專利名稱：混合動力車輛配置及將非混合動力車輛結(jié)構(gòu)重新配置為混合動力車輛結(jié)構(gòu)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及混合動力車輛配置。
技術(shù)背景
汽車的混合動力系通常具有發(fā)動機和一個或多個電動機/發(fā)電機，所述發(fā)動機以 及電動機/發(fā)電機通過傳動裝置和可選擇性接合的受控扭矩傳輸機構(gòu)相互連接，以提供各 種車輛操作模式，例如，一個或多個電動可變操作模式、固定速比模式，以及僅電動(電池 供電)模式?；旌蟿恿ο的軌蛞愿鞣N方式改善車輛的燃料經(jīng)濟性，主要是通過使用一個或 兩個電動機/發(fā)電機用于車輛制動，并且在發(fā)動機關(guān)停的情形下使用再生能量來給車輛電 動地提供動力。在怠速時，在減速和制動期間，以及在低速或輕負載操作期間，發(fā)動機均可 被關(guān)閉以消除由于發(fā)動機阻力而產(chǎn)生的效能損耗。在這些發(fā)動機關(guān)閉期間，可以利用通過 再生制動獲得的制動能量(或當發(fā)動機操作期間所產(chǎn)生的電能)。在發(fā)動機運轉(zhuǎn)模式下的 操作期間，用于發(fā)動機扭矩或動力的瞬時需求可通過電動機/發(fā)電機來補充，從而允許使 用更小的發(fā)動機，而并不降低車輛性能。另外，電動可變模式可以允許發(fā)動機操作在用于給 定動力需求的最佳效率點處或其附近。發(fā)明內(nèi)容
提供了混合動力系配置，其只需要對非混合動力配置進行最小的重新配置，從而 提供了各種操作模式的燃料經(jīng)濟性好處，同時還包含了對混合動力車輛平臺進行設(shè)計和實 施的總成本。特別地，混合動力車輛設(shè)置有一對前輪和一對后輪、發(fā)動機、以及變速器， 該變速器具有變速器輸入構(gòu)件和變速器輸出構(gòu)件，該變速器輸入構(gòu)件操作性連接到該發(fā)動 機。分動箱操作性連接到變速器輸出構(gòu)件，并且具有第一分動箱扭矩分配構(gòu)件和第二分動 箱扭矩分配構(gòu)件，每個分動箱扭矩分配構(gòu)件均能夠操作，以對來自變速器輸出構(gòu)件的扭矩 進行分配。第一分動箱扭矩分配構(gòu)件與前對輪和后對輪之一操作性相連，以便將來自變速 器輸出構(gòu)件的驅(qū)動扭矩提供到前對輪和后對輪之一。傳動軸從第二分動箱分配構(gòu)件延伸， 并且在一個部分處操作性連接到該第二分動箱分配構(gòu)件。電動機/發(fā)電機操作性連接到 傳動軸的另一個部分，并且可操作以便作為電動機和發(fā)電機而起作用，從而經(jīng)由傳動軸和 分動箱向所述前對輪和后對輪之一提供驅(qū)動扭矩，或者從所述前對輪和后對輪之一接收扭 矩。優(yōu)選地，該車輛的特征在于沒有差速器，并且也沒有將傳動軸操作性連接到前對車輪和 后對車輪中的另一個的車軸，而且電動機/發(fā)電機被安裝在這樣的封裝空間內(nèi)，即，該封裝 空間在非混合動力車輛配置中被這樣的差速器和車軸另外占據(jù)。連接電池以便給電動機/ 發(fā)電機提供電力的功率電子模塊優(yōu)選安裝到該電動機/發(fā)電機，從而消除了將功率電子器 件連接到該電動機/發(fā)電機的電力電纜?？商娲兀β孰娮幽K可以被安裝在電動機/ 發(fā)電機的非常鄰近處，以便最小化所需電力電纜的長度。
一種對非混合動力車輛結(jié)構(gòu)進行重新配置的方法，該方法包括將電動機/發(fā)電機操作性連接到所述傳動軸，從而替代所述差速器和驅(qū)動車軸，由此將所述非混合動力車 輛結(jié)構(gòu)重新配置為具有僅發(fā)動機操作模式、僅電動操作模式和并行混合動力操作模式的混 合動力結(jié)構(gòu)，其中扭矩被僅僅提供給所述前對輪和后對輪中的另一個。
本發(fā)明還提供了以下方案
方案1. 一種混合動力車輛，所述混合動力車輛包括
一對前輪和一對后輪；
發(fā)動機；
變速器，所述變速器具有變速器輸入構(gòu)件和變速器輸出構(gòu)件，所述變速器輸入構(gòu) 件操作性連接到所述發(fā)動機；
分動箱，所述分動箱操作性連接到所述變速器輸出構(gòu)件，并且具有第一分動箱扭 矩分配構(gòu)件和第二分動箱扭矩分配構(gòu)件，每個分動箱扭矩分配構(gòu)件均能夠進行操作，以便 對來自所述變速器輸出構(gòu)件的扭矩進行分配，其中，所述第一分動箱扭矩分配構(gòu)件與前對 輪和后對輪之一操作性相連，以便將來自所述變速器輸出構(gòu)件的驅(qū)動扭矩提供至所述前對 輪和后對輪之一；
傳動軸，所述傳動軸從所述第二分動箱分配構(gòu)件延伸并且在一個部分處操作性連 接到所述第二分動箱分配構(gòu)件；以及
電動機/發(fā)電機，所述電動機/發(fā)電機操作性連接到所述傳動軸的另一個部分，并 且能夠操作以便作為電動機和發(fā)電機起作用，從而通過所述傳動軸和分動箱向所述前對輪 和后對輪之一提供驅(qū)動扭矩，或者通過所述傳動軸和分動箱從所述前對輪和后對輪之一接 收扭矩。
方案2.根據(jù)方案1所述的混合動力車輛，進一步包括
電池；以及
功率電子模塊，所述功率電子模塊被安裝至所述電動機/發(fā)電機，并能夠操作以 便在所述電池與所述電動機/發(fā)電機之間分配電力。
方案3.根據(jù)方案1所述的混合動力車輛，進一步包括
電池；
功率電子模塊，所述功率電子模塊操作性連接到所述電池；
電力電纜，所述電力電纜連接所述功率電子模塊與所述電動機/發(fā)電機；
其中，所述功率電子模塊和所述電力電纜能夠操作，以便在所述電池與所述電動 機/發(fā)電機之間分配電力。
方案4.根據(jù)方案1所述的混合動力車輛，其中，所述車輛的特征在于沒有差速器， 并且也沒有將所述傳動軸操作性連接到所述前對輪和后對輪中的另一個的車軸。
方案5.根據(jù)方案1所述的混合動力車輛，其中，所述第一分動箱扭矩分配構(gòu)件與 所述前對輪操作性相連；并且其中，所述電動機/發(fā)電機通過所述傳動軸和分動箱來向所 述前對輪提供扭矩，因此，所述車輛為橫向前輪驅(qū)動混合動力車輛。
方案6.根據(jù)方案1所述的混合動力車輛，其中，所述第一分動箱扭矩分配構(gòu)件與 所述后對輪操作性相連；并且其中，所述電動機/發(fā)電機通過所述傳動軸和分動箱來向所 述后對輪提供扭矩，因此，所述車輛為縱向后輪驅(qū)動混合動力車輛。
方案7.根據(jù)方案1所述的混合動力車輛，進一步包括
起動電動機，所述起動電動機操作性連接到所述發(fā)動機，并且能夠操作以便在初 始起動模式和自動起動模式的至少一個中起動所述發(fā)動機。
方案8.根據(jù)方案7所述的混合動力車輛，其中，所述起動電動機為帶式交流發(fā)電 機-起動電動機/發(fā)電機。
方案9.根據(jù)方案7所述的混合動力車輛，其中，所述起動電動機還能夠在再生制 動模式中操作為發(fā)電機。
方案10.根據(jù)方案7所述的混合動力車輛，其中，所述起動電動機還能夠進行操作 以便提供或接收扭矩，從而平滑由所述發(fā)動機提供的扭矩。
方案11. 一種混合動力車輛，所述混合動力車輛包括
一對前輪和一對后輪；
發(fā)動機；
變速器，所述變速器具有變速器輸入構(gòu)件和變速器輸出構(gòu)件，所述變速器輸入構(gòu) 件操作性連接到所述發(fā)動機；
分動箱，所述分動箱操作性連接到所述變速器輸出構(gòu)件，并且具有第一分動箱扭 矩分配構(gòu)件和第二分動箱扭矩分配構(gòu)件，每個分動箱扭矩分配構(gòu)件均能夠進行操作，以便 對來自所述變速器輸出構(gòu)件的扭矩進行分配，其中，所述第一分動箱扭矩分配構(gòu)件與前對 輪操作性相連，以便將來自所述變速器輸出構(gòu)件的驅(qū)動扭矩提供至所述前對輪；
傳動軸，所述傳動軸從所述第二分動箱分配構(gòu)件延伸，并且在一個部分處操作性 連接到所述第二分動箱分配構(gòu)件；
電動機/發(fā)電機，所述電動機/發(fā)電機操作性連接到所述傳動軸的另一個部分，并 且能夠操作以作為電動機和發(fā)電機起作用，從而通過所述傳動軸和分動箱向所述前對輪提 供驅(qū)動扭矩，或者通過所述傳動軸和分動箱從所述前對輪接收扭矩；
電池；以及
功率電子模塊，所述功率電子模塊操作性連接到所述電池，并且用于在所述電池 與所述電動機/發(fā)電機之間分配電力；其中，所述車輛的特征在于沒有任何用于提供車輛 牽引的額外電動機/發(fā)電機。
方案12. —種對非混合動力車輛結(jié)構(gòu)進行重新配置的方法，其中，所述非混合動 力車輛結(jié)構(gòu)包括發(fā)動機、操作性連接到所述發(fā)動機的變速器、用于將來自所述變速器的扭 矩分配到前對車輪和后對車輪兩者的分動箱、操作性連接到所述分動箱以便用于經(jīng)由差速 器和驅(qū)動車軸將所述扭矩分配到所述前對輪和所述后對輪中之一的傳動軸，所述方法包 括
將電動機/發(fā)電機操作性連接到所述傳動軸，從而替代所述差速器和驅(qū)動車軸， 由此將所述非混合動力車輛結(jié)構(gòu)重新配置為具有僅發(fā)動機操作模式、僅電動操作模式和并 行混合動力操作模式的混合動力結(jié)構(gòu)，其中扭矩被僅提供給所述前對輪和后對輪中的另一 個。
方案13.根據(jù)方案12所述的方法，進一步包括
安裝電池和功率電子模塊，所述功率電子模塊將所述電池與所述電動機/發(fā)電機 操作性相連。
方案14.根據(jù)方案12所述的方法，進一步包括
將起動電動機與所述發(fā)動機操作性相連。
方案15.根據(jù)方案12所述的方法，進一步包括
控制所述發(fā)動機、所述起動電動機和所述電動機/發(fā)電機，以便提供所述僅發(fā)動 機操作模式、僅電動操作模式、并行混合動力操作模式、和發(fā)動機起動/停止操作模式。
結(jié)合附圖，通過以下對用于實現(xiàn)本發(fā)明的最佳模式進行的詳細描述，本發(fā)明的以 上特征、優(yōu)點及其它特征和優(yōu)點將變得明顯。


圖1為橫向前輪驅(qū)動混合動力車輛的第一實施例的示意性平面圖2為圖1中的混合動力車輛的一部分的透視圖3為縱向后輪驅(qū)動混合動力車輛的第二實施例的平面圖；以及
圖4為將非混合動力車輛結(jié)構(gòu)重新配置為混合動力車輛結(jié)構(gòu)的方法的流程圖。
具體實施方式
參見附圖，其中，相同的附圖標記表示相同的部件，圖1示出了混合動力車輛10， 其例示出了混合動力結(jié)構(gòu)的第一實施例?；旌蟿恿囕v10由框架11示意性表示，但是，許 多未示出的其它框架構(gòu)件都縱向和橫向地架設(shè)在所示出的部件周圍或它們之間?；旌蟿恿?車輛10具有一對前輪12和一對后輪14。發(fā)動機18安裝在車輛10的前部附近。發(fā)動機 18可為任意類型的旋轉(zhuǎn)式發(fā)動機，所述旋轉(zhuǎn)式發(fā)動機包括內(nèi)燃發(fā)動機，例如汽油發(fā)動機或 柴油發(fā)動機，或外燃發(fā)動機。發(fā)動機18可與變速器19操作性連接，以向變速器19提供驅(qū) 動動力。變速器19具有輸入構(gòu)件20和輸出構(gòu)件22，輸入構(gòu)件20接收來自發(fā)動機的扭矩， 輸出構(gòu)件22相對于輸入構(gòu)件20處的扭矩以一個或多個預定比率來輸送扭矩，如已知的那 樣。變速器輸入構(gòu)件20和變速器輸出構(gòu)件22僅被示意性示出，但它們均為本領(lǐng)域技術(shù)人 員所熟知。起動電動機25與發(fā)動機18操作性連接，用于對發(fā)動機18進行起動。如圖2中 最佳所示，在該實施例中，起動電動機25為帶式交流發(fā)電機起動機類型的電動機/發(fā)電機， 其被操作性連接，以便通過帶33和一系列安裝于發(fā)動機的帶輪35、鏈輪或齒輪來向發(fā)動機 18的曲軸提供扭矩。附件系統(tǒng)(例如，空調(diào)系統(tǒng))被各種由帶驅(qū)動的帶輪35驅(qū)動。可替代 地，起動電動機25可為自動致動的安裝于發(fā)動機的起動電動機，例如關(guān)于圖3的車輛IOA 所示出和描述的電動機25A。
起動電動機25具有36V電池，但其并不局限于此。起動電動機25可操作，以便用 于發(fā)動機18的初始起動，例如，發(fā)動車輛10或者在通過電動機/發(fā)電機32僅電動地進行 發(fā)動之后，如下所述那樣。起動電動機25也是可控的，使得當車輛10逐漸停止時或在僅電 動操作模式期間(以下將詳述)，發(fā)動機18可被關(guān)閉，并且當操作條件顯示僅發(fā)動機操作 模式或并行混合動力操作模式被保證時才重新起動，這被稱為發(fā)動機停止/起動或自動起 動。起動電動機25還可被控制，以便作為發(fā)電機操作，從而在再生制動模式期間獲得制動 能量。而且，起動電動機25能夠被控制以增加扭矩至發(fā)動機曲軸或接收來自發(fā)動機曲軸的 扭矩，從而平滑由發(fā)動機18提供的扭矩(即，從前車軸37中消除了扭矩中的尖峰)。
變速器輸出構(gòu)件22可與分動箱M操作性相連，分動箱M以預定比率在第一分動 箱分配構(gòu)件26和第二分動箱分配構(gòu)件28之間對由變速器輸出構(gòu)件提供的扭矩進行劃分，如已知的那樣。分動箱是眾所周知的在動力系的不同軸線之間輸送扭矩的機構(gòu)。第一分動 箱分配構(gòu)件26向前驅(qū)動車軸37提供扭矩，從而向前輪12提供扭矩。
第二分動箱分配構(gòu)件觀可與縱向布置的傳動軸30的第一部分29 (例如，前端) 操作性相連。傳動軸30的第二部分31(例如，后端)與電動機/發(fā)電機32相連。電動機/ 發(fā)電機32安裝至車輛的后框架構(gòu)件，位于后艙室(rear trunk)中，或位于傳動軸30后部的 任何位置處。能量儲存設(shè)備(在布置為電池組34的這種情況下)被安裝在電動機/發(fā)電 機32鄰近處，例如車輛10后排座椅的后面。功率電子模塊36 (包括控制器和變換器)與 電池34相連，并通過相對較短的三相電纜38與電動機/發(fā)電機32相連?？商娲兀姵?34可被布置成使得功率電子模塊36直接安裝到電動機/發(fā)電機32，從而消除電力電纜。
要注意的是，電動機/發(fā)電機32安裝在差速器40和橫向后車軸42(以假想圖示 出)的大致同一位置中，并且替代了差速器40和橫向后車軸42，其中原本的橫向后車軸42 從差速器40延伸至后輪14，正如在非混合動力車輛配置中所提供的那樣。用于差速器40 和橫向驅(qū)動車軸42的封裝空間在假想圖中被示意性示出。這樣的差速器和橫向車軸可在 非混合動力車輛中提供四輪驅(qū)動或全輪驅(qū)動模式，其中來自發(fā)動機18的扭矩被分配至前 輪12和后輪14兩者?，F(xiàn)在，不再由傳動軸30通過差速器和橫向后車軸將牽引動力分配至 后輪14，而是電動機/發(fā)電機32通過傳動軸30和分動箱M將扭矩提供給前輪12，或通過 分動箱M和傳動軸30接收來自發(fā)動機18的扭矩。因此，橫向非混合動力的四輪驅(qū)動或全 輪驅(qū)動結(jié)構(gòu)被轉(zhuǎn)換為具有單一牽引電動機32的橫向前輪驅(qū)動混合動力車輛結(jié)構(gòu)，其中所 述牽引電動機32具有最小的重新封裝問題和最小的平臺相關(guān)部件。如這里所用的，“橫向” 表示向前輪12提供扭矩的發(fā)動機18和變速器19的布置。
車輛10可操作在不同操作模式中，包括僅發(fā)動機操作模式，在僅發(fā)動機操作模式 下發(fā)動機18通過變速器19和分動箱M向前輪12提供牽引動力?？稍诔跏计饎幽Ｊ较吕?用對發(fā)動機18進行起動的起動電動機25來發(fā)動車輛10，以建立僅發(fā)動機操作模式，或者可 以在僅電動操作模式下由電動機/發(fā)電機32來發(fā)動車輛10。當發(fā)動機18停止并且電動機 /發(fā)電機32受控作為電動機起作用從而利用存儲在電池34內(nèi)的能量來通過傳動軸30和分 動箱M向前輪12提供牽引動力時建立起僅電動操作模式。當發(fā)動機18正在運行并且電 動機/發(fā)電機32通過傳動軸30和分動箱M并行于發(fā)動機18向前輪12添加扭矩時建立 起并行混合動力操作模式。為保存燃料，發(fā)動機18可在例如等待停止燈時被停止。然后， 在發(fā)動機自動起動模式下，起動電動機25可被供電以重新起動發(fā)動機18。
參見圖3，其示出了混合動力車輛的替代性實施例IOA0混合動力車輛IOA通過框 架IlA被示意性示出，但是，許多未示出的其它框架構(gòu)件都縱向或橫向地架設(shè)在所示出的 部件周圍或它們之間?；旌蟿恿囕vIOA具有一對前輪12A和一對后輪14A。發(fā)動機18A 安裝在車輛IOA的前部附近。發(fā)動機18A可為任意類型的旋轉(zhuǎn)式發(fā)動機，所述旋轉(zhuǎn)式發(fā)動 機包括內(nèi)燃發(fā)動機，例如汽油發(fā)動機或柴油發(fā)動機，或外燃發(fā)動機。發(fā)動機18A與變速器 19A操作性相連，以向變速器19A提供驅(qū)動動力。變速器19A具有輸入構(gòu)件20A和輸出構(gòu)件 22A，輸入構(gòu)件20A接收來自發(fā)動機的扭矩，輸出構(gòu)件22k相對于輸入構(gòu)件20處的扭矩以一 個或多個預定比率來輸送扭矩，如已知的那樣。變速器輸入構(gòu)件20A和變速器輸出構(gòu)件22A 均以假想圖示意性示出。優(yōu)選地，起動電動機25A為12V的自動致動的起動電動機，所述起 動電動機安裝于發(fā)動機18A，如通常在非混合動力車輛中那樣。可替代地，BAS類型的電動8機/發(fā)電機也可被使用，例如關(guān)于圖1和圖2中的實施例所示出和所描述的那樣。
起動電動機25A可操作，以便用于發(fā)動機18A的初始起動，例如，發(fā)動車輛IOA或 在通過電動機/發(fā)電機32A僅電動地進行發(fā)動之后。起動電動機25A也是可控的，使得當 車輛IOA逐漸停止時或在僅電動操作模式期間(以下將詳述)，發(fā)動機18A可被關(guān)閉，并且 當操作條件顯示僅發(fā)動機操作模式或并行混合動力操作模式被保證時才重新起動，這被稱 為發(fā)動機停止/起動或自動起動。而且，起動電動機25A可被控制以增加扭矩至發(fā)動機曲 軸，從而平滑由發(fā)動機18A提供的扭矩(即，消除了傳送至后車軸54A的扭矩中的尖峰)。
變速器輸出構(gòu)件22A可與分動箱24A操作性相連，分動箱24A以預定比率在第一 分動箱分配構(gòu)件26A和第二分動箱分配構(gòu)件28A之間對由變速器輸出構(gòu)件22A提供的扭矩 進行劃分，如已知的那樣。分動箱是眾所周知的在動力系的不同軸線之間輸送扭矩的機構(gòu)。 第一分動箱分配構(gòu)件26A通過驅(qū)動軸50A向后差速器52A和后驅(qū)動車軸54A提供扭矩，從 而向后輪14提供扭矩。
第二分動箱分配構(gòu)件28A可與縱向布置的傳動軸30A的第一部分^A(例如，后 端)操作性相連。傳動軸30A的第二部分31A(例如，前端)與電動機/發(fā)電機32A相連。 電動機/發(fā)電機32A安裝到車輛的前框架構(gòu)件，位于發(fā)動機艙內(nèi)，或位于傳動軸30A前部的 任何位置處。以電池組34A形式的能量儲存設(shè)備安裝在電動機/發(fā)電機32A鄰近處。功 率電子模塊36A(包括控制器和變換器)與電池34A相連，并直接安裝至電動機/發(fā)電機 32A，從而消除了電力電纜?？商娲?，可以采用相對較短的三相電纜來將電池34A與電動 機/發(fā)電機32A相連。
要注意的是，電動機/發(fā)電機32被安裝在差速器40A和從該差速器到前輪12A的 橫向前車軸42A的大致同一位置中，并且替代了差速器40A和橫向前車軸42A，其中原本的 差速器40A和橫向前車軸42A在車輛IOA的非混合動力后輪驅(qū)動型式的全輪驅(qū)動型式或四 輪驅(qū)動操作模式中與傳動軸30A相連。這樣的差速器和橫向車軸將提供四輪驅(qū)動或全輪驅(qū) 動模式，其中來自發(fā)動機18A的扭矩被分配至前輪12A和后輪14A兩者。而現(xiàn)在，不再是傳 動軸30A經(jīng)由差速器和橫向后車軸將牽引動力分配至前輪12A，而是電動機/發(fā)電機32A通 過傳動軸30A和分動箱24A將扭矩提供給前輪12A，或通過分動箱24A和傳動軸30A接收來 自發(fā)動機18A的扭矩。因此，縱向非混合動力的四輪驅(qū)動或全輪驅(qū)動結(jié)構(gòu)被轉(zhuǎn)換為具有單 一牽引電動機的縱向后輪驅(qū)動混合動力車輛結(jié)構(gòu)，其中所述牽引電動機具有最小的重新封 裝問題。如這里所用的，“縱向”表示向后輪14A提供扭矩的發(fā)動機18A和傳輸裝置19A的 布置。
車輛IOA可操作在不同操作模式中，包括僅發(fā)動機操作模式，在僅發(fā)動機操作模 式下發(fā)動機18A通過變速器19A、分動箱24A、驅(qū)動軸50A、差速器52A和后分動軸(transfer axle)54A向后輪14A提供牽引動力。可利用對發(fā)動機18A進行起動的起動電動機25A來 發(fā)動車輛10A，以建立僅發(fā)動機操作模式，或者可以在僅電動操作模式下由電動機/發(fā)電機 32A來發(fā)動車輛10A。當發(fā)動機18A停止并且電動機/發(fā)電機32A受控作為電動機來起作用 從而利用存儲在電池34A內(nèi)的能量來通過傳動軸30A、分動箱24A、驅(qū)動軸50A、差速器52A 和后分動軸54A來向后輪14A提供牽引動力時建立起僅電動操作模式。當發(fā)動機18A正在 運行并且電動機/發(fā)電機32A通過傳動軸30A、分動箱24A、驅(qū)動軸50A、差速器52A和后分 動軸54A并行于發(fā)動機18A來向后輪14A添加扭矩時建立起并行混合動力操作模式。為保存燃料，發(fā)動機18A可在例如等待停止燈時被停止。然后，在發(fā)動機自動起動模式下，起動 電動機25A可被供電以重新起動發(fā)動機18A。
如上所述，通過對非混合動力車輛的平臺進行重新配置來設(shè)計了混合動力車輛 10、10A，其中所述非混合動力車輛平臺被配置成提供四輪驅(qū)動或全輪驅(qū)動操作。使用這種 車輛結(jié)構(gòu)所必須的分動箱和傳動軸，但利用電動機/發(fā)電機、電池組和功率電子模塊來替 代在四輪驅(qū)動操作期間通常用于將扭矩傳送到第二組車輪的差速器和分動軸。由此，使用 非混合動力結(jié)構(gòu)的現(xiàn)有封裝空間和動力系部件，就可以很容易地將非混合動力車輛平臺重 新配置為混合動力車輛平臺。
參考圖4，流程圖100給出了將非混合動力車輛結(jié)構(gòu)重新配置為混合動力車輛結(jié) 構(gòu)的方法。方法100被關(guān)于車輛10而描述，但是其可以等同地應(yīng)用于車輛IOA以及要求保 護的本發(fā)明的范圍內(nèi)的其它實施例。方法100包括步驟102，所述步驟中將電動機/發(fā)電機 32與傳動軸30操作性相連，從而替代差速器40和驅(qū)動車軸42，其中差速器40和驅(qū)動車軸 42本來是被用來以另外的方式在正在被重新配置的非混合動力車輛結(jié)構(gòu)中建立四輪驅(qū)動 和全輪驅(qū)動操作模式的。電池34或電池組和功率電子模塊36在步驟104中被安裝，優(yōu)選 安裝在電動機/發(fā)電機32的附近，并且使功率電子模塊36安裝在非常接近電動機/發(fā)電 機32的地方，以縮短連接電池34和電動機/發(fā)電機32的電力電纜38，或者可以使功率電 子模塊36直接安裝于電動機/發(fā)電機32。
在步驟106中，起動電動機25與發(fā)動機18相連，其作為直接安裝的起動電動機， 或者是以帶式交流發(fā)電機起動機布置的形式，其中所述起動電動機也可操作為發(fā)電機。最 后，在步驟108中，控制器(未顯示)被提供以控制算法，并與發(fā)動機18、起動電動機25、變 速器19和電動機/發(fā)電機32操作性相連，使得發(fā)動機18、起動電動機25和電動機/發(fā)電機 32被控制，以便提供一種或多種的僅發(fā)動機操作模式、僅電動操作模式、并行混合動力操作 模式和發(fā)動機起動/停止(自動起動)操作模式(通過分立的控制器，例如發(fā)動機控制器、 在變速器內(nèi)控制離合器的變速器控制器、電動機控制器、和混合動力控制器，或通過組合了 這些控制器的一個或多個功能的控制模塊)。
盡管用于實現(xiàn)本發(fā)明的最佳模式已被詳細描述，但在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)，熟 悉本發(fā)明所涉及領(lǐng)域的技術(shù)人員可認識到用于實施本發(fā)明的各種替代性設(shè)計和實施例。
權(quán)利要求
1.一種混合動力車輛，所述混合動力車輛包括 一對前輪和一對后輪；發(fā)動機；變速器，所述變速器具有變速器輸入構(gòu)件和變速器輸出構(gòu)件，所述變速器輸入構(gòu)件操 作性連接到所述發(fā)動機；分動箱，所述分動箱操作性連接到所述變速器輸出構(gòu)件，并且具有第一分動箱扭矩分 配構(gòu)件和第二分動箱扭矩分配構(gòu)件，每個分動箱扭矩分配構(gòu)件均能夠進行操作，以便對來 自所述變速器輸出構(gòu)件的扭矩進行分配，其中，所述第一分動箱扭矩分配構(gòu)件與前對輪和 后對輪之一操作性相連，以便將來自所述變速器輸出構(gòu)件的驅(qū)動扭矩提供至所述前對輪和 后對輪之一；傳動軸，所述傳動軸從所述第二分動箱分配構(gòu)件延伸并且在一個部分處操作性連接到 所述第二分動箱分配構(gòu)件；以及電動機/發(fā)電機，所述電動機/發(fā)電機操作性連接到所述傳動軸的另一個部分，并且能 夠操作以便作為電動機和發(fā)電機起作用，從而通過所述傳動軸和分動箱向所述前對輪和后 對輪之一提供驅(qū)動扭矩，或者通過所述傳動軸和分動箱從所述前對輪和后對輪之一接收扭 矩。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合動力車輛，進一步包括 電池；以及功率電子模塊，所述功率電子模塊被安裝至所述電動機/發(fā)電機，并能夠操作以便在 所述電池與所述電動機/發(fā)電機之間分配電力。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合動力車輛，進一步包括 電池；功率電子模塊，所述功率電子模塊操作性連接到所述電池； 電力電纜，所述電力電纜連接所述功率電子模塊與所述電動機/發(fā)電機； 其中，所述功率電子模塊和所述電力電纜能夠操作，以便在所述電池與所述電動機/ 發(fā)電機之間分配電力。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合動力車輛，其中，所述車輛的特征在于沒有差速器，并且 也沒有將所述傳動軸操作性連接到所述前對輪和后對輪中的另一個的車軸。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合動力車輛，其中，所述第一分動箱扭矩分配構(gòu)件與所述 前對輪操作性相連；并且其中，所述電動機/發(fā)電機通過所述傳動軸和分動箱來向所述前 對輪提供扭矩，因此，所述車輛為橫向前輪驅(qū)動混合動力車輛。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合動力車輛，其中，所述第一分動箱扭矩分配構(gòu)件與所述 后對輪操作性相連；并且其中，所述電動機/發(fā)電機通過所述傳動軸和分動箱來向所述后 對輪提供扭矩，因此，所述車輛為縱向后輪驅(qū)動混合動力車輛。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合動力車輛，進一步包括起動電動機，所述起動電動機操作性連接到所述發(fā)動機，并且能夠操作以便在初始起 動模式和自動起動模式的至少一個中起動所述發(fā)動機。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的混合動力車輛，其中，所述起動電動機為帶式交流發(fā)電機-起 動電動機/發(fā)電機。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的混合動力車輛，其中，所述起動電動機還能夠在再生制動模 式中操作為發(fā)電機。
10.一種對非混合動力車輛結(jié)構(gòu)進行重新配置的方法，其中，所述非混合動力車輛結(jié)構(gòu) 包括發(fā)動機、操作性連接到所述發(fā)動機的變速器、用于將來自所述變速器的扭矩分配到前 對車輪和后對車輪兩者的分動箱、操作性連接到所述分動箱以便用于經(jīng)由差速器和驅(qū)動車 軸將所述扭矩分配到所述前對輪和所述后對輪中之一的傳動軸，所述方法包括將電動機/發(fā)電機操作性連接到所述傳動軸，從而替代所述差速器和驅(qū)動車軸，由此 將所述非混合動力車輛結(jié)構(gòu)重新配置為具有僅發(fā)動機操作模式、僅電動操作模式和并行混 合動力操作模式的混合動力結(jié)構(gòu)，其中扭矩被僅提供給所述前對輪和后對輪中的另一個。
全文摘要
本發(fā)明涉及混合動力車輛配置及將非混合動力車輛結(jié)構(gòu)重新配置為混合動力車輛結(jié)構(gòu)的方法。具體地，提供了一種混合動力車輛，其具有發(fā)動機和變速器，該變速器具有變速器輸入構(gòu)件和變速器輸出構(gòu)件，變速器輸入構(gòu)件與發(fā)動機操作性相連。分動箱與變速器輸出構(gòu)件操作相連，并具有第一和第二分動箱扭矩分配構(gòu)件，每個分動箱扭矩分配構(gòu)件均可操作以對來自變速器輸出構(gòu)件的扭矩進行分配。第一分動箱扭矩分配構(gòu)件可與前對車輪和后對車輪之一操作相連，用于將驅(qū)動扭矩從變速器輸出構(gòu)件提供至該前對車輪和后對車輪之一。傳動軸從第二分動箱分配構(gòu)件延伸，并且在一個部分處操作性連接到第二分動箱分配構(gòu)件。電動機/發(fā)電機操作性連接到傳動軸的另一個部分。
文檔編號B60K6/36GK102029886SQ20101050815
公開日2011年4月27日 申請日期2010年10月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月7日
發(fā)明者J·M·馬圭爾, J·楚貝, N·謝內(nèi)克, S·H·斯威爾斯 申請人:通用汽車環(huán)球科技運作公司