专利名称：在机动车中控制扭矩传递的系统及相关方法
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。
一方面，本发明提供了一种用于将驱动扭矩传递到机动车的前后两对车轮上的系统。该系统包括一个前轴总成，该前轴总成具有一个经过一对前半轴和一对前轮相连的前桥差动单元；以及一个后轴总成，该后轴总成具有一个通过一对后半轴连接到一对后轮上的后桥差动单元。系统此外还包括一个分动箱，其通过一个前驱动轴和后驱动轴分别和前轴总成和后轴总成相连。前差动单元用于按照一个第一设定速差自动地在两个前半轴间的来传递扭矩。而后差速单元则可按照一个第二设定速差自动地在两个后半轴间传递扭矩。分动箱包括一个扭矩传递机构，用来根据一个第三设定速差自动地在前驱动轴和后驱动轴之间传递扭矩。
另一方面，本发明提供了一个用于在具有一对前轮和一对后轮的机动车中传递扭矩的方法，该方法一般包括如下的步骤1、设置一个具有前桥差动单元的前轴总成，其中的前差动单元通过一对半轴和一对前轮相连；2、设置一个具有后桥差动单元的后轴总成，其中的后差动单元通过一对半轴和一对后轮相连；3、设置一个分动箱，其通过一个前驱动轴和一个后驱动轴分别与前/后轴总成相连；4、根据设定的第一差速值自动地在一对前桥半轴间传递扭矩；5、根据设定的第二差速值来自动地在一对后桥半轴间传递扭矩；6、根据设定的第二差速值来自动地在第一和第二驱动轴间传递扭矩。
在阅读了下文结合附图对最佳实施例和权利要求书进行的描述后，本领域普通技术人员可对本发明其它的优点有更好的理解。
图1示意表示了一个根据本发明的最佳实施方式设计的工作在机动车上的一个扭矩传递控制系统；图2是和本发明的扭矩控制系统有关的一种示例性的分动箱的剖面图，其包括一个用于按照一个设定的速差自动地在前/后驱动轴之间传递扭矩的扭矩传动机构；图3是图2所示分动箱中的液力偶合器的放大的剖面图；图4是本发明的扭矩传递控制系统的前桥轴间差速单元的一种实施例的剖面视图，其可对一个设定的速差作出响应而自动地在一对前半轴间传递扭矩；图5是沿图4中的5-5线所作的剖面图；图6是本发明最佳实施例中的扭矩传递控制系统的前后轴总成中的半轴的每分钟转速差(车轮转速的△值)和扭矩的的关系图线；图7是本发明最佳实施例中的扭矩传递控制系统的前后输出轴的转速差值和扭矩的的关系图线；图8示意表示了本发明的方法的一般步骤。
首先参照图1，根据本发明最佳实施方式设计的扭矩传递系统用数字标号10指代。所示的扭矩传递系统10方便地安装在四轮驱动车11的从动轮对和非从动轮对之间，其中车轮只表示出了部分以便于突出扭矩传递系统10。但是，可以理解的是机动车11可以是诸如运动型车辆等任何形式的公路/越野载客车辆，机动车11通常具有一对前轮12和一对后轮14。所有这两对车轮都可经过一个手动或自动的变速箱18由例如为发动机(其局部由图中的16表示)等的动力源进行驱动。在所示的具体实施方式
中，机动车11是一个后轮驱动型车辆，在通常情况下，它采用只用后轮14进行驱动的两轮驱动模式。
一般情况，本发明的扭矩传递系统10包括一个分动箱20、一个前桥轴间差速单元22和一个后桥轴间差速单元24。分动箱20可自动地在前后两对车轮12、14间传递扭矩。前桥轴间差速单元22可自动地在两个前轮12间传递扭矩。后桥轴间差速单元24可自动地在两个后轮14间传递扭矩。
继续参照图1并另外参见图2、3，下文将对包含在本发明的扭矩传递控制系统10中的一种例示性的分动箱20进行详细的描述。一种可从市场上获得的合适的分动箱20是由密歇根州特洛伊城的NEW VENTURE GEAR公司生产的NV247型号。但是，如下文所讨论的那样，本发明的分动箱20需要进行专门的改造调整才能实现本发明的目的。
图2中所示的示例性的分动箱20一般具有这样的设置一个由发动机16驱动的输入轴26，其通入到分动箱20中；一个由输入轴26以减速传动比驱动的行星齿轮减速单元28；一个速比切换机构30，用于选择是将后输出轴32联接到输入轴26上还是联接到齿轮减速单元28上；一个锁止机构34，用于选择性地将前输出轴36和后输出轴相联接，从而建立一个短时间的低速、四轮驱动模式；以及一个液力偶合器40，用于自动地控制从后输出轴32传递到前输出轴36的扭矩，从而实现一种傻瓜式四轮驱动模式。这样的傻瓜式扭矩传递不需要车辆驾驶员对后输出轴32和前输出轴36之间的差速达到某一设定值的情况作出任何操作就能实现。图中的带传动装置42用于将后输出轴32上的扭矩传递到前输出轴36上。
下文将继续参照附图2以及附图3来对液力偶合器40的一种实施例进行描述。液力偶合器40可转动地和后输出轴32和前输出轴36相联接。如下文所详述的那样，液力偶合器40可以响应于输出转轴32和36之间的速差自动、渐进地将二者联接在一起。液力偶合器40一般包括一个液压泵102和一个传动离合器40，该离合器可响应于后输出轴32和前输出36之间的速差自动、渐增地在二者之间传递扭矩。最好是，液压泵102是一个内齿轮油泵，而传动离合器104是一个液压作用的多片式离合器组件，这两个部件都设置在一个共同的箱壳组件106中，箱壳组件106包括一个圆筒状的外鼓108和分别固定(即焊接)在鼓筒上的前后盖板110和112。前盖板110由输入轴26驱动，后盖板112和后输出轴32一起转动。
图中所示的传动离合器104包括一个离合器毂114，它通过一个花键连接件38固定在后输出轴32上；以及一个布置在一个腔室118中的间隔设置的离合片堆116，其包括多片通过花键联接件122固定在离合器毂114上的内离合片120。内离合片120和多片外离合片124间隔设置，其中的外离合片124通过花键联接件126固定在外鼓筒108上。作为替代方案，也可以取消离合器毂而将内离合片120直接通过花键连接到后输出轴32上。
传动离合器104还包括一个活塞组件130，其包括一个活塞壳套131，它通过一个花键联接件132固定在外鼓筒108上，并随之一起转动；以及一个安装在环形压力腔136中的动作元件或活塞134。活塞134在压力腔136中可相对于间隔设置的多片离合片堆116轴向滑动，从而在离合片堆116上作用了离合器接合挤压力，由此将后输出轴32上的驱动扭矩传递到前输出轴36上。如下文将进一步描述的那样，所传递的驱动扭矩的大小和随活塞134作用在离合片堆116上的离合接合力的增大而成比例地增大，而离合作用力的大小又是压力腔136中的流体压力的函数。此外，由液力泵102泵送到压力腔136中的流体压力值则很大程度上是输入轴26和后输出轴32之间转速差的函数。
液力泵102包括活塞56、在活塞壳套131上的阀门装置，其对流向压力腔136中的流体进行控制；一个内齿轮泵组件140，一个进液板142、一个后盖板112。内齿轮泵组件140是由三个部件组成，其包括一个泵圈或内转子144、一个外转子146以及一个合适地布置在二者之间的定子环148。虽然在图中没有具体的表示，泵圈144具有多个外齿牙，它们绕后输出轴32的轴线作同心旋转。定子环148包括多个内突齿，并具有一个外周边缘面，该外周面径向支撑在外转子146内的一个环状孔中。内孔的回转中心相对转动轴线有一定的偏移量，从而由于定子环148上的内突齿和泵圈144上外齿牙的啮合，在泵圈144和外转子146之间的相对转动使得定子环产生偏心转动。这样的偏心转动格局就产生了将流体压入到压力腔136中的泵送作用。
在工作中，当输入轴26和后输出轴32的速差达到某一设定值时，在内齿轮油泵组件140的各个部件间就产生相应的相对运动时，使流体从储液器150中被抽送到泵组件140的吸入侧。在储液器150中的流体被抽送到泵组件140的吸入侧后，流体再被输送到内齿轮油泵组件140的排出侧，并经压力端口进入压力腔136中，由此将活塞134轴向压向离合片堆104。
从下文可以了解到，扭矩传递系统10中用于将一对前轮12和一对后轮14联接起来的前桥/后桥轴间差速单元22和24是基本相同的。因而，将只针对前桥轴间差速单元22进行详细的描述。从对前桥轴间差速单元的描述可容易地设想到后桥轴间差速单元24的结构。尽管并不要求差速单元22和24是相同或基本相同的，但如果这两个单元22和24是可以互换的，则可以极大地提高生产、供应和维修的效率。在推荐的实施方式中，前后差速单元22、24都是渐进式、速度响应式的扭矩传递差速器。
下文将参照附图1、4、5对本发明的扭矩传递系统10中的前桥轴间差速单元22的实施例进行详细的描述。在美国专利文献US 5735764号中公开了一种合适的轴间差速单元22，在本文中，该文献作为背景技术，其内容在本文已完全提及。另一种合适的轴间差速单元是可以从市场上获得的、由印地安那州FORT WAYNE的Dana公司生产的。由于和分动箱20一起工作，应当理解的是轴间差速单元22需要进行独特的调整改装以完成本发明的工作目的。此外，在对分动箱20进行调整改装的同时，需要对前/后桥轴间差速单元22和24进行配合调整。关于这一点，下文将有进一步的阐述。
作为前桥总成一个部件的轴间差速单元22通过一个前驱动轴44由车辆的发动机16进行驱动。前驱动轴44通过一个等速万向接头45(CV接头)与前输出轴36相联接。差速单元22可驱动前桥总成中的一对前半轴46、48。差速单元22包括一个壳体202，用来盛容液压流体，并具有适当的密封措施，一对半轴46、48和前驱动轴44从该壳体上穿出。在壳体202内，差速单元22包括一个液力偶合器204，它可转动地将前驱动轴44驱动的半轴46和48联接起来。
液力偶合器204包括一个中空结构的外壳206，该外壳在壳体202内绕一个旋转轴线A转动，并和其中一根半轴相连，在图中所示的实施例中，该相连得半轴为右半轴48，而连接形式则是通过一个伞齿轮行星齿轮组208。外壳206包括一个杯形元件210和一个盖罩元件212，它们都具有一个法兰盘结构，两个法兰件通过沿圆周方向间隔设置的多个螺栓214固定在一起，这些螺栓同时也固定了一个伞齿轮环216，该伞齿轮环由前驱动轴44的伞齿驱动部218进行驱动。
液力偶合器204包括沿转动轴线A设置在外壳206中的一个液力泵220，该泵包括一个由具有外齿牙223的泵轮222组成的泵送元件。液力泵还包括一个内齿环224，其可以相对于齿牙泵轮222偏心转动，其内齿牙226的数目比泵轮的齿牙223多一，在外壳206和齿牙泵轮222发生相对转动时，内齿牙和泵轮齿牙223的啮合关系可产生一种泵送作用。
外壳206上具有一个进油口228，经此入口液压流体被液压泵220吸入到外壳206中。如图4所示，此处实际上有两个这样的进油口228，从而使得半轴46和外壳206在两个相对转动方向上都有泵吸作用。在这样的连接关系中，每个进油口228都包括一个相连的逆止阀230，用于打开或关闭在转动方向上尺寸有所变化的进油孔(图中未示出)。
一个离合器232安装在外壳206杯状元件210中，其位于盖罩元件212和外壳206结合部位的附近。在盖罩元件212的壳腔内，安装了一个泵体包封插入件234，其容纳了液压泵220，并和离合器232对靠。该插件234具有一个环状的活塞腔236，在其中安装了一个离合器动作活塞238，由该活塞来压合离合器232，从而将外壳206和左半轴46联接起来。插件238的板壁上还围成了一对传输口240，液压流体可经该端口从液压泵220流到活塞腔236中的离合器动作活塞238处。流体具体流经那一个端口240取决于泵轮223和齿轮环224的相对转动方向，而当泵轮223和齿轮环224的相对转动方向逆反时，流体从另一个传输口240流出。每个传输口240都和一个逆止阀242相连。这些逆止阀保证了由传输口泵送到离合器动作活塞238处的液压流体不会通过另一个传输口回流到液压泵220中。
在离合器动作活塞238部位布置了一个流出口244。当泵送的流体达到一个设定的压力值时，一个控制阀246工作将流出口244关闭，其中该流体压力与泵轮223和齿轮圈224间的相对转速差成正比，因而也与通过差速单元22连接到外壳206上的右半轴48和连接到泵轮223上的左半轴46之间的速差具有对应关系。在液压流体达到设定的压力值时，阀门246关闭，从而阻止了液压流体从液压泵220中泵出。这就使液压泵220成为一个锁止元件，而将泵轮223和内齿轮圈224联接在一起，因而也将左右半轴48、46相互锁接在一起。
离合器232包括间隔设置的两组离合片248和250。其中的一组248其外周缘通过花键连接件252连接到外壳206上，而另一组离合片250则具有一个中心孔，该孔通过一个花键连接件254和半轴46相连，该半轴46在插件234背对离合器232的另一侧方向上还具有一个和泵轮222相连的另一个花键256。抽送来的液压流体作用在离合器活塞238上，并压紧离合器片248和250，从而将壳体和半轴46联接起来。
行星齿轮组208位于壳体壁256背对着离合器232的那一端，其包括一对分别通过花键262和264连接到轮轴46、48上的半轴齿轮258、260。齿轮组208的每个行星齿轮266都和半轴齿轮258、260啮合，并可转动地支撑在一个十字销268上，该十字销在外壳206相对的两面间延伸，并横跨转动轴线A。行星齿轮组208在轮轴46、48间产生了差速作用，直到液压泵220作用在离合器232上将轮轴48和46联接起来。
类似地，后桥轴间差速单元24是后桥总成的一部分，具有用后驱动轴50驱动的左右两个半轴47、49。后驱动轴50通过一个CV接头52连接到后输出轴32上。如上文所述的那样，后轴间差速单元24的结构和工作过程都基本等同于前轴间差速单元22。
翻到图6，该图线表示了在整个转速RPM差值范围内，前后桥总成之间的扭矩传递情况。在所示的实施例中，前后桥轴间差速单元22和24都允许大致为0到25RPM的差动转速，在此范围内不会启动半轴联接而额外地在所连接的两个轮轴间传递扭矩。这样的差速器可使得车辆11在例如车辆停放时等低速工况具有良好的机动性能。在轮轴间的速差达到第一设定速度时，前桥轴间差速单元22开始在二者间传递扭矩。在所示的实施例中第一设定差速大约为25转每分(RPM)，在此点处，所传递的扭矩以一个第一斜率增加。在所示的应用情况中，在一定的转速差增加区间内，传递的扭矩以固定的斜率增加。但是，可以理解的是增加率也可以采用其他的函数形式，包括光滑连续曲线形式，但并不仅限于此。从下文还可以了解到，第一和第二差速器可以是不同的。在轮轴47、49之间的转速差达到第二设定速差时，后桥轴间差速单元24开始以第二斜率增加所传递的扭矩。在所示的实施例中，第二设定速差也大约为25RPM。在后半轴47、49之间传递的扭矩在具体的各个转速增加区间内以固定的斜率增加。同样，可以理解增加率也可以采用其他的函数形式，包括光滑连续曲线，并这并不是限定性的。在所示的应用情况中，在后半轴47、49之间所传递扭矩的增加率比前桥半轴46、48的扭矩传递增加率更陡。
如图7所具体表示的那样，本发明例示的实施例中的分动箱20可被调整成这样的特性在前后输出轴36、32之间发生速差时马上就开始传递扭矩。该扭矩随着前后输出轴36、32之间的速差从零转增加到大约100RPM的过程中逐渐地增加。在前后输出轴36、32的速差达到100RPM左右时，扭矩以第三斜率急剧地增加。在例示的实施例中，前后输出轴36、32的速差在达到第三设定速差时(例如为大约100RPM时)，二者几乎直接联接在一起。在图7中垂直延伸的线就表示了前后输出轴36和32被直接联接在了一起。同样，可以理解第三扭矩传递增加率也可以是任何形式的函数图线。
可通过对许多参数的改变来对分动箱20和轴间差速单元22和24进行调整，以使本发明的系统10具有理想的性能。这些参数包括、但并不仅限于这些离合片的尺寸和数目、活塞的面积、内齿轮油泵的宽度、内齿轮泵的排量以及泻流道的尺寸等。本领域普通技术人员可以理解如何通过对这些参数的改动来实现理想的扭矩传递曲线。
通过对前后桥差速单元22、24和分动箱20中的液力偶合器进行协同和单独的调整，就可以实现扭矩在各个车轮12、14间自动地分动传递。所描述的示例性的调整要达到在低速差时，各车轮间的扭矩是互不影响的，以获得良好的机动性能；而在高速差时，扭矩被传递到具有较高牵引作用的一个或多个车轮上。在前轮12间所传递扭矩的增加率要小于后轮间的扭矩传递增加率。
本发明的方法可具体参见图8，其包括的第一大步310中，设置一个具有一个前桥轴间差速单元22的前轴总成，前桥轴间差速单元22通过一对前半轴46、48和一对前轮12相连；在第二大步320中，本发明的方法设置了一个具有一个后桥轴间差速单元24的后轴总成，后桥轴间差速单元24通过一对后半轴47、49和一对后轮14相连；在第三大步330中，本发明的方法设置了一个分动箱20，其分别通过一个前驱动轴45和一个后驱动轴50和前后轴总成相连；在第四大步340中，本发明的方法响应于第一设定速差，在前半轴46和48之间自动地传递扭矩；在第五大步350中，本发明的方法响应于第二设定速差，自动地在后半轴47和49之间传递扭矩；在本发明的第六大步中，本发明的方法响应于第三设定速差，自动地在前后驱动轴45和50之间传递分配扭矩。
在工作中，本发明的系统10具有将发动机11产生的几乎所有驱动扭矩传递到一个或几个未发生打滑的车轮上。和各个牵引轮的速度成比例，驱动扭矩可传递到任意组合的几个车轮上。系统10相对于普通的系统具有显著优良的性能，这些普通的系统包括但并不仅限于执行电子控制并依赖于ABS技术来限制差速转动的系统。例如，在诸如车辆11正在爬一个陡坡、而四个车轮中有三个同时处于无附着路面的极端驱动情况下，系统10具有将发动机16产生的几乎所有扭矩传递到仅剩的一个未打滑牵引轮上的功能。
上文对本发明作了具体的描述，并参照实施例以附图的形式对本发明进行了说明，但对本领域技术人员可以理解的是在不超出本申请的权利要求书限定的范围的条件下，可进行多种形式的改动，或用等效措施来替代本文中的元件。此外，在不超出本发明的基本范围的前体下，可进行多种改进来使本发明的技术可适于应用在某一具体的场合和采用其他的材料。因而，需要指出的是本发明并不限定于在说明书中通过附图描述的、目前被认为是实现本发明最好的特定实施方式，而是在权利要求书的范围内包括很多种实施方式。
权利要求
1．一种用于在机动车中将动力装置产生的驱动扭矩传递到第一对车轮和第二对车轮的方法，该方法包括如下的步骤设置一个具有一个第一差速单元的第一半轴总成，其中的差速单元通过一对第一半轴和第一对车轮相连；设置了一个具有一个第二差速单元的第二半轴总成，其中的差速单元通过一对第二半轴和第二对车轮相连；设置一个分动箱，其分别通过一个第一驱动(prop)轴和一个第二驱动轴和所说的第一、第二半轴总成相连；以及响应于第一、第二驱动轴之间的第一设定速差和在第一对半轴之间的第二设定速差，自动将动力装置产生的几乎所有驱动扭矩传递到第一对车轮的选定车轮上。
2．根据权利要求1所述的用于对机动车动力装置发出的驱动扭矩进行传递的方法，其特征在于其中的第一对车轮是前轮。
3．根据权利要求1所述的用于对机动车动力装置发出的驱动扭矩进行传递的方法，其特征在于其中的第一对车轮是后轮。
4．根据权利要求1所述的用于对机动车动力装置发出的驱动扭矩进行传递的方法，其特征在于其中的第一对车轮是前轮，该对车轮包括一个左前轮和一个右前轮；其中的第二对车轮是后轮，其包括一个左后轮和一个右后轮；其中自动将动力装置产生的几乎所有驱动扭矩传递到选定车轮上的步骤又包括如下的步骤响应于在第一、第二驱动轴之间的第一设定速差和在第一对半轴之间的第二设定速差，自动将动力装置产生的几乎所有驱动扭矩传递到左前轮；响应于在第一、第二驱动轴之间的第一设定速差和在第一对半轴之间的第二设定速差，自动将动力装置产生的几乎所有驱动扭矩传递到右前轮；响应于在第一、第二驱动轴之间的第一设定速差和在第二对半轴之间的第三设定速差，自动将动力装置产生的几乎所有驱动扭矩传递到左后轮；以及响应于在第一、第二驱动轴之间的第一设定速差和在第二对半轴之间的第二设定速差，自动将动力装置产生的几乎所有驱动扭矩传递到右前轮；
5．根据权利要求4所述的用于对机动车动力装置发出的驱动扭矩进行传递的方法，其特征在于其中自动将动力装置产生的几乎所有驱动扭矩传递到右前轮的步骤又包括以第一斜率(rate)传递扭矩的步骤；以及在自动将动力装置产生的几乎所有驱动扭矩传递到右后轮的步骤包括以第二斜率传递扭矩的步骤；且所述的第二斜率要大于(moveaggressive than)所说的第一斜率。
6．根据权利要求1所述的用于对机动车动力装置发出的驱动扭矩进行传递的方法，其特征在于还包括自动将动力装置产生的几乎所有驱动扭矩传递到第一和第二对车轮中选定的两个车轮的步骤。
7．一种在有一对前轮和一对后轮的机动车中传递扭矩的方法，该方法包括如下的步骤设置一个具有一个前桥差速单元的前轴总成，其中的差速单元通过一对前半轴和一对前轮相连；设置了一个具有一个后桥差速单元的后轴总成，其中的差速单元通过一对后半轴和后轮相连；设置一个分动箱，其分别通过一个前驱动轴和一个后驱动轴和所说的前/后轴总成相连；响应于在所说的两个前半轴之间的第一设定速差而自动地在二者之间分配传递扭矩；响应于在所说的两个后半轴之间的第二设定速差而自动地在二者之间分配传递扭矩；响应于在所说的前/后驱动轴之间的第三设定速差而自动地在二者之间分配传递扭矩。
8．根据权利要求7所述的机动车扭矩传递方法，其特征在于其中响应于所说的两个前半轴之间的第一设定速差而自动地在二者之间分配传递扭矩的步骤又包括以第一斜率(比率)传递扭矩的步骤；以及响应于所说的两个后半轴之间的第二设定速差而在二者之间分配传递扭矩的步骤包括以第二斜率传递扭矩的步骤；且所说的第二斜率要大于所说的第一斜率。
9．根据权利要求7所述的机动车扭矩传递方法，其特征在于还包括自动将几乎所有驱动扭矩传递到第一和第二对车轮中的一个选定车轮的步骤。
10．一种在具有一对前轮和一对后轮的机动车上传递驱动扭矩的系统，用于将驱动扭矩传递到前/后两对车轮，该系统包括一个具有一个前桥差速单元的前轴总成，其中的差速单元通过一对前半轴和一对前轮相连，所说的前差速器可自动地在一对前半轴间传递扭矩；一个具有一个后桥差速单元的后轴总成，其中的差速单元通过一对后半轴和后轮相连，所说的后差速器可自动地在一对后半轴间传递扭矩；以及，一个分动箱，其分别通过一个前驱动轴和一个后驱动轴和所说的前/后轴总成相连，所说的分动箱包括一个用来自动地在前/后驱动轴间传递扭矩的扭矩传递机构。
11．根据权利要求10所述的用于传递驱动扭矩的系统，其特征在于所述的前差速单元和所述的后差速单元分别包括第一和第二液力偶合器。
12．根据权利要求10所述的用于传递驱动扭矩的系统，其特征在于所说的前差速单元可响应于在两前半轴之间的转速差而在二者之间传递驱动扭矩。
13．根据权利要求10所述的用于传递驱动扭矩的系统，其特征在于所说的后差速单元可响应于在两后半轴之间的转速差而在二者之间传递驱动扭矩。
14．根据权利要求10所述的用于传递驱动扭矩的系统，其特征在于所说的传动机构可根据前/后驱动轴之间的转速差而自动地增大二者之间传递的驱动扭矩。
15．根据权利要求10所述的用于传递驱动扭矩的系统，其特征在于所说的前差速单元可响应于两个前半轴之间的第一速差而在二者之间分配传递扭矩；而所说的后差速单元可响应于两个后半轴之间的第二速差而在二者之间分配传递扭矩；且所说的第二斜率要大于所说的第一斜率。
16．根据权利要求15所述的用于传递驱动扭矩的系统，其特征在于所说的传动机构可响应于前/后驱动轴之间的第三速差以一个第三斜率在二者之间自动分配传递扭矩，所说的第三斜率大于所说的第二斜率。
17．根据权利要求10所述的用于传递驱动扭矩的系统，其特征在于所说的前差速单元在两个前轮之间以一个第一斜率分配传递扭矩；所说的后差速单元在两个后轮之间以一个第二斜率分配传递扭矩；其中的第二斜率大于所说的第一斜率。
18．根据权利要求10所述的用于传递驱动扭矩的系统，其特征在于所说的分动箱包括一个第三液力偶合器，该偶合器的工作可将所说的前/后驱动轴(支轴)联接在一起。
19．一种在具有一对前轮和一对后轮的机动车上传递驱动扭矩的系统，用于将驱动扭矩传递到前/后两对车轮，该系统包括一个具有一个前桥差速单元的前轴总成，其中的差速单元通过一对前半轴和一对前轮相连；一个具有一个后桥差速单元的后轴总成，其中的差速单元通过一对后半轴和后轮相连；一个分动箱，其分别通过一个前驱动轴和一个后驱动轴和所说的前/后轴总成相连；所说的前差速单元可响应于在两前半轴之间的第一预定转速差而在二者之间自动传递驱动扭矩；所说的后差速单元可响应于在两后半轴之间的第二预定转速差而在二者之间自动传递驱动扭矩；所说的分动箱包括一个可根据前/后驱动轴之间的第三预定转速差而自动地在二者之间传递的驱动扭矩的扭矩传递机构。
20．根据权利要求19所述的用于传递驱动扭矩的系统，其特征在于所述的前差速单元和所述的后差速单元分别包括第一和第二液力偶合器。
21．根据权利要求20所述的用于传递驱动扭矩的系统，其特征在于在所说分动箱的扭矩传递机构包括一个第三液力偶合器。
22．根据权利要求19所述的用于传递驱动扭矩的系统，其特征在于所说的前差速单元在两个前轮之间以一个第一斜率(速率)分配传递扭矩；所说的后差速单元在两个后轮之间以一个第二斜率分配传递扭矩；其中的第二斜率大于(更主动)所说的第一斜率。
23．一种安装在车辆上的四轮驱动动力系，其包括一个安装在所说车辆上的发动机；一个和所说的发动机相联接的多速比变速器；一个联接到所说的变速器上的自适应式分动箱，所说的分动箱具有一个渐进式(progressive)、对速度进行响应的扭矩传递差速器；一个和所说的分动箱转动联接的后驱动轴；一个悬挂在所说的车辆上的后桥，该后桥与所说的后驱动轴相联接，所说的后桥具有一个渐进式、可检测速度的扭矩传递差速器；一个和所说的分动箱转动联接的前驱动轴；以及，一个悬挂在所说的车辆上的前桥，该前桥与所说的前驱动轴相联接，所说的前桥具有一个渐进式、可检测速度的扭矩传递差速器。
全文摘要
一种用于在机动车辆中控制扭矩传递的系统,其包括一个分动箱(20)、一个前桥轴间差速单元(22)和一个后桥轴间差速单元(24)。分动箱可自动地在前后两对车轮间传递扭矩。前桥轴间差速单元可自动地在两个前轮间传递扭矩。后桥轴间差速单元可自动地在两个后轮间传递扭矩。在极端的工作条件下,系统可将几乎所有扭矩传递到一个具有牵引作用的车轮上。
文档编号B60K23/08GK1285791SQ98813038
公开日2001年2月28日 申请日期1998年12月9日 优先权日1997年12月10日
发明者帕特丽夏·M·鲍伯, 马克·E·多伯, 亚历克斯·J·彼得鲁沙 申请人:戴姆勒-克莱斯勒公司