CN112829580B - 具有车桥组件的驱动系系统 - Google Patents

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Abstract

一种驱动系系统包括车桥组件，所述车桥组件可以具有电动马达模块、齿轮减速模块、驱动小齿轮、差速器组件、辅助轴、以及换挡套环。所述换挡套环可以以各种组合选择性地联接所述辅助轴、所述驱动小齿轮和所述齿轮减速模块。

Description

具有车桥组件的驱动系系统
技术领域
本披露涉及一种可以包括车桥组件的驱动系系统。车桥组件可以包括电动马达模块、齿轮减速模块、驱动小齿轮、差速器组件、辅助轴、以及换挡套环。换挡套环可以以各种组合选择性地联接辅助轴、驱动小齿轮和齿轮减速模块。
背景
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。
概述
在至少一个实施例中，提供了一种驱动系系统。所述驱动系系统可以包括车桥组件，所述车桥组件具有电动马达模块、齿轮减速模块、驱动小齿轮、差速器组件、辅助轴、以及换挡套环。所述齿轮减速模块可以可操作地连接至所述电动马达模块。所述驱动小齿轮可以绕第一轴线可旋转。所述差速器组件可以绕第二轴线可旋转并且可以接合所述驱动小齿轮。所述辅助轴可以绕所述第一轴线可旋转并且可以与所述驱动小齿轮间隔开。所述换挡套环可以与所述辅助轴绕所述第一轴线可旋转，并且可以选择性地将所述辅助轴联接到所述驱动小齿轮、所述齿轮减速模块或所述驱动小齿轮和所述齿轮减速模块。
在至少一个实施例中，提供了一种驱动系系统。所述驱动系系统可以包括车桥组件，所述车桥组件具有电动马达模块、齿轮减速模块、驱动小齿轮、差速器组件、辅助轴、以及换挡套环。所述齿轮减速模块可以可操作地连接至所述电动马达模块。所述驱动小齿轮可以绕第一轴线可旋转。所述差速器组件可以绕第二轴线可旋转并且可以接合所述驱动小齿轮。所述辅助轴可以绕所述第一轴线可旋转并且可以与所述驱动小齿轮间隔开。所述换挡套环可以绕所述第一轴线可旋转，并且可以配置成将所述齿轮减速模块选择性地联接至所述辅助轴或所述驱动小齿轮。
附图说明
图1是包括车桥组件的驱动系系统的一部分的透视图。
图2是所述车桥组件沿截面线2-2的截面视图。
图3至图6分别示出了处于第一位置、第二位置、第三位置和第四位置的换挡套环以及与动力输出(PTO)构型相关的扭矩流动路径。
图7至图10分别示出了处于第一位置、第二位置、第三位置和第四位置的换挡套环以及与串联混合动力构型相关的扭矩流动路径。
图11至图14分别示出了处于第一位置、第二位置、第三位置和第四位置的换挡套环以及与并联混合动力构型相关的扭矩流动路径。
图15至图19分别示出了处于第一空挡位置、低挡位置、高挡位置、第二空挡位置和辅助驱动位置的换挡套环以及相关的扭矩流动路径。
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。
参见图1，示出了驱动系系统10的示例。驱动系系统10可以包括车桥组件12。车桥组件12可以被提供用于机动车辆，比如载重汽车、客车、农场设备、采矿设备、军事运输或武装车辆、或者用于陆地、空中、或海洋船舶的货物装载设备。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12可以向一个或多个牵引轮组件提供转矩，所述一个或多个牵引轮组件可以包括安装在车轮上的轮胎。车轮可以安装到轮毂，所述轮毂可以是围绕轴线可旋转的。
可以向车辆提供一个或多个车桥组件。如参考图1和图2最佳地示出，车桥组件12可以包括壳体组件20、驱动小齿轮22、电动马达模块24、齿轮减速模块26、辅助轴28、换挡机构30、差速器组件32、和至少一个半轴34。
参考图1，壳体组件20可以接纳车桥组件12的各种部件。另外，壳体组件20可以有助于将车桥组件12安装至车辆。在至少一个构型中，壳体组件20可以包括车桥壳体40和差速器承载件42。另外，壳体组件20可以包括可以接纳电动马达模块24、换挡机构30或两者和/或有助于其安装的部分。
车桥壳体40可以接纳并且可以支撑半轴34。在至少一个实施例中，车桥壳体40可以包括中心部分50和至少一个臂部分52。
中心部分50可以布置成接近车桥壳体40的中心。中心部分50可以限定空腔，所述空腔可以接纳差速器组件32。中心部分50的下部区域可以至少部分地限定可以容纳第一润滑剂的油底壳部分。飞溅出的润滑剂可以沿着中心部分50的侧面向下流动并且可以流动经过车桥组件12的各种内部部件并且在油底壳部分中聚集。
一个或多个臂部分52可以从中心部分50延伸。例如，两个臂部分52可以从中心部分50并背离差速器组件32在相反方向上延伸。臂部分52可以具有基本上相似的构型。例如，臂部分52可以各自具有中空构型或管状构型，所述构型可以围绕对应半轴34延伸并可以接纳对应半轴，并且可以有助于将半轴34或其一部分与周围环境分开或隔离。臂部分52或其一部分可以与中心部分50一体形成。替代性地，臂部分52可以与中心部分50分开。在这样的构型中，每个臂部分52可以以任何合适的方式附接至中心部分50，比如通过焊接或者用一个或多个紧固件。臂部分可以可旋转地支撑相关联的轮毂。还设想到，臂部分52可以省略。
参考图1和图2，差速器承载件42(也可以被称为承载件壳体)可以安装到车桥壳体40的中心部分50。差速器承载件42可以支撑差速器组件32。在至少一种构型中，差速器承载件42可以有助于电动马达模块24的安装。
参考图2，驱动小齿轮22可以向环齿轮提供扭矩，所述环齿轮可以被提供用于差速器组件32。此外，驱动小齿轮22可以帮助将齿轮减速模块26可操作地连接至差速器组件32。驱动小齿轮22可以沿第一轴线60延伸并且可以绕所述第一轴线可旋转。另外，驱动小齿轮22可以延伸穿过差速器承载件42中的孔。在至少一种构型中，驱动小齿轮22可以包括齿轮部分70和轴部分72。
齿轮部分70可以布置在轴部分72的端部处或附近。齿轮部分70可以具有多个齿，所述多个齿可以与环齿轮上的对应齿配合或啮合。齿轮部分70可以与轴部分72一体形成，或者可以被提供为可以固定地布置在轴部分72上的单独部件。
轴部分72可以从齿轮部分70在背离车桥壳体40延伸的方向上延伸。轴部分72可以由一个或多个驱动小齿轮轴承可旋转地支撑，并且可以包括驱动小齿轮花键74，这在图3中最佳示出。
参照图3，驱动小齿轮花键74可以布置在轴部分72的端部，所述端部可以与齿轮部分70相反地布置。驱动小齿轮花键74可以包括多个齿。这些齿可以布置成基本上平行于第一轴线60并且可以与换挡机构30的换挡套环上的对应花键配合，如下文将更详细地讨论。
参照图2，电动马达模块24可以经由驱动小齿轮22、齿轮减速模块26和换挡机构30向差速器组件32提供扭矩。在至少一种构型中，电动马达模块24可以安装至差速器承载件42，并且可以轴向地定位在车桥壳体40与齿轮减速模块26之间。在至少一种构型中，电动马达模块24可以包括定子80、转子82和至少一个转子支承组件84。
定子80可以相对于壳体组件20固定地定位。例如，定子80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80可以包括绕组，所述绕组可以电连接至电源，比如电池、电容器等。逆变器可以将电动马达模块24和电源电连接。
转子82可以围绕第一轴线60相对于差速器承载件42和定子80旋转。例如，转子82可以与定子80间隔开，但可以布置成靠近定子80。转子82可以包括可以有助于电流生成的磁体或铁磁材料。
一个或多个转子支承组件84可以可旋转地支撑转子82。在至少一种构型中，转子支承组件84可以接纳差速器承载件42的轴承支撑壁，并且可以被接纳在转子82内部。
转子轴90或转子联接器可以将转子82可操作地连接至齿轮减速模块26。例如，转子轴90可以从转子82延伸或者可以操作性地连接至转子82，使得转子82和转子轴90可以绕第一轴线60一起可旋转。转子轴90可以在转子轴90的第一端处或附近固定地联接至转子82，并且可以在第二端附近联接至减速齿轮组26。
参照图2，齿轮减速模块26可以在电动马达模块24与驱动小齿轮22之间传递扭矩。
可以以各种构型提供齿轮减速模块26，诸如行星齿轮组构型和非行星齿轮组构型。在图2中，齿轮减速模块26具有行星齿轮组100。在这样的构型中，齿轮减速模块26可以包括太阳齿轮110、行星齿轮112、行星环齿轮114、以及行星齿轮架116。
主要参考图3，太阳齿轮110可以布置成接近行星齿轮组100的中心并且可以围绕第一轴线60旋转。在至少一个构型中，太阳齿轮110可以被配置为中空管状体，所述中空管状体可以包括太阳齿轮孔120、太阳齿轮花键122、第一齿轮部分124和第二齿轮部分126。
太阳齿轮孔120可以是可以延伸穿过太阳齿轮110的通孔。太阳齿轮孔120可以沿着第一轴线60延伸并且可以以该第一轴线为中心。驱动小齿轮22可以延伸穿过太阳齿轮孔120并且可以与太阳齿轮110间隔开。
太阳齿轮花键122可以有助于将太阳齿轮110联接到转子轴90。在至少一个构型中，太阳齿轮花键122可以布置成与太阳齿轮孔120相反，并且可以具有可以背离太阳齿轮孔120延伸的齿。这样，太阳齿轮花键122可以被接纳在转子轴90的内部并且可以与转子轴90上的对应齿啮合或配合。还设想到，太阳齿轮花键122可以布置在太阳齿轮孔120中，并且转子轴90可以被接纳在太阳齿轮110内部。
第一齿轮部分124可以布置在太阳齿轮孔120中。第一齿轮部分124的齿可以围绕第一轴线60布置，可以朝向第一轴线60延伸，并且可以被配置成与换挡套环170啮合，如下文将更详细地讨论。
第二齿轮部分126可以与太阳齿轮孔120相反地布置，并且可以具有可以背离太阳齿轮孔120延伸的齿。第二齿轮部分126的齿可以与行星齿轮112的齿配合或啮合。
参照图2和图3，行星齿轮112可以被可旋转地布置在太阳齿轮110与行星环齿轮114之间。每个行星齿轮112可以具有孔和一组齿。孔可以是可以延伸穿过行星齿轮112的通孔。这组齿可以布置成与孔相反。这组齿可以与太阳齿轮110的第二齿轮部分126的齿和行星环齿轮114上的齿啮合。齿可以具有任何合适的构型。在所示的构型中，齿具有螺旋构型，然而可以提供其他齿构型。每个行星齿轮112可以被配置成围绕不同的行星齿轮旋转轴线旋转。行星齿轮旋转轴线可以基本上平行于第一轴线60延伸。
参照图3，行星环齿轮114可以围绕第一轴线60延伸并且可以接纳行星齿轮112。行星环齿轮114可以包括一组行星环齿轮齿，所述齿可以朝向第一轴线60延伸并且可以与行星齿轮112上的齿啮合。行星环齿轮114可以相对于第一轴线60是静止的。例如，行星环齿轮114可以被接纳在壳体组件20中并且可以固定地布置在所述壳体组件上。
参照图2和图3，行星齿轮架116可以围绕第一轴线60旋转并且可以可旋转地支撑行星齿轮112。例如，每个行星齿轮112可以可旋转地布置在可以从行星齿轮架116延伸的对应销上。在至少一种构型中，行星齿轮架116可以包括行星齿轮架孔130、行星齿轮架环132和行星齿轮架齿轮部分134。
参照图3，行星齿轮架孔130可以是可以延伸穿过行星齿轮架116的通孔。行星齿轮架孔130可以沿着第一轴线60延伸并且可以以该第一轴线为中心。
行星齿轮架环132可以围绕第一轴线60延伸并且可以至少部分地限定行星齿轮架孔130。行星齿轮架环132可以被接纳在支撑轴承140中并且由支撑轴承可旋转地支撑。
行星齿轮架齿轮部分134可以布置在行星齿轮架环132中并且可以延伸到行星齿轮架孔130中。行星齿轮架齿轮部分134的齿可以围绕第一轴线60安排并且可以朝向第一轴线60延伸。
参照图1至图3，辅助轴28可以从壳体组件20突出。例如，辅助轴28可以从壳体组件20突出并且可以背离电动马达模块24和车桥壳体40延伸。在至少一个构型中，辅助轴28可以可绕第一轴线60旋转。辅助轴28可以用作来自车桥组件12的输出、至车桥组件12的输入或它们的组合。例如，辅助轴28可以用作可以将动力或扭矩从车桥组件12传递至辅助器具150的输出或动力输出(PTO)，所述辅助器具可以是可操作地连接至辅助轴28。辅助器具150的示例包括但不限于泵、梯子、真空吸尘器、鼓风机、压缩机、曲柄、机械臂、压实机、臂架、抓机、移树机、自卸车台升降机等。辅助轴28还可以用作输入，所述输入可以接收来自比如发动机(像内燃发动机)的辅助器具150的动力或扭矩。如图3中最佳示出的，辅助轴28可以与驱动小齿轮22间隔开。在至少一种构型中，辅助轴28可以包括辅助轴花键160。
辅助轴花键160可以与换挡机构30的换挡套环上的对应花键配合或选择性配合，如下文将更详细地讨论。例如，辅助轴花键160可以包括多个齿，所述多个齿可以被布置成基本上平行于第一轴线60并且可以允许换挡套环沿第一轴线60的轴向移动。
参照图1至图3，换挡机构30可以帮助控制扭矩通过车桥组件12的传输。在至少一个构型中，换挡机构30可以包括换挡套环170、致动器172和连杆174。
参照图3，换挡套环170可以选择性地联接和断开联接车桥组件12的部件，比如驱动小齿轮22、齿轮减速模块26、辅助轴28或它们的组合。在至少一个构型中，换挡套环170可以接纳驱动小齿轮22。辅助轴28可以部分地接纳在行星齿轮架116中。在图3所示的构型中，换挡套环170可以包括换挡套环孔180、第一换挡套环花键182、第二换挡套环花键184、换挡套环凹槽186和换挡套环齿轮188。
换挡套环孔180可以延伸穿过换挡套环170并且可以围绕第一轴线60延伸。换挡套环孔180可以接纳驱动小齿轮22的轴部分72以及辅助轴28。
第一换挡套环花键182可以被布置在换挡套环孔180中，并且可以轴向定位在换挡套环170的第一端部附近。第一换挡套环花键182可以朝向第一轴线60延伸并且可以与驱动小齿轮22的驱动小齿轮花键74相配合或啮合。配合花键可以允许换挡套环170在轴向方向上沿着第一轴线60移动，同时抑制换挡套环170相对于驱动小齿轮22围绕第一轴线60的旋转。因此，当换挡套环170联接至驱动小齿轮22时，换挡套环170可以与驱动小齿轮22一起绕第一轴线60旋转，使得第一换挡套环花键182与驱动小齿轮22的驱动小齿轮花键74配对或啮合。
第二换挡套环花键184可以被布置在换挡套环孔180中，并且可以轴向定位在换挡套环170的第二端部附近。第二换挡套环花键184可以朝向第一轴线60延伸并且可以与辅助轴28的花键相配合或啮合。配合花键可以允许换挡套环170在轴向方向上沿着第一轴线60移动，同时抑制换挡套环170相对于辅助轴28围绕第一轴线60的旋转。因此，当换挡套环170联接至辅助轴28时，换挡套环170可以与辅助轴28一起绕第一轴线60可旋转，使得第二换挡套环花键184与辅助轴28的辅助轴花键160配合或啮合。
换挡套环凹槽186可以背向第一轴线60并且可以绕第一轴线60延伸。换挡套环凹槽186可以接纳连杆174。
换挡套环齿轮188可以布置在换挡套环170的第一端部与第二端部之间。换挡套环齿轮188可以具有可以围绕第一轴线60安排并且可以背离第一轴线60延伸的至少一组齿。在图3所示的构型中，换挡套环齿轮188包括第一组齿190和第二组齿192。可以在第一组齿190和第二组齿192之间设置环形凹槽200。环形凹槽200可以绕第一轴线60延伸并且可以将第一组齿190和第二组齿192分开。
参照图1，致动器172可以被配置成用于使换挡套环170沿第一轴线60移动。致动器172可以是任何合适的类型。例如，致动器172可以是电动的、机电的、气动的或液压的致动器。
参照图3，连杆174可以将致动器172可操作地连接至换挡套环170。例如，连杆174可以被配置为可以从换挡套环170延伸到致动器172的换挡拨叉。在至少一种构型中，连杆174可以接纳在换挡套环凹槽186中。
控制系统可以提供用于驱动系系统10。所述控制系统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。控制系统可以控制车桥组件12的操作。例如，控制器可以从各种传感器接收信号，比如转速传感器，所述转速传感器可以提供指示车轮、半轴34、驱动小齿轮22、太阳齿轮110、转子82或它们的组合的转速的信号。另外，控制系统可以控制致动器172并且由此控制换挡套环170的移动。
参考图2，差速器组件32可以至少部分地被接纳在壳体组件20的中心部分50中。差速器组件32可以向车轮传递扭矩并且准许车轮以不同的速度旋转。差速器组件32可以可操作地连接到半轴34，并且可以允许半轴34以本领域的技术人员已知的方式以不同的旋转速度旋转。差速器组件32可以具有环齿轮210，所述环齿轮可以具有与驱动小齿轮22的齿轮部分70的齿相配合或啮合的齿。因此，差速器组件32可以经由环齿轮210从驱动小齿轮22接收扭矩并且将扭矩传递至半轴34。
参考图1和图2，半轴34可以将扭矩从差速器组件32传递到对应的轮毂和车轮。例如，可以提供两个半轴34，使得每个半轴34延伸穿过车桥壳体40的不同臂部分52。半轴34可以沿着第二轴线220延伸并且可以绕所述第二轴线可旋转。每个半轴34可以具有第一端部和第二端部。第一端部可以操作性地连接到差速器组件32。第二端部可以布置成与第一端部相反并且可以可操作地连接到车轮。可选地，可以在半轴34与车轮之间提供齿轮减速。
参照图3至图19，现在将更详细地讨论驱动系系统10的操作模式。在这些图中，直线箭头线表示扭矩的传输。在图3至图14中，换挡套环170可以与辅助轴28一起绕第一轴线60旋转，并且可以选择性地将辅助轴28联接至驱动小齿轮22、齿轮减速模块26或驱动小齿轮22和齿轮减速模块26。在图15至图19中，换挡套环可以选择性地将齿轮减速模块26联接至辅助轴28或驱动小齿轮22。
参照图3至图6，辅助轴28被配置成用作输出或动力输出，并且可操作地连接至至少一个辅助器具150。
在图3中，换挡套环170被示出处于第一位置。在第一位置，换挡套环170可以联接驱动小齿轮22和辅助轴28，使得驱动小齿轮22、换挡套环170和辅助轴28可以绕第一轴线60一起可旋转。例如，第一换挡套环花键182可以与驱动小齿轮花键74配合或啮合，第二换挡套环花键184可与辅助轴花键160配合或啮合。当换挡套环170处于第一位置时，换挡套环170可以与齿轮减速模块26断开联接。例如，换挡套环齿轮188可以与太阳齿轮110的第二齿轮部分126或行星齿轮架116的行星齿轮架齿轮部分134间隔开并且不与之配合或啮合。因此，电动马达模块24可以不向驱动小齿轮22或辅助轴28提供扭矩，或者不从驱动小齿轮22或辅助轴28接收扭矩。当车辆静止时，驱动小齿轮22、换挡套环170和辅助轴28可以联接，但是可以不绕第一轴线60旋转。当车辆滑行并且扭矩从旋转的车轮经由半轴34和差速器组件32提供给驱动小齿轮22时，驱动小齿轮22、换挡套环170和辅助轴28可以联接并且可以绕第一轴线60旋转。
在图4中，换挡套环170被示出处于第二位置。第二位置，换挡套环170可以联接驱动小齿轮22、齿轮减速模块26的行星齿轮架116和辅助轴28，使得驱动小齿轮22、行星齿轮架116、换挡套环170和辅助轴28可以绕第一轴线60一起可旋转。例如，第一换挡套环花键182可以与驱动小齿轮花键74配合或啮合，第二换挡套环花键184可以与辅助轴花键160配合或啮合，并且换挡套环齿轮188的第二组齿192可以与行星齿轮架齿轮部分134配合或啮合。第二位置也可以被称为低挡位置，其中齿轮减速模块26可以提供低挡传动比。
当换挡套环处于第二位置并且电源向电动马达模块24提供电力时，电动马达模块24可以经由转子轴90向太阳齿轮110提供扭矩，太阳齿轮110可以经由行星齿轮112向行星齿轮架116提供扭矩，并且行星齿轮架116可以经由换挡套环170向驱动小齿轮22和辅助轴28提供扭矩。另外，设想的是，电动马达模块24可以在车辆滑行时接收扭矩或可以用作发电机，所述发电机可以给电源充电，在这种情况下，当换挡套环170处于第二位置时，扭矩可以从旋转的车轮经由半轴34和差速器组件32提供到驱动小齿轮22，因此驱动小齿轮22可以经由齿轮减速模块26的行星齿轮架116将扭矩提供给辅助轴28和电动马达模块24。当换挡套环170处于第二位置时，换挡套环170可以与太阳齿轮110断开联接。
在图5中，换挡套环170被示出处于第三位置。在第三位置，换挡套环170可以联接驱动小齿轮22、齿轮减速模块26的太阳齿轮110和辅助轴28，使得驱动小齿轮22、太阳齿轮110、换挡套环170和辅助轴28可以绕第一轴线60一起可旋转。例如，第一换挡套环花键182可以与驱动小齿轮花键74配合或啮合，第二换挡套环花键184可与辅助轴花键160配合或啮合，并且换挡套环齿轮188的第一组齿190可以与太阳齿轮110的第一齿轮部分124配合或啮合。第三位置也可以被称为高挡位置，其中齿轮减速模块26可以提供高挡传动比。高挡传动比可以提供与低挡传动比不同的齿轮减速比或更小的齿轮减速比。作为非限制性示例，高挡传动比可以提供1:1的传动比。第二驱动传动比可以有助于更快的车辆巡航或可以帮助改善燃料经济性的巡航传动比。
当换挡套环处于第三位置并且电源将电力提供给电动马达模块24时，电动马达模块24可以经由转子轴90将扭矩提供给太阳齿轮110，并且太阳齿轮110可以经由换挡套环170将扭矩提供给驱动小齿轮22和辅助轴28。另外，设想的是，在车辆滑行时，电动马达模块24可以接收扭矩或者可以用作发电机，所述发电机可以给电源充电，在这种情况下，当换挡套环170处于第三位置时，扭矩可以从旋转的车轮经由半轴34和差速器组件32提供给驱动小齿轮22，因此驱动小齿轮22可以经由齿轮减速模块26的太阳齿轮110将扭矩提供给辅助轴28和电动马达模块24。当换挡套环170处于第三位置时，换挡套环170可以与行星齿轮架116断开联接。
在图6中，换挡套环170被示出处于第四位置。在第四位置，换挡套环170可以将齿轮减速模块26的太阳齿轮110联接至辅助轴28，使得太阳齿轮110、换挡套环170和辅助轴28可以绕第一轴线轴60一起可旋转。例如，第二换挡套环花键184可以与辅助轴花键160配合或啮合，并且换挡套环齿轮188的第二组齿192可以与太阳齿轮110的第一齿轮部分124配合或啮合。第四位置也可以是高挡位置，其中齿轮减速模块26可以提供高挡传动比或与第三位置相同的传动比。当换挡套环170处于第四位置时，驱动小齿轮22可以与换挡套环170断开联接。例如，第一换挡套环花键182可以与驱动小齿轮花键74断开联接并且不与驱动小齿轮花键配合或啮合。
当换挡套环处于第四位置并且电源提供电力给电动马达模块24时，电动马达模块24可以经由转子轴90将扭矩提供给太阳齿轮110，并且太阳齿轮110可以经由换挡套环170将扭矩提供给辅助轴28。因此，当车辆静止并且期望向辅助轴28提供动力时，可以采用第四位置。另外，设想的是，当换挡套环170与驱动小齿轮22断开联接时，换挡套环170可以配置成经由行星齿轮架116而不是太阳齿轮110将扭矩提供给辅助轴28。
参照图7至图10，辅助轴28可以配置成用作输入并且可以从比如内燃发动机的辅助器具150接收扭矩。例如，辅助器具150可以是以串联混合动力构型连接的扭矩源。图7至图10中的换挡套环位置与图3至图6中所示的那些相匹配，但是扭矩传输路径不同，因为辅助轴28可以用作输入而不是输出。
在图7中，换挡套环170被示出处于第一位置。在第一位置，换挡套环170可以联接驱动小齿轮22和辅助轴28，使得驱动小齿轮22、换挡套环170和辅助轴28可以绕第一轴线60一起可旋转。例如，第一换挡套环花键182可以与驱动小齿轮花键74配合或啮合，第二换挡套环花键184可与辅助轴花键160配合或啮合。当换挡套环170处于第一位置时，换挡套环170可以与齿轮减速模块26断开联接。例如，换挡套环齿轮188可以与太阳齿轮110的第二齿轮部分126或行星齿轮架116的行星齿轮架齿轮部分134间隔开并且不与之配合或啮合。因此，电动马达模块24可以不向驱动小齿轮22或辅助轴28提供扭矩，并且可以不从驱动小齿轮22或辅助轴28接收扭矩。因此，辅助器具150可以提供扭矩以推动车辆，并且在车辆滑行时再生扭矩可以不提供给电动马达模块24。
在图8中，换挡套环170被示出处于第二位置。第二位置，换挡套环170可以联接驱动小齿轮22、齿轮减速模块26的行星齿轮架116和辅助轴28，使得驱动小齿轮22、行星齿轮架116、换挡套环170和辅助轴28可以绕第一轴线60一起可旋转。例如，第一换挡套环花键182可以与驱动小齿轮花键74配合或啮合，第二换挡套环花键184可以与辅助轴花键160配合或啮合，并且换挡套环齿轮188的第二组齿192可以与行星齿轮架齿轮部分134配合或啮合。第二位置也可以被称为低挡位置，其中齿轮减速模块26可以提供低挡传动比。因此，辅助器具150可以提供扭矩以推进车辆并且再生扭矩可以提供给电动马达模块24，使得电动马达模块24可以用作可以对电源充电的发电机。另外，当车辆在滑行时，再生扭矩可以经由低挡传动比提供给电动马达模块24。
在图9中，换挡套环170被示出处于第三位置。在第三位置，换挡套环170可以联接驱动小齿轮22、齿轮减速模块26的太阳齿轮110和辅助轴28，使得驱动小齿轮22、太阳齿轮110、换挡套环170和辅助轴28可以绕第一轴线60一起可旋转。例如，第一换挡套环花键182可以与驱动小齿轮花键74配合或啮合，第二换挡套环花键184可与辅助轴花键160配合或啮合，并且换挡套环齿轮188的第一组齿190可以与太阳齿轮110的第一齿轮部分124配合或啮合。第三位置也可以被称为高挡位置，其中齿轮减速模块26可以提供高挡传动比，如先前所讨论的。因此，辅助器具150可以提供扭矩以推进车辆，并且再生扭矩可以提供给电动马达模块24，使得电动马达模块24可以用作可以对电源充电的发电机。另外，当车辆滑行时，再生扭矩可以经由高挡传动比提供给电动马达模块24。
在图10中，换挡套环170被示出处于第四位置。在第四位置，换挡套环170可以将齿轮减速模块26的太阳齿轮110联接至辅助轴28，使得太阳齿轮110、换挡套环170和辅助轴28可以绕第一轴线轴60一起可旋转。例如，第二换挡套环花键184可以与辅助轴花键160配合或啮合，并且换挡套环齿轮188的第二组齿192可以与太阳齿轮110的第一齿轮部分124配合或啮合。第四位置也可以是高挡位置，其中齿轮减速模块26可以提供高挡传动比或与第三位置相同的传动比。当换挡套环170处于第四位置时，驱动小齿轮22可以与换挡套环170断开联接。因此，辅助器具150可以不提供扭矩来推进车辆，并且再生扭矩可以提供给电动马达模块24，使得电动马达模块24可以用作可以对电源充电的发电机。另外，设想的是，当换挡套环170与驱动小齿轮22断开联接时，换挡套环170可以配置成经由低挡传动比将再生扭矩提供给电动马达模块24。
参照图11至图14，辅助轴28可以配置成用作输入并且可以从比如内燃发动机的辅助器具150接收扭矩。例如，辅助器具150可以是以并联混合动力构型连接的扭矩源。图11至图14中的换挡套环位置与图7至图10中所示的相匹配，但扭矩传输路径可以不同。
在图11中，换挡套环170被示出处于第一位置。在第一位置，换挡套环170可以联接驱动小齿轮22和辅助轴28，使得驱动小齿轮22、换挡套环170和辅助轴28可以绕第一轴线60一起可旋转。例如，第一换挡套环花键182可以与驱动小齿轮花键74配合或啮合，第二换挡套环花键184可与辅助轴花键160配合或啮合。当换挡套环170处于第一位置时，换挡套环170可以与齿轮减速模块26断开联接。例如，换挡套环齿轮188可以与太阳齿轮110的第二齿轮部分126或行星齿轮架116的行星齿轮架齿轮部分134间隔开并且不与之配合或啮合。因此，电动马达模块24可以不向驱动小齿轮22或辅助轴28提供扭矩，并且可以不从驱动小齿轮22或辅助轴28接收扭矩。因此，辅助器具150可以提供扭矩以推动车辆，并且在车辆滑行时再生扭矩可以不提供给电动马达模块24。
在图12中，换挡套环170被示出处于第二位置。第二位置，换挡套环170可以联接驱动小齿轮22、齿轮减速模块26的行星齿轮架116和辅助轴28，使得驱动小齿轮22、行星齿轮架116、换挡套环170和辅助轴28可以绕第一轴线60一起可旋转。例如，第一换挡套环花键182可以与驱动小齿轮花键74配合或啮合，第二换挡套环花键184可以与辅助轴花键160配合或啮合，并且换挡套环齿轮188的第二组齿192可以与行星齿轮架齿轮部分134配合或啮合。第二位置也可以被称为低挡位置，其中齿轮减速模块26可以提供低挡传动比。因此，电动马达模块24、辅助器具150或两者可以提供扭矩以推进车辆。另外，当车辆在滑行时，再生扭矩可以经由低挡传动比提供给电动马达模块24。
在图13中，换挡套环170被示出处于第三位置。在第三位置，换挡套环170可以联接驱动小齿轮22、齿轮减速模块26的太阳齿轮110和辅助轴28，使得驱动小齿轮22、太阳齿轮110、换挡套环170和辅助轴28可以绕第一轴线60一起可旋转。例如，第一换挡套环花键182可以与驱动小齿轮花键74配合或啮合，第二换挡套环花键184可与辅助轴花键160配合或啮合，并且换挡套环齿轮188的第一组齿190可以与太阳齿轮110的第一齿轮部分124配合或啮合。第三位置也可以被称为高挡位置，其中齿轮减速模块26可以提供高挡传动比，如先前所讨论的。因此，电动马达模块24、辅助器具150或两者可以提供扭矩以推进车辆。另外，当车辆滑行时，再生扭矩可以经由高挡传动比提供给电动马达模块24。
在图14中，换挡套环170被示出处于第四位置。图14中的第四位置可以与与图10关联的第四位置和描述相同。
参照图15至图19，示出了与先前讨论的换挡套环170不同构型的换挡套环170’。在所示的构型中，除了包括第一组齿190和第二组齿192，换挡套环170’的换挡套环齿轮188还可以包括第三组齿194。第二组齿192可以定位在第一组齿190和第三组齿194之间。第二环形凹槽202可以设置在第二组齿192与第三组齿194之间。第二环形凹槽202的凹槽可以绕第一轴线60延伸，并且可以将第二组齿192与第三组齿194分开。在图15至图19中，辅助轴28被配置成用作输出或动力输出，并且可以如先前讨论地可操作地连接到至少一个辅助器具150。另外，在图15至图19中，换挡套环170’可以配置成选择性地将齿轮减速模块26联接至驱动小齿轮22或辅助轴28，这可以与图3至图14中所示的换挡套环170保持联接至辅助轴28的构型不同。
在图15中，换挡套环170’被示出处于第一空挡位置。换挡套环170’可以联接至驱动小齿轮22，使得换挡套环170’和驱动小齿轮22可以绕第一轴线60一起可旋转。例如，第一换挡套环花键182可以与驱动小齿轮花键74配合或啮合。当换挡套环170’处于第一空挡位置时，换挡套环170’可以与齿轮减速模块26断开联接并且可以与辅助轴28断开联接。例如，换挡套环齿轮188可以与太阳齿轮110的第一齿轮部分124或行星齿轮架116的行星齿轮架齿轮部分134间隔开并且不与它们配合或啮合，并且第二换挡套环花键184可以与辅助轴花键160间隔开并且可以不与辅助轴花键配合或啮合。当车辆滑行并且扭矩从旋转的车轮经由半轴34和差速器组件32提供给驱动小齿轮22时，驱动小齿轮22和换挡套环170’可以绕第一轴线60旋转。
在图16中，换挡套环170’被示出处于低挡位置。换挡套环170’可以将驱动小齿轮22联接至齿轮减速模块26的行星齿轮架116，使得驱动小齿轮22、行星齿轮架116和换挡套环170’可以绕第一轴线60一起可旋转。例如，第一换挡套环花键182可以与驱动小齿轮花键74配合或啮合，并且换挡套环齿轮188的第三组齿194可以与行星齿轮架齿轮部分134配合或啮合。齿轮减速模块26可以在低挡位置提供低挡传动比。当换挡套环处于低挡位置并且电源为电动马达模块24提供电力时，电动马达模块24可以经由转子轴90将扭矩提供给太阳齿轮110，太阳齿轮110可以经由行星齿轮112将扭矩提供给行星齿轮架116，并且行星齿轮架116可以经由换挡套环170’将扭矩提供给小齿轮22。当换挡套环170’处于低挡位置时，换挡套环170’可以与辅助轴28和太阳齿轮110断开联接。
在图17中，换挡套环170’被示出为处于高挡位置。换挡套环170’可以将驱动小齿轮22联接至齿轮减速模块26的太阳齿轮110，使得驱动小齿轮22、太阳齿轮110和换挡套环170’可以绕第一轴线60一起可旋转。例如，第一换挡套环花键182可以与驱动小齿轮花键74配合或啮合，并且换挡套环齿轮188的第一组齿190可以与太阳齿轮110的第一齿轮部分124配合或啮合。齿轮减速模块26可以在高挡位置提供高挡传动比。当换挡套环处于高挡位置并且电源将电力提供给电动马达模块24时，电动马达模块24可以经由转子轴90将扭矩提供给太阳齿轮110，并且太阳齿轮110可以经由换挡套环170’将扭矩提供给驱动小齿轮22。当换挡套环170’处于高挡位置时，换挡套环170’可以与辅助轴28和行星齿轮架116断开联接。
在图18中，换挡套环170’示出为处于第二空挡位置。换挡套环170’可以联接至太阳齿轮110，使得换挡套环170’和太阳齿轮110可以绕第一轴线60一起可旋转。例如，换挡套环170’的第二组齿192可以与太阳齿轮110的太阳齿轮花键122配合或啮合。当换挡套环170’处于第二空挡位置时，换挡套环170’可以与驱动小齿轮22断开联接并且可以与辅助轴28断开联接。例如，第一换挡套环花键182可以与驱动小齿轮花键74间隔开并且可以不与驱动小齿轮花键配合或啮合，并且第二换挡套环花键184可以与辅助轴28的辅助轴花键160间隔开并且可以不与辅助轴花键配合或啮合。
在图19中，换挡套环170’示出为处于辅助驱动位置。换挡套环170’可以将齿轮减速模块26的太阳齿轮110联接至辅助轴28，使得辅助轴28、太阳齿轮110和换挡套环170’可以绕第一轴线60一起可旋转。例如，换挡套环齿轮188的第三组齿194可以与太阳齿轮110的第一齿轮部分124配合或啮合，并且第二换挡套环花键184可以与辅助轴花键160配合或啮合。当换挡套环170’处于辅助驱动位置并且电源将电力提供给电动马达模块24时，电动马达模块24可以经由转子轴90将扭矩提供给太阳齿轮110，并且太阳齿轮110可以经由换挡套环170’将扭矩提供给辅助轴28。当换挡套环170’处于辅助驱动位置时，换挡套环170’可以与驱动小齿轮22和行星齿轮架116断开联接。
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 (20)

1.一种驱动系系统，所述驱动系系统包括：
车桥组件，所述车桥组件包括：
电动马达模块，所述电动马达模块包括绕第一轴线可旋转的转子；
齿轮减速模块，所述齿轮减速模块可操作地连接至所述电动马达模块；
驱动小齿轮，所述驱动小齿轮绕所述第一轴线可旋转；
差速器组件，所述差速器组件绕第二轴线可旋转并且接合所述驱动小齿轮；
辅助轴，所述辅助轴绕所述第一轴线可旋转并且与所述驱动小齿轮间隔开；以及
换挡套环，所述换挡套环与所述辅助轴绕所述第一轴线可旋转，并且选择性地将所述辅助轴联接到所述驱动小齿轮、所述齿轮减速模块或所述驱动小齿轮和所述齿轮减速模块。
2.如权利要求1所述的驱动系系统，其中，当所述换挡套环处于第一位置时，所述换挡套环联接所述驱动小齿轮和所述辅助轴，使得所述驱动小齿轮和所述辅助轴绕所述第一轴线一起可旋转，并且所述换挡套环与所述齿轮减速模块断开联接。
3.如权利要求1所述的驱动系系统，其中，所述齿轮减速模块包括行星齿轮组，所述行星齿轮组具有可操作地连接至所述电动马达模块的太阳齿轮、行星环齿轮、与所述太阳齿轮和所述行星环齿轮啮合的行星齿轮、以及可旋转地支撑所述行星齿轮的行星齿轮架，并且当所述换挡套环处于第二位置时，所述换挡套环联接所述驱动小齿轮、所述辅助轴和所述行星齿轮架，使得所述驱动小齿轮、所述辅助轴和所述行星齿轮架绕所述第一轴线一起可旋转，并且所述换挡套环与所述太阳齿轮断开联接。
4.如权利要求3所述的驱动系系统，其中，当所述换挡套环处于所述第二位置时，扭矩经由所述齿轮减速模块和所述换挡套环从所述电动马达模块提供给所述驱动小齿轮和所述辅助轴。
5.如权利要求3所述的驱动系系统，其中，当所述换挡套环处于第三位置时，所述换挡套环联接所述驱动小齿轮、所述辅助轴和所述太阳齿轮，使得所述驱动小齿轮、所述辅助轴和所述太阳齿轮绕所述第一轴线一起可旋转，并且所述换挡套环与所述行星齿轮架断开联接。
6.如权利要求5所述的驱动系系统，其中，当所述换挡套环处于所述第三位置时，扭矩经由所述太阳齿轮和所述换挡套环从所述电动马达模块提供给所述驱动小齿轮和所述辅助轴。
7.如权利要求5所述的驱动系系统，其中，当所述换挡套环处于所述第二位置以及当所述换挡套环处于所述第三位置时，所述辅助轴可操作地连接至发动机，并且扭矩经由所述辅助轴和所述换挡套环从所述发动机提供给所述电动马达模块和所述驱动小齿轮。
8.如权利要求5所述的驱动系系统，其中，当所述换挡套环处于所述第二位置以及当所述换挡套环处于所述第三位置时，所述辅助轴可操作地连接至发动机，扭矩经由所述辅助轴和所述换挡套环从所述发动机提供给所述驱动小齿轮，并且扭矩经由所述齿轮减速模块和所述换挡套环从所述电动马达模块提供给所述驱动小齿轮。
9.如权利要求5所述的驱动系系统，其中，当所述换挡套环处于第四位置时，所述换挡套环联接所述辅助轴和所述太阳齿轮，使得所述辅助轴和所述太阳齿轮绕所述第一轴线一起可旋转，并且所述换挡套环不将所述驱动小齿轮联接到所述齿轮减速模块。
10.如权利要求9所述的驱动系系统，其中，当所述换挡套环处于所述第四位置时，扭矩经由所述太阳齿轮和所述换挡套环从所述电动马达模块提供给所述辅助轴。
11.如权利要求9所述的驱动系系统，其中，当所述换挡套环处于所述第四位置时，所述辅助轴可操作地连接至发动机，并且扭矩从所述发动机提供给所述电动马达模块。
12.一种驱动系系统，所述驱动系系统包括：
车桥组件，所述车桥组件包括：
电动马达模块，所述电动马达模块包括绕第一轴线可旋转的转子；
齿轮减速模块，所述齿轮减速模块可操作地连接至所述电动马达模块；
驱动小齿轮，所述驱动小齿轮绕所述第一轴线可旋转；
差速器组件，所述差速器组件绕第二轴线可旋转并且接合所述驱动小齿轮；
辅助轴，所述辅助轴绕所述第一轴线可旋转并且与所述驱动小齿轮间隔开；以及
换挡套环，所述换挡套环绕所述第一轴线可旋转，并且配置成将所述齿轮减速模块选择性地联接至所述辅助轴或所述驱动小齿轮。
13.如权利要求12所述的驱动系系统，其中，当所述换挡套环处于第一空挡位置时，所述换挡套环联接至所述驱动小齿轮，使得所述换挡套环与所述驱动小齿轮绕所述第一轴线可旋转，并且所述换挡套环与所述齿轮减速模块和所述辅助轴断开联接。
14.如权利要求12所述的驱动系系统，其中，所述齿轮减速模块包括行星齿轮组，所述行星齿轮组具有可操作地连接至所述电动马达模块的太阳齿轮、行星环齿轮、与所述太阳齿轮和所述行星环齿轮啮合的行星齿轮以及可旋转地支撑所述行星齿轮的行星齿轮架，并且当所述换挡套环处于低挡位置时，所述换挡套环将所述驱动小齿轮联接到所述行星齿轮架，使得所述驱动小齿轮和所述行星齿轮架绕所述第一轴线一起可旋转，并且所述换挡套环与所述辅助轴和所述太阳齿轮断开联接。
15.如权利要求14所述的驱动系系统，其中，当所述换挡套环处于高挡位置时，所述换挡套环联接所述驱动小齿轮和所述太阳齿轮，使得所述驱动小齿轮和所述太阳齿轮绕所述第一轴线一起可旋转，并且所述换挡套环与所述辅助轴和所述行星齿轮架断开联接。
16.如权利要求15所述的驱动系系统，其中，当所述换挡套环处于第二空挡位置时，所述换挡套环联接至所述太阳齿轮，使得所述换挡套环与所述太阳齿轮绕所述第一轴线可旋转，并且与所述驱动小齿轮、所述辅助轴和所述行星齿轮架断开联接。
17.如权利要求16所述的驱动系系统，其中，当所述换挡套环处于辅助驱动位置时，所述换挡套环联接所述辅助轴和所述太阳齿轮，使得所述辅助轴和所述太阳齿轮绕所述第一轴线一起可旋转，并且所述换挡套环与所述驱动小齿轮和所述行星齿轮架断开联接。
18.如权利要求17所述的驱动系系统，其中，所述太阳齿轮具有彼此间隔开并背离所述第一轴线延伸的第一组齿、第二组齿和第三组齿，其中，当所述换挡套环处于所述低挡位置时，所述第三组齿接合所述行星齿轮架，并且当所述换挡套环处于所述辅助驱动位置时，所述第三组齿接合所述太阳齿轮。
19.如权利要求18所述的驱动系系统，其中，当所述换挡套环处于所述高挡位置时，所述第一组齿接合所述太阳齿轮。
20.如权利要求19所述的驱动系系统，其中，当所述换挡套环处于所述第二空挡位置时，所述第二组齿接合所述太阳齿轮。
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