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技术领域

本发明涉及一种混合动力汽车的动力系统，更确切地说，本发明涉及一种 四驱油电混合动力系统。

背景技术

为缓解当前的能源短缺问题和日益严重的环境污染现状，节能、环保成为 汽车发展的必由之路。混合动力汽车凭借其突出的低油耗特点和实用性，而得 到了广泛的认可，其驱动系统有串联、并联和混联三种形式。串联能实现发动 机的最优控制，但是能量损失较大；并联能实现较好的传动效率，但是发动机 与输出轴机械连接，不能保证发动机始终处于较优的工作区域内；混联能结合 串联和并联的优点，规避二者的缺点，是三者中最为优化的构型方案。

当前混联式混合动力汽车主要采用行星机构作为功率分流装置，典型的结 构形式包括丰田的THS系统和通用的AHS系统。其中，丰田的THS系统能实现 输入式功率分流模式，这种系统的优点是在实现电子无级变速(EVT)功能的同 时，拥有简单的结构，控制相对容易。通用公司的AHS系统采用双排或三排行 星机构来实现功率分流，可以实现输入式功率分流和复合式功率分流两种模式， 因为两种模式的相互弥补，使得AHS的传动效率在整个车速区域内都能维持较 高的水平，这一点AHS是优于THS的，然而AHS系统内往往需要多个离合器的 控制来实现模式切换，这使整个系统的结构十分复杂，控制难度也相对增大了 很多。四驱汽车较前驱、后驱具有更好的动力性，在越野汽车、SUV(运动型多 用途汽车)和某些高档轿车上得到了广泛的应用。但是，由于要保证强劲的动 力性，四驱汽车需要配备很大排量的发动机，这也就导致了其燃油消耗很高。 这和当前社会所倡导的节能减排不符，而以低油耗著称的混合动力汽车通常采 用单轴驱动，由两个及两个以上的动力源驱动汽车。中国专利公开号为 CN1 02431439A，公开日为2012-05-02，发明名称为一种四驱混合动力汽车的混 合动力系统，公开了一种并联式四驱混合动力系统，该构型中采用一个电机驱 动后轮，发动机通过变速箱输出动力驱动前轮，不能实现发动机的最优控制。 中国专利公开号为CN 1817674 A，公开日为2006-08-16，发明名称为采用轮毂 电机的混合动力总成，公开了一种采用轮毂电机的混合动力系统，但是该系统 通过发动机和轮毂电机两套动力系统同时驱动一个驱动轴，发动机通过变速箱 输出，不能实现发动机的最优控制。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服当前四驱汽车油耗高、排放严重与并联 式四驱混合动力不能实现发动机的最优控制的问题，提供了一种四驱油电混合 动力系统。

为解决上述技术问题，本发明是采用如下技术方案实现的：所述的四驱油 电混合动力系统包括电机、电池、发动机、行星排、一号离合器、二号离合器、 电机控制器、后右轮毂电机、一号轮毂电机控制器、二号轮毂电机控制器与后 左轮毂电机。

电机的三个电源接头分别与电机控制器的三个交流电输入/输出接头采用 电线连接，电机控制器的正负极接头依次与电池的正负极采用电线连接，一号 轮毂电机控制器的正负极接头依次与电池的正负极采用电线连接，二号轮毂电 机控制器的正负极接头依次与电池的正负极采用电线连接，一号轮毂电机控制 器的三个交流电输入/输出接头分别与后右轮毂电机的三个电源接头采用电线 连接，二号轮毂电机控制器的三个交流电输入/输出接头和后左轮毂电机的三个 电源接头采用电线连接。

技术方案中所述的行星排通过行星排太阳轮套装在发动机轴的右端，发动 机轴与行星排太阳轮之间为间隙配合，发动机轴与行星排中的行星排行星架上 的中心孔之间为过盈配合；一号离合器通过一号离合器毂套装在行星排太阳轮 输出轴的中间位置处，一号离合器毂和行星排太阳轮之间采用花键副连接；电 机套装在一号离合器左侧的发动机轴上，两者之间为转动连接，电机输出轴的 右端和行星排太阳轮的左端采用花键副连接；二号离合器套装在电机左侧的发 动机轴上，两者之间为花键副连接。

技术方案中所述的二号离合器包括6个结构相同的二号离合器弹簧、二号 离合器活塞、二号离合器壳体、二号离合器摩擦片、二号离合器压盘、二号离 合器弹簧座、二号离合器毂与二号离合器钢片。二号离合器弹簧座套装在二号 离合器毂中心处的圆环体上为转动连接，二号离合器壳体的中心圆环体套装在 二号离合器毂中心处的圆环体上为转动连接，二号离合器活塞套装在二号离合 器壳体的中心圆环体上，二号离合器活塞和二号离合器壳体的中心圆环体与二 号离合器壳体的外圆柱壁之间是滑动接触连接，6个结构相同的二号离合器弹簧 均匀地分布在二号离合器弹簧座与二号离合器活塞之间的环形空间内，两个结 构相同的圆环状的二号离合器摩擦片与两个结构相同的圆环状的二号离合器钢 片安装在二号离合器壳体与二号离合器毂之间，两个结构相同的圆环状的二号 离合器摩擦片与二号离合器壳体之间采用花键副连接，两个结构相同的圆环状 的二号离合器钢片与二号离合器毂之间采用花键副连接，两个结构相同的圆环 状的二号离合器摩擦片与两个结构相同的圆环状的二号离合器钢片相间布置。

技术方案中所述的二号离合器弹簧座右侧的二号离合器毂中心处的圆环体 的槽内安装有起轴向定位作用的二号离合器垫片，二号离合器压盘右侧的二号 离合器壳体外圆柱壁内侧的卡环槽内安装有起轴向定位作用的二号离合器卡 环，二号离合器活塞的外侧圆面上的2号密封圈凹槽内加装二号离合器密封圈。

技术方案中所述的行星排包括行星排齿圈、行星排行星架、行星排太阳轮、 四个结构相同的行星排行星轮、四个结构相同的行星排行星轮销轴、四个结构 相同的行星轮销轴套筒与行星排行星架左端。四个结构相同的行星排行星轮销 轴的右端与行星排行星架上的沉头孔之间为过盈配合，四个结构相同的行星排 行星轮销轴的左端与行星排行星架左端上的沉头孔之间为过盈配合，四个结构 相同的行星轮销轴套筒套装在行星排行星架与行星排行星架左端之间的行星排 行星轮销轴上，四个结构相同的行星排行星轮套装在行星轮销轴套筒上，四个 结构相同的行星排行星轮与行星轮销轴套筒之间为过渡配合，四个结构相同的 行星排行星轮的内侧与行星排太阳轮啮合连接，四个结构相同的行星排行星轮 的外侧与行星排齿圈的左端啮合连接，行星排行星架与行星排行星架左端之间 是通过行星排行星架上均匀分布的曲面板状的连接爪焊接在一起。

技术方案中所述的四个结构相同的行星排行星轮两侧的行星排行星轮销轴 上套装有行星排一号垫片和行星排二号垫片，即行星排一号垫片的左右端面依 次和行星排行星架左端的右端面与行星排行星轮的左端面接触连接，行星排二 号垫片的左右端面依次和行星排行星轮的右端面与行星排行星架的左端面接触 连接，行星排一号垫片与行星排二号垫片结构相同。

行星排太阳轮的输出轴孔的左、右两端安装有行星排二号套筒与行星排一 号套筒。

与现有技术相比本发明的有益效果是：

1.本发明所述的四驱油电混合动力系统能够实现发动机转速、转矩的解耦， 从而保证发动机能够工作在最佳燃油经济区，降低油耗。

2.本发明所述的四驱油电混合动力系统可以实现纯电动启车模式，从而消 除发动机的怠速油耗，提高整车燃油经济性。

3.本发明所述的四驱油电混合动力系统便于应用电子控制系统，使汽车具 有更好的动力性、安全性和行驶平顺性。

4.本发明所述的四驱油电混合动力系统可以选用较小功率的发动机来满足 四驱车辆的正常行驶要求，在汽车低功率需求时仍能保证较高的负荷率，从而 降低油耗，减少排放。

5.本发明所述的四驱油电混合动力系统相对于现有的四驱动力系统，没有 变速箱、传动轴和分动器等构件,结构紧凑。

6.本发明所述的四驱油电混合动力系统相较于其他混联式混合动力系统， 结构简单、只需要一个行星排，传动效率高。

7.本发明所述的四驱油电混合动力系统相较于其他混合动力系统，能够通 过前后轴同时进行再生制动，具有更大的回收制动能量的潜能，从而具有很高 的节油效果。

8.本发明所述的四驱油电混合动力系统相比于其他四驱系统，能够利用两 个后轮毂电机来主动协调汽车的转向特性，提高汽车的操纵稳定性。

9.本发明所述的四驱油电混合动力系统相比于其他四驱系统，能够实现汽 车前后轴间驱动力矩的精确控制。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明：

图1是本发明所述的四驱油电混合动力系统结构原理示意图；

图2是本发明所述的四驱油电混合动力系统中行星排结构组成的主视图；

图3是本发明所述的四驱油电混合动力系统中行星排结构组成的左视图；

图4是本发明所述的四驱油电混合动力系统结构组成的主视图；

图5是本发明所述的四驱油电混合动力系统后驱模式的动力传递路线图；

图6是本发明所述的四驱油电混合动力系统前驱模式的动力传递路线图；

图7是本发明所述的四驱油电混合动力系统发动机驱动并充电模式的动力 传递路线图；

图8是本发明所述的四驱油电混合动力系统四驱模式的动力传递路线图；

图9是本发明所述的四驱油电混合动力系统制动能量回收模式的动力传递 路线图；

图10是本发明所述的四驱油电混合动力系统控制器的结构原理示意图。

图中：1.前右轮，2.行星排齿圈，3.行星排行星架，4.一号离合器，5.电 机，6.电机控制器，7.电池，8.发动机，9.后右轮，10.后右轮毂电机，11.一 号轮毂电机控制器，12.二号轮毂电机控制器，13.后左轮毂电机，14.后左轮， 15.行星排太阳轮，16.二号离合器，17.输出轴，18.前左轮，19.主减速器差速 器总成,20.二号离合器弹簧，21.二号离合器活塞，22.二号离合器壳体，23.二 号离合器摩擦片，24.二号离合器压盘，25.二号离合器弹簧座，26.二号离合器 垫片，27.发动机轴，28.一号离合器弹簧，29.一号离合器活塞，30.一号离合 器钢片，31.一号离合器压盘，32.一号离合器弹簧座，33.一号离合器垫片，34. 行星排一号垫片，35.行星排行星轮，36.行星排行星轮销轴，37.行星排二号垫 片，38.行星轮销轴套筒，39.行星排一号套筒，40.行星排行星架左端，41.一 号离合器毂，42.一号离合器卡环，43.一号离合器摩擦片，44.一号离合器密封 圈，45.一号离合器壳体，46.行星排二号套筒，47.二号离合器毂，48.二号离 合器卡环，49.二号离合器钢片，50.二号离合器密封圈，51.连接爪。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作详细的描述：

本发明的目的是提供一种四驱油电混合动力系统，即提供一种以行星排作 为耦合装置的四驱油电混合动力系统。本发明能够实现发动机转速、转矩的解 耦，将发动机控制在最优工作区间，提高发动机的燃油经济性。同时，四驱模 式可以很大程度上提高汽车的动力性，并且尽可能地提高汽车的制动能量回收 潜能。本发明所述的四驱油电混联式混合动力系统能通过发动机前驱和轮毂电 机后驱实现四驱，以较高的综合传动效率和整车燃油经济性实现汽车四轮驱动 行驶。

参阅图1，本发明所述的四驱油电混合动力系统包括电机5、电机控制器6、 电池7、发动机8、后右轮毂电机10、一号轮毂电机控制器11、二号轮毂电机 控制器12、后左轮毂电机13、行星排、一号离合器与二号离合器。

参阅图2和图3，所述的行星排包括行星排齿圈2、行星排行星架3、行星 排太阳轮15、行星排一号垫片34、四个结构相同的行星排行星轮35、四个结构 相同的行星排行星轮销轴36、行星排二号垫片37、四个结构相同的行星轮销轴 套筒38、行星排一号套筒39、行星排行星架左端40与行星排二号套筒46。其 中：行星排一号垫片34和行星排二号垫片37为结构相同的垫片，各四个，共 计8个。

行星排通过其中的行星排太阳轮15套装在发动机轴27的右端，发动机轴 27与行星排太阳轮15之间为间隙配合，为减小二者之间的摩擦，行星排太阳轮 15的输出轴孔的左右两端和发动机轴27之间加装有行星排二号套筒46与行星 排一号套筒39，行星排二号套筒46与行星排一号套筒39和发动机轴27之间为 转动连接，发动机轴27的右端与行星排行星架3上的中心孔之间为过盈配合， 发动机8的动力通过发动机轴27传到行星排。行星排齿圈2的右端套装在输出 轴17的左端，发动机轴27和行星排太阳轮15、行星排一号套筒39、行星排二 号套筒46、输出轴17及行星排齿圈2的回转轴线重合。行星排行星架3上的沉 头孔和行星排行星轮销轴36的一(右)端之间为过盈配合，行星排行星轮销轴 36的另一(左)端和行星排行星架左端40上的沉头孔之间为过盈配合。四个行 星排行星轮销轴36上外套有四个行星轮销轴套筒38，二者之间为转动连接。行 星排行星轮35套装在行星轮销轴套筒38上，两者之间为过渡配合，行星排行 星轮35两侧的行星排行星轮销轴36上套装有行星排一号垫片34和行星排二号 垫片37。四个行星排行星轮35以十字对称的布置方式安装在行星排行星架3上， 四个行星排行星轮35的回转轴线和行星排太阳轮15与发动机轴27的回转轴线 平行等距。四个行星排行星轮35与行星排太阳轮15之间为外啮合连接，同时 四个行星排行星轮35和行星排齿圈2之间为内啮合连接。行星排齿圈2的右端 与输出轴17的左端之间为花键副连接。行星排行星架3与行星排行星架左端40 之间是通过行星排行星架3上均匀分布的曲面板状的连接爪51焊接在一起。

参阅图4，所述的二号离合器16包括六个结构相同的二号离合器弹簧20、 二号离合器活塞21、二号离合器壳体22、二号离合器摩擦片23、二号离合器压 盘24、二号离合器弹簧座25、二号离合器垫片26、二号离合器毂47、二号离 合器卡环48，二号离合器钢片49与二号离合器密封圈50。

二号离合器16通过二号离合器毂47套装在发动机轴27的左端，两者之间 为花键副连接，并且通过轴肩定位。二号离合器弹簧座25套装在二号离合器毂 47的圆环体上，两者之间是转动连接，并在二者之间即在二号离合器弹簧座25 右侧二号离合器毂47的圆环体的槽内安装有二号离合器垫片26。二号离合器壳 体22上的中心圆环体套装在二号离合器毂47的圆环体上，两者之间是转动连 接，二号离合器活塞21套装在二号离合器壳体22的中心圆环体上，二号离合 器活塞21和二号离合器壳体22的中心圆环体为间隙配合，二号离合器活塞21 与二号离合器壳体22的内圆柱壁之间是滑动接触连接，六个结构相同的二号离 合器弹簧20均匀地分布在二号离合器弹簧座25与二号离合器活塞21之间的环 形空间内，六个结构相同的二号离合器弹簧20的回转轴线距发动机轴27的回 转轴线的距离相等，二号离合器弹簧20的两端分别和二号离合器弹簧座25与 二号离合器活塞21的内侧面接触连接，在二号离合器弹簧座25上加工有六个 均布的结构相同的凸台，二号离合器活塞21上加工有与之相对应的六个均布的 结构相同的凹槽，将六个结构相同的二号离合器弹簧20安装在六个结构相同的 凸台上四个结构相同的凹槽中。

在二号离合器壳体22外圆柱壁的内侧加工有两个结构相同的花键槽，在二 号离合器毂47外圆柱壁的外侧加工有两个结构相同的花键槽，两个结构相同的 圆环状的二号离合器摩擦片23安装在二号离合器壳体22与二号离合器毂47之 间，两个结构相同的圆环状的二号离合器摩擦片23与二号离合器壳体22之间 采用花键副连接。两个结构相同的圆环状的二号离合器钢片49安装在二号离合 器壳体22与二号离合器毂47之间，两个结构相同的圆环状的二号离合器钢片 49与二号离合器毂47之间采用花键副连接。两个结构相同的圆环状的二号离合 器摩擦片23与两个结构相同的圆环状的二号离合器钢片49相间布置。二号离 合器壳体22与二号离合器毂47之间为转动连接。为了保证二号离合器活塞21 与二号离合器壳体22能够形成稳定的油压，在二号离合器活塞21的外侧圆面 上加工有2号密封圈凹槽，并加装二号离合器密封圈50。二号离合器活塞21、 二号离合器弹簧座25、二号离合器摩擦片23、二号离合器钢片49及二号离合 器毂47的轴线与发动机轴27的回转轴线重合。在二号离合器壳体22的左侧壁 上设置有注油孔A，用以输送液压油。当液压油从注油孔A进入，二号离合器活 塞21在油压作用下向右移动，油压足够大时，二号离合器活塞21克服二号离 合器弹簧20的压紧力后，推动二号离合器摩擦片23向右移动，二号离合器摩 擦片23和二号离合器钢片49压紧以实现对发动机轴27进行锁止。当使注油孔 A与低压油路接通时，二号离合器摩擦片23和二号离合器钢片49在二号离合器 弹簧20预紧力的作用下分离。

电机5套装在二号离合器16右侧的发动机轴27上，即发动机轴27插入电 机5的空心轴中，两者之间为转动连接。电机5输出轴的右端和行星排太阳轮 15的左端采用花键副连接。在行星排太阳轮15输出轴的中间位置设置有花键槽， 一号离合器4套装在行星排太阳轮15输出轴的中间位置处。一号离合器4和二 号离合器16具有相同的结构，一号离合器4由一号离合器弹簧28、一号离合器 活塞29、一号离合器钢片30，一号离合器压盘31，一号离合器弹簧座32，一 号离合器垫片33，一号离合器毂41，一号离合器卡环42，一号离合器摩擦片 43，一号离合器密封圈44和一号离合器壳体45组成。B是一号离合器4的注油 孔。

参阅图4，一号离合器4所属组件之间和二号离合器16所属组件之间的连 接关系相同。一号离合器4通过一号离合器毂41套装在行星排太阳轮15输出 轴的中间位置处，一号离合器毂41和行星排太阳轮15之间采用花键副连接。

六个结构相同的一号离合器弹簧28均匀地分布在一号离合器弹簧座32与 一号离合器活塞29之间的环形空间内，六个结构相同的一号离合器弹簧28的 回转轴线距发动机轴27的回转轴线的距离相等。六个一号离合器弹簧28两端 依次和一号离合器弹簧座32与一号离合器活塞29接触连接，在一号离合器弹 簧座32均匀地加工有六个结构相同的凸台，在与一号离合器弹簧座32上凸台 相对应的一号离合器活塞29上加工有六个均布的凹槽，六个结构相同的一号离 合器弹簧20的一端安装在一号离合器活塞29上的凹槽内，另一端套装在一号 离合器弹簧座32的凸台上。一号离合器弹簧座32套装在一号离合器毂41上， 二者之间为转动连接，并在二者之间加有一号离合器垫片33。在一号离合器壳 体45外圆柱壁的内侧加工有两个相同的花键槽，两个相同的一号离合器摩擦片 43与一号离合器壳体45之间采用花键副连接。在一号离合器毂41外圆柱壁的 外侧加工有两个相同的花键槽，两个相同的一号离合器钢片30和一号离合器毂 41之间采用花键副连接。一号离合器壳体45与一号离合器毂41之间为转动连 接。在一号离合器活塞29外侧圆面上加工出1号密封圈凹槽，并加装一号离合 器密封圈44。一号离合器壳体45、一号离合器卡环42、一号离合器毂41、一 号离合器摩擦片43、一号离合器钢片30、一号离合器弹簧座32，一号离合器活 塞29的旋转轴线与发动机轴27轴线重合。注油孔B位于一号离合器壳体45的 左侧壁上，用以输送液压油。一号离合器摩擦片43和一号离合器钢片30在一 号离合器弹簧28预紧力的作用下分离，此时离合器处于分离状态。当液压油从 注油孔B进入，一号离合器活塞29克服一号离合器弹簧28的压紧力后，推动 一号离合器摩擦片43向右移动，一号离合器摩擦片43和一号离合器钢片30压 紧以实现对行星排太阳轮15进行锁止。当注油孔B与低压端接通时，一号离合 器摩擦片43和一号离合器钢片30分离，放松对太阳轮15的锁止。

在发动机轴27内部加工有一长盲孔，此长盲孔的轴线和发动机轴27的轴 线重合，并在和行星排太阳轮15配装部分沿径向加工有通孔，此通孔和长盲孔 径向相通，用来输送润滑油。

所述电机5的三个电源接头分别通过电线连接到电机控制器6的三个交流 电输入/输出接头，电机控制器6的正负极电源接头分别采用电线与电池7的正 负极连接。一号轮毂电机控制器11与二号轮毂电机控制器12的正负极电源接 头分别通过电线与电池7的正负极连接；一号轮毂电机控制器11与二号轮毂电 机控制器12的三个交流电输入/输出接头分别通过电线和后右轮毂电机10与后 左轮毂电机13的三个电源接头连接,分别对后右轮毂电机10与后左轮毂电机13 施加控制。系统中所用零件都已有产品，零件的具体型号需结合整车参数和设 计要求来确定。

本发明所述的四驱油电混合动力系统可以实现后驱模式、前驱模式、四驱 模式、行车充电和制动能量回收模式。其中行车充电模式可以存在于前驱模式， 也可存在于四驱模式中，而为了尽量避免机械能-电能-机械能的二次转换，在 后驱模式中不采用行车充电模式。本发明所述的四驱油电混合动力系统的工作 模式如下表所示：

1.后驱模式

参阅图5，后驱模式主要用于启动车辆以及在车辆低速、低功率需求下驱动 汽车。在此模式下，驱动车辆所需能量全部来自电池7，由后右轮毂电机10和 后左轮毂电机13转化为机械能驱动汽车行驶。

2.前驱模式

前驱模式可以进一步划分为发动机单独驱动模式和发动机驱动并充电模 式。这两种模式的共同特点是：汽车只由发动机8通过行星排和主减速器差速 器总成19驱动行驶，后左轮毂电机13和后右轮毂电机10同时空转。

参阅图7，在发动机驱动并充电模式下，一号离合器4、二号离合器16分 离，发动机8输出的功率一部分经过行星排由机械路径传递到主减速器差速器 总成19，驱动整车行驶，另一部分经过行星排太阳轮15，由电机5转化为电能 储存到电池7中。

参阅图6，在发动机单独驱动模式下，一号离合器4锁止，二号离合器16 分离，此时发动机8发出的功率经过行星排齿圈全部传递到主减速器差速器总 成19驱动整车行驶。

两种子模式的划分主要是根据发动机8在最优工作曲线上的最大输出功率。 当整车需求功率小于发动机8最优工作曲线的最大功率时，采用发动机单独驱 动模式，整车需求功率全部由发动机8提供，此时可控制发动机8在最优工作 曲线上工作，从而获得较好的燃油经济性；如果整车需求功率大于发动机8最 优工作曲线的最大功率时，控制发动机8在最大功率点上工作，同时由电池7 补足额外的功率，此时汽车处于四驱模式工作。

3.四驱模式

参阅图8，当汽车处于加速、爬坡等工况时，整车需求功率很大，此时为满 足汽车动力性需求，采取四驱模式工作。这一模式的特点是：二号离合器16结 合，一号离合器4可能结合，也可能分离，发动机8通过行星排、主减速器差 速器总成19驱动汽车行驶，后左轮毂电机13、后右轮毂电机10同时驱动后轮 行驶。在这一模式下，由于汽车前后轴载荷的差异，有出现前轮或者后轮滑转 现象。当出现滑转时，通过控制一号离合器4的结合与分离，或者发动机8输 出功率大小改变前轴的驱动力矩，通过调整电池7的输出功率、后左轮毂电机 13、后右轮毂电机10来改变后轴驱动力矩，从而提高汽车的驱动性。

4.再生制动模式

汽车制动模式可以分为机械制动、再生制动和联合制动。由于本发明具有 的特殊结构，使其具有最大限度上回收制动能量的潜能。

参阅图9，在再生制动模式下，二号离合器16锁止，汽车前轴通过主减速 器差速器总成19、输出轴17、行星排齿圈2、太阳轮15驱动电机5发电，后轮 通过后左轮毂电机13、后右轮毂电机10回收制动能量。此模式实现了回收车辆 的惯性能，并将其储存于电池7中，在需要的时候用来驱动车辆行驶，从而提 高了汽车的燃油经济性。

为保证制动安全性，在非紧急制动的情况下，并且车速高于某一阈值时， 进入再生制动模式。如果此时汽车的需求制动力矩小于电机5、后左轮毂电机 13和后右轮毂电机10的制动力矩，便采取再生制动模式，将所回收的制动能量 存储于电池7中。如果此时汽车的需求制动力矩大于电机5、后左轮毂电机13 和后右轮毂电机10的制动力矩，便采取联合制动模式，此时只能够回收部分汽 车惯性能，而另一部分能量由机械制动器以热能的形式耗散。

本发明所述的四驱油电混合动力系统的工作原理。

参阅图10，本发明所述的四驱油电混合动力系统中还包括用于传统汽车上 的传感器。在此，为确保本发明所述系统正常工作，需要的传感器包括转向盘 转角传感器、加速踏板传感器、制动踏板传感器、车速传感器、轮速传感器(包 括前左轮轮速传感器、前右轮轮速传感器、后左轮轮速传感器、后右轮轮速传 感器)、横摆角速度传感器、发动机传感器、电机传感器、轮毂电机传感器等， 电池状态可以通过电池输出电流、电压及电池温度传感器获得。由转向盘转角 传感器信号、加速踏传感器板信号、制动踏板传感器信号等判断驾驶员的驾驶 意图，汽车行驶状态计算模块通过车速传感器信号、轮速传感器信号和横摆角 速度传感器信号等得到汽车此时的行驶状况，由发动机传感器信号、电机传感 器信号、轮毂电机传感器信号和电池状态信号获得汽车各动力源的状态信息。 通过整车控制器综合后得到最优控制策略，并输出控制信号至发动机控制器、 电机控制器6、一号轮毂电机控制器11和二号轮毂电机控制器12等控制器。由 各控制器输出控制信号对相应的执行机构进行控制，具体为发动机控制器控制 发动机，电机控制器6控制电机5工作状态，一号轮毂电机控制器11输出控制 信号对后右轮毂电机10施加控制，二号轮毂电机控制器12用来控制后左轮毂 电机13的工作状况。其中，发动机8在出厂后已经集成有发动机控制器，所以 在系统结构原理图(1)中没有画出发动机控制器。通过各执行机构来改变汽车 的行驶状况，从而使汽车产生合适的横摆力矩及驱动转矩，保持良好的转向性 能和最佳的稳定性。

本发明所述的四驱油电混合动力系统具有以下特点：

1.整车控制器根据车速、加速踏板的位置信号以及电池7的荷电状态，通 过调整电机5的转速与后左轮毂电机13、后右轮毂电机10的输出转矩，在满足 整车车速和需求转矩的同时保证发动机8工作在最佳效率区域。

2.行星排的作用是通过电机5调节发动机8转速，实现发动机8转速的解 耦，由于电机5的转速限制，只能在一定速度范围内解除车速对发动机转速的 限制。

3.后左轮毂电机13和后右轮毂电机10基于地面实现与发动机转矩的耦合， 当汽车需求转矩较大，发动机8无法满足需求时，通过电池7驱动两个轮毂电 机，此时汽车以并联模式运行。

4.本四驱油电混合动力系统汽车前轴通过发动机机械驱动，主减速器差速 器总成19上安装有主减速器和差速器，以实现减速增扭功能。后轮采用两个轮 毂电机，现有产品即可满足需求。

5.当车速很高，通过锁止一号离合器4实现发动机功率全部传递到前轴， 此时的传动效率很高。如若汽车需求功率很大，汽车以并联模式运行。

6.本四驱油电混合动力系统汽车通过前轮转向，与普通汽车不同的是该车 可以利用后左轮毂电机13、后右轮毂电机10协调转向，提高了汽车的转向性能。

7.当汽车行驶在低附着系数路面(如冰雪路面)时，通过一号离合器4、电 机5改变前轮的驱动力矩。同时，通过后左轮毂电机13、后右轮毂电机10提高 汽车的动力性和主动安全性。

8.整车控制器根据转向盘转角和制动主缸压力信号判断驾驶员的驾驶意 图，计算出理想的车辆行驶参数值，通过与实际参数比较，根据控制算法得到 期望的横摆力矩，然后通过控制后左轮毂电机13、后右轮毂电机10，或者通过 对前后轮的主动制动得到需要的车辆横摆力矩。

9.当汽车制动时，锁止二号离合器16，此时汽车前后轮同时回收制动能量。 如若车速和制动减速度在一定阈值内，以二次制动实现减速。

根据以上的原理特点可以看出，本发明在保证汽车足够的动力性的前提下， 能够使发动机8运行于最佳效率的燃油经济性区域，能够获得更高的燃油经济 性的排放性。由于后左轮毂电机13与后右轮毂电机10的加入，可以使汽车对 发动机8最大扭矩或者最大功率的需求降低，减小了发动机8的尺寸，提高了 发动机8正常行驶时的负荷率。一号离合器4的加入实现了发动机8以机械方 式单独驱动汽车行驶，提高了系统的综合效率。二号离合器16的引入提高了汽 车制动能量回收效率，提高了燃油经济性。行星排和后左轮毂电机13与后右轮 毂电机10的加入使整车控制具有更大的灵活性，便于实现电子控制，在保证汽 车动力性和燃油经济性的同时提高了汽车的主动安全性。