专利名称：车用混合动力系统的制作方法
技术领域：
本发明是关于一种混合动力系统，特别是关于一种运用在车辆上的混合动力系统。
背景技术：
在车辆使用的动力系统中，通常结合有启动及发电装置，用于启动引擎运转以及在引擎运转中提供所需的电气负荷或对电池充电。
日本特开平10-148142号专利申请案即是一种车辆引擎所使用的启动兼发电装置，它是在马达的定子设有启动线圈及发电线圈，启动时由电池供电到该启动线圈，将该马达作为启动装置使用，使其直接连接并驱动曲轴旋转进而启动引擎。另一方面，由于马达的整流子与电刷机构是借一调节机构而相互接触，当引擎启动之后，借由引擎的转速提升而连带使其转子达到预定转速时，因离心力作用可使该调节机构作动而切断上述整流子与电刷机构的接触，由此开始将该马达作为发电装置使用，并将从发电线圈产生的电动势供给车辆的电气负荷及对电池充电。
随着车辆工业的进步，车辆动力除了由引擎(内燃机)提供之外，还发展出在引擎中整合辅助动力装置的辅助式混合动力系统，如中国台湾公告第390939号发明专利即是一种引擎启动兼辅助装置，进行引擎的启动和对引擎进行转矩辅助，可在例如车辆爬坡或需要立即输出大扭力的情况下提供转矩辅助。
随着能源危机以及环保意识的抬头，目前被广泛应用的新式辅助式混合动力系统中，更加导入了引擎在怠速时熄火、在车辆起步时瞬间点火启动的自动熄火并启动(Stop-Go)功能，如中国台湾公告第487779号发明专利以及日本公开公报实昭第58-142378号等申请案中均已揭示这种用于车辆引擎启动及停止的装置，可在车辆停止、引擎无效空转状态下自动将引擎熄火，并在再前进时自动点火启动引擎，节省能源并且减少空气污染。此外，目前更发展出一种全功能的混合动力系统，可单独使用引擎或电动机的动力，故其电动机不仅可提供对于引擎的辅助动力，还可视需求切换到单纯电动机输出动力的状态，并自动将引擎熄火。
常见的混合动力系统大多是运用扭力转换器或行星齿轮做动力连接，当然也有少数使用盘式离合器，然而，目前只有动力辅助式的混合动力系统是将马达直接联接在引擎曲轴上，与其同轴且同步旋转。如图1所示的美国专利第6,729,423 B2号案，揭示了一种动力辅助式的混合动力系统，它是用油压控制盘式离合器，也就是利用油压泵驱动油压缸操作离合器片，并非利用杠杆操作离合器片，因此与采用杠杆操作的设计相经，此专利案的零件成本相对比较高，装配及维护作业也比较困难，不仅如此，操作速度也较慢。此外，采用油压控制盘式离合器的结构设计占用的空间过大，也难以变更其安装位置，故而不易实现模块化的制造弹性。
就上述常用混合动力系统所用离合机构的缺点来看，若能使用低成本的具有杠杆操纵的盘式离合器当作动力连接组件，并以耗能小的马达驱动此杠杆进行盘式离合器的分离或连接功能，便能够将此离合器及马达模块化，并与引擎及电动机一起组合成多种具有不同功能形态的混合动力系统。
因此，如何有效解决上述现有技术存在的问题，成为目前业界亟待克服的课题。
发明内容
为克服上述现有技术的缺点，本发明的主要目的在于提供一种可模块化变换组装的车用混合动力系统。
本发明的次一目的在于提供一种可降低零件成本的车用混合动力系统。
本发明的另一个目的在于提供一种车用混合动力系统，可使零组件标准化且易于变换组装。
本发明的又一目的在提供一种易于维修的车用混合动力系统。
本发明的再一目的在提供一种能够提升引擎动力与电动机动力的离合操作速度的车用混合动力系统。
为达上述及其它目的，本发明提供一种车用混合动力系统包括引擎，用来产生动力；电动机，一端与引擎输出端相结合；盘式离合器，其一端与电动机远离引擎的一端结合，另一端与传动箱的输入轴相连接，可将引擎或电动机的动力输出或切断；以及传动箱，借一传动输入轴与该盘式离合器结合以输入动力，并借至少一个传动输出轴输出动力。此外，该车用混合动力系统还可包括共同输出轴，串接该引擎及该电动机，输出该引擎及/或该电动机的动力；该盘式离合器还可具有电动马达作动杠杆机构，将该引擎或电动机的动力做输出或切断。
上述的车用混合动力系统中还可包括一电子控制器，控制该电动机的工作状态是产生动力，发电或怠速。该共同输出轴是可依序串联该引擎、该电动机、该盘式离合器及该传动箱；该共同输出轴也可以是依序串联该电动机、该引擎、该盘式离合器及该传动箱。该变速箱可以是手动或自动排档变速箱。
在该共同输出轴是依序串联该引擎、该电动机、该盘式离合器及该传动箱状态中，提供下列全功能式动力混合系统的特殊功效变化该引擎是可单独输出动力，且电动机是呈怠速状态；该引擎及该电动机同时输出动力(即辅助动力)；该引擎输出动力该电动机进行发电；该引擎呈怠速状态并由电动机发电回收动力；以及该引擎熄火而由电动机输出动力。
在该共同输出轴是依序串联该电动机、该引擎、该盘式离合器及该传动箱的状态中，提供下列全功能式动力混合系统的特殊功效变化该引擎单独输出动力，该电动机呈现怠速状态；该电动机单独输出动力，该引擎呈现怠速状态；该电动机单独输出动力，该引擎呈熄火状态；该引擎及该电动机同步输出动力；该引擎输出动力，该电动机进行发电；该引擎呈现怠速状态并由该电动机发电回收动力；该引擎呈现熄火状态并由该电动机发电回收动力；以及该引擎呈现熄火状态而由该电动机单独输出动力时启动该引擎。
本发明还涉及一种车用混合动力系统，该车用混合动力系统包括引擎，用来产生动力；盘式离合器，具有电动马达作动杠杆机构，执行与该引擎的分离或结合功能；共同输出轴，串接该引擎及该盘式离合器，输出该引擎的动力；电动机，提供产生动力、发电或怠速状态中的一种状态，且具有一与该盘式离合器结合传输动力的动力输出轴；以及传动箱，借一传动输入轴与该动力输出轴连接以输入动力，并借至少一个传动输出轴输出动力到负载。
这种实现技术中提供下列全功能式动力混合系统的特殊功效变化该引擎单独输出动力，该电动机呈现怠速状态；该电动机单独输出动力，该引擎呈现怠速状态；该电动机单独输出动力，该引擎呈现熄火状态；该引擎及该电动机同步输出动力；该引擎输出动力，该电动机进行发电；该引擎呈现怠速状态而由该电动机发电回收动力；该引擎呈现熄火状态而由该电动机发电回收动力；以及该引擎呈现熄火状态，由该电动机单独输出动力时启动该引擎。
上述该车用混合动力系统还可包括一电子控制器，控制该电动机的工作状态是产生动力，发电或怠速。该电子控制器还可控制该电动机的正转与反转，供切换车辆前进或后退。该变速箱同样是可选自手动或自动排档变速箱。
本发明还涉及提供一种车用混合动力系统，该车用混合动力系统包括引擎，用来产生动力；第一电动机，提供产生动力或发电；共同输出轴，串接该引擎及该第一电动机，输出该引擎及/或该第一电动机的动力；第二电动机，提供产生动力或发电，且具有一与该盘式离合器结合传输动力的动力输出轴；盘式离合器，串接于该共同输出轴且位于该第一及第二电动机之间，具有电动马达作动杠杆机构，执行该引擎与该第一及第二电动机的分离或结合功能；以及传动箱，传动输入轴与该动力输出轴的另一端连接输入动力，借至少一个传动输出轴输出动力到负载。
上述该车用混合动力系统还可包括一电子控制器，控制该电动机的工作状态是产生动力，发电或怠速。该电子控制器还可控制该电动机的正转与反转，供切换车辆前进或后退。该变速箱同样是可选自手动或自动排档变速箱。此外，该第一电动机的输出功率可大于或等于该第二电动机。
在该共同输出轴可依序串联该引擎、该第一电动机及该盘式离合器的状态中，提供下列全功能式动力混合系统的特殊功效变化该引擎单独输出动力，该第一及第二电动机均呈现怠速状态；该第二电动机单独输出动力，该引擎及该呈现第一电动机均呈现怠速状态；该第二电动机单独输出动力，该引擎呈现熄火状态、该第一电动机相对怠速停止；该引擎及该第一电动机同步输出动力，该第二电动机呈现怠速状态；该引擎及该第二电动机同步输出动力，该第一电动机呈现怠速状态该引擎、该第一电动机及该第二电动机均同步输出动力；该引擎输出动力而由该第一电动机进行发电，该第二电动机呈现怠速状态；该引擎输出动力而由该第一及第二电动机同步进行发电；该引擎呈现怠速状态，该第一电动机呈现怠速状态并由该第二电动机进行发电回收动力；该引擎呈现熄火状态，该第一电动机怠速停止而该第二电动机进行发电回收动力；以及该引擎呈现熄火状态，由该第一电动机单独输出动力时启动该引擎。
在该共同输出轴可依序串联该第一电动机、该引擎及该盘式离合器状态中，提供下列全功能式动力混合系统的特殊功效变化该引擎单独输出动力，该并第一及第二电动机均呈现怠速状态；该第二电动机单独输出动力，该引擎及该第一电动机均呈现怠速状态；该第二电动机单独输出动力，该引擎呈现熄火状态、该第一电动机相对怠速停止；该引擎及该第一电动机同步输出动力，该第二电动机呈现怠速状态；该引擎及该第二电动机同步输出动力，该第一电动机呈现怠速状态；该引擎、该第一电动机、及该第二电动机同步输出动力；该引擎输出动力而由该第一电动机进行发电，该第二电动机则呈现怠速停止状态；该引擎输出动力而由该第一及第二电动机同步进行发电；该引擎及该第一电动机均呈现怠速状态，而由该第二电动机发电回收动力；该引擎呈现熄火状态，该第一电动机呈现怠速停止状态并由该第二电动机进行发电回收动力；以及该引擎呈现熄火由状态，该第一电动机单独输出动力时启动该引擎。
本发明的车用混合动力系统是一种以马达控制的盘式离合器作为关键零部件构成的混合动力系统，由于它使用电动马达驱动、控制盘式离合器的杠杆机构，因此能够以自动控制方式离合动力源与传动箱之间的联结，或引擎动力源与马达动力源之间的联结，因此能够形成不同功能的混合动力系统，且能够更容易以模块化的零部件组合构成不同形式的混合动力系统。又由于盘式离合器是长期被工业界使用的成熟且低成本的动力离合机构，因此本发明能够以比较简单的结构及相对低廉的成本，组装构成具有多种功能及型式多样的混合动力系统，达到省油、输出动力增强且操纵性更好的目的。
图1是本发明实施例1的示意图；图2是本发明实施例2的示意图；图3A是本发明实施例3的示意图之一；图3B是根据本发明实施例3的示意图之二；图4是本发明实施例4的示意图；图5是本发明实施例3的架构示意图；图6是本发明实施例4的架构示意图；图7是本发明实施例3的车内配置示意图；以及图8是本发明实施例4的车内配置示意图。
具体实施例方式
图1到图4分别是本发明实施例1、2、3、4的示意图。其中图1，图2及图4所示的是全功能式的混合动力系统，也就是引擎11的动力与电动机12的动力皆能各自独立输出，电动机12的动力也可与引擎11的动力合并一起输出；另外，图3A及图3B则是辅助动力式的混合动力系统，也就是动力输出以引擎11的动力为主，电动机16的动力为辅助，电动机16的动力输出只能与引擎11的动力合并，不能独立输出。
实施例1图1所示是本发明的实施例1，其中，引擎11可以是熄火状态，怠速状态或是输出动力状态。当引擎11呈输出动力状态时，动力经由引擎输出轴111传出，此引擎输出轴111也被当作电动机16的电动机转子163的旋转轴心，使电动机转子163能与引擎输出轴111同轴同步旋转。电动机16的电动机定子162安装在环绕于电动机转子163的外圈的电动机外壳161内，电动机定子162则以电源线164传输电力。电动机16可以用电子控制器变换功能，成为可接收机械转动动力而发电的发电机，或成为接受电池电力而输出转动动力的马达，或是成为既不发电也不输出动力的惰轮。
电动机外壳161的一边固定在引擎11上，另一边则与盘式离合器组13的离合器外罩131结合，引擎输出轴111的末端联接飞轮112，飞轮112的另一侧则联接盘式离合器132，飞轮112及盘式离合器132皆被离合器外罩131包覆。盘式离合器132是一种良好的混合动力连接组件，借由精确的控制其分离或结合的速率，避免冲击扭力发生，便能良好运行。在离合器外罩131上有一动力位置传感器114，其感应飞轮112的外缘产生动力位置感测信号，此信号用来提供控制电动机16所需的正时信号。
盘式离合器132与传动箱15的传动输入轴151前端连接，盘式离合器132平常维持闭合的状态，也就是说盘式离合器组13呈闭合的功能，使引擎11的动力及电动机16的动力能经由飞轮112及盘式离合器132本身传递到传动输入轴151，并经传动箱15变速后，由传动输出轴152及传动输出轴153传送到负载。该传动箱15是变速箱，该变速箱可以是手动或自动排档变速箱。
在盘式离合器组13与传动箱15之间有另一组电动机12，其外壳是电动机外壳121，内部紧密配合安装有一电动机定子122，电动机定子122之内包覆有一电动机转子123，此电动机转子123也被装设在传动输入轴151之上并与之同轴同步旋转，电源线124则用来为电动机12传输电力。另有一动力位置传感器125用以感测旋转轴的正时信号，并产生动力位置感测信号用来控制电动机12。
电动机12可以使用电子控制器变换功能，成为可接收机械转动动力而发电的发电机、可接受电池电力而输出转动动力的马达、或成为既不发电也不输出动力的惰轮。由于电动机12能够以发电方式很快煞住不动，且能很快变换为惰轮般的操作状态，再加上其惯性质量很低，就算不通过离合器连接，也不会产生太大的扭力冲击，所以能够与传动箱15直接连接，此特点也是本发明的优点之一。当此电动机12被当作马达输出动力时，其动力施加在传动输入轴151之上，并结合于引擎11的动力及电动机16的动力而成混合动力。
在盘式离合器组13之外有一马达作动器组14，此马达作动器组14包括一马达140及一作动机构141，用来操纵一推杆142，此推杆142推动一杠杆133，杠杆133以一支点135为支撑点，并放大的力量施力于一推力环134，此推力环134直接施压作用于盘式离合器132。当马达140施力时，盘式离合器132受到推力环134的推力将会呈分离的状态，使盘式离合器132的反作用力与推力环134的推力呈平衡状态为止，此时盘式离合器组13便切换为分离的功能，使得引擎11的动力及电动机16的动力不能再经由飞轮112及盘式离合器132传递到传动输入轴151，此时只有电动机12的动力能传递到传动输入轴151、再传至传动箱15作变速处理，当马达140停止施力时，作用于杠杆133的推力减弱，盘式离合器132的回恢力大于杠杆133施加于推力环134的推力，盘式离合器132将逐渐向闭合的状态运动，至到完全闭合为止。
马达作动器组14接受信号线143传来的控制电力而作动，并有一作动位置传感器144用来量测、管制推杆142的运动位置，进而管制推力环134及盘式离合器132的运动位置，使得马达作动器组14能间接感知盘式离合器组13的开合状况，如此使得马达作动器组14能以特定的运行施力与放松速度的时间函数关系，顺畅的管制盘式离合器132的闭合动作，避免不同动力之间在结合时所发生的扭力冲击。以上的机构借由马达作动器组14操纵盘式离合器132，使盘式离合器组13呈现分离或闭合状态，因此使全部机构的系统形成第1种模块化混合动力系统1A，并产生完整的全功能式混合动力功效，其功能包括如下1.当盘式离合器组13呈分离状态时，电动机12能够以马达产生动力，经由传动箱15变速后传至负载，以单一动力供给车辆低速低负载使用，此时不论引擎11是否为熄火或怠速或输出动力状态；2.当盘式离合器组13呈分离状态时，电动机12能够以马达产生倒转动力，经由传动箱15变速后传至负载，以单一动力供给车辆低速低负载倒车使用，即传动箱15不必有倒档机构，此时不论引擎11是否为熄火或怠速或输出动力状态；3.当盘式离合器组13呈分离状态时，引擎11呈熄火状态，电动机16以马达状态输出动力，带动引擎11运转点火启动为怠速状态或输出动力状态；此时不论电动机12是否是马达状态或发电机状态或惰轮状态；4.当盘式离合器组13呈分离状态时，引擎11的动力带动电动机16，电动机16以发电机产生电力，补充给车上的电池使用，此时不论电动机12是否是马达状态或发电机状态或惰轮状态；5.当盘式离合器组13呈分离状态时，电动机12成为发电机状态，回收车辆减速时的惯性力或煞车时的车辆剩余动力，产生电力补充给车上的电池使用，此时不论引擎11是否为熄火或怠速或输出动力状态；6.当盘式离合器组13呈闭合状态时，引擎11的动力传出，经由传动箱15变速后传至负载，以单一动力供给车辆各种转速及各种负载时使用，此时电动机12及电动机16皆为怠速状态；7.当盘式离合器组13呈闭合状态时，引擎11的动力传输出，此时电动机12或电动机16有一个或两个呈马达状态输出动力，两者动力混合并经由传动箱15变速后传至负载，供给车辆各种转速及各种负载时使用，此时另一电动机可能呈怠速状态或为马达状态；8.当盘式离合器组13呈闭合状态时，引擎11的动力传出，动力经由传动箱15变速后传至负载，供给车辆各种转速及各种负载时使用，此时电动机12或电动机16有一个或两个呈发电机状态，产生电力补充给车上的电池使用，此时另一电动机可能呈怠速状态或为发电机状态；以及9.当盘式离合器组13呈闭合状态时，引擎11成怠速状态，此时电动机12或电动机16有一个或两个呈发电机状态，回收车辆减速时的惯性力或煞车时车辆及引擎的剩余动力，产生电力补充给车上的电池使用，此时另一电动机可能呈怠速状态或为发电机状态。
经由以上混合动力的各种功能，使得应用本动力系统的车辆，在车辆停止或怠速时引擎能熄火，车辆启步低速时能用电动机12带动车辆前进，车辆在高速运动时能以引擎11带动车辆前进，车辆加速时电动机12或电动机16能输出动力辅助引擎11的动力，及车辆减速或煞车时电动机12或电动机16能发电回收动力，这些功能皆会提供整车省油的效果，另外车辆倒车时电动机12能倒转，故传动箱15可以不用倒档机构，实现降低成本的效果。此外，本系统不仅在车辆行进中能发电，在车辆停止时仍然能用引擎11动力带动电动机16发电，这也增加了本动力系统的多功能性及使用的方便性。
实施例2图2所示的第2种模块化混合动力系统1B，对引擎11而言，电动机16是一种辅助动力式的电动机附件，故将其装配在引擎11输出端的引擎输出轴111上，与装配一个与电动机16相同的电动机17在另一端引擎输出轴背端轴113上来看，如图2所示，两者的功能不变。
电动机17，具有一电动机外壳171固定在引擎11输出端的另一侧，其中有一电动机定子172固定在电动机外壳171之内，并围绕一电动机转子173，此电动机转子173装设在引擎输出轴背端113上，与引擎输出轴背端113同轴同步旋转运动，电动机定子172借电源线174连接电池电源，此电动机17可以经由电子控制器变换功能，成为发电机状态用来接收机械转动动力而发电、成为马达状态用来接受电池电力以输出转动动力、或成为既不发电也不输出动力惰轮状态。如此配置使得第2种模块化混合动力系统1B能产生与第1种模块化混合动力系统1A相同的混合动力功能，成为全功能式混合动力系统，但是其辅助动力式的电动机也就是电动机17，是装配于引擎11输出端的另一端开放端，具有容易安装与维护调整及散热更好的效果。
实施例3由于本发明是以模块化的零部件组合成系统，若将第1种模块化混合动力系统1A的电动机12取消，则成为一种辅助动力式的混合动力系统，如图3A所示的第3种模块化混合动力系统1C，由于少了一组电动机，能达到降低成本的效果，但是其混合动力的功能就减少，成为一种动力辅助式混合动力系统，其功能如下1.当盘式离合器组13为分离状态，且引擎11呈熄火状态时，电动机16以马达状态输出动力，带动引擎11运转点火启动为怠速状态或输出动力状态；2.当盘式离合器组13呈分离状态时，引擎11的动力带动电动机16，电动机16以发电机功能产生电力为车上电池充电；3.当盘式离合器组13呈闭合状态时，引擎11的动力经由传动箱15变速后传至负载，单一动力供给车辆各种转速及各种负载时使用，此时电动机16可以是呈怠速状态；4.当盘式离合器组13呈闭合状态时，引擎11的动力经由传动箱15变速后传至负载，单一动力供给车辆各种转速及各种负载时使用，此时电动机16以发电机功能产生电力为车上电池充电；5.当盘式离合器组13呈闭合状态时，电动机16以马达状态输出动力，辅助引擎11的动力，两者动力结合成混合动力经由传动箱15变速后传至负载，供给车辆各种转速及各种负载时使用，尤其是车辆加速时应用；以及6.当盘式离合器组13呈闭合状态时，电动机16以发电机功能，吸收车辆减速时的惯性力或煞车时车辆及引擎的剩余动力，产生电力回充给电池。
经由以上混合动力的各种功能，使得应用本动力系统的车辆，在车辆停车或怠速时引擎能熄火，车辆启步低速时能以电动机16带动引擎11点火启动，车辆中高速时能以引擎11带动车辆前进，车辆在加速时电动机16能输出动力辅助引擎11动力，以及车辆减速时或煞车时电动机16能借蓄电回收动力，这些功能也会提供整车省油的效果。另外，本系统不仅于车辆行进中能借发电为电池充电，在车辆停止时仍然能以引擎11动力带动电动机16发电为电池充电，此点也使本动力系统具有多功能性及使用的方便性。
如同上述，对引擎11而言，电动机16是一种辅助动力式的电动机附件，故将电动机16装配在引擎11输出端的引擎输出轴111上，与装配在另一端引擎输出轴背端轴113上，两者相比，其功能不变，故如同图3A所示的第3种模块化混合动力系统1C的结构，也可如图3B所示一般，将电动机16装设在引擎输出端的另一端引擎输出轴背端1 13上，如此形成的另一模块化混合动力系统也是一种动力辅助式混合动力系统，其构图则类似于图2所示的安装在引擎11输出端另一侧的电动机17的配置，此处不另绘图表示。此一模块化混合动力系统与第3种模块化混合动力系统1C比较，两者的功能不变，但是由于电动机16装置在开放端，故会增进此电动机易于安装与维护调整及散热更好的效果。
实施例4对本发明的以模块化的零部件组合成系统，若将第1种模块化混合动力系统1A的电动机16取消，则成为另一种全功能式的混合动力系统，也就是图4所示的第4种模块化混合动力系统1D，其功能包括如下1.当盘式离合器组13呈分离状态时，电动机12能够以马达功能产生动力，经由传动箱15变速后传至负载，以单一动力供给车辆低速低负载使用，此时不论引擎11是否为熄火或怠速或输出动力状态；2.当盘式离合器组13呈分离状态时，电动机12能够以马达功能产生倒转动力，经由传动箱15变速后传至负载，以单一动力供给车辆低速低负载倒车使用，这种传动箱15能够省略倒档机构，此时不论引擎11是否为熄火或怠速或输出动力状态；3.当盘式离合器组13呈分离状态时，电动机12成为发电机状态，回收车辆减速时的惯性力或煞车时的车辆剩余动力，产生电力补充给车上的电池使用，此时不论引擎11是否为熄火或怠速或输出动力状态；4.当盘式离合器组13呈分离状态时，电动机12呈马达状态输出动力带动车辆至一定车速，此时变换盘式离合器组13为闭合状态，以整车的惯性力带动引擎11旋转，使引擎11点火启动，这种引擎11能够省略启动机构，如启动马达与启动齿轮组等；5.当盘式离合器组13呈闭合状态时，引擎11的动力传输，便经由传动箱15变速后传至负载，以单一动力供给车辆各种转速及各种负载时使用，此时电动机12为呈怠速状态；6.当盘式离合器组13呈闭合状态时，引擎11动力传出，且电动机12也在操作马达状态而输出动力，两者动力混合并经由传动箱15变速后传至负载，供给车辆各种转速及各种负载时使用；7.当盘式离合器组13呈闭合状态时，引擎11动力传出，动力经由传动箱15变速后传至负载，供给车辆各种转速及各种负载时使用，此时电动机12呈发电机状态，产生电力为车上电池充电；以及8.当盘式离合器组13呈闭合状态，且引擎11为怠速状态时，此时电动机12呈发电机状态，回收车辆减速时的惯性力或煞车时车辆及引擎的剩余动力，产生电力给车上电池充电。
根据上述本发明的各个实施例，本发明的以模块化配置所衍生的各种混合动力系统，其架构示意图则如图5及图6所示。图5所示的是本发明实施例3的架构示意图，图6所示则是本发明实施例4的架构示意图。
实际上就整车应用来说，尚可配合其它零部件及控制系统，以构成完整的混合动力车。图7是本发明实施例3的车内配置示意图，图8是本发明实施例4的车内配置示意图。
图7是本发明实施例3的一种V混合动力整车上视图，它是由引擎11及电动机12、盘式离合器组13、马达作动器组14以及传动箱15等组件组合构成的第3种模块化混合动力系统1C。在此整车系统中电子电路控制系统2用来控制引擎11、电动机12及马达作动器组14，使整个混合动力系统在不同车况时能发挥特定的功能，从而达到整车更佳的操控性及省油性。
本发明中还包括了提供大电力给电动机12，并接收电动机12发电回充的电源主电池18，此主电池18借电池控制单元24进行电流及电压的管理，维持并控制电池在最佳使用电量范围及安全的状态，此外，直流电转换模块25，将主电池18的较高电压转换为一般车辆电路及控制器使用的较低电压。另外，电机控制单元23，或称为马达控制器用来控制电动机12的操作状态，含马达的输出动力扭力值及发电机的输出电流值等。
至于引擎控制单元22则是用来接收油门位置传感器26传送的驾驶者加油或减速的信号，控制引擎11的状态及输出扭力转速值。由混合动力系统从中撷取用来表示马达转子机械正时信号的动力位置感测信号及从传动系统中所读取的车速感测信号，两种信号提供给整车控制单元21作为判断数据。整车控制单元21则经由网络，与电池控制单元24及电机控制单元23及引擎控制单元22等微电脑控制单元沟通，并经由混合动力控制软件的控制产生最佳化的功效。对于本发明的各种不同配置形态的模块化混合动力系统来说，尚须配合各配置对控制软件中的对应参数略作变更，以获得个别配置的最佳化功效。
图8是本发明实施例的的另一种V混合动力整车上视图，它是由引擎11及电动机12、盘式离合器组13、马达作动器组14以及传动箱15等组件所组合构成的第4种模块化混合动力系统1D。在此整车系统中是使用电子电路控制系统2用来控制引擎11、电动机12及马达作动器组14，使整个混合动力系统在不同车况时能发挥特定的功能，从而达到整车更佳的操控性及省油性。
本发明中还包括了提供大电力给电动机12，并接收电动机12发电回充的电源主电池18，此主电池18经由电池控制单元24进行电流及电压的管理，维持、控制电池在最佳使用电量范围及安全的状态，另有直流电转换模块25，将主电池18的较高电压转换为一般车辆电路及控制器使用的较低电压。
另外，电机控制单元23，或称为马达控制器则用来控制电动机12的操作状态，含马达的输出动力扭力值及发电机的输出电流值等，又有引擎控制单元22接收油门位置传感器26传送的驾驶者加油或减速的信号，用来控制引擎11的状态及输出扭力转速值。由混合动力系统从中撷取用来表示马达转子机械正时信号的动力位置感测信号、动力位置感测信号及从传动系统读取的车速感测信号的三种信号，提供给整车控制单元21作为判断数据。整车控制单元21则经由网络，与电池控制单元24及电机控制单元23及引擎控制单元22等微电脑控制单元沟通，并经由混合动力控制软件的控制产生最佳化的功效。对于本发明的各种不同配置形态的模块化混合动力系统来说，须配合各配置对控制软件中的对应参数略作变更，以获得个别配置的最佳化功效。
承前所述，本发明提出的车用混合动力系统是使用电动马达驱动控制盘式离合器的杠杆机构，因此能够以自动控制的方式离合动力源与传动箱之间的联结，或引擎动力源与马达动力源之间的联结，因此能够形成不同功能的混合动力系统，且能够更容易以模块化的零部件组合构成不同形式的混合动力系统。又由于盘式离合器是长期被汽车界使用的成熟且低成本的动力离合机构，因此通过发明就能够以比较简单的结构及相对低廉的成本，组装构成具有多种功能及型式多样的混合动力系统，实现省油，输出动力增强且操控性更好的车辆动力系统。
权利要求
1.一种车用混合动力系统，其特征在于，该车用混合动力系统包括引擎，用来产生动力；电动机，一端与引擎输出端相结合；盘式离合器，其一端与电动机远离引擎的一端结合，另一端与传动箱的输入轴相连接，可将引擎或电动机的动力输出或切断；以及传动箱，借一传动输入轴与该盘式离合器结合以输入动力，并借至少一个传动输出轴输出动力。
2.如权利要求1所述的车用混合动力系统，其特征在于，该车用混合动力系统还包括一电子控制器，控制该电动机的工作状态是产生动力、发电或怠速。
3.如权利要求1所述的车用混合动力系统，其特征在于，该车用混合动力系统还包括共同输出轴，串接该引擎及该电动机，输出该引擎及/或该电动机的动力。
4.如权利要求3所述的车用混合动力系统，其特征在于，该共同输出轴是依序串联该引擎、该电动机、该盘式离合器及该传动箱。
5.如权利要求4所述的车用混合动力系统，其特征在于，该共同输出轴是依序串联该电动机、该引擎、该盘式离合器及该传动箱。
6.如权利要求1所述的车用混合动力系统，其特征在于，该传动箱是变速箱，该变速箱是手动或自动排档变速箱。
7.如权利要求1所述的车用混合动力系统，其特征在于，该盘式离合器具有电动马达作动杠杆机构，将该引擎或电动机的动力做输出或切断。
8.如权利要求7所述的车用混合动力系统，其特征在于，该杠杆机构包括由该电动马达驱动的推杆、由该推杆以一支点推动的杠杆以及由该杠杆推动并可施压作用于该盘式离合器的推力环。
9.一种车用混合动力系统，其特征在于，该车用混合动力系统包括引擎，用来产生动力；盘式离合器，具有电动马达作动杠杆机构，执行与该引擎的分离或结合功能；共同输出轴，串接该引擎及该盘式离合器，输出该引擎的动力；电动机，提供产生动力、发电或怠速状态中的一种状态，且具有一与该盘式离合器结合传输动力的动力输出轴；以及传动箱，借一传动输入轴与该动力输出轴连接以输入动力，并借至少一个传动输出轴输出动力到负载。
10.如权利要求9所述的车用混合动力系统，其特征在于，该车用混合动力系统还包括一电子控制器，控制该电动机的工作状态是产生动力，发电或怠速。
11.如权利要求10所述的车用混合动力系统，其特征在于，该电子控制器还控制该电动机的正转与反转，供切换车辆前进或后退。
12.如权利要求9所述的车用混合动力系统，其特征在于，该传动箱是变速箱，该变速箱是手动或自动排档的变速箱。
13.如权利要求9所述的车用混合动力系统，其特征在于，该杠杆机构包括由该电动马达驱动的推杆、由该推杆以一支点推动的杠杆以及由该杠杆推动并可施压作用于该盘式离合器的推力环。
14.一种车用混合动力系统，其特征在于，该车用混合动力系统包括引擎，用来产生动力；第一电动机，提供产生动力或发电；共同输出轴，串接该引擎及该第一电动机，输出该引擎及/或该第一电动机的动力；第二电动机，提供产生动力或发电，且具有一与该盘式离合器结合传输动力的动力输出轴；盘式离合器，串接于该共同输出轴且位于该第一及第二电动机之间，具有电动马达作动杠杆机构，执行该引擎与该第一及第二电动机的分离或结合功能；以及传动箱，传动输入轴与该动力输出轴的另一端连接输入动力，借至少一个传动输出轴输出动力到负载。
15.如权利要求14所述的车用混合动力系统，其特征在于，该车用混合动力系统还包括一电子控制器，控制该第一、第二电动机的工作状态是产生动力，发电或怠速。
16.如权利要求15所述的车用混合动力系统，其特征在于，电子控制器还控制该电动机的正转与反转，供切换车辆前进或后退。
17.如权利要求14所述的车用混合动力系统，其特征在于，该共同输出轴是依序串联该引擎、该第一电动机以及该盘式离合器。
18.如权利要求14所述的车用混合动力系统，其特征在于，该共同输出轴是依序串联该第一电动机、该引擎以及该盘式离合器。
19.如权利要求14所述的车用混合动力系统，其特征在于，该传动箱手动或自动排档变速箱。
20.如权利要求14所述的车用混合动力系统，其特征在于，该第一电动机的输出功率大于或等于该第二电动机。
21.如权利要求14所述的车用混合动力系统，其特征在于，该杠杆机构包括由该电动马达驱动的推杆、由该推杆以一支点推动的杠杆以及由该杠杆推动并可施压作用于该盘式离合器的推力环。
全文摘要
本发明公开一种车用混合动力系统，该车用混合动力系统包括引擎、电动机、盘式离合器、共同输出轴以及传动箱。本发明的车用混合动力系统以马达控制的盘式离合器作为关键零部件构成的混合动力系统，它使用电动马达驱动、控制盘式离合器的杠杆机构，因此能够以自动控制方式离合动力源与传动箱之间的联结，或引擎动力源与马达动力源之间的联结，可以形成不同的混合动力系统，且能够更容易以模块化的零部件组合构成不同形式的混合动力系统，盘式离合器是长期被工业界使用的成熟且低成本的动力离合机构，因此本发明能够以比较简单的结构及相对低廉的成本，组装构成具有多种功能及型式多样的混合动力系统，达到省油、输出动力增强且操纵性更好的目的。
文档编号B60K17/28GK1990296SQ20051009756
公开日2007年7月4日 申请日期2005年12月30日 优先权日2005年12月30日
发明者古焕隆, 魏增德, 吕俊贤, 黄贤雄, 郑丽茹 申请人:财团法人工业技术研究院