CN103963766B - 具有驻车制动器的驱动模块 - Google Patents

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CN103963766B CN201410043348.9A CN201410043348A CN103963766B CN 103963766 B CN103963766 B CN 103963766B CN 201410043348 A CN201410043348 A CN 201410043348A CN 103963766 B CN103963766 B CN 103963766B
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    • F16H2048/364—Differential gearings characterised by intentionally generating speed difference between outputs using electric or hydraulic motors

Abstract

一种驱动模块，该驱动模块包括外壳、第一车轴和第二车轴、差速器组件、推进马达、固定到所述外壳的制动元件、扭矩矢量分配传动装置和模式齿轮。所述差速器组件被安装在所述外壳中用于围绕旋转轴线旋转，并具有差速器壳体和一对输出构件。所述输出构件中的第一个被联接到所述第一车轴用于共同旋转。所述扭矩矢量分配传动装置与所述差速器组件协作，以将旋转动力传送到所述第二车轴。所述模式齿轮在第一位置和第二位置之间能移动。所述模式齿轮在所述第一位置的定位允许在所述推进马达和所述差速器组件之间传送旋转动力。所述模式齿轮在所述第二位置的定位将所述差速器组件联接到所述外壳，以抑制所述第一车轴的旋转。

Description

具有驻车制动器的驱动模块
技术领域
本发明设计一种驻车制动器，用于具有驻车制动器的驱动模块。
背景技术
本部分提供与本公开相关的背景信息，其未必为现有技术。
在共同待决的第13/182,153号美国申请中描述具有扭矩分配驱动机构的轴组件。在一些情况下，锁定扭矩分配驱动机构的车轴以抵抗旋转将是有利的。一些已知驻车制动机构的缺点包括相对复杂的锁定机构和/或相对难于整合或打包到扭矩分配驱动机构中的锁定机构。
发明内容
本部分提供本公开的大致总结，并非其全部范围或其全部特征的全面公开。
在一种形式中，本教导提供一种驱动模块，该驱动模块包括外壳、第一车轴和第二车轴、差速器组件、推进马达、固定到所述外壳的制动元件、扭矩矢量分配传动装置和模式齿轮。所述差速器组件具有差速器壳体和一对输出构件。所述差速器组件被安装在所述外壳中用于围绕旋转轴线旋转。所述输出构件中的第一个被联接到所述第一车轴用于共同旋转。所述扭矩矢量分配传动装置与所述差速器组件协作，以将旋转动力传送到所述第二车轴。所述模式齿轮在第一位置和第二位置之间能移动。所述模式齿轮在所述第一位置的定位允许在所述推进马达和所述差速器组件之间传送旋转动力。所述模式齿轮在所述第二位置的定位将所述差速器组件联接到所述外壳，以抑制所述第一车轴的旋转。
在另一形式中，本教导提供一种驱动模块，该驱动模块包括外壳、第一车轴、第二车轴、差速器组件、推进马达、构造为从所述推进马达接收旋转动力输入传动装置、固定到所述外壳的制动元件、扭矩矢量分配传动装置、扭矩矢量分配马达和模式齿轮。所述差速器组件具有差速器壳体和一对输出构件。所述差速器组件被安装在所述外壳中，用于围绕旋转轴线旋转。所述输出构件中的第一个被联接到所述第一车轴用于共同旋转。所述扭矩矢量分配传动装置从所述差速器壳体接收旋转动力，并被构造为将旋转动力输出到所述第二车轴。所述扭矩矢量分配马达能被选择性地操作，以向所述扭矩矢量分配传动装置提供第二输入，以改变所述第一车轴和所述第二车轴之间的扭矩分配。所述模式齿轮在第一位置和第二位置之间能移动。将所述模式齿轮定位在所述第一位置来将所述传动装置联接到差速器组件，从而由所述推进马达产生的旋转动力被用于驱动所述差速器组件。将所述模式齿轮定位在所述第二位置来将所述差速器组件联接到所述外壳，以抑制所述第一车轴和所述第二车轴的旋转。
在又一形式中，本教导提供一种用于操作驱动模块的方法，该驱动模块具有外壳、输入传动装置、第一车轴、第二车轴、差速器组件、推进马达、扭矩矢量分配传动装置、模式齿轮和制动元件。所述差速器组件具有差速器壳体和一对输出构件。所述差速器组件被安装在所述外壳中用于围绕旋转轴线旋转。所述输出构件中的第一个被联接到所述第一车轴用于共同旋转。所述扭矩矢量分配传动机构被构造为与所述差速器组件协作，以将旋转动力传送到所述第二车轴。所述制动元件被固定到所述外壳。所述方法包括：将所述模式齿轮定位在第一位置以将所述输入传动装置联接到差速器组件，从而由所述推进马达产生的旋转动力被传送通过所述模式齿轮并被用于驱动所述差速器组件；以及将所述模式齿轮定位在第二位置，从而将所述差速器组件联接到所述外壳以抑制所述第一车轴和所述第二车轴的旋转。
在再一形式中，本教导提供一种传动装置，具有行星级，该行星级具有行星架和行星齿轮。所述行星架包括架主体和固定地联接到所述架主体的销。所述行星齿轮被能旋转地安装在所述销上。所述架主体包括被构造为将润滑剂引导到所述销和所述行星齿轮之间的界面的特征。至少一个润滑剂出口孔在所述行星齿轮的轴向端部之间被形成在所述行星齿轮中，以允许排到所述销和所述行星齿轮之间的所述界面中的润滑剂的排放。
进一步的适用领域从在此提供的描述将变得明显。在该发明内容中的该描述和具体示例仅用于例示的目的，并非意欲限制本公开的范围。
附图说明
在此描述的附图仅用于所选实施例而非所有可能实施方式的例示目的，并非意欲限制本公开的范围。
图1为根据本公开的教导构造的示例性车辆的示意图；
图2为图1的车辆的一部分的示意图，其更详细地例示驱动模块；和
图3为图1的驱动模块的一部分的侧视图，其例示用于将润滑剂引入到行星架的销和行星齿轮之间的界面的第一技术；和
图4为类似于图3的侧视图，但是例示用于将润滑剂引入到行星架的销和行星齿轮之间的界面的第二技术。
相应的附图标记在附图的若干视图中始终指示相应的部分。
具体实施方式
参照附图的图1，根据本公开的教导构造的车辆大体上由附图标记10来指示。车辆10可包括能被用于驱动车轮14的电驱动模块12。在所提供的特定示例中，驱动模块12被用于选择性地驱动后车轮14，而传统内燃机16和传动装置18被全职用于驱动一组前车轮20。然而，将认识到，本公开的教导应用于各种不同的车辆构造，包括如下车辆构造：一个或多个驱动模块12被全职用于驱动一组或更多组车轮。同样地，将理解的是，在此讨论并在附图中例示的特定示例仅为示例性的。
参照图2，驱动模块12可包括外壳28、差速器组件30、推进马达32、输入传动装置34、制动元件36、模式齿轮38、扭矩矢量分配传动装置40、扭矩矢量分配马达42、第一车轴44和第二车轴46。
差速器组件30可包括差速器壳体50、差速装置52和差速齿轮54。差速器壳体50可为中空结构，该中空结构可被接收在外壳28中的腔60中并由外壳28支撑，以便围绕旋转轴线62旋转。差速装置52可被接收在差速器壳体50中，并可被构造为在差速器壳体50与第一车轴44和第二车轴46之间传送旋转动力。可利用任何差速装置，包括一个或多个摩擦离合器（未示出），但是在所提供的特定示例中，差速装置52包括差速齿轮组64，该差速齿轮组64具有十字销66、一对主动齿轮68和一对侧齿轮70a、70b，该十字销66被固定到差速器壳体50以便在其内旋转，该对主动齿轮68被能旋转地安装在十字销66上，该对侧齿轮70a、70b与主动齿轮68啮合并能相对于差速器壳体50围绕旋转轴线62旋转。侧齿轮中的第一个70a可被驱动地联接到第一车轴44。差速齿轮54可被固定到差速器壳体50。在所提供的特定示例中，差速齿轮54为固定地安装到差速器壳体50的齿环。
推进马达32可为任何类型的马达，诸如电动马达，并可被联接适合的电源，诸如一个或多个电池72（图1）和控制器74（图1）。推进马达32可被安装到壳体28并可具有输出轴80，输出轴80可被安装为平行于差速器壳体50的旋转轴线62。输入传动装置34可包括驱动齿轮86和从动齿轮88，驱动齿轮86可被联接到输出轴80以便随输出轴80旋转，从动齿轮88可与驱动齿轮86啮合。然而，本领域技术人员将认识到，另外的齿轮可被用于在驱动齿轮86和从动齿轮88之间传送旋转动力，同样地，从动齿轮88不必直接与驱动齿轮86啮合。从动齿轮88可为能被支撑用于围绕第一车轴44旋转的环形齿轮。
制动元件36可被固定地安装到外壳28，并可包括一个或多个特征，诸如将在下面更详细地讨论的可由模式齿轮38接合的柱或者一个或多个齿（例如，齿102）。在所提供的特定示例中，制动元件36为完整的环形齿轮，但是本领域技术人员将认识到，制动元件36可替代地仅包括齿轮的一段。
模式齿轮38可在第一模式下被用于在从动齿轮88和差速齿轮54之间传送动力，也可在第二模式下被用于将差速齿轮54联接到制动元件36以提供驻车制动功能，在驻车制动时，第一车轴44和第二车轴46相对于外壳28不能旋转。在所提供的示例中，模式齿轮38包括一组第一齿90、一组第二齿92和一组第三齿94。第一齿90可被形成在模式齿轮38的一部分的外径上，并可与形成在从动齿轮88上的内齿96啮合并在轴向上能滑动地安装在内齿96上。第二齿92可被形成在模式齿轮38的一部分的内径上。第三齿可被形成在模式齿轮38的另一部分的外径上。模式齿轮38可沿着旋转轴线62在空挡位置（未示出）、第一位置和第二位置之间移动。在空挡位置，第二齿92和第三齿94不被接合到任何其它结构，从而允许模式齿轮38（和从动齿轮88）相对于差速齿轮54和外壳28旋转。
当模式齿轮38被定位在第一位置时，第二齿92与差速齿轮54的齿100啮合，而第三齿94不被接合到任何其它结构。相应地，由推进马达32产生的旋转动力通过输入传动装置34和模式齿轮38被传送，以驱动差速齿轮54，由此为差速器壳体50提供旋转动力。
当模式齿轮38被定位在第二位置时，第二齿92与差速齿轮54上的齿100啮合，第三齿94与制动元件36上的齿102啮合。第一齿90可选择性地与从动齿轮88上的内齿96分离。由于制动元件36被固定到外壳28，所以模式齿轮38与差速齿轮54和制动元件36的啮合将抑制差速齿轮54的旋转。因此，差速器壳体50与第一车轴44和第二车轴46将相对于外壳28被锁定（即，不能旋转）。
扭矩矢量分配传动装置40和扭矩矢量分配马达42可大体上类似于在2011年7月13日提交的名称为“具有扭矩分配驱动装置的轴组件”的共同待决的美国专利申请第13/182,153号中公开的那些，其公开内容通过引用如同详细陈述的那样被合并于此。简言之，扭矩矢量分配传动装置40可包括第一行星齿轮组120和第二行星齿轮组122。第一行星齿轮组120可包括第一环形齿轮130、多个第一行星齿轮132、第一行星架134和第一恒星齿轮136，第一环形齿轮130可被固定地联接到外壳28。第一行星齿轮132可与第一环形齿轮130和第一恒星齿轮136啮合。第一行星架134可被固定到差速器壳体50用于共同旋转，并可包括销138，每个销138均以枢轴的方式（journally）支撑第一行星齿轮132中对应的一个。
第二行星齿轮组122可包括第二环形齿轮140、多个第二行星齿轮142、第二行星架144和第二恒星齿轮146。第二环形齿轮140能围绕旋转轴线62旋转。第二行星齿轮142可与第二环形齿轮140和第二恒星齿轮146啮合。第二行星架144可被固定到第二车轴46用于共同旋转，并可包括多个销146，每个销146均以枢轴的方式支撑第二行星齿轮142中对应的一个。第二恒星齿轮146可被联接到第一恒星齿轮136用于共同旋转。第一恒星齿轮136和第二恒星齿轮146可为中空的，并可接收穿过它们的第二车轴46。
扭矩矢量分配马达42可具有输出轴170，该输出轴170能驱动中间齿轮172。中间齿轮172可与齿174啮合，齿174可被形成在第二环形齿轮140的外径上。
当扭矩矢量分配马达42不被操作时，扭矩矢量分配传动装置40与差速器组件30协作以允许第一车轴44和第二车轴46之间的扭矩差的方式将旋转动力传送到第二车轴46。在这种操作模式下，驱动模块12将基本上作为“开放式”差速器操作。扭矩矢量分配马达42可被选择性地操作以修正第一车轴44和第二车轴46之间的扭矩分配。为了将更多（或更少）扭矩施加到第二车轴46，并由此将更少（或更多）扭矩施加到第一车轴44，扭矩矢量分配马达42能沿第一旋转方向（或相反的第二旋转方向）操作以便通过扭矩矢量分配传动装置40将另外的正（或负）力矩直接施加到第二车轴46。扭矩矢量分配传动装置40还产生负（或正）反向力矩，该负（或正）反向力矩被施加到差速器壳体50并相应地减小（或增加）施加到第一车轴44的力矩。
相应地，将认识到，本公开提供构造相对简单并相对易于整合或打包到驱动模块12中的驻车制动机构（例如，制动元件36和模式齿轮38）。
参照图3，一个或多个波形弹簧垫片200可被用于帮助促进润滑剂在行星齿轮和行星架之间的流动。波形弹簧垫片200可被安装在行星架204的销202上，并可邻接行星架204的主体206以及行星齿轮210的轴向端面208。销202可被固定到主体206。波形弹簧垫片200可具有多个起伏部212，该多个起伏部212在主体206和波形弹簧垫片200之间和/或在波形弹簧垫片200和轴向端面208之间形成轴向间距214，该轴向间距214允许润滑剂进入销202和行星齿轮210之间的界面。在销202和行星齿轮210之间接收的润滑剂可被引导到行星齿轮210的相对的轴向端部，或者可被引导到润滑剂出口孔220，该润滑剂出口孔220被形成为穿过行星齿轮210。槽、凹部和/或偏转器（例如，槽222）可被用于行星架204的主体206或周围结构上，以使在传动装置操作时从传动装置抛下的润滑剂可被收集并引导以排放到轴向间距214中。
参照图4，例示用于润滑行星架和行星齿轮之间的界面的替代装置。在该示例中，行星架204和行星齿轮210与传动装置的行星级关联。在传动装置操作期间，接触行星架204的主体206的润滑剂（例如，引导或溅射到主体206上的润滑剂）经由槽222被引导到行星架和行星齿轮210之间的界面。更具体而言，润滑剂可移动经过行星齿轮210的轴向端面208，并随后在销202和行星齿轮210的内径表面之间移动经过。润滑剂可通过被形成为穿过行星齿轮210的一个或更多润滑剂出口孔220从行星齿轮210排放。在所提供的特定示例中，润滑剂从行星齿轮210的两个轴向端部被引导朝向润滑剂出口孔220，润滑剂出口孔220被设置在行星齿轮210的相对的轴向端部之间的中点处，并且从润滑剂出口孔220排出的润滑剂被用于润滑与行星齿轮210啮合的环形齿轮和恒星齿轮的齿。
实施例的前述描述已被提供用于例示和描述的目的。其并非意欲穷尽或限制本公开。特定实施例的单个元件或特征通常不限制于该特定实施例，而是，在可应用的场合，能互换并可被用于所选择的实施例，即使未明确显示或描述。单独的元件或特征也可以许多方式被改变。这种改变不被认为背离本公开，并且所有这种更改意欲被包括在本公开的范围内。

Claims (17)

1.一种驱动模块，包括：
外壳(28)；
第一车轴(44)和第二车轴(46)；
具有差速器壳体(50)和一对输出构件(70a，70b)的差速器组件(30)，所述差速器组件(30)被安装在所述外壳(28)中用于围绕旋转轴线(62)旋转，所述输出构件(70a，70b)中的第一个被联接到所述第一车轴(44)用于共同旋转；
推进马达(32)；
固定到所述外壳(28)的制动元件(36)；
扭矩矢量分配传动装置(40)，该扭矩矢量分配传动装置与所述差速器组件(30)协作，以将旋转动力传送到所述第二车轴(46)；
模式齿轮(38)，该模式齿轮在第一位置和第二位置之间能移动，其中所述模式齿轮(38)在所述第一位置的定位允许在所述推进马达(32)和所述差速器组件(30)之间传送旋转动力，并且其中所述模式齿轮(38)在所述第二位置的定位将所述差速器组件(30)联接到所述外壳(28)，以抑制所述第一车轴(44)的旋转。
2.根据权利要求1所述的驱动模块，其中所述模式齿轮(38)进一步能移动到空挡位置，在该空挡位置，所述模式齿轮(38)与所述差速器组件(30)和所述制动元件(36)分离。
3.根据权利要求1所述的驱动模块，其中所述模式齿轮(38)沿着所述旋转轴线(62)能滑动。
4.根据权利要求3所述的驱动模块，所述驱动模块进一步包括输入传动装置(34)，该输入传动装置(34)被构造为从所述推进马达(32)接收旋转动力，其中所述输入传动装置(34)包括从动齿轮(88)，该从动齿轮围绕所述第一车轴(44)能旋转地设置。
5.根据权利要求4所述的驱动模块，其中所述模式齿轮(38)能够移动到空挡位置，在该空挡位置，所述模式齿轮(38)与所述差速器组件(30)和所述制动元件(36)分离，并且其中所述模式齿轮(38)在所述空挡位置、所述第一位置和所述第二位置中的每一个均被接合到所述从动齿轮(88)。
6.根据权利要求1所述的驱动模块，其中所述扭矩矢量分配传动装置(40)包括第一行星齿轮组(120)和第二行星齿轮组(122)，其中所述第一行星齿轮组(120)具有第一恒星齿轮(136)、第一环形齿轮(130)和第一行星架(134)，其中所述第二行星齿轮组(122)具有第二恒星齿轮(146)和第二行星架(144)，其中所述第一恒星齿轮(136)和第二恒星齿轮(146)彼此联接用于共同旋转，其中所述第一行星架(134)被联接到所述差速器壳体(50)用于共同旋转，其中所述第一恒星齿轮(136)被不能旋转地联接到所述外壳(28)。
7.根据权利要求6所述的驱动模块，其中所述第二行星齿轮组(122)包括第二环形齿轮(140)，该第二环形齿轮(140)围绕所述旋转轴线能旋转。
8.根据权利要求1所述的驱动模块，其中所述制动元件(36)包括齿轮的至少一部分。
9.一种驱动模块，包括：
外壳(28)；
第一车轴(44)和第二车轴(46)；
具有差速器壳体(50)和一对输出构件(70a，70b)的差速器组件(30)，所述差速器组件(30)被安装在所述外壳(28)中用于围绕旋转轴线(62)旋转，所述输出构件(70a，70b)中的第一个被联接到所述第一车轴(44)用于共同旋转；
推进马达(32)；
输入传动装置(34)，该输入传动装置(34)被构造为从所述推进马达(32)接收旋转动力；
固定到所述外壳(28)的制动元件(36)；
扭矩矢量分配传动装置(40)，该扭矩矢量分配传动装置(40)从所述差速器壳体(50)接收旋转动力并被构造为将旋转动力输出到所述第二车轴(46)；
扭矩矢量分配马达(42)，该扭矩矢量分配马达(42)能被选择性地操作，以向所述扭矩矢量分配传动装置(40)提供第二输入，从而改变所述第一车轴(44)和所述第二车轴(46)之间的扭矩分配；和
模式齿轮(38)，该模式齿轮(38)在第一位置和第二位置之间能移动，其中所述模式齿轮(38)在所述第一位置的定位将所述输入传动装置(34)联接到差速器组件(30)，从而由所述推进马达(32)产生的旋转动力被用于驱动所述差速器组件(30)，并且其中所述模式齿轮在所述第二位置的定位将所述差速器组件(30)联接到所述外壳(28)，以抑制所述第一车轴(44)和所述第二车轴(46)的旋转。
10.根据权利要求9所述的驱动模块，其中所述模式齿轮(38)进一步能移动到空挡位置，在该空挡位置，所述模式齿轮(38)与所述差速器组件(30)和所述制动元件(36)分离。
11.根据权利要求9所述的驱动模块，其中所述模式齿轮(38)沿着所述旋转轴线(62)能滑动。
12.根据权利要求11所述的驱动模块，其中所述输入传动装置(34)包括从动齿轮(88)，该从动齿轮(88)围绕所述第一车轴(44)能旋转地设置。
13.根据权利要求12所述的驱动模块，其中所述模式齿轮(38)能够进一步移动到空挡位置，在该空挡位置中，所述模式齿轮(38)与所述差速器组件(30)和所述制动元件(36)分离，并且其中所述模式齿轮(38)在所述空挡位置、所述第一位置和所述第二位置中的每一个均被接合到所述从动齿轮(88)。
14.根据权利要求9所述的驱动模块，其中所述扭矩矢量分配传动装置(40)包括第一行星齿轮组(120)和第二行星齿轮组(122)，其中所述第一行星齿轮组(120)具有第一恒星齿轮(136)、第一环形齿轮(130)和第一行星架(134)，其中所述第二行星齿轮组(122)具有第二恒星齿轮(146)和第二行星架(144)，其中所述第一恒星齿轮(136)和第二恒星齿轮(146)彼此联接用于共同旋转，其中所述第一行星架(134)被联接到所述差速器壳体(50)用于共同旋转，其中所述第一恒星齿轮(136)被不能旋转地联接到所述外壳(28)。
15.根据权利要求14所述的驱动模块，其中所述第二行星齿轮组(122)包括第二环形齿轮(140)，该第二环形齿轮(140)围绕所述旋转轴线(62)能旋转。
16.根据权利要求9所述的驱动模块，其中所述制动元件(36)包括齿轮的至少一部分。
17.一种用于操作驱动模块的方法，该驱动模块具有外壳(28)、输入传动装置(34)、第一车轴(44)和第二车轴(46)、差速器组件(30)、推进马达(32)、扭矩矢量分配传动装置(40)、模式齿轮(38)以及制动元件(36)，所述差速器组件(30)具有差速器壳体(50)和一对输出构件(70a，70b)，所述差速器组件(30)被安装在所述外壳(28)中用于围绕旋转轴线(62)旋转，所述输出构件(70a，70b)中的第一个被联接到所述第一车轴(44)用于共同旋转，所述扭矩矢量分配传动装置(40)被构造为与所述差速器组件(30)协作以将旋转动力传送到所述第二车轴(46)，所述制动元件(36)被固定到所述外壳(28)，所述方法包括：
将所述模式齿轮(38)定位在第一位置以将所述输入传动装置(34)联接到差速器组件(30)，从而由所述推进马达(32)产生的旋转动力被传送通过所述模式齿轮(38)并被用于驱动所述差速器组件(30)；以及
将所述模式齿轮(38)定位在第二位置，从而将所述差速器组件(30)联接到所述外壳(28)以抑制所述第一车轴(44)和所述第二车轴(46)的旋转。
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