本公開涉及一種被配置為增強(qiáng)離合器齒的嚙合性能的離合器系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

本部分提供與本公開相關(guān)的背景信息，所述背景信息不一定是現(xiàn)有技術(shù)。

爪式離合器用于各種應(yīng)用(例如，車輛動力傳動系統(tǒng))并且通常包括各自具有一組齒的輸入構(gòu)件和輸出構(gòu)件。通常，輸入構(gòu)件或輸出構(gòu)件相對于彼此可移動，以使得輸入構(gòu)件和輸出構(gòu)件的齒可選擇性地嚙合以便在輸入構(gòu)件與輸出構(gòu)件之間傳輸旋轉(zhuǎn)動力。線性致動器線性地沿著輸入構(gòu)件和輸出構(gòu)件的共用旋轉(zhuǎn)軸移動輸入構(gòu)件或輸出構(gòu)件，直到所述齒相嚙合。輸入構(gòu)件和輸出構(gòu)件的相對旋轉(zhuǎn)速度和角對準(zhǔn)可引起相應(yīng)齒在所述齒完全嚙合之前彼此接觸。這可導(dǎo)致對連接至輸入構(gòu)件和輸出構(gòu)件的齒和其他部件的額外磨損。這還可導(dǎo)致離合裝置的噪聲、振動和聲振粗糙度增加。

爪式離合器應(yīng)用的一個(gè)非限制性實(shí)例為一種鎖定差速器組件。差速器組件在本領(lǐng)域中已知用于將旋轉(zhuǎn)動力從動力傳動系傳輸?shù)揭粚囕v車輪。通常，差速器組件包括差速器殼和具有由差速器殼驅(qū)動的一對側(cè)齒輪的差速器齒輪組。鎖定差速器組件被配置為將差速器齒輪組的輸出側(cè)齒輪中的一者或二者選擇性鎖定到差速器殼，以圍繞旋轉(zhuǎn)軸共同旋轉(zhuǎn)。通常，鎖定差速器組件包括鎖定爪，其不可旋轉(zhuǎn)但可滑動地安裝到差速器殼以便可移動到一個(gè)位置，在所述位置中它嚙合側(cè)齒輪之一上的齒以便阻止側(cè)齒輪相對于差速器殼旋轉(zhuǎn)。雖然此配置非常適合其預(yù)期目的，但是這種類型的鎖定差速器組件仍易于改進(jìn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本部分提供本公開的總體概述，并且不是本公開的全部范圍或其全部特征的全面公開。

在一種形式中，本公開提供了一種鎖定差速器組件，其包括差速器殼、差速器齒輪組和鎖定機(jī)構(gòu)。所述差速器殼可限定空腔。所述差速器殼可被配置為圍繞軸旋轉(zhuǎn)。所述差速器齒輪組可被接收在所述空腔內(nèi)。所述差速器齒輪組可具有第一側(cè)齒輪，其可被配置為圍繞所述軸旋轉(zhuǎn)。鎖定機(jī)構(gòu)可將所述第一側(cè)齒輪選擇性鎖定到差速器殼以圍繞所述軸共同旋轉(zhuǎn)。鎖定機(jī)構(gòu)可包括第一鎖定爪、第二鎖定爪和致動器系統(tǒng)。第一鎖定爪可包括一組第一爪齒，其可固定地聯(lián)接至所述第一側(cè)齒輪。第二鎖定爪可包括環(huán)形體和一組第二爪齒。所述環(huán)形體可聯(lián)接至所述差速器殼以圍繞所述軸共同旋轉(zhuǎn)。所述一組第二爪齒可從所述環(huán)形體延伸。所述第二鎖定爪可沿著所述軸在第一位置與第二位置之間可移動，在所述第一位置中，所述一組第二爪齒可與所述一組第一爪齒脫離以允許所述第一側(cè)齒輪與所述差速器殼之間的相對旋轉(zhuǎn)，并且在所述第二位置中，所述一組第二爪齒可與所述一組第一爪齒嚙合以阻止所述第一側(cè)齒輪與所述差速器殼之間的相對旋轉(zhuǎn)。所述致動器系統(tǒng)可包括至少一個(gè)傳感器和致動器。所述至少一個(gè)傳感器被配置為檢測所述第二爪齒相對于所述第一爪齒的角位置和角速度。所述致動器被配置為基于所檢測的所述第一爪齒和所述第二爪齒的相對角位置和相對角速度來將所述第二鎖定爪從所述第一位置移動到所述第二位置。

在另一種形式中，本公開提供了一種用于操作鎖定差速器組件的方法。所述方法可包括檢測第一鎖定爪的一組第一爪齒的位置和旋轉(zhuǎn)速度，所述一組第一爪齒可被聯(lián)接來與鎖定差速器組件的側(cè)齒輪共同旋轉(zhuǎn)。所述方法可包括檢測第二鎖定爪的一組第二爪齒的位置和旋轉(zhuǎn)速度，所述一組第二爪齒可被聯(lián)接來與鎖定差速器組件的差速器殼共同旋轉(zhuǎn)。所述方法可包括確定所述第二爪齒是否在相對于所述第一爪齒的預(yù)定旋轉(zhuǎn)區(qū)內(nèi)。所述方法可包括響應(yīng)于檢測到第二爪齒在預(yù)定旋轉(zhuǎn)區(qū)內(nèi)，軸向地移動所述第二鎖定爪，直到所述第一爪齒和所述第二爪齒嚙合。

在另一種形式中，本公開提供了一種車橋組件，其包括橋殼、差速器組件、一對半軸、以及致動器系統(tǒng)。差速器組件可容納在橋殼中并且可圍繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)。差速器組件可包括限定空腔的差速器殼；差速器齒輪組、第一鎖定爪、以及第二鎖定爪。所述差速器齒輪組可被接收在所述空腔內(nèi)。差速器齒輪組可具有第一側(cè)齒輪。第一鎖定爪可包括一組第一爪齒，其可固定地聯(lián)接至所述第一側(cè)齒輪。第二鎖定爪可包括環(huán)形體和一組第二爪齒。所述環(huán)形體可聯(lián)接至所述差速器殼以圍繞所述旋轉(zhuǎn)軸共同旋轉(zhuǎn)。所述一組第二爪齒可從所述環(huán)形體延伸。所述第二鎖定爪可沿著所述旋轉(zhuǎn)軸在第一位置與第二位置之間可移動，在所述第一位置中，所述一組第二爪齒可與所述一組第一爪齒脫離以允許所述第一側(cè)齒輪與所述差速器殼之間的相對旋轉(zhuǎn)，并且在所述第二位置中所述一組第二爪齒可與所述一組第一爪齒嚙合以阻止所述第一側(cè)齒輪與所述差速器殼之間的相對旋轉(zhuǎn)。所述一對半軸可通過差速器組件驅(qū)動。所述致動器系統(tǒng)可包括至少一個(gè)傳感器和致動器。所述至少一個(gè)傳感器可被配置為檢測所述第二爪齒相對于所述第一爪齒的角位置和角速度。所述致動器可被配置為基于所檢測的所述第一爪齒和所述第二爪齒的相對角位置和相對角速度來將所述第二鎖定爪從所述第一位置移動到所述第二位置。

另外的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)谋疚奶峁┑拿枋鲋酗@而易見。在這個(gè)概述中的描述和具體實(shí)例僅僅是為了說明，而并不旨在限制本公開的范圍。

附圖說明

本文描述的附圖僅用于所選擇實(shí)施方案而非所有可能的實(shí)現(xiàn)方式的說明的目的，并且不旨在限制本公開的范圍。

圖1為具有帶有根據(jù)本公開的教義構(gòu)造的示例性鎖定差速器組件的后橋組件的車輛的示意圖；

圖2為圖1的后橋組件的透視圖；

圖3為后橋組件的一部分的分解透視圖，更詳細(xì)地示出了鎖定差速器組件；

圖4為鎖定差速器組件的縱向剖面圖；

圖5為以第一種嚙合類型嚙合的鎖定差速器組件的離合器齒的示意圖；

圖6為以第二種嚙合類型嚙合的鎖定差速器組件的離合器齒的示意圖；

圖7為以第三種嚙合類型嚙合的鎖定差速器組件的離合器齒的示意圖；

圖8為以第四種嚙合類型嚙合的鎖定差速器組件的離合器齒的示意圖；

圖9為用于操作鎖定差速器的離合器齒的嚙合的邏輯方案的流程圖；并且

圖10為與圖4類似的縱向剖面圖，示出了第二種構(gòu)造的鎖定差速器組件。

貫穿附圖的若干視圖，對應(yīng)參考數(shù)字指示對應(yīng)部分。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在將參照附圖更全面地描述示例性實(shí)施方案。

參考附圖中的圖1，車輛6被示意性示出為具有帶有根據(jù)本公開的教義構(gòu)造的鎖定差速器組件10的后橋組件8。車輛6為具有以下各項(xiàng)的四輪驅(qū)動車輛：控制系統(tǒng)12、帶有發(fā)動機(jī)16和變速器18(所述變速器將旋轉(zhuǎn)動力提供給具有分動箱22的動力傳動系統(tǒng)20)的動力系統(tǒng)14、后橋組件8以及前橋組件24。旋轉(zhuǎn)動力可從分動箱22分別經(jīng)由后傳動軸26和前傳動軸28傳輸?shù)胶髽蚪M件8和前橋組件24。前橋組件24的配置通常可類似于后橋組件8的配置，并且這樣后橋組件8的論述將足以用于前橋組件24?？刂葡到y(tǒng)12包括控制模塊30、第一傳感器32和第二傳感器34?？刂颇K30可以是任何適合類型的控制器，其被配置為接收來自第一傳感器32和第二傳感器34的輸入并且如下所述地控制鎖定差速器組件10的操作。第一傳感器32和第二傳感器34可聯(lián)接至如下所述的后橋組件8或設(shè)置在所述后橋組件內(nèi)，并且可電聯(lián)接到控制模塊30。

在圖2中，后橋組件8被示出為包括橋殼體組件36、輸入小齒輪38、環(huán)形齒輪40、鎖定差速器組件10、以及一對半軸42。橋殼體組件36可以是任何類型的殼體組件，諸如Banjo型橋殼體組件，但在所提供的特定實(shí)例中，橋殼體組件36為具有載體殼體44和以常規(guī)且熟知的方式聯(lián)接至載體殼體44的一對橋管46的Salisbury型橋殼體組件。載體殼體44可限定接收鎖定差速器組件10的空腔48。

半軸42可通過橋管46同軸地接收。半軸42可延伸到空腔48中并且可驅(qū)動地聯(lián)接至如下所述的鎖定差速器組件10，以從中接收旋轉(zhuǎn)動力。在所提供的實(shí)例中，半軸36包括多個(gè)索引的第二傳感器靶50，所述傳感器靶可以是圍繞半軸36的圓周設(shè)置的花鍵或齒。第二傳感器34可安裝到橋管46中與第二傳感器靶50對準(zhǔn)的位置處。在所提供的實(shí)例中，第二傳感器34可穿透到橋管46的內(nèi)部。第二傳感器34可被配置為通過檢測第二傳感器靶50來檢測半軸42的旋轉(zhuǎn)速度和旋轉(zhuǎn)位置。第二傳感器34可以任何適合的方式檢測第二傳感器靶50，所述方式諸如通過物理接觸第二傳感器靶50，或者例如通過靠近磁場。在所提供的實(shí)例中，第二傳感器34為霍爾效應(yīng)傳感器。

輸入小齒輪38可安裝到載體殼體44，以圍繞第一軸52旋轉(zhuǎn)。輸入小齒輪38可與后傳動軸26聯(lián)接以旋轉(zhuǎn)并且可包括可設(shè)置于空腔48中的主動齒輪54。環(huán)形齒輪40可被接收在空腔48中并且可圍繞第二軸56旋轉(zhuǎn)，所述第二軸可橫向于或通常垂直于所述第一軸52。環(huán)形齒輪40可嚙合至主動齒輪54。

另外參考圖3，鎖定差速器組件10可包括差速器殼60、差速器齒輪組62和離合器或鎖定機(jī)構(gòu)64。差速器殼60可被形成為一個(gè)或多個(gè)離散部件并且可限定差速器空腔66，所述差速器空腔在相對側(cè)上分別由第一端壁68和第二端壁70限定。在所提供的具體實(shí)例中，差速器殼60為由彼此以及與環(huán)形齒輪40栓接的第一殼構(gòu)件74和第二殼構(gòu)件76形成的組件。

差速器殼60可安裝到橋殼體組件36以圍繞第二軸56旋轉(zhuǎn)，所述第二軸可橫向于或垂直于第一軸52。差速器齒輪組62可以是可接收來自差速器殼60的旋轉(zhuǎn)動力并將旋轉(zhuǎn)動力輸出到半軸42的任何類型的齒輪組。在所提供的具體實(shí)例中，差速器齒輪組62包括錐齒輪傳動(即，與第一(錐)側(cè)齒輪80和第二(錐)側(cè)齒輪82嚙合的兩個(gè)或更多個(gè)小錐齒輪78)，但將了解的是其他類型的齒輪布置諸如正齒輪布置或斜齒輪布置可用于替代方案中。

差速器齒輪組62可包括可以常規(guī)方式驅(qū)動聯(lián)接至半軸42的一對輸出構(gòu)件，即第一側(cè)齒輪80和第二側(cè)齒輪82。在所提供的實(shí)例中，第一側(cè)齒輪80和第二側(cè)齒輪82各自具有一組花鍵內(nèi)表面84，所述花鍵內(nèi)表面圍繞第二軸56設(shè)置并且圍繞側(cè)齒輪80、82的輸出部分86的內(nèi)部設(shè)置?；ㄦI內(nèi)表面84與在對應(yīng)半軸42上形成的配合花鍵外表面88嚙合。在所提供的實(shí)例中，小錐齒輪78旋轉(zhuǎn)安裝到在差速器空腔66內(nèi)的中心銷90，所述中心銷聯(lián)接至差速器殼60并且橫向于或垂直于第二軸56。

參考圖3和圖4，鎖定機(jī)構(gòu)64可包括多個(gè)鎖定孔92、第一鎖定爪94、第二鎖定爪96以及致動器98。第一鎖定爪94包括固定聯(lián)接至第一側(cè)齒輪80的一組第一爪齒110。第一爪齒110可設(shè)置在所述第一側(cè)齒輪80的外部橫向側(cè)上并且可圍繞第二軸56沿圓周隔開。第一爪齒110的數(shù)目可等于第二傳感器靶50的數(shù)目并且第二傳感器靶50的圓周位置可對應(yīng)于或索引至第一爪齒110的圓周位置。以這種方式，由第二傳感器34感測的第二傳感器靶50的位置或邊界對應(yīng)于第一爪齒110的角位置或邊界。

第二鎖定爪96可具有環(huán)形體118、一組第二爪齒120和多個(gè)鎖定片122。所述一組第二爪齒120可從環(huán)形體118延伸并且可被配置為與所述一組第一爪齒110嚙合以阻止所述第一鎖定爪94與所述第二鎖定爪96之間的相對旋轉(zhuǎn)。鎖定片122可固定地聯(lián)接至環(huán)形體118并且從中徑向地向外延伸。每個(gè)鎖定片122可被接收在鎖定孔92中的對應(yīng)孔中。鎖定片122和鎖定孔92可協(xié)作限制第二鎖定爪96相對于差速器殼60旋轉(zhuǎn)，同時(shí)允許第二鎖定爪96沿著第二軸56相對于差速器殼60移動。第二鎖定爪96可沿著第二軸56在第一位置與第二位置之間可移動。當(dāng)?shù)诙i定爪96處于第一位置時(shí)，所述一組第二爪齒120與所述一組第一爪齒110脫離，以允許第一側(cè)齒輪80與差速器殼60之間的相對旋轉(zhuǎn)。當(dāng)?shù)诙i定爪96處于第二位置時(shí)，所述一組第二爪齒120與所述一組第一爪齒110嚙合以阻止第一側(cè)齒輪80與差速器殼60之間的相對旋轉(zhuǎn)。

致動器98可以是可用于沿著第二軸56選擇性平移第二鎖定爪96的任何類型的裝置。用于相對于差速器殼平移鎖定機(jī)構(gòu)的部件的致動器為本領(lǐng)域熟知的并且尤其包括可見于美國專利號6083134、6460677、6958030、7211020、7325664、7399248以及7425185中的致動器。在所提供的具體實(shí)例中，致動器98包括環(huán)形螺線管140、止推板142和復(fù)位彈簧144。

環(huán)形螺線管140可以一種方式安裝在差速器殼60上，所述方法允許差速器殼60相對于環(huán)形螺線管140旋轉(zhuǎn)但限制環(huán)形螺線管140在遠(yuǎn)離第二鎖定爪96的方向中沿著第二軸56移動。環(huán)形螺線管140可包括殼體146、電磁線圈150和環(huán)形柱塞152。電磁線圈150和環(huán)形柱塞152可位于殼體146內(nèi)。殼體146可限定傳感器孔154。

第一傳感器32可安裝在殼體146的外部并且可被接收在傳感器孔154中，以從殼體146的外部徑向向內(nèi)延伸。環(huán)形柱塞152可響應(yīng)于電磁線圈150的通電而沿著第二軸56選擇性移動。電磁線圈150可電聯(lián)接至控制模塊30并且電磁線圈150的操作可通過控制模塊30來控制以使得控制模塊30可控制電磁線圈150通電的時(shí)間。

止推板142可固定地聯(lián)接至第二鎖定爪96。在所提供的具體實(shí)例中，止推板142包括由重疊模制(即，內(nèi)聚性粘結(jié))至第二鎖定爪96的塑性材料形成的第一部分156和與第一部分156分開形成并與其聯(lián)接的第二部分158。第一部分156可包括多個(gè)第一支腿160，它們可從第二鎖定爪96在與所述一組第二爪齒120相反的一側(cè)上延伸。每個(gè)第一支腿160可延伸到鎖定孔92中的相關(guān)孔中并且可鄰接鎖定片122中的對應(yīng)鎖定片。

第二部分158可包括環(huán)形體162、多個(gè)第二支腿164和多個(gè)第一傳感器靶166。環(huán)形體162和第二鎖定爪96可位于第一端壁68的相對側(cè)上。環(huán)形體162可位于環(huán)形螺線管140的殼體146內(nèi)并且可鄰接環(huán)形柱塞152。

第二支腿164的數(shù)目可等于第一支腿160的數(shù)目并且第二支腿164可從環(huán)形體162在朝向第一支腿160的一側(cè)上延伸。第二支腿164可固定地聯(lián)接至第一支腿160。在所提供的實(shí)例中，第一支腿160為空心的并且第二支腿164被接收在第一支腿160內(nèi)并附接至所述第一支腿，盡管也可使用其他配置。第一支腿160和第二支腿164可通過任何適合的方式諸如緊固件、鎖閂、粘合劑或例如焊接來附接。

第一傳感器靶166可以是從環(huán)形體162徑向向外延伸的花鍵或齒并且可圍繞環(huán)形體162的外周長圓周地間隔。第一傳感器靶166的數(shù)目可等于第二爪齒120的數(shù)目。每個(gè)第一傳感器靶166的圓周位置可對應(yīng)于或索引至第二爪齒120之一的位置。第一傳感器靶166可軸向地定位，以使得當(dāng)該第一傳感器靶166接近第一傳感器32時(shí)，每個(gè)傳感器靶166的角位置和邊界可通過第一傳感器32檢測。以這種方式，由第一傳感器32感測的第一傳感器靶166的位置或邊界對應(yīng)于第二爪齒120的角位置或邊界。因此，第一傳感器32可檢測第二爪齒120的角位置或旋轉(zhuǎn)位置和旋轉(zhuǎn)速度。

復(fù)位彈簧144可被配置為使第二鎖定爪96偏置遠(yuǎn)離第一鎖定爪94，以使得一組第二爪齒120正常地與一組第一爪齒110脫離。在所提供的具體實(shí)例中，復(fù)位彈簧144設(shè)置在第一鎖定爪94與第二鎖定爪96之間。

鎖定差速器組件10可以第一模式操作，在所述第一模式中致動器98將第二鎖定爪96置于第一位置，以使得一組第二爪齒120與一組第一爪齒110脫離。在此模式中，第一側(cè)齒輪80被允許相對于差速器殼60旋轉(zhuǎn)，以使得鎖定差速器組件10作為開放式差速器操作，從而允許第一側(cè)齒輪80與第二側(cè)齒輪82之間的速度差異。

鎖定差速器組件10可以第二模式操作，在所述第一模式中致動器98將第二鎖定爪96置于第二位置，以使得一組第二爪齒120與一組第一爪齒110嚙合。在此模式中，第一側(cè)齒輪80被鎖定至差速器殼60以共同旋轉(zhuǎn)，以使得鎖定差速器組件10作為鎖定差速器操作，從而不允許第一側(cè)齒輪80與第二側(cè)齒輪82之間的速度差異。

在操作時(shí)，復(fù)位彈簧144可使第二鎖定爪96偏置，以使得鎖定差速器組件10正常地處于第一模式中。當(dāng)需要將鎖定差速器組件10鎖定時(shí)，控制模塊30通?？墒闺姶啪€圈150通電，以驅(qū)動環(huán)形柱塞152軸向地朝向第一側(cè)齒輪80。環(huán)形柱塞152推動止推板142軸向地朝向第一側(cè)齒輪80，直到第一爪齒110和第二爪齒120嚙合為止。

另外參考圖5，示出了以第一種嚙合類型嚙合的第一爪齒110和第二爪齒120的示意圖。第二爪齒120可具有相對于第一爪齒110的旋轉(zhuǎn)速度在方向510中圍繞第二軸56(圖2-圖4)的旋轉(zhuǎn)速度。止推板142(圖3和圖4)被配置為如上所述地在方向512(即，沿著圖3和圖4中所示的第二軸56)中施加力。應(yīng)理解的是，第一爪齒110和第二爪齒120以第一種嚙合類型嚙合的相對角位置取決于第一鎖定爪94和第二鎖定爪96的相對旋轉(zhuǎn)速度以及致動器98可在方向512中移動第二鎖定爪96的速度。

每個(gè)第一爪齒110通?？删哂械谝幻?14、第二面518和第三面522。第一面514和第二面522為第一爪齒110的側(cè)面并且第二面518為第一爪齒110的端面。相鄰的第一爪齒110可限定在一個(gè)第一爪齒110的第一面514與相鄰一個(gè)第一爪齒110的第三面522之間的凹部526。在所提供的實(shí)例中，第一面514和第二面522從第一側(cè)齒輪80相對于彼此平行地軸向地向外延伸，并且垂直于第二面518，盡管可使用其他配置。

每個(gè)第二爪齒120通?？删哂械谒拿?50、第五面554和第六面558。第四面550和第六面558為第二爪齒120的側(cè)面并且第五面554為第二爪齒120的端面。雖然在圖5中出于說明目的示出了僅一個(gè)第二爪齒120，但是應(yīng)理解第二爪齒120的相鄰爪齒在一個(gè)第二爪齒120的第四面550與相鄰一個(gè)第二爪齒120的第六面558之間形成凹部。在所提供的實(shí)例中，第四面550和第六面558從環(huán)形體118相對于彼此平行地軸向地向外延伸，并且垂直于第五面554，盡管可使用其他配置。在所提供的實(shí)例中，第一面514和第二面522平行于第四面550和第六面558。在所提供的實(shí)例中，第二面518和第五面554彼此平行。

當(dāng)以第一種嚙合類型嚙合時(shí)，當(dāng)?shù)谝蛔X110和第二爪齒120具有相對角位置和相對旋轉(zhuǎn)速度時(shí)電磁線圈150通電，以使得來自止推板142的力在方向512中引起第五面554接觸第二面518并且在所述第二面上滑動，直到第二爪齒120與凹部526對準(zhǔn)為止。一旦第二爪齒120與凹部526對準(zhǔn)，第二爪齒120可進(jìn)入凹部526并繼續(xù)軸向地移動，直到第五面554接觸凹部526的底部。在第一種嚙合類型中，第五面554可在第六面558到達(dá)第一面514之前接觸凹部526的底部，以使得第五面554沿著凹部526的底部滑動，直到第一面514和第六面558嚙合。

控制模塊30(圖1-圖4)可被配置為使用各種相對旋轉(zhuǎn)速度、相對角位置、以及第二鎖定爪96可在方向512中移動的速度的預(yù)定或存儲查找表來確定第一爪齒110和第二爪齒120是否處于第一區(qū)562中，其中它們將以第一種嚙合類型嚙合。在所提供的實(shí)例中，第一區(qū)562為相對于第一爪齒110的角位置，其中對于具體的相對角速度來說，第二爪齒120的前緣(即第三面558)可以是相對于第一爪齒110的前緣(即第三面522)的預(yù)定角位置或距離。應(yīng)理解的是，控制模塊30可使用確定第一爪齒110和第二爪齒120是否處于第一區(qū)562中的其他方法(除查找表之外)，諸如基于例如等式計(jì)算相對位置。

另外參考圖6，示出了以第二種嚙合類型嚙合的第一爪齒110和第二爪齒120的示意圖。以第二種嚙合類型進(jìn)行的嚙合類似于以第一種嚙合類型進(jìn)行的嚙合，除本文另外示出或描述之外。當(dāng)以第二種嚙合類型嚙合時(shí)，當(dāng)?shù)谝蛔X110和第二爪齒120具有相對角位置和相對旋轉(zhuǎn)速度時(shí)電磁線圈150通電，以使得來自止推板142的力在方向512中引起第二爪齒120直接進(jìn)入凹部526而無第二面518和第五面554的接觸，以使得第五面554沿著凹部526的底部滑動，直到第一面514和第六面558嚙合為止。應(yīng)理解的是，第一爪齒110和第二爪齒120以第二種嚙合類型嚙合的相對角位置取決于第一鎖定爪94和第二鎖定爪96的相對旋轉(zhuǎn)速度以及致動器98可在方向512中移動第二鎖定爪96的速度。

控制模塊30(圖1-圖4)可被配置為使用各種相對旋轉(zhuǎn)速度、相對角位置、以及第二鎖定爪96可在方向512中移動的速度的預(yù)定或存儲查找表來確定第一爪齒110和第二爪齒120是否處于第二區(qū)566中，其中它們將以第二種嚙合類型嚙合。在所提供的實(shí)例中，第二區(qū)566為相對于第一爪齒110的角位置，其中對于具體的相對角速度來說，第二爪齒120的前緣(即第三面558)可以是相對于第一爪齒110的前緣(即第三面522)的預(yù)定角位置或距離。應(yīng)理解的是，控制模塊30可使用確定第一爪齒110和第二爪齒120是否處于第二區(qū)566中的其他方法(除查找表之外)，諸如基于例如等式計(jì)算相對位置。

另外參考圖7，示出了以第三種嚙合類型嚙合的第一爪齒110和第二爪齒120的示意圖。以第三種嚙合類型進(jìn)行的嚙合類似于以第二種嚙合類型進(jìn)行的嚙合，除本文另外示出或描述之外。當(dāng)以第三種嚙合類型嚙合時(shí)，當(dāng)?shù)谝蛔X110和第二爪齒120具有相對角位置和相對旋轉(zhuǎn)速度時(shí)電磁線圈150通電，以使得來自止推板142的力在方向512中引起第二爪齒120直接進(jìn)入凹部526而無第二面518與第五面554的接觸。在第三種嚙合類型中，第六面558接觸第一面514，之后第五面554接觸凹部526的底部。當(dāng)以第三種嚙合類型嚙合時(shí)，第二爪齒120對第一爪齒110的沖擊可導(dǎo)致第一爪齒110和/或第二爪齒120受損。應(yīng)理解的是，第一爪齒110和第二爪齒120以第三種嚙合類型嚙合的相對角位置取決于第一鎖定爪94和第二鎖定爪96的相對旋轉(zhuǎn)速度以及致動器98可在方向512中移動第二鎖定爪96的速度。

在所提供的實(shí)例中，第一爪齒110被分成兩部分，其中第一部分710靠近第二表面518并且第二部分714靠近凹部526的底部。在所提供的實(shí)例中，第一部分710為第一爪齒110中比第二部分714更小的部分。第一部分710和第二部分714的精確比例通?？扇Q于第一爪齒110和第二爪齒120的齒配置、速度和扭矩條件。

在所提供的第三種嚙合類型的實(shí)例中，第六面558接觸第一面514，同時(shí)第五面554對準(zhǔn)在第二部分714內(nèi)。在第六面558接觸第一表面514之后，第二爪齒120可在凹部526中繼續(xù)向下移動，其中第六表面558沿著第一表面514滑動，直到第五表面554接觸凹部526的底部為止。

控制模塊30(圖1-圖4)可被配置為使用各種相對旋轉(zhuǎn)速度、相對角位置、以及第二鎖定爪96可在方向512中移動的速度的預(yù)定或存儲查找表來確定第一爪齒110和第二爪齒120是否處于第三區(qū)570中，其中它們將以第三種嚙合類型嚙合。在所提供的實(shí)例中，第三區(qū)570為相對于第一爪齒110的角位置，其中對于具體的相對角速度來說，第二爪齒120的前緣(即第三面558)可以是相對于第一爪齒110的前緣(即第三面522)的預(yù)定角位置或距離。應(yīng)理解的是，控制模塊30可使用確定第一爪齒110和第二爪齒120是否處于第三區(qū)570中的其他方法(除查找表之外)，諸如基于例如等式計(jì)算相對位置。

另外參考圖8，示出了以第四種嚙合類型嚙合的第一爪齒110和第二爪齒120的示意圖。以第四種嚙合類型進(jìn)行的嚙合類似于以第三種嚙合類型進(jìn)行的嚙合，除本文另外示出或描述之外。當(dāng)以第四種嚙合類型嚙合時(shí)，當(dāng)?shù)谝蛔X110和第二爪齒120具有相對角位置和相對旋轉(zhuǎn)速度時(shí)電磁線圈150通電，以使得來自止推板142的力在方向512中引起第二爪齒120直接進(jìn)入凹部526而無第二面518與第五面554的接觸。在第四種嚙合類型中，第六面558接觸第一面514，之后第五面554接觸凹部526的底部。應(yīng)理解的是，第一爪齒110和第二爪齒120以第四種嚙合類型嚙合的相對角位置取決于第一鎖定爪94和第二鎖定爪96的相對旋轉(zhuǎn)速度以及致動器98可在方向512中移動第二鎖定爪96的速度。

在所提供的第四種嚙合類型的實(shí)例中，第六面558接觸第一面514，同時(shí)第五面554對準(zhǔn)在第一部分710內(nèi)。當(dāng)以第四種嚙合類型嚙合時(shí)，第二爪齒120對第一爪齒110的沖擊可導(dǎo)致第一爪齒110和/或第二爪齒120受損。所述沖擊還可引起第二爪齒120被撞出凹部526，這可導(dǎo)致錯(cuò)失的嚙合事件，其中第二爪齒120必須反彈回到第一爪齒110中以試圖進(jìn)入相鄰的一個(gè)凹部526。

控制模塊30(圖1-圖4)可被配置為使用各種相對旋轉(zhuǎn)速度、相對角位置、以及第二鎖定爪96可在方向512中移動的速度的預(yù)定或存儲查找表來確定第一爪齒110和第二爪齒120是否處于第四區(qū)574中，其中它們將以第四種嚙合類型嚙合。在所提供的實(shí)例中，第四區(qū)574為相對于第一爪齒110的角位置，其中對于具體的相對角速度來說，第二爪齒120的前緣(即第三面558)可以是相對于第一爪齒110的前緣(即第三面522)的預(yù)定角位置或距離。應(yīng)理解的是，控制模塊30可使用確定第一爪齒110和第二爪齒120是否處于第四區(qū)574中的其他方法(除查找表之外)，諸如基于例如等式計(jì)算相對位置。

另外參考圖9，以流程圖形式示出可通過控制模塊30用于操作致動器98的邏輯方案或方法910。邏輯方案910可最小化或消除第三種和第四種嚙合類型(圖7和圖8)中第一爪齒110和第二爪齒120的嚙合并且可確保嚙合僅以第一種嚙合類型或第二種嚙合類型或所需第一種嚙合類型與第二種嚙合類型的組合發(fā)生(圖5和圖6)。邏輯方案910可在步驟914處開始并進(jìn)行到步驟918。

在步驟918處，控制模塊30(圖1-圖4)可接收來自動力傳動系統(tǒng)20(圖1)的傳感器(圖1和圖2的傳感器32或34)的輸入、來自車輛6的操作者的輸入、和/或來自車輛6的另一個(gè)控制系統(tǒng)(例如，中央處理單元；未示出)的輸入?？刂颇K30所接收的輸入可用于確定將鎖定差速器組件10鎖定為需要的。例如，車輛6的操作者可手動請求鎖定差速器組件10回到其鎖定狀態(tài)，或者傳感器可指示車輛的車輪以將鎖定差速器組件10鎖定可獲益的方式滑動。如果將鎖定差速器組件10鎖定是不需要的，則邏輯方案910可返回到步驟914。如果控制模塊30已確定將鎖定差速器組件10鎖定是需要或觸發(fā)的，則邏輯方案910可進(jìn)行到步驟922。

在步驟922處，控制模塊30可接收來自第一傳感器32和第二傳感器34的輸入。控制模塊30可測定或計(jì)算第一爪齒110和第二爪齒120的相對角位置和軸向位置以及旋轉(zhuǎn)速度。在測定相對角位置和軸向位置以及速度之后，邏輯方案910可進(jìn)行到步驟930。

在步驟930處，控制模塊30可確定第二爪齒120是否處于相對于第一爪齒110的第一區(qū)562或第二區(qū)566。如果第二爪齒120不處于第一區(qū)562或第二區(qū)566(例如，它們處于第三區(qū)570或第四區(qū)574)，那么邏輯方案910可進(jìn)行到步驟934。

在步驟934處，控制模塊30可實(shí)施預(yù)定的時(shí)間延遲。預(yù)定的時(shí)間延遲可以是少量的時(shí)間，諸如幾分之一秒，以允許第一爪齒110和第二爪齒120相對于彼此少量旋轉(zhuǎn)。第一爪齒110和第二爪齒120可在時(shí)間延遲期間旋轉(zhuǎn)，以使得第二爪齒120可旋轉(zhuǎn)地靠近下一個(gè)區(qū)而不會在時(shí)間延遲過程中經(jīng)過下一個(gè)區(qū)。在時(shí)間延遲之后，邏輯方案910可返回到步驟930。

返回到步驟930，如果控制模塊30確定第二爪齒120處于第一區(qū)562或第二區(qū)566，那么邏輯方案910可進(jìn)行到步驟938。

在步驟938處，控制模塊30可通過使電磁線圈150通電來操作致動器98以軸向平移第二鎖定爪96操作。在控制模塊30使電磁線圈150通電之后，邏輯方案910可進(jìn)行到步驟942。

在步驟942處，控制模塊30可繼續(xù)保持電磁線圈150通電，直到第一爪齒110和第二爪齒120可以第一種嚙合類型或第二種嚙合類型嚙合。在第一爪齒110和第二爪齒120嚙合之后，邏輯方案910可在步驟946處終止。

另外參考圖10，示出了第二種構(gòu)造的鎖定差速器組件10’。鎖定差速器組件10’類似于鎖定差速器組件10(圖1-圖8)，除本文另外示出或描述的之外。示出了與鎖定差速器組件10類似的鎖定差速器組件10’的各方面并且用類似但加引號的參考數(shù)字進(jìn)行描述。因此，不重復(fù)這些方面的描述，而是參考鎖定差速器組件10’通過引用來并入。

在圖10所示的構(gòu)造中，止推板142’的第二部分158’并不包括多個(gè)第一傳感器靶166(圖3和圖4)并且第一傳感器32’未安裝到環(huán)形螺線管140’的殼體146’。相反，第一傳感器32’為可變磁阻傳感器，其包括第一鎖定爪94’、第二鎖定爪96’、側(cè)齒輪80’、線圈1010、以及可變磁阻接口電路(“VRIC”)芯片1014。

在此構(gòu)造中，側(cè)齒輪80’為至少部分磁化的。線圈1010為導(dǎo)電電線的線圈，并且在所提供的實(shí)例中與第一部分156’和環(huán)形體118’軸向地對準(zhǔn)并與它們徑向地向內(nèi)。線圈1010徑向地設(shè)置在側(cè)齒輪80’的輸出部分86’周圍。線圈1010被配置為使得當(dāng)?shù)谝蛔X110’和第二爪齒120’對準(zhǔn)時(shí)，在線圈1010中感應(yīng)磁通量，以產(chǎn)生穿過線圈1010的電壓。線圈1010可電聯(lián)接至VRIC芯片1014。VRIC芯片1014可以是被配置為調(diào)節(jié)(例如處理或擴(kuò)增)來自線圈1010的電信號(例如電壓)輸出的任何適合的VRIC電路。VRIC芯片1014可電聯(lián)接至控制模塊30’，以將調(diào)節(jié)的信號發(fā)送到控制模塊30’。因此，第一傳感器32’提供了基于第一爪齒110’和第二爪齒120’的對準(zhǔn)或非對準(zhǔn)(即角位置)的電壓輸出。鎖定差速器組件10’可以與鎖定差速器組件10相同的方式操作并且控制模塊30’可使用邏輯方案910操作以阻止第三種嚙合類型或第四種嚙合類型的嚙合。

已出于說明和描述目的提供實(shí)施方案的以上描述。這并不旨在窮盡或限制本公開。特定實(shí)施方案的單個(gè)元件或特征通常不限于所述特定實(shí)施方案，而是在適當(dāng)情況下為可互換的并且可用于所選實(shí)施方案中，即使沒有具體示出或描述。所述實(shí)施方案還可按許多方式進(jìn)行改變。此類變化不應(yīng)視為脫離本公開，并且所有這些修改旨在被包括在本公開的范圍內(nèi)。

在包括以下定義的本申請中，可利用術(shù)語“電路”來替代術(shù)語“模塊”或術(shù)語“控制器”。術(shù)語“模塊”可以是指以下各項(xiàng)、為以下各項(xiàng)的一部分、或包括以下各項(xiàng)：專用集成電路(ASIC)；數(shù)字、模擬或混合的數(shù)字/模擬分立電路；數(shù)字、模擬或混合的數(shù)字/模擬集成電路；組合邏輯電路；現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)；執(zhí)行代碼的處理器電路(共用、專用或群組)；存儲由處理器電路執(zhí)行的代碼的存儲器電路(共用、專用或群組)；提供所需功能的其他合適的硬件部件；或者上述一些或全部的組合，諸如在芯片上系統(tǒng)中。

模塊可包括一個(gè)或多個(gè)接口電路。在一些實(shí)例中，接口電路可包括連接至局域網(wǎng)(LAN)、英特網(wǎng)、廣域網(wǎng)(WAN)或其組合的有線接口或無線接口。本公開的任何給定模塊的功能可分布在經(jīng)由接口電路連接的多個(gè)模塊中。例如，多個(gè)模塊可允許負(fù)荷平衡。在另一個(gè)實(shí)例中，服務(wù)器(也稱為遠(yuǎn)程或云)模塊可以客戶端模塊的名義完成一些功能。

如上文使用的術(shù)語代碼可包括軟件、固件和/或微代碼，并且可以是指程序、例程、功能、類別、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和/或目標(biāo)。術(shù)語共用的處理器電路涵蓋執(zhí)行來自多個(gè)模塊的一些或所有代碼的單個(gè)處理器電路。術(shù)語群組處理器電路涵蓋結(jié)合另外的處理器電路執(zhí)行來自一個(gè)或多個(gè)模塊的一些或所有代碼的處理器電路。關(guān)于多個(gè)處理器電路涵蓋離散晶片上的多個(gè)處理器電路、單一晶片上的多個(gè)處理器電路、單一處理器電路的多個(gè)核、單一處理器電路的多個(gè)線程、或以上各項(xiàng)的組合。術(shù)語共用的存儲器電路涵蓋存儲來自多個(gè)模塊的一些或所有代碼的單個(gè)存儲器電路。術(shù)語群組存儲器電路涵蓋結(jié)合另外的存儲器存儲來自一個(gè)或多個(gè)模塊的一些或所有代碼的存儲器電路。

術(shù)語存儲器電路可以是術(shù)語計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的子集。如本文所用的術(shù)語計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)不涵蓋通過介質(zhì)(諸如在載波上)傳播的瞬時(shí)電信號和電磁信號；術(shù)語計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可因此被認(rèn)為是有形且非暫態(tài)的。非瞬時(shí)的有形計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的非限制性實(shí)例為非易失存儲器電路(諸如閃速存儲器電路、可擦除可編程只讀存儲器電路、或掩模只讀存儲器電路)、易失存儲器電路(諸如靜態(tài)隨機(jī)存取存儲器電路或動態(tài)隨機(jī)存取存儲器電路)、磁性存儲介質(zhì)(諸如模擬磁帶或數(shù)字磁帶或硬盤驅(qū)動器)、以及光存儲介質(zhì)(諸如CD、DVD或藍(lán)光光盤)。

在本申請中所述的裝置和方法可通過專用計(jì)算機(jī)部分或完全實(shí)施，所述專用計(jì)算機(jī)通過將通用計(jì)算機(jī)配置為執(zhí)行計(jì)算機(jī)程序中體現(xiàn)的一種或多種具體功能來形成。功能塊、流程圖組成和以上所述的其他元件用作軟件規(guī)范，所述規(guī)范可通過熟練技術(shù)人員或程序員的常規(guī)工作翻譯成計(jì)算機(jī)程序。

計(jì)算機(jī)程序包括存儲在至少一個(gè)非瞬時(shí)有形計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上的處理器可執(zhí)行指令。計(jì)算機(jī)程序還可包括或依賴于存儲的數(shù)據(jù)。計(jì)算機(jī)程序可涵蓋與專用計(jì)算機(jī)的硬件交互的的基本輸入/輸出系統(tǒng)(BIOS)、與專用計(jì)算機(jī)的特定裝置交互的設(shè)備驅(qū)動程序、一個(gè)或多個(gè)操作系統(tǒng)、用戶應(yīng)用、背景服務(wù)、背景應(yīng)用等。

計(jì)算機(jī)程序可包括：(i)待解析的描述性文本，諸如HTML(超文本標(biāo)記語言)或XML(可擴(kuò)展標(biāo)記語言)；(ii)匯編碼；(iii)由編譯器從源代碼產(chǎn)生的目標(biāo)碼；(iv)通過解釋器執(zhí)行的源代碼；(v)通過即時(shí)編譯器編輯并執(zhí)行的源代碼等。僅作為實(shí)例，源代碼可使用來自語言的句法編寫，所述語言包括C、C++、C#、Objective C、Haskell、Go、SQL、R、Lisp、Fortran、Perl、Pascal、Curl、OCaml、HTML5、Ada、ASP(活動服務(wù)器頁面)、PHP、Scala、Eiffel、Smalltalk、Erlang、Ruby、VisualLua、以及

權(quán)利要求書中的元件并不旨在為35 U.S.C.§112(f)含義內(nèi)裝置加功能元件，除非使用短語“用于...的裝置”精確描述元件或者在使用短語“用于...的操作”或“用于...的步驟”的方法項(xiàng)權(quán)利要求的情況下。