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CN111434952A - 行星差速器驱动系统 - Google Patents

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CN111434952A
CN111434952A CN202010043350.1A CN202010043350A CN111434952A CN 111434952 A CN111434952 A CN 111434952A CN 202010043350 A CN202010043350 A CN 202010043350A CN 111434952 A CN111434952 A CN 111434952A
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planetary gear
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J.R.利特菲尔德
B.M.康龙
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GM Global Technology Operations LLC
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Abstract

一种差速器驱动系统包括：电动马达，其用于产生电动马达扭矩；以及输入行星齿轮组，其操作性地连接到电动马达以接收电动马达扭矩。输入行星齿轮组具有第一构件、第二构件和第三构件。第一构件接收电动马达扭矩，第二构件响应于电动马达扭矩而沿第一旋转方向提供第一输入扭矩，并且第三构件响应于电动马达扭矩而沿与第一方向相反的第二旋转方向提供第二输入扭矩。该系统还包括第一输出齿轮组，该第一输出齿轮组操作性地连接到输入行星齿轮组并响应于第一输入扭矩来提供第一输出扭矩。该系统附加地包括第二输出齿轮组，该第二输出齿轮组操作性地连接到输入行星齿轮组并响应于第二输入扭矩来提供第二输出扭矩。

Description

行星差速器驱动系统
技术领域
本公开涉及一种用于机动车辆的行星差速器驱动系统。
背景技术
现代机动车辆通常被构造为两轮驱动（即，使用单个驱动桥），抑或被构造为具有多个驱动桥。任一类型的车辆均可采用常规的动力总成（其中使用单个发动机来推进车辆）、电动动力总成（其中使用电动马达来推进车辆）或混合动力总成（其中使用两种或更多种不同的动力源（诸如，内燃发动机和电动马达）来完成相同的任务。
多驱动桥（诸如，全轮驱动）型混合动力车辆可使用中心差速器以在车辆的驱动桥之间分配扭矩。附加地，多驱动桥混合动力车辆可具有分桥式构造。在这种车辆中，设置了独立的动力源（诸如，内燃发动机和电动马达），以为操作性地连接到相应动力源的各个车辆驱动桥独立地提供动力，因此产生按需的多驱动桥推进。在采用发动机和电动马达的这种分桥式混合动力车辆中，在发动机关闭的同时，电动马达可能够经由相应的桥来推进车辆。
每个动力桥通常包括具有差速器的最终驱动组件，该差速器允许相对侧（即，左侧和右侧）的从动轮在车辆进行转弯时以不同的速度旋转。具体地，差速器允许在向从动轮中的每一者施加近似相等的扭矩的同时围绕转弯弯道的外侧行进的从动轮比围绕转弯弯道的内侧行进的从动轮滚动得更远和更快。一个从动轮的速度增加通过另一从动轮的速度减小而得到平衡，同时两个从动轮的平均速度等于将动力源连接到差速器的驱动轴的输入转速。
发明内容
一种差速器驱动系统包括：电动马达，其被构造成产生电动马达扭矩；以及输入行星齿轮组，其操作性地连接到电动马达以接收电动马达扭矩。输入行星齿轮组具有第一构件、第二构件和第三构件。第一构件被构造成接收电动马达扭矩，第二构件被构造成响应于电动马达扭矩而沿第一旋转方向提供第一输入扭矩，并且第三构件被构造成响应于电动马达扭矩而沿与第一旋转方向相反的第二旋转方向提供第二输入扭矩。差速器驱动系统还包括第一输出齿轮组，第一输出齿轮组操作性地连接到输入行星齿轮组并且被构造成响应于第一输入扭矩来提供第一输出扭矩。差速器驱动系统附加地包括第二输出齿轮组，第二输出齿轮组操作性地连接到输入行星齿轮组并且被构造成响应于第二输入扭矩来提供第二输出扭矩。
差速器驱动系统还可包括差速器壳体。电动马达可包括定子和转子。定子可固定到差速器壳体，并且转子可经由套筒轴直接连接到输入行星齿轮组的第一构件。在这种实施例中，输入齿轮组的第二构件和第三构件中的一者可经由中心轴直接连接到第二输出齿轮组，该中心轴同轴地延伸穿过套筒轴。
输入行星齿轮组可以是复合齿轮组，其附加地具有第四构件以及第一组小齿轮和第二组小齿轮。在这种实施例中，复合齿轮组的第一构件可以是与第一组小齿轮啮合的第一太阳齿轮；复合齿轮组的第二构件可以是行星架；复合齿轮组的第三构件可以是与第二组小齿轮啮合的第二太阳齿轮；并且复合齿轮组的第四构件可以是环形齿轮。第一太阳齿轮可被构造成接收电动马达扭矩，并且第二太阳齿轮可被构造成将第一输入扭矩提供给第一输出齿轮组。
该差速器驱动系统可附加地包括输入制动器，该输入制动器被构造成选择性地将输入行星齿轮组的构件中的一者接地到差速器壳体。
输入行星齿轮组的第一构件可以是太阳齿轮，输入行星齿轮组的第二构件可以是行星架，并且输入行星齿轮组的第三构件可以是环形齿轮。
输入行星齿轮组的第二构件可直接连接到第二输出齿轮组的第一构件。
第一输出齿轮组和第二输出齿轮组中的每一者可以是具有第一构件、第二构件和第三构件的行星齿轮组。在这种实施例中，输入行星齿轮组的第二构件可直接连接到第二输出齿轮组的第一构件。
差速器驱动系统可附加地包括第一输出制动器，该第一输出制动器被构造成选择性地将第一输出齿轮组的构件中的一者接地到差速器壳体。此外，差速器驱动系统还可包括第二输出制动器，该第二输出制动器被构造成选择性地将第二输出齿轮组的构件中的一者接地到差速器壳体。
输入行星齿轮组的第二构件可直接连接到第二输出齿轮组的第一构件。在这种实施例中，第一输出齿轮组的第二构件可以是被构造成提供第一输出扭矩的行星架，并且第二输出齿轮组的第三构件可以是被构造成提供第二输出扭矩的环形齿轮。
替代地，输入行星齿轮组的第三构件可直接连接到第二输出齿轮组的第一构件。在这种实施例中，第一输出齿轮组的第三构件可以是被构造成提供第一输出扭矩的行星架，并且第二输出齿轮组的第二构件可以是被构造成提供第二输出扭矩的行星架。
差速器驱动系统可布置在采用具有第一驱动轮和第二驱动轮的驱动桥的机动车辆中。在这种构造中，第一输出扭矩可被构造成为第一驱动轮提供动力，并且第二输出扭矩被构造成为第二驱动轮提供动力。此外，在这种实施例中，第一输出齿轮组和第二输出齿轮组可布置在第一驱动轮和第二驱动轮的相应轮毂上。
差速器驱动系统可布置在多驱动桥机动车辆中，所述多驱动桥机动车辆采用具有第一驱动轮的第一驱动桥和具有第二驱动轮的第二驱动桥。在这种实施例中，第一输出扭矩可被构造成为第一驱动轮提供动力，并且第二输出扭矩可被构造成为第二驱动桥中的第二驱动轮提供动力。
还公开了一种采用这种差速器驱动系统的机动车辆。
本发明提出了以下技术方案：
1. 一种差速器驱动系统，其包括：
电动马达，其被构造成产生电动马达扭矩；
输入行星齿轮组，其操作性地连接到所述电动马达以接收所述电动马达扭矩并具有第一构件、第二构件和第三构件，其中：
所述第一构件被构造成接收所述电动马达扭矩；
所述第二构件被构造成响应于所述电动马达扭矩而沿第一旋转方向提供第一输入扭矩；并且
所述第三构件被构造成响应于所述电动马达扭矩而沿与所述第一旋转方向相反的第二旋转方向提供第二输入扭矩；
第一输出齿轮组，其操作性地连接到所述输入行星齿轮组，并且被构造成响应于所述第一输入扭矩来提供第一输出扭矩；以及
第二输出齿轮组，其操作性地连接到所述输入行星齿轮组，并且被构造成响应于所述第二输入扭矩来提供第二输出扭矩。
2. 根据技术方案1所述的差速器驱动系统，其还包括差速器壳体，其中：
所述电动马达包括定子和转子；
所述定子固定到所述差速器壳体；
所述转子经由套筒轴直接连接到所述输入行星齿轮组的所述第一构件；并且
所述行星输入齿轮组的所述第二构件和所述第三构件中的一者经由中心轴直接连接到所述第二输出齿轮组，所述中心轴同轴地延伸穿过所述套筒轴。
3. 根据技术方案2所述的差速器驱动系统，其中，所述输入行星齿轮组是复合齿轮组，其附加地具有第四构件以及第一组小齿轮和第二组小齿轮，并且其中：
所述复合齿轮组的所述第一构件是与所述第一组小齿轮啮合的第一太阳齿轮；
所述复合齿轮组的所述第二构件是行星架；
所述复合齿轮组的所述第三构件是与所述第二组小齿轮啮合的第二太阳齿轮；并且
所述复合齿轮组的所述第四构件是环形齿轮。
4. 根据技术方案2所述的差速器驱动系统，其还包括输入制动器，所述输入制动器被构造成选择性地将所述输入行星齿轮组的所述构件中的一者接地到所述差速器壳体。
5. 根据技术方案2所述的差速器驱动系统，其中，所述输入行星齿轮组的所述第一构件是太阳齿轮，所述输入行星齿轮组的所述第二构件是行星架，并且所述输入行星齿轮组的所述第三构件是环形齿轮。
6. 根据技术方案5所述的差速器驱动系统，其中，所述第一输出齿轮组和所述第二输出齿轮组中的每一者是具有第一构件、第二构件和第三构件的行星齿轮组。
7. 根据技术方案6所述的差速器驱动系统，其还包括：第一输出制动器，其被构造成选择性地将所述第一输出齿轮组的所述构件中的一者接地到所述差速器壳体；以及第二输出制动器，其被构造成选择性地将所述第二输出齿轮组的所述构件中的一者接地到所述差速器壳体。
8. 根据技术方案6所述的差速器驱动系统，其中，所述输入行星齿轮组的所述第二构件直接连接到所述第二输出齿轮组的所述第一构件，并且其中，所述第一输出齿轮组的所述第二构件是被构造成提供所述第一输出扭矩的行星架，并且所述第二输出齿轮组的所述第三构件是被构造成提供所述第二输出扭矩的环形齿轮。
9. 根据技术方案6所述的差速器驱动系统，其中，所述输入行星齿轮组的所述第三构件直接连接到所述第二输出齿轮组的所述第一构件，并且其中，所述第一输出齿轮组的所述第三构件是被构造成提供所述第一输出扭矩的行星架，并且所述第二输出齿轮组的所述第二构件是被构造成提供所述第二输出扭矩的行星架。
10. 根据技术方案1所述的差速器驱动系统，其中，所述差速器驱动系统布置在采用具有第一驱动轮和第二驱动轮的驱动桥的机动车辆中，并且其中，所述第一输出扭矩被构造成为所述第一驱动轮提供动力，并且所述第二输出扭矩被构造成为所述第二驱动轮提供动力。
11. 根据技术方案1所述的差速器驱动系统，其中，所述差速器驱动系统布置在多驱动桥机动车辆中，所述多驱动桥机动车辆采用具有第一驱动轮的第一驱动桥和具有第二驱动轮的第二驱动桥，并且其中，所述第一输出扭矩被构造成为所述第一驱动轮提供动力，并且所述第二输出扭矩被构造成为所述第二驱动轮提供动力。
12. 一种机动车辆，其包括：
第一行走轮和第二行走轮；
差速器驱动系统，其被构造成为所述第一行走轮和所述第二行走轮提供动力，所述系统包括：
电动马达，其被构造成产生电动马达扭矩；
输入行星齿轮组，其操作性地连接到所述电动马达以接收所述电动马达扭矩并具有第一构件、第二构件和第三构件；
其中：
所述第一构件被构造成接收所述电动马达扭矩；
所述第二构件被构造成响应于所述电动马达扭矩而沿第一旋转方向提供第一输入扭矩；并且
所述第三构件被构造成响应于所述电动马达扭矩而沿与所述第一旋转方向相反的第二旋转方向提供第二输入扭矩；
第一输出齿轮组，其操作性地连接到所述输入行星齿轮组，并且被构造成响应于所述第一输入扭矩来将第一输出扭矩提供给所述第一行走轮；以及
第二输出齿轮组，其操作性地连接到所述输入行星齿轮组，并且被构造成响应于所述第二输入扭矩来将第二输出扭矩提供给所述第二行走轮。
13. 根据技术方案12所述的机动车辆，其中：
所述差速器驱动系统附加地包括差速器壳体；
所述电动马达包括定子和转子；
所述定子固定到所述差速器壳体；
所述转子经由套筒轴直接连接到所述输入行星齿轮组的所述第一构件；并且
所述行星输入齿轮组的所述第二构件和所述第三构件中的一者经由中心轴直接连接到所述第二输出齿轮组，所述中心轴同轴地延伸穿过所述套筒轴。
14. 根据技术方案13所述的机动车辆，其中，所述输入行星齿轮组是复合齿轮组，其附加地具有第四构件以及第一组小齿轮和第二组小齿轮，并且其中：
所述复合齿轮组的所述第一构件是与所述第一组小齿轮啮合的第一太阳齿轮；
所述复合齿轮组的所述第二构件是行星架；
所述复合齿轮组的所述第三构件是与所述第二组小齿轮啮合的第二太阳齿轮；并且
所述复合齿轮组的所述第四构件是环形齿轮。
15. 根据技术方案13所述的机动车辆，其中，所述差速器驱动系统附加地包括输入制动器，所述输入制动器被构造成选择性地将所述输入行星齿轮组的所述构件中的一者接地到所述差速器壳体。
16. 根据技术方案13所述的机动车辆，其中，所述输入行星齿轮组的所述第一构件是太阳齿轮，所述输入行星齿轮组的所述第二构件是行星架，并且所述输入行星齿轮组的所述第三构件是环形齿轮。
17. 根据技术方案16所述的机动车辆，其中，所述第一输出齿轮组和所述第二输出齿轮组中的每一者是具有第一构件、第二构件和第三构件的行星齿轮组。
18. 根据技术方案17所述的机动车辆，其中，所述差速器驱动系统附加地包括：第一输出制动器，其被构造成选择性地将所述第一输出齿轮组的所述构件中的一者接地到所述差速器壳体；以及第二输出制动器，其被构造成选择性地将所述第二输出齿轮组的所述构件中的一者接地到所述差速器壳体。
19. 根据技术方案17所述的机动车辆，其中，所述输入行星齿轮组的所述第二构件直接连接到所述第二输出齿轮组的所述第一构件，并且其中，所述第一输出齿轮组的所述第二构件是被构造成提供所述第一输出扭矩的行星架，并且所述第二输出齿轮组的所述第三构件是被构造成提供所述第二输出扭矩的环形齿轮。
20. 根据技术方案17所述的机动车辆，其中，所述输入行星齿轮组的所述第三构件直接连接到所述第二输出齿轮组的所述第一构件，并且其中，所述第一输出齿轮组的所述第三构件是被构造成提供所述第一输出扭矩的行星架，并且所述第二输出齿轮组的所述第二构件是被构造成提供所述第二输出扭矩的行星架。
21. 根据技术方案12所述的机动车辆，其还包括具有所述第一行走轮和所述第二行走轮的驱动桥，其中，所述差速器驱动系统布置在所述驱动桥上，并且其中，所述第一输出扭矩和所述第二输出扭矩中的每一者被构造成为所述驱动桥提供动力。
22. 根据技术方案12所述的机动车辆，其中，所述车辆具有多驱动桥构造，其还包括连接到所述第一行走轮的第一驱动桥和连接到所述第二行走轮的第二驱动桥，其中，所述第一输出扭矩被构造成为所述第一驱动桥提供动力，并且所述第二输出扭矩被构造成为所述第二驱动桥提供动力。
当结合附图和所附权利要求书时，从用于实施所描述的公开内容的（一个或多个）实施例和（一个或多个）最佳模式的以下详细描述中，本公开的以上特征和优点以及其他特征和优点将容易地显而易见。
附图说明
图1是根据本公开的机动车辆的示意性图示，该机动车辆具有分桥式（split-axle）多驱动桥构造并且采用以桥内构造布置的差速器驱动系统，该差速器驱动系统具有电动马达、输入行星齿轮组和两个输出行星齿轮组，所述输出行星齿轮组驱动车辆桥的各个桥轴。
图2是根据本公开的机动车辆的示意性图示，该机动车辆具有联桥式（joined-axle）多驱动桥构造并且采用以桥间构造布置的差速器驱动系统，该差速器驱动系统具有电动马达、输入行星齿轮组和两个输出齿轮组，所述输出齿轮组驱动各个车辆桥。
图3是图1抑或图2中所示的差速器驱动系统的一个实施例的示意性特写横截面平面图。
图4是图1抑或图2中所示的差速器驱动系统的另一个实施例的示意性特写横截面平面图。
图5是图1抑或图2中所示的差速器驱动系统的另一个实施例的示意性特写横截面平面图。
图6是图3、图4抑或图5中所示的差速器驱动系统的示意性特写横截面平面图，该差速器驱动系统具有经轮毂安装的第一输出行齿轮组和第二输出行星齿轮组。
具体实施方式
参考附图，其中相似的元件始终用相同的数字标识，图1和图2图示了轮式机动车辆10。如图所示，在图1中，车辆10是具有独立的第一动力源和第二动力源的混合动力车辆，所述第一动力源和第二动力源操作性地连接到相应的从动轮组，以便提供按需的多驱动桥推进。如图2中所示，车辆10是电池电动汽车（BEV）。车辆10可以是但不限于商用车辆、工业车辆、乘用车辆、火车等。如图所示，车辆10通常包括用于推进的动力源的组合。
如图所示，动力源包括：内燃发动机12，其被构造成产生发动机扭矩；以及下文将更详细描述的电动马达14，其被构造成产生电动马达扭矩TM。本动力源12、14中的每一者被构造成驱动车辆的相应的左侧前行走轮16-1和右侧前行走轮16-2以及相应的左侧后行走轮16-3和右侧后行走轮16-4中的至少一些。可将从（一个或多个）动力源接收扭矩以沿着路面13为车辆10提供动力的特定的轮16-1、16-2、16-3、16-4定义为“驱动”轮。如在图1和图2中可看到，车辆10通常地沿着车辆纵向轴线X布置。
如图所示，前行走轮16-1和16-2通过具有第一桥轴18-1和第二桥轴18-2的第一或前驱动桥18操作性地连接。类似地，后行走轮16-3和16-4通过具有第一桥轴20-1和第二桥轴20-2的第二或后驱动桥20操作性地连接。第一驱动桥18可操作性地独立于第二驱动桥20，使得发动机12为前桥提供动力，并且电动马达14为后桥提供动力。电动马达14从能量存储装置22接收其电能。如本领域技术人员所理解的，马达14包括定子14-1和转子14-2，转子被构造成赋予电动马达扭矩TM。
根据本公开，图1中所示的车辆具有分桥式多驱动桥构造，并且可由电动马达14独立于发动机12经由电动马达扭矩TM提供动力，并且因此向车辆10提供按需的电动桥18驱动。通常，图1中所示的车辆10也可仅经由电动马达14提供动力，即以纯电动车辆或”EV”模式。替代地，图2中所示的车辆具有联桥式AWD构造，使得第一桥16和第二桥18中的每一者可由电动马达14经由电动马达扭矩TM提供动力，并且因此通过第一桥18和第二桥20两者向车辆10提供驱动。
车辆10还包括具有差速器壳体24-1的差速器驱动系统24。如图所示，差速器驱动系统24被构造成为第一行走轮和第二行走轮提供动力，所述第一行走轮和第二行走轮可以是左侧前行走轮16-1和右侧前行走轮16-2或者左侧后行走轮16-3和右侧后行走轮16-4（示于图1中）。替代地，在AWD车辆10构造中，由差速器驱动系统24提供动力的第一行走轮和第二行走轮可以是左侧前行走轮16-1和右侧前行走轮16-2中的至少一者、以及左侧后行走轮16-3和右侧后行走轮16-4中的至少一者（示于图2中）。
差速器驱动系统24包括电动马达14。电动马达14的定子14-1固定到差速器壳体24-1。如图2中所示，在车辆10中，电动马达14可布置在第一轴线X上或沿着第一轴线X布置，使得转子14-2绕第一轴线X旋转。替代地，如图1中所示，电动马达14可布置在基本上横向于第一轴线X的第二轴线Y上，使得转子14-2绕第二轴线Y旋转。系统24还包括输入行星齿轮组26，输入行星齿轮组26操作性地连接到电动马达14以接收电动马达扭矩TM并具有第一构件26-1、第二构件26-2和第三构件26-3。第一构件26-1被构造成接收电动马达扭矩TM。第二构件26-2被构造成响应于电动马达扭矩TM而沿第一旋转方向（诸如，顺时针（CW））提供第一输入扭矩TI1。第三构件26-3被构造成响应于电动马达扭矩TM而沿与第一旋转方向相反的第二旋转方向提供第二输入扭矩TI2。通常，输入行星齿轮组26被构造成通过使用电动马达扭矩TM来产生第一输入扭矩TI1和第二输入扭矩TI2而将电动马达动力分成第一输出部分和第二输出部分。
差速器驱动系统24还包括第一输出齿轮组28，第一输出齿轮组28可以是具有第一构件28-1、第二构件28-2和第三构件28-3的行星齿轮组，如图1以及图3至图6中所示。系统24还包括第二输出齿轮组30，第二输出齿轮组30可以是具有第一构件30-1、第二构件30-2和第三构件30-3的行星齿轮组，如同样在图1以及图3至图6中所示。替代地，如下文将描述的图2中所示，第一输出齿轮组28和第二输出齿轮组30中的每一者可被构造为锥齿轮组。在每个实施例中，第一输出齿轮组28和第二输出齿轮组30操作性地连接到第一行星齿轮组26。第一输出行星齿轮组28被构造成响应于第一输入扭矩TI1来提供第一输出扭矩TO1，并且第二输出齿轮组30被构造成响应于第二输入扭矩TI2来提供第二输出扭矩TO2。如下文将详细描述的，第一输出齿轮组28和第二输出齿轮组30被用于使输入行星齿轮组26的两个齿轮组构件的输出相等的减速构造或实施例中。
如图3和图4中所示，电动马达14的转子14-2可经由套筒或外同心轴32直接连接到输入行星齿轮组26的第一构件26-1。输入齿轮组26的第二构件26-2和第三构件26-3中的一者可经由中心轴34直接连接到第二输出行星齿轮组30的第一构件30-1，中心轴34同轴地延伸穿过套筒轴32。如图3和图4中所示，输入行星齿轮组26的第一构件26-1可以是太阳齿轮，第二构件26-2可以是行星架，并且第三构件26-3可以是环形齿轮。附加地，如图3中所示，输入行星齿轮组26的第三构件26-3可直接连接到第一输出行星齿轮组28的第一构件28-1。此外，如图3中具体所示，输入行星齿轮组26的第二构件26-2可直接连接到第二输出行星齿轮组30的第一构件30-1。在本实施例中，如图3中所示，第一输出行星齿轮组28的第二构件28-2可以是被构造成提供第一输出扭矩TO1的行星架。如图3中所示，在本实施例中，第二输出行星齿轮组30的第三构件30-3可以是被构造成提供第二输出扭矩TO2的环形齿轮。
如图4中具体所示，输入行星齿轮组26的第三构件26-3可直接连接到第二输出行星齿轮组30的第一构件30-1。如图4中同样所示，输入行星齿轮组26的第二构件26-2可直接连接到第一输出行星齿轮组28的第一构件28-1。在本实施例中，如图4中所示，第一输出行星齿轮组28的第三构件28-3可以是被构造成提供第一输出扭矩TO1的环形齿轮。附加地，如图4中所示，在本实施例中，第二输出行星齿轮组30的第二构件30-2可以是被构造成提供第二输出扭矩TO2的行星架。因此，在图3和图4中所描绘的实施例中的每一者中，第一输出行星齿轮组28和第二输出行星齿轮组30被用于使动力分流型（power-splitting）输入行星齿轮组26的环形齿轮输出和行星架输出相等的减速构造中。
图5描绘了差速器驱动系统24’，其类似于图3和4中所示的差速器驱动系统24，但用于输入行星齿轮组的替代性实施例。如图5中所示，输入行星齿轮组可被构造为拉维娜（Ravigneaux ）齿轮组26’。一般来说，拉维娜行星齿轮组由两个啮合的齿轮对构造而成，这两个齿轮对是环形齿轮构件/行星齿轮对和行星齿轮/太阳齿轮对。拉维娜行星齿轮组可具有两个太阳齿轮构件——大太阳齿轮和小太阳齿轮。替代地，拉维娜行星齿轮组可具有两个单独的环形齿轮。拉维娜行星齿轮组具有单个行星架构件，该行星架构件保持两组行星齿轮或小齿轮——内行星齿轮和外行星齿轮。行星架构件是单个子组件，其将内行星齿轮和外行星齿轮支撑在不同的相应的内节圆和外节圆上。
在典型的拉维娜行星齿轮组中，这两组行星齿轮相啮合，且因此相对于彼此以固定的齿轮比共旋转，但是独立于行星架。在采用两个太阳齿轮构件的实施例中，内行星齿轮与小的太阳齿轮联接并相对于其以固定的齿轮比共旋转，而外行星齿轮与大的太阳齿轮联接并相对于其以固定的齿轮比共旋转。在采用两个环形齿轮构件的实施例中，一个环形齿轮构件可与外行星齿轮啮合并以固定的齿轮比与本外行星齿轮共旋转，而另一个环形齿轮构件可与内行星齿轮啮合并以固定的齿轮比与本内行星齿轮共旋转。
图5描绘了差速器驱动系统的单独的实施例，其经由数字24’来标识。在系统24’中，输入行星齿轮组是复合齿轮组，其被示为拉维娜行星齿轮组26’。与参考图3和图4描述的“常规”输入行星齿轮组24相比，输入拉维娜行星齿轮组26’附加地包括第四构件26-4、以及相应的第一组小齿轮36-1和第二组小齿轮36-2。拉维娜齿轮组26’的第一构件26-1可以是与第一组小齿轮36-1啮合的第一太阳齿轮。拉维娜齿轮组26’的第二构件26-2可以是行星架。拉维娜齿轮组26’的第三构件26-3可以是与第二组小齿轮36-2啮合的第二太阳齿轮。拉维娜齿轮组26’的第四构件26-4可以是环形齿轮。如图所示，在图5的实施例中，第一太阳齿轮26-1可被构造成接收电动马达扭矩TM，并且第二太阳齿轮26-3被构造成响应于电动马达扭矩TM而沿第一旋转方向将第一输入扭矩TI1提供给第一输出行星齿轮组28。因此，在图5中描绘的实施例中，第一输出行星齿轮组28和第二输出行星齿轮组30被用于使动力分流型输入拉维娜行星齿轮组26’的太阳齿轮输出和行星架输出相等的减速构造中。
继续参考图5，差速器驱动系统24’还可包括至少一个可控制的制动器，所述制动器被构造成诸如以受控的滑移量选择性地将输入行星齿轮组26’、第一输出行星齿轮组28和第二行星齿轮组30的相应的至少一个构件接地到差速器壳体24-1。具体地，本制动器可以是滑移制动器，其被构造成将扭矩施加到输入行星齿轮组26’、第一输出行星齿轮组28和第二行星齿轮组30的所述相应的至少一个构件，以便从而调节第一输出扭矩TO1和第二输出扭矩TO2的量。如图所示，差速器系统24’可包括：输入制动器38，其被构造成将扭矩施加到输入行星齿轮组26’的第四构件26-4；第一输出制动器40，其被构造成将扭矩施加到第一输出行星齿轮组28的第三构件28-3；以及第二输出制动器42，其被构造成将扭矩施加到第二行星齿轮组30的第二构件30-2。
图3、图4和图6中所描绘的差速器驱动系统24的实施例中的每一者均可包括上文描述的输入制动器38（如图3中所示）。对输入制动器38的控制被构造成交替地（即，选择性地）将其接地到差速器壳体24-1或允许其相对于差速器壳体24-1进行受控滑移。输入制动器38可被构造成在经历滑移的同时将扭矩施加到输入行星齿轮组26的第三构件26-3，以相对于第一输出扭矩TO1增加第二输出扭矩TO2。同样，互补的可选择的输入制动器（未示出）可被包括在差速器驱动系统24中，并且被构造成在经历滑移的同时将扭矩施加到输入行星齿轮组26的第二构件26-2，以相对于第二输出扭矩TO2增加第一输出扭矩TO1。因此，对输入制动器38的这种使用被构造成产生用于车辆10的扭矩向量化。
附加地，图3、图4和图6中所描绘的差速器驱动系统24的实施例中的每一者均可包括第一输出制动器40和第二输出制动器42（如图3中所示）。可选择的第一输出制动器40可被构造成将扭矩施加到第一输出行星齿轮组28的第三构件28-3，并且可选择的第二输出制动器42可被构造成将扭矩施加到第二行星齿轮组30的第二构件30-2，以便从而交替地接地到差速器壳体24-1或允许其相对于差速器壳体24-1旋转。因此，释放输出制动器40、42中的一者或两者可允许车辆10中的第二驱动桥20的行走轮16-3、16-4在电动马达14不旋转的同时旋转，并且同时车辆10被另一个动力源12驱动。仅在低于车辆10的预定速度的情况下完全锁定输出制动器40、42可允许差速器驱动系统24构造有电动马达扭矩TM与第一输出扭矩TO1和第二输出扭矩TO2之和之间的大的总比率（例如，40:1），同时限制电动马达14的最大转速以用于选择性地驱动具有多个动力源12、14的车辆10。
如图1和图5中所示，车辆10还可包括可编程控制器44，该可编程控制器被构造成调节和协调第一动力源（诸如，内燃发动机12）和电动马达14的操作。附加地，控制器44可被编程为在车辆横穿路面13时响应于来自本车辆的操作者的（一个或多个）命令来控制差速器驱动系统24’的操作。具体地，控制器44可被编程为调制施加到相应的滑移制动器38至42的力的量（例如，经由液压压力），以将电动马达扭矩TM适当地传输到所选择的行走轮16-1、16-2、16-3和16-4中的任一者。为了实现上述目的，控制器44可包括处理器和有形的非暂时性存储器，所述存储器包括用于被编程在其中的用于操作差速器驱动系统24、24’的指令。存储器可以是参与提供计算机可读数据或过程指令的可记录介质。这种可记录介质可采取许多形式，包括但不限于非易失性介质和易失性介质。
控制器44的非易失性介质可包括例如光盘或磁盘以及其他持久性存储器。易失性介质可包括例如动态随机存取存储器（DRAM），其可构成主存储器。适当的指令可通过一种或多种传输介质来传输，包括同轴电缆、铜导线和光纤，包括包含联接到计算机的处理器的系统总线的导线。控制器44的存储器还可包括软盘、硬盘、磁带、另一种磁性介质、CD-ROM、DVD、另一种光学介质等。控制器44可被构造有或配备有其他所需的计算机硬件，诸如高速时钟、必需的模数（A/D）和/或数模（D/A）电路、输入/输出电路和装置（I/O）以及适当的信号调节和/或缓冲电路。控制器44所需的或可由其访问的算法可存储在存储器中，并且被自动执行以提供车辆10和差速器驱动系统24’的所需功能。
恢复参考示出了分桥式多驱动桥构造的图1，差速器驱动系统24（或24’）可布置在特定的第二驱动桥20上（或者如果电动马达14布置在第一桥上，则布置在第一桥18上），并且被构造成操作为桥内差速器。例如，如果差速器驱动系统24或24’靠近轴线X布置在第二驱动桥20上作为其一部分，则第一输出扭矩TO1可传输到第一桥轴20-1，并且第二输出扭矩TO2可传输到第二桥轴20-2。替代地，第一输出行星齿轮组28和第二输出行星齿轮组30可远离输入行星齿轮组26布置在相应的左侧前行走轮16-1和右侧前行走轮16-2处抑或布置在相应的左侧后行走轮16-3和右侧后行走轮16-4处。例如，第一输出行星齿轮组28和第二输出行星齿轮组30可通过相应的第一驱动轮16-1、16-3和第二驱动轮16-2、16-4的相应轮毂46-1和46-2（在图6中示出）被安装，或可安装在所述相应轮毂上。
在图6中所示的实施例中，其中，差速器驱动系统24（或24’）布置在第二驱动桥20上，输入行星齿轮组26经由第一桥轴20-1将第一输入扭矩TI1操作性地或间接地传递给第一输出行星齿轮组28，并且经由第二桥轴20-2将第二输入扭矩TI2操作性地传递给第二输出行星齿轮组30。因此，在这种示例中，第一输出扭矩TO1和第二输出扭矩TO2中的每一者被构造成为第二驱动桥20提供动力。附加地，差速器壳体24-1被构造成容纳并封闭电动马达14和输入行星齿轮组26或26’，并且在图3至图5中所示的实施例中，差速器壳体可附加地容纳第一输出行星齿轮组28和第二输出行星齿轮组30。
在单独的实施例中，如图2中所示，在具有上文所描述的联桥式多桥构造的机动车辆10中，差速器驱动系统24（或24’）可布置在特定的驱动桥18、20之间，并且被构造成操作为桥间差速器来为第一行走轮和第二行走轮提供动力。在这种实施例中，第一输出齿轮组28和第二输出齿轮组30中的每一者可被构造为具有相应的第一构件28-1和30-1、第二构件28-2和30-2以及第三构件28-3和30-3的行星齿轮组（如上文参考图1和图3至图6描述的），或被构造为图2中具体示出的锥齿轮组。此外，由差速器驱动系统24（或24’）提供动力的第一行走轮可以是左侧前行走轮16-1和右侧前行走轮16-2中的一者，并且第二行走轮可以是左侧后行走轮16-3和右侧后行走轮16-4中的一者。图2中所示的系统采用第一驱动轴48-1和第二驱动轴48-2以将第一输入扭矩TI1和第二输入扭矩TI2传递给相应的第一驱动桥18和第二驱动桥20。
如图所示，输入行星齿轮组26经由第一驱动轴48-1将第一输入扭矩TI1操作性地或间接地传递给第一行星齿轮组28，并且经由第二驱动轴48-2将第二输入扭矩TI2操作性地传递给第二输出齿轮组30。替代地，尽管未具体地示出，但是第一输出齿轮组28可直接从输入行星齿轮组26接收第一输入扭矩TI1，并且将第一输出扭矩TO1传递给第一驱动轴48-1。类似地，第二输出齿轮组30可直接从输入行星齿轮组26接收第二输入扭矩TI2，并且将第二输出扭矩TO2传递给第二驱动轴48-2。在桥间差速器的任一替代方案中，第一输出扭矩TO1被构造成为第一驱动桥18提供动力，并且第二输出扭矩TO2被构造成为第二驱动桥20提供动力。
详细描述和附图或图支持和描述本公开，但本公开的范围仅由权利要求限定。虽然已详细描述了用于实施要求保护的公开内容的一些最佳模式和其他实施例，但是存在用于实践所附权利要求中限定的公开内容的各种替代性设计和实施例。此外，附图中所示的实施例或本描述中提到的各种实施例的特性不必理解为彼此独立的实施例。相反，在实施例的一个示例中描述的每一个特性可以与来自其他实施例的一个或多个其他期望的特性组合，从而导致没有在字面上描述或通过参考附图描述的其他实施例。因此，这样的其他实施例落入所附权利要求的范围的框架内。

Claims (10)

1.一种差速器驱动系统，其包括：
电动马达，其被构造成产生电动马达扭矩；
输入行星齿轮组，其操作性地连接到所述电动马达以接收所述电动马达扭矩并具有第一构件、第二构件和第三构件，其中：
所述第一构件被构造成接收所述电动马达扭矩；
所述第二构件被构造成响应于所述电动马达扭矩而沿第一旋转方向提供第一输入扭矩；并且
所述第三构件被构造成响应于所述电动马达扭矩而沿与所述第一旋转方向相反的第二旋转方向提供第二输入扭矩；
第一输出齿轮组，其操作性地连接到所述输入行星齿轮组，并且被构造成响应于所述第一输入扭矩来提供第一输出扭矩；以及
第二输出齿轮组，其操作性地连接到所述输入行星齿轮组，并且被构造成响应于所述第二输入扭矩来提供第二输出扭矩。
2.根据权利要求1所述的差速器驱动系统，其还包括差速器壳体，其中：
所述电动马达包括定子和转子；
所述定子固定到所述差速器壳体；
所述转子经由套筒轴直接连接到所述输入行星齿轮组的所述第一构件；并且
所述行星输入齿轮组的所述第二构件和所述第三构件中的一者经由中心轴直接连接到所述第二输出齿轮组，所述中心轴同轴地延伸穿过所述套筒轴。
3.根据权利要求2所述的差速器驱动系统，其中，所述输入行星齿轮组是复合齿轮组，其附加地具有第四构件以及第一组小齿轮和第二组小齿轮，并且其中：
所述复合齿轮组的所述第一构件是与所述第一组小齿轮啮合的第一太阳齿轮；
所述复合齿轮组的所述第二构件是行星架；
所述复合齿轮组的所述第三构件是与所述第二组小齿轮啮合的第二太阳齿轮；并且
所述复合齿轮组的所述第四构件是环形齿轮。
4.根据权利要求2所述的差速器驱动系统，其还包括输入制动器，所述输入制动器被构造成选择性地将所述输入行星齿轮组的所述构件中的一者接地到所述差速器壳体。
5.根据权利要求2所述的差速器驱动系统，其中，所述输入行星齿轮组的所述第一构件是太阳齿轮，所述输入行星齿轮组的所述第二构件是行星架，并且所述输入行星齿轮组的所述第三构件是环形齿轮。
6.根据权利要求5所述的差速器驱动系统，其中，所述第一输出齿轮组和所述第二输出齿轮组中的每一者是具有第一构件、第二构件和第三构件的行星齿轮组。
7.根据权利要求6所述的差速器驱动系统，其还包括：第一输出制动器，其被构造成选择性地将所述第一输出齿轮组的所述构件中的一者接地到所述差速器壳体；以及第二输出制动器，其被构造成选择性地将所述第二输出齿轮组的所述构件中的一者接地到所述差速器壳体。
8.根据权利要求6所述的差速器驱动系统，其中，所述输入行星齿轮组的所述第二构件直接连接到所述第二输出齿轮组的所述第一构件，并且其中，所述第一输出齿轮组的所述第二构件是被构造成提供所述第一输出扭矩的行星架，并且所述第二输出齿轮组的所述第三构件是被构造成提供所述第二输出扭矩的环形齿轮。
9.根据权利要求6所述的差速器驱动系统，其中，所述输入行星齿轮组的所述第三构件直接连接到所述第二输出齿轮组的所述第一构件，并且其中，所述第一输出齿轮组的所述第三构件是被构造成提供所述第一输出扭矩的行星架，并且所述第二输出齿轮组的所述第二构件是被构造成提供所述第二输出扭矩的行星架。
10.根据权利要求1所述的差速器驱动系统，其中，所述差速器驱动系统布置在采用具有第一驱动轮和第二驱动轮的驱动桥的机动车辆中，并且其中，所述第一输出扭矩被构造成为所述第一驱动轮提供动力，并且所述第二输出扭矩被构造成为所述第二驱动轮提供动力。
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