電動全輪驅動雙速分離式雙級減速行星齒輪的製作方法

2023-05-24 13:04:31

相關申請的交叉引用

本申請要求2016年3月3日提交的美國臨時申請第62/303,031號的權益。

本公開所屬領域總體涉及包括車輛動力系。

背景技術：

車輛動力系可以包括可以驅動車輛的至少一個傳動系。

技術實現要素：

許多變型可以包括一種產品，該產品包括操作地連接至傳動系模塊的電機，該傳動系模塊包括具有固定齒輪比的齒輪系、具有多個齒輪比且操作地連接至該齒輪系的第一行星齒輪組、具有固定齒輪比且操作地連接至該第一行星齒輪組的第二行星齒輪組，以及同步器，其中該同步器操作地連接至該第一行星齒輪組並且定位在該第一行星齒輪組與該第二行星齒輪組之間；差速器，該差速器操作地連接至該第二行星齒輪組；其中該電機選擇性地通過該齒輪系、該第一行星齒輪組、該同步器和該第二行星齒輪組將動力傳輸至該差速器，且其中該同步器構造並且設置成將該傳動系模塊換檔為高檔模式、低檔模式和空檔模式。

許多變型可以包括一種產品，該產品包括操作地連接至傳動系模塊的電機以及操作地連接至傳動系模塊的車軸組件，其中該傳動系模塊包括螺旋齒輪系、操作地連接至螺旋齒輪系的第一螺旋行星齒輪組、操作地連接至該第一螺旋行星齒輪組的同步器，以及第二螺旋行星齒輪組，該第二螺旋行星齒輪組鄰近於該同步器並且操作地連接至該第一螺旋行星齒輪組和該車軸組件；且其中該同步器構造並且設置成將該傳動系模塊換檔為高檔模式、空檔模式和低檔模式。

許多變型可以包括一種驅動車軸差速器的方法，該方法包括：選擇性地驅動具有可旋轉軸的電機；使用該電機驅動操作地連接至該可旋轉軸的螺旋齒輪系；將來自於該螺旋齒輪系的輸出提供至第一螺旋行星齒輪組；使用同步器以將該第一螺旋齒輪組的齒輪比在高檔與低檔之間換檔；利用來自於該第一行星齒輪組和該同步器的輸出驅動第二螺旋行星齒輪組；以及利用來自於該第二螺旋行星齒輪組的輸出驅動該差速器。

根據下文提供的詳細描述，本發明的範圍內的其它說明性變型將變得顯而易見。應當理解的是，該詳細描述和具體實例在公開本發明的範圍內的變型時旨在僅用於說明目的且不旨在限制本發明的範圍。

附圖說明

根據詳細描述和附圖，將更透徹地理解本發明的範圍內的變型的選擇實例，其中：

圖1說明根據許多變型的傳動系模塊的橫截面。

具體實施方式

變型的以下描述僅僅具有說明本質且決不旨在限制本發明的範圍、其應用或用途。

在許多變型中，車輛可以包括可以將動力傳遞至差速器12的傳動系模塊10。參考圖1，在許多變型中，傳動系模塊10可以通過齒輪系36、第一行星齒輪組44、同步器60和第二行星齒輪組64將動力傳遞至差速器12。在許多變型中，齒輪系36可以提供固定齒輪比，而第一行星齒輪組44可以提供多個齒輪比使得傳動系模塊10可在電機80與車軸組件94之間提供低檔、空檔和高檔。在許多變型中，可以通過傳動系模塊10傳遞動力使得電機80諸如為了推進而驅動車軸組件94。也可以通過傳動系模塊10傳遞動力使得車軸組件94諸如為了再生制動而驅動電機80。

在許多變型中，車軸組件94可以延伸穿過傳動系模塊10並且可以附接至第一車輪112和第二車輪114。可以使用任何數量的車軸組件配置，包括(但不限於)具有等速萬向節和本領域技術人員已知的其它常見部件的車軸組件。在許多變型中，車軸組件94可以包括第一車軸96或輸出軸、第二車軸102和差速器12。第一車軸96可以為空心的並且可以包括第一端98和第二端100。在許多變型中，第一端98可以支撐在第一軸承108中。在許多變型中，第二車軸102可以為空心的並且可以包括第一端104和第二端106。

在許多變型中，差速器12可以操作地附接至第一車軸96和第二車軸102，並且可以包括保持架14和小齒車軸16，該小齒車軸可以延伸在保持架14的第一端18與保持架14的第二端20之間。在許多變型中，第一小齒輪22和第二小齒輪24可以可旋轉地附接至小齒車軸16。第一側齒輪26可以接合第一小齒輪22，且第二側齒輪28可以接合第二小齒輪24。在許多變型中，保持架14可以由第一軸承30和第二軸承32承載並且可能是可旋轉的。在許多變型中，第二行星齒輪組64可以定位在保持架14內。保持架14的第一側34可以連接至第二行星齒輪組64的行星架74或可以與該行星架成一體，並且可以隨著行星架74旋轉。

在許多變型中，保持架14可以旋轉，從而可以使得第一小齒輪22和第二小齒輪24以及第一側齒輪26和第二側齒輪28旋轉，這可以使得第一車軸96和第二車軸102分別驅動第一車輪112和第二車輪114。在許多變型中，諸如為了再生制動，可以提供來自於第一車輪112和第二車輪114的輸入，從而可以使得第一車軸96和第二車軸102將第一側齒輪26和第二側齒輪28旋轉，這可以使得第一小齒輪22和第二小齒輪24旋轉，進而可以使保持架14旋轉。

在許多變型中，電機80可以操作地連接至傳動系模塊10，並且可以通過傳動系模塊10和差速器12向車軸組件94提供動力。可以使用任何數量的電機80，包括(但不限於)馬達、馬達發電機或另一種類型的電機。在許多變型中，軸82(包括(但不限於)轉子軸)可以從電機80延伸並且可以由第一軸承84和第二軸承86支撐。在許多變型中，殼體88可以包圍電機80、傳動系模塊10和差速器12的至少一部分。殼體88可以包括單個連續部件或可以包括兩個或兩個以上單獨部件。在許多變型中，殼體88可以構造並且設置成容納潤滑劑，包括(但不限於)油。

在許多變型中，來自於電機80的軸82可以操作地連接至齒輪系36。在許多變型中，齒輪系36可以包括螺旋齒輪。齒輪系36可以用於向電機80提供輸入和從電機80提供輸出。在許多變型中，齒輪系36可以包括第一齒輪38，其可以操作地附接至軸82並且可以隨著軸82旋轉。第一齒輪38可以接合第二齒輪40並且可以隨著該第二齒輪旋轉。第二齒輪40可以包括大於第一齒輪38的直徑，從而可以從軸82在其間提供減速。第二齒輪40可以接合第三齒輪42並且可以隨著該第三齒輪旋轉。在許多變型中，第二齒輪40可以是空轉齒輪，其可以接合在第一齒輪38與第三齒輪42之間並且可以圍繞可偏離圖1中的視圖平面背側的中心旋轉。這可以允許軸82定位成靠近第一車軸96，從而可以將第一齒輪38與第三齒輪42之間的空間最小化，減小封裝空間。在許多變型中，螺旋齒輪系的使用可以在高速下提供潤滑的方便性，因為齒輪38、40、42比其它齒輪類型大且更開放。

在許多變型中，第一齒輪38、第二齒輪40和第三齒輪42可以圍繞平行軸線旋轉。在許多變型中，電機80可以驅動齒輪系36使得第一齒輪38可以是輸入齒輪、第二齒輪40可以是中間齒輪，且第三齒輪42可以是輸出齒輪。在許多變型中，電機80可以由車軸組件94驅動使得第三齒輪42因而可以是輸入齒輪，第二齒輪40可以是中間齒輪，且第一齒輪38可以是輸出齒輪。

在許多變型中，第三齒輪42可以操作地連接至第一行星齒輪組44的太陽齒輪48。第三齒輪42和太陽齒輪48可以操作地附接使得第三齒輪42和太陽齒輪48可以一起旋轉。在許多變型中，太陽齒輪48可以在第一車軸96上自由地旋轉。在許多變型中，太陽齒輪48可以可旋轉地連接至第一行星齒輪50和第二行星齒輪52。第一行星齒輪50可以在可以固定至行星架46的第一銷54上旋轉，且第二行星齒輪52可以在也可以固定至行星架46的第二銷56上旋轉。第一行星齒輪50和第二行星齒輪52可以接合可包括內齒的環狀或環形齒輪58並且在其內旋轉。應注意，取決於設計需要可以使用兩個以上行星齒輪。在許多變型中，環形齒輪58可以在延伸環狀壁90處接地至殼體88使得其可以固定而不能旋轉。第一行星齒輪組44可以包括任何數量的類型的齒輪，包括(但不限於)螺旋齒輪。在許多變型中，太陽齒輪48可以旋轉，從而可以使得第一行星齒輪50和第二行星齒輪52在環形齒輪58內側旋轉，進而可以使得行星架46旋轉。

傳動系模塊10中可以使用任何數量的類型的同步器60，從而可以允許傳動系模塊10換檔。在許多變型中，同步器60可以包括同步器齒轂62。同步器齒轂62可以構造並且設置成通過花鍵連接件接合第一車軸96。在許多變型中，檔位選擇可以由致動器(未說明)執行，該致動器可以將同步器齒轂62在第一車軸96上軸向地移動。同步器60可以選擇性地將差速器12與電機80斷開以提供空檔模式，並且可以將電機80與差速器12連接以提供兩種操作模式的動力傳輸。

在許多變型中，同步器齒轂62可以選擇性地換檔至(圖1的透視圖中的)左側，從而可以使得第一行星齒輪組44的太陽齒輪48操作地連接至第一車軸96。在許多變型中，來自於第一行星齒輪組44的輸出可以傳遞至第二行星齒輪組64，從而可以驅動差速器12。第二行星齒輪組64可以包括太陽齒輪66、第一行星齒輪68和第二行星齒輪70(其可以各自分別通過第一銷76和第二銷78附接至行星架74)以及可包括內齒的環形齒輪72。應注意，取決於設計需要可以使用兩個以上行星齒輪。在許多變型中，環形齒輪72可以在延伸環狀壁92處接地至殼體88使得其可以固定而不能旋轉。第二行星齒輪組64可以包括任何數量的類型的齒輪，包括(但不限於)螺旋齒輪。當可以將來自於第一行星齒輪組44的太陽齒輪48的輸入提供至差速器12時，可以維持太陽齒輪48的轉速使得傳動系模塊10可以處於高檔操作模式中。同步器齒轂62還可以選擇性地換檔至(圖1的透視圖中的)右側，從而可以使得第一行星齒輪組44的行星架46與第一車軸96接合併連接。在許多變型中，來自於第一行星齒輪組44的輸出可以傳遞至第二行星齒輪組64，從而可以驅動差速器12。當可以將來自於第一行星齒輪組44的行星架46的輸入提供至差速器12時，可以減小來自於太陽齒輪48的轉速並且可以增大轉矩使得傳動系模塊10可以處於低檔操作模式中。

在許多變型中，同步器齒轂62可以由本領域中已知的任何數量的致動器(包括(但不限於)機電、電磁和/或液壓致動器)致動。在許多變型中，第一行星齒輪組44與第二行星齒輪組64之間的同步器60的位置可以降低同步器60處的反射慣性。

在許多變型中，一個或多個特徵可以結合至傳動系模塊10中，該傳動系模塊10可以管理儲槽水位並且減小剪切損耗，諸如以引用方式結合在本文的專利申請14/824,724中所公開。

根據上述變型，車輛可以設置有車軸組件94，其可以由可以提供電動全輪驅動的電機80驅動。在許多變型中，車輛可以設置有第二車軸組件，其可以由常規的發電廠驅動以實現全輪驅動。第一車軸組件94可以驅動電機80，從而可以允許再生制動以對車輛電池充電。在許多變型中，第一車軸組件94可以由電機80驅動，從而可以改進牽引和車輛動力。第一車軸組件94可以在包括(但不限於)48伏系統的低電壓系統中提供改進轉矩的電驅動。第一車軸組件94可以在車輛中的任何數量的位置中，該位置包括(但不限於)前輪驅動車輛中的後車軸或後輪驅動車輛中的前車軸。

變體的以下描述僅僅說明被視為在本發明的範圍內的部件、元件、動作、產品和方法，並且決不不旨在限制具體公開或未明確陳述的這種範圍。如本文所述的部件、元件、動作、產品和方法可以按照除如本文明確所述的方式之外的方式結合和重新設置，並且仍然被視為在本發明的範圍內。

變型1可以包括一種產品，該產品包括操作地連接至傳動系模塊的電機，該傳動系模塊包括具有固定齒輪比的齒輪系、具有多個齒輪比且操作地連接至該齒輪系的第一行星齒輪組、具有固定齒輪比且操作地連接至該第一行星齒輪組的第二行星齒輪組，以及同步器，其中該同步器操作地連接至該第一行星齒輪組並且定位在該第一行星齒輪組與該第二行星齒輪組之間；差速器，該差速器操作地連接至該第二行星齒輪組；其中該電機選擇性地通過該齒輪系、該第一行星齒輪組、該同步器和該第二行星齒輪組將動力傳輸至該差速器，且其中該同步器構造並且設置成將該傳動系模塊換檔為高檔模式、低檔模式和空檔模式。

變型2可以包括如變型1中陳述的產品，其中該同步器將同步器齒轂在第一方向上換檔以針對高檔模式將車軸與第一行星齒輪組的太陽齒輪連接，其中該同步器將同步器齒轂在第二方向上換檔以針對低檔模式將車軸與第一行星齒輪組的行星架連接，且其中該同步器針對空檔模式將該差速器與該電機斷開。

變型3可以包括如變型1至2中任一項中陳述的產品，其中該齒輪系包括操作地連接至電機的第一齒輪、操作地連接至第一齒輪的第二齒輪以及第三齒輪，該第三齒輪操作地連接至第二齒輪以及第一行星齒輪組的太陽齒輪。

變型4可以包括如變型1至3中任一項中陳述的產品，其中該齒輪系包括螺旋齒輪。

變型5可以包括如變型1至4中任一項中陳述的產品，其中該第一行星齒輪組和該第二行星齒輪組包括螺旋齒輪。

變型6可以包括如變型1至5中任一項中陳述的產品，其中車軸組件延伸穿過該齒輪系、該第一行星齒輪組、該同步器、該第二行星齒輪組和該差速器。

變型7可以包括一種產品，該產品包括操作地連接至傳動系模塊的電機以及操作地連接至傳動系模塊的車軸組件，其中該傳動系模塊包括螺旋齒輪系、操作地連接至螺旋齒輪系的第一螺旋行星齒輪組、操作地連接至該第一螺旋行星齒輪組的同步器，以及第二螺旋行星齒輪組，該第二螺旋行星齒輪組鄰近於該同步器並且操作地連接至該第一螺旋行星齒輪組和該車軸組件；且其中該同步器構造並且設置成將該傳動系模塊換檔為高檔模式、空檔模式和低檔模式。

變型8可以包括如變型7中陳述的產品，其中該同步器進一步包括同步器齒轂，且其中在高檔模式中，該同步器齒轂將該第一螺旋行星齒輪組的太陽齒輪連接至該車軸組件，且在低檔模式中，該同步器齒轂將該第一螺旋行星齒輪組的行星架連接至該車軸組件。

變型9可以包括如變型8中陳述的產品，其中該同步器齒轂和該車軸組件是利用花鍵連接件附接在一起。

變型10可以包括如變型7至9中任一項中陳述的產品，其中該車軸組件包括第一軸組件、第二軸組件和該第一軸組件與該第二軸組件之間的差速器，且其中該第二螺旋行星齒輪組操作地連接至該差速器。

變型11可以包括如變型7至10中任一項中陳述的產品，其進一步包括殼體，其中該殼體包圍該電機、該傳動系模塊和該車軸組件的至少一部分。

變型12可以包括如變型11中陳述的產品，其中該殼體構造並且設置成容納潤滑劑。

變型13可以包括如變型7至12中任一項中陳述的產品，其中該第一螺旋行星齒輪組和該第二螺旋行星齒輪組各自包括太陽齒輪、至少兩個行星齒輪(其可旋轉地附接至行星架並且與太陽齒輪接合且由太陽齒輪旋轉)以及環形齒輪，其中該至少兩個行星齒輪在該環形齒輪內旋轉。

變型14可以包括如變型13中陳述的產品，其中該環形齒輪各自接地。

變型15可以包括一種驅動車軸差速器的方法，該方法包括：選擇性地驅動具有可旋轉軸的電機；使用該電機驅動操作地連接至該可旋轉軸的螺旋齒輪系；將來自於該螺旋齒輪系的輸出提供至第一螺旋行星齒輪組；使用同步器以將該第一螺旋齒輪組的齒輪比在高檔與低檔之間換檔；利用來自於該第一行星齒輪組和該同步器的輸出驅動第二螺旋行星齒輪組；以及利用來自於該第二螺旋行星齒輪組的輸出驅動該差速器。

本發明的範圍內的選擇變型的以上描述僅僅具有說明本質，且因此其變型或變體不應被視為脫離本發明的精神和範圍。