离合器系统和车辆后桥的制作方法
【专利摘要】一种离合器系统和车辆后桥，离合器系统可选择地将车辆后桥与马达连接。该离合器系统包括用于可固定地附接到差速器的侧齿轮上以随其旋转的中间轴。差速器的箱经由齿轮系与马达连接。差速器的另一个侧齿轮被固定至输出轴，并且该输出轴延伸通过马达的电枢的旋转中心以与车辆的行走轮连接。离合器可选择地将中间轴与另一个输出轴连接，所述另一个输出轴与车辆的另一个行走轮连接。致动器用于将离合器致动为被接合状态并由此可选择地将中间轴与另一个输出轴连接。当离合器未处于被接合状态时，输出轴、另一个输出轴和马达独立地旋转。
【专利说明】离合器系统和车辆后桥
[0001]对相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2012年7月9日提交的美国临时专利申请系列号61/669，275的权益，该申请通过全文引用的方式并入本文中。
[0003]【技术领域】
[0004]本实用新型涉及汽车领域，具体为一种离合器系统以及包含该离合器系统的车辆后桥。
【背景技术】
[0005]在一些车辆中，电动机用来可选择地驱动后轮，而另一个动力源例如内燃发动机驱动前轮。
实用新型内容
[0006]本文中公开的离合器系统的一个示例可选择地将车辆后桥与马达连接。该离合器系统包括用于可固定地附接到差速器的侧齿轮/半轴齿轮上以随其旋转的中间轴，其中，差速器箱经由齿轮系与马达连接，差速器的另一个侧齿轮附接于输出轴，并且该输出轴延伸通过马达的电枢的旋转中心以与车辆的行走轮连接。该离合器系统还包括离合器，所述离合器用于可选择地将中间轴与另一个输出轴连接，所述另一个输出轴与车辆的另一个行走轮连接。该离合器系统还包括致动器，所述致动器可选择地将离合器致动为被接合状态并由此可选择地将中间轴与另一个输出轴连接，其中当离合器未处于被接合状态时，输出轴、另一个输出轴和马达独立地旋转。
[0007]本文还提供一种离合器系统，用于可选择地将车辆后桥与内燃发动机连接，其特征是，所述离合器系统包括:中间轴，所述中间轴用于可固定地附接到车辆传动系统传动轴上，所述传动轴通过变速器与所述发动机连接以随其旋转；驱动轴，所述驱动轴具有驱动小齿轮，所述驱动小齿轮被固定至所述驱动轴以随其旋转，其中所述驱动小齿轮接合齿圈以驱动所述后桥；离合器，所述离合器设置在所述后桥上，以可选择地将所述中间轴与所述驱动轴连接；以及致动器，所述致动器用于可选择地将所述离合器致动为被接合状态并由此可选择地将所述中间轴与所述驱动轴连接，其中当所述离合器未处于所述被接合状态时，所述传动轴和所述后桥独立地旋转，并且所述后桥由安装在所述后桥上的电动机提供动力并可选择地通过所述离合器与所述发动机连接。
[0008]本文还提供一种车辆后桥，所述车辆后桥包括:变速器-差速器总成，所述变速器-差速器总成附接到电动机的电动机壳体上；中间轴，所述中间轴穿过被限定在所述变速器-差速器总成的变速器-差速器壳体中的孔口可旋转地设置；输出轴，所述输出轴与所述中间轴相对并与该中间轴共轴地经所述变速器-差速器壳体中的另一个孔口延伸通过所述电动机的电枢的旋转中心，以与车辆的行走轮连接；离合器，所述离合器用于可选择地将所述中间轴与另一个输出轴连接，所述另一个输出轴与所述车辆的另一个行走轮连接；以及致动器，所述致动器可选择地将所述离合器致动为被接合状态并由此可选择地将所述中间轴与所述另一个输出轴连接，其中所述输出轴、所述另一个输出轴和所述马达在所述离合器未处于所述被接合状态时独立地旋转。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]通过参考以下详细描述和附图，本实用新型的示例的特征和优点将变得明显，在附图中相似的附图标记对应于相同或虽然或许不完全一样但类似的构件。为了简洁，具有前述功能的附图标记或特征结构可以结合它们出现在其中的其它附图进行描述，也可以不进行描述。
[0010]图1A是根据本实用新型的车辆中的传动系统的一个示例的半示意性局部透视图；
[0011]图1B是根据本实用新型的后桥的半示意性剖视图；
[0012]图1C是根据本实用新型的变速器-差速器的半示意性剖视图；
[0013]图2是根据本实用新型的一个示例的安装在车辆副车架中的离合器总成的一个示例的半示意性前透视图；
[0014]图3是根据本实用新型的一个示例的离合器总成的一个示例的半示意性后透视图；
[0015]图4是根据本实用新型的一个示例的图3所示的离合器总成的示例的剖视图；
[0016]图5是根据本实用新型的一个示例的示出了具有分离的爪形离合器的离合器总成的桥总成的一个示例的半示意性顶部剖视图；
[0017]图6是根据本实用新型的一个示例的示出了被接合的爪形离合器的图5所示的桥总成的半示意性顶部剖视图；
[0018]图7是根据本实用新型的一个示例的具有滚珠坡道机构的离合器总成的一个示例的不意图；以及
[0019]图8是根据本实用新型的一个示例的用于可选择地将车辆后桥与内燃发动机连接的离合器系统的一个示例的示意图。
【具体实施方式】
[0020]在一些混合动力车辆中，电动机可与内燃发动机相结合地向驱动轮提供动力。
[0021]根据本实用新型的示例提供用于动力传动系统构件的电动离合器性能。例如，如本文中公开的离合器系统可提供用于车辆中被提供动力的后桥的半轴分离。在一个示例中，车辆可具有电驱动后桥和由内燃发动机驱动的前轮，从内燃发动机到后桥不具有传动轴。可包括离合器以允许后轮在惯性滑行状态下与电动机分离。在另一个示例中，可存在将内燃发动机与后桥连接的传动轴。可包括离合器以允许传动轴可选择地与后桥分离。
[0022]现在参照图1A，示例性驱动系统10如图所示通过与行走轮66和66’的连接设置在车辆中。驱动系统10在图1A中作为虚线框内的构件被示出，包括马达11、变速器/差速器总成12和离合器总成13 (具有液压泵-马达14)。马达11通过下文将更为详细地描述的变速器-差速器总成12向行走轮66和66’提供驱动力。
[0023]图1B示意性地示出了用于可选择地将车辆后桥与马达11连接的离合器系统9。马达11可为电动机。离合器系统9包括用于可固定地附接到差速器79的侧齿轮82上以随其旋转的中间轴22。差速器79的箱80经由齿轮系91与马达11连接。差速器79的另一个侧齿轮84附接于输出轴92。输出轴92沿马达11的电枢76的旋转中心93延伸穿过该电枢76，以与车辆8的行走轮66’连接。离合器系统9还包括用于可选择地将中间轴22与另一个输出轴20连接的离合器13。该另一个输出轴20与车辆8的另一个行走轮66连接。致动器59被包括在离合器系统9中，以可选择地将离合器13致动为被接合状态。致动器59可被限定在离合器13内或者与离合器13连接，以可选择地致动离合器13。通过可选择地致动离合器13为被接合状态，致动器59可选择地将中间轴22与另一个输出轴20连接。离合器13如旋转方向箭头89所示在图1B中被示出处于被接合状态。旋转方向箭头89并不意味着差速器79被锁定。图1B所示的差速器79是可操作的。因此，输出轴92和另一个输出轴20可以以不同速率转动，以在从马达11施加旋转动力的同时使车辆8适应在曲折路径上行驶。当离合器13未处于被接合状态时，输出轴92、另一个输出轴20和马达11独立地旋转。因此，当离合器13未处于被接合状态时，旋转动力并未从马达11流向输出轴92或另一个输出轴20。
[0024]图1C示出了根据本实用新型的变速器-差速器总成12。差速器总成7设置在变速器-差速器壳体12中。差速器总成7包括差速器箱80以围绕旋转轴线98旋转。差速器箱80保持侧齿轮82和84，所述侧齿轮82和84经由小齿轮70和70’相互协作。小齿轮70和70’在差速器小齿轮轴4上在差速器箱80内旋转，以允许侧齿轮82和84之间的相对旋转。
[0025]齿圈33’被固定至差速器箱80以与其共轴地旋转。减速齿轮94与驱动电机输出小齿轮72互相啮合。减速齿轮94具有比驱动电机输出小齿轮72的节圆直径大的节圆直径。副轴6被固定至减速齿轮94以随其旋转。副轴小齿轮5被固定至副轴6以随其旋转。副轴小齿轮5具有比减速齿轮94的节圆直径小的节圆直径。副轴小齿轮5与齿圈33’啮合地接合。副轴小齿轮5的节圆直径比齿圈33’的节圆直径小。驱动电机输出小齿轮72、减速齿轮94、副轴6、副轴小齿轮5和齿圈33’共同形成根据本实用新型的齿轮系91的一个示例。应理解，还有另外的齿轮系91可用来实现马达11和差速器箱80之间的期望齿轮减速。例如，行星齿轮(未示出)可被包括在齿轮系91中。
[0026]图2示出了具有包括车辆副车架16的示例性驱动系统10和排气管15的车辆的一部分。电动机11与变速器-差速器12连接，该变速器-差速器与离合器总成13的离合器壳体17连接。输出轴92 (参见图1B)伸出至电动机11以外。另一个输出轴20与输出轴92相对地/对置地延伸，并被示出具有等速(CV)接头和保护盖。液压泵-马达14被示出与离合器总成13连接。
[0027]图3示出了离合器总成13的一个示例的更详细的外部视图。液压泵-马达14被固定地附接到离合器总成13上。离合器壳体17封闭离合器总成13的内部构件。液压泵-马达14与环形液压缸34 (参见图4)流体连接，以可选择地对环形液压缸34中的液压流体进行加压。结构肋(包括结构肋21)可被限定在离合器壳体17中，以提供刚度和支承。防尘盖24通过基本排除诸如灰尘、道路碎屑等外来污物而保护离合器总成13内部构件。电连接器19从电源(未示出)向离合器总成13提供电力。电连接器19还可将电气控制回路与电子控制器(未示出)连接。温度和压力传感器组件18可附接到液压泵-马达14上。来自温度和压力传感器组件18的温度和压力信息可用于控制液压泵-马达14。中间轴22从离合器壳体17轴向延伸。另一个输出轴20与中间轴22相对地/对置地从离合器壳体17轴向延伸。
[0028]离合器总成13可在低压力(例如，约200psi)下正常操作，以便使能量使用最小化。在示例中，液压压力可在从约50psi到约500psi的范围内。
[0029]在本实用新型的离合器总成13的示例中，用于离合器总成13的线路可包括7到8个用于无刷式直流(BLDC)电机的导线/导体以及4个用于压力和温度传感器组件19的导线/导体。在另一些示例中，可使用12V (伏特)标准DC电机而不是BLDC电机。BLDC电机可具有比12V DC电机短的响应时间。
[0030]图4示出了根据本实用新型的离合器总成13的一个示例的剖视图。离合器总成13提供了从中间轴22到另一个输出轴20的轴分离功能。离合器总成13是封闭系统，意味着密封件封闭内部容纳有其自己的液压流体的系统。防尘盖24与旋转的输出轴20协作，以从离合器总成13的内部构件排出较大的污物。输出轴唇缘密封件26密封另一个可旋转的输出轴20，由此排出外来污物并将液压流体保持在离合器总成13的内部。另一个输出轴20在轴段30上由外滚珠轴承27和内滚珠轴承29支承在离合器壳体17中，以支承另一个输出轴20相对于离合器壳体旋转。外轴承27通过卡环28保持在离合器壳体17内。另一个输出轴20的内端部被嵌套在限定在中间轴22的离合器端部25处的圆筒形凹窝23中。滚珠轴承52设置在另一个输出轴20的外周面31和圆筒形凹窝23的内表面32之间，以支承另一个输出轴20。中间轴22布置成沿与另一个输出轴20相同的轴线旋转并由滚珠轴承52支承以关于中间轴22可选择地共轴独立旋转。
[0031]在图4所示的本实用新型的示例中，多片式离合器组49可旋转地设置在离合器壳体17中。多片式离合器组49包括离合器组壳体48。离合器组壳体48例如通过用于随中间轴22旋转的花键接头固定地附接在中间轴毂部50处。在一个示例中，离合器组壳体48具有离合器组壳体毂部45，该毂部具有用于与中间轴22连接的第一花键连接部47。
[0032]多个第一离合器片44和多个第二离合器片46以交替顺序叠置在离合器组壳体48中。所述多个第一离合器片44具有内部接合特征结构51，以使另一个输出轴20与第二花键连接部53接合。所述多个第二离合器片46具有外部接合特征结构55，以通过第三花键连接部57接合离合器组壳体48。
[0033]环形液压缸34被限定在围绕另一个输出轴20的离合器壳体17中。环形液压活塞36滑动地设置在环形液压缸34中。环形液压活塞36与多片式离合器组49轴向连接，以可选择地在多片式离合器组49上生成接合力。因此，环形液压活塞36是可选择地将离合器总成13致动为被接合状态的致动器59。在被接合状态下，中间轴22与另一个输出轴20连接以随其旋转。液压泵-马达14与环形液压缸34流体连接，以可选择地对环形液压缸34中的液压流体进行加压。
[0034]第一弹性体密封件38设置在被限定在环形液压活塞36中的第一沟槽39中，以在环形液压活塞36的外径37和环形液压缸34之间形成可滑动密封件。第二弹性体密封件40设置在被限定在环形液压活塞36中的第二沟槽41中，以在环形液压活塞36的内径部43和环形液压缸34之间形成可滑动密封件。第一止推轴承42设置在环形液压活塞36和多片式离合器组49之间，以将来自环形液压活塞36的接合力传递至多片式离合器组49。反作用止推轴承62设置在多片式离合器组49和离合器壳体17之间，以对接合力进行反作用并减小多片式离合器组49和离合器壳体17之间的摩擦。
[0035]图4所示的离合器的示例的操作示例如下:当给出接合命令时，液压泵-马达14从离合器壳体17内的收集槽35抽吸一些液压流体并对液压缸34进行加压以维持迫压环形活塞36的接合压力。液压泵-马达14可从收集槽35内的经过滤的池抽吸流体。因此，环形活塞36在第一离合器片44和第二离合器片46的组上施力，从而使它们彼此摩擦接合。当摩擦引起的转矩变得足够高时，轴一起旋转并允许转矩在轴间传递。
[0036]在一个示例中，液压泵-马达14可吸取约50A (安培)峰值电流和12A-18A标称电流。在另一些示例中，液压泵-马达14可吸取约20A至约75A峰值电流和约5A至约25A标称电流。应理解，所吸取的电流可取决于操作液压压力。
[0037]在示例中，在离合器片44和46被液压泵-马达14所提供的力压缩时该离合器片44和46可一起旋转，该液压泵-马达14将流体供给到环形液压缸34内，该流体压靠在环形活塞36上。在一些示例中，可允许离合器片44和46滑移一定时间。使离合器片44和46滑移可允许在片44和46最初以不同速度旋转时平滑地接合。例如，第一离合器片44和第二离合器片46的速度差可大于约50RPM。在不例中，第一离合器片44和第二离合器片46的速度差可在从零(车辆静止不动，马达关闭)到大于约200RPM之间的范围内。在离合器总成13的示例中，由于使离合器滑移的能力，接合可以以离合器片46和46之间大于约50RPM的速度差发生而不破坏接合的平滑度。因此，与爪式离合器(下文更为详细地描述)相比，在具有离合器总成13的示例中，在接合期间可存在较低的NVH (噪音、振动和声震粗糙度)可能性。
[0038]在本实用新型的示例中，在信号被发送到离合器总成13之后用于接合离合器总成13的时间在从约40ms (毫秒)到约150ms的范围内。在另一些示例中，该接合时间在从约25ms到约300ms的范围内。应理解，该信号可从电子控制单元发送到离合器总成13。
[0039]具有离合器总成13的车辆由于使离合器片44和46滑移并由此以离合器片之间的较大速度差平滑地操作的能力而能够“动态换挡”而不在离合器总成13中进行特殊速度控制。
[0040]止推轴承42提供离合器片44和46的旋转以及对由环形活塞36供给的推力的反作用。离合器组壳体48由止推轴承62轴向支承以围绕中间轴22旋转并相对于罩盖60移动。罩盖60利用接合离合器壳体17中的互补沟槽的罩盖卡环56固定地附接。罩盖60与中间轴密封件54和罩盖密封件58协作以封闭离合器总成13。
[0041]在本实用新型的示例中，双向活塞(未示出)可用来在离合器总成13分离时减小离合器粘滞阻力。
[0042]图5示出了驱动系统10’的截面，其中上述驱动系统10的一些特征结构是与驱动系统10’共有的。离合器13’包括离合器壳体以附接到变速器-差速器壳体71上，该变速器-差速器壳体附接到马达11上。第一爪形离合器凸缘73在中间轴22上设置在离合器壳体17’内。第一爪形离合器凸缘73具有第一外径75。多个第一外花键83被限定在第一爪形离合器凸缘73上。第二爪形离合器凸缘85设置在另一个输出轴20’上的离合器壳体17’内。第二爪形离合器凸缘85具有与第一外径75基本上相等的第二外径87。多个第二外花键95被限定在第二爪形离合器凸缘85上。
[0043]滑动齿轮96具有与第一外花键83和第二外花键95互补的内花键97。滑动齿轮96在旋转方面固定至/不可相对旋转地固定至第二爪形离合器凸缘85以随其旋转。滑动齿轮96可沿旋转轴线98滑动。中间轴22和另一个输出轴20’共用旋转轴线98。滑动齿轮96具有被接合位置，该被接合位置桥接第一爪形离合器凸缘73和第二爪形离合器凸缘85，以可选择地将中间轴22和另一个输出轴20’固定成一起旋转(参见图6)。如图5所示，滑动齿轮96具有与被接合位置相对的分离位置以可选择地使中间轴22与另一个输出轴20’分离，从而允许中间轴22独立于另一个输出轴20’旋转。
[0044]在图5所示的示例中，致动器59是电磁线性致动器99，该电磁线性致动器附接到离合器壳体17’上并与滑动齿轮96连接，以在电磁线性致动器99通电时可选择地将滑动齿轮96驱迫到被接合位置。在一个示例中，电磁线性致动器99可为电磁螺线管致动器。在另一个示例中，电磁线性致动器99可为由电动机驱动的滚珠-丝杠致动器。
[0045]拨叉86接合滑动齿轮96中的外周沟槽88，以在电磁线性致动器99通电时可选择地将滑动齿轮96驱迫到被接合位置(参见图6)。
[0046]在电磁线性致动器99为电磁螺线管致动器的一个示例中，螺线管致动器可吸取从约IOA至约20A峰值电流和从约3A至约4A标称电流。在另一些示例中，螺线管致动器可吸取从约3A至约20A峰值电流和从约IA至约IOA标称电流。图5所示的离合器总成13’与图6相比处于分离状态(分离位置)，图6提供了离合器总成13 ’的连接状态(被接合位置)的视图。尽管图5和图6所示的离合器总成13’在凸缘73和85的圆周上具有花键，但可使用平面爪形离合器(未示出)来替代所示的花键离合器。
[0047]图5进一步示出了上文在对图1C的讨论中详述的变速器-差速器总成12的一个示例。侧齿轮82与中间轴22’花键连接且侧齿轮84与输出轴92花键连接。在图5所示的分离状态下，中间轴22’上基本没有转矩负荷。如果马达11未旋转，那么差速器箱80将由于两者通过齿轮系91连接而不会旋转。图5示出了沿反方向旋转的中间轴22’和输出轴92，所述反方向旋转将在马达11未旋转并且输出轴92随行走轮66’旋转时发生(参见图1B)。
[0048]图5所示的驱动系统10’可被控制成产生平滑的动力传动系统操作。在一个示例中，马达11可用来在接合前使中间轴22’速度与行走轮66速度匹配，以允许在车辆运动时的平滑接合。为了平滑接合，中间轴22的速度在接合之前可在行走轮66速度的约50RPM以内。在一个示例中，车轮速度传感器(未示出)可用于确定行走轮66和行走轮66’的速度。在另一些示例中，可推断或计算车轮速度。在本实用新型的示例中，当车辆的速度大致为零时，离合器总成13’可平滑地接合。
[0049]在一个示例中，只要车轮速度传感器已经单独在车辆中连线，用于离合器总成13’的线路可具有最多2个导线。
[0050]在图5所示的本实用新型的示例中，在信号被发送到离合器总成13’之后用于接合离合器总成13’的时间可小于200ms。在另一些示例中，该接合时间在从约IOOms到约300ms的范围内。
[0051]图6提供了具有处于其连接状态下的离合器总成13’和正在操作的电动机11的驱动系统10’的视图。电动机11驱动减速齿轮94，该减速齿轮进而驱动差速器箱80和差速器小齿轮轴4，该小齿轮轴与侧齿轮82和84协作以向中间轴22’和输出轴92提供输出旋转。由于离合器13’在图6中处于被接合状态下，因此中间轴22’与另一个输出轴20’连接以随其旋转。
[0052]图7示出了具有离合器总成13”的驱动系统10”。在图7所示的示例中，致动器59是设置在离合器壳体17”中的环形电磁滚珠坡道式致动器61。环形电磁滚珠坡道式致动器61与多片式离合器组59轴向连接，以在电磁滚珠坡道式致动器59通电时可选择地在多片式离合器组49上生成离合器接合力。
[0053]在图7所示的示例中，环形电磁滚珠坡道式致动器61包括在离合器壳体17”内固定地安装至离合器壳体17”并包围另一个输出轴20”的螺线管线圈63。环形滚珠坡道机构64设置在与多片式离合器组49轴向连接的离合器壳体17”内。离合器电枢77设置在螺线管线圈63和滚珠坡道机构64之间，以在螺线管线圈63通电时被磁性地吸向螺线管线圈63。将离合器电枢77吸向螺线管线圈63在滚珠坡道机构64上诱发制动转矩。离合器机构64上的制动转矩用于使滚珠坡道机构64向多片式离合器组49施加离合器接合力。
[0054]在一个示例中，螺线管线圈63可吸取约IOA峰值电流和从约3A至约4A标称电流。在另一些示例中，螺线管线圈63可吸取从约3A至约20A峰值电流和从约IA至约IOA标称电流。离合器总成13”可在处于on/off模式下时使用。离合器总成13”还可在逐渐接合模式下使用。如本文中所用，逐渐接合模式意味着允许离合器滑移并逐渐匹配离合器片44、46的速度(参见图4)。在离合器总成13”的示例中，由于使离合器滑移的能力，可以以离合器之间大于约50RPM的速度差发生接合而不破坏接合的平滑度。图7所示的离合器总成13”不需要任何特殊控制来允许“动态换挡”。
[0055]由于存在滚珠坡道，因此离合器总成13”可使用轴旋转来产生完全接合。在本实用新型的示例中，在信号被发送到离合器总成13”之后用于接合离合器总成13”的时间可小于200ms。在另一些示例中，该接合时间可在从约IOOms到约300ms的范围内。应理解，离合器总成13”的接合时间可取决于输出轴92和另一个输出轴20”的速度。
[0056]在一个示例中，只要车轮速度传感器已经单独在车辆中连线，用于离合器总成13”的线路可具有最多2个导线。
[0057]在离合器总成13”的一些示例中，可利用回位弹簧(未示出)来减小在标称分离状态下的离合器粘滞阻力。
[0058]图8示出了用于可选择地将车辆后桥69与内燃发动机67连接的离合器系统9’。离合器系统9’包括中间轴22”，该中间轴用于可选择地附接到经变速器65与发动机67连接以随其旋转的车辆动力传动系统传动轴68上。中间轴22”被固定至驱动轴90以随其旋转。驱动轴90具有被固定至驱动轴90以随其旋转的驱动小齿轮70”。驱动小齿轮70”接合齿圈33以驱动后桥69。离合器13’ ”设置在后桥69上，以可选择地将中间轴22”与传动轴68连接。致动器59”可选择地将离合器13”致动为被接合状态。在被接合状态下，离合器13’”可选择地将中间轴22”与传动轴68连接。传动轴68和后半轴78、78’可在离合器13’ ”未处于被接合状态时独立地旋转。后半轴78、78’由安装在后桥69上的电动机11’提供动力。后桥69通过离合器13’”可选择地与发动机67连接。因此，后桥59可以可选择地由发动机67、电动机11’或两者同时提供动力。应理解，离合器系统9’安装在后桥69上，并且是对可与变速器65相关的任何离合器的增加。
[0059]应理解，术语“连接/连接的/连接件”等在本文中被宽泛地定义为包含各种辐散式连接装置和组装技术。这些装置和技术包括但不限于:(I) 一个构件与另一个构件之间的直接连通，其间不存在介入的构件；以及(2) —个构件和另一个构件通过位于其间的一个或多个构件连通，假设所述一个构件被“连接”，另一个构件在一定程度上与其它构件可操作地连通(尽管它们存在一个或多个另外的构件)。
[0060]在描述和要求保护本文中公开的示例时，单数形式“一”、“一个”和“该”包括多个参照对象，上下文明显另有所指除外。
[0061]应理解,本文提供的范围包括述及范围和在述及范围内的任何值或子范围。例如，从约25ms至约300ms的范围应该看作不仅包括约25ms至约300ms的明确叙述的极限，而且包括诸如35ms、82ms、225ms等单独的值和诸如从约50ms至约250ms等子范围。此外，当利用“约”来描述一值时，这意在涵盖与述及值的微小偏差(高达+/_10%)。
[0062]虽然已详细描述多个示例，但对于本领域的技术人员来说，明显地，可对所公开的示例进行修改。因此，前面的描述应被当作非限制性的。
【权利要求】
1.一种用于可选择地将车辆后桥与马达连接的离合器系统，其特征是，所述离合器系统包括: 中间轴，所述中间轴用于可固定地附接到差速器的侧齿轮上以随其旋转，其中: 所述差速器的箱经由齿轮系与所述马达连接； 所述差速器的另一个侧齿轮被附接于输出轴；并且 所述输出轴延伸通过所述马达的电枢的旋转中心以与车辆的行走轮连接； 离合器，所述离合器用于可选择地将所述中间轴与另一个输出轴连接，所述另一个输出轴与所述车辆的另一个行走轮连接；以及 致动器，所述致动器可选择地将所述离合器致动为被接合状态并由此可选择地将所述中间轴与所述另一个输出轴连接，其中所述输出轴、所述另一个输出轴和所述马达在所述离合器未处于所述被接合状态时独立地旋转。
2.如权利要求1所述的离合器系统，其特征是，所述离合器包括: 离合器壳体，所述离合器壳体用于附接到变速器-差速器壳体上，所述变速器-差速器壳体附接到所述马达上；以及 可旋转地设置在所述离合器壳体中的多片式离合器组，其中所述多片式离合器包括:离合器组壳体，所述离合器组壳体具有毂部，所述毂部具有用于与所述中间轴连接的第一花键连接部； 设置在所述离合器组壳体中的多个第一离合器片，其中所述多个第一离合器片具有内部接合特征结构以使所述另`一个输出轴与第二花键连接部接合；以及 多个第二离合器片，所述第二离合器片与所述多个第一离合器片交替地设置在所述离合器组壳体中，其中所述多个第二离合器片具有外部接合特征结构以通过第三花键连接部接合所述离合器组壳体。
3.如权利要求2所述的离合器系统，其特征是: 所述离合器壳体包括: 限定在包围所述另一个输出轴的离合器壳体中的环形液压缸；以及环形液压活塞，所述环形液压活塞滑动地设置在与所述多片式离合器组轴向连接的所述环形液压缸中，以在所述多片式离合器组上生成离合器接合力，其中所述液压活塞为所述致动器；并且 液压泵-马达与所述液压缸流体连接，以可选择地对所述环形液压缸中的液压流体进行加压。
4.如权利要求3所述的离合器系统，其特征是: 所述另一个输出轴的内端部被嵌套在限定在所述中间轴的离合器端部处的圆筒形凹窝中，其中滚珠轴承设置在所述另一个输出轴的外周面和所述圆筒形凹窝的内表面之间，以支承所述另一个输出轴关于所述中间轴可选择地共轴独立旋转； 外滚珠轴承和内滚珠轴承设置在所述离合器壳体中，以支承所述另一个输出轴相对于所述离合器壳体旋转； 第一弹性体密封件设置在被限定在所述环形液压活塞中的第一沟槽中，以在所述环形液压活塞的外径和所述环形液压缸之间形成可滑动密封件； 第二弹性体密封件设置在被限定在所述环形液压活塞中的第二沟槽中，以在所述环形液压活塞的内径和所述环形液压缸之间形成可滑动密封件； 第一止推轴承设置在所述环形液压活塞和所述多片式离合器组之间，以将来自所述环形液压活塞的接合力传递至所述多片式离合器组；并且 反作用止推轴承设置在所述多片式离合器组和所述离合器壳体之间，以反作用所述接合力并减小所述离合器组和所述离合器壳体之间的摩擦。
5.如权利要求3所述的离合器系统，其特征是，所述液压泵-马达是无刷式直流电动机(BLDC)。
6.如权利要求3所述的离合器系统，其特征是，所述液压泵-马达是12V标准直流电动机。
7.如权利要求2所述的离合器系统，其特征是，所述致动器是设置在所述离合器壳体中的环形电磁滚珠坡道式致动器，所述离合器壳体与所述多片式离合器组轴向连接，以在所述电磁滚珠坡道式致动器通电时可选择地在所述多片式离合器组上生成离合器接合力。
8.如权利要求7所述的离合器系统，其特征是，所述环形电磁滚珠坡道式致动器包括: 螺线管线圈，所述螺线管线圈在所述离合器壳体内被固定地安装至所述离合器壳体并包围所述另一个输出轴； 环形滚珠坡道 机构，所述环形滚珠坡道机构设置在与所述多片式离合器组轴向连接的所述离合器壳体内；以及 离合器电枢，所述离合器电枢设置在所述螺线管线圈和所述滚珠坡道机构之间，以在所述螺线管线圈通电时被磁性地吸向所述螺线管线圈，从而在所述滚珠坡道机构上诱发制动转矩，由此使所述滚珠坡道机构向所述多片式离合器组施加所述离合器接合力。
9.如权利要求1所述的离合器系统，其特征是，所述离合器包括: 离合器壳体，所述离合器壳体用于附接到变速器-差速器壳体上，所述变速器-差速器壳体附接到所述马达上； 第一爪形离合器凸缘，所述第一爪形离合器凸缘在所述中间轴上设置在所述离合器壳体内，其中所述第一爪形离合器凸缘具有第一外径； 多个第一外花键，所述第一外花键被限定在所述第一爪形离合器凸缘上； 第二爪形离合器凸缘，所述第二爪形离合器凸缘在所述另一个输出轴上设置在所述离合器壳体内，其中所述第二爪形离合器凸缘具有与所述第一外径基本上相等的第二外径；多个第二外花键，所述第二外花键被限定在所述第二爪形离合器凸缘上；以及滑动齿轮，所述滑动齿轮具有与所述第一外花键和所述第二外花键互补的内花键，其特征是: 所述滑动齿轮在旋转方面固定至所述第一爪形离合器以随其旋转； 所述滑动齿轮可沿旋转轴线滑动； 所述中间轴和所述另一个输出轴共用所述旋转轴线； 所述滑动齿轮具有被接合位置，所述被接合位置桥接所述第一爪形离合器凸缘和所述第二爪形离合器凸缘，以可选择地固定所述中间轴和所述另一个输出轴一起旋转；并且所述滑动齿轮具有与所述被接合位置相对的分离位置，以可选择地使所述中间轴与所述另一个输出轴分离，从而允许所述中间轴独立于所述另一个输出轴旋转。
10.如权利要求9所述的离合器系统，其特征是:所述致动器为电磁线性致动器，所述电磁线性致动器附接到所述离合器壳体上并与所述滑动齿轮连接，以在所述电磁线性致动器通电时可选择地将所述滑动齿轮驱迫到所述被接合位直；并且 拨叉接合所述滑动齿轮中的外周沟槽，以在所述电磁线性致动器通电时可选择地将所述滑动齿轮驱迫到所述被接合位置。
11.如权利要求10所述的离合器系统，其特征是，所述电磁线性致动器为电磁螺线管致动器。
12.如权利要求10所述的离合器系统，其特征是，所述电磁线性致动器为由电动机驱动的滚珠-丝杠致动器。
13.一种离合器系统，用于可选择地将车辆后桥与内燃发动机连接，其特征是，所述离合器系统包括: 中间轴，所述中间轴用于可固定地附接到车辆传动系统传动轴上，所述传动轴通过变速器与所述发动机连接以随其旋转； 驱动轴，所述驱动轴具有驱动小齿轮，所述驱动小齿轮被固定至所述驱动轴以随其旋转，其中所述驱动小齿轮接合齿圈以驱动所述后桥； 离合器，所述离合器设置在所述后桥上，以可选择地将所述中间轴与所述驱动轴连接；以及 致动器，所述致动器用于可选择地将所述离合器致动为被接合状态并由此可选择地将所述中间轴与所述驱动轴连接，其中当所述离合器未处于所述被接合状态时，所述传动轴和所述后桥独立地旋转，并`且所述后桥由安装在所述后桥上的电动机提供动力并可选择地通过所述离合器与所述发动机连接。
14.一种车辆后桥，其特征是，所述车辆后桥包括: 变速器-差速器总成，所述变速器-差速器总成附接到电动机的电动机壳体上；中间轴，所述中间轴穿过被限定在所述变速器-差速器总成的变速器-差速器壳体中的孔口可旋转地设置； 输出轴，所述输出轴与所述中间轴相对并与该中间轴共轴地经所述变速器-差速器壳体中的另一个孔口延伸通过所述电动机的电枢的旋转中心，以与车辆的行走轮连接； 离合器，所述离合器用于可选择地将所述中间轴与另一个输出轴连接，所述另一个输出轴与所述车辆的另一个行走轮连接；以及 致动器，所述致动器可选择地将所述离合器致动为被接合状态并由此可选择地将所述中间轴与所述另一个输出轴连接，其中所述输出轴、所述另一个输出轴和所述马达在所述离合器未处于所述被接合状态时独立地旋转。
15.如权利要求14所述的车辆后桥，其特征是，所述变速器-差速器总成包括: 设置在所述变速器-差速器壳体中的差速器总成，所述差速器总成具有: 差速器箱，所述差速器箱围绕旋转轴线旋转； 齿圈，所述齿圈被固定至所述差速器箱以与该差速器箱共轴地旋转； 减速齿轮，所述减速齿轮与驱动电机输出小齿轮啮合； 副轴，所述副轴被固定至所述减速齿轮以随其旋转；以及 副轴小齿轮，所述副轴小齿轮被固定至所述副轴以随其旋转，其中所述副轴小齿轮与所述齿圈啮合地接合。`
【文档编号】B60K6/38GK203611728SQ201320402543
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2013年7月8日 优先权日:2012年7月9日
【发明者】M·G·福克斯 申请人:伊顿公司