专利名称：发动机驱动前轮式混合动力汽车动力总成的制作方法
技术领域：
本实用新型属于一种混合动力汽车，具体涉及混合动力汽车动力总成的结构改进。
背景技术：
在混合动力汽车领域，常使用内燃机和电动机驱动汽车。目前，现有的混合动力汽车多为两轮驱动。由于混合动力汽车的驻车或短暂停车以及轻负荷工况会引起大量的有害排放，与传统燃油汽车相比，优势很不明显；而且在试图整合发动机和电机时使得汽车上各个部件的布置显得很困难；不能充分发挥混合动力汽车的高效、节能和超低污染的特性。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种采用燃油发动机驱动汽车前轮、电机驱动汽车后轮、降低油耗和排放并具有制动能量回收功能的发动机驱动前轮式混合动力汽车动力总成。
本实用新型解决上述技术问题采用以下技术方案它包括变速箱、前轮、离合器踏板、刹车踏板、加速踏板、整车控制器、电机控制器、电机、电机减速器、后桥差速器、电池总成、电池管理器、后轮、后桥、前桥、离合器、发动机，所述的发动机通过离合器、变速箱、前桥与汽车的前轮相连；所述的电机通过电机减速器、后桥差速器、后桥与汽车的后轮相连。
作为本实用新型的进一步改进，所述的电机减速器与后桥差速器之间连接有后传动轴。
本实用新型还设有真空泵，所述的真空泵与电机减速器相连。
所述的离合器为电动离合器。
所述的发动机上设有节气门传感器，变速箱设有档位传感器，刹车踏板上设有刹车踏板位置传感器，加速踏板上设有加速踏板位置传感器，节气门传感器、档位传感器、刹车踏板位置传感器及加速踏板位置传感器与整车控制器相连。
本实用新型采用发动机和电机作为汽车的动力源，发动机驱动汽车的前轮，电机驱动汽车的后轮，其优点在于布置方便，取消了四轮驱动系统通常采用的分动箱，降低了车的重量和成本。采用了随选四轮驱动技术，通过整车控制器的控制，当车辆在良好路面行驶时，可以采用两轮驱动方式，也可以采用四轮驱动方式；一旦控制系统监测到车轮打滑(前后轮速度有较大的差别)时，将会自动切换到四轮驱动方式。两个动力源通过整车控制器的管理，视路面情况自动在两驱和四驱之间转换，可以实现既独立又合作运行的功能，无需人工做任何调整，安全节能。当汽车在停车时，可以让发动机停车，从而取消发动机排放差和高油耗的怠速工况；当汽车在急加速时，电动机可以提供辅助扭矩，从而避免了发动机的急加速、高排放和高油耗工况。本实用新型零部件的布置空间也相对比较宽松。
该实用新型采用真空泵与电机减速器相连，因为该混合动力汽车在运行过程当中，会出现发动机关闭的工况，由于传统汽车的刹车装置的真空动力源取自发动机进气歧管，因此在发动机关闭的情况下传统真空动力源不能提供真空动力，而本实用新型将真空泵与电机减速器相连，只要汽车在运行当中，电机减速器就会驱动真空泵，从而为汽车刹车装置提供真空动力。
电机在整车控制器对电机控制器的控制之下，可以将工作模式在发电/电动之间切换，作为电动机时，可以驱动车轮，作为发电机时，可以捕获汽车刹车能量和对电池进行充电，即汽车刹车时，电机和电池在电机控制器、电池管理器和整车控制器的控制之下，电机切换成发电机，汽车动能通过地面与车轮的摩擦，再通过车桥，电机减速器给电机提供发电扭矩，发电机发电给电池充电，从而达到制动能量回收的目的。当电池管理器检测到电池电量低时，也可通过整车控制器将电机转换成为发电机，对电池进行充电；通过电池管理器的监测在整车控制器的控制下将电机的发电/电动状态进行切换来保持电池的荷电量并且实现电机驱动的功能。
图1是本实用新型实施例的结构示意图；图2是图1A处的局部放大图。
图3是本实用新型制动能量回收的示意图。
图中各标号表示1、变速箱，2、前轮，3、离合器踏板，4、刹车踏板，5、加速踏板，6、整车控制器，7、电机控制器，8、电机，9、电机减速器，10、真空泵，11、后传动轴，12、后桥差速器，13、电池总成，14、电池管理器，15、后轮，16、后桥，17、前桥，18、档位传感器，19、离合器，20、节气门传感器，21、发动机。
具体实施方式
如图1、2所示，本实用新型包括变速箱1、前轮2、离合器踏板3、刹车踏板4、加速踏板5、整车控制器6、电机控制器7、电机8、电机减速器9、后桥差速器12、电池总成13、电池管理器14、后轮15、后桥1 6、前桥17、离合器19、发动机21。电机减速器9与后桥差速器12之间连接有后传动轴11；发动机21通过离合器19、变速箱1、前桥17与汽车的前轮2相连；电机8通过电机减速器9的减速器输出轴、后传动轴11、后桥差速器12、后桥16与汽车的后轮15相连；电机减速器9连有真空泵10，只要汽车在运行当中，电机减速器9就会驱动真空泵10，为汽车刹车装置提供真空动力。发动机21上连接有节气门传感器20，对发动机21的节气门位置进行实时检测，并发送给整车控制器6，两者构成发动机总成。变速箱1连接有档位传感器18，对变速箱1的档位进行实时监测，并发送给整车控制器6，两者构成变速箱总成。刹车踏板4上设有刹车踏板位置传感器，对刹车踏板4的位置进行实时检测，并发送给整车控制器6。加速踏板5上装有加速踏板位置传感器，节气门传感器20、档位传感器18、刹车踏板位置传感器及加速踏板位置传感器均与整车控制器6相连。整车控制器6通过检测汽车各个动力部件和汽车驾驶员的命令(来自各传感器的信号)，对电机控制器7和发动机21发出动力控制信号。在整车控制器6的控制下，车辆将分为发动机单独工作，混合动力驱动，和制动控制三种状态。
本实用新型的离合器19采用了电动离合器，它可以根据汽车行驶工况的要求，在汽车整车控制器6的控制下实现发动机21与变速箱1之间的平稳结合与分离。
如图3所示，汽车在减速过程中，整车控制器6通过电机控制器7将电机8切换成发电机，汽车动能通过地面与后轮15的摩擦，再通过后桥16，后桥差速器12，后传动轴11与电机减速器9输出轴、电机减速器9给电机8提供发电扭矩，发电机发电给电池总成13充电，从而达到刹车能量捕获的目的。当电池管理器14检测到电池总成13电量低时，也可通过整车控制器6将电机8转换成为发电机，在汽车行驶过程当中对电池总成13进行充电。
本实用新型的工作模式详述如下
本实用新型车辆的驾驶方式和普通燃油车完全一样，整车控制器6的控制策略将车辆的工作分为三个状态发动机单独工作状态，混合动力驱动状态；制动控制状态。系统任何时候只会工作在一个状态。
1、发动机单独工作状态这时发动机21会独立驱动车辆，不需要电机8助力。发动机21通过离合器19，变速箱1，前桥17带动汽车的前轮2。
2、混合动力驱动状态是车辆最经常工作的状态，通过合理的动力分配，降低油耗和排放。此时，发动机21通过离合器19，变速箱1，前桥17带动汽车的前轮2。电机8通过电机减速器9，电机减速器输出轴与后传动轴11，后桥差速器12，后桥16带动汽车的后轮15。
3、制动控制状态是通过优化驱动电机的制动力矩与刹车踏板之间的关系；将更多的制动能量回收。后轮15通过后桥16，电机减速器9的输出轴与后传动轴11，电机减速器9给电机8提供发电扭矩，此时电机8转换为发电机发电，给电池总成13充电，从而达到刹车能量捕获的目的。当进行强制动时，整车控制器6接受到刹车踏板传感器的信号，通过调节电机控制器7，加大电机8的发电扭矩。同时，汽车刹车真空泵10参与工作，对车辆进行传统机械式刹车。
权利要求1.一种发动机驱动前轮式混合动力汽车动力总成，包括变速箱、前轮、离合器踏板、刹车踏板、加速踏板、整车控制器、电机控制器、电机、电机减速器、后桥差速器、电池总成、电池管理器、后轮、后桥、前桥、离合器、发动机，其特征在于所述的发动机通过离合器、变速箱、前桥与汽车的前轮相连；所述的电机通过电机减速器、后桥差速器、后桥与汽车的后轮相连。
2.根据权利要求1所述的发动机驱动前轮式混合动力汽车动力总成，其特征在于所述的电机减速器与后桥差速器之间连接有后传动轴。
3.根据权利要求1或2所述的发动机驱动前轮式混合动力汽车动力总成，其特征在于还设有真空泵，所述的真空泵与电机减速器相连。
4.根据权利要求3所述的发动机驱动前轮式混合动力汽车动力总成，其特征在于所述的离合器为电动离合器。
5.根据权利要求4所述的发动机驱动前轮式混合动力汽车动力总成，其特征在于所述的发动机上设有节气门传感器，变速箱设有档位传感器，刹车踏板上设有刹车踏板位置传感器，加速踏板上设有加速踏板位置传感器，节气门传感器、档位传感器、刹车踏板位置传感器及加速踏板位置传感器与整车控制器相连。
专利摘要一种发动机驱动前轮式混合动力汽车动力总成，包括变速箱、前轮、离合器踏板、刹车踏板、加速踏板、整车控制器、电机控制器、电机、电机减速器、后桥差速器、电池总成、电池管理器、后轮、后桥、前桥、离合器、发动机，发动机通过离合器、变速箱、前桥与汽车的前轮相连；电机通过电机减速器、后桥差速器、后桥与汽车的后轮相连。本实用新型具有降低油耗和排放，并具有制动能量回收功能等特点。
文档编号B60K6/00GK2647638SQ0324828
公开日2004年10月13日 申请日期2003年7月15日 优先权日2003年7月15日
发明者张华平, 李阳, 肖风春, 宋新明, 邓琦, 赵朝智, 张婕 申请人:湖南长丰汽车制造股份有限公司研发中心