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技术领域

本发明通常包括混合动力车辆。

背景技术

用于车辆的混合动力传动系在不同车辆运行条件下利用不同的动力源。 例如，具有电可变变速器的混合动力传动系可具有通过以不同组合接合制动 器和/或离合器和控制发动机和电动机/发电机而建立的不同运行模式。混合 动力传动系可通过允许发动机运行在其最燃料高效速度下而改善燃料经济 性。然而，混合动力传动系所需的额外的部件(例如行星齿轮组，制动器和 /或离合器)会增加总的车辆成本和封装空间需求。

发明内容

提供一种用于车辆的动力传动系，其实现混合动力功能，且允许常规的 后轮驱动动力传动系结构适用于所述的混合动力传动系，而保留了许多基本 动力传动系结构。动力传动系包括发动机，其具有曲轴。第一电动机-发电 机经由环形可旋转装置驱动地连接到曲轴。动力传动系包括变速器，其具有 变速器输出构件和被曲轴驱动的变速器输入构件。驱动轴操作性地连接到输 出构件。后差速器能操作性地连接到驱动轴且配置为将扭矩从驱动轴传递到 后半轴，所述后半轴能连接到车辆的后车轮第二电动机-发电机驱动地连接 到后差速器且至少部分地定位在后半轴的后方控制器操作性地连接到第二 电动机-发电机且能操作为控制第二电动机-发电机以用作电动机，其将驱动 扭矩通过后差速器提供到后半轴

用于混合动力车辆的模块化后驱动单元包括后差速器和操作性地连接 到后差速器的后半轴，以限定后车轮旋转轴线。电动机-发电机通过齿轮结 构操作性地连接到后差速器。多部件壳体包围后差速器、电动机-发电机、 和齿轮结构。壳体配置为操作性地安装到车辆车身，电动机-发电机至少部 分地在后半轴的后方。

后轮驱动单元的模块化实现在各种后轮驱动平台和发动机/变速器组合 中的使用，由此增加了产量且降低成本。而且，因为后轮驱动单元主要保留 了一些常规后轮驱动车辆的动力传动系结构，所以与进行必要的完全重新设 计相比，整合到现有平台就不那么复杂。

在下文结合附图进行的对实施本发明的较佳模式做出的详尽描述中能 容易地理解上述的本发明的特征和优点以及其他的特征和优点。

附图说明

图1是混合动力传动系的示意性侧视图。

图2是图1的混合动力传动系的示意性平面图。

图3是图1的混合动力传动系的后驱动模块和断开装置的第一实施例一 部分的部分横截面、分解示意性侧视图。

图4是图3的后驱动模块的一部分的部分横截面、部分平面示意性图。

图5是用于图1的动力传动系的后驱动模块的第二实施例一部分的部分 横截面、部分平面示意图。

图6是用于图1的动力传动系的后驱动模块的第三实施例一部分的部分 横截面、部分平面示意图。

图7是沿图6的线7-7截取的图6的后驱动模块的横截面侧视示意图。

图8是用于图1的动力传动系的后驱动模块第四实施例一部分的部分横 截面示意平面图。

图9是用于图1的动力传动系的后驱动模块第五实施例一部分的部分横 截面示意平面图。

图10是用于图1的动力传动系的后驱动模块第六实施例一部分的部分 横截面示意平面图。

图11是用于图1的动力传动系的后驱动模块第七实施例一部分的部分 横截面示意平面图。

图12是被支撑在托架上的后驱动模块的示意性平面图。

图13是图12的托架和后驱动模块的示意性后视图。

图14是图12的后驱动模块的部分横截面、部分侧视示意图，具有用于 电动机和后差速器的整合的冷却回路。

图15是后驱动模块另一实施例的示意性平面图，具有整合的壳体和托 架，且在部分虚线视图中显示了车辆车身。

图16是后驱动模块的示意性后部视图，具有图15的整合壳体和托架。

具体实施方式

参见附图，其中几幅图中相同的附图标记指示相同部件，图1和2显示 了具有混合动力传动系12的车辆10。混合动力传动系12被称为P1-P3动力 传动系，因为其是后轮驱动构造的，在前车轮13附近的车辆10的前部中在 传动带-交流发电机-启动器(BAS：belt-alternator-starter)结构下第一电动机- 发电机M1操作性地连接到发动机14，且第二电动机-发电机M2操作性地 连接为对后车轮15进行驱动。第一电动机-发电机M1是相对高压的电动机， 例如250伏特电动机。发动机14可以是内燃发动机，其是火花塞点火式或 压缩点火式的。前车轮13绕第一旋转轴线17旋转，且后车轮15绕第二旋 转轴线19旋转。发动机14具有曲轴16。

第一电动机-发电机M1经由传动带-交流发电机-启动器结构驱动连接到 发动机14。发动机14是纵向布置的，其中曲轴16的旋转轴线在车辆10中 是沿前后方向的。最佳如图2所示，曲轴16具有安装在其上的链轮20，且 电动机-发电机M1具有带链轮24的电动机轴22。链轮20、24与环形(endless) 旋转装置接合，例如传动带或链25。在其他实施例中，齿轮系可用于驱动连 接电动机-发电机M1和曲轴16。

曲轴16可选地通过扭矩转换器30连接到变速器28输入构件26。变速 器28可以是双离合器变速器、连续可变变速器、自动变速器、手动变速器 或任何其他合适的变速器，其可建立输入构件26和输出构件32之间的各种 传动比。输出构件32连接到分动箱34，分动箱将扭矩提供到纵向延伸的驱 动轴36，所述驱动轴可通过在本文所述的后驱动单元38驱动后车轮15。驱 动轴36还可被称为推进轴或后驱传动轴(prop shaft)。后驱动单元38可被 称为模块化后驱动单元，因为其具有壳体部分，所述壳体部分允许其作为一 模块而组装和安装到车辆10的其余部分。本文所述的的额外后驱动单元也 是模块化的。分动箱34也通过轴40连接到前差速器42。如本领域技术人员 所理解的，分动箱34含有齿轮结构和可选择的扭矩传递装置，所述扭矩传 递装置被控制为在后轮驱动模式下引导所有扭矩达到后车轮，或在全轮驱动 模式下经由轴40、前差速器42、前半轴43A、43B选择性地引导一些扭矩 达到前车轮13，和经由驱动轴36和接合的断开装置(disconnect device)48 将一些扭矩引导到后车轮15。

如在本文进一步详细描述的，后驱动单元38包括第二电动机-发电机 M2、后差速器44和齿轮结构46，所述齿轮结构操作性地将电动机-发电机 M2连接到后差速器44。电动机-发电机M2可以是内部永磁体250V电动机 或其他合适类型的电动机。后驱动单元38被车辆车身47操作性地支撑。后 差速器44将扭矩分配到连接至后车轮15的后半轴45A、45B。断开装置48 可用于选择性地将后驱动模块38从驱动轴36断开。动力传动系12可在各 种运行模式下被控制，以高效的方式满足车辆的运行需求。而且，后驱动模 块38配置为使得通过后轮驱动模块可适配常规的(非混合动力)或P1混合动 力后轮驱动动力传动系平台，以提供P1-P3混合动力平台，而没有常规平台 的大量重新设计。虽然动力传动系12被显示为处于P1-P3混合动力构造， 但是后驱动模块38可适于用于前轮驱动P1的混合动力传动系(即类似动力 传动系12的动力传动系，但是没有分动箱34、驱动轴36或断开装置48， 变速器输出构件32通过最终驱动部连接到前差速器42，建立P1-P4配置。

混合动力传动系12包括多个控制器，它们可彼此互连，用于协调动力 传动系部件的控制。牵引功率逆变模块(TPIM)50操作性地连接到第二电动 机-发电机M2和相对高压的电池52。TPIM50包括混合动力控制处理器 (HCP)60，其控制电动机-发电机50以用作电动机，以通过齿轮结构46、后 差速器44和后半轴45A、45B提供驱动扭矩到后车轮15。电动机-发电机 M2还可被TPIM50控制以用作发电机，将扭矩转换为存储在电池52中的电 能。TPIM50具有功率电子器件，其将来自电池52的直流电转换为用于为电 动机-发电机M2供电的交流电。

TPIM50还操作性地连接到第一电动机-发电机M1，例如通过携带多相 交流电的供电线缆54。TPIM50控制第一电动机-发电机M1。发动机控制器 56和变速器控制器58可被互连到HCP60。HCP60协调混合动力传动系部件 的功能，以实现如在本文所述的期望运行状态。替换地，一个或多个控制器 56、58和HCP60可组合为单个控制模块。在另一实施例中，功率逆变模块 (PIM)和整合的高压电池/功率逆变模块可代替高压电池52和TPIM50使用。 在另一实施例中，分开的功率逆变模块可在车辆的前部操作地连接到第一电 动机-发电机M1，且高压电池和第二功率逆变模块可在车辆的后部通过供电 线缆操作地连接到第二电动机-发电机M2，所述供电线缆在前部功率逆变模 块和后部高压电池之间携带直流电。

图3显示了后驱动模块38的一部分。托架62(在图12中所示)和三部件 的模块壳体的一些部分64B、64C(如图4所示)在图3中被去除，仅显示了部 分64A。断开装置48可操作为将图1的驱动轴36从后差速器44断开。断 开装置48包括经由凸缘装置67固定以与驱动轴36一起旋转的第一部分66 和被固定为与小齿轮轴70一起旋转的第二部分68。断开装置48包括离合器 72和可选择单向离合器(SOWC)74。离合器72可以是爪形离合器、滑动离 合器、摩擦板离合器、或任何其他合适类型的离合器。离合器72在本文被 称为摩擦离合器。在小齿轮轴70比第一部分66旋转得更快时SOWC74可 超越(overrun)。这将驱动轴36和发动机14从后驱动单元38断开。第二电 动机-发电机M2可用于在SOWC74以这种方式超越时在后轮驱动仅电运行 模式下为车辆10提供动力，由此消除发动机14和驱动轴36的拖曳。SOWC74 可被选择为使得SOWC74甚至在驱动轴36旋转得比小齿轮轴70更快时也 不接合，例如在倒车时。如果小齿轮轴70不旋转得比驱动轴36更快则 SOWC74自动地接合以传递扭矩。摩擦离合器72可被配置为在功率从其控 制器/促动器去除时自动地接合，或是按照从其中一个控制器而来的命令或是 在车辆被司机关闭时(例如停车)。混合动力控制处理器60可被配置为接合 摩擦离合器72以提供驱动轴36和后驱动单元38之间的驱动连接，例如提 供发动机驱动的倒车模式，或在车辆10在向下倾斜的坡道行进时，且发动 机14的拖曳是期望的，以使得车辆变慢以用于斜坡制动。

动力传动系12可根据存储的算法而被控制，所述存储的算法在车辆在 变速器28的高档位下行进时实现期望的运行参数，以满足客户的期望。例 如，如果车辆10在最高档位，例如如果变速器28是10速变速器中的10档 的话(即变速器28的最低号数的传动比)，则HCP60可控制电动机-发电机 M2以用作电动机，以在车辆运行条件表明需要额外扭矩(例如通过操作者 压下加速器踏板)时使得到后车轮15的扭矩增加。而且，HCP60执行存储 的算法，其避免变速器28在最高档位且遇到倾斜坡道时下档的情况。算法 通过在电池52的充电状态低于预定充电水平时将变速器28保持在较低档位 (即更高的传动比，例如10速变速器中的9档)而防止这种情况发生。在这些 条件下，电动机-发电机M2将不可用于提供额外的所需扭矩，且从10档下 档到9档对在坡道上维持车辆速度来说是需要的。代替地，存储的算法使得 到10档的计划上档被延迟，至少直到电池充电状态或可用功率输出高于预 定水平，从而变速器28的传动比(例如9档)将足以在遇到坡道倾斜的缺陷提 供所需的扭矩。

再次参见图3，在断开装置48被断开时轴承76允许第一部分66相对于 第二部分68和小齿轮轴70旋转。预加载的螺母78有助于将小齿轮轴70轴 向定位在壳体38中。额外轴承80A、80B可旋转地相对于壳体部分64A支 撑小齿轮轴70。

图4在示意性平面图中显示了图3的后驱动单元38，后差速器44仅通 过差速器承载器82示出。承载器82支撑两个侧齿轮87A/87B(如图2所示)， 所述侧齿轮被固定为与相应中间轴83A、83B旋转，所述中间轴通过中间轴 轴承壳体组件85A、85B连接为与相应后半轴45A、45B旋转。侧齿轮87A、 87B在图2中被示意性地示出。小齿轮86A、86B与差速器承载器82一起 旋转且以允许两个半轴45A、45B之间存在旋转速度差的结构与侧齿轮87A、 87B啮合。

第二电动机-发电机M2定位在后半轴45A、45B后方。第二电动机-发 电机M2具有被固定到第二壳体部分64B的定子86。电绕组88从定子延伸 且操作性地连接到图1的TPIM50。第二电动机-发电机M2还具有转子90， 所述转子被固定到电动机轴92，以绕旋转轴线93旋转。端环从转子90伸出 94。第二电动机-发电机M2可被配置为通过被构造为单独激励的电动机或可 切换元件电动机(switchable element motor)而使得电损失最小化。如果第 二电动机-发电机M2是单独激励的电动机，则其不具有磁体，而是代替地具 有在转子90上的绕组，电流通过其流动，以产生磁场。如果第二电动机-发 电机M2是可切换元件电动机，则其使定子绕组88的构造能被切换，以改 变与电动机速度有关的感应系数，以用于改进效率，如本领域技术人员所理 解的。例如，绕组88可具有可切换的元件，其允许绕组88在三角形构造和 Y构造之间切换，或在每绕组2匝的构造和每绕组4匝的构造之间切换，由 此使得电动机-发电机M2能在电动机速度变化时使得效率最大化。与具有磁 体或没有可切换元件的电动机-发电机相比这可减少损失，因为这样的电动 机-发电机在没有改变的情况下必须在整个车辆速度范围上运行。

电动机-发电机M2被封装在第二壳体部分64B中。电动机回转器96有 被一部分安装到电动机轴92且有一部分被安装到第二壳体部分64B。第三 壳体部分64C安装到第二壳体部分64B。电动机轴92通过轴承98A被相对 于壳体部分64C支撑。额外轴承98B将电动机轴92相对于第二壳体部分64B 支撑。轴承98A、98B具有宽跨度；即，它们轴向分开的相对大的距离比转子 90的轴向宽度更大，这使得转子90的径向公差叠加最小化，且由此增加对 转子90和定子86之间空气隙距离的控制。

后驱动单元38包括斜齿轮组(bevel gear set)，其具有被固定到小齿轮 轴70的第一斜齿轮100和被固定到差速器支座82的第二斜齿轮102。斜齿 轮100、102可以是准双曲面斜齿轮或螺旋形斜齿轮。在公开本文实施例中， 除非以其他方式表明，斜齿轮100、102是准双曲面齿轮且被称为准双曲面 齿轮。第二准双曲面齿轮102与第一准双曲面齿轮100啮合。准双曲面齿轮 组为减速齿轮组，因为其被配置为使得从第一准双曲面齿轮100到第二准双 曲面齿轮102的扭矩倍增。在一个实施例中，准双曲面齿轮组具有2.77:1的 传动比。

横轴104延伸从电动机轴92延伸。横轴104被固定到电动机轴92且从 电动机轴92与驱动轴36平行地向前延伸。横轴104被称为横轴是因为其在 后旋转轴线19上方(或下方)横过，由此在差速器44的上方或下方经过， 这取决于电动机-发电机M2相对于车辆10的车身底板和地面的位置。轴承 105定位且承受横轴104的反作用载荷。横轴104的相反端部键合到电动机 轴92。除了断开装置48的轴承76和小齿轮轴70上的轴承80A、80B(其全 在图3中示出)，仅三个额外轴承98A、98B、105被包括在后驱动单元38 中。电动机-发电机M2的横向构造可适应相对大的电动机直径。

后驱动单元38具有一种齿轮结构，其是减速齿轮组，具有被固定到横 轴104的第一传动齿轮106，和与第一传动齿轮106啮合且被固定到小齿轮 轴70的第二传动齿轮108。如在本文使用的，传动齿轮可以是螺旋齿轮、正 齿轮或其他合适类型的齿轮。第一传动齿轮106的直径比第二传动齿轮108 的小，从而从横轴104到小齿轮轴70的扭矩通过减速齿轮组而倍增。在一 个实施例中，传动齿轮组具有-2.8:1的传动比，其中传动比是小齿轮轴70的 扭矩与横轴104的扭矩的比。

壳体是有三个部件的壳体64A、64B、64C。第一壳体部分64A具有围 绕其周边的凸缘110，所述凸缘被栓接或以其他方式固定到第二壳体部分 64B的凸缘112。第二壳体部分64B的凸缘114被固定到在第三壳体部分64C 的外周处的凸缘116。连接的壳体部分64A、64B、64C随后通过各种安装特 征部118A、118B、118C、118D安装到图12的后托架62。后托架62随后 安装到车辆车身47。安装特征部118A、118B、118C、118D将后驱动单元 与托架62隔离，以使得传递到车辆乘客车厢的噪声和振动最小化。替换地， 托架62可以被制造为与壳体部分64A、64B、64C整合，而没有在壳体部分 64A、64B、64C和托架62之间的安装部，如针对图15和16的后驱动单元 38B所述的。后驱动单元38和本文公开的每一个其他后驱动单元配置为使 得对常规后轮驱动动力传动系结构的封装或其他改变最小化。

电动机-发电机M2被很好地定位，以实现准双曲面斜齿轮100、102之 间空隙(lash)的控制。具体说，因为转子90连接到传动齿轮106且由此影 响提供到准双曲面齿轮100的扭矩，所以第二电动机-发电机M2可被控制为 响应于准双曲面斜齿轮100、102之间的空隙而调整在第一准双曲面齿轮100 处的扭矩。空隙可被扭矩或速度传感器感测，所述传感器将传感器信号提供 到HCP60或变速器控制器58。算法可存储在HCP60或变速器控制器58上 且被其执行。存储的算法确定消除空隙(如从传感器信号确定的)所需的扭 矩调整，且相应调整电动机-发电机M2的扭矩。

动力传动系10的部件可被发动机控制器56、变速器控制器58或HCP60 控制，以建立有效地满足运行需求的各种运行模式。例如，仅发动机运行模 式可被建立，其中电动机-发电机M1、M2不被提供功率，且发动机14开动。 在后轮驱动的仅发动机运行模式中，发动机14开动且将扭矩传递到后车轮 15，断开装置48接合以操作性地将驱动轴36连接到后差速器44。通过在断 开装置48接合时经由轴40将扭矩提供到前差速器42和经由驱动轴36将扭 矩提供到后差速器44，在分动箱34被控制为将发动机扭矩在前车轮13和后 车轮15之间的分流时，也可建立仅发动机全轮驱动运行模式。

动力传动系12也可被控制为建立仅电后轮驱动运行模式。在仅电运行 模式中，发动机14关闭，且仅第二电动机-发电机M2被控制为用作电动机， 以提供驱动扭矩。在断开装置48不接合时建立后轮驱动仅电运行模式，且 电动机-发电机M2通过传动齿轮106、108、准双曲面斜齿轮100、102、后 差速器44、中间轴83A、83B和半轴45A、45B提供驱动扭矩到后车轮15。 如果摩擦离合器72接合且分动箱34被控制为引导扭矩到前差速器42，则建 立仅电全轮驱动运行模式。

动力传动系12可被控制为建立混合动力运行模式，其中发动机14开动 且电动机-发电机M2被提供功率，以按照需要作为电动机或发电机运行，以 满足变化的车辆运行需求。HCP60配置为执行存储的算法，其控制与分动 箱34相关的第二电动机-发电机M2，以在前车轮13和后车轮15之间实现 期望的扭矩分配，由此实现前车轮和后车轮13、15之间的扭矩引导 (vectoring)。

电动机-发电机M1还可在发动机14开动时被操作为电动机以增加去往 曲轴16的扭矩，或电动机-发电机M1可被操作为发电机以将机械能转换为 存储的电能。电动机-发电机M1可被控制为用作电动机，以在停止启动模式 下启动发动机14，例如在车辆运行期间出于燃料效率的考虑而让发动机14 暂时停止时。

图5显示了后驱动单元138的另一实施例，所述后驱动单元可代替图1 的混合动力传动系12中的后驱动单元38使用。在图5中，基本上与图4的 后驱动单元38中的部件系统的部件用相同的附图标记表示。后驱动单元138 可以以同样的方式被控制，以实现针对后驱动单元38描述的所有运行模式。 电动机-发电机M2布置为具有电动机轴92A，所述电动机轴92A具有旋转 轴线93A，所述旋转轴线大致与后半轴45A、45B的旋转轴线19平行且大 致垂直于小齿轮轴70和驱动轴36。

后驱动单元138具有齿轮结构，所述齿轮结构是具有四个传动齿轮的传 动齿轮组，所述四个传动齿轮被布置为两个减速齿轮组，以减少速度且将从 电动机轴92A到第二准双曲面齿轮102的扭矩倍增。第一传动齿轮120被固 定到电动机轴92A。第二传动齿轮122与第一传动齿轮120啮合且绕传动轴 线124旋转，所述传动轴线分别与第二电动机-发电机M2和后半轴45A、45B 的旋转轴线93A、19分开且平行。第二传动齿轮122的直径比第一传动齿轮 120的更大，以使得从电动机轴92A到第二传动齿轮122的扭矩倍增。第三 传动齿轮126被固定到第二传动齿轮122或传动轴123，所述传动轴连接第 三传动齿轮126，以与第二传动齿轮122一致地绕旋转轴线124旋转。第四 传动齿轮128与第三传动齿轮126啮合且被固定到第二准双曲面齿轮102， 以与第二准双曲面齿轮102一致地旋转。第四传动齿轮128的直径比第三传 动齿轮126的更大，以进一步将从第三传动齿轮126到第四传动齿轮128的 扭矩倍增。第四传动齿轮128是环齿轮，其可与第二准双曲面齿轮102栓接、 焊接或机加工在一起。在电动机-发电机M2被控制为用作发电机以用于再生 制动的过程中从后半轴45A、45B到电动机-发电机M2的功率流路径不流过 准双曲面斜齿轮100和102，由此增加再生效率，因为避免了与准双曲面齿 轮传动相关的滑动(和固有损失)的可能。

具有安装在其上的传动齿轮122、126的传动轴123可被放置得比后旋 转轴线19更高或更低。如果被放置得比后旋转轴线19更低，则传动齿轮122 可定位在形成于壳体部分164A中的更低的槽中，以提供用于电动机-发电机 M2润滑的油飞溅，类似于针对图14所述的结构。通过将传动齿轮组的传动 齿轮120、122、126、128放置在后驱动单元138的与第二准双曲面齿轮102 相同的一侧，电动机-发电机M2可被封装在后差速器44的相对侧，紧密嵌 套到后差速器44。

后驱动单元138具有多部件的壳体，具有延伸为围绕断开装置48、小齿 轮轴70且从一侧包围传动齿轮120、122、126、128的第一壳体部分164A。 第二壳体部分164B支撑电动机-发电机M2且从相对侧包围后驱动单元138。 定子86被固定到第二壳体部分164B。轴承98A在第二壳体部分164B处支 撑电动机轴92A。轴承98B在第一壳体部分164A处支撑电动机轴92A。第 三壳体部分164C包封小齿轮轴70。第一壳体部分164A的周边凸缘110A 被固定到第三壳体部分164C的周边凸缘116A。第一壳体部分164A的凸缘 110C、110D还遇到且固定到第二壳体部分164B的周边凸缘112A。壳体部 分164A、164B之间的划分线沿纵向轴线。换句话说，凸缘110C、110D和 凸缘112A的接合部在垂直于后半轴45A、45B的旋转轴线19的平面中。轴 承(未示出)将差速器44和中间轴83A相对于壳体部分164B支撑，且另一 轴承(未示出)在第一壳体部分164A处支撑中间轴83B和传动齿轮128。

中心支撑件164D支撑电动机回转器96且还在轴承98C处支撑传动轴 123和传动齿轮122、126，以用于绕传递轴线124旋转。额外轴承98D在壳 体部分164A处支撑传动轴123。在一些实施例中，中心支撑件164D不是必 要的，因为支撑传动齿轮122、126的轴可延伸到壳体部分164B，且回转器 可被安装到壳体部分164A、164B中的任一个。以这种方式消除中心支撑件 164D取决于车辆10中用于后驱动单元138的封装空间和将电动机-发电机 M2定位得足够高足够或低的能力，从而传动轴线124足够高于或足够低于 电动机-发电机M2，以允许轴延伸到壳体部分64B。轴承98C、98D显示为 是“未固定”的结构，因为轴承98B被轴向固定到壳体部分164A且能承载 轴向载荷，而轴承98C是滚动元件轴承，例如不承载轴向载荷但是承载径向 载荷的滚针轴承。在电动机轴92A处的轴承98A、98B可代替地以非固定结 构构造，从而其中一个轴承是可承载轴向载荷的类型，例如所示的球轴承， 且另一轴承仅支撑径向的加载，例如类似于轴承98C的滚针轴承。

连接的壳体部分164A、164B、164C和164D通过各种安装特征部118A、 118B、118C、118D安装到图12的后托架62。后托架62随后安装到车辆车 身47。安装特征部118A、118B、118C、118D将后驱动单元138与托架62 隔离，以使得传递到车辆乘客车厢的噪声和振动最小化。替换地，托架62 可被制造为与壳体部分164A、164B、14C、164D整合，而在壳体部分164A、 164B、164C、164D和托架62之间没有安装部，如针对图15和16的后驱 动单元38B所述的。

图6和7显示了后驱动单元238的另一实施例，所述后驱动单元可代替 图1的混合动力传动系12中的后驱动单元38使用。在图6和7中，基本上 与图4的后驱动单元38中的部件相同的部件用相同的附图标记表示。后驱 动单元238可以同样的方式被控制，且可实现针对后驱动单元38描述的所 有运行模式。电动机-发电机M2布置为具有电动机轴92B，所述电动机轴 92B具有旋转轴线93B，所述旋转轴线大致与后半轴45A、45B的旋转轴线 19平行且通常垂直于小齿轮轴70和驱动轴36。后驱动单元238包括链驱动 部230，所述链驱动部具有被固定到差速器支座82的第一链轮232，与电动 机轴92B同中心的第二链轮234，和与第一链轮232和第二链轮234接合的 链236。链236提供减速传动比，以将从第二链轮234到第一链轮232的扭 矩倍增。在所示的实施例中，第二链轮234的扭矩对第一链轮232的扭矩的 减速比是1.3:1。

后驱动单元238还包括齿轮结构，所述齿轮结构是行星齿轮组240，其 具有被固定到第二链轮234以与第二链轮234一起旋转的承载构件246、被 固定到静止壳体264A、264B、264C、264D的第三壳体部分264C的环齿轮 244。行星齿轮组240具有被固定到或机加工到电动机轴92B中的太阳齿轮 242。阶梯状小齿轮247被承载构件246支撑，以与环齿轮244和太阳齿轮 242啮合。小齿轮247是阶梯状小齿轮，大的直径部分247A与太阳齿轮242 啮合，且小直径部分247B与环齿轮244啮合。行星齿轮组240是阶梯状小 齿轮行星齿轮组，且可被配置为具有减速传动比，即承载构件246的扭矩对 太阳齿轮242的扭矩为6:1到7.8:1。在电动机-发电机M2被控制作为发电机 用于再生制动期间，从后半轴45A、45B到电动机-发电机M2的功率流路径 不流过准双曲面斜齿轮100或102，由此增加再生效率，因为避免了准双曲 面斜齿轮100、102之间滑动的可能。

将行星齿轮组240和链驱动部230置于差速器44的与第二准双曲面齿 轮102相对的一侧允许电动机-发电机M2定位在后半轴45A、45B后方的区 域中，所述区域是在现有后轮驱动车辆中基本敞开的封装空间。电动机-发 电机M2的横向布置可适应相对大的电动机直径，例如但不限于大于200mm 的直径。

后驱动单元238具有多部件的壳体，具有延伸为围绕断开装置48、小齿 轮轴70且从前部和侧面包围差速器44的第一壳体部分264A。第二壳体部 分264B支撑电动机-发电机M2且从后部包围后驱动单元238。定子86被固 定到第二壳体部分264B。轴承98B在第四壳体部分264D处支撑电动机轴 92B。额外轴承(未示出)在第二壳体部分264B处支撑电动机轴92B。电动 机回转器96被支撑在第二壳体部分264B的中央腹板264E处。电动机定子 86也被支撑在中央腹板264E上。轴承(未示出)将第二链轮234支撑在中央 腹板264E上。

第一壳体部分264A的周边凸缘110B固定到第二壳体部分264B的周边 凸缘112B。第一壳体部分264A的周边凸缘112B和112C分别被固定到第 三壳体部分264C和第四壳体部分264D的周边凸缘116B、116C。

为了组装后驱动单元238，链驱动部230被首先安装到差速器支座246。 如图7所示，链驱动部230的链轮232、234的相对位置通过盘270(也称为 挡板)保持就位，所述盘被固定到第一壳体部分264A的内表面272。盘270 配置为用作挡板，限制在链236旋转时被允许接触链236的液槽流体的量， 以限制后驱动单元236中的损失。盘270还被配置为用作阻尼器，其限制沿 其长度延伸的链236的跨度上的振动。盘270还可用作流体引导件，允许通 过链236带来的流体被携带到类似于图14的上槽274的上槽，用于作为用 于电动机-发电机M2和其轴承的冷却和润滑流体而再使用。

盘270可以是塑料，且具有正好比链轮232、234的宽度更宽的窄宽度。 在允许随后用于安装电动机-发电机M2和第二壳体部分264B的适当位置中 盘270悬挂第二链轮234，所述第二链轮具有在第一壳体部分264A后方的 附接的链236。行星齿轮组240和第三壳体部分264C可随后被安装。用于 驱动链轮234的轴承支撑件可安装到行星齿轮组240或电动机-发电机M2。

连接的壳体部分264A、264B、264C和264D随后通过各种安装特征部 118A、118B和其他安装特征部(未示出)而被安装到图12的后托架62。 后托架62随后安装到车辆车身47。安装特征部118A、118B将后驱动单元 238与托架62隔离，以使得传递车辆乘客车厢的噪声和振动最小化。替换地， 托架62可被制造为与壳体部分264A、264B、264C和264D整合，而没有在 壳体部分264A、264B、264C、264D和托架62之间的安装部。

图8-11显示了在本发明的范围内的后驱动单元的其他实施例。没有示 出图8-11的后驱动单元的壳体和轴承。与针对后驱动单元38、138和238 所述的部件基本上相同的部件用相同的附图标记表示。图8显示了后驱动单 元338，其中斜齿轮102A为相对小直径的准双曲面或螺旋形齿轮，其与用 于直角驱动的准双曲面齿轮100啮合。斜齿轮102A固定到传动齿轮320且 与传动齿轮320旋转。齿轮结构包括传动齿轮320和传动齿轮322。传动齿 轮320被置于相对大直径的传动齿轮322的上方且与之啮合，所述相对大直 径的传动齿轮322被固定到后差速器44的差速器支座(未示出)且与之旋转。 传动齿轮322还与传动齿轮324啮合，所述传动齿轮324被固定为与电动机 -发电机M2的电动机轴92C一起旋转。传动齿轮324的直径比传动齿轮322 的小。因而，发生从电动机-发电机M2到传动齿轮322的扭矩倍增，且还发 生从传动齿轮320到传动齿轮322的扭矩倍增。

图9显示了后驱动单元438，其中斜齿轮组包括第一准双曲面齿轮100， 所述第一准双曲面齿轮固定到小齿轮轴70且与相对小直径的第二准双曲面 齿轮102B啮合，所述第二准双曲面齿轮固定为与电动机-发电机M2的电动 机轴92D一起旋转。作为传动齿轮组的齿轮结构包括传动齿轮424，所述传 动齿轮424固定到电动机轴92D以用于之旋转，且与更大直径的传动齿轮 422啮合，所述传动齿轮422固定到后差速器44的差速器支座(未示出)以 与之旋转。与其他实施例相比，在扭矩倍增方面，后驱动单元438更少依赖 于斜齿轮组，而是使用传动齿轮组的传动齿轮422、424以实现大部分扭矩 倍增。

图10显示了后驱动单元538，其中斜齿轮组包括第一准双曲面齿轮100， 所述第一准双曲面齿轮固定到小齿轮轴70且与第二准双曲面齿轮102C啮 合，所述第二准双曲面齿轮被固定为与行星类型后差速器544的承载构件一 起旋转。电动机-发电机M2的电动机轴92E是与后半轴45B同轴的套管轴。 作为传动齿轮组523的齿轮结构包括传动齿轮524，所述传动齿轮524固定 到电动机轴92E以用于之旋转且与更大直径的传动齿轮526啮合，所述传动 齿轮526安装为在传动轴523上旋转，所述传动轴523被壳体(未示出)支 撑以进行旋转。另一传动齿轮529安装为与传动轴一起旋转且与行星类型的 差速器544的环齿轮548啮合。行星类型的差速器544还具有两个太阳齿轮 542A、542B，所述太阳齿轮每一个固定为用于与后半轴45A、45B中相应的 一个旋转；且行星类型的差速器544具有两组小齿轮527、528，每一组与太 阳齿轮542A、542B中的一个啮合且与环齿轮548啮合。传动齿轮524、526 实现第一阶段的扭矩倍增，且传动齿轮528和行星类型差速器544实现第二 阶段的扭矩倍增，其可以称为往返减速传动(out-and-back reduction gearing)。

图11显示了后驱动单元638，其具有斜齿轮组，所述斜齿轮组包括第一 准双曲面齿轮100，所述第一准双曲面齿轮固定到小齿轮轴70且与第二准双 曲面齿轮102啮合，所述第二准双曲面齿轮被固定为与后差速器44的承载 构件(未示出)一起旋转。电动机-发电机M2具有固定为用于与行星齿轮组 644的太阳齿轮构件642一起旋转的电动机轴92F。准双曲面齿轮103固定 为用于与行星齿轮组644的承载构件646一起旋转。行星齿轮组644的环齿 轮648固定连接到静止构件，例如后驱动单元638的壳体(未示出)。获得 从第一准双曲面齿轮100到第二准双曲面齿轮102的扭矩倍增。还获得电动 机轴92F到斜齿轮103的扭矩倍增，且随后进一步获得从准双曲面齿轮103 到准双曲面齿轮102的扭矩倍增。

图12和13更详细地显示了托架62。从上方显示了后驱动单元38A，且 该后驱动单元安装到托架62。后驱动单元38A与后驱动单元38相同，但是 与图5相比，横轴104和准双曲面齿轮102(在图2中未示出)被置于差速器 44的相反侧，且壳体部分64A、64B、64C被壳体部分64AA、64BB、64CC 替换。本文公开的任何后驱动单元可以以相似的方式被安装到托架62。托架 62包括前部横向构件602和后部横向构件604，与后部横向构件604相比， 前部横向构件602被定位为在车辆10的更前方。托架62包括两个侧构件 608A、608B，横向构件602、604延伸到所述侧构件且在每一端部上被支撑。 前部横向构件602通常延伸到后驱动单元38A的三部件壳体的第一部分 64AA上方。托架62可以是铸造铝或镁合金，以有助于减少混合动力部件的 增加重量。托架62和后驱动单元38A的定位可保留常规后轮驱动动力传动 系的底盘和燃料箱的位置，实现对混合动力平台的相对容易的适配。

图5的安装特征部118A、118B固定到前部横向构件602的前部支撑件 606A、606B，且安装特征部118C、118D固定到后部横向构件604。图13 显示了后部横向构件604具有用于悬架构件610的悬架附接点608。托架62 在车身安装定位器612处安装到图1的车辆车身17。后部横向构件604中的 敞开区域614减少托架62的重量。托架62配置为保持具有与现有的后轮驱 动常规(非混合动力)动力传动系基本相同的驱动轴36、后半轴45A、45B， 悬架附接点608和车身安装定位器的接合点。

图14显示了后驱动模块38A，其具有配置为包括下部槽702和上部槽 704的壳体部分64AA、64BB和64CC。上部槽704定位在定子86上方，且 在第二准双曲面齿轮102的后方，以在第二准双曲面齿轮102沿箭头A的方 向(与车辆10的向前推进一致)时收集通过旋转的第二准双曲面齿轮102 抛入连接的壳体部分64AA、64BB中的润滑油。挡板706围绕第二准双曲面 齿轮102的下部的一定范围，但是具有允许下部槽702中的流体进入挡板706 且靠近旋转的斜齿轮102的开口。挡板706控制通过准双曲面齿轮102带来 的流体量，以减少对旋转的阻碍，同时仍然允许流体被斜齿轮102抛入上部 槽704。可选的引导件710可以是铸造于其中的斜槽，或增加的塑料斜槽连 接到挡板706和上部槽704，以引导去往上部槽704的抛入流体。上部槽704 中的开口712允许流体在电动机端部绕组88上方排出。另外，一些油可在 转子90的端面上经过且被抛离到绕组88的内径。流体随后向回排入下部槽 702。

再次参见图12，托架62具有铸造于其中或钻入其中的循环经过托架62 的冷却剂通道800。通道800的端部连接到管801A、801B，管又连接到流 体腔室802。流体腔室802邻近第二壳体部分64BB的热交换部分803且延 伸到电动机-发电机M2、图14的下部槽702、和下部槽702上方的区域附近。 通道800和流体腔室802一起形成冷却剂回路800、802。冷却剂回路800、 802中的冷却剂由此与使得后差速器44和后电动机-发电机M2冷却的油热 连通。冷却剂可以是水-乙烯-乙二醇(WEG)混合物。在流动通过通道800的 冷却剂被托架62冷却(在其行进通过通道800回到流体腔室802时)时托 架62用作热沉和对流元件。替换地，下部车身风罩可连接到托架62，以在 后驱动单元38A下方延伸且形成冷却剂回路的一部分。TPIM50可被支撑在 托架62上方，如所示的，或在通道800附近的其他位置，从而冷却剂还冷 却TPIM50。如果通道802被配置为连接到导向车辆10前部的额外通道， 则冷却剂回路800、802可延伸为冷却在车辆10的前部处的第一电动机-发 电机M1。管可从铸造的或钻出的通道800延伸到TPIM50。冷却剂回路800、 802可配置为使得仅单个泵P与冷却剂流体连通，以让冷却剂运动通过冷却 剂回路800、802。泵P显示为被支撑在托架62上。

图15和16显示了后驱动单元38B，所述后驱动单元具有整合的壳体和 托架364A、364B、364C。整合的壳体和托架364A、364B、364C配置为用 作后托架，其以类似图4的结构来支撑电动机-发电机M2和后差速器82， 具有横轴104和传动齿轮106、108。整合的壳体和托架364A、364B、364C 直接在车身安装定位器612A、612B、612C、和612D处安装到车辆车身17。

整合的壳体和托架364A、364B、364C的第一部分364A支撑后差速器 82且具有含传动齿轮100、102、106、108和横轴104的内部空腔605。第 一部分364A包括前部横向构件602A和侧构件603A、603B，以及从中央部 分608A延伸到侧构件603A、603B的补充的横向构件606A、606B。第一部 分364A包括车身安装定位器612A、612B和悬架安装特征部610A、610B， 悬架在所述悬架安装特征部处安装到第一部分364A。第一部分364A是单体 部件，且可以是铸造铝或镁合金或其他合适材料。

整合的壳体和托架364A、364B、364C的第二部分364B配置为固定到 第一部分364A且在与空腔605对准的空腔607中支撑电动机-发电机M2。 划分线(即第一部分364A和第二部分364B的界面)允许在部分364A、364B 彼此固定之前将传动装置100、102、106、108、横轴104和电动机-发电机 M2组装在相应部分364A、364B中。横轴104延伸进入空腔605且连接到 电动机-发电机M2。第二部分364B包括后部横向构件604A、侧构件603C、 603D以及从中央部分611延伸到侧构件603C、603D的补充的横向构件 606A、606B。第二部分364B还包括车身安装定位器612C、612D，在该处 第二部分364B安装到车辆车身17，以虚线示出。第二部分364B是单体部 件，且可以是铸造铝或镁合金或其他合适材料。

钻入或铸造的通道613允许带螺纹螺栓616(图16显示了螺栓头)从第二 部分364B的后面618延伸到第一部分364A。第三壳体部分364C是电动机 覆盖件，其通过螺栓或以其他方式被固定到第二壳体部分364B，以包围电 动机-发电机M2。

第一壳体部分364A和第三部分364C两者包括车身安装定位器612A、 612B、612C、612D，在该处整合的壳体和托架364A、364B、364C连接到 车辆车身17。整合的壳体和托架364A、364B、364C的定位可保留常规后 轮驱动动力传动系的底盘和燃料箱的位置，实现对混合动力平台的相对容易 的适配。

尽管已经对执行本发明的较佳模式进行了详尽的描述，但是本领域技术 人员可得知在所附的权利要求的范围内的用来实施本发明的许多替换设计 和实施例。