CN104847890A - 用于驱动模块的驻车锁 - Google Patents

Abstract

一种用于驱动模块的驻车锁，所述驱动模块具有马达、变速器和差速器组合以及驻车锁。所述变速器和差速器组合由所述马达的输出轴驱动。所述变速器和差速器组合能以至少一种模式操作，以驱动第一输出构件、第二输出构件和所述差速器箱中的至少一个。所述驻车锁包括能在第一位置和第二位置之间移动的柱塞。所述驱动模块能以第一模式操作，以使所述柱塞在所述第一位置并阻止转子相对于定子的旋转，从而阻止所述第一输出构件和第二输出构件的旋转。所述驱动模块也能以第二模式操作，以使所述柱塞在所述第二位置并不阻止所述转子相对于所述定子的旋转，从而所述柱塞不阻止所述第一输出构件和第二输出构件的旋转。

Description

用于驱动模块的驻车锁

技术领域

本公开涉及一种用于驱动模块的驻车锁。

背景技术

用于提供用于驱动一组车轮的主要或辅助推进动力的驱动模块在本领域中已知。这种驱动模块的一个示例在美国专利申请公开No.2012/0058855中被公开。当这种驱动模块被使用为提供辅助推进动力以间歇地驱动一组车轮时，根据各种政府要求和车辆原始设备制造商要求，驱动模块可被允许依赖与驱动一组永久受驱动车轮的驱动系统相关的驻车锁。当这种驱动模块被用于提供主要推进动力时，各种政府要求和车辆原始设备制造商要求可决定驱动模块包含驻车锁，以锁定由该驱动模块驱动的一组车轮。

驻车锁典型地采用联结件，该联结件用于将弹簧加载的棘爪枢转至与齿轮啮合，以锁定驱动系统的一部分，从而一组车轮被允许只以非常小的量旋转。这种驻车锁可能相对地复杂，并可能具有不能在宽范围的驱动模块间使用的构造。因此，尽管这种驱动模块适于其预期的目的，但是本领域中仍存在对于具有改进的驻车锁的驱动模块的需求。

发明内容

本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马达、变速器和差速器组合以及驻车锁的驱动模块。所述马达具有定子和带有输出轴的转子。所述变速器和差速器组合由所述输出轴驱动，并具有变速器组件和差速器组件。所述差速器组件包括差速器箱、第一差速器输出部和第二差速器输出部。所述变速器和差速器组合能以至少一种模式操作，以驱动第一输出构件、第二输出构件和所述差速器箱中的至少一个。所述驻车锁包括能在第一位置和第二位置之间移动的柱塞。当所述柱塞在所述第一位置时，所述柱塞阻止所述转子相对于所述定子的旋转。当所述柱塞在所述第二位置时，所述柱塞不阻止所述转子相对于所述定子的旋转。

进一步的应用领域由在此所提供的说明将变得明显。在该概要中的说明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是具有根据本公开的教导构造的驱动模块的示例性车辆的示意图；

图2是图1中所示的驱动模块的示意图；

图3是图1中所示的驱动模块的一部分的示意图，更详细地例示驻车锁；和

图4是图1中所示的驱动模块的一部分的透视图，更详细地例示驻车锁。

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

参见附图的图1，示例性车辆10被例示为具有根据本公开的教导构造的驱动模块12。驱动模块12可被用于驱动一对车轮14a和14b。在提供的特定示例中，驱动模块12被用于选择性地驱动后车轮14a和14b(即，驱动模块可为部分时间操作的第二驱动系统的一部分)，而常规的内燃机16和变速器18全部时间均被用于驱动一组前车轮20。但是，将认识到，本公开的教导应用于多种车辆构造，如此，将理解，在此讨论并在附图中例示的特定示例仅仅是示例性的。

在图2中，驱动模块12可包括壳体30、马达32、变速器和差速器组合34、减速驱动器36、模式致动器38、第一输出构件40和第二输出构件42、以及驻车锁44。壳体30可被构造为容纳马达32以及变速器和差速器组合34。

马达32可以是用于提供旋旋转力的任意类型的装置，诸如电动机或液压马达。马达32可被构造为以一种或多种模式驱动变速器和差速器组合34，诸如推进模式和/或扭矩主动分配模式。

变速器和差速器组合34可被构造为向第一输出构件40和第二输出构件42输出旋旋转力，且可包括变速器组件50和差速器组件52。第一输出构件40和第二输出构件42可将旋旋转力从变速器和差速器组合34分别传递至后车轮14a和14b。

变速器组件50可相对于第一输出构件40和第二输出构件42和/或差速器组件52同轴安装。变速器组件50可包括第一行星齿轮组56和第二行星齿轮组58。第一行星齿轮组56和第二行星齿轮组58可具有相同的齿数比，并且可被构造为使得第一行星齿轮组56的一个或更多个部件能与第二行星齿轮组58的相关部件互换。

第一行星齿轮组56可包括第一恒星齿轮60、多个第一行星齿轮62、第一环形齿轮64和第一行星架66。第一恒星齿轮60可为能围绕第一输出构件40同中心安装的大体中空结构。第一行星齿轮62可围绕第一恒星齿轮60周向隔开，使得第一行星齿轮62的齿啮合第一恒星齿轮60的齿。同样地，第一环形齿轮64可围绕第一行星齿轮62同中心设置，使得第一行星齿轮62的齿啮合第一环形齿轮64上的齿。第一环形齿轮64可被能旋转地设置在变速器壳体30中。变速器壳体30可被不能旋转地联接到容纳差速器组件52的差速器壳体30。第一行星架66可包括第一架体72以及可被固定地联接到第一架体72的多个第一销74。第一架体72可被联接到第一输出构件40，以使第一架体72和第一输出构件40同步旋转。可采用任何合适的方式将第一架体72联接到第一输出构件40，包括焊接和配合齿或者花键。每个第一销74均可被接收到相关联一个第一行星齿轮62中，并且可支撑该相关联的一个第一行星齿轮62，以便围绕第一销74的纵向轴线旋转。

第二行星齿轮组58可包括第二恒星齿轮80、多个第二行星齿轮82、第二环形齿轮84和第二行星架86。第二恒星齿轮80可为能围绕第一输出构件40同中心安装的大体中空结构。第二恒星齿轮80可被不能旋转地联接到第一恒星齿轮60(例如，第一恒星齿轮60和第二恒星齿轮80可整体和一体地形成)。第二行星齿轮82可围绕第二恒星齿轮80周向隔开，使得第二行星齿轮82上的齿啮合第二恒星齿轮80的齿。第二环形齿轮84可围绕第二行星齿轮82同中心设置，使得第二行星齿轮82的齿啮合第二环形齿轮84上的齿。第二环形齿轮84可被不能旋转地联接到变速器壳体30。第二行星架86可包括第二架体92以及可被固定地联接到第二架体92的多个第二销94。第二架体92可被联接到差速器组件52的差速器壳体或差速器箱96，以使第二架体92和差速器箱96同步旋转。每个第二销94可被接收在相关联的一个第二行星齿轮82中，并且可支撑该相关联的一个第二行星齿轮82，以便围绕第二销94的纵向轴线旋转。

第一行星齿轮组56和第二行星齿轮组58可围绕共同的纵向轴线98(即，可延伸穿过第一恒星齿轮60和第二恒星齿轮80的轴线)互相对准，并且可沿着共同的纵向轴线98彼此轴向偏移。

除了差速器箱96之外，差速器组件52可包括用于将旋旋转力从差速器箱96传递到第一输出构件40和第二输出构件42的装置。旋旋转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。在所提供的特定示例中，旋旋转力传递装置包括差速器齿轮组104，差速器齿轮组104被容纳在差速器箱96中并具有第一侧齿轮106、第二侧齿轮108、插销110和多个小齿轮112。第一侧齿轮106和第二侧齿轮108可被能旋转地设置为围绕差速器箱96的旋转轴线98，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40可被联接到第一侧齿轮106用于共同旋转，而第二输出构件42可被联接到第二侧齿轮108用于共同旋转。插销110可被安装到差速器箱96且大体上垂直于差速器箱96的旋转轴线98。小齿轮112可被能旋转地安装在插销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52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。进一步地，将认识到，可在替代方案中采用用于将旋旋转力从差速器箱96传递到第一输出构件40和第二输出构件42的其它装置。例如，可采用一个或更多个离合器(例如，摩擦离合器)控制旋旋转力到第一输出构件40和第二输出构件42的传递。作为另一示例，可采用实心轴代替允许第一输出构件40和第二输出构件42之间的速度差的机构。

减速驱动器36可被构造为在马达32和第一行星齿轮组56之间传递旋旋转力。减速驱动器36可包括减速输入构件120和减速输出构件122。如果需要，多个齿轮可被设置在减速输入构件120和减速输出构件122之间，但是在提供的特定示例中，减速输入构件120被啮合到(并直接驱动)减速输出构件122。减速输入构件120可为能够被联接到马达32的输出轴126以随其旋转的小齿轮。减速输出构件122可为能围绕第一输出构件40和第一行星齿轮组56能旋转地安装的环形齿轮。

模式致动器38可包括移位套筒152，移位套筒152可将旋旋转力输入到变速器组件50。移位套筒152可具有带齿的外表面154、一组第一内齿160以及一组第二内齿164，带齿的外表面154可被不能旋转地但轴向能滑动地啮合到减速输出构件122的相配合的带齿的内表面156，该组第一内齿160可被选择性地与形成在第一环形齿轮64上的相应齿162啮合，该组第二内齿164可选择性地与形成在第二行星架86上的相应的齿166啮合。

驱动模块12可以扭矩主动分配模式操作，在扭矩主动分配模式，移位套筒152位于第一位置，以将减速输出构件122联接至第一环形齿轮64(经由该组第一内齿160与第一环形齿轮64上的齿162的啮合)，使得减速输出构件122、移位套筒152和第一环形齿轮64同步旋转。将认识到，当移位套筒152在第一位置时，该组第二内齿164与第二行星架86上的齿166分离。

当马达32被启动时(即，当所提供的示例中的马达32的输出轴126旋转时)，马达32、减速驱动器36和移位套筒152可协作将旋旋转力应用到第一行星齿轮组56的第一环形齿轮64。由第一环形齿轮64接收的旋旋转力经由第一行星齿轮62和第一行星架66被传递到第一输出构件40，而相对的反作用力被应用到第一恒星齿轮60，使得第一恒星齿轮60沿着与第一行星架66相反的方向旋转。第一恒星齿轮60的旋转导致第二恒星齿轮80的相应旋转，由此驱动第二行星齿轮82。由于第二环形齿轮84被能旋转地固定到变速器壳体30，所以第二行星齿轮82的旋转导致第二行星架86沿着与第一行星架66的旋转方向相反的方向旋转。因此，从第二行星架86传递到差速器箱96(并且通过差速器组件52传递到第二输出构件42)的旋旋转力(即，扭矩)的大小，与从第一行星架66传递到第一输出构件40的旋旋转力(即，扭矩)的大小相等但相反。

因而，结果是，由马达32引起的分别到达第一输出构件40和第二输出构件42的扭矩方向相反。而且，由于第一行星齿轮组56和第二行星齿轮组58经由差速器组件52被操作地联接，所以在第一输出构件40和第二输出构件42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40(经由马达32的输出轴126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42。类似地，如果负向扭矩被传递到第一输出构件40(经由马达32的输出轴126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42。换言之，变速器和差速器组合34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40和第二输出构件42而分别与后车轮14a和14b相连。

驱动模块12可以驱动模式被操作，在驱动模式，移位套筒152位于第二位置，以便将减速输出构件122联接到第二行星架86(经由一组第二内齿164与第二行星架86上的齿166的啮合)，使得由马达32提供的旋旋转力经由差速器组件52被输入到差速器箱96并应用到第一输出构件40和第二输出构件42。将认识到，当移位套筒152在第二位置时，移位套筒152上的一组第一内齿160可与第一环形齿轮64上的齿162分离。还将认识到，当变速器和差速器组合34以驱动模式被操作时，由马达32提供的旋旋转力用作推进动力，以便推进(或者帮助推进)车辆10(图1)。

在空挡模式，移位套筒152可将减速输出构件122与第一环形齿轮64和第二行星架86二者分开，从而减速输出构件122与第一行星齿轮组56、第二行星齿轮组58和差速器箱96分离开。在所提供的示例中，移位套筒152可位于第一位置与第二位置之间的第三位置，使得一组第一内齿162和一组第二内齿164被轴向地设置在第一环形齿轮64上的齿162和第二行星架86上的齿166之间，并从第一环形齿轮64上的齿162和第二行星架86上的齿166脱离。因此，移位套筒152在第三位置的布置使马达32与第一行星齿轮组56、第二行星齿轮组58和差速器箱96分离开。

参照图3，马达32可包括定子170、转子172和输出轴126。转子172可包括彼此周向隔开的一个或更多个锁孔178。转子172可进一步包括转子主体174和锁板176，锁板176被固定至转子主体174以随其旋转。在这种构造中，一个或更多个锁孔178位于锁板176上。输出轴126驱动变速器和差速器组合34。驻车锁44可包括柱塞142和驻车锁主体140。驻车锁主体140可被固定至定子170、壳体30或者相对于定子170静止的另一表面。柱塞142相对于驻车锁主体140能移动，并可在第一位置和第二位置之间移动。柱塞被构造为被接收在一个或更多个锁孔178中。在一个示例性实施例中，柱塞144通过线性马达在第一位置和第二位置之间移动。线性马达可为螺线管、螺杆传动件、液压油缸、凸轮与从动件、或者其他类型的线性马达。

当柱塞142在第一位置时，柱塞142被接收在一个或更多个锁孔178中。当变速器和差速器组合34在推进模式并且柱塞142在第一位置时，柱塞142阻止转子172相对于定子170的旋转，因此阻止输出轴126以及第一差速器输出部100和第二差速器输出部102的旋转。当柱塞142在第二位置时，柱塞142不阻止转子172，且转子172相对于定子170自由地旋转以驱动输出轴126以及第一差速器输出部100和第二差速器输出部102。驻车锁44可进一步包括诸如弹簧之类的偏压构件144，以将柱塞142朝向第一位置或者第二位置偏压。作为一个示例，使用具有将柱塞142朝向第一位置偏压的偏压构件144的螺线管将允许驱动模块12在螺线管失去动力时保持在锁定位置，而使用具有朝向第二位置的偏压的这种构造将允许驱动模块12在螺线管中失去动力时保持在非锁定位置。作为另一示例，使用螺杆传动件来移动柱塞142将允许驱动模块12在动力失去时保持在其锁定或非锁定的当前位置。

在图4中，更详细地示出了图1的驱动模块12的一种构造。转子172被示出为具有固定至转子主体174并包括多个锁孔178的锁板176。驻车锁主体140被示出为被固定至定子170，其中柱塞142在第一位置并与锁孔178中的一个接合，由此阻止转子172和输出轴126的旋转。

实施例的前述描述已经被提供用于例示和说明的目的。其并非意欲穷尽或限制本公开。特定实施例的各个元件或特征通常不限制于该特定实施例，而是，在适用的场合，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。各个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 (12)

1.一种驱动模块，包括：

第一输出构件和第二输出构件；

马达，具有定子和带有输出轴的转子；

由所述输出轴驱动的变速器和差速器组合，所述变速器和差速器组合具有变速器组件和差速器组件，所述差速器组件具有差速器箱、第一差速器输出部和第二差速器输出部，所述变速器和差速器组合能以至少一种模式操作，以驱动所述第一输出构件、所述第二输出构件和所述差速器箱中的至少一个；和

驻车锁，包括能在第一位置和第二位置之间移动的柱塞，其中当所述柱塞在所述第一位置时，所述柱塞阻止所述转子相对于所述定子的旋转，并且其中当所述柱塞在所述第二位置时，所述柱塞不阻止所述转子相对于所述定子的旋转。

2.如权利要求1所述的驱动模块，其中所述驻车锁包括弹簧，所述弹簧将所述柱塞朝向所述第一位置和所述第二位置中的一个偏压。

3.如权利要求1所述的驱动模块，其中当所述柱塞在所述第一位置时，所述柱塞被接收在所述转子中的第一锁孔内。

4.如权利要求3所述的驱动模块，其中所述第一锁孔为形成在所述转子中的多个锁孔中的一个，所述锁孔彼此周向隔开。

5.如权利要求3所述的驱动模块，其中所述转子包括转子主体和锁板，所述锁板被固定至所述转子主体以随所述转子主体旋转，并且其中所述第一锁孔被形成在所述锁板中。

6.如权利要求1所述的驱动模块，进一步包括模式致动器，所述模式致动器具有能在第一移位位置和第二移位位置之间移动的元件，其中当所述元件在所述第一移位位置时，所述驱动模块以第一模式操作，其中当所述元件在所述第二移位位置时，所述驱动模块以不同的第二模式操作，并且其中当所述柱塞在所述第一位置时，所述元件被设置在所述第一移位位置。

7.如权利要求6所述的驱动模块，其中所述元件能在沿所述差速器组件的旋转轴线的轴向方向上移动。

8.如权利要求1所述的驱动模块，其中所述柱塞通过线性马达而在所述第一位置和所述第二位置之间移动。

9.如权利要求1所述的驱动模块，其中所述线性马达为螺线管。

10.一种锁定驱动模块的方法，所述方法包括：

提供具有壳体、马达、变速器和差速器组合以及驻车锁的驱动模块，所述壳体被构造为容纳所述马达以及所述变速器和差速器组合，所述马达具有定子和带有输出轴的转子，所述输出轴被构造为驱动所述变速器和差速器组合，所述变速器和差速器组合具有变速器组件和差速器组件，所述差速器组件具有差速器箱、第一差速器输出部和第二差速器输出部，所述驻车锁具有驻车锁主体和柱塞，所述驻车锁主体被固定至所述定子或者被固定至所述壳体，所述柱塞被能移动地联接至所述驻车锁主体；

将所述柱塞从第一位置朝向第二位置移动，以使所述柱塞阻止所述转子相对于所述定子的旋转，由此阻止所述第一差速器输出部和所述第二差速器输出部的旋转；和

将所述柱塞朝向所述第一位置移动，以使所述柱塞不阻止所述转子相对于所述定子的旋转，从而不阻止所述第一差速器输出部和所述第二差速器输出部的旋转。

11.如权利要求10所述的方法，其中所述转子或者联接至所述转子的结构限定锁孔，并且其中当所述柱塞阻止所述转子相对于所述定子的旋转时，所述柱塞被接收在所述锁孔中。

12.如权利要求10所述的方法，进一步包括朝向所述第一位置和第二位置中的一个偏压所述柱塞。