具有扭矩传感的变速器和分动器制造技术

本公开提供一种具有扭矩传感的变速器和分动器。为了方便扭矩传感器的使用，动力传动系统在变速器输出轴和下游部件之间包含连接轴。所述连接轴包括内部和外部，所述内部花键连接到输出轴，所述外部处理成产生基于所传递的扭矩而变化的磁场。所述内部和所述外部由周向间隙隔开以引导扭矩通过所处理的表面。使用所述连接轴消除了直接处理变速器输出轴的需要。将所述花键与所处理的表面径向地隔开减小了扭矩传感所需的轴向长度，并允许具有扭矩传感器的变型和不具有扭矩传感器的变型之间以及两轮驱动变型和四轮驱动变型之间的通用性。

【技术实现步骤摘要】

本公开涉及自动变速器和分动器的领域。更具体地讲，本公开涉及变速器输出扭矩传感器的安装。
技术介绍
自动变速器通过选择性地接合和分离若干换挡元件来建立具有不同传动比的多个动力流动路径。换挡元件包括摩擦离合器。控制器通过发送控制信号来设定各个摩擦离合器的扭矩容量。例如，控制器可向螺线管发送脉宽调制信号使得由螺线管施加的电磁力与脉宽成比例。螺线管可连接到阀体中的阀芯使得阀体的特定通路中的液压压力与电磁力成比例。来自所述通路的流体可流到离合器的活塞应用室，使活塞施加与流体压力相关的力。活塞力可挤压隔离片之间的摩擦片以建立离合器的扭矩容量。或者，所述信号可通过其它机制(诸如，使马达旋转，由此使活塞将力施加到离合器组件)来影响扭矩容量。由于信号和离合器扭矩容量之间的间接的因果关系链，一些不可预知的噪声因素可影响该关系。当控制器确定需要传动比改变时，控制器可通过释放一个称作即将分离元件的换挡元件并接合另一个称作即将接合元件的换挡元件来执行换挡。对于使车辆乘员感觉平稳的换挡，重要的是即将接合元件的扭矩容量和即将分离元件的扭矩容量相对于彼此以及相对于发动机扭矩是协调的。例如，如果过早释放即将分离元件，则驱动轴扭矩将过度下降并且发动机转速将上升。这种现象称为发动机爆发(engineflare)。另一方面，如果即将分离元件释放得太迟，则两个换挡元件将彼此抵抗并且输出扭矩将过度下降。这种现象称为绑定(tie-up)。为了调节控制信号使得在存在未知噪声因素的情况下扭矩容量是适宜的，控制器可使用反馈信号。例如，控制器可使用来自输入转速传感器和输出转速传感器的信号来计算变速器的当前传动比。输入转速与输出转速之比不期望的或过大的增加可指示发动机爆发。响应于这个信息，控制器可增加即将接合换挡元件的扭矩容量。然而，一些错误(诸如绑定)不一定反映在传动比上。此外，换挡元件扭矩容量中的错误显示为传动比的变化是需要时间的。因此，最好是利用变速器输出扭矩的测量值来补充这个信息。
技术实现思路
一种动力传动系统包括适于将变速器输出轴结合到下游动力传动系统部件的连接轴。所述连接轴包括内部和外部。所述内部适于(例如)通过花键固定到变速器输出轴。所述外部与所述内部同轴并轴向重叠。所述外部的外表面处理成产生随所传递的扭矩的变化而变化的磁场。所述内部和所述外部由周向间隙隔开以引导扭矩从所述变速器轴通过所述外表面。在一些实施例中，所述连接轴可将变速器输出轴直接地结合到驱动轴。在这样的实施例中，所述连接轴可包括法兰，所述法兰固定到所述外部并具有孔使得所述驱动轴可通过螺栓附连到所述法兰。在这样的实施例中，传感器可靠近连接轴的外部安装到变速器壳体并被配置为响应于所述磁场的变化而改变电信号。控制器可基于所述电信号确定变速器输出扭矩。在一些实施例中，所述连接轴可将变速器输出轴结合到分动器的输入轴。在这样的实施例中，可在连接轴的外部和分动器的输入轴之间包括磁隔离部。在这样的实施例中，传感器可靠近连接轴的外部安装到分动器壳体并被配置为响应于所述磁场的变化而改变电信号。控制器可基于所述电信号确定变速器输出扭矩。根据本公开，提供一种动力传动系统，包括：分动器壳体，适于固定到变速器壳体；分动器输入轴，支撑为相对于所述分动器壳体旋转；连接轴，具有外部和内部，所述外部固定到所述分动器输入轴并具有外表面，所述外表面处理成产生随所传递的扭矩的变化而变化的磁场；所述内部与所述外部轴向重叠并适于固定到变速器输出轴，所述内部和所述外部由周向间隙隔开以引导扭矩从所述变速器输出轴通过所述外表面。根据本公开的一个实施例，所述连接轴的外部通过磁隔离部固定到所述分动器输入轴。根据本公开的一个实施例，所述动力传动系统还包括传感器，所述传感器安装到所述分动器壳体并被配置为响应于所述磁场的变化而改变电信号。附图说明图1是后轮驱动动力传动系统的示意图。图2是四轮驱动动力传动系统的示意图。图3是示出了磁弹式输出扭矩传感器的安装的变速器的后部和驱动轴的前部的截面示意图。图4是示出了磁弹式输出扭矩传感器的替代的安装的变速器的后部和驱动轴的前部的截面示意图。图5是示出了磁弹式输出扭矩传感器的安装的变速器的后部和分动器的前部的截面示意图。具体实施方式在此描述本公开的实施例。然而，将理解的是，公开的实施例仅为示例，其他实施例可采用各种和替代的形式。附图不一定按比例绘制；可夸大或最小化一些特征以示出特定组件的细节。因此，在此公开的具体结构和功能细节不应被解释为限制，而仅为教导本领域技术人员以各种方式使用本专利技术的代表性基础。如本领域普通技术人员将理解的，可将参照任一附图示出并描述的各种特征与在一个或更多个其他附图中示出的特征相结合以产生未明确示出或描述的实施例。示出的特征的组合为典型应用提供代表性实施例。然而，与本公开的教导一致的特征的各种组合和变型可期望用于特定应用或实施方式。图1示意性地示出了后轮驱动车辆的动力传动系统。以实线示出机械连接并以虚线表示传送信息的信号。推进车辆的功率由内燃发动机10产生。这个功率由变速器12调节至满足车辆需求并传递到后驱动轴14。特别是，当车辆处于低速时，变速器12减小转速并使与由发动机提供的功率有关的扭矩倍增。当车辆处于高速时，变速器12使驱动轴14比发动机曲轴旋转得快。后差速器16将来自驱动轴14的动力在分别驱动左后车轮22和右后车轮24的左后车桥18和右后车桥20之间进行分配。当车辆转弯时，差速器16允许两个车桥相对于彼此以稍微不同的转速旋转。差速器16还使驱动轴扭矩以被称为主减速比的固定比倍增并将旋转轴线改变90度。左前车轮26和右前车轮28不被提供动力。变速器12通过选择性地接合和分离若干换挡元件来建立具有不同传动比的多个动力流动路径。在换挡事件期间，控制器30调节各个摩擦离合器的扭矩容量。对于一些类型的变速器(诸如双离合变速器)，控制器30还持续地调节一个或更多个离合器的扭矩容量以使车辆从静止位置起步。控制器30可使用来自变速器12(诸如输入和输出转速和扭矩传感器)的信号。控制器30还可向发动机10发送控制信号用以调节发动机的扭矩输出。图2示意性地示出了四轮驱动车辆动力传动系统。分动器32置于变速器12和驱动轴14之间。分动器32可将一部分动力从后驱动轴14转移至前驱动轴34。前差速器36将来自前驱动轴34的动力在分别驱动左前车轮本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种中空的连接轴，包括：内部，具有适于固定到变速器轴的内表面；外部，与所述内部同轴并轴向重叠并且具有外表面，所述外表面被处理成产生随传递扭矩的变化而变化的磁场，所述内部和所述外部由周向间隙隔开以引导扭矩从所述变速器轴通过所述外表面。

【技术特征摘要】
2015.01.21 US 62/105,969;2015.05.12 US 14/710,0061.一种中空的连接轴，包括：
内部，具有适于固定到变速器轴的内表面；
外部，与所述内部同轴并轴向重叠并且具有外表面，所述外表面被处理
成产生随传递扭矩的变化而变化的磁场，所述内部和所述外部由周向间隙隔
开以引导扭矩从所述变速器轴通过所述外表面。
2.根据权利要求1所述的连接轴，其中，所述内表面适于通过花键连接
固定到所述变速器轴。
3.根据权利要求1所述的连接轴，还包括法兰，所述法兰固定到所述外
部并限定适于固定驱动轴的一系列的孔。
4.根据权利要求1所述的连接轴，还包括磁隔离部，所述磁隔离部固定
到所述外部并适于固定到分动器轴。
5.一种动力传动系统，包括：
变速器壳体；
输出轴，被支撑为相对于所述变速器壳体旋转；
连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔治·爱德华·布莱维克，格雷戈里·丹尼尔·格莱斯基，杰夫瑞·爱德华·毛瑞尔，布鲁斯·格兰斯特伦，藤井雄二，
申请(专利权)人：福特全球技术公司，
类型：发明
国别省市：美国;US