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JP2010025197A - Electric hydraulic control system for hydraulic torque distribution adjustment differential - Google Patents

Electric hydraulic control system for hydraulic torque distribution adjustment differential Download PDF

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JP2010025197A
JP2010025197A JP2008185993A JP2008185993A JP2010025197A JP 2010025197 A JP2010025197 A JP 2010025197A JP 2008185993 A JP2008185993 A JP 2008185993A JP 2008185993 A JP2008185993 A JP 2008185993A JP 2010025197 A JP2010025197 A JP 2010025197A
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Japan
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hydraulic motor
valve
hydraulic pump
hydraulic
connection line
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JP2008185993A
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Japanese (ja)
Inventor
Robert Keller
ロバート・ケラー
Eric C Sandstrom
エリック・シー・サンドストローム
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BorgWarner Inc
Original Assignee
BorgWarner Inc
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electric hydraulic control system for hydraulic torque distribution adjustment differential. <P>SOLUTION: A torque distribution adjustment system controls torque supplied to a pair of axles 30 for wheels of an automobile through a power train. The torque distribution adjustment system includes a hydraulic pump 12 and a hydraulic motor 14. A connection line of the hydraulic pump 12 is communicated with the hydraulic pump 12, and a connection line of the hydraulic motor 14 is communicated with the hydraulic motor 14. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、オーバスピード能力を備えた車軸トルク配分調整を提供する、自動車のディファレンシャル装置用の油圧式制御システムに関する。   The present invention relates to a hydraulic control system for an automotive differential device that provides axle torque distribution adjustment with overspeed capability.

従来の後輪駆動自動車は、車輪駆動トルクを、ディファレンシャルを介して左右の車軸に連結されるプロペラシャフトによって供給する。前輪駆動車両においては、トランスアクスルによって駆動されるディファレンシャルを介して前輪駆動車軸に連結される。4輪駆動車両およびいわゆる全輪駆動車両も、前車軸および後車軸を駆動するためにディファレンシャルを用いる。ディファレンシャルは、左右の側の駆動車軸の間(およびいくつかの適用例においては前車軸と後車軸との間)に、車輪回転速度の差が生じることを可能にする。ディファレンシャルの最も初期の、そして最も基本的な設計はオープンディファレンシャルとして知られているが、この場合は、ディファレンシャルは、2つの車軸間に一定のトルクを供給するのであって、車軸の相対的な回転速度を制御するようには機能しない。オープンディファレンシャルのよく知られた欠点は、駆動車輪の1つが低摩擦係数(μ)の路面に接触し、もう一方の車輪が高いμを有する場合に生じる。このような場合は、低μの接触面において生じる牽引力が低いので、いずれの車軸にも大きなトルクが生じることが妨げられる。2つの車軸間のトルクは相対的に一定であるので、車両をその位置から動かす全牽引力がほとんど発生し得ない。同様の欠点が、特に低μ、またはいわゆるスプリットμ(split μ)の走行条件における運転時の動的条件において生じる。   Conventional rear-wheel drive vehicles supply wheel drive torque by means of a propeller shaft connected to the left and right axles via a differential. In a front wheel drive vehicle, it is connected to a front wheel drive axle via a differential driven by a transaxle. Four-wheel drive vehicles and so-called all-wheel drive vehicles also use differentials to drive the front and rear axles. The differential allows a difference in wheel rotation speed to occur between the left and right drive axles (and in some applications between the front and rear axles). The earliest and most basic design of a differential is known as an open differential, but in this case the differential provides a constant torque between the two axles and the relative rotation of the axles It doesn't work to control speed. A well-known drawback of open differentials occurs when one of the drive wheels contacts a low friction coefficient (μ) road surface and the other wheel has a high μ. In such a case, since the traction force generated on the low μ contact surface is low, it is prevented that a large torque is generated on any axle. Since the torque between the two axles is relatively constant, almost no total tractive force can be generated to move the vehicle from that position. Similar disadvantages occur in dynamic conditions during operation, especially in low μ or so-called split μ driving conditions.

オープンディファレンシャルの上記の限界はよく知られており、この欠点に対処するために、多くの設計解決策が試みられてきた。1つの解決策はロックディファレンシャルとして知られている。これらのシステムは、通常、機械的に、または油圧的に操作され、2つの車軸をほとんど一定速度で回転させるように一緒に連結するための他の方策を用いる。従って、この運転条件においては、2つの車軸は、相互にトルク制限されない。機械方式のロックディファレンシャルは、通常、車軸間に有意の速度差が検知されると2つの車軸を一緒にロックするクラッチパックまたは摩擦材料インターフェースを使用する。他のシステムは、一定レベルの速度連結を提供する車軸間の流体連結を組み込んでいる。   The above limitations of open differential are well known and many design solutions have been attempted to address this shortcoming. One solution is known as lock differential. These systems are usually operated mechanically or hydraulically and use other strategies to connect the two axles together to rotate at an almost constant speed. Thus, under this operating condition, the two axles are not torque limited with respect to each other. Mechanical lock differentials typically use a clutch pack or friction material interface that locks the two axles together when a significant speed difference is detected between the axles. Other systems incorporate fluid connections between axles that provide a certain level of speed connection.

上記のロックディファレンシャルシステムは、多くの運転条件において、オープンディファレンシャルに対して顕著な利点を提供するが、それらは重要な限界をも有する。信頼性および保証の問題は、多くのロックディファレンシャルの設計における問題点である。機械的な摩擦インターフェースを用いるロックディファレンシャルは、摩擦材料の摩耗に直面する。   While the above-described lock differential systems provide significant advantages over open differentials in many operating conditions, they also have important limitations. Reliability and warranty issues are problems in many lock differential designs. Lock differentials that use a mechanical friction interface face friction material wear.

ロックディファレンシャルのもう1つの基本的な欠点は、ロックディファレンシャルは、基本的に、車軸間の車輪速度の差異を低減するように作用するトルクを供給し得るのみであるという点である。1つの車軸からもう一方の車軸にトルクを伝達することによって実現される、1つの車軸のもう一方の車軸に対するオーバスピード化は不可能である。   Another fundamental drawback of the lock differential is that the lock differential can basically only supply torque that acts to reduce wheel speed differences between the axles. It is impossible to increase the speed of one axle with respect to the other axle, which is realized by transmitting torque from one axle to the other axle.

車両のパワートレインおよび懸架装置の設計者は、車両における所要の牽引、制動、ハンドル操作および操だ挙動を実現するために、タイヤの接地面において作用する力を考慮の対象とする。結果的にタイヤの接地面において作用する力は、縦方向および横方向のベクトル成分に分解される。自動車の設計者は、所要レベルのハンドル操作特性、特にオーバステアおよびアンダステア状態と呼称される所要レベルの特性をもたらすために、これらのタイヤの力のベクトルを管理することを望む場合が多い。カーブを回る操縦においてオーバステアおよびアンダステアを防ぐために、ブレーキトルクを用いて、車輪の接触配分調整を行うことはよく知られている。このような電子制御制動システムは、種々の名称および頭字語で知られており、例えば、ダイナミックスタビリティコントロール(DSC)およびエレクトロニックスタビリティプログラム(ESP)等の呼称がある。しかし、これらのシステムは、エネルギー減衰(例えば制動)モードにおいてのみ機能する。各車輪において、トルクの再配分を管理することによって、車輪の接触配分調整を行うことは大変望ましいことであろう。上記のロックディファレンシャルは、車輪の牽引力配分調整の幅広い制御をなし得ない。1つの車輪のオーバスピードを可能にすること、換言すれば、例えば、トルクの配分調整を行うためにもう一方の車輪よりも速い駆動を制御しながら可能にするディファレンシャルの設計は、高度に望ましい特性である。   Vehicle powertrain and suspension designers take into account the forces acting on the tire contact surface to achieve the required traction, braking, steering and steering behavior in the vehicle. As a result, the force acting on the tire contact surface is decomposed into vertical and horizontal vector components. Automobile designers often desire to manage these tire force vectors to provide the required level of steering characteristics, particularly the required level of characteristics referred to as oversteer and understeer conditions. In order to prevent oversteer and understeer in maneuvers around a curve, it is well known to adjust the wheel contact distribution using brake torque. Such electronically controlled braking systems are known by various names and acronyms, for example, names such as Dynamic Stability Control (DSC) and Electronic Stability Program (ESP). However, these systems only work in the energy decay (eg braking) mode. It would be highly desirable to adjust the wheel contact distribution by managing the redistribution of torque at each wheel. The above-mentioned lock differential cannot perform wide control of wheel traction force distribution adjustment. A differential design that allows overspeed of one wheel, in other words, allows for a faster drive than the other wheel to control torque distribution, for example, is a highly desirable property. It is.

本発明は、自動車用途用の電気油圧式トルク配分調整ディファレンシャルのための制御システムに関する。本発明のシステムは、ディファレンシャルキャリアによって駆動される油圧ポンプを用いる。油圧モータは、ディファレンシャルキャリアを1つの車軸と連結する遊星歯車装置に連結される。この連結によって、ディファレンシャルの歯車結合を介した両車軸に対する制御が提供される。油圧モータは、いずれの方向にも駆動運転することができ、車軸間の相対的な速度差を高度に制御しながら作り出すことができる。大量生産される自動車製品の設計においては、コストおよび信頼性が性能上の特性と共に基本的な要件になる。本発明の電気油圧制御システムは、相対的に低コストの弁および回路要素を使用する。この特徴は、部分的には、低圧のサーボ制御油圧回路を用いることによって達成される。   The present invention relates to a control system for an electrohydraulic torque distribution adjustment differential for automotive applications. The system of the present invention uses a hydraulic pump driven by a differential carrier. The hydraulic motor is coupled to a planetary gear unit that couples the differential carrier to one axle. This connection provides control for both axles through differential gear coupling. The hydraulic motor can be driven in either direction, and can be produced while highly controlling the relative speed difference between the axles. In designing a mass-produced automotive product, cost and reliability are fundamental requirements along with performance characteristics. The electrohydraulic control system of the present invention uses relatively low cost valves and circuit elements. This feature is achieved in part by using a low pressure servo controlled hydraulic circuit.

本発明のシステムにおいてディファレンシャルに連結される油圧モータは、1つの回転方向または両回転方向のいずれかに運転できる、いわゆる斜軸型のような種々の可変容積式ポンプによって駆動することができる。油圧流体は、前記の所要の制御をもたらすために、電子制御される方向制御弁によってどちらかの方向においてモータに供給される。油圧モータを油圧的にロックするために、油圧回路を使用することもできる。その結果、このシステムは、所要の場合には、前記のロックディファレンシャルとほぼ同じロックモードにおいて作動する。   The hydraulic motor coupled to the differential in the system of the present invention can be driven by various variable displacement pumps such as a so-called oblique shaft type that can be operated in one or both rotational directions. Hydraulic fluid is supplied to the motor in either direction by an electronically controlled directional control valve to provide the required control. A hydraulic circuit can also be used to hydraulically lock the hydraulic motor. As a result, the system operates in approximately the same lock mode as the lock differential, if desired.

本発明のこれらの態様および他の様態ならびに利点は、添付の図面と組み合わせた本発明の詳細な説明から明らかになるであろう。   These and other aspects and advantages of the present invention will become apparent from the detailed description of the invention in conjunction with the accompanying drawings.

油圧式トルク配分調整ディファレンシャルシステムを概略的に図1に示す。このシステムは、全体として符号10で示されている。システム10の基本構成要素として、油圧ポンプ12、油圧モータ14、ディファレンシャルギヤ組立体16、遊星歯車装置32、および油圧回路18が含まれる。基本的な機械的特徴を最初に述べて、その次に油圧制御システムおよび操作方式を記述する。   A hydraulic torque distribution adjustment differential system is schematically shown in FIG. This system is indicated generally at 10. The basic components of the system 10 include a hydraulic pump 12, a hydraulic motor 14, a differential gear assembly 16, a planetary gear device 32, and a hydraulic circuit 18. Basic mechanical features are described first, followed by a description of the hydraulic control system and operating system.

図1に示すディファレンシャル組立体16は、通常のディファレンシャル組立体の基本要素を含んでおり、車両のプロペラシャフト(図示せず)に連結されるベベルギヤピニオン17によって駆動されるリングギヤ22もそれに含まれる。リングギヤ22は、リングギヤと共に回転するディファレンシャルキャリア24と結合される。1対の遊星ギヤ26が、キャリアに取り付けられる1つの共通のディファレンシャルシャフト20の回りに回転できる。遊星ギヤ26は、1対のサイドギヤ28と噛み合い、このサイドギヤ28は、続いて、当該自動車の左右の車輪用の1対の車軸30にスプライン嵌合されるかあるいは他の方式で結合される。ここに述べたディファレンシャル16の構成要素は、いわゆるオープンディファレンシャルの一般的な構成要素である。前輪駆動車両は、遊星歯車装置のディファレンシャルを用いる場合が多い。しかし、このシステムも、基本的には、上記の設計と同様に機能し、本発明と共に用いることができる。   A differential assembly 16 shown in FIG. 1 includes basic elements of a normal differential assembly, and includes a ring gear 22 driven by a bevel gear pinion 17 connected to a propeller shaft (not shown) of a vehicle. The ring gear 22 is coupled to a differential carrier 24 that rotates with the ring gear. A pair of planet gears 26 can rotate about a common differential shaft 20 attached to the carrier. The planetary gear 26 meshes with a pair of side gears 28 that are subsequently splined or otherwise coupled to a pair of axles 30 for the left and right wheels of the vehicle. The components of the differential 16 described here are general components of a so-called open differential. Front-wheel drive vehicles often use a planetary gear unit differential. However, this system also basically functions in the same way as the above design and can be used with the present invention.

遊星歯車装置32は、ディファレンシャル16と機械的に連結されて、本発明によるトルクの配分調整とオーバスピード能力とを提供する。基本的に、遊星歯車装置32は、1本の車軸30とディファレンシャルキャリア24との間において、制御された可変比の機械的連結を可能にする。ディファレンシャル16の構成要素間の機械的結合によって、この連結は、両車軸30の相対的速度に対する完全な制御を可能にする。遊星歯車装置32は1対の遊星ギヤキャリア34および36を含み、このキャリア34および36は、それぞれ、ディファレンシャルキャリア24および車軸30に連結される。それぞれ遊星キャリア34および36に付属する遊星ギヤの組38および40は、1つの共通のリングギヤ42と係合する。遊星ギヤ38はサンギヤ44と噛み合うが、このサンギヤ44はディファレンシャル構造に固定されて回転しない。しかし、サンギヤ46は駆動ギヤ48に連結される。この駆動ギヤ48は、一連のギヤ50、52および54を介して、油圧モータ14の出力側と噛み合い、遊星歯車装置32と油圧モータ14との間の所要の速度およびトルクの連結を提供する。サンギヤ44は固定され、サンギヤ46の回転は油圧モータ14の運転によって制御されるので、ディファレンシャルキャリア24と車軸30との間の相対速度に対する完全な制御が提供される。これは、前記のように、2つの車軸30間の相対速度に対する制御をもたらす。一連の連結ギヤ53、55、56および58が、ディファレンシャルキャリア24の回転によって駆動される油圧ポンプ12の入力軸60を回転させる。このため、ディファレンシャルキャリアの回転が生じる時はいつでも、ポンプ12が回転する。   The planetary gear unit 32 is mechanically coupled to the differential 16 to provide torque distribution adjustment and overspeed capability according to the present invention. Basically, the planetary gear set 32 allows a controlled variable ratio mechanical connection between one axle 30 and the differential carrier 24. Due to the mechanical coupling between the components of the differential 16, this connection allows complete control over the relative speed of both axles 30. The planetary gear set 32 includes a pair of planetary gear carriers 34 and 36, which are coupled to the differential carrier 24 and the axle 30, respectively. Planetary gear sets 38 and 40 associated with planet carriers 34 and 36, respectively, engage a common ring gear 42. The planetary gear 38 meshes with the sun gear 44, but the sun gear 44 is fixed to the differential structure and does not rotate. However, the sun gear 46 is connected to the drive gear 48. This drive gear 48 meshes with the output side of the hydraulic motor 14 via a series of gears 50, 52 and 54 and provides the required speed and torque connection between the planetary gear unit 32 and the hydraulic motor 14. Since the sun gear 44 is fixed and the rotation of the sun gear 46 is controlled by the operation of the hydraulic motor 14, complete control over the relative speed between the differential carrier 24 and the axle 30 is provided. This provides control over the relative speed between the two axles 30 as described above. A series of connecting gears 53, 55, 56 and 58 rotate the input shaft 60 of the hydraulic pump 12 driven by the rotation of the differential carrier 24. Thus, the pump 12 rotates whenever the differential carrier rotates.

本発明の1つの実施形態においては、油圧ポンプ12が、好ましくは、駆動プレートと連結される複数の往復動ピストンを含むいわゆる斜軸型である。シリンダと駆動プレートの面間の軸の角度を変化させることによって、モータ14に対する可変の容積式油圧出力を供給することができる。従って、トルクの配分調整またはロック機能が必要でない場合は、ポンプに付随する加圧損失を低減するために、ポンプの排除容量をゼロにまたはきわめてゼロ近くにセットすることができる。   In one embodiment of the present invention, the hydraulic pump 12 is preferably of the so-called oblique axis type that includes a plurality of reciprocating pistons coupled to a drive plate. By changing the angle of the shaft between the cylinder and the drive plate surface, a variable positive displacement hydraulic output to the motor 14 can be provided. Thus, if no torque distribution adjustment or lock function is required, the pump displacement can be set to zero or very near zero to reduce pressurization losses associated with the pump.

油圧ポンプ12は、プライオリティ調節弁70に流体連通される第1油圧ポンプ接続ライン68を含む。プライオリティ調節弁70は、油圧モータ14に流れを供給する調節弁出力ライン72を含む。調節弁70は、低圧出力ライン88を通して制御ソレノイド供給ライン/潤滑回路71に導かれる圧力を制御する。潤滑回路71への十分な圧力を維持した後に、なお付加的な流量の利用が可能であれば、調節弁70は、第1油圧ポンプ接続ライン68および油圧モータ14を接続するポートを全開する。もし、低圧出力ライン88に最低圧力が供給されなければ、弁は調節弁出力ライン72への流れを閉止して、油圧ポンプ12からの全流れを潤滑回路71に振り向ける。調節弁出力ライン72は流れ方向弁74に連通している。流れ方向弁74は第1および第2の流れ状態を含んでおり、第1流れ状態においては、調節弁出力ライン72が第1油圧モータ接続ライン76に接続される。第1油圧モータ接続ライン76から第2油圧モータ接続ライン78に通り抜ける油圧モータ14を通る油圧流れの圧力は、ギヤ54を第1方向に駆動し、それによって、トルクをディファレンシャル組立体および車軸30に供給する。   The hydraulic pump 12 includes a first hydraulic pump connection line 68 that is in fluid communication with the priority control valve 70. The priority control valve 70 includes a control valve output line 72 that supplies flow to the hydraulic motor 14. The control valve 70 controls the pressure directed to the control solenoid supply line / lubricating circuit 71 through the low pressure output line 88. If additional flow is still available after maintaining sufficient pressure on the lubrication circuit 71, the regulator valve 70 fully opens the port connecting the first hydraulic pump connection line 68 and the hydraulic motor 14. If the minimum pressure is not supplied to the low pressure output line 88, the valve closes the flow to the control valve output line 72 and directs the entire flow from the hydraulic pump 12 to the lubrication circuit 71. The control valve output line 72 is in communication with the flow direction valve 74. The flow direction valve 74 includes first and second flow states. In the first flow state, the control valve output line 72 is connected to the first hydraulic motor connection line 76. The pressure of the hydraulic flow through the hydraulic motor 14 passing from the first hydraulic motor connection line 76 to the second hydraulic motor connection line 78 drives the gear 54 in the first direction, thereby transferring torque to the differential assembly and axle 30. Supply.

第2油圧モータ接続ライン78は、流れ方向弁74と流体連通して、第2油圧モータ接続ライン78を第2油圧ポンプ接続ライン80に接続しており、それによって、油圧ポンプ12に戻る油圧回路が完成される。   The second hydraulic motor connection line 78 is in fluid communication with the flow direction valve 74 to connect the second hydraulic motor connection line 78 to the second hydraulic pump connection line 80, thereby returning to the hydraulic pump 12. Is completed.

流れ方向弁74の第2の流れ状態においては、調節弁出力ライン72が第2油圧モータ接続ライン78に接続され、第1油圧モータ接続ライン76が接続ライン80、すなわちポンプの吸い込みポートに接続される。従って、流れ方向弁74は、油圧モータ14を通る流れを選択的に逆転させ、ギヤ54を、第1方向と反対の第2方向に駆動する。   In the second flow state of the flow direction valve 74, the control valve output line 72 is connected to the second hydraulic motor connection line 78, and the first hydraulic motor connection line 76 is connected to the connection line 80, ie, the pump suction port. The Accordingly, the flow direction valve 74 selectively reverses the flow through the hydraulic motor 14 and drives the gear 54 in a second direction opposite to the first direction.

電気モータ82のようなアクチュエータが、油圧ポンプ12に機械的に連通しており、油圧ポンプ12を制御して押しのけ容積を変化させてポンプの出力圧力を調節するように構成される。圧力センサ84が、第1油圧ポンプ接続ライン68と流体連通しており、測定されたシステムの圧力に基づいて電気モータ82に対する制御信号を発生するように構成される。その結果、油圧ポンプ12が供給する出力の流れを調節する電気的なフィードバックループが作り出される。この方式で、油圧回路における圧力を増大するために電気モータ82を用いることができ、それによって、1つの車軸にトルクを付け加えたり、または差し引いたりする(流れの方向に応じて)ことができる。これは、結果的に、例えば旋回状態において、車輪トルクの配分調整によってハンドル操作および車両制御を改善する、1つの車輪のオーバスピードまたはアンダスピードをもたらす。   An actuator, such as an electric motor 82, is in mechanical communication with the hydraulic pump 12, and is configured to control the hydraulic pump 12 to change the displacement and adjust the pump output pressure. A pressure sensor 84 is in fluid communication with the first hydraulic pump connection line 68 and is configured to generate a control signal for the electric motor 82 based on the measured system pressure. As a result, an electrical feedback loop is created that regulates the flow of output supplied by the hydraulic pump 12. In this manner, the electric motor 82 can be used to increase the pressure in the hydraulic circuit, whereby torque can be added to or subtracted from one axle (depending on the direction of flow). This results in an overspeed or underspeed of one wheel that improves steering and vehicle control by adjusting the distribution of wheel torque, for example in turning conditions.

通常の運転状況においては、ディファレンシャル組立体をオープンディファレンシャルモードで運転することが望ましい。このため、差圧作動弁86が油圧モータ14に平行に設けられる。この弁が作動状態になると、この差圧作動弁86を通る流れは不可能になり、調節弁出力ライン72からの全流れは油圧モータ14に連通される。その代わりに、差圧作動弁86がバイパス状態になると、差圧作動弁86は第1油圧モータ接続ライン76を第2油圧モータ接続ライン78に接続して、油圧モータ14をバイパスさせる。このバイパス状態においては、油圧ポンプ12は油圧モータの抵抗なしに自由回転でき、ディファレンシャル組立体がオープンディファレンシャルとして作動することを可能にする。   Under normal operating conditions, it is desirable to operate the differential assembly in the open differential mode. For this reason, the differential pressure operating valve 86 is provided in parallel to the hydraulic motor 14. When this valve is activated, flow through this differential pressure actuated valve 86 is no longer possible and the entire flow from the control valve output line 72 is communicated to the hydraulic motor 14. Instead, when the differential pressure operating valve 86 is in the bypass state, the differential pressure operating valve 86 connects the first hydraulic motor connection line 76 to the second hydraulic motor connection line 78 to bypass the hydraulic motor 14. In this bypass condition, the hydraulic pump 12 can rotate freely without the resistance of the hydraulic motor, allowing the differential assembly to operate as an open differential.

調節弁70は、流体制御回路を駆動するように構成される低圧出力ライン88をも含む。低圧出力ライン88は、油圧モータ14を通して供給されるトルク配分調整圧力よりも大幅に低い圧力を制御ソレノイドに供給することができる。例えば、ソレノイドを制御する圧力は、約50〜500PSIとすることができ、多くの例では、図示の例に対する100PSIのように、約200PSI未満とすることができる。低圧出力ライン88は、流れ方向弁74のスプールを第1流れ状態と第2流れ状態との間に作動させるように構成される流れ方向ソレノイド92と連通している。同様に、低圧出力ライン88は、差圧作動弁86をアクティブ状態とバイパス状態との間に作動させるように構成される差圧作動ソレノイド90とも流体連通している。その結果、流れ方向ソレノイド92と、差圧作動ソレノイド90と、圧力センサ84と、電気モータ82とを、制御器94に電気接続することができる。制御器94は、ソレノイド90、92および電気モータ82を、車両のトルク配分調整の必要性に基づいて操作するように構成される。制御器94は、また、電気モータ82と、流れ方向ソレノイド92と、差圧作動ソレノイド90とを、車両の他のサブシステムから得られる情報、すなわち車速、スロットル位置、横方向加速度および操だハンドルの角度を含む情報に基づいて操作するように、他の車両システムと連通することもできる。   The regulator valve 70 also includes a low pressure output line 88 configured to drive the fluid control circuit. The low pressure output line 88 can supply a pressure that is significantly lower than the torque distribution adjustment pressure supplied through the hydraulic motor 14 to the control solenoid. For example, the pressure controlling the solenoid can be about 50-500 PSI, and in many examples can be less than about 200 PSI, such as 100 PSI for the illustrated example. The low pressure output line 88 is in communication with a flow direction solenoid 92 configured to operate the spool of the flow direction valve 74 between a first flow state and a second flow state. Similarly, the low pressure output line 88 is also in fluid communication with a differential pressure activated solenoid 90 that is configured to operate the differential pressure activated valve 86 between an active state and a bypass state. As a result, the flow direction solenoid 92, the differential pressure operation solenoid 90, the pressure sensor 84, and the electric motor 82 can be electrically connected to the controller 94. The controller 94 is configured to operate the solenoids 90, 92 and the electric motor 82 based on the need for vehicle torque distribution adjustment. The controller 94 also provides the electric motor 82, the flow direction solenoid 92, and the differential pressure actuated solenoid 90 with information obtained from other subsystems of the vehicle, i.e. vehicle speed, throttle position, lateral acceleration and steering handle. It is also possible to communicate with other vehicle systems so as to operate based on information including the angle.

当業者は容易に評価するであろうが、本明細書の以上の説明は、本発明の原理の実施を例示する趣旨のものであり、本発明は、特許請求の範囲に規定される本発明の本質から逸脱することなく、修正、変形および改変し得るという点で、本明細書は、本発明の範囲または用途を制限するように意図されたものではない。   Those skilled in the art will readily appreciate that the above description is intended to exemplify the practice of the principles of the invention, and the invention is defined by the following claims. The specification is not intended to limit the scope or application of the invention in that it may be modified, changed and modified without departing from the spirit of the invention.

本発明の1つの実施形態に基づく油圧式トルク配分調整システムの概略図である。1 is a schematic diagram of a hydraulic torque distribution adjustment system according to one embodiment of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

10 油圧式トルク配分調整ディファレンシャルシステム
12 油圧ポンプ
14 油圧モータ
16 ディファレンシャルギヤ組立体
17 ベベルギヤピニオン
18 油圧回路
20 ディファレンシャルシャフト
22 リングギヤ
24 ディファレンシャルキャリア
26 遊星ギヤ
28 サイドギヤ
30 車軸
32 遊星歯車装置
34 遊星キャリア
36 遊星キャリア
38 遊星ギヤ
40 遊星ギヤ
42 リングギヤ
44 サンギヤ
46 サンギヤ
48 駆動ギヤ
50 ギヤ
52 ギヤ
53 連結ギヤ
54 ギヤ
55 連結ギヤ
56 連結ギヤ
58 連結ギヤ
60 油圧ポンプ入力軸
68 第1油圧ポンプ接続ライン
70 プライオリティ調節弁
71 潤滑回路
72 調節弁出力ライン
74 流れ方向弁
76 第1油圧モータ接続ライン
78 第2油圧モータ接続ライン
80 第2油圧ポンプ接続ライン
82 電気モータ
84 圧力センサ
86 差圧作動弁
88 低圧出力ライン
90 差圧作動ソレノイド
92 流れ方向ソレノイド
94 制御器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Hydraulic torque distribution adjustment differential system 12 Hydraulic pump 14 Hydraulic motor 16 Differential gear assembly 17 Bevel gear pinion 18 Hydraulic circuit 20 Differential shaft 22 Ring gear 24 Differential carrier 26 Planetary gear 28 Side gear 30 Axle 32 Planetary gear unit 34 Planetary carrier 36 Planetary carrier 36 Planetary carrier 36 Planetary carrier 36 Planet 38 planetary gear 40 planetary gear 42 ring gear 44 sun gear 46 sun gear 48 drive gear 50 gear 52 gear 53 connection gear 54 gear 55 connection gear 56 connection gear 58 connection gear 60 hydraulic pump input shaft 68 first hydraulic pump connection line 70 priority control valve 71 Lubrication circuit 72 Control valve output line 74 Flow direction valve 76 First hydraulic motor connection line 78 Second hydraulic motor connection line 80 second hydraulic pump connection line 82 the electric motor 84 the pressure sensor 86 differential pressure actuated valve 88 low-voltage output line 90 the differential pressure actuating solenoid 92 flow direction solenoid 94 controls

Claims (20)

パワートレインを介して自動車の車輪の1対の車軸(30,32)に供給されるトルクを制御するトルク配分調整システム(10)であり、
ディファレンシャル組立体(16)と連通して、前記ディファレンシャル組立体(16)によって駆動されるように構成される油圧ポンプ(12)と、
前記ディファレンシャル組立体(16)と連通して、前記車軸の対(30,32)に対する駆動トルクの供給を制御する油圧モータ(14)と、
前記油圧ポンプ(12)に流体連通する油圧ポンプ接続ライン(68)と、
前記油圧モータ(14)に流体連通する油圧モータ接続ライン(76)と、
を含むトルク配分調整システムであって、
前記油圧ポンプ接続ライン(68)は、調節弁(70)を介して前記油圧モータ接続ライン(76)と連通し、前記調節弁(70)は、前記油圧モータ接続ライン(76)と連通する第1調節弁出力ライン(72)と、第2調節弁出力ラインとを有し、さらに、前記調節弁は、前記調節弁の優先出力ライン(88)を通る第2流れが最低圧力を超える場合は、前記油圧ポンプ接続ライン(68)と前記第1調節弁出力ライン(72)との間の第1流れを可能にして、前記油圧モータ(14)に供給するように構成される、
トルク配分調整システム。
A torque distribution adjustment system (10) for controlling torque supplied to a pair of axles (30, 32) of a vehicle wheel via a power train;
A hydraulic pump (12) in communication with the differential assembly (16) and configured to be driven by the differential assembly (16);
A hydraulic motor (14) in communication with the differential assembly (16) for controlling the supply of drive torque to the axle pair (30, 32);
A hydraulic pump connection line (68) in fluid communication with the hydraulic pump (12);
A hydraulic motor connection line (76) in fluid communication with the hydraulic motor (14);
A torque distribution adjustment system including:
The hydraulic pump connection line (68) communicates with the hydraulic motor connection line (76) via a regulation valve (70), and the regulation valve (70) communicates with the hydraulic motor connection line (76). 1 control valve output line (72) and a second control valve output line, and further when the second flow through the control valve priority output line (88) exceeds a minimum pressure , Configured to allow a first flow between the hydraulic pump connection line (68) and the first control valve output line (72) to supply to the hydraulic motor (14),
Torque distribution adjustment system.
前記油圧モータ接続ライン(76)に接続されて、前記油圧モータ(14)を選択的にバイパスするように構成される差圧作動弁(86)をさらに含む、請求項1に記載のシステム。   The system of claim 1, further comprising a differential pressure operated valve (86) connected to the hydraulic motor connection line (76) and configured to selectively bypass the hydraulic motor (14). 前記油圧モータ(14)を通る流れを選択的に逆転させるように構成される流れ方向弁(74)をさらに含む、請求項1に記載のシステム。   The system of claim 1, further comprising a flow direction valve (74) configured to selectively reverse the flow through the hydraulic motor (14). 前記調節弁の優先出力ライン(88)が、弁制御回路に低圧の流れを供給するように構成される、請求項1に記載のシステム。   The system of claim 1, wherein the regulator valve priority output line (88) is configured to provide a low pressure flow to a valve control circuit. 前記低圧が、トルク配分調整用に必要な圧力よりも大幅に低い、請求項4に記載のシステム。   The system of claim 4, wherein the low pressure is significantly lower than a pressure required for torque distribution adjustment. 前記弁制御回路が、流れ方向弁(74)を操作するように構成されるソレノイド(92)を含み、前記流れ方向弁(74)は、前記油圧モータ(14)を通る流れを逆転させるように構成される、請求項4に記載のシステム。   The valve control circuit includes a solenoid (92) configured to operate a flow direction valve (74), the flow direction valve (74) reversing the flow through the hydraulic motor (14). The system of claim 4, wherein the system is configured. 前記弁制御回路が、差圧作動弁(86)を操作するように構成されるソレノイド(90)を含み、前記差圧作動弁(86)は前記油圧モータ(14)をバイパスするように構成される、請求項4に記載のシステム。   The valve control circuit includes a solenoid (90) configured to operate a differential pressure operated valve (86), the differential pressure operated valve (86) configured to bypass the hydraulic motor (14). The system according to claim 4. 前記調節弁の優先出力ライン(88)が、潤滑回路(71)に前記第2流れを供給する、請求項1に記載のシステム。   The system of claim 1, wherein a priority output line (88) of the regulator valve supplies the second flow to a lubrication circuit (71). パワートレインを介して自動車の車輪の1対の車軸(30,32)に供給されるトルクを制御するトルク配分調整システムであって、
ディファレンシャル組立体(16)と連通して、前記ディファレンシャル組立体(16)によって駆動されるように構成される油圧ポンプ(12)と、
前記ディファレンシャル組立体(16)と連通して、前記車軸の対(30,32)にまたがる配分調整トルクの方向および大きさを制御する油圧モータ(14)と、
前記油圧ポンプ(12)に流体連通する第1油圧ポンプ接続ライン(68)と、
前記油圧モータ(14)に流体連通する第1油圧モータ接続ライン(76)と、
前記油圧ポンプ(12)の容積を調節して、それによって油圧ポンプの出力を制御するように構成される電気モータ(82)と、
前記電気モータ(82)と連通し、かつ、前記電気モータ(82)に制御信号を供給して、それによって前記油圧ポンプ(12)の出力を調節するように構成される圧力センサ(84)と、
を含むトルク配分調整システム。
A torque distribution adjustment system for controlling torque supplied to a pair of axles (30, 32) of a vehicle wheel via a power train,
A hydraulic pump (12) in communication with the differential assembly (16) and configured to be driven by the differential assembly (16);
A hydraulic motor (14) in communication with the differential assembly (16) to control the direction and magnitude of the distribution adjustment torque across the axle pair (30, 32);
A first hydraulic pump connection line (68) in fluid communication with the hydraulic pump (12);
A first hydraulic motor connection line (76) in fluid communication with the hydraulic motor (14);
An electric motor (82) configured to adjust the volume of the hydraulic pump (12) and thereby control the output of the hydraulic pump;
A pressure sensor (84) in communication with the electric motor (82) and configured to supply a control signal to the electric motor (82), thereby adjusting the output of the hydraulic pump (12); ,
Including torque distribution adjustment system.
前記圧力センサ(84)が前記油圧ポンプ(12)と調節弁(70)との間のポンプ出力圧力を検知するように構成される、請求項9に記載のシステム。   The system of claim 9, wherein the pressure sensor (84) is configured to sense a pump output pressure between the hydraulic pump (12) and a regulator valve (70). 前記第1油圧ポンプ接続ライン(68)が調節弁(70)に連通する請求項9に記載のシステムであり、差圧作動弁(86)をさらに含むシステムであって、前記差圧作動弁(86)は、前記調節弁(70)に連通すると共に、調節弁出力ライン(72)からの流れを、前記油圧モータ(14)を迂回して前記油圧ポンプ(12)に選択的に導き、それによって前記油圧モータ(14)をバイパスするように構成される、システム。   The system of claim 9, wherein the first hydraulic pump connection line (68) communicates with a regulating valve (70), further comprising a differential pressure actuated valve (86), wherein the differential pressure actuated valve (86) 86) communicates with the control valve (70) and selectively guides the flow from the control valve output line (72) to the hydraulic pump (12), bypassing the hydraulic motor (14), A system configured to bypass the hydraulic motor (14). 流れ方向弁(74)をさらに含む請求項9に記載のシステムであって、前記流れ方向弁(74)は、前記第1油圧ポンプ接続ライン(68)を前記第1油圧モータ接続ライン(76)に接続することによって、あるいはその代わりに、前記第1油圧ポンプ接続ライン(68)を第2油圧モータ接続ライン(78)に接続することによって、前記油圧モータ(14)を通る流れを選択的に逆転させるように構成される、システム。   The system of claim 9, further comprising a flow direction valve (74), wherein the flow direction valve (74) connects the first hydraulic pump connection line (68) to the first hydraulic motor connection line (76). Or alternatively, by connecting the first hydraulic pump connection line (68) to the second hydraulic motor connection line (78), the flow through the hydraulic motor (14) is selectively selected. A system that is configured to reverse. 調節弁の優先出力ライン(88)が、弁制御回路に低圧の流れを供給するように構成される、請求項9に記載のシステム。   The system of claim 9, wherein the priority output line (88) of the regulator valve is configured to provide a low pressure flow to the valve control circuit. 前記低圧の流れが約50〜500PSIである、請求項13に記載のシステム。   The system of claim 13, wherein the low pressure stream is about 50-500 PSI. 前記弁制御回路が、流れ方向弁(74)を操作するように構成されるソレノイド(92)を含み、前記流れ方向弁(74)は、前記油圧モータ(14)を通る流れを逆転させるように構成される、請求項13に記載のシステム。   The valve control circuit includes a solenoid (92) configured to operate a flow direction valve (74), the flow direction valve (74) reversing the flow through the hydraulic motor (14). 14. The system of claim 13, wherein the system is configured. 前記弁制御回路が、差圧作動弁(86)を操作するように構成されるソレノイド(90)を含み、前記差圧作動弁(86)は前記油圧モータ(14)をバイパスするように構成される、請求項13に記載のシステム。   The valve control circuit includes a solenoid (90) configured to operate a differential pressure operated valve (86), the differential pressure operated valve (86) configured to bypass the hydraulic motor (14). The system of claim 13. パワートレインを介して自動車の車輪の1対の車軸(30,32)に供給されるトルクの方向および大きさを制御するトルク配分調整システムであって、
ディファレンシャル組立体(16)と連通して、前記ディファレンシャル組立体(16)によって駆動されるように構成される油圧ポンプ(12)と、
前記ディファレンシャル組立体(16)と連通して、前記車軸の対(30)にまたがる配分調整トルクの方向および大きさを制御する油圧モータ(14)と、
前記油圧ポンプ(12)に流体連通する第1油圧ポンプ接続ライン(68)と、
それぞれ前記油圧モータ(14)に流体連通する第1および第2油圧モータ接続ライン(76、78)と、
前記油圧モータ(14)を選択的にバイパスするように構成される差圧作動弁(86)と、
を含むトルク配分調整システム。
A torque distribution adjustment system for controlling the direction and magnitude of torque supplied to a pair of axles (30, 32) of a vehicle wheel via a power train,
A hydraulic pump (12) in communication with the differential assembly (16) and configured to be driven by the differential assembly (16);
A hydraulic motor (14) in communication with the differential assembly (16) to control the direction and magnitude of the distribution adjustment torque across the axle pair (30);
A first hydraulic pump connection line (68) in fluid communication with the hydraulic pump (12);
First and second hydraulic motor connection lines (76, 78) each in fluid communication with the hydraulic motor (14);
A differential pressure operated valve (86) configured to selectively bypass the hydraulic motor (14);
Including torque distribution adjustment system.
前記差圧作動弁(86)が前記第1および第2油圧モータ接続ライン(76、78)を接続し、それによって前記油圧モータ(14)をバイパスする、請求項17に記載のシステム。   The system of claim 17, wherein the differential pressure actuated valve (86) connects the first and second hydraulic motor connection lines (76, 78), thereby bypassing the hydraulic motor (14). パワートレインを介して自動車の車輪の1対の車軸(30,32)に供給されるトルクを制御するトルク配分調整システムであって、
ディファレンシャル組立体(16)と連通して、前記ディファレンシャル組立体(16)によって駆動されるように構成される油圧ポンプ(12)と、
前記ディファレンシャル組立体(16)と連通して、前記車軸の対(30,32)にまたがる配分調整トルクの方向および大きさを制御する油圧モータ(14)と、
前記油圧ポンプ(12)に流体連通する第1油圧ポンプ接続ライン(68)と、
それぞれ前記油圧モータ(14)に流体連通する第1および第2油圧モータ接続ライン(76、78)と、
前記油圧モータ(14)を通る流れを選択的に逆転させるように構成される流れ方向弁(74)と、
を含むトルク配分調整システム。
A torque distribution adjustment system for controlling torque supplied to a pair of axles (30, 32) of a vehicle wheel via a power train,
A hydraulic pump (12) in communication with the differential assembly (16) and configured to be driven by the differential assembly (16);
A hydraulic motor (14) in communication with the differential assembly (16) to control the direction and magnitude of the distribution adjustment torque across the axle pair (30, 32);
A first hydraulic pump connection line (68) in fluid communication with the hydraulic pump (12);
First and second hydraulic motor connection lines (76, 78) each in fluid communication with the hydraulic motor (14);
A flow direction valve (74) configured to selectively reverse the flow through the hydraulic motor (14);
Including torque distribution adjustment system.
前記流れ方向弁(74)が、前記第1油圧モータ接続ライン(76)を前記第1油圧ポンプ接続ライン(68)に選択的に接続するか、あるいは、前記第2油圧モータ接続ライン(78)を前記第1油圧ポンプ接続ライン(68)に選択的に接続し、それによって前記油圧モータ(14)を通る流れを選択的に逆転させる、請求項19に記載のシステム。   The flow direction valve (74) selectively connects the first hydraulic motor connection line (76) to the first hydraulic pump connection line (68) or the second hydraulic motor connection line (78). 20. The system of claim 19, wherein the system is selectively connected to the first hydraulic pump connection line (68), thereby selectively reversing the flow through the hydraulic motor (14).
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