合部38附近联接到离合器28的环形体。第一同步器53具有第一圆锥接合表面58。可替换地，第一同步器53可以具有任意其它形状的接合表面。当离合器28从第三位置朝向第一位置移动时，第一圆锥接合表面58接触小齿轮架36的接合部38，使得离合器28作用在小齿轮架36上。当离合器28进一步朝向输入轴18的第一组离合齿37移动时，随着内离合套环齿52驱动地啮合传送轴22的第一组离合齿44和小齿轮架36的第一组离合齿37，该离合器继续作用在小齿轮架36上。
[0039]第二同步器54是在第二输出齿轮24的第一端部47附近联接到离合器28的环形体。第二同步器54具有第二圆锥接合表面59。可替换地，第二同步器54可以具有任意其它形状的接合表面。当离合器28从第三位置朝向第二位置移动时，第二圆锥接合表面59接触第二输出齿轮24的啮合部49，使得离合器28作用在第二输出齿轮24上。当离合器28进一步朝向第二输出齿轮24的第一组离合齿50移动时，随着内离合套环齿52驱动地啮合传送轴22的第一组离合齿44和第二输出齿轮24的第一组离合齿50，该离合器28继续作用在第二输出齿轮24上。
[0040]第一轮轴组件14包括锥形齿轮42、第一驱动齿轮60、第一轮差速器61和第一对输出(半)轴(output axle shaft) 62。优选地，部件42、60、61、62由硬化钢形成，然而，部件42、60、61、62可以由任何其它的刚性材料形成。如图所示，第一轮轴组件14包括设置在第一轮轴壳63中的四个部件42、60、61、62，但是应当理解的是，第一轮轴组件14可以包括更少或更多的部件。
[0041]该第一驱动齿轮60藉由多个紧固件或焊接件联接到第一轮差速器61的外壳，并且能够绕第一轮轴壳63内的第一对输出半轴62的轴线旋转。可替换地，第一输出齿轮60可以与第一轮差速器61 —体形成。如本领域已知的，第一驱动齿轮60具有形成在其外表面上的齿轮齿。第一驱动齿轮60可以是准双曲面齿轮、螺旋锥齿轮、直齿锥齿轮或者本领域普通技术人员已知的任何其它齿轮。第一驱动齿轮60驱动地与锥形小齿轮42啮合，并且具有第一传动比。作为非限制性实例，第一传动比可以是2.26:1的比例，但是应当理解，也可以使用其它比例。输出轴41藉由单独齿轮啮合而与第一轮轴组件14的第一驱动齿轮60驱动地啮合。
[0042]第一轮差速器61是本领域已知的锥齿轮型差速器，其具有多个驱动小齿轮和一对侧齿轮，该对侧齿轮与第一对输出半轴62驱动地接合。第一轮差速器61绕第一对输出半轴62的轴线可旋转地设置在第一轮轴壳63内。可替换地，可以使用其他类型的差速器来替代第一轮差速器61。
[0043]第一对输出半轴62是具有共轴线的细长圆柱形构件，它们可旋转地安装在第一轮轴壳63内。设置在第一对输出半轴62和第一轮轴壳63之间的轴承32允许第一对输出半轴62在其中旋转。第一轮差速器61的侧齿轮设置在第一对输出半轴62的每个的第一端上，并且车轮(未示出)设置在第一对输出半轴62的每个的第二端上。
[0044]第二轮轴组件16包括轮轴间轴(inter-axle shaft) 64、第二驱动齿轮65、第二轮差速器66、第二对输出半轴67和轮轴离合器68。优选地，部件64、65、66、67、68由硬化钢形成，然而，部件64、65、66、67、68可以由任何其它的刚性材料形成。如图所示，第二轮轴组件16包括设置在第二轮轴壳69中的五个部件64、65、66、67、68，但是应当理解的是，第二轮轴组件16可以包括更多或更少的组件。
[0045]轮轴间轴64包括藉由联接到该轮轴间轴64的从动齿轮70而与第二输出齿轮24驱动地接合的至少一个细长圆柱形构件。如图所示，该轮轴间轴64包括由接头连接的多个细长圆柱形构件。设置在该轮轴间轴64和外壳30之间的轴承32允许轮轴间轴64在其中旋转。
[0046]锥形小齿轮71驱动地联接到轮轴间轴64，与从动齿轮70相对。如本领域已知的，锥形小齿轮71具有形成在其外表面上的齿轮齿。锥形小齿轮71可以是准双曲面齿轮、螺旋锥齿轮、直齿锥齿轮或者本领域普通技术人员已知的任何其它齿轮。
[0047]第二驱动齿轮65是本领域已知的环型锥形齿轮，其具有一组齿轮齿，该组齿轮齿与形成在锥形小齿轮71上的齿轮齿啮合。该第二驱动齿轮65藉由多个紧固件或焊接头联接到第二轮差速器66的外壳，并且能够绕第二轮轴壳69内的第二对输出半轴67的轴线旋转。可替换地，第二输出齿轮65可以与第二轮差速器66—体形成。第二驱动齿轮65驱动地与锥形小齿轮71啮合，并且具有第二传动比。作为非限制性实例，第二传动比可以是4.88:1的比例，该比例是小于第一传动比的传动比，但是应当理解的是，也可以使用其它比例或者与第一传动比相等的传动比。
[0048]第二轮差速器66是本领域已知的锥齿轮型差速器，其具有多个驱动小齿轮和一对侧齿轮，该对侧齿轮与第二对输出半轴67驱动地接合。第二轮差速器66绕第二对输出半轴67的轴线可旋转地设置在第二轮轴壳69内。可替换地，可以使用其他类型的差速器来替代第二轮差速器66。
[0049]第二对输出半轴67是具有共轴线的细长圆筒柱构件，它们可旋转地安装在第二轮轴壳69内。设置在第二对输出半轴67和第二轮轴壳69之间的轴承32允许第二对输出半轴67在其中旋转。第二轮差速器66的侧齿轮设置在第二对输出半轴67的每个的第一端上，并且车轮(未示出)设置在第二对输出半轴67的每个的第二端上。
[0050]轮轴离合器68是犬齿式离合器(dog clutch)，该犬齿式离合器将第二对输出半轴67中的一个分成第一部分和第二部分。可替换地，轮轴离合器68可以是第二轮差速器66的一个部件，该部件接合第二轮差速器66的侧齿轮和第二输出半轴67中的一个或是如本领域已知的任何其它离合装置。轮轴离合器68也可以是板型离合器或者任何其它类型的离合器。轮轴离合器68具有多个形成在其上的齿，以用于选择性地啮合形成在第二输出半轴67的第一部分和第二部分上的对应齿。轮轴离合器68由换挡叉73推到啮合位置和分离位置中。驱动地与挂挡拨叉73接合的第二致动器74被接合，随着控制器55的导引，对挂挡拨叉73进行定位，进而对轮轴离合器68进行定位。当轮轴离合器68处于啮合位置时，第二输出半轴67中的一个的第一部分驱动地接合第二输出半轴67中的一个的第二部分。
[0051]控制器55与动力源11、第一致动器57、第二致动器74以及至少一个传感器75连通。优选地，控制器55与动力源11、第一致动器57、第二致动器74和该至少一个传感器75电连通。可替换地，控制器55可以通过使用气压、液压或者无线通信介质而与动力源11、第一致动器57、第二致动器74和该至少一个传感器75连通。
[0052]该控制器55构造成接收包含关于以下至少一个工作状态的输入:动力源11的工作状态、第二轮轴组件16的温度、传动轴22的一部分的速度、第二输出齿轮24的速度、第二轮轴组件16的一部分的速度、传递到动力分布单元12的旋转力的大小、离合器28的位置以及轮轴离合器68的位置。控制器55使用该输入来调整动力源11的工作状态、离合器28的位置、轮轴离合器68的位置、以及在离合器28的连续位置之间的持续时间中的至少一个。控制器55基于动力源11的工作状态、第二轮轴组件16的温度、第二输出齿轮24的速度、第二轮轴组件16的一部分的速度、传递到动力分布单元12的旋转力的大小、离合器28的位置以及轮轴离合器68的位置中的至少一个来调整动力源11的工作状态、离合器28的位置、轮轴离合器68的位置以及在离合器的连续位置之间的持续时间。控制器55参照一系列指令和状态、操作者输入、至少一个数据表和至少一个算法中的至少一个来确定对动力源11的工作状态、离合器28的位置、轮轴离合器68的位置以及在离合器28的连续位置之间的持续时间的调整。
[0053]至少一个传感器75可以设置在外壳30、第一轮轴壳63和第二轮轴壳69中。另夕卜，应当理解的是，至少一个传感器75可以设置在外壳30、63、69的一个的外表面上，或者安装在车辆上的其他位置处。该至少一个传感器75如本领域已知的那样构造成监测以下工作状态中的至少一个:动力源11的工作状态、第二轮轴组件16的温度、传动轴22的一部分的速度、第二输出齿轮24的速度、第二轮轴组件16的一部分的速度、传递到动力分布单元12的旋转力的大小、离合器28的位置以及轮轴离合器68的位置。动力源11的工作状态可以是动力源11正在工作的指示、动力源11的旋转速度、形成动力源11的一部分的传动装置的状态和该车辆的速度中的至少一个。
[0054]在使用中，用于驱动轮轴系统10的方法便于将动力分布单元12从第一工作状态转换到第二工作状态。
[0055]当动力分布单元12被置于第一工作状态时，仅第一轮轴组件14被以高速和低扭矩的工作方式驱动。当该车辆达到“巡航”速度时，使用第一工作状态，此状态通常需要减少的扭矩量来维持“巡航”速度。在第一工作状态时，离合器28置于第一位置。在第一位置，轮轴间差速器19被锁定，并且第一输出齿轮20藉由处于锁定状态的轮轴间差速器19驱动地与输入轴18接合。当轮轴间差速器19被锁定时，因为离合器28的内离合器套环齿52驱动地与小齿轮架36的第一组离合齿37和传送轴22的第一组离合齿44啮合，所以小齿轮架36、多个驱动小齿轮21、第一输出齿轮20和传送轴22同时旋转。另外，在第一位置，第二输出齿轮24与离合器28和传送轴22分离并且因此与轮轴间差速器19和输入轴18分离。当该动力分布单元12置于第一工作状态时，轮轴离合器68可以分离，允许第二输出齿轮24、从动齿轮70、轮轴间轴64、第二驱动齿轮65和第二轮差速器66滑行到闲置状态。
[0056]当该动力分布单元12置于第二工作状态时，第一轮轴组件14和第二轮轴组件16同时以低速和高扭矩的工作方式被驱动。当车辆以较低速度工作时或者当车辆加速时，使用第二工作状态。当该车辆以较低速度工作时或者当车辆加速时，通常需要增加的扭矩量。在第二工作状态时，离合器28置于第二位置。在该第二位置，轮轴间差速器19被解锁，并且第一输出齿轮20和第二输出齿轮24的输出轴41藉由轮轴间差速器19驱动地与输入轴18接合。该小齿轮架36藉由多个驱动小齿轮21同时驱动第一输出齿轮20和传送轴22。当轮轴间差速器19被解锁时，小齿轮架36、多个驱动小齿轮21、第一输出齿轮20以及传送轴22相对于彼此自由地旋转。另外，在第二位置时，第二输出齿轮24的第一组离合齿50和传送轴22的第一组离合齿44与离合器28的内离合器套环齿52啮合。当动力分布单元12置于第二工作状态时，轮轴离合器68接合，从而允许第二输出齿轮24经由从动齿轮70、轮轴间轴64、第二驱动齿轮65和第二轮差速器66来驱动第二对输出半轴67。
[0057]图2至图4是示出了将动力分布单元12从第一工作状态转换到第二工作状态的三个非限制实例的三个图表。
[0058]如果在开始换挡程序之前，第二轮轴组件16的温度大于预定值，则由控制器55使用如图2所示的换挡程序。另外，应当理解的是，当第二轮轴组件16的温度处于预定温度范围内时，图2所示的换挡程序是有利的，图2所示的实例可以由控制器55基于此来进行选择。图2所示的水平轴线指示从第一时序参考点A到第四时序参考点D的持续时间。时序参考点B和C分别发生在点A和点D之间。
[0059]图2所示的竖直轴线指示第一输出齿轮20、传送轴22、第二输出齿轮24和动力源11的旋转速度。该竖直轴线在旋转速度为零时开始，并且随着竖直轴线远离水平轴线延伸而增大。图2所绘的动力源11的旋转速度仅是用于示例的目的，并且该换挡程序不限于所描绘的速度。
[0060]点A指示换挡程序的开始时间。在点A时，动力分布单元12处于第一工作状态。在第一工作状态时，离合器28处于第一位置。当由控制器55或者车辆操作者导引时，通过核实轮轴离合器68的分离并且调整传送到动力分布单元12的旋转力而开始该换挡程序。
[0061]可以通过调整动力源11的工作状态和通过使形成动力源11的一部分的离合器(未示出)至少部分地分离中的一种方式来执行调整传递到动力分布单元12的旋转力的步骤。当通过调整动力源11的工作状态而执行调整传递到动力分布单元12的旋转力的步骤时，动力源11的工作状态可以通过使供应到动力源11的燃料增加或减少中的一种方式来得到调整。当该旋转力是主动旋转力时(意为动力源11将旋转力施加到动力分布单元12)，供应到动力源11的燃料减少以减小该旋转力。当该旋转力是被动旋转力时(意为动力分布单元12将旋转力施加到动力源11)，供应到动力源11的燃料增加以增大该旋转力。当通过至少部分地使与动力源11相关联的离合器或与其它装置(二者均未示出)分离而执行使传递到动力分布单元12的旋转力减小和中断中的一个的步骤时，与动力源11相关联的离合器或与其它装置(二者均未示出)的啮合量减少以减小该旋转力。如上所述调整传递到动力分布单元12的旋转力的步骤被执行，直到传递到动力分布单元12的旋转力大约等于由动力分布单元12施加到动力源11的旋转力的量。
[0062]当传递到动力分布单元12的旋转力大约等于由动力分布单元12所施加的旋转力的量时，控制器55接合第一致动器57以将离合器28从第一位置移动到第三位置。图2的点B指示该换挡程序中当离合器28置于第三位置的时刻。如上所述，当离合器28置于第三位置时，轮轴间差速器19被解锁，并且第二输出齿轮24与传送轴22分尚，由此与轮轴间差速器19分离。一旦该离合器28置于第三位置，控制器55进一步接合第一致动器57，以将离合器28从第三位置移动到第二位置，同时调整动力源11的旋转速度。
[0063]如图2所示，在