混合動(dòng)力傳動(dòng)系和用于其的模塊化后驅(qū)動(dòng)單元的制作方法
【專利摘要】動(dòng)力傳動(dòng)系，包括具有曲軸的發(fā)動(dòng)機(jī)。第一電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)經(jīng)由環(huán)形可旋轉(zhuǎn)裝置驅(qū)動(dòng)地連接到曲軸。動(dòng)力傳動(dòng)系包括變速器，其具有變速器輸出構(gòu)件和被曲軸驅(qū)動(dòng)的變速器輸入構(gòu)件。前差速器操作性地連接到前半軸。分動(dòng)箱具有齒輪結(jié)構(gòu)，其配置為將變速器輸出構(gòu)件的扭矩到前差速器和驅(qū)動(dòng)軸。后差速器操作性地可連接到驅(qū)動(dòng)軸，且配置為將扭矩從驅(qū)動(dòng)軸傳遞到后半軸。第二電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)驅(qū)動(dòng)地連接到后差速器?？刂破鞑僮餍缘剡B接到第二電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)，且將第二電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)控制為用作電動(dòng)機(jī)，其將扭矩通過后差速器提供到后車輪。模塊化后驅(qū)動(dòng)單元操作性地連接到車輛車身。
【專利說明】混合動(dòng)力傳動(dòng)系和用于其的模塊化后驅(qū)動(dòng)單元

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明通常包括混合動(dòng)力車輛。

【背景技術(shù)】
[0002]用于車輛的混合動(dòng)力傳動(dòng)系在不同車輛運(yùn)行條件下利用不同的動(dòng)力源。例如，具有電可變變速器的混合動(dòng)力傳動(dòng)系可具有通過以不同組合接合制動(dòng)器和/或離合器和控制發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)而建立的不同運(yùn)行模式。混合動(dòng)力傳動(dòng)系可通過允許發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行在其最燃料高效速度下而改善燃料經(jīng)濟(jì)性。然而，混合動(dòng)力傳動(dòng)系所需的額外的部件(例如行星齒輪組，制動(dòng)器和/或離合器)會(huì)增加總的車輛成本和封裝空間需求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]提供一種用于車輛的動(dòng)力傳動(dòng)系，其實(shí)現(xiàn)混合動(dòng)力功能，且允許常規(guī)的后輪驅(qū)動(dòng)動(dòng)力傳動(dòng)系結(jié)構(gòu)適用于所述的混合動(dòng)力傳動(dòng)系，而保留了許多基本動(dòng)力傳動(dòng)系結(jié)構(gòu)。動(dòng)力傳動(dòng)系包括發(fā)動(dòng)機(jī)，其具有曲軸。第一電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)經(jīng)由環(huán)形可旋轉(zhuǎn)裝置驅(qū)動(dòng)地連接到曲軸。動(dòng)力傳動(dòng)系包括變速器，其具有變速器輸出構(gòu)件和被曲軸驅(qū)動(dòng)的變速器輸入構(gòu)件。驅(qū)動(dòng)軸操作性地連接到輸出構(gòu)件。后差速器能操作性地連接到驅(qū)動(dòng)軸且配置為將扭矩從驅(qū)動(dòng)軸傳遞到后半軸，所述后半軸能連接到車輛的后車輪第二電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)驅(qū)動(dòng)地連接到后差速器且至少部分地定位在后半軸的后方控制器操作性地連接到第二電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)且能操作為控制第二電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)以用作電動(dòng)機(jī)，其將驅(qū)動(dòng)扭矩通過后差速器提供到后半軸
[0004]用于混合動(dòng)力車輛的模塊化后驅(qū)動(dòng)單元包括后差速器和操作性地連接到后差速器的后半軸，以限定后車輪旋轉(zhuǎn)軸線。電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)通過齒輪結(jié)構(gòu)操作性地連接到后差速器。多部件殼體包圍后差速器、電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)、和齒輪結(jié)構(gòu)。殼體配置為操作性地安裝到車輛車身，電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)至少部分地在后半軸的后方。
[0005]后輪驅(qū)動(dòng)單元的模塊化實(shí)現(xiàn)在各種后輪驅(qū)動(dòng)平臺(tái)和發(fā)動(dòng)機(jī)/變速器組合中的使用，由此增加了產(chǎn)量且降低成本。而且，因?yàn)楹筝嗱?qū)動(dòng)單元主要保留了一些常規(guī)后輪驅(qū)動(dòng)車輛的動(dòng)力傳動(dòng)系結(jié)構(gòu)，所以與進(jìn)行必要的完全重新設(shè)計(jì)相比，整合到現(xiàn)有平臺(tái)就不那么復(fù)雜。
[0006]在下文結(jié)合附圖進(jìn)行的對(duì)實(shí)施本發(fā)明的較佳模式做出的詳盡描述中能容易地理解上述的本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)以及其他的特征和優(yōu)點(diǎn)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1是混合動(dòng)力傳動(dòng)系的示意性側(cè)視圖。
[0008]圖2是圖1的混合動(dòng)力傳動(dòng)系的示意性平面圖。
[0009]圖3是圖1的混合動(dòng)力傳動(dòng)系的后驅(qū)動(dòng)模塊和斷開裝置的第一實(shí)施例一部分的部分橫截面、分解示意性側(cè)視圖。
[0010]圖4是圖3的后驅(qū)動(dòng)模塊的一部分的部分橫截面、部分平面示意性圖。
[0011]圖5是用于圖1的動(dòng)力傳動(dòng)系的后驅(qū)動(dòng)模塊的第二實(shí)施例一部分的部分橫截面、部分平面示意圖。
[0012]圖6是用于圖1的動(dòng)力傳動(dòng)系的后驅(qū)動(dòng)模塊的第三實(shí)施例一部分的部分橫截面、部分平面示意圖。
[0013]圖7是沿圖6的線7-7截取的圖6的后驅(qū)動(dòng)模塊的橫截面?zhèn)纫暿疽鈭D。
[0014]圖8是用于圖1的動(dòng)力傳動(dòng)系的后驅(qū)動(dòng)模塊第四實(shí)施例一部分的部分橫截面示意平面圖。
[0015]圖9是用于圖1的動(dòng)力傳動(dòng)系的后驅(qū)動(dòng)模塊第五實(shí)施例一部分的部分橫截面示意平面圖。
[0016]圖10是用于圖1的動(dòng)力傳動(dòng)系的后驅(qū)動(dòng)模塊第六實(shí)施例一部分的部分橫截面示意平面圖。
[0017]圖11是用于圖1的動(dòng)力傳動(dòng)系的后驅(qū)動(dòng)模塊第七實(shí)施例一部分的部分橫截面示意平面圖。
[0018]圖12是被支撐在托架上的后驅(qū)動(dòng)模塊的示意性平面圖。
[0019]圖13是圖12的托架和后驅(qū)動(dòng)模塊的示意性后視圖。
[0020]圖14是圖12的后驅(qū)動(dòng)模塊的部分橫截面、部分側(cè)視示意圖，具有用于電動(dòng)機(jī)和后差速器的整合的冷卻回路。
[0021]圖15是后驅(qū)動(dòng)模塊另一實(shí)施例的示意性平面圖，具有整合的殼體和托架，且在部分虛線視圖中顯示了車輛車身。
[0022]圖16是后驅(qū)動(dòng)|旲塊的不意性后部視圖，具有圖15的整合殼體和托架。

【具體實(shí)施方式】
[0023]參見附圖，其中幾幅圖中相同的附圖標(biāo)記指示相同部件，圖1和2顯示了具有混合動(dòng)力傳動(dòng)系12的車輛10。混合動(dòng)力傳動(dòng)系12被稱為P1-P3動(dòng)力傳動(dòng)系，因?yàn)槠涫呛筝嗱?qū)動(dòng)構(gòu)造的，在前車輪13附近的車輛10的前部中在傳動(dòng)帶-交流發(fā)電機(jī)-啟動(dòng)器(BAS:belt-alternator-starter)結(jié)構(gòu)下第一電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)Ml操作性地連接到發(fā)動(dòng)機(jī)14,且第二電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)M2操作性地連接為對(duì)后車輪15進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。第一電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)Ml是相對(duì)高壓的電動(dòng)機(jī)，例如250伏特電動(dòng)機(jī)。發(fā)動(dòng)機(jī)14可以是內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其是火花塞點(diǎn)火式或壓縮點(diǎn)火式的。前車輪13繞第一旋轉(zhuǎn)軸線17旋轉(zhuǎn)，且后車輪15繞第二旋轉(zhuǎn)軸線19旋轉(zhuǎn)。發(fā)動(dòng)機(jī)14具有曲軸16。
[0024]第一電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)Ml經(jīng)由傳動(dòng)帶-交流發(fā)電機(jī)-啟動(dòng)器結(jié)構(gòu)驅(qū)動(dòng)連接到發(fā)動(dòng)機(jī)14。發(fā)動(dòng)機(jī)14是縱向布置的，其中曲軸16的旋轉(zhuǎn)軸線在車輛10中是沿前后方向的。最佳如圖2所示，曲軸16具有安裝在其上的鏈輪20，且電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)Ml具有帶鏈輪24的電動(dòng)機(jī)軸22。鏈輪20、24與環(huán)形(endless)旋轉(zhuǎn)裝置接合，例如傳動(dòng)帶或鏈25。在其他實(shí)施例中，齒輪系可用于驅(qū)動(dòng)連接電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)Ml和曲軸16。
[0025]曲軸16可選地通過扭矩轉(zhuǎn)換器30連接到變速器28輸入構(gòu)件26。變速器28可以是雙離合器變速器、連續(xù)可變變速器、自動(dòng)變速器、手動(dòng)變速器或任何其他合適的變速器，其可建立輸入構(gòu)件26和輸出構(gòu)件32之間的各種傳動(dòng)比。輸出構(gòu)件32連接到分動(dòng)箱34，分動(dòng)箱將扭矩提供到縱向延伸的驅(qū)動(dòng)軸36，所述驅(qū)動(dòng)軸可通過在本文所述的后驅(qū)動(dòng)單元38驅(qū)動(dòng)后車輪15。驅(qū)動(dòng)軸36還可被稱為推進(jìn)軸或后驅(qū)傳動(dòng)軸(prop shaft)。后驅(qū)動(dòng)單元38可被稱為模塊化后驅(qū)動(dòng)單元，因?yàn)槠渚哂袣んw部分，所述殼體部分允許其作為一模塊而組裝和安裝到車輛10的其余部分。本文所述的的額外后驅(qū)動(dòng)單元也是模塊化的。分動(dòng)箱34也通過軸40連接到前差速器42。如本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的，分動(dòng)箱34含有齒輪結(jié)構(gòu)和可選擇的扭矩傳遞裝置，所述扭矩傳遞裝置被控制為在后輪驅(qū)動(dòng)模式下引導(dǎo)所有扭矩達(dá)到后車輪，或在全輪驅(qū)動(dòng)模式下經(jīng)由軸40、前差速器42、前半軸43A、43B選擇性地引導(dǎo)一些扭矩達(dá)到前車輪13，和經(jīng)由驅(qū)動(dòng)軸36和接合的斷開裝置(disconnect device) 48將一些扭矩引導(dǎo)到后車輪15。
[0026]如在本文進(jìn)一步詳細(xì)描述的，后驅(qū)動(dòng)單元38包括第二電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)M2、后差速器44和齒輪結(jié)構(gòu)46，所述齒輪結(jié)構(gòu)操作性地將電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)M2連接到后差速器44。電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)M2可以是內(nèi)部永磁體250V電動(dòng)機(jī)或其他合適類型的電動(dòng)機(jī)。后驅(qū)動(dòng)單元38被車輛車身47操作性地支撐。后差速器44將扭矩分配到連接至后車輪15的后半軸45A、45B。斷開裝置48可用于選擇性地將后驅(qū)動(dòng)模塊38從驅(qū)動(dòng)軸36斷開。動(dòng)力傳動(dòng)系12可在各種運(yùn)行模式下被控制，以高效的方式滿足車輛的運(yùn)行需求。而且，后驅(qū)動(dòng)模塊38配置為使得通過后輪驅(qū)動(dòng)模塊可適配常規(guī)的(非混合動(dòng)力)或Pl混合動(dòng)力后輪驅(qū)動(dòng)動(dòng)力傳動(dòng)系平臺(tái)，以提供P1-P3混合動(dòng)力平臺(tái)，而沒有常規(guī)平臺(tái)的大量重新設(shè)計(jì)。雖然動(dòng)力傳動(dòng)系12被顯示為處于P1-P3混合動(dòng)力構(gòu)造，但是后驅(qū)動(dòng)模塊38可適于用于前輪驅(qū)動(dòng)Pl的混合動(dòng)力傳動(dòng)系(即類似動(dòng)力傳動(dòng)系12的動(dòng)力傳動(dòng)系，但是沒有分動(dòng)箱34、驅(qū)動(dòng)軸36或斷開裝置48，變速器輸出構(gòu)件32通過最終驅(qū)動(dòng)部連接到前差速器42，建立P1-P4配置。
[0027]混合動(dòng)力傳動(dòng)系12包括多個(gè)控制器，它們可彼此互連，用于協(xié)調(diào)動(dòng)力傳動(dòng)系部件的控制。牽引功率逆變模塊(TPM) 50操作性地連接到第二電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)M2和相對(duì)高壓的電池52。TPM50包括混合動(dòng)力控制處理器(HCP) 60，其控制電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)50以用作電動(dòng)機(jī)，以通過齒輪結(jié)構(gòu)46、后差速器44和后半軸45A、45B提供驅(qū)動(dòng)扭矩到后車輪15。電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)M2還可被TPIM50控制以用作發(fā)電機(jī)，將扭矩轉(zhuǎn)換為存儲(chǔ)在電池52中的電能。TPIM50具有功率電子器件，其將來自電池52的直流電轉(zhuǎn)換為用于為電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)M2供電的交流電。
[0028]TPIM50還操作性地連接到第一電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)Ml，例如通過攜帶多相交流電的供電線纜54。TPIM50控制第一電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)Ml。發(fā)動(dòng)機(jī)控制器56和變速器控制器58可被互連到HCP60。HCP60協(xié)調(diào)混合動(dòng)力傳動(dòng)系部件的功能，以實(shí)現(xiàn)如在本文所述的期望運(yùn)行狀態(tài)。替換地，一個(gè)或多個(gè)控制器56、58和HCP60可組合為單個(gè)控制模塊。在另一實(shí)施例中，功率逆變模塊(P頂)和整合的高壓電池/功率逆變模塊可代替高壓電池52和TP頂50使用。在另一實(shí)施例中，分開的功率逆變模塊可在車輛的前部操作地連接到第一電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)Ml，且高壓電池和第二功率逆變模塊可在車輛的后部通過供電線纜操作地連接到第二電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)M2，所述供電線纜在前部功率逆變模塊和后部高壓電池之間攜帶直流電。
[0029]圖3顯示了后驅(qū)動(dòng)模塊38的一部分。托架62 (在圖12中所示)和三部件的模塊殼體的一些部分64B、64C(如圖4所示)在圖3中被去除，僅顯示了部分64A。斷開裝置48可操作為將圖1的驅(qū)動(dòng)軸36從后差速器44斷開。斷開裝置48包括經(jīng)由凸緣裝置67固定以與驅(qū)動(dòng)軸36 —起旋轉(zhuǎn)的第一部分66和被固定為與小齒輪軸70 —起旋轉(zhuǎn)的第二部分68。斷開裝置48包括離合器72和可選擇單向離合器(SOWC) 74。離合器72可以是爪形離合器、滑動(dòng)離合器、摩擦板離合器、或任何其他合適類型的離合器。離合器72在本文被稱為摩擦離合器。在小齒輪軸70比第一部分66旋轉(zhuǎn)得更快時(shí)S0WC74可超越(overrun)。這將驅(qū)動(dòng)軸36和發(fā)動(dòng)機(jī)14從后驅(qū)動(dòng)單元38斷開。第二電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)M2可用于在S0WC74以這種方式超越時(shí)在后輪驅(qū)動(dòng)僅電運(yùn)行模式下為車輛10提供動(dòng)力，由此消除發(fā)動(dòng)機(jī)14和驅(qū)動(dòng)軸36的拖曳。S0WC74可被選擇為使得S0WC74甚至在驅(qū)動(dòng)軸36旋轉(zhuǎn)得比小齒輪軸70更快時(shí)也不接合，例如在倒車時(shí)。如果小齒輪軸70不旋轉(zhuǎn)得比驅(qū)動(dòng)軸36更快則S0WC74自動(dòng)地接合以傳遞扭矩。摩擦離合器72可被配置為在功率從其控制器/促動(dòng)器去除時(shí)自動(dòng)地接合，或是按照從其中一個(gè)控制器而來的命令或是在車輛被司機(jī)關(guān)閉時(shí)(例如停車)。混合動(dòng)力控制處理器60可被配置為接合摩擦離合器72以提供驅(qū)動(dòng)軸36和后驅(qū)動(dòng)單元38之間的驅(qū)動(dòng)連接，例如提供發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的倒車模式，或在車輛10在向下傾斜的坡道行進(jìn)時(shí)，且發(fā)動(dòng)機(jī)14的拖曳是期望的，以使得車輛變慢以用于斜坡制動(dòng)。
[0030]動(dòng)力傳動(dòng)系12可根據(jù)存儲(chǔ)的算法而被控制，所述存儲(chǔ)的算法在車輛在變速器28的高檔位下行進(jìn)時(shí)實(shí)現(xiàn)期望的運(yùn)行參數(shù)，以滿足客戶的期望。例如，如果車輛10在最高檔位，例如如果變速器28是10速變速器中的10檔的話(即變速器28的最低號(hào)數(shù)的傳動(dòng)比)，則HCP60可控制電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)M2以用作電動(dòng)機(jī)，以在車輛運(yùn)行條件表明需要額外扭矩(例如通過操作者壓下加速器踏板)時(shí)使得到后車輪15的扭矩增加。而且，HCP60執(zhí)行存儲(chǔ)的算法，其避免變速器28在最高檔位且遇到傾斜坡道時(shí)下檔的情況。算法通過在電池52的充電狀態(tài)低于預(yù)定充電水平時(shí)將變速器28保持在較低檔位(即更高的傳動(dòng)比，例如10速變速器中的9檔)而防止這種情況發(fā)生。在這些條件下，電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)M2將不可用于提供額外的所需扭矩，且從10檔下檔到9檔對(duì)在坡道上維持車輛速度來說是需要的。代替地，存儲(chǔ)的算法使得到10檔的計(jì)劃上檔被延遲，至少直到電池充電狀態(tài)或可用功率輸出高于預(yù)定水平，從而變速器28的傳動(dòng)比(例如9檔)將足以在遇到坡道傾斜的缺陷提供所需的扭矩。
[0031]再次參見圖3，在斷開裝置48被斷開時(shí)軸承76允許第一部分66相對(duì)于第二部分68和小齒輪軸70旋轉(zhuǎn)。預(yù)加載的螺母78有助于將小齒輪軸70軸向定位在殼體38中。額外軸承80A、80B可旋轉(zhuǎn)地相對(duì)于殼體部分64A支撐小齒輪軸70。
[0032]圖4在示意性平面圖中顯示了圖3的后驅(qū)動(dòng)單元38，后差速器44僅通過差速器承載器82示出。承載器82支撐兩個(gè)側(cè)齒輪87A/87B(如圖2所示)，所述側(cè)齒輪被固定為與相應(yīng)中間軸83A、83B旋轉(zhuǎn)，所述中間軸通過中間軸軸承殼體組件85A、85B連接為與相應(yīng)后半軸45A、45B旋轉(zhuǎn)。側(cè)齒輪87A、87B在圖2中被示意性地示出。小齒輪86A、86B與差速器承載器82 —起旋轉(zhuǎn)且以允許兩個(gè)半軸45A、45B之間存在旋轉(zhuǎn)速度差的結(jié)構(gòu)與側(cè)齒輪87A、87B嚙合。
[0033]第二電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)M2定位在后半軸45A、45B后方。第二電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)M2具有被固定到第二殼體部分64B的定子86。電繞組88從定子延伸且操作性地連接到圖1的TPIM50。第二電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)M2還具有轉(zhuǎn)子90，所述轉(zhuǎn)子被固定到電動(dòng)機(jī)軸92，以繞旋轉(zhuǎn)軸線93旋轉(zhuǎn)。端環(huán)從轉(zhuǎn)子90伸出94。第二電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)M2可被配置為通過被構(gòu)造為單獨(dú)激勵(lì)的電動(dòng)機(jī)或可切換元件電動(dòng)機(jī)(switchable element motor)而使得電損失最小化。如果第二電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)M2是單獨(dú)激勵(lì)的電動(dòng)機(jī)，則其不具有磁體，而是代替地具有在轉(zhuǎn)子90上的繞組，電流通過其流動(dòng)，以產(chǎn)生磁場(chǎng)。如果第二電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)M2是可切換元件電動(dòng)機(jī)，則其使定子繞組88的構(gòu)造能被切換，以改變與電動(dòng)機(jī)速度有關(guān)的感應(yīng)系數(shù)，以用于改進(jìn)效率，如本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的。例如，繞組88可具有可切換的元件，其允許繞組88在三角形構(gòu)造和Y構(gòu)造之間切換，或在每繞組2匝的構(gòu)造和每繞組4匝的構(gòu)造之間切換，由此使得電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)M2能在電動(dòng)機(jī)速度變化時(shí)使得效率最大化。與具有磁體或沒有可切換元件的電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)相比這可減少損失，因?yàn)檫@樣的電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)在沒有改變的情況下必須在整個(gè)車輛速度范圍上運(yùn)行。
[0034]電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)M2被封裝在第二殼體部分64B中。電動(dòng)機(jī)回轉(zhuǎn)器96有被一部分安裝到電動(dòng)機(jī)軸92且有一部分被安裝到第二殼體部分64B。第三殼體部分64C安裝到第二殼體部分64B。電動(dòng)機(jī)軸92通過軸承98A被相對(duì)于殼體部分64C支撐。額外軸承98B將電動(dòng)機(jī)軸92相對(duì)于第二殼體部分64B支撐。軸承98A、98B具有寬跨度；即，它們軸向分開的相對(duì)大的距離比轉(zhuǎn)子90的軸向?qū)挾雀?，這使得轉(zhuǎn)子90的徑向公差疊加最小化，且由此增加對(duì)轉(zhuǎn)子90和定子86之間空氣隙距離的控制。
[0035]后驅(qū)動(dòng)單元38包括斜齒輪組(bevel gear set)，其具有被固定到小齒輪軸70的第一斜齒輪100和被固定到差速器支座82的第二斜齒輪102。斜齒輪100、102可以是準(zhǔn)雙曲面斜齒輪或螺旋形斜齒輪。在公開本文實(shí)施例中，除非以其他方式表明，斜齒輪100、102是準(zhǔn)雙曲面齒輪且被稱為準(zhǔn)雙曲面齒輪。第二準(zhǔn)雙曲面齒輪102與第一準(zhǔn)雙曲面齒輪100嚙合。準(zhǔn)雙曲面齒輪組為減速齒輪組，因?yàn)槠浔慌渲脼槭沟脧牡谝粶?zhǔn)雙曲面齒輪100到第二準(zhǔn)雙曲面齒輪102的扭矩倍增。在一個(gè)實(shí)施例中，準(zhǔn)雙曲面齒輪組具有2.77:1的傳動(dòng)比。
[0036]橫軸104延伸從電動(dòng)機(jī)軸92延伸。橫軸104被固定到電動(dòng)機(jī)軸92且從電動(dòng)機(jī)軸92與驅(qū)動(dòng)軸36平行地向前延伸。橫軸104被稱為橫軸是因?yàn)槠湓诤笮D(zhuǎn)軸線19上方(或下方)橫過，由此在差速器44的上方或下方經(jīng)過，這取決于電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)M2相對(duì)于車輛10的車身底板和地面的位置。軸承105定位且承受橫軸104的反作用載荷。橫軸104的相反端部鍵合到電動(dòng)機(jī)軸92。除了斷開裝置48的軸承76和小齒輪軸70上的軸承80A、80B (其全在圖3中示出)，僅三個(gè)額外軸承98A、98B、105被包括在后驅(qū)動(dòng)單元38中。電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)M2的橫向構(gòu)造可適應(yīng)相對(duì)大的電動(dòng)機(jī)直徑。
[0037]后驅(qū)動(dòng)單元38具有一種齒輪結(jié)構(gòu)，其是減速齒輪組，具有被固定到橫軸104的第一傳動(dòng)齒輪106，和與第一傳動(dòng)齒輪106嚙合且被固定到小齒輪軸70的第二傳動(dòng)齒輪108。如在本文使用的，傳動(dòng)齒輪可以是螺旋齒輪、正齒輪或其他合適類型的齒輪。第一傳動(dòng)齒輪106的直徑比第二傳動(dòng)齒輪108的小，從而從橫軸104到小齒輪軸70的扭矩通過減速齒輪組而倍增。在一個(gè)實(shí)施例中，傳動(dòng)齒輪組具有-2.8:1的傳動(dòng)比，其中傳動(dòng)比是小齒輪軸70的扭矩與橫軸104的扭矩的比。
[0038]殼體是有三個(gè)部件的殼體64A、64B、64C。第一殼體部分64A具有圍繞其周邊的凸緣110，所述凸緣被栓接或以其他方式固定到第二殼體部分64B的凸緣112。第二殼體部分64B的凸緣114被固定到在第三殼體部分64C的外周處的凸緣116。連接的殼體部分64A、64B、64C隨后通過各種安裝特征部118A、118B、118C、118D安裝到圖12的后托架62。后托架62隨后安裝到車輛車身47。安裝特征部118A、118B、118C、118D將后驅(qū)動(dòng)單元與托架62隔離，以使得傳遞到車輛乘客車廂的噪聲和振動(dòng)最小化。替換地，托架62可以被制造為與殼體部分64A、64B、64C整合，而沒有在殼體部分64A、64B、64C和托架62之間的安裝部，如針對(duì)圖15和16的后驅(qū)動(dòng)單元38B所述的。后驅(qū)動(dòng)單元38和本文公開的每一個(gè)其他后驅(qū)動(dòng)單元配置為使得對(duì)常規(guī)后輪驅(qū)動(dòng)動(dòng)力傳動(dòng)系結(jié)構(gòu)的封裝或其他改變最小化。
[0039]電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)M2被很好地定位，以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)雙曲面斜齒輪100、102之間空隙(Iash)的控制。具體說，因?yàn)檗D(zhuǎn)子90連接到傳動(dòng)齒輪106且由此影響提供到準(zhǔn)雙曲面齒輪100的扭矩，所以第二電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)M2可被控制為響應(yīng)于準(zhǔn)雙曲面斜齒輪100、102之間的空隙而調(diào)整在第一準(zhǔn)雙曲面齒輪100處的扭矩。空隙可被扭矩或速度傳感器感測(cè)，所述傳感器將傳感器信號(hào)提供到HCP60或變速器控制器58。算法可存儲(chǔ)在HCP60或變速器控制器58上且被其執(zhí)行。存儲(chǔ)的算法確定消除空隙(如從傳感器信號(hào)確定的)所需的扭矩調(diào)整,且相應(yīng)調(diào)整電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)M2的扭矩。
[0040]動(dòng)力傳動(dòng)系10的部件可被發(fā)動(dòng)機(jī)控制器56、變速器控制器58或HCP60控制，以建立有效地滿足運(yùn)行需求的各種運(yùn)行模式。例如，僅發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行模式可被建立，其中電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)Ml、M2不被提供功率，且發(fā)動(dòng)機(jī)14開動(dòng)。在后輪驅(qū)動(dòng)的僅發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行模式中，發(fā)動(dòng)機(jī)14開動(dòng)且將扭矩傳遞到后車輪15，斷開裝置48接合以操作性地將驅(qū)動(dòng)軸36連接到后差速器44。通過在斷開裝置48接合時(shí)經(jīng)由軸40將扭矩提供到前差速器42和經(jīng)由驅(qū)動(dòng)軸36將扭矩提供到后差速器44，在分動(dòng)箱34被控制為將發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩在前車輪13和后車輪15之間的分流時(shí)，也可建立僅發(fā)動(dòng)機(jī)全輪驅(qū)動(dòng)運(yùn)行模式。
[0041]動(dòng)力傳動(dòng)系12也可被控制為建立僅電后輪驅(qū)動(dòng)運(yùn)行模式。在僅電運(yùn)行模式中，發(fā)動(dòng)機(jī)14關(guān)閉，且僅第二電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)M2被控制為用作電動(dòng)機(jī)，以提供驅(qū)動(dòng)扭矩。在斷開裝置48不接合時(shí)建立后輪驅(qū)動(dòng)僅電運(yùn)行模式，且電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)M2通過傳動(dòng)齒輪106、108、準(zhǔn)雙曲面斜齒輪100、102、后差速器44、中間軸83A、83B和半軸45A、45B提供驅(qū)動(dòng)扭矩到后車輪15。如果摩擦離合器72接合且分動(dòng)箱34被控制為引導(dǎo)扭矩到前差速器42，則建立僅電全輪驅(qū)動(dòng)運(yùn)行模式。
[0042]動(dòng)力傳動(dòng)系12可被控制為建立混合動(dòng)力運(yùn)行模式，其中發(fā)動(dòng)機(jī)14開動(dòng)且電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)M2被提供功率，以按照需要作為電動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī)運(yùn)行，以滿足變化的車輛運(yùn)行需求。HCP60配置為執(zhí)行存儲(chǔ)的算法，其控制與分動(dòng)箱34相關(guān)的第二電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)M2，以在前車輪13和后車輪15之間實(shí)現(xiàn)期望的扭矩分配，由此實(shí)現(xiàn)前車輪和后車輪13、15之間的扭矩引導(dǎo)(vectoring)。
[0043]電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)Ml還可在發(fā)動(dòng)機(jī)14開動(dòng)時(shí)被操作為電動(dòng)機(jī)以增加去往曲軸16的扭矩，或電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)Ml可被操作為發(fā)電機(jī)以將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為存儲(chǔ)的電能。電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)Ml可被控制為用作電動(dòng)機(jī)，以在停止啟動(dòng)模式下啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)14，例如在車輛運(yùn)行期間出于燃料效率的考慮而讓發(fā)動(dòng)機(jī)14暫時(shí)停止時(shí)。
[0044]圖5顯示了后驅(qū)動(dòng)單元138的另一實(shí)施例，所述后驅(qū)動(dòng)單元可代替圖1的混合動(dòng)力傳動(dòng)系12中的后驅(qū)動(dòng)單兀38使用。在圖5中，基本上與圖4的后驅(qū)動(dòng)單兀38中的部件系統(tǒng)的部件用相同的附圖標(biāo)記表示。后驅(qū)動(dòng)單元138可以以同樣的方式被控制，以實(shí)現(xiàn)針對(duì)后驅(qū)動(dòng)單元38描述的所有運(yùn)行模式。電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)M2布置為具有電動(dòng)機(jī)軸92A，所述電動(dòng)機(jī)軸92A具有旋轉(zhuǎn)軸線93A，所述旋轉(zhuǎn)軸線大致與后半軸45A、45B的旋轉(zhuǎn)軸線19平行且大致垂直于小齒輪軸70和驅(qū)動(dòng)軸36。
[0045]后驅(qū)動(dòng)單元138具有齒輪結(jié)構(gòu),所述齒輪結(jié)構(gòu)是具有四個(gè)傳動(dòng)齒輪的傳動(dòng)齒輪組，所述四個(gè)傳動(dòng)齒輪被布置為兩個(gè)減速齒輪組，以減少速度且將從電動(dòng)機(jī)軸92A到第二準(zhǔn)雙曲面齒輪102的扭矩倍增。第一傳動(dòng)齒輪120被固定到電動(dòng)機(jī)軸92A。第二傳動(dòng)齒輪122與第一傳動(dòng)齒輪120嚙合且繞傳動(dòng)軸線124旋轉(zhuǎn)，所述傳動(dòng)軸線分別與第二電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)M2和后半軸45A、45B的旋轉(zhuǎn)軸線93A、19分開且平行。第二傳動(dòng)齒輪122的直徑比第一傳動(dòng)齒輪120的更大，以使得從電動(dòng)機(jī)軸92A到第二傳動(dòng)齒輪122的扭矩倍增。第三傳動(dòng)齒輪126被固定到第二傳動(dòng)齒輪122或傳動(dòng)軸123，所述傳動(dòng)軸連接第三傳動(dòng)齒輪126，以與第二傳動(dòng)齒輪122 —致地繞旋轉(zhuǎn)軸線124旋轉(zhuǎn)。第四傳動(dòng)齒輪128與第三傳動(dòng)齒輪126嚙合且被固定到第二準(zhǔn)雙曲面齒輪102，以與第二準(zhǔn)雙曲面齒輪102—致地旋轉(zhuǎn)。第四傳動(dòng)齒輪128的直徑比第三傳動(dòng)齒輪126的更大，以進(jìn)一步將從第三傳動(dòng)齒輪126到第四傳動(dòng)齒輪128的扭矩倍增。第四傳動(dòng)齒輪128是環(huán)齒輪，其可與第二準(zhǔn)雙曲面齒輪102栓接、焊接或機(jī)加工在一起。在電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)M2被控制為用作發(fā)電機(jī)以用于再生制動(dòng)的過程中從后半軸45A、45B到電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)M2的功率流路徑不流過準(zhǔn)雙曲面斜齒輪100和102，由此增加再生效率，因?yàn)楸苊饬伺c準(zhǔn)雙曲面齒輪傳動(dòng)相關(guān)的滑動(dòng)(和固有損失)的可能。
[0046]具有安裝在其上的傳動(dòng)齒輪122、126的傳動(dòng)軸123可被放置得比后旋轉(zhuǎn)軸線19更高或更低。如果被放置得比后旋轉(zhuǎn)軸線19更低，則傳動(dòng)齒輪122可定位在形成于殼體部分164A中的更低的槽中，以提供用于電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)M2潤(rùn)滑的油飛濺，類似于針對(duì)圖14所述的結(jié)構(gòu)。通過將傳動(dòng)齒輪組的傳動(dòng)齒輪120、122、126、128放置在后驅(qū)動(dòng)單元138的與第二準(zhǔn)雙曲面齒輪102相同的一側(cè)，電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)M2可被封裝在后差速器44的相對(duì)側(cè)，緊密嵌套到后差速器44。
[0047]后驅(qū)動(dòng)單元138具有多部件的殼體，具有延伸為圍繞斷開裝置48、小齒輪軸70且從一側(cè)包圍傳動(dòng)齒輪120、122、126、128的第一殼體部分164A。第二殼體部分164B支撐電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)M2且從相對(duì)側(cè)包圍后驅(qū)動(dòng)單元138。定子86被固定到第二殼體部分164B。軸承98A在第二殼體部分164B處支撐電動(dòng)機(jī)軸92A。軸承98B在第一殼體部分164A處支撐電動(dòng)機(jī)軸92A。第三殼體部分164C包封小齒輪軸70。第一殼體部分164A的周邊凸緣IlOA被固定到第三殼體部分164C的周邊凸緣116A。第一殼體部分164A的凸緣110C、1 1D還遇到且固定到第二殼體部分164B的周邊凸緣112A。殼體部分164AU64B之間的劃分線沿縱向軸線。換句話說，凸緣110CU10D和凸緣112A的接合部在垂直于后半軸45A、45B的旋轉(zhuǎn)軸線19的平面中。軸承(未示出)將差速器44和中間軸83A相對(duì)于殼體部分164B支撐，且另一軸承(未示出)在第一殼體部分164A處支撐中間軸83B和傳動(dòng)齒輪128。
[0048]中心支撐件164D支撐電動(dòng)機(jī)回轉(zhuǎn)器96且還在軸承98C處支撐傳動(dòng)軸123和傳動(dòng)齒輪122、126，以用于繞傳遞軸線124旋轉(zhuǎn)。額外軸承98D在殼體部分164A處支撐傳動(dòng)軸123。在一些實(shí)施例中，中心支撐件164D不是必要的，因?yàn)橹蝹鲃?dòng)齒輪122、126的軸可延伸到殼體部分164B，且回轉(zhuǎn)器可被安裝到殼體部分164AU64B中的任一個(gè)。以這種方式消除中心支撐件164D取決于車輛10中用于后驅(qū)動(dòng)單元138的封裝空間和將電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)M2定位得足夠高足夠或低的能力，從而傳動(dòng)軸線124足夠高于或足夠低于電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)M2，以允許軸延伸到殼體部分64B。軸承98C、98D顯示為是“未固定”的結(jié)構(gòu)，因?yàn)檩S承98B被軸向固定到殼體部分164A且能承載軸向載荷，而軸承98C是滾動(dòng)元件軸承，例如不承載軸向載荷但是承載徑向載荷的滾針軸承。在電動(dòng)機(jī)軸92A處的軸承98A、98B可代替地以非固定結(jié)構(gòu)構(gòu)造，從而其中一個(gè)軸承是可承載軸向載荷的類型，例如所示的球軸承，且另一軸承僅支撐徑向的加載，例如類似于軸承98C的滾針軸承。
[0049]連接的殼體部分164A、164B、164C和164D通過各種安裝特征部118A、118B、118C、118D安裝到圖12的后托架62。后托架62隨后安裝到車輛車身47。安裝特征部118A、118B、118CU18D將后驅(qū)動(dòng)單元138與托架62隔離，以使得傳遞到車輛乘客車廂的噪聲和振動(dòng)最小化。替換地，托架62可被制造為與殼體部分164A、164B、14C、164D整合，而在殼體部分164A、164B、164C、164D和托架62之間沒有安裝部，如針對(duì)圖15和16的后驅(qū)動(dòng)單元38B所述的。
[0050]圖6和7顯示了后驅(qū)動(dòng)單元238的另一實(shí)施例，所述后驅(qū)動(dòng)單元可代替圖1的混合動(dòng)力傳動(dòng)系12中的后驅(qū)動(dòng)單兀38使用。在圖6和7中，基本上與圖4的后驅(qū)動(dòng)單兀38中的部件相同的部件用相同的附圖標(biāo)記表示。后驅(qū)動(dòng)單元238可以同樣的方式被控制，且可實(shí)現(xiàn)針對(duì)后驅(qū)動(dòng)單元38描述的所有運(yùn)行模式。電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)M2布置為具有電動(dòng)機(jī)軸92B，所述電動(dòng)機(jī)軸92B具有旋轉(zhuǎn)軸線93B，所述旋轉(zhuǎn)軸線大致與后半軸45A、45B的旋轉(zhuǎn)軸線19平行且通常垂直于小齒輪軸70和驅(qū)動(dòng)軸36。后驅(qū)動(dòng)單元238包括鏈驅(qū)動(dòng)部230，所述鏈驅(qū)動(dòng)部具有被固定到差速器支座82的第一鏈輪232，與電動(dòng)機(jī)軸92B同中心的第二鏈輪234，和與第一鏈輪232和第二鏈輪234接合的鏈236。鏈236提供減速傳動(dòng)比，以將從第二鏈輪234到第一鏈輪232的扭矩倍增。在所示的實(shí)施例中，第二鏈輪234的扭矩對(duì)第一鏈輪232的扭矩的減速比是1.3:1。
[0051]后驅(qū)動(dòng)單元238還包括齒輪結(jié)構(gòu)，所述齒輪結(jié)構(gòu)是行星齒輪組240,其具有被固定到第二鏈輪234以與第二鏈輪234 —起旋轉(zhuǎn)的承載構(gòu)件246、被固定到靜止殼體264A、264B、264C、264D的第三殼體部分264C的環(huán)齒輪244。行星齒輪組240具有被固定到或機(jī)加工到電動(dòng)機(jī)軸92B中的太陽齒輪242。階梯狀小齒輪247被承載構(gòu)件246支撐，以與環(huán)齒輪244和太陽齒輪242嚙合。小齒輪247是階梯狀小齒輪，大的直徑部分247A與太陽齒輪242嚙合，且小直徑部分247B與環(huán)齒輪244嚙合。行星齒輪組240是階梯狀小齒輪行星齒輪組，且可被配置為具有減速傳動(dòng)比，即承載構(gòu)件246的扭矩對(duì)太陽齒輪242的扭矩為6:1到7.8:1。在電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)M2被控制作為發(fā)電機(jī)用于再生制動(dòng)期間，從后半軸45A、45B到電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)M2的功率流路徑不流過準(zhǔn)雙曲面斜齒輪100或102，由此增加再生效率，因?yàn)楸苊饬藴?zhǔn)雙曲面斜齒輪100、102之間滑動(dòng)的可能。
[0052]將行星齒輪組240和鏈驅(qū)動(dòng)部230置于差速器44的與第二準(zhǔn)雙曲面齒輪102相對(duì)的一側(cè)允許電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)M2定位在后半軸45A、45B后方的區(qū)域中，所述區(qū)域是在現(xiàn)有后輪驅(qū)動(dòng)車輛中基本敞開的封裝空間。電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)M2的橫向布置可適應(yīng)相對(duì)大的電動(dòng)機(jī)直徑，例如但不限于大于200_的直徑。
[0053]后驅(qū)動(dòng)單元238具有多部件的殼體，具有延伸為圍繞斷開裝置48、小齒輪軸70且從前部和側(cè)面包圍差速器44的第一殼體部分264A。第二殼體部分264B支撐電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)M2且從后部包圍后驅(qū)動(dòng)單元238。定子86被固定到第二殼體部分264B。軸承98B在第四殼體部分264D處支撐電動(dòng)機(jī)軸92B。額外軸承(未示出)在第二殼體部分264B處支撐電動(dòng)機(jī)軸92B。電動(dòng)機(jī)回轉(zhuǎn)器96被支撐在第二殼體部分264B的中央腹板264E處。電動(dòng)機(jī)定子86也被支撐在中央腹板264E上。軸承(未示出)將第二鏈輪234支撐在中央腹板264E 上。
[0054]第一殼體部分264A的周邊凸緣IlOB固定到第二殼體部分264B的周邊凸緣112B。第一殼體部分264A的周邊凸緣112B和112C分別被固定到第三殼體部分264C和第四殼體部分264D的周邊凸緣116B、116C。
[0055]為了組裝后驅(qū)動(dòng)單元238，鏈驅(qū)動(dòng)部230被首先安裝到差速器支座246。如圖7所示，鏈驅(qū)動(dòng)部230的鏈輪232、234的相對(duì)位置通過盤270 (也稱為擋板)保持就位，所述盤被固定到第一殼體部分264A的內(nèi)表面272。盤270配置為用作擋板，限制在鏈236旋轉(zhuǎn)時(shí)被允許接觸鏈236的液槽流體的量，以限制后驅(qū)動(dòng)單元236中的損失。盤270還被配置為用作阻尼器，其限制沿其長(zhǎng)度延伸的鏈236的跨度上的振動(dòng)。盤270還可用作流體引導(dǎo)件，允許通過鏈236帶來的流體被攜帶到類似于圖14的上槽274的上槽，用于作為用于電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)M2和其軸承的冷卻和潤(rùn)滑流體而再使用。
[0056]盤270可以是塑料，且具有正好比鏈輪232、234的寬度更寬的窄寬度。在允許隨后用于安裝電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)M2和第二殼體部分264B的適當(dāng)位置中盤270懸掛第二鏈輪234，所述第二鏈輪具有在第一殼體部分264A后方的附接的鏈236。行星齒輪組240和第三殼體部分264C可隨后被安裝。用于驅(qū)動(dòng)鏈輪234的軸承支撐件可安裝到行星齒輪組240或電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)M2。
[0057]連接的殼體部分264A、264B、264C和264D隨后通過各種安裝特征部118A、118B和其他安裝特征部(未示出)而被安裝到圖12的后托架62。后托架62隨后安裝到車輛車身47。安裝特征部118A、118B將后驅(qū)動(dòng)單元238與托架62隔離，以使得傳遞車輛乘客車廂的噪聲和振動(dòng)最小化。替換地，托架62可被制造為與殼體部分264A、264B、264C和264D整合，而沒有在殼體部分264A、264B、264C、264D和托架62之間的安裝部。
[0058]圖8-11顯示了在本發(fā)明的范圍內(nèi)的后驅(qū)動(dòng)單元的其他實(shí)施例。沒有示出圖8-11的后驅(qū)動(dòng)單元的殼體和軸承。與針對(duì)后驅(qū)動(dòng)單元38、138和238所述的部件基本上相同的部件用相同的附圖標(biāo)記表示。圖8顯示了后驅(qū)動(dòng)單元338，其中斜齒輪102A為相對(duì)小直徑的準(zhǔn)雙曲面或螺旋形齒輪，其與用于直角驅(qū)動(dòng)的準(zhǔn)雙曲面齒輪100嚙合。斜齒輪102A固定到傳動(dòng)齒輪320且與傳動(dòng)齒輪320旋轉(zhuǎn)。齒輪結(jié)構(gòu)包括傳動(dòng)齒輪320和傳動(dòng)齒輪322。傳動(dòng)齒輪320被置于相對(duì)大直徑的傳動(dòng)齒輪322的上方且與之哨合,所述相對(duì)大直徑的傳動(dòng)齒輪322被固定到后差速器44的差速器支座(未示出)且與之旋轉(zhuǎn)。傳動(dòng)齒輪322還與傳動(dòng)齒輪324嚙合，所述傳動(dòng)齒輪324被固定為與電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)M2的電動(dòng)機(jī)軸92C —起旋轉(zhuǎn)。傳動(dòng)齒輪324的直徑比傳動(dòng)齒輪322的小。因而，發(fā)生從電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)M2到傳動(dòng)齒輪322的扭矩倍增，且還發(fā)生從傳動(dòng)齒輪320到傳動(dòng)齒輪322的扭矩倍增。
[0059]圖9顯示了后驅(qū)動(dòng)單元438，其中斜齒輪組包括第一準(zhǔn)雙曲面齒輪100，所述第一準(zhǔn)雙曲面齒輪固定到小齒輪軸70且與相對(duì)小直徑的第二準(zhǔn)雙曲面齒輪102B嚙合，所述第二準(zhǔn)雙曲面齒輪固定為與電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)M2的電動(dòng)機(jī)軸92D —起旋轉(zhuǎn)。作為傳動(dòng)齒輪組的齒輪結(jié)構(gòu)包括傳動(dòng)齒輪424，所述傳動(dòng)齒輪424固定到電動(dòng)機(jī)軸92D以用于之旋轉(zhuǎn)，且與更大直徑的傳動(dòng)齒輪422嚙合，所述傳動(dòng)齒輪422固定到后差速器44的差速器支座(未示出)以與之旋轉(zhuǎn)。與其他實(shí)施例相比，在扭矩倍增方面，后驅(qū)動(dòng)單元438更少依賴于斜齒輪組，而是使用傳動(dòng)齒輪組的傳動(dòng)齒輪422、424以實(shí)現(xiàn)大部分扭矩倍增。
[0060]圖10顯示了后驅(qū)動(dòng)單元538，其中斜齒輪組包括第一準(zhǔn)雙曲面齒輪100，所述第一準(zhǔn)雙曲面齒輪固定到小齒輪軸70且與第二準(zhǔn)雙曲面齒輪102C嚙合，所述第二準(zhǔn)雙曲面齒輪被固定為與行星類型后差速器544的承載構(gòu)件一起旋轉(zhuǎn)。電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)M2的電動(dòng)機(jī)軸92E是與后半軸45B同軸的套管軸。作為傳動(dòng)齒輪組523的齒輪結(jié)構(gòu)包括傳動(dòng)齒輪524，所述傳動(dòng)齒輪524固定到電動(dòng)機(jī)軸92E以用于之旋轉(zhuǎn)且與更大直徑的傳動(dòng)齒輪526嚙合，所述傳動(dòng)齒輪526安裝為在傳動(dòng)軸523上旋轉(zhuǎn)，所述傳動(dòng)軸523被殼體(未示出)支撐以進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。另一傳動(dòng)齒輪529安裝為與傳動(dòng)軸一起旋轉(zhuǎn)且與行星類型的差速器544的環(huán)齒輪548嚙合。行星類型的差速器544還具有兩個(gè)太陽齒輪542A、542B，所述太陽齒輪每一個(gè)固定為用于與后半軸45A、45B中相應(yīng)的一個(gè)旋轉(zhuǎn)；且行星類型的差速器544具有兩組小齒輪527、528，每一組與太陽齒輪542A、542B中的一個(gè)嚙合且與環(huán)齒輪548嚙合。傳動(dòng)齒輪524、526實(shí)現(xiàn)第一階段的扭矩倍增，且傳動(dòng)齒輪528和行星類型差速器544實(shí)現(xiàn)第二階段的扭矩倍增，其可以稱為往返減速傳動(dòng)(out-and-back reduct1n gearing)。
[0061]圖11顯示了后驅(qū)動(dòng)單元638，其具有斜齒輪組，所述斜齒輪組包括第一準(zhǔn)雙曲面齒輪100，所述第一準(zhǔn)雙曲面齒輪固定到小齒輪軸70且與第二準(zhǔn)雙曲面齒輪102嚙合，所述第二準(zhǔn)雙曲面齒輪被固定為與后差速器44的承載構(gòu)件(未示出)一起旋轉(zhuǎn)。電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)M2具有固定為用于與行星齒輪組644的太陽齒輪構(gòu)件642 —起旋轉(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī)軸92F。準(zhǔn)雙曲面齒輪103固定為用于與行星齒輪組644的承載構(gòu)件646 —起旋轉(zhuǎn)。行星齒輪組644的環(huán)齒輪648固定連接到靜止構(gòu)件，例如后驅(qū)動(dòng)單元638的殼體(未示出)。獲得從第一準(zhǔn)雙曲面齒輪100到第二準(zhǔn)雙曲面齒輪102的扭矩倍增。還獲得電動(dòng)機(jī)軸92F到斜齒輪103的扭矩倍增，且隨后進(jìn)一步獲得從準(zhǔn)雙曲面齒輪103到準(zhǔn)雙曲面齒輪102的扭矩倍增。
[0062]圖12和13更詳細(xì)地顯示了托架62。從上方顯示了后驅(qū)動(dòng)單元38A,且該后驅(qū)動(dòng)單元安裝到托架62。后驅(qū)動(dòng)單元38A與后驅(qū)動(dòng)單元38相同，但是與圖5相比，橫軸104和準(zhǔn)雙曲面齒輪102 (在圖2中未不出)被置于差速器44的相反側(cè),且殼體部分64A、64B、64C被殼體部分64AA、64BB、64CC替換。本文公開的任何后驅(qū)動(dòng)單元可以以相似的方式被安裝到托架62。托架62包括前部橫向構(gòu)件602和后部橫向構(gòu)件604,與后部橫向構(gòu)件604相t匕，前部橫向構(gòu)件602被定位為在車輛10的更前方。托架62包括兩個(gè)側(cè)構(gòu)件608A、608B，橫向構(gòu)件602、604延伸到所述側(cè)構(gòu)件且在每一端部上被支撐。前部橫向構(gòu)件602通常延伸到后驅(qū)動(dòng)單元38A的三部件殼體的第一部分64AA上方。托架62可以是鑄造鋁或鎂合金，以有助于減少混合動(dòng)力部件的增加重量。托架62和后驅(qū)動(dòng)單元38A的定位可保留常規(guī)后輪驅(qū)動(dòng)動(dòng)力傳動(dòng)系的底盤和燃料箱的位置，實(shí)現(xiàn)對(duì)混合動(dòng)力平臺(tái)的相對(duì)容易的適配。
[0063]圖5的安裝特征部118AU18B固定到前部橫向構(gòu)件602的前部支撐件606A、606B，且安裝特征部118C、118D固定到后部橫向構(gòu)件604。圖13顯示了后部橫向構(gòu)件604具有用于懸架構(gòu)件610的懸架附接點(diǎn)608。托架62在車身安裝定位器612處安裝到圖1的車輛車身17。后部橫向構(gòu)件604中的敞開區(qū)域614減少托架62的重量。托架62配置為保持具有與現(xiàn)有的后輪驅(qū)動(dòng)常規(guī)(非混合動(dòng)力)動(dòng)力傳動(dòng)系基本相同的驅(qū)動(dòng)軸36、后半軸45A、45B，懸架附接點(diǎn)608和車身安裝定位器的接合點(diǎn)。
[0064]圖14顯示了后驅(qū)動(dòng)模塊38A，其具有配置為包括下部槽702和上部槽704的殼體部分64AA、64BB和64CC。上部槽704定位在定子86上方，且在第二準(zhǔn)雙曲面齒輪102的后方，以在第二準(zhǔn)雙曲面齒輪102沿箭頭A的方向(與車輛10的向前推進(jìn)一致)時(shí)收集通過旋轉(zhuǎn)的第二準(zhǔn)雙曲面齒輪102拋入連接的殼體部分64AA、64BB中的潤(rùn)滑油。擋板706圍繞第二準(zhǔn)雙曲面齒輪102的下部的一定范圍，但是具有允許下部槽702中的流體進(jìn)入擋板706且靠近旋轉(zhuǎn)的斜齒輪102的開口。擋板706控制通過準(zhǔn)雙曲面齒輪102帶來的流體量，以減少對(duì)旋轉(zhuǎn)的阻礙，同時(shí)仍然允許流體被斜齒輪102拋入上部槽704。可選的引導(dǎo)件710可以是鑄造于其中的斜槽，或增加的塑料斜槽連接到擋板706和上部槽704，以引導(dǎo)去往上部槽704的拋入流體。上部槽704中的開口 712允許流體在電動(dòng)機(jī)端部繞組88上方排出。另外，一些油可在轉(zhuǎn)子90的端面上經(jīng)過且被拋離到繞組88的內(nèi)徑。流體隨后向回排入下部槽702。
[0065]再次參見圖12，托架62具有鑄造于其中或鉆入其中的循環(huán)經(jīng)過托架62的冷卻劑通道800。通道800的端部連接到管801A、801B，管又連接到流體腔室802。流體腔室802鄰近第二殼體部分64BB的熱交換部分803且延伸到電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)M2、圖14的下部槽702、和下部槽702上方的區(qū)域附近。通道800和流體腔室802 —起形成冷卻劑回路800、802。冷卻劑回路800、802中的冷卻劑由此與使得后差速器44和后電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)M2冷卻的油熱連通。冷卻劑可以是水-乙烯-乙二醇(WEG)混合物。在流動(dòng)通過通道800的冷卻劑被托架62冷卻(在其行進(jìn)通過通道800回到流體腔室802時(shí))時(shí)托架62用作熱沉和對(duì)流元件。替換地，下部車身風(fēng)罩可連接到托架62，以在后驅(qū)動(dòng)單元38A下方延伸且形成冷卻劑回路的一部分。TPIM50可被支撐在托架62上方，如所示的，或在通道800附近的其他位置，從而冷卻劑還冷卻TPM50。如果通道802被配置為連接到導(dǎo)向車輛10前部的額外通道，則冷卻劑回路800、802可延伸為冷卻在車輛10的前部處的第一電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)Ml。管可從鑄造的或鉆出的通道800延伸到TPM50。冷卻劑回路800、802可配置為使得僅單個(gè)泵P與冷卻劑流體連通，以讓冷卻劑運(yùn)動(dòng)通過冷卻劑回路800、802。泵P顯示為被支撐在托架62上。
[0066]圖15和16顯示了后驅(qū)動(dòng)單元38B，所述后驅(qū)動(dòng)單元具有整合的殼體和托架364A、364B、364C。整合的殼體和托架364A、364B、364C配置為用作后托架，其以類似圖4的結(jié)構(gòu)來支撐電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)M2和后差速器82，具有橫軸104和傳動(dòng)齒輪106、108。整合的殼體和托架364A、364B、364C直接在車身安裝定位器612A、612B、612C、和612D處安裝到車輛車身17。
[0067]整合的殼體和托架364A、364B、364C的第一部分364A支撐后差速器82且具有含傳動(dòng)齒輪100、102、106、108和橫軸104的內(nèi)部空腔605。第一部分364A包括前部橫向構(gòu)件602A和側(cè)構(gòu)件603A、603B，以及從中央部分608A延伸到側(cè)構(gòu)件603A、603B的補(bǔ)充的橫向構(gòu)件606A、606B。第一部分364A包括車身安裝定位器612A、612B和懸架安裝特征部610A、610B,懸架在所述懸架安裝特征部處安裝到第一部分364A。第一部分364A是單體部件，且可以是鑄造鋁或鎂合金或其他合適材料。
[0068]整合的殼體和托架364A、364B、364C的第二部分364B配置為固定到第一部分364A且在與空腔605對(duì)準(zhǔn)的空腔607中支撐電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)M2。劃分線(即第一部分364A和第二部分364B的界面)允許在部分364A、364B彼此固定之前將傳動(dòng)裝置100、102、106、108、橫軸104和電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)M2組裝在相應(yīng)部分364A、364B中。橫軸104延伸進(jìn)入空腔605且連接到電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)M2。第二部分364B包括后部橫向構(gòu)件604A、側(cè)構(gòu)件603C、603D以及從中央部分611延伸到側(cè)構(gòu)件603C、603D的補(bǔ)充的橫向構(gòu)件606A、606B。第二部分364B還包括車身安裝定位器612C、612D，在該處第二部分364B安裝到車輛車身17，以虛線示出。第二部分364B是單體部件，且可以是鑄造鋁或鎂合金或其他合適材料。
[0069]鉆入或鑄造的通道613允許帶螺紋螺栓616(圖16顯示了螺栓頭)從第二部分364B的后面618延伸到第一部分364A。第三殼體部分364C是電動(dòng)機(jī)覆蓋件，其通過螺栓或以其他方式被固定到第二殼體部分364B,以包圍電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)M2。
[0070]第一殼體部分364A和第三部分364C兩者包括車身安裝定位器612A、612B、612C、612D，在該處整合的殼體和托架364A、364B、364C連接到車輛車身17。整合的殼體和托架364A、364B、364C的定位可保留常規(guī)后輪驅(qū)動(dòng)動(dòng)力傳動(dòng)系的底盤和燃料箱的位置，實(shí)現(xiàn)對(duì)混合動(dòng)力平臺(tái)的相對(duì)容易的適配。
[0071]盡管已經(jīng)對(duì)執(zhí)行本發(fā)明的較佳模式進(jìn)行了詳盡的描述，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員可得知在所附的權(quán)利要求的范圍內(nèi)的用來實(shí)施本發(fā)明的許多替換設(shè)計(jì)和實(shí)施例。
【權(quán)利要求】
1.一種用于車輛的動(dòng)力傳動(dòng)系，所述車輛具有前車輪和后車輪，所述動(dòng)力傳動(dòng)系包括: 發(fā)動(dòng)機(jī)，具有曲軸； 第一電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)，經(jīng)由環(huán)形可旋轉(zhuǎn)裝置驅(qū)動(dòng)地連接到曲軸； 變速器，具有變速器輸出構(gòu)件和通過曲軸驅(qū)動(dòng)的變速器輸入構(gòu)件； 驅(qū)動(dòng)軸，操作性地連接到輸出構(gòu)件； 后差速器，能操作性地連接到驅(qū)動(dòng)軸且配置為將扭矩從驅(qū)動(dòng)軸傳遞到后半軸，所述后半軸能連接到后車輪； 第二電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)，驅(qū)動(dòng)地連接到后差速器且至少部分地定位在后半軸的后方；和控制器，操作性地連接到第二電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)且能操作為控制第二電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)以用作電動(dòng)機(jī)，將驅(qū)動(dòng)扭矩通過后差速器提供到后半軸。
2.如權(quán)利要求1所述的動(dòng)力傳動(dòng)系，進(jìn)一步包括: 斷開裝置，能操作為將驅(qū)動(dòng)軸從后差速器斷開；其中第二電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)能控制為在斷開裝置斷開時(shí)用作電動(dòng)機(jī)，以建立僅電后輪驅(qū)動(dòng)運(yùn)行模式。
3.如權(quán)利要求1所述的動(dòng)力傳動(dòng)系，其中后差速器包括可旋轉(zhuǎn)的差速器支座；其中第二電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)至少部分地定位在后半軸的后方且具有電動(dòng)機(jī)軸，且進(jìn)一步包括: 小齒輪軸，能操作性地連接到驅(qū)動(dòng)軸； 斜齒輪組，具有被固定到小齒輪軸的第一斜齒輪和被固定到差速器支座且與第一斜齒輪嚙合的第二斜齒輪； 橫軸，被固定到基本與驅(qū)動(dòng)軸平行的電動(dòng)機(jī)軸和從該電動(dòng)機(jī)軸向前延伸； 減速齒輪組，具有被固定到橫軸的第一傳動(dòng)齒輪，和被固定到小齒輪軸且與第一傳動(dòng)齒輪嚙合的第二傳動(dòng)齒輪；和其中減速齒輪組配置為將從橫軸到小齒輪軸的扭矩倍增。
4.如權(quán)利要求1所述的動(dòng)力傳動(dòng)系，其中后差速器包括可旋轉(zhuǎn)的差速器支座；其中第二電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)具有限定了旋轉(zhuǎn)軸線的電動(dòng)機(jī)軸，所述旋轉(zhuǎn)軸線基本與后半軸的另一旋轉(zhuǎn)軸線平行；和進(jìn)一步包括: 小齒輪軸，能操作性地連接到驅(qū)動(dòng)軸； 斜齒輪組，具有被固定到小齒輪軸的第一斜齒輪和被固定到差速器支座且與第一斜齒輪嚙合的第二斜齒輪； 傳動(dòng)齒輪組，具有: 第一傳動(dòng)齒輪，被固定到電動(dòng)機(jī)軸； 第二傳動(dòng)齒輪，與第一傳動(dòng)齒輪嚙合； 第三傳動(dòng)齒輪，與第二傳動(dòng)齒輪一致旋轉(zhuǎn)，以限定與后半軸和第二電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸線分開且平行的旋轉(zhuǎn)軸線；和 第四傳動(dòng)齒輪，與第三傳動(dòng)齒輪哨合且被固定到第二斜齒輪和支座中的一個(gè)；其中傳動(dòng)齒輪組配置為使得從第一傳動(dòng)齒輪到第二傳動(dòng)齒輪的扭矩倍增，且進(jìn)一步使得從第三傳動(dòng)齒輪到第四傳動(dòng)齒輪的扭矩倍增。
5.如權(quán)利要求1所述的動(dòng)力傳動(dòng)系，其中后差速器包括可旋轉(zhuǎn)的差速器支座；其中第二電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)具有電動(dòng)機(jī)軸，其限定了基本與后半軸的另一旋轉(zhuǎn)軸線平行的旋轉(zhuǎn)軸線，且進(jìn)一步包括: 小齒輪軸，能操作性地連接到驅(qū)動(dòng)軸； 斜齒輪組，具有被固定到小齒輪軸的第一斜齒輪和被固定到差速器支座且與第一斜齒輪嚙合的第二斜齒輪； 鏈驅(qū)動(dòng)部，具有: 第一鏈輪，被固定到差速器支座； 第二鏈輪，與電動(dòng)機(jī)軸同中心；和 鏈，接合到第一鏈輪和第二鏈輪；和 行星齒輪組，具有被固定到第二鏈輪以與第二鏈輪一起旋轉(zhuǎn)的承載構(gòu)件、被固定到靜止殼體的環(huán)齒輪、被固定到電動(dòng)機(jī)軸的太陽齒輪、被承載構(gòu)件支撐且與環(huán)齒輪和太陽齒輪嚙合的小齒輪。
6.如權(quán)利要求1所述的動(dòng)力傳動(dòng)系，其中后差速器包括可旋轉(zhuǎn)的差速器支座；其中第二電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)具有電動(dòng)機(jī)軸，且進(jìn)一步包括: 小齒輪軸，能操作性地連接到驅(qū)動(dòng)軸； 斜齒輪組，具有被固定到小齒輪軸的第一斜齒輪和被固定到差速器支座且與第一斜齒輪嚙合的第二斜齒輪； 其中控制器配置為執(zhí)行存儲(chǔ)的算法，其控制第二電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)以響應(yīng)于斜齒輪之間的空隙而調(diào)整在第一斜齒輪和第二斜齒輪中的一個(gè)處的扭矩。
7.如權(quán)利要求1所述的動(dòng)力傳動(dòng)系，進(jìn)一步包括: 殼體，包圍后差速器和第二電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)；其中殼體包括下部槽和定位為比下部槽更高的上部槽；和 其中上部槽定位為收集通過第二斜齒輪的旋轉(zhuǎn)而拋入殼體中的潤(rùn)滑油和將在第二電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)上方的所收集的流體排出到下部槽。
8.一種用于混合動(dòng)力車輛的模塊化后驅(qū)動(dòng)單元，所述混合動(dòng)力車輛具有車輛車身，所述模塊化后驅(qū)動(dòng)單元包括: 后差速器； 后半軸，操作性地連接到后差速器，以限定后車輪旋轉(zhuǎn)軸線； 電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)； 齒輪結(jié)構(gòu)，操作性地將電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)連接到后差速器； 殼體，包圍后差速器、電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)、和齒輪結(jié)構(gòu)；和 其中殼體配置為操作性地安裝到車輛車身，電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)至少部分地在后半軸后方。
9.如權(quán)利要求8所述的模塊化后驅(qū)動(dòng)單元，進(jìn)一步包括: 托架，配置為安裝到車輛車身； 其中殼體配置為安裝到托架；和 其中托架具有配置為冷卻劑回路的一部分的冷卻劑通道，所述冷卻劑回路與使得后差速器和后部電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)冷卻的油熱連通，托架用作熱沉和對(duì)流元件。
10.如權(quán)利要求8所述的模塊化后驅(qū)動(dòng)單元，其中殼體配置為用作后托架，支撐電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)和后差速器且直接安裝到車輛車身； 其中殼體的第一部分支撐后差速器； 其中殼體的第二部分配置為固定到殼體的第一部分且支撐電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)；和其中殼體的第一部分和第二部分兩者包括車身安裝位置，殼體在所述位置連接到車輛車身。
【文檔編號(hào)】B60K6/36GK104139696SQ201410192716
【公開日】2014年11月12日 申請(qǐng)日期:2014年5月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月8日
【發(fā)明者】S.H.斯韋爾斯, J.M.馬圭爾, G.塔瑪伊, P.J.薩瓦吉安 申請(qǐng)人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作有限責(zé)任公司