专利名称：发动机快速起停装置和混合动力车的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及混合动力车，尤其涉及一种发动机快速起停装置和具有该装置的
混合动力车。
背景技术：
混合动力车是指采用两种或两种以上的储能器、能源或转换器作驱动能源的车 辆，这种能源利用的灵活性使其应用前景广阔。当前大部分混合动力车是将传统车辆的内 燃发动机与电动车辆的电机组合到一起，实现两种动力优势的互补。混合动力车不仅可以 显著改善燃油的经济性，而且可以大幅度降低有害气体的排放。 为了进一步改善车辆的经济性和排放，混合动力车上一般均设置有发动机快速起 停装置，用于控制发动机的快速起动和停止，从而取消发动机怠速，降低油耗和排放。 现有技术中，一种常见的发动机快速起停装置是BSG(Belt-alternatorStarter Generator,皮带驱动起动电机)，BSG采用皮带传动，需要设计专门的双向皮带张紧装置， 成本较高。
实用新型内容本实用新型提供一种发动机快速起停装置和混合动力车，成本较低。 为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案 —种发动机快速起停装置，包括电机、电机控制器和齿轮传动装置，其中， 所述电机控制器与所述电机电连接，并且所述电机控制器还具有用于与发动机电
子控制单元电连接的连接端； 所述齿轮传动装置具有与所述电机的输出轮相连接的第一传动端，以及用于与发 动机飞轮连接的第二传动端。 —种混合动力车，包括发动机、与所述发动机电连接的发动机电子控制单元、与所 述发动机轴连接的发动机飞轮、以及发动机快速起停装置，所述发动机快速起停装置包括 电机、电机控制器和齿轮传动装置，其中， 所述电机控制器与所述电机电连接，并且还与所述发动机电子控制单元电连接； 所述齿轮传动装置一端与所述电机的输出轮连接，另一端与所述发动机飞轮连 接。 本实用新型提供的发动机快速起停装置和混合动力车中，电机控制器用于接收发 动机电子控制单元发送的控制信号，控制电机的运转，齿轮传动装置用于实现电机与发动 机之间的动力传动，从而本实用新型能够实现发动机的快速起停。本实用新型使用了齿轮 传动装置，采用齿轮传动方式，不需要设计专门的皮带张紧装置，成本较低。
图1为本实用新型发动机快速起停装置的原理结构图；[0015] 图2为图1所示发动机快速起停装置中齿轮传动装置的一种结构实现示意图； 图3为图1所示发动机快速起停装置中齿轮传动装置的另一种结构实现示意图。
具体实施方式为解决现有技术中发动机快速起停装置成本较高的问题，本实用新型提供一种发 动机快速起停装置和混合动力车。
以下结合附图对本实用新型作详细说明。 本实用新型提供一种发动机快速起停装置，如图1所示，发动机快速起停装置1包 括电机2、电机控制器3和齿轮传动装置4，其中， 电机控制器3与电机2电连接，并且电机控制器3还具有用于与发动机 ECU6 (Electronic Control Unit，电子控制单元)电连接的连接端； 齿轮传动装置4具有与电机2的输出轮相连接的第一传动端，以及用于与发动机 飞轮7连接的第二传动端。 本实用新型的发动机快速起停装置中，电机控制器3用于接收发动机ECU6发送的 控制信号，控制电机2的运转，齿轮传动装置4用于实现电机2与发动机5之间的动力传 动，从而本实用新型能够实现发动机5的快速起停。本实用新型使用了齿轮传动装置4，采 用齿轮传动方式，不需要设计专门的皮带张紧装置，成本较低。另外，采用齿轮传动还具有 结构紧凑、性价比高、对原车改动小等优点。 本实用新型中，齿轮传动装置4用于实现电机2与发动机5之间的动力传动，它具
体可以采用如下两种实施方式 第一种实施方式(使用介轮) 如图2所示，齿轮传动装置4包括传动轴41 ，传动轴41上设置有第一介轮42和第 二介轮43，其中， 第一介轮42与电机2的输出轮44相啮合； 第二介轮43用于与发动机飞轮相啮合。 电机2的输出轮44能够通过第一介轮42和第二介轮43带动发动机飞轮，进而带 动发动机。发动机ECU通过曲轴位置传感器检测点火正时信号，每次起动前，利用电机将发 动机拖动到一缸上止点位置，起动时电机迅速将发动机带到300转开始点火，从而实现发 动机的快速起动。 第二种实施方式(使用行星齿轮) 如图3所示，齿轮传动装置4包括传动轴45和行星齿轮传动机构，行星齿轮传动 机构包括齿圈46、行星架(位于齿圈46的后方，图中未示出)、行星齿轮47和太阳轮48，其 中， 齿圈46固定设置，行星齿轮47设置在行星架上，行星齿轮47位于齿圈46内部并 与齿圈46相啮合，太阳轮48位于齿圈46中央并与行星齿轮47相啮合； 太阳轮48固定连接在电机2的输出轴上； 传动轴45 —端与行星架固定连接，另一端上设置有用于与发动机飞轮7连接的输 出齿轮49。 该种实施方式下，电机2的输出轴先带动太阳轮48，再带动行星齿轮47运转，随后 通过行星架和传动轴45带动输出齿轮49运转，最后带动发动机飞轮，进而带动发动机。发
5动机ECU通过曲轴位置传感器检测点火正时信号，每次起动前，利用电机将发动机拖动到 一缸上止点位置，起动时电机迅速将发动机带到300转开始点火，从而实现发动机的快速 起动。 本实用新型中，齿轮传动装置4不限于上述两种实施方式，它还可以在上述原理 的基础上，采用其它结构的实施方式，此处不一一赘述。 上述两种实施方式中，为实现发动机的快速起停，最好在起动前预知曲轴转角位 置，即发动机的停止位置锁定在一缸上止点位置。每次停机后，根据曲轴转角传感器检测的 信号得到当前位置与一缸上止点目标位置的距离，发动机ECU通过CAN总线命令电机将发 动机拖动到目标位置，在下次起动时，发动机无需确定上止点位置，可实现快速起动。 另外，当发动机起动至怠速阶段后，对发动机进行点火使发动机自行运转，此时， 发动机就不再需要电机的带动，即可断开发动机与电机之间的齿轮传动。断开齿轮传动可 以采用如下技术方案 如图2和图3所示，齿轮传动装置4还可以包括离合器和拨叉(图2中50为离合 器，51为拨叉，图3中52为离合器，53为拨叉)，其中， 离合器设置在传动轴(41或45)上； 拨叉与离合器相对应设置。 当发动机起动至怠速阶段后，即可控制拨叉，使拨叉拨动离合器，从而使发动机与 电机相分离。 本实用新型的发动机快速起停装置可以根据驾驶员的意图自动控制发动机起动 与停止。当车辆行驶于城市路况中遇到等红灯或堵车的情况时，可自动关闭发动机以节省 燃油消耗量，同时减少排放。当检测到驾驶员的起步意图时，快速启动发动机，以便提供足 够的动力。发动机ECU通过CAN总线控制电机控制器，它可以根据需要灵活控制电机的工 作模式(电动模式或充电模式)，实现发动机的快速起停控制，无需用户手动控制电机。 与上述实施例的发动机快速起停装置相对应，本实用新型还提供一种混合动力 车，如图1所示，它包括发动机5、与发动机5电连接的发动机ECU6、与发动机5轴连接的发 动机飞轮7、以及发动机快速起停装置1，发动机快速起停装置1包括电机2、电机控制器3 和齿轮传动装置4，其中， 电机控制器3与电机2电连接，并且还与发动机ECU6电连接； 齿轮传动装置4一端与电机2的输出轮连接，另一端与发动机飞轮7连接。 本实用新型的混合动力车中，电机控制器3用于接收发动机ECU6发送的控制信 号，控制电机2的运转，齿轮传动装置4用于实现电机2与发动机5之间的动力传动，从而 本实用新型能够实现发动机5的快速起停。本实用新型使用了齿轮传动装置4，采用齿轮传 动方式，不需要设计专门的皮带张紧装置，成本较低。 同样，本实用新型中的齿轮传动装置4可以采用如下两种实施方式 第一种实施方式(使用介轮) 如图2所示，齿轮传动装置4包括传动轴41 ，传动轴41上设置有第一介轮42和第 二介轮43，其中， 第一介轮42与电机2的输出轮44相啮合； 第二介轮43用于与发动机飞轮相啮合。[0051] 第二种实施方式(使用行星齿轮) 如图3所示，齿轮传动装置4包括传动轴45和行星齿轮传动机构，行星齿轮传动 机构包括齿圈46、行星架(位于齿圈46的后方，未示出)、行星齿轮47和太阳轮48，其中， 齿圈46固定设置，行星齿轮47设置在行星架上，行星齿轮47位于齿圈46内部并 与齿圈46相啮合，太阳轮48位于齿圈46中央并与行星齿轮47相啮合； 太阳轮48固定连接在电机2的输出轴上； 传动轴45 —端与行星架固定连接，另一端上设置有用于与发动机飞轮7连接的输 出齿轮49。 上述两种实施方式中，当发动机起动至怠速阶段后，对发动机进行点火使发动机 自行运转，此时，发动机就不再需要电机的带动，即可断开发动机与电机之间的齿轮传动。 断开齿轮传动可以采用如下技术方案 如图2和图3所示，齿轮传动装置4还包括离合器和拨叉(图2中离合器为50，拨 叉为51，图3中离合器为52，拨叉为53)，其中， 离合器设置在传动轴(41或45)上； 拨叉与离合器相对应设置。 当发动机起动至怠速阶段后，即可控制拨叉，使拨叉拨动离合器，从而使发动机与 电机相分离。 本实用新型的混合动力车中，发动机快速起停装置可以根据驾驶员的意图自动控 制发动机起动与停止。当车辆行驶于城市路况中遇到等红灯或堵车的情况时，可自动关闭 发动机以节省燃油消耗量，同时减少排放。当检测到驾驶员的起步意图时，快速启动发动 机，以便提供足够的动力。发动机ECU通过CAN总线控制电机控制器，它可以根据需要灵活 控制电机的工作模式(电动模式或充电模式)，实现发动机的快速起停控制，无需用户手动 控制电机。 以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并非用来限定本实用新型的实施范围； 如果不脱离本实用新型的精神和范围，对本实用新型进行修改或者等同替换，均应涵盖在 本实用新型权利要求的保护范围当中。
权利要求一种发动机快速起停装置，其特征在于，包括电机、电机控制器和齿轮传动装置，其中，所述电机控制器与所述电机电连接，并且所述电机控制器还具有用于与发动机电子控制单元电连接的连接端；所述齿轮传动装置具有与所述电机的输出轮相连接的第一传动端，以及用于与发动机飞轮连接的第二传动端。
2. 根据权利要求1所述的发动机快速起停装置，其特征在于，所述齿轮传动装置包括 传动轴，所述传动轴上设置有第一介轮和第二介轮，其中，所述第一介轮与所述电机的输出轮相啮合； 所述第二介轮用于与所述发动机飞轮相啮合。
3. 根据权利要求1所述的发动机快速起停装置，其特征在于，所述齿轮传动装置包括 传动轴和行星齿轮传动机构，所述行星齿轮传动机构包括齿圈、行星架、行星齿轮和太阳 轮，其中，所述齿圈固定设置，所述行星齿轮设置在所述行星架上，所述行星齿轮位于所述齿圈 内部并与所述齿圈相啮合，所述太阳轮位于所述齿圈中央并与所述行星齿轮相啮合； 所述太阳轮固定连接在所述电机的输出轴上；所述传动轴一端与所述行星架固定连接，另一端上设置有用于与发动机飞轮连接的输 出齿轮。
4. 根据权利要求2或3所述的发动机快速起停装置，其特征在于，所述齿轮传动装置还 包括离合器和拨叉，其中，所述离合器设置在所述传动轴上； 所述拨叉与所述离合器相对应设置。
5. —种混合动力车，其特征在于，包括发动机、与所述发动机电连接的发动机电子控制 单元、与所述发动机轴连接的发动机飞轮、以及发动机快速起停装置，所述发动机快速起停 装置包括电机、电机控制器和齿轮传动装置，其中，所述电机控制器与所述电机电连接，并且还与所述发动机电子控制单元电连接； 所述齿轮传动装置一端与所述电机的输出轮连接，另一端与所述发动机飞轮连接。
6. 根据权利要求5所述的混合动力车，其特征在于，所述齿轮传动装置包括传动轴，所 述传动轴上设置有第一介轮和第二介轮，其中，所述第一介轮与所述电机的输出轮相啮合； 所述第二介轮与所述发动机飞轮相啮合。
7. 根据权利要求6所述的混合动力车，其特征在于，所述齿轮传动装置包括传动轴和 行星齿轮传动机构，所述行星齿轮传动机构包括齿圈、行星架、行星齿轮和太阳轮，其中，所述齿圈固定设置，所述行星齿轮设置在所述行星架上，所述行星齿轮位于所述齿圈 内部并与所述齿圈相啮合，所述太阳轮位于所述齿圈中央并与所述行星齿轮相啮合； 所述太阳轮固定连接在所述电机的输出轴上；所述传动轴一端与所述行星架固定连接，另一端上设置有输出齿轮，所述输出齿轮与 所述发动机飞轮相啮合。
8. 根据权利要求6或7所述的混合动力车，其特征在于，所述齿轮传动装置还包括离合器和拨叉，其中，所述离合器设置在所述传动轴上； 所述拨叉与所述离合器相对应设置。
专利摘要本实用新型公开了一种发动机快速起停装置和混合动力车，为解决现有技术中发动机快速起停装置成本较高的问题而设计。所述发动机快速起停装置，包括电机、电机控制器和齿轮传动装置，其中，所述电机控制器与所述电机电连接，并且所述电机控制器还具有用于与发动机电子控制单元电连接的连接端；所述齿轮传动装置具有与所述电机的输出轮相连接的第一传动端，以及用于与发动机飞轮连接的第二传动端。
文档编号B60K6/365GK201513273SQ200920173469
公开日2010年6月23日 申请日期2009年9月3日 优先权日2009年9月3日
发明者周罕华, 尹颖, 施绍有, 林逸, 詹文章, 魏跃远 申请人:北京汽车研究总院有限公司