CN104044451A

CN104044451A - 具有扭矩分配驱动机构的车轴组件

Info

Publication number: CN104044451A
Application number: CN201410098207.7A
Authority: CN
Inventors: 埃里克·J·斯滕
Original assignee: E-Aam Driving System Co
Current assignee: E-Aam Driving System Co; eAAM Driveline Systems AB
Priority date: 2013-03-15
Filing date: 2014-03-17
Publication date: 2014-09-17
Anticipated expiration: 2034-03-17
Also published as: CN104044451B; KR20140113540A; BR102014006371A2; RU2014109689A; DE102014103485A1; DE102014103485B4; KR101608132B1

Abstract

一种具有扭矩分配驱动机构的车轴组件，具有马达、差速器组件、壳体、变速器和减速齿轮组。所述变速器具有第一行星齿轮组和第二行星齿轮组，该第一行星齿轮组和第二行星齿轮组具有关联的（即第一和第二）环形齿轮、行星架和恒星齿轮。所述第一行星架被联接到所述差速器组件的差速器架用于共同旋转。所述第二环形齿轮被非旋转地联接到所述壳体。所述第二行星架被联接到所述第二差速器输出部用于共同旋转。所述第二恒星齿轮被联接到所述第一恒星齿轮用于共同旋转。所述减速齿轮组被设置在所述马达的输出轴和所述第一环形齿轮之间，并且包括被联接到所述输出轴用于随其旋转的第一齿轮和联接到所述第一环形齿轮用于随其旋转的第二齿轮。

Description

具有扭矩分配驱动机构的车轴组件

相关申请的交叉引用

本申请是2011年7月13日提交的名称为“具有扭矩分配驱动机构的车轴组件”的美国专利申请No.13/182,153的部分连续申请，该美国专利申请No.13/182,153要求2010年7月14日提交的名称为“扭矩分配驱动机构”的美国临时专利申请No.61/364,072以及2011年3月29日提交的名称为“扭矩分配驱动机构”的美国临时专利申请No.61/468,809的权益。每个上述专利申请的公开内容通过引用如在此详细充分阐述那样被合并。

技术领域

本公开涉及一种车轴组件，并且涉及一种具有扭矩分配驱动机构的车辆。

背景技术

用于修正或减少车辆中的转向不足或过度转向滑动的一种方式是扭矩主动分配差速器（TVD）。TVD典型地是电子控制差速器，其能够独立于车轮的速度形成对车辆重心的力矩，该力矩被用于修正或减少转向不足或过度转向滑动。

美国专利No.7,491,147公开了一种发动机驱动的TVD，该发动机驱动的TVD采用设置在差速机构相对侧上的一对速度控制机构。每个速度控制机构包括（正）齿轮减速器和摩擦离合器。齿轮减速器将旋转动力从差速机构的差速器箱传递到摩擦离合器，并从摩擦离合器传递到相关（车轴）的输出轴。

类似地，美国专利No.7,238,140公开了一种发动机驱动的TVD，该发动机驱动的TVD采用设置在差速机构相对侧上的一对扭矩转向器。每个扭矩转向器包括齿轮减速器和磁粉闸。齿轮减速器将旋转动力从差速机构的差速器箱传递到输出构件，该输出构件被联接到相关的车轴的输出轴，以随其旋转。磁粉闸被配置为选择性地制动齿轮减速器的输出构件。

美国专利申请公开No.2010/0323837公开了一种电驱动TVD，该电驱动TVD具有一对行星变速器、电动机和控制行星变速器的操作的套筒。TVD可以第一模式和第二模式操作，在第一模式，TVD被配置为由电动机驱动的开放式差速器，在第二模式，TVD产生扭矩主动分配输出。

尽管这种构造可有效地执行扭矩主动分配功能，其中旋转动力可在差速机构上从一个车轴重新分配到另一个车轴，但是TVD容许改进。

发明内容

该部分提供本公开的大致概要，并非其全部范围或其所有特征的全面公开。

在一种形式中，本教导提供一种具有输入构件、第一行星齿轮组、差速器组件和第二行星齿轮组的车轴组件。所述第一行星齿轮组具有由所述输入构件驱动的第一变速器输入部。所述差速器组件具有差速器架以及被接纳在所述差速器架中的第一差速器输出构件和第二差速器输出构件。所述第二行星齿轮组具有被联接到所述差速器架用于共同旋转的行星架。所述第一行星齿轮组的恒星齿轮被非旋转地联接到所述第二行星齿轮组的恒星齿轮。

在另一形式中，本教导提供一种具有输入构件、第一行星齿轮组、差速器组件和第二行星齿轮组的车轴组件。所述第一行星齿轮组具有第一变速器输入部、第一恒星齿轮、第一环形齿轮、第一行星架和多个第一行星齿轮。所述第一变速器输入部由所述输入构件驱动。所述第一行星齿轮被啮合到所述第一恒星齿轮和所述第一环形齿轮。所述第一行星架支撑所述第一行星齿轮进行旋转。所述差速器组件具有差速器架以及被接纳在所述差速器架中的第一输出构件和第二输出构件。所述第二行星齿轮组具有被联接到所述差速器架用于共同旋转的第二行星架。所述输入构件、所述第一行星齿轮组和所述第二行星齿轮组被设置在所述差速器架的共同的轴向端上。所述车轴组件能以所述第一行星架和所述第二行星架彼此旋转地分离的模式操作。

所述第一行星齿轮组具有由所述输入构件驱动的第一变速器输入部。所述差速器组件具有差速器架以及被接纳在所述差速器架中的第一输出构件和第二输出构件。所述第二行星齿轮组具有被联接到所述差速器架用于共同旋转的第二行星架。所述输入构件、所述第一行星齿轮组和所述第二行星齿轮组被设置在所述差速器架的共同的轴向端上。

在另一形式中，本教导提供一种车轴组件，该车轴组件包括：马达、由所述马达驱动的输入构件、差速器组件、变速器以及能移位的元件。所述差速器组件具有差速器架以及被接纳在差速器箱中的第一差速器输出部和第二差速器输出部。所述变速器从所述输入构件接收旋转动力。所述能移位的元件能在第一位置与第二位置之间轴向移动。所述能移位的元件在所述第一位置的定位将所述变速器联接到所述差速器组件，以建立扭矩主动分配模式，在该扭矩主动分配模式，所述变速器向所述第一差速器输出部和所述第二差速器输出部应用相等但反向的扭矩。所述能移位的元件在所述第二位置的定位将所述变速器联接到所述差速器组件，以直接驱动所述差速器架。

在又一形式中，本教导提供一种用于机构中的零件的线性位移的致动器，所述机构能在至少两种模式之间转换。所述致动器包括：被布置为操作地联接到驱动构件的输入构件、被布置为操作地联接到转换器的输出构件，以及用于将所述驱动构件的旋转运动转换为所述转换器的线性运动的转换构件。所述转换构件包括：圆柱形凸轮，该圆柱形凸轮具有沿着所述凸轮的周界的一部分延伸的凸轮槽；以及凸轮从动件，该凸轮从动件被布置为在所述凸轮槽中移动。所述凸轮被操作地联接到所述输入构件，并且所述凸轮从动件被操作地联接到所述输出构件。所述槽包括：平行于横向平面延伸的第一槽部分，所述横向平面垂直于所述凸轮的纵向轴线；平行于所述横向平面延伸的第二槽部分；以及第三槽部分，该第三槽部分在所述第一槽部分与所述第二槽部分之间延伸，并且沿着所述凸轮的所述周界在相对于所述横向平面形成大于0°角的方向上延伸。

在进一步的形式中，本公开提供了一种具有马达、差速器组件、壳体、变速器和减速齿轮组的车轴组件。所述马达具有沿着输出轴轴线设置的输出轴。所述差速器组件具有差速器架和接纳在所述差速器架中且围绕输出轴线能旋转的第一差速器输出部和第二差速器输出部。所述变速器被接纳在所述壳体中，并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具有第一环形齿轮、第一行星架和第一恒星齿轮。第一行星架被联接到所述差速器架用于共同旋转。所述第二行星齿轮组具有第二环形齿轮、第二行星架和第二恒星齿轮。第二环形齿轮被非旋转地联接到所述壳体。所述第二行星架被联接到所述第二差速器输出部用于共同旋转。所述第二恒星齿轮被联接到所述第一恒星齿轮用于共同旋转。所述减速齿轮组被设置在所述输出轴和所述第一环形齿轮之间，并包括被联接到所述输出轴用于随其旋转的第一齿轮和被联接到所述第一环形齿轮用于随其旋转的第二齿轮。

进一步的应用领域根据在此所提供的描述将变得明显。在本发明内容中的描述和特定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例示所有可能的实施方式的例示目的，并非意欲限制本公开的范围。

图1示意性地例示根据第一实施例的扭矩分配驱动机构的剖视图；

图2示意性地例示根据第二实施例的能以若干模式操作的扭矩分配驱动机构的剖视图；

图3示意性地例示根据第三实施例的能以若干模式操作的扭矩分配驱动机构的剖视图；

图4是根据本公开实施例的致动器的分解视图；

图5是图4的致动器的局部分解视图；

图6是图6的致动器的透视图；

图7示意性地例示根据第四实施例的扭矩分配驱动机构的剖视图；

图8是图7的扭矩分配驱动机构的一部分的透视图；

图9是图7的扭矩分配驱动机构的一部分的后视图；以及

图10是图7的扭矩分配驱动机构的一部分的透视图。

图11是根据本公开教导构造的另一车轴组件的一部分的纵向剖视图；和

图12是图11的放大部分。

相应的附图标记在附图的若干视图中始终表示相应的部分。

具体实施方式

参见图1，根据本公开教导构造的车轴组件大体上由附图标记10表示。车轴组件10例如可为车辆12的前车轴组件或后车轴组件。车轴组件10可包括扭矩分配驱动机构14a，扭矩分配驱动机构14a可被用于将扭矩传递到第一输出构件16和第二输出构件18，第一输出构件16和第二输出构件18在本示例中分别被例示为第一车轴和第二车轴。例如，第一输出构件16可被联接到左轮20，第二输出构件18可被联接到车轴组件10的右轮22。特别地并且如下面进一步解释的那样，扭矩分配驱动机构14a可用于扭矩主动分配，也就是，在第一输出构件16与第二输出构件18之间产生扭矩差。

扭矩分配驱动机构14a可包括双行星齿轮组30和驱动构件32。

双行星齿轮组30可相对于第一输出构件16和第二输出构件18和/或差速器组件36同轴安装。双行星齿轮组30可包括第一行星齿轮组40和第二行星齿轮组42。第一行星齿轮组40和第二行星齿轮组42可具有相同的齿数比，并且可被配置为使得第一行星齿轮组40的一个或多个部件能与第二行星齿轮组42的相关部件互换。

第一行星齿轮组40可包括第一恒星齿轮50、多个第一行星齿轮52、第一环形齿轮54和第一行星架56。第一恒星齿轮50可为可围绕第一输出构件16同轴安装的大体中空结构。第一行星齿轮52可围绕第一恒星齿轮50沿圆周隔开，使得第一行星齿轮52的齿啮合第一恒星齿轮50的齿。同样，第一环形齿轮54可围绕第一行星齿轮52同轴设置，使得第一行星齿轮52的齿啮合第一环形齿轮54上的齿。第一环形齿轮54可被能旋转地设置在变速器壳体58中，该变速器壳体58可被非旋转地联接到容纳差速器组件36的差速器壳体60。第一行星架56可包括第一架体62以及可被固定地联接到第一架体62的多个第一销64。第一架体62可被联接到第一输出构件16，使得第一架体62和第一输出构件16共同旋转。可采用任何合适的装置将第一架体62联接到第一输出构件16，包括焊接部和配合齿或者花键。每个第一销64均可被接纳到相关联一个第一行星齿轮52中，并且可支撑相关联的一个第一行星齿轮52，从而用于围绕第一销64的纵向轴线旋转。

第二行星齿轮组42可包括第二恒星齿轮70、多个第二行星齿轮72、第二环形齿轮74和第二行星架76。第二恒星齿轮70可为可围绕第一输出构件16同轴安装的大体中空结构。第二恒星齿轮70可被非旋转地联接到第一恒星齿轮50（例如，第一恒星齿轮50和第二恒星齿轮70可整体和一体地形成）。第二行星齿轮72可围绕第二恒星齿轮70沿圆周隔开，使得第二行星齿轮上的齿啮合第二恒星齿轮70的齿。第二环形齿轮74可围绕第二行星齿轮72同轴设置，使得第二行星齿轮72的齿啮合第二环形齿轮74上的齿。第二环形齿轮74可被非旋转地联接到变速器壳体58。第二行星架76可包括第二架体82以及可固定地联接到第二架体82的多个第二销84。第二架体82可被联接到差速器组件36的壳体或差速器架83，使得第二架体82和差速器架83共同旋转。每个第二销84可被接纳在相关联的一个第二行星齿轮72中，并且可支撑相关联的一个第二行星齿轮72，从而用于围绕第二销84的纵向轴线旋转。

第一行星齿轮组40和第二行星齿轮组42可围绕共同的纵向轴线（即，可延伸穿过第一恒星齿轮50和第二恒星齿轮70的轴线）共同对准，并且可沿着共同的纵向轴线85彼此轴向偏移。

驱动构件32可为用于为双行星齿轮组30提供旋转输入的任意装置，例如电动机或者液压马达，并且可用于驱动将旋转动力传递到第一行星齿轮组40的变速器输入部的输入构件86。在所提供的示例中，变速器输入部与第一环形齿轮54形成整体，输入构件86被联接到第一环形齿轮54用于共同旋转，并包括与安装在驱动构件32的输出轴90上的减速齿轮88的齿进行啮合的多个齿。输入构件86可为可被非旋转地联接到第一环形齿轮54的分立部件，但在所提供的示例中，输入构件86和第一环形齿轮54被一体形成为单个分立部分。

除了差速器壳体60和差速器架83之外，差速器组件36可包括用于将旋转动力从差速器架83传递到第一输出构件16和第二输出构件18的装置。旋转动力传递装置可包括第一差速器输出部100和第二差速器输出部102。在所提供的具体示例中，旋转动力传递装置包括差速器齿轮组104，差速器齿轮组104被容纳在差速器架83中并具有第一侧齿轮106、第二侧齿轮108、十字销110和多个小齿轮112。第一侧齿轮106和第二侧齿轮108可围绕差速器架83的旋转轴线被能旋转地设置，并可分别包括第一差速器输出部100和第二差速器输出部102。第一输出构件16可被联接到第一侧齿轮106用于共同旋转，而第二输出构件18可被联接到第二侧齿轮108用于共同旋转。十字销110可被安装到差速器架83且大体上垂直于差速器架83的旋转轴线。小齿轮112可被能旋转地安装在十字销110上并与第一侧齿轮106和第二侧齿轮108啮合。

尽管差速器组件36已被例示为采用小锥齿轮和侧齿轮，将认识到，可采用其它类型的差速机构，包括采用小斜齿轮和侧齿轮或行星齿轮组的差速机构。

可选地，差速器组件36可被联接到车辆12的主驱动器或初级驱动器。在所提供的具体示例中，车辆的初级驱动器包括用于驱动差速器组件36的发动机120。在这点上，由发动机120产生的旋转动力可以常规方式被传递到差速器架83，以便驱动第一输出构件16和第二输出构件18（即，经由差速器架83和差速器齿轮组104）。通过这种方式，驱动构件32可用作车辆12的初级驱动器的补充，从而当驱动构件32同时产生辅助扭矩时，该辅助扭矩将被添加到由初级驱动器引起的第一输出扭矩和第二输出扭矩，如下面进一步解释的那样。

当驱动构件32被致动时（即，当所提供的示例中的驱动构件32的输出轴90旋转时），驱动构件32、减速齿轮88和输入构件86可协作，以便将旋转动力应用到第一行星齿轮组40的第一环形齿轮54。由第一环形齿轮54接纳的旋转动力经由第一行星齿轮52和第一行星架56被传递到第一输出构件16，而相对的反作用力被应用到第一恒星齿轮50，使得第一恒星齿轮50沿着与第一行星架56相反的方向旋转。第一恒星齿轮50的旋转导致第二恒星齿轮70的相应旋转，由此驱动第二行星齿轮72。由于第二环形齿轮74被能旋转地固定到变速器壳体58，所以第二行星齿轮72的旋转导致第二行星架76沿着与第一行星架56的旋转方向相反的方向旋转。因此，从第二行星架76传递到差速器架83（并且通过差速器组件36传递到第二输出构件18）的旋转动力（即，扭矩）的大小，与从第一行星架56传递到第一输出构件16的旋转动力（即，扭矩）的大小相等但相反。

因而，结果是，由驱动构件32引起的分别到达第一输出构件16和第二输出构件18的扭矩方向相反。而且，由于第一行星齿轮组40和第二行星齿轮组42经由差速器组件36被操作地联接，所以在第一输出构件16和第二输出构件18处引起的扭矩的大小基本相等。例如，如果正向扭矩被传递到第一输出构件16（经由驱动构件32的输出轴90沿第一旋转方向的旋转），则相等的负扭矩被传递到第二输出构件18。类似地，如果负向扭矩被传递到第一输出构件16（经由驱动构件32的输出轴90沿与第一旋转方向相反的第二旋转方向的旋转），则相等的正扭矩被传递到第二输出构件18。换言之，扭矩分配驱动机构14a可用于在第一差速器输出部100和第二差速器输出部102之间产生扭矩差，第一差速器输出部100和第二差速器输出部102分别通过第一输出构件16和第二输出构件18而分别与左轮20和右轮22相连。

在驱动构件32在将旋转动力从初级驱动器（即，所例示的示例中的发动机120）传递到差速器组件36时被致动的情况下，由扭矩分配驱动机构14a传递的扭矩将用作偏置扭矩，该偏置扭矩被添加到从初级驱动器传递到车轴组件10的输入扭矩。以另一种方式陈述，来自初级驱动器的输入扭矩经由差速器组件36被分配，使得第一驱动扭矩经由第一差速器输出部100被应用到第一输出构件16，第二驱动扭矩经由第二差速器输出部102被应用到第二输出构件18，而由驱动构件32引起的补充扭矩经由双行星齿轮组30被分配，使得第一主动分配扭矩被应用到第一输出构件16，第二主动分配扭矩（其在所提供的示例中与第一主动分配扭矩相等但相反）被应用到第二输出构件18（经由差速器组件36）。作用于第一输出构件16的净扭矩为第一驱动扭矩与第一主动分配扭矩的和，而作用于第二输出构件18的净扭矩为第二驱动扭矩与第二主动分配扭矩的和。

作为示例，当机动车辆12向左转时，扭矩分配驱动机构14a可减少左轮20的扭矩并将相应的扭矩添加到右轮22，当机动车辆12向右转时，扭矩分配驱动机构14a可减少右轮22的扭矩并将相应的扭矩添加到左轮20，从而改进车辆12的转向性能并减少其转向半径。

本领域技术人员将认识到，双行星齿轮组30的构造致使第一恒星齿轮50和第二恒星齿轮70经历最高的旋转速度，而第一环形齿轮54以略微较低的旋转速度旋转，第一行星架56和第二行星架76以低于第一环形齿轮54的旋转速度的旋转速度旋转。通过这种方式，在第一环形齿轮54与第一输出构件16之间可实现诸如大约1:1.5至大约1:2.0的齿数比的有利齿数比。结果，可使双行星齿轮组30的齿轮的尺寸变小。例如，第一行星齿轮52和第二行星齿轮72的直径可小至大约30mm。通过这种方式，双行星齿轮组30的尺寸可为小的，由此可使扭矩分布驱动机构14a变得紧凑和轻质。

驱动构件32意欲在车辆12转向时被致动（例如，自动或基于需要）。在向前直行期间，驱动构件32因此不被致动，以便允许车辆12通过发动机120沿着向前的方向推进。在这种情况下，接纳来自发动机120的输入扭矩的差速器组件36将基本相等的扭矩传递到第一输出构件16和第二输出构件18。接着，基本相等的扭矩被传递到以基本相等速度旋转的第一行星架56和第二行星架76。受此影响并且由于相同的行星齿轮组40和42，在第一环形齿轮54与第二环形齿轮74之间将没有相对运动，这意味着几乎没有影响或扭矩被传递到第一环形齿轮54和第二环形齿轮74。换言之，第一环形齿轮54和第二环形齿轮74均将不会旋转。通过这种方式，驱动构件32的输出轴90将不会移动，并且向前直行期间的损失通过这种方式被降至最低。

虽然输入构件86已被例示和描述为直接啮合减速齿轮88，但是将认识到，在输入构件86与减速齿轮88之间可设置一个或多个减速级，或者输入构件86可由驱动构件32直接驱动。

参见图2，根据本公开教导构造的另一车轴组件大体上由附图标记10b表示。除了在此提到的之外，车轴组件10b可大体上与图1的车轴组件10类似。在该示例中，车轴组件10b包括扭矩分配驱动机构14b，扭矩分配驱动机构14b可选择地以包括扭矩主动分配模式、驱动模式和空挡模式的多种操作模式操作。扭矩分配驱动机构14b在结构上可与图1的扭矩分配驱动机构14a类似，除了输入构件86b能相对于第一环形齿轮54b旋转并且致动器150被用于控制扭矩分配驱动机构14b的操作状态之外。输入构件86b可包括冠齿轮，该冠齿轮可围绕第一输出构件16和第一行星齿轮组40b能旋转地安装。致动器150可包括可形成变速器输入部的移位套筒152。移位套筒152可具有齿状外表面154、一组第一内齿160以及一组第二内齿164，齿状外表面154可非旋转地但轴向能滑动地啮合到输入构件86b的相配合的齿状内表面156，所述一组第一内齿160可配合地啮合到形成在第一环形齿轮54b上的相应齿162，所述一组第二内齿164可配合地啮合到形成在第二行星架76b上的相应的齿166。

在扭矩主动分配模式，移位套筒152可被定位在第一位置，以便将输入构件86b联接到第一环形齿轮54b（经由所述一组第一内齿160与第一环形齿轮54b上的齿162的啮合），使得输入构件86b、移位套筒152和第一环形齿轮54b共同旋转。将认识到，当移位套筒152处于第一位置时，所述一组第二内齿164与第二行星架76b上的齿166脱离啮合。因此，将认识到，扭矩分配驱动机构14b在扭矩主动分配模式中的操作与扭矩分配驱动机构14a（图1）的操作基本类似。在这点上，驱动构件32可被选择性地致动，以便如前面解释的那样在第一输出构件16与第二输出构件18之间产生扭矩差。

在驱动模式，移位套筒152可被定位在第二位置，以便将输入构件86b联接到第二行星架76b（经由所述一组第二内齿164与第二行星架76b上的齿166的啮合），使得由驱动构件32提供的旋转动力经由差速器组件36被输入到差速器架83并应用到第一输出构件16和第二输出构件18。将认识到，当移位套筒152处于第二位置时，移位套筒152上的所述一组第一内齿160可与第一环形齿轮54b上的齿162脱离啮合。还将认识到，当扭矩分配驱动机构14b在驱动模式被操作时，由驱动构件32提供的旋转动力用作推进动力，以便推进（或者有助于推进）车辆12。

在空挡模式，移位套筒152可使输入构件86b与第一环形齿轮54b和第二行星架76b分开，使得输入构件86b与第一行星齿轮组40b、第二行星齿轮组42b和差速器架83分离。在所提供的示例中，移位套筒152可被定位在第一位置与第二位置之间的第三位置，使得所述一组第一内齿160和所述一组第二内齿164被轴向设置在第一环形齿轮54b上的齿162与第二行星架76b上的齿166之间，并与第一环形齿轮54b上的齿162与第二行星架76b上的齿166脱离啮合。因此，移位套筒152在第三位置时的布置使驱动构件32与第一行星齿轮组40b、第二行星齿轮组42b和差速器架83分离。

参见图3，根据本公开教导构造的再一车轴组件大体上由附图标记10c表示。除了在此提到的之外，车轴组件10c可大体上与图2的车轴组件10b类似。在该示例中，车轴组件10c包括扭矩分配驱动机构14c，扭矩分配驱动机构14c可选择地以包括扭矩主动分配模式、驱动模式、空挡模式和低速驱动模式的多个操作模式操作。扭矩分配驱动机构14c在结构上可与图2的扭矩分配驱动机构14b类似，除了移位套筒152c可具有选择性地啮合到齿状元件174的齿172的第三组内齿170之外，齿状元件174被联接到第一恒星齿轮50和第二恒星齿轮70以随其旋转。当扭矩分配驱动机构14c在扭矩主动分配模式、驱动模式和空挡模式被操作时，所述一组第三内齿170不与任一其它结构啮合，并且同样，在这些模式，扭矩分配驱动机构14c的操作与图2的扭矩分配驱动机构的操作基本类似。

然而，在低速驱动模式，移位套筒152可被定位在第四位置，以便将输入构件86b联接到第一恒星齿轮50和第二恒星齿轮70（经由所述一组第三内齿170与元件174的齿172的啮合），使得输入构件86c、移位套筒152c、元件174以及第一恒星齿轮50和第二恒星齿轮70共同旋转。在该模式，第二行星齿轮组42b被用作齿轮减速器，其致使第二行星架76b以低于第二恒星齿轮70的旋转速度的旋转速度旋转。将认识到，当移位套筒152c处于第四位置时，所述一组第一内齿160和所述一组第二内齿164与第一环形齿轮54b上的齿162和第二行星架76b上的齿166脱离啮合。

本领域的技术人员将认识到，当扭矩分配驱动机构14c在驱动模式和低速驱动模式被操作时，旋转动力在不同位置被输入到双行星齿轮组30b。在这点上，旋转动力在驱动模式被输入到第二行星架76b，在低速驱动模式被输入到第一恒星齿轮50和第二恒星齿轮70。因此，将认识到，与驱动模式相比，差速器架83在低速驱动时将以较低的旋转速度旋转（就驱动构件32的输出轴90的给定旋转速度而言）。在这点上，当扭矩分配驱动机构14c以低速驱动方式被操作时，第一恒星齿轮50和第二恒星齿轮70的旋转将导致第二行星齿轮72的相应旋转，这接着驱动第二行星架76和差速器架83的旋转。另一种方式陈述，当扭矩分配驱动机构14c以低速驱动方式被操作时，齿轮减速器被设置在旋转输入部（即，元件174）与差速器架83之间，并且当扭矩分配驱动机构14c在驱动模式被操作时，没有齿轮减速器被设置在旋转输入部（即，第二行星架76b）与差速器架83之间。

移位套筒152沿轴向方向的尺寸以及多组齿的宽度和间距可被选择为使得多组内齿160、164和170中的至多一组被允许同时分别与相应的齿162、166和172啮合。另外或可替代地，相配合的各组齿的节径可在尺寸上不同，以便在不希望某些齿啮合时允许这些齿略过其它齿。例如，所述一组第二内齿164的节径大于所述一组第三内齿170的节径，使得所述一组第二内齿164可轴向穿过能旋转地联接到第一恒星齿轮50和第二恒星齿轮70的元件174上的齿172。

还能够构造仅能在驱动模式和空挡模式操作的扭矩分配驱动机构。在这种情况下，由于在扭矩主动分配模式不需要产生反向扭矩的功能并且在低速驱动时不需要对差速器架83的减速输入的功能，因而可省略双行星齿轮组30。

在这种情况下，扭矩分配驱动机构可包括驱动构件、操作地联接到驱动构件的冠齿轮、旋转地联接到冠齿轮用于在驱动模式与空挡模式之间转换的转换构件以及操作地联接到第一输出构件和第二输出构件的差速器。移位套筒152或其他转换构件可被布置为与差速器啮合。特别地，转换构件可被布置为与差速器的差速器架啮合。进一步地，转换构件可被布置为位于其与差速器分开的位置。

类似于上面公开的图2和图3的实施例，转换元件可包括旋转地联接到冠齿轮的移位套筒。进一步地，转换元件可包括径向延伸的齿结构，该径向延伸的齿结构沿向内的径向方向被布置在移位套筒上并且被布置为与差速器架的外表面上的配合齿结构啮合。移位套筒可在轴向方向上沿着冠齿轮滑动。通过使移位套筒滑向差速器，移位套筒的齿结构可与差速器架上的配合齿结构啮合。以这种方式，扭矩分配驱动机构可以高速挡模式操作。当使移位套筒滑动远离差速器时，转换构件的齿结构与差速器架的外表面上的齿结构脱离啮合。以这种方式，由于驱动构件不对差速器产生任何扭矩，所以驱动构件将处于空挡。

采用这种构造的优点在于其可以模块化方式形成。也就是说，该构造可被形成为可容易地添加到现有变速器中的差速器的模块。

在最后三个示例中的每个中的转换元件或移位套筒可通过包括常用于分动箱中的常规拨叉致动器类型的任一期望致动器而被轴向移动。也将认识到，一个或多个同步器可与移位套筒合并，以允许移位套筒在致动驱动构件32之前被驱动（例如，经由第一环形齿轮或第二行星架），使得移位套筒的旋转速度与待旋转联接到移位套筒的部件的旋转速度匹配。

参见图4，例示用于平移移位套筒的示例性致动器200。致动器200具有输入构件，输入构件为连接到诸如图6的直流电动机210之类的驱动构件的旋转连接部202形式或其它合适的旋转输入设备形式。旋转连接部202大体上包括连接到马达210的旋转轴300。进一步地，致动器200具有活塞或杆形式的输出构件400。附接到杆400的是突出部或凸块500。沿着杆400的导向部分600，杆400的横截面为非圆柱形。

圆柱形凸轮700被布置在旋转轴300上。围绕圆柱形凸轮700形成凸轮槽800。凸轮槽800被分成三个槽部分800a、800b和800c。在平行于与凸轮700的纵向轴线C垂直的横向平面710的方向上，第一槽部分800a沿着并围绕凸轮700的周界延伸。在平行于横向平面710的方向上，第二槽部分800b也沿着并围绕凸轮700的周界延伸。第三槽部分800c沿着并围绕凸轮700在第一槽部分800a与第二槽部分800b之间的周界延伸，并且在相对于横向平面形成大于0°角的方向上延伸。因而，第一槽部分800a和第二槽部分800b不倾斜，即它们在凸轮700的轴向方向上并相对于横向平面702均具有零斜率，而第三槽部分800c沿着凸轮700的纵向轴线C倾斜并轴向延伸。

第一法兰900和第二法兰901分别被布置在圆柱形凸轮700两侧上。第一法兰900中的第一通孔911和第二法兰901中的第二通孔921形成用于杆400的导向部。第二通孔921形成具有与杆400的导向部分600的横截面匹配的非圆形横截面的通道。第一法兰900的第三通孔931和第二法兰901的第四通孔941被布置为各自接纳旋转轴300的对应端，该对应端由对应的轴颈轴承951和961支撑用于旋转。四个定距或间隔元件971被布置为位于法兰900与901之间。

图5例示致动器200的各部分如何装配。具体而言，可见凸块500被配合到凸轮槽800内。随着圆柱形凸轮700通过马达210而旋转，凸块500被迫使跟随槽800。当凸块500从第一槽800a轴向移动通过第三槽部分800c并到达第二槽部分800b时，杆沿着线性方向L移位。因而，圆柱形凸轮700沿旋转方向R的运动被转变为沿线性方向L的线性位移。

当凸块500被定位在具有零斜率的第一槽部分800a中时，槽与杆之间的角度为90°。同样，凸块500将不具有应用于其上的轴向或线性力，并且杆400将在该位置保持静止。第一槽部分800a相当于操作地联接到杆400的转换器810的第一位置。在该第一位置，转换器810确保移位套筒152（图2）可被定位在第三位置，以允许扭矩分配驱动机构14b（图2）以驱动模式操作。

如果马达210被启动，则圆柱形凸轮700沿着旋转方向R旋转，并且凸块500从第一槽部分800a沿着倾斜的第三槽部分800c移动到第二槽部分800b，由此使杆400沿着线性方向L移动。由于第二槽部分800b具有零斜率，所以一旦马达210被停止，则凸块500将不具有应用于其上的轴向或线性力，并且杆400将在该位置保持静止。因此，杆400将停止移动，并且转换器810将保持在第二位置。在该第二位置，转换器确保移位套筒152（图2）可被定位在第一位置，以允许扭矩分配驱动机构14b（图2）以扭矩主动分配模式操作。

本领域的普通技术人员将认识到，在此描述的实施例的许多更改是可能的，而不背离限定在所附权利要求中的本公开的范围。

例如，已在机动车辆12的扭矩分配机构情况下描述了致动器200，但这种致动器在其他构造中同样有用。例如，致动器可用在锁定机构中，其中不同的模式可对应锁定状态和解锁状态。通常，上面描述的类型的致动器可在零件待快速且精确地线性位移并且该位移将由提供旋转输出的驱动构件驱动的任一情况下使用。

在上面描述的示例性实施例中，槽800具有没有倾斜度的两个槽部分800a和800c。当然，在凸轮700上可形成有两个以上的非倾斜槽部分，每个非倾斜槽部分对应于连接到杆的零件（例如，转换器）的一个位置。因而，在扭矩分配驱动机构中，具有三个非倾斜槽部分以及连接非倾斜槽部分的两个倾斜槽部分的槽可对应于三种不同的档位模式，例如推进模式、扭矩主动分配模式和空挡模式。

参见附图中的图7至图10，例示根据本公开教导构造的另一车轴组件10d。车轴组件10d可包括扭矩分配驱动机构14d，除了在此提到的之外，该扭矩分配驱动机构14d可与图1的扭矩分配驱动机构14a类似。同样，图1中采用的附图标记将在图7至图10中表示相应的元件。

替代图1中采用的驱动构件32和减速齿轮88（驱动构件32和减速齿轮88围绕与差速器架83和第一行星架56的旋转轴线平行的旋转轴线布置），图7至图10的示例采用了围绕旋转轴线1300布置的驱动构件32d和减速齿轮88d，旋转轴线1300垂直于差速器架83和第一行星架56的旋转轴线85。例如，旋转轴线1300可与发动机120（或者用于提供旋转动力的其他装置，例如电动机或液压马达）的旋转轴线1304以及差速器架83和第一行星架56的旋转轴线85正交。发动机120可驱动与环形齿轮1308啮合的输入小齿轮1306（例如经由引擎轴（未显示）），环形齿轮1308可以常规方式联接到差速器架83。

扭矩分配驱动机构14d的这种方式的构造可在将扭矩分配驱动机构包装到车辆的空间受限制的一些情况下是有利的。

驱动构件32d可为任意类型的马达，例如交流电动机或者直流电动机，并可具有能旋转地联接减速齿轮88d的输出轴37d-1。

减速齿轮88d可为与蜗轮1314啮合的蜗杆1312。蜗轮1314可被能旋转地联接到第一环形齿轮54d（例如，形成在第一环形齿轮54d的外表面上）。蜗杆1312和蜗轮1314在尺寸上可较小，但仍然提供较大的齿轮减速比。因此，驱动构件32d可被配置为产生较高的速度、低扭矩输出，并且同样在直径上可相对小于图1的驱动构件32。

如果需要，蜗杆1312和蜗轮1314可被配置为当驱动构件32d未被有效提供动力时自锁定，以便有效地锁定差速器组件36d，从而阻止第一输出构件16与第二输出构件18之间的速度差异。在这点上，锁定蜗杆1312和蜗轮1314阻止第一环形齿轮54d的旋转。由于第二行星架76d和差速器架83被联接用于旋转，所以差速器架83的旋转（经由由于输入小齿轮1306的旋转引起的差速环形齿轮1308的旋转）可对第二行星架76d提供旋转输入，这致使第二行星齿轮组42的第二行星齿轮72在第二环形齿轮74内旋转并使第二恒星齿轮70旋转。第二恒星齿轮70的旋转导致第一恒星齿轮50的旋转，导致第一行星齿轮组40的第一行星齿轮52的旋转，这接着致使第一行星架56旋转。由于第一行星架56被联接到第一输出构件16，并且由于第一行星齿轮组40和第二行星齿轮组42具有相同的齿轮减速比，因而第一行星架56和第二行星架76以相同的速率旋转（即，以差速器架83旋转的速率）。如此，第一输出构件16不能相对于差速器架83旋转，使得差速器齿轮组104被锁定到差速器架83。

对于待自锁定的蜗杆1312和蜗轮1314而言，蜗轮1314不能“向后驱动”蜗杆1312。如本领域的技术人员将认识到，蜗杆1312和蜗轮1314锁定的能力取决于若干因素，包括导程角、压力角和摩擦系数，但通常分析可被简化为涉及摩擦系数和导程角的正切值的粗略近似（即，若导程角的正切值<摩擦系数则自锁定）。

具体参见图7和图10，双行星齿轮组30和减速齿轮88d可被容纳在壳体1340中，壳体1340可包括经由一组紧固件（未显示）而彼此固定联接的第一壳体外壳1342和第二壳体外壳1344。驱动构件32d可被安装到第一壳体外壳1342上形成的法兰1348。可采用密封件1352来密封壳体1340与第一输出构件16以及壳体1340与第二行星架76d的能旋转地联接到差速器架83的部分之间的界面。另外，密封件1354可被接纳在壳体1356中，以密封壳体1356与第二行星架76d的能旋转地联接到差速器架83的部分之间的界面，差速器架83被设置在壳体1356中。

在附图中的图11和12中，例示了根据本公开教导构造的另一车轴组件的一部分。车轴组件10e可包括扭矩分配驱动机构14e，扭矩分配驱动机构14e能够稍微类似于图7的驱动机构14d，除了驱动构件32e和离合器机构2000协作以交替地提供旋转动力，该旋转动力被差速器组件36e用于推进动力，或者用于双行星齿轮组30以对第一和第二输出构件16e和18e进行扭矩主动分配控制。

驱动机构32e可包括任何类型的马达，诸如直流电动机2004，并且可具有可被选择性地操作以对减速驱动器2010提供旋转动力的输出轴2006。减速驱动器2010可包括第一小齿轮2012和第二小齿轮2014，第一小齿轮2012可被安装到输出轴2006用于随其旋转，第二小齿轮2014可被安装到中间轴2016用于随其旋转。中间轴2016可沿着中间轴线2020设置，该中间轴线2020大体平行于马达2004的输出轴2006旋转所围绕的输出轴轴线2022。中间轴线2020和输出轴轴线2022可平行于差速器组件36e以及第一输出构件16e和第二输出构件18e旋转所围绕的轴线2024。在提供的具体示例中，中间轴线2020、输出轴轴线2022和轴线2024被设置在共同的平面中，但是将理解，中间轴线2024和输出轴轴线2022中的一者或两者均能够不同地定位。而且，将认识到，一个或者更多个与轴线2024隔开，以便轴线2020、2022和2024中的一个不会位于共同平面中。虽然减速驱动器2010已被描述和例示为仅具有单个齿轮副，但是将认识到减速驱动器可替代地包括设置在第一小齿轮2012和第二小齿轮2014之间的齿轮系中的附加齿轮。

具体参见图12，中间轴2016可具有第一轴颈部分2030、第二轴颈部分2032和可被设置在第一轴颈部分2030和第二轴颈部分2032之间的驱动部分2034。驱动部分2034可具有多个外花键或者齿，该外花键或者齿能够啮合到可被形成在驱动构件2038上的多个内花键或者齿。第一中间输出齿轮2040可被能旋转地接纳在第一轴颈部分2030上，而第二中间输出齿轮2042可被能旋转地接纳在第二轴颈部分2032上。轴承2050和2052可分别被接纳在第一轴颈部分2030和第二轴颈部分2032之间以及第一中间输出齿轮2040和第二中间输出齿轮2042之间。止推轴承2054可沿着中间轴2016的长度被设置在不同位置，以有助于促进驱动构件2038与第一中间输出齿轮2040和第二中间输出齿轮2042之间的相对旋转。

第一中间输出齿轮2040可被啮合到差速器组件36e的环形齿轮1308e。由于环形齿轮1308e被固定地联接到差速器架83e用于共同旋转，所以将理解第一中间输出齿轮2040的旋转能够导致环形齿轮1308e和差速器架83e的相应旋转，并且差速器架83e的旋转能够类似地导致第一中间输出齿轮2040的相应旋转。第二中间输出齿轮2042可被啮合到形成在第一环形齿轮54e上的输入齿轮1314e。因此，第二中间输出齿轮2042的旋转能够导致输入齿轮1314e和第一环形齿轮54e的相应旋转。

离合器机构2000可被用来控制扭矩分配驱动机构14e在空档状态（所示的）、推进模式或者扭矩主动分配模式下的操作。离合器机构2000可包括离合器套环2060，离合器套环2060具有可与形成在驱动构件2038上的一组外齿啮合的一组内齿。因此，中间轴2016的旋转将导致离合器套环2060的相应旋转。第一组离合器齿2070可被形成在第一中间输出齿轮2040上，第二组离合器齿2072可被形成在第二中间输出齿轮2042上。离合器套环2060可沿着中间轴线2020轴向移位，从而形成在离合器套环2060上的所述一组内齿与第一组离合器齿2070啮合（由此将第一中间输出齿轮2040联接到中间轴2016用于共同旋转），或者从而形成在离合器套环2060上的所述一组内齿与第二组离合器齿2072啮合（由此将第二中间输出齿轮2042联接到中间轴2016用于共同旋转），或者从而形成在离合器套环2060上的所述一组内齿不被啮合到第一组离合器齿2070或者第二组离合器齿2072（从而第一中间输出齿轮2040和第二中间输出齿轮2042均不联接到中间轴2016而随其旋转）。

可采用任意类型的致动器来使离合器套环2060沿着中间轴线2020轴向移动。在提供的具体示例中，离合器拨叉2090被用于控制离合器套环2060的轴向位置。

离合器机构2000在第一模式（即推进模式）的操作可将第一中间输出齿轮2040联接到中间轴2016（经由离合器套环2060），由此驱动差速器组件36e的环形齿轮1308e。如将认识到的，环形齿轮1308的旋转驱动差速器架83e和十字销110围绕输出轴线2024旋转。小齿轮112被能旋转地设置在十字销110上且与第一侧齿轮100和第二侧齿轮102啮合。第一侧齿轮100被驱动地接合到第一输出构件16e，第二侧齿轮102被驱动地接合到第二输出构件18e。在该模式下，双行星齿轮组30不影响差速器组件36e的操作，因而差速器组件36e以标准开放式差速器组件的方式对第一输出构件16e和第二输出构件18e提供旋转动力。

离合器机构2000在第二模式（即扭矩主动分配模式）的操作可将第二中间输出齿轮2042联接到中间轴2016（经由离合器套环2060），由此驱动双行星变速器30的输入齿轮1314e和第一环形齿轮54e。在该实施例中，旋转动力从第一行星齿轮组40e输出到差速器架83e（经由第一行星架56e)，旋转动力从第二行星齿轮组42e输出到第二输出构件18e（经由第二行星架76e)。由于第二输出构件18e非旋转地联接第二侧齿轮102，所以将理解第二行星架76e也被驱动联接到第二侧齿轮102。本领域技术人员将从本公开认识到，双行星变速器30可被用于对第一输出构件16e和第二输出构件18e施加相等但反向的扭矩差，并且施加到给定的一个输出构件上的扭矩大小取决于马达2004操作的方向。

将认识到，以上描述本质上仅仅是示例性的，并非意欲限制本公开、其应用或用途。尽管特定示例已在说明书中被描述并且在附图中被例示，本领域的普通技术人员将理解的是，在不背离如权利要求书中限定的本公开的范围的情况下，可作出各种变化并且可对其元件进行等同替换。而且，各种示例之间的特征、元件和/或功能的组合和匹配即使未明确显示或描述在此也是明显可想到的，从而本领域的普通技术人员将根据该公开认识到，一个示例的特征、元件和/或功能可适当地合并到另一示例中，除非上文另有描述。而且，在不背离本公开的实质范围的情况下，可作出许多更改，以适应本公开的教导的特定情况或内容。因此，其意欲本公开不限于作为目前预期实现本公开教导的最佳方式在附图中例示且在说明书中描述的具体示例，而是，本公开的范围将包括落入前述描述和所附权利要求书中的所有实施方式。

Claims

1.一种车轴组件，包括：

马达，具有沿着输出轴轴线设置的输出轴；

差速器组件，具有差速器架和接纳在所述差速器架中且围绕输出轴线能旋转的第一差速器输出部和第二差速器输出部；

壳体；

变速器，被接纳在所述壳体中，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具有第一环形齿轮、第一行星架和第一恒星齿轮，所述第一行星架被联接到所述差速器架用于共同旋转，所述第二行星齿轮组具有第二环形齿轮、第二行星架和第二恒星齿轮，所述第二环形齿轮被非旋转地联接到所述壳体，所述第二行星架被联接到所述第二差速器输出部用于共同旋转，所述第二恒星齿轮被联接到所述第一恒星齿轮用于共同旋转；和

减速齿轮组，被设置在所述输出轴和所述第一环形齿轮之间，所述减速齿轮组具有被联接到所述输出轴用于随所述输出轴旋转的第一齿轮和被联接到所述第一环形齿轮用于随所述第一环形齿轮旋转的第二齿轮。

2.根据权利要求1所述的车轴组件，其中所述第一齿轮和所述第二齿轮被设置用于围绕平行于所述输出轴线的相应的旋转轴线旋转。

3.根据权利要求2所述的车轴组件，其中所述输出轴线以及所述第一齿轮和所述第二齿轮的所述旋转轴线被设置在共同的平面中。

4.根据权利要求1所述的车轴组件，进一步包括离合器机构，所述离合器机构能以第一模式操作以将第一中间输出齿轮联接到所述减速齿轮组的所述第二齿轮，所述第一中间输出齿轮与被联接到所述差速器架用于共同旋转的差速器环形齿轮啮合。

5.根据权利要求4所述的车轴组件，其中所述离合器机构能以第二模式操作以将第二中间输出齿轮联接到所述减速齿轮组的所述第二齿轮，所述第二中间输出齿轮被啮合到所述第一环形齿轮。

6.根据权利要求4所述的车轴组件，其中所述减速齿轮组的所述第二齿轮被联接到中间轴用于共同旋转，并且其中所述第一中间输出齿轮和所述第二中间输出齿轮被能旋转地设置在所述中间轴上。

7.根据权利要求6所述的车轴组件，其中所述离合器机构包括离合器套环，该离合器套环被轴向能滑动地但非旋转地联接到所述中间轴。

8.根据权利要求7所述的车轴组件，其中当所述离合器机构在所述第一模式时，所述离合器套环上的一组齿与所述第一中间输出齿轮上的一组齿配合地啮合。

9.根据权利要求7所述的车轴组件，其中当所述离合器机构在所述第二模式时，所述离合器套环是第二模式，所述离合器套环上的一组齿与所述第二中间输出齿轮上的一组齿配合地啮合。