離合器系統和車輛后橋的制作方法
【專利摘要】一種離合器系統和車輛后橋，離合器系統可選擇地將車輛后橋與馬達連接。該離合器系統包括用于可固定地附接到差速器的側齒輪上以隨其旋轉的中間軸。差速器的箱經由齒輪系與馬達連接。差速器的另一個側齒輪被固定至輸出軸，并且該輸出軸延伸通過馬達的電樞的旋轉中心以與車輛的行走輪連接。離合器可選擇地將中間軸與另一個輸出軸連接，所述另一個輸出軸與車輛的另一個行走輪連接。致動器用于將離合器致動為被接合狀態并由此可選擇地將中間軸與另一個輸出軸連接。當離合器未處于被接合狀態時，輸出軸、另一個輸出軸和馬達獨立地旋轉。
【專利說明】離合器系統和車輛后橋
[0001]對相關申請的交叉引用
[0002]本申請要求2012年7月9日提交的美國臨時專利申請系列號61/669，275的權益，該申請通過全文引用的方式并入本文中。
[0003]【技術領域】
[0004]本實用新型涉及汽車領域，具體為一種離合器系統以及包含該離合器系統的車輛后橋。
【背景技術】
[0005]在一些車輛中，電動機用來可選擇地驅動后輪，而另一個動力源例如內燃發動機驅動前輪。
實用新型內容
[0006]本文中公開的離合器系統的一個示例可選擇地將車輛后橋與馬達連接。該離合器系統包括用于可固定地附接到差速器的側齒輪/半軸齒輪上以隨其旋轉的中間軸，其中，差速器箱經由齒輪系與馬達連接，差速器的另一個側齒輪附接于輸出軸，并且該輸出軸延伸通過馬達的電樞的旋轉中心以與車輛的行走輪連接。該離合器系統還包括離合器，所述離合器用于可選擇地將中間軸與另一個輸出軸連接，所述另一個輸出軸與車輛的另一個行走輪連接。該離合器系統還包括致動器，所述致動器可選擇地將離合器致動為被接合狀態并由此可選擇地將中間軸與另一個輸出軸連接，其中當離合器未處于被接合狀態時，輸出軸、另一個輸出軸和馬達獨立地旋轉。
[0007]本文還提供一種離合器系統，用于可選擇地將車輛后橋與內燃發動機連接，其特征是，所述離合器系統包括:中間軸，所述中間軸用于可固定地附接到車輛傳動系統傳動軸上，所述傳動軸通過變速器與所述發動機連接以隨其旋轉；驅動軸，所述驅動軸具有驅動小齒輪，所述驅動小齒輪被固定至所述驅動軸以隨其旋轉，其中所述驅動小齒輪接合齒圈以驅動所述后橋；離合器，所述離合器設置在所述后橋上，以可選擇地將所述中間軸與所述驅動軸連接；以及致動器，所述致動器用于可選擇地將所述離合器致動為被接合狀態并由此可選擇地將所述中間軸與所述驅動軸連接，其中當所述離合器未處于所述被接合狀態時，所述傳動軸和所述后橋獨立地旋轉，并且所述后橋由安裝在所述后橋上的電動機提供動力并可選擇地通過所述離合器與所述發動機連接。
[0008]本文還提供一種車輛后橋，所述車輛后橋包括:變速器-差速器總成，所述變速器-差速器總成附接到電動機的電動機殼體上；中間軸，所述中間軸穿過被限定在所述變速器-差速器總成的變速器-差速器殼體中的孔口可旋轉地設置；輸出軸，所述輸出軸與所述中間軸相對并與該中間軸共軸地經所述變速器-差速器殼體中的另一個孔口延伸通過所述電動機的電樞的旋轉中心，以與車輛的行走輪連接；離合器，所述離合器用于可選擇地將所述中間軸與另一個輸出軸連接，所述另一個輸出軸與所述車輛的另一個行走輪連接；以及致動器，所述致動器可選擇地將所述離合器致動為被接合狀態并由此可選擇地將所述中間軸與所述另一個輸出軸連接，其中所述輸出軸、所述另一個輸出軸和所述馬達在所述離合器未處于所述被接合狀態時獨立地旋轉。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]通過參考以下詳細描述和附圖，本實用新型的示例的特征和優點將變得明顯，在附圖中相似的附圖標記對應于相同或雖然或許不完全一樣但類似的構件。為了簡潔，具有前述功能的附圖標記或特征結構可以結合它們出現在其中的其它附圖進行描述，也可以不進行描述。
[0010]圖1A是根據本實用新型的車輛中的傳動系統的一個示例的半示意性局部透視圖；
[0011]圖1B是根據本實用新型的后橋的半示意性剖視圖；
[0012]圖1C是根據本實用新型的變速器-差速器的半示意性剖視圖；
[0013]圖2是根據本實用新型的一個示例的安裝在車輛副車架中的離合器總成的一個示例的半示意性前透視圖；
[0014]圖3是根據本實用新型的一個示例的離合器總成的一個示例的半示意性后透視圖；
[0015]圖4是根據本實用新型的一個示例的圖3所示的離合器總成的示例的剖視圖；
[0016]圖5是根據本實用新型的一個示例的示出了具有分離的爪形離合器的離合器總成的橋總成的一個示例的半示意性頂部剖視圖；
[0017]圖6是根據本實用新型的一個示例的示出了被接合的爪形離合器的圖5所示的橋總成的半示意性頂部剖視圖；
[0018]圖7是根據本實用新型的一個示例的具有滾珠坡道機構的離合器總成的一個示例的不意圖；以及
[0019]圖8是根據本實用新型的一個示例的用于可選擇地將車輛后橋與內燃發動機連接的離合器系統的一個示例的示意圖。
【具體實施方式】
[0020]在一些混合動力車輛中，電動機可與內燃發動機相結合地向驅動輪提供動力。
[0021]根據本實用新型的示例提供用于動力傳動系統構件的電動離合器性能。例如，如本文中公開的離合器系統可提供用于車輛中被提供動力的后橋的半軸分離。在一個示例中，車輛可具有電驅動后橋和由內燃發動機驅動的前輪，從內燃發動機到后橋不具有傳動軸。可包括離合器以允許后輪在慣性滑行狀態下與電動機分離。在另一個示例中，可存在將內燃發動機與后橋連接的傳動軸。可包括離合器以允許傳動軸可選擇地與后橋分離。
[0022]現在參照圖1A，示例性驅動系統10如圖所示通過與行走輪66和66’的連接設置在車輛中。驅動系統10在圖1A中作為虛線框內的構件被示出，包括馬達11、變速器/差速器總成12和離合器總成13 (具有液壓泵-馬達14)。馬達11通過下文將更為詳細地描述的變速器-差速器總成12向行走輪66和66’提供驅動力。
[0023]圖1B示意性地示出了用于可選擇地將車輛后橋與馬達11連接的離合器系統9。馬達11可為電動機。離合器系統9包括用于可固定地附接到差速器79的側齒輪82上以隨其旋轉的中間軸22。差速器79的箱80經由齒輪系91與馬達11連接。差速器79的另一個側齒輪84附接于輸出軸92。輸出軸92沿馬達11的電樞76的旋轉中心93延伸穿過該電樞76，以與車輛8的行走輪66’連接。離合器系統9還包括用于可選擇地將中間軸22與另一個輸出軸20連接的離合器13。該另一個輸出軸20與車輛8的另一個行走輪66連接。致動器59被包括在離合器系統9中，以可選擇地將離合器13致動為被接合狀態。致動器59可被限定在離合器13內或者與離合器13連接，以可選擇地致動離合器13。通過可選擇地致動離合器13為被接合狀態，致動器59可選擇地將中間軸22與另一個輸出軸20連接。離合器13如旋轉方向箭頭89所示在圖1B中被示出處于被接合狀態。旋轉方向箭頭89并不意味著差速器79被鎖定。圖1B所示的差速器79是可操作的。因此，輸出軸92和另一個輸出軸20可以以不同速率轉動，以在從馬達11施加旋轉動力的同時使車輛8適應在曲折路徑上行駛。當離合器13未處于被接合狀態時，輸出軸92、另一個輸出軸20和馬達11獨立地旋轉。因此，當離合器13未處于被接合狀態時，旋轉動力并未從馬達11流向輸出軸92或另一個輸出軸20。
[0024]圖1C示出了根據本實用新型的變速器-差速器總成12。差速器總成7設置在變速器-差速器殼體12中。差速器總成7包括差速器箱80以圍繞旋轉軸線98旋轉。差速器箱80保持側齒輪82和84，所述側齒輪82和84經由小齒輪70和70’相互協作。小齒輪70和70’在差速器小齒輪軸4上在差速器箱80內旋轉，以允許側齒輪82和84之間的相對旋轉。
[0025]齒圈33’被固定至差速器箱80以與其共軸地旋轉。減速齒輪94與驅動電機輸出小齒輪72互相嚙合。減速齒輪94具有比驅動電機輸出小齒輪72的節圓直徑大的節圓直徑。副軸6被固定至減速齒輪94以隨其旋轉。副軸小齒輪5被固定至副軸6以隨其旋轉。副軸小齒輪5具有比減速齒輪94的節圓直徑小的節圓直徑。副軸小齒輪5與齒圈33’嚙合地接合。副軸小齒輪5的節圓直徑比齒圈33’的節圓直徑小。驅動電機輸出小齒輪72、減速齒輪94、副軸6、副軸小齒輪5和齒圈33’共同形成根據本實用新型的齒輪系91的一個示例。應理解，還有另外的齒輪系91可用來實現馬達11和差速器箱80之間的期望齒輪減速。例如，行星齒輪(未示出)可被包括在齒輪系91中。
[0026]圖2示出了具有包括車輛副車架16的示例性驅動系統10和排氣管15的車輛的一部分。電動機11與變速器-差速器12連接，該變速器-差速器與離合器總成13的離合器殼體17連接。輸出軸92 (參見圖1B)伸出至電動機11以外。另一個輸出軸20與輸出軸92相對地/對置地延伸，并被示出具有等速(CV)接頭和保護蓋。液壓泵-馬達14被示出與離合器總成13連接。
[0027]圖3示出了離合器總成13的一個示例的更詳細的外部視圖。液壓泵-馬達14被固定地附接到離合器總成13上。離合器殼體17封閉離合器總成13的內部構件。液壓泵-馬達14與環形液壓缸34 (參見圖4)流體連接，以可選擇地對環形液壓缸34中的液壓流體進行加壓。結構肋(包括結構肋21)可被限定在離合器殼體17中，以提供剛度和支承。防塵蓋24通過基本排除諸如灰塵、道路碎屑等外來污物而保護離合器總成13內部構件。電連接器19從電源(未示出)向離合器總成13提供電力。電連接器19還可將電氣控制回路與電子控制器(未示出)連接。溫度和壓力傳感器組件18可附接到液壓泵-馬達14上。來自溫度和壓力傳感器組件18的溫度和壓力信息可用于控制液壓泵-馬達14。中間軸22從離合器殼體17軸向延伸。另一個輸出軸20與中間軸22相對地/對置地從離合器殼體17軸向延伸。
[0028]離合器總成13可在低壓力(例如，約200psi)下正常操作，以便使能量使用最小化。在示例中，液壓壓力可在從約50psi到約500psi的范圍內。
[0029]在本實用新型的離合器總成13的示例中，用于離合器總成13的線路可包括7到8個用于無刷式直流(BLDC)電機的導線/導體以及4個用于壓力和溫度傳感器組件19的導線/導體。在另一些示例中，可使用12V (伏特)標準DC電機而不是BLDC電機。BLDC電機可具有比12V DC電機短的響應時間。
[0030]圖4示出了根據本實用新型的離合器總成13的一個示例的剖視圖。離合器總成13提供了從中間軸22到另一個輸出軸20的軸分離功能。離合器總成13是封閉系統，意味著密封件封閉內部容納有其自己的液壓流體的系統。防塵蓋24與旋轉的輸出軸20協作，以從離合器總成13的內部構件排出較大的污物。輸出軸唇緣密封件26密封另一個可旋轉的輸出軸20，由此排出外來污物并將液壓流體保持在離合器總成13的內部。另一個輸出軸20在軸段30上由外滾珠軸承27和內滾珠軸承29支承在離合器殼體17中，以支承另一個輸出軸20相對于離合器殼體旋轉。外軸承27通過卡環28保持在離合器殼體17內。另一個輸出軸20的內端部被嵌套在限定在中間軸22的離合器端部25處的圓筒形凹窩23中。滾珠軸承52設置在另一個輸出軸20的外周面31和圓筒形凹窩23的內表面32之間，以支承另一個輸出軸20。中間軸22布置成沿與另一個輸出軸20相同的軸線旋轉并由滾珠軸承52支承以關于中間軸22可選擇地共軸獨立旋轉。
[0031]在圖4所示的本實用新型的示例中，多片式離合器組49可旋轉地設置在離合器殼體17中。多片式離合器組49包括離合器組殼體48。離合器組殼體48例如通過用于隨中間軸22旋轉的花鍵接頭固定地附接在中間軸轂部50處。在一個示例中，離合器組殼體48具有離合器組殼體轂部45，該轂部具有用于與中間軸22連接的第一花鍵連接部47。
[0032]多個第一離合器片44和多個第二離合器片46以交替順序疊置在離合器組殼體48中。所述多個第一離合器片44具有內部接合特征結構51，以使另一個輸出軸20與第二花鍵連接部53接合。所述多個第二離合器片46具有外部接合特征結構55，以通過第三花鍵連接部57接合離合器組殼體48。
[0033]環形液壓缸34被限定在圍繞另一個輸出軸20的離合器殼體17中。環形液壓活塞36滑動地設置在環形液壓缸34中。環形液壓活塞36與多片式離合器組49軸向連接，以可選擇地在多片式離合器組49上生成接合力。因此，環形液壓活塞36是可選擇地將離合器總成13致動為被接合狀態的致動器59。在被接合狀態下，中間軸22與另一個輸出軸20連接以隨其旋轉。液壓泵-馬達14與環形液壓缸34流體連接，以可選擇地對環形液壓缸34中的液壓流體進行加壓。
[0034]第一彈性體密封件38設置在被限定在環形液壓活塞36中的第一溝槽39中，以在環形液壓活塞36的外徑37和環形液壓缸34之間形成可滑動密封件。第二彈性體密封件40設置在被限定在環形液壓活塞36中的第二溝槽41中，以在環形液壓活塞36的內徑部43和環形液壓缸34之間形成可滑動密封件。第一止推軸承42設置在環形液壓活塞36和多片式離合器組49之間，以將來自環形液壓活塞36的接合力傳遞至多片式離合器組49。反作用止推軸承62設置在多片式離合器組49和離合器殼體17之間，以對接合力進行反作用并減小多片式離合器組49和離合器殼體17之間的摩擦。
[0035]圖4所示的離合器的示例的操作示例如下:當給出接合命令時，液壓泵-馬達14從離合器殼體17內的收集槽35抽吸一些液壓流體并對液壓缸34進行加壓以維持迫壓環形活塞36的接合壓力。液壓泵-馬達14可從收集槽35內的經過濾的池抽吸流體。因此，環形活塞36在第一離合器片44和第二離合器片46的組上施力，從而使它們彼此摩擦接合。當摩擦引起的轉矩變得足夠高時，軸一起旋轉并允許轉矩在軸間傳遞。
[0036]在一個示例中，液壓泵-馬達14可吸取約50A (安培)峰值電流和12A-18A標稱電流。在另一些示例中，液壓泵-馬達14可吸取約20A至約75A峰值電流和約5A至約25A標稱電流。應理解，所吸取的電流可取決于操作液壓壓力。
[0037]在示例中，在離合器片44和46被液壓泵-馬達14所提供的力壓縮時該離合器片44和46可一起旋轉，該液壓泵-馬達14將流體供給到環形液壓缸34內，該流體壓靠在環形活塞36上。在一些示例中，可允許離合器片44和46滑移一定時間。使離合器片44和46滑移可允許在片44和46最初以不同速度旋轉時平滑地接合。例如，第一離合器片44和第二離合器片46的速度差可大于約50RPM。在不例中，第一離合器片44和第二離合器片46的速度差可在從零(車輛靜止不動，馬達關閉)到大于約200RPM之間的范圍內。在離合器總成13的示例中，由于使離合器滑移的能力，接合可以以離合器片46和46之間大于約50RPM的速度差發生而不破壞接合的平滑度。因此，與爪式離合器(下文更為詳細地描述)相比，在具有離合器總成13的示例中，在接合期間可存在較低的NVH (噪音、振動和聲震粗糙度)可能性。
[0038]在本實用新型的示例中，在信號被發送到離合器總成13之后用于接合離合器總成13的時間在從約40ms (毫秒)到約150ms的范圍內。在另一些示例中，該接合時間在從約25ms到約300ms的范圍內。應理解，該信號可從電子控制單元發送到離合器總成13。
[0039]具有離合器總成13的車輛由于使離合器片44和46滑移并由此以離合器片之間的較大速度差平滑地操作的能力而能夠“動態換擋”而不在離合器總成13中進行特殊速度控制。
[0040]止推軸承42提供離合器片44和46的旋轉以及對由環形活塞36供給的推力的反作用。離合器組殼體48由止推軸承62軸向支承以圍繞中間軸22旋轉并相對于罩蓋60移動。罩蓋60利用接合離合器殼體17中的互補溝槽的罩蓋卡環56固定地附接。罩蓋60與中間軸密封件54和罩蓋密封件58協作以封閉離合器總成13。
[0041]在本實用新型的示例中，雙向活塞(未示出)可用來在離合器總成13分離時減小離合器粘滯阻力。
[0042]圖5示出了驅動系統10’的截面，其中上述驅動系統10的一些特征結構是與驅動系統10’共有的。離合器13’包括離合器殼體以附接到變速器-差速器殼體71上，該變速器-差速器殼體附接到馬達11上。第一爪形離合器凸緣73在中間軸22上設置在離合器殼體17’內。第一爪形離合器凸緣73具有第一外徑75。多個第一外花鍵83被限定在第一爪形離合器凸緣73上。第二爪形離合器凸緣85設置在另一個輸出軸20’上的離合器殼體17’內。第二爪形離合器凸緣85具有與第一外徑75基本上相等的第二外徑87。多個第二外花鍵95被限定在第二爪形離合器凸緣85上。
[0043]滑動齒輪96具有與第一外花鍵83和第二外花鍵95互補的內花鍵97。滑動齒輪96在旋轉方面固定至/不可相對旋轉地固定至第二爪形離合器凸緣85以隨其旋轉。滑動齒輪96可沿旋轉軸線98滑動。中間軸22和另一個輸出軸20’共用旋轉軸線98。滑動齒輪96具有被接合位置，該被接合位置橋接第一爪形離合器凸緣73和第二爪形離合器凸緣85，以可選擇地將中間軸22和另一個輸出軸20’固定成一起旋轉(參見圖6)。如圖5所示，滑動齒輪96具有與被接合位置相對的分離位置以可選擇地使中間軸22與另一個輸出軸20’分離，從而允許中間軸22獨立于另一個輸出軸20’旋轉。
[0044]在圖5所示的示例中，致動器59是電磁線性致動器99，該電磁線性致動器附接到離合器殼體17’上并與滑動齒輪96連接，以在電磁線性致動器99通電時可選擇地將滑動齒輪96驅迫到被接合位置。在一個示例中，電磁線性致動器99可為電磁螺線管致動器。在另一個示例中，電磁線性致動器99可為由電動機驅動的滾珠-絲杠致動器。
[0045]撥叉86接合滑動齒輪96中的外周溝槽88，以在電磁線性致動器99通電時可選擇地將滑動齒輪96驅迫到被接合位置(參見圖6)。
[0046]在電磁線性致動器99為電磁螺線管致動器的一個示例中，螺線管致動器可吸取從約IOA至約20A峰值電流和從約3A至約4A標稱電流。在另一些示例中，螺線管致動器可吸取從約3A至約20A峰值電流和從約IA至約IOA標稱電流。圖5所示的離合器總成13’與圖6相比處于分離狀態(分離位置)，圖6提供了離合器總成13 ’的連接狀態(被接合位置)的視圖。盡管圖5和圖6所示的離合器總成13’在凸緣73和85的圓周上具有花鍵，但可使用平面爪形離合器(未示出)來替代所示的花鍵離合器。
[0047]圖5進一步示出了上文在對圖1C的討論中詳述的變速器-差速器總成12的一個示例。側齒輪82與中間軸22’花鍵連接且側齒輪84與輸出軸92花鍵連接。在圖5所示的分離狀態下，中間軸22’上基本沒有轉矩負荷。如果馬達11未旋轉，那么差速器箱80將由于兩者通過齒輪系91連接而不會旋轉。圖5示出了沿反方向旋轉的中間軸22’和輸出軸92，所述反方向旋轉將在馬達11未旋轉并且輸出軸92隨行走輪66’旋轉時發生(參見圖1B)。
[0048]圖5所示的驅動系統10’可被控制成產生平滑的動力傳動系統操作。在一個示例中，馬達11可用來在接合前使中間軸22’速度與行走輪66速度匹配，以允許在車輛運動時的平滑接合。為了平滑接合，中間軸22的速度在接合之前可在行走輪66速度的約50RPM以內。在一個示例中，車輪速度傳感器(未示出)可用于確定行走輪66和行走輪66’的速度。在另一些示例中，可推斷或計算車輪速度。在本實用新型的示例中，當車輛的速度大致為零時，離合器總成13’可平滑地接合。
[0049]在一個示例中，只要車輪速度傳感器已經單獨在車輛中連線，用于離合器總成13’的線路可具有最多2個導線。
[0050]在圖5所示的本實用新型的示例中，在信號被發送到離合器總成13’之后用于接合離合器總成13’的時間可小于200ms。在另一些示例中，該接合時間在從約IOOms到約300ms的范圍內。
[0051]圖6提供了具有處于其連接狀態下的離合器總成13’和正在操作的電動機11的驅動系統10’的視圖。電動機11驅動減速齒輪94，該減速齒輪進而驅動差速器箱80和差速器小齒輪軸4，該小齒輪軸與側齒輪82和84協作以向中間軸22’和輸出軸92提供輸出旋轉。由于離合器13’在圖6中處于被接合狀態下，因此中間軸22’與另一個輸出軸20’連接以隨其旋轉。
[0052]圖7示出了具有離合器總成13”的驅動系統10”。在圖7所示的示例中，致動器59是設置在離合器殼體17”中的環形電磁滾珠坡道式致動器61。環形電磁滾珠坡道式致動器61與多片式離合器組59軸向連接，以在電磁滾珠坡道式致動器59通電時可選擇地在多片式離合器組49上生成離合器接合力。
[0053]在圖7所示的示例中，環形電磁滾珠坡道式致動器61包括在離合器殼體17”內固定地安裝至離合器殼體17”并包圍另一個輸出軸20”的螺線管線圈63。環形滾珠坡道機構64設置在與多片式離合器組49軸向連接的離合器殼體17”內。離合器電樞77設置在螺線管線圈63和滾珠坡道機構64之間，以在螺線管線圈63通電時被磁性地吸向螺線管線圈63。將離合器電樞77吸向螺線管線圈63在滾珠坡道機構64上誘發制動轉矩。離合器機構64上的制動轉矩用于使滾珠坡道機構64向多片式離合器組49施加離合器接合力。
[0054]在一個示例中，螺線管線圈63可吸取約IOA峰值電流和從約3A至約4A標稱電流。在另一些示例中，螺線管線圈63可吸取從約3A至約20A峰值電流和從約IA至約IOA標稱電流。離合器總成13”可在處于on/off模式下時使用。離合器總成13”還可在逐漸接合模式下使用。如本文中所用，逐漸接合模式意味著允許離合器滑移并逐漸匹配離合器片44、46的速度(參見圖4)。在離合器總成13”的示例中，由于使離合器滑移的能力，可以以離合器之間大于約50RPM的速度差發生接合而不破壞接合的平滑度。圖7所示的離合器總成13”不需要任何特殊控制來允許“動態換擋”。
[0055]由于存在滾珠坡道，因此離合器總成13”可使用軸旋轉來產生完全接合。在本實用新型的示例中，在信號被發送到離合器總成13”之后用于接合離合器總成13”的時間可小于200ms。在另一些示例中，該接合時間可在從約IOOms到約300ms的范圍內。應理解，離合器總成13”的接合時間可取決于輸出軸92和另一個輸出軸20”的速度。
[0056]在一個示例中，只要車輪速度傳感器已經單獨在車輛中連線，用于離合器總成13”的線路可具有最多2個導線。
[0057]在離合器總成13”的一些示例中，可利用回位彈簧(未示出)來減小在標稱分離狀態下的離合器粘滯阻力。
[0058]圖8示出了用于可選擇地將車輛后橋69與內燃發動機67連接的離合器系統9’。離合器系統9’包括中間軸22”，該中間軸用于可選擇地附接到經變速器65與發動機67連接以隨其旋轉的車輛動力傳動系統傳動軸68上。中間軸22”被固定至驅動軸90以隨其旋轉。驅動軸90具有被固定至驅動軸90以隨其旋轉的驅動小齒輪70”。驅動小齒輪70”接合齒圈33以驅動后橋69。離合器13’ ”設置在后橋69上，以可選擇地將中間軸22”與傳動軸68連接。致動器59”可選擇地將離合器13”致動為被接合狀態。在被接合狀態下，離合器13’”可選擇地將中間軸22”與傳動軸68連接。傳動軸68和后半軸78、78’可在離合器13’ ”未處于被接合狀態時獨立地旋轉。后半軸78、78’由安裝在后橋69上的電動機11’提供動力。后橋69通過離合器13’”可選擇地與發動機67連接。因此，后橋59可以可選擇地由發動機67、電動機11’或兩者同時提供動力。應理解，離合器系統9’安裝在后橋69上，并且是對可與變速器65相關的任何離合器的增加。
[0059]應理解，術語“連接/連接的/連接件”等在本文中被寬泛地定義為包含各種輻散式連接裝置和組裝技術。這些裝置和技術包括但不限于:(I) 一個構件與另一個構件之間的直接連通，其間不存在介入的構件；以及(2) —個構件和另一個構件通過位于其間的一個或多個構件連通，假設所述一個構件被“連接”，另一個構件在一定程度上與其它構件可操作地連通(盡管它們存在一個或多個另外的構件)。
[0060]在描述和要求保護本文中公開的示例時，單數形式“一”、“一個”和“該”包括多個參照對象，上下文明顯另有所指除外。
[0061]應理解,本文提供的范圍包括述及范圍和在述及范圍內的任何值或子范圍。例如，從約25ms至約300ms的范圍應該看作不僅包括約25ms至約300ms的明確敘述的極限，而且包括諸如35ms、82ms、225ms等單獨的值和諸如從約50ms至約250ms等子范圍。此外，當利用“約”來描述一值時，這意在涵蓋與述及值的微小偏差(高達+/_10%)。
[0062]雖然已詳細描述多個示例，但對于本領域的技術人員來說，明顯地，可對所公開的示例進行修改。因此，前面的描述應被當作非限制性的。
【權利要求】
1.一種用于可選擇地將車輛后橋與馬達連接的離合器系統，其特征是，所述離合器系統包括: 中間軸，所述中間軸用于可固定地附接到差速器的側齒輪上以隨其旋轉，其中: 所述差速器的箱經由齒輪系與所述馬達連接； 所述差速器的另一個側齒輪被附接于輸出軸；并且 所述輸出軸延伸通過所述馬達的電樞的旋轉中心以與車輛的行走輪連接； 離合器，所述離合器用于可選擇地將所述中間軸與另一個輸出軸連接，所述另一個輸出軸與所述車輛的另一個行走輪連接；以及 致動器，所述致動器可選擇地將所述離合器致動為被接合狀態并由此可選擇地將所述中間軸與所述另一個輸出軸連接，其中所述輸出軸、所述另一個輸出軸和所述馬達在所述離合器未處于所述被接合狀態時獨立地旋轉。
2.如權利要求1所述的離合器系統，其特征是，所述離合器包括: 離合器殼體，所述離合器殼體用于附接到變速器-差速器殼體上，所述變速器-差速器殼體附接到所述馬達上；以及 可旋轉地設置在所述離合器殼體中的多片式離合器組，其中所述多片式離合器包括:離合器組殼體，所述離合器組殼體具有轂部，所述轂部具有用于與所述中間軸連接的第一花鍵連接部； 設置在所述離合器組殼體中的多個第一離合器片，其中所述多個第一離合器片具有內部接合特征結構以使所述另`一個輸出軸與第二花鍵連接部接合；以及 多個第二離合器片，所述第二離合器片與所述多個第一離合器片交替地設置在所述離合器組殼體中，其中所述多個第二離合器片具有外部接合特征結構以通過第三花鍵連接部接合所述離合器組殼體。
3.如權利要求2所述的離合器系統，其特征是: 所述離合器殼體包括: 限定在包圍所述另一個輸出軸的離合器殼體中的環形液壓缸；以及環形液壓活塞，所述環形液壓活塞滑動地設置在與所述多片式離合器組軸向連接的所述環形液壓缸中，以在所述多片式離合器組上生成離合器接合力，其中所述液壓活塞為所述致動器；并且 液壓泵-馬達與所述液壓缸流體連接，以可選擇地對所述環形液壓缸中的液壓流體進行加壓。
4.如權利要求3所述的離合器系統，其特征是: 所述另一個輸出軸的內端部被嵌套在限定在所述中間軸的離合器端部處的圓筒形凹窩中，其中滾珠軸承設置在所述另一個輸出軸的外周面和所述圓筒形凹窩的內表面之間，以支承所述另一個輸出軸關于所述中間軸可選擇地共軸獨立旋轉； 外滾珠軸承和內滾珠軸承設置在所述離合器殼體中，以支承所述另一個輸出軸相對于所述離合器殼體旋轉； 第一彈性體密封件設置在被限定在所述環形液壓活塞中的第一溝槽中，以在所述環形液壓活塞的外徑和所述環形液壓缸之間形成可滑動密封件； 第二彈性體密封件設置在被限定在所述環形液壓活塞中的第二溝槽中，以在所述環形液壓活塞的內徑和所述環形液壓缸之間形成可滑動密封件； 第一止推軸承設置在所述環形液壓活塞和所述多片式離合器組之間，以將來自所述環形液壓活塞的接合力傳遞至所述多片式離合器組；并且 反作用止推軸承設置在所述多片式離合器組和所述離合器殼體之間，以反作用所述接合力并減小所述離合器組和所述離合器殼體之間的摩擦。
5.如權利要求3所述的離合器系統，其特征是，所述液壓泵-馬達是無刷式直流電動機(BLDC)。
6.如權利要求3所述的離合器系統，其特征是，所述液壓泵-馬達是12V標準直流電動機。
7.如權利要求2所述的離合器系統，其特征是，所述致動器是設置在所述離合器殼體中的環形電磁滾珠坡道式致動器，所述離合器殼體與所述多片式離合器組軸向連接，以在所述電磁滾珠坡道式致動器通電時可選擇地在所述多片式離合器組上生成離合器接合力。
8.如權利要求7所述的離合器系統，其特征是，所述環形電磁滾珠坡道式致動器包括: 螺線管線圈，所述螺線管線圈在所述離合器殼體內被固定地安裝至所述離合器殼體并包圍所述另一個輸出軸； 環形滾珠坡道 機構，所述環形滾珠坡道機構設置在與所述多片式離合器組軸向連接的所述離合器殼體內；以及 離合器電樞，所述離合器電樞設置在所述螺線管線圈和所述滾珠坡道機構之間，以在所述螺線管線圈通電時被磁性地吸向所述螺線管線圈，從而在所述滾珠坡道機構上誘發制動轉矩，由此使所述滾珠坡道機構向所述多片式離合器組施加所述離合器接合力。
9.如權利要求1所述的離合器系統，其特征是，所述離合器包括: 離合器殼體，所述離合器殼體用于附接到變速器-差速器殼體上，所述變速器-差速器殼體附接到所述馬達上； 第一爪形離合器凸緣，所述第一爪形離合器凸緣在所述中間軸上設置在所述離合器殼體內，其中所述第一爪形離合器凸緣具有第一外徑； 多個第一外花鍵，所述第一外花鍵被限定在所述第一爪形離合器凸緣上； 第二爪形離合器凸緣，所述第二爪形離合器凸緣在所述另一個輸出軸上設置在所述離合器殼體內，其中所述第二爪形離合器凸緣具有與所述第一外徑基本上相等的第二外徑；多個第二外花鍵，所述第二外花鍵被限定在所述第二爪形離合器凸緣上；以及滑動齒輪，所述滑動齒輪具有與所述第一外花鍵和所述第二外花鍵互補的內花鍵，其特征是: 所述滑動齒輪在旋轉方面固定至所述第一爪形離合器以隨其旋轉； 所述滑動齒輪可沿旋轉軸線滑動； 所述中間軸和所述另一個輸出軸共用所述旋轉軸線； 所述滑動齒輪具有被接合位置，所述被接合位置橋接所述第一爪形離合器凸緣和所述第二爪形離合器凸緣，以可選擇地固定所述中間軸和所述另一個輸出軸一起旋轉；并且所述滑動齒輪具有與所述被接合位置相對的分離位置，以可選擇地使所述中間軸與所述另一個輸出軸分離，從而允許所述中間軸獨立于所述另一個輸出軸旋轉。
10.如權利要求9所述的離合器系統，其特征是:所述致動器為電磁線性致動器，所述電磁線性致動器附接到所述離合器殼體上并與所述滑動齒輪連接，以在所述電磁線性致動器通電時可選擇地將所述滑動齒輪驅迫到所述被接合位直；并且 撥叉接合所述滑動齒輪中的外周溝槽，以在所述電磁線性致動器通電時可選擇地將所述滑動齒輪驅迫到所述被接合位置。
11.如權利要求10所述的離合器系統，其特征是，所述電磁線性致動器為電磁螺線管致動器。
12.如權利要求10所述的離合器系統，其特征是，所述電磁線性致動器為由電動機驅動的滾珠-絲杠致動器。
13.一種離合器系統，用于可選擇地將車輛后橋與內燃發動機連接，其特征是，所述離合器系統包括: 中間軸，所述中間軸用于可固定地附接到車輛傳動系統傳動軸上，所述傳動軸通過變速器與所述發動機連接以隨其旋轉； 驅動軸，所述驅動軸具有驅動小齒輪，所述驅動小齒輪被固定至所述驅動軸以隨其旋轉，其中所述驅動小齒輪接合齒圈以驅動所述后橋； 離合器，所述離合器設置在所述后橋上，以可選擇地將所述中間軸與所述驅動軸連接；以及 致動器，所述致動器用于可選擇地將所述離合器致動為被接合狀態并由此可選擇地將所述中間軸與所述驅動軸連接，其中當所述離合器未處于所述被接合狀態時，所述傳動軸和所述后橋獨立地旋轉，并`且所述后橋由安裝在所述后橋上的電動機提供動力并可選擇地通過所述離合器與所述發動機連接。
14.一種車輛后橋，其特征是，所述車輛后橋包括: 變速器-差速器總成，所述變速器-差速器總成附接到電動機的電動機殼體上；中間軸，所述中間軸穿過被限定在所述變速器-差速器總成的變速器-差速器殼體中的孔口可旋轉地設置； 輸出軸，所述輸出軸與所述中間軸相對并與該中間軸共軸地經所述變速器-差速器殼體中的另一個孔口延伸通過所述電動機的電樞的旋轉中心，以與車輛的行走輪連接； 離合器，所述離合器用于可選擇地將所述中間軸與另一個輸出軸連接，所述另一個輸出軸與所述車輛的另一個行走輪連接；以及 致動器，所述致動器可選擇地將所述離合器致動為被接合狀態并由此可選擇地將所述中間軸與所述另一個輸出軸連接，其中所述輸出軸、所述另一個輸出軸和所述馬達在所述離合器未處于所述被接合狀態時獨立地旋轉。
15.如權利要求14所述的車輛后橋，其特征是，所述變速器-差速器總成包括: 設置在所述變速器-差速器殼體中的差速器總成，所述差速器總成具有: 差速器箱，所述差速器箱圍繞旋轉軸線旋轉； 齒圈，所述齒圈被固定至所述差速器箱以與該差速器箱共軸地旋轉； 減速齒輪，所述減速齒輪與驅動電機輸出小齒輪嚙合； 副軸，所述副軸被固定至所述減速齒輪以隨其旋轉；以及 副軸小齒輪，所述副軸小齒輪被固定至所述副軸以隨其旋轉，其中所述副軸小齒輪與所述齒圈嚙合地接合。`
【文檔編號】B60K6/38GK203611728SQ201320402543
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2013年7月8日 優先權日:2012年7月9日
【發明者】M·G·福克斯 申請人:伊頓公司