專利名稱：動(dòng)力輸出裝置和混合動(dòng)力汽車的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及向驅(qū)動(dòng)軸輸出動(dòng)力的動(dòng)力輸出裝置以及具有該動(dòng)力輸出裝 置的混合動(dòng)力汽車。
背景技術(shù)：
作為這種動(dòng)力輸出裝置，以往公知如下的動(dòng)力輸出裝置，該動(dòng)力輸出 裝置包括內(nèi)燃機(jī)、兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)、所謂的拉維奈爾赫型的行星齒輪機(jī)構(gòu)、 以及可將行星齒輪機(jī)構(gòu)的兩個(gè)輸出構(gòu)件選擇性地連接到輸出軸的平行軸式 變速器(例如，參見專利文獻(xiàn)1)。該動(dòng)力輸出裝置是以前輪驅(qū)動(dòng)車輛為 對(duì)象的，在該動(dòng)力輸出裝置中，內(nèi)燃機(jī)橫向布置，并且內(nèi)燃機(jī)、行星齒輪 機(jī)構(gòu)、兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)、以及平行軸式變速器的旋轉(zhuǎn)軸相互平行地延伸。另 外，以往公知如下的動(dòng)力輸出裝置，該動(dòng)力輸出裝置包括具有與內(nèi)燃機(jī) 連接的輸入構(gòu)件和兩個(gè)輸出構(gòu)件的行星齒輪裝置、以及具有分別與該行星 齒輪機(jī)構(gòu)的對(duì)應(yīng)的輸出構(gòu)件連接的副軸的平行軸式變速器(例如，參見專 利文獻(xiàn)2)。在該動(dòng)力輸出裝置中，行星齒輪裝置的兩個(gè)輸出構(gòu)件分別被 固定在電驅(qū)動(dòng)部中的對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)子的內(nèi)周上。另外，以往公知如下的動(dòng)力輸 出裝置，該動(dòng)力輸出裝置包括動(dòng)力分配機(jī)構(gòu)和兩個(gè)離合器，所述動(dòng)力分配 機(jī)構(gòu)包含與內(nèi)燃機(jī)連接的輸入構(gòu)件、與第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)連接的反作用力構(gòu) 件、以及與第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)連接的輸出構(gòu)件，所述兩個(gè)離合器用于使作為 輸出部件的驅(qū)動(dòng)軸選擇性地連接到動(dòng)力分配機(jī)構(gòu)的輸出構(gòu)件和反作用力構(gòu) 件上(例如，參見專利文獻(xiàn)3)。 一旦第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)以負(fù)旋轉(zhuǎn)執(zhí)行電動(dòng) 機(jī)驅(qū)動(dòng)，該動(dòng)力輸出裝置就控制兩個(gè)離合器，以使動(dòng)力分配機(jī)構(gòu)的反作用 力構(gòu)件連接到輸出部件上，并解除輸出構(gòu)件與輸出部件的連接，由此抑制 通過由第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)使用輸出部件的一部分動(dòng)力而產(chǎn)生的電力來驅(qū)動(dòng)第 一電動(dòng)發(fā)電機(jī)的動(dòng)力循環(huán)的產(chǎn)生。
6專利文獻(xiàn)1
專利文獻(xiàn)2 專利文獻(xiàn)3
日本專利文獻(xiàn)特開2005-155891號(hào)公報(bào); 日本專利文獻(xiàn)特開2003-106389號(hào)公報(bào); 日本專利文獻(xiàn)特開2005-125876號(hào)公報(bào)。

發(fā)明內(nèi)容
但是，對(duì)于主要通過驅(qū)動(dòng)后輪來行駛的車輛，即對(duì)于一般的后輪驅(qū)動(dòng) 車輛、或以后輪驅(qū)動(dòng)為主的四輪驅(qū)動(dòng)車輛等來說，由于安裝空間等的原因 難以采用上述專利文獻(xiàn)1中記載的動(dòng)力輸出裝置。另外，雖然上述專利文 獻(xiàn)2中記載的動(dòng)力輸出裝置可以后輪驅(qū)動(dòng)車輛為對(duì)象，但由于其使用平行 軸式變速器，軸向和徑向上的尺寸大，因而不得不說向車輛上的可安裝性 較差。另外，專利文獻(xiàn)2中記載的動(dòng)力輸出裝置要求直徑大的轉(zhuǎn)子，存在 電驅(qū)動(dòng)部的可安裝性差的問題，其可實(shí)現(xiàn)性原本就差。另一方面，當(dāng)將這 種動(dòng)力輸出裝置應(yīng)用于主要通過驅(qū)動(dòng)后輪來行駛的車輛時(shí)，也需要在更寬 的行駛范圍中提高動(dòng)力的傳遞效率，在這一點(diǎn)上，以往的動(dòng)力輸出裝置仍 存在改進(jìn)的余地。
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于，提供一種適于主要驅(qū)動(dòng)后輪來行駛的 車輛的小型且可安裝性優(yōu)良的動(dòng)力輸出裝置以及具有該動(dòng)力輸出裝置的混 合動(dòng)力汽車。本發(fā)明的另一個(gè)目的在于，提供一種能夠在更寬的行駛范圍 中提高動(dòng)力傳遞效率的動(dòng)力輸出裝置以及具有該動(dòng)力輸出裝置的混合動(dòng)力 汽車。
為了實(shí)現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明的動(dòng)力輸出裝置以及混合動(dòng)力汽車采用 了以下的手段。
本發(fā)明的動(dòng)力輸出裝置是一種向驅(qū)動(dòng)軸輸出動(dòng)力的動(dòng)力輸出裝置，其 包括
內(nèi)燃機(jī)；
第一電動(dòng)機(jī)，可輸入輸出動(dòng)力； 第二電動(dòng)機(jī)，可輸入輸出動(dòng)力；
動(dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu)，被構(gòu)成為具有與所述第一電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸連接的 第一構(gòu)件、與所述第二電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸連接的第二構(gòu)件、以及與所述內(nèi)燃機(jī)的內(nèi)燃機(jī)軸連接的第三構(gòu)件，并且所述三個(gè)構(gòu)件彼此能夠差動(dòng)旋轉(zhuǎn)；和 變速傳遞單元，該變速傳遞單元包括第一變速用差動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，被 構(gòu)成為具有與所述動(dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu)的所述第一構(gòu)件連接的輸入構(gòu)件、與 所述驅(qū)動(dòng)軸連接的輸出構(gòu)件、以及可固定構(gòu)件，并且所述三個(gè)構(gòu)件彼此能 夠差動(dòng)旋轉(zhuǎn)；第二變速用差動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，被構(gòu)成為具有與所述動(dòng)力分配綜
合機(jī)構(gòu)的所述第二構(gòu)件連接的輸入構(gòu)件、與所述驅(qū)動(dòng)軸連接的輸出構(gòu)件、
以及可固定構(gòu)件，并且所述三個(gè)構(gòu)件彼此能夠差動(dòng)旋轉(zhuǎn)；第一固定單元， 可固定所述第一變速用差動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的所述可固定構(gòu)件，以使該可固定構(gòu) 件不能旋轉(zhuǎn)；以及第二固定單元，可固定所述第二變速用差動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的 所述可固定構(gòu)件，以使該可固定構(gòu)件不能旋轉(zhuǎn)。
上述動(dòng)力輸出裝置具備包括有均為三構(gòu)件式的第一變速用差動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī) 構(gòu)和第二變速用差動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的變速傳遞單元。該變速傳遞單元可在內(nèi)燃 機(jī)、第一電動(dòng)機(jī)、第二電動(dòng)機(jī)以及動(dòng)力分配機(jī)構(gòu)的下游側(cè)與它們同軸地配 置，并且例如與平行軸式變速傳遞單元相比能夠大幅度地減小軸向和徑向 上的尺寸。因此，該動(dòng)力輸出裝置尺寸小且可安裝性優(yōu)越，并非常適于主 要驅(qū)動(dòng)后輪來行駛的車輛。并且，根據(jù)該變速傳遞單元，通過利用第一固 定單元將第一變速用差動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的可固定構(gòu)件固定成不能旋轉(zhuǎn)，可將動(dòng) 力分配綜合機(jī)構(gòu)的第一構(gòu)件用作輸出構(gòu)件并使與該第一構(gòu)件連接的第一電 動(dòng)機(jī)作為電動(dòng)機(jī)而發(fā)揮功能，并且可使與作為反作用力構(gòu)件的第二構(gòu)件連 接的第二電動(dòng)機(jī)作為發(fā)電機(jī)而發(fā)揮功能。另外，根據(jù)該變速傳遞單元，通 過利用第二固定單元將第二變速用差動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的可固定構(gòu)件固定成不能 旋轉(zhuǎn)，可將動(dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu)的第二構(gòu)件用作輸出構(gòu)件并使與該第二構(gòu)件 連接的第二電動(dòng)機(jī)作為電動(dòng)機(jī)而發(fā)揮功能，并可使與作為反作用力構(gòu)件的 第一構(gòu)件連接的第一電動(dòng)機(jī)作為發(fā)電機(jī)而發(fā)揮功能。因此，在該動(dòng)力輸出 裝置中，通過適當(dāng)?shù)貙?duì)由第一固定單元對(duì)第一變速用差動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的可固 定構(gòu)件的固定與由第二固定單元對(duì)第二變速用差動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的可固定構(gòu)件 的固定進(jìn)行切換，尤其在作為電動(dòng)機(jī)而發(fā)揮功能的第一或第二電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn) 速變高時(shí)，能夠使作為發(fā)電機(jī)而發(fā)揮功能的第二或第一電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速不變 為負(fù)值來抑制所謂動(dòng)力循環(huán)的發(fā)生。另外，根據(jù)該變速差動(dòng)單元，通過利
8用第一固定單元和第二固定單元將第一變速用差動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的可固定構(gòu)件 和第二變速用差動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的可固定構(gòu)件兩者固定成不能旋轉(zhuǎn)，能夠?qū)?自內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)力以固定的變速比機(jī)械地(直接)傳遞給驅(qū)動(dòng)軸。從而，根 據(jù)該動(dòng)力輸出裝置，可在更寬的運(yùn)轉(zhuǎn)范圍內(nèi)良好地提高動(dòng)力傳遞效率。
此時(shí)，所述變速傳遞單元的所述第一變速用差動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和所述第二 變速用差動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)可以是三構(gòu)件式行星齒輪機(jī)構(gòu)。另外，所述第一變速 用差動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)可以是單小齒輪式行星齒輪機(jī)構(gòu)，該單小齒輪式行星齒輪 機(jī)構(gòu)具有與所述動(dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu)的所述第一構(gòu)件連接的太陽齒輪、可 被所述第一固定單元固定成不能旋轉(zhuǎn)的內(nèi)嚙合齒輪、以及至少保持一個(gè)與 所述太陽齒輪和所述內(nèi)嚙合齒輪兩者嚙合的小齒輪并與所述驅(qū)動(dòng)軸連接的 行星齒輪架，所述第二變速用差動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)可以是單小齒輪式行星齒輪機(jī) 構(gòu)，該單小齒輪式行星齒輪機(jī)構(gòu)具有與所述動(dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu)的所述第 二構(gòu)件連接的太陽齒輪、可被所述第二固定單元固定成不能旋轉(zhuǎn)的內(nèi)嚙合 齒輪、以及至少保持一個(gè)與所述太陽齒輪和所述內(nèi)嚙合齒輪兩者嚙合的小 齒輪并與所述第一變速用差動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的行星齒輪架以及所述驅(qū)動(dòng)軸連接 的行星齒輪架。由此，當(dāng)?shù)谝蛔兯儆貌顒?dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的內(nèi)嚙合齒輪被固定 時(shí)，能夠?qū)碜詣?dòng)力分配機(jī)構(gòu)的第一構(gòu)件的動(dòng)力以基于第一變速用差動(dòng)旋 轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的齒輪比(太陽齒輪的齒數(shù)/內(nèi)嚙合齒輪的齒數(shù))的變速比進(jìn)行變速 后傳遞給驅(qū)動(dòng)軸。另外，當(dāng)?shù)诙兯儆貌顒?dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的內(nèi)嚙合齒輪被固定 時(shí)，能夠?qū)碜詣?dòng)力分配機(jī)構(gòu)的第二構(gòu)件的動(dòng)力以基于第二變速用差動(dòng)旋 轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的齒輪比(太陽齒輪的齒數(shù)/內(nèi)嚙合齒輪的齒數(shù))的變速比進(jìn)行變速 后傳遞給驅(qū)動(dòng)軸。
另外，所述變速傳遞單元還可以包括變速用連接切斷單元，該變速用 連接切斷單元可執(zhí)行所述第一變速用差動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)以及所述第二變速用差 動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)中任一個(gè)的所述輸出構(gòu)件與所述可固定構(gòu)件之間的連接和該連 接的解除。根據(jù)這樣的變速傳遞單元，通過連接第一變速用差動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) 和第二變速用差動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)中任一個(gè)的輸出構(gòu)件和可固定構(gòu)件，并將第一 變速用差動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和第二變速用差動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)中另一個(gè)的可固定構(gòu)件固 定成不能旋轉(zhuǎn)，能夠?qū)碜詢?nèi)燃機(jī)的動(dòng)力以固定的變速比機(jī)械地(直接)傳遞給驅(qū)動(dòng)軸，其中該固定的變速比不同于將第一變速用差動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的 可固定構(gòu)件和第二變速用差動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的可固定構(gòu)件兩者固定成不能旋轉(zhuǎn) 時(shí)的變速比。并且如果在此狀態(tài)下使第一變速用差動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和第二變速 用差動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)中另一個(gè)的可固定構(gòu)件可旋轉(zhuǎn)，第一變速用差動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) 以及第二變速用差動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)中的一個(gè)的各構(gòu)件就會(huì)通過變速用連接切斷 單元被實(shí)際鎖定從而一體地旋轉(zhuǎn)，因此能夠?qū)碜詣?dòng)力分配機(jī)構(gòu)的第一構(gòu) 件或第二構(gòu)件的動(dòng)力直接傳遞給驅(qū)動(dòng)軸。由此，在上述結(jié)構(gòu)下，可在進(jìn)一 步更寬的運(yùn)轉(zhuǎn)范圍中良好地提高動(dòng)力傳遞效率。
此時(shí)，本發(fā)明的動(dòng)力輸出裝置還可以包括第三固定單元，該第三固定 單元可固定所述動(dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu)的所述第一構(gòu)件以及所述第二構(gòu)件中的任 一個(gè)以使其不能旋轉(zhuǎn)。由此，當(dāng)連接了第一變速用差動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和第二變 速用差動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)中任一個(gè)的輸出構(gòu)件與可固定構(gòu)件時(shí)，如果固定與作為 發(fā)電機(jī)而發(fā)揮功能的第一或第二電動(dòng)機(jī)連接的動(dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu)的第一或 第二構(gòu)件(反作用力構(gòu)件)以使其不能旋轉(zhuǎn)，則能夠?qū)碜詢?nèi)燃機(jī)的動(dòng)力 以固定的變速比直接傳遞給驅(qū)動(dòng)軸，其中該固定的變速比不同于將第一或 第二變速用差動(dòng)機(jī)構(gòu)的可固定構(gòu)件兩者固定成不能旋轉(zhuǎn)時(shí)的變速比以及連 接了第一或第二變速用差動(dòng)機(jī)構(gòu)的輸出構(gòu)件與可固定構(gòu)件時(shí)的變速比。因 此，根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，可在進(jìn)一步更寬的運(yùn)轉(zhuǎn)范圍中良好地提高動(dòng)力傳遞效 率。
另外，本發(fā)明的動(dòng)力輸出裝置還可以包括連接切斷單元，該連接切斷 單元可執(zhí)行所述第一電動(dòng)機(jī)與所述第一構(gòu)件之間的連接和該連接的解除、 所述第二電動(dòng)機(jī)與所述第二構(gòu)件之間的連接和該連接的解除、以及所述內(nèi) 燃機(jī)與所述第三構(gòu)件之間的連接和該連接的解除中的任一種。在包括有上 述連接切斷單元的動(dòng)力輸出裝置中，如果使連接切斷單元解除上述連接， 就可通過差動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的功能來將內(nèi)燃機(jī)與第一、第二電動(dòng)機(jī)以及變速傳 遞單元實(shí)際分離。由此，在該動(dòng)力輸出裝置中，如果使連接切斷單元解除 上述連接并使內(nèi)燃機(jī)停止，就能夠在改變變速傳遞單元的變速比的情況下 從第一、第二電動(dòng)機(jī)中的至少一個(gè)向驅(qū)動(dòng)軸高效率地傳遞動(dòng)力。因此，根 據(jù)動(dòng)力輸出裝置，可降低對(duì)第一、第二電動(dòng)機(jī)要求的最大轉(zhuǎn)距等，從而能夠進(jìn)一步小型化第一、第二電動(dòng)機(jī)。連接切斷單元可以被配置在第一電動(dòng) 機(jī)和第一構(gòu)件之間或者第二電動(dòng)機(jī)和第二構(gòu)件之間來執(zhí)行相對(duì)應(yīng)的第一或 第二電動(dòng)機(jī)和第一或第二構(gòu)件之間的連接和該連接的解除，并且變速傳遞 單元在解除了基于連接切斷單元的上述連接時(shí)可將來自與該連接切斷單元 對(duì)應(yīng)的第一或第二電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力傳遞給驅(qū)動(dòng)軸。
另外，所述動(dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu)可以位于所述第一電動(dòng)機(jī)和所述第二電 動(dòng)機(jī)的之間并與該兩個(gè)電動(dòng)機(jī)同軸地配置。如此，如果在彼此同軸配置的 第一和第二電動(dòng)機(jī)之間與該兩個(gè)電動(dòng)機(jī)同軸地配置動(dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu)，第
一和第二電動(dòng)機(jī)就可采用徑向尺寸更小的電動(dòng)機(jī)。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)小型且 可安裝性優(yōu)越、并且適于主要驅(qū)動(dòng)后輪來行駛的車輛的動(dòng)力輸出裝置。此 外，所述動(dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu)可以是三構(gòu)件式行星齒輪機(jī)構(gòu)，由此能夠進(jìn)一 步縮小動(dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu)的尺寸來實(shí)現(xiàn)更加小型且可安裝性優(yōu)越的動(dòng)力輸 出裝置。
本發(fā)明的混合動(dòng)力汽車是一種包括通過來自驅(qū)動(dòng)軸的動(dòng)力而被驅(qū)動(dòng)的 驅(qū)動(dòng)輪的混合動(dòng)力汽車，其包括
第一電動(dòng)機(jī)，可輸入輸出動(dòng)力； 第二電動(dòng)機(jī)，可輸入輸出動(dòng)力；
動(dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu)，被構(gòu)成為具有與所述第一電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸連接的 第一構(gòu)件、與所述第二電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸連接的第二構(gòu)件、以及與所述內(nèi)燃 機(jī)的內(nèi)燃機(jī)軸連接的第三構(gòu)件，并且所述三個(gè)構(gòu)件彼此能夠差動(dòng)旋轉(zhuǎn)；和
變速傳遞單元，該變速傳遞單元包括第一變速用差動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，被 構(gòu)成為具有與所述動(dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu)的所述第一構(gòu)件連接的輸入構(gòu)件、與 所述驅(qū)動(dòng)軸連接的輸出構(gòu)件、以及可固定構(gòu)件，并且所述三個(gè)構(gòu)件彼此能 夠差動(dòng)旋轉(zhuǎn)；第二變速用差動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，被構(gòu)成為具有與所述動(dòng)力分配綜
合機(jī)構(gòu)的所述第二構(gòu)件連接的輸入構(gòu)件、與所述驅(qū)動(dòng)軸連接的輸出構(gòu)件、
以及可固定構(gòu)件，并且所述三個(gè)構(gòu)件彼此能夠差動(dòng)旋轉(zhuǎn)；第一固定單元， 可固定所述第一變速用差動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的所述可固定構(gòu)件，以使該可固定構(gòu) 件不能旋轉(zhuǎn)；以及第二固定單元，可固定所述第二變速用差動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的 所述可固定構(gòu)件，以使該可固定構(gòu)件不能旋轉(zhuǎn)。
11由于安裝在該混合動(dòng)力汽車上的動(dòng)力輸出裝置尺寸小并適于主要驅(qū)動(dòng) 后輪來行駛的車輛，并且可在進(jìn)一步更寬的運(yùn)行范圍中提高動(dòng)力傳遞效 率，因此在該混合動(dòng)力汽車中，能夠很好地改善混合動(dòng)力汽車的耗油率和 行駛性能。
在上述混合動(dòng)力汽車中，所述變速傳遞單元的所述第一變速用差動(dòng)旋 轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和所述第二變速用差動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)可以是三構(gòu)件式行星齒輪機(jī)構(gòu)。
另外，所述第一變速用差動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)可以是單小齒輪式行星齒輪機(jī) 構(gòu)，該單小齒輪式行星齒輪機(jī)構(gòu)具有與所述動(dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu)的所述第 一構(gòu)件連接的太陽齒輪、可被所述第一固定單元固定成不能旋轉(zhuǎn)的內(nèi)嚙合 齒輪、以及至少保持一個(gè)與所述太陽齒輪和所述內(nèi)嚙合齒輪兩者嚙合的小 齒輪并與所述驅(qū)動(dòng)軸連接的行星齒輪架，所述第二變速用差動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)可 以是單小齒輪式行星齒輪機(jī)構(gòu)，該單小齒輪式行星齒輪機(jī)構(gòu)具有與所述 動(dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu)的所述第二構(gòu)件連接的太陽齒輪、可被所述第二固定單 元固定成不能旋轉(zhuǎn)的內(nèi)嚙合齒輪、以及至少保持一個(gè)與所述太陽齒輪和所 述內(nèi)嚙合齒輪兩者嚙合的小齒輪并與所述第一變速用差動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的行星 齒輪架以及所述驅(qū)動(dòng)軸連接的行星齒輪架。
并且，所述變速傳遞單元還可以包括變速用連接切斷單元，該變速用 連接切斷單元可執(zhí)行所述第一變速用差動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)以及所述第二變速用差 動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)中的任一個(gè)的所述輸出構(gòu)件與所述可固定構(gòu)件之間的連接和該 連接的解除。
另外，上述混合動(dòng)力汽車還可以包括第三固定單元，該第三固定單元 可固定所述動(dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu)的所述第一構(gòu)件以及所述第二構(gòu)件中的任一 個(gè)以使其不能旋轉(zhuǎn)。
并且，上述混合動(dòng)力汽車還可以包括連接切斷單元，該連接切斷單元 可執(zhí)行所述第一電動(dòng)機(jī)與所述第一構(gòu)件之間的連接和該連接的解除、所述 第二電動(dòng)機(jī)與所述第二構(gòu)件之間的連接和該連接的解除、以及所述內(nèi)燃機(jī) 與所述第三構(gòu)件之間的連接和該連接的解除中的任一種。
另外，在上述混合動(dòng)力汽車中，所述動(dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu)可以位于所述 第一電動(dòng)機(jī)和所述第二電動(dòng)機(jī)的之間并與該兩個(gè)電動(dòng)機(jī)同軸地配置。
12并且，在上述混合動(dòng)力汽車中，所述動(dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu)可以是三構(gòu)件 式行星齒輪機(jī)構(gòu)。


圖l是本發(fā)明實(shí)施例的混合動(dòng)力汽車20的簡(jiǎn)要結(jié)構(gòu)圖2是舉例示出在使實(shí)施例的混合動(dòng)力汽車20隨著發(fā)動(dòng)機(jī)22的運(yùn)轉(zhuǎn) 而行駛的情況下根據(jù)車速變化使變速器60的變速比向升檔方向變化時(shí)的 動(dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu)40和變速器60的主要構(gòu)件的轉(zhuǎn)速-轉(zhuǎn)矩的關(guān)系的說明 圖3是與圖2相同的說明圖； 圖4是與圖2相同的說明圖5是與圖2相同的說明圖； 圖6是與圖2相同的說明圖； 圖7是與圖2相同的說明圖8是示出以下的共線圖的一個(gè)例子的說明圖，該共線圖表示在馬達(dá) MG1作為發(fā)電機(jī)而發(fā)揮功能、并且馬達(dá)MG2作為電動(dòng)機(jī)而發(fā)揮功能的情 況下動(dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu)40的各構(gòu)件和減速齒輪機(jī)構(gòu)50的各構(gòu)件之間的轉(zhuǎn) 速-轉(zhuǎn)矩的關(guān)系；
圖9是示出以下的共線圖的一個(gè)例子的說明圖，該共線圖表示在馬達(dá) MG2作為發(fā)電機(jī)而發(fā)揮功能、并且馬達(dá)MG1作為電動(dòng)機(jī)而發(fā)揮功能的情 況下動(dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu)40的各構(gòu)件和減速齒輪機(jī)構(gòu)50的各構(gòu)件的轉(zhuǎn)速-轉(zhuǎn) 矩的關(guān)系；
圖10是用于說明實(shí)施例的混合動(dòng)力汽車20的馬達(dá)行駛模式的說明
圖11是變形例的混合動(dòng)力汽車20A的簡(jiǎn)要結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式
以下，使用實(shí)施例來說明實(shí)施本發(fā)明的優(yōu)選方式。
圖1是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的混合動(dòng)力汽車20的簡(jiǎn)要結(jié)構(gòu)圖。該圖所示的混合動(dòng)力汽車20被構(gòu)成為后輪驅(qū)動(dòng)車輛，并包括配置在車輛前部
的發(fā)動(dòng)機(jī)22，；與作為發(fā)動(dòng)機(jī)22的輸出軸的曲軸26連接的動(dòng)力分配綜合 機(jī)構(gòu)40 (差動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu))；與動(dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu)40連接的可發(fā)電的馬達(dá) MG1;與該馬達(dá)MG1同軸配置并經(jīng)由減速齒輪機(jī)構(gòu)50與動(dòng)力分配綜合機(jī) 構(gòu)40連接的可發(fā)電的馬達(dá)MG2;可隨著變速比的改變而將來自動(dòng)力分配 綜合機(jī)構(gòu)40的動(dòng)力傳遞到驅(qū)動(dòng)軸69上的變速器60;以及對(duì)混合動(dòng)力汽車 20整體進(jìn)行控制的混合動(dòng)力用電子控制單元70 (以下，稱為"混合動(dòng)力 ECU")。
發(fā)動(dòng)機(jī)22是接受汽油或輕油等炭化氫系燃料的供應(yīng)而輸出動(dòng)力的內(nèi) 燃機(jī)，其從發(fā)動(dòng)機(jī)用電子控制單元(以下，稱為"發(fā)動(dòng)機(jī)ECU" ) 24接 受燃料噴射量、點(diǎn)火正時(shí)、吸入空氣量等的控制。來自針對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)22設(shè) 置并用來檢測(cè)該發(fā)動(dòng)機(jī)22的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的各種傳感器的信號(hào)被輸入給發(fā)動(dòng) 機(jī)ECU 24。并且，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU 24與混合動(dòng)力ECU 70進(jìn)行通信，從而基 于來自混合動(dòng)力ECU 70的控制信號(hào)和來自上述傳感器的信號(hào)等來控制發(fā) 動(dòng)機(jī)22的運(yùn)轉(zhuǎn)，并根據(jù)需要將與發(fā)動(dòng)機(jī)22的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)相關(guān)的數(shù)據(jù)輸出給 混合動(dòng)力ECU 70。
馬達(dá)MGl和馬達(dá)MG2均被構(gòu)成為既可以作為發(fā)電機(jī)工作也可以作為 電動(dòng)機(jī)動(dòng)作的公知的同步發(fā)電電動(dòng)機(jī)，該馬達(dá)MGl和馬達(dá)MG2經(jīng)由逆變 器31、 32與作為二次電池的蓄電池35交換電能。連接逆變器31、 32和蓄 電池35的電線39被構(gòu)成為由各逆變器31、 32共用的正極母線和負(fù)極母 線，以使得馬達(dá)MG1、 MG2中的任一個(gè)所發(fā)出的電能能夠被另一個(gè)馬達(dá) 消耗。因此，蓄電池35可根據(jù)從馬達(dá)MG1、 MG2中的任一個(gè)發(fā)出的電能 倆充電，并可根據(jù)不足的電能來放電，并且如果通過馬達(dá)MG1、 MG2達(dá) 到了電能收支的平衡，則不進(jìn)行充放電。馬達(dá)MG1、 MG2的驅(qū)動(dòng)均由馬 達(dá)用電子控制單元(以下，稱為"馬達(dá)ECU" ) 30控制。向馬達(dá)ECU30 輸入控制馬達(dá)MG1、 MG2的驅(qū)動(dòng)所需要的信號(hào)，例如來自檢測(cè)馬達(dá) MG1、 MG2的轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)位置的旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)傳感器33、 34的信號(hào)、通 過未圖示的電流傳感器檢測(cè)出的施加給馬達(dá)MG1、 MG2的相電流等，并 從馬達(dá)ECU 30輸出針對(duì)逆變器31、 32的開關(guān)控制信號(hào)等。馬達(dá)ECU 30基于從旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)傳感器33、 34輸入的信號(hào)來執(zhí)行未圖示的轉(zhuǎn)速計(jì)算例程，算出馬達(dá)MG1、 MG2的轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速Nml、 Nm2。另外，馬達(dá)ECU30與混合動(dòng)力ECU 70進(jìn)行通信，從而基于來自混合動(dòng)力ECU 70的控制信號(hào)等來控制馬達(dá)MG1、 MG2的驅(qū)動(dòng)，并根據(jù)需要將與馬達(dá)MG1、 MG2的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)相關(guān)的數(shù)據(jù)輸出給混合動(dòng)力ECU 70。
蓄電池35由蓄電池用電子控制單元(以下，稱為"蓄電池ECU")36進(jìn)行管理。向蓄電池ECU36輸入管理蓄電池35所需要的信號(hào)、例如來自設(shè)置在蓄電池35的端子之間的未圖示的電壓傳感器的端子間電壓、來自安裝在與蓄電池35的輸出端子連接的電線39上的未圖示的電流傳感器的充放電電流、來自安裝在蓄電池35上的溫度傳感器37的蓄電池溫度Tb等。蓄電池ECU 36根據(jù)需要將與蓄電池35的狀態(tài)相關(guān)的數(shù)據(jù)通過通信來輸出給混合動(dòng)力ECU 70和發(fā)動(dòng)機(jī)ECU 24。而且，蓄電池ECU36為了管理蓄電池35，還基于電流傳感器所測(cè)出的充放電電流的積分值來計(jì)算剩余容量SOC。
動(dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu)40與馬達(dá)MG1、馬達(dá)MG2、減速齒輪機(jī)構(gòu)50、變速器60 —并被容納在未圖示的變速箱中，該動(dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu)40與發(fā)動(dòng)機(jī)22隔出預(yù)定距離而與曲軸26同軸配置。實(shí)施例的動(dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu)40是一種雙小齒輪式行星齒輪機(jī)構(gòu)，其包括作為外齒齒輪的太陽齒輪41;與該太陽齒輪41配置在同心圓上并作為內(nèi)齒齒輪的內(nèi)嚙合齒輪42;以及行星齒輪架45，該行星齒輪架45至少自轉(zhuǎn)自如且公轉(zhuǎn)自如地保持一組的兩個(gè)小齒輪43、 44的組，所述兩個(gè)小齒輪43、 44在彼此嚙合的同時(shí)其中的一個(gè)與太陽齒輪41嚙合，而另一個(gè)與內(nèi)嚙合齒輪42嚙合。該動(dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu)40被構(gòu)成為太陽齒輪41 (第二構(gòu)件)、內(nèi)嚙合齒輪42 (第三構(gòu)件)以及行星齒輪架45 (第一構(gòu)件)彼此能夠差動(dòng)旋轉(zhuǎn)。在實(shí)施例中，在作為動(dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu)40的第二構(gòu)件的太陽齒輪41上經(jīng)由中空的太陽齒輪軸41a和中空的第一馬達(dá)軸46連接有作為第二電動(dòng)機(jī)的馬達(dá)MG1 (中空的轉(zhuǎn)子)，所述太陽齒輪軸41a從該太陽齒輪41向與發(fā)動(dòng)機(jī)22相反的一側(cè)(車輛后方)延伸。另外，在作為第一構(gòu)件的行星齒輪架45上經(jīng)由配置在動(dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu)40與發(fā)動(dòng)機(jī)22之間的減速齒輪機(jī)構(gòu)50
15和從該減速齒輪機(jī)構(gòu)50 (太陽齒輪51)向發(fā)動(dòng)機(jī)22延伸的中空的第二馬達(dá)軸55連接有作為第一電動(dòng)機(jī)的馬達(dá)MG2 (中空的轉(zhuǎn)子)。另外，在作為第三構(gòu)件的內(nèi)嚙合齒輪42上經(jīng)由內(nèi)嚙合齒輪軸42a和減震器28連接有發(fā)動(dòng)機(jī)22的曲軸26，所述內(nèi)嚙合齒輪軸42a穿過第二馬達(dá)軸55和馬達(dá)MG2而延伸。
另外，如圖1所示，在太陽齒輪軸41a與第一馬達(dá)軸46之間設(shè)置有執(zhí)行兩者的連接以及該連接的解除的離合器C0 (連接切斷單元)。在實(shí)施例中，離合器C0例如可構(gòu)成為犬牙式離合器，該犬牙式離合器能夠使固定在太陽齒輪軸41a的頂端上的爪扣(dog)與固定在第一馬達(dá)軸46的頂端上的爪扣以較少的損失嚙合并能夠解除這兩者的嚙合。該離合器CO由電氣式、電磁式、或液壓式的執(zhí)行器88驅(qū)動(dòng)。當(dāng)通過離合器CO解除了太陽齒輪軸41a與第一馬達(dá)軸46的連接時(shí)，作為第二電動(dòng)機(jī)的馬達(dá)MG1與作為動(dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu)40的第二構(gòu)件的太陽齒輪41的連接被解除，從而通過動(dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu)40的功能，可從馬達(dá)MG1、 MG2和變速器60實(shí)際分離發(fā)動(dòng)機(jī)22。
另外，可如上述那樣經(jīng)由離合器C0與動(dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu)40的太陽齒輪41連結(jié)的第一馬達(dá)軸46從馬達(dá)MG1進(jìn)一步向與發(fā)動(dòng)機(jī)22相反的一側(cè)(車輛后方)延伸并與變速器60連接。并且，行星齒輪架軸(連結(jié)軸)45a從動(dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu)40的行星齒輪架45穿過中空的太陽齒輪軸41a和第一馬達(dá)軸46向與發(fā)動(dòng)機(jī)22相反的一側(cè)(車輛后方)延伸，該行星齒輪架軸45a也與變速器60連接。由此，在實(shí)施例中，動(dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu)40位于彼此同軸配置的馬達(dá)MG1與馬達(dá)MG2之間并與這兩個(gè)馬達(dá)MG1、 MG2同軸配置，發(fā)動(dòng)機(jī)22與馬達(dá)MG2同軸地并列設(shè)置，并且隔著動(dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu)40而與變速器60相對(duì)。g卩，在實(shí)施例中，發(fā)動(dòng)機(jī)22、馬達(dá)MG1、 MG2、動(dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu)40以及變速器60這些動(dòng)力輸出裝置的構(gòu)成構(gòu)件從車輛前方起按照發(fā)動(dòng)機(jī)22、馬達(dá)MG2、(減速齒輪機(jī)構(gòu)50)、動(dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu)40、馬達(dá)MG1、變速器60的順序配置。由此，能夠使動(dòng)力輸出裝置小型且可安裝性優(yōu)越，并且適于主要驅(qū)動(dòng)后輪來行駛的混合動(dòng)力汽車20。
16在實(shí)施例中，如上所述，作為動(dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu)40的第二構(gòu)件的太
陽齒輪41經(jīng)由太陽齒輪軸41a、離合器C0以及第一馬達(dá)軸46與變速器60連接，并且作為動(dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu)40的第一構(gòu)件的行星齒輪架45經(jīng)由行星齒輪架軸45a與變速器60連接。由此，在混合動(dòng)力汽車20中，能夠?qū)?dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu)40的太陽齒輪41和行星齒輪架45中的任一者作為接受從發(fā)動(dòng)機(jī)22輸出的轉(zhuǎn)矩的反作用力的反作用力構(gòu)件并將另一者作為輸出構(gòu)件來向變速器60輸出動(dòng)力。如果將太陽齒輪41作為反作用力構(gòu)件，馬達(dá)MG1就作為發(fā)電機(jī)而發(fā)揮功能，此時(shí)動(dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu)40將經(jīng)由內(nèi)嚙合齒輪42輸入的來自發(fā)動(dòng)機(jī)22的動(dòng)力根據(jù)其齒輪比分配給太陽齒輪41側(cè)和行星齒輪架45側(cè)，并且將來自發(fā)動(dòng)機(jī)22的動(dòng)力和來自作為電動(dòng)機(jī)而發(fā)揮功能的馬達(dá)MG2的動(dòng)力綜合后向行星齒輪架45側(cè)輸出。另外，如果將行星齒輪架45作為反作用力構(gòu)件，馬達(dá)MG2就作為發(fā)電機(jī)而發(fā)揮功能，此時(shí)動(dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu)40將經(jīng)由內(nèi)嚙合齒輪42輸入的來自發(fā)動(dòng)機(jī)22的動(dòng)力根據(jù)其齒輪比分配給太陽齒輪41側(cè)和行星齒輪架45 f則，并且將來自發(fā)動(dòng)機(jī)22的動(dòng)力和來自作為電動(dòng)機(jī)而發(fā)揮功能的馬達(dá)MG1的動(dòng)力綜合后向太陽齒輪41側(cè)輸出。
減速齒輪機(jī)構(gòu)50是一種單小齒輪式行星齒輪機(jī)構(gòu)，其包括作為外齒齒輪的太陽齒輪51;與該太陽齒輪51配置在同心圓上的作為內(nèi)齒齒輪的內(nèi)嚙合齒輪52;與太陽齒輪51和內(nèi)嚙合齒輪52這兩者嚙合的多個(gè)小齒輪53;以及行星齒輪架54，該行星齒輪架54自轉(zhuǎn)自如且公轉(zhuǎn)自如地保持多個(gè)小齒輪53。減速齒輪機(jī)構(gòu)50的太陽齒輪51經(jīng)由上述第二馬達(dá)軸55與馬達(dá)MG2的轉(zhuǎn)子連接。并且，減速齒輪機(jī)構(gòu)50的內(nèi)嚙合齒輪52被固定在動(dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu)40的行星齒輪架45上，由此減速齒輪機(jī)構(gòu)50與動(dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu)40實(shí)質(zhì)上構(gòu)成一體。另外，減速齒輪機(jī)構(gòu)50的行星齒輪架54相對(duì)于變速箱被固定。因此，通過減速齒輪機(jī)構(gòu)50的作用，來自馬達(dá)MG2的動(dòng)力被減速后輸入給動(dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu)40的行星齒輪架45，并且來自行星齒輪架45的動(dòng)力被增速后輸入給馬達(dá)MG2。如果如實(shí)施例那樣將減速齒輪機(jī)構(gòu)50配置在馬達(dá)MG2與動(dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu)40之間并使其與動(dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu)40構(gòu)成一體，則能夠進(jìn)一步減小動(dòng)力輸出裝置的尺寸。
變速器60被構(gòu)成為可多級(jí)地設(shè)定變速比的平行軸式自動(dòng)變速器，并包括第一變速用行星齒輪機(jī)構(gòu)PG1，經(jīng)由行星齒輪架軸45a與動(dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu)40的作為第一構(gòu)件的行星齒輪架45連接；第二變速用行星齒輪機(jī)構(gòu)PG2，與第一馬達(dá)軸46連接，該第一馬達(dá)軸46可經(jīng)由離合器C0與動(dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu)40的作為第二構(gòu)件的太陽齒輪41連接；制動(dòng)器B1 (第一固定單元)，針對(duì)第一變速用行星齒輪機(jī)構(gòu)PG1而設(shè)置；制動(dòng)器B2(第二固定單元)，針對(duì)第二變速用行星齒輪機(jī)構(gòu)PG2而設(shè)置；以及制動(dòng)器B3 (第三固定單元)和離合器Cl (變速用連接切斷單元)等。如圖1所示，第一變速用行星齒輪機(jī)構(gòu)PG1是一種單小齒輪式行星齒輪機(jī)構(gòu)，其包括與行星齒輪架軸45a連接的太陽齒輪61;與該太陽齒輪61配置在同心圓上并作為內(nèi)齒齒輪的內(nèi)嚙合齒輪62;以及保持多個(gè)小齒輪63并與驅(qū)動(dòng)軸69連接的行星齒輪架64，其中所述多個(gè)小齒輪63與太陽齒輪61和內(nèi)嚙合齒輪62這兩者嚙合。該第一變速用行星齒輪機(jī)構(gòu)PG1被構(gòu)成為太陽齒輪61 (輸入構(gòu)件)、內(nèi)嚙合齒輪62 (可固定構(gòu)件)以及行星齒輪架64 (輸出構(gòu)件)彼此能夠差動(dòng)旋轉(zhuǎn)。另外，第二變速用行星齒輪機(jī)構(gòu)PG2是一種單小齒輪式行星齒輪機(jī)構(gòu)，其包括與第一馬達(dá)軸46連接的太陽齒輪65;與該太陽齒輪65配置在同心圓上并作為內(nèi)齒齒輪的內(nèi)嚙合齒輪66;以及與第一變速用行星齒輪機(jī)構(gòu)PG1共用的行星齒輪架64，該行星齒輪架64保持多個(gè)與太陽齒輪65和內(nèi)嚙合齒輪66這兩者嚙合的小齒輪69。該第二變速用行星齒輪機(jī)構(gòu)PG2被構(gòu)成為太陽齒輪65 (輸入構(gòu)件)、內(nèi)嚙合齒輪66 (可固定構(gòu)件)以及行星齒輪架64 (輸出構(gòu)件)彼此能夠差動(dòng)旋轉(zhuǎn)。在實(shí)施例中，第二變速用行星齒輪機(jī)構(gòu)PG2與第一變速用行星齒輪機(jī)構(gòu)PG1同軸地并列設(shè)置，并且第二變速用行星齒輪機(jī)構(gòu)PG2比第一變速用行星齒輪機(jī)構(gòu)PG1更靠向車輛前方，第二變速用行星齒輪機(jī)構(gòu)PG2的齒輪比(太陽齒輪65的齒數(shù)/內(nèi)嚙合齒輪66的齒數(shù))被設(shè)定成比第一變速用行星齒輪機(jī)構(gòu)PG1的齒輪比(太陽齒輪61的齒數(shù)/內(nèi)嚙合齒輪62的齒數(shù))P 1大一些(參見圖2)。制動(dòng)器Bl能夠固定第一變速用行星齒輪機(jī)構(gòu)PG1的內(nèi)嚙合齒輪62以使其相對(duì)于變速箱不能旋轉(zhuǎn)，并且
18能夠釋放該內(nèi)嚙合齒輪62以使其旋轉(zhuǎn)自如，該制動(dòng)器Bl可由上述的電氣式、電磁式、或液壓式的執(zhí)行器88驅(qū)動(dòng)。另外，制動(dòng)器B2能夠固定第二變速用行星齒輪機(jī)構(gòu)PG2的內(nèi)嚙合齒輪66以使其相對(duì)于變速箱不能旋轉(zhuǎn)，并且能夠釋放該內(nèi)嚙合齒輪66以使其旋轉(zhuǎn)自如，該制動(dòng)器B2與執(zhí)行器Bl —樣由執(zhí)行器88驅(qū)動(dòng)。另外，制動(dòng)器B3能夠經(jīng)由固定在第一馬達(dá)軸46上的定子68來固定第一馬達(dá)軸46、即動(dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu)40的作為第二構(gòu)件的太陽齒輪41，以使第一馬達(dá)軸46、即太陽齒輪41相對(duì)于變速箱不能旋轉(zhuǎn)，并且能夠釋放定子68來使第一馬達(dá)軸46旋轉(zhuǎn)自如，該制動(dòng)器B3與制動(dòng)器Bl、 B2 —樣由執(zhí)行器88驅(qū)動(dòng)。另外，離合器Cl可執(zhí)行第一變速用行星齒輪機(jī)構(gòu)PG1的作為輸出構(gòu)件的行星齒輪架64與作為可固定構(gòu)件的內(nèi)嚙合齒輪62的連接和該連接的解除，并且與制動(dòng)器B1 B3一樣由執(zhí)行器88驅(qū)動(dòng)。離合器Cl例如可構(gòu)成為犬牙式離合器，該犬牙式離合器能夠使固定在行星齒輪架64上的爪扣與固定在內(nèi)嚙合齒輪62上的爪扣以較少的損失嚙合并能夠解除這兩者的嚙合。并且，從變速器60的行星齒輪架64傳遞到驅(qū)動(dòng)軸69的動(dòng)力經(jīng)由差速齒輪DF最終被輸出給作為驅(qū)動(dòng)輪的后輪RWa、 RWb。在實(shí)施例中，雖然將執(zhí)行器88作為一整體而示出，但不用說也可以將其設(shè)計(jì)成可對(duì)離合器C0、離合器Cl、制動(dòng)器Bl以及制動(dòng)器B2進(jìn)行個(gè)別驅(qū)動(dòng)的執(zhí)行器。
如上構(gòu)成的變速器60與例如平行軸式變速器相比能夠大幅減小軸向和徑向上的尺寸。另外，第一變速用行星齒輪機(jī)構(gòu)PG1和第二變速用行星齒輪機(jī)構(gòu)PG2能夠在發(fā)動(dòng)機(jī)22、馬達(dá)MG1、 MG2以及動(dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu)40的下游側(cè)與它們同軸地配置，因此如果使用變速器60，則能夠簡(jiǎn)化軸承并減少軸承數(shù)量。另外，在該變速器60中，能夠按如下方式多級(jí)地設(shè)定變速比。g口，如果通過制動(dòng)器Bl將第一變速用行星齒輪機(jī)構(gòu)PG1的內(nèi)嚙合齒輪62固定成相對(duì)于變速箱不能旋轉(zhuǎn)，則能夠以基于第一變速用行星齒輪機(jī)構(gòu)PG1的齒輪比Pl的變速比(Pl/ (l+Pl))對(duì)來自行星齒輪架軸45a的動(dòng)力進(jìn)行變速后傳遞給驅(qū)動(dòng)軸69。另外，如果通過制動(dòng)器B2將第二變速用行星齒輪機(jī)構(gòu)PG2的內(nèi)嚙合齒輪66固定成相對(duì)于變速箱無法旋轉(zhuǎn)，則能夠以基于第二變速用行星齒輪機(jī)構(gòu)PG2的齒輪比P2的變速比(p2/ (1+p2))對(duì)來自第一馬達(dá)軸46的動(dòng)力進(jìn)行變速后傳遞給驅(qū) 動(dòng)軸69。另外，如果通過離合器Cl連接第一變速用行星齒輪機(jī)構(gòu)PG1的 行星齒輪架64和內(nèi)嚙合齒輪62，則構(gòu)成第一變速用行星齒輪機(jī)構(gòu)PG1的 太陽齒輪61、內(nèi)嚙合齒輪62以及行星齒輪架64實(shí)質(zhì)上成為一體，因此能 夠?qū)碜孕行驱X輪架軸45a的動(dòng)力以變速比l傳遞給驅(qū)動(dòng)軸69。以下，將 由制動(dòng)器Bl將第一變速用行星齒輪機(jī)構(gòu)PG1的內(nèi)嚙合齒輪62固定成相對(duì) 于變速箱不能旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)稱為變速器60的"第一變速狀態(tài)(l檔)"。另 外，將通過制動(dòng)器B2將第二變速用行星齒輪機(jī)構(gòu)PG2的內(nèi)嚙合齒輪66固 定成相對(duì)于變速箱不能旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)稱為變速器60的"第二變速狀態(tài)(2 檔)"。另外，將通過離合器Cl來連接第一變速用行星齒輪機(jī)構(gòu)PG1的 行星齒輪架64和內(nèi)嚙合齒輪62的狀態(tài)稱為變速器60的"第三變速狀態(tài) G檔)"。
混合動(dòng)力ECU70被構(gòu)成為以CPU72為中心的微處理器，該混合動(dòng)力 ECU 70除了 CPU 72之外還包括存儲(chǔ)處理程序的ROM 74;暫時(shí)存儲(chǔ)數(shù) 據(jù)的RAM 76;以及未圖示的輸入輸出端口和通信端口。來自點(diǎn)火開關(guān) (起動(dòng)開關(guān))80的點(diǎn)火信號(hào)、來自檢測(cè)作為換檔桿81的操作位置的換檔 位置SP的換檔位置傳感器82的換檔位置SP、來自檢測(cè)加速踏板83的踩 下量的加速踏板位置傳感器84的加速器開度Acc、來自檢測(cè)制動(dòng)踏板85 的踩下量的制動(dòng)踏板位置傳感器86的制動(dòng)踏板位置BP、以及來自車速傳 感器87的車速V經(jīng)由輸入端口被輸入給混合動(dòng)力ECU 70。如上所述，混 合動(dòng)力ECU 70經(jīng)由通信端口與發(fā)動(dòng)機(jī)ECU 24、馬達(dá)ECU 30、以及蓄電 池ECU36連接，并與發(fā)動(dòng)機(jī)ECU24、馬達(dá)ECU30、以及蓄電池ECU36 進(jìn)行各種控制信號(hào)和數(shù)據(jù)的交換。另外，對(duì)離合器C0、變速器60的制動(dòng) 器B1 B3以及離合器Cl進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的執(zhí)行器88也由混合動(dòng)力ECU 70控 制。
下面，說明如上構(gòu)成的實(shí)施例的混合動(dòng)力汽車20的動(dòng)作。 圖2至圖7是舉例示出在使混合動(dòng)力汽車20隨著發(fā)動(dòng)機(jī)22的運(yùn)轉(zhuǎn)而 行駛的情況下根據(jù)車速變化使變速器60的變速比向升檔方向變化時(shí)的動(dòng) 力分配綜合機(jī)構(gòu)40和變速器60的主要構(gòu)件的轉(zhuǎn)速-轉(zhuǎn)矩的關(guān)系的說明圖。
20當(dāng)混合動(dòng)力汽車20以圖2至圖8所示的狀態(tài)行駛時(shí)，在混合動(dòng)力ECU 70 基于加速器踏板83的踩下量或車速V所進(jìn)行的總控制下，由發(fā)動(dòng)機(jī)ECU 24控制發(fā)動(dòng)機(jī)22，由馬達(dá)ECU 30控制馬達(dá)MG1、 MG2，由混合動(dòng)力 ECU 70直接控制執(zhí)行器88 (離合器C0、變速器60的制動(dòng)器B1 B3和離 合器CI)。在圖2至圖7中，S軸表示動(dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu)40的太陽齒輪 41的轉(zhuǎn)速(馬達(dá)MG1、即第一馬達(dá)軸46的轉(zhuǎn)速Nml) ， R軸表示動(dòng)力分 配綜合機(jī)構(gòu)40的內(nèi)嚙合齒輪42的轉(zhuǎn)速(發(fā)動(dòng)機(jī)22的轉(zhuǎn)速Ne) ， C軸表 示動(dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu)40的行星齒輪架45 (行星齒輪架軸45a和減速齒輪 機(jī)構(gòu)50的內(nèi)嚙合齒輪52)的轉(zhuǎn)速，54軸表示減速齒輪機(jī)構(gòu)50的行星齒輪 架54的轉(zhuǎn)速，51軸表示減速齒輪機(jī)構(gòu)50的太陽齒輪51的轉(zhuǎn)速(馬達(dá) MG2，即第二馬達(dá)軸55的轉(zhuǎn)速Nm2)。另外，61、 65軸分別表示變速器 60的第一變速用行星齒輪機(jī)構(gòu)PG1的太陽齒輪61和第二變速用行星齒輪 機(jī)構(gòu)PG2的太陽齒輪65的轉(zhuǎn)速，64軸表示變速器60的行星齒輪架64 (驅(qū)動(dòng)軸69)的轉(zhuǎn)速，62軸表示第一變速用行星齒輪機(jī)構(gòu)PG1的內(nèi)嚙合 齒輪62的轉(zhuǎn)速，66軸表示第二變速用行星齒輪機(jī)構(gòu)PG2的內(nèi)嚙合齒輪66 的轉(zhuǎn)速。
如圖2所示，當(dāng)混合動(dòng)力汽車20起動(dòng)時(shí)，使離合器CO連接，并通過 制動(dòng)器Bl將第一變速用行星齒輪機(jī)構(gòu)PG1的內(nèi)嚙合齒輪62固定成相對(duì)于 變速箱不能旋轉(zhuǎn)，從而變速器60被設(shè)定為第一變速狀態(tài)。由此，可對(duì)馬 達(dá)MG1 、 MG2進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制，以使動(dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu)40的行星齒輪架45 成為輸出構(gòu)件，并使與該行星齒輪架45連接的馬達(dá)MG2作為電動(dòng)機(jī)而發(fā) 揮功能，使與作為反作用力構(gòu)件的太陽齒輪41連接的馬達(dá)MG1作為發(fā)電 機(jī)而發(fā)揮功能。以下，將馬達(dá)MG1作為發(fā)電機(jī)而發(fā)揮功能、并且馬達(dá) MG2作為電動(dòng)機(jī)而發(fā)揮功能的模式稱為"第一轉(zhuǎn)矩變換模式"。在圖8中 示出在上述第一轉(zhuǎn)矩變換模式下的動(dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu)40的各構(gòu)件和減速 齒輪機(jī)構(gòu)50的各構(gòu)件的轉(zhuǎn)速-轉(zhuǎn)矩的關(guān)系的共線圖的一個(gè)例子。在圖8 中，S軸、R軸、C軸、54軸、以及51軸表示與圖2至圖7相同的內(nèi)容， P表示動(dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu)40的齒輪比(太陽齒輪41的齒數(shù)/內(nèi)嚙合齒輪 42的齒數(shù))，Pr表示減速齒輪機(jī)構(gòu)50的減速比(太陽齒輪51的齒數(shù)/內(nèi)嚙合齒輪52的齒數(shù))。在該第一轉(zhuǎn)矩變換模式下，來自發(fā)動(dòng)機(jī)22的動(dòng)力 通過動(dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu)40和馬達(dá)MG1、 MG2被執(zhí)行轉(zhuǎn)矩變換后輸出給行 星齒輪架45，并且通過控制馬達(dá)MG1的轉(zhuǎn)速，能夠無級(jí)且連續(xù)地改變發(fā) 動(dòng)機(jī)22的轉(zhuǎn)速與作為輸出構(gòu)件的行星齒輪架45的轉(zhuǎn)速之比。此外，輸出 給行星齒輪架45 (行星齒輪架軸45a)的動(dòng)力在以基于第一變速用行星齒 輪機(jī)構(gòu)PG1的齒輪比Pl的變速比(Pl/ (l+Pl))被變速(減速)后 被輸出給驅(qū)動(dòng)軸69。
一旦在圖2所示的狀態(tài)、即在變速器60為第一變速狀態(tài)并且轉(zhuǎn)矩變 換模式為第一轉(zhuǎn)矩變換模式的狀態(tài)下混合動(dòng)力汽車20的車速V變高，則 隨著馬達(dá)MG1 (太陽齒輪41和第一馬達(dá)軸46)的轉(zhuǎn)速Nml下降，之前 示出負(fù)值的第二變速用行星齒輪機(jī)構(gòu)PG2的內(nèi)嚙合齒輪66的轉(zhuǎn)速不久達(dá) 到與0大致一致。由此，如圖3所示，能夠在由制動(dòng)器Bl將第一變速用 行星齒輪機(jī)構(gòu)PG1的內(nèi)嚙合齒輪62固定成不能旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下由制動(dòng)器B2 將第二變速用行星齒輪機(jī)構(gòu)PG2的內(nèi)嚙合齒輪66固定成不能旋轉(zhuǎn)。并 且，如果在通過制動(dòng)器Bl、 B2將第一變速用行星齒輪機(jī)構(gòu)PG1的內(nèi)嚙合 齒輪62和第二變速用行星齒輪機(jī)構(gòu)PG2的內(nèi)嚙合齒輪66這兩者固定成不 能旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下將針對(duì)馬達(dá)Ml和M2的轉(zhuǎn)矩指令設(shè)定為0值，則馬達(dá) MG1和MG2即不執(zhí)行電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)也不再生而空轉(zhuǎn)，來自發(fā)動(dòng)機(jī)22的動(dòng)力 (轉(zhuǎn)矩)在不被轉(zhuǎn)換成電能的情況下以固定的(恒定的)變速比(第一變 速狀態(tài)的的變速比與第二變速狀態(tài)的變速比之間的值)被機(jī)械地(直接) 傳遞給驅(qū)動(dòng)軸69。以下，將這樣通過制動(dòng)器B1、 B2將第一變速用行星齒 輪機(jī)構(gòu)PG1的內(nèi)嚙合齒輪62和第二變速用行星齒輪機(jī)構(gòu)PG2的內(nèi)嚙合齒 輪66兩者固定成不能旋轉(zhuǎn)的模式稱為"同時(shí)接合模式"。特別是將圖3 所示的狀態(tài)稱為"1檔一2檔同時(shí)接合狀態(tài)"。
在圖3所示的1檔一2檔同時(shí)接合狀態(tài)下，如果在通過制動(dòng)器B2將第 二變速用行星齒輪機(jī)構(gòu)PG2的內(nèi)嚙合齒輪66固定成不能旋轉(zhuǎn)的情況下使 制動(dòng)器Bl變?yōu)獒尫艩顟B(tài)從而使第一變速用行星齒輪機(jī)構(gòu)PG1的內(nèi)嚙合齒 輪62旋轉(zhuǎn)自如，則如圖4所示，能夠?qū)⒆兯倨?0設(shè)定為第二變速狀態(tài)。 并且，在該第二變速狀態(tài)下，能夠?qū)︸R達(dá)MG1、 MG2進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制，以
22使動(dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu)40的太陽齒輪41成為輸出構(gòu)件，并且使與該太陽齒
輪41連接的馬達(dá)MG1作為電動(dòng)機(jī)而發(fā)揮功能，使與作為反作用力構(gòu)件的 行星齒輪架45連接的馬達(dá)MG2作為發(fā)電機(jī)而發(fā)揮功能。以下，將馬達(dá) MG2作為發(fā)電機(jī)而發(fā)揮功能、并且馬達(dá)MG1作為電動(dòng)機(jī)而發(fā)揮功能的模 式稱為"第二轉(zhuǎn)矩變換模式"。在圖9中示出在上述第二轉(zhuǎn)矩變換模式下 的動(dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu)40的各構(gòu)件和減速齒輪機(jī)構(gòu)50的各構(gòu)件的轉(zhuǎn)速-轉(zhuǎn)矩 的關(guān)系的共線圖的一個(gè)例子表示。圖9中的符號(hào)與圖2中的符號(hào)相同。在 該第二轉(zhuǎn)矩變換模式下，來自發(fā)動(dòng)機(jī)22的動(dòng)力通過動(dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu)40 和馬達(dá)MG1、 MG2被執(zhí)行轉(zhuǎn)矩變換后輸出給太陽齒輪41，并且通過控制 馬達(dá)MG2的轉(zhuǎn)速，能夠無級(jí)且連續(xù)地改變發(fā)動(dòng)機(jī)22的轉(zhuǎn)速與作為輸出構(gòu) 件的太陽齒輪41的轉(zhuǎn)速之比。此外，輸出給太陽齒輪41 (第一馬達(dá)軸 46)的動(dòng)力在以基于第二變速用行星齒輪機(jī)構(gòu)PG2的齒輪比P2的變速比 (p2/ (2+p2))被變速(減速)后被輸出給驅(qū)動(dòng)軸69。
一旦在圖4所示的狀態(tài)、即在變速器60為第二變速狀態(tài)并且轉(zhuǎn)矩變 換模式為第二轉(zhuǎn)矩變換模式的狀態(tài)下混合動(dòng)力汽車20的車速V變高，構(gòu) 成第一變速用行星齒輪機(jī)構(gòu)PG1的太陽齒輪61、內(nèi)嚙合齒輪62、以及行 星齒輪架64的轉(zhuǎn)速不久就會(huì)彼此達(dá)到大致一致，從而這些構(gòu)件成為一體 而旋轉(zhuǎn)。由此，如圖5所示，可通過離合器Cl來連接第一變速用行星齒 輪機(jī)構(gòu)PG1的行星齒輪架64和內(nèi)嚙合齒輪62。并且，如果在通過制動(dòng)器 B2將第二變速用行星齒輪機(jī)構(gòu)PG2的內(nèi)嚙合齒輪66固定成不能旋轉(zhuǎn)的狀 態(tài)下通過離合器Cl來連接第一變速用行星齒輪機(jī)構(gòu)PG1的行星齒輪架64 和內(nèi)嚙合齒輪62，并在此狀態(tài)下將針對(duì)馬達(dá)Ml和M2的轉(zhuǎn)矩指令設(shè)定為 0值，則馬達(dá)MG1和MG2即不執(zhí)行電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)也不再生而空轉(zhuǎn)，來自發(fā) 動(dòng)機(jī)22的動(dòng)力(轉(zhuǎn)矩)在不被轉(zhuǎn)換成電能的情況下以固定的(恒定的) 變速比(第二變速狀態(tài)的變速比與第三變速狀態(tài)的變速比之間的值)被機(jī) 械地(直接)傳遞給驅(qū)動(dòng)軸69。以下，將如上述在通過制動(dòng)器B2將第二 變速用行星齒輪機(jī)構(gòu)PG2的內(nèi)嚙合齒輪66固定成不能旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下通過 離合器Cl來連接第一變速用行星齒輪機(jī)構(gòu)PG1的行星齒輪架64和內(nèi)嚙合 齒輪62的模式也稱為"同時(shí)接合模式"。特別是將圖5所示的狀態(tài)稱為"2檔一3檔同時(shí)接合狀態(tài)"。
在圖5所示的2檔一3檔同時(shí)接合狀態(tài)下，如果使制動(dòng)器B2成為釋放 狀態(tài)從而使第二變速用行星齒輪機(jī)構(gòu)PG2的內(nèi)嚙合齒輪66旋轉(zhuǎn)自如，則 如圖6所示，能夠?qū)⒆兯倨?0設(shè)定為第三變速狀態(tài)。并且，在該第三變 速狀態(tài)下，由于第一變速用行星齒輪機(jī)構(gòu)PG1的太陽齒輪61、內(nèi)嚙合齒 輪62以及行星齒輪架64被離合器Cl實(shí)際鎖定從而成為一體進(jìn)行旋轉(zhuǎn)， 因此，如圖6所示，來自動(dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu)40的行星齒輪架45的動(dòng)力經(jīng) 由行星齒輪架軸45a和其中各構(gòu)件構(gòu)成一體而旋轉(zhuǎn)的第二變速用行星齒輪 機(jī)構(gòu)PG2等被直接(以變速比l)傳遞到驅(qū)動(dòng)軸69。并且，在此情況下， 動(dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu)40的行星齒輪架45成為輸出構(gòu)件并且太陽齒輪41成為 反作用力構(gòu)件，從而轉(zhuǎn)矩變換模式成為上述第一轉(zhuǎn)矩變換模式，因此通過 控制馬達(dá)MG1的轉(zhuǎn)速，能夠無級(jí)且連續(xù)地改變發(fā)動(dòng)機(jī)22的轉(zhuǎn)速與直接連 結(jié)于作為輸出構(gòu)件的行星齒輪架45上的驅(qū)動(dòng)軸69的轉(zhuǎn)速之比。
一旦在圖6所示的狀態(tài)、即在變速器60為第三變速狀態(tài)并且轉(zhuǎn)矩變 換模式為第一轉(zhuǎn)矩變換模式的狀態(tài)下車速V變高，馬達(dá)MG1、第一馬達(dá) 軸46、太陽齒輪41以及第一變速用行星齒輪機(jī)構(gòu)PG1的太陽齒輪61的轉(zhuǎn) 速不久就會(huì)接近0值。由此，如圖7所示，可通過制動(dòng)器B3經(jīng)由定子68 和第一馬達(dá)軸46來將動(dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu)40的作為第二構(gòu)件的太陽齒輪41 固定成不能旋轉(zhuǎn)。并且，如果在通過離合器Cl連接了第一變速用行星齒 輪機(jī)構(gòu)PG1的行星齒輪架64和內(nèi)嚙合齒輪62的狀態(tài)下通過制動(dòng)器B3將 第一馬達(dá)軸46固定成不能旋轉(zhuǎn)，并在此狀態(tài)下將針對(duì)馬達(dá)Ml和M2的轉(zhuǎn) 矩指令設(shè)定為0值，則馬達(dá)MG1和MG2即不執(zhí)行電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)也不再生而 空轉(zhuǎn)，來自發(fā)動(dòng)機(jī)22的動(dòng)力(轉(zhuǎn)矩)在不被轉(zhuǎn)換成電能的情況下以固定 的(恒定的)變速比(比第三變速狀態(tài)的變速比靠向增速側(cè)的值)變速后 被直接傳遞給驅(qū)動(dòng)軸69。以下，將如上述在通過離合器Cl連接行星齒輪 架64和內(nèi)嚙合齒輪66來實(shí)際鎖定變速器60的第一變速用行星齒輪機(jī)構(gòu) PG1的狀態(tài)下通過制動(dòng)器B3將第一馬達(dá)軸46 (馬大MG1)固定成不能旋 轉(zhuǎn)的模式稱為"同時(shí)接合模式"。特別是將圖7所示的狀態(tài)稱為"3檔固 定狀態(tài)"。當(dāng)向降檔方向改變變速器60的變速比時(shí)，基本上可按相反的順序執(zhí)行上述說明的操作序列。
如此，在實(shí)施例的混合動(dòng)力汽車20中，第一轉(zhuǎn)矩變換模式和第二轉(zhuǎn)
矩變換模式隨著變速器60的變速比的改變、即隨著第一 第三變速狀態(tài)
的切換而交替地被切換，因此，尤其當(dāng)提高了作為電動(dòng)機(jī)而發(fā)揮功能的馬
達(dá)MG2或MG1的轉(zhuǎn)速Nm2或Nml時(shí)，能夠使作為發(fā)電機(jī)而發(fā)揮功能的 馬達(dá)MGl或MG2的轉(zhuǎn)速Nml或Nm2不變?yōu)樨?fù)值。因此，在混合動(dòng)力汽 車20中，能夠抑制下述動(dòng)力循環(huán)的發(fā)生，從而能夠在更寬的運(yùn)轉(zhuǎn)范圍中 提高動(dòng)力的傳遞效率，所述動(dòng)力循環(huán)是指在第一轉(zhuǎn)矩變換模式下，馬達(dá) MG2利用隨著馬達(dá)MG1的轉(zhuǎn)速變負(fù)而輸出給行星齒輪架軸45a的動(dòng)力的 一部分進(jìn)行發(fā)電，并且馬達(dá)MG1消耗由馬達(dá)MG2發(fā)出的電力而輸出動(dòng) 力；或者在第二轉(zhuǎn)矩變換模式下，馬達(dá)MG1使用隨著馬達(dá)MG2的轉(zhuǎn)速變 負(fù)而輸出給第一馬達(dá)軸46的動(dòng)力的一部分進(jìn)行發(fā)電，并且馬達(dá)MG2消耗 由馬達(dá)MG1發(fā)出的電力而輸出動(dòng)力。另外，隨著上述動(dòng)力循環(huán)被抑制， 可抑制馬達(dá)MG1、 MG2的最高轉(zhuǎn)速，由此還可以減小馬達(dá)MG1、 MG2的 尺寸。另外，如果使混合動(dòng)力汽車20在上述的同時(shí)接合模式下行駛，則 能夠以l檔一2檔同時(shí)接合狀態(tài)、2檔一3檔同時(shí)接合狀態(tài)以及3檔固定狀 態(tài)中每一狀態(tài)所固有的變速比將來自發(fā)動(dòng)機(jī)22的動(dòng)力機(jī)械地(直接)傳 遞給驅(qū)動(dòng)軸69，因此，能夠增加在不伴有向電能轉(zhuǎn)換的情況下從發(fā)動(dòng)機(jī) 22向驅(qū)動(dòng)軸69機(jī)械地輸出動(dòng)力的機(jī)會(huì)，來在更寬的運(yùn)轉(zhuǎn)范圍中進(jìn)一步提 高動(dòng)力的傳遞效率。通常，在使用發(fā)動(dòng)機(jī)、兩個(gè)電動(dòng)機(jī)以及如行星齒輪機(jī) 構(gòu)這樣的動(dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu)的動(dòng)力輸出裝置中，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)與驅(qū)動(dòng)軸之間的 減速比較大時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力被更多地轉(zhuǎn)換成電能，因此動(dòng)力的傳遞效率 變差，并且存在導(dǎo)致馬達(dá)MG1、 MG2發(fā)熱的傾向，因此上述的同時(shí)接合 模式尤其有利于發(fā)動(dòng)機(jī)22與驅(qū)動(dòng)軸之間的減速比較大的情況。另外，在 實(shí)施例的混合動(dòng)力汽車20中，當(dāng)改變變速器60的變速比時(shí)，由于在第一 轉(zhuǎn)矩變換模式和第二轉(zhuǎn)矩變換模式之間暫時(shí)執(zhí)行同時(shí)接合模式，因此在改 變變速比時(shí)不會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)矩丟失(卜，夕抜〖t)，從而能夠非常平順且無沖 擊地執(zhí)行變速比、即第一轉(zhuǎn)矩變換模式與第二轉(zhuǎn)矩變換模式的切換。
接著，參照?qǐng)D10來說明在停止發(fā)動(dòng)機(jī)22的狀態(tài)下利用來自蓄電池35的電力向馬達(dá)MG1和馬達(dá)MG2輸出動(dòng)力并由此使混合動(dòng)力汽車20行駛 的馬達(dá)行駛模式。在實(shí)施例的混合動(dòng)力汽車20中，馬達(dá)行駛模式大致分 為僅向馬達(dá)MG2輸出動(dòng)力的第一馬達(dá)行駛模式、僅向馬達(dá)MG1輸出動(dòng) 力的第二馬達(dá)行駛模式、以及向馬達(dá)MG1和MG2這兩者輸出動(dòng)力的第三 馬達(dá)行駛模式。當(dāng)執(zhí)行這些第一 第三馬達(dá)行駛模式時(shí)，離合器C0變?yōu)?釋放狀態(tài)，從而太陽齒輪軸41a與第一馬達(dá)軸的連接被解除。
當(dāng)執(zhí)行第一馬達(dá)行駛模式時(shí)，例如使離合器C0變?yōu)獒尫艩顟B(tài)，并且 通過制動(dòng)器Bl將第一變速用行星齒輪機(jī)構(gòu)PG1的內(nèi)嚙合齒輪62固定成相 對(duì)于變速箱不能旋轉(zhuǎn)來將變速器60設(shè)定為第一變速狀態(tài)，或者通過離合 器Cl連接構(gòu)成第一變速用行星齒輪機(jī)構(gòu)PG1的行星齒輪架64和內(nèi)嚙合齒 輪62來將變速器60設(shè)定為第三變速狀態(tài)，并只對(duì)馬達(dá)MG2進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控 制。由此，如在圖10中以單點(diǎn)劃線示出的那樣，從馬達(dá)MG2向行星齒輪 架45輸出動(dòng)力，該動(dòng)力從行星齒輪架軸45a經(jīng)由處于第一變速狀態(tài)或第三 變速狀態(tài)的變速器60被傳遞到驅(qū)動(dòng)軸69上。此時(shí)，由于離合器C0變?yōu)?釋放狀態(tài)，太陽齒輪41與第一馬達(dá)軸46的連接被解除，因此通過動(dòng)力分 配綜合機(jī)構(gòu)40的功能避免了已停止的發(fā)動(dòng)機(jī)22的曲軸26的隨動(dòng)，并且通 過第二變速用行星齒輪機(jī)構(gòu)PG2的功能避免了馬達(dá)MG1的隨動(dòng)(參照?qǐng)D 10中的單點(diǎn)劃線或雙點(diǎn)劃線)，由此能夠抑制動(dòng)力傳遞效率下降。另外， 當(dāng)執(zhí)行第二馬達(dá)行駛模式時(shí)，例如使離合器C0變?yōu)獒尫艩顟B(tài)，并且通過 制動(dòng)器B2將第二變速用行星齒輪機(jī)構(gòu)PG2的內(nèi)嚙合齒輪66固定成相對(duì)于 變速箱不能旋轉(zhuǎn)來將變速器60設(shè)定為第二變速狀態(tài)，并只對(duì)馬達(dá)MG1進(jìn) 行驅(qū)動(dòng)控制。由此，如在圖10中以雙點(diǎn)劃線示出的那樣，從馬達(dá)MG1向 太陽齒輪41輸出動(dòng)力，該動(dòng)力經(jīng)由太陽齒輪軸41a、第一馬達(dá)軸46以及 處于第二變速狀態(tài)的變速箱60被傳遞到驅(qū)動(dòng)軸69上。此時(shí)，由于離合器 C0變?yōu)獒尫艩顟B(tài)，太陽齒輪41與第一馬達(dá)軸46的連接被解除，因此通過 動(dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu)40的功能避免了已停止的發(fā)動(dòng)機(jī)22的曲軸26的隨動(dòng)， 并且通過第一變速用行星齒輪機(jī)構(gòu)PG1的功能避免了馬達(dá)MG2的隨動(dòng) (參照?qǐng)D10)，由此能夠抑制動(dòng)力傳遞效率下降。另外，當(dāng)執(zhí)行第三馬達(dá) 行駛模式時(shí)，使用制動(dòng)器Bl、制動(dòng)器B2以及離合器Cl中的任兩個(gè)將變
262檔同時(shí)接合狀態(tài)或2檔一3檔同時(shí)接合狀 態(tài)，并對(duì)馬達(dá)MG1和MG2這兩者進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制。由此，可使馬達(dá)MG1 和MG2這兩者輸出動(dòng)力，從而可在馬達(dá)行駛模式下向驅(qū)動(dòng)軸69傳遞大的 動(dòng)力，因此能夠保證馬達(dá)行駛時(shí)的良好的牽引性能等。在第一馬達(dá)行駛模 式和第二馬達(dá)行駛模式下，當(dāng)然也可以在使離合器C0保持連接并使馬達(dá) MG1或MG2中停止的那一個(gè)隨動(dòng)的狀態(tài)下使另一個(gè)馬達(dá)MG1或MG2輸 出動(dòng)力(參照?qǐng)DIO中的虛線)。
在實(shí)施例的混合動(dòng)力汽車20中，通過在第一 第三馬達(dá)行駛模式之 間進(jìn)行模式變更，能夠在馬達(dá)行駛時(shí)改變變速器60的變速比來向驅(qū)動(dòng)軸 69高效率地傳遞動(dòng)力。S卩，當(dāng)在通過制動(dòng)器Bl將第一變速用行星齒輪機(jī) 構(gòu)PG1的內(nèi)嚙合齒輪62固定在變速箱上從而將變速器60設(shè)定為第一變速 狀態(tài)、并且只對(duì)馬達(dá)MG2進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制的第一馬達(dá)行駛模式下向升檔側(cè) 改變變速器60的變速比時(shí)，首先對(duì)馬達(dá)MG1進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制來使第二變速 用行星齒輪機(jī)構(gòu)PG2的內(nèi)嚙合齒輪66的轉(zhuǎn)速接近0值。接著，如果通過 制動(dòng)器B2將第二變速用行星齒輪機(jī)構(gòu)PG2的內(nèi)嚙合齒輪66固定在變速箱 上，就能夠轉(zhuǎn)變到上述第三馬達(dá)行駛模式、即上述1檔_2檔同時(shí)接合狀 態(tài)。然后，如果使制動(dòng)器Bl變?yōu)獒尫艩顟B(tài)，從而使第一變速用行星齒輪 機(jī)構(gòu)PG1的內(nèi)嚙合齒輪62旋轉(zhuǎn)自如，就能夠轉(zhuǎn)變到只對(duì)馬達(dá)MG1進(jìn)行驅(qū) 動(dòng)控制的第二馬達(dá)行駛模式，并能夠?qū)⒆兯倨?0設(shè)定為第二變速狀態(tài)來 向升檔側(cè)(2檔)改變其變速比。另外，當(dāng)在通過制動(dòng)器B2將第二變速用 行星齒輪機(jī)構(gòu)PG2的內(nèi)嚙合齒輪66固定在變速箱上從而將變速器60設(shè)定 為第二變速狀態(tài)、并且只對(duì)馬達(dá)MG1進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制的第二馬達(dá)行駛模式 下向升檔側(cè)改變變速器60的變速比時(shí)，首先對(duì)馬達(dá)MG2進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制來 使第一變速用行星齒輪機(jī)構(gòu)PG1的內(nèi)嚙合齒輪62的轉(zhuǎn)速與行星齒輪架64 (驅(qū)動(dòng)軸69)的轉(zhuǎn)速同步。接著，如果通過離合器Cl來連接第一變速用 行星齒輪機(jī)構(gòu)PG1的行星齒輪架64和內(nèi)嚙合齒輪62，就能夠轉(zhuǎn)變到第三 馬達(dá)行駛模式、即上述l檔一3檔同時(shí)接合狀態(tài)。然后，如果使制動(dòng)器B2 變?yōu)獒尫艩顟B(tài)，從而使第二變速用行星齒輪機(jī)構(gòu)PG2的內(nèi)嚙合齒輪66旋 轉(zhuǎn)自如，就能夠轉(zhuǎn)變到只對(duì)馬達(dá)MG2進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制的第一馬達(dá)行駛模式，并能夠?qū)⒆兯倨?0設(shè)定為第三變速狀態(tài)來向升檔側(cè)(3檔)改變其變
速比。結(jié)果，在實(shí)施例的混合動(dòng)力汽車20中，即使在馬達(dá)行駛模式下也 能夠使用變速器60對(duì)行星齒輪架軸45a或第一馬達(dá)軸46的轉(zhuǎn)速進(jìn)行減速 并放大轉(zhuǎn)矩，因此可降低對(duì)馬達(dá)MG1、 MG2要求的最大轉(zhuǎn)矩，從而能夠 實(shí)現(xiàn)馬達(dá)MG1、 MG2的小型化。另外，當(dāng)如上述在馬達(dá)行駛過程中改變 變速器60的變速比時(shí)，由于也暫時(shí)執(zhí)行第三馬達(dá)行駛模式、即同時(shí)接合 模式，因此在改變變速比時(shí)不會(huì)產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩丟失，能夠非常平順且無沖擊地 執(zhí)行變速比的變更。
當(dāng)在馬達(dá)行駛模式下向降檔方向改變變速器60的變速比時(shí)，基本上 可按相反的順序執(zhí)行上述說明的操作序列。另外，當(dāng)在只使馬達(dá)MG2輸 出動(dòng)力的第一馬達(dá)行駛模式或只使馬達(dá)MG1輸出動(dòng)力的第二馬達(dá)行駛模 式下所需求的驅(qū)動(dòng)力變高、或者蓄電池35的剩余容量SOC下降了時(shí)，可 以對(duì)之前不輸出動(dòng)力的馬達(dá)MG1或馬達(dá)MG2進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制以使其轉(zhuǎn)速 Nml或Nm2與動(dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu)40的太陽齒輪41或行星齒輪架45的轉(zhuǎn) 速達(dá)到同步之后使離合器CO連接，并利用該馬達(dá)MG1或MG2對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī) 22執(zhí)行電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)來起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)22。由此，能夠在向驅(qū)動(dòng)軸69平順地傳 遞動(dòng)力的情況下起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)22。另外，當(dāng)在使馬達(dá)MG1和MG2這兩者都 輸出動(dòng)力的第三馬達(dá)行駛模式下起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)22時(shí)，可以首先根據(jù)變速器 60的目標(biāo)變速比等來選擇要繼續(xù)輸出動(dòng)力的一個(gè)馬達(dá)MG1或MG2，然后 執(zhí)行使上述一個(gè)馬達(dá)MG1或MG2輸出不再繼續(xù)輸出動(dòng)力的另一個(gè)馬達(dá) MG2或MG1的動(dòng)力的動(dòng)力轉(zhuǎn)移處理。并且，在動(dòng)力轉(zhuǎn)移處理完成后，通 過使制動(dòng)器B2或Bl變?yōu)獒尫艩顟B(tài)來從變速器60斷開不再繼續(xù)輸出動(dòng)力 的另一個(gè)馬達(dá)MG2或MG1，然后對(duì)該另一個(gè)馬達(dá)MG2或MG1進(jìn)行驅(qū)動(dòng) 控制來使該另一個(gè)馬達(dá)MG2或MG1的轉(zhuǎn)速Nm2或Nml與動(dòng)力分配綜合 機(jī)構(gòu)40的行星齒輪架45或太陽齒輪41的轉(zhuǎn)速達(dá)到同步，之后連接離合器 C0，并通過該馬達(dá)MG2或MG1對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)22進(jìn)行電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)而使發(fā)動(dòng)機(jī) 22起動(dòng)。由此，能夠在向驅(qū)動(dòng)軸69平順地傳遞動(dòng)力的情況下起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī) 22。另外，在第一馬達(dá)行駛模式和第二馬達(dá)行駛模式下，當(dāng)在使離合器 CO保持連接并使馬達(dá)MG1或MG2中停止的那一個(gè)隨動(dòng)的狀態(tài)下使另一個(gè)馬達(dá)MG1或MG2輸出動(dòng)力時(shí)，只要通過停止的那一個(gè)馬達(dá)MG1或 MG2對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)22進(jìn)行電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)，就能夠起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)22。
如上所述，實(shí)施例的混合動(dòng)力汽車20具有變速器60，該變速器60包 括有均為三構(gòu)件方式的第一變速用行星齒輪機(jī)構(gòu)PG1和二變速用行星齒輪 機(jī)構(gòu)PG2。該變速器60可在發(fā)動(dòng)機(jī)22、馬達(dá)MG1、馬達(dá)MG2以及動(dòng)力 分配綜合機(jī)構(gòu)40的下游側(cè)(車輛后方側(cè))與它們同軸地配置，并例如與 平行軸式的變速器相比能夠大幅度地減小軸向和徑向上的尺寸。因此，包 括上述的發(fā)動(dòng)機(jī)22、馬達(dá)MG1、馬達(dá)MG2、動(dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu)40以及 變速器60的動(dòng)力輸出裝置尺寸小且可安裝性優(yōu)越，因此非常適于主要驅(qū) 動(dòng)后輪來行駛的混合動(dòng)力汽車20的車輛。
根據(jù)變速器60，通過作為第一固定單元的制動(dòng)器Bl將第一變速用行 星齒輪機(jī)構(gòu)PG1的內(nèi)嚙合齒輪62固定成不能旋轉(zhuǎn)，由此可將動(dòng)力分配綜 合機(jī)構(gòu)40的作為第一構(gòu)件的行星齒輪架45設(shè)為輸出構(gòu)件并使與該行星齒 輪架45連接的馬達(dá)MG2作為電動(dòng)機(jī)而發(fā)揮功能，并且可使與動(dòng)力分配綜 合機(jī)構(gòu)40的作為反作用力構(gòu)件的第二構(gòu)件的太陽齒輪41連接的馬達(dá)MG1 作為發(fā)電機(jī)而發(fā)揮功能。另外，根據(jù)變速器60，通過作為第二固定單元的 制動(dòng)器B2將第二變速用行星齒輪機(jī)構(gòu)PG2的作為可固定構(gòu)件的內(nèi)嚙合齒 輪66固定成不能旋轉(zhuǎn)，由此可將動(dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu)40的作為第二構(gòu)件的 太陽齒輪41設(shè)為輸出構(gòu)件并使與該太陽齒輪41連接的馬達(dá)MG1作為電 動(dòng)機(jī)而發(fā)揮功能，并且可使與動(dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu)40的作為反作用力構(gòu)件 的第一構(gòu)件的行星齒輪架45連接的馬達(dá)MG2作為發(fā)電機(jī)而發(fā)揮功能。因 此，在混合動(dòng)力汽車20中，通過適當(dāng)?shù)貙?duì)制動(dòng)器Bl對(duì)第一變速用行星齒 輪機(jī)構(gòu)PG1的內(nèi)嚙合齒輪62的固定與制動(dòng)器B2對(duì)第二變速用行星齒輪機(jī) 構(gòu)PG2的內(nèi)嚙合齒輪66的固定進(jìn)行切換，特別是在作為電動(dòng)機(jī)而發(fā)揮功 能的馬達(dá)MG2或馬達(dá)MG1的轉(zhuǎn)速Nm2或Nml變高時(shí)，能夠使得馬達(dá) MG1或馬達(dá)MG2的轉(zhuǎn)速Nml或Nm2不變負(fù)值來抑制所謂動(dòng)力循環(huán)的發(fā) 生。另外，根據(jù)變速器60，通過利用制動(dòng)器B1、 B2將第一變速用行星齒 輪機(jī)構(gòu)PG1的內(nèi)嚙合齒輪62和第二變速用行星齒輪機(jī)構(gòu)PG2的內(nèi)嚙合齒 輪66兩者固定成不能旋轉(zhuǎn)，可將來自發(fā)動(dòng)機(jī)22的動(dòng)力以固定的變速比機(jī)械地傳遞給驅(qū)動(dòng)軸69。結(jié)果，在混合動(dòng)力汽車20中，能夠在更寬的運(yùn)轉(zhuǎn)
范圍中良好地提高動(dòng)力傳遞效率。
另外，變速器60包括離合器Cl，該離合器Cl是可執(zhí)行第一變速用 行星齒輪機(jī)構(gòu)PG1的作為輸出構(gòu)件的行星齒輪架64與作為可固定構(gòu)件的 內(nèi)嚙合齒輪62間的連接和該連接的解除的變速用連接切斷單元。從而， 通過連接第一變速用行星齒輪機(jī)構(gòu)PG1的行星齒輪架64與內(nèi)嚙合齒輪62 的連接、并利用制動(dòng)器B2將第二變速用行星齒輪機(jī)構(gòu)PG2的作為可固定 構(gòu)件的內(nèi)嚙合齒輪66固定成不能旋轉(zhuǎn)來將變速器60設(shè)定為2檔一3檔同 時(shí)接合狀態(tài)，能夠以與利用制動(dòng)器Bl、 B2將第一變速用行星齒輪機(jī)構(gòu) PG1的內(nèi)嚙合齒輪62和第二變速用行星齒輪機(jī)構(gòu)PG2的內(nèi)嚙合齒輪這兩 者固定成不能旋轉(zhuǎn)的1檔_2檔同時(shí)接合狀態(tài)不同的變速比機(jī)械地向驅(qū)動(dòng) 軸69傳遞來自發(fā)動(dòng)機(jī)22的動(dòng)力。并且，如果通過在上述2檔_3檔同時(shí) 接合狀態(tài)下使制動(dòng)器B2變?yōu)獒尫艩顟B(tài)以使第二變速用行星齒輪機(jī)構(gòu)PG2 的內(nèi)嚙合齒輪66可旋轉(zhuǎn)，來將變速器60設(shè)定為第三變速狀態(tài)，則第二變 速用行星齒輪機(jī)構(gòu)PG2的各構(gòu)件被離合器Cl實(shí)際鎖定從而一體地旋轉(zhuǎn)， 因此能夠?qū)碜詣?dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu)40的作為第一構(gòu)件的行星齒輪架45的 動(dòng)力直接傳遞到驅(qū)動(dòng)軸69上。由此，在混合動(dòng)力汽車20中，可在進(jìn)一步 更寬的運(yùn)轉(zhuǎn)范圍中良好地提高動(dòng)力傳遞效率。變速器60也可以被構(gòu)成為 包括可執(zhí)行第二變速用行星齒輪機(jī)構(gòu)PG2的作為輸出構(gòu)件的行星齒輪架 64與作為可固定構(gòu)件的內(nèi)嚙合齒輪66間的連接和該連接的解除的離合 器。
此外，在實(shí)施例的混合動(dòng)力汽車20中，變速器60包括制動(dòng)器B3，該 制動(dòng)器B3是可將動(dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu)40的作為第二構(gòu)件的太陽齒輪41固 定成不能旋轉(zhuǎn)的第三固定單元。由此，當(dāng)連接第一變速用行星齒輪機(jī)構(gòu) PG1的作為輸出構(gòu)件的行星齒輪架64和作為可固定構(gòu)件的內(nèi)嚙合齒輪62 來將變速器60設(shè)定為第三變速狀態(tài)了時(shí)，如果將與作為發(fā)電機(jī)而發(fā)揮功 能的馬達(dá)MG1連接的動(dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu)40的作為第二構(gòu)件的太陽齒輪41 (反作用力構(gòu)件)固定成不能旋轉(zhuǎn)，就能夠?qū)碜园l(fā)動(dòng)機(jī)22的動(dòng)力以固 定的變速比直接傳遞給驅(qū)動(dòng)軸69，該固定的變速比不同于通過制動(dòng)器
30Bl、 B2將第一變速用行星齒輪機(jī)構(gòu)PG1的內(nèi)嚙合齒輪62和第二變速用行 星齒輪機(jī)構(gòu)PG2的內(nèi)嚙合齒輪66這兩者固定成不能旋轉(zhuǎn)的1檔一2檔同時(shí) 接合狀態(tài)下的變速比、以及第一變速用行星齒輪機(jī)構(gòu)PG1的行星齒輪架 64和內(nèi)嚙合齒輪62被連接的2檔一3檔同時(shí)接合狀態(tài)下的變速比。因此， 在混合動(dòng)力汽車20中，可在進(jìn)一步更寬的運(yùn)轉(zhuǎn)范圍中良好地提高動(dòng)力傳 遞效率。在變速器6包括可執(zhí)行第二變速用行星齒輪機(jī)構(gòu)PG2的作為輸出 構(gòu)件的行星齒輪架64與作為可固定構(gòu)件的內(nèi)嚙合齒輪66間的連接和該連 接的解除的離合器的情況下，作為第三固定單元的制動(dòng)器B3也可以被構(gòu) 成為可將動(dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu)40的作為第一構(gòu)件的行星齒輪架45固定成不 能旋轉(zhuǎn)。另外，也可以與變速器60分開設(shè)置制動(dòng)器B3。
此外，實(shí)施例的混合動(dòng)力汽車20包括執(zhí)行太陽齒輪軸41a和第一馬達(dá) 軸46之間的連接和該連接的解除、即執(zhí)行太陽齒輪41和馬達(dá)MG1之間 的連接和該連接的解除的離合器C0。由此，在混合動(dòng)力汽車20中，如果 解除基于離合器C0的太陽齒輪軸41a和第一馬達(dá)軸46之間的連接，就能 夠通過動(dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu)40的功能將發(fā)動(dòng)機(jī)22與馬達(dá)MG1、 MG2以及 變速器60實(shí)際分離。因此，在混合動(dòng)力汽車20中，只要使離合器C0變 為釋放狀態(tài)并停止發(fā)動(dòng)機(jī)22，就能夠在改變變速器60的變速比的情況下 從馬達(dá)MG1和MG2中的至少任一個(gè)向驅(qū)動(dòng)軸69高效率地傳遞動(dòng)力。結(jié) 果在混合動(dòng)力汽車20中，可降低對(duì)馬達(dá)MG1和MG2要求的最大轉(zhuǎn)矩， 從而可進(jìn)一步減小MG1和MG2的尺寸。但離合器C0不限于執(zhí)行太陽齒 輪41和馬達(dá)MG1之間的連接和該連接的解除的離合器。即，離合器CO 既可以是執(zhí)行行星齒輪架45 (第一構(gòu)件)和行星齒輪架軸45 (馬達(dá) MG2)之間的連接和該連接的解除的離合器，也可以是執(zhí)行發(fā)動(dòng)機(jī)22的 曲軸26和內(nèi)嚙合齒輪42 (第三構(gòu)件)之間的連接和該連接的解除的離合 器°
另外，在實(shí)施例的混合動(dòng)力汽車20中，由于動(dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu)40在 馬達(dá)MG1和MG2之間與這兩者同軸地配置，因此馬達(dá)MG1、 MG2可以 采用徑向上的尺寸更小的馬達(dá)。由此，能夠使動(dòng)力輸出裝置小型且可安裝 性優(yōu)越，并且適于主要驅(qū)動(dòng)后輪來行駛的混合動(dòng)力汽車20。并且，通過將動(dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu)40設(shè)為三構(gòu)件式行星齒輪機(jī)構(gòu)，能夠減小該動(dòng)力分配 綜合機(jī)構(gòu)40的尺寸來實(shí)現(xiàn)更加小型且可安裝性優(yōu)越的動(dòng)力輸出裝置。
如此，實(shí)施例的混合動(dòng)力汽車20具有包括有上述的發(fā)動(dòng)機(jī)22、馬達(dá) MG1、 MG2、動(dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu)40以及變速器60的動(dòng)力輸出裝置，并通 過來自驅(qū)動(dòng)軸69的動(dòng)力來驅(qū)動(dòng)后輪RWa、 RWb。由于這種動(dòng)力輸出裝置 尺寸小且適于主要驅(qū)動(dòng)后輪的車輛，并且可在更寬的運(yùn)行范圍中提高動(dòng)力 傳遞效率，因此在混合動(dòng)力汽車20中，能夠很好地改善混合動(dòng)力汽車20 的耗油率和行駛性能。
圖11是變形例的混合動(dòng)力汽車20A的簡(jiǎn)要結(jié)構(gòu)圖。在該圖所示的混 合動(dòng)力汽車20中，替代作為雙小齒輪式行星齒輪機(jī)構(gòu)的動(dòng)力分配綜合機(jī) 構(gòu)40，采用了動(dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu)90。如圖ll所示，該動(dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu) 90是下述的三構(gòu)件式行星齒輪機(jī)構(gòu)，所述三構(gòu)件式行星齒輪機(jī)構(gòu)包括第一 太陽齒輪91、第二太陽齒輪92以及行星齒輪架95，其中，第一太陽齒輪 91和第二太陽齒輪92具有互不相同的齒數(shù)，行星齒輪架95保持多個(gè)將與 第一太陽齒輪91嚙合的第一小齒輪93和與第二太陽齒輪92嚙合的第二小 齒輪94連結(jié)而成的階梯齒輪96。在此情況下，第一太陽齒輪91 (第三構(gòu) 件)經(jīng)由減震器28與發(fā)動(dòng)機(jī)22的曲軸26連接，第二太陽齒輪92 (第二 構(gòu)件)經(jīng)由中空的太陽齒輪軸92a、離合器C0以及中空的第一馬達(dá)軸46 而與作為第二電動(dòng)機(jī)的馬達(dá)MG1 (中空的轉(zhuǎn)子)連接，太陽齒輪軸92a從 所述第二太陽齒輪92向與發(fā)動(dòng)機(jī)22相反的一側(cè)(車輛后方)延伸。并 且，行星齒輪架95 (第一構(gòu)件)經(jīng)由減速齒輪機(jī)構(gòu)50以及中空的第二馬 達(dá)軸55而與作為第一電動(dòng)機(jī)的馬達(dá)MG2 (中空的轉(zhuǎn)子)連接，第二馬達(dá) 軸55從所述減速齒輪機(jī)構(gòu)50 (太陽齒輪51)向發(fā)動(dòng)機(jī)22延伸。此外， 穿過太陽齒輪軸92a和第一馬達(dá)軸46而延伸的行星齒輪架軸95a從行星齒 輪架95向與發(fā)動(dòng)機(jī)22相反的一側(cè)(車輛后方)延伸，并且該行星齒輪架 軸95a與第一變速用行星齒輪機(jī)構(gòu)PG1的作為輸入構(gòu)件的太陽齒輪61連 接。另外，經(jīng)由離合器C0可與第二太陽齒輪92連結(jié)的第一馬達(dá)軸46從 馬達(dá)MG1進(jìn)一步向與發(fā)動(dòng)機(jī)22相反的一側(cè)(車輛后方)延伸，并與變速 器60的第二變速用行星齒輪機(jī)構(gòu)PG2的太陽齒輪65連接。由此，在變形例中，動(dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu)90在彼此同軸配置的馬達(dá)MG1和馬達(dá)MG2之 間與這兩個(gè)馬達(dá)MG1、 MG2同軸地配置，并且發(fā)動(dòng)機(jī)22、馬達(dá)MG1、 MG2、動(dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu)90以及變速器60等構(gòu)成構(gòu)件從車輛前方起以發(fā) 動(dòng)機(jī)22、馬達(dá)MG2、(減速齒輪機(jī)構(gòu)50)、動(dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu)90、馬達(dá) MG1、變速器60的順序配置。在具有上述動(dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu)90的混合動(dòng) 力汽車20A中，也能夠獲得與上述混合動(dòng)力汽車20相同的作用效果。另 外，如果采用具有兩個(gè)太陽齒輪91和92、階梯齒輪96、以及行星齒輪架 95的行星齒輪機(jī)構(gòu)，尤其能夠更加減小動(dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu)90的徑向尺 寸，因此可進(jìn)一步縮小動(dòng)力輸出裝置的尺寸。
上述的混合動(dòng)力汽車20、 20A都可被構(gòu)成為以后輪驅(qū)動(dòng)為主的四輪驅(qū) 動(dòng)車輛。另外，變速器60的第一變速用行星齒輪機(jī)構(gòu)PG1和第二變速用 行星齒輪機(jī)構(gòu)PG2也可以是雙小齒輪式行星齒輪機(jī)構(gòu)。并且，在上述實(shí)施 例中，將動(dòng)力輸出裝置作為安裝在混合動(dòng)力汽車20、 20A上的裝置進(jìn)行了 說明，但本發(fā)明的動(dòng)力輸出裝置也可以被安裝在汽車之外的車輛、船舶、 航空器等移動(dòng)體上，還可以將其組裝到建設(shè)設(shè)備等固定設(shè)備上。
以上使用實(shí)施例說明了本發(fā)明的實(shí)施方式，但不用說，本發(fā)明不受上 述實(shí)施例的任何限制，可以在不脫離本發(fā)明主旨的范圍內(nèi)進(jìn)行各種變更。
產(chǎn)業(yè)上的可用性
本發(fā)明可利用于動(dòng)力輸出裝置和混合動(dòng)力汽車的制造業(yè)等中。
3權(quán)利要求
1. 一種動(dòng)力輸出裝置，向驅(qū)動(dòng)軸輸出動(dòng)力，并包括內(nèi)燃機(jī)；第一電動(dòng)機(jī)，可輸入輸出動(dòng)力；第二電動(dòng)機(jī)，可輸入輸出動(dòng)力；動(dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu)，被構(gòu)成為具有與所述第一電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸連接的第一構(gòu)件、與所述第二電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸連接的第二構(gòu)件、以及與所述內(nèi)燃機(jī)的內(nèi)燃機(jī)軸連接的第三構(gòu)件，并且所述三個(gè)構(gòu)件彼此能夠差動(dòng)旋轉(zhuǎn)；和變速傳遞單元，該變速傳遞單元包括第一變速用差動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，被構(gòu)成為具有與所述動(dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu)的所述第一構(gòu)件連接的輸入構(gòu)件、與所述驅(qū)動(dòng)軸連接的輸出構(gòu)件、以及可固定構(gòu)件，并且所述三個(gè)構(gòu)件彼此能夠差動(dòng)旋轉(zhuǎn)；第二變速用差動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，被構(gòu)成為具有與所述動(dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu)的所述第二構(gòu)件連接的輸入構(gòu)件、與所述驅(qū)動(dòng)軸連接的輸出構(gòu)件、以及可固定構(gòu)件，并且所述三個(gè)構(gòu)件彼此能夠差動(dòng)旋轉(zhuǎn)；第一固定單元，可固定所述第一變速用差動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的所述可固定構(gòu)件，以使該可固定構(gòu)件不能旋轉(zhuǎn)；以及第二固定單元，可固定所述第二變速用差動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的所述可固定構(gòu)件，以使該可固定構(gòu)件不能旋轉(zhuǎn)。
2. 如權(quán)利要求1所述的動(dòng)力輸出裝置，其中，所述變速傳遞單元的所述第一變速用差動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和所述第二變速用 差動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)是三構(gòu)件式行星齒輪機(jī)構(gòu)。
3. 如權(quán)利要求2所述的動(dòng)力輸出裝置，其中，所述第一變速用差動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)是單小齒輪式行星齒輪機(jī)構(gòu)，該單小齒 輪式行星齒輪機(jī)構(gòu)具有與所述動(dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu)的所述第一構(gòu)件連接的 太陽齒輪、可被所述第一固定單元固定成不能旋轉(zhuǎn)的內(nèi)嚙合齒輪、以及至 少保持一個(gè)與所述太陽齒輪和所述內(nèi)嚙合齒輪兩者嚙合的小齒輪并與所述 驅(qū)動(dòng)軸連接的行星齒輪架，所述第二變速用差動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)是單小齒輪式行星齒輪機(jī)構(gòu)，該單小齒 輪式行星齒輪機(jī)構(gòu)具有與所述動(dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu)的所述第二構(gòu)件連接的 太陽齒輪、可被所述第二固定單元固定成不能旋轉(zhuǎn)的內(nèi)嚙合齒輪、以及至 少保持一個(gè)與所述太陽齒輪和所述內(nèi)嚙合齒輪兩者嚙合的小齒輪并與所述 第一變速用差動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的行星齒輪架以及所述驅(qū)動(dòng)軸連接的行星齒輪 架。
4. 如權(quán)利要求1所述的動(dòng)力輸出裝置，其中，所述變速傳遞單元還包括變速用連接切斷單元，該變速用連接切斷單 元可執(zhí)行所述第一變速用差動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)以及所述第二變速用差動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) 中任一個(gè)的所述輸出構(gòu)件與所述可固定構(gòu)件之間的連接和該連接的解除。
5. 如權(quán)利要求4所述的動(dòng)力輸出裝置，其中，還包括第三固定單元，該第三固定單元可固定所述動(dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu) 的所述第一構(gòu)件以及所述第二構(gòu)件中的任一個(gè)以使其不能旋轉(zhuǎn)。
6. 如權(quán)利要求1所述的動(dòng)力輸出裝置，其中，還包括連接切斷單元，該連接切斷單元可執(zhí)行所述第一電動(dòng)機(jī)與所述 第一構(gòu)件之伺的連接和該連接的解除、所述第二電動(dòng)機(jī)與所述第二構(gòu)件之 間的連接和該連接的解除、以及所述內(nèi)燃機(jī)與所述第三構(gòu)件之間的連接和 該連接的解除中的任一種。
7. 如權(quán)利要求1所述的動(dòng)力輸出裝置，其中，所述動(dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu)位于所述第一電動(dòng)機(jī)和所述第二電動(dòng)機(jī)的之間 并與該兩個(gè)電動(dòng)機(jī)同軸地配置。
8. 如權(quán)利要求7所述的動(dòng)力輸出裝置，其中， 所述動(dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu)是三構(gòu)件式行星齒輪機(jī)構(gòu)。
9. 一種混合動(dòng)力汽車，包括通過來自驅(qū)動(dòng)軸的動(dòng)力而被驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng) 輪，所述混合動(dòng)力汽車包括內(nèi)燃機(jī)；第一電動(dòng)機(jī)，可輸入輸出動(dòng)力； 第二電動(dòng)機(jī)，可輸入輸出動(dòng)力；動(dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu)，被構(gòu)成為具有與所述第一電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸連接的第一構(gòu)件、與所述第二電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸連接的第二構(gòu)件、以及與所述內(nèi)燃 機(jī)的內(nèi)燃機(jī)軸連接的第三構(gòu)件，并且所述三個(gè)構(gòu)件彼此能夠差動(dòng)旋轉(zhuǎn)；以 及變速傳遞單元，該變速傳遞單元包括第一變速用差動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，被構(gòu)成為具有與所述動(dòng)力分配綜合機(jī) 構(gòu)的所述第一構(gòu)件連接的輸入構(gòu)件、與所述驅(qū)動(dòng)軸連接的輸出構(gòu)件、 以及可固定構(gòu)件，并且所述三個(gè)構(gòu)件彼此能夠差動(dòng)旋轉(zhuǎn)；第二變速用差動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，被構(gòu)成為具有與所述動(dòng)力分配綜合機(jī) 構(gòu)的所述第二構(gòu)件連接的輸入構(gòu)件、與所述驅(qū)動(dòng)軸連接的輸出構(gòu)件、 以及可固定構(gòu)件，并且所述三個(gè)構(gòu)件彼此能夠差動(dòng)旋轉(zhuǎn)；第一固定單元，可固定所述第一變速用差動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的所述可固 定構(gòu)件，以使該可固定構(gòu)件不能旋轉(zhuǎn)；以及第二固定單元，可固定所述第二變速用差動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的所述可固 定構(gòu)件，以使該可固定構(gòu)件不能旋轉(zhuǎn)。
10. 如權(quán)利要求9所述的混合動(dòng)力汽車，其中，所述變速傳遞單元的所述第一變速用差動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和所述第二變速用 差動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)是三構(gòu)件式行星齒輪機(jī)構(gòu)。
11. 如權(quán)利要求10所述的混合動(dòng)力汽車，其中，所述第一變速用差動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)是單小齒輪式行星齒輪機(jī)構(gòu)，該單小齒 輪式行星齒輪機(jī)構(gòu)具有與所述動(dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu)的所述第一構(gòu)件連接的 太陽齒輪、可被所述第一固定單元固定成不能旋轉(zhuǎn)的內(nèi)嚙合齒輪、以及至 少保持一個(gè)與所述太陽齒輪和所述內(nèi)嚙合齒輪兩者嚙合的小齒輪并與所述 驅(qū)動(dòng)軸連接的行星齒輪架，所述第二變速用差動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)是單小齒輪式行星齒輪機(jī)構(gòu)，該單小齒 輪式行星齒輪機(jī)構(gòu)具有與所述動(dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu)的所述第二構(gòu)件連接的 太陽齒輪、可被所述第二固定單元固定成不能旋轉(zhuǎn)的內(nèi)嚙合齒輪、以及至 少保持一個(gè)與所述太陽齒輪和所述內(nèi)嚙合齒輪兩者嚙合的小齒輪并與所述 第一變速用差動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的行星齒輪架以及所述驅(qū)動(dòng)軸連接的行星齒輪 架。
12. 如權(quán)利要求9所述的混合動(dòng)力汽車，其中，所述變速傳遞單元還包括變速用連接切斷單元，該變速用連接切斷單 元可執(zhí)行所述第一變速用差動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)以及所述第二變速用差動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) 中的任一個(gè)的所述輸出構(gòu)件與所述可固定構(gòu)件之間的連接和該連接的解 除。
13. 如權(quán)利要求12所述的混合動(dòng)力汽車，其中，還包括第三固定單元，該第三固定單元可固定所述動(dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu) 的所述第一構(gòu)件以及所述第二構(gòu)件中的任一個(gè)以使其不能旋轉(zhuǎn)。
14. 如權(quán)利要求9所述的混合動(dòng)力汽車，其中，還包括連接切斷單元，該連接切斷單元可執(zhí)行所述第一電動(dòng)機(jī)與所述 第一構(gòu)件之間的連接和該連接的解除、所述第二電動(dòng)機(jī)與所述第二構(gòu)件之 間的連接和該連接的解除、以及所述內(nèi)燃機(jī)與所述第三構(gòu)件之間的連接和 該連接的解除中的任一種。
15. 如權(quán)利要求9所述的混合動(dòng)力汽車，其中，所述動(dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu)位于所述第一電動(dòng)機(jī)和所述第二電動(dòng)機(jī)的之間 并與該兩個(gè)電動(dòng)機(jī)同軸地配置。
16. 如權(quán)利要求15所述的混合動(dòng)力汽車，其中， 所述動(dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu)是三構(gòu)件式行星齒輪機(jī)構(gòu)。
全文摘要
混合動(dòng)力汽車(20)包括發(fā)動(dòng)機(jī)(22)；馬達(dá)(MG1、MG2)；具有與馬達(dá)(MG1)連接的太陽齒輪(41)、與馬達(dá)(MG2)連接的行星齒輪架(45)、以及與發(fā)動(dòng)機(jī)(22)連接的內(nèi)嚙合齒輪(42)的動(dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu)(40)；具有與動(dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu)(40)的行星齒輪架(45)連接的太陽齒輪(61)、與驅(qū)動(dòng)軸(69)連接的行星齒輪架(64)、以及內(nèi)嚙合齒輪(62)的行星齒輪機(jī)構(gòu)(PG1)；可固定內(nèi)嚙合齒輪(62)的制動(dòng)器(B1)；具有與動(dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu)(40)的太陽齒輪(41)連接的太陽齒輪(65)、與行星齒輪機(jī)構(gòu)(PG1)共有的行星齒輪架(64)、以及內(nèi)嚙合齒輪(66)的行星齒輪機(jī)構(gòu)(PG2)；以及可固定內(nèi)嚙合齒輪(66)的制動(dòng)器(B2)。
文檔編號(hào)F16H3/66GK101511624SQ20078003237
公開日2009年8月19日 申請(qǐng)日期2007年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月1日
發(fā)明者出鹽幸彥, 大庭秀洋 申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車株式會(huì)社