CN105764734A - 用于四轮驱动车辆的左右驱动力分配单元 - Google Patents

Abstract

圆筒形的内齿圈(68)在所述圆筒形的内齿圈的轴向方向上具有第一外部齿(68a)和支持部(68c)。输出轴(60)延伸穿过圆筒形的内齿圈，并被支撑为与该圆筒形的内齿圈同心地旋转。断开机构配置为基于可动接合构件的移动位置将所述圆筒形的内齿圈的内周与输出轴的外周连接或断开。作动器(72)如此布置，使第一外部齿位于支持部与作动器之间。作动器配置为在连接位置与断开位置之间移动可动接合构件。圆筒形的内齿圈联接至输出轴从而在连接位置中不能相对旋转。在断开位置中，允许圆筒形的内齿圈与输出轴之间的相对旋转。

Description

用于四轮驱动车辆的左右驱动力分配单元

技术领域

本发明涉及一种四轮驱动车辆中的左右驱动力分配单元。

背景技术

在四轮驱动车辆中，选择两轮驱动模式和四轮(全轮)驱动模式之一。在两轮驱动模式下，驱动力从驱动源传送至前部或后部的左右的主驱动轮。在四轮(全轮)驱动模式下，驱动力从驱动源传送至主驱动轮及左右的辅助驱动轮。与在两轮驱动模式下将驱动力从驱动源传送至前部或后部的左右的主驱动轮上的动力传送构件所不同的是，在四轮驱动模式下还有另一个动力传送构件将驱动力传送至辅助驱动轮并且该动力传送构件在两轮驱动模式下被旋转。作为结果，由于该另外的动力传送构件的旋转产生的旋转阻力消耗了部分动力，可能对节约车辆燃料造成不理想的影响。

与之相比，已提出过一种包括配备有断开机构的左右驱动力分配单元的四轮驱动车辆。在两轮驱动模式下，断开机构用来将另外的动力传送构件(传动轴)从用于四轮驱动模式中的驱动轮断开。在四轮驱动模式下，所述另外的动力传送构件传送驱动力。举例讲，如编号为8313407的美国专利的图1所示的四轮驱动车辆。

编号为8313407的美国专利的图1所示的后轮侧的左右驱动力分配单元包括差动齿轮单元，用来将驱动力分配至左右驱动轮。可以联想到，代替差动齿轮单元，例如编号为8313407的美国专利的图7中所示，在右和左的车桥上分别设置用于左右分配驱动力的一对摩擦离合器从而与断开机构串联耦联。使用这种结构，固定至差动齿轮单元的内齿圈的差动齿轮箱、差动齿轮箱内彼此相对的一对侧齿轮、以及通过固定在差动齿轮箱上的小齿轮销能够旋转地支撑的小齿轮等并非必要。减小了内齿圈的直径能。

发明内容

在车辆中，除上文描述的断开机构以外还设置了左右驱动力的分配机构时，除啮合圈、滑动叉和用于滑动叉的作动器以外，还需要一对摩擦离合器。这一对摩擦离合器起到左右驱动力分配机构的功能。啮合圈、滑动叉和作动器构成断开机构。啮合圈将一对同心齿轮彼此联接。滑动叉与啮合圈接合。因此，缺点在于，由于单元的尺寸和重量的增加导致制造成本高而且左右驱动力分配单元的横向(lateral)对称性低。

本发明提供一种用于四轮驱动车辆的左右驱动力分配单元，其不增加单元的尺寸或重量，并且具有高的横向对称性。

本发明的一个方面提供一种用于四轮驱动车辆的左右驱动力分配单元。该四轮驱动车辆包括驱动源、第一驱动轮和第二驱动轮。该左右驱动力分配单元包括圆筒形的内齿圈、输出轴、断开机构和作动器。该圆筒形的内齿圈在所述圆筒形的内齿圈的轴向方向上具有第一外部齿和支持部。该圆筒形的内齿圈的支持部由壳体支持，从而围绕圆筒形的内齿圈的轴线旋转。配置该圆筒形的内齿圈从而在四轮驱动模式下传送来自驱动源的驱动力。输出轴延伸穿过圆筒形的内齿圈，并且被支撑为与圆筒形的内齿圈同心地旋转。输出轴配置为，向左右的第二驱动轮输出驱动力。驱动力传送至圆筒形的内齿圈。断开机构包括配置在圆筒形的内齿圈的轴向方向上移动的可动接合构件。断开机构配置为基于可动接合构件的移动位置，将圆筒形的内齿圈的内周和输出轴的外周连接起来，或者将圆筒形的内齿圈的内周与输出轴的外周断开。所述作动器如此布置，使所述第一外部齿位于所述支持部与作动器之间。所述作动器配置为：(i)在连接位置与断开位置之间移动可动接合构件,圆筒形的内齿圈联接至输出轴从而在连接位置中不能相对旋转,在断开位置处允许圆筒形的内齿圈与该输出轴之间的相对旋转，(ii)选择性地实行两轮驱动模式和四轮驱动模式，在所述两轮驱动模式下将驱动力从驱动源传送至左右的第一驱动轮，在四轮驱动模式下将驱动力从驱动源传送至驱动轮和第二驱动轮，且(iii)在两轮驱动模式下，将动力传送构件与第二驱动轮断开，该动力传送构件配置为在四轮驱动模式下将驱动力传送至第二驱动轮。

根据前述的方面，相比由将一对同心齿轮相互联接的啮合圈、与啮合圈接合的滑动叉、以及用于滑动叉的作动器组成的断开机构的情况，左右驱动力分配单元的尺寸和重量没有增加。所以，左右驱动力分配单元的横向对称性高。因此，能够改善至车辆的可装配性。

在前述方面中，断开机构可以包括内部齿和第二外部齿，内部齿可以形成于圆筒形的内齿圈的内周上，第二外部齿可以形成于可动接合构件的外周上，且第二外部齿可以与圆筒形的内齿圈的内部齿接合。可动接合构件在可动接合构件的纵向方向上的至少一部分可以布置在圆筒形的内齿圈的内侧，可动接合构件可以是圆筒形的构件，该可动接合构件可以设置在输出轴的外周上，从而在圆筒形的内齿圈的轴向方向上移动，且围绕圆筒形的内齿圈的轴线不能相对旋转。根据上述方面，所谓的犬牙式离合器的尺寸和重量可以明显减小，且左右驱动力分配单元的横向对称性高。

在上述方面中，左右驱动力分配单元可以进一步包括一对电子控制的联轴器，其分别联接至输出轴的两端。这一对电子控制的联轴器可以配置为控制从输出轴传送至第二驱动轮的驱动力。根据上述方面，可以通过这一对电子控制的联轴器控制至左右的辅助驱动轮的驱动力的分配。因此，不仅差动齿轮单元不再必要，而且可以控制向左右驱动轮的驱动力的分配，以便与路面或转向操作相关地过渡性地控制车辆行为。

在上述方面中，在一对电子控制的联轴器一体地固定于输出轴于输出轴的左右两端的状态中，该对电子控制的联轴器可以容纳于壳体的内部。输出轴和这一对电子控制的联轴器可以通过一对左右的轴承由壳体支撑从而能够旋转，且这一对左右的轴承可以支撑这一对电子控制的联轴器。根据上述方面，输出轴和这一对电子控制的联轴器通过所述一对左右的轴承由壳体支撑从而能够旋转。该轴承机构可以简单地配置，从而进一步减小左右驱动力分配单元的尺寸。

在上述方面中，可以设置弹簧和电磁脱扣机构。该弹簧可以配置为在圆筒形的内齿圈的轴向方向上从断开位置向连接位置推动可动接合构件。该电磁脱扣机构可以配置为，通过使用响应于断开指令信号进行操作的电磁铁，以预定的冲程抵抗弹簧的推动力将连接位置处的可动接合构件向断开位置移动，来在断开位置处闩锁可动接合构件。该电磁脱扣机构可以配置为，通过使用响应于连接指令信号进行操作的电磁铁来解闩在该断开位置处的该可动接合构件，并且允许可动接合构件在弹簧的推动下向连接位置移动。根据上述方面，位于圆筒形的内齿圈内侧的可动接合构件经由电磁脱扣机构通过作动器在轴向方向上移动，且可动接合构件选择性地位于断开位置或连接位置上。

在上述方面中，左右驱动力分配单元可以进一步包括同步机构，该同步机构包括齿轮侧摩擦接合构件和可动侧摩擦接合构件。齿轮侧摩擦接合构件可以设置到圆筒形的内齿圈的电磁脱扣机构侧从而无法相对旋转。可动侧摩擦接合部件可以设置在输出轴的外周上从而无法相对旋转，但可以在圆筒形的内齿圈的轴向方向上相对移动。可以由弹簧推动可动侧摩擦接合构件。同步机构可以配置为，在断开位置处的可动接合构件向连接位置移动之前，通过致使齿轮侧摩擦接合构件和可动侧摩擦接合部件相互滑动地接触，从而使可动接合构件的旋转与圆筒形的内齿圈的旋转同步。根据上述方面，在可动接合构件移向连接位置之前，通过同步机构致使齿轮侧摩擦接合构件和可动侧摩擦接合部件相互滑动地接触。因此，可动接合构件的旋转与圆筒形的内齿圈的旋转同步，且形成于圆筒形的内齿圈的内周上的内部齿与形成于可动接合构件的外周上的外部齿顺滑地啮合。

在上述方面中，该四轮驱动车辆可以包括传动轴，该传动轴配置为将驱动力输入至左右驱动力分配单元的驱动小齿轮，且该驱动力可以输出自驱动源。左右驱动力分配单元可以将驱动力分配至四轮驱动车辆的左右的后轮。圆筒形的内齿圈可以是由与驱动小齿轮啮合的准双曲面齿轮形成的伞齿轮。

在上述方面中，该四轮驱动车辆可以包括分动器和分离装置。分动器可以配置为将驱动力传送至传动轴。驱动力可以输出自驱动源。分离装置可以配置为在两轮驱动模式下切断从驱动源至传动轴的驱动力传送。在两轮驱动模式下，传动轴可以通过分离装置与驱动源断开，且传动轴也可以通过断开机构与后轮断开。分离装置可以是摩擦离合器，犬齿式离合器等。

附图说明

本发明的示例性的实施例的特征、优点、以及技术和工业的意义将参照所附图示在下文进行描述，附图中相同的元件标以相同的数字，且其中：

图1是示意性地示出根据本发明实施例的包括有左右驱动力分配单元的四轮驱动车辆的传动系的结构的轮廓视图；

图2是示意性地示出图1中所示的左右驱动力分配单元的轮廓视图；

图3是详细地示出图1和图2中所示的左右驱动力分配单元的截面视图；

图4是详细地示出图3中所示的设置在左右驱动力分配单元中的电磁脱扣机构的视图；

图5是示出构成图4中所示的电磁脱扣机构的环形闩锁构件和往复运动构件的整体结构的立体视图；和

图6是示出与图2对应的本发明的另一实施例的轮廓视图。

具体实施例

下面，将参照附图对本发明实施例进行详细地描述。在以下的实施例中,附图适当之处进行了修改或简化，各部分的标度比、形状等并没有总是精确地被绘出。

图1是示意性地示出了适当地应用了本发明的四轮驱动车辆10的结构的轮廓视图。图1中，该四轮驱动车辆10包括作为驱动源的发动机12。该四轮驱动车辆10包括基于FF(FF-base)的四轮驱动系统，该基于FF的四轮驱动系统包括第一动力传送路径和第二动力传送路径。第一动力传送路径将发动机12的动力传送至与主驱动轮对应的右和左的前轮14R、14L(除非特别区分彼此，均称为前轮14)。第二动力传送路径将发动机12的动力传送至对应于辅助驱动轮的右和左的后轮16R、16L(除非特别区分彼此，均称为后轮16)。在四轮驱动车辆10的两轮驱动模式下，通过自动变速器18从发动机12传送出的驱动力，通过前轮驱动力分配单元20和右和左的车桥22R、22L，被传送至右和左的前轮14R、14L。在两轮驱动模式下，至少第一离合器44被释放，发动机12的动力没有传送至分动器24、传动轴28、后轮驱动力分配单元34或后轮16。在四轮驱动模式下，除了以上描述的两轮驱动模式外，第一离合器44和第二离合器62均进行接合。另外，由左联轴器64L控制从发动机12传送至左车桥36L和左后轮16L的转矩。由右联轴器64R控制从发动机12传送至右车桥36R和右后轮16R的转矩。尽管图1中未示出，发动机12与自动变速器18之间设置有转矩转化器或离合器。该转矩转化器是液体传动装置。

自动变速器18例如是分级自动变速器。该分级自动变速器包括多个行星齿轮单元和摩擦接合装置(离合器和制动器)。通过选择性地接合那些摩擦接合装置来选择分级自动变速器的档速位置。或者，自动变速器18可以是如下的分级自动变速器，其中，常啮合的平行轴变速器的档速位置通过换档作动器或选档作动器进行选择。又或者，自动变速器18也可以是无级变速器，其速度比通过改变一对具有可变有效直径且缠绕有变速带的可变滑轮的有效直径进行持续变化。因为自动变速器18是已知技术，所以省略对具体结构和操作的描述。

前轮驱动力分配单元20由差动齿轮单元形成。该前轮驱动力分配单元20包括内齿圈20r、差动壳体20c和差动齿轮机构20d。差动壳体20c固定至内齿圈20r。差动齿轮机构20d容纳在差动壳体20c里。设置内齿圈20r以便能够围绕一个轴线旋转，且与自动变速器18的输出齿轮18a啮合。前轮驱动力分配单元20在允许右和左的车桥22R，22L之间的差动旋转的同时，将驱动力传送至前轮14的右和左的车桥22R，22L。内部齿38形成于差动壳体20c上。内部齿38与外部齿46啮合。外部齿46形成于分动器24的第一旋转构件40的轴端处。因此，分动器24联接至前轮驱动力分配单元20的差动壳体20c。分动器24将从发动机12输出的驱动力传送至后轮16。

分动器24包括第一旋转构件40和第二旋转构件42。第一旋转构件40上形成有外部齿46。第二旋转构件42上形成有内齿圈42r。该内齿圈42r用来将动力传送向后轮16。那第一旋转构件40和第二旋转构件42通过由犬牙式离合器形成的第一离合器44选择性地连接或断开。

第一旋转构件40是圆筒形构件，经由其，车桥22R延伸穿过第一旋转构件40的径向内侧(即，车桥22R布置在第一旋转构件40的径向内侧)。第一旋转构件40与车桥22R和第二旋转构件42同心地可旋转地设置。在第一旋转构件40在轴向方向上的一端形成有外部齿46。当外部齿46与形成于差动壳体20c上的内部齿38配合时，第一旋转构件40与前轮驱动力分配单元20的差动壳体20c一体地旋转。在第一旋转构件40在轴向方向上的另一端形成有离合齿48。离合齿48构成第一离合器44。

第二旋转构件42是圆筒形构件。车桥22R和第一旋转构件40延伸穿过第二旋转构件42的径向内侧。在第二旋转构件42沿轴向方向的一端上形成有内齿圈42r。内齿圈42r与驱动小齿轮26啮合。在第二旋转构件42沿轴向方向的另一端上形成有离合齿50。离合齿50构成第一离合器44。驱动小齿轮26连接至传动轴28的前端。传动轴28的后端设置有驱动小齿轮30。

第一离合器44是犬牙式离合器，用来将第一旋转构件40连接至第二旋转构件42或将第一旋转构件40与第二旋转构件42断开。第一离合器44是犬牙式离合器(分离装置)，且包括离合齿48、套管52和第一离合作动器54。离合齿48形成在第一旋转构件40上。套管52上形成有内部齿58。内部齿58与离合齿48常啮合从而在轴向方向上相对可动，并且在套管52沿轴向方向移动时，内部齿58能够进一步与离合齿50啮合。离合齿50形成在第二旋转构件42上。第一离合作动器54在套管52的非啮合位置与套管52的啮合位置之间沿轴向方向使套管52作动。第一离合作动器54由包括电磁铁的电子可控作动器形成。第一离合器44适宜地包括同步机构112。同步机构112在内部齿58与离合齿50啮合时，减小内部齿58与离合齿50之间的相对旋转差。图1表示第一离合器44松开时的状态。

后轮驱动力分配单元34包括第二离合器62、右联轴器64R和左联轴器64L，右联轴器64R和左联轴器64L均串联在从传动轴28至右和左的后轮16R、16L的动力传送路径中。右联轴器64R是摩擦接合式的电子控制的联轴器，其控制第二离合器62与右后轮16R之间传送的转矩。左联轴器64L是摩擦接合式的电子控制的联轴器，其控制第二离合器62与左后轮16L之间传送的转矩。第二离合器62是犬牙式离合器(分离装置)，用来将传动轴28连接至右和左的后轮16R、16L，或将传动轴28与右和左的后轮16R、16L断开。

在后轮驱动力分配单元34中，左联轴器64L布置在中央车桥60与左车桥36L之间，且右联轴器64R布置在中央车桥60与右车桥36R之间。后轮驱动力分配单元34包括内齿圈68。内齿圈68与中央车桥60同心，且相对于中央车桥60可以相对旋转。该内齿圈68具有花键形外部齿68a，该花键形外部齿68a与驱动小齿轮30啮合。布置第二离合器62从而将中央车桥60连接至内齿圈68，或将中央车桥60与内齿圈68断开。内齿圈68，举例讲，是其中形成准双曲面齿轮的伞齿轮。该内齿圈68包括内部齿68b。该内部齿68b的在轴向方向上的位置与外部齿68a在轴向方向上的位置相同，或者外部齿68a在轴向方向上的位置部分地重叠。第二离合器62包括可动套筒70和第二离合作动器72。该可动套筒70具有能够与内部齿68b接合的外部齿70a。可动套筒70设置在中央车桥60上，从而不能相对旋转但在轴向方向上能够相对移动。第二离合作动器72在轴向方向上使可动套筒70作动，并将可动套筒70置于连接位置(接合位置)与断开位置(非接合位置)之间。在连接位置上，外部齿70a与内部齿68b啮合。在断开位置上，外部齿70a与内部齿68b分离。

图2和图3分别是示出后轮驱动力分配单元34的具体例子的轮廓视图和截面视图。在图2和图3中，在单元壳体74内，左联轴器64L、中央车桥60、第二离合器62、内齿圈68和右联轴器64R被与轴线C同心地顺序布置，所述轴线C与与车辆的横向方向平行。第二离合器62和内齿圈68位于中央车桥60的径向外侧上。它们以能够围绕轴线C旋转的方式一对右和左的每个由滚球轴承形成的轴承76R、76L进行支撑。

右联轴器64R包括环形电磁铁78R、辅助摩擦接合装置82R、主按压构件86R和主摩擦接合装置88R。左联轴器64L包括环形电磁铁78L、辅助摩擦接合装置82L、主按压构件86L和主摩擦接合装置88L。环形电磁铁78R、78L固定至作为非旋转构件的单元壳体74上。通过环形电磁铁78R产生的磁力，辅助摩擦接合装置82R在辅助按压构件80R中产生摩擦转矩。通过环形电磁铁78L产生的磁力，辅助摩擦接合装置82L在辅助按压构件80L中产生摩擦转矩。主按压构件86R将倾斜沟槽内的球形滚动元件84R夹在与辅助按压构件80R之间。主按压构件86L将倾斜沟槽内的球形滚动元件84L夹在与辅助按压构件80L之间。主摩擦接合装置88R在受到通过辅助按压构件80R相对于主按压构件86R相对旋转产生的推力时而产生摩擦转矩。主摩擦接合装置88L在受到通过辅助按压构件80L相对于主按压构件86L相对旋转产生的推力时而产生摩擦转矩。主摩擦接合装置88R包括离合毂90R、离合鼓92R、毂侧摩擦板94和壳体侧摩擦板96。主摩擦接合装置88L包括离合毂90L、离合鼓92L、毂侧摩擦板94和壳体侧摩擦板96。离合毂90R与右车桥36R配合。离合毂90R被联接至右车桥36R从而与右车桥36R不能相对旋转，但可以与右车桥36R一起旋转。离合毂90L与左车桥36L配合。离合毂90L被联接至左车桥36L从而与左车桥36L不能相对旋转，但可以与左车桥36L一起旋转。毂侧摩擦板94和壳体侧摩擦板96分别安装在离合毂90R和离合鼓92R上从而不能相对旋转，且彼此交替地重叠。相似的，毂侧摩擦板94和壳体侧摩擦板96分别安装在离合毂90L和离合鼓92L上从而不能相对旋转，且彼此交替地重叠。因此，右联轴器64R基于激励电流(转矩指令值)将转矩传送至右后轮16R。该激励电流(转矩指令值)由电子控制单元(未示出)提供给环形电磁铁78R。左联轴器64L基于激励电流(转矩指令值)将转矩传送至左后轮16L。该激励电流(转矩指令值)由电子控制单元(未示出)提供给环形电磁铁78L。

所述右和左的离合鼓92L、92R分别具有凸台92a，其在轴线C的方向上从它们的中心部在凸台92a互相靠近的方向上突出。管状中央车桥60的两端分别与凸台92a配合。右和左的离合鼓92R、92L分别联接至中央车桥60的两端从而不能相对旋转。花键齿60a以在纵向方向上布满整个外周的形式形成在中央车桥60的外周上。在右和左的离合鼓92R、92L的径向外部上，分别一体地形成有内部齿轮92b。该内部齿轮92b在内部齿轮92b相互靠近的方向上突出。圆盘形转矩传送构件98R如此设置，使得转矩传送构件98R的径向内部与中央车桥60的花键齿60a啮合，且转矩传送构件98R的径向外部与从右离合鼓92R的径向外部突出的内部齿轮92b啮合。圆盘形转矩传送构件98L如此设置，使得转矩传送构件98L的径向内部与中央车桥60的花键齿60a啮合，且转矩传送构件98L的径向外部与从左离合鼓92L的径向外部突出的内部齿轮92b啮合。

内齿圈68包括外部齿68a和内部齿68b。外部齿68a与驱动小齿轮30啮合。内部齿68b通过第二离合器62选择性地与中央车桥60的花键齿60a啮合。内齿圈68包括圆筒形的轴部68c。内齿圈68在中央车桥60延伸穿过内齿圈68的状态下，通过与轴部68c配合的轴承100由单元壳体74支撑，从而内齿圈68围绕轴线C旋转。即，内齿圈68包括在内齿圈68的轴线C方向上的外部齿68a和支持部。该支持部通过轴承100由壳体74支撑，以围绕内齿圈68的轴线C旋转。

第二离合器62是犬牙式离合器(分离装置)，用来将传动轴28连接至右和左的后轮16R、16L，或将传动轴28与右和左的后轮16R、16L断开。第二离合器62是与第一离合器44相似的犬牙式离合器。第二离合器62在第一离合器44松开的两轮驱动模式下将传动轴28与右和左的后轮16R、16L断开。因此，从右和左的后轮16R、16L至传动轴28的旋转传送被切断，因而减小由于传动轴28的旋转阻力造成的车辆行驶阻力。本实施例中，第二离合器62是断开机构的例子。

第二离合作动器72使第二离合器62作动至松开(断开)的状态或接合(连接)的状态。第二离合作动器72位于内齿圈68的外部齿68a的在轴部68c侧对面的一侧上，即，位于与内齿圈68啮合的驱动齿轮30的旋转轴D的在内齿圈68对面的一侧上(即，内齿圈68的外部齿68a在内齿圈68的轴线C的方向上，布置在内齿圈68的支持部与第二离合作动器72之间)，在轴部68c侧，内齿圈68通过轴承100由单元壳体74支撑。第二离合作动器72包括圆盘形的可动片108、环形电磁铁110和贝勒维尔弹簧109。圆盘形的可动片108布置在单元壳体74的内侧从而可以在轴线C的方向上移动。环形电磁铁110以磁力吸引圆盘形的可动片108。贝勒维尔弹簧109以压缩的状态布置在电磁铁110与可动片108之间。弹簧102设置在内齿圈68(即，内齿圈68的轴部68c)与中央车桥60之间。弹簧102布置在转矩传送构件98L与可动套管70之间。该弹簧102始终推动可动套管70，从而使可动套管70向着外部齿70a与内齿圈68的内部齿68b接合的一侧移动。活塞104设置在可动套管70与棘轮机构106(稍后描述)之间。活塞104设置得相对于中央车桥60和可动套管70可以相对旋转。该活塞104抵抗弹簧102的推动力向非接合侧作动可动套管70。棘轮机构106设置在活塞104与第二离合作动器72之间。当可动片108受到电磁铁110抵抗第二离合作动器72里的贝勒维尔弹簧109的推动力的吸引时，棘轮机构106通过活塞104抵抗弹簧102的推动力将位于连接位置的可动套管70向着断开位置移动，并在断开位置闩锁可动片108。当可动片108进一步受到电磁铁110抵抗第二离合作动器72里的贝勒维尔弹簧109的推动力的吸引时，棘轮机构106解闩位于断开位置的可动套管70，并允许可动套管70在弹簧109的推动力下移向连接位置。因此，当电磁铁110对可动片108成功实行预定次数的吸引操作时，比如约3至5次，活塞104继而将可动套管70向着图3中轴线C下侧所示的断开位置移动。因此，可动套管70的外部齿70a与内齿圈68的内部齿68b的接合被松开，则第二离合器62也被松开。当电磁铁110对可动片108的吸引操作超过预定的次数时，允许活塞104和可动套管70在弹簧102的推动力下，移向图3中轴线C上侧所示的连接位置。因此，可动套管70的外部齿70a与内齿圈68的内部齿68b的接合，则第二离合器62也被接合。

设置同步机构112，从而在可动套管70的外部齿70a与内齿圈68的内部齿68a接合之前，将可动套管70的旋转速度与内齿圈68的旋转速度进行同步。如图3中所示，同步机构112包括小径圆筒部114b、大径圆筒部114d、齿轮侧摩擦接合构件114和可动侧摩擦接合构件116。小径圆筒部114b上形成有外部齿114a。外部齿114a与内齿圈的内部齿68b接合。大径圆筒部114d上形成有圆锥形内摩擦面114c。圆锥形内摩擦面114c具有的直径比内齿圈68的内径大，但是比内齿圈68的外部齿68a的直径小。圆锥形内摩擦面114c相对于轴线C稍有倾斜。在齿轮侧摩擦接合构件114中，在大直径圆筒部114d的阶状面与内齿圈68接触的状态下，小直径圆筒部114b配合在内齿圈68中从而不能相对旋转。可动侧摩擦接合构件116上形成有圆锥形外摩擦面116a。圆锥形外摩擦面116a可以在圆锥形内摩擦面114c上滑动。可动侧摩擦接合构件116从可动套管70的活塞104侧的轴端一体地沿径向向外突出。齿轮侧摩擦接合构件114和可动侧摩擦接合构件116的每一个的安装位置、形状和尺寸如此设定，使得在电磁铁110对可动片108的吸引操作超过预定次数的过程中，当活塞104与可动套管70向着内齿圈68彻底移动时，圆锥形内摩擦面114c与圆锥形外摩擦面116a彼此滑动地接触。

图4是示出棘轮机构106的一个实例的操作原理的示意图。图4在展开视图中示出图5所示的环形闩锁构件122和往复运动构件124。棘轮机构106起到电磁脱扣机构的功能。棘轮机构106包括闩锁构件122和往复运动构件124。该闩锁构件122直接或间接地固定在单元壳体74上。该往复运动构件124抵抗弹簧102的推动力将活塞104移动可动片108的一个冲程。闩锁构件122具有多级锯齿，用于在圆周方向的一个方向上锁住凸起120。凸起120设置在活塞104的右侧(电磁铁110侧)端面上。多级锯齿周期性地具有在轴线C的圆周方向上连续的闩锁齿122a、122b。往复运动构件124设置得相对于闩锁构件122不能相对旋转，但可以与可动片108一起在轴线C上相对地移动。往复运动构件124具有的锯齿形状与闩锁构件122的闩锁齿122a、122b的那些相似，但是该往复运动构件124布置在这样的状态下，往复运动构件124相对于闩锁齿122a、122b在轴线C的圆周方向上偏移了半个相位(phase)。该往复运动构件124周期性地具有容纳(receiving)齿124a、124b，其容纳活塞104的远端。在闩锁构件122中具有不同的高度的这对两个闩锁齿122a、122b被形成，从而以短于或等于可动片108的一个冲程的距离处接近内齿圈68侧。在往复运动构件124中具有不同的高度的这对两个容纳齿124a、124b分别以与闩锁齿122a、122b的那些相似的形状形成，且定位为相对于闩锁齿122a、122b在圆周方向上偏移了半个相位。在图4中，为了便于理解，对闩锁构件122和往复运动构件124有意在轴线C方向上作了偏移。在初始状态中，容纳齿124b的斜面与闩锁齿122b的斜面是大体齐平的。所述初始状态是指这样一种状态，其中，当可动套管70位于连接位置时，每一个从活塞104上突出的凸起120位于位置120a，在该位置处，凸起120被闩锁齿122a闩锁。往复运动构件124的冲程ST是指，来自作为每一个闩锁齿122a的斜面的下端的基准位置B1的冲程。

在初始状态下，当往复运动构件124通过使用电磁铁110以冲程ST进行第一次的往复运动时，凸起120作为往复运动构件124的闩锁齿124b的移动的结果而移动。因此，每一个凸起120抵抗弹簧102的推动力越过闩锁齿122b的远端，滑动到闩锁齿122b的斜面的最下端，并被闩锁至位置120b。接着，当往复运动构件124在由于使用电磁铁110以冲程ST进行第二次往复运动时，凸起120作为往复运动构件124的闩锁齿124a的移动的结果而移动。因此，每一个凸起120抵抗弹簧102的推动力越过闩锁齿122a的远端，滑动到闩锁齿122a的斜面的最下端，并被闩锁至位置120c。如此，每一个凸起120回到与位置120a一样的初始状态。即，当往复运动构件124通过电磁铁110而进行预定次数的第二次往复运动时，可动套管70回到连接位置。如此，可动套管70的外部齿70a与内齿圈68的内部齿68b接合，且第二离合器62也被接合。

如此，以比可动片108的通过使用电磁铁110的一个冲程更大的冲程，在圆周的方向上一次次地移动活塞104的同时，棘轮机构106将活塞104顺序地向着断开位置移动。当通过电磁铁110对可动片108的吸引操作的次数达到预定次数时，活塞104位于断开位置。当通过电磁铁110对可动片108的吸引操作的次数超过预定次数时，棘轮机构106解闩活塞104，并允许可动套管70在弹簧102的推动力下移向连接位置。

在往复运动构件124由于电磁铁110而进行第二次往复运动的过程中，当各凸起120意图越过闩锁齿122a的远端时，可动套管70位于最接近内齿圈68侧的位置上。致使齿轮侧摩擦接合构件114和可动侧摩擦接合构件116相互滑动地接触，在内齿圈68的内部齿68b与可动套管70的外部齿70a接合之前，将内齿圈68的旋转与可动套管70的旋转进行同步。闩锁构件122具有两级闩锁齿122a、122b。往复运动构件124具有两种类型的闩锁齿124a、124b。为了相较于可动片108的一个冲程进一步增大活塞104的冲程，每个闩锁构件122和往复运动构件124可以具有三级或更多级的齿。

如上文所述，根据本实施例的四轮驱动车辆10的后轮驱动力分配单元(左右驱动力分配单元)34包括中央车桥(输出轴)60、第二离合器(断开机构)62、和第二离合作动器72。中央车桥60延伸穿过被支撑在一端的圆筒形的内齿圈68，从而可以围绕轴线C旋转。中央车桥60与内齿圈68同心地可旋转地支撑。中央车桥60将驱动力输出至右和左的辅助驱动轮16R、16L。驱动力被传送至内齿圈68。第二离合器62包括在轴线C的方向上移动的可动套管(可动接合构件)70。第二离合器62基于可动套管70的移动位置将内齿圈68的内周连接至中央车桥(输出轴)60的外周，或将内齿圈68的内周与中央车桥60的外周断开。第二离合作动器72位于内齿圈68的外部齿68a在一侧(在该侧，内齿圈68通过轴承100由单元壳体74支撑)对面的一侧。第二离合作动器72将可动套管(可动接合构件)70在连接位置与断开位置之间移动。在连接位置，内齿圈68与中央车桥(输出轴)60联接从而不能相对旋转。在断开位置，允许内齿圈68与中央车桥(输出轴)60之间的相对旋转。如此，相比由将一对同心齿轮相互联接的啮合圈、与啮合圈接合的滑动叉、以及用于滑动叉的作动器形成的断开机构的情况，该后轮驱动力分配单元34的尺寸和重量都没有增加。所以，后轮驱动力分配单元34的横向对称性高，且至车辆的可装配性得到改善。

关于后轮驱动力分配单元(左右驱动力分配单元)34，第二离合器(断开机构)62包括内部齿60b和外部齿70a。内部齿60b形成于圆筒形的内齿圈68的内周上。外部齿70a形成于可动套管(可动接合构件)70的外周上，并可以与内齿圈68的内部齿68b接合。可动套管(可动接合构件)70是圆筒形构件。可动套管70至少在纵向方向上的一部分插入内齿圈68的内侧里。可动套管70设置在中央车桥(输出轴)60的外周上，从而可以在轴线C方向上移动但不能围绕轴线C相对旋转。由此，由所谓的犬牙式离合器形成的第二离合器(断开机构)62的尺寸和重量都显著地减小，并且该左右驱动力分配单元34的横向对称性高。

利用根据本实施例的后轮驱动力分配单元(左右驱动力分配单元)34，一对右和左的电子控制的联轴器(联轴器)64R、64L分别联接至中央车桥(输出轴)60的两端。一对右和左的电子控制的联轴器64R、64L控制从中央车桥60传送至右和左的辅助驱动轮16R、16L的驱动力。因此，可以通过电子控制单元以一对电子控制的联轴器64R、64L控制向右和左的辅助驱动轮16R、16L的驱动力的分配，所以差动齿轮单元就不再是必须的了。另外，例如，可以控制向左右驱动轮的驱动力的分配，以与路面或转向操作相关地过渡性地控制车辆行为。

利用根据本实施例的后轮驱动力分配单元(左右驱动力分配单元)34，一对右和左的电子控制的联轴器(联轴器)64R、64L以一状态被容纳在左右驱动力分配单元34的单元壳体(壳体)74里，在该状态中，这一对电子控制的联轴器64R、64L分别一体地固定在中央车桥(输出轴)60的左右两端。中央车桥60和这对电子控制的联轴器64R、64L通过一对右和左的轴承76R、76L被单元壳体74可旋转地支撑，这对右和左的轴承76R、76L直接支撑这对电子控制的联轴器64R、64L。由此，中央车桥60和这对电子控制的联轴器64R、64L通过这对右和左的轴承76R、76L被单元壳体74可旋转地支撑着，从而可以简单地配置轴承机构，并进一步减小左右驱动力分配单元的尺寸。

利用根据本实施例的后轮驱动力分配单元(左右驱动力分配单元)34，设置有弹簧102和电磁脱扣机构106。该弹簧102在轴线C方向上将可动套管(可动接合构件)70从断开位置向连接位置推动。电磁脱扣机构106通过使用响应来自电子控制单元的断开指令信号进行操作的电磁铁110，通过抵抗弹簧102的推动力以预定冲程将连接位置处的可动套管70向断开位置移动，并将可动套管70闩锁在断开位置。该电磁脱扣机构106通过使用响应于连接指令信号进行操作的电磁铁110，解闩在断开位置处的可动套管70，且允许可动套管70在弹簧102的推动力下移向连接位置。通过这个结构，位于内齿圈68的内侧的可动套管70经由电磁脱扣机构106通过第二离合作动器72在轴线C方向上移动，从而可动套管70选择性地位于断开位置或连接位置上。

根据本实施例的后轮驱动力分配单元(左右驱动力分配单元)34包括同步机构112。同步机构112包括齿轮侧摩擦接合构件114和可动侧摩擦接合构件116。齿轮侧摩擦接合部件114设置在内齿圈68的电磁脱扣机构106侧上，从而不能相对旋转。可动侧摩擦接合构件116设置在中央车桥60的外周上，从而能够在轴向方向上相对移动但是不能相对旋转。由弹簧102推动可动侧摩擦接合构件116。在断开位置处的可动套管(可动接合构件)70向连接位置移动前，同步机构112通过引起齿轮侧摩擦接合构件114与可动侧摩擦接合构件116相互滑动地接触，来将可动套管70的旋转与内齿圈68的旋转进行同步。利用这种结构，在可动套管70移向连接位置之前，通过使用同步机构112，来引起齿轮侧摩擦接合构件114与可动侧摩擦接合构件116相互滑动地接触。由此，可动套管70的旋转与内齿圈68的旋转同步，内齿圈68的内周上形成的内部齿68b与可动套管70的外周上形成的外部齿70a顺滑地啮合。

利用本实施例所述的后轮驱动力分配单元(左右驱动力分配单元)34，四轮驱动车辆10包括传动轴28。该传动轴28将驱动力输入至后轮驱动力分配单元34的驱动小齿轮30。从发动机(驱动源)12输出驱动力。后轮驱动力分配单元34将驱动力在四轮驱动车辆10的右和左的后轮16R、16L之间进行分配。该内齿圈68是由与驱动小齿轮30啮合的准双曲面齿轮形成的伞齿轮。由此，其有利之处在于能够降低车身高度。

接下来，将对本发明的另一实施例进行描述。相同的参考数字指出与前文描述的第一实施例共有的部分并省略了描述。

图6是示出与图2对应的、根据本发明的另一实施例的后轮驱动力分配单元134的轮廓视图。在根据第一实施例的后轮驱动力分配单元34中，使用电磁铁110作为作动器来使活塞104作动。与之对比，在根据本第二实施例的后轮驱动力分配单元134中，使用电动马达136作为作动器来使活塞104作动。如图6中所示，在后轮驱动力分配单元134中，可动片108上设置有齿条138。在后轮驱动力分配单元134中，小齿轮140固定地设置在位置固定的电动马达136的输出轴上。小齿轮140与齿条138啮合。电动马达136在轴线C方向上使可动片108作动。在本第二实施例中，可以得到可动片108的大的冲程。因此，可以将可动片108直接联接至活塞104。在这种情况下，棘轮机构106是不必须的。在本实施例中，包括有与齿条138啮合的小齿轮140的电动马达136和齿条138构成第三离合作动器142。

以上参照附图的对本发明的实施例进行了详细的描述；然而，本发明也应用至其它实施例。

举例讲，在上述实施例中，应用的是包括有后轮驱动力分配单元34的基于FF的四轮驱动车辆。本发明也可以根据需要，应用在基于FR的四轮驱动车辆、基于RR的四轮驱动车辆等车辆上。在基于FR的四轮驱动车辆或基于RR的四轮驱动车辆中，与后轮驱动力分配单元34具有相似的结构的左右驱动力分配单元被用在前轮上。

在根据上述实施例的四轮驱动车辆10的后轮驱动力分配单元34中，内齿圈68是与驱动小齿轮啮合的伞齿轮。作为替代，内齿圈68也可以是正齿轮。该正齿轮围绕与轴线C平行的轴线设置，并与变速器的输出齿轮啮合。

在根据上述实施例的四轮驱动车辆10的后轮驱动力分配单元34中，替代一对右和左的联轴器64R、64L，在中央车桥60的右端或左端设置差动齿轮单元。举例讲，当该差动齿轮单元设置在中央车桥60的左端时，差动齿轮单元的差动壳体与中央车桥60联接，左车桥36L联接至差动齿轮单元的左侧齿轮，而右车桥36R通过中央车桥60的内部联接至差动齿轮单元的右侧齿轮。

在根据上述实施例的四轮驱动车辆10中，棘轮机构106用于以比可动片108的通过电磁铁110的操作冲程ST更大的冲程来操作活塞104，该棘轮机构106设置在第二离合作动器72中，其位于用来操作第二离合器62的第二离合作动器72与活塞104之间。作为替代，具有大操作冲程的电磁作动器或液压地移动活塞104的液压缸也可以作为第二离合作动器72使用。在这种情况下，棘轮机构106不是必要的。

上述实施例仅是说明性的。基于本领域技术人员所具有的知识，本发明可以实施为包括各种各样的修改或改良在内的形式。

Claims (7)

1.一种用于四轮驱动车辆的左右驱动力分配单元，所述四轮驱动车辆包括驱动源、第一驱动轮和第二驱动轮，所述左右驱动力分配单元包括：

(a)圆筒形的内齿圈，其在所述圆筒形的内齿圈的轴向方向上具有第一外部齿和支持部，所述支持部由壳体支撑从而围绕所述圆筒形的内齿圈的轴线旋转，所述圆筒形的内齿圈被配置从而在四轮驱动模式下传送来自于所述驱动源的驱动力；

(b)输出轴，其延伸穿过所述圆筒形的内齿圈，并被支撑为与所述圆筒形的内齿圈同心地旋转，所述输出轴被配置以将驱动力输出至所述第二驱动轮，所述驱动力被传送至所述圆筒形的内齿圈；

(c)断开机构，其包括配置为在所述圆筒形的内齿圈的所述轴向方向上移动的可动接合构件，所述断开机构配置为基于所述可动接合构件的移动位置，将所述圆筒形的内齿圈的内周与所述输出轴的外周连接或断开；以及

(d)作动器，其布置得使所述第一外部齿位于所述支持部与所述作动器之间，所述作动器被配置为：

(i)在连接位置与断开位置之间移动所述可动接合构件，所述圆筒形的内齿圈联接至所述输出轴从而在所述连接位置不能相对旋转，在所述断开位置允许所述圆筒形的内齿圈与所述输出轴之间的相对旋转，

(ii)选择性地实行两轮驱动模式和所述四轮驱动模式，在所述两轮驱动模式下所述驱动力被从所述驱动源传送至所述第一驱动轮，在所述四轮驱动模式下所述驱动力被从所述驱动源传送至所述第一驱动轮和所述第二驱动轮，以及

(iii)在所述两轮驱动模式下将动力传送构件与所述第二驱动轮断开，所述动力传送构件配置为在所述四轮驱动模式下将所述驱动力传送至所述第二驱动轮。

2.根据权利要求1所述的四轮驱动车辆，其中，

所述断开机构包括内部齿和第二外部齿，所述内部齿设置在所述圆筒形的内齿圈的所述内周上，所述第二外部齿设置在所述可动接合构件的外周上，所述第二外部齿与所述圆筒形的内齿圈的所述内部齿接合，

所述可动接合构件的至少一部分在所述可动接合构件的纵向方向上布置在所述圆筒形的内齿圈的内侧，所述可动接合构件是圆筒形的构件，所述可动接合构件设置在所述输出轴的所述外周上从而在所述圆筒形的内齿圈的所述轴向方向上移动且围绕所述圆筒形的内齿圈的所述轴线不能相对旋转。

3.根据权利要求1或2所述的四轮驱动车辆，进一步包括：

一对电子控制的联轴器，其分别联接至所述输出轴的两端，所述一对电子控制的联轴器配置为控制从所述输出轴分别传送至所述第二驱动轮的所述驱动力。

4.根据权利要求3所述的四轮驱动车辆，其中，

在所述一对电子控制的联轴器在所述输出轴的左右两端被一体地固定至所述输出轴的状态中，所述一对电子控制的联轴器被容纳于所述壳体内部，且

所述输出轴和所述一对电子控制的联轴器通过一对左右轴承由所述壳体支撑从而旋转，且所述一对左右轴承支撑所述一对电子控制的联轴器。

5.根据权利要求2所述的四轮驱动车辆，进一步包括：

弹簧，其配置为在所述圆筒形的内齿圈的所述轴向方向上从所述断开位置向所述连接位置推动所述可动接合构件；以及

电磁脱扣机构，其配置为

(1)通过使用响应于断开指令信号而进行操作的电磁铁抵抗所述弹簧的推动力以预定冲程将所述连接位置处的所述可动接合构件向所述断开位置移动，从而在所述断开位置闩锁所述可动接合构件，并且

(2)通过使用响应于连接指令信号而进行操作的所述电磁铁来解闩在所述断开位置处的所述可动接合构件，并且允许所述可动接合构件在所述弹簧的所述推动力下向所述连接位置移动。

6.根据权利要求5所述的四轮驱动车辆，进一步包括：

同步机构，其包括齿轮侧摩擦接合构件和可动侧摩擦接合构件，所述齿轮侧摩擦接合构件设置在所述圆筒形的内齿圈的所述电磁脱扣机构侧从而不能相对旋转，所述可动侧摩擦接合构件设置在所述输出轴的所述外周上从而相对不能旋转并且在所述圆筒形的内齿圈的所述轴向方向上相对移动，所述可动侧摩擦接合构件由所述弹簧推动，而所述同步机构配置为：在所述断开位置处的所述可动接合构件向所述连接位置移动前，通过致使所述齿轮侧摩擦接合构件与所述可动侧摩擦接合构件相互滑动地接触，使所述可动接合构件的旋转与所述圆筒形的内齿圈的旋转同步。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的四轮驱动车辆，进一步包括：

传动轴，其配置为将从所述驱动源输出的所述驱动力输入至所述左右驱动力分配单元的驱动小齿轮。