CN114008343B - 用于车辆动力传递单元的多级换挡致动器 - Google Patents

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Abstract

一种车辆动力传递单元组件包括输入轴、换挡轴环、外凸轮环和内凸轮环。换挡轴环与输入轴接合并且能够在第一位置和第二位置之间操作。外凸轮环设置在换挡轴环的部分的周围。外凸轮环包括限定多个层面的内表面。内凸轮环与换挡轴环接合，并且设置在外凸轮环的径向内侧。内凸轮环包括能够与多个层面接合的卡爪。当卡爪从与多个层面中的一个的接合移动到与多个层面中的另一个的接合时，换挡轴环从第一位置移动到第二位置。

Description

用于车辆动力传递单元的多级换挡致动器
相关申请的交叉引用
本PCT申请请求保护于2019年6月28日提交的美国临时申请第62/868,772号的优先权，该申请的公开被认为是本申请的公开的一部分，并在此通过引用的方式以其全部并入。
技术领域
本公开总体上涉及用于车辆的动力传递单元。
背景技术
一般来说，车辆传动***将扭矩从车辆的发动机传递到其车轮。机动车传动***有时包括动力传递单元(PTU，也被称为动力输出单元)，以用于在传动***的轴之间选择性地分配扭矩。PTU通常配备在四轮和全轮机动车传动***构造中。动力传递单元典型地由壳体组成，该壳体包围并支撑齿轮、轴和轴承。换挡可发生在多种部件(例如，齿轮、轴等)的接合之间，以选择性地在改变传动***中分配的扭矩。虽然拨叉式换挡器已经用于在多种部件的接合之间换挡，但是拨叉式换挡器经常可经历偏载，这可导致损坏或断裂。
本节提供与本公开相关的背景信息，其不一定是现有技术。
发明内容
本公开的一个方面提供一种车辆动力传递单元组件，其包括：输入轴；换挡轴环，其与输入轴接合并且能够在第一位置和第二位置之间操作；外凸轮环，其设置在换挡轴环的部分的周围，该外凸轮环包括限定多个层面的内表面；以及内凸轮环，其与换挡轴环接合并且设置在外凸轮环的径向内侧，该内凸轮环包括能够与多个层面接合的卡爪，其中，当卡爪从与多个层面中的一个的接合移动到与多个层面中的另一个的接合时，换挡轴环从第一位置移动到第二位置。
本公开的实施方式可包括以下可选特征中的一个或多个。在一些实施方式中，输入轴包括具有外花键的外表面，并且换挡轴环包括具有能够与外花键以啮合方式接合的内花键的内表面，并且其中输入轴被构造成经由外花键和内花键的接合将扭矩从输入轴传递到换挡轴环。
多个层面可包括第一层面和第二层面，并且沿着外凸轮环的中心轴线从第一层面到输入轴的距离小于沿着外凸轮环的中心轴线从第二层面到输入轴的距离。
车辆动力传递单元组件可包括弹簧，该弹簧在换挡轴环上施加偏置力，以朝向外凸轮环偏置换挡轴环。通过克服弹簧的偏置力，卡爪可能能够选择性地从与多个层面中的一个的接合移动到与多个层面中的另一个的接合。
换挡轴环可在第一位置处与第一部件接合并且在第二位置处与第二部件接合，换挡轴环与第一部件的接合限定第一扭矩比，并且换挡轴环与第二部件的接合限定不同于第一扭矩比的第二扭矩比。第一部件可为差动齿轮子组件的部分，并且第二部件是行星齿轮子组件的部分。
车辆动力传递单元组件可包括马达，该马达被构造成驱动外凸轮环旋转，以选择性地将卡爪从与多个层面中的一个的接合移动到与多个层面中的另一个的接合。
车辆动力传递单元组件可包括行星齿轮子组件和差动齿轮子组件，换挡轴环能够选择性地与行星齿轮子组件和差动齿轮子组件接合。
换挡轴环可能能够在第三位置和第四位置之间操作。
本公开的另一方面提供了一种车辆动力传递单元组件，其包括：输入轴；换挡轴环，其与输入轴接合并且能够在包括第一位置、第二位置、第三位置和第四位置的四个位置之间操作；外凸轮环，其设置在换挡轴环的部分的周围，该外凸轮环包括限定包括第一层面、第二层面、第三层面和第四层面的四个层面的内表面，该外凸轮环包括面向输入轴的接合表面，并且四个层面中的每个相对于四个层面中的相邻者在与接合表面的距离上增加；以及内凸轮环，其与换挡轴环接合并且设置在外凸轮环的径向内侧，该内凸轮环包括能够选择性地与四个层面中的每个接合的卡爪，其中当卡爪从与多个层面中的一个的接合移动到与多个层面中的另一个的接合时，换挡轴环从四个位置中的一个移动到四个位置中的相邻者。该方面可包括以下可选特征中的一个或多个。
输入轴可包括具有外花键的外表面，并且换挡轴环包括具有能够与外花键以啮合方式接合的内花键的内表面，并且其中输入轴被构造成经由外花键和内花键的接合将扭矩从输入轴传递到换挡轴环。
车辆动力传递单元可包括弹簧，该弹簧在换挡轴环上施加偏置力，以朝向外凸轮环偏置换挡轴环。通过克服弹簧的偏置力，卡爪可能能够选择性地从与四个层面中的一个的接合移动到与四个层面中的另一个的接合。
换挡轴环可在第一位置处与第一部件接合并且在第四位置处与第二部件接合，换挡轴环与第一部件的接合限定第一扭矩比，并且换挡轴环与第二部件的接合限定不同于第一扭矩比的第二扭矩比。第一扭矩比可小于第二扭矩比。第一部件可为差动齿轮子组件的部分，并且第二部件是行星齿轮子组件的部分。
车辆动力传递单元可包括马达，该马达被构造成驱动外凸轮环旋转，以选择性地将卡爪从与四个层面中的一个的接合移动到与四个层面中的另一个的接合。
车辆动力传递单元可包括行星齿轮子组件和差动齿轮子组件，换挡轴环能够选择性地与行星齿轮子组件和差动齿轮子组件接合。
当换挡轴环处于第三位置处时，没有扭矩可经由差动齿轮子组件传递到车辆的车轮。
在附图和以下描述中阐述了本公开的一个或多个实施方式的细节。其他方面、特征和优点将从本描述和附图以及权利要求书显而易见。
附图说明
在本文中描述的附图仅用于所选定的构造而不是所有可能的实施方式的说明性目的，并且不旨在限制本公开的范围。
图1是根据本公开的原理的动力传递单元(PTU)组件的透视图。
图2是沿着图1中的线2-2截取的图1的PTU组件的剖视图。
图3是图1的PTU组件的透视图，其中为了提供清楚性，某些部件被移除。
图4是沿着图3中的线4-4截取的图3的PTU组件的剖视图。
图5是沿着图3中的线5-5截取的图3的PTU组件的另一个剖视图。
图6A是图1的PTU组件的换挡轴环的前透视图。
图6B是图6A的换挡轴环的后透视图。
图7是图1的PTU组件的外凸轮环的透视图。
图8是图1的PTU组件的内凸轮环的透视图。
图9是沿着图1中的线9-9截取的图1的PTU组件的部分的剖视图，其中为了提供清楚性，一些部件被移除。
图10A是处于第一位置的图9的PTU组件的剖视图。
图10B是处于第二位置的图9的PTU组件的剖视图。
图10C是处于第三位置的图9的PTU组件的剖视图。
图10D是处于第四位置的图9的PTU组件的剖视图。
在所有附图中，对应的附图标记指示对应的零件。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例性构造。提供了示例性构造，使得本公开将为透彻的，并且将向本领域普通技术人员充分传达本公开的范围。特定细节得到了阐述，诸如特定部件、设备和方法的示例，以提供对本公开的构造的透彻理解。对于本领域普通技术人员来说将为显而易见的是，不需要采用特定细节，可能以许多不同的形式来实施示例性构造，并且特定细节和示例性构造不应被解释为对本公开的范围的限制。
参考附图，总体上示出了用于车辆的动力传递单元(PTU)组件10。PTU组件10可在机动车辆或任何其它合适的车辆中实现。PTU组件10可满足经常由机动车制造商强制实行的扭矩和耐用性要求。因此，可增加PTU组件10的扭矩占空比能力。虽然在附图中由一个实施例示出，但是在其它实施例中，PTU组件10可具有不同的设计和结构，其中一些将在下面描述。实际上，PTU组件10的确切设计和结构可取决于PTU组件10安装在其中的特定应用。所述应用可涉及多种转向装置、发动机和变速器部件以及随之而来的包装需求，所有这些都可决定PTU组件10的设计和结构。PTU组件10可在车辆的前轮轴、后轮轴或任何合适的位置实现。
在图1至图5的实施例中，PTU组件10是多件式机构，其具有一起工作以便产生期望的扭矩输出的部件。在该实施例中，PTU组件10包括输入轴12、中间轴14、环形齿轮16和输出齿轮18。其它部件可包括轴承20、密封件并且还包括另外的轴和齿轮。由金属或非金属材料构成的PTU壳体、盖和/或中间结构(未示出)可包围和支撑PTU组件10的部件。
参考图1和图2，输入轴12可从变速器、马达或驱动输入轴12围绕中心轴线A12旋转的任何其它合适的设备接收扭矩。如在本文中所使用的那样，“远侧”是指沿着中心轴线A12较远离车辆的中心的位置，并且“近侧”是指沿着中心轴线A12较靠近车辆的中心的位置。例如，参考图1，最左侧的位置是最近侧的，并且最右侧的位置是最远侧的。如将显而易见的那样，输入轴12选择性地将扭矩传递到PTU组件10的多种部件。通过选择性地传递扭矩，PTU组件10可有效地控制或修改被递送到车辆的车轮的扭矩的量。
继续参照图1和图2，PTU组件10包括行星齿轮子组件24、差动齿轮子组件26、换挡轴环28、外凸轮环30和内凸轮环32。行星齿轮子组件24在输入轴12远侧。行星齿轮子组件24包括行星架34，该行星架34能够选择性地与换挡轴环28接合。另外，行星架34由外凸轮环30环绕。行星齿轮子组件24包括能够围绕中心轴线A12旋转的太阳齿轮36。太阳齿轮36在太阳齿轮36的近侧部分上包括第一组离合器齿38。行星齿轮子组件24包括环绕太阳齿轮36并与该太阳齿轮36接合的多个行星齿轮40。在一些实施方式中，可存在四个行星齿轮40，并且在其它实施方式中，可存在任何合适数量的行星齿轮40。行星齿轮40可经由齿与太阳齿轮36接合，使得在太阳齿轮36旋转时，行星齿轮40围绕太阳齿轮36旋转。在一些实施方式中，太阳齿轮36驱动行星齿轮40旋转，并且在其它实施方式中，行星齿轮40驱动太阳齿轮36旋转。行星齿轮子组件24包括环绕行星齿轮40并与该环绕行星齿轮40接合的环形齿轮42。该环形齿轮42相对于行星齿轮40固定，例如，环形齿轮42可固定到壳体。环形齿轮42经由齿与行星齿轮40接合，使得行星齿轮40可在环形齿轮42保持固定时沿着环形齿轮42移动。
差动齿轮子组件26定位在行星齿轮子组件24的远侧。差动齿轮子组件26包括壳体44和设置在壳体44内的多个差动齿轮46。差动齿轮46可彼此接合，以在转弯期间允许车辆的外车轮比车辆的内车轮旋转得更快。太阳齿轮36可与差动齿轮子组件26接合，使得扭矩以第一扭矩比通过行星齿轮子组件24和行星架34传递到差动齿轮子组件26。行星架34可与差动齿轮子组件26接合，使得通过行星架34传递的扭矩以第二扭矩比传递到差动齿轮子组件26。第一比和第二比是不同的，因此传递的扭矩也是不同的。行星架34用作在差动齿轮子组件26和行星齿轮子组件24两者中的部件。第一扭矩比可不同于、小于、等于或大于第二扭矩比。例如，第一扭矩比可为2:1，而第二扭矩传递比可为1:3。
PTU组件10可包括邻近行星齿轮子组件24和差动齿轮子组件26的马达48。该马达48包括定子50和能够相对于定子50旋转的转子52。转子52围绕平行于中心轴线A12并与该中心轴线A12间隔开的转子轴线A52旋转。在一些实施方式中，转子52可接合惰轮54并驱动惰轮54旋转，该惰轮54继而驱动外凸轮环30旋转。在其它实施方式中，转子52直接接合外凸轮环30并驱动该外凸轮环30旋转。
参考图2至图6B，换挡轴环28与输入轴12接合。例如，输入轴12可包括在输入轴12的外表面上的外花键56，并且换挡轴环28可包括与外花键56以啮合方式接合的内花键58。在其它实施方式中，换挡轴环28可经由键接连接或任何其它合适的连接与输入轴12接合。换挡轴环28可与输入轴12以旋转方式对齐。也就是说，输入轴12可经由外花键56和内花键58的接合来驱动换挡轴环28旋转。换挡轴环28可从输入轴12延伸到行星架34，并且可以能够选择性地与中间轴14和行星架34接合。
换挡轴环28包括在靠近换挡轴环28的近端的换挡轴环28的外表面上的第一组齿60和在靠近换挡轴环28的远端的换挡轴环28的外表面上的第二组齿62。第一组齿60能够与在中间轴14的内表面上的齿64以啮合方式接合。第二组齿62能够与在行星架34的内表面上的齿66(在图9中最清楚地看到，为了清楚起见，图9移除了换挡轴环28)以啮合方式接合。换挡轴环28包括在换挡轴环28的远端处的第二离合器齿68。第二离合器齿68能够与太阳齿轮36的第一离合器齿38以啮合方式接合。
换挡轴环28能够在下列位置之间操作：(i)第一位置(图10A)，在该位置处，第一组齿60与中间轴14的齿64脱离，第二组齿62与行星架34的齿66接合，并且第二离合器齿68与第一离合器齿38脱离；(ii)第二位置(图10B)，在该位置处，第一组齿60与中间轴14的齿64接合，第二组齿62与行星架34的齿66接合，并且第二离合器齿68与第一离合器齿38脱离；(iii)第三位置(图10C)，在该位置处，第一组齿60与中间轴14的齿64接合，第二组齿62与行星架34的齿66脱离，并且第二离合器齿68与第一离合器齿38脱离；以及(iv)第四位置(图10D)，在该位置处，第一组齿60与中间轴14的齿64接合，第二组齿62与行星架34的齿66脱离，并且第二离合器齿68与第一离合器齿38接合。因此，换挡轴环28能够选择性地与行星齿轮子组件24和差动齿轮子组件26接合。
第一位置(图10A)可被称为两车轮高位置，其指示两个车轮以高速和低扭矩操作。第二位置(图10B)可被称为四车轮高位置，其指示四个车轮以高速和低扭矩操作。第三位置(图10C)可被称为空挡位置(neutral position)，其指示车轮没有接收到任何扭矩。第四位置(图10D)可被称为四车轮低位置，其指示四个车轮以低速和高扭矩操作。第一位置和第二位置可基于第一齿轮比以第一扭矩比操作，并且第四位置可基于第二齿轮比以第二扭矩比操作。第一扭矩比和第一齿轮比可大于第二扭矩比和第二齿轮比。
换挡轴环28还包括从中心轴线A12径向地向外延伸的凸缘70。在一个示例性布置中，凸缘70位于换挡轴环28的中心部分附近。凸缘70包括外表面72、内表面74以及在外表面72和内表面74之间的台阶76。外表面72比内表面74进一步设置在径向外侧。如下文更详细描述的那样，外表面72被构造成接合内凸轮环32的部分。
参考图3至图5和图7，外凸轮环30设置在换挡轴环28的部分周围。在一些实施方式中，外凸轮环30也设置在行星架34的部分的周围。外凸轮环30包括环78(在图4中最好地看到)和从环78径向地向外延伸的凸缘80。外凸轮环30能够围绕中心轴线A12旋转。例如，外凸轮环30可能能够经由马达48的转子52旋转，从而使与外凸轮环30接合的惰轮54旋转。在一些实施方式中，凸缘80可包括与转子52的对应齿接合的齿，使得转子52可经由齿的接合来驱动外凸轮环30旋转。在其它实施方式中，外凸轮环30可能能够以任何合适的方式旋转。凸缘80包括在外凸轮环30的近端处的接合表面82，其接合内凸轮环32的部分。接合表面82大体上面向输入轴12。
外凸轮环30的环78包括内表面84，该内表面84限定相对于接合表面82在高度上增加的成组层面86(在图7中最好地看出)。层面86可为形成在内表面84中的切口或从内表面84延伸的突起。可存在任何合适数量的成组层面86。例如，如在附图中所示出的那样，可存在三组层面86。每组层面86可包括第一层面86a、第二层面86b、第三层面86c和第四层面86d。在第一层面86a和第二层面86b之间的是第一过渡部分88a，其从第一层面86a到第二层面86b成角度。在第二层面86b和第三层面86c之间的是第二过渡部分88b，其从第二层面86b到第三层面86c成角度。在第三层面86c和第四层面86d之间的是第三过渡部分88c，其从第三层面86c到第四层面86d成角度。邻近第四层面86d的是止动部90，其与凸缘80的接合表面82基本上齐平。层面86a–86d中的每个具有不同的高度。例如，当外凸轮环30被组装到PTU组件10中时，从第二层面86b沿着中心轴线A12到输入轴12的最远端的距离大于从第一层面86a沿着中心轴线A12到输入轴12的最远端的距离。同样，从第三层面86c沿着中心轴线A12到输入轴12的最远端的距离大于从第二层面86b沿着中心轴线A12到输入轴12的最远端的距离，以此类推。
参考图3至图5和图8，内凸轮环32与换挡轴环28接合，并且设置在外凸轮环30的径向内侧。在其它实施方式中，内凸轮环32可相对于外凸轮环30具有任何合适的取向，例如，内凸轮环32可设置在外凸轮环30的径向外侧。内凸轮环32包括环92和从环92径向地向外延伸的凸缘94。环92可包括在远侧方向上延伸的卡爪95(在图8中最好地看到)。可存在任何合适数量的卡爪95，例如，如在附图中所示出的那样，可存在三个卡爪95。卡爪95中的每个可包括脚部96和从脚部96成角度地朝向环92延伸的斜面98。脚部96被构造成选择性地接合层面86a-86d中的每个。
在第一位置(图10A)处，内凸轮环32的每个脚部96可接合外凸轮环30的第一层面86a。在第二位置(图10B)处，内凸轮环32的每个脚部96可接合外凸轮环30的第二层面86b。在第三位置(图10C)处，内凸轮环32的每个脚部96可接合外凸轮环30的第三层面86c。在第四位置(图10D)处，内凸轮环32的每个脚部96可接合外凸轮环30的第四层面86d。
凸缘94包括接合表面100，该接合表面100被构造成接合外凸轮环30的凸缘80的接合表面82。凸缘94包括从凸缘80径向地向外延伸的多个突出部102。可存在任何合适数量的突出部102，例如，如在附图中所示出的那样，可存在三个突出部102。突出部102可接合任何合适部件(例如，壳体)中的狭槽或引导件(未示出)，使得突出部102与引导件的接合禁止内凸轮环32的旋转运动。也就是说，内凸轮环32被禁止旋转，并且仅可沿着中心轴线A12横向地移动。
参考图10A至图10D，PTU组件10可包括弹簧104，该弹簧104在换挡轴环28上施加偏置力，以将换挡轴环28朝向外凸轮环30偏置。也就是说，弹簧104使换挡轴环28朝向太阳齿轮36的第一离合器齿38和换挡轴环28的第二离合器齿68的接合偏置。弹簧104可为任何合适的弹簧，诸如例如螺旋压缩弹簧、锥形弹簧、盘形弹簧或贝氏弹簧等。在其它实施方式中，换挡轴环28可以任何合适的方式朝向外凸轮环30偏置。
参考图10A，换挡轴环28可设置在第一位置处。在该第一位置处，第一组齿60与中间轴14的齿64脱离，第二组齿62与行星架34的齿66接合，第二离合器齿68与第一离合器齿38脱离，并且每个卡爪95的脚部96与第一层面86a(即最矮层面)接合。在第一位置处，扭矩经由外花键56和内花键58的接合从输入轴12传递到换挡轴环28。然后，扭矩经由第二组齿62和齿66的接合被从换挡轴环28传递到行星架34。然后，扭矩通过行星架34传递到差动齿轮子组件26。图10A中的箭头示出在第一位置处的扭矩路径。
参考图10B，换挡轴环28可设置在第二位置处。在第二位置处，第一组齿60与中间轴14的齿64接合，第二组齿62与行星架34的齿66接合，第二离合器齿68与第一离合器齿38脱离，并且每个卡爪95的脚部96与第二层面86b(即第二矮层面)接合。在第二位置处，扭矩经由外花键56和内花键58的接合从输入轴12传递到换挡轴环28。然后，扭矩经由第一组齿60和齿64的接合从换挡轴环28传递到中间轴14，并且扭矩经由第二组齿62和齿66的接合从换挡轴环28传递到行星架34。然后，扭矩通过行星架34传递到差动齿轮子组件26。在图10B中的箭头示出在第二位置处的扭矩路径。
参考图10C，换挡轴环28可设置在第三位置处。在第三位置处，第一组齿60与中间轴14的齿64接合，第二组齿62与行星架34的齿66脱离，第二离合器齿68与第一离合器齿38脱离，并且每个卡爪95的脚部96与第三层面86c(即第二高层面)接合。在第三位置处，扭矩经由外花键56和内花键58的接合从输入轴12传递到换挡轴环28。然后，扭矩经由第一组齿60和齿64的接合从换挡轴环28传递到中间轴14。图10C中的箭头示出在第三位置处的扭矩路径。
参考图10D，换挡轴环28可设置在第四位置处。在第四位置处，第一组齿60与中间轴14的齿64接合，第二组齿62与行星架34的齿66脱离，第二离合器齿68与第一离合器齿38接合，并且每个卡爪95的脚部96与第四层面86d(即，最高层面)接合。在第四位置处，扭矩经由外花键56和内花键58的接合从输入轴12传递到换挡轴环28。然后，扭矩经由第一组齿60和齿64的接合从换挡轴环28传递到中间轴14，并且扭矩经由第一离合器齿38和第二离合器齿68的接合传递到太阳齿轮36。然后，扭矩通过太阳齿轮36、行星齿轮子组件24和行星架34传递到差动齿轮子组件26。图10D中的箭头示出在第四位置处的扭矩路径。
为了在第一位置和第四位置之间移动换挡轴环28，马达48被启动以旋转外凸轮环30。当外凸轮环30在第一方向上(即，从图3的视角看在逆时针方向上)旋转时，内凸轮环32克服弹簧104的偏置力，并且每个卡爪95的脚部96从第一层面86a(第一位置)过渡到第一过渡区88a、到第二层面86b(第二位置)、到第二过渡区88b、到第三层面86c(第三位置)、到第三过渡区88c，并且最后到第四层面86d(第四位置)。沿着层面86a-86d前进的每个卡爪95的脚部96导致内凸轮环32沿着中心轴线A12朝向输入轴12平移，直到第二组齿62与行星架34的齿66接合，并且每个卡爪95的脚部96与第四层面86d(即最矮层面)接合。
在本文中所使用的术语仅仅是为了描述特定的示例性构造，而并非旨在进行限制。如在本文中所使用的那样，单数形式“一”、“一个”和“该”也可旨在包括复数形式，除非上下文明确地另有指示。用语“包括”、“包含”、“含有”和“具有”是包含性的，并且因此指出特征、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或多个其它特征、步骤、操作、元件、部件和/或它们的组的存在或增加。除非被特别标识为执行顺序，否则在本文中所描述的方法步骤、过程和操作都不应被解释为必须要求它们以所论述或示出的特定顺序执行。另外或备选的步骤可被采用。
当元件或层被称为“在另一个元件或层上”、“接合到另一个元件或层”、“连接到另一个元件或层”、“附接到另一个元件或层”或“联接到另一个元件或层”时，它可直接在另一个元件或层上、直接接合到另一个元件或层、直接连接到另一个元件或层、直接附接到另一个元件或层或直接联接到另一个元件或层，或者可存在居间的元件或层。相比之下，当元件被称为“直接在另一个元件或层上”、“直接接合到在另一个元件或层上”、“直接连接到在另一个元件或层上”、“直接附接到在另一个元件或层上”或“直接联接到在另一个元件或层上”时，可能不存在居间的元件或层。用于描述元件之间的关系的其它词语应该以类似的方式来解释(例如，“在...之间”与“直接在...之间”、“相邻”与“直接相邻”等)。如在本文中所使用的那样，用语“和/或”包括相关联的列举项目中的一个或多个的任何和所有组合。
用语第一、第二、第三等可在本文中用于描述多种元件、部件、区域、层和/或区段。这些元件、部件、区域、层和/或区段不应受这些用语的限制。这些用语可仅用于区分一个元件、部件、区域、层或区段与另一个区域、层或区段。除非由上下文明确指出，否则诸如“第一”、“第二”和其它数字用语的用语并不暗示次序或顺序。因此，在不脱离示例性构造的教导的情况下，在本文中所讨论的第一元件、部件、区域、层或区段可被命名为第二元件、部件、区域、层或区段。
为了说明和描述的目的，已经提供了前述描述。其并不旨在穷举或限制本公开。特定构造的单个元件或特征通常不限于该特定构造，而是在适用的情况下是可互换的，并且可用在所选定的构造中，即使没有具体示出或描述。特定构造的单个元件或特征也可能以多种方式变化。这样的变化不应被视为脱离本公开，并且所有这些修改都旨在被包括在本公开的范围内。

Claims (19)

1.一种车辆动力传递单元组件，包括：
输入轴；
换挡轴环，其与所述输入轴接合并且能够在第一位置和第二位置之间和第三位置和第四位置之间操作；
外凸轮环，其设置在所述换挡轴环的部分的周围，所述外凸轮环包括限定多个层面的内表面；以及
内凸轮环，其与所述换挡轴环接合并且设置在所述外凸轮环的径向内侧，所述内凸轮环包括能够与所述多个层面接合的卡爪；
其中，当所述卡爪从与所述多个层面中的一个的接合移动到与所述多个层面中的另一个的接合时，所述换挡轴环从所述第一位置移动到所述第二位置。
2.根据权利要求1所述的车辆动力传递单元组件，其特征在于，所述输入轴包括具有外花键的外表面，并且所述换挡轴环包括具有能够与所述外花键以啮合方式接合的内花键的内表面，并且其中，所述输入轴被构造成经由所述外花键和所述内花键的接合将扭矩从所述输入轴传递到所述换挡轴环。
3.根据权利要求1所述的车辆动力传递单元组件，其特征在于，所述多个层面包括第一层面和第二层面，并且沿着所述外凸轮环的中心轴线从所述第一层面到所述输入轴的距离小于沿着所述外凸轮环的中心轴线从所述第二层面到所述输入轴的距离。
4.根据权利要求1所述的车辆动力传递单元组件，其特征在于，所述车辆动力传递单元组件还包括弹簧，所述弹簧在所述换挡轴环上施加偏置力，以朝向所述外凸轮环偏置所述换挡轴环。
5.根据权利要求4所述的车辆动力传递单元组件，其特征在于，通过克服所述弹簧的所述偏置力，所述卡爪能够选择性地从与所述多个层面中的一个的接合移动到与所述多个层面中的另一个的接合。
6.根据权利要求1所述的车辆动力传递单元组件，其特征在于，所述换挡轴环在所述第一位置处与第一部件接合并且在所述第二位置处与第二部件接合，所述换挡轴环与所述第一部件的接合限定第一扭矩比，并且所述换挡轴环与所述第二部件的接合限定不同于所述第一扭矩比的第二扭矩比。
7.根据权利要求6所述的车辆动力传递单元组件，其特征在于，所述第一部件是差动齿轮子组件的部分，并且所述第二部件是行星齿轮子组件的部分。
8.根据权利要求1所述的车辆动力传递单元组件，其特征在于，所述车辆动力传递单元组件还包括马达，所述马达被构造成驱动所述外凸轮环旋转，以选择性地将所述卡爪从与所述多个层面中的一个的接合移动到与所述多个层面中的另一个的接合。
9.根据权利要求1所述的车辆动力传递单元组件，其特征在于，所述车辆动力传递单元组件还包括行星齿轮子组件和差动齿轮子组件，所述换挡轴环能够选择性地与所述行星齿轮子组件和所述差动齿轮子组件接合。
10.一种车辆动力传递单元组件，包括：
输入轴；
换挡轴环，其与所述输入轴接合并且能够在包括第一位置、第二位置、第三位置和第四位置的四个位置之间操作；
外凸轮环，其设置在所述换挡轴环的部分的周围，所述外凸轮环包括内表面，所述内表面限定包括第一层面、第二层面、第三层面和第四层面的四个层面，所述外凸轮环包括面向所述输入轴的接合表面，并且所述四个层面中的每个相对于所述四个层面中的相邻者在与所述接合表面的距离上增加；以及
内凸轮环，其与所述换挡轴环接合并且设置在所述外凸轮环的径向内侧，所述内凸轮环包括能够选择性地与所述四个层面中的每个接合的卡爪；
其中，当所述卡爪从与所述四个层面中的一个的接合移动到与所述四个层面中的另一个的接合时，所述换挡轴环从所述四个位置中的一个移动到所述四个位置中的相邻者。
11.根据权利要求10所述的车辆动力传递单元组件，其特征在于，所述输入轴包括具有外花键的外表面，并且所述换挡轴环包括具有能够与所述外花键以啮合方式接合的内花键的内表面，并且其中，所述输入轴被构造成经由所述外花键和所述内花键的接合将扭矩从所述输入轴传递到所述换挡轴环。
12.根据权利要求10所述的车辆动力传递单元组件，其特征在于，所述车辆动力传递单元组件还包括弹簧，所述弹簧在所述换挡轴环上施加偏置力，以朝向所述外凸轮环偏置所述换挡轴环。
13.根据权利要求12所述的车辆动力传递单元组件，其特征在于，通过克服所述弹簧的偏置力，所述卡爪能够选择性地从与所述四个层面中的一个的接合移动到与所述四个层面中的另一个的接合。
14.根据权利要求10所述的车辆动力传递单元组件，其特征在于，所述换挡轴环在所述第一位置处与第一部件接合并且在所述第四位置处与第二部件接合，所述换挡轴环与所述第一部件的接合限定第一扭矩比，并且所述换挡轴环与所述第二部件的接合限定不同于所述第一扭矩比的第二扭矩比。
15.根据权利要求14所述的车辆动力传递单元组件，其特征在于，所述第一扭矩比小于所述第二扭矩比。
16.根据权利要求14所述的车辆动力传递单元组件，其特征在于，所述第一部件是差动齿轮子组件的部分，并且所述第二部件是行星齿轮子组件的部分。
17.根据权利要求10所述的车辆动力传递单元组件，其特征在于，所述车辆动力传递单元组件还包括马达，所述马达被构造成驱动所述外凸轮环旋转，以选择性地将所述卡爪从与所述四个层面中的一个的接合移动到与所述四个层面中的另一个的接合。
18.根据权利要求10所述的车辆动力传递单元组件，其特征在于，所述车辆动力传递单元组件还包括行星齿轮子组件和差动齿轮子组件，所述换挡轴环能够选择性地与所述行星齿轮子组件和所述差动齿轮子组件接合。
19.根据权利要求18所述的车辆动力传递单元组件，其特征在于，当所述换挡轴环处于所述第三位置处时，没有扭矩经由所述差动齿轮子组件传递到所述车辆的车轮。
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