技术领域
[0001] 本公开涉及具有转矩主动分配能力的断开全轮驱动(AWD)传动系统。
背景技术
[0002] 本部分提供与本公开有关的背景信息,该背景信息不一定是
现有技术。
[0003] 美国
专利No.8795126公开了一种全轮驱动传动系统,具有用于将后传动系统从车辆动力系统选择性地断开的装置。在后传动系统被断开时,该布置提供提高的
燃料经济性,并且在后传动系统被连接时,提供改善的
牵引力。
[0004] 美国专利No.8663051公开了一种用于
前轮驱动车辆的电驱动的后传动模
块(electrically-driven rear drive module)。后传动模块的一些示例能够被操作以提供推进动力,或替代地使用被称为转矩主动分配(torque-vectoring)的技术辅助控制车辆。
[0005] 我们已经发现,提供具有转矩主动分配能力的用于全轮驱动车辆的断开传动系统部件将是被期望的。
发明内容
[0006] 本部分提供本公开的概述,而不是本公开的全部范围或其所有特征的全面公开。
[0007] 在一种形式中,本公开提供一种传动系统部件,具有
外壳、输入小
齿轮、齿圈、差速组件、第一
输出轴和第二输出轴、旋转联接器和转矩主动分配系统。所述外壳限定腔室。输入
小齿轮被接收在所述腔室中并且能够围绕第一轴线旋转。所述齿圈被接收在所述腔室中并且围绕第二轴线可旋转地设置。所述齿圈与所述输入小齿轮
啮合。所述差速组件具有差速箱、第一差速输出构件和第二差速输出构件。所述第一输出轴和第二输出轴分别驱动地联接到所述第一差速输出构件和第二差速输出构件。所述旋转联接器具有第一部分和第二部分,所述第一部分和第二部分围绕所述第二轴线可旋转地设置。所述第一部分联接到所述齿圈以共同旋转。所述第二部分联接到所述差速箱以共同旋转。所述旋转联接器被配置为在所述齿圈和所述差速箱之间选择性地传输旋转动力。所述转矩主动分配系统具有带有第一
行星齿轮组和第二行星齿轮组的
变速器。所述第一行星齿轮组具有第一行星齿圈、第一行星齿轮架、第一太阳齿轮和多个第一行星齿轮。所述第一行星齿圈固定地联接到所述外壳。所述第一行星齿轮架可旋转地联接到所述第一输出轴和所述旋转联接器的所述第二部分中的一个。所述第一太阳齿轮围绕所述第一输出轴设置。所述第一行星齿轮由所述第一行星齿轮架可旋转地
支撑并且与所述第一行星齿圈和所述第一太阳齿轮啮合。所述第二行星齿轮组具有第二行星齿圈、第二行星齿轮架、第二太阳齿轮和多个第二行星齿轮。所述第二行星齿圈围绕所述第一输出轴可旋转地设置。所述第二行星齿轮架可旋转地联接到所述第一输出轴和所述旋转联接器的所述第二部分中的另一个。所述第二太阳齿轮围绕所述第一输出轴设置并且联接到所述第一太阳齿轮以围绕所述第二轴线共同旋转。所述第二行星齿轮被支撑在所述第二行星齿轮架上用于旋转,并且与所述第二行星齿圈和所述第二太阳齿轮啮合。
[0008] 在另一种形式中,本公开提供一种传动系统部件,包括外壳、输入小齿轮、齿圈、差速组件、第一半轴、第一联接器和变速器。所述输入小齿轮被接收在所述外壳中并且能够围绕第一轴线旋转。所述齿圈被接收在所述外壳中并且能够围绕第二轴线旋转。所述齿圈与所述输入小齿轮啮合。所述差速组件被接收在所述外壳中并且能够围绕所述第二轴线旋转。所述差速组件具有差速箱、第一差速输出部和第二差速输出部。所述第一半轴联接到所述第一差速输出部以随之旋转。所述第一联接器被配置为将所述差速箱选择性地联接到所述齿圈以共同旋转。所述第一联接器具有联接到所述齿圈以共同旋转的第一部分和联接到所述差速箱以共同旋转的第二部分。所述变速器具有第一行星齿轮组和第二行星齿轮组,所述第一行星齿轮组和第二行星齿轮组能够选择性地操作以将大小相等而方向相反的力矩施加到所述第一联接器的所述第二部分和所述第一半轴。
[0009] 根据在此提供的描述,其它应用领域将变得显而易见。本概述中的描述和具体示例仅旨在用于说明的目的,而非旨在限制本公开的范围。
附图说明
[0010] 本文描述的附图仅用于例示所选实施方式的目的,而不是全部可能的实现,并且不旨在限制本公开的范围。
[0011] 图1是具有根据本公开教导构造的示例性传动系统部件的车辆的示意图;
[0012] 图2是图1中一部分的放大视图,更详细地例示传动系统部件;和[0013] 图3是根据本公开教导构造的第二传动系统部件的示意图。
[0014] 在全部若干附图中,相应附图标记表示相应部件。
具体实施方式
[0015] 参见附图中的图1,示例性车辆8被例示为包括根据本公开教导构造的示例性传动系统部件10。车辆8的结构在其它方面也可以是常规的,并且可以包括动力系统12和传动系统14。动力系统12可包括推进动力源,诸如
内燃机和/或电动
马达,以及任何所需的
齿轮传动装置(即变速器)、
离合器和/或变矩器。传动系统14可包括主车桥20、动力输出单元(PTU)22、
传动轴24和在所提供的具体示例中构成次车桥的传动系统部件10。主车桥20可由动力系统12持久驱动,并且常规地可包括差速组件30。PTU 22可被配置为将旋转动力经由传动轴24传输到传动系统部件10。PTU 22可被配置为在全时
基础上传输旋转动力,或者可被配置为在根据需要/所需的基础上通过使用离合器或者其它类型的旋转联接器来传输旋转动力,所述离合器或者其它类型的旋转联接器可被选择性地操作,以允许或者中断旋转动力的传输。
[0016] 参见图1和2,传动系统部件10可包括外壳40、输入小齿轮42、齿圈44、差速组件46、分别的第一输出轴48和第二输出轴50、旋转联接器52和转矩主动分配模块54。外壳
40可限定腔室60,输入小齿轮42、齿圈44、差速组件46和旋转联接器52可被接收在该腔室60中。
[0017] 输入小齿轮42可由外壳40支撑以围绕第一轴线62旋转。输入小齿轮42可联接到传动轴24以共同旋转。
[0018] 齿圈44可由外壳40支撑,以围绕可横向于第一轴线62的第二轴线64旋转。齿圈44可与输入小齿轮42啮合。
[0019] 差速组件46可包括差速箱68、分别的第一差速输出构件70和第二差速输出构件72以及用于将旋转动力从差速箱68传输到第一差速输出构件70和第二差速输出构件72同时允许第一差速输出构件70和第二差速输出构件72之间的速度差分的装置。差速箱68可由外壳40支撑,以围绕第二轴线64旋转。第一差速输出构件70和第二差速输出构件72可被接收在差速箱68中,并围绕第二轴线64可旋转地设置。动力传输装置可以是本领域中已知的任何类型的机构,诸如一个或者多个离合器或差速齿轮传动装置。在所提供的具体示例中,动力传输装置包括差速齿轮传动装置,该差速齿轮传动装置具有十字销80、多个小
斜齿轮82和分别的第一侧齿轮84和第二侧齿轮86。十字销80可大致垂直于第二轴线
64被固定地安装到差速箱68。小斜齿轮82可以被可旋转地接收在十字销80上,并被设置在差速箱68中。第一侧齿轮84和第二侧齿轮86可被接收在差速箱68中,并围绕第二轴线64可旋转地设置。第一侧齿轮84和第二侧齿轮86均可与小斜齿轮82啮合,并且可被联接以随着第一差速输出构件70和第二差速输出构件72中相应的一个旋转。在所提供的具体示例中,第一差速输出构件70和第二差速输出构件72均与第一差速输出构件70和第二差速输出构件72中相应的一个共同形成。
[0020] 第一输出轴48和第二输出轴50可分别与第一差速输出构件70和第二差速输出构件72不可旋转地联接。在所提供的示例中,第一差速输出构件70和第二差速输出构件72分别包括第一侧齿轮84和第二侧齿轮86的内部
花键或者齿形部分(未具体示出),并且
配对接合形成在第一输出轴48和第二输出轴50中相关联的一个上的外花键或者齿形段(未具体示出)。
[0021] 旋转联接器52可具有围绕第二轴线64可旋转地设置的分别的第一部分90和第二部分92。第一部分90可联接到齿圈44以共同旋转,而第二部分92可联接到差速箱68以共同旋转。旋转联接器52可以是可被应用在齿圈44和差速箱68之间选择性地传输旋转动力的任何类型的联接器或离合器。例如,旋转联接器52可以是如下类型的离合器,其能够在齿圈44和差速箱68之间存在转速差分时将齿圈44连接到差速箱68。在所提供的具体示例中,旋转联接器52包括摩擦离合器,第一部分90包括第一组离合器板94和内部离合器托架96,第二部分92包括第二组离合器板98和外部离合器托架100。第一组离合器板94可被轴向可滑动地但不可旋转地联接到内部离合器托架96,并且内部离合器托架96可被联接到齿圈44以共同旋转。第二组离合器板98可以与第一组离合器板94交错,并且轴向可滑动地但不可旋转地联接到外部离合器托架100。外部离合器托架100可被不可旋转地联接到差速箱68。
[0022] 转矩主动分配模块54可包括变速器110和电动马达112。变速器110可具有第一行星齿轮组120和第二行星齿轮组122。
[0023] 第一行星齿轮组120可具有第一行星齿圈130、第一行星齿轮架132、第一太阳齿轮134和多个第一行星齿轮136。第一行星齿圈130可被固定地联接到外壳40,以便不允许第一行星齿圈130和外壳40之间的相对旋转。第一行星齿轮架132可联接到旋转联接器52的第二部分92的外部离合器托架100以共同旋转。在所提供的示例中,外部离合器托架100限定第一行星齿轮架132的一部分。第一太阳齿轮134可围绕第一输出轴48设置。第一行星齿轮136可由第一行星齿轮架132可旋转地支撑,并且可与第一行星齿圈130和第一太阳齿轮134两者啮合。
[0024] 第二行星齿轮组122可具有第二行星齿圈140、第二行星齿轮架142、第二太阳齿轮144和多个第二行星齿轮146。第二行星齿圈140可围绕第一输出轴48可旋转地设置。第二行星齿轮架142可联接到第一输出轴48以围绕第二轴线64共同旋转。第二太阳齿轮
144可围绕第一输出轴48设置,并且可联接到第一太阳齿轮134以围绕第二轴线64共同旋转。第二行星齿轮146可被支撑在第二行星齿轮架142上用于旋转,并且可与第二行星齿圈140和第二太阳齿轮144两者啮合。
[0025] 电动马达112可被配置为选择性地驱动变速器110并且可以是可反转电动马达(reversible electric motor)类型。在所提供的具体示例中,变速器110进一步包括马达小齿轮150、第一中间齿轮152、第二中间齿轮154和第三中间齿轮156。马达小齿轮150可联接到电动马达112的输出轴160以共同旋转,并且可与第一中间齿轮152啮合。第一中间齿轮152和第二中间齿轮154可彼此联接,以共同旋转。第三中间齿轮156可联接到第二行星齿圈140以共同旋转。在所提供的具体示例中,第三中间齿轮156包括围绕第二行星齿圈140的外圆周形成的齿。
[0026] 参见图1和2,传动系统部件10可以以第一或断开模式操作,其中旋转联接器52将齿圈44从差速箱68脱离,以阻止两者之间的旋转动力传输。在该情况下,车辆8可以以前轮驱动模式操作,以获得改善的燃料经济性。
[0027] 传动系统部件10可以以第二或连接模式操作,其中旋转联接器将齿圈44联接到差速箱68,以允许旋转动力施加到差速组件46。在该情况下,车辆8以全轮驱动模式操作,以获得比前轮驱动模式增加的牵引力。
[0028] 与旋转联接器52的操作模式无关,传动系统部件10可以可选地以转矩主动分配模式操作(通过操作电动马达112),以控制旋转动力在横过差速组件46的横向方向上的分配。本领域技术人员将理解,电动马达112的操作可驱动变速器110,以产生转矩差分,其中相等但相反的力矩经由差速组件46被
叠加在输出到第一输出轴48和第二输出轴50的力矩上。所叠加的力矩分别由电动马达112输出的转矩以及电动马达112的旋转方向确定大小和方向,以辅助控制车辆8的后轮。
[0029] 图3的示例大致类似于图1和2的示例,不同的是,第一行星齿轮架132'驱动地联接到第一输出轴48以共同旋转,第二行星齿轮架146'被驱动地联接到旋转联接器52的第二部分92,并且联接器200用以选择性地在第一或转矩主动分配模式、第二或空档模式以及第三或推进模式下操作传动系统部件10'。
[0030] 联接器200可包括
输入轴202、第一输出齿轮154'、第二输出齿轮204、可沿输入轴202的旋
转轴线移动的套筒206,以及
致动器208。输入轴202可联接到第一中间齿轮152以随之旋转。输入轴202可包括具有多个外花键齿的输出部分210,所述多个外花键齿可啮合到可形成在套筒206的内径上的多个内花键齿。第一输出齿轮154'可以被可旋转地安装在输入轴202上,并且可选择性地联接到套筒206用于共同旋转。在所提供的具体示例中,第一输出齿轮154'包括多个外花键齿212,多个外花键齿212可配对接合到形成在套筒206上的内花键齿。然而,将理解,可采用其它类型的驱动联接器,以在套筒206和第一输出齿轮154'之间选择性地传输旋转动力,诸如面齿或摩擦板。第一输出齿轮154'可啮合到第三中间齿轮156。
[0031] 第二输出齿轮204可被可旋转地安装在输入轴202上,并且可选择性地联接到套筒206以共同旋转。在所提供的具体示例中,第二输出齿轮204包括多个外花键齿214,多个外花键齿214可配对接合到形成在套筒206上的内花键齿。然而,将理解,可采用其它类型的驱动联接器,以在套筒206和第二输出齿轮204'之间选择性地传输旋转动力,诸如面齿或摩擦板。第二输出齿轮204可啮合到齿轮216,齿轮216可联接到旋转联接器52的第二部分92,以共同旋转。
[0032] 致动器208可以是任何类型的致动器,用于选择性地在第一
位置、第二位置和第三位置之间移动套筒206,而且在第一位置时,套筒206同时与输入轴202的输出部分210和第一输出齿轮154'的外花键齿212啮合,在第二位置时,套筒206与输出部分210啮合,但既不接合到第一输出齿轮154'的外花键齿212,也不接合到第二输出齿轮204的外花键齿214,而在第三位置时,套筒206同时与输出部分210和第二输出齿轮204的外花键齿214啮合。在所提供的具体示例中,致动器208包括线性马达220和拨叉222,拨叉222固定地联接到线性马达220的输出部224,并被接收在围绕套筒206形成的狭槽(未具体示出)中。
[0033] 当致动器208被操作以使套筒206位于第一位置使得联接器200以第一模式操作时,由马达112提供的旋转动力经由第一输出齿轮154'从联接器200输出以向第二行星齿轮组122'的齿圈140提供输入。第一行星齿轮组120'和第二行星齿轮组122'可用以分别经由第一行星齿轮架132'和第二行星齿轮架142'向第一输出轴48和第二输出轴50提供反向力矩。
[0034] 当致动器208被操作以使套筒206位于第二位置使得联接器200以第二模式操作时,电动马达112从第二行星齿轮组122'和旋转联接器52的第二部分92两者脱离。
[0035] 当致动器208被操作以使套筒206位于第三位置使得联接器200以第三模式操作时,由马达112提供的旋转动力经由第二输出齿轮204从联接器200输出以向旋转联接器52的第二部分92提供输入。在旋转联接器52处于允许转矩在旋转联接器54的第一部分
90和第二部分92之间传递的工作状态的情形下,经由第二部分92提供的旋转动力可被配置为补充所提供的旋转动力
水平,以经由输入小齿轮42驱动差速箱68。
[0036] 前面
实施例的描述仅为示例和说明的目的提供。并不是旨在穷举或限制本公开。具体实施例的各个元件或特征通常不受限于该具体实施例,而在适用情况下是可互换的,并且可被用在所选的实施例中,即使该实施例并未具体示出或描述。所述实施例也可以许多方式改变。这样的改变不应被视为背离本公开,并且所有这种
修改都旨在被包括在本公开的范围内。