[發明專利]差速組件

在審

• 申請號: 201310374317.7
• 申請日: 2013-07-16
• 公開（公告）號: CN103542062A
• 公開（公告）日: 2014-01-29
• 發明（設計）人: T·A·杰尼斯;G·L·希特沃勒;R·庫庫卡;G·F·拉杜爾舒;D·S·弗雷澤;R·J·凱爾;A·P·哈曼;R·M·阿恩斯帕格;P·J·麥克米倫;J·G·卡倫
• 申請（專利權）人: 伊頓公司
• 主分類號: F16H48/08
• 分類號: F16H48/08
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 萬柳軍;吳鵬

本申請要求于2012年7月16日提交的序列號為61／672,127的美國專利申請的優先權，該美國專利申請的公開內容以其整體引用于此作為參考。

技術領域

本發明提供一種差速(器)組件，其能增加可實現傳動比的數量，以及增大車輛的原動機／發動機的輸出軸和車橋半軸之間的總傳動比范圍。

背景技術

機動車輛的傳動系構造成從車輛的原動機向車輪傳遞動力。傳動系通常包括變速器，變速器包括為車輛提供設定數量的可實現速度(也稱傳動比)的傳動組件。例如，六速自動變速器具有一檔、二檔、三檔、四檔、五檔、六檔和倒檔。驅動軸(原動機的輸出軸)和變速器的輸出軸的轉速之間的比率對于各個檔／速度是不同的。

例如，一檔的傳動比可能為三比一(3：1)，而六檔的傳動比可能為零點五比一(0.5：1)。對于上述例子中的變速器來說，當車輛處于一檔時發動機的輸出軸(即變速器的輸入軸)相對于變速器的輸出軸的每次轉動而言轉動三次。該傳動比(“低”速檔)在車輛從停止起動時使用且用于較低的速度。另一方面，當上述例子中的變速器處于六檔時，對于變速器的輸出軸的每次轉動而言，發動機的輸出軸轉動半圈。該傳動比(“高”速檔)在車輛高速行駛時使用。傳動系還可包括差速器，其將轉矩從變速器傳遞到與車輪聯接的車橋。

發動機的轉數和車橋半軸的轉數(車輪轉數)之間的比率被稱為總傳動比。該比率是上述的變速器傳動比以及由差速器中的齒輪傳動裝置(例如，最終傳動小齒輪和最終傳動環形齒輪上的齒數)限定的最終傳動比的乘積。例如，如果最終傳動比為三比一(3：1)，則根據上述例子的對于一檔的總傳動比將為九比一(9：1)，其是三(第一傳動比)與三(最終傳動比)的乘積。該比率將為發動傳動比，因為其用于將車輛從停止狀態發動起來。

為了使發動機在節氣門全開時的性能(例如，馬力、轉矩、燃料效率)最優化，希望使發動機在其特定的目標速度范圍(例如，這樣的發動機速度(每分鐘轉數(RPM))，其大體與峰值轉矩到峰值馬力附近和之間(通常已知為“功率帶”)的RPM相關聯)內運轉。自動變速器構造成使變速器自動地變速／換檔以在節氣門全開運轉期間將發動機速度保持在該功率帶目標范圍內。然而，當處于常常在車輛巡航或以小于最大速率加速時出現的“節氣門部分開啟”或“小節氣門”條件下或處于需要小于全開節氣門的其它條件下時，期望的目標發動機速度可能低于全開節氣門的發動機速度以盡量提高燃料效率和駕駛員舒適性。變速的正時和順序基于包括車速和期望性能(例如，最大加速度、最高燃料效率等)在內的多個因素，并且通常由一個或多個系統輸入(例如，節氣門位置、發動機速度和車速、油溫等)來控制。例如，為了在以比較恒定的速度巡航時盡量提高燃料效率，通常希望將發動機速度維持在較低但仍高到足以具有充分動力以維持期望行駛速度的速度。

在所有其它因素等同的情況下，具有更多的可實現傳動比和更寬的總傳動比范圍的變速器使得車輛能夠更高效地行駛，因為更有可能維持最佳目標發動機速度。例如，特定發動機在與九速變速器配合時通常會比與四速變速器配合的相同發動機具有更高的燃料效率。具有更多的可實現速度的車輛還能更平順地行駛，因為在輪速變化時能將發動機速度保持得更趨于恒定，從而導致比較一致的感覺。實際的設計約束(例如，對于可供附加的傳動裝置使用的空間的限制、不希望增加各組件的重量、不希望增加變速控制的復雜性、由于傳動系中的額外摩擦引起的能量損失，等等)限制了商售變速器的速度的數量。本領域中需要在應對這些及其它設計約束的同時為車輛提供更多的傳動比。

發明內容

本發明提供了一種至少具有第一傳動比和第二傳動比的差速組件。本發明的差速組件能與自動變速器系統相整合，從而增加可實現傳動比的數量。還公開了一種提高發動機效率的變速切換方法。

附圖說明

圖1是現有技術的單速差速器構型的示意圖；

圖2是本發明的多速差速器的一個實施例的示意圖；

圖3是全輪驅動車輛的根據本發明的傳動系的剖視圖；

圖4是圖3中的傳動系的行星齒輪組和差速器的局部放大剖視圖；

圖5是圖3中的傳動系的另選構造的行星齒輪組和差速器的局部放大剖視圖；

圖6是比較標準車輛與裝備有本發明實施例的車輛的傳動比和變速順序的圖表；

圖7是示出標準六速車輛與裝備有本發明實施例的車輛的變速順序的圖表；以及

圖8是比較標準六速車輛、裝備有已知的九速變速器的車輛和裝備有本發明實施例的車輛的傳動比范圍的圖表。