[发明专利]具有整合的液力驱动模块和四轮驱动的液力混合车辆及其运行方法

说明书

本申请是申请日为2005年1月20日，申请号为200580003498.6、发明名称为“具有整合的液力驱动模块和四轮驱动的液力混合车辆及其运行方法”的发明专利申请的分案申请。 

技术领域

本发明针对液力混合车辆技术，尤其针对其传动系。 

背景技术

近年来，作为改善燃油经济性和减小大量车辆运行中的环境污染的途径，混合车辆技术获得很大的重视。混合一词的使用，关系到使用两种或更多的动力源以向车辆提供驱动力的车辆。例如，现有的混合电力车辆用一内燃机向发电机提供动力，而发电机则又发电，贮存在电池或蓄电池中。以后，在需要时就使用所贮存的动力，以驱动联接在车辆的传递系上的电动机。 

由于较大的燃料节约潜力，以及比混合电力车辆小的对环境的冲击，混合液力车辆的研发也获得重视。由于本发明是针对混合液力技术的创新和改进，在该处涉及混合车辆或混合技术，故可以认为，除非另外指出，所涉及的特别针对液力混合。 

混合车辆(hybrid vehicle)可以大体分成两类，即并联混合车辆和串联混合车辆。并联混合车辆是采用或多或少传统的内燃机、变速器和驱动装置的车辆，而液力部件则是并排地工作。例如，图1示出通常称为发射辅助车辆100。用钢丝骨架示出所示的部件的车辆100包括一内燃机102、一变速器104、一驱动轴106、差速器108、驱动桥110和驱动车轮112，这些都可以在传统的车辆中找到。不过，车辆100还包括一在此情况下联接至驱动轴106上的液压泵/马达114和 高、低压液力蓄能器116、118。 

液压泵/马达是这样一个装置，当它在采用来自高压液体源的液体向输出轴输送旋转力的时候，就起着马达的作用。另一方面，如果从外源作用以旋转力以转动轴时，该装置则可以作为泵来使用，将液体从低压液体源泵送至高压液体源。 

在正常运行时，车辆100按与传统车辆类似的方式工作。不过，当车辆的操作人员要刹车时，泵/马达114就联接至驱动轴106上，从而驱动轴106的旋转就提供能量从低压蓄能器118中抽取液体，并用高压将液体泵送至高压蓄能器116。泵/马达114按这种方式的结合在驱动轴上产生阻力，后者传送至驱动轮112上，使车辆变慢。这样，正在行走的车辆的一部分动能就被回收，并作为压力液压液体被贮存。当车辆100从停车被拖开或加速时，泵/马达114再次联接至驱动轴106上，同时泵/马达114被切换成马达模式，其中，压力液体驱动泵/马达114，后者又向驱动轴106添加旋转能或转矩。这样，泵/马达就按这两种模式被使用，使得要不然会在车辆的制动器中由于摩擦而损失的能量得以贮存，并在以后释放，以辅助车辆100加速。 

按照另一并联的混合方案，用车辆的内燃机驱动泵，以高压将液体泵送至一蓄能器中。这在车辆以稳速巡驶的期间进行，或者另外需要比内燃机在以其最有效的负载工作时能提供的能量少的能量。 

已经知道，在机动车辆中使用的内燃机要求有一超过车辆的一般需要的最大输出能力，因为这种车辆有时需要有远远超过一般动力输出的动力输出水平。例如，在从停车加速或超车等时，需要有比车辆以稳速巡驶的期间多得多的动力。 

通过采用内燃机的剩余能力来驱动液体泵，内燃机上的负载可以加大至一内燃机以高的燃料效率水平工作的状态，而剩余的能量则作为压力液体被贮存。再有，作为压力液体被贮存的能量以后可在车辆的动力要求超过内燃机的最大有效输出的期间，用于补充给内燃机。这一方案可以用一与图1所示的相似的构造来实施，其中，单个的泵/马达114用于提供所有的泵送和汽车行驶功能，或者可以提供第二个 液压泵，它仅仅构造成被结合在内燃机102上，以用于将液体泵送至高压蓄能器116中。 

其它的并联的混合构形在本领域中是已知的，此处不再详细讨论。 

串联的混合车辆在车辆的内燃机和驱动轮之间没有直接的机械连接。它们不使用如同参考并联的混合车辆所描述的变速器或驱动轴。在串联的混合车辆中，一液压泵直接联接至车辆的内燃机的曲轴上。内燃机的所有能量输出都用于将液体从一低压蓄能器泵送至一高压蓄能器。一第二泵/马达联接至车辆的驱动轮上，并且被来自高压蓄能器的压力液体驱动。在这种车辆中，内燃机可以在选择提供最大效率和燃油经济性的负载和速度上工作，而不考虑车辆本身的经常变化的速度。 

并联的和串联的混合车辆的构造和运行在下列参考文献中作了描述：美国专利NO.5,887,674，美国专利申请NO.09/479,844和美国专利申请NO.10/386,029，所有它们都全部包含在本申请中作为参考。