CN107839463A - 复合动力系统及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

一种复合动力系统,用于带动一个轮轴齿轮,且包含一个传动单元及一个动力单元。该传动单元包括一个具有连动的一根第一传动轴及一根第二传动轴的第一周转轮系、一个第二周转轮系,及一个离合器。该第二周转轮系具有一根第三传动轴、一根第四传动轴、一根第五传动轴、一个设置于该第三传动轴的第一制动器,及一个设置于该第五传动轴的第二制动器。该离合器的两端分别耦接于该第二传动轴与该第五传动轴。该第二传动轴耦接于该轮轴齿轮。该动力单元包括一个轴接于该第一传动轴的第一电机、一个轴接于该第三传动轴的第二电机、一个轴接于该第四传动轴的发动机,及一个电连接于该第一电机与该第二电机间的电池。

Description

复合动力系统及其控制方法
技术领域
本发明涉及一种动力系统及其控制方法,特别是涉及一种采用热动力源与电动力源进行动力输出的复合动力系统及其控制方法。
背景技术
复合动力车辆(Hybrid Electrical Vehicle,HEV)是指安装两种动力来源—热动力源(如汽柴油引擎)与电动力源(如马达)的车辆,并且通过一套机械变速机构将两动力源的动力连结及输出。因此,复合动力系统即是包含热动力源、电动力源,及机械变速机构的系统。
其中,该机械变速机构有如美国发明专利第US8491438B2号及中国台湾发明专利第I539100号所分别公开的传动装置,皆采用离合器与制动器对两个行星齿轮周转轮系进行动力传递与中止的切换,以产生并联传动的效果。但是,由于所述行星齿轮周转轮系间有耦合,所以会让连结于所述行星齿轮周转轮系的热动力源与电动力源彼此干涉,因而造成输出能量的损耗。
发明内容
本发明的其中一个目的在于提供一种让热动力源与电动力源能单独或并联地输出动力,以提高输出效率的复合动力系统。
本发明的复合动力系统,用于带动一个轮轴齿轮,且包含一个传动单元及一个动力单元。
该传动单元包括一个第一周转轮系、一个第二周转轮系,及一个离合器。该第一周转轮系具有连动的一根第一传动轴及一根第二传动轴。该第二周转轮系具有一根第三传动轴、一根第四传动轴、一根第五传动轴、一个设置于该第三传动轴的第一制动器,及一个设置于该第五传动轴的第二制动器。该离合器的两端分别耦接于该第二传动轴与该第五传动轴。该第二传动轴耦接于该轮轴齿轮。该第一制动器能对该第三传动轴产生制动力,而让该第四传动轴与该第五传动轴连动。该第二制动器能对该第五传动轴产生制动力,而让该第三传动轴与该第四传动轴连动。
该动力单元包括一个轴接于该第一传动轴的第一电机、一个轴接于该第三传动轴的第二电机、一个轴接于该第四传动轴的发动机,及一个电连接于该第一电机与该第二电机间的电池。
较佳地,该第一周转轮系还具有一个齿轮箱、一个套设于该第一传动轴的太阳齿轮、一个固定设置于该齿轮箱的行星架、一个连结于该第二传动轴的外环齿轮,及至少一个设置于该行星架且啮合于该太阳齿轮与该外环齿轮间的行星齿轮。
较佳地,该第一周转轮系还具有一个齿轮箱、一个套设于该第一传动轴的太阳齿轮、一个连结于该第二传动轴的行星架、一个固定设置于该齿轮箱的外环齿轮,及至少一个设置于该行星架且啮合于该太阳齿轮与该外环齿轮间的行星齿轮。
较佳地,该第一周转轮系还具有一个齿轮箱、一个固定设置于该齿轮箱的太阳齿轮、一个连结于该第二传动轴的行星架、一个连结于该第一传动轴的外环齿轮,及至少一个设置于该行星架且啮合于该太阳齿轮与该外环齿轮间的行星齿轮。
较佳地,该第二周转轮系还具有一个套设于该第三传动轴的太阳齿轮、一个连结于该第五传动轴的行星架、一个连结于该第四传动轴的外环齿轮,及至少一个设置于该行星架且啮合于该太阳齿轮与该外环齿轮间的行星齿轮。
较佳地,该第二周转轮系还具有一个套设于该第三传动轴的太阳齿轮、一个连结于该第四传动轴的行星架、一个连结于该第五传动轴的外环齿轮,及至少一个设置于该行星架且啮合于该太阳齿轮与该外环齿轮间的行星齿轮。
此外,本发明的另一个目的在于提供一种适用于控制上述复合动力系统,以配合输出动力需求的控制方法。
于是,该控制方法为根据输出动力的需求,而分为一个低速电动模式、一个低速巡航模式、一个变速模式、一个高速巡航模式,及一个减速回充模式。
在该低速电动模式下,该第一电机启动,该第二电机与该发动机不启动,该离合器松开,使该第一电机成为动力源。
在该低速巡航模式下,该第一电机与该发动机启动,该离合器松开,使该第一电机成为动力源。该第二制动器制动该第五传动轴,使该发动机带动该第二电机运转,而能调配该发动机的转速且同时对该电池充电。
在该变速模式下,该第一电机与该发动机启动,该离合器闭合,使该第一电机与该发动机复合为动力源,并且配合该第一制动器的制动,调整该发动机对该轮轴齿轮的输出动力。
在该高速巡航模式下,该发动机启动,该离合器闭合,使该发动机成为动力源,并且配合该第一制动器的制动,调整该发动机对该轮轴齿轮的输出动力。
在该减速回充模式下,该第一电机与该第二电机不启动,该轮轴齿轮成为动力源,并且配合该离合器的松合,分配带动该第一电机与该第二电机的动力,而能对该电池充电。
较佳地,该变速模式通过该第一制动器制动或不制动该第三传动轴,而分为一个高出力状态及一个低出力状态,当该变速模式在该高出力状态时,该第一制动器制动该第三传动轴,使该发动机的动力直接传递给该轮轴齿轮,当该变速模式在该低出力状态时,该第一制动器不制动该第三传动轴,使该发动机的动力不仅传递给该轮轴齿轮,同时还带动该第二电机运转,而能对该电池充电。
较佳地,该高速巡航模式通过该第一制动器制动或不制动该第三传动轴,而分为一个高出力状态及一个低出力状态,当该高速巡航模式在该高出力状态时,该第一制动器不制动该第三传动轴,同时该第二电机启动,使该第二电机与该发动机的动力叠加传递给该轮轴齿轮,当该高速巡航模式在该低出力状态时,该第一制动器制动该第三传动轴,使该发动机的动力传递给该轮轴齿轮。
较佳地,该减速回充模式通过该离合器的松开或闭合,而分为一个单充电状态及一个双充电状态。当该减速回充模式在该单充电状态时,该离合器松开,使该轮轴齿轮通过该第一周转轮系带动该第一电机运转,当该减速回充模式在该双充电状态时,该离合器闭合,使该轮轴齿轮同时带动该第一周转轮系与该第二周转轮系运转。
本发明的有益效果在于:借由控制该第一制动器、该第二制动器,及该离合器的运作,以切换该动力单元与该轮轴齿轮间的能量流向,使得复合动力系统中的热动力源与电动力源能单独或并联地输出动力,以提高整体系统的输出效率。并且,根据不同的动力需求来对应产生合适的模式,使该发动机能在稳定且较佳性能的工作区间内运转,从而降低油耗及废气排放。
附图说明
本发明的其他的特征及功效,将于参照图式的实施方式中清楚地呈现,其中:
图1是本发明复合动力系统的一个第一实施例的一个示意图;
图2是本发明复合动力系统的一个第二实施例的一个示意图;
图3是本发明复合动力系统的一个第三实施例的一个示意图;
图4是本发明复合动力系统的一个第四实施例的一个示意图;
图5是该第一实施例在一个低速电动模式下的一个示意图;
图6是该第一实施例在一个低速巡航模式下的一个示意图;
图7是该第一实施例在一个变速模式下且为一个低出力状态的一个示意图;
图8是该第一实施例在该变速模式下且为一个高出力状态的一个示意图;
图9是该第一实施例在一个高速巡航模式下且为一个高出力状态的一个示意图;
图10是该第一实施例在该高速巡航模式下且为一个低出力状态的一个示意图;
图11是该第一实施例在一个减速回充模式下且为一个单充电状态的一个示意图;
图12是该第一实施例在该减速回充模式下且为一个双充电状态的一个示意图;
图13是一个示意图,说明该第一实施例在该减速回充模式下且为该双充电状态的另一个实施态样;
图14是该第一实施例在一个怠速回充模式下的一个示意图。
具体实施方式
在本发明被详细描述之前,应当注意在以下的说明内容中,类似的组件是以相同的编号来表示。
参阅图1,本发明复合动力系统的一个第一实施例是用于带动一个轮轴齿轮300,且包含一个传动单元100及一个动力单元200。
该传动单元100包括一个第一周转轮系110、一个第二周转轮系120,及一个离合器130。并且,该第一周转轮系110具有连动的一根第一传动轴111与一根第二传动轴112、一个齿轮箱113、一个套设于该第一传动轴111的太阳齿轮114、一个固定设置于该齿轮箱113的行星架115、一个连结于该第二传动轴112的外环齿轮116,及多个设置于该行星架115且啮合于该太阳齿轮114与该外环齿轮116间的行星齿轮117。该第二周转轮系120具有一根第三传动轴121、一根第四传动轴122、一根第五传动轴123、一个设置于该第三传动轴121的第一制动器124、一个设置于该第五传动轴123的第二制动器125、一个套设于该第三传动轴121的太阳齿轮126、一个连结于该第五传动轴123的行星架127、一个连结于该第四传动轴122的外环齿轮128,及多个设置于该行星架127且啮合于该太阳齿轮126与该外环齿轮128间的行星齿轮129。
其中,该离合器130的两端分别耦接于该第二传动轴112与该第五传动轴123,并且该第二传动轴112耦接于该轮轴齿轮300。值得一提的是,当该第一传动轴111转动时,会带动所述行星齿轮117分别相对于该行星架115转动,而连带使该外环齿轮116与该第二传动轴112转动。该第一制动器124能对该第三传动轴121产生制动力,而固定该太阳齿轮126,使得当该第四传动轴122传递动力而带动该外环齿轮128转动时,所述行星齿轮129带动该行星架127及该第五传动轴123相对于该太阳齿轮126转动。同样地,该第二制动器125能对该第五传动轴123产生制动力,而固定该行星架127,使得当该第四传动轴122传递动力而带动该外环齿轮128转动时,所述行星齿轮129分别相对于该行星架127转动,而带动该太阳齿轮126与该第三传动轴121转动。
该动力单元200包括一个轴接于该第一传动轴111的第一电机210、一个轴接于该第三传动轴121的第二电机220、一个轴接于该第四传动轴122的发动机230,及一个电连接于该第一电机210与该第二电机220间的电池240。在本实施例中,该第一电机210与该第二电机220根据能量的转换,而能视为马达或发电机,当该第一电机210或该第二电机220输入该电池240的电能而转换成机械能时,则为马达;相反地,当该第一电机210或该第二电机220接收该机械能而转换成输入该电池240的电能时,则为发电机。另外,该发动机230为借由燃料的内能而转化成机械能的装置,如一般车辆所常用的汽油机或柴油机等。
此外,对于该第一周转轮系110与该第二周转轮系120的实施态样能依照所述传动轴与行星齿轮系间的连结而有所变化。例如图2与图3分别公开该第一周转轮系110与该第二周转轮系120的不同实施态样,而作为本发明复合动力系统的一个第二实施例与一个第三实施例。
其中,如图2所示,该第二实施例用于带动一个轮轴齿轮300,且包含一个传动单元100及一个动力单元200。其中,该第二实施例与该第一实施例间的差异有下列两项:
一、该第一周转轮系110的行星架115是连结于该第二传动轴112,并且该外环齿轮116是固定地设置于该齿轮箱113。
二、该第二周转轮系120的行星架127是连结于该第四传动轴122,并且该外环齿轮128是连结于该第五传动轴123。
要说明的是,当该第一传动轴111转动时,会带动所述行星齿轮117分别相对于该外环齿轮116转动,而连带使该行星架115与该第二传动轴112转动。该第一制动器124能对该第三传动轴121产生制动力,以固定该太阳齿轮126,使得当该第四传动轴122带动该行星架127相对于该太阳齿轮126转动时,所述行星齿轮129带动该外环齿轮128与该第五传动轴123转动。另外,该第二制动器125能对该外环齿轮128与该第五传动轴123产生制动力,使得当该第四传动轴122带动该行星架127相对于该外环齿轮128转动时,所述行星齿轮129带动该太阳齿轮126与该第三传动轴121转动。
另外,如图3所示,该第三实施例用于带动一个轮轴齿轮300,且包含一个传动单元100及一个动力单元200。其中,该第三实施例与该第一实施例间的差异有下列两个项:
一、该第一周转轮系110的太阳齿轮114是固定设置于该齿轮箱113,而且该行星架115是连结于该第二传动轴112,以及该外环齿轮116是连结于该第一传动轴111。
二、该第二周转轮系120的外环齿轮128是直接地连结于该第四传动轴122。
要说明的是,当该第一传动轴111转动时,会带动该外环齿轮116转动,并且由于该太阳齿轮114固定不动,所以所述行星齿轮117分别相对于该太阳齿轮114转动,而连带使该行星架115与该第二传动轴112转动。该第一制动器124能对该第三传动轴121产生制动力,以固定该太阳齿轮126,使得当该第四传动轴122带动该外环齿轮128转动时,所述行星齿轮129带动该行星架127与该第五传动轴123转动。另外,该第二制动器125能对该行星架127与该第五传动轴123产生制动力,使得当该第四传动轴122带动该外环齿轮116相对于该行星架127转动时,所述行星齿轮129带动该太阳齿轮126与该第三传动轴121转动。
此外,对于该第一传动轴111与该第二传动轴112间的连动关系,除了上述的行星齿轮系之外,还能采用其它型态的齿轮系。因此,如图4所示,本发明复合动力系统的一个第四实施例用于带动一个轮轴齿轮300,且包含一个传动单元100’及一个动力单元200。
其中,该第四实施例与该第一实施例间的差异为该传动单元100’中的一个第一周转轮系140。
进一步说明,该第一周转轮系140具有一根第一传动轴111、一根第二传动轴112、一个齿轮箱113、一个套设于该第一传动轴111的入力齿轮141、一个套设于该第二传动轴112的出力齿轮142,及一个能枢转地设置于该齿轮箱113的传动齿轮143。该传动齿轮143同时啮合该入力齿轮141与该出力齿轮142,使得该第一传动轴111与该第二传动轴112产生连动关系。
应注意的是,上述图1至图4的第一周转轮系110(140)及第二周转轮系120两者间的配对关系并不以所述图面为限,而是能互相地搭配,例如以图2的第一周转轮系110搭配图3的第二周转轮系120,又或者是以图4的第一周转轮系140搭配图2的第二周转轮系120等,也同样包含在本发明的范围内。
如此,根据输出动力的需求,并且借由一个控制单元(图未示)对该第一制动器124、该第二制动器125,及该离合器130的控制,使得该第一电机210、该第二电机220,及该发动机230能通过该传动单元100(100’)产生不同的运转模式,以传递动力到该轮轴齿轮300,或是从该轮轴齿轮300所获得能量转化成电力储存于该电池240中。
因此,本发明还提出一种用于控制上述复合动力系统的控制方法。其中,虽是以该第一实施例作为该复合动力系统,但不应以此为限,也能适用于上述的其它实施例,或各实施例中的第一周转轮系110(140)及第二周转轮系120互相搭配而成的复合动力系统。
该控制方法首先根据输出动力的需求,而分为一个低速电动模式、一个低速巡航模式、一个变速模式、一个高速巡航模式、一个减速回充模式,及一个怠速回充模式,将各自于后叙明。
参阅图5,在该低速电动模式下,该第一电机210启动,该第二电机220与该发动机230不启动;并且,该离合器130松开,该第一制动器124与该第二制动器125不制动。如此,则该第一电机210成为单一的动力源,而且如图中的虚线所示,通过该第一周转轮系110向该轮轴齿轮300传递动力。
参阅图6,在该低速巡航模式下,该第一电机210与该发动机230启动;并且,该离合器130松开,该第一制动器124不制动,该第二制动器125制动该第五传动轴123。如此,则该第一电机210成为单一的动力源,而且如图中的虚线所示,通过该第一周转轮系110向该轮轴齿轮300传递动力。此外,由于该第五传动轴123被制动,使得该发动机230得以如图中的一点链线所示,通过该第二周转轮系120带动该第二电机220运转发电。因此,在该模式下,不仅能调配该发动机230的转速,以达到最佳的运转状态,还能对该电池240进行充电,而有效地降低该发动机230的能量浪费。
前述的模式均是以该第一电机210作为本发明复合动力系统的单一动力源,适用于动力需求较小,如启动及低速运转等时机。但是,随着动力需求的提升,该第一电机210的动力不足以应付需求时,则需要加入该发动机230的动力。
因此,在该变速模式下,该第一电机210与该发动机230启动;并且,该离合器130闭合,该第二制动器125不制动。如此,则该第一电机210如图7中的虚线所示,通过该第一周转轮系110向该轮轴齿轮300传递动力;另外,该发动机230如图7中的一点链线所示,通过该第二周转轮系120向该轮轴齿轮300传递动力,而使得该第一电机210与该发动机230复合为动力源。
要说明的是,由于在该低速巡航模式时,已经对该发动机230进行发动及暖机,所以当该离合器130闭合,该第二制动器125不制动时,该发动机230最佳的运转动力便能输出至该轮轴齿轮300,避免该发动机230因为怠速而产生的油耗及废气排放。此外,由图7中的一点链线可以看出,该发动机230的动力还是有通过该第二周转轮系120传递给该第二电机220运转,而能对该电池240充电,但也降低输出至该轮轴齿轮300的动力,所以将此配置称为一个低出力状态。相对于该低出力状态,也会有如图8所示的一个高出力状态,借由该第一制动器124制动该第三传动轴121,使得该发动机230的动力直接传递给该轮轴齿轮300。如此,在该变速模式下,控制该第一制动器124的制动,即可调整该发动机230对该轮轴齿轮300的输出动力的大小,同时搭配该第一电机210所提供的稳定动力,使得本发明复合动力系统在进行动力跃升的过程中,能更快速且稳定地进行变速切换。
接着,当进入下一个阶段—高速巡航模式时,就需要稳定且有效率的动力源。因此,以该发动机230作为本发明复合动力系统的主要动力源,并且将该离合器130闭合,同时不制动该第二制动器125,则该发动机230的动力传递给该轮轴齿轮300。
要说明的是,若该第二电机220在该高速巡航模式下启动,且该第一制动器124不制动该第三传动轴121时,则如图9中的一点链线所示,该第二电机220与该发动机230的动力通过该第二周转轮系120进行叠加并传递给该轮轴齿轮300,而呈现出一个高出力状态。此时,借由该控制单元针对路况及动力的统合信息进行无段变速(Continuously VariableTransmission,CVT),而让上述叠加的动力能如图9中的虚线所示,分配给该第一电机210运转发电。另一方面,若该第一制动器124制动该第三传动轴121时,则该高速巡航模式成为一个低出力状态,而如图10中的一点链线所示,仅由该发动机230的动力传递给该轮轴齿轮300。如此,在该高速巡航模式下,控制该第一制动器124的制动,即可调整该发动机230对该轮轴齿轮300的输出动力的大小,同时搭配该第二电机220所提供的稳定动力,使得本发明复合动力系统在进行高速巡航的过程中,能更稳定地对应路况进行变速切换。
再来,对于现有动力系统在制动减速而转换成热能的能量也能通过该传动单元100回收给该动力单元200。因此,在该减速回充模式下,该第一电机210与该第二电机220不启动,而是以该轮轴齿轮300作为动力输出端;并且配合该离合器130的松合,分配带动该第一电机210与该第二电机220的动力,而能对该电池240进行充电。
进一步说明,在本实施例中,该轮轴齿轮300是与该第一周转轮系110连结,所以不论该离合器130是松开或闭合,该轮轴齿轮300减速产生的能量都会借由该第一周转轮系110传递给该第一电机210,如图11与图12中的虚线所示。另一方面,对于该第二周转轮系120而言,只有在该离合器130闭合时,才能将该轮轴齿轮300减速产生的能量传递给该第二电机220或该发动机230,如图12与图13中的一点链线所示。因此,该减速回充模式能依照该离合器130的松开或闭合,而分为一个单充电状态及一个双充电状态。在该单充电状态时,该离合器130松开,而仅有该第一电机210运转发电;在该双充电状态时,该离合器130闭合,该第一电机210与该第二电机220同时运转发电。值得一提的是,若该发动机230正处于运转状态下,便如图12所示的一点链线,通过该第二周转轮系120叠加分别来自该发动机230与该轮轴齿轮300的能量,而传递给该第二电机220。另外,若该发动机230尚未启动时,也能将该第一制动器124制动该第三传动轴121,而使得该轮轴齿轮300的能量如图13中的一点链线所示,通过该第二周转轮系120传递给该发动机230。借由该第二周转轮系120与该发动机230的转动惯量提高减速的效率。
最后,参阅图14,在该怠速回充模式下,该第一电机210不启动,该发动机230为怠速运转;并且,该离合器130松开,该第一制动器124不制动,该第二制动器125制动该第五传动轴123。如此,则发动机230得以如图中的一点链线所示,通过该第二周转轮系120带动该第二电机220运转发电。因此,在该模式下,通过回收该发动机230的动力来对该电池240进行充电,而能有效地降低该发动机230的能量浪费。
应注意的是,上述所述模式或所述状态的次序,仅是用于说明在一般情况下的实施顺序,不应以此为限。并且,对于其中任何过程或方式的描述应被视为该实施流程的模块、片段、部分,或步骤,其包含一个或多个在该实施流程中实施所能呈现的特定功能,若能由熟知技艺者所了解的方式进行次序互换,以达成相同的功能或功效,理应包含在本发明的范围内。
经由上述说明,可以了解到本发明复合动力系统及其控制方法的主要贡献即是借由控制该第一制动器124、该第二制动器125,及该离合器130的运作,以切换该动力单元200与该轮轴齿轮300间的能量流向,使得复合动力系统中的热动力源(即该发动机230)与电动力源(即该第一电机210与该第二电机220)能单独或并联地输出动力,以提高整体系统的输出效率。并且,根据不同的动力需求来对应产生合适的模式,使该发动机230能在稳定且较佳性能的工作区间内运转,从而降低油耗及废气排放,所以确实能达成本发明的目的。
以上所述者,仅为本发明的实施例而已,当不能以此限定本发明实施的范围,即凡依本发明权利要求书及说明书内容所作的简单的等效变化与修饰,皆仍属本发明的范围。

Claims (10)

1.一种复合动力系统,用于带动一个轮轴齿轮,且包含一个传动单元及一个动力单元;其特征在于:
该传动单元包括一个第一周转轮系、一个第二周转轮系,及一个离合器,该第一周转轮系具有连动的一根第一传动轴及一根第二传动轴,该第二周转轮系具有一根第三传动轴、一根第四传动轴、一根第五传动轴、一个设置于该第三传动轴的第一制动器,及一个设置于该第五传动轴的第二制动器,该离合器的两端分别耦接于该第二传动轴与该第五传动轴,该第二传动轴耦接于该轮轴齿轮,该第一制动器能对该第三传动轴产生制动力,而让该第四传动轴与该第五传动轴连动,该第二制动器能对该第五传动轴产生制动力,而让该第三传动轴与该第四传动轴连动;
该动力单元包括一个轴接于该第一传动轴的第一电机、一个轴接于该第三传动轴的第二电机、一个轴接于该第四传动轴的发动机,及一个电连接于该第一电机与该第二电机间的电池。
2.根据权利要求1所述的复合动力系统,其特征在于:该第一周转轮系还具有一个齿轮箱、一个套设于该第一传动轴的太阳齿轮、一个固定设置于该齿轮箱的行星架、一个连结于该第二传动轴的外环齿轮,及至少一个设置于该行星架且啮合于该太阳齿轮与该外环齿轮间的行星齿轮。
3.根据权利要求1所述的复合动力系统,其特征在于:该第一周转轮系还具有一个齿轮箱、一个套设于该第一传动轴的太阳齿轮、一个连结于该第二传动轴的行星架、一个固定设置于该齿轮箱的外环齿轮,及至少一个设置于该行星架且啮合于该太阳齿轮与该外环齿轮间的行星齿轮。
4.根据权利要求1所述的复合动力系统,其特征在于:该第一周转轮系还具有一个齿轮箱、一个固定设置于该齿轮箱的太阳齿轮、一个连结于该第二传动轴的行星架、一个连结于该第一传动轴的外环齿轮,及至少一个设置于该行星架且啮合于该太阳齿轮与该外环齿轮间的行星齿轮。
5.根据权利要求1所述的复合动力系统,其特征在于:该第二周转轮系还具有一个套设于该第三传动轴的太阳齿轮、一个连结于该第五传动轴的行星架、一个连结于该第四传动轴的外环齿轮,及至少一个设置于该行星架且啮合于该太阳齿轮与该外环齿轮间的行星齿轮。
6.根据权利要求1所述的复合动力系统,其特征在于:该第二周转轮系还具有一个套设于该第三传动轴的太阳齿轮、一个连结于该第四传动轴的行星架、一个连结于该第五传动轴的外环齿轮,及至少一个设置于该行星架且啮合于该太阳齿轮与该外环齿轮间的行星齿轮。
7.一种复合动力系统的控制方法,适用于控制权利要求1所述的复合动力系统;其特征在于:该控制方法根据输出动力的需求,而分为一个低速电动模式、一个低速巡航模式、一个变速模式、一个高速巡航模式,及一个减速回充模式;
在该低速电动模式下,该第一电机启动,该第二电机与该发动机不启动,该离合器松开,使该第一电机成为动力源;
在该低速巡航模式下,该第一电机与该发动机启动,该离合器松开,使该第一电机成为动力源,该第二制动器制动该第五传动轴,使该发动机带动该第二电机运转,而能调配该发动机的转速且同时对该电池充电;
在该变速模式下,该第一电机与该发动机启动,该离合器闭合,使该第一电机与该发动机复合为动力源,并且配合该第一制动器的制动,调整该发动机对该轮轴齿轮的输出动力;
在该高速巡航模式下,该发动机启动,该离合器闭合,使该发动机成为动力源,并且配合该第一制动器的制动,调整该发动机对该轮轴齿轮的输出动力;
在该减速回充模式下,该第一电机与该第二电机不启动,该轮轴齿轮成为动力输出端,并且配合该离合器的松合,分配带动该第一电机与该第二电机的动力,而能对该电池充电。
8.根据权利要求7所述的复合动力系统的控制方法,其特征在于:该变速模式通过该第一制动器制动或不制动该第三传动轴,而分为一个高出力状态及一个低出力状态,当该变速模式在该高出力状态时,该第一制动器制动该第三传动轴,使该发动机的动力直接传递给该轮轴齿轮,当该变速模式在该低出力状态时,该第一制动器不制动该第三传动轴,使该发动机的动力不仅传递给该轮轴齿轮,同时还带动该第二电机运转,而能对该电池充电。
9.根据权利要求7所述的复合动力系统的控制方法,其特征在于:该高速巡航模式通过该第一制动器制动或不制动该第三传动轴,而分为一个高出力状态及一个低出力状态,当该高速巡航模式在该高出力状态时,该第一制动器不制动该第三传动轴,同时该第二电机启动,使该第二电机与该发动机的动力叠加传递给该轮轴齿轮,当该高速巡航模式在该低出力状态时,该第一制动器制动该第三传动轴,使该发动机的动力传递给该轮轴齿轮。
10.根据权利要求7所述的复合动力系统的控制方法,其特征在于:该减速回充模式通过该离合器的松开或闭合,而分为一个单充电状态及一个双充电状态,当该减速回充模式在该单充电状态时,该离合器松开,使该轮轴齿轮通过该第一周转轮系带动该第一电机运转,当该减速回充模式在该双充电状态时,该离合器闭合,使该轮轴齿轮同时带动该第一周转轮系与该第二周转轮系运转。
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Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003034152A (ja) * 2001-07-19 2003-02-04 Hitachi Unisia Automotive Ltd 動力伝達ユニット
CN101668669A (zh) * 2007-04-24 2010-03-10 丰田自动车株式会社 车辆及其控制方法
CN102922982A (zh) * 2012-11-14 2013-02-13 吉林大学 双行星轮系动力耦合传动系统
CN103112346A (zh) * 2013-03-08 2013-05-22 吉林大学 双行星排式油电混联式混合动力系统
CN104191954A (zh) * 2014-09-13 2014-12-10 吉林大学 行星式双模油电混联混合动力系统
CN104325875A (zh) * 2013-07-22 2015-02-04 广州汽车集团股份有限公司 一种混合动力系统及使用该混合动力系统的汽车
CN104786818A (zh) * 2015-04-30 2015-07-22 重庆蓝黛动力传动机械股份有限公司 混合动力汽车混联式双行星轮系动力耦合装置及方法
CN104924889A (zh) * 2015-06-30 2015-09-23 天津清源电动车辆有限责任公司 一种混合动力系统和混合动力车辆及混合驱动方法
CN105346371A (zh) * 2015-09-02 2016-02-24 重庆长安汽车股份有限公司 一种混合动力汽车复合行星齿轮组动力耦合机构
CN105857054A (zh) * 2016-04-20 2016-08-17 郑州宇通客车股份有限公司 一种混合动力系统及使用该系统的混合动力汽车

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003034152A (ja) * 2001-07-19 2003-02-04 Hitachi Unisia Automotive Ltd 動力伝達ユニット
CN101668669A (zh) * 2007-04-24 2010-03-10 丰田自动车株式会社 车辆及其控制方法
CN102922982A (zh) * 2012-11-14 2013-02-13 吉林大学 双行星轮系动力耦合传动系统
CN103112346A (zh) * 2013-03-08 2013-05-22 吉林大学 双行星排式油电混联式混合动力系统
CN104325875A (zh) * 2013-07-22 2015-02-04 广州汽车集团股份有限公司 一种混合动力系统及使用该混合动力系统的汽车
CN104191954A (zh) * 2014-09-13 2014-12-10 吉林大学 行星式双模油电混联混合动力系统
CN104786818A (zh) * 2015-04-30 2015-07-22 重庆蓝黛动力传动机械股份有限公司 混合动力汽车混联式双行星轮系动力耦合装置及方法
CN104924889A (zh) * 2015-06-30 2015-09-23 天津清源电动车辆有限责任公司 一种混合动力系统和混合动力车辆及混合驱动方法
CN105346371A (zh) * 2015-09-02 2016-02-24 重庆长安汽车股份有限公司 一种混合动力汽车复合行星齿轮组动力耦合机构
CN105857054A (zh) * 2016-04-20 2016-08-17 郑州宇通客车股份有限公司 一种混合动力系统及使用该系统的混合动力汽车

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