CN105966239B

CN105966239B - 用于安装到车辆的后部驱动模块组件和系统

Info

Publication number: CN105966239B
Application number: CN201610138352.2A
Authority: CN
Inventors: D.R.波瓦里耶; J.C.霍尔特格里文; J.A.舒德特; J.E.霍华德
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2015-03-13
Filing date: 2016-03-11
Publication date: 2018-11-02
Anticipated expiration: 2036-03-11
Also published as: DE102016104157A1; US20160263955A1; US9676415B2; CN105966239A

Abstract

本发明公开了用于安装到车辆的后部驱动模块组件和系统。提供具有一种结构的车辆。系统包括在第一位置和第二位置处安装到所述结构的支架，第二位置与第一位置间隔分开。提供具有壳体的后部驱动模块，所述壳体在第一位置与第二位置之间联接到支架，所述壳体在至少两个位置联接到支架。至少一个连杆在第一末端处操作地联接到壳体并且在第二末端处操作地联接到结构。

Description

用于安装到车辆的后部驱动模块组件和系统

技术领域

本发明涉及具有后部驱动模块的车辆，并且更具体来说，涉及用于将后部驱动模块安装到车辆结构的系统。

背景技术

车辆（诸如像汽车和卡车）包括通过传动轴连接到车辆的发动机的后部驱动模块（RDM）。传动轴将由车辆的发动机发出的旋转能量（扭矩）传输到后部驱动模块，后部驱动模块又将旋转能量传输到车轮。在后轮驱动车辆中，传动轴将RDM直接联接到车辆的变速器。在全轮或四轮驱动车辆中，还可以包括额外的部件，诸如像动力输出单元。

应了解，旋转能量从传动轴到RDM和从RDM到车轮的传输在RDM内产生反作用力以抵抗所传输的扭矩。这些反作用力通常可以特征化为“滚动”型和“倾斜”型运动。滚动型运动是绕穿过RDM的纵向轴线的旋转。滚动型运动可以使得轴线相对于RDM弯曲并且导致不良噪音和振动。倾斜型的运动是由于对车轮处的驱动扭矩的反作用而导致的绕RDM的横向轴线的旋转。倾斜所导致的RDM的联接也产生不良噪音和振动，并且也可能减少传动轴的工作寿命。

传统上，为了抵抗置于RDM上的反作用扭矩，使用将RDM牢固地联接到车辆结构的安装系统，诸如直接联接到车辆车架或者联接到中间横向构件或支架构件。通常，这些系统使用包括隔离轴衬的某种类型的三点安装，所述隔离轴衬减少从RDM到结构的振动传输。应了解，这些振动可能是由于RDM的工作或者也通过发动机的工作导致。

传统上，车辆发动机是具有被交替地点火以产生旋转能量的内燃发动机。由于需要提高燃料效率，所以已经开发出选择性地停用汽缸的用于车辆发动机的交替控制方案。在某些情况下，当汽缸被停用时，不燃烧燃料并且提高燃料效率。然而，已经发现，汽缸的停用导致低频振动通过传动轴传输到RDM，这之前在传统的发动机控制配置中尚未经历过。另外，已经发现，在一些情况下，现有RDM安装布置不足以抵抗在这些低频下产生的激励力。

因此，需要提供在经受来自车辆发动机的低频振动时提供所需的性能水平的RDM和RDM安置布置。

发明内容

在本发明的一个示例性实施例中，提供具有一种结构的车辆。系统包括在第一位置和第二位置处安装到结构的支架，第二位置与第一位置间隔分开。提供具有壳体的后部驱动模块，所述壳体在第一位置与第二位置之间联接到支架，所述壳体在至少两个位置中联接到支架。至少一个连杆在第一末端处操作地联接到壳体并且在第二末端处操作地联接到结构。

在本发明的另一个示例性实施例中，提供具有一种结构的车辆。系统具有在至少两个位置中安装到结构的支架。提供具有壳体的后部驱动模块，所述壳体安置成在至少两个位置之间与支架相邻，所述壳体在至少两个位置中联接到支架。第一连杆操作地联接在壳体与结构之间，第一连杆在与支架相对的侧上联接到壳体。

本发明包括以下方案：

1. 一种具有结构的车辆，包括：

在第一位置和第二位置处安装到所述结构的支架，所述第二位置与所述第一位置间隔分开；

具有壳体的后部驱动模块，所述壳体在所述第一位置与所述第二位置之间联接到所述支架，所述壳体在至少两个位置联接到所述支架；以及

在第一末端处操作地联接到所述壳体并且在第二末端处操作地联接到所述结构的至少一个连杆。

2. 如方案1所述的系统，其中所述壳体沿所述壳体的输出中心线联接到所述支架。

3. 如方案2所述的系统，其中所述至少一个连杆沿所述壳体的所述输出中心线和所述壳体的输入中心线联接到所述壳体。

4. 如方案3所述的系统，其中：

所述后部驱动模块包括至少一个车轴，所述输出中心线由所述至少一个车轴的中心限定；以及

所述后部驱动模块被配置成与传动轴相联接，所述输入中心线由所述传动轴的中心限定。

5. 如方案3所述的系统，其中所述壳体在第三位置和第四位置联接到所述支架，所述第三位置和第四位置设置在所述输入中心线的相对侧上。

6. 如方案5所述的系统，其中所述第三位置和第四位置布置在所述壳体的顶侧上，所述至少一个连杆在所述壳体的底侧上联接到所述壳体。

7. 如方案3所述的系统，其中所述第一位置和第二位置布置在所述输入中心线的相对侧上。

8. 如方案3所述的系统，其中所述第一位置和第二位置布置在所述输出中心线的相对侧上。

9. 如方案3所述的系统，其中所述支架在第五和第六位置进一步联接到所述结构，所述第一位置和所述第二位置布置在所述输出中心线的后侧上，并且所述第五位置和所述第六位置布置在所述输出中心线的前侧上，所述前侧比所述后侧更加靠近车辆动力源。

10. 如方案9所述的系统，其中所述第一位置和所述第二位置布置在所述支架的顶侧上，并且所述第五位置和第六位置在所述支架的底侧上。

11. 如方案1所述的系统，其中所述至少一个连杆包括布置在所述壳体的相对侧上的第一连杆和第二连杆，所述第一连杆联接在所述壳体与所述结构之间，并且所述第二连杆联接在所述壳体与所述结构之间。

12. 如方案11所述的系统，其中：

所述第一连杆具有联接到所述壳体的底侧的末端；以及

所述第二连杆具有联接到与所述壳体的顶侧相邻的所述壳体的前侧的末端。

13. 如方案12所述的系统，其中所述第一连杆和所述第二连杆与输入轴的中心线对齐。

14. 一种具有结构的车辆，包括：

在至少两个位置安装到所述结构的支架；

具有壳体的后部驱动模块，所述壳体安置成在所述至少两个位置之间与所述支架相邻，所述壳体在至少两个位置联接到所述支架；以及

操作地联接在所述壳体与所述结构之间的第一连杆，所述第一连杆在与所述支架相对的侧面上联接到所述壳体。

15. 如方案14所述的系统，其中所述壳体通过第一支架固定件和第二支架固定件联接到所述支架，所述第一支架固定件和第二支架固定件布置在输入轴的中心线的相对侧上。

16. 如方案15所述的系统，其中所述支架通过第一对结构固定件和第二对结构固定件安装到所述结构，所述第一对结构固定件布置在所述支架的顶侧上，所述第二对结构固定件布置在所述支架的底侧上。

17. 如方案16所述的系统，其中所述第一对结构固定件布置成与所述壳体的后侧相邻并且与其间隔分开，并且所述第二对结构固定件布置成与所述壳体的前侧相邻并且与其间隔分开。

18. 如方案17所述的系统，其中所述第一支架固定件和第二支架固定件与由车辆车轴限定的中心线对齐。

19. 如方案18所述的系统，其进一步包括联接在所述壳体与所述结构之间的第二连杆。

20. 如方案19所述的系统，其中所述第二连杆在与所述顶侧相邻的前侧上联接到所述壳体。

本发明的以上特征和优点以及其他特征和优点从结合附图进行的本发明的以下详细描述显而易见。

附图说明

其他特征、优点和细节在实施例的以下详细描述中仅通过实例显现，详细描述参照附图，其中：

图1是根据本发明的一个实施例的具有后部驱动模块的车辆的示意性平面图；

图2是用于图1的车辆中的后部驱动模块的前部示意图；

图3是图2的后部驱动模块的侧面示意图；

图4是用于图1的车辆中的后部驱动模块的另一个实施例的前部示意图；以及

图5是图4的后部驱动模块的侧面示意图。

具体实施方式

以下描述实质上仅是示例性的而并不意欲限制本公开、其应用或使用。应理解，在全部图式中，对应参考数字指示类似或对应的部分和特征。

根据本发明的实施例，图1示出具有前车轴组件64和后部驱动模块（RDM）22的车辆20。应了解，车辆20可以是例如汽车或卡车。车辆20可以包括发动机24，诸如汽油或柴油燃料的内燃发动机。发动机24可以进一步是例如将内燃发动机与电动机组合的混合动力型发动机。在一个实施例中，发动机24包括控制器或发动机控制模块25，其可以在工作期间选择性地停用发动机24的一个或多个汽缸。

发动机24、RDM 22和车轴组件64联接到车辆结构，诸如底盘或车架26。发动机24通过变速器或分动箱或联接器28和传动轴30联接到RDM 22。变速器28可以被配置成减少旋转速度并且增加发动机输出的扭矩。此修改的输出随后通过传动轴30传输到RDM 22。RDM 22通过车轴36和车轮凸缘58将输出扭矩从传动轴30传输到一对从动轮34。

在一个实施例中，RDM 22包括壳体42，诸如支撑准双曲面齿轮组32的差速器壳体。如本文所使用，准双曲面齿轮组32包括环形齿轮、行星小齿轮和差速器壳。差速器壳可以包括用于将扭矩从环形齿轮传输到车轴的差速器齿轮组组件（如本领域中已知）。在一个实施例中，一对车轴管54联接到壳体42并且从壳体42延伸。一个或多个车轮轴承56可以安置在车轴管54的远离差速器壳体42的末端处以支撑车轴36。应了解，在其他实施例中，RDM 22可以具有与准双曲面齿轮组不同的其他配置。例如，在电动或混合动力型车辆中，RDM可以包括直接驱动车轮34的电动机。

车辆20进一步包括布置成与发动机24相邻的第二组车轮60。在一个实施例中，第二组车轮60也被配置成从发动机24接收输出。这有时称为四轮或全轮驱动配置。在此实施例中，车辆20可以包括分动箱62，该分动箱将来自变速器28的输出相应地在前从动轮60与后从动轮34之间分配。分动箱62将一部分输出传输到前车轴组件64，前车轴组件64可以包括额外的部件，诸如差速器壳体65、准双曲面或差速器齿轮组66和将输出传输到车轮60的轴68。

现在参照图2-3，继续参照图1，将描述RDM 22。应了解，虽然本文的实施例参照后轮驱动车辆来描述所要求的发明，但是所要求的发明不应限于此。在其他实施例中，RDM 22可以用于配置为全轮或四轮驱动车辆的车辆中。

在此实施例中，RDM 22包括通过第一和第二支架固定件40联接到支架构件38。支架构件38是将RDM 22联接到车架26的基本上刚性的构件。在一个实施例中，支架构件38通过一对上车架固定件44和一对下车架固定件46安装到车架26。上车架固定件44可以布置在支架构件38的与传动轴30相对的末端48上的顶表面上。虽然下车架固定件46可以布置在末端50上的下表面上（例如，比上车架固定件44更靠近地面）。在图3的所示实施例中，车架固定件44、46分别与壳体42的后侧和前侧间隔分开。在一个实施例中，该对上车架固定件布置在壳体42的后侧上的第一和第二位置处。支架固定件40安置在输入中心线31的相对侧上的第三和第四位置处。支架固定件46安置在壳体42的前侧上的第五和第六位置处。

如本文所使用，术语“顶部”或“顶表面”指代当车辆处于其预期工作位置中时通常与地面相对或者背离地面的表面，而术语“底部”或“底表面”指代与地面相邻或面对地面的表面。类似地，术语“前部”或“前侧”指代较靠近或面对发动机24的侧面，而术语“后部”或“后侧”指代远离或背离发动机24的侧面。应了解，后部驱动模块可以具有并不是正方形的壳体或者具有平坦表面，但是也可以包括弯曲和倾斜的表面，并且这些相对术语指代特定侧面或表面的一般定向而并非意欲是限制性的。

传动轴30由定向在延伸穿过传动轴30的中心的平面上的输入中心线31限定。在一个实施例中，每对车架固定件44、46包括在壳体42的任一侧和输入中心线31的任一侧上的至少一个安装构件。车架固定件44、46的这种布置提供允许支架构件38支撑RDM 22抵抗倾斜和滚动以及RDM 22重量的优点。类似地，支架固定件40被布置在壳体的顶侧上并且安置在输入中心线31的任一侧上。在一个实施例中，支架固定件40居于中心地位于壳体42上并且与输出中心线37对齐；中心线37由竖直地延伸穿过RDM 22的输出轴（诸如像车轴36）的中心的平面限定。

壳体42通过摆动的连杆52进一步联接到车架26。在一个实施例中，摆动的连杆52联接到壳体42的与固定件40相对的侧面，诸如壳体42的底侧。摆动的连杆52通过连杆固定件70（诸如像轴衬）联接。应了解，虽然轴衬可以主要提供绕轴线以单个自由度的旋转，但是在一些实施例中，轴衬的弹性也提供以其他自由度的有限运动。在一个实施例中，连杆固定件70与输入中心线31和输出中心线37对齐。摆动的连杆52可以被布置成朝向车辆20的后部延伸（例如，远离发动机），以允许摆动的连杆52在向前驾驶操作中处于拉伸中。摆动的连杆52布置在水平方向附近（当在图3从侧面观看时），以减小或最小化对车架26的竖直反作用。在一个实施例中，当摆动的连杆52处于压缩中时，摆动的连杆52可以是有角度的（例如，相对于地面）以避免联接转换，诸如处于反向扭矩中。

在操作中，发动机24旋转传动轴30并且将扭矩置于壳体42上。支架固定件40产生滚动型反作用，如由箭头72所示。类似地，由于车轴36扭矩，使得车轴36在壳体42上施加倾斜型（前到后或“前后”）运动。在倾斜运动下，摆动的连杆52施加反作用扭矩，如由箭头74所指示。类似地，响应于倾斜运动，支架固定件40也在壳体42的顶部施加反作用力。在一个实施例中，用于RDM 22的安装布置可以被配置成使得通过与从驱动倾斜型运动的相同车轴36振动对支架构件38的前后悬架输入不同相地作用，在支架上对车身界面（例如，车架固定件44、46）的前后力减少或最小化整体组件的前后激励。通过对前/后方向上的驱动扭矩反作用到支架中，减少到车架的竖直输入，并且也减少或最小化由于RDM倾斜导致的竖直地面振动。

在一些实施例中，可能需要减少或消除由于支架固定件40处的倾斜和滚动反作用而导致的车架固定件44、46处的竖直力。现在参照图4和图5，展示RDM 22的另一个实施例。在此实施例中，车架固定件44、46和支架固定件40相对于中心线31、37和壳体42以与以上描述相同的方式布置。另外，后部摆动的连杆52联接在壳体42的底部与车架26之间。连杆固定件70与输入中心线31和输出中心线37都对齐。

在该实施例中，前部摆动的连杆76联接在车架26与壳体42的与后部摆动的连杆52相对的侧面（诸如壳体42的前部）之间。在一个实施例中，前部摆动的连杆与中心线31对齐。前部摆动的连杆76可以与后部摆动的连杆52平行布置。换言之，如果后部摆动的连杆52布置在小角度上（相对于地面），则前部摆动的连杆76布置在相同的角度上。在一个实施例中，当车辆20在向前驾驶操作中被操作时，摆动的连杆52、76布置成处于拉伸中。

在此实施例中，支架固定件40支撑RDM 22的重量（竖直）并且以与以上描述类似的方式对由传动轴30产生的滚动型运动反作用（由箭头72指示）。然而，前部摆动的连杆76和后部摆动的连杆52对倾斜型运动反作用（由箭头74指示），这将倾斜型运动与支架固定件40分开。应了解，因此减少或消除车架固定件44、46处的竖直力。此布置提供分开前后动力学的优点，这允许增加安装系统的布置的灵活性以提供所需性能特征。

应了解，虽然图2-5将车架26和支架构件38展示为直线形或平坦构件，但是这是用于示例性目的并且所要求的发明不应限于此。在其他实施例中，支架构件38或车架26可以包括弯曲、有角度或倾斜的部分。另外，车架26或支架构件38可以包括多个构件，或者包括主要承载构件并且具有将构件联接到RDM 22的托架或凸缘。包括托架或凸缘可以允许例如固定件40、44、46与主要承载构件水平或共线布置。在一个实施例中，后部车架固定件44可以与支架固定件40水平地布置或者部分地布置在支架固定件40下方。

应了解，虽然本文描述的实施例将摆动的连杆认为是当车辆处于向前操作模式中时布置成处于拉伸中，但是这是用于示例性目的并且所要求的发明不应限于此。在其他实施例中，当车辆处于向前操作模式中时，摆动的连杆可以布置成处于压缩中。应进一步了解，虽然所示实施例将滚动型和倾斜型反作用认为是在特定的方向上，但是这也是用于示例性目的并且所要求的发明不应限于此。在其他实施例中，滚动型和倾斜型中的一个或两个可以在相反的方向上。

虽然参照示例性实施例描述本发明，但是本领域技术人员将理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可以做出各种改变，并且可以用等效物替代其元件。此外，在不脱离本发明的基本范围的情况下，可以做出许多修改以使得特定情况或材料适于本发明的教示。因此，本发明并不意欲限于所披露的具体实施例，而本发明将包括落入本申请的范围内的所有实施例。

Claims

1.一种具有结构的车辆，包括：

具有壳体的后部驱动模块，所述后部驱动模块包括至少一个车轴，所述至少一个车轴的中心限定壳体的输出中心线，以及所述后部驱动模块被配置成与传动轴相联接，所述传动轴的中心限定壳体的输入中心线，所述壳体在所述第一位置与所述第二位置之间联接到所述支架，所述壳体在至少两个位置联接到所述支架；以及

在第一末端处操作地联接到所述壳体并且在第二末端处操作地联接到所述结构的至少一个连杆；

其中所述壳体沿所述壳体的输出中心线联接到所述支架；

其中所述至少一个连杆沿所述壳体的所述输出中心线和所述壳体的输入中心线联接到所述壳体；

其中所述支架在第五位置和第六位置进一步联接到所述结构，所述第一位置和所述第二位置布置在所述输出中心线的后侧上，并且所述第五位置和所述第六位置布置在所述输出中心线的前侧上，所述前侧比所述后侧更加靠近车辆动力源。

2.如权利要求1所述的具有结构的车辆，其中所述壳体在第三位置和第四位置联接到所述支架，所述第三位置和第四位置设置在所述输入中心线的相对侧上。

3.如权利要求2所述的具有结构的车辆，其中所述第三位置和第四位置布置在所述壳体的顶侧上，所述至少一个连杆在所述壳体的底侧上联接到所述壳体。

4.如权利要求1所述的具有结构的车辆，其中所述第一位置和第二位置布置在所述输入中心线的相对侧上。

5.如权利要求1所述的具有结构的车辆，其中所述第一位置和第二位置布置在所述输出中心线的相对侧上。

6.如权利要求1所述的具有结构的车辆，其中所述第一位置和所述第二位置布置在所述支架的顶侧上，并且所述第五位置和第六位置在所述支架的底侧上。

7.如权利要求1所述的具有结构的车辆，其中所述至少一个连杆包括布置在所述壳体的相对侧上的第一连杆和第二连杆，所述第一连杆联接在所述壳体与所述结构之间，并且所述第二连杆联接在所述壳体与所述结构之间。

8.如权利要求7所述的具有结构的车辆，其中：

所述第一连杆具有联接到所述壳体的底侧的末端；以及

9.如权利要求8所述的具有结构的车辆，其中所述第一连杆和所述第二连杆与输入轴的中心线对齐。

10.一种具有结构的车辆，包括：

在至少两个位置安装到所述结构的支架；

操作地联接在所述壳体与所述结构之间的第一连杆，所述第一连杆在与所述支架相对的侧面上联接到所述壳体；

其中所述壳体通过第一支架固定件和第二支架固定件联接到所述支架，所述第一支架固定件和第二支架固定件布置在输入轴的中心线的相对侧上；

其中所述支架通过第一对结构固定件和第二对结构固定件安装到所述结构，所述第一对结构固定件布置在所述支架的顶侧上，所述第二对结构固定件布置在所述支架的底侧上。

11.如权利要求10所述的具有结构的车辆，其中所述第一对结构固定件布置成与所述壳体的后侧相邻并且与其间隔分开，并且所述第二对结构固定件布置成与所述壳体的前侧相邻并且与其间隔分开。

12.如权利要求11所述的具有结构的车辆，其中所述第一支架固定件和第二支架固定件与由车辆车轴限定的中心线对齐。

13.如权利要求12所述的具有结构的车辆，其进一步包括联接在所述壳体与所述结构之间的第二连杆。

14.如权利要求13所述的具有结构的车辆，其中所述第二连杆在与所述顶侧相邻的前侧上联接到所述壳体。