固件(未示出)之间提供正向止动，从而防止对弹性索环162的挤压和/或其他损坏。

如图5所示，孔132可与突出部166对准，该突出部从活塞弹簧蓄能器和储存器组件100延伸。紧固件(未示出)可穿过孔132和插入组件160插入到突出部166中，以在hcu16和支撑托架112之间提供一个联接。同样地，凸片134的孔136可与hcu16中形成的接收孔168对准。紧固件(未示出)可穿过孔136和插入组件160插入到接收孔168中，以在hcu16和支撑托架112之间提供另一个联接。如图6所示，第三连接凸片144的孔150可与hcu16中形成的接收孔170对准。紧固件(未示出)可穿过孔150和插入组件160插入到接收孔170中，以在hcu16和支撑托架112之间提供又一个联接。因此，hcu16沿着三个不同的平面联接到支撑托架112，并与插入组件160一起，可在所有正交方向(即，+/-x方向，+/-y方向和+/-z方向)上防止在hcu16和支撑托架112之间的nvh。

进一步参见图8，将更详细地描述hcu16。活塞蓄能器和储存器组件100通常包括外壳200和限定蓄能器/储存器室204的帽202、活塞206、偏置组件208和通气/填充通道210。套管212可设置在室204内并可以可滑动地接收其中的活塞206。偏置组件208可包括第一偏置构件214(例如，弹簧)、第二偏置构件216(例如，弹簧)和支撑杆218。第一偏置构件214可具有第一弹性比率，而第二偏置构件216可具有第二弹性比率。第一弹性比率和第二弹性比率一起配合，以为偏置组件208提供期望的弹性比率。支撑杆218可设置在第一偏置构件214和第二偏置构件216内以便于结构完整性，并防止第一偏置构件214和第二偏置构件216中的任一者发生不期望的弯曲。将流体在活塞206后面泵到室204中，导致活塞206朝向帽202平移。

控制阀组件102可包括三通比例调节阀220，其可安全地联接到外壳200。三通比例调节阀220可被构造成调节在hcu16内的流体压力。液压端口222可形成在外壳200中。如图1所示，液压端口222可接收液压联接器224，该液压联接器经由液压导管92流体地联接到液压端口80和液压接头86。

电机和泵组件104可包括电机230，该电机可操作活塞泵或内齿轮油泵齿轮组件240并且可以是常规构造的。内齿轮油泵齿轮组件240可包括内部内齿轮油泵齿轮和外部内齿轮油泵齿轮。内齿轮油泵齿轮组件的操作可以是常规的，其中内部和外部内齿轮油泵齿轮的相对旋转可导致外壳200中包含的流体的泵送作用。在使用活塞泵的示例中，活塞泵可导致对外壳200中包含的流体的泵送作用。该泵送作用最终导致流体被泵送到蓄能器室204中。这样做时，偏置构件214,216至少部分地塌缩并将预充电引入到系统中。就这一点而言，电机230无需持续运转。可通过作用在活塞206上的偏置构件214,216将流体压力引入到限滑差速器14中。通气/填充通道210可包括安全阀(未示出)，并且可在过压故障的情况下通过释放流体来保护系统。

出于说明和描述的目的，提供了一些示例的上述描述。其并非旨在穷举或限制本公开。特定示例的各个元件或特征通常不限于该特定示例，而是在适用的情况下是可互换的并且可用于所选示例中，即使未具体示出或描述也是如此。还可以以许多方式进行同样的改变。不应将这些变化视为脱离本公开，并且所有这些修改旨在包括在本公开的范围内。