CN105291808B - 混合动力传动整合系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种混合动力传动整合系统及其控制方法，包含一第一行星齿轮组、一第二行星齿轮组、一第一传动连接组及一第二传动连接组，控制方法为：将该第一传动连接组具有一第一能量输入端；将该第二传动连接组具有一第二能量输入端、一第一能量输出端及一自由传输端；将该第一传动连接组及第二传动连接组连接于一第一行星齿轮组及一第二行星齿轮组；将该自由传输端进行控制，以便自由切换该自由传输端作为一第二能量输出端或一第三能量输入端，经由第二能量输出端将动能经转换及储存后，再由第二能量输入端进行输入储存动能至混合动力传动整合系统，或经由第三能量输入端进行输入储存动能至混合动力传动整合系统。本发明可提升能量转换效率及能量使用效率。

Description

混合动力传动整合系统及其控制方法

技术领域

本发明关于一种混合动力传动整合系统及其控制方法；特别是关于一种油电混合动力传动整合系统及其控制方法；更特别是关于一种适用于油电混合车〔HEV，hybridelectric vehicle〕或油电混合交通工具的动力传动整合系统及其控制方法。

背景技术

常用混合动力系统，例如：中国台湾专利第I427008号的″油电混合动力车之启动方法及其系统架构″发明专利，其揭示一种油电混合动力车系统。该油电混合动力车系统包含一油电混合动力车、一电池模组、一电池加热装置、一行车控制单元、一第一开关、一集成启动发电机及一内燃机引擎。

前述第I427008号的油电混合动力车的启动方法包含：于该油电混合动力车的电池模组的温度低于一第一门槛温度时，利用行车控制单元控制导通第一开关；利用处于启动模式中的集成启动发电机，将自电池模组通过第一开关而传递至集成启动发电机的直流电源转换为一第一交流电源，并利用该第一交流电源启动内燃机引擎；及执行一加热程序，以利用电池加热装置提高电池模组的温度。以此，集成启动发电机至电池模组的充电线路可被截断，使集成启动发电机以整流模式运作，以提供电能至该电池加热装置，以便对该电池模组进行加热。

然而，前述第I427008号的油电混合动力车并未适当提供混合动力传动整合系统，以达成可变式控制动力输入，并进一步达成可变式控制动力输出。简单的说，油电混合动力车在传输动力上其仍有必要进一步选择提供可变式控制动力输入及可变式控制动力输出的传动机构，以符合混合动力整合传输需求。

另一常用混合动力系统，例如：中国台湾专利公开第201000341号的″油电混合车及其制造方法″发明专利申请案，其揭示一种油电混合车。该油电混合车包含一电动马达、至少一电池组、至少一电容器组、至少一发电机、至少一引擎及一控制器。该控制器与该电池组、该电容器组及该引擎进行耦合。

前述第201000341号的油电混合车也包含一动力系统，且动力系统包含至少一电池组、至少一电容器组、至少一发电机及一控制器，且控制器与电池组、电容器组及发电机进行耦合。另外，油电混合车也包含一齿轮箱，而该齿轮箱包含一周转式滚轮配置及一控制机构，且控制机构与一输出轴进行耦合。

然而，前述第201000341号的油电混合车并未适当提供混合动力传动整合系统，以达成可变式控制动力输入，并进一步达成可变式控制动力输出。简单的说，油电混合动力车在传输动力上其仍有必要进一步选择提供可变式控制动力输入及可变式控制动力输出的传动机构，以符合混合动力整合传输需求。

另一常用混合动力系统，例如：美国专利第8303447号的″Power transmissionsystem of hybrid electric vehicle″发明专利，其揭示一种油电混合车的混合动力系统。该混合动力系统包含一动力输入轴、一第一行星齿轮组、一第二行星齿轮组、一动力输出轴、一第一离合器、一第二离合器、一第一煞车器及一第二煞车器，并适当组成该混合动力系统。

然而，前述第8303447号的油电混合车的混合动力系统的第一行星齿轮组及第二行星齿轮组具有需较高加工成本的缺点，且其并未适当提供混合动力传动整合于动力输入轴及动力输出轴之间，以达成可变式控制动力输入，并进一步达成可变式控制动力输出。简单的说，该油电混合动力车在传输动力上其仍有必要进一步选择提供可变式控制动力输入及可变式控制动力输出的传动机构，以符合混合动力整合传输需求。

另一常用混合动力系统，例如：美国专利第8500585号的″Power transmissionsystem of hybrid electric vehicle″发明专利，其揭示一种油电混合车的混合动力系统。同样的，该混合动力系统包含一动力输入轴、一第一行星齿轮组、一第二行星齿轮组、一动力输出轴、一第一离合器、一第二离合器、一第一煞车器及一第二煞车器，并适当组成该混合动力系统。

然而，前述第8500585号的油电混合车的混合动力系统的第一行星齿轮组及第二行星齿轮组具有需较高加工成本的缺点，且并未适当提供混合动力传动整合于动力输入轴及动力输出轴之间，以达成可变式控制动力输入，并进一步达成可变式控制动力输出。简单的说，该油电混合动力车在传输动力上其仍有必要进一步选择提供可变式控制动力输入及可变式控制动力输出的传动机构，以符合混合动力整合传输需求。

另一常用混合动力系统，例如：美国专利第8548662号的″Transmission controlfor a hybrid electric vehicle with regenerative braking″发明专利，其揭示一种油电混合车的混合动力系统。该油电混合车包含一第一传动机构、一第二传动机构、一电动马达、一内燃机、一马达控制单元及一传动控制单元。

然而，前述第8548662号的油电混合车仅采用第一传动机构及第二传动机构具有构造复杂的缺点，且其在电动马达及内燃机之间并未适当提供混合动力传动整合的功能，以达成可变式控制动力输入，并进一步达成可变式控制动力输出。简单的说，该油电混合动力车在传输动力上其仍有必要进一步选择提供可变式控制动力输入及可变式控制动力输出的传动机构，以符合混合动力整合传输需求。

另外，前述中国台湾专利第I427008号、中国台湾专利公开第201000341号、美国专利第8303447号、第8500585号及第8548662号的油电混和车齿轮箱多采用设置两个马达与一个引擎的配置，其中一个马达可转换为发电机，而另一个马达为主要出力马达，并且经由变速机构连接输出端，共计有三个轴端，两个自由度，由主要出力马达与引擎为输入条件，次要马达则扮演配合的角色，需配合另两轴端的转速，如此其需要较高的控制技术。

因此，前述中国台湾专利第I427008号、中国台湾专利公开第201000341号、美国专利第8303447号、第8500585号及第8548662号仅揭示各种混合动力系统。因此，常用混合动力系统必然存在进一步改良其整合性传动性的需求。前述专利及专利申请案仅为本发明技术背景的参考及说明目前技术发展状态而已，其并非用以限制本发明的范围。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种混合动力传动整合系统，其利用两行星齿轮组及两传动连接组进行可变式控制能量输入及能量输出，该传动机构利用一控制端控制一自由传输端自由切换作为一能量输出端或一能量输入端，以达成提升能量转换效率及能量使用效率的目的。

为了达成上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种混合动力传动整合系统，其包含：

一第一行星齿轮组；

一第二行星齿轮组；

一第一传动连接组，其连接于该第一行星齿轮组及第二行星齿轮组，该第一传动连接组具有一第一能量输入端；及

一第二传动连接组，其连接于该第一行星齿轮组及第二行星齿轮组，该第二传动连接组具有一第二能量输入端、一第一能量输出端及一自由传输端；

其中该混合动力传动整合系统控制该自由传输端，以自由切换该自由传输端作为一第二能量输出端或一第三能量输入端，如此经由该第二能量输出端将一动能经转换及储存后，再由该第二能量输入端进行输入该储存动能至该混合动力传动整合系统，或经由该第三能量输入端进行输入该储存动能至该混合动力传动整合系统。

本发明较佳实施例的该第一行星齿轮组包含一第一连接端及一第二连接端，而该第二行星齿轮组包含一第三连接端及一第四连接端，在组装时，该第一传动连接组连接于该第一行星齿轮组的第一连接端及第二行星齿轮组的第三连接端，而该第二传动连接组连接于该第一行星齿轮组的第二连接端及第二行星齿轮组的第四连接端。

本发明较佳实施例的该第一行星齿轮组及第二行星齿轮组选自一正比式驱动式行星齿轮或一负比式驱动式行星齿轮。

本发明较佳实施例的该正比式驱动式行星齿轮包含一第一太阳齿轮、一第一太阳齿轮旋转轴、一第二太阳齿轮、一第二太阳齿轮旋转轴、一行星臂及至少一复式行星齿轮，而该负比式驱动式行星齿轮包含一太阳齿轮、一太阳齿轮旋转轴、一环齿轮、一环齿轮旋转轴、一行星臂及至少一行星齿轮。

本发明较佳实施例的该第一行星齿轮组及第二行星齿轮组分别包含三自由旋转轴。

本发明的另一目的在于提供一种混合动力传动整合系统控制方法，其利用两行星齿轮组及两传动连接组进行可变式控制能量输入及能量输出，该传动机构利用一控制端控制一自由传输端自由切换作为一能量输出端或一能量输入端，以达成提升能量转换及使用效率的目的。

为了达成上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种混合动力传动整合系统控制方法，包含：

将一第一传动连接组设置为具有一第一能量输入端及一第一能量输出端；

将一第二传动连接组设置为具有一第二能量输入端及一自由传输端；

将该第一传动连接组连接于一第一行星齿轮组及一第二行星齿轮组；

将该第二传动连接组连接于该第一行星齿轮组及第二行星齿轮组；及

将该自由传输端进行控制，以便自由切换该自由传输端做为一第二能量输出端或一第三能量输入端，如此经由该第二能量输出端将一动能经转换及储存后，再由该第二能量输入端进行输入该储存动能至该混合动力传动整合系统，或经由该第三能量输入端进行输入该储存动能至该混合动力传动整合系统。

本发明较佳实施例的该第一行星齿轮组包含一第一连接端及一第二连接端，而该第二行星齿轮组包含一第三连接端及一第四连接端，在组装时，该第一传动连接组连接于该第一行星齿轮组的第一连接端及第二行星齿轮组的第三连接端，而该第二传动连接组连接于该第一行星齿轮组的第二连接端及第二行星齿轮组的第四连接端。

本发明较佳实施例的该第一行星齿轮组及第二行星齿轮组选自一正比式驱动式行星齿轮或一负比式驱动式行星齿轮。

本发明较佳实施例的该正比式驱动式行星齿轮包含一第一太阳齿轮、一第一太阳齿轮旋转轴、一第二太阳齿轮、一第二太阳齿轮旋转轴、一行星臂及至少一复式行星齿轮，而该负比式驱动式行星齿轮包含一太阳齿轮、一太阳齿轮旋转轴、一环齿轮、一环齿轮旋转轴、一行星臂及至少一行星齿轮。

本发明较佳实施例的该第一行星齿轮组及第二行星齿轮组分别包含三自由旋转轴。

本发明的优点在于：

本发明的混合动力传动整合系统及其控制方法，可提升能量转换效率及能量使用效率。

附图说明

图1是本发明较佳实施例的混合动力传动整合系统提供混合动力输入及输出操作功能的方块示意图。

图2是本发明较佳实施例的混合动力传动整合系统的能量输入及输出方向的架构示意图。

图3是本发明较佳实施例的混合动力传动整合系统采用正比式驱动式行星齿轮的内部机构示意图。

图4是本发明较佳实施例的混合动力传动整合系统的内部机构示意图。

图5是本发明较佳实施例的混合动力传动整合系统的齿数对照示意图。

图6是本发明较佳实施例的混合动力传动整合系统采用传动操作控制方法的流程示意图。

图7是本发明较佳实施例的混合动力传动整合系统应用于马达与引擎功率的关系模拟示意图。

图8是本发明较佳实施例的混合动力传动整合系统于第一能量输入端〔引擎〕、第二能量输入端〔马达〕及第一能量输出端扭力的关系模拟示意图。

图9是本发明较佳实施例的混合动力传动整合系统于第一能量输入端〔引擎〕、第二能量输入端〔马达〕及第二能量输出端或第三能量输入端〔马达及发电机组合，自由传输端〕转速的关系模拟示意图。

图10是本发明较佳实施例的混合动力传动整合系统于第一能量输入端〔引擎〕及第二能量输入端〔马达〕及第二能量输出端或第三能量输入端〔马达及发电机组合，自由传输端〕功率的关系模拟示意图。

具体实施方式

为了充分了解本发明，于下文将举例较佳实施例并配合附图作详细说明，且其并非用以限定本发明。

本发明较佳实施例的混合动力传动整合系统及其控制方法〔或操作方法〕适合设置于各种混合式〔hybrid〕能量供应系统，例如：移动式〔mobile〕或独立式〔stand-alone〕设备，其可应用于各种混合机械传动相关技术领域，例如：复合动力车辆〔hybrid vehicle〕〔如马达及引擎〕、复合动力船舶〔hybrid boat〕或复合动力脚踏车〔hybrid bicycle〕、太阳能发电设备〔solar power generator〕、焚化炉〔incinerator〕、海洋能发电机〔oceanpower generator〕〔如潮汐、波浪或海流发电设备〕、风力发电机〔wind power generator〕的混合传动变速箱等，但其并非用以限定本发明的传动整合系统的应用范围。

图1揭示本发明较佳实施例的混合动力传动整合系统提供混合动力输入及输出操作功能的方块示意图，其仅举例说明本发明的基本混合动力输入及输出操作功能。请参照图1所示，本发明较佳实施例的混合动力传动整合系统1包含至少一个或数个可独立控制传动机构〔independently controllable transmission mechanism〕100，其举例设置单一个可独立控制传动机构100，但其并非用以限定本发明的范围。可独立控制传动机构100将单独由马达输出的动力〔例如：起步时动力〕、单独由引擎输出的动力〔高速运转动力〕或马达及引擎同时输出的动力〔起步后加速动力〕适当整合，并提供操作模式包含高转速低扭力、低转速高扭力或其它各种不同配比输出扭力模式。

图2揭示本发明较佳实施例的混合动力传动整合系统的能量输入及输出方向的架构示意图，其对应于图1的混合动力传动整合系统1。请参照图1及2所示，举例而言，混合动力传动整合系统1包含一第一能量输入端1a、一第二能量输入端1b、一第一能量输出端1c及一第二能量输出端或一第三能量输入端1d，其适当配置于该混合动力传动整合系统1，以便对应于其能量输入及输出方向〔如图2的箭头方向示〕，且其适用于油电混合车的传动机构。

图3揭示本发明较佳实施例的混合动力传动整合系统采用正比式驱动式〔positive-ratio drive train type〕行星齿轮的内部机构示意图。请参照图3所示，该正比式驱动式行星齿轮具有三自由旋转轴〔freedom rotor shaft〕或具类似结构的旋转轴机构。举例而言，该正比式驱动式行星齿轮包含一第一太阳齿轮〔sun gear〕ps1、一第一太阳齿轮旋转轴pss1、一第二太阳齿轮ps2、一第二太阳齿轮旋转轴pss2、至少一组以上的复式行星齿轮〔compound planet gear〕pp1，pp2及一可自由旋转行星臂〔carrier〕pa。在组装时，该复式行星齿轮〔compound planet gear〕pp1，pp2同时与第一太阳齿轮ps1及第二太阳齿轮ps2相互啮合。

请再参照图3所示，该正比式驱动式行星齿轮对外可提供利用的三个自由旋转轴，且该三个自由旋转轴分别为第一太阳齿轮旋转轴pss1、第二太阳齿轮旋转轴pss2及可自由旋转行星臂pa。该正比值驱动式行星齿轮在可自由旋转行星臂pa固定不旋转时，第一太阳齿轮旋转轴pss1及第二太阳齿轮旋转轴pss2的旋转方向为相同方向。若将第一太阳齿轮旋转轴pss1及第二太阳齿轮旋转轴pss2分别与可自由旋转行星臂pa之间的相对转速的比值定义为一基本转速比值〔basic speed-ratio〕，则其数值为正。

图4揭示本发明较佳实施例的混合动力传动整合系统的内部机构示意图，其对应于图1及2的混合动力传动整合系统1。另外，图5揭示本发明较佳实施例的混合动力传动整合系统的齿数对照示意图，其对应于图4的混合动力传动整合系统1。请参照图4及5所示，混合动力传动整合系统1包含一第一行星齿轮组10、一第二行星齿轮组11、一第一传动连接组12及一第二传动连接组13，且第一行星齿轮组10、第二行星齿轮组11、第一传动连接组12及第二传动连接组13适当组合形成混合动力传动整合系统1，且其具有适当齿数配置，如图5所示。

图6揭示本发明较佳实施例的混合动力传动整合系统采用传动操作控制方法的流程示意图，其对应于图4及5的混合动力传动整合系统1。请参照图2、4、5及6所示，本发明较佳实施例的混合动力传动整合系统控制方法包含步骤S1：将第一传动连接组12设置为具有一第一能量输入端，如图2所示的第一能量输入端1a。举例而言，第一能量输入端1a可选择连接至少一引擎或其它动力源。

请再参照图2、4、5及6所示，本发明较佳实施例的混合动力传动整合系统控制方法包含步骤S2：接着，将第二传动连接组13设置为具有一第二能量输入端、一第一能量输出端及一自由传输端，如图2所示的第二能量输入端1b、第一能量输出端1c及第二能量输出端或第三能量输入端1d〔自由传输端〕。举例而言，第二能量输入端1b形成一控制端，其可选择连接至少一马达〔伺服马达〕或其它动力源。第一能量输出端1c形成混合动力传动整合系统1的一主能量输出端，而第二能量输出端或第三能量输入端1d形成混合动力传动整合系统1的一自由能量输出端。另外，第二能量输出端或第三能量输入端1d可选择连接至少一马达及发电机组合或其它类似机构。

请再参照图4、5及6所示，本发明较佳实施例的混合动力传动整合系统控制方法包含步骤S3：接着，将第一传动连接组12连接于第一行星齿轮组10及第二行星齿轮组11。如图4的中间上端所示，第一行星齿轮组10包含一第一连接端及一第二连接端，且第一连接端及第二连接端位于第一行星齿轮组10的两侧。如图4的中间下端所示，第二行星齿轮组11包含一第三连接端及一第四连接端，且第三连接端及第四连接端位于第一行星齿轮组10的两侧。在元件组装时，第一传动连接组12连接于第一行星齿轮组10的第一连接端及第二行星齿轮组11的第三连接端，如图4的左侧所示。

请再参照图4、5及6所示，本发明较佳实施例的混合动力传动整合系统控制方法包含步骤S4：接着，将第二传动连接组13连接于第一行星齿轮组10及第二行星齿轮组11。在元件组装时，第二传动连接组13连接于第一行星齿轮组10的第二连接端及第二行星齿轮组11的第四连接端，如图4的右侧所示。

请再参照图2、4、5及6所示，本发明较佳实施例的混合动力传动整合系统控制方法包含步骤S5：接着，混合动力传动整合系统1控制自由传输端，以自由切换自由传输端作为第二能量输出端或第三能量输入端1d，如此可选择经由第二能量输出端或第三能量输入端1d适当输出可回收能量，例如：在煞车或行驶下坡时所产生的动能。

请再参照图2、4、5及6所示，本发明较佳实施例的混合动力传动整合系统控制方法包含步骤S6：接着，一旦进行停止第一能量输出端1c的能量输出时，经由第二能量输出端或第三能量输入端1d将一动能经转换〔例如：带动发电机运转产生电能〕及储存〔例如：电能储存于蓄电池〕后，再经由第二能量输入端1b〔例如：蓄电池连接马达运转〕进行输入已储存动能，以便回馈传输至混合动力传动整合系统1，或直接经由第三能量输入端1d进行输入储存动能至混合动力传动整合系统1。

请再参照图4所示，举例而言，本发明较佳实施例的混合动力传动整合系统采用设计公式如下：

(i)当α≠β，且α≠1，β≠1时：

(ii)当α＝β＝1时：

i_0A＝i_0B (3)

其中i_0A代表第一行星齿轮组10的基本转速比值，i_0B代表第二行星齿轮组11的基本转速比值。

请再参照图4所示，举例而言，本发明较佳实施例的混合动力传动整合系统将选用(ii)做为范例条件，即α＝1，β＝1，如此齿轮的规格会比较相近，即可以降低制造成本。而第一能量输出端1c的转速与第二能量输入端1b〔控制端〕的马达转速呈线性关系，在此设定系数为1，如公式(4)所示：

n_output＝n_motor (4)

请再参照图4所示，举例而言，本发明较佳实施例的混合动力传动整合系统选择采用引擎、马达与马达及发电机组合的转速关系，如公式(5)所示：

请再参照图4所示，举例而言，本发明较佳实施例的混合动力传动整合系统选择采用旋转方向顺时针为正，逆时针为负，功率输入至该可独立控制传动机构100〔例如：齿轮箱〕为正，其输出为负，齿轮箱的各轴功率可表示为：

P_X＝T_Xn_X (6)

其中P和T分别表示功率和扭矩，n代表其转速，下标x代表各轴端。

请再参照图4所示，举例而言，本发明较佳实施例的混合动力传动整合系统选择由能量守恒定律可得公式(7)如下：

P_output＝-(P_engine+P_motor) (7)

请再参照图4所示，举例而言，本发明较佳实施例的混合动力传动整合系统选择采用引擎、马达与输出端的扭力关系，如公式(8)所示：

请再参照图4所示，举例而言，本发明较佳实施例的混合动力传动整合系统选择采用引擎与马达及发电机组合的能量关系，如公式(9)所示：

请再参照图4所示，本发明较佳实施例的混合动力传动整合系统选择以一般油电混合车作为例，并选择设定引擎功率74kW转速范围为0至5200rpm，马达功率为61kW、其转速范围为1450至6500rpm，马达发电机〔或马达及发电机组合〕功率为42kW、其转速范围为6500至6500rpm，系统总和输出为100kW。

请再参照图5所示，举例而言，本发明较佳实施例的混合动力传动整合系统采用各种齿数设计为：α＝1，β＝1，再根据公式〔3)分别可决定该混合动力传动整合系统1的全部齿数，如表一所示。本发明较佳实施例进一步将相对应的齿数带入机构简图，如图5所示。

表一、本发明较佳实施例的混合动力传动整合系统采用对应齿数表：

齿轮	cmg1D	cmg2D	cmg3D	cmg1E	cmg2E	cmg3E	ps1A
								齿数	157	47	47	47	157	157	23
齿轮	ps2A	pp1A	pp2A	ps1B	ps2B	pp1B	pp2B
								齿数	77	73	19	23	77	73	19

图7揭示本发明较佳实施例的混合动力传动整合系统应用于马达与引擎功率的关系模拟示意图。请参照图2、4及7所示，举例而言，本发明较佳实施例的混合动力传动整合系统采用马达与引擎的输出功率分为四个阶段或其它复数个阶段。例如：在第一阶段时，其时速为0至40km/hr之间〔起步或低速行驶〕，此时仅由马达经由第二能量输入端1b对第一能量输出端1c的输出轴出力；在第二阶段时，其时速为40至60km/hr之间〔中速行驶〕，此时将引擎能量经由第一能量输入端1a导入，同时经由第二能量输入端1b输入的马达出力也会逐渐减少；在第三阶段时，其时速为60至140km/hr之间〔高速行驶〕，此时其主要输出为引擎，而马达只负责控制输出转速；在第四阶段时，其时速为140至180km/hr之间〔极速行驶〕，此时将进一步经由第二能量输入端1b导入马达的输出能量，以便辅助引擎的输出能量，以达成更好的动力输出表现。

图8揭示本发明较佳实施例的混合动力传动整合系统于第一能量输入端〔引擎〕、第二能量输入端〔马达〕及第一能量输出端扭力的关系模拟示意图，其对应于图2的混合动力传动整合系统1。请参照图8所示，举例而言，本发明较佳实施例的混合动力传动整合系统选择采用马达的设定扭矩为220Nm，引擎的设定扭矩为140Nm，并由公式(8)可推算马达、输出端与引擎的扭力关系，于此并入参考。

图9揭示本发明较佳实施例的混合动力传动整合系统于第一能量输入端〔引擎〕、第二能量输入端〔马达〕及第二能量输出端或第三能量输入端〔马达发电机或马达及发电机组合，自由传输端〕转速的关系模拟示意图，其对应于图2的混合动力传动整合系统1。请参照图9所示，举例而言，本发明较佳实施例的混合动力传动整合系统选择采用马达的转速上限为6500rpm，引擎的转速上限为5200rpm，并由公式(5)可推算在各个转速下马达、引擎与发电机的转速关系，于此并入参考。

图10揭示本发明较佳实施例的混合动力传动整合系统于第一能量输入端〔引擎〕及第二能量输入端〔马达〕及第二能量输出端或第三能量输入端〔马达发电机或马达及发电机组合，自由传输端〕功率的关系模拟示意图，其对应于图2的混合动力传动整合系统1。请参照图10所示，举例而言，本发明较佳实施例的混合动力传动整合系统选择采用在车辆煞车或行驶于下坡时，发电机输出电力至蓄电池或其它负载，使其适当充电。本发明较佳实施例的混合动力传动整合系统选择马达与引擎转速上限分别为6500rpm及5200rpm，并由公式(9)可分析各种转速下能回充多少能量，于此并入参考。

如图5及7至10所示，上述实验模拟数据为在特定条件之下所获得的初步实验结果，其仅用以易于了解或参考本发明的技术内容而已，其尚需进行其他实验或模拟。该实验模拟数据及其模拟结果并非用以限制本发明的权利范围。

本发明较佳实施例的混合动力传动整合系统不同于其他机构，其采用一个马达与一个马达发电机的配置，其分别对应至两个轴端，加上引擎对应的输入端与输出端共具有四个轴端，其包含两个转速自由度与两个扭力自由度，其输出端转速只与主要出力马达有关，且呈简单的线性关系，出力马达与马达发电机只提供扭力的输入条件，马达发电机与输出端的转速无关。本发明较佳实施例的混合动力传动整合系统在配置上亦可采用单一功能的发电机，以便将有助于降低成本。

另外，本发明较佳实施例的混合动力传动整合系统采用一个马达及一个马达发电机的配置设计，其可简化控制上的需求，且其在构型设计上主要采用为周转轮系，如此可避免采用行星齿轮系较高的加工成本。在车辆行驶时，本发明较佳实施例的混合动力传动整合系统可能遇到的各种情况〔例如：起步、高速行驶或煞车等〕，在各种模式之下各轴端都能达到所需的配合，经过模拟分析证明可适用在油电混合车上。

前述较佳实施例仅举例说明本发明及其技术特征，该实施例的技术仍可适当进行各种实质等效修饰及/或替换方式予以实施；因此，本发明的权利范围须视后附权利要求范围所界定的范围为准。

Claims (10)

1.混合动力传动整合系统，其特征在于，包含：

一第一行星齿轮组；

一第二行星齿轮组；

一第一传动连接组，其连接于该第一行星齿轮组及第二行星齿轮组，该第一传动连接组具有一第一能量输入端；及

一第二传动连接组，其连接于该第一行星齿轮组及第二行星齿轮组，该第二传动连接组具有一第二能量输入端、一第一能量输出端及一自由传输端；

其中该混合动力传动整合系统控制该自由传输端，以自由切换该自由传输端做为一第二能量输出端或一第三能量输入端，如此经由该第二能量输出端将一动能经转换及储存后，再由该第二能量输入端进行输入该储存动能至该混合动力传动整合系统，或经由该第三能量输入端进行输入该储存动能至该混合动力传动整合系统。

2.依权利要求1所述的混合动力传动整合系统，其特征在于，所述第一行星齿轮组包含一第一连接端及一第二连接端，所述第二行星齿轮组包含一第三连接端及一第四连接端，在组装时，所述第一传动连接组连接于所述第一行星齿轮组的第一连接端及第二行星齿轮组的第三连接端，而所述第二传动连接组连接于所述第一行星齿轮组的第二连接端及第二行星齿轮组的第四连接端。

3.依权利要求1所述的混合动力传动整合系统，其特征在于，所述第一行星齿轮组及第二行星齿轮组选自一正比式驱动式行星齿轮或一负比式驱动式行星齿轮。

4.依权利要求3所述的混合动力传动整合系统，其特征在于，所述正比式驱动式行星齿轮包含一第一太阳齿轮、一第一太阳齿轮旋转轴、一第二太阳齿轮、一第二太阳齿轮旋转轴、一行星臂及至少一复式行星齿轮，而所述负比式驱动式行星齿轮包含一太阳齿轮、一太阳齿轮旋转轴、一环齿轮、一环齿轮旋转轴、一行星臂及至少一行星齿轮。

5.依权利要求1所述的混合动力传动整合系统，其特征在于，所述第一行星齿轮组及第二行星齿轮组分别包含三自由旋转轴。

6.混合动力传动整合系统控制方法，其特征在于，包含：

将一第一传动连接组设置为具有一第一能量输入端及一第一能量输出端；

将一第二传动连接组设置为具有一第二能量输入端及一自由传输端；

将该第一传动连接组连接于一第一行星齿轮组及一第二行星齿轮组；

将该第二传动连接组连接于该第一行星齿轮组及第二行星齿轮组；及

对该自由传输端进行控制，以便自由切换该自由传输端作为一第二能量输出端或一第三能量输入端，如此经由该第二能量输出端将一动能经转换及储存后，再由该第二能量输入端进行输入该储存动能至该混合动力传动整合系统，或经由该第三能量输入端进行输入该储存动能至该混合动力传动整合系统。

7.依权利要求6所述的混合动力传动整合系统控制方法，其特征在于，所述第一行星齿轮组包含一第一连接端及一第二连接端，所述第二行星齿轮组包含一第三连接端及一第四连接端，在组装时，所述第一传动连接组连接于所述第一行星齿轮组的第一连接端及第二行星齿轮组的第三连接端，所述第二传动连接组连接于所述第一行星齿轮组的第二连接端及第二行星齿轮组的第四连接端。

8.依权利要求6所述的混合动力传动整合系统控制方法，其特征在于，所述第一行星齿轮组及第二行星齿轮组选自一正比式驱动式行星齿轮或一负比式驱动式行星齿轮。

9.依权利要求8所述的混合动力传动整合系统控制方法，其特征在于，所述正比式驱动式行星齿轮包含一第一太阳齿轮、一第一太阳齿轮旋转轴、一第二太阳齿轮、一第二太阳齿轮旋转轴、一行星臂及至少一复式行星齿轮，所述负比式驱动式行星齿轮包含一太阳齿轮、一太阳齿轮旋转轴、一环齿轮、一环齿轮旋转轴、一行星臂及至少一行星齿轮。

10.依权利要求6所述的混合动力传动整合系统控制方法，其特征在于，所述第一行星齿轮组及第二行星齿轮组分别包含三自由旋转轴。