TW200812852A - Hybrid power device for vehicle - Google Patents

Description

200812852 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於一種車輛之混合動力裝置，特別是指 一種能有效提昇引擎輸出效率的車輛之混合動力裝置。 【先前技術】 如圖1所示，一般車輛之混合動力裝置1是包含一引 擎11、一其一端連接該引擎11的動力輸出軸12、一套設於 該動力輸出軸12上的行星齒輪組13、一輪轂馬達14、一 用以連接該行星齒輪組13與該輪轂馬達14的第一傳動皮 帶15、一發電機16，以及一用以連接該動力輸出軸12之 另一端與該發電機16的第二傳動皮帶17。 當該引擎11作動而帶動該動力輸出軸12轉動，以輸出 一引擎動力時，透過該行星齒輪組13與該第一傳動皮帶15 相配合，能將部分引擎動力傳遞至該輪轂馬達14，以使該 輪轂馬達14作動而驅使一車輛後輪18轉動；同時，該第 二傳動皮帶17能將部分引擎動力傳送至該發電機16，以使 該發電機16作動而輸出電力至一電瓶（圖中未示）儲存備 用。 - 然而，當該引擎11作動時，其所輸出引擎動力便會配 送至該輪轂馬達14與該發電機16，讓該輪轂馬達14輔助 引擎動力驅使車輛後輪18轉動，且讓該發電機16輸出電 力，故該引擎動力於配送至該發電機16的部分，並未以電 瓶電力之實際狀況而判斷是否需驅使該發電機16作動發電 ，使得該引擎11必須承受該發電機16此固定負載，不僅會 5 200812852 成引擎輸出效率低落，且會導 時輸出較佳效率。 4 1之動力無法適 【發明内容】 引擎動力《 &月之目的’即在提供—種能依據需求始將 的車辅之混合動力;:而能有效提昇引擎輸出效率 車輪發明車輛之混合動力裝置，是能用以驅動- 。〆機’並包含-能輸出-引擎動力的引擎、一 月匕辅助驅動該車於 輪與該發電機的二:Γ — ;:Τ擎動力傳遞至該車 人 輪早70、一旎控制該齒輪單元作動的離 :;二一能控制該離合器與該發電機作動的控制器， 擎動二Γ具齒輪組件，該齒輪組件具有一能受該引 +^的仃星後架、—平行間隔於該行星後架且能與 陽的行星前架、-可梅轉地貫穿該行星前架的太 回’由、—位於該行星前、後架間且套固於該太陽齒衿 ::的太陽齒輪、多數枢設於該行星前、後架間： 口齒接該太陽齒輪的彳干f s χ 齒輪的齒輪、繞並倾該多數個行星 '月’衣回輪 '一連接該前環齒輪的後環齒輪、—嚙 =後％齒輪的傳動齒輪、一能受該傳動童輪連動以傳遞動 至f輪的第—減速齒輪組，以及一能受該太陽齒輪轴帶 ，的第二減速齒輪組H減速齒輪組能連動該發 /、離合器’該離合器能控制該第二減速齒輪組呈自由/鎖住 狀態。 屯頌住 本舍明之功效在於，利用該控制器能令該離合器控制 200812852 Z二減速齒輪組呈自由/鎖住狀態，呈自由狀態 ^不〇且為車辆行駛時，引擎動力傳遞至 瓦 “如向速行駛）時，引擎動力則完全傳 遞至車輪，藉以能增進引擎輸出效率。 【實施方式】 有關本發明之前述及其他技術内容、特點與功效 以下配合參考圖式之—個較佳實施例的詳 清楚的呈現。 丁骑了 土每士口圖2所不’本發明之車輛之混合動力裝置2的該較 L貫施例’是用以驅動—發電機23與—車輪Μ。該車輛之 此口動力4置2包含-能輪出一引擎動力的引擎2ι、_能 輔助驅動該車輪22的馬達29、—能將該引擎動力傳送至該b 發電機23與該車輪22的齒輪單元％、—能控制該齒輪單 疋24之作動的離合器25，以及-能控制該離合器25與該 發電機23之作動的控制器26。本實施例中，該離合器25 為電子離合器者；該控制器26是為一電子控制器（EC. 並能接收-輪速訊號（即代表車速）、_殘電訊號（即代表 電瓶電力狀I)，以及一油門訊號，據以控制該離合器25 與該發電機23之作動。 該齒輪單元24具有一箱座27，以及一容置於該箱座 27中且呈足夠油潤狀態的齒輪組件28。該箱座27具有一 概呈门型的頂殼271、一與該頂殼271鎖組在一起且概呈平 板狀的底殼272 ’以及-設置於該頂殼271與該底殼272之 相交接處間的油封273。 200812852 輪且件28疋連接位在該箱座27外之該引擎21、 =器25與該發電機23,該齒輪組件28並具有一能受 =力帶動而轉動的行星後架281、一穿設於該箱座27 氏成272上且其兩端分別固接該2 =的引擎傳動軸-、—平行間隔於該行星後架281= …、同步轉動的行星前架283、_可樞轉地貫穿 挪且其_分別框接該行星後架281與該箱座27之頂= ⑺的太陽齒輪轴284、_位於該行星前架283與該行星後 架281 fBl且套固於該太陽齒輪轴284上的太陽齒輪加、四 樞設於該行星前架283與該行星後架281間且環繞並_ 该太陽齒輪285的行星齒輪287 (圖中僅顯現出二個）、四 分別可樞轉地軸穿該四行星齒輪287且兩端分別固接該行 星雨架283與該行星後架281的行星齒輪軸施（圖中僅顯 現出^個）、—柩套於該引擎傳動轴282上的後環齒輪24i 、-璧合於該後環齒輪241料之鎖固且環繞並唾接該四 行星齒輪287的前環齒輪242、一其兩端分別樞接該箱座 27之底殼272與頂殼271的傳動齒輪轴243、一套固於該 傳動齒輪轴243上且賴該後環齒輪241的傳動齒輪24二 -穿設於該純272上且其_端樞接該頂殼271而其另一 端連接該車輪22與該馬達29的動力輸出軸245、一具有二 分別套固於該傳動齒輪軸243與該動力輸出軸245 I且相 嚙合之第一減速齒輪A、B的第一減速齒輪組246、一具有 三相喃合之第二減速齒輪C〜E且該第二減速齒輪c是套固 於該太陽齒輪軸284上的第二減速齒輪組288、一穿設於該 200812852 箱座27之頂殼271上且其兩端分別連接該離合器25與該 第二減速齒輪D的離合器連接軸289、一穿設於該箱座27 之頂殼271上且其兩端分別連接該發電機23與該第二減速 齒輪E的發電機連接軸280、八滾珠軸承247、八分別對應 該八滾珠軸承247的軸封248，以及七滾針軸承249 (圖中 僅顯示五個）。本實施例中，滾珠軸承247是為高速滾珠軸 承者，滾針軸承249亦為高速滾針軸承者。 而該八滾珠軸承247與該八軸封248是分別設置於該 引擎傳動軸282、該太陽齒輪軸284、該傳動齒輪軸243、 該動力輸出軸245、該離合器連接軸289與該發電機連接軸 280等分別與該箱座27之頂殼271與底殼272的相交接處 間。該七滾針軸承249則是分別設置於該後環齒輪241與 該引擎傳動軸282之相交接處間、該四行星齒輪軸286分 別與該四行星齒輪287之相交接處間（圖中僅顯示出二個 者），以及該行星前、後架283、281分別與該太陽齒輪軸 284之相交接處間。 主要是透過該引擎傳動軸282、該行星後架281、該四 行星齒-輪軸286與該行星前架283相配合，讓引擎動力傳 遞至該四行星齒輪287，使該四行星齒輪287繞該太陽齒輪 285進行公轉運動，配合該四行星齒輪287是相嚙合於該太 陽齒輪285與該前環齒輪242，故該四行星齒輪287於進行 公轉運動之際亦會伴隨著產生自轉運動。此時，引擎動力 有二道傳遞路徑·· I、引擎動力能經由該四行星齒輪287、 該前環齒輪242、該後環齒輪241、該傳動齒輪244、該傳 9 200812852

動齒輪軸243、該一第一減速齒輪A、B而傳遞至該動力輸 出軸245，而驅使該車輪22轉動，另一方面，並可依車輛 行駛狀況，由該馬達29輔助引擎動力之輸出，用以辅助驅 使該車輪22之轉動；H、引擎動力能經由該四行星齒輪 287、該太陽齒輪285、該太陽齒輪軸284、該二第二減速 齒輪C、E與該發電機連接軸280之依序轉動，而傳遞至該 發電機23,在該發電機23接受到該控制器26之啟動發電 訊I 3虎後，便能啟動發電而輸出電力予《一電瓶（圖中未干） 儲存備用。 如圖2與圖3所示’該控制器26能依據該輪速訊號、 該殘電訊號與該油門訊號，令該離合器25控制該第二減速 齒輪C呈自由/鎖住狀態，藉以決定引擎動力之傳遞路徑， 以及該發電機23作動與否。當該控制_ %附口電瓶殘電 不足時，便令該發電機23啟動發電，且令該離合器乃不 作動’以使該第二減速齒輪c呈自由狀態，此代表該太陽 齒輪285、該太陽齒輪軸284與該第二減速齒輪c等是處於 能被連動狀態，此時，該引擎21所輸出之引擎動力，便能 經由前述傳遞路經卜Π而分別傳遞至該發電機連接抽· 與該動力輸出軸245，而能听佔# &雨μ,。 而此驅使该發電機23發電與該車輪 22轉動。 而虽δ亥控制26接受到油門訊號為油門全開，或是測 知電瓶殘電充足或車輛處於高速行駛狀態時，便令續發電 機23停止作動而無須發電’且令該離合器U作動，以使 §亥弟二減速齒輪C呈鎖住狀態，此代表該太陽齒輪285、該 10 200812852 =齒輪軸284與該第二減速齒輪c等是處於無法被連動 狀悲’引擎動力便經由前述傳遞路徑 .而全部傳送至該動 力輸出軸2斗5，而全力驅使該車輪22轉動。 ㈣二卜’當該引擎21處於急速狀態時，該控制器26令 。亥離口态25不作動，且令該發電機 巧“不啟動發電，該第 -減速㈣輪C則呈自由狀態，引擎動力會經由該四行星齒 輪7 „亥太陽齒輪285、該太陽齒輪轴284與該三 = c〜E等之依序作動’而傳遞至該發電機連接轴:8。 與，亥離合器連接軸289， 雷 mi機連接軸與該離合 89產生空轉’該發電機23便無法受力作動；此 日守’该四行星齒輪287並無法喃動該前環齒輪242，所以該 動力輸出轴245益受引登私七+ …、又引擎動力之傳動’亦即引擎動力無法 傳遞至该車輪22。 因此，該車辆之混合動力褒置2於實際操作時，利用 該控制器26能依據輪速訊號、殘電訊號與油Η訊號，令該 離合Μ5控制該第二減速齒輪c呈自由狀態或鎖住狀態， 以使引擎動力能於摘舍主她 、 田夺機工作區間内始傳送至該發電 -機23，讓該發電機23 φ a ^ 成23輸出電力以對電瓶進行充電。例如·· 當電瓶電力不足時，辞施人σσ μ離a為25不作動，該第二減速齒輪 C呈自由狀態，讓引擎動力傳遞至該發電機連接軸280,以 驅動該發電機23發電’·而當於油門訊號全開或高速行駛或 電瓶電力充足時，兮舱入口口“ °亥離合态25作動，該第二減速齒輪c呈 鎖住狀⑼讓弓I擎動力完全傳遞至該動力輸出軸如以驅 動.亥車輪22 —夺該發電機23則不發電。藉以讓該發電機 11 200812852 23成為該引擎21之彈性負 況下發揮最佳輪出效率，有：21能於適當負載狀 出，並避免不必要之動力：;制適當狀況之最佳動力輸 合動力裝置U見圖”之該發電機16曰文輛之混 鄱” A 毛電機16是該引擎11之固定倉 載’以致造成引擎輸出效率差且不當耗損等問題。 卸納上述，本發明車輛之混合動力 26处八兮她人 居置2 ’利用該控制 二…離合器25控制該第二減速齒輪c呈自由/鎖住 H亥弟二減速齒輪c呈鎖住狀態時，引擎動力能完 動力輸出軸245以驅動該車輪22,藉以能增進 :::效率’並避免不必要之動力耗損，故確實可達到 本發明之目的。 惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不 能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利 範圍及發明說明内容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍 屬本發明專利涵蓋之範圍内。 【圖式簡單說明】 圖1是一結構示意圖，說明一般車輛之混合動力裝置 圖2是一結構示意圖，說明本發明之車輛之混合動力 裝置的一較佳實施例；以及 圖3是該較佳實施例的一作動流程圖。 12 200812852 【主要元件符號說明】 2 車輛之混合動力裝置 271 頂殼 21 引擎 272 底殼 22 後車輪 273 油封 23 發電機 28 齒輪組件 24 齒輪單元 281 行星後架 241 後環齒輪 282 引擎傳動軸 242 前環齒輪 283 行星前架 243 傳動齒輪軸 284 太陽齒輪軸 244 傳動齒輪 285 太陽齒輪 245 動力輸出軸 286 行星齒輪軸 246 第一減速齒輪組 287 行星齒輪 A、B 第一減速齒輪 288 第二減速齒輪組 247 滾珠軸承 C〜E 第二減速齒輪 248 軸封 289 離合器連接軸 249 滾針軸承 280 發電機連接軸 25 離合器 29 馬達 26 控制器 27 箱座 13

Claims (1)

1. 200812852 、申請專利範圍·· ι· 一種車輛之混合動力裴置， 電機，並包含-r浐出以 以驅動一車輪與一發 動該車輪的^ 田 勁力的引擎、-能輔助驅 盥該車輅^ 4 ^ σ $擎動力傳遞至該發電機 〆、成早輪的齒輪單元、一 哭，以乃& ^制该回輪單元作動的離合 σσ ^及一能控制該離合 其特徵在於： 乂、δ亥發電機作動的控制器， 孩w輪早兀具有一齒輪組 引聱 该齒輪組件具有一能受該 处盥贫门止 千仃間隔於該行星後架且 月匕，、其同步轉動的行星前牟、一 加 木一可樞轉地貫穿該行星前 木〇太陽齒輪軸、一位於該杆 1 .邊仃星刖、後架間且套固於該 太輪轴上的太陽齒於 > ^ ^夕數樞設於該行星前、後架 間且％繞並㈣該太陽齒輪的行星齒輪、—環繞並响接 該多㈣行星齒輪㈣環齒輪、—連接該前環齒輪的後 «輪、-唾接該後環齒輪的傳動齒輪、一能受該傳動 齒輪連動以傳遞動力至車輪的第-減速齒輪組，以及-能受該太陽齒輪軸帶動的第二減速齒輪組，該第二減速 齒輪組能連動該發電機與離合器，該離合器能控制該第 一減速齒輪組呈自由/鎖住狀態。 2.依據申請專利範圍第丨項所述車輛之混合動力裝置，其 中，該離合器是為電子離合器。 3·依據申請專利範圍第1項所述車輛之混合動力裝置，其 中’该齒輪單元更具有一箱座，該箱座具有一頂殼、一 與該頂殼鎖組的底殼，以及一設置於該頂殼與該底殼之 14 200812852 相交接處間的油封。 4·依據中凊專利範圍第3項所述車輛之混合動力裝置，其 :’該齒輪組件更具有一穿設於該箱座之底殼上且其兩 端分別固接該引擎與該行星後架的引擎傳動軸、多數分 ::樞轉地軸穿該多數個行星齒輪且兩端分別固接該行 =木與心T星後架的行星齒輪軸、—其兩端分別拖接 该相，之底殼與頂殼且供該傳動齒⑥套固的傳動齒輪轴 牙叹於该底殼上且其一端樞接該頂殼而其另一端連 接該車輪的動力輸出軸、一穿設於該頂殼上且其兩端分 別連接4離合器與該第二減速齒輪組的離合器連接轴， =及一穿設於該頂殼上且其兩端分別連接該發電機與該 第二減速齒輪組的發電機連接軸，該後環齒輪是樞套於 該引擎傳動軸上，該第一減速齒輪組具有多數分別套固 於該傳動齒輪軸與該動力輸出軸上且相嚙合的第一減速 齒輪’㈣：減速齒輪組具有多數分別套固於該太陽齒 輪軸、該離合器連接軸與該發電機連接軸上且相嚙合的 第二減速齒輪。 5·依據申睛專利範圍第4項所述車輛之混合動力裝置，其 中，該齒輪組件更具有多數滾珠軸承，以及多數分別對 應”亥夕數滾珠軸承的軸封，該多數滾珠軸承與該多數軸 封是分別設置於該引擎傳動軸、該太陽齒輪軸、該傳動 齒輪軸、該動力輸出軸、該離合器連接軸與該發電機連 接軸等分別與該箱座之交接處間。 6·依據申請專利範圍第5項所述車輛之混合動力裝置，其 15 200812852 中，該齒輪組件更具有多數步 ，袞針輛承，是分別設置於該 後壤齒輪與該引擎傳動轴之相交接處間、該多數行星齒 ，軸分別㈣多數行星絲之相錢相，以及該行星 箚後杀刀別與該太陽齒輪軸之相交接處間。 依據申請專利範圍第1或6項所述車輛之混合動力裝置 中w亥控制器能接收一輪速訊號、一殘電訊號，以 及一油門訊號，據以控制該離合器與該發電機之作動。 16