(57)【要約】【課題】改良されたディファレンシャルを提供する。【解決手段】入力26によって駆動されて、出力28、30の対の間の回転速度に差を生じさせることが可能なディファレンシャル24を含む自動車のディファレンシャルアセンブリ22。ディファレンシャル24は、出力28、30と接続されるギアアセンブリと、出力28、30を選択的でかつ可変的に係合させる油圧作動クラッチ44を含む。油圧作動クラッチ44を係合させるため、作動油の圧力を生じさせる油圧ポンプ54を含む。また、入力26と油圧ポンプ54に対して接続される可変係合クラッチ56を含み、クラッチの係合中に、入力26が油圧ポンプ54を選択的に駆動させて、油圧作動クラッチ44に作動油の圧力を提供させる。可変係合クラッチを含むトルク連結装置も提供する。【選択図】図２
2007078183.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車のディファレンシャルアセンブリであって、
入力により駆動されて、出力の対の間の回転速度に差を生じさせることが可能なディファレンシャルを含み、このディファレンシャルは、前記出力と接続されるギアアセンブリと、前記出力を選択的でかつ可変的に連結させる油圧作動クラッチを含み、
前記油圧作動クラッチを係合させるため、作動油の圧力を生じさせることが可能な油圧ポンプを含み、
前記入力と前記油圧ポンプに対して操作可能に接続される可変係合クラッチを含み、前記可変係合クラッチの係合中に、前記入力が前記油圧ポンプを選択的に駆動させて、前記油圧作動クラッチに対して、作動油の圧力を提供させることを特徴とするディファレンシャルアセンブリ。
【請求項２】
さらに、前記油圧ポンプによって生じた作動油の圧力をモニタする圧力センサと、前記油圧ポンプによって生じた作動油の圧力に応じて前記可変係合クラッチの係合の度合いを制御するのに適した制御器とを有する制御システムを含むことを特徴とする請求項１に記載のディファレンシャルアセンブリ。
【請求項３】
前記制御器は、前記クラッチの係合の度合いを制御するため、前記可変係合クラッチに供給される電流を変化させるのに適することを特徴とする請求項２に記載のディファレンシャルアセンブリ。
【請求項４】
前記可変係合クラッチには、電磁紛クラッチが含まれることを特徴とする請求項１に記載のディファレンシャルアセンブリ。
【請求項５】
前記可変係合クラッチは、前記入力に対して操作可能に接続される回転可能な入力部材と、前記油圧ポンプに対して操作可能に接続される回転可能な出力部材と、前記入力及び出力部材の間に配置された媒体を含むことを特徴とする請求項１に記載のディファレンシャルアセンブリ。
【請求項６】
前記入力部材と前記出力部材の少なくとも一つは、非磁性的な特徴部を含むことを特徴とする請求項５に記載のディファレンシャルアセンブリ。
【請求項７】
前記媒体は、磁性的に反応する流体であることを特徴とする請求項５に記載のディファレンシャルアセンブリ。
【請求項８】
前記媒体は、電気的に反応する流体であることを特徴とする請求項５に記載のディファレンシャルアセンブリ。
【請求項９】
前記油圧ポンプは、ジェローターポンプであることを特徴とする請求項１に記載のディファレンシャルアセンブリ。
【請求項１０】
前記油圧作動クラッチは、多板クラッチパックと、加えられる作動油の圧力に応じて移動可能な、クラッチパック圧縮装置を含むことを特徴とする請求項１に記載のディファレンシャルアセンブリ。
【請求項１１】
さらに、前記ディファレンシャル、前記油圧ポンプ、及び前記可変係合クラッチを囲むハウジングを含み、このハウジングはサンプを有し、ここから、前記油圧作動クラッチを加圧し、伝達させるため、前記油圧ポンプによって作動油を引くようにしたことを特徴とする請求項１に記載のディファレンシャルアセンブリ。
【請求項１２】
前記ギアアセンブリは一対のサイドギアを有し、これらを夫々、前記サイドギアと噛合する一対のピニオンギアを有する前記出力とリングギアの対応するいずれかと固定させ、前記入力は、前記リングギアと噛合するピニオンギアを有するピニオン軸を含むことを特徴とする請求項１に記載のディファレンシャルアセンブリ。
【請求項１３】
自動車のディファレンシャルアセンブリであって、
入力により駆動されて、第一出力と第二出力の間の回転速度に差を生じさせることが可能なディファレンシャルを含み、このディファレンシャルは、前記第一及び第二出力と接続されるギアアセンブリと、前記第一及び第二出力を選択的でかつ可変的に連結させる油圧作動クラッチを含み、この油圧作動クラッチは、前記第一出力とともに回転するように接続される第一摩擦部材と、前記第二出力とともに回転するように接続される第二摩擦部材を有するクラッチパックと、このクラッチパックを圧縮するように操作可能な油圧作動装置を含み、
前記油圧作動クラッチを係合させるため、作動油の圧力を生じさせることが可能な油圧ジェローターポンプを含み、
前記入力と前記油圧ジェローターポンプに対して操作可能に接続される、可変的に係合する電磁紛クラッチを含み、前記クラッチの係合中に、前記入力が前記油圧ジェローターポンプを選択的に駆動させて、前記油圧作動装置を作動させるため、作動油の圧力を可変的に提供させることを特徴とするディファレンシャルアセンブリ。
【請求項１４】
さらに、前記油圧ポンプによって生じた作動油の圧力をモニタする圧力センサと、前記油圧ポンプによって生じた作動油の圧力に応じて前記可変係合クラッチの係合の度合いを制御するのに適した制御器とを有する制御システムを含むことを特徴とする請求項１３に記載のディファレンシャルアセンブリ。
【請求項１５】
前記制御器は、前記クラッチの係合の度合いを制御するため、前記可変係合クラッチに供給される電流を変化させるのに適することを特徴とする請求項１４に記載のディファレンシャルアセンブリ。
【請求項１６】
前記可変係合クラッチは、前記入力に対して操作可能に接続される回転可能な入力部材と、前記油圧ポンプに対して操作可能に接続される回転可能な出力部材と、前記入力及び出力部材の間に配置された磁性的に反応する媒体を含むことを特徴とする請求項１３に記載のディファレンシャルアセンブリ。
【請求項１７】
前記入力部材と前記出力部材の少なくとも一つは、非磁性的な特徴部を含むことを特徴とする請求項１６に記載のディファレンシャルアセンブリ。
【請求項１８】
さらに、前記ディファレンシャル、前記油圧ポンプ、及び、前記可変係合クラッチを囲むハウジングを含み、このハウジングはサンプを有し、ここから、前記油圧作動クラッチを加圧し、伝達させるため、前記油圧ポンプによって作動油を引くようにしたことを特徴とする請求項１３に記載のディファレンシャルアセンブリ。
【請求項１９】
前記ギアアセンブリは一対のサイドギアを有し、これらを夫々、前記サイドギアと噛合する一対のピニオンギアを有する前記第一及び第二の出力とリングギアの対応するいずれかと固定させ、前記入力は、前記リングギアと噛合するピニオンギアを有するピニオン軸を含むことを特徴とする請求項１３に記載のディファレンシャルアセンブリ。
【請求項２０】
さらに、前記油圧ポンプによって生じた作動油の圧力をモニタする手段と、前記油圧ポンプによって生じた作動油の圧力に応じて前記可変係合クラッチの係合の度合いを制御する手段を含むことを特徴とする請求項１３に記載のディファレンシャルアセンブリ。
【請求項２１】
トルク連結装置であって、
入力、出力、及び前記入力を前記出力に対して選択的でかつ可変的に連結させる油圧作動クラッチを含み、
前記油圧作動クラッチを係合させるため、作動油の圧力を生じさせることが可能な油圧ポンプを含み、
前記入力と前記油圧ポンプに対して操作可能に接続される可変係合クラッチを含み、前記可変係合クラッチの係合中に、前記入力が前記油圧ポンプを選択的に駆動させて、前記油圧作動クラッチに対して、作動油の圧力を提供させることを特徴とするトルク連結装置。
【請求項２２】
さらに、前記油圧ポンプによって生じた作動油の圧力をモニタする圧力センサと、前記油圧ポンプによって生じた作動油の圧力に応じて前記可変係合クラッチの係合の度合いを制御するのに適した制御器とを有する制御システムを含むことを特徴とする請求項２１に記載のトルク連結装置。
【請求項２３】
前記制御器は、前記クラッチの係合の度合いを制御するため、前記可変係合クラッチに供給される電流を変化させるのに適することを特徴とする請求項２２に記載のトルク連結装置。
【請求項２４】
前記可変係合クラッチには、電磁紛クラッチが含まれることを特徴とする請求項２１に記載のトルク連結装置。
【請求項２５】
前記可変係合クラッチは、前記入力に対して操作可能に接続される回転可能な入力部材と、前記油圧ポンプに対して操作可能に接続される回転可能な出力部材と、前記入力及び出力部材の間に配置された媒体を含むことを特徴とする請求項２１に記載のトルク連結装置。
【請求項２６】
前記入力部材と前記出力部材の少なくとも一つは、非磁性的な特徴部を含むことを特徴とする請求項２５に記載のトルク連結装置。
【請求項２７】
前記媒体は、磁性的に反応する流体であることを特徴とする請求項２５に記載のトルク連結装置。
【請求項２８】
前記媒体は、電気的に反応する流体であることを特徴とする請求項２５に記載のトルク連結装置。
【請求項２９】
前記油圧ポンプは、ジェローターポンプであることを特徴とする請求項２１に記載のトルク連結装置。
【請求項３０】
前記油圧作動クラッチは、多板クラッチパックと、加えられる作動油の圧力に応じて移動可能なクラッチパック圧縮装置を含むことを特徴とする請求項２１に記載のトルク連結装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車のディファレンシャル（差動装置）に関し、また、可変係合クラッチとともに油圧ポンプを含む自動車のディファレンシャルに関する。
【背景技術】
【０００２】
二つの駆動輪がエンジンからパワーを継続して受取る際、外側の駆動綸を内側の駆動綸よりも速く回転させるため、自動車にディファレンシャルが備えられている。この点に関して、ディファレンシャルは有用であるけれども、例えば、雪や泥や他の滑りやすい媒体上では、自動車の進行を失わせる場合があった。駆動綸のいずれかが進行を失う場合、この駆動綸は高速でスピンして、他方の車輪が全くスピンしなくなることがある。このような状況を克服するため、進行を失った駆動綸からパワーをシフトさせて、スピンしない駆動綸をスピンさせるように、スリップ制限用のディファレンシャルが開発されている。
【０００３】
近年、ディファレンシャルの出力軸の間で、ディファレンシャルの回転を限定させるために、油圧作動型のクラッチを備えた、電気制御された、スリップ制限用のディファレンシャルが導入されてきている。この油圧作動型のクラッチは、自動車の駆動軸に取付けられたポンプによって駆動されている。ほとんどの期間では、自動車は、油圧クラッチを作動させる必要が無いように、適切な進行を有している。しかし、備えられた駆動軸は回転し、ポンプは操作され続けており、流体をポンプさせている。この構成では、ディファレンシャルは、必要な場合に、加圧流体を油圧作動クラッチまで分配するために、一つ又は複数の弁を必要としている。しかし、継続してポンプを操作するために生じる、無駄なエネルギー損失が、自動車の燃料経済に負の影響を及ぼしており、また、作動油の寿命を短縮させていた。従って、少なくともこれらの理由によって、より改良されたディファレンシャルが求められている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記課題を解決するため、改良されたディファレンシャルを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、入力によって駆動されて、出力の対の間の回転速度を相違させるように、ディファレンシャルを含む、自動車のディファレンシャルアセンブリを提供する。このディファレンシャルは、出力と接続されるギアアセンブリと、選択的に、かつ可変的に出力を接続させる油圧作動クラッチを含んでいる。また、油圧作動クラッチを係合させるため、作動油の圧力を生じさせるように、油圧ポンプを適用させている。これら入力と油圧ポンプには、可変係合クラッチが操作可能に接続されており、クラッチの係合時に、入力が油圧ポンプを選択的に駆動させて、油圧作動クラッチに作動油の圧力を提供させている。
本発明の他の特徴は、添付した図とともに、以下の詳細な説明から、当該技術分野において通常の知識を有する者ならば、理解できるであろう。
尚、本発明は、可変係合クラッチを含むトルク連結装置（カップリング）も提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、添付した図を参照して、本発明に係る幾つかの実施形態について説明する。尚、これら図は、寸法を合せておらず、また、本発明の図解と説明を解かり易くするため、幾つかの特徴については、簡略化したり、誇張して示している。さらに、ここで示した実施形態は、排他的なものではなく、つまり、添付した図に示し、後述する詳細な説明に記載した特定の構成に、本発明を制限させたり、限定させることを意図したものではない。
【０００７】
図１を参照すると、自動車１０について例示しているが、例えば、これは、乗用車や、スポーツカーや、軽トラック等であり、第一及び第二の自動車の車軸１２及び１４を夫々有し、また、内燃機関等である原動機１６と、動力伝達機構（パワートランスミッション）１８を有している。例示した実施形態では、第二の車軸１４は、主要な自動車の推進軸として機能し、これに対して、主要な駆動綸が操作可能に接続されている。一方、第一の車軸１２は、第二の車軸として機能し、これに対して、操舵輪（ステアリングホイール）が取付けられることがある。選択的に、第一の車軸１２を自動車の推進軸として機能させて、第一と第二の駆動軸１２、１４の間にトルクを配分するトランスファケース（図１の破線参照）からトルクを受取れるようにすることは可能である。トルクは、一つ又は複数の推進又は駆動軸２０と、選択的に、本発明の実施形態に従うトルク連結装置２１、また、本発明の実施形態に従うディファレンシャルアセンブリ２２を介して、車軸１２と１４に伝達されてもよい。図１に示した自動車１０は、例示的に示されたに過ぎず、他のパワートレイン構成を含んでいてもよく、例えば、第一の車軸１２を主要な駆動軸として機能させるように、主要な前方駆動構成を有していてもよい。
【０００８】
図２及び３を参照すると、ディファレンシャルアセンブリ２２の実施形態が示されている。この例示した実施形態では、ディファレンシャルアセンブリ２２は、油圧を用いて、電気制御される、スリップ制限用のディファレンシャルに関し、出力２８と３０の対の間で、様々にトルクを分配することができ、必要に応じて、フルアクセルロックまで対応することができる。ディファレンシャルアセンブリ２２は、独立した製品として用いられてもよく、又は、必要に応じて、他の自動車のシステム、例えば、自動車の動的さを向上させるように、自動車のアンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）や安定制御用のパッケージに組み込まれていてもよい。
【０００９】
図２に示すように、ディファレンシャルアセンブリ２２は、ディファレンシャル２４を含み、これは、入力２６によって駆動されて、出力２８、３０の間で回転速度を相違させることができる。出力２８、３０には、対応するようにギアアセンブリ３２が接続されるが、これは、サイドギア３４と３６の対を有していてもよい。また、一対のピニオンギア４０を有することがある、リングギア３８を、例えば、サイドギア３４、３６と噛合させてもよい。入力２６は回転可能なピニオン軸を含み、これには、リングギア３８と噛合するようにピニオンギア４２が備えられる。
【００１０】
油圧作動クラッチ４４は、出力２８、３０の間でトルクを伝達することが望まれる時に、これらを選択的にかつ可変的に連結する。例示した実施形態では、概略的に示しているが、油圧作動クラッチ４４は、多板（マルチディスク）クラッチパック４６と、作動油の圧力に応じて移動できるクラッチパックの圧縮装置４８（例えば、ピストン）を有している。出力３０とともに回転するために、少なくとも一つの第一摩擦ディスク５０が接続されており、また、出力２８とともに回転するために、少なくとも一つの第二摩擦ディスク５２が接続されている。尚、図２と３に概略的に示した油圧作動クラッチ４４の実施形態は、例示的にのみ示されており、本発明の範囲内から離れることなく、出力２８、３０を選択的にかつ可変的に連結させる、他の流体パワーを用いて駆動されるクラッチ構成をディファレンシャルアセンブリ内に組付けることは可能である。例えば、油圧作動クラッチ４４は、任意のタイプの軸方向に作動されるクラッチ、例えば、単板クラッチや、多板クラッチや、コーンクラッチ等を含んでいてもよい。また、スクエアージョークラッチやスパイラルジョークラッチを用いることも可能である。尚、これらのクラッチは、比例してトルクを伝達させる必要はない。
【００１１】
ディファレンシャルアセンブリ２２はまた、油圧作動クラッチ４４を係合させるため、作動油の圧力を生じさせるのに適した、油圧ポンプ５４を備えている。実施形態では、油圧ポンプ５４は、入力２６に対し操作可能に接続される、可変係合クラッチ５６によって駆動されるジェローターポンプであって、可変係合クラッチ５６の係合時に、選択的にかつ可変的に、油圧ポンプ５４を駆動させるようにしている。そして、加圧流体が必要とされない時に、油圧ポンプ５４の操作に関する無駄な損失を最小にするように、油圧作動クラッチ４４によって流体パワーが必要とされる時にだけ、可変係合クラッチを操作させることができ、また、係合のレベルを、油圧作動クラッチ４４に望まれる係合の度合いと対応させている。このように、様々な、通常の、電気制御される、スリップ制限用のディファレンシャル内で流体パワーを分配させるために必要とされる弁や他の装置を除くことができる。ハウジング（図示せず）によって、ディファレンシャル２４、油圧ポンプ５４、可変係合クラッチ５６を覆うことは可能であり、また、サンプ５８を備えて、油圧ポンプ５４によって、油圧作動クラッチ４４に対し加圧し、伝達させるために作動油を引いてもよい。
【００１２】
実施形態では、可変係合クラッチ５６は、電磁紛（magnetic particle）クラッチでもよく、供給される電流に比例して、入力２６とポンプ５４の間でトルクを伝達させる。本明細書では、クラッチ５６を電磁紛クラッチとして説明するが、本発明の範囲内から離れることなく、他のタイプの可変係合クラッチ、例えば、二つの相対的に回転する部材の間でトルクを伝達させるために電気的に制限させる媒体を用いるようなクラッチを、ディファレンシャルアセンブリ２２内に用いてもよい。
【００１３】
例示した構成では、可変係合クラッチ５６は、略円筒形状の支持部材６２内に配置されているベアリング６０を用いて、入力２６上に支持されており、ディファレンシャル２４、油圧ポンプ５４、可変係合クラッチ５６を囲むハウジングに取付けられることができる。図４に概略的に示すように、回転可能で、略円筒形状の入力部材６４は、入力２６に対して操作可能となるように接続されることができ、また、回転可能で、略円筒形状の出力部材６６は、油圧ポンプ５４に対して操作可能となるように接続されている。入力と出力部材６４、６６の間には、媒体６８（例えば、図５Ａ及び５Ｂに示すように、流動性の媒体）を配置している。例示した実施形態では、入力及び出力部材６４、６６は、夫々、入力２６及びポンプ５４に対してスプライン接続されている。入力及び出力部材６４、６６を、入力２６及び／又はディファレンシャルアセンブリのハウジングに対して回転させるため、ベアリング６９のような、任意の数の他のベアリングを用いることは任意である。
【００１４】
入力及び出力部材６４、６６は、夫々、磁性特性を一般に示すが、少なくとも一つの非磁性的な特徴部７０を一般に含んでいてもよい。以下においてさらに詳細に説明するように、磁束（フラックス）は、最小の抵抗の経路（つまり、磁性透過が最も高い経路）に従う。非磁性的な特徴部７０は、媒体６８と出力部材６６を通る経路を、入力部材６４を通る短絡よりも、より容易な磁性経路（より高い磁性透過で）にさせている。
【００１５】
図４に示す実施形態を参照すると、非磁性的な特徴部７０は、台形（不等辺四辺形）の断面を有する溝を含むことができるが、これに限定される必要はない。あるいは、非磁性的な特徴部７０は、例えば、対応する入力又は出力部材６４、６６をほぼ、又は完全に貫通するように配置された、非磁性リング又はスロットを含んでいてもよい。さらに、非磁性的な特徴部７０は、入力又は出力部材６４、６６の表面上に配置されていてもよく、又は、入力又は出力部材６４、６６をほぼ、又は完全に貫通するように配置されていてもよい。入力及び出力部材６４、６６に含まれる非磁性的な特徴部７０の数は、例えば、クラッチ５６のトルクを伝達する必要性に基づくことができる。図２−４に例示した実施形態では、例えば、入力部材６４は、単一の非磁性的な特徴部７０を含んでいる。また、比較として、図６に例示した実施形態では、出力部材６６は、入力部材６４内の非磁性的な特徴部７０ａの間に、等しい点で、径方向で外側に配置された、複数の非磁性的な特徴部７０ｂを含んでいる。
【００１６】
入力部材６４と出力部材６６は接触せず、これらの間に実質的に均一な隙間７２を定めていてもよい。隙間７２は、例えば、磁性的に反応するパウダー（具体的には、アイロンパウダー）のような、媒体６８（例えば、図５Ａ参照）の薄い層を、入力及び出力部材６４、６６の間に置けるように、十分に広くなくてはならない。図５Ａ及び５Ｂに示すように、特徴部７０の非磁性的な特性によって、隙間７２を通って、磁束７４のラインを集中させて、向わせることを助けている。
【００１７】
また、可変係合クラッチ５４は、磁束の源７６を含み、これは、例えば、入力部材６４と支持体６２の間で、支持体６２の外側に取付けられた電磁石でもよい。例示した実施形態では、源７６は、略ドーナッツ形（トロイダル）のシェル８０によって囲まれた、ワイヤーを巻き付けたコイル７８を含む。公知なように、コイル７８に加えられる電流は、源７６の近くに磁場を発生することができ、この強度は、加えられる電流のレベルに比例する。あるいは、源７６は、他の構成を含んでいてもよく、例えば、反作用する電磁石によって補われる永久磁石を含み、電磁石が消えるとき、クラッチ５６の係合を外すようにしてもよい。
【００１８】
従来公知なように、磁束７４のラインは、公知の磁性特性とともに構造を実質的に通る経路を進む。図４に示したように、磁束７４のラインは、剛性のシェル８０を通って、入力部材６４内に入り、磁束７４が入力部材６４を飽和させる。飽和されると、磁束７４のラインは、最も抵抗の少ない経路に従い、隙間７２を横切り、出力部材６６内に入る。特徴７０の最も狭い幅は、最適には、隙間７２の幅よりも広いように構成されて、磁束７４が特徴部７０を横切り、媒体６８を短絡させるのを防ぐ。出力部材６６内に入ると、磁束７４は出力部材６６を飽和させて、隙間７２を再度横切り、入力部材６４内に入る。図６に示した実施形態では、このプロセスは、非磁性的な特徴の数が尽きるまで、特徴７０ａと７０ｂの間で、隙間７２を横切って磁束７４を行き戻りさせるように、続けられる。
【００１９】
図５Ｂに示すように、磁性的に反応する粒子６８ｐは、磁場の強度に関して形態を変化させることができ、例えば、磁束７４が隙間７２を横切る際、磁束７４のラインと並ぶことができる。磁場の影響下で、磁性的に反応する粒子６８ｐは、チェイン８２内にリンク又はロックすることができ、せん断力を増大させ、隙間７２に面する入力及び出力部材６４、６６の表面に対する機械的な摩擦を増大させる。せん断及び摩擦を増やすことで、入力部材６４と出力部材６６の間でトルクが伝達される。
【００２０】
実施形態では、ディファレンシャルアセンブリ２２は、油圧ポンプ５４から生じた作動油の圧力をモニタするための圧力センサ８２と、油圧ポンプ５４によって生じた作動油の圧力に応じて、例えば閉ループのように、油圧クラッチ４４の係合の度合いを制御するため、可変係合クラッチ５６に供給される電流を変化させることができる、マイクロプロセッサに基づく電子制御装置（ＥＣＵ）のような制御器８４を有する、制御システムを備えていてもよい。制御器８４は、可変係合クラッチ５６の操作を制御するため、一般にコンピュータープログラムの形態である、論理規則を記憶するために十分なメモリを備えることができ、また、クラッチ５６を作用させる時期を決定するため、例えば、速度センサ、ステアリングセンサ、トルクセンサ、又は他の自動車の制御器のような、様々な自動車の源から、一つ又は複数の入力を受取れるようにしてもよい。当該技術分野において通常の知識を有する者であれば、本発明は、ＥＣＵの特定のタイプや構成、また、特定の制御論理に何等限定されないことを理解するであろう。さらに、制御器８４をディファレンシャルアセンブリ２２内に含ませて、自動車の通信バスから情報を受取れるようにしてもよく、又は、例えば主要な自動車のＥＣＵのような、一つ又は複数の自動車の制御器内に含ませてもよい。
【００２１】
可変係合クラッチ５６を係合させることで、油圧クラッチ４４を操作することが望まれる場合には、上述したように、適当な電気信号を磁束７６の源に伝達させて、磁場を生じさせてもよく、入力部材６４と出力部材６６の間でトルクを伝達させるため、媒体６８の特性を変化させてもよい。この実施形態では、可変係合クラッチ５６は、クラッチ５６の磁性飽和点まで、源７６に加えられる電流と出力トルクの間で、ほぼ線形の関係を示す。従って、入力及び出力部材６４、６６の間で伝達されるトルクの量は、源７６に加えられる電流を変化させることで選択的に制御することができ、このため、必要とされる時に、部分的な係合を得ることができ、又は、必要とされ、許容できる時に、完全な係合を得ることができる。例えば、出力２８と３０の間で、最小のトルクだけを伝達させることが望まれる場合には、クラッチ５６を部分的に係合させてもよく、また、全車軸ロックが望まれる場合には、クラッチ５６を完全に係合させてもよい。また、クラッチ５６を徐々に係合させることで、ほぼオン／オフの態様で係合するように、出力をロックさせるクラッチを有する、通常のスリップ制限用のディファレンシャルによって生じる自動車の揺れを、防いだり、減らすことが可能になる。
【００２２】
クラッチ５６を操作するための入力電流は、二つの部分、つまり、（ｉ）クラッチを完全に係合させるために必要な係合用の電流と、（ｉｉ）クラッチ５６を完全に係合させることを保つのに必要とされる、所定の電流を示す安定状態の電流、に適用されてもよい。クラッチ５６の係合を制御するために、無数のやり方を用いることができるが、例えば、（ｉ）係合電流のレベル、（ｉｉ）係合電流の適用の割合、（ｉｉｉ）係合電流の減少の割合のうち、少なくとも一つを変化させてもよい。係合電流の大きさと適用の割合が大きい程、クラッチ５６の係合はより速くなる。上述したように、クラッチ５６の係合は、少なくとも部分的に、磁束７４の源により生じた磁場の強さの関数であり、これは次に、コイル７８に加えられる電流に関する。比較的に速くクラッチ５６を係合させることが望ましい時、速度に近づく、回転する入力及び出力部材６４、６６の慣性効果を克服するように、係合電流を安定状態の電流よりもよりも高くさせてもよい。一方、比較的に遅くクラッチ５６を係合させることが望ましい時、安定状態の電流に向って、係合電流を緩やかに傾斜させてもよい。
【００２３】
源７６に対して入力電流を適用させることは、制御器８４によって提供される電気信号に対して、パルス幅を変調させること（ＰＷＭ：pulse width modulating）で行うことができる。この方法では、電気信号は所定の電流を有し、例えば、クラッチ５６の磁性飽和点と対応する電流を、所定の周波数でパルスさせて、この結果、低めで、全体的に平均の入力電流を源７８に加えさせる。例えば、限界なく、６アンペアの電流値の電気信号を５０％の時間でパルスさせて、６アンペアに関連する入力のパワーの約二分の一を源７６に加えるようにしてもよい。理解できるように、係合電流を変調させるパルス幅は、源７６に対する最大パワーの入力を減らして、この結果、より効果的にクラッチ５６を操作することを可能にする。
【００２４】
電流の適用とクラッチ５６の出力トルクの間には、線形（又は、ほぼ線形）の関係が可能なため、入力電流を源７６に加えることで、出力部材６６を入力部材６４に対してスリップさせて、この結果、クラッチ５６を部分的にだけ係合させてもよい。部分的に係合される場合には、クラッチ５６が完全に係合される場合と比べて、より小さな量のトルクが、入力部材６４から出力部材６６まで伝達される。従って、出力部材６６がポンプを駆動し、この結果、ポンプ５４の出力圧力を駆動するときの速度は、クラッチ５６に送られる入力電流に従って変化することができる。
【００２５】
理解できるように、出力２８と３０の間の速度に実質的に差がない時に、ポンプ５４を操作するように、クラッチ５６を係合することができ、これは、自動車を安定して制御する場合に有用な特徴である。例えば、所定の自動車速度にとって、あまりにも急に自動車が曲がる場合に、オーバーステアー状態が生じることがあるが、この結果、制御不能なように、自動車がスピンすることがある。オーバーステアー中では、出力２８、３０の間の速度の差は比較的に低く、駆動綸の進行を失うことを一般に示さない。クラッチ５６を係合させることで、自動車は、出力２８、３０の回転をロックさせて、このため、オーバーステアー状態を正すように、内側の駆動綸を効果的に速度を上昇させることができる。
【００２６】
図７を参照すると、本発明の実施形態に係るトルク連結装置１０２の断面図が示されている。図示した実施形態では、トルク連結装置１０２は、構造及び操作の双方で、ディファレンシャルアセンブリ２２と、実質的に同様であるが、少なくとも一つの例外があり、つまり、トルク連結装置１０２は、ディファレンシャル部品２４を含まない。替わりに、入力１０４は、多板クラッチパック１０８の少なくとも一つの摩擦ディスク１０６と操作可能なように接続され、また、出力１１０は、少なくとも一つの摩擦ディスク１１２と操作可能なように接続される。トルク連結装置１０２の操作は、ディファレンシャルアセンブリ２２の操作と実質的に同様であり、つまり、油圧ポンプ１１４は、入力１０４に対して操作可能に接続された可変係合クラッチ１１６によって駆動されて、このため、可変係合クラッチ１１６の係合中、入力１０４は、油圧ポンプ１１４を選択的でかつ可変的に駆動させて、クラッチパック１０８を選択的に圧縮して、入力１０４と出力１１０の間でトルクを伝達させる。
【００２７】
以上、例示した実施形態を参照して、本発明について、図示し、説明したが、この実施形態は、本発明を実施することができる最良の形態について、単に例示しているに過ぎない。当該技術分野において通常の知識を有する者であれば、添付した特許請求の範囲に定めた本発明の技術思想と範囲から離れることなく、本発明を実施できるように、例示した実施形態に対して、様々な変更を加えることは可能であることを理解されたい。従って、特許請求の範囲は、本発明の範囲を定めることを目的とし、この請求の範囲内に含まれる方法と装置は、これらと同等のものも含む。この本発明の説明には、ここで説明された構成要素の、全ての新規で、非自明な組合せが含まれることを理解されたい。また、本出願の特許請求の範囲と、後の出願のものでは、これら構成要素の、任意の新規で、非自明な組合せを含むことができる。さらに、上記実施形態は、例示的なものであって、本出願と、後の出願において、請求され得る、全ての可能な組合せにとり、単一の特徴又は構成要素は重要ではない。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施形態に従うディファレンシャルアセンブリとトルク連結装置を含む、自動車のパワートレインシステムを概略的に示す図である。
【図２】本発明の実施形態に従うディファレンシャルを概略的に示す図である。
【図３】可変係合クラッチと油圧作動クラッチの係合時の、図２に示したディファレンシャルアセンブリを概略的に示す図である。
【図４】図２と３に示した可変係合クラッチの要部拡大断面図である。
【図５】図２−４に示した可変係合クラッチの媒体について、非係合時と係合時について、夫々、５Ａと５Ｂに分けて示す図である。
【図６】本発明の他の実施形態に従う可変係合クラッチの断面図である。
【図７】本発明の実施形態に従うトルク連結装置を概略的に示す図である。
【符号の説明】
【００２９】
１０              自動車
１２、１４        車軸
１６              原動機
１８              動力伝達機構
２２              ディファレンシャルアセンブリ
２４              ディファレンシャル
２６              入力
２８、３０        出力
４４              油圧作動クラッチ
５４              油圧ポンプ
５６              可変係合クラッチ
５８              サンプ
６４              入力部材
６６              出力部材
６８              媒体
７６              磁束の源
８４              制御器
１０２            トルク連結装置
１０４            入力
１１０            出力
１１４            油圧ポンプ
１１６            可変係合クラッチ
【図１】
2007078183.tif 000003
【図２】
2007078183.tif 000004
【図３】
2007078183.tif 000005
【図４】
2007078183.tif 000006
【図５】
2007078183.tif 000007
【図６】
2007078183.tif 000008
【図７】
2007078183.tif 000009