CN101143560B - 车辆的混合动力装置 - Google Patents

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Abstract

一种车辆的混合动力装置，是能用以驱动一车轮与一发电机，并包含一能输出一引擎动力的引擎、一能辅助驱动该车轮的马达、一用以将该引擎动力传送至发电机与车轮的齿轮单元、一能控制该齿轮单元的工作的离合器，以及一能控制该离合器与该发电机的工作的控制器。利用该控制器能令该离合器控制该齿轮组件的一第二减速齿轮组呈自由/锁住状态，呈自由状态且为车辆行驶时，引擎动力传递至发电机与车轮；而呈锁住状态时，引擎动力则完全传递至车轮，借以能增进引擎输出效率。

Description

车辆的混合动力装置
【技术领域】
本发明是有关于一种车辆的混合动力装置，特别是关于一种能有效提高引擎输出效率的车辆的混合动力装置。
【背景技术】
如图1所示，一般车辆的混合动力装置1是包含一引擎11、一其一端连接该引擎11的动力输出轴12、一套设于该动力输出轴12上的行星齿轮组13、一轮毂马达14、一用以连接该行星齿轮组13与该轮毂马达14的第一传动皮带15、一发电机16，以及一用以连接该动力输出轴12的另一端与该发电机16的第二传动皮带17。
当该引擎11工作而带动该动力输出轴12转动，以输出一引擎动力时，透过该行星齿轮组13与该第一传动皮带15相配合，能将部分引擎动力传递至该轮毂马达14，以使该轮毂马达14工作而驱使一车辆后轮18转动；同时，该第二传动皮带17能将部分引擎动力传送至该发电机16，以使该发电机16工作而输出电力至一电瓶(图中未示)储存备用。
然而，当该引擎11工作时，其所输出引擎动力便会配送至该轮毂马达14与该发电机16，让该轮毂马达14辅助引擎动力驱使车辆后轮18转动，且让该发电机16输出电力，故该引擎动力于配送至该发电机16的部分，并未以电瓶电力的实际状况而判断是否需驱使该发电机16工作发电，使得该引擎11必须承受该发电机16此固定负载，不仅会造成引擎输出效率低落，且会导致该引擎11的动力无法适时输出较佳效率。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种能依据需求始将引擎动力配送予发电机使用，而能有效提高引擎输出效率的车辆的混合动力装置。
为了达到上述目的，本发明提供一种车辆的混合动力装置，是能用以驱动一车轮与一发电机，并包含一能输出一引擎动力的引擎、一能辅助驱动该车轮的马达、一能将该引擎动力传递至该车轮与该发电机的齿轮单元、一能控制该齿轮单元工作的离合器，以及一能控制该离合器与该发电机工作的控制器，该齿轮单元具有一齿轮组件，该齿轮组件具有一能受该引擎动力带动的行星后架、一平行间隔于该行星后架且能与其同步转动的行星前架、一可枢转地贯穿该行星前架的太阳齿轮轴、一位于该行星前、后架间且套固于该太阳齿轮轴上的太阳齿轮、数个枢设于该行星前、后架间且环绕并啮接该太阳齿轮的行星齿轮、一环绕并啮接该数个行星齿轮的前环齿轮、一连接该前环齿轮的后环齿轮、一啮接该后环齿轮的传动齿轮、一能受该传动齿轮连动以传递动力至车轮的第一减速齿轮组，以及一能受该太阳齿轮轴带动的第二减速齿轮组，该第二减速齿轮组能连动该发电机与离合器，该离合器能控制该第二减速齿轮组呈自由/锁住状态。
本发明的功效在于，利用该控制器能令该离合器控制该第二减速齿轮组呈自由/锁住状态，呈自由状态(如电瓶电力不足)且为车辆行驶时，引擎动力传递至发电机与车轮，而呈锁住状态(如高速行驶)时，引擎动力则完全传递至车轮，借以能增进引擎输出效率。
【附图说明】
图1是一结构示意图，说明一般车辆的混合动力装置。
图2是一结构示意图，说明本发明的车辆的混合动力装置的一较佳实施例。
图3是该较佳实施例的一工作流程图。
【具体实施方式】
有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考图式的一个较佳实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。
如图2所示，本发明的车辆的混合动力装置2的该较佳实施例，是用以驱动一发电机23与一车轮22。该车辆的混合动力装置2包含一能输出一引擎动力的引擎21、一能辅助驱动该车轮22的马达29、一能将该引擎动力传送至该发电机23与该车轮22的齿轮单元24、一能控制该齿轮单元24的工作的离合器25，以及一能控制该离合器25与该发电机23的工作的控制器26。本实施例中，该离合器25为电子离合器；该控制器26是为一电子控制器(ECU)，并能接收一轮速讯号(即代表车速)、一残电讯号(即代表电瓶电力状况)，以及一油门讯号，据以控制该离合器25与该发电机23的工作。
该齿轮单元24具有一箱座27，以及一容置于该箱座27中且呈足够油润状态的齿轮组件28。该箱座27具有一概呈ㄇ型的顶壳271、一与该顶壳271锁组在一起且概呈平板状的底壳272，以及一设置于该顶壳271与该底壳272的相交接处间的油封273。
该齿轮组件28是连接位在该箱座27外的该引擎21、该离合器25与该发电机23，该齿轮组件28并具有一能受引擎动力带动而转动的行星后架281、一穿设于该箱座27的底壳272上且其两端分别固接该引擎21与该行星后架281的引擎传动轴282、一平行间隔于该行星后架281且能与其同步转动的行星前架283、一可枢转地贯穿该行星前架283且其两端分别枢接该行星后架281与该箱座27的顶壳271的太阳齿轮轴284、一位于该行星前架283与该行星后架281间且套固于该太阳齿轮轴284上的太阳齿轮285、四枢设于该行星前架283与该行星后架281间且环绕并啮接该太阳齿轮285的行星齿轮287(图中仅显现出二个)、四分别可枢转地轴穿该四行星齿轮287且两端分别固接该行星前架283与该行星后架281的行星齿轮轴286(图中仅显现出二个)、一枢套于该引擎传动轴282上的后环齿轮241、一叠合于该后环齿轮241并予之锁固且环绕并啮接该四行星齿轮287的前环齿轮242、一其两端分别枢接该箱座27的底壳272与顶壳271的传动齿轮轴243、一套固于该传动齿轮轴243上且啮接该后环齿轮241的传动齿轮244、一穿设于该底壳272上且其一端枢接该顶壳271而其另一端连接该车轮22与该马达29的动力输出轴245、一具有二分别套固于该传动齿轮轴243与该动力输出轴245上且相啮合的第一减速齿轮A、B的第一减速齿轮组246、一具有三相啮合的第二减速齿轮C～E且该第二减速齿轮C是套固于该太阳齿轮轴284上的第二减速齿轮组288、一穿设于该箱座27的顶壳271上且其两端分别连接该离合器25与该第二减速齿轮D的离合器连接轴289、一穿设于该箱座27之顶壳271上且其两端分别连接该发电机23与该第二减速齿轮E的发电机连接轴280、八滚珠轴承247、八分别对应该八滚珠轴承247的轴封248，以及七滚针轴承249(图中仅显示五个)。本实施例中，滚珠轴承247是为高速滚珠轴承者，滚针轴承249亦为高速滚针轴承。
而该八滚珠轴承247与该八轴封248是分别设置于该引擎传动轴282、该太阳齿轮轴284、该传动齿轮轴243、该动力输出轴245、该离合器连接轴289与该发电机连接轴280等分别与该箱座27的顶壳271与底壳272的相交接处间。该七滚针轴承249则是分别设置于该后环齿轮241与该引擎传动轴282的相交接处间、该四行星齿轮轴286分别与该四行星齿轮287的相交接处间(图中仅显示出二个)，以及该行星前、后架283、281分别与该太阳齿轮轴284的相交接处间。
主要是透过该引擎传动轴282、该行星后架281、该四行星齿轮轴286与该行星前架283相配合，让引擎动力传递至该四行星齿轮287，使该四行星齿轮287绕该太阳齿轮285进行公转运动，配合该四行星齿轮287是相啮合于该太阳齿轮285与该前环齿轮242，故该四行星齿轮287于进行公转运动之际亦会伴随着产生自转运动。此时，引擎动力有二道传递路径：I、引擎动力能经由该四行星齿轮287、该前环齿轮242、该后环齿轮241、该传动齿轮244、该传动齿轮轴243、该二第一减速齿轮A、B而传递至该动力输出轴245，而驱使该车轮22转动，另一方面，并可依车辆行驶状况，由该马达29辅助引擎动力的输出，用以辅助驱使该车轮22的转动；II、引擎动力能经由该四行星齿轮287、该太阳齿轮285、该太阳齿轮轴284、该二第二减速齿轮C、E与该发电机连接轴280的依序转动，而传递至该发电机23，在该发电机23接受到该控制器26的启动发电讯号后，便能启动发电而输出电力予一电瓶(图中未示)储存备用。
如图2与图3所示，该控制器26能依据该轮速讯号、该残电讯号与该油门讯号，令该离合器25控制该第二减速齿轮C呈自由/锁住状态，借以决定引擎动力的传递路径，以及该发电机23工作与否。当该控制器26测知电瓶残电不足时，便令该发电机23启动发电，且令该离合器25不工作，以使该第二减速齿轮C呈自由状态，此代表该太阳齿轮285、该太阳齿轮轴284与该第二减速齿轮C等是处于能被连动状态，此时，该引擎21所输出的引擎动力，便能经由前述传递路径I、II而分别传递至该发电机连接轴280与该动力输出轴245，而能驱使该发电机23发电与该车轮22转动。
而当该控制器26接受到油门讯号为油门全开，或是测知电瓶残电充足或车辆处于高速行驶状态时，便令该发电机23停止工作而无须发电，且令该离合器25作，以使该第二减速齿轮C呈锁住状态，此代表该太阳齿轮285、该太阳齿轮轴284与该第二减速齿轮C等是处于无法被连动状态，引擎动力便经由前述传递路径I而全部传送至该动力输出轴245，而全力驱使该车轮22转动。
另外，当该引擎21处于怠速状态时，该控制器26令该离合器25不工作，且令该发电机23不启动发电，该第二减速齿轮C则呈自由状态，引擎动力会经由该四行星齿轮287、该太阳齿轮285、该太阳齿轮轴284与该三第二减速齿轮C～E等的依序工作，而传递至该发电机连接轴280与该离合器连接轴289，以使该发电机连接轴280与该离合器连接轴289产生空转，该发电机23便无法受力工作；此时，该四行星齿轮287并无法啮动该前环齿轮242，所以该动力输出轴245无受引擎动力的传动，亦即引擎动力无法传递至该车轮22。
因此，该车辆的混合动力装置2于实际操作时，利用该控制器26能依据轮速讯号、残电讯号与油门讯号，令该离合器25控制该第二减速齿轮C呈自由状态或锁住状态，以使引擎动力能于适当时机与工作区间内始传送至该发电机23，让该发电机23输出电力以对电瓶进行充电。例如：当电瓶电力不足时，该离合器25不工作，该第二减速齿轮C呈自由状态，让引擎动力传递至该发电机连接轴280，以驱动该发电机23发电；而当于油门讯号全开或高速行驶或电瓶电力充足时，该离合器25工作，该第二减速齿轮C呈锁住状态，让引擎动力完全传递至该动力输出轴245以驱动该车轮22，此时该发电机23则不发电。借以让该发电机23成为该引擎21的弹性负载，该引擎21能于适当负载状况下发挥最佳输出效率，有效控制适当状况的最佳动力输出，并避免不必要的动力耗损，明显能改善一般车辆的混合动力装置1(见图1)的该发电机16是该引擎11的固定负载，以致造成引擎输出效率差且不当耗损等问题。
归纳上述，本发明车辆的混合动力装置2，利用该控制器26能令该离合器25控制该第二减速齿轮C呈自由/锁住状态，于该第二减速齿轮C呈锁住状态时，引擎动力能完全传递至该动力输出轴245以驱动该车轮22，借以能增进引擎输出效率，并避免不必要的动力耗损，故确实可达到本发明的目的。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，即大凡依本发明申请专利范围及发明说明内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明专利涵盖的范围内。
【主要元件符号说明】
2 车辆的混合动力装置              286 行星齿轮轴
21 引擎                           287 行星齿轮
22 后车轮                         288 第二减速齿轮组
23 发电机                         C～E 第二减速齿轮
24 齿轮单元                       289 离合器连接轴
241 后环齿轮                      280 发电机连接轴
242 前环齿轮                      29 马达
243 传动齿轮轴
244 传动齿轮
245 动力输出轴
246 第一减速齿轮组
A、B 第一减速齿轮
247 滚珠轴承
248 轴封
249 滚针轴承
25 离合器
26 控制器
27 箱座
271 顶壳
272 底壳
273 油封
28 齿轮组件
281 行星后架
282 引擎传动轴
283 行星前架
284 太阳齿轮轴
285 太阳齿轮

Claims (7)

1.一种车辆的混合动力装置，是能用以驱动一车轮与一发电机，并包含一能输出一引擎动力的引擎、一能辅助驱动该车轮的马达、一用以将该引擎动力传递至该发电机与该车轮的齿轮单元、一能控制该齿轮单元工作的离合器，以及一能控制该离合器与该发电机工作的控制器，其特征在于：
该齿轮单元具有一齿轮组件，该齿轮组件具有一能受该引擎动力带动的行星后架、一平行间隔于该行星后架且能与其同步转动的行星前架、一可枢转地贯穿该行星前架的太阳齿轮轴、一位于该行星前、后架间且套固于该太阳齿轮轴上的太阳齿轮、数个枢设于该行星前、后架间且环绕并啮接该太阳齿轮的行星齿轮、一环绕并啮接该数个行星齿轮的前环齿轮、一连接该前环齿轮的后环齿轮、一啮接该后环齿轮的传动齿轮、一能受该传动齿轮连动以传递动力至车轮的第一减速齿轮组，以及一能受该太阳齿轮轴带动的第二减速齿轮组，该第二减速齿轮组能连动该发电机与离合器，该离合器能控制该第二减速齿轮组呈自由/锁住状态。
2.如权利要求1所述车辆的混合动力装置，其特征在于：该离合器是电子离合器。
3.如权利要求1所述车辆的混合动力装置，其特征在于：该齿轮单元还具有一箱座，该箱座具有一顶壳、一与该顶壳锁组的底壳，以及一设置于该顶壳与该底壳的相交接处间的油封。
4.如权利要求3所述车辆的混合动力装置，其特征在于：该齿轮组件还具有一穿设于该箱座的底壳上且其两端分别固接该引擎与该行星后架的引擎传动轴、数个分别可枢转地轴穿该数个行星齿轮且两端分别固接该行星前架与该行星后架的行星齿轮轴、一其两端分别枢接该箱座的底壳与顶壳且供该传动齿轮套固的传动齿轮轴、一穿设于该底壳上且其一端枢接该顶壳而其另一端连接该车轮的动力输出轴、一穿设于该顶壳上且其两端分别连接该离合器与该第二减速齿轮组的离合器连接轴，以及一穿设于该顶壳上且其两端分别连接该发电机与该第二减速齿轮组的发电机连接轴，该后环齿轮是枢套于该引擎传动轴上，该第一减速齿轮组具有数个分别套固于该传动齿轮轴与该动力输出轴上且相啮合的第一减速齿轮，该第二减速齿轮组具有数个分别套固于该太阳齿轮轴、该离合器连接轴与该发电机连接轴上且相啮合的第二减速齿轮。
5.如权利要求4所述车辆的混合动力装置，其特征在于：该齿轮组件还具有数个滚珠轴承，以及数个分别对应该数个滚珠轴承的轴封，该数个滚珠轴承与该数个轴封是分别设置于该引擎传动轴、该太阳齿轮轴、该传动齿轮轴、该动力输出轴、该离合器连接轴与该发电机连接轴分别与该箱座的交接处间。
6.如权利要求5所述车辆的混合动力装置，其特征在于：该齿轮组件还具有数个滚针轴承，是分别设置于该后环齿轮与该引擎传动轴的相交接处间、该数个行星齿轮轴分别与该数个行星齿轮的相交接处间，以及该行星前、后架分别与该太阳齿轮轴的相交接处间。
7.如权利要求1或6所述车辆的混合动力装置，其特征在于：该控制器能接收一轮速讯号、一残电讯号，以及一油门讯号，据以控制该离合器与该发电机的工作。
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