CN107143592A - 使用差压的离合器致动 - Google Patents

Abstract

一种具有活塞的致动装置用于通过差压的方式来致动机械或摩擦离合器。对活塞的两侧加压，并且减小或增大这两侧之间的相对压力以使活塞沿任一方向移动。可利用位置反馈或利用已知弹簧比率的弹簧、两个活塞区域并且了解这两个区域的压力来确定活塞的位置。致动装置可与可选离合器一起使用以致动致动凸轮，并且也可与要求实现多个位置及离合器模式的能力的其他离合器一起应用。

Description

使用差压的离合器致动

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，公开了一种用于可选择离合器的致动器装置，该可选择离合器具有多个模式位置以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。该致动器装置可包括活塞壳体以及活塞，该活塞壳体具有外表面、纵向延伸穿过该活塞壳体的活塞壳体纵向孔、从外表面向内延伸并邻近第一孔端而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并邻近第二孔端而与活塞壳体纵向孔相交的第二流体通道，该活塞具有设置在活塞壳体纵向孔内以在其中进行纵向运动的活塞本体。朝第二孔端作用在活塞本体上的第一压力等于第一流体通道处所提供的第一压力乘以与活塞本体的第一活塞本体横截面面积相等的第一面积，并且朝第一孔端作用在活塞本体上的第二压力等于第二流体通道处所提供的第二压力乘以与活塞本体的第二活塞本体横截面面积相等的第二面积。

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。

其它方面由本专利的权利要求限定。

附图说明

图1是可在车辆中实施的呈多模式离合器模块形式的可选择离合器的一个可能实施例的一部分的透视图及截面图；

图2是图1的多模式离合器模块的一个可能实施例的一部分的放大侧视图，其中邻近的内座圈板被移除以显示内部部件，且致动器凸轮处于单向锁定单向未锁定位置；

图3是图1的多模式离合器模块的一个可能实施例的放大图，其中致动器凸轮处于双向未锁定位置；

图4是图1的多模式离合器模块的放大图，其中致动器凸轮处于双向锁定位置；

图5是根据本发明的致动器装置的实施例通过图2的线5-5截取的截面图，该致动器在适当位置以将致动器凸轮置于单向锁定单向未锁定位置；

图6是致动器装置的实施例通过图3的线6-6截取的截面图，该致动器在适当位置以将致动器凸轮置于双向未锁定位置；

图7是致动器装置的实施例通过图4的线7-7截取的截面图，该致动器在适当位置以将致动器凸轮置于单向锁定单向未锁定位置；及

图8是根据本发明的致动器装置的可选实施例的通过图2的线5-5截取的剖面图，该致动器装置位于适当的位置以将致动器凸轮放置在单向锁定单向解锁位置；

图9是致动器装置的可选实施例的通过图3的线6-6截取的剖面图，该致动器装置位于适当的位置以将致动器凸轮放置在双向解锁位置；以及

图10是致动器装置的可选实施例的通过图4的线7-7截取的剖面图，该致动器装置位于适当的位置以将致动器凸轮放置在单向锁定单向解锁位置。

具体实施方式

根据本发明，可选择离合器(诸如多模式离合器模块)可在车辆的各个位置(未示出)处实施，以提供用于连接和断开可旋转部件以分别阻止或允许两个部件之间的相对旋转的多个模式。参照图1，车辆的多模式离合器10可为由Papania于2014年8月7日公开的名为“多模式离合器模块”的国际公开号WO 2014/120595 A1中所示出并描述的类型，该国际公开在此明确引入作为参考。虽然本文示出并描述了多模式离合器10，但本领域技术人员将理解，根据本发明的致动器装置可与其它类型的可选择离合器一起实施，其提供用于连接和断开可旋转部件以分别阻止或允许两个部件之间的相对旋转的多个模式，且本发明人设想到将致动器装置与这种可选择离合器一起使用。在所示实施例中，多模式离合器10可结合内从动轮毂50和外壳体52，其可在多模式离合器10的某些模式中被锁定以共同旋转，且可在多模式离合器10的其它模式中被解锁以相对于彼此独立旋转，如下文中将更详细地所描述。从动轮毂50可包含周向间隔轮齿54的阵列，其适于将内座圈56固定至从动轮毂50以随其一起旋转。如所公开的，内座圈56由第一和第二间隔板56A和56B组成。夹在该对内座圈板56A和56B之间的外座圈58被定位成允许内座圈56和外座圈58之间的相对旋转，且外座圈58操作性地联接至外壳体52以随其一起旋转。

在多模式离合器10的本设计中，致动器凸轮60置于座圈板56A和56B中之一与外座圈58之间，以围绕从动轮毂50和外壳体52的共用轴线在预定角度内旋转，以控制相对棘爪对62和64的移动，如将在下文进一步描述。棘爪组62和64被截留并因此保持在内座圈板54A和56B之间以允许分别夹持在领结形孔隙66和68内的棘爪62和64的有限角移动，其受到致动器凸轮60的控制。在每一组中，组合式棘爪62和对应孔隙66类似于组合式棘爪64和对应孔隙68但与其相反定向。多模式离合器10的元件包含在外壳体52内。多个间隔开的孔隙70适于容纳铆钉(未示出)用于提供两个内座圈板56A和56B中之一相对于另一个固定且刚性的紧固。

多模式离合器10的操作部件在图2-4中示出，该图还示出了多模式离合器10的各种操作模式，其用于控制附接至从动轮毂50和外壳体52的部件之间的相对旋转。首先参照图2，外座圈58配置成通过为外座圈58的内圆周提供周向间隔槽口72而适应与棘爪62和64的相互作用，该槽口每个均由径向向内突出轮齿74对限定且位于其间。槽口72和轮齿74配置成使得在没有致动器凸轮60的情况下，当从动轮毂50和内座圈56相对于外壳体52和外座圈58在顺时针方向上旋转(如图2所示)以使得连接部件一起旋转时，每个棘爪62的趾端76进入槽口72中的一个且由对应轮齿74接合。类似地，当从动轮毂50和内座圈56相对于外壳体52和外座圈58在逆时针方向上旋转以使得连接部件一起旋转时，每个棘爪64的趾端78进入槽口72中的一个且由对应轮齿74接合。

在其内部周边内，致动器凸轮60结合了策略性定位的周向间隔凹口阵列(此处称为狭槽80)，其由突出部(此处称为凸轮齿82)限定并位于其间。狭槽80和凸轮齿82适于与棘爪62和64相互作用，以分别控制它们在孔隙66和68内的移动，槽口72内的设置以及由轮齿74的接合，如下文所述。致动器凸轮60可进一步包括致动器凸片84或其它适当构件或表面，其可由致动器装置100接合，该致动器装置100能够使得致动器凸轮60移动通过其旋转范围至图2-4中所示的位置。致动器装置100可为任何能够移动致动器凸轮60的适当的致动机构，诸如如下所示并所述的液压致动器，其操作性地联接至致动器凸轮60并能够将致动器凸轮60旋转至多个位置。致动器凸片84可包括径向延伸狭槽85，其容纳凸轮致动器杆102，该凸轮致动器杆从致动器装置100的纵向延伸狭槽104延伸。凸轮致动器杆102可传递来自致动器装置100的力，以使得致动器凸轮60在顺时针和逆时针方向上旋转。致动器凸轮60和致动器装置100之间的互连是示例性的，促进致动器装置100的平移运动转换至致动器凸轮60的旋转运动以在多个可用离合器模式之间切换的备选装置和连杆由本领域技术人员设想到并对其显而易见。在所示实施例中，致动器凸片84可设置在狭槽86内穿过外座圈且致动器凸轮60的旋转可由在图2所示位置处接合致动器凸片84的第一限制表面88和在图4所示位置处接合致动器凸片84的第二限制表面90所限制。

棘爪62和64呈非对称形状，且反向相同。相对棘爪62和64中的每一个分别可移动地保持在内座圈板56A和56B的自身领结形棘爪孔隙66和68内。每个单独棘爪62和64的趾端76和78分别经由弹簧92径向向外推动。每个弹簧92具有基座94和一对弹簧臂96和98。弹簧臂96抵靠棘爪62的底部，而弹簧臂98抵靠棘爪64的底部，当未被致动器凸轮60的凸轮齿82阻塞时，其每个均推动相应趾端76和78与外座圈58的轮齿74接合。从图2可以理解，轴向延伸铆钉99被用来将内座圈板56A和56B固定在一起。铆钉99延伸通过板56A和56B每个中的孔隙70以将两个板56A和56B牢固地保持在一起，且因此确保防止相对于板56A和56B的任何相对旋转。在本发明范围内，可采用其它结构紧固件来代替铆钉99，以固定内座圈板56A和56B。

将理解，致动器装置100最终控制致动器凸片84，而该致动器凸片84继而使得致动器凸轮60在多个不同角位置之间移动。因此，棘爪62和64轴向保持在铆接内座圈板56A和56B之间的定位由致动器凸轮60抵抗弹簧92的力来控制。在图2中，致动器凸片84示出为由致动器装置100定位在第一角度向右可选择位置，其表示第一单向锁定单向未锁定或打开模式。在此位置，致动器凸轮60的狭槽80和凸轮齿82定位成使得棘爪62的趾端76被凸轮齿82阻塞使其无法与槽口72接合，且因此无法与外座圈58内部上的轮齿74接合。由此，使得内座圈56能够相对于外座圈58空转，且因此当内座圈56和从动轮毂50相对于外座圈58和外壳体52顺时针旋转时提供超越状态。然而，相反地，由于弹簧臂98的偏置力，致动器凸轮60的位置允许棘爪64的趾端78进入致动器凸轮60的狭槽80，由此直接接合外座圈58的轮齿74以无论何时内座圈56和从动轮毂50进行驱动或逆时针旋转移动时将内座圈56和外座圈58锁定在一起，从而使得从动轮毂50和外壳体52一起旋转。

图3示出致动器凸片84被致动器装置100置于第二中间可选择位置，其表示多模式离合器10的双向未锁定或打开模式。在此位置，致动器凸轮60的狭槽80和凸轮齿82定位成防止两个棘爪62和64的趾端76和78进入致动器凸轮60的狭槽80，并保持与外座圈58的轮齿74脱离。随着棘爪62和64被阻止与轮齿74接合，使得内座圈56和从动轮毂50能够在顺时针或逆时针方向的相对旋转期间相对于外座圈58和外壳体52空转。

在图4中，致动器凸片84示出为处于第三角度向左可选择位置，其表示多模式离合器10的双向锁定模式。在此配置中，致动器凸轮60定位成使得两个棘爪62和64的趾端76和78分别在弹簧臂96和98的偏置力下进入致动器凸轮60的狭槽80，且如下所述由外座圈58的轮齿74接合，以将内座圈56和从动轮毂50锁定至外座圈58和外壳体52，以随其一起旋转，而不考虑内座圈56和从动轮毂50的旋转方向。

虽然本文示出并描述了多模式离合器10的一个具体实施例，本领域技术人员将理解，多模式离合器和其它可选择离合器的备选配置是可能的，其提供操作模式或位置作为备选或作为双向未锁定和双向锁定模式(图3和图4)以及单向锁定单向未锁定模式(图2)的附加。例如，一种附加的单向锁定单向未锁定模式，当内座圈56和从动轮毂50相对于外座圈58和外壳体52逆时针旋转时，其可提供超越状态，且无论何时内座圈56和从动轮毂50进行顺时针旋转运动时便将内座圈56和外座圈58锁定在一起，使得从动轮毂50和外壳体52一起旋转。此外，用于可选择离合器提供本文所述的一些或全部模式的备选结构也可以类似方式实施在车辆中，诸如由Kimes于2011年12月20日公开的名为“可控超越联接组件”美国专利号8,079,453中所示及所述的结构。此种备选可选择离合器在车辆中的实施以及利用根据本发明的离合器装置使用此种离合器来控制模式切换在本领域技术人员的能力范围之内且由发明人设想到。

图5示出致动器装置100的一个实施例，其示出为通过图2的线5-5截取的截面图。致动器装置100可包括活塞壳体110，该活塞壳体110具有纵向孔112，其从开口端114向内延伸进入活塞壳体110中至与开口端114相对设置的闭合端116。随着纵向孔112向内延伸以容纳致动器装置100的各种内部部件，纵向孔112可具有大致恒定的内径。然而，纵向孔112可包括邻近开口端114的帽孔部分118，其过渡到具有恒定内径的主孔部分120。纵向孔112可进一步限定内径大于帽孔部分118的位于帽孔部分118中的帽卡环环形凹槽122，以及被构造成接收并接合帽126的帽接合表面124，帽126***穿过纵向孔112的开口端114以保持致动器装置100内的内部部件。帽126可通过帽卡环128而被保持在适当位置。帽卡环128可为环形的并具有大于帽孔部分118的内径的外径，并且可被压入帽卡环环形凹槽122中以将帽126锁定在适当位置。

可在活塞壳体110中限定附加通道。纵向狭槽104可从活塞壳体110的外表面130向内延伸并大约在开口端114与封闭端116的中间与纵向孔112相交。第一流体通道132可从外表面130向内延伸并邻近开口端114而与主孔部分120相交。第二流体通道134可从外表面130向内延伸并邻近封闭端116而与主孔部分120相交。第一流体通道132及第二流体通道134可被构造成用于连接至来自车辆的流体源(未示出)的管道(未示出)以向主孔部分120的相对端提供液压流体。如以下将要进一步论述的，流体通道132、134中的一者或两者可连接至以不同压力提供液压流体的加压流体源，以控制致动器装置100以及相应地多模式离合器10的操作。

致动器装置100可包括活塞140，其设置在纵向孔112内并可在纵向孔112内沿纵向方向来回地滑动。活塞140可包括活塞本体142，其具有从活塞本体142的相对侧沿纵向向外延伸的第一活塞止动杆144以及第二活塞止动杆146。第一活塞止动杆144可接合帽126并且第二活塞止动杆146可接合封闭端壁148以确保活塞本体142保持在第一流体通道132与第二流体通道134之间。活塞本体142可具有小于主孔部分120的内径的活塞本体外径，使得活塞140可在其中滑动而不会使液压流体在其之间泄漏。如果必要，可在主孔部分120与活塞本体142之间的界面处提供适当密封(未示出)以进一步防止液压流体的泄漏。凸轮致动器杆102可具有操作性地连接至活塞本体152的一端并穿过纵向狭槽104向外延伸至活塞壳体110的外部。

活塞弹簧150可设置在纵向孔112的主孔部分120内以在活塞140上提供偏置力。在所示实施例中，活塞弹簧150可在帽126与活塞140之间压缩以提供使活塞140朝纵向孔112的封闭开口端116偏置的力。如果不存在作用在活塞140上的其它力，活塞弹簧150将如图5-7所示将活塞140向右移动，直到封闭端壁148接合第二活塞止动杆146为止。利用此布置，致动器装置100可预置到图7所示的模式位置。如果希望使致动器装置100预置到图5所示的模式位置，可将活塞弹簧150放置在活塞140的相对侧上。如果图6所示的中间模式位置是预置模式位置，第二活塞弹簧150可与第一活塞弹簧150相对地设置以在相反方向上向活塞140施加弹簧力。根据具体的实施方式，可改变活塞弹簧150的弹簧常数k以将致动器装置100预置到图5与图7所示的端位置之间的任何位置。在另一些实施例中，活塞弹簧150可以被省略，并且致动器装置100将不具有预置模式位置。

在所示实施例中，活塞140、凸轮致动器杆102以及相应地致动器凸轮60的位置将由第一流体通道132处的第一压力P1、第二流体通道134处的第二压力P2以及活塞弹簧150的压缩量来指示。第一压力P1作用在活塞本体142上以向右施加第一压力F1(如图5所示)，并具有等于P1×A1的大小，其中A1是活塞本体142的右侧的横截面面积。第二压力P2作用在活塞本体142的相对侧上以向左对活塞140施加第二压力F2。第二压力F2具有等于P2×A2的大小，其中A2是活塞本体142的左侧的横截面面积。在所示实施例中，面积A1等于面积A2。在其它实施方式中，面积A1与面积A2可根据活塞140的构造及其与活塞壳体110的连接而不同。在任一构造中，以下论述的方程式及关系将具有相同的适用性。最后，活塞弹簧150向右对活塞140施加大小等于kX的弹簧力FS，其中k是活塞弹簧150的弹簧常数并且X是活塞弹簧150的压缩量。预期弹簧常数k具有在致动器装置100的操作范围内的常数值。

在本实例中，第一压力P1可具有近似恒定且等于车辆的***压力的值，车辆的***压力为控制***已知的，从而使致动器装置100的位置以及多模式离合器10的模式发生变化。第二压力P2可为控制压力，其可通过控制与第二流体通道134流体连通的加压液压流体源(未示出)的输出压力而改变。因此，控制并改变第二压力P2以移动活塞140以及凸轮致动器杆102。

如图5所示，活塞140被向左移动，其中帽126接合第一活塞止动杆144。在此位置，凸轮致动器杆102已将致动器凸轮60移动到图2所示的第一模式位置。此位置的力方程式可表示为F1+FS≤F2或P1*A1+kX≤P2*A2。保持第二压力P2恒定或增大第二压力P2，将使活塞140维持在左侧极限位置处并使多模式离合器10保持在第一模式中。

当车辆的控制器(未示出)检测到多模式离合器10应移动到第二模式(诸如图3所示的模式)时，控制器可使加压液压流体源减小第二压力P2。当力方程式改变为F1+FS>F2或P1*A1+kX>P2*A2时，第一压力F1及弹簧力FS可克服第二压力F2并使活塞140开始朝图6所示的第二模式位置向右移动。当活塞140朝第二模式位置移动时，控制器可从位置传感器(未示出)接收位置传感器信号，其包含指示多模式离合器100的部件、致动器装置100或其它部件的所感测位置的值，该所感测位置指示从第一模式位置过渡到第二模式位置的致动器凸轮60的状态。例如，位置传感器可以操作性地连接至致动器凸轮60、致动器凸片84或凸轮致动器杆102。当接收位置传感器信号时，控制器可根据需要进一步调整第二压力P2以使活塞140到达并维持在图6的第二模式位置处。

一旦活塞140以及相应地致动器凸轮60到达第二模式位置，控制器便可将第二压力P2设置成如下值：其将力方程式恢复平衡，使得F1+FS＝F2或P1*A1+kX＝P2*A2。将显而易见的是，由于活塞弹簧150的伸长，弹簧力FS在第二模式位置处较小。相应地，第二压力P2及第二压力F2比在图5的第一模式位置处小。从第二模式位置，第二压力P2可减小以使活塞140朝图7的第三模式位置向右移动，或增大以使活塞140向左移动并返回到图5的第一模式位置。

图8-10示出了致动器装置100的可选实施例，致动器装置100被构造成操作性地连接至具有致动器凸轮160的多模式离合器10，其中致动器凸片184从致动器凸轮160延伸出。致动器凸轮160可按类似于致动器凸轮60的方式操作，以在致动器凸轮160围绕多模式离合器10的旋转轴旋转时在各模式位置之间切换多模式离合器10。活塞壳体110可具有如上所述的类似构造。活塞190可设置在纵向孔112内并可在纵向孔112内沿纵向方向来回地滑动。活塞190可具有与上述活塞140大致相同的构造，并可包括具有第一活塞止动杆194及第二活塞止动杆196的活塞本体192，第一活塞止动杆194及第二活塞止动杆196从活塞本体192的相对侧沿纵向向外延伸以限制活塞190以上述方式在每一方向上的移动。活塞本体192可具有小于主孔部分120的内径的活塞本体外径，使得活塞190可在其中滑动而不会使液压流体在其之间泄漏。如果必要，可在主孔部分120与活塞本体192之间的界面处提供适当密封(未示出)以进一步防止液压流体的泄漏。

可通过在活塞本体192的大致纵向中心处设置环形凹槽198来将活塞190构造成接合致动器凸片184。环形凹槽198可以足够宽及深，使得致动器凸片184可***穿过纵向狭槽104并由环形凹槽198接收。可使致动器凸片184成圆形，以便于当活塞190从图8的第一模式位置移动、经过图9的第二模式位置并到达图10的第三模式位置时致动器凸片184在环形凹槽198内的旋转以及致动器凸轮160围绕多模式离合器10的旋转轴的旋转。

图8-10的实施例进一步示出了在活塞190的两侧上活塞弹簧150的使用，使得致动器装置100可具有位于第一模式位置与第三模式位置之间的预置模式位置。通过向力方程式增加沿与第二压力F2相同的方向作用的第二弹簧力FS2，可将第二活塞弹簧150考虑在控制策略内。在其它方面，用于多模式离合器10及致动器装置100的控制策略可大体上如上所述执行。

工业实用性

致动器装置100的所示构造以及本文所论述的用于改变致动器装置100的位置的控制策略可在其中可选择离合器具有四个或更多个离合器模式的应用中是有利的。致动器装置100提供无限的模式位置，其由压力、活塞140、190的横截面面积以及活塞弹簧150所施加的弹簧力指示。本领域的技术人员将理解，用于致动器装置100的控制策略可被构造成使活塞140、190在额外中间模式位置处停止，在这些额外中间模式位置处将在由可选择离合器所连接的部件之间提供不同的接合模式。通过形成其中可使用活塞壳体110内的差压来定位活塞140、190的致动器装置100，可通过改变作用在单个活塞140、190上的压力差来实现多模式离合器10的三个或更多个模式。

本领域的技术人员将进一步理解，致动器装置100的构造以及本文所述的控制策略是实例性的，并且构思了设计的修改型式。例如，在可选实施例中，可保持第二压力P2恒定，并且可控制第一压力P1使活塞140向右移动(增大第一压力P1)以及向左移动(减小第一压力P1)。在另一些可选实施例中，可控制压力P1、P2二者，使得改变压力差来移动活塞140。这些变化型式被本发明人构思用于根据本发明的致动器装置中。

在活塞弹簧150的位置及存在方面，可进一步改变设计。活塞弹簧150可移动至致动器装置100中及周围的其它位置，同时仍对活塞140、190的响应及控制有作用。例如，图5-7中的活塞弹簧150可移动至活塞140的相对侧并定位在活塞140与封闭端壁148之间。在此位置，活塞弹簧150将使活塞140朝图5的单向锁定单向解锁位置偏置。在这些实施例中，弹簧力FS将在上述方程式中从第一压力F1减去。在弹簧力FS有助于第二压力F2使活塞140向左移动的情况下，需要产生较低的第二压力P2以使活塞140在锁定位置之间移动。

在其它实施例中，活塞弹簧150可位于活塞壳体110外部，并仍操作性地连接至凸轮致动器杆102(图5-7)以向活塞140提供弹簧力FS。例如，活塞弹簧150可联接在车辆的固定部分(诸如车辆框架)与凸轮致动器杆102之间。可选地，活塞弹簧150可连接在固定结构与凸轮致动器60、160之间，凸轮致动器60、160通过凸轮致动器杆102(图5-7)或致动器凸片184以及环形凹槽198(图8-10)所提供的中间连接将活塞弹簧150的弹簧力FS传递至活塞140、190。活塞弹簧150的这些外部布置可用于沿任一方向施加弹簧力FS以妨碍或帮助第二压力F2使活塞140、190在锁定位置之间或沿两个方向移动以使活塞140、190朝中间锁定位置偏置。

如上所论述，在另一些可选实施例中，可省略活塞弹簧180，使得没有弹簧力FS作用在活塞150上。在这些实施例中，将相应地调整所控制的第一压力P1以反映出上述力平衡方程式中不存在弹簧力FS。在省略弹簧力FS的情况下，图190的曲线将向下移动小于其中弹簧力FS转变为促进第一压力F1的上述情况的量，但活塞弹簧180的清除仍会降低使活塞150在锁定位置之间移动所需要的第一压力P1。

虽然前文阐明众多不同实施例的详细描述，但是应当理解，该描述的法律保护范围由本专利结尾所阐述的权利要求书的言辞来限定。该详细描述应当被解释为仅仅是示例性的，且没有描述每个可能的实施例，因为描述每个可能的实施例如非不可能即不实际。可以使用现代技术或者在本专利的申请日之后开发出的技术实施大量备选实施例，但这仍属于限定保护范围的权利要求书的范围。

还应当理解，除非本文明确限定某个术语，否则不旨在清楚地或隐含地限制本术语的意义超出其正常或普通意义，且这种用语不应解释为限于根据本专利的任何段落中的任何陈述的范围内(除了权利要求的语言以外)。本专利结尾的权利要求书中叙述的任一术语以符合单一意义的方式在本文进行引用，这是为了清晰起见以便不对读者引起混乱，但并不旨在隐含地或者相反地来将这种权利要求术语限制为该单一的意义。

Claims (15)

1.一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所述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，所述致动器装置包括：

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、从所述外表面向内延伸并邻近第一孔端与所述活塞壳体纵向孔相交的第一流体通道，以及从所述外表面向内延伸且邻近第二孔端与所述活塞壳体纵向孔相交的第二流体通道；

活塞，其具有设置在所述活塞壳体纵向孔内以在其中进行纵向运动的活塞本体，

其中朝所述第二孔端作用在所述活塞本体上的第一压力等于所述第一流体通道处所提供的第一压力乘以第一面积，所述第一面积等于所述活塞本体的第一活塞本体横截面面积，

其中朝所述第一孔端作用在所述活塞本体上的第二压力等于所述第二流体通道处所提供的第二压力乘以第二面积，所述第二面积等于所述活塞本体的第二活塞本体横截面面积。

2.根据权利要求1所述的致动器装置，包括操作性地连接至所述活塞本体的第一活塞弹簧，其中朝所述第一孔端及所述第二孔端中的一者作用在所述活塞本体上的所述第一活塞弹簧的第一弹簧力等于所述第一活塞弹簧的第一弹簧常数乘以所述第一活塞弹簧的第一压缩量。

3.根据权利要求2所述的致动器装置，其中所述第一弹簧力使所述活塞朝所述第二孔端偏置。

4.根据权利要求3所述的致动器装置，其中当所述第一压力加上所述第一弹簧力大于所述第二压力时，所述活塞朝所述第二孔端移动。

5.根据权利要求3所述的致动器装置，其中当所述第一压力加上所述第一弹簧力小于所述第二压力时，所述活塞朝所述第一孔端移动。

6.根据权利要求3所述的致动器装置，其中当所述第一压力加上所述第一弹簧力等于所述第二压力时，所述活塞保持静止。

7.根据权利要求3所述的致动器装置，包括第二活塞弹簧，其操作性地连接至所述活塞本体并使所述活塞朝所述第一孔端偏置，其中朝所述第一孔端作用在所述活塞本体上的所述第二活塞弹簧的第二弹簧力等于所述第二活塞弹簧的第二弹簧常数乘以所述第二活塞弹簧的第二压缩量，其中当所述第一压力加上所述第一弹簧力大于所述第二压力加上所述第二弹簧力时，所述活塞朝所述第二孔端移动，其中当所述第一压力加上所述第一弹簧力小于所述第二压力加上所述第二弹簧力时，所述活塞朝所述第一孔端移动，并且其中当所述第一压力加上所述第一弹簧力等于所述第二压力加上所述第二弹簧力时，所述活塞保持静止。

8.根据权利要求1所述的致动器装置，其中所述活塞包括

第一活塞止杆，其从所述活塞本体延伸出并限制所述活塞本体沿纵向方向朝所述第一孔端的移动；以及

第二活塞止杆，其从所述活塞本体延伸出并限制所述活塞本体沿所述纵向方向朝所述第二孔端的移动。

9.根据权利要求1所述的致动器装置，其中所述活塞壳体包括从所述外表面向内延伸并与所述活塞壳体纵向孔相交的纵向狭槽，并且其中所述致动器装置包括凸轮致动器杆，所述凸轮致动器杆安装到所述活塞本体并延伸通过所述纵向狭槽，使得所述凸轮致动器杆可操作性地连接至所述可选择离合器的致动器凸轮以当所述活塞在所述活塞壳体纵向孔内纵向地移动时使所述可选择离合器在所述多个模式位置之间移动。

10.一种可选择离合器，其包括：

外座圈；

内座圈，其相对于所述外座圈可旋转；

选择性锁定机构，其具有多个用于控制由所述可选择离合器连接的所述两个部件之间的相对旋转的锁定模式；

致动器凸轮，其在多个模式位置之间可旋转，每个导致所述选择性锁定机构接合所述多个锁定模式中的一个；以及

根据权利要求1所述的致动器装置，其操作性地连接至所述致动器凸轮，以当所述活塞在所述活塞壳体纵向孔内纵向移动时，使得所述选择性锁定机构在所述多个模式位置之间移动。

11.根据权利要求10所述的可选择离合器，其中，所述活塞壳体包括从所述外表面向内延伸且与所述活塞壳体纵向孔相交的纵向狭槽，且其中所述致动器装置包括凸轮致动器杆，其安装至所述活塞、延伸通过所述纵向狭槽且操作性地连接至所述致动器凸轮，以使得所述致动器凸轮在所述多个模式位置之间移动。

12.根据权利要求11所述的可选择离合器，其中，所述致动器凸轮包括操作性地连接至所述凸轮致动器杆的致动器凸片。

13.根据权利要求12所述的可选择离合器，其中，所述致动器凸片具有容纳所述凸轮致动器杆的径向延伸狭槽。

14.根据权利要求10所述的可选择离合器，其中所述活塞壳体包括从所述外表面向内延伸并与所述活塞壳体纵向孔相交的纵向狭槽，并且其中所述致动器凸轮包括致动器凸片，其从所述致动器凸轮延伸穿过所述纵向狭槽并操作性地连接至所述活塞以当所述活塞在所述活塞壳体纵向孔内移动时使所述致动器凸轮在所述多个模式位置之间移动。

15.根据权利要求14所述的可选择离合器，其中所述活塞包括位于所述活塞本体中的环形凹槽，其接收所述致动器凸片并接合所述致动器凸片以当所述活塞在所述活塞壳体纵向孔内移动时使所述致动器凸轮移动。