專利名稱：動力輸出裝置以及混合動力汽車的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及向驅(qū)動軸輸出動力的動力輸出裝置以及具有該動力輸出裝 置的混合動力汽車。
背景技術(shù)：
以往，作為這種動力輸出裝置而公知有以下的動力輸出裝置，該動力 輸出裝置包括內(nèi)燃機(jī)、兩個電動機(jī)、所謂拉維奈爾赫型的行星齒輪機(jī)構(gòu)、 以及能夠?qū)⑿行驱X輪機(jī)構(gòu)的兩個輸出要素選擇性地與輸出軸連結(jié)的平行軸 式變速器(例如，參照專利文獻(xiàn)1)。另外，以往還公知有包括行星齒輪 裝置和平行軸式變速器的動力輸出裝置，所述行星齒輪裝置包括與內(nèi)燃機(jī) 連接的輸入要素和兩個輸出要素，所述平行軸式變速器包括分別與該行星
齒輪機(jī)構(gòu)的對應(yīng)的輸出要素連接的副軸(例如，參照專利文獻(xiàn)2)。在該 動力輸出裝置中，行星齒輪裝置的兩個輸出要素分別固定在電氣驅(qū)動部的 對應(yīng)的轉(zhuǎn)子的內(nèi)周。另外，以往還公知有包括動力分配機(jī)構(gòu)和兩個離合器 的動力輸出裝置，所述動力分配機(jī)構(gòu)包括與內(nèi)燃機(jī)連接的輸入要素、與第 一電動發(fā)電機(jī)連接的反力要素、以及與第二電動發(fā)電機(jī)連接的輸出要素， 所述兩個離合器用于將作為輸出部件的驅(qū)動軸選擇性地與動力分配機(jī)構(gòu)的 輸出要素和反力要素連接(例如，參照專利文獻(xiàn)3)。在該動力輸出裝置 中， 一旦第一電動發(fā)電機(jī)以負(fù)旋轉(zhuǎn)進(jìn)行電動機(jī)驅(qū)動，則控制兩個離合器以 使動力分配機(jī)構(gòu)的反力要素與輸出部件連接并解除輸出要素與輸出部件的 連接，由此能夠抑制通過由第二電動發(fā)電機(jī)使用輸出部件的動力的一部分 而發(fā)出的電力來驅(qū)動第一電動發(fā)電機(jī)的動力循環(huán)的發(fā)生。 專利文獻(xiàn)1:日本專利文獻(xiàn)特開2005 —155891號公報； 專利文獻(xiàn)2:日本專利文獻(xiàn)特開2003 — 106389號公報； 專利文獻(xiàn)3:日本專利文獻(xiàn)特開2005 — 125876號公報。

發(fā)明內(nèi)容
這里，在將上述動力輸出裝置應(yīng)用在車輛上時，需要在更寬的行駛區(qū) 域中提高動力的傳遞效率，在這一方面以往的動力輸出裝置還存在改善的 余地。另外，上述專利文獻(xiàn)1所記載的動力輸出裝置以前輪驅(qū)動車輛為對 象，當(dāng)如該動力輸出裝置那樣使用平行軸式變速器時，如果將兩個電動機(jī) 配置在構(gòu)成平行軸式變速器的多個驅(qū)動側(cè)齒輪的兩側(cè)，則會導(dǎo)致動力輸出 裝置的寬度方向(平行軸式變速器的軸向)上的尺寸增大。因此，在專利 文獻(xiàn)1所記載的動力輸出裝置中，兩個電動機(jī)、橫向配置的內(nèi)燃機(jī)和行星 齒輪機(jī)構(gòu)、以及平行軸式變速器彼此平行地延伸，因而該動力輸出裝置要 求比較大的安裝空間，因此在對于車輛的安裝性方面多少存在一些問題。 另外，上述專利文獻(xiàn)2所記載的動力輸出裝置可以認(rèn)為是以后輪驅(qū)動車輛 為對象的動力輸出裝置，因此難以將該動力輸出裝置直接應(yīng)用在前輪驅(qū)動 車輛上。
因此，本發(fā)明的一個目的在于提供一種能夠在更寬的運轉(zhuǎn)區(qū)域中提高 動力傳遞效率的動力輸出裝置以及具有該動力輸出裝置的混合動力汽車。 另外，本發(fā)明的另一個目的在于提供一種小型化而安裝性優(yōu)良的、適用于 主要驅(qū)動前輪而行駛的車輛的動力輸出裝置以及具有該動力輸出裝置的混 合動力汽車。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的動力輸出裝置以及混合動力汽車采用了 以下手段。
本發(fā)明的動力輸出裝置向驅(qū)動軸輸出動力，并包括 內(nèi)燃機(jī)；
第一電動機(jī)，能夠輸入輸出動力； 第二電動機(jī)，能夠輸入輸出動力；
動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)，具有與所述第一電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸連接的第一要 素、與所述第二電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸連接的第二要素、以及與所述內(nèi)燃機(jī)的內(nèi) 燃機(jī)軸連接的第三要素，并且構(gòu)成為所述三個要素能夠互相進(jìn)行差動旋 轉(zhuǎn)；以及變速傳遞單元，包括傳遞軸；第一連結(jié)單元，能夠?qū)⑺鰟恿Ψ峙?統(tǒng)合機(jī)構(gòu)的所述第一要素和所述第二要素選擇性地與所述傳遞軸連結(jié)；變 速機(jī)構(gòu)，具有輸出要素和與所述傳遞軸連接的輸入要素，并且能夠?qū)碜?所述傳遞軸的動力以預(yù)定的變速比變速后從所述輸出要素輸出；以及第二 連結(jié)單元，能夠?qū)⑺鰟恿Ψ峙浣y(tǒng)合機(jī)構(gòu)的所述第一及第二要素中的至少 一者和所述變速機(jī)構(gòu)的所述輸出要素選擇性地與所述驅(qū)動軸連結(jié)。
該動力輸出裝置包括變速傳遞單元，所述變速傳遞單元包括傳遞 軸；第一連結(jié)單元，能夠?qū)恿Ψ峙浣y(tǒng)合機(jī)構(gòu)的第一要素和第二要素選擇 性地與所述傳遞軸連結(jié)；變速機(jī)構(gòu)，具有與傳遞軸連接的輸入要素和輸出 要素，并且能夠?qū)碜詡鬟f軸的動力以預(yù)定的變速比變速后從輸出要素輸 出；以及第二連結(jié)單元，能夠?qū)⒆兯贆C(jī)構(gòu)的輸出要素和動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu) 的第一要素和第二要素中的至少一者選擇性地與驅(qū)動軸連結(jié)。由此，在該 動力輸出裝置中，如果在通過變速傳遞單元的第一連結(jié)單元將動力分配統(tǒng) 合機(jī)構(gòu)的第一要素和第二要素中的一者與傳遞軸連結(jié)的狀態(tài)下通過第二連 結(jié)單元連結(jié)變速機(jī)構(gòu)的輸出要素和驅(qū)動軸，則能夠在通過變速機(jī)構(gòu)將來自 動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)的第一要素或第二要素的動力變速后輸出給驅(qū)動軸。另 外，如果通過變速傳遞單元的第二連結(jié)單元將動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)的第一要 素或第二要素中的至少一者與驅(qū)動軸連結(jié)，則能夠?qū)碜缘谝灰鼗虻诙?要素的動力直接輸出給驅(qū)動軸。因此，根據(jù)該變速傳遞單元，能夠?qū)碜?動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)的動力多級地進(jìn)行變速后輸出給驅(qū)動軸。并且，在該動 力輸出裝置中，當(dāng)通過變速傳遞單元的第一連結(jié)單元或第二連結(jié)單元將動 力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)的第一要素與傳遞軸或驅(qū)動軸連結(jié)時，能夠使與作為輸出 要素的第一要素連接的第一電動機(jī)作為電動機(jī)而發(fā)揮功能，并且使與作為 反力要素的第二要素連接的第二電動機(jī)作為發(fā)電機(jī)而發(fā)揮功能。另外，當(dāng)
通過變速傳遞單元的第一連結(jié)單元或第二連結(jié)單元將動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)的 第二要素與傳遞軸或驅(qū)動軸連結(jié)時，能夠使與作為輸出要素的第二要素連
接的第二電動機(jī)作為電動機(jī)而發(fā)揮功能，并且使與作為反力要素的第一要 素連接的第一電動機(jī)作為發(fā)電機(jī)而發(fā)揮功能。由此，在該動力輸出裝置 中，通過恰當(dāng)?shù)厍袚Q由第一連結(jié)單元、第二連結(jié)單元實現(xiàn)的連結(jié)狀態(tài)，尤其是當(dāng)提高了作為電動機(jī)而發(fā)揮功能的第一或第二電動機(jī)的轉(zhuǎn)速時，作為 發(fā)電機(jī)而發(fā)揮功能的第二或第一電動機(jī)的轉(zhuǎn)速不會變?yōu)樨?fù)值，從而能夠抑 制所謂的動力循環(huán)的發(fā)生。結(jié)果，根據(jù)該動力輸出裝置，能夠在更寬的運 轉(zhuǎn)區(qū)域中很好地提高動力的傳遞效率。
在該情況下，也可以采用以下方式所述變速傳遞單元的所述傳遞軸 與所述第一電動機(jī)和所述第二電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸大致平行地延伸，所述第一 電動機(jī)和所述第二電動機(jī)與所述內(nèi)燃機(jī)大致同軸地配置，所述動力分配統(tǒng) 合機(jī)構(gòu)在所述第一電動機(jī)和所述第二電動機(jī)之間與該兩個電動機(jī)大致同軸 地配置。如果如上所述使用包括與第一及第二電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸大致平行延 伸的傳遞軸的變速傳遞單元，則能夠通過將第一及第二連結(jié)單元、變速機(jī) 構(gòu)與傳遞軸同軸地配置在傳遞軸的周圍而將動力輸出裝置構(gòu)成為兩軸式的 動力輸出裝置，即使內(nèi)燃機(jī)、第一及第二電動機(jī)、以及動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu) 大致同軸地配置，也能夠抑制動力輸出裝置的軸向(寬度方向)上的尺寸 增大。因此，能夠使該動力輸出裝置小型化而使其安裝性優(yōu)良，從而非常 適用于主要驅(qū)動前輪而行駛的車輛。
另外，也可以采用以下方式所述變速傳遞單元的所述第一連結(jié)單元 包括第一平行軸式齒輪系，與所述第一要素連結(jié)；第二平行軸式齒輪 系，與所述第二要素連結(jié)；以及切換單元，能夠選擇性地切換第一要素連 結(jié)狀態(tài)和第二要素連結(jié)狀態(tài)，所述第一要素連結(jié)狀態(tài)是指所述第一平行軸 式齒輪系與所述傳遞軸連結(jié)的狀態(tài)，所述第二要素連結(jié)狀態(tài)是指所述第二 平行軸式齒輪系與所述傳遞軸連結(jié)的狀態(tài)。如果如上所述通過兩組平行軸 式齒輪系和切換單元來構(gòu)成變速傳遞單元的第一連結(jié)單元，則能夠在抑制 傳遞軸軸向上的第一連結(jié)單元的尺寸增大的同時將動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)的第 一要素和第二要素選擇性地與傳遞軸連結(jié)。另外，如果如上所述經(jīng)由平行 軸式齒輪系將動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)的第一或第二要素與傳遞軸連結(jié)，則能夠 自由地設(shè)定第一要素或第二要素與傳遞軸之間的變速比。
在該情況下，也可以采用以下方式所述第一連結(jié)單元的所述切換單 元能夠選擇性地切換所述第一要素連結(jié)狀態(tài)、所述第二要素連結(jié)狀態(tài)、以 及兩要素連結(jié)狀態(tài)，所述兩要素連結(jié)狀態(tài)是指所述第一平行軸式齒輪系和
9所述第二平行軸式齒輪系這兩者與所述傳遞軸連結(jié)的狀態(tài)。當(dāng)通過這樣的 切換單元而設(shè)定了兩要素連結(jié)狀態(tài)時，能夠?qū)碜詢?nèi)燃機(jī)的動力以固定的 變速比機(jī)械地(直接地)傳遞給驅(qū)動軸。結(jié)果，根據(jù)該動力輸出裝置，能 夠在更寬的運轉(zhuǎn)區(qū)域中很好地提高動力的傳遞效率。
另外，也可以采用以下方式所述變速傳遞單元的所述第二連結(jié)單元 能夠選擇性地切換變速機(jī)構(gòu)一驅(qū)動軸連結(jié)狀態(tài)、直接連結(jié)狀態(tài)、以及同時 連結(jié)狀態(tài)，所述變速機(jī)構(gòu)—驅(qū)動軸連結(jié)狀態(tài)是指所述變速機(jī)構(gòu)的所述輸出 要素與所述驅(qū)動軸連結(jié)的狀態(tài)，所述直接連結(jié)狀態(tài)是指所述動力分配統(tǒng)合 機(jī)構(gòu)的所述第一要素和所述第二要素中的一者與所述驅(qū)動軸連結(jié)的狀態(tài)， 所述同時連結(jié)狀態(tài)是指所述動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)的所述第一及第二要素中的 一者和所述變速機(jī)構(gòu)的所述輸出要素與所述驅(qū)動軸連結(jié)的狀態(tài)。當(dāng)通過這 樣的第二連結(jié)單元設(shè)定了同時連結(jié)狀態(tài)時，能夠?qū)碜詢?nèi)燃機(jī)的動力以固 定的變速比機(jī)械地(直接地)傳遞給驅(qū)動軸。結(jié)果，根據(jù)該動力輸出裝 置，能夠在更寬的運轉(zhuǎn)區(qū)域中很好地提高動力的傳遞效率。
另外，也可以采用以下方式還包括固定單元，該固定單元能夠?qū)⑺?述第一電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸和所述第二電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸中的一者無法旋轉(zhuǎn)地固 定。由此，當(dāng)與不對應(yīng)于固定單元的第一或第二電動機(jī)連接的動力分配統(tǒng) 合機(jī)構(gòu)的第一或第二要素通過變速傳遞單元的第一連結(jié)單元或第二連結(jié)單 元與傳遞軸或驅(qū)動軸連結(jié)時，如果通過該固定單元將對應(yīng)于固定單元的第 二或第一電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸無法旋轉(zhuǎn)地固定，則能夠?qū)碜詢?nèi)燃機(jī)的動力以 固定的變速比機(jī)械地(直接地)傳遞給驅(qū)動軸。因此，根據(jù)該動力輸出裝 置，能夠在更寬的運轉(zhuǎn)區(qū)域中很好地提高動力的傳遞效率。
另外，也可以采用以下方式還包括連接斷開單元，該連接斷開單元 能夠進(jìn)行所述第一電動機(jī)與所述第一要素的連接和該連接的解除、所述第 二電動機(jī)與所述第二要素的連接和該連接的解除、以及所述內(nèi)燃機(jī)與所述 第三要素的連接和該連接的解除中的一者。在具有這樣的連接斷開單元的 動力輸出裝置中，如果使連接斷開單元解除上述連接，則能夠通過動力分 配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)的功能將內(nèi)燃機(jī)實質(zhì)上與第一及第二電動機(jī)和變速傳遞單元斷 開。由此，在該動力輸出裝置中，如果使連接斷開單元解除上述連接并使內(nèi)燃機(jī)停止，則能夠隨著變速傳遞單元的變速狀態(tài)(變速比)的變更將來 自第一及第二電動機(jī)中的至少一者的動力高效率地傳遞給驅(qū)動軸。因此， 根據(jù)該動力輸出裝置，能夠降低對第一及第二電動機(jī)要求的最大轉(zhuǎn)矩等， 從而能夠?qū)崿F(xiàn)第一及第二電動機(jī)的進(jìn)一步的小型化。
另外，也可以采用以下方式所述變速傳遞單元的所述變速機(jī)構(gòu)是能 夠?qū)乃鰝鬟f軸輸入到所述輸入要素的動力以預(yù)定的減速比減速后從所 述輸出要素輸出的減速機(jī)構(gòu)。在該情況下，也可以采用以下的方式所述 變速傳遞單元的所述變速機(jī)構(gòu)是三要素式行星齒輪機(jī)構(gòu)。由此，能夠使變 速傳遞單元進(jìn)一步小型化。
另外，也可以采用以下方式所述動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)的所述第一及第 二要素中的、從與所述內(nèi)燃機(jī)軸連接的所述第三要素輸入更大的轉(zhuǎn)矩的一 者經(jīng)由減速單元與所述第一電動機(jī)或所述第二電動機(jī)連接，所述減速單元 對所述第一電動機(jī)或所述第二電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行減速。這樣，如 果將動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)的第一及第二要素中的、來自內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)矩的分配 比率更大的一者經(jīng)由減速單元與第一或第二電動機(jī)連接，則能夠更有效地 減輕與減速單元連接的第一或第二電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩負(fù)擔(dān)，從而能夠使該電動 機(jī)小型化并降低其動力損失。
在該情況下，也可以采用以下方式所述動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)是包括太 陽齒輪、內(nèi)嚙合齒輪、以及行星齒輪架的單小齒輪式行星齒輪機(jī)構(gòu)，所述 行星齒輪架保持至少一個與所述太陽齒輪和所述內(nèi)嚙合齒輪這兩者嚙合的 小齒輪，所述第一要素是所述太陽齒輪和所述內(nèi)嚙合齒輪中的一者，并且 所述第二要素是所述太陽齒輪和所述內(nèi)嚙合齒輪中的另一者，所述第三要 素是所述行星齒輪架，當(dāng)所述動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)的齒輪比為P時，所述減 速單元被構(gòu)成為其減速比為P附近的值，并且所述減速單元被配置在所述 第一或第二電動機(jī)與所述內(nèi)嚙合齒輪之間，其中所述動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)的 齒輪比是所述太陽齒輪的齒數(shù)除以所述內(nèi)嚙合齒輪的齒數(shù)而得到的值。在 這種規(guī)格的動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)中，與太陽齒輪相比對內(nèi)嚙合齒輪的來自內(nèi) 燃機(jī)的轉(zhuǎn)矩的分配比率變大。因此，通過將減速單元配置在內(nèi)嚙合齒輪與 第一或第二電動機(jī)之間，能夠?qū)崿F(xiàn)該第一或第二電動機(jī)的小型化并降低其動力損失。另外，如果使減速單元的減速比為P附近的值，則能夠使第一 電動機(jī)和第二電動機(jī)的規(guī)格大致相同，因此能夠提高動力輸出裝置的生產(chǎn) 率并降低成本。
另外，也可以采用以下方式所述動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)是包括太陽齒 輪、內(nèi)嚙合齒輪、以及行星齒輪架的雙小齒輪式行星齒輪機(jī)構(gòu)，所述行星 齒輪架保持至少一組的兩個小齒輪的組，所述兩個小齒輪互相嚙合，并且 其中的一個與所述太陽齒輪嚙合，另一個與所述內(nèi)嚙合齒輪嚙合，所述第 一要素是所述太陽齒輪和所述行星齒輪架中的一者，并且所述第二要素是 所述太陽齒輪和所述行星齒輪架中的另一者，所述第三要素是所述內(nèi)嚙合 齒輪。在該情況下，也可以采用以下方式當(dāng)所述動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)的齒 輪比為P時，所述動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)被構(gòu)成為P0.5，所述減速單元被構(gòu) 成為其減速比為P/ (1—P)附近的值，并且所述減速單元被配置在所述 第一電動機(jī)或所述第二電動機(jī)與所述行星齒輪架之間，其中所述動力分配 統(tǒng)合機(jī)構(gòu)的齒輪比是所述太陽齒輪的齒數(shù)除以所述內(nèi)嚙合齒輪的齒數(shù)而得 到的值。在這種規(guī)格的動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)中，與太陽齒輪相比對行星齒輪 架的來自內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)矩的分配比率變大。因此，通過將減速單元配置在行 星齒輪架與第一或第二電動機(jī)之間，能夠?qū)崿F(xiàn)該第一或第二電動機(jī)的小型 化并降低其動力損失。另外，如果使減速單元的減速比為P/ (1—P)附 近的值，則能夠使第一電動機(jī)和第二電動機(jī)的規(guī)格大致相同，因此能夠提 高動力輸出裝置的生產(chǎn)率并降低成本。另外，也可以采用以下方式當(dāng)動 力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)的齒輪比為P時，作為雙小齒輪式行星齒輪機(jī)構(gòu)的所述動 力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)被構(gòu)成為PX).5，在該情況下，也可以采用以下方式所 述減速單元被構(gòu)成為其減速比為(1一P)/P附近的值，并且所述減速單 元被配置在所述第一電動機(jī)或所述第二電動機(jī)與所述太陽齒輪之間，其中 所述動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)的齒輪比是所述太陽齒輪的齒數(shù)除以所述內(nèi)嚙合齒 輪的齒數(shù)而得到的值。
本發(fā)明的混合動力汽車具有上述任一項的動力輸出裝置，并包括通過 來自所述驅(qū)動軸的動力而被驅(qū)動的驅(qū)動輪。安裝在該混合動力汽車上的動 力輸出裝置能夠在更寬的運轉(zhuǎn)區(qū)域中提高動力的傳遞效率，因此該混合動力汽車能夠很好地改善耗油率和行駛性能。


圖1是本發(fā)明的實施例的混合動力汽車20的簡要構(gòu)成圖；圖2是例示出在使實施例的混合動力汽車20隨著發(fā)動機(jī)22的運轉(zhuǎn)而 行駛的情況下根據(jù)車速變化使變速器90的變速比向升檔方向變化時的動 力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)40和變速器90的主要要素的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的關(guān)系的說明 圖；圖3是與圖2相同的說明圖； 圖4是與圖2相同的說明圖；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；圖8是表示實施例的混合動力汽車20行駛時的離合器C0和變速器90的離合器Cl和C2的離合位置的設(shè)定狀態(tài)的圖表；圖9是表示以下的共線圖的一個例子的說明圖，該共線圖表示馬達(dá) MG1作為發(fā)電機(jī)而發(fā)揮功能、并且馬達(dá)MG2作為電動機(jī)而發(fā)揮功能時的 動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)40的各要素和減速齒輪機(jī)構(gòu)50的各要素的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩 的關(guān)系；圖10是表示以下的共線圖的一個例子的說明圖，該共線圖表示馬達(dá) MG2作為發(fā)電機(jī)而發(fā)揮功能、并且馬達(dá)MG1作為電動機(jī)而發(fā)揮功能時的 動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)40的各要素和減速齒輪機(jī)構(gòu)50的各要素的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩 的關(guān)系；圖11是用于說明實施例的混合動力汽車20的馬達(dá)行駛模式的說明圖；圖12是變形例的混合動力汽車20A的簡要構(gòu)成圖； 圖13是變形例的混合動力汽車20B的簡要構(gòu)成圖； 圖14是表示變形例的混合動力汽車20B行駛時的離合器C0'、制動 器BO、以及變速器90B的離合器Cla、 Clb、 C2a、 C2b的離合位置的設(shè)定狀態(tài)的圖表。
具體實施方式
以下，使用實施例來說明用于實施本發(fā)明的最佳方式。圖1是本發(fā)明的一個實施例的混合動力汽車20的簡要構(gòu)成圖。該圖 所示的混合動力汽車20作為前輪驅(qū)動車輛而構(gòu)成，并包括以下等部件 發(fā)動機(jī)22，配置在車輛前部；動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)40 (差動旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu))，與作為發(fā)動機(jī)22的輸出軸的曲軸26連接；馬達(dá)MG1，與發(fā)動機(jī)22的曲 軸26同軸地配置，并且與動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)40連接，可以發(fā)電；馬達(dá) MG2，與發(fā)動機(jī)22和馬達(dá)MG1同軸地配置，并經(jīng)由減速齒輪機(jī)構(gòu)50與 動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)40連接，可以發(fā)電；變速器90，能夠隨著變速狀態(tài)的 改變而將來自動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)40的動力傳遞給齒輪機(jī)構(gòu)61所具有的驅(qū) 動軸60;以及混合動力用電子控制單元(以下，稱為"混合動力 ECU" ) 70，對整個混合動力汽車20進(jìn)行控制。發(fā)動機(jī)22是接受汽油或輕油等炭化氫系燃料的供應(yīng)而輸出動力的內(nèi) 燃機(jī)，從發(fā)動機(jī)用電子控制單元(以下，稱為"發(fā)動機(jī)ECU" ) 24接受 燃料噴射量、點火正時、吸入空氣量等的控制。向發(fā)動機(jī)ECU24輸入來 自對發(fā)動機(jī)22設(shè)置的、檢測該發(fā)動機(jī)22的運轉(zhuǎn)狀態(tài)的各種傳感器的信 號。并且，發(fā)動機(jī)ECU24與混合動力ECU70進(jìn)行通信，根據(jù)來自混合動 力ECU70的控制信號和來自上述傳感器的信號等來控制發(fā)動機(jī)22的運 轉(zhuǎn)，并且根據(jù)需要將與發(fā)動機(jī)22的運轉(zhuǎn)狀態(tài)相關(guān)的數(shù)據(jù)輸出給混合動力 ECU70。馬達(dá)MG1和馬達(dá)MG2均是可以作為發(fā)電機(jī)進(jìn)行動作并可以作為電動 機(jī)進(jìn)行動作的公知的同步發(fā)電電動機(jī)，該馬達(dá)MG1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進(jìn)行電力的交換。連接逆變器31、 32和蓄電池35的電線39作為各逆變器31、 32共用的正極母線和負(fù)極母 線而構(gòu)成，由馬達(dá)MG1、 MG2中的一個發(fā)出的電力可以由另一個馬達(dá)消 耗。因此，蓄電池35基于從馬達(dá)MG1、 MG2中的一個發(fā)出的電力或不足 的電力而進(jìn)行充放電，并且如果通過馬達(dá)MG1、 MG2取得了電力收支的平衡，則不進(jìn)行充放電。馬達(dá)MG1、 MG2的驅(qū)動均由馬達(dá)用電子控制單 元(以下，稱為"馬達(dá)ECU" ) 30控制?？刂岂R達(dá)MG1、 MG2的驅(qū)動所 需要的信號，例如來自檢測馬達(dá)MG1、 MG2的轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)位置的旋轉(zhuǎn)位 置檢測傳感器33、 34的信號或通過未圖示的電流傳感器檢測出的施加給 馬達(dá)MG1、 MG2的相電流等輸入到馬達(dá)ECU30，從馬達(dá)ECU30輸出對逆 變器31、 32的開關(guān)控制信號等。馬達(dá)ECU30根據(jù)從旋轉(zhuǎn)位置檢測傳感器 33、 34輸入的信號來執(zhí)行未圖示的轉(zhuǎn)速計算例程，計算出馬達(dá)MG1、 MG2的轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速Nml、 Nm2。另外，馬達(dá)ECU30與混合動力ECU70 進(jìn)行通信，根據(jù)來自混合動力ECU70的控制信號等來控制馬達(dá)MG1、 MG2的驅(qū)動，并且根據(jù)需要將與馬達(dá)MG1、 MG2的運轉(zhuǎn)狀態(tài)相關(guān)的數(shù)據(jù) 輸出給混合動力ECU70。蓄電池35由蓄電池用電子控制單元(以下，稱為"蓄電池ECU") 36管理。管理蓄電池35所需要的信號，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等輸入到蓄電池 ECU36。蓄電池ECU36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 信輸出給混合動力ECU70和發(fā)動機(jī)ECU24。另夕卜，蓄電池ECU36為了管 理蓄電池35還根據(jù)由電流傳感器檢測出的充放電電流的積分值而計算出 剩余容量SOC。動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)40與馬達(dá)MG1、 MG2、減速齒輪機(jī)構(gòu)50、變速器 90 —起容納在未圖示的變速箱中，該動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)40離開發(fā)動機(jī)22 預(yù)定的距離而與曲軸26同軸地配置。實施例的動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)40是以 下的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)包括太陽齒 輪41，為外齒齒輪；內(nèi)嚙合齒輪42，具有形成在其內(nèi)周的內(nèi)齒和形成在 其外周的外齒，并且與太陽齒輪41配置在同心圓上；以及行星齒輪架 44，保持與太陽齒輪41和內(nèi)嚙合齒輪42的內(nèi)齒這兩者嚙合的多個小齒輪 43;并且該單小齒輪式行星齒輪機(jī)構(gòu)構(gòu)成為太陽齒輪41 (第二要素)、內(nèi) 嚙合齒輪42 (第一要素)、以及行星齒輪架44 (第三要素)能夠相互進(jìn)中，動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)40被構(gòu)成為其齒輪比P(太陽齒輪41的齒數(shù)除以內(nèi)嚙合齒輪42的齒數(shù)而得到的值)小于0.5 。 在動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)40的作為第二要素的太陽齒輪41上經(jīng)由從所述太陽 齒輪41向與發(fā)動機(jī)22相反的一側(cè)延伸的太陽齒輪軸41a和第一馬達(dá)軸45 連接有作為第二電動機(jī)的馬達(dá)MG1 (轉(zhuǎn)子)。另外，在作為第一要素的內(nèi) 嚙合齒輪42上經(jīng)由配置在動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)40的發(fā)動機(jī)22側(cè)的減速齒輪 機(jī)構(gòu)50和從該減速齒輪機(jī)構(gòu)50 (太陽齒輪51)向發(fā)動機(jī)22延伸的中空 的第二馬達(dá)軸55連接有作為第一電動機(jī)的馬達(dá)MG2 (中空的轉(zhuǎn)子)。另 外，在作為第三要素的行星齒輪架44上經(jīng)由通過第二馬達(dá)軸55和馬達(dá) MG2而延伸的行星齒輪架軸44a和減振器28連接有發(fā)動機(jī)22的曲軸26。 由此，在實施例的混合動力汽車20中，發(fā)動機(jī)22、馬達(dá)MG1、 MG2、動 力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)40、以及減速齒輪機(jī)構(gòu)50這些構(gòu)成要素在圖中從右側(cè)開 始以發(fā)動機(jī)22、馬達(dá)MG2、減速齒輪機(jī)構(gòu)50、動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)40、馬 達(dá)MG1的順序彼此同軸地配置。減速齒輪機(jī)構(gòu)50是以下的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)包括太陽齒輪51，為外齒齒輪；內(nèi)嚙合齒輪52，與該太 陽齒輪51配置在同心圓上，為內(nèi)齒齒輪；多個小齒輪53，與太陽齒輪51 和內(nèi)嚙合齒輪52這兩者嚙合；以及行星齒輪架54，可自由自轉(zhuǎn)并可自由 公轉(zhuǎn)地保持多個小齒輪53。在實施例中，減速齒輪機(jī)構(gòu)50被構(gòu)成為其減 速比(太陽齒輪51的齒數(shù)/內(nèi)嚙合齒輪52的齒數(shù))為動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu) 40的齒輪比P附近的值。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被固定在動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)40的內(nèi)嚙合齒輪42上，由此減速齒輪機(jī)構(gòu) 50與動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)40實質(zhì)上被一體化。另外，減速齒輪機(jī)構(gòu)50的行 星齒輪架54相對于變速箱被固定。因此，通過減速齒輪機(jī)構(gòu)50的作用， 來自馬達(dá)MG2的動力被減速后被輸入給動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)40的內(nèi)嚙合齒 輪42，并且來自內(nèi)嚙合齒輪42的動力被增速后被輸入給馬達(dá)MG2。如果 如實施例那樣將減速齒輪機(jī)構(gòu)50配置在馬達(dá)MG2與動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)40 之間并使其與動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)40 —體化，則能夠進(jìn)一步使動力輸出裝16置小型化。另外，如圖1所示，在太陽齒輪軸41a與第一馬達(dá)軸45之間設(shè)置有離 合器C0，所述離合器C0作為進(jìn)行上述兩者的連接和該連接的解除的連接 斷開單元而發(fā)揮功能，并且作為能夠?qū)⒌谝获R達(dá)軸45 (內(nèi)嚙合齒輪42) 無法旋轉(zhuǎn)地固定的固定單元而發(fā)揮功能，所述第一馬達(dá)軸45是馬達(dá)MG1 的旋轉(zhuǎn)軸。在實施例中，離合器C0例如作為以下的犬牙式離合器而構(gòu) 成，所述犬牙式離合器包括固定在太陽齒輪軸41a的頂端(圖中的左端) 的卡爪(dog)、固定在第一馬達(dá)軸45的頂端(圖中的右端)的卡爪、固 定在變速箱上的固定用卡爪46、以及能夠與這些卡爪嚙合并由電氣式、電 磁式、或油壓式執(zhí)行器100驅(qū)動的結(jié)合部件，如圖1所示，離合器C0能 夠?qū)⒆鳛榻Y(jié)合部件的位置的離合位置選擇性地切換到"R位置"、"M位 置"、以及"L位置"。g卩，如果實施例的離合器C0的離合位置被設(shè)定 為R位置，則經(jīng)由結(jié)合部件實現(xiàn)的太陽齒輪軸41a的卡爪與第一馬達(dá)軸45 的卡爪的連結(jié)、即馬達(dá)MG1與動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)40的太陽齒輪41的連 接被解除。這樣，當(dāng)解除了通過離合器C0實現(xiàn)的太陽齒輪軸41a與第一 馬達(dá)軸45的連接時，作為第二電動機(jī)的馬達(dá)MG1與動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)40 的作為第二要素的太陽齒輪41的連接被解除，能夠通過動力分配統(tǒng)合機(jī) 構(gòu)40的功能將發(fā)動機(jī)22實質(zhì)上與馬達(dá)MG1、 MG2或變速器90斷開。另 外，如果離合器CO的離合位置被設(shè)定為M位置，則太陽齒輪軸41a的卡 爪和第一馬達(dá)軸45的卡爪經(jīng)由結(jié)合部件以較少的損失被連結(jié)，由此馬達(dá) MG1和動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)40的太陽齒輪41被連接。另外，如果離合器 CO的離合位置被設(shè)定為L位置，則太陽齒輪軸41a的卡爪、第一馬達(dá)軸 45的卡爪、以及固定用卡爪46經(jīng)由結(jié)合部件以較少的損失被連結(jié)，由此 能夠?qū)恿Ψ峙浣y(tǒng)合機(jī)構(gòu)40的作為第二要素的太陽齒輪41和第一馬達(dá)軸 45 (馬達(dá)MG2)無法旋轉(zhuǎn)地固定。變速器90能夠多級地設(shè)定變速狀態(tài)(變速比)并包括第一連結(jié)齒 輪系，由動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)40的內(nèi)嚙合齒輪42和與該內(nèi)嚙合齒輪42的外 齒始終嚙合的第一從動齒輪91構(gòu)成；第二連結(jié)齒輪系，由安裝在第一馬 達(dá)軸45上的驅(qū)動齒輪47和與該驅(qū)動齒輪47始終嚙合的第二從動齒輪92構(gòu)成；傳遞軸93，與發(fā)動機(jī)22的曲軸26、第一馬達(dá)軸45、以及第二馬達(dá) 軸55平行地延伸；作為單小齒輪式行星齒輪機(jī)構(gòu)的減速機(jī)構(gòu)94，能夠?qū)?輸入的動力以預(yù)定的減速比減速后輸出；輸出齒輪軸99a，具有與安裝在 驅(qū)動軸60上的齒輪嚙合的輸出齒輪99;以及離合器Cl和C2。第一連結(jié) 齒輪系的第一從動齒輪91被未圖示的軸承可自由旋轉(zhuǎn)地支承而安裝在與 第一馬達(dá)軸45和第二馬達(dá)軸55平行地延伸的中空的第一齒輪軸91a上。 另外，第二連結(jié)齒輪系的第二從動齒輪92在與第一齒輪軸91a隔開預(yù)定間 隔的狀態(tài)下被未圖示的軸承可自由旋轉(zhuǎn)地支承而安裝在與第一馬達(dá)軸45 和第二馬達(dá)軸55平行地延伸的中空的第二齒輪軸92a上。在實施例中，構(gòu) 成第一連結(jié)齒輪系的內(nèi)嚙合齒輪42的外齒與構(gòu)成第二連結(jié)齒輪系的驅(qū)動 齒輪47的齒數(shù)相同，構(gòu)成第一連結(jié)齒輪系的第一從動齒輪91與構(gòu)成第二 連結(jié)齒輪系的第二從動齒輪92的齒數(shù)相同，但是這些齒輪的齒數(shù)可以任 意地決定。
傳遞軸93通過上述第一和第二齒輪軸91a、 92a的內(nèi)部而與第一馬達(dá) 軸45和第二馬達(dá)軸55平行地延伸，在傳遞軸93的頂端(圖中的右端)連 接有減速機(jī)構(gòu)94。減速機(jī)構(gòu)94包括太陽齒輪95，與傳遞軸93連接； 內(nèi)嚙合齒輪96，與該太陽齒輪95配置在同心圓上；以及行星齒輪架98， 保持多個與太陽齒輪95和內(nèi)嚙合齒輪96這兩者嚙合的小齒輪97;并且該 減速機(jī)構(gòu)94被構(gòu)成為太陽齒輪95 (輸入要素)、內(nèi)嚙合齒輪(固定要 素)96、以及行星齒輪架98 (輸出要素)能夠互相進(jìn)行差動旋轉(zhuǎn)。如圖1 所示，減速機(jī)構(gòu)94的內(nèi)嚙合齒輪96相對于變速箱被無法旋轉(zhuǎn)地固定。另 外，在減速機(jī)構(gòu)94的行星齒輪架98上連接有向第一齒輪軸91a延伸的中 空的行星齒輪架軸98a，傳遞軸93通過該行星齒輪架軸98a而被固定在太 陽齒輪95上。行星齒輪架軸98在與第一齒輪軸91a隔開預(yù)定間隔的狀態(tài) 下被未圖示的軸承可自由旋轉(zhuǎn)地支承。由此，在變速器90中，在傳遞軸 93的周圍從圖中的左側(cè)開始依次配置了安裝有第二從動齒輪92的中空的 第二齒輪軸92a、安裝有第一從動齒輪91的中空的第一齒輪軸91a、以及 中空的行星齒輪架軸98a。另外，具有輸出齒輪99的輸出齒輪軸99a被未 圖示的軸承支承而可以在第一齒輪軸91a (和傳遞軸93)的周圍自由地旋
18轉(zhuǎn)。并且，來自輸出齒輪99的動力被傳遞給齒輪機(jī)構(gòu)61所具有的驅(qū)動軸
60，并最終經(jīng)由差速齒輪62被輸出給作為驅(qū)動輪的前輪63a、 63b。
變速器90所具有的離合器Cl被配置在第一齒輪軸91a與第二齒輪軸 92a之間的位置附近，能夠?qū)⒌谝积X輪軸91a和第二齒輪軸92a中的一者 或兩者與傳遞軸93連結(jié)。在實施例中，離合器C1例如作為以下的犬牙式 離合器而構(gòu)成，所述犬牙式離合器包括固定在第一齒輪軸91a的一端(圖 中的左端)的第一卡爪、固定在傳遞軸93上并位于第一齒輪軸91a與第二 齒輪軸92a之間的卡爪、固定在第二齒輪軸92a的一端(圖中的右端)的 卡爪、以及能夠與這些卡爪嚙合并由電氣式、電磁式、或油壓式執(zhí)行器 101驅(qū)動的結(jié)合部件，如圖1所示，離合器C1能夠?qū)⒆鳛榻Y(jié)合部件的位置 的離合位置選擇性地切換到"R位置"、"M位置"、以及"L位置"。 即，如果變速器90的離合器C1的離合位置被設(shè)定為R位置，則第一齒輪 軸91a的第一卡爪和傳遞軸93的卡爪經(jīng)由結(jié)合部件以較少的損失被連結(jié)， 由此動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)40的作為第一要素的內(nèi)嚙合齒輪42和傳遞軸93經(jīng) 由第一連結(jié)齒輪系和第一齒輪軸91a被連結(jié)(以下，將這樣的通過離合器 Cl實現(xiàn)的連結(jié)狀態(tài)稱為"第一要素連結(jié)狀態(tài)")。另外，如果離合器Cl 的離合位置被設(shè)定為M位置，則第一齒輪軸91a的第一卡爪、傳遞軸93 的卡爪、以及第二齒輪軸92a的卡爪經(jīng)由結(jié)合部件以較少的損失被連結(jié)， 由此第一齒輪軸91a和第二齒輪軸92a這兩者、即動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)40的 內(nèi)嚙合齒輪42和太陽齒輪41這兩者與傳遞軸93連結(jié)(以下，將這樣的通 過離合器Cl實現(xiàn)的連結(jié)狀態(tài)稱為"兩要素連結(jié)狀態(tài)")。另外，如果離 合器Cl的離合位置被設(shè)定為L位置，則第二齒輪軸92a的卡爪和傳遞軸 93的卡爪經(jīng)由結(jié)合部件以較少的損失被連結(jié)，由此如果離合器C0被設(shè)定 為M位置，則動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)40的作為第二要素的太陽齒輪41和傳遞 軸93經(jīng)由第二連結(jié)齒輪系和第二齒輪軸92a被連結(jié)(以下，將這樣的通過 離合器C1實現(xiàn)的連結(jié)狀態(tài)稱為"第二要素連結(jié)狀態(tài)")。
另外，變速器90所具有的離合器C2配置在第一齒輪軸91a與行星齒 輪架軸98a之間的位置附近，能夠?qū)⒌谝积X輪軸91a和行星齒輪架軸98a 中的一者或兩者與輸出齒輪軸99a連結(jié)。在實施例中，離合器C2例如作為以下的犬牙式離合器而構(gòu)成，所述犬牙式離合器包括固定在第一齒輪軸
91a的另一端(圖中的右端)的第二卡爪、固定在行星齒輪架軸98a的頂 端(圖中的左端)的卡爪、安裝在輸出齒輪軸99a上并位于第一齒輪軸 91a的第二卡爪和行星齒輪架軸98a的卡爪的周圍的卡爪、以及能夠與這 些卡爪嚙合并由電氣式、電磁式、或油壓式執(zhí)行器102驅(qū)動的結(jié)合部件， 如圖1所示，離合器C2能夠?qū)⒆鳛榻Y(jié)合部件的位置的離合位置選擇性地 切換到"R位置"、"M位置"、以及"L位置"。即，如果變速器90的 離合器C2的離合位置被設(shè)定為R位置，則行星齒輪架軸98a的卡爪和輸 出齒輪軸99a的卡爪經(jīng)由結(jié)合部件以較少的損失被連結(jié)，由此行星齒輪架 軸98a、即減速機(jī)構(gòu)94經(jīng)由輸出齒輪軸99a和輸出齒輪99等與驅(qū)動軸60 連結(jié)(以下，將這樣的通過離合器C2實現(xiàn)的連結(jié)狀態(tài)稱為"減速機(jī)構(gòu)一 驅(qū)動軸連結(jié)狀態(tài)")。另外，如果離合器C2的離合位置被設(shè)定為M位 置，則行星齒輪架軸98a的卡爪、第一齒輪軸91a的第二卡爪、以及輸出 齒輪軸99a的卡爪經(jīng)由結(jié)合部件以較少的損失被連結(jié)，由此行星齒輪架軸 98a (減速機(jī)構(gòu)94)和第一齒輪軸91a這兩者經(jīng)由輸出齒輪軸99a和輸出 齒輪99等與驅(qū)動軸60連結(jié)(以下，將這樣的通過離合器C2實現(xiàn)的連結(jié) 狀態(tài)稱為"同時連結(jié)狀態(tài)")。另外，如果離合器C2的離合位置被設(shè)定 為L位置，則第一齒輪軸91a的第二卡爪和輸出齒輪軸99a的卡爪經(jīng)由結(jié) 合部件以較少的損失被連結(jié)，由此第一齒輪軸91a經(jīng)由輸出齒輪軸99a和 輸出齒輪99等與驅(qū)動軸60連結(jié)。在該情況下，由于在第一齒輪軸91a上 連結(jié)有第一連結(jié)齒輪系、即第一從動齒輪91和內(nèi)嚙合齒輪42，因此動力 分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)40的作為第一要素的內(nèi)嚙合齒輪42經(jīng)由第一連結(jié)齒輪系、 第一齒輪軸91a、輸出齒輪軸99a、以及輸出齒輪99等與驅(qū)動軸60連結(jié) (以下，將這樣的通過離合器C2實現(xiàn)的連結(jié)狀態(tài)稱為"直接連結(jié)狀 態(tài)"。
混合動力ECU70作為以CPU72為中心的微處理器而構(gòu)成，除了 CPU72以外，該混合動力ECU70還包括存儲處理程序的ROM74;暫時 存儲數(shù)據(jù)的RAM76;以及未圖示的輸入輸出端口和通信端口。來自點火 開關(guān)(起動開關(guān))80的點火信號、來自檢測作為換檔桿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、來自檢測制動踏板 85的踩下量的制動踏板位置傳感器86的制動踏板位置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力ECU70。如上所述， 混合動力ECU70經(jīng)由通信端口與發(fā)動機(jī)ECU24、馬達(dá)ECU30、以及蓄電 池ECU36連接，并與發(fā)動機(jī)ECU24、馬達(dá)ECU30、以及蓄電池ECU36 進(jìn)行各種控制信號和數(shù)據(jù)的交換。另外，驅(qū)動離合器CO、變速器90的離 合器Cl和C2的執(zhí)行器100、 101、 102也由混合動力ECU70控制。 下面，參照圖2至圖11來說明實施例的混合動力汽車20的動作。 圖2至圖7是例示出在使混合動力汽車20隨著發(fā)動機(jī)22的運轉(zhuǎn)而行 駛的情況下根據(jù)車速變化使變速器90的變速比向升檔方向變化時的動力 分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)40和變速器90的主要要素的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的關(guān)系的說明圖。 另外，圖8是表示混合動力汽車20行駛時的離合器CO和變速器90的離 合器Cl和C2的離合位置的設(shè)定狀態(tài)的圖表。當(dāng)混合動力汽車20以圖2 至圖7所示的狀態(tài)行駛時，在混合動力ECU70根據(jù)對加速器踏板83的踩 下量或車速V而進(jìn)行的總的控制下，通過發(fā)動機(jī)ECU24控制發(fā)動機(jī)22， 通過馬達(dá)ECU30控制馬達(dá)MG1、 MG2，通過混合動力ECU70直接控制執(zhí) 行器100、 101、 102 (離合器CO、變速器90的離合器Cl和C2)。在圖 2至圖7中，S軸表示動力分配統(tǒng)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45的轉(zhuǎn)速Nml) ， C軸表示動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)40的 行星齒輪架44的轉(zhuǎn)速(發(fā)動機(jī)22的轉(zhuǎn)速Ne) ， R軸表示動力分配統(tǒng)合機(jī) 構(gòu)40的內(nèi)嚙合齒輪42 (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，91、 92、 95軸分別表示變速器90的第一從動齒輪91 (第一齒輪軸 91a)、第二從動齒輪92 (第二齒輪軸92a)、以及減速機(jī)構(gòu)94的太陽齒 輪95的轉(zhuǎn)速，99軸表示輸出齒輪99 (輸出齒輪軸99a)的轉(zhuǎn)速，96軸表 示減速機(jī)構(gòu)94的內(nèi)嚙合齒輪96的轉(zhuǎn)速，60軸表示驅(qū)動軸60的轉(zhuǎn)速。
當(dāng)使混合動力汽車20隨著發(fā)動機(jī)22的運轉(zhuǎn)而行駛時，基本上來說離合器CO被設(shè)定為M位置，馬達(dá)MG1、即第一馬達(dá)軸45經(jīng)由太陽齒輪軸 41a與動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)40的太陽齒輪41連接。并且，當(dāng)混合動力汽車 20的車速V比較低時，變速器90的離合器Cl和C2這兩者被設(shè)定為R位 置(參照圖8)。以下，將該狀態(tài)稱為變速器90的"第一變速狀態(tài)(一 檔)"(圖2)。在這樣的第一變速狀態(tài)下，動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)40的作為 第一要素的內(nèi)嚙合齒輪42經(jīng)由第一連結(jié)齒輪系(第一從動齒輪91)、第 一齒輪軸91a、以及離合器Cl與傳遞軸93連結(jié)，并且與傳遞軸93連接 的、減速機(jī)構(gòu)94的作為輸出要素的行星齒輪架98 (行星齒輪架軸98a)經(jīng) 由離合器C2、輸出齒輪軸99a、以及輸出齒輪99等與驅(qū)動軸60連結(jié)。由 此，在第一變速狀態(tài)之下，能夠控制馬達(dá)MG1、 MG2的驅(qū)動，使得動力 分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)40的內(nèi)嚙合齒輪42為輸出要素，經(jīng)由減速齒輪機(jī)構(gòu)50與該 內(nèi)嚙合齒輪42連接的馬達(dá)MG2作為電動機(jī)而發(fā)揮功能，并且與作為反力 要素的太陽齒輪41連接的馬達(dá)MG1作為發(fā)電機(jī)而發(fā)揮功能。此時，動力 分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)40將經(jīng)由行星齒輪架44輸入的來自發(fā)動機(jī)22的動力根據(jù)太 陽齒輪41側(cè)和內(nèi)嚙合齒輪42側(cè)的齒輪比P分配給太陽齒輪41側(cè)和內(nèi)嚙合 齒輪42側(cè)，并且將來自發(fā)動機(jī)22的動力和來自作為電動機(jī)發(fā)揮功能的馬 達(dá)MG2的動力統(tǒng)一而輸出給內(nèi)嚙合齒輪42頂ij。以下，將如上所述馬達(dá) MG1作為發(fā)電機(jī)而發(fā)揮功能、并且馬達(dá)MG2作為電動機(jī)而發(fā)揮功能的模 式稱為"第一轉(zhuǎn)矩變換模式"。將表示這樣的第一轉(zhuǎn)矩變換模式下的動力 分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)40的各要素和減速齒輪機(jī)構(gòu)50的各要素的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的關(guān) 系的共線圖的一個例子表示圖9中。在圖9中，S軸、C軸、R軸、54 軸、以及51軸表示與圖2至圖7相同的內(nèi)容，P表示動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu) 40的齒輪比，Pr表示減速齒輪機(jī)構(gòu)50的減速比。另外，在圖9中，粗線 箭頭表示作用在各要素上的轉(zhuǎn)矩，并且在圖中箭頭向上時表示轉(zhuǎn)矩值為 正，在圖中箭頭向下時表示轉(zhuǎn)矩值為負(fù)(在圖2至圖7、圖10、圖11中 也是一樣的)。在該第一轉(zhuǎn)矩變換模式下，來自發(fā)動機(jī)22的動力通過動 力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)40、馬達(dá)MG1和MG2進(jìn)行轉(zhuǎn)矩變換后被輸出給內(nèi)嚙合齒 輪42，通過控制馬達(dá)MG1的轉(zhuǎn)速，能夠使發(fā)動機(jī)22的轉(zhuǎn)速與作為輸出要 素的內(nèi)嚙合齒輪42的轉(zhuǎn)速之比無級且連續(xù)地變化。并且，如圖2所示，輸出給內(nèi)嚙合齒輪42的動力以由內(nèi)嚙合齒輪42的外齒和第一從動齒輪91 構(gòu)成的第一連結(jié)齒輪系的變速比被變速后被傳遞給傳遞軸93，并且在以基 于減速機(jī)構(gòu)94的齒輪比px (參照圖2)的變速比(px/ (1+px))被變 速(減速)后被輸出給驅(qū)動軸60。
一旦在圖2所示的狀態(tài)、即變速器90處于第一變速狀態(tài)并且轉(zhuǎn)矩變 換模式為第一轉(zhuǎn)矩變換模式的狀態(tài)下提高了混合動力汽車20的車速V， 則不久動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)40的內(nèi)嚙合齒輪42的轉(zhuǎn)速與太陽齒輪41和驅(qū)動 齒輪47的轉(zhuǎn)速變得大致一致，與此相伴變速器90的第二從動齒輪92的轉(zhuǎn) 速變得與第一從動齒輪91的轉(zhuǎn)速大致一致(參照圖3)。由此，能夠?qū)㈦x 合器Cl設(shè)定為M位置，將第一齒輪軸91a的第一卡爪、第二齒輪軸92a 的卡爪、以及傳遞軸93的卡爪連結(jié)起來，并將動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)40的內(nèi) 嚙合齒輪42和太陽齒輪41這兩者經(jīng)由傳遞軸93、減速機(jī)構(gòu)94等與驅(qū)動 軸60連結(jié)。并且，如果在將變速器90的離合器Cl設(shè)定為M位置并將離 合器C2設(shè)定為R位置的狀態(tài)下將對馬達(dá)MG1和MG2的轉(zhuǎn)矩指令設(shè)定為 值0，則如圖3所示，馬達(dá)MG1和MG2均不進(jìn)行電動機(jī)驅(qū)動或再生而空 轉(zhuǎn)，來自發(fā)動機(jī)22的動力(轉(zhuǎn)矩)在不伴隨著向電能轉(zhuǎn)換的情況下以固 定的(恒定的)變速比(第一變速狀態(tài)的變速比與后述的第二變速狀態(tài)的 變速比之間的值)被機(jī)械地(直接地)傳遞給驅(qū)動軸60。以下，將這樣通 過離合器Cl將動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)40的內(nèi)嚙合齒輪42和太陽齒輪41這兩 者經(jīng)由傳遞軸93和減速機(jī)構(gòu)94等與驅(qū)動軸60連結(jié)的模式稱為"同時結(jié)合 模式"，特別地將圖3所示的狀態(tài)稱為"一檔—二檔同時結(jié)合狀態(tài)"。
由于在圖3所示的一檔一二檔同時結(jié)合狀態(tài)下第一齒輪軸91a和第二 齒輪軸92a的轉(zhuǎn)速一致，因此能夠容易地將變速器90的離合器Cl的離合 位置從M位置切換到L位置，從而解除第一齒輪軸91a (第一連結(jié)齒輪 系)與傳遞軸93的連結(jié)。以下，將如上所述離合器C1被設(shè)定為L位置、 并且離合器C2被設(shè)定為R位置的狀態(tài)稱為變速器90的第二變速狀態(tài)(二 檔)(圖4)。在這樣的第二變速狀態(tài)下，動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)40的作為第 二要素的太陽齒輪41經(jīng)由第二連結(jié)齒輪系(驅(qū)動齒輪47和第二從動齒輪 92)、第二齒輪軸92a、以及離合器Cl與傳遞軸93連結(jié)，并且與傳遞軸
2393連接的、減速機(jī)構(gòu)94的作為輸出要素的行星齒輪架98 (行星齒輪架軸 98a)經(jīng)由離合器C2、輸出齒輪軸99a、以及輸出齒輪99等與驅(qū)動軸60 連結(jié)。由此，在第二變速狀態(tài)下，能夠控制馬達(dá)MG1、 MG2的驅(qū)動，使 得動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)40的太陽齒輪41為輸出要素，與該太陽齒輪41連接 的馬達(dá)MG1作為電動機(jī)而發(fā)揮功能，并且與作為反力要素的內(nèi)嚙合齒輪 42連接的馬達(dá)MG2作為發(fā)電機(jī)而發(fā)揮功能。此時，動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)40 將經(jīng)由行星齒輪架44輸入的來自發(fā)動機(jī)22的動力根據(jù)太陽齒輪41側(cè)和內(nèi) 嚙合齒輪42側(cè)的齒輪比p分配給太陽齒輪41側(cè)和內(nèi)嚙合齒輪42側(cè)，并且 將來自發(fā)動機(jī)22的動力和來自作為電動機(jī)發(fā)揮功能的馬達(dá)MG1的動力統(tǒng) 一而輸出給太陽齒輪41偵lj。以下，將如上所述馬達(dá)MG2作為發(fā)電機(jī)而發(fā) 揮功能、并且馬達(dá)MG1作為電動機(jī)而發(fā)揮功能的模式稱為"第二轉(zhuǎn)矩變 換模式"。將表示這樣的第二轉(zhuǎn)矩變換模式下的動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)40的 各要素和減速齒輪機(jī)構(gòu)50的各要素的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的關(guān)系的共線圖的一個 例子表示圖10中。圖IO中的標(biāo)號與圖9中的標(biāo)號相同。在該第二轉(zhuǎn)矩變 換模式下，來自發(fā)動機(jī)22的動力通過動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)40、馬達(dá)MG1和 MG2進(jìn)行轉(zhuǎn)矩變換后被輸出給太陽齒輪41，通過控制馬達(dá)MG2的轉(zhuǎn)速， 能夠使發(fā)動機(jī)22的轉(zhuǎn)速與作為輸出要素的太陽齒輪41的轉(zhuǎn)速之比無級且 連續(xù)地變化。并且，如圖4所示，輸出給太陽齒輪41 (第一馬達(dá)軸45) 的動力以由驅(qū)動齒輪47和第二從動齒輪92構(gòu)成的第二連結(jié)齒輪系的變速 比被變速后被傳遞給傳遞軸93，并且在以基于減速機(jī)構(gòu)94的齒輪比Px 的變速比(px/ (1+px))被變速(減速)后被輸出給驅(qū)動軸60。
一旦在圖4所示的狀態(tài)、即變速器90處于第二變速狀態(tài)并且轉(zhuǎn)矩變 換模式為第二轉(zhuǎn)矩變換模式的狀態(tài)下提高了混合動力汽車20的車速V， 則不久未與傳遞軸93連結(jié)的第一齒輪軸91a (第一從動齒輪91)的轉(zhuǎn)速與 輸出齒輪軸99a (輸出齒輪99)的轉(zhuǎn)速變得大致一致(參照圖5)。由 此，能夠?qū)㈦x合器C2設(shè)定為M位置，將行星齒輪架軸98a的卡爪、輸出 齒輪軸99a的卡爪、以及第一齒輪軸91a的第二卡爪連結(jié)起來，從而將動 力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)40的太陽齒輪41經(jīng)由第二連結(jié)齒輪系、離合器C1、傳遞 軸93、行星齒輪架98、以及輸出齒輪99等與驅(qū)動軸60連結(jié)，并且將動合齒輪42經(jīng)由第一連結(jié)齒輪系、第一齒輪軸
91a、離合器C2、以及輸出齒輪99等與驅(qū)動軸60連結(jié)。另外，如果在將 變速器90的離合器C2設(shè)定為M位置并將離合器Cl設(shè)定為L位置的狀態(tài) 下將對馬達(dá)MG1禾口 MG2的轉(zhuǎn)矩指令設(shè)定為值0，則如圖5所示，馬達(dá) MG1和MG2均不進(jìn)行電動機(jī)驅(qū)動或再生而空轉(zhuǎn)，來自發(fā)動機(jī)22的動力
(轉(zhuǎn)矩)在不伴隨著向電能轉(zhuǎn)換的情況下以固定的(恒定的)變速比(第 二變速狀態(tài)的變速比與后述的第三變速狀態(tài)的變速比之間的值)被機(jī)械地
(直接地)傳遞給驅(qū)動軸60。以下，將這樣通過離合器C2將第一齒輪軸 91a (內(nèi)嚙合齒輪42)和行星齒輪架軸98a (太陽齒輪41)這兩者與傳遞 軸93連結(jié)的模式也稱為"同時結(jié)合模式"，特別地將圖5所示的狀態(tài)稱 為"二檔一三檔同時結(jié)合狀態(tài)"。
由于在圖5所示的二檔一三檔同時結(jié)合狀態(tài)下第一齒輪軸91a、行星 齒輪架軸98a、以及輸出齒輪軸99a的轉(zhuǎn)速一致，因此能夠容易地將變速 器90的離合器C2的離合位置從M位置切換到L位置，解除行星齒輪架 軸98a與輸出齒輪軸99a的連結(jié)。以下，將如上所述離合器Cl被設(shè)定為L 位置、并且離合器C2被設(shè)定為L位置的狀態(tài)稱為變速器90的第三變速狀 態(tài)(三檔)(圖6)。在這樣的第三變速狀態(tài)下，動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)40的 作為第一要素的內(nèi)嚙合齒輪42經(jīng)由第一連結(jié)齒輪系(第一從動齒輪 91)、第一齒輪軸91a、離合器C2、輸出齒輪軸99a、以及輸出齒輪99等 與驅(qū)動軸60連結(jié)。因此，在該情況下，動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)40的內(nèi)嚙合齒 輪42為輸出要素，并且太陽齒輪41為反力要素，轉(zhuǎn)矩變換模式為上述第 一轉(zhuǎn)矩變換模式，如圖6所示，通過控制馬達(dá)MG1的轉(zhuǎn)速，能夠使發(fā)動 機(jī)22的轉(zhuǎn)速與和作為輸出要素的內(nèi)嚙合齒輪42機(jī)械地連結(jié)(直接連結(jié)) 的驅(qū)動軸60的轉(zhuǎn)速之比無級且連續(xù)地變化。
一旦在圖6所示的狀態(tài)、即變速器90處于第三變速狀態(tài)并且轉(zhuǎn)矩變 換模式為第一轉(zhuǎn)矩變換模式的狀態(tài)下提高了車速V，則不久馬達(dá)MG1、第 一馬達(dá)軸45、以及動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)40的作為第二要素的太陽齒輪41的 轉(zhuǎn)速接近于值0。由此，能夠?qū)㈦x合器CO的離合位置從之前的M位置切 換到L位置，如圖7所示，能夠?qū)⒌谝获R達(dá)軸45 (馬達(dá)MG1)和太陽齒
25輪41無法旋轉(zhuǎn)地固定。并且，如果在通過變速器90的離合器C2將第一
齒輪軸91a與輸出齒輪軸99a連接并通過離合器C0將第一馬達(dá)軸45和太 陽齒輪41無法旋轉(zhuǎn)地固定的狀態(tài)下將對馬達(dá)MG1和MG2的轉(zhuǎn)矩指令設(shè) 定為值0，則馬達(dá)MG1和MG2均不進(jìn)行電動機(jī)驅(qū)動或再生而空轉(zhuǎn)，來自 發(fā)動機(jī)22的動力(轉(zhuǎn)矩)在不伴隨著向電能轉(zhuǎn)換的情況下以固定的(恒 定的)變速比(比第三變速狀態(tài)的變速比靠近增速側(cè)的值)被變速后被直 接傳遞給驅(qū)動軸60。以下，將這樣在通過變速器90的離合器C2將第一齒 輪軸91a與輸出齒輪軸99a連接的情況下通過離合器CO將第一馬達(dá)軸45 和太陽齒輪41無法旋轉(zhuǎn)地固定的模式也稱為"同時結(jié)合模式"，特別地 將圖7所示的狀態(tài)稱為"三檔固定狀態(tài)"。另外，在使變速器90的變速 比向降檔方向變化的情況下，基本上執(zhí)行與上述說明相反的順序即可。
這樣，在實施例的混合動力汽車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90的第一 第三變速狀態(tài)的切換(變速比的變 更)而被交替地切換，因此尤其是當(dāng)提高了作為電動機(jī)而發(fā)揮功能的馬達(dá) MG2或MG1的轉(zhuǎn)速Nm2或Nml時，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，在混合動力汽車 20中，能夠抑制以下的動力循環(huán)的發(fā)生，從而能夠在更寬的運轉(zhuǎn)區(qū)域中提 高動力的傳遞效率，所述動力循環(huán)是指在第一轉(zhuǎn)矩變換模式下，伴隨著 馬達(dá)MG1的轉(zhuǎn)速變負(fù)，馬達(dá)MG2使用輸出給內(nèi)嚙合齒輪42的動力的一 部分而進(jìn)行發(fā)電，并且由馬達(dá)MG1消耗馬達(dá)MG2發(fā)出的電力而輸出動 力；或者在第二轉(zhuǎn)矩變換模式下，伴隨著馬達(dá)MG2的轉(zhuǎn)速變負(fù)，馬達(dá) MG1使用輸出給太陽齒輪41的動力的一部分而進(jìn)行發(fā)電，并且由馬達(dá) MG2消耗馬達(dá)MG1發(fā)出的電力而輸出動力。另外，由于伴隨著這樣的對 動力循環(huán)的抑制而能夠抑制馬達(dá)MG1、 MG2的最高轉(zhuǎn)速，因此能夠使馬 達(dá)MG1、 MG2小型化。另外，如果在上述同時結(jié)合模式下使混合動力汽 車20行駛，則能夠以一檔一二檔同時結(jié)合狀態(tài)、二檔一三檔同時結(jié)合狀 態(tài)、以及三檔固定狀態(tài)各自所固有的變速比將來自發(fā)動機(jī)22的動力機(jī)械 地(直接地)傳遞給驅(qū)動軸60，因此能夠增加在不伴隨著向電能轉(zhuǎn)換的情 況下從發(fā)動機(jī)22向驅(qū)動軸60機(jī)械地輸出動力的機(jī)會，從而能夠在更寬的運轉(zhuǎn)區(qū)域中進(jìn)一步提高動力的傳遞效率。 一般來說，在使用了發(fā)動機(jī)、兩 個電動機(jī)、以及如行星齒輪機(jī)構(gòu)這樣的動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)的動力輸出裝置 中，當(dāng)發(fā)動機(jī)與驅(qū)動軸之間的減速比比較大時，發(fā)動機(jī)的動力被更多地轉(zhuǎn) 換為電能，因此動力的傳遞效率會惡化，并且存在著會導(dǎo)致馬達(dá)MG1、
MG2發(fā)熱的傾向，因此上述同時結(jié)合模式尤其有利于發(fā)動機(jī)22與驅(qū)動軸 60之間的減速比比較大的情況。另外，在實施例的混合動力汽車20中， 當(dāng)改變變速器90的變速狀態(tài)時，在第一轉(zhuǎn)矩變換模式與第二轉(zhuǎn)矩變換模 式之間暫時地執(zhí)行同時結(jié)合模式，因此在改變變速狀態(tài)時不會產(chǎn)生所謂的 轉(zhuǎn)矩缺失，從而能夠非常順暢且無沖擊地執(zhí)行變速狀態(tài)的變更、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，參照圖8和圖11等來說明在使發(fā)動機(jī)22停止了的狀態(tài)下使用 來自蓄電池35的電力使馬達(dá)MG1和馬達(dá)MG2輸出動力、由此使混合動 力汽車20行駛的馬達(dá)行駛模式的簡要情況。在實施例的混合動力汽車20 中，馬達(dá)行駛模式被大致分為在將離合器C0設(shè)定為M位置而將馬達(dá) MG1與動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)40的太陽齒輪41連接的情況下使馬達(dá)MG1和 MG2中的一者輸出動力的離合器結(jié)合一馬達(dá)行駛模式；在將離合器C0設(shè) 定為R位置而解除了馬達(dá)MG1與動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)40的太陽齒輪41的 連接的狀態(tài)下使馬達(dá)MG1和MG2中的一者輸出動力的離合器斷開一馬達(dá) 行駛模式；在將離合器C0設(shè)定為R位置的狀態(tài)下能夠利用來自馬達(dá)MG1 和MG2這兩者的動力的兩馬達(dá)行駛模式。
當(dāng)執(zhí)行離合器結(jié)合一馬達(dá)行駛模式時，通過在將離合器C0設(shè)定為M 位置的狀態(tài)下如圖8所示那樣設(shè)定離合器Cl和C2的離合位置，將變速器 90設(shè)定為第一或第三變速狀態(tài)，并僅使馬達(dá)MG2輸出動力，或者通過在 將離合器C0設(shè)定為M位置的狀態(tài)下如圖8所示那樣設(shè)定離合器Cl和C2 的離合位置，將變速器90設(shè)定為第二變速狀態(tài)，并僅使馬達(dá)MG1輸出動 力。在該離合器結(jié)合一馬達(dá)行駛模式下，通過離合器C0連接動力分配統(tǒng) 合機(jī)構(gòu)40的太陽齒輪41和第一馬達(dá)軸45，因此不輸出動力的馬達(dá)MG1 或MG2被輸出動力的馬達(dá)MG2或MG1帶動而空轉(zhuǎn)(參照圖11中的虛 線)。另外，當(dāng)執(zhí)行離合器斷開一馬達(dá)行駛模式時，通過在將離合器C0設(shè)定為R位置的狀態(tài)下如圖8所示那樣設(shè)定離合器Cl和C2的離合位置，
將變速器90設(shè)定為第一或第三變速狀態(tài)，并僅使馬達(dá)MG2輸出動力，或 者通過在將離合器C0設(shè)定為R位置的狀態(tài)下如圖8所示那樣設(shè)定離合器 Cl和C2的離合位置，將變速器90設(shè)定為第二變速狀態(tài)，并僅使馬達(dá) MG1輸出動力。在該離合器斷開一馬達(dá)行駛模式下，如圖11中以點劃線 和雙點劃線所示，離合器CO被設(shè)定為R位置，太陽齒輪41與第一馬達(dá)軸 45 (馬達(dá)MG1)的連接被解除，因此能夠通過動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)40的功 能來避免被停止了的發(fā)動機(jī)22的曲軸26的隨動旋轉(zhuǎn)，并且能夠通過離合 器C2或Cl的離合位置的設(shè)定狀態(tài)來避免停止了的馬達(dá)MG1或MG2的隨 動旋轉(zhuǎn)，由此能夠抑制動力的傳遞效率的降低。另外，當(dāng)執(zhí)行兩馬達(dá)行駛 模式時，在通過將離合器C0設(shè)定為R位置并如圖8所示那樣設(shè)定離合器 Cl和C2的離合位置而將變速器90設(shè)定為上述一檔一二檔同時結(jié)合狀態(tài) 或二檔一三檔同時結(jié)合狀態(tài)之后控制馬達(dá)MG1和MG2中的至少一者的驅(qū) 動。由此，能夠在避免了發(fā)動機(jī)22的隨動旋轉(zhuǎn)的情況下從馬達(dá)MG1和 MG2這兩者輸出動力，從而能夠在馬達(dá)行駛模式下將大的動力傳遞給驅(qū)動 軸60，因此能夠很好地執(zhí)行所謂的坡路起動，并很好地確保馬達(dá)行駛時的 牽引性能等。
并且，在實施例的混合動力汽車20中， 一旦選擇了離合器斷開一馬 達(dá)行駛模式，則能夠容易地改變變速器90的變速狀態(tài)(變速比)以將動 力高效率地傳遞給驅(qū)動軸60。例如，當(dāng)在離合器斷開一馬達(dá)行駛模式下將 變速器90設(shè)定為第一變速狀態(tài)并僅使馬達(dá)MG2輸出動力時，如果調(diào)整馬 達(dá)MG1的轉(zhuǎn)速Nml以使第二從動齒輪92的旋轉(zhuǎn)與第一從動齒輪91的旋 轉(zhuǎn)同步并將變速器90的離合器Cl的離合位置從R位置切換到M位置， 則能夠轉(zhuǎn)變到上述一檔—二檔同時結(jié)合狀態(tài)、即兩馬達(dá)行駛模式。并且， 如果在該狀態(tài)下將離合器Cl的離合位置從M位置切換到L位置并僅使馬 達(dá)MG1輸出動力，則能夠在上述第二變速狀態(tài)下將由馬達(dá)MG1輸出的動 力傳遞給驅(qū)動軸60。另外，當(dāng)在離合器斷開一馬達(dá)行駛模式下將變速器 90設(shè)定為第二變速狀態(tài)并僅使馬達(dá)MG1輸出動力時，如果調(diào)整馬達(dá)MG2 的轉(zhuǎn)速Nm2以使第一齒輪軸91a的旋轉(zhuǎn)與輸出齒輪軸99a的旋轉(zhuǎn)同步并將變速器90的離合器C2的離合位置從R位置切換到M位置，則能夠轉(zhuǎn)變
到上述二檔—三檔同時結(jié)合狀態(tài)、即兩馬達(dá)行駛模式。并且，如果在該狀
態(tài)下將離合器C2的離合位置從M位置切換到L位置并僅使馬達(dá)MG2輸 出動力，則能夠在上述第三變速狀態(tài)下將由馬達(dá)MG2輸出的動力傳遞給 驅(qū)動軸60。結(jié)果，在實施例的混合動力汽車20中，在馬達(dá)行駛模式下也 能夠使用變速器90對內(nèi)嚙合齒輪42或太陽齒輪41的轉(zhuǎn)速進(jìn)行變速并增大 轉(zhuǎn)矩等，因此能夠降低對馬達(dá)MG1、 MG2要求的最大轉(zhuǎn)矩，從而能夠?qū)?現(xiàn)馬達(dá)MG1、 MG2的小型化。另外，當(dāng)這樣在馬達(dá)行駛過程中改變變速 器90的變速狀態(tài)(變速比)時也暫時地執(zhí)行變速器90的同時結(jié)合狀態(tài)、 即兩馬達(dá)行駛模式，因此在改變變速狀態(tài)時不會產(chǎn)生所謂的轉(zhuǎn)矩缺失，從 而能夠非常順暢且無沖擊地執(zhí)行變速狀態(tài)的變更。另外，當(dāng)在上述馬達(dá)行 駛模式下提高了要求驅(qū)動力或者蓄電池35的剩余容量SOC降低了時，通 過按照變速器90的變速狀態(tài)而不輸出動力的馬達(dá)MG1或MG2來帶動 (cranking)發(fā)動機(jī)22，由此使發(fā)動機(jī)22起動。
如上所述，實施例的混合動力汽車20具有變速器90，該變速器90包 括傳遞軸93，與曲軸26、第一馬達(dá)軸45、以及第二馬達(dá)軸55大致平行 地延伸；作為第一連結(jié)單元的第一連結(jié)齒輪系、第二連結(jié)齒輪系、以及離 合器Cl ，能夠?qū)恿Ψ峙浣y(tǒng)合機(jī)構(gòu)40的作為第一要素的內(nèi)嚙合齒輪42和 作為第二要素的太陽齒輪41選擇性地與該傳遞軸93連結(jié)；作為變速機(jī)構(gòu) 的減速機(jī)構(gòu)94，具有與傳遞軸93連接的作為輸入要素的太陽齒輪95和作 為輸出要素的行星齒輪架98，并且能夠?qū)碜詡鬟f軸93的動力以預(yù)定的 變速比變速后從行星齒輪架98輸出；以及作為第二連結(jié)單元的離合器 C2，能夠?qū)⒆兯贆C(jī)構(gòu)94的行星齒輪架98和動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)的第一及第 二要素中的至少一者選擇性地與驅(qū)動軸60連結(jié)。
由此，在實施例的混合動力汽車20中，如果在通過變速器90的離合 器Cl等將動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)40的內(nèi)嚙合齒輪42和太陽齒輪41中的一者 與傳遞軸93連結(jié)的狀態(tài)下通過離合器C2、輸出齒輪軸99a、以及輸出齒 輪99等將減速機(jī)構(gòu)94的行星齒輪架98與驅(qū)動軸60連結(jié)，則能夠在通過 減速機(jī)構(gòu)94對來自動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)40的內(nèi)嚙合齒輪42或太陽齒輪41
29的動力進(jìn)行減速后輸出給驅(qū)動軸60。另外，如果通過變速器90的第一齒
輪軸91a、離合器C2、輸出齒輪軸99a、以及輸出齒輪99等將動力分配統(tǒng) 合機(jī)構(gòu)40的內(nèi)嚙合齒輪42與驅(qū)動軸60連結(jié)，則能夠?qū)碜詢?nèi)嚙合齒輪 42的動力機(jī)械地直接輸出給驅(qū)動軸60。因此，在具有變速器90的混合動 力汽車20中，能夠?qū)碜詣恿Ψ峙浣y(tǒng)合機(jī)構(gòu)40的動力多級地進(jìn)行變速后 輸出給驅(qū)動軸60。另外，當(dāng)通過變速器90的離合器C1等將動力分配統(tǒng)合 機(jī)構(gòu)40的內(nèi)嚙合齒輪42與傳遞軸93連結(jié)時或者通過離合器C2將動力分 配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)40的內(nèi)嚙合齒輪42與驅(qū)動軸60連結(jié)時，能夠使與作為輸出要 素的內(nèi)嚙合齒輪42連接的馬達(dá)MG2作為電動機(jī)而發(fā)揮功能，并且使與作 為反力要素的太陽齒輪41連接的馬達(dá)MG1作為發(fā)電機(jī)而發(fā)揮功能。另 外，當(dāng)通過變速器90的離合器Cl將動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)40的太陽齒輪41 與傳遞軸93連結(jié)時，能夠使與作為輸出要素的太陽齒輪41連接的馬達(dá) MG1作為電動機(jī)而發(fā)揮功能，并且使與作為反力要素的內(nèi)嚙合齒輪42連 接的馬達(dá)MG2作為發(fā)電機(jī)而發(fā)揮功能。由此，在混合動力汽車20中，通 過恰當(dāng)?shù)剡M(jìn)行離合器Cl和C2的離合位置的切換，尤其是當(dāng)提高了作為電 動機(jī)而發(fā)揮功能的馬達(dá)MG2或MG1的轉(zhuǎn)速Nm2或Nml時，作為發(fā)電機(jī) 而發(fā)揮功能的馬達(dá)MG1或MG2的轉(zhuǎn)速Nml或Nm2不會變?yōu)樨?fù)值，從而 能夠抑制所謂的動力循環(huán)的發(fā)生。結(jié)果，在混合動力汽車20中，能夠在 更寬的運轉(zhuǎn)區(qū)域中很好地提高動力的傳遞效率，從而能夠很好地改善耗油 率和行駛性能。
另外，如果使用上述變速器90，則即使將發(fā)動機(jī)22、馬達(dá)MG1、 MG2、以及動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)40大致同軸地配置，也能夠抑制由這些要 素構(gòu)成的動力輸出裝置的軸向(車寬方向)上的尺寸增大。即，通過使用 變速器90，能夠通過兩組的平行軸式齒輪系、即第一連結(jié)齒輪系和第二連 結(jié)齒輪系將動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)40的作為第一要素的內(nèi)嚙合齒輪42和作為 第二要素的太陽齒輪41中的至少一者與傳遞軸93連結(jié)。并且，即使如實 施例那樣設(shè)置了離合器CO，也能夠使第一連結(jié)齒輪系和第二連結(jié)齒輪系 的間隔比較小。另外，如果使用上述變速器90，則第一連結(jié)齒輪系的第一 從動齒輪91、第二連結(jié)齒輪系的第二從動齒輪92、減速機(jī)構(gòu)94、離合器Cl、離合器C2、輸出齒輪99、以及輸出齒輪軸99a等均能夠在傳遞軸93 的周圍與傳遞軸93同軸地配置，因此能夠?qū)⒕哂邪l(fā)動機(jī)22、馬達(dá)MG1、 MG2、動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)40、以及變速器90等的動力輸出裝置構(gòu)成為兩 軸式的動力輸出裝置。因此，即使將發(fā)動機(jī)22、馬達(dá)MG1、 MG2、以及 動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)40大致同軸地配置，也能夠抑制動力輸出裝置的車寬 方向上的尺寸增大。由此，能夠使動力輸出裝置小型化而具有優(yōu)良的安裝 性，從而適用于主要驅(qū)動前輪63a、 63b而行駛的混合動力汽車20。
另外，變速器90包括平行軸式第一連結(jié)齒輪系(內(nèi)嚙合齒輪42的 外齒和第一從動齒輪91)，始終與動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)40的內(nèi)嚙合齒輪42 連結(jié)；平行軸式第二連結(jié)齒輪系(驅(qū)動齒輪47和第二從動齒輪92)，當(dāng) 離合器C0處于M位置時始終與太陽齒輪41連結(jié)；以及離合器CO，能夠 選擇性地切換第一連結(jié)齒輪系與傳遞軸93連結(jié)的第一要素連結(jié)狀態(tài)(R位 置)和第二連結(jié)齒輪系與傳遞軸93連結(jié)的第二要素連結(jié)狀態(tài)(L位置)。 這樣，如果通過兩組平行軸式的第一和第二連結(jié)齒輪系和離合器CO來構(gòu) 成變速器90的第一連結(jié)單元，則能夠在抑制了傳遞軸93的軸向上的第一 連結(jié)單元的尺寸增大、即第一連結(jié)齒輪系與第二連結(jié)齒輪系的間隔增大的 情況下將動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)40的內(nèi)嚙合齒輪42和太陽齒輪41選擇性地與 傳遞軸93連結(jié)。另外，如果經(jīng)由平行軸式的第一或第二連結(jié)齒輪系將動 力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)40的內(nèi)嚙合齒輪42或太陽齒輪41與傳遞軸93連結(jié)，則 能夠自由地設(shè)定內(nèi)嚙合齒輪41或太陽齒輪41與傳遞軸93之間的變速比。 由此，能夠增大變速器90的變速比設(shè)定的自由度，進(jìn)一步地提高動力的 傳遞效率。另外，在上述實施例中，在動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)40的內(nèi)嚙合齒 輪42上形成外齒，內(nèi)嚙合齒輪42自身構(gòu)成第一連結(jié)齒輪系，但是不限于 此。S卩，也可以代替在內(nèi)嚙合齒輪42上形成外齒而使與驅(qū)動齒輪47相同 的齒輪與內(nèi)嚙合齒輪42連接并使該齒輪與第一從動齒輪嚙合而構(gòu)成第一 連結(jié)齒輪系。并且，如果使變速器90的變速機(jī)構(gòu)為能夠?qū)膫鬟f軸93輸 入到太陽齒輪95的動力以預(yù)定的變速比減速后從行星齒輪架98輸出的、 作為三要素式行星齒輪機(jī)構(gòu)的減速機(jī)構(gòu)94，則能夠使變速器90進(jìn)一步小 型化。但是，變速器90的減速機(jī)構(gòu)94也可以是以下的行星齒輪機(jī)構(gòu)，該行星齒輪機(jī)構(gòu)包括第一太陽齒輪和第二太陽齒輪，具有互不相同的齒 數(shù)；以及行星齒輪架，保持至少一個階梯齒輪，該階梯齒輪通過連結(jié)與第 一太陽齒輪嚙合的第一小齒輪和與第二太陽齒輪嚙合的第二小齒輪而構(gòu) 成。如果將包括這樣的階梯齒輪的行星齒輪機(jī)構(gòu)用作減速機(jī)構(gòu)94，則與具 有當(dāng)設(shè)定更大的減速比時小齒輪的轉(zhuǎn)速容易提高的單小齒輪式行星齒輪機(jī) 構(gòu)的變速器相比，能夠容易地設(shè)定更大的減速比。
另外，變速器90的離合器Cl能夠選擇性地切換第一要素連結(jié)狀態(tài)
(R位置)、第二要素連結(jié)狀態(tài)(L位置)、以及第一連結(jié)齒輪系和第二 連結(jié)齒輪系這兩者與傳遞軸93連結(jié)的兩要素連結(jié)狀態(tài)(M位置)。因 此，如果將離合器Cl設(shè)定為M位置、即兩要素連結(jié)狀態(tài)，則能夠如上所 述將來自發(fā)動機(jī)22的動力以固定的變速比機(jī)械地(直接地)傳遞給驅(qū)動 軸60。另外，變速器90的離合器C2能夠選擇性地切換以下連結(jié)狀態(tài)減 速機(jī)構(gòu)94的行星齒輪架98經(jīng)由輸出齒輪99等與驅(qū)動軸60連結(jié)的減速機(jī) 構(gòu)一驅(qū)動軸連結(jié)狀態(tài)(R位置)、動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)40的內(nèi)嚙合齒輪42 經(jīng)由第一連結(jié)齒輪系、第一齒輪軸91a、輸出齒輪99等與驅(qū)動軸60連結(jié) 的直接連結(jié)狀態(tài)(L位置)、減速機(jī)構(gòu)94的行星齒輪架98和動力分配統(tǒng) 合機(jī)構(gòu)40的內(nèi)嚙合齒輪42與驅(qū)動軸60連結(jié)的同時連結(jié)狀態(tài)(M位 置)。因此，即使將離合器C2設(shè)定為M位置、即同時連結(jié)狀態(tài)，也能夠 將來自發(fā)動機(jī)22的動力以固定的變速比機(jī)械地(直接地)傳遞給驅(qū)動 軸。此外，設(shè)置在混合動力汽車20上的離合器CO能夠?qū)⒆鳛轳R達(dá)MG1 的旋轉(zhuǎn)軸的第一馬達(dá)軸45無法旋轉(zhuǎn)地固定。因此，即使如上所述在與馬 達(dá)MG2連接的動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)40的內(nèi)嚙合齒輪42通過變速器90的離 合器C2與驅(qū)動軸60連結(jié)時通過離合器CO將第一馬達(dá)軸45無法旋轉(zhuǎn)地固 定，也能夠?qū)碜园l(fā)動機(jī)22的動力以固定的變速比機(jī)械地(直接地)傳 遞給驅(qū)動軸60。結(jié)果，在混合動力汽車20中，能夠在更寬的運轉(zhuǎn)區(qū)域中 很好地提高動力的傳遞效率。另外，上述的固定單元既可以是在變速器被 設(shè)定為最小變速比時固定作為動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)的反力要素的要素(在實 施例中為太陽齒輪41)的旋轉(zhuǎn)的單元，根據(jù)變速器的結(jié)構(gòu)也可以是固定馬 達(dá)MG2的第二馬達(dá)軸55或內(nèi)嚙合齒輪42的單元。另外，也可以代替使
32離合器CO具有固定單元的功能而采用與離合器CO不同的、固定第一馬達(dá)
軸45 (太陽齒輪41)或第二馬達(dá)軸55 (內(nèi)嚙合齒輪42)的制動器。
并且，實施例的混合動力汽車20具有進(jìn)行太陽齒輪軸41a與第一馬達(dá) 軸45、即太陽齒輪41與馬達(dá)MG1的連接和該連接的解除的離合器C0。 由此，在混合動力汽車20中，如果解除通過離合器CO實現(xiàn)的太陽齒輪軸 41a與第一馬達(dá)軸45的連接，則能夠通過動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)40的功能將 發(fā)動機(jī)22實質(zhì)上與馬達(dá)MG1、 MG2或變速器90斷開。因此，在混合動 力汽車20中，如果將離合器C0設(shè)定為R位置并使發(fā)動機(jī)22停止，則能 夠隨著變速器90的變速狀態(tài)(變速比)的變更將來自馬達(dá)MG1和MG2 中的至少一者的動力高效率地傳遞給驅(qū)動軸60。結(jié)果，在混合動力汽車 20中，能夠降低對馬達(dá)MG1和MG2要求的最大轉(zhuǎn)矩，從而能夠?qū)崿F(xiàn)馬達(dá) MG1和MG2的進(jìn)一步的小型化。但是，離合器C0不限于進(jìn)行太陽齒輪 41與馬達(dá)MG1的連接和該連接的解除的部件。即，離合器C0也可以是進(jìn) 行內(nèi)嚙合齒輪42 (第一要素)與第二馬達(dá)軸55 (馬達(dá)MG2)的連接和該 連接的解除的部件，或者還可以是進(jìn)行發(fā)動機(jī)22的曲軸26與行星齒輪架 44 (第三要素)的連接和該連接的解除的部件。
另外，如上所述實施例的混合動力汽車20具有作為齒輪比P小于值 0.5的單小齒輪式行星齒輪機(jī)構(gòu)的動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)40，但是在這種規(guī)格 的動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)40中，與太陽齒輪41相比，對內(nèi)嚙合齒輪42的來自 發(fā)動機(jī)22的轉(zhuǎn)矩的分配比率變大。因此，通過如實施例那樣將減速齒輪 機(jī)構(gòu)50配置在內(nèi)嚙合齒輪42與馬達(dá)MG2之間，能夠?qū)崿F(xiàn)馬達(dá)MG2的小 型化并降低其動力損失。另外，在該情況下，如果使減速齒輪機(jī)構(gòu)50的 減速比Pr為動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)40的齒輪比P附近的值，則能夠使馬達(dá) MG1和MG2的規(guī)格大致相同，因此能夠提高混合動力汽車20和動力輸出 裝置的生產(chǎn)率并降低成本。
圖12是變形例的混合動力汽車20A的簡要構(gòu)成圖。在該圖所示的混 合動力汽車20A中，代替作為單小齒輪式行星齒輪機(jī)構(gòu)的動力分配統(tǒng)合機(jī) 構(gòu)40而采用作為以下的雙小齒輪式行星齒輪機(jī)構(gòu)的動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu) 10，該雙小齒輪式行星齒輪機(jī)構(gòu)包括太陽齒輪41，為外齒齒輪；內(nèi)嚙合齒輪12，與該太陽齒輪11配置在同心圓上，為內(nèi)齒齒輪；以及行星齒輪架15，可自由自轉(zhuǎn)并可自由公轉(zhuǎn)地保持至少一組的兩個小齒輪13、 14的
組，所述兩個小齒輪13、 14互相嚙合，并且其中的一個與太陽齒輪11嚙合、另一個與內(nèi)嚙合齒輪12嚙合。在該變形例中，動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)10被構(gòu)成為其齒輪比P (太陽齒輪11的齒數(shù)除以內(nèi)嚙合齒輪12的齒數(shù)而得到的值)小于0.5。并且，在動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)的作為第二要素的太陽齒輪11上經(jīng)由從該太陽齒輪11向與發(fā)動機(jī)22相反的一側(cè)延伸的太陽齒輪軸lla、離合器C0、以及第一馬達(dá)軸45連接有作為第二電動機(jī)的馬達(dá)MG1(轉(zhuǎn)子)，在作為第一要素的行星齒輪架15上經(jīng)由配置在動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)10與發(fā)動機(jī)22之間的減速齒輪機(jī)構(gòu)50和中空的第二馬達(dá)軸55連接有馬達(dá)MG2 (中空的轉(zhuǎn)子)。另外，在作為第三要素的內(nèi)嚙合齒輪12上經(jīng)由通過第二馬達(dá)軸55和馬達(dá)MG2而延伸的內(nèi)嚙合齒輪軸12a和減振器28連接有發(fā)動機(jī)22的曲軸26。另外，在該變形例中，與第一從動齒輪91一起構(gòu)成第一連結(jié)齒輪系的外齒齒輪16相對于行星齒輪架15被固定。
具有這樣的動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)10的混合動力汽車20A也能夠獲得與上述混合動力汽車20相同的作用效果。另外，當(dāng)采用作為齒輪比P小于值0.5的雙小齒輪式行星齒輪機(jī)構(gòu)的動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)10時，與太陽齒輪11相比，對行星齒輪架15的來自發(fā)動機(jī)22的轉(zhuǎn)矩的分配比率變大。因此，通過如圖12的例子那樣在行星齒輪架15與馬達(dá)MG2之間配置減速齒輪機(jī)構(gòu)50，能夠?qū)崿F(xiàn)馬達(dá)MG2的小型化并能夠降低其動力損失。另外，在該情況下，當(dāng)動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)IO的齒輪比為P時，如果使減速齒輪機(jī)構(gòu)50的減速比Pr為P / (1—P )附近的值，則能夠使馬達(dá)MG1和MG2的規(guī)格大致相同，因此能夠提高混合動力汽車20和動力輸出裝置的生產(chǎn)率并降低成本。但是，作為雙小齒輪式行星齒輪機(jī)構(gòu)的動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)10也可以被構(gòu)成為其齒輪比為PX).5，在該情況下，減速齒輪機(jī)構(gòu)50被構(gòu)成為其減速比為(1一P) /P附近的值并被配置在太陽齒輪11與馬達(dá)MG1或MG2之間即可。
圖13是其他變形例的混合動力汽車20B的簡要構(gòu)成圖。在該圖所示的混合動力汽車20B中，將上述混合動力汽車20的離合器CO的功能分擔(dān)給分別由油壓式執(zhí)行器88驅(qū)動的離合器C0'和制動器BO。另外，混合動
力汽車20B具有變速器90B，所述變速器90B將上述離合器Cl的功能分擔(dān)給分別由油壓式執(zhí)行器88驅(qū)動的離合器Cla和Clb，并且將離合器C2的功能分擔(dān)給分別由油壓式執(zhí)行器88驅(qū)動的離合器C2a和C2b。即，在變形例的混合動力汽車20B中，通過驅(qū)動離合器CO'，能夠進(jìn)行動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)40的太陽齒輪41與第一馬達(dá)軸45 (馬達(dá)MG1)的連接和該連接的解除，通過驅(qū)動制動器BO，能夠?qū)⒆鳛轳R達(dá)MG1的旋轉(zhuǎn)軸的第一馬達(dá)軸45無法旋轉(zhuǎn)地固定。另外，通過使變速器90B的離合器Cla結(jié)合，能夠?qū)崿F(xiàn)動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)40的作為第一要素的內(nèi)嚙合齒輪42與傳遞軸93經(jīng)由第一連結(jié)齒輪系和第一齒輪軸91a而連結(jié)的第一要素連結(jié)狀態(tài)，通過使離合器Clb結(jié)合，能夠?qū)崿F(xiàn)動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)40的作為第二要素的太陽齒輪41與傳遞軸93經(jīng)由第二連結(jié)齒輪系和第二齒輪軸92a而連結(jié)的第二要素連結(jié)狀態(tài)，通過使離合器Cla和Clb這兩者結(jié)合，能夠?qū)崿F(xiàn)第一齒輪軸91a和第二齒輪軸92a這兩者、即動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)40的內(nèi)嚙合齒輪42和太陽齒輪41這兩者與傳遞軸93 (減速機(jī)構(gòu)94)連結(jié)的兩要素連結(jié)狀態(tài)。另外，通過使變速器90B的離合器C2a結(jié)合，能夠?qū)崿F(xiàn)行星齒輪架軸98a、即減速機(jī)構(gòu)94經(jīng)由輸出齒輪軸99a和輸出齒輪99等與驅(qū)動軸60連結(jié)的減速機(jī)構(gòu)一驅(qū)動軸連結(jié)狀態(tài)，通過使離合器C2b結(jié)合，能夠?qū)崿F(xiàn)動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)40的內(nèi)嚙合齒輪42經(jīng)由第一連結(jié)齒輪系、第一齒輪軸91a、輸出齒輪軸99a、以及輸出齒輪99等與驅(qū)動軸60連結(jié)的直接連結(jié)狀態(tài)，通過使離合器C2a和C2b這兩者結(jié)合，能夠?qū)崿F(xiàn)行星齒輪架軸98a (減速機(jī)構(gòu)94)和第一齒輪軸91a這兩者經(jīng)由輸出齒輪軸99a和輸出齒輪99等與驅(qū)動軸60連結(jié)的同時連結(jié)狀態(tài)。圖14表示了混合動力汽車20B行駛時的離合器C0'、制動器BO、變速器90B的離合器Cla、 Clb、C2a、 C2b的離合位置等的設(shè)定狀態(tài)。這樣包括油壓式離合器CO'、制動器bo、以及具有油壓式離合器Cla、 Clb、 C2a、 C2b的變速器90b的混合動力汽車20B也能夠獲得與上述混合動力汽車20、 20A相同的作用效果。
另外，在上述混合動力汽車20、 20A、 20B中，也可以省略進(jìn)行太陽齒輪41與馬達(dá)MG1的連接和該連接的解除的機(jī)構(gòu)、固定第一馬達(dá)軸45(太陽齒輪41)或第二馬達(dá)軸55 (內(nèi)嚙合齒輪42)的機(jī)構(gòu)、以及減速齒輪機(jī)構(gòu)50中的一者或者全部。另外，上述混合動力汽車20、 20A、 20B均可以作為基于前輪驅(qū)動的四輪驅(qū)動車輛而構(gòu)成。另外，在上述實施例中，對安裝在混合動力汽車20、 20A、 20B上的動力輸出裝置進(jìn)行了說明，但是也可以將本發(fā)明的動力輸出裝置安裝在除了汽車以外的車輛、船舶、航空器等移動體上，還可以將其組裝到建設(shè)設(shè)備等固定設(shè)備上。
以上，使用實施例說明了本發(fā)明的實施方式，但是勿庸置疑本發(fā)明不受上述實施例的任何限制，可以在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)進(jìn)行各種變更。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性
本發(fā)明可以應(yīng)用于動力輸出裝置或混合動力汽車的制造產(chǎn)業(yè)等。
權(quán)利要求
1. 一種動力輸出裝置，向驅(qū)動軸輸出動力，并包括內(nèi)燃機(jī)；第一電動機(jī)，能夠輸入輸出動力；第二電動機(jī)，能夠輸入輸出動力；動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)，具有與所述第一電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸連接的第一要素、與所述第二電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸連接的第二要素、以及與所述內(nèi)燃機(jī)的內(nèi)燃機(jī)軸連接的第三要素，并且構(gòu)成為所述三個要素能夠互相進(jìn)行差動旋轉(zhuǎn)；以及變速傳遞單元，包括傳遞軸；第一連結(jié)單元，能夠?qū)⑺鰟恿Ψ峙浣y(tǒng)合機(jī)構(gòu)的所述第一要素和所述第二要素選擇性地與所述傳遞軸連結(jié)；變速機(jī)構(gòu)，具有輸出要素和與所述傳遞軸連接的輸入要素，并且能夠?qū)碜运鰝鬟f軸的動力以預(yù)定的變速比變速后從所述輸出要素輸出；以及第二連結(jié)單元，能夠?qū)⑺鰟恿Ψ峙浣y(tǒng)合機(jī)構(gòu)的所述第一及第二要素中的至少一者和所述變速機(jī)構(gòu)的所述輸出要素選擇性地與所述驅(qū)動軸連結(jié)。
2. 如權(quán)利要求1所述的動力輸出裝置，其中，所述變速傳遞單元的所述傳遞軸與所述第一電動機(jī)和所述第二電動機(jī) 的旋轉(zhuǎn)軸大致平行地延伸，所述第一電動機(jī)和所述第二電動機(jī)與所述內(nèi)燃 機(jī)大致同軸地配置，所述動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)在所述第一電動機(jī)和所述第二 電動機(jī)之間與該兩個電動機(jī)大致同軸地配置。
3. 如權(quán)利要求1所述的動力輸出裝置，其中，所述變速傳遞單元的所述第一連結(jié)單元包括第一平行軸式齒輪系， 與所述第一要素連結(jié)；第二平行軸式齒輪系，與所述第二要素連結(jié)；以及 切換單元，能夠選擇性地切換第一要素連結(jié)狀態(tài)和第二要素連結(jié)狀態(tài)，所 述第一要素連結(jié)狀態(tài)是指所述第一平行軸式齒輪系與所述傳遞軸連結(jié)的狀 態(tài)，所述第二要素連結(jié)狀態(tài)是指所述第二平行軸式齒輪系與所述傳遞軸連 結(jié)的狀態(tài)。
4. 如權(quán)利要求3所述的動力輸出裝置，其中，所述第一連結(jié)單元的所述切換單元能夠選擇性地切換所述第一要素連 結(jié)狀態(tài)、所述第二要素連結(jié)狀態(tài)、以及兩要素連結(jié)狀態(tài)，所述兩要素連結(jié) 狀態(tài)是指所述第一平行軸式齒輪系和所述第二平行軸式齒輪系這兩者與所 述傳遞軸連結(jié)的狀態(tài)。
5. 如權(quán)利要求1所述的動力輸出裝置，其中，所述變速傳遞單元的所述第二連結(jié)單元能夠選擇性地切換變速機(jī)構(gòu)一 驅(qū)動軸連結(jié)狀態(tài)、直接連結(jié)狀態(tài)、以及同時連結(jié)狀態(tài)，所述變速機(jī)構(gòu)—驅(qū) 動軸連結(jié)狀態(tài)是指所述變速機(jī)構(gòu)的所述輸出要素與所述驅(qū)動軸連結(jié)的狀 態(tài)，所述直接連結(jié)狀態(tài)是指所述動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)的所述第一要素和所述 第二要素中的一者與所述驅(qū)動軸連結(jié)的狀態(tài)，所述同時連結(jié)狀態(tài)是指所述 動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)的所述第一及第二要素中的一者和所述變速機(jī)構(gòu)的所述 輸出要素與所述驅(qū)動軸連結(jié)的狀態(tài)。 '
6. 如權(quán)利要求1所述的動力輸出裝置，其中，還包括固定單元，該固定單元能夠?qū)⑺龅谝浑妱訖C(jī)的旋轉(zhuǎn)軸和所述 第二電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸中的一者無法旋轉(zhuǎn)地固定。
7. 如權(quán)利要求1所述的動力輸出裝置，其中，還包括連接斷開單元，該連接斷開單元能夠進(jìn)行所述第一電動機(jī)與所 述第一要素的連接和該連接的解除、所述第二電動機(jī)與所述第二要素的連 接和該連接的解除、以及所述內(nèi)燃機(jī)與所述第三要素的連接和該連接的解 除中的一者。
8. 如權(quán)利要求1所述的動力輸出裝置，其中，所述變速傳遞單元的所述變速機(jī)構(gòu)是能夠?qū)乃鰝鬟f軸輸入到所述 輸入要素的動力以預(yù)定的減速比減速后從所述輸出要素輸出的減速機(jī)構(gòu)。
9. 如權(quán)利要求1所述的動力輸出裝置，其中， 所述變速傳遞單元的所述變速機(jī)構(gòu)是三要素式行星齒輪機(jī)構(gòu)。
10. 如權(quán)利要求1所述的動力輸出裝置，其中，所述動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)的所述第一及第二要素中的、從與所述內(nèi)燃機(jī) 軸連接的所述第三要素輸入更大的轉(zhuǎn)矩的一者經(jīng)由減速單元與所述第一電 動機(jī)或所述第二電動機(jī)連接，所述減速單元對所述第一電動機(jī)或所述第二電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行減速。
11. 如權(quán)利要求10所述的動力輸出裝置，其中，所述動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)是包括太陽齒輪、內(nèi)嚙合齒輪、以及行星齒輪 架的單小齒輪式行星齒輪機(jī)構(gòu)，所述行星齒輪架保持至少一個與所述太陽 齒輪和所述內(nèi)嚙合齒輪這兩者嚙合的小齒輪，所述第一要素是所述太陽齒 輪和所述內(nèi)嚙合齒輪中的一者，并且所述第二要素是所述太陽齒輪和所述 內(nèi)嚙合齒輪中的另一者，所述第三要素是所述行星齒輪架，當(dāng)所述動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)的齒輪比為P時，所述減速單元被構(gòu)成為其 減速比為P附近的值，并且所述減速單元被配置在所述第一或第二電動機(jī) 與所述內(nèi)嚙合齒輪之間，其中所述動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)的齒輪比是所述太陽 齒輪的齒數(shù)除以所述內(nèi)嚙合齒輪的齒數(shù)而得到的值。
12. 如權(quán)利要求IO所述的動力輸出裝置，其中，所述動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)是包括太陽齒輪、內(nèi)嚙合齒輪、以及行星齒輪 架的雙小齒輪式行星齒輪機(jī)構(gòu)，所述行星齒輪架保持至少一組的兩個小齒 輪的組，所述兩個小齒輪互相嚙合，并且其中的一個與所述太陽齒輪嚙 合，另一個與所述內(nèi)嚙合齒輪嚙合，所述第一要素是所述太陽齒輪和所述行星齒輪架中的一者，并且所述 第二要素是所述太陽齒輪和所述行星齒輪架屮的另一者，所述第三要素是 所述內(nèi)嚙合齒輪。
13. 如權(quán)利要求12所述的動力輸出裝置，其中，當(dāng)所述動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)的齒輪比為p時，所述動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)被構(gòu)成為P0.5，所述減速單元被構(gòu)成為其減速比為P/ (l—P )附近的 值，并且所述減速單元被配置在所述第一電動機(jī)或所述第二電動機(jī)與所述 行星齒輪架之間，其中所述動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)的齒輪比是所述太陽齒輪的 齒數(shù)除以所述內(nèi)嚙合齒輪的齒數(shù)而得到的值。
14. 如權(quán)利要求12所述的動力輸出裝置，其中，當(dāng)所述動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)的齒輪比為P時，所述動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)被 構(gòu)成為P〉0.5，所述減速單元被構(gòu)成為其減速比為(1一P)/P附近的 值，并且所述減速單元被配置在所述第一電動機(jī)或所述第二電動機(jī)與所述太陽齒輪之間，其中所述動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)的齒輪比是所述太陽齒輪的齒 數(shù)除以所述內(nèi)嚙合齒輪的齒數(shù)而得到的值。
15. —種混合動力汽車，具有權(quán)利要求1所述的動力輸出裝置，并包 括通過來自所述驅(qū)動軸的動力而被驅(qū)動的驅(qū)動輪。
全文摘要
混合動力汽車(20)具有相互同軸地配置的發(fā)動機(jī)(22)、馬達(dá)(MG1、MG2)、動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)(40)、以及變速器(90)，該變速器(90)包括傳遞軸(93)，與第一及第二馬達(dá)軸(45、55)平行地延伸；第一及第二連結(jié)齒輪系和離合器(C1)，能夠?qū)恿Ψ峙浣y(tǒng)合機(jī)構(gòu)(40)的內(nèi)嚙合齒輪(42)和太陽齒輪(41)選擇性地與傳遞軸(93)連結(jié)；減速機(jī)構(gòu)(94)，與傳遞軸(93)連接，并能夠?qū)碜詡鬟f軸(93)的動力減速后從行星齒輪架(98)輸出；以及離合器(C2)，能夠?qū)⑿行驱X輪架(98)和內(nèi)嚙合齒輪(42)選擇性地與驅(qū)動軸連接。
文檔編號B60K6/365GK101522452SQ20078003763
公開日2009年9月2日 申請日期2007年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月24日
發(fā)明者出鹽幸彥, 大庭秀洋 申請人:豐田自動車株式會社