汽车驱动系统的制作方法
【专利摘要】驱动系统将包含发动机的变速器的第1驱动力传递到第1车轴以及第2车轴。该驱动系统具备：与上述第1车轴驱动结合而将上述第1驱动力向上述第1车轴常时传递而进行驱动的第1驱动系统部；与上述第2车轴驱动结合的第2驱动系统部；设置于上述第1驱动系统部和上述第2驱动系统部之间，且能够将上述第1驱动力的一部分传递到上述第2驱动系统部的中间系统部；与上述中间系统部驱动连结而向上述中间系统部赋予第2驱动力的电动马达；将上述第1驱动系统部以能够脱开连结的方式连结于上述中间系统部的第1离合器；以及将上述中间系统部以能够脱开连结的方式连结于上述第2驱动系统部的第2离合器。
【专利说明】汽车驱动系统
【技术领域】
[0001] 本发明涉及能够从二轮驱动模式切换为四轮驱动模式的汽车的驱动系统，特别是 涉及能够在二轮驱动模式时将其一部分从驱动系统分离的驱动系统。
【背景技术】
[0002] 所谓的分时四轮驱动的汽车具备通过一次驱动系统而常时驱动的一次车轴（例 如前车轴）和通过二次驱动系统驱动的二次车轴（例如后车轴）。切换装置将二次驱动系 统从一次驱动系统分离时，汽车通过二轮驱动模式行驶。若切换装置将二次驱动系统与一 次驱动系统连结，则通过传动轴而向二次驱动系统传递驱动力，实现四轮驱动模式。
[0003] 上述的切换如果没有转速同步啮合机构，则只能在车辆停止的状态下实现，但也 已知在行驶中能够切换的驱动系统。在后者的驱动系统中常常使用摩擦闭锁式离合器。相 关的技术在专利文献1公开。
[0004] 现有技术文献
[0005] 专利文献
[0006] 专利文献1:日本专利申请公开2009 - 269605号
【发明内容】
[0007] 根据专利文献1所公开的技术，在将二次驱动系统分离的状态（二轮驱动模式） 中，从驱动力和二次车轴的驱动轮分离位于切换装置和摩擦闭锁式离合器之间的二次驱动 系统部分。此时驱动力不承担二次驱动系统部分的加速以及减速，所以所述构成有助于油 耗的降低。另一方面，从二轮驱动模式向四轮驱动模式切换时，必须使停止的二次驱动系统 部分由摩擦闭锁式离合器的摩擦力来加速，以实现二次车轴的转速同步。驱动能量的一部 分作为摩擦热损失，有损于对于输出的响应，有损于油耗的降低，而且产生的这样大的摩擦 热显著地消耗离合器。本发明是鉴于这些的问题而完成的。
[0008] 根据本发明的一方面，驱动系统将包含发动机的变速器的第1驱动力传递到第1 车轴以及第2车轴。该驱动系统具备：与上述第1车轴驱动结合而将上述第1驱动力向上 述第1车轴常时传递而进行驱动的第1驱动系统部；与上述第2车轴驱动结合的第2驱动 系统部；设置于上述第1驱动系统部和上述第2驱动系统部之间，且能够将上述第1驱动力 的一部分传递到上述第2驱动系统部的中间系统部；与上述中间系统部驱动连结而向上述 中间系统部赋予第2驱动力的电动马达；将上述第1驱动系统部以能够脱开连结的方式连 结于上述中间系统部的第1离合器；以及将上述中间系统部以能够脱开连结的方式连结于 上述第2驱动系统部的第2离合器。
【专利附图】
【附图说明】
[0009] 图1是表示本发明的第1实施方式的驱动系统的示意图。
[0010] 图2是表示本发明的第2实施方式的驱动系统的示意图。
[0011] 图3是表示本发明的第3实施方式的驱动系统的示意图。
[0012] 图4是表示本发明的第4实施方式的驱动系统的示意图。
【具体实施方式】
[0013] 参照附图1至4,以下对本发明的几个例示的实施方式进行说明。
[0014] 在整个说明书以及附上的权利要求书中，只要没有特别的说明，发动机是包含内 燃机和电动马达的广义的驱动力源的意思。
[0015] 以下对本发明的第1实施方式进行说明。该说明中，以发动机与前车轴常时连接 的前轮驱动为主的车辆为例，所以第1车轴为前车轴，第2车轴为后车轴，然而该关系也可 以相反。而且本实施方式也能够应用于后轮驱动为主的车辆或其他的例。
[0016] 参照图1，具备发动机9的车辆经由变速器11对驱动系统1传递驱动力。驱动系 统1具备第1驱动系统部3、第2驱动系统部5、包含设置在其间的传动轴37的中间系统部。 第1驱动系统部3将传递来的驱动力经由前差速器13向前车轴15、17常时传递，并驱动这 些前车轴15、17。第2驱动系统部5经由后差速器63将后车轴75、77驱动结合。中间系统 部在与两驱动系统部3、5连结时，将传递到第1驱动系统部3的驱动力的一部分传递到第 2驱动系统部5。
[0017]驱动系统1还具备第1离合器机构35以及第2离合器机构39。第1离合器机构 35将第1驱动系统部3以可脱连结的方式连结于中间系统部。而且第2离合器机构39将 中间系统部以可脱连结的方式连结于第2驱动系统部5。即，若第1离合器机构35以及第 2离合器机构39都脱开连结，则驱动力只传递到前轮，所以车辆以前轮驱动模式行驶，在都 连结的情况下，对后轮也传递驱动力，所以车辆以四轮驱动模式行驶。
[0018] 并且驱动系统1具备电动马达7,该电动马达7与中间系统部驱动连结。电动马达 7驱动包含传动轴37的中间系统部，以此在向四轮驱动模式转移时没有离合器的摩擦而实 现转速的同步。
[0019] 更详细说明，在发动机9能够适用如汽油发动机的内燃机。也可以与内燃机组合， 或代替来使用电动马达或其他的驱动力源。发动机9经由变速器11与前差速器13连接。 变速器11与现有技术中的变速器相同，其自身能够进行驱动力的断开连接的切换。
[0020] 第1驱动系统部3具备前差速器13。前差速器13的整体也可以收纳并支承于与 变速器11结合的外罩19。前差速器13经由内齿轮21从变速器11接受驱动力，其壳体47 绕轴旋转。
[0021] 壳体47内包锥齿轮式或者其他形式的差速器齿轮组。在差速器齿轮组的侧面齿 轮23、25分别连结左右的中间轴27、29,在中间轴27、29上还连结有前车轴15、17。以此， 前差速器13将接受来的驱动力差动地分配到前车轴15、17。前车轴15、17分别与前车轮 31、33连结，以此，驱动力驱动前车轮31、33,不会失去牵引力而使车体行驶。
[0022] 驱动系统1为了将上述驱动力的一部分传递给中间系统部，具备分动器（卜7 > 7 7 7 )41。分动器41具备分动器箱43,分动器箱43例如与外罩19结合而内部相互连通。
[0023] 分动器41具备收纳于分动器箱43的第1离合器机构35。第1离合器机构35,在 一方具备与前差速器13的壳体47连结的中空轴45,以此接受施加于壳体47的驱动力的一 部分。第1离合器机构35,在另一方具备具有内齿轮49的中间轴。内齿轮49与小齿轮53 啮合，小齿轮53与输出轴51结合。内齿轮49和小齿轮53都是锥齿轮，所以输出轴51相 对于前车轴15、17成适当的角度例如90°地引出到分动器箱43外。
[0024] 在第1离合器机构35应用如爪型离合器那样的啮合离合器，然而也可以应用例如 如摩擦离合器那样其他形式的离合器。第1离合器机构35具备螺线管、电动马达、或者利 用液压装置的促动器，能够切换为连结和脱开连结。若第1离合器机构35连结，则上述的 中空轴45和中间轴连结，从前差速器13接受的驱动力输出至输出轴51。若第1离合器机 构35脱开连结，贝U输出轴51从第1驱动系统部3分尚。
[0025] 输出轴51是中间系统部的一部分，其一端经由万向联轴器55与传动轴37驱动结 合。传动轴37的相反的一端部经由万向联轴器57与驱动小齿轮轴59驱动结合。驱动小 齿轮轴59也是中间系统部的一部分。
[0026] 驱动小齿轮轴59为了与后差速器63驱动结合，具备驱动小齿轮61。并且具备用 于接受来自电动马达7的驱动力的齿轮97。或者齿轮97也可以设置在在中间系统部中任 意的其他的部位。
[0027] 第2驱动系统部5具备后差速器63、第2离合器机构39、后车轴75、77。后差速器 63和第2离合器机构39收纳于一个主减速器壳。或者这些也可以收纳于不同的主减速器 壳，然而优选以各自的轴相互不偏离的方式进行支承。
[0028] 后差速器63具备壳体64,以能够旋转的方式支承于主减速器壳。壳体64具备与 驱动小齿轮61啮合的内齿轮65,经由驱动小齿轮轴59接受来自发动机9的驱动力，绕其轴 旋转。壳体64内包锥齿轮式或者其他形式的差速器齿轮组，在其侧面齿轮67、69分别连结 左右的中间轴71、73。
[0029] 在中间轴71、73的一方（该例中为右中间轴73)，连结有第2离合器机构39。在 第2离合器机构39应用如多板离合器87那样的摩擦离合器，然而也可以应用例如如啮合 离合器那样的其他形式的离合器。根据多板离合器，通过增减对离合器板的按压力，有利于 控制对前后轮的驱动力的分配。
[0030] 如果按照在第2离合器机构39应用多板离合器87的例来进行说明，第2离合 器机构39具备支承一方的盘组的离合器壳83、支承另一方的盘组的盘毂轴 7 卜）85、由这些一对盘组构成的多板离合器87、以及具备螺线管的促动器89。也可以代替 螺线管，将如电动马达或液压装置那样的能够电控制的适当的按压装置应用于促动器89。 通过上述构成，第2离合器机构39能够切换离合器壳83和盘毂轴85之间的连结和脱开连 结。
[0031] 离合器壳83与中间轴71、73的一方（该例中为右中间轴73)驱动连结，以此，能 够从中间系统部接受驱动力。
[0032] 在盘毂轴85连结有后车轴75、77的一方（该例中为右后车轴77)，在中间轴71、 73的另一方（该例中为左中间轴71)连结有后车轴75、77的另一方（该例中为左后车轴 75)。以此，在第2离合器机构39连结时，后差速器63将从中间系统部接受的驱动力向后 车轴75、77差动地分配。后车轴75、77分别与后车轮79、81连结，以此，在前车轮31、33的 基础上后车轮79,81也使车体行驶。
[0033] 第2离合器机构39脱开连结时，一方的侧面齿轮69空转，所以对另一方的侧面齿 轮67也不传递驱动力，以此后差速器63不对后车轮79、81传递驱动力。此时，后车轮79、 81大体能够自由地旋转。此时如果第1离合器机构35也脱开连结，则中间系统部从驱动系 统1分离而成为自由状态。
[0034] 即，第2离合器机构39将中间系统部以能够脱开连结的方式连结于第2驱动系统 部5。此外，也可以代替以上说明的构成，采用中间系统部与离合器机构连结，后差速器经由 离合器机构与中间系统部连结的构成。
[0035] 电动马达7具备与齿轮97啮合的齿轮95。电动马达7经由由齿轮95、97构成的 齿轮组93与中间系统部驱动连结。如图所示，也可以与驱动小齿轮轴59连结，也可以与中 间系统部的其他任意的部位连结。为了使电动马达7的比较高速的旋转调适为适合驱动小 齿轮轴59的旋转，能够将齿轮组93作为减速齿轮组。而且也能够代替齿轮组，采用利用链 和链轮的连结等其他连结方式。
[0036] 如上所述，电气控制第1离合器机构35以及第2离合器机构39的连结以及脱开连 结，并且电气控制电动马达7的驱动。为了统一控制这些而能够设置电子控制单元（ECU)8， 该电子控制单元8与该第1离合器机构35、第2离合器机构39以及电动马达7连接。E⑶8 可以接受由驾驶员进行的直接的手动控制，或者也可以被其他电子控制单元自动地控制。 而且ECU8检测电动马达7的转速、驱动小齿轮轴59以及其他旋转构件的转速。
[0037] 若第1离合器机构35和第2离合器机构39连动地脱开连结，则驱动力从发动机 9经由变速器11只传递到前差速器13,从前差速器13经由中间轴27、29和车轴15、17向 前轮31、33分配驱动力，以此，车辆以二轮驱动模式行驶。
[0038] 若第1离合器机构35和第2离合器机构39连动地连结，则驱动力的一部分经由 分动器41也传递到第2驱动系统部5。该驱动力经由传动轴37传递到后差速器63,经由 中间轴71、73和车轴75、77而分配到后轮79、81，以此车辆以四轮驱动模式行驶。
[0039] 上述的二轮驱动模式中，第1离合器机构35以及第2离合器机构39脱开连结，所 以中间系统部从驱动系统1分离，不成为发动机9的负担，所以有助于油耗的降低。
[0040] 在中间系统部，在二轮驱动模式的期间，不涉及发动机9的驱动力，所以其旋转不 与驱动系统1的其他的部分同步。因此在切换为四轮驱动模式时需要转速的同步。ECU8检 测中间系统部的，特别是驱动小齿轮轴59的转速，为了与第1驱动系统部3以及第2驱动 系统部5的转速同步，控制电动马达7的转速。转速同步之后第1离合器机构35以及第2 离合器机构39被驱动，所以在离合器板不滑动，或者极少滑动的状态下，第1离合器机构35 以及第2离合器机构39分别连结。
[0041] 第1离合器机构35以及第2离合器机构39的驱动和电动马达7的启动能够在一 定的条件下连动。这些也可以不同时，例如也可以是启动电动马达7之后一定时间之后连 结离合器机构35、39。或者代替根据时间差的方案，也可以在驱动小齿轮轴59的转速和第1 驱动系统部3以及第2驱动系统部5的转速之差成为一定的值以下时驱动离合器机构35、 39。另外也可以在第1离合器机构35的连结和第2离合器机构39的连结之间有时间差。 或者，这些控制也可以根据其他的适当的条件来进行。
[0042] 根据本实施方式，通过将变速器11以及离合器机构35、39的切换，以及电动马达 7的连接断开进行组合，能够实现表1列举的各行驶模式。
[0043] 表1行驶模式的一览
[0044]
【权利要求】
1. 一种驱动系统，其能够将包含发动机的变速器的第1驱动力传递到第1车轴以及第 2车轴， 上述驱动系统的特征在于，具备： 与上述第1车轴驱动结合而将上述第1驱动力向上述第1车轴常时传递而进行驱动的 第1驱动系统部； 与上述第2车轴驱动结合的第2驱动系统部； 设置于上述第1驱动系统部和上述第2驱动系统部之间，且能够将上述第1驱动力的 一部分传递到上述第2驱动系统部的中间系统部； 与上述中间系统部驱动连结而向上述中间系统部赋予第2驱动力的电动马达； 将上述第1驱动系统部以能够脱开连结的方式连结于上述中间系统部的第1离合器； 以及 将上述中间系统部以能够脱开连结的方式连结于上述第2驱动系统部的第2离合器。
2. 根据权利要求1所述的驱动系统，其特征在于， 上述电动马达经由齿轮组与上述第2驱动系统部连结。
3. 根据权利要求1所述的驱动系统，其特征在于， 从上述第1离合器和上述第2离合器构成的组中选择出的一个是啮合离合器，其他是 摩擦离合器。
4. 根据权利要求1?3中任一项所述的驱动系统，其中， 还具备控制装置，该控制装置为了能够同步连结上述第2离合器，构成为在上述连结 之前控制上述电动马达的转速。
【文档编号】B60K6/48GK104284795SQ201380024481
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2013年5月10日 优先权日:2012年5月15日
【发明者】指宿明 申请人:吉凯恩传动系统日本株式会社