CN100562673C - 用于扭矩传递机构的动力操作的离合致动器 - Google Patents

Abstract

提供一种扭矩传递机构，用于控制施加到多片离合器组件上的离合器接合力的大小，该多片离合器组件以可操作方式设置在第一旋转件和第二旋转件之间。扭矩传递机构包括动力操作的平面齿轮离合致动器，用于在离合器组件上产生并施加离合器接合力。

Description

用于扭矩传递机构的动力操作的离合致动器

技术领域

本发明大致涉及一种用于在四轮驱动车辆的前后动力传动系和/或车轴组件的左右轮之间控制驱动扭矩分配的动力传递系统。特别是，本发明涉及用于机动车辆动力传动系应用中的动力传递装置，该机动车辆动力传动系应用具有装备有动力操作的离合致动器的扭矩传递机构，而该能够操作动力操作的离合致动器以控制多片摩擦离合器组件的致动。

背景技术

考虑到四轮驱动车辆不断增长的需要，目前开发出大量的动力传递系统，这些动力传递系统集成到车辆动力传动系应用中，以便将驱动扭矩传递到车轮。在一些车辆中，动力传递装置以可操作方式安装在主从动力传动系之间。该动力传递装置典型地装备有扭矩传递机构，而能够操作扭矩传递机构以便有选择地和/或自动地将驱动扭矩从主动力传动系传递到从动力传动系，以便形成四轮驱动模式的操作。

四轮驱动机动车辆的最新趋势是给动力传递装置装备有传递离合器和电子控制牵引控制系统。当主动轮失去牵引力以形成“按需(On-demand)”四轮驱动模式时，车辆操作者无需任何输入或动作，能够操作该传递离合器以便自动将驱动扭矩传递到从动轮。典型的是，该传递离合器包括安装在主从动力传动系之间的多片离合器组件、和用于产生作用在离合器板组件的离合器接合力的离合致动器。离合致动器典型地包括动力操作装置，该装置响应自电子控制器单元(ECU)发送的电控信号致动。电子控制信号的可变控制通常基于由不同传感器检测的车辆目前的工作特性(即，车辆速度，轴间速度差，加速度，转向角等)的变化来控制。因此，在各种类型的驱动和路况条件下，这种“按需”动力传递装置可利用自适应控制策略来自动控制扭矩分配。

已经开发出许多按需动力传递装置，它们利用电子控制离合致动器来调节经由离合器组件传递到从动力传动系的驱动扭矩的量，该驱动扭矩的量为施加的电子控制信号的值的函数。在一些应用中，传递离合器采用电磁离合器作为动力操作的离合致动器。例如，美国专利第5,407,024号公开一种电磁感应线圈，它受到增量式激励，以便控制滚珠坡道驱动组件的移动，从而对多片离合器组件施加离合器接合力。类似地，日本公开专利申请第62-18117号公开一种传递离合器，该传递离合器装备有用于直接控制多片离合器组片组件的致动的电磁离合器致动器。

可选择地，传递离合器可采用电动机和驱动组件作为动力操作的离合致动器。例如，美国专利第5,323,871号公开一种具有装备有电动机的传递离合器的按需分动箱，该电动机控制扇形板的旋转，扇形板又控制杠杆臂的枢转运动，从而将离合器接合力施加到多片离合器组件。而且，日本公开专利申请第63-66927号公开一种使用电动机的传递离合器，该电动机可使滚珠坡道操作装置的一个凸轮盘旋转，以便与多片离合器组件接合。最后，美国专利第4,895,236和5,423,235分别公开装备有传递离合器的分动箱，该分动箱具有驱动减速齿轮组的电动机，以便控制滚珠丝杠操作装置和滚珠坡道操作装置的运动，滚珠丝杠操作装置和滚珠坡道操作装置又向离合器组片施加离合器接合力。

尽管目前在四轮驱动车辆内采用了许多类似于上述装置的按需离合器控制系统，仍需要改进其技术性能并能解决所意识到的系统限制。例如，离合致动器提供大的离合器接合载荷所需的摩擦离合器部件的尺寸和重量以及电源和致动时间要求，会使得该系统在一些机动车辆应用中成本很高。在致力于解决这些所涉及的问题时，考虑到了新的技术以用于动力操作的离合致动器应用。

发明内容

因此，本发明的一个目的是提供一种用于机动车辆的动力传递装置，该机动车辆具有装备动力操作的离合致动器的扭矩传递机构，能够控制该动力操作的离合致动器以控制多片离合器组件的接合。

作为相关的一个目的，本发明的扭矩传递机构非常适于在机动车辆动力传动系应用中使用，以便在第一旋转部件和第二旋转部件之间控制驱动扭矩的传递。

根据一个优选的实施例，传递单元设置成用在具有动力系和第一以及第二动力传动系的四轮驱动机动车辆内。传递单元包括由动力系驱动的第一轴，适宜于与第二动力传动系和扭矩传递机构连接的第二轴。扭矩传递机构包括摩擦离合器组件以及离合致动器组件，以便产生并向摩擦离合器组件施加离合器接合力，该摩擦离合器组件以可操作方式设置在第一和第二轴之间。离合致动器组件包括电动机、齿轮驱动单元、和离合器施加操作装置。电动机驱动齿轮驱动单元，齿轮驱动单元又控制在一对与离合器施加操作装置关联的凸轮件之间的相对旋转的方向和量。凸轮件用来支撑顶靠锥形或倾斜凸轮面的辊轮。该倾斜凸轮面的轮廓导致其中一个凸轮件轴向移动，从而导致推力构件的相应的平移。该推力构件施加由凸轮件产生的推力作为离合器接合力，该离合器接合力施加在摩擦离合器组件上。设置包括车辆传感器和控制器的控制系统，以控制电动机的致动。

根据本发明，传递单元配置成串联扭矩耦合装置，用于适当地控制从动力系传递到全车轮驱动车辆的后驱动轴的驱动扭矩。根据相关实施例，传递单元是一种分动箱，该分动箱用于在按需四轮驱动车辆中适当地控制驱动扭矩向前动力传动系的传递，或在全时四轮驱动车辆中控制驱动扭矩在前后动力传动系之间传递。

附图说明

通过如下的书面说明书和附属权利要求书以及附图的分析，本领域的普通技术人员对于本发明的其它目的、特征和优点将更易于理解，附图中：

图1示出装备有本发明的动力传递装置的全轮驱动机动车辆的动力传动系；

图2是示出涉及驱动轴组件的图1中所示的动力传递装置的示意图；

图3是示出装备有根据本发明的扭矩传递机构的动力传递装置的截面图；

图4是从图3截取的局部放大图；

图5-8是示出根据本发明的动力传递装置的可选实施例的示意图；

图9示出装备有本发明另一型式的动力传递装置的四轮驱动车辆的动力传动系；

图10和11是示出适用于图9中所示的动力传动系的分动箱的示意图；

图12是示出装备有根据本发明扭矩向量分配机构的动力传递装置的示意图。

具体实施方式

本发明涉及一种适宜于控制用于调节第一旋转部件和第二旋转部件之间传递的扭矩的扭矩传递机构。扭矩传递机构具体应用于机动车辆动力传动系内所使用的动力传递装置，例如，分动箱中的按需传递离合器，或串联扭矩耦合器，或与在分动箱或驱动轴组件内的差速器单元有关的偏心离合器。因此，尽管本发明在下文的描述涉及用于特定动力传动系应用中的特别设置，期望理解的是所图示和描述的设置仅仅是对本发明图示实施例的描述。

特别参见附图1，示出用于全轮驱动车辆的动力传动系10。动力传动系10包括主动力传动系12、从动力传动系14、以及用于向动力传动系传递旋转牵引力(例如，驱动扭矩)的动力系16。在所示的特定配置中，主动力传动系12是前动力传动系，而从动力传动系14是后动力传动系。动力系16示出包括发动机18和多级变速箱20。前动力传动系12包括由动力系16驱动的前差速器22，以便分别经由一对前车轴26L、26R将驱动扭矩传递到一对前车轮24L和24R。后动力传动系14包括由动力系16或差速器22驱动的动力传递单元28、由动力传递单元28驱动的传动轴30、后车轴组件32、和用于有选择地将驱动扭矩从传动轴30传递到后车轴组件32的动力传递装置34。示出后车轴组件32包括后差速器34、一对后车轮36L和36R、和一对将后差速器34与对应后车轮36L和36R互连的后车轴38L和38R。

继续参考附图，示出动力传动系10还包括用于允许车辆操作者选择锁定的(“分时”)四轮驱动模式以及自适应(“按需”)的四轮驱动模式的电子控制动力传递系统。在这点上，动力传递装置34装备有传递离合器50，该传递离合器可选择地致动，以便将驱动扭矩从传动轴30传递到后车轴组件32，以便确立分时和按需四轮驱动模式。该动力传递系统还包括用于致动传递离合器50的动力操作的离合致动器52、用于检测机动车辆10的一些动力学和操作性能的车辆传感器54、用于允许车辆操作者选择可用驱动模式的其中一个的模式选择机构56、以及响应来自车辆传感器54和模式选择器56的输入信号用来控制离合致动器52的致动的控制器58。

图2示意地示出动力传递装置，下文称为扭矩耦合器34，它以可操作方式设置在传动轴30和小齿轮轴60之间。如图示，小齿轮轴60包括与准双曲面齿圈64啮合的小齿轮，该准双曲面齿圈64固定于后差速器34的差速器箱66。差速器34是传统的，因为变速器箱66驱动的小齿轮68布置成驱动侧齿轮70L和70R，该侧齿轮70L和70R固定成随对应的车轴38L和38R旋转。示出扭矩耦合器34包括传递离合器50和离合致动器52，它们布置成用以控制从传动轴30传递到小齿轮轴60的驱动扭矩，并且一起限定本发明的扭矩传递机构。

参考图3和4，下面将对扭矩耦合器34的部件和功能进行详细描述。如图示，扭矩耦合器34通常包括壳体72、在壳体72内经由轴承组件76以可旋转方式受到支撑的输入轴74、传递离合器50和离合致动器52。轴轭78固定于输入轴74的第一端，以便允许与传动轴30连接。传递离合器50包括固定成随输入轴74旋转的毂80、固定成随小齿轮轴60旋转的鼓状物82、以及多片离合器组片84，该多片离合器组片84包括设置在毂80和鼓状物82之间的交替的内外离合器板。如图所示，轴承组件86以可旋转方式支撑鼓状物82中的输入轴74的第二端，该轴承组件86又经由轴承组件88以可旋转方式支撑在壳体72内。

示出离合致动器组件52大致包括电动机90、齿轮驱动单元92、和离合器施加操作装置94。电动机90固定到壳体72，并且包括具有驱动齿轮98的旋转输出轴96。齿轮驱动单元92通常包括第一驱动部件100和第二驱动部件1024，第一驱动部件100和第二驱动部件102受到支撑，以便相对于彼此和输入轴74旋转。特别是，第一驱动部件100包括经由输入轴74上的轴承组件106以可旋转方式支撑的圆柱形第一毂段104、和定位在第一毂段104的第一端的径向延伸的第一环形段108。第二驱动部件102包括经由毂段104上的轴承组件112以可旋转方式支撑的圆柱形第二毂段110、和定位在第二毂段110的第一端的径向延伸的第二环形段114。提供推力板116和锁环118，以便在输入轴74上沿轴向定位齿轮驱动单元92。如图示，第一环形段108包括在其与驱动齿轮98啮合的内表面122上的第一齿轮齿120。类似地，第二环形段114也在与驱动齿轮98啮合的外表面126上包括第二齿轮齿124。这样，驱动齿轮98在第一方向的旋转导致其在第一方向并在第一驱动部件100和第二驱动部件102之间相对旋转的对应量。而且，驱动齿轮98在相反的第二方向中的旋转导致其在第二方向并在第一驱动部件100和第二驱动部件102之间相对旋转的对应量。下面将详细说明，这种对于第一驱动部件100相对于第二驱动部件102的旋转的双向控制用来控制离合器组片84通过离合器施加操作装置94的精确的和快速的接合。

图4最好地示出了离合器施加操作装置94，它包括经由花键连接装置132固定在第一毂段104的第二端的第一凸轮盘130、经由花键连接装置136固定于第二毂段110的第二端的第二凸轮盘134、和辊138。辊138设置在多个对齐的凸轮凹槽140和142内，该凸轮凹槽140和142分别形成在第一和第二凸轮盘130和134的对应的相对表面内。优选地，三组等间隔的这种相面对的凸轮凹槽140和142分别形成在凸轮盘130和134内。凹槽140和142形成为分别包括凸轮面140A和142A，它们在周向形成为倾斜的、锥形的或其它外形。辊138靠着凸轮面140A和142A滚动，以便响应其间的相对旋转相对于第二凸轮盘134使第一凸轮盘130进行轴向运动。如图所示，第一推力轴承组件144设置在第一凸轮盘130和离合器组片84之间，而第二推力轴承组件146设置在第二凸轮盘134和保持板148之间，保持板148经由锁环150轴向定位在鼓状物88上。另一个锁环152设置成将第二凸轮盘134轴向限制在第二驱动部件102的第二毂段110上。

第一凸轮盘130可在第一或“释放”位置和第二或“锁定”位置之间相对于离合器组片84轴向移动。当第一凸轮盘130在其释放位置时，将最小的离合器接合力施加到离合器组片84上，以致于实际上无驱动扭矩从输入轴74经由离合器组片84传递到小齿轮轴60上，从而构成两轮驱动模式。相反，第一凸轮盘130在其锁定位置的定位导致将最大的离合器接合力施加到离合器组片84，以致于小齿轮轴60有效地耦联而随输入轴74共同旋转，从而形成“锁定或分时”四轮驱动模式。因此，第一凸轮盘130在其释放和锁定位置之间的轴向位置的精确双向控制允许对从输入轴74传递到小齿轮轴60的驱动扭矩的量进行适当调节，从而形成按需四轮驱动模式。

选择凸轮面140A和142A的锥形外形，用以控制第一凸轮盘130响应由电动机90驱动的驱动齿轮98在第一旋转方向从其释放位置向锁定位置的相对于离合器组片84的轴向位移。驱动齿轮98在第一方向的这种旋转导致第一驱动部件100在与第二驱动部件102相反方向被有角度地驱动，从而导致在凸轮盘130和134之间的对应的相对旋转量，因此，辊138顶靠在成形凸轮表面140A和142A上。然而，由于第二凸轮盘134的轴向移动受限制，相对旋转导致第一凸轮盘130轴向移动到其锁定位置，以便在离合器组片84上施加最大的离合器接合力。类似地，第一凸轮盘130响应驱动齿轮98在第二方向旋转相同的角位移量，从其锁定位置轴向移动而返回到释放位置。在第二旋转方向驱动发动机轴96的电动机90驱使驱动齿轮98在第二方向旋转。

可选择驱动部件100和102在反方向的角运动的量(即相对旋转量)和第一凸轮盘130的轴向移动的对应量，以满足特定离合器的需要。类似地，选择凸轮面140A和140B的外形，以提供放大的离合器接合力。作为所示布置的一种替代，凸轮面140A和142A的其中一个不是锥形的，以致于坡道外形构造成完全处于另一个凸轮面之中。而且，示出辊138为圆柱形，然而期望允许使用设置在半球形的凸轮凹槽中的球状辊。

在操作中，当模式选择器56示出选择两轮驱动模式时，控制器59向电动机90发信号，从而在第二方向旋转电动机轴96，以便移动第一凸轮盘130，直到其定位在释放位置，从而释放离合器组片84。如果模式选择器56随后示出选择分时四轮驱动模式，电动机90接收控制器58发出的信号，以便在第一方向旋转驱动轴96，从而导致第一齿轮盘130的线性移动，直到其定位在锁定位置。这里注意到，第一凸轮盘130移动到锁定位置导致完全接合离合器组片84，因此将小齿轮轴60与输入轴74耦联。

当模式选择器56示出选择为按需四轮驱动模式时，控制器58激发电动机90，以便使驱动轴96旋转，直到第一凸轮盘130定位在准备或“备用”位置。该位置可以是释放位置，或可选择地，为中间位置。无论那种情况，在该备用状态下，将预定的最小值的驱动扭矩经由离合器组片84传递到小齿轮轴60。随后，基于目前的牵引状态和/或传感器54检测的机动车辆的操作特性，控制器58确定什么时候需要以及需要多少传递到小齿轮60的驱动扭矩。显然，本领域已知的任何控制方案可用于本发明，以便在动力传动系应用中适当控制传递离合器50的致动。上述离合致动器52的设置对现有技术的改进在于，齿轮驱动单元92提供的扭矩放大允许使用小型低功率的电动机，并可提供特别快速的响应和对第一凸轮盘130的位置的精确控制，以及对施加到离合器组片84的离合器接合力的大小的精确控制。

为了说明适于本发明的可选择的动力传递装置，图5示意示出机动车辆的基于前轮的四轮动力传动系布置10′。特别是，发动机18驱动多级变速箱20，该多级变速箱20具有集成的前差速器单元22，用于经由车轴26L和26R驱动前车轮24L和24R。动力传递单元190还受动力系16驱动，以便向扭矩传递耦合器192的输入构件传递驱动扭矩，能够操作扭矩传递耦合器192以有选择地向传动轴30传递驱动扭矩。因此，当传感器示出发生前轮滑动的情况时，控制器58适当控制扭矩耦合器192的致动，以致于驱动扭矩“按需”传递到用于驱动后车轮36L和36R的后动力传动系14。期望扭矩传递耦合器192包括多片离合器组件194和离合致动器196，它们在结构和功能方面通常类似于上述多片离合器组件50和离合致动器52。

现在参考图6，动力传递单元190示意性地图示为基于类似于图5中所示的前轮驱动车辆的按需全轮驱动系统。特别是，所示变速器20的输出轴202用以驱动输出齿轮204，输出齿轮204又驱动固定于与前差速器单元22相关联的托架208的输入齿轮206。为了给前车轮24L和24R提供驱动扭矩，前差速器单元22还包括一对侧齿轮210L和210R，它们经由对应的车轴26L和26R与前车轮连接。差速器单元22还包括以可旋转方式支撑在固定于托架208的小齿轮轴上的小齿轮212，并且小齿轮212与两侧齿轮210L和210R啮合。传递轴214设置成用于从托架208向扭矩耦合器192传递扭矩。

动力传递单元190包括具有齿圈220的直角驱动机构，该齿圈220固定成随离合器组件194的鼓状物222旋转，并且与小齿轮224啮合，小齿轮224固定成随传动轴30旋转。如图示，离合器组件194的离合器毂216受传递轴214驱动，而离合器组片228设置在毂216和鼓状物222之间。可操作离合致动器组件196用于控制离合器组件194的接合，期望离合致动器组件196类似于上述电动机驱动的离合致动器组件52，因为电动机被供应电流，用于控制齿轮驱动单元的相对旋转，这又控制凸轮盘操作装置的平移运动，用于控制离合器组片228的接合。

在操作中，根据由车辆操作者经由模式选择器56选择的特定模式，驱动扭矩从主(即前)动力传动系向从(即后)动力传动系传递。例如，如果选择按需四轮驱动模式，通过改变传到电动机的电控信号的值，控制器58响应传感器54检测的车辆运行状态来调整离合致动器组件196的致动。如此，适当控制离合器接合程度以及经由动力传递单元190通过离合器组片228传递到后动力传动系14的驱动扭矩值。选择分时四轮驱动模式导致离合器组件194完全接合，以便将前动力传动系与后动力传动系刚性耦联。在一些应用中，可取消模式选择器56，使得仅得到按需四轮驱动模式，从而持续地提供适当的牵引控制而无需来自车辆操作者的输入。

图7示出了图6的改进形式，其中基于后轮驱动机动车辆示出一种按需四轮驱动系统，该后轮驱动机动车辆设置成通常向后动力传动系14传递驱动扭矩，同时经由扭矩耦合器192有选择地将驱动扭矩传递到前车轮24L和24R。在该设置中，驱动扭矩从传递输出轴202经由驱动轴230直接传递到传递单元190，该驱动轴230将输入齿轮206与齿圈220互接。为了向前车轮提供驱动扭矩，示出扭矩耦合器192以可操作方式设置在驱动轴230和传递轴214之间。特别是，离合器组件194设置成使得鼓状物222经由驱动轴230受齿圈220驱动。因此，离合致动器196的致动起作用，以便经由离合器组片228从鼓状物222向毂216传递扭矩，这又经由传递轴214驱动前差速器单元22的托架208。而且，车辆可装备有模式选择器56，以便允许车辆操作者选择按适当控制的需要四轮驱动模式或锁定的分时四轮驱动模式。在没有模式选择器56的车辆中，仅存在按需四轮驱动模式，并且提供持续的自适应牵引控制而没有来自车辆操作者的输入。

除了上述按需4WD系统，本发明的动力传递技术同样可用于全时4WD系统，以适当地偏置通过中心或“轴间”差动单元传递到前后动力传动系的扭矩分配。例如，图8示意性地示出了大致类似于图7中所示的按需四轮驱动系统的全时四轮驱动系统，只是动力传递单元190现在包括以可操作方式安装在前差速单元22的托架208和传递轴214之间的轴间差速单元240。特别是，输出齿轮206固定成随轴间差速器240的托架242旋转，小齿轮244以旋转方式支撑在托架242上。第一侧齿轮246与小齿轮244啮合，并且固定成随驱动轴230旋转，从而经由齿轮组220和224与后动力传动系14以驱动方式互接。类似地，第二侧齿轮248与小齿轮244啮合，并且固定成随前差速器单元22的托架208旋转，从而以驱动方式与前动力传动系互接。示出扭矩传递机构192以可操作方式设置在侧齿轮246和248之间。因此，扭矩传递机构192以可操作方式设置在轴间差速器240的从动输出装置之间，以提供扭矩偏置和限制滑动功能。示出扭矩传递机构192还包括多片离合器组件194和离合致动器组件196。离合器组件194以可操作方式设置在传递轴214和驱动轴230之间。在操作中，当传感器54检测车辆的工作状态时，例如多余的轴间滑动，控制器58适当控制与离合致动器组件196关联的电动机的致动，以便控制离合器组件194的接合，并且控制前后动力传动系之间的扭矩偏置。

参考图9，示出具有用于向动力传递单元(下面称为分动箱290)传递驱动扭矩的动力系16的四轮驱动机动车辆的动力传动系10A示意性布局图。分动箱290包括后输出轴302、前输出轴304、以及其间的扭矩耦合器292。扭矩耦合器292通常包括多片离合器组件294和动力操作的离合致动器296。如图示，后传动轴306将后输出轴302与后差速器34耦合，而前传动轴308将前输出轴304与前差速器22耦联。再次示意性地示出动力操作的离合致动器294，以提供对集成到分动箱290内的离合器组件294的接合提供适当控制。

图10示出全时4WD系统，它包括在输入轴312和输出轴302和304之间装备有轴间差速器310的分动箱290。差速器310包括限定为行星齿轮托架314的输入、限定为第一恒星齿轮316的第一输出、限定为第二恒星齿轮318的第二输出、和允许在第一和第二恒星齿轮316和318之间存在速度差的齿轮组。该齿轮组包括成对啮合的第一行星齿轮320和第二行星齿轮322，它们由托架314以可旋转方式支撑。示出第一行星齿轮320与第一恒星齿轮316啮合，而示出第二行星齿轮322与第二恒星齿轮318啮合。第一恒星齿轮316固定成随后输出轴302旋转，以便将驱动扭矩传递到后动力传动系。为了向前动力传动系传递驱动扭矩，第二恒星齿轮318与传递组件324耦联，该传递组件324包括以可旋转方式支撑在后输出轴302上的第一链轮326、固定于前输出轴304上的第二链轮328和传动链330。

这里注意到，分动箱290包括离合器组件294和离合致动器296。离合器组件294具有固定于链轮326以便随前输出轴304旋转的鼓状物332、固定成随后输出轴302旋转的毂334、和在其间的多片离合器组片336。同样，离合致动器296仅示意性地示出，然而期望在结构和功能方面基本类似于结合图3和4所示的离合致动器52所公开的离合致动器。图11仅是分动箱290改进形式，它构造成没有中心差速器310以提供按需四轮驱动系统。

现在参考图12，示意性地示出驱动轴组件400包括一对以可操作方式安装在从动传动轴30和后车轴38L和38R之间的扭矩耦合器。传动轴30驱动包括小齿轮402和齿圈404的直角齿轮组，直角齿轮组又驱动传递轴406。示出第一扭矩耦合器200L设置在传递轴406和左车轴38L之间，而第二扭矩耦合器200R设置在传递轴406和右车轴38R之间。每个扭矩耦合器可经由对应的离合致动器组件226L、226R的致动单独控制，以便适当控制一侧到另一侧的扭矩传递。在优选的应用中，轴组件600可与四轮驱动机动车辆中的从动力传动系关联。

这里已公开大量优选的实施例，以便本领域的普通技术人员易于理解目前本发明的操作和结构所期望的最好模式。如此描述本发明，在不超出本发明的主旨和范围的情况下可做出多种修改，并且本领域的技术人员所考虑的所有修改期望包括在如下权利要求书的保护范围内。

Claims (25)

1.一种动力传递装置，包括：

适于从动力源接收驱动扭矩的旋转输入部件；

适于向输出装置提供驱动扭矩的旋转输出部件；

扭矩传递机构，能够操作该扭矩传递机构用于将驱动扭矩从所述输入部件传递到所述输出部件，所述扭矩传递机构包括离合器组件和离合致动器组件，该离合器组件以可操作方式设置在所述输入部件和所述输出部件之间，该离合致动器组件用于将离合器接合力施加到所述离合器组件，所述离合致动器组件包括驱动齿轮驱动单元的电动机，用于控制通过离合器施加操作装置施加于所述离合器组件上的所述离合器接合力，所述齿轮驱动单元包括由所述电动机驱动的驱动齿轮，还包括与所述驱动齿轮以啮合方式接合的第一和第二平面齿轮，从而使所述第一和第二平面齿轮响应所述驱动齿轮的驱动旋转而在互相相反的方向上旋转，所述离合器施加操作装置包括固定成随所述第一平面齿轮旋转的第一凸轮盘、固定成随所述第二平面齿轮旋转的第二凸轮盘以及设置在所述第一和第二凸轮盘之间的辊；以及

用于致动所述电动机的控制系统，以便控制在所述第一和第二平面齿轮之间的反向旋转运动的方向和量，这又控制所述第一凸轮盘相对于所述离合器组件的平移运动的方向和量，从而改变施加于所述离合器组件上的离合器接合力。

2.如权利要求1所述的动力传递装置，其中所述第一平面齿轮包括以可旋转方式支撑在所述输入部件上的第一毂段、和具有在第一工作面上形成的第一齿轮齿的第一环段，其中所述第二平面齿轮包括以可旋转支撑在所述第一毂段上的第二毂段、以及具有在第二工作面上形成的第二齿轮齿的第二环段，其中所述驱动齿轮与所述第一和第二齿轮齿啮合。

3.如权利要求2所述的动力传递装置，其中所述第一凸轮盘固定成随所述第一平面齿轮的第一毂段旋转，所述第二凸轮盘固定成随所述第二平面齿轮的所述第二毂段旋转，并且所述辊设置成靠着在所述第一和第二凸轮盘中的至少其中一个上形成的凸轮面滚动。

4.如权利要求2所述的动力传递装置，其中所述驱动齿轮固定到由所述电动机驱动的轴上，所述驱动齿轮定位在所述第一和第二平面齿轮的分别的所述第一和第二工作面之间。

5.如权利要求2所述的动力传递装置，其中所述离合器组件包括固定在所述输入部件和输出部件中的其中一个上的毂、固定在所述输入和输出部件中的另一个上的鼓状物、设置在所述鼓状物内并以可操作方式连接在所述毂和鼓状物之间的离合器组片，其中所述第一和第二凸轮盘设置在所述鼓状物内。

6.如权利要求1所述的动力传递装置，其中所述第一平面齿轮能够响应所述电动机的致动在第一和第二位置之间相对于所述第二平面齿轮旋转，用于使所述第一凸轮盘在相对于所述离合器组件的收缩位置和伸展位置之间的相应的轴向运动，当所述第一凸轮盘定位在其收缩位置时，所述第一凸轮盘在所述离合器组件上施加最小的离合器接合力，而当定位在其伸展位置时，所述第一凸轮盘在所述离合器组件上施加最大的离合器接合力。

7.如权利要求6所述的动力传递装置，其中所述输入部件向机动车辆的第一动力传动系提供驱动扭矩，其中所述输出部件与机动车辆的第二动力传动系耦联，并且能够操作所述扭矩传递机构以便从所述输入部件向所述输出部件传递驱动扭矩。

8.如权利要求7所述的动力传递装置，其限定了一个分动箱，其中所述输入部件是驱动第一动力传动系的第一轴，并且所述输出部件是与第二动力传动系耦联的第二轴，其中所述第一凸轮盘在其收缩位置中的定位释放所述离合器组件的接合，从而限定为两轮驱动模式，而所述第一凸轮盘在其伸展位置的定位完全接合所述离合器组件，从而限定为分时四轮驱动模式，并且能够操作所述控制系统以控制所述电动机的致动，以便改变所述第一凸轮盘在其收缩位置和伸展位置之间的位置，从而以可控方式改变从所述第一轴传递到所述第二轴的驱动扭矩，因而限定为按需四轮驱动模式。

9.如权利要求8所述的动力传递装置，其中所述控制系统包括控制器，该控制器用于接收来自传感器的输入信号并基于所述输入信号产生电控信号，所述电控信号提供给所述电动机，用于控制所述驱动齿轮的转动的方向和量。

10.如权利要求7所述的动力传递装置，其限定了一个动力输出单元，其中所述输入部件向与第一动力传动系关联的第一差速器提供驱动扭矩，并且所述输出部件与第二差速器耦联，该第二差速器与第二动力传动系关联。

11.如权利要求1所述的动力传递装置，其中所述输入部件是受机动车辆动力传动系驱动的传动轴，并且所述输出部件是驱动差速器的小齿轮轴，该差速器与机动车辆的轴组件关联，其中所述离合器组件设置在所述传动轴和所述小齿轮轴之间，使得能够操作所述离合致动器组件的致动以将驱动扭矩从所述传动轴传递到所述小齿轮轴。

12.如权利要求1所述动力传递装置，其中所述输入部件包括向机动车辆内的一对第一车轮供给驱动扭矩的第一差速器和由所述差速器驱动的传递轴，所述输出部件包括与第二差速器耦联的传动轴，该第二差速器将机动车辆内的一对第二车轮互连，其中所述离合器组件设置在所述传递轴和传动轴之间。

13.如权利要求1所述的动力传递装置，其中所述输入部件包括向第二轴供给驱动扭矩的第一轴，第二轴与第一差速器耦联，用于驱动机动车辆内的一对第一车轮，所述输出部件是驱动第二差速器的第三轴，该第二差速器使机动车辆内的一对第二车轮互连，并且所述离合器组件以可操作方式设置在所述第一和第三轴之间。

14.如权利要求1所述的动力传递装置，还包括由所述输入部件驱动的轴间差速器，并且具有驱动机动车辆内的第一动力传动系的第一输出和驱动机动车辆内的第二动力传动系的第二输出，并且所述离合器组件以可操作方式设置在所述轴间差速器的所述第一和第二输出之间。

15.一种扭矩传递机构，其用于将驱动扭矩从旋转输入部件传递到旋转输出部件，包括：

摩擦离合器组件，其具有固定成随输入部件和输出部件的其中一个旋转的鼓状物、固定成随该输入部件和输出部件的另一个旋转的毂、以可操作方式设置在所述鼓状物和所述毂之间的离合器组片、以及能够在第一位置和第二位置之间移动的压力板，在该第一位置，最小的离合器接合力施加在所述离合器组片上，在该第二位置，最大的离合器接合力施加到所述离合器组片上；

用于在其第一和第二位置之间移动所述压力板的离合致动器组件，该离合致动器组件包括驱动齿轮驱动单元的电动机，用于控制离合器施加操作装置的运动，所述齿轮驱动单元包括由所述电动机驱动的驱动齿轮以及与所述驱动齿轮以啮合方式接合的第一和第二平面齿轮，从而使所述第一和第二平面齿轮响应所述驱动齿轮的驱动旋转而在互相相反的方向上旋转，所述离合器施加操作装置包括固定成随所述第一平面齿轮旋转的第一凸轮盘、固定成随所述第二平面齿轮旋转的第二凸轮盘、和布置在所述第一和第二凸轮盘之间的辊；

用于致动所述电动机的控制系统，以控制所述第一平面齿轮在第一位置和第二位置之间相对于所述第二平面齿轮的转动，当所述第一平面齿轮在其第一位置时，所述第一凸轮盘定位在第一轴向位置，从而使所述压力板定位在其第一位置，当所述第一平面齿轮转动到其第二位置时，所述第一凸轮盘定位在第二轴向位置，从而使所述压力板移动到其第二位置。

16.如权利要求15所述的扭矩传递机构，其中所述第一平面齿轮包括以可旋转方式支撑在输入部件上的第一毂段和具有在第一工作面上形成的第一齿轮齿的第一环段，其中所述第二平面齿轮包括以可旋转方式支撑在所述第一毂段上的第二毂段以及具有在第二工作面上形成的第二齿轮齿的第二环段，其中所述驱动齿轮与所述第一和第二齿轮齿啮合。

17.如权利要求16所述的扭矩传递机构，其中所述第一凸轮盘固定成随所述第一平面齿轮的所述第一毂段旋转，所述第二凸轮盘固定成随所述第二平面齿轮的所述第二毂段旋转，并且所述辊设置成靠着在所述第一和第二凸轮盘的至少其中一个上形成的凸轮面滚动。

18.如权利要求16所述的扭矩传递机构，其中所述驱动齿轮固定到由所述电动机驱动的轴，所述驱动齿轮定位在所述第一和第二平面齿轮的分别的第一和第二工作面之间。

19.如权利要求15所述的扭矩传递机构，其中所述输入部件向机动车辆的第一动力传动系提供驱动扭矩，并且输出部件与机动车辆的第二动力传动系耦联。

20.如权利要求19所述的扭矩传递机构，其限定一个分动箱，其中所述输入部件是驱动第一动力传动系的第一轴，并且输出部件是与第二动力传动系耦联的第二轴，其中所述第一凸轮盘在其第一位置的定位释放所述离合器组件的接合，从而限定为两轮驱动模式，并且所述第一凸轮盘在其第二位置的定位完全接合所述离合器组件，从而限定为分时四轮驱动模式，并且能够操作所述控制系统以控制所述电动机的致动，以便在其第一和第二位置之间改变所述第一凸轮盘的位置，从而以可控方式改变从所述第一轴传递到所述第二轴传递的驱动扭矩，从而限定为按需四轮驱动模式。

21.如权利要求20所述的扭矩传递机构，其中所述控制系统包括控制器，该控制器用于接收来自传感器的输入信号，并且基于所述输入信号产生电控信号，该电控信号提供给所述电动机，用于控制所述驱动齿轮转动的方向和量。

22.如权利要求19所述的扭矩传递机构，其限定一个动力输出单元，其中所述输入部件向与第一动力传动系关联的第一差速器提供驱动扭矩，并且输出部件与第二差速器耦联，该第二差速器与第二动力传动系关联。

23.如权利要求15所述的扭矩传递机构，其中所述输入部件是由机动车辆的动力系驱动的传动轴，并且所述输出部件是驱动与机动车辆的轴部件关联的差速器的小齿轮轴，其中所述离合器组件设置在所述传动轴和所述小齿轮轴之间，使得能够操作所述离合致动器组件的致动以将驱动扭矩从所述传动轴传递到所述小齿轮轴。

24.如权利要求15所述的扭矩传递机构，其中所述输入部件包括向机动车辆内的一对第一车轮供给驱动扭矩的第一差速器、和由所述第一差速器驱动的传递轴，所述输出部件包括与第二差速器耦联的传动轴，该第二差速器使机动车辆内的一对第二车轮互连，并且所述离合器组件设置在所述传递轴和所述传动轴之间。

25.如权利要求15所述的动力传递装置，其中所述输入部件包括向第二轴提供驱动扭矩的第一轴，第二轴与第一差速器耦联，用于驱动机动车辆内的一对第一车轮，并且所述输出部件是驱动第二差速器的第三轴，该第二差速器使机动车辆内一对第二车轮互连，并且所述离合器组件以可操作方式设置在所述第一和第三轴之间。

Images