位置力控制致动器制造技术

用于具有三个或更多个离合器模式的可选择离合器的致动器装置可包括具有稳定中间位置的可变刚性弹簧。当从端位置转移到中间位置，正向止动件提供非常精确控制，而不超程。对致动器装置的精确位置控制有利于对可选择离合器的当前模式的一致稳定的控制。

Position force control actuator

An actuator device for an optional clutch having three or more clutch modes may include a variable rigid spring having a stable intermediate position. When shifted from the end position to the middle position, the forward stopper provides very precise control without exceeding the range. The precise position control of the actuator device facilitates consistent and stable control of the current mode of the optional clutch.

【技术实现步骤摘要】
位置力控制致动器
本专利技术总体上涉及离合器，更具体地涉及具有多种与旋转元件接合以选择性地锁定元件使其不再旋转或允许元件在一个或两个方向上自由旋转的模式的离合器。
技术介绍
机动车辆通常包括内燃机，该内燃机含有旋转曲轴，该旋转曲轴被配置成通过驱动轴传递发动机的动力以转动车轮。变速器置于发动机和驱动轴部件之间，以选择性地控制曲轴和驱动轴之间的扭矩和速度比。在手动操作的变速器中，对应的手动操作离合器置于发动机和变速器之间，用于选择性地将曲轴与驱动轴接合或脱离，以便于在可用变速器齿轮比之间的手动换档。另一方面，如果离合器是自动的，则离合器通常包括内部多个自动致动离合器单元，该单元适于在不同可用齿轮比之间动态地换档，而无需驾驶员介入。多个这种离合器单元(也称为离合器模块)结合在这种变速器内，以便于齿轮比的自动改变。在汽车的自动变速器中，可获得三到十个前进齿轮比之间的任一个，但不包括倒档。各个齿轮在结构上可由内部齿轮、中间齿轮(诸如由齿轮架支撑的行星齿轮或小齿轮)以及外部环形齿轮构成。特定的变速器离合器可与变速器中特定可选齿轮组相关联，以便于期望的齿轮比变化。由于自动变速器包括多个齿轮组以适应多个齿轮比，用于在各种可用操作模式之间自动切换离合器模块的致动器的可靠性一直是设计时要考虑的因素。还期望的是，当离合器模块与齿轮接合和脱离时，提供操作模式之间的平稳过渡。这些考虑因素在其它操作环境中也是重要的，在这些环境中，可选择离合器模块可实施成选择性地允许和限制旋转部件(诸如，齿轮、轴、扭矩变换器部件等)的旋转。因此，为了寻找确保致动器可靠性与无缝性能同时成本低廉的方法已作出了许多努力。
技术实现思路
在本专利技术的一个方面中，公开了一种用于可选择离合器的致动器装置，其具有多个用于控制由该可选择离合器连接的两个部件之间的相对旋转的模式位置。致动器装置可包括活塞壳体，其具有外表面、纵向延伸通过其中的活塞壳体纵向孔、从外表面向内延伸并邻近第一孔端与活塞壳体纵向孔相交的第一流体通道，以及从外表面向内延伸且邻近第二孔端与活塞壳体纵向孔相交的第二流体通道。致动器装置可进一步包括主活塞，其设置在活塞壳体纵向孔内用于在其中纵向运动。主活塞可具有主活塞主部分和主活塞副部分，该主活塞主部分具有主活塞主部分外直径并且设置在第一流体通道和第二流体通道之间，该主活塞副部分具有小于主活塞主部分外直径的主活塞副部分外直径并且从主活塞主部分朝着第二流体通道纵向延伸。致动器装置还可包括副活塞，其具有副活塞纵向孔，从而使得副活塞设置在主活塞副部分上并在其上可滑动。副活塞可包括副活塞主部分和副活塞副部分，该副活塞主部分具有小于主活塞主部分外直径的副活塞主部分外直径，该副活塞副部分具有小于副活塞主部分外直径的副活塞副部分外直径并且设置在主活塞主部分和副活塞主部分之间。致动器装置可进一步包括止动卡环，其具有环形形状和止动卡环内直径，该内直径小于副活塞主部分外直径且大于副活塞副部分外直径，其中，止动卡环固定在活塞壳体纵向孔内位于主活塞主部分和副活塞主部分之间，且副活塞副部分延伸通过其中。作用在主活塞上朝向第二孔端的第一压力可等于第一流体通道处提供的第一压力乘以第一面积，该第一面积等于主活塞主部分的主活塞横截面面积。当副活塞主部分未由止动卡环接合时作用在主活塞上朝向第一孔端的第二压力可等于第二流体通道处提供的第二压力乘以第二面积，该第二面积等于主活塞副部分横截面面积和副活塞主部分横截面面积总的横截面面积。当副活塞主部分由止动卡环接合时作用在主活塞上朝向第一孔端的第三压力可等于第二流体通道处提供的第二压力乘以第三面积，该第三面积等于主活塞副部分横截面面积。在本专利技术的另一方面中，公开了一种可选择离合器。可选择离合器可包括外座圈、可相对于外座圈旋转的内座圈、具有多个用于控制由可选择离合器连接的两个部件之间的相对旋转的锁定模式的选择性锁定机构、可在多个模式位置之间旋转且每个均导致选择性锁定机构接合多个锁定模式中之一的致动器凸轮，以及诸如上一段中所述的致动器装置，其操作性地连接至致动器凸轮以当主活塞在活塞壳体纵向孔内纵向移动时使得选择性锁定机构在多个模式位置之间移动。在本专利技术的另一个方面中，公开了一种用于可选择离合器的致动器装置，其具有多个用于控制由该可选择离合器连接的两个部件之间的相对旋转的模式位置。致动器装置可包括活塞壳体，其具有外表面、纵向延伸通过其中的活塞壳体纵向孔、从外表面向内延伸并邻近第一孔端与活塞壳体纵向孔相交的第一流体通道，以及从外表面向内延伸且邻近第二孔端与活塞壳体纵向孔相交的第二流体通道；以及设置在活塞壳体纵向孔内用于在其中纵向运动的主活塞。主活塞可包括主活塞主部分和主活塞副部分，该主活塞主部分具有主活塞主部分外直径并且设置在第一流体通道和第二流体通道之间，该主活塞副部分具有小于主活塞主部分外直径的主活塞副部分外直径并且从主活塞主部分朝着第二流体通道纵向延伸。致动器装置可进一步包括副活塞和止动卡环，该副活塞具有副活塞外直径和副活塞纵向孔，从而使得副活塞在活塞壳体纵向孔内设置在主活塞副部分上且可在其上滑动，该止动卡环固定在活塞壳体纵向孔内位于主活塞主部分和第二孔端之间，并且具有环形形状和止动卡环内直径，其允许副活塞的至少一部分穿过止动卡环。作用在主活塞上朝向第二孔端的第一压力等于第一流体通道处提供的第一压力乘以第一面积，该第一面积等于主活塞主部分的主活塞横截面面积，当副活塞未由止动卡环接合时作用在主活塞上朝向第一孔端的第二压力等于第二流体通道处提供的第二压力乘以第二面积，该第二面积等于主活塞副部分横截面面积与副活塞主部分横截面面积总的横截面面积，且当副活塞由止动卡环接合时作用在主活塞上的第二压力等于第二流体通道处提供的第二压力乘以第三面积，该第三面积等于主活塞副部分横截面面积。其它方面由本专利的权利要求限定。附图说明图1是可在车辆中实施的呈多模式离合器模块形式的可选择离合器的一个可能实施例的一部分的透视图及截面图；图2是图1的多模式离合器模块的一个可能实施例的一部分的放大侧视图，其中邻近的内座圈板被移除以显示内部部件，且致动器凸轮处于单向锁定单向未锁定位置；图3是图1的多模式离合器模块的一个可能实施例的放大图，其中致动器凸轮处于双向未锁定位置；图4是图1的多模式离合器模块的放大图，其中致动器凸轮处于双向锁定位置；图5是根据本专利技术的致动器装置的实施例通过图2的线5-5截取的截面图，该致动器在适当位置以将致动器凸轮置于单向锁定单向未锁定位置；图6是致动器装置的实施例通过图3的线6-6截取的截面图，该致动器在适当位置以将致动器凸轮置于双向未锁定位置；图7是致动器装置的实施例通过图4的线7-7截取的截面图，该致动器在适当位置以将致动器凸轮置于单向锁定单向未锁定位置；及图8是受控制的第一压力与图5-7的致动器装置的主活塞位移的关系曲线图。具体实施方式根据本专利技术，可选择离合器(诸如多模式离合器模块)可在车辆的各个位置(未示出)处实施，以提供用于连接和断开可旋转部件以分别阻止或允许两个部件之间的相对旋转的多个模式。参照图1，车辆的多模式离合器10可为由Papania于2014年8月7日公开的名为“多模式离合器模块”的国际公开号WO2014/120595A1中所示出并本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于可选择离合器的致动器装置，其具有多个用于控制由所述可选择离合器连接的两个部件之间的相对旋转的模式位置，所述致动器装置包括：活塞壳体，其具有外表面、纵向延伸通过其中的活塞壳体纵向孔、从所述外表面向内延伸并邻近第一孔端与所述活塞壳体纵向孔相交的第一流体通道，以及从所述外表面向内延伸且邻近第二孔端与所述活塞壳体纵向孔相交的第二流体通道；主活塞，其设置在所述活塞壳体纵向孔内用于在其中纵向运动，所述主活塞包括：主活塞主部分，其具有主活塞主部分外直径且设置在所述第一流体通道和所述第二流体通道之间，以及主活塞副部分，其具有小于所述主活塞主部分外直径的主活塞副部分外直径且从所述主活塞主部分朝着所述第二流体通道纵向延伸；副活塞，其具有副活塞纵向孔，从而使得所述副活塞设置在所述主活塞副部分上且可在其上滑动，所述副活塞包括：副活塞主部分，其具有小于所述主活塞主部分外直径的副活塞主部分外直径，以及副活塞副部分，其具有小于所述副活塞主部分外直径的副活塞副部分外直径且设置在所述主活塞主部分和所述副活塞主部分之间；以及止动卡环，其具有环形形状和止动卡环内直径，所述内直径小于所述副活塞主部分外直径且大于所述副活塞副部分外直径，其中，所述止动卡环固定在所述活塞壳体纵向孔内位于所述主活塞主部分和所述副活塞主部分之间，且所述副活塞副部分延伸通过其中，其中，作用在所述主活塞上朝向所述第二孔端的第一压力等于所述第一流体通道处提供的第一压力乘以第一面积，所述第一面积等于所述主活塞主部分的主活塞横截面面积，其中，当所述副活塞主部分未由所述止动卡环接合时作用在所述主活塞上朝向所述第一孔端的第二压力等于所述第二流体通道处提供的第二压力乘以第二面积，所述第二面积等于主活塞副部分横截面面积与副活塞主部分横截面面积总的横截面面积；且其中，当所述副活塞主部分由所述止动卡环接合时作用在所述主活塞上朝向所述第一孔端的第三压力等于所述第二流体通道处提供的第二压力乘以第三面积，所述第三面积等于所述主活塞副部分横截面面积。...

【技术特征摘要】
2016.03.01 US 62/3021101.一种用于可选择离合器的致动器装置，其具有多个用于控制由所述可选择离合器连接的两个部件之间的相对旋转的模式位置，所述致动器装置包括：活塞壳体，其具有外表面、纵向延伸通过其中的活塞壳体纵向孔、从所述外表面向内延伸并邻近第一孔端与所述活塞壳体纵向孔相交的第一流体通道，以及从所述外表面向内延伸且邻近第二孔端与所述活塞壳体纵向孔相交的第二流体通道；主活塞，其设置在所述活塞壳体纵向孔内用于在其中纵向运动，所述主活塞包括：主活塞主部分，其具有主活塞主部分外直径且设置在所述第一流体通道和所述第二流体通道之间，以及主活塞副部分，其具有小于所述主活塞主部分外直径的主活塞副部分外直径且从所述主活塞主部分朝着所述第二流体通道纵向延伸；副活塞，其具有副活塞纵向孔，从而使得所述副活塞设置在所述主活塞副部分上且可在其上滑动，所述副活塞包括：副活塞主部分，其具有小于所述主活塞主部分外直径的副活塞主部分外直径，以及副活塞副部分，其具有小于所述副活塞主部分外直径的副活塞副部分外直径且设置在所述主活塞主部分和所述副活塞主部分之间；以及止动卡环，其具有环形形状和止动卡环内直径，所述内直径小于所述副活塞主部分外直径且大于所述副活塞副部分外直径，其中，所述止动卡环固定在所述活塞壳体纵向孔内位于所述主活塞主部分和所述副活塞主部分之间，且所述副活塞副部分延伸通过其中，其中，作用在所述主活塞上朝向所述第二孔端的第一压力等于所述第一流体通道处提供的第一压力乘以第一面积，所述第一面积等于所述主活塞主部分的主活塞横截面面积，其中，当所述副活塞主部分未由所述止动卡环接合时作用在所述主活塞上朝向所述第一孔端的第二压力等于所述第二流体通道处提供的第二压力乘以第二面积，所述第二面积等于主活塞副部分横截面面积与副活塞主部分横截面面积总的横截面面积；且其中，当所述副活塞主部分由所述止动卡环接合时作用在所述主活塞上朝向所述第一孔端的第三压力等于所述第二流体通道处提供的第二压力乘以第三面积，所述第三面积等于所述主活塞副部分横截面面积。2.根据权利要求1所述的致动器装置，其包括操作性地连接至所述主活塞的活塞弹簧，其中，作用在所述主活塞上朝向所述第一孔端和所述第二孔端中之一的弹簧力等于所述活塞弹簧的弹簧常数乘以所述活塞弹簧的压缩量。3.根据权利要求2所述的致动器装置，其中，所述弹簧力朝着所述第一孔端偏置所述主活塞。4.根据权利要求3所述的致动器装置，其中，当所述第一压力大于所述第二压力加上所述弹簧力的和时，所述第一压力作用在所述主活塞上并且所述副活塞主部分不接合所述止动卡环。5.根据权利要求3所述的致动器装置，其中，当所述第一压力小于所述第二压力加上所述弹簧力的和时，所述第三压力作用在所述主活塞上并且所述副活塞主部分接合所述止动卡环，且其中，当所述第一压力小于所述第二压力加上所述弹簧力的和且大于所述第三压力加上弹簧力的和时，所述主活塞与所述副活塞接合。6.根据权利要求3所述的致动器装置，其中，当所述第一压力小于所述第三压力加上所述弹簧力的和时，所述第三压力作用在所述主活塞上，所述副活塞主部分接合所述止动卡环且所述主活塞从所述副活塞脱离并朝着所述第一孔端移动。7.根据权利要求3所述的致动器装置，其中，所述活塞弹簧设置在所述活塞壳体纵向孔内位于所述主活塞和所述第二孔端处的孔端壁之间。8.根据权利要求2所述的致动器装置，其中，所述活塞弹簧设置在所述活塞壳体外部且操作性地连接至所述主活塞。9.根据权利要求1所述的致动器装置，其中，所述活塞壳体纵向孔具有主孔部分和副孔部分，所述主孔部分具有主孔部分内直径，所述副孔部分具有小于所述主孔部分内直径的副孔部分内直径，且其中，所述主活塞主部分设置在所述主孔部分内且所述主活塞副部分和所述副活塞设置在所述副孔部分内。10.根据权利要求9所述的致动器装置，其中，所述主孔部分和所述副孔部分之间的过渡限定孔肩部，其接合所述主活塞主部分以限制所述主活塞朝向所述第二孔端的移动。11.根据权利要求1所述的致动器装置，其中，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·佩戈洛斯基，C·布莱尔，C·坎普顿，
申请(专利权)人：博格华纳公司，
类型：发明
国别省市：美国,US