CN112622610B - 具有多级变速器的车桥组件 - Google Patents

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Abstract

披露了一种车桥组件，该车桥组件具有副轴变速器。该副轴变速器可以将电动马达的转子轴操作性地连接至驱动小齿轮，该驱动小齿轮可以绕驱动小齿轮轴线可旋转。该电动马达和该副轴变速器可以定位在该差速器组件的相反两侧上。

Description

具有多级变速器的车桥组件
技术领域
本披露涉及一种具有多级副轴变速器的车桥组件，该多级副轴变速器可以将电动马达操作性地连接至驱动小齿轮。转子轴可以起副轴的作用，并且可以不延伸通过驱动小齿轮。
背景技术
在美国专利公开号2019/0054816中披露了一种具有电动马达模块的车桥组件。
发明内容
在至少一个实施例中，提供了一种车桥组件。车桥组件可以包括电动马达、转子轴、驱动小齿轮、副轴变速器、以及差速器组件。电动马达可以具有转子，该转子可以绕第一轴线可旋转。转子轴可以绕第一轴线可旋转。该驱动小齿轮可以绕驱动小齿轮轴线可旋转。副轴变速器可以将转子轴操作性地连接至驱动小齿轮。差速器组件可以操作性地连接至驱动小齿轮。电动马达和副轴变速器可以定位在差速器组件的相反两侧上。
在至少一个实施例中，提供了一种车桥组件。车桥组件可以包括电动马达、转子轴、驱动小齿轮、副轴变速器、以及差速器组件。电动马达可以具有转子，该转子可以绕第一轴线可旋转。转子轴可以操作性地连接至转子，并且可以绕第一轴线可旋转。驱动小齿轮可以绕驱动小齿轮轴线可旋转，该驱动小齿轮轴线可以与第一轴线间隔开。副轴变速器可以将转子轴操作性地连接至驱动小齿轮。副轴变速器可以包括可以固定地联接至转子轴的副轴齿轮组和可以选择性地联接至驱动小齿轮的驱动小齿轮组。差速器组件可以操作性地连接至驱动小齿轮。电动马达和副轴变速器可以定位在差速器组件的相反两侧上。
附图说明
图1示出了具有处于空挡位置的副轴变速器的车桥组件的示例。
图2展示了接合第一传动比的车桥组件。
图3A和图3B展示了接合第二传动比的车桥组件。
图4展示了接合第三传动比的车桥组件。
图5示出了具有处于空挡位置的副轴变速器的车桥组件的另一示例。
具体实施方式
按照要求，本文披露了本发明的详细实施例；然而，应理解的是，所披露的实施例仅仅是本发明的可以以不同形式和替代性形式来实施的示例。附图不一定是按比例的；一些特征可以被夸大或者缩至最小以便示出具体部件的细节。因此，本文披露的具体结构性和功能性细节不应被解释为是限制性的，而是仅作为教导本领域技术人员以不同方式采用本发明的代表性基础。
参考图1，示出了车桥组件10的示例。车桥组件10可以被提供用于机动车辆，像轿车、载重汽车、客车、农机设备、采矿设备、军事运输或武装车辆，或者用于陆地、空中、或海洋船只的货物装载设备。在一个或多个实施例中，机动车辆可以包括用于运输货物的拖车。
车桥组件10可以向一个或多个牵引轮组件提供转矩，该一个或多个牵引轮组件可以包括安装在车轮14上的轮胎12。可以向车辆提供一个或多个车桥组件。在至少一种构型中，车桥组件10可以包括壳体组件20、电动马达22、转子轴24、驱动小齿轮26、副轴变速器28、差速器组件30、至少一个半轴32、以及控制系统34。
壳体组件20可以有助于将车桥组件10安装至车辆。另外，壳体组件20可以接纳车桥组件10的多个不同的部件。例如，壳体组件20可以接纳并支撑电动马达22、转子轴24、驱动小齿轮26、副轴变速器28、差速器组件30、半轴32、或它们的组合。在至少一种构型中，壳体组件20可以包括车桥壳体40，该车桥壳体可以具有中心部分42和一个或多个臂部分44。
中心部分42可以靠近壳体组件20的中心布置。中心部分42可以至少部分地限定空腔，该空腔可以接纳差速器组件30。中心部分42可以由一个或多个部件制成，并且可以有助于对差速器组件30进行支撑的差速器架的安装。中心部分42的下部区域可以至少部分地限定油底壳部分，该油底壳部分可以容纳润滑剂，该润滑剂可以飞溅出以润滑车桥组件10的内部部件，比如差速器组件30和相关联的轴承。中心部分42还可以有助于多个不同的外部部件的安装。例如，中心部分42可以有助于将电动马达22和副轴变速器28安装至壳体组件20。
一个或多个臂部分44可以从中心部分42延伸。例如，两个臂部分44可以从中心部分42并背离差速器组件30在相反的方向上延伸。臂部分44可以具有大致相似的构型。例如，臂部分44可以各自具有中空构型或管状构型，该中空构型或管状构型可以围绕相应半轴32延伸并且可以帮助将半轴32与周围环境分开或隔离。臂部分44或其一部分可以与中心部分42一体形成。替代性地，臂部分44可以与中心部分42分开。在这样的构型中，每个臂部分44可以以任何合适的方式附接至中心部分42，比如通过焊接或者用一个或多个紧固件。每个臂部分44可以限定臂空腔，该臂空腔可以接纳对应的半轴32。还设想到，臂部分44可以省略。
电动马达22可以经由转子轴24、副轴变速器28和驱动小齿轮26向差速器组件30提供转矩。另外，电动马达22可以电连接至电功率源50，比如电池、电容器等。逆变器可以将电动马达22和电功率源50电连接。电动马达22可以具有任何合适的构型。在至少一种构型中，电动马达22可以包括定子52和转子54。
定子52可以相对于壳体组件20固定地定位。例如，定子52可以围绕第一轴线60延伸并且可以不绕第一轴线60旋转。定子52可以包括绕组，这些绕组可以电连接至电功率源50。
转子54可以围绕第一轴线60延伸并且可以被接纳在定子52内。转子54可以绕第一轴线60相对于定子52可旋转。例如，转子54可以与定子52间隔开并且可以包括可以有助于电流产生的磁体或铁磁材料。转子54可以经由转子轴24操作性地连接至副轴变速器28，如将在下面更详细地讨论的。
转子轴24可以将电动马达22操作性地连接至副轴变速器28。例如，转子轴24可以从转子54延伸或者可以操作性地连接至转子54，使得转子54和转子轴24可以绕第一轴线60一起可旋转。转子轴24可以在转子轴24的第一端或附近固定地联接至转子54，并且可以在第二端附近固定地联接至副轴变速器28，该第二端可以与第一端相反地布置。转子轴24可以支撑副轴变速器28的齿轮并且可以起副轴的作用。转子轴24的长度可以比驱动小齿轮26的长度长。转子轴24可以绕第一轴线60可旋转。例如，转子轴24可以通过一个或多个滚子轴承组件被可旋转地支撑在壳体组件20上。作为示例，滚子轴承组件可以位于转子轴24的相反的第一端和第二端附近。滚子轴承组件可以具有任何合适的构型。例如，滚子轴承组件可以包括多个滚动元件，该多个滚动元件可以布置在内座圈与外座圈之间。内座圈可以安装至转子轴24，并且可以围绕转子轴24延伸并且可以接纳该转子轴。外座圈可以围绕内座圈延伸并且可以安装至壳体组件20。
驱动小齿轮26可以被至少部分地接纳在壳体组件20中。驱动小齿轮26可以选择性地连接至电动马达22。这样，驱动小齿轮26可以帮助将电动马达22操作性地连接至车桥组件10的部件，像差速器组件30。驱动小齿轮26可以沿驱动小齿轮轴线70延伸并且可以绕该驱动小齿轮轴线可旋转。在一个或多个实施例中，驱动小齿轮轴线70可以与第一轴线60平行或基本上平行地布置，并且可以与第一轴线60间隔开。驱动小齿轮26可以经由转子轴24和副轴变速器28间接地连接至电动马达22。在至少一种构型中，驱动小齿轮26可以包括齿轮部分72和轴部分74。
齿轮部分72可以布置在驱动小齿轮26的端部或该驱动小齿轮的端部附近。齿轮部分72可以具有多个齿，该多个齿可以与差速器组件30的环形齿轮上的对应齿相配合或相啮合，如下面将更详细地讨论的。这样，驱动小齿轮26可以将转矩从电动马达22提供至环形齿轮。
轴部分74可以沿驱动小齿轮轴线70延伸，并且可以随齿轮部分72绕该驱动小齿轮轴线可旋转。轴部分74可以操作性地连接至副轴变速器28，并且可以在可以背离电动马达22延伸且可以朝副轴变速器28延伸的方向上从齿轮部分72延伸。轴部分74可以与齿轮部分72一体形成，或者可以被提供为可以固定地联接至齿轮部分72的单独部件。
副轴变速器28可以将电动马达22操作性地连接至驱动小齿轮26。副轴变速器28可以与电动马达22间隔开，使得差速器组件30可以被定位在副轴变速器28与电动马达22之间。在至少一种构型中，副轴变速器28可以包括驱动小齿轮组80和副轴齿轮组82。
驱动小齿轮组80可以包括多个齿轮，该多个齿轮可以选择性地联接至驱动小齿轮26。在所示的构型中，驱动小齿轮组80包括第一齿轮90、第二齿轮92、以及第三齿轮94；然而，应当理解，可以提供更多或更少数量的齿轮。当齿轮联接至驱动小齿轮26时，驱动小齿轮组80的构件可以随驱动小齿轮26绕驱动小齿轮轴线70可旋转。相反，驱动小齿轮26可以绕驱动小齿轮轴线70相对于驱动小齿轮组80的构件可旋转，该驱动小齿轮组的构件与驱动小齿轮26解除联接或者未联接至该驱动小齿轮。驱动小齿轮组80的构件可以以任何合适的方式选择性地联接至驱动小齿轮26，比如通过离合器，如将在下面更详细地讨论。在至少一种构型中，当驱动小齿轮26绕驱动小齿轮轴线70旋转时，与此同时，驱动小齿轮组80中的仅仅一个齿轮可以联接至驱动小齿轮26。
第一齿轮90可以接纳驱动小齿轮26的轴部分74。例如，第一齿轮90可以具有通孔，轴部分74可以延伸通过该通孔。第一齿轮90可以围绕驱动小齿轮轴线70和轴部分74延伸，并且可以具有多个齿，该多个齿可以围绕驱动小齿轮轴线70布置并且可以背离该驱动小齿轮轴线。第一齿轮90的齿可以与第一副轴齿轮的齿接触并且与该第一副轴齿轮的齿配合或啮合，该第一副轴齿轮可以提供用于副轴齿轮组82，如将在下面更详细地讨论的。在至少一种构型中，第一齿轮90可以沿驱动小齿轮轴线70轴向地定位，使得第一齿轮90比驱动小齿轮组80中的一些或所有其他构件更靠近电动马达22和差速器组件30地定位。
第二齿轮92可以接纳驱动小齿轮26的轴部分74。例如，第二齿轮92可以具有通孔，轴部分74可以延伸通过该通孔。第二齿轮92可以围绕驱动小齿轮轴线70和轴部分74延伸，并且可以具有多个齿，该多个齿可以围绕驱动小齿轮轴线70布置并且可以背离该驱动小齿轮轴线。第二齿轮92的齿可以与第二副轴齿轮的齿接触并且可以与该第二副轴齿轮的齿配合或啮合，该第二副轴齿轮可以提供用于副轴齿轮组82，如将在下面更详细地讨论的。第二齿轮92的直径可以与第一齿轮90和第三齿轮94的直径不同。例如，第二齿轮92的直径可以比第一齿轮90的直径大，并且比第三齿轮94的直径小。在至少一种构型中，第二齿轮92可以沿驱动小齿轮轴线70轴向地定位在第一齿轮90与第三齿轮94之间。
第三齿轮94可以接纳驱动小齿轮26的轴部分74。例如，第三齿轮94可以具有通孔，轴部分74可以延伸通过该通孔。第三齿轮94可以围绕驱动小齿轮轴线70和轴部分74延伸，并且可以具有多个齿，该多个齿可以围绕驱动小齿轮轴线70布置并且可以背离该驱动小齿轮轴线。第三齿轮94的齿可以与第三副轴齿轮的齿接触并且与该第三副轴齿轮的齿配合或啮合，该第三副轴齿轮可以提供用于副轴齿轮组82，如将在下面更详细地讨论的。第三齿轮94的直径可以与第一齿轮90和第二齿轮92的直径不同。例如，第三齿轮94的直径可以比第一齿轮90和第二齿轮92的直径大。在至少一种构型中，第三齿轮94沿驱动小齿轮轴线70被轴向地定位、比第一齿轮90和第二齿轮92更远离电动马达22和差速器组件30。
可选地，轴承(比如滚子轴承)可以接纳轴部分74并且可以可旋转地支撑相应的齿轮。例如，轴承可以被接纳在第一齿轮90与轴部分74之间、第二齿轮92与轴部分74之间、第三齿轮94与轴部分74之间、或它们的组合，以在齿轮未被联接至驱动小齿轮26时有助于驱动小齿轮26相对于该齿轮的旋转。
副轴齿轮组82可以被至少部分地接纳在壳体组件20中。副轴齿轮组82可以包括多个齿轮。副轴齿轮组82的构件可以随转子轴24绕第一轴线60可旋转。在所示的构型中，副轴齿轮组82可以包括第一副轴齿轮100、第二副轴齿轮102、以及第三副轴齿轮104；然而，设想到的是可以提供更多数量的齿轮或更少数量的副轴齿轮。副轴齿轮组82可以是所提供的仅有的副轴齿轮，因此可以不提供第二副轴或第二副轴子组件。
第一副轴齿轮100可以固定地布置在转子轴24上或固定地安装至转子轴24。这样，第一副轴齿轮100可以随转子轴24绕第一轴线60旋转。例如，第一副轴齿轮100可以具有可以接纳转子轴24的孔，并且可以固定地联接至转子轴24。第一副轴齿轮100可以围绕第一轴线60延伸并且可以具有多个齿，该多个齿可以围绕第一轴线60布置并且可以背离该第一轴线。第一副轴齿轮100的齿可以与第一齿轮90的齿接触并且与该第一齿轮的齿配合或啮合。在至少一种构型中，第一副轴齿轮100可以沿第一轴线60轴向地定位、比第二副轴齿轮102和第三副轴齿轮104更靠近电动马达22和差速器组件30。
第二副轴齿轮102可以固定地布置在转子轴24上或固定地安装至转子轴24。这样，第二副轴齿轮102可以随转子轴24绕第一轴线60旋转。例如，第二副轴齿轮102可以具有可以接纳转子轴24的孔，并且可以固定地联接至转子轴24。第二副轴齿轮102可以围绕第一轴线60延伸并且可以具有多个齿，该多个齿可以围绕第一轴线60布置并且可以背离该第一轴线。第二副轴齿轮102的齿可以与第二齿轮92的齿接触并且与该第二齿轮的齿配合或啮合。第二副轴齿轮102的直径可以与第一副轴齿轮100和第三副轴齿轮104的直径不同。在至少一种构型中，第二副轴齿轮102可以沿第一轴线60轴向地定位在第一副轴齿轮100与第三副轴齿轮104之间。
第三副轴齿轮104可以固定地布置在转子轴24上或固定地安装至转子轴24。这样，第三副轴齿轮104可以随转子轴24绕第一轴线60旋转。例如，第三副轴齿轮104可以具有可以接纳转子轴24的孔，并且可以固定地联接至转子轴24。第三副轴齿轮104可以围绕第一轴线60延伸并且可以具有多个齿，该多个齿可以围绕第一轴线60布置并且可以背离该第一轴线。第三副轴齿轮104的齿可以与第三齿轮94的齿接触，并且可以与该第三齿轮的齿配合或啮合。第三副轴齿轮104的直径可以与第一副轴齿轮100和第二副轴齿轮102的直径不同。在至少一种构型中，第三副轴齿轮104可以沿第一轴线60轴向地定位、比第一副轴齿轮100和第二副轴齿轮102更远离电动马达22和差速器组件30。
第一齿轮90和第一副轴齿轮100可以提供与第二齿轮92和第二副轴齿轮102不同的传动比，并且可以提供与第三齿轮94和第三副轴齿轮104不同的传动比。作为非限制性示例，第一齿轮90和第一副轴齿轮100可以提供1:1或更小的传动比，第二齿轮92和第二副轴齿轮102可以提供1:1至2:1的传动比，并且第三齿轮94和第三副轴齿轮104可以提供2:1或更大的传动比。例如，第一副轴齿轮100的直径可以比第一齿轮90、第二副轴齿轮102和第三副轴齿轮104的直径大。第二副轴齿轮102的直径可以比第三副轴齿轮104的直径大，并且该第二副轴齿轮的直径可以比第二齿轮92的直径小、或者与该第二齿轮的直径相同。第三副轴齿轮104的直径可以比第三齿轮94的直径小。
还设想到的是可以提供其他齿轮构型。作为一个示例，第一齿轮90的直径可以比第二齿轮92和第三齿轮94的直径大。作为另一示例，齿轮或齿轮对可以沿它们各自的轴线以不同的顺序布置。作为另一示例，多个啮合的齿轮对或没有齿轮对可以提供小于1:1的“超速传动”传动比。作为另一示例，多个啮合的齿轮对可以提供大于1:1的传动比。这样，可以提供大于1:1、小于1:1、相等的(即，1:1)、或其组合的传动比。
副轴齿轮的齿可以是任何合适的类型。作为非限制性示例，驱动小齿轮组80的构件和副轴齿轮组82的构件的啮合齿可以具有螺旋构型。
差速器组件30可以至少部分地接纳在壳体组件20的中心部分42中。差速器组件30可以将转矩传递至车辆牵引轮组件，并且允许牵引轮组件以不同的速度旋转。例如，差速器组件30可以操作性地连接至半轴32，并且可以允许半轴32绕第二轴线110以不同的旋转速度旋转。第二轴线110可以与第一轴线60和驱动小齿轮轴线70垂直或基本上垂直地布置。此外，电动马达22可以定位在第二轴线110的与驱动小齿轮26、副轴变速器28或这两者相反的一侧上。在至少一种构型中，差速器组件30可以包括差速器壳120、环形齿轮122、第一差速器齿轮124、第二差速器齿轮126、以及至少一个小齿轮128。
差速器壳120可以被构造成用于接纳差速器组件30的部件。另外，差速器壳120可以绕第二轴线110可旋转。例如，差速器壳120可以由一对滚子轴承组件可旋转地支撑，该对滚子轴承组件进而可以安装至壳体组件20的一部分，比如差速器架。差速器壳120可以至少部分地限定空腔，该空腔可以至少部分地接纳第一差速器齿轮124、第二差速器齿轮126、以及(一个或多个)小齿轮128。
环形齿轮122可以固定地布置在差速器壳120上或固定地安装至差速器壳120。这样，环形齿轮122可以随差速器壳120绕第二轴线110旋转。环形齿轮122可以围绕第二轴线110延伸，并且可以具有背侧130和一组环形齿轮齿132。
背侧130可以背离驱动小齿轮26的齿轮部分72。背侧130还可以背离差速器壳120、第二差速器齿轮126、小齿轮128、或它们的组合。
该组环形齿轮齿132可以围绕第二轴线110布置并且可以背离该第二轴线，并且可以背离背侧130或者与该背侧相反地布置。环形齿轮122的齿可以与驱动小齿轮26的齿轮部分72的齿接触，并且与该驱动小齿轮的齿轮部分的齿配合或啮合。这样，转矩可以经由驱动小齿轮26和环形齿轮122的啮合齿在副轴变速器28与差速器组件30之间传递。
第一差速器齿轮124可以布置在差速器壳120中。另外，第一差速器齿轮124可以联接至半轴32，使得半轴32和第一差速器齿轮124绕第二轴线110一起可旋转。第一差速器齿轮124可以以任何合适的方式联接至半轴32。例如，第一差速器齿轮124可以具有可以接纳半轴32的孔，并且半轴32和第一差速器齿轮124可以通过配合花键、焊接、紧固件等相联接。第一差速器齿轮124还可以具有齿轮部分，该齿轮部分可以具有可以围绕第二轴线110布置并且可以与一个或多个小齿轮128上的齿配合或啮合的一组齿。
第二差速器齿轮126可以布置在差速器壳120中。第二差速器齿轮126可以与第一差速器齿轮124间隔开，并且可以具有与第一差速器齿轮124相似或相同的构型。这样，第二差速器齿轮126可以以任何合适的方式联接至另一半轴32，使得半轴32和第二差速器齿轮126绕第二轴线110一起可旋转。第二差速器齿轮126还可以具有齿轮部分，该齿轮部分可以具有可以围绕第二轴线110布置并且可以与一个或多个小齿轮128上的齿配合或啮合的一组齿。
至少一个小齿轮128可以被接纳在差速器壳120中。小齿轮128可以包括一组齿，该组齿与第一差速器齿轮124上的齿以及与第二差速器齿轮126上的齿配合或啮合。另外，小齿轮128可以相对于差速器壳120可旋转、或者可旋转地安装在差速器壳120上。例如，小齿轮128可以接纳轴或辐轴件、并且可以围绕轴或辐轴件可旋转，该轴或辐轴件可以从差速器壳120延伸或者可以安装至该差速器壳，使得轴或辐轴件随差速器壳120绕第二轴线110可旋转。
半轴32可以将转矩从差速器组件30传递至相应的牵引轮组件。例如，可以提供两个半轴32，使得每个半轴32延伸进入或穿过壳体组件20的不同臂部分44。半轴32可以沿着第二轴线110延伸并且可以绕该第二轴线可旋转。每个半轴32可以具有第一端和第二端。第一端可以操作性地连接至差速器组件30。第二端可以被布置成与第一端相反、并且可以操作性地连接至相应的车轮端组件，该车轮端组件可以具有可以支撑车轮14的车轮轮毂。可选地，齿轮减速可以提供在半轴32与车轮14之间，比如通过具有任何合适构型的齿轮减速单元140。例如，齿轮减速单元140可以以本领域技术人员已知的方式配置成具有锥齿轮或行星齿轮组。
控制系统34可以控制车桥组件10的操作。控制系统34可以包括一个或多个电子控制器，比如基于微处理器的控制器，该控制器可以监测和/或控制车桥组件10的各个部件(比如电动马达22和电功率源50)的操作。另外，控制系统34可以控制驱动小齿轮组80中的齿轮与驱动小齿轮26的联接和解除联接。例如，控制系统34可以控制一个或多个离合器的操作，该一个或多个离合器可以将驱动小齿轮组80中的至少一个构件联接至驱动小齿轮26/与该驱动小齿轮解除联接。
离合器可以具有任何合适的构型。离合器可以被构型为盘式离合器，该盘式离合器可以包括可以选择性地接合以将齿轮联接至相应轴的摩擦盘。替代性地，离合器可以被构型为爪形离合器或离合器套环，该爪形离合器或离合器套环可以接纳相应的轴、随相应的轴旋转并且沿着相应的轴滑动，以选择性地将驱动小齿轮组80中的一个或多个构件与驱动小齿轮26联接或与该驱动小齿轮解除联接。例如，被构型为爪形离合器或离合器套环的离合器可以具有可以接纳驱动小齿轮26的轴部分74的通孔，并且可以随轴部分74绕驱动小齿轮轴线70旋转。例如，离合器和轴部分74可以具有配合花键，这些配合花键抑制离合器相对于轴部分74的旋转，同时允许离合器相对于轴部分74沿驱动小齿轮轴线70在轴向方向上滑动，以接合或脱离接合驱动小齿轮组80的构件。这样的离合器可以具有一个或多个齿，该一个或多个齿可以被构造成选择性地与驱动小齿轮组80的构件上的相应齿配合或啮合，以将齿轮联接至轴部分74，使得齿轮随驱动小齿轮26绕驱动小齿轮轴线70旋转。离合器的一个或多个齿可以被构造为可以沿着离合器的横向侧布置的面齿轮，或者可以被构造成像花键，并且可以被接纳在驱动小齿轮组80的构件的孔内。在下文中，将离合器主要描述为具有爪形离合器或离合器套环构型；然而，应当理解，离合器可以具有不同的构型，并且可以不被构型为爪形离合器或离合器套环，可以提供不同数量的离合器，并且离合器可以与驱动小齿轮组80的单个构件相关联而不是与多个驱动小齿轮相关联，或反之亦然。
在至少一种构型中，可以提供第一离合器150和第二离合器152。第一离合器150可以沿驱动小齿轮轴线70轴向地定位在第一齿轮90与第二齿轮92之间，而第二离合器152可以沿驱动小齿轮轴线70轴向地定位在第二齿轮92与第三齿轮94之间。第一离合器150和第二离合器152可以被配置成选择性地将单个齿轮或多个齿轮联接至驱动小齿轮26，如将在下面更详细地讨论的。设想到的是可以提供单个致动器来致动多个离合器，像第一离合器150和第二离合器152，或者不同的致动器可以致动不同的离合器。
第一离合器150可以操作性地连接至第一致动器160，该第一致动器可以被配置成使第一离合器150沿驱动小齿轮轴线70移动。例如，连杆机构162(比如换挡拨叉)可以将第一离合器150操作性地连接至第一致动器160。第一致动器160可以是任何合适的类型。例如，第一致动器160可以是电动的、机电的、气动的或液压的致动器。在至少一种构型中，比如当第一离合器150是离合器套环或爪形离合器时，第一致动器160可以使第一离合器150沿驱动小齿轮轴线70移动，并且可以在第一离合器150和驱动小齿轮组80的相应构件的旋转速度充分同步时执行换挡以完成换挡，使得第一离合器150的齿可以与驱动小齿轮上的齿啮合，或者使得第一离合器150齿轮的齿可以与驱动小齿轮上的齿脱离接合。控制系统34可以监测和/或控制第一致动器160的操作。
第二离合器152可以操作性地连接至第二致动器170，该第二致动器可以被配置成使第二离合器152沿驱动小齿轮轴线70移动。还设想到的是可以提供单个致动器来致动多个离合器，像第一离合器150和第二离合器152。例如，连杆机构172(比如换挡拨叉)可以将第二离合器152操作性地连接至第二致动器170。第二致动器170可以是任何合适的类型。例如，第二致动器170可以是电动的、机电的、气动的或液压的致动器。在至少一种构型中，比如当第二离合器152是离合器套环或爪形离合器时，第二致动器170可以使第二离合器152沿驱动小齿轮轴线70移动，并且可以在第二离合器152和驱动小齿轮组80的相应构件的旋转速度充分同步时执行换挡以完成换挡，使得第二离合器152的齿可以与驱动小齿轮上的齿啮合，或者使得第二离合器152齿轮的齿可以与驱动小齿轮上的齿脱离接合。控制系统34可以监测和/或控制第二致动器170的操作。
使用齿轮同步器、通过控制转子54的旋转速度、或其组合可以实现充分同步，以允许像第一离合器150或第二离合器152的离合器的换挡或运动。对于不同的离合器构型(比如是盘式离合器的离合器)可以省略这种同步部件或控制动作。
参考图1至图4，示出了不同离合器位置的示例。控制系统34可以基于操作者输入或自动换挡控制例程将第一离合器150和第二离合器152致动到期望位置。当转子54在下面描述的离合器位置中绕第一轴线60旋转时，转子轴24和副轴齿轮组82可以绕第一轴线60旋转。
参考图1，示出了第一离合器150和第二离合器152处于空挡位置。当第一离合器150处于空挡位置时，第一离合器150可以不将驱动小齿轮组80的齿轮联接至驱动小齿轮26。例如，当第一离合器150处于空挡位置时，第一离合器150可以不将第一齿轮90或第二齿轮92联接至驱动小齿轮26。同样，当第二离合器152处于空挡位置时，第二离合器152可以不将驱动小齿轮组80的齿轮联接至驱动小齿轮26。例如，当第二离合器152处于空挡位置时，第二离合器152可以不将第二齿轮92或第三齿轮94联接至驱动小齿轮26。驱动小齿轮26可以在离合器处于空挡位置时相对于驱动小齿轮组80中的至少一个构件绕驱动小齿轮轴线70自由旋转，并且可以在所有离合器处于其各自的空挡位置时相对于驱动小齿轮组80的所有构件绕驱动小齿轮轴线70自由旋转。因此，当第一离合器150和第二离合器152处于它们各自的空挡位置时，在电动马达22与驱动小齿轮26之间不进行转矩传递。
作为图2至图4中所示的构型的概述，当驱动小齿轮组80中的一个构件通过相应的离合器联接至驱动小齿轮26并且驱动小齿轮组80中的其他构件与驱动小齿轮26解除联接，使得驱动小齿轮26相对于经解除联接的驱动小齿轮绕驱动小齿轮轴线70自由旋转时，转矩可以在电动马达22与驱动小齿轮26之间传递。图2至图4中的、未在图1中示出的直箭头线描绘了从电动马达22到驱动小齿轮26、并且因此到差速器组件30的转矩传递路径；然而，应当理解，转矩传递路径在这些附图中的每一个中可以被反向，并且转矩可以从差速器组件30传递至驱动小齿轮26、然后经由副轴变速器28、以及转子轴24传递至电动马达22。
参考图2，示出了第一离合器150处于第一位置，示出了第二离合器152处于空挡位置。第一离合器150可以通过第一致动器160移动到第一位置。在第一位置，第一离合器150可以将第一齿轮90联接至驱动小齿轮26，使得第一齿轮90可以随驱动小齿轮26绕驱动小齿轮轴线70旋转。因此，转子54、转子轴24和副轴齿轮组82绕第一轴线60一起可旋转，而第一齿轮90和驱动小齿轮26绕驱动小齿轮轴线70一起可旋转。第二齿轮92和第三齿轮94未通过离合器联接至驱动小齿轮26。相应地，第二副轴齿轮102和第三副轴齿轮104可以分别使第二齿轮92和第三齿轮94绕驱动小齿轮轴线70旋转，但转矩可能不会经由第二齿轮92或第三齿轮94传递至驱动小齿轮26或从该驱动小齿轮传递，因为这些齿轮与驱动小齿轮26解除了联接。因此，当第一离合器150将第一齿轮90联接至驱动小齿轮26使得第一齿轮90随驱动小齿轮26绕驱动小齿轮轴线70旋转时，转矩可以经由第一齿轮90在电动马达22与驱动小齿轮26之间传递。当第一齿轮90联接至驱动小齿轮26时，提供第一传动比。
参考图3A和图3B，示出了两个不同的示例，这两个示例展示了经由第二齿轮92的转矩传递。在图3A和图3B中，当第二齿轮92联接至驱动小齿轮26时，提供第二传动比。第二传动比可以与第一传动比不同。
在图3A中，示出了第一离合器150处于第二位置，示出了第二离合器152处于空挡位置。第一离合器150可以通过第一致动器160移动到第二位置。在第二位置，第一离合器150将第二齿轮92联接至驱动小齿轮26，使得第二齿轮92随驱动小齿轮26绕驱动小齿轮轴线70旋转。相应地，转子54的旋转可以使转子轴24和副轴齿轮组82绕第一轴线60一起旋转，并且转矩可以经由第二副轴齿轮102、第一离合器150和第二齿轮92传递到驱动小齿轮26或从该驱动小齿轮传递。第一齿轮90和第三齿轮94未经由第一离合器150或第二离合器152联接至驱动小齿轮26。因此，转矩可能不会经由第一齿轮90和第三齿轮94传递到驱动小齿轮26或从该驱动小齿轮传递，因为这些齿轮与驱动小齿轮26解除了联接。因此，当第一离合器150未将第一齿轮90联接至驱动小齿轮26而第一离合器150将第二齿轮92联接至驱动小齿轮26，使得第二齿轮92随驱动小齿轮26绕驱动小齿轮轴线70旋转时，转矩经由第二齿轮92在电动马达22与驱动小齿轮26之间传递。
在图3B中，示出了第二离合器152处于第一位置，示出了第一离合器150处于空挡位置。第二离合器152可以通过第二致动器170移动到第一位置。在第一位置，第二离合器152将第二齿轮92联接至驱动小齿轮26，使得第二齿轮92随驱动小齿轮26绕驱动小齿轮轴线70旋转。相应地，转子54的旋转可以使转子轴24绕第一轴线60旋转，并且转矩可经由第二副轴齿轮102、第二离合器152和第二齿轮92传递到驱动小齿轮26或从该驱动小齿轮传递。第一齿轮90和第三齿轮94未经由第一离合器150或第二离合器152联接至驱动小齿轮26。因此，转矩可能不会经由第一齿轮90和第三齿轮94传递到驱动小齿轮26或从该驱动小齿轮传递，因为这些齿轮与驱动小齿轮26解除了联接。因此，当第一离合器150未将第一齿轮90联接至驱动小齿轮26而第二离合器152将第二齿轮92联接至驱动小齿轮26，使得第二齿轮92随驱动小齿轮26绕驱动小齿轮轴线70旋转时，转矩经由第二齿轮92在电动马达22与驱动小齿轮26之间传递。
在图4中，示出了第二离合器152处于第二位置，示出了第一离合器150处于空挡位置。第二离合器152可以通过第二致动器170移动到第二位置。在第二位置，第二离合器152将第三齿轮94联接至驱动小齿轮26，使得第三齿轮94随驱动小齿轮26绕驱动小齿轮轴线70旋转。相应地，转子54的旋转可以使转子轴24和副轴齿轮组82绕第一轴线60一起旋转，并且转矩可以经由第三副轴齿轮104、第二离合器152和第三齿轮94传递到驱动小齿轮26或从该驱动小齿轮传递。第一齿轮90和第二齿轮92未经由第一离合器150或第二离合器152联接至驱动小齿轮26。因此，转矩可能不会经由第一齿轮90和第二齿轮92传递到驱动小齿轮26或从该驱动小齿轮传递，因为这些齿轮与驱动小齿轮26解除了联接。因此，当第一离合器150未将第一齿轮90或第二齿轮92联接至驱动小齿轮26而第二离合器152将第三齿轮94联接至驱动小齿轮26，使得第三齿轮94随驱动小齿轮26绕驱动小齿轮轴线70旋转时，转矩经由第三齿轮94在电动马达22与驱动小齿轮26之间传递。当第三齿轮94联接至驱动小齿轮26时，提供第三传动比。第三传动比可以与第一传动比和第二传动比不同。
参考图5，示出了与图1所示的构型相似的车桥组件10’。在图1和图5中，电动马达22和副轴变速器28定位在差速器组件30的相反两侧上，因此可以定位在第二轴线110的相反两侧上。然而，电动马达22、转子轴24、驱动小齿轮26、副轴变速器28和差速器组件30的定位在图1和图5中不同。在图1中，环形齿轮122的背侧130可以面朝转子轴24，并且环形齿轮齿132可以背离转子轴24。环形齿轮122可以被定位成比差速器组件30的其他部件(比如差速器壳120、第一差速器齿轮124、第二差速器齿轮126、小齿轮128、或它们的组合)更靠近转子轴24。在图5中，环形齿轮122的背侧130可以背离转子轴24，并且环形齿轮齿132可以面朝转子轴24。环形齿轮122可以被定位成比差速器组件30的其他部件(比如差速器壳120、第一差速器齿轮124、第二差速器齿轮126、小齿轮128、或它们的组合)更远离转子轴24。
上面讨论的车桥组件构型可以提供一种车桥组件构型，其中电动马达和副轴变速器布置在差速器组件和车桥壳体的中心部分的相反两侧上。这样的构型可以帮助热分离电动马达与热，热是通过快速转动的转子滚子轴承(其可以以大于50,000rpm的速度旋转)从车桥组件的其他部件、比如车桥组件的副轴变速器和润滑剂产生的。这种热分离可以改善车桥组件的热管理，并且可以减少润滑剂加热，这样可以帮助提高润滑剂寿命。另外，与电动马达和副轴变速器从壳体组件的同一侧延伸的构型相比，这样的布置可以通过将车桥组件的质心定位成更靠近半轴来提供更好的重量分配。结果，与电动马达和副轴变速器从壳体组件的同一侧延伸的构型相比，可以减小壳体组件从半轴延伸的“突出度”或距离，并且可以改善壳体结构的完整性。车桥组件可以为单个副轴齿轮组提供多个传动比，这样与具有设置在单独的副轴上的两个副轴齿轮组的双副轴布置相比，可以通过较少齿轮提供齿轮减速，这可以降低成本和重量并且可以帮助减小车桥组件的尺寸。以上所述的构型还可以允许模块化副轴变速器被提供有安装至相应副轴的多个齿轮，而没有用于相关联齿轮的独立轴承。
虽然上文描述了示例性实施例，但是这些实施例并不旨在描述本发明的所有可能形式。而是，本说明书中使用的词语是说明而非限制性的词语，并且应当理解的是，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以做出各种改变。此外，可以组合各种实现的实施例的特征以形成本发明的另外实施例。

Claims (16)

1.一种车桥组件，包括：
电动马达，该电动马达具有绕第一轴线可旋转的转子；
转子轴，该转子轴操作性地连接至该转子并且绕该第一轴线可旋转；
驱动小齿轮，该驱动小齿轮绕驱动小齿轮轴线可旋转，该驱动小齿轮轴线与该第一轴线间隔开；
副轴变速器，该副轴变速器将该转子轴操作性地连接至该驱动小齿轮，其中，该副轴变速器包括副轴齿轮组和驱动小齿轮组；该副轴齿轮组包括绕该第一轴线可旋转的第一副轴齿轮和第二副轴齿轮且固定地联接至该转子轴，该驱动小齿轮组包括第一齿轮和第二齿轮且选择性地可联接至该驱动小齿轮，该第一齿轮和该第二齿轮绕该驱动小齿轮轴线可旋转，并且该驱动小齿轮延伸通过该第一齿轮和该第二齿轮，其中，该第一副轴齿轮和该第二副轴齿轮与该第一齿轮和该第二齿轮分别啮合；以及
差速器组件，该差速器组件操作性地连接至该驱动小齿轮，其中该电动马达和该副轴变速器定位在该差速器组件的相反两侧上；
第一离合器，该第一离合器将该第一齿轮选择性地联接至该驱动小齿轮；以及
第二离合器，该第二离合器将该第二齿轮选择性地联接至该驱动小齿轮，其中，当该第一离合器未将该第一齿轮联接至该驱动小齿轮而该第二离合器将该第二齿轮联接至该驱动小齿轮，使得该第二齿轮随该驱动小齿轮绕该驱动小齿轮轴线旋转时，转矩经由该第二齿轮在该电动马达与该驱动小齿轮之间传递。
2.根据权利要求1所述的车桥组件，其中，当该第一离合器将该第一齿轮联接至该驱动小齿轮，使得该第一齿轮随该驱动小齿轮绕该第一轴线旋转时，转矩经由该第一副轴齿轮和该第一齿轮在该电动马达与该驱动小齿轮之间传递。
3.根据权利要求1所述的车桥组件，其中，该第一副轴齿轮沿该第一轴线被定位在该第二副轴齿轮与该电动马达之间，并且该第一齿轮沿该驱动小齿轮轴线定位在该第二齿轮与该差速器组件之间。
4.根据权利要求1所述的车桥组件，其中，该第一离合器将该第二齿轮选择性地联接至该驱动小齿轮，其中，当该第一离合器未将该第一齿轮联接至该驱动小齿轮而该第一离合器将该第二齿轮联接至该驱动小齿轮，使得该第二齿轮随该驱动小齿轮绕该驱动小齿轮轴线旋转时，转矩经由该第二齿轮在该电动马达与该驱动小齿轮之间传递。
5.根据权利要求1所述的车桥组件，其中，该副轴齿轮组包括绕该第一轴线可旋转的第三副轴齿轮，并且该驱动小齿轮组包括第三齿轮，该第三齿轮绕该驱动小齿轮轴线可旋转，并且该驱动小齿轮延伸通过该第三齿轮，其中，该第三副轴齿轮与该第三齿轮啮合，并且该第三齿轮选择性地可联接至该驱动小齿轮。
6.根据权利要求5所述的车桥组件，其中，该第二副轴齿轮被定位成比该第三副轴齿轮更靠近该电动马达，并且该第二副轴齿轮沿该第一轴线被定位在该第一副轴齿轮与该第三副轴齿轮之间。
7.根据权利要求5所述的车桥组件，其中，当该第一齿轮联接至该驱动小齿轮时，提供第一传动比，当该第二齿轮联接至该驱动小齿轮时，提供第二传动比，当该第三齿轮联接至该驱动小齿轮时，提供第三传动比，其中，该第一传动比与该第二传动比和该第三传动比不同，并且该第二传动比与该第三传动比不同。
8.根据权利要求5所述的车桥组件，其中，该第二离合器将该第三齿轮选择性地联接至该驱动小齿轮，以及其中，当该第一离合器未将该第一齿轮联接至该驱动小齿轮而该第二离合器将该第三齿轮联接至该驱动小齿轮，使得该第三齿轮随该驱动小齿轮绕该驱动小齿轮轴线旋转时，转矩经由该第三齿轮在该电动马达与该驱动小齿轮之间传递。
9.根据权利要求8所述的车桥组件，其中，当该第一离合器处于空挡位置并且该第二离合器处于空挡位置，使得该第一齿轮、该第二齿轮和该第三齿轮相对于该驱动小齿轮绕该驱动小齿轮轴线可旋转时，在该电动马达与该驱动小齿轮之间不进行转矩传递。
10.根据权利要求8所述的车桥组件，其中，该第一离合器轴向地定位在该第一齿轮与该第二齿轮之间，该第二离合器轴向地定位在该第二齿轮与该第三齿轮之间，该第一离合器接纳该驱动小齿轮并且随该驱动小齿轮绕该驱动小齿轮轴线可旋转，该第二离合器接纳该驱动小齿轮并且随该驱动小齿轮绕该驱动小齿轮轴线可旋转，第一致动器沿该驱动小齿轮轴线致动该第一离合器，并且第二致动器沿该驱动小齿轮轴线致动该第二离合器。
11.根据权利要求1所述的车桥组件，其中，该差速器组件是绕着与该第一轴线基本上垂直布置的第二轴线可旋转的，并且该差速器组件定位在该电动马达与该副轴变速器之间，使得该电动马达和该副轴变速器定位在该第二轴线的相反两侧上。
12.根据权利要求1所述的车桥组件，其中，该差速器组件是绕着第二轴线可旋转的且定位在该电动马达与该副轴变速器之间，使得该电动马达和该副轴变速器定位在该第二轴线的相反两侧上。
13.根据权利要求1所述的车桥组件，其中，该差速器组件具有环形齿轮，该环形齿轮具有背侧和一组环形齿轮齿，该组环形齿轮齿背离该背侧并且与该驱动小齿轮的齿轮部分啮合，并且该背侧面朝该转子轴。
14.根据权利要求1所述的车桥组件，其中，该差速器组件具有差速器壳，并且环形齿轮固定地安装到该差速器壳，使得该差速器壳和该环形齿轮绕第二轴线可旋转，其中，相比于该差速器壳对于该转子轴的定位，该环形齿轮被布置成更靠近该转子轴。
15.根据权利要求1所述的车桥组件，其中，该差速器组件具有环形齿轮，该环形齿轮具有背侧和一组环形齿轮齿，该组环形齿轮齿背离该背侧并且与该驱动小齿轮的齿轮部分啮合，并且该背侧背离该转子轴。
16.根据权利要求1所述的车桥组件，其中，该差速器组件具有差速器壳，并且环形齿轮固定地安装到该差速器壳，使得该差速器壳和该环形齿轮绕第二轴线可旋转，其中，相比于该环形齿轮对于该转子轴的定位，该差速器壳被布置成更靠近该转子轴。
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