[发明专利]位置力控制致动器

说明书

技术领域

本发明总体上涉及离合器，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。

背景技术

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。

发明内容

在本发明的一个方面中，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。

在本发明的另一方面中，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。