專利名稱：用于車輛的驅(qū)動裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于車輛的驅(qū)動裝置，更具體地，涉及使得驅(qū)動裝置最小化的技術(shù)。
背景技術(shù)：
用于車輛的驅(qū)動裝置迄今已知為包括差速裝置，通過所述差速裝置，例如發(fā)動機(jī)等的驅(qū)動動力源的輸出被分配到第一電動機(jī)和傳動部件，通過該傳動部件，其輸出被機(jī)械地傳送到驅(qū)動裝置的輸出軸；和第二電動機(jī)，所述第二電動機(jī)位于傳動部件和驅(qū)動輪之間。專利文獻(xiàn)1公開的一種驅(qū)動裝置包括具有差速作用、作為差速裝置的行星齒輪組，通過該差速裝置，發(fā)動機(jī)輸送的動力的大部分被機(jī)械地傳送到驅(qū)動輪，同時使得來自發(fā)動機(jī)的動力的剩余部分利用電氣路徑從第一電動機(jī)用電力傳送到第二電動機(jī)。從而，車輛可以在發(fā)動機(jī)保持最佳運(yùn)行狀態(tài)下運(yùn)轉(zhuǎn)，使得油耗改善。
公開號為2003-191759的未審查的日本專利申請[專利文獻(xiàn)2]公開號為2003-191761的未審查的日本專利申請[專利文獻(xiàn)3]公開號為2003-336725的未審查的日本專利申請 該常規(guī)的用于車輛的驅(qū)動裝置包括電氣路徑，用于將電能從第一電動機(jī)輸送到第二電動機(jī)，即，傳動路徑，車輛的驅(qū)動力的一部分通過該傳動路徑以電能形式傳送。因此，隨著在高輸出下運(yùn)轉(zhuǎn)的發(fā)動機(jī)的發(fā)展，第一電動機(jī)在結(jié)構(gòu)上需要有大尺寸。另外，產(chǎn)生了增大以第一電動機(jī)輸出的電能驅(qū)動的第二電動機(jī)的尺寸的需求。因此，驅(qū)動裝置在結(jié)構(gòu)上具有大尺寸產(chǎn)生了問題。
本發(fā)明以如上所述的情況為理由做出，并且其目的為提供一種可以在結(jié)構(gòu)上最小化的用于車輛的驅(qū)動裝置。

發(fā)明內(nèi)容
作為致力于解決上述問題的多方面研究的結(jié)果，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)了各種各樣的問題。即，在發(fā)動機(jī)輸出相對較小的通常使用的輸出區(qū)域中，第一電動機(jī)和第二電動機(jī)不需要具有增加得很多的尺寸。在像高輸出運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域的發(fā)動機(jī)的高輸出區(qū)域中，即，例如，發(fā)動機(jī)保持在最大輸出區(qū)域下，第一電動機(jī)和第二電動機(jī)需要具有增加的尺寸及容量或輸出，以適應(yīng)所需的輸出。因此，結(jié)果是，在發(fā)動機(jī)在如此高輸出區(qū)域中運(yùn)轉(zhuǎn)的情形下，如果發(fā)動機(jī)的輸出主要通過機(jī)械動力傳輸路徑傳送到驅(qū)動輪，第一電動機(jī)和第二電動機(jī)的結(jié)構(gòu)可以最小化，而且用于車輛的驅(qū)動裝置的結(jié)構(gòu)可以緊湊。本發(fā)明基于上述發(fā)現(xiàn)完成。
在權(quán)利要求1中所述的發(fā)明的特征在于，用于車輛的驅(qū)動裝置具有差速裝置，驅(qū)動動力源的輸出通過該差速裝置被分配到第一電動機(jī)和傳動部件；以及布置于該傳動部件和驅(qū)動輪之間的第二電動機(jī)，該驅(qū)動裝置包括(i)差速作用限制裝置，其用于選擇性地將差速裝置在差速狀態(tài)和鎖定狀態(tài)之間切換；(ii)以及所述差速裝置和所述差速作用限制裝置被布置在第一電動機(jī)和第二電動機(jī)之間。
根據(jù)在權(quán)利要求1中所述的發(fā)明，差速作用限制裝置使得用于車輛的驅(qū)動裝置的差速裝置選擇性地置于差速狀態(tài)以用作電動無級變速器和使得差速裝置變得不運(yùn)轉(zhuǎn)的鎖定狀態(tài)。這使得動力傳動狀態(tài)能在寬檔區(qū)內(nèi)執(zhí)行。另外，如果差速裝置置于鎖定狀態(tài)，例如，高輸出運(yùn)轉(zhuǎn)，差速裝置被運(yùn)轉(zhuǎn)以用作動力傳輸裝置，以在位于車輛的低/中速度運(yùn)轉(zhuǎn)和低/中輸出運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域下電動地改變變速比。這使得第一電動機(jī)產(chǎn)生電能的最大值，即，換句話說，從第一電動機(jī)傳送的電能，要隨著電動機(jī)的總體最小化而最小化。而且，兩個發(fā)動機(jī)之間的空隙有效地利用為用于容納差速裝置和差速作用限制裝置的空間。從而，驅(qū)動裝置可以在結(jié)構(gòu)上最小化。
優(yōu)選地，權(quán)利要求2中所述的發(fā)明是，對權(quán)利要求1中所述的用于車輛的驅(qū)動裝置，通過下述特征的限定(i)進(jìn)一步包括用于可旋轉(zhuǎn)地支撐第一電動機(jī)轉(zhuǎn)子的支撐部件，(ii)所述差速裝置包括三個旋轉(zhuǎn)部件，該三個旋轉(zhuǎn)部件包括連接到所述驅(qū)動動力源的第一旋轉(zhuǎn)部件，連接到所述第一電動機(jī)的第二旋轉(zhuǎn)部件，以及連接到所述傳動部件的第三旋轉(zhuǎn)部件，(iii)所述差速作用限制裝置包括離合器，通過該離合器，三個旋轉(zhuǎn)部件中的兩個旋轉(zhuǎn)部件彼此連接，及(iv)所述離合器被放置在所述支撐部件的與第一電動機(jī)相對的一側(cè)。
優(yōu)選地，權(quán)利要求3中所述的發(fā)明是，對權(quán)利要求1中所述的用于車輛的驅(qū)動裝置，通過下述特征的限定(i)所述差速裝置包括三個旋轉(zhuǎn)部件，該三個旋轉(zhuǎn)部件具有連接到所述驅(qū)動動力源的第一旋轉(zhuǎn)部件，連接到所述第一電動機(jī)的第二旋轉(zhuǎn)部件，以及連接到所述傳動部件的第三旋轉(zhuǎn)部件；(ii)所述差速作用限制裝置包括制動器，通過該制動器，所述第二旋轉(zhuǎn)部件連接到非旋轉(zhuǎn)部件，及(iii)所述制動器被放置在所述差速裝置的徑向朝外區(qū)域中。
優(yōu)選地，權(quán)利要求4中所述的發(fā)明是，對權(quán)利要求1中所述的用于車輛的驅(qū)動裝置，通過下述特征的限定(i)所述差速裝置包括三個旋轉(zhuǎn)部件，該三個旋轉(zhuǎn)部件具有連接到所述驅(qū)動動力源的第一旋轉(zhuǎn)部件，連接到所述第一電動機(jī)的第二旋轉(zhuǎn)部件，以及連接到所述傳動部件的第三旋轉(zhuǎn)部件，(ii)所述差速作用限制裝置包括離合器，通過該離合器，三個旋轉(zhuǎn)部件中的兩個旋轉(zhuǎn)部件彼此連接；以及制動器，通過該制動器，第二旋轉(zhuǎn)部件連接到非旋轉(zhuǎn)部件；及(iii)所述離合器和制動器都包括液壓型摩擦連接裝置。
因此，在離合器和制動器包括液壓型摩擦連接裝置的情況下，提供液壓通道的需求產(chǎn)生，該液壓通道用于將致動油從液壓控制回路供給到離合器和制動器。在該情況下，如果離合器和制動器彼此分離放置，至少它們其中一個變得遠(yuǎn)離液壓控制回路，因?yàn)閾?dān)心在布置液壓通道時遇到困難。根據(jù)本發(fā)明，離合器和制動器都被布置在兩個電動機(jī)之間，提供了完成液壓通道布置的容易性。
優(yōu)選地，權(quán)利要求5中所述的發(fā)明是，對權(quán)利要求4中所述的用于車輛的驅(qū)動裝置，通過下述特征的限定進(jìn)一步包括齒輪裝置，該齒輪裝置包括布置在第二電動機(jī)和驅(qū)動輪之間的液壓型摩擦連接裝置。在該情況下，該齒輪裝置包括離合器和制動器，液壓型摩擦連接裝置用作差速裝置，并且液壓型摩擦連接裝置放置在與第二發(fā)動機(jī)相比更靠近驅(qū)動輪的區(qū)域。因此，在布置從液壓控制回路延伸到多個液壓型摩擦連接裝置的液壓通道時，產(chǎn)生了特殊問題。然而，在圖解的實(shí)施例中，離合器和制動器都放置在兩個電動機(jī)之間，它們可以放置在離齒輪裝置的液壓型摩擦連接裝置相對近的距離處，提供了完成液壓通道的布置的容易性。
權(quán)利要求6中所述的發(fā)明是對一種用于車輛的驅(qū)動裝置的限定，該驅(qū)動裝置具有差速裝置，驅(qū)動動力源通過該差速裝置被分配到電動機(jī)和傳動部件，其特征為，該驅(qū)動裝置包括(i)設(shè)置在箱體中以將該箱體內(nèi)部分隔為多個腔室的分隔壁，(ii)包括多個摩擦盤和用于壓迫該多個摩擦盤使其彼此連接的活塞的制動器，該制動器用于將構(gòu)成差速裝置的旋轉(zhuǎn)部件連接到非旋轉(zhuǎn)部件，及(iii)基于活塞朝著分隔壁的移動，該活塞和分隔壁將多個摩擦盤壓迫為連接狀況。
在這樣的布置下，制動器允許用于車輛的驅(qū)動裝置中的差速裝置被選擇性地放置在差速狀態(tài)以用作電動無級變速器，和致使差速裝置不起作用的鎖定狀態(tài)。這使得動力傳動狀態(tài)可以在寬檔區(qū)內(nèi)執(zhí)行。另外，如果差速裝置被置于高輸出運(yùn)轉(zhuǎn)的鎖定狀態(tài)，差速裝置操作作為動力傳輸裝置，以在位于車輛的低/中速度運(yùn)轉(zhuǎn)和低/中輸出運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域下電動地改變變速比。這使得電動機(jī)產(chǎn)生的電能達(dá)到最大值，即，換句話說，從電動機(jī)傳送的電能達(dá)到最小化，帶來的結(jié)果是電動機(jī)或包含這樣的電動機(jī)的驅(qū)動裝置得到最小化。
箱體被分隔為多個腔室的所述分隔壁，還被用作壓迫制動器的多個摩擦盤的部件。因此，無需為壓迫多個摩擦盤而設(shè)置單獨(dú)的部件，因此使驅(qū)動裝置在軸向尺寸上縮短。
優(yōu)選地，權(quán)利要求7中所述的發(fā)明是，對權(quán)利要求6中所述的用于車輛的驅(qū)動裝置，通過下述特征的限定所述制動器被放置在差速裝置的徑向朝外區(qū)域中。由于該布置，該差速裝置的徑向朝外區(qū)域可以利用為用于放置制動器的空間，使得所述驅(qū)動裝置在軸向尺寸上縮短。
優(yōu)選地，權(quán)利要求8中所述的發(fā)明是，對權(quán)利要求6或7中所述的用于車輛的驅(qū)動裝置，通過下述特征的限定所述分隔壁用于可旋轉(zhuǎn)地支撐所述電動機(jī)。
權(quán)利要求9中所述的發(fā)明是對一種用于車輛的驅(qū)動裝置的限定，該驅(qū)動裝置具有差速裝置，驅(qū)動動力源通過該差速裝置被分配到電動機(jī)和傳動部件，其特征為，該驅(qū)動裝置包括(i)制動器，該制動器包括彼此嚙合的多個摩擦盤和支撐所述多個摩擦盤的部分以使所述多個摩擦盤的部分彼此不相對旋轉(zhuǎn)的轂部件，該制動器將形成差速裝置的旋轉(zhuǎn)部件連接到非旋轉(zhuǎn)部件；(ii)包括彼此嚙合的多個摩擦盤的離合器，對多個摩擦盤施壓的活塞，以及用于容納所述活塞的汽缸部件，該汽缸部件可操作以使形成差速裝置的旋轉(zhuǎn)部件的至少兩個旋轉(zhuǎn)部件彼此連接，該至少兩個旋轉(zhuǎn)部件包括與制動器一起連接到非旋轉(zhuǎn)部件的旋轉(zhuǎn)部件；及(iii)離合器的汽缸部件和制動器的轂部件通過焊接彼此成為一體。
由此，離合器和制動器使用于車輛的驅(qū)動裝置中的差速裝置能夠選擇性地置于運(yùn)轉(zhuǎn)用作電動無級變速器的差速狀態(tài)，和致使差速裝置不起作用的鎖定狀態(tài)。這使得動力傳動狀態(tài)可以在寬檔區(qū)中執(zhí)行。另外，如果差速裝置被置于例如高輸出運(yùn)行的鎖定狀態(tài)，差速裝置運(yùn)轉(zhuǎn)作為動力傳輸裝置，以在位于車輛的低/中速度運(yùn)轉(zhuǎn)和低/中輸出運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域下電動地改變變速比。這使得電動機(jī)產(chǎn)生的電能達(dá)到最大值，即，換句話說，從電動機(jī)傳送的電能達(dá)到最小化，帶來的結(jié)果是電動機(jī)或包括這樣的電動機(jī)的驅(qū)動裝置的最小化。
進(jìn)一步，離合器的汽缸部件和制動器的轂部件通過焊接彼此成為一體。這使得組件的個數(shù)與常規(guī)技術(shù)中通常采用的情況相比減少，在常規(guī)技術(shù)中，為了阻止轂部件的軸向移動，推力軸承或者墊圈沿著轂部件的軸向放置在轂部件的兩側(cè)，并且布置一部件以防止轂部件與推力軸承或者墊圈發(fā)生相對地軸向移動。
優(yōu)選地，權(quán)利要求10中所述的發(fā)明是，對權(quán)利要求9，中所述的用于車輛的驅(qū)動裝置，通過下述特征的限定所述分隔壁包括液壓通道，致動油通過該液壓通道被供給到離合器的活塞。
優(yōu)選地，權(quán)利要求11中所述的發(fā)明是，對權(quán)利要求9或10中所述的用于車輛的驅(qū)動裝置，通過下述特征的限定所述制動器被放置在差速裝置的徑向朝外區(qū)域中。由此，差速裝置的徑向朝外空間可以利用為用于放置制動器的空間，使得驅(qū)動裝置在軸向的尺寸縮短。進(jìn)一步，由于制動器放置在差速裝置的徑向朝外區(qū)域中，在利用推力軸承或墊圈將制動器的轂部件固定在軸向位置的情況下，推力軸承或墊圈被布置在具有高圓周速度的相對大的直徑區(qū)域中。這引起產(chǎn)生耐久力的問題。然而，即使制動器放置在差速裝置的徑向朝外區(qū)域中，在如權(quán)利要求8中所述的制動器的轂部件被焊接到離合器的汽缸部件的情況下，該耐久力問題沒有出現(xiàn)。
優(yōu)選地，權(quán)利要求12中所述的發(fā)明是，對權(quán)利要求6到11的其中之一所述的用于車輛的驅(qū)動裝置，通過下述特征的限定該驅(qū)動裝置進(jìn)一步包括可被操作連接到傳動部件和驅(qū)動輪之間的動力傳輸路徑的第二電動機(jī)；形成用作電動無級變速器的無級變速傳動部分的差速裝置和制動器，并且當(dāng)制動器松開，該無級變速傳動部分被置于可運(yùn)轉(zhuǎn)為電動無級變速器的差速狀態(tài)，并且當(dāng)制動器嚙合，該無級變速傳動部分的差速作用被置于鎖定狀態(tài)。


圖1為根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例說明用于混合動力車輛的驅(qū)動裝置的架構(gòu)圖。
圖2為操作表，其表示了圖1中所示的實(shí)施例的可在無級換檔狀態(tài)或分級換檔狀態(tài)下運(yùn)轉(zhuǎn)的混合動力車輛的驅(qū)動裝置的換檔操作，與因之使用的液壓型摩擦連接裝置的操作組合之間的關(guān)系。
圖3為共線圖，表示當(dāng)圖1中所示的實(shí)施例的用于混合動力車輛的驅(qū)動裝置在分級換檔狀態(tài)下運(yùn)轉(zhuǎn)時，在每一個差速齒輪位置的旋轉(zhuǎn)部件的相對轉(zhuǎn)速。
圖4為表示切換到無級換檔狀態(tài)的動力分配機(jī)構(gòu)的一個例子的圖，該圖與圖3中所示的共線圖中的動力分配機(jī)構(gòu)部分對應(yīng)。
圖5為表示通過開關(guān)離合器C0的嚙合切換到分級換檔狀態(tài)的動力分配機(jī)構(gòu)的狀態(tài)圖，該圖與圖3中所示的共線圖的動力分配機(jī)構(gòu)部分對應(yīng)。
圖6為說明設(shè)置在圖1中所示的實(shí)施例的驅(qū)動裝置中的電子控制裝置的輸入和輸出信號的圖。
圖7為說明由圖4中所示的電子控制裝置執(zhí)行的主要控制操作的功能框圖。
圖8圖示了一種預(yù)先存儲的、由圖7中所示的開關(guān)控制裝置使用的關(guān)系圖，該開關(guān)控制裝置用于切換到無級控制區(qū)域或分級控制區(qū)域。
圖9表示一種預(yù)先存儲的、由圖7中所示的開關(guān)控制裝置使用的關(guān)系圖，其表示的關(guān)系不同于圖8中所示的關(guān)系。
圖10為圖示了作為手動可操作換檔裝置的換檔操作裝置46的例子的圖。
圖11為圖1中所示的驅(qū)動裝置的局部截面圖。
圖12為圖11中所示的動力分配機(jī)構(gòu)部分的放大圖。
附圖標(biāo)記說明 8發(fā)動機(jī)(驅(qū)動動力源)10用于車輛的驅(qū)動裝置18傳動部件20自動變速器(齒輪裝置)24第一行星齒輪組(差速裝置)38驅(qū)動輪72第一支撐壁(支撐部件)12變速箱(非旋轉(zhuǎn)部件)120離合器汽缸(汽缸部件)136制動器轂(轂部件)140液壓制動缸活塞
142壓力盤(摩擦盤)144從動盤S1第一太陽輪(旋轉(zhuǎn)部件)CA1第一輪架(旋轉(zhuǎn)部件)R1第一齒圈(旋轉(zhuǎn)部件)M1第一電動機(jī)M2第二電動機(jī)C0開關(guān)離合器(液壓型摩擦連接裝置，差速作用限制裝置)B0開關(guān)制動器(液壓型摩擦連接裝置，差速作用限制裝置)C1，C2，B1，B2，B3液壓型摩擦連接裝置
具體實(shí)施例方式此后，將參照

本發(fā)明的實(shí)施例。
圖1為說明根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的用于混合動力車輛的驅(qū)動裝置10的架構(gòu)圖。驅(qū)動裝置10包括驅(qū)動裝置輸入軸14、動力分配機(jī)構(gòu)16、自動變速器20和驅(qū)動裝置輸出軸22，上述四個部件都共軸地布置在作為固定到車體的非旋轉(zhuǎn)部件的變速箱12(此后簡稱為“箱體12”)中。驅(qū)動裝置輸入軸14作為輸入旋轉(zhuǎn)部件被固定到箱體12上。動力分配機(jī)構(gòu)16被直接地或通過未示出的脈動吸收減振器(振動減振裝置)間接地連接到輸入軸14。分級類型的自動變速器20被布置在動力分配機(jī)構(gòu)16和驅(qū)動裝置輸出軸22之間以串聯(lián)連接到那里。驅(qū)動裝置輸出軸22作為輸出旋轉(zhuǎn)部件被連接到自動變速器20。
該驅(qū)動裝置10適用于橫置FR車輛(發(fā)動機(jī)前置，后驅(qū)動車輛)，并且如圖7中所示被布置在形式為發(fā)動機(jī)8的驅(qū)動動力源和一對驅(qū)動輪38之間，以通過差速齒輪裝置36(最終速度減速器)和一對驅(qū)動軸將車輛驅(qū)動力傳送到該一對驅(qū)動輪38。要注意的是，相對于其軸對稱構(gòu)造的驅(qū)動裝置10的下半部分在圖1中省略。
動力分配機(jī)構(gòu)16為合成或分配輸入到驅(qū)動裝置輸入軸14的發(fā)動機(jī)8的輸出的機(jī)械機(jī)構(gòu)。即，該動力分配機(jī)構(gòu)將發(fā)動機(jī)8的輸出分配到第一電動機(jī)M1和傳動部件18，并且將發(fā)動機(jī)8和第一電動機(jī)M1的輸出合成后輸出到傳動部件18。第二電動機(jī)M2可與傳動部件18一體地旋轉(zhuǎn)。第二電動機(jī)M2可以布置在從傳動部件18延伸到驅(qū)動輪38的動力分配路徑的任何位置。在本實(shí)施例中，第一電動機(jī)M1和第二電動機(jī)M2的每個都是也用作發(fā)電機(jī)的所謂電動機(jī)/發(fā)電機(jī)。第一電動機(jī)M1在產(chǎn)生作用力的同時至少應(yīng)該作為發(fā)電機(jī)來產(chǎn)生電能，并且第二電動機(jī)M2至少應(yīng)該作為電動機(jī)來產(chǎn)生車輛的驅(qū)動力。
動力分配機(jī)構(gòu)16包括用作差速裝置的第一行星齒輪組24、開關(guān)離合器C0和開關(guān)制動器B1。單級行星式的第一行星齒輪組24具有例如大約0.418的傳動比ρ1。該第一行星齒輪組具有作為旋轉(zhuǎn)部件的第一太陽輪S1、第一行星齒輪P1、第一輪架CA1，該第一輪架支撐第一行星齒輪P1以繞著該第一輪架的軸和第一太陽輪S1的軸旋轉(zhuǎn)、以及第一齒圈R1，該第一齒圈通過第一行星齒輪P1與第一太陽輪S1嚙合。用ZS1和ZR1分別表示第一太陽輪S1和第一齒圈R1的齒數(shù)，用ZS1/ZR1表示上述傳動比ρ1。
在動力分配機(jī)構(gòu)16中，第一輪架CA1連接到驅(qū)動裝置輸入軸14，即，連接到發(fā)動機(jī)8，第一太陽輪S1連接到第一電動機(jī)M1，并且第一齒圈R1連接到傳動部件18。開關(guān)制動器B0布置在第一太陽輪S1和箱體12之間，并且開關(guān)離合器C0布置在第一太陽輪S1和第一輪架CA1之間。在開關(guān)離合器C0和制動器B0都松開時，第一太陽輪S1、第一輪架CA1和第一齒圈R1被置于彼此相對可旋轉(zhuǎn)的差速狀態(tài)，來執(zhí)行差速功能。因此，發(fā)動機(jī)8的輸出被分配到第一電動機(jī)M1和傳動部件18，分配到第一電動機(jī)M1的部分的輸出用來產(chǎn)生動力，即，在那里產(chǎn)生電流。第二電動機(jī)M2被第一電動機(jī)M1產(chǎn)生的電能或存儲的電能驅(qū)動旋轉(zhuǎn)。從而，動力分配機(jī)構(gòu)16被置于例如無級換檔狀態(tài)，在該狀態(tài)中傳動部件18的轉(zhuǎn)速連續(xù)變化，與發(fā)動機(jī)8的轉(zhuǎn)速無關(guān)。
即，動力分配機(jī)構(gòu)16被置于差速狀態(tài)，在該狀態(tài)中速比γ0(驅(qū)動裝置輸入軸14的轉(zhuǎn)速/傳動部件18的轉(zhuǎn)速)從最小值γ0min電動改變到最大值γ0max。例如該動力分配機(jī)構(gòu)被置于差速狀態(tài)，例如無級換檔狀態(tài)，以用作速比γ0從最小值γ0min連續(xù)變化到最大值γ0max的電動無級變速器。
在該狀態(tài)中，在車輛通過發(fā)動機(jī)8的輸出來運(yùn)行的過程中，當(dāng)?shù)谝惶栞哠1和第一輪架CA1通過開關(guān)離合器C0的嚙合被一體嚙合時，包括第一太陽輪S1、第一輪架CA1和第一齒圈R1的第一行星齒輪組24的旋轉(zhuǎn)部件被置于鎖定狀態(tài)或非差速狀態(tài)以作為整體單元來旋轉(zhuǎn)。因此，發(fā)動機(jī)8和傳動部件18的轉(zhuǎn)速彼此一致，使得動力分配機(jī)構(gòu)16被置于固定換檔狀態(tài)，用作具有固定速比γ0等于1的變速器。
然后，通過開關(guān)制動器B0而不是開關(guān)離合器C0的嚙合，動力分配機(jī)構(gòu)16被置于鎖定狀態(tài)或非差速狀態(tài)，在該狀態(tài)中第一太陽輪S1被置于非旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，第一齒圈R1的轉(zhuǎn)速高于第一輪架CA1的轉(zhuǎn)速，所以動力分配機(jī)構(gòu)16被置于固定換檔狀態(tài)，用作具有固定速比γ0小于1，例如大約0.7的增速變速器。
在如上所述的本實(shí)施例中，開關(guān)離合器C0和開關(guān)制動器B0選擇性地將第一行星齒輪組24置于差速狀態(tài)和鎖定狀態(tài)，用作限制或約束旋轉(zhuǎn)部件的差速運(yùn)轉(zhuǎn)的差速作用限制裝置。即，在差速狀態(tài)(無級變速狀態(tài))中，第一行星齒輪組24用作電動控制的無級變速器，其換檔比可以連續(xù)地變換。在鎖定狀態(tài)或固定換檔狀態(tài)，第一行星齒輪組24的無級換檔操作被禁止并且其不可能用作電動控制的無級變速器，其換檔比變化被鎖定。因此，在鎖定狀態(tài)中，第一行星齒輪組24作為具有單檔位或多檔位的變速器運(yùn)行。
自動變速器20包括多個行星齒輪組，即單級行星式第二行星齒輪組26、單級行星式第三行星齒輪組28和單級行星式第四行星齒輪組30。第二行星齒輪組26包括第二太陽輪S2、第二行星齒輪P2、第二輪架CA2，該第二輪架支撐第二行星齒輪P2以繞著該第二輪架的軸和第二太陽輪S2的軸旋轉(zhuǎn)，以及第二齒圈R2，該第二齒圈通過第二行星齒輪P2與第二太陽輪S2嚙合，并具有例如大約0.562的傳動比ρ2。
第三行星齒輪組28包括第三太陽輪S3、第三行星齒輪P3、第三輪架CA3，該第三輪架支撐第三行星齒輪P3以繞著該第三輪架的軸和第三太陽輪S3的軸旋轉(zhuǎn)，以及第三齒圈R3，該第三齒圈通過第三行星齒輪P3與第三太陽輪S3嚙合，并具有例如大約0.425的傳動比ρ3。第四行星齒輪組30包括第四太陽輪S4、第四行星齒輪P4、第四輪架CA4，該第四輪架支撐第四行星齒輪P4以繞著該第四輪架的軸和第四太陽輪S4的軸旋轉(zhuǎn)，以及第四齒圈R4，該第四齒圈通過第四行星齒輪P4與第四太陽輪S4嚙合，并具有例如大約0.421的傳動比ρ4。
用ZS2、ZR2、ZS3、ZR3、ZS4和ZR4分別表示第二太陽輪S2、第二齒圈R2、第三太陽輪S3、第三齒圈R3、第四太陽輪S4和第四齒圈R4的齒數(shù)，用ZS2/ZR2、ZS3/ZR3和ZS4/ZR4分別表示上述傳動比ρ2、ρ3和ρ4。
在自動變速器20中，彼此一體地固定為整體單元的第二太陽輪S2和第三太陽輪S3通過第二離合器C2選擇性地連接到傳動部件18，并且通過第一制動器B1選擇性地固定到箱體12上。第二輪架CA2通過第二制動器B2選擇性地連接到箱體12，并且第四齒圈R4通過第三制動器B3選擇性地固定到變速箱體12。彼此一體地固定的第二齒圈R2、第三輪架CA3和第四輪架CA4被固定到輸出軸22。彼此一體地固定的第三齒圈R3和第四太陽輪S4通過第一離合器C1選擇性地連接到傳動部件18。
開關(guān)離合器C0、第一離合器C1、第二離合器C2、開關(guān)制動器B0、第一制動器B1、第二制動器B2和第三制動器B3為在常規(guī)的車用自動變速器中使用的液壓型摩擦連接裝置。該摩擦連接裝置包括濕式多片式離合器，在該濕式多片式離合器中，彼此疊置的多個摩擦盤通過液壓致動器彼此擠壓，或者包括帶式制動器，在該帶式制動器中，轉(zhuǎn)鼓和纏繞在該轉(zhuǎn)鼓外圓周表面的一條帶或兩條帶由液壓致動器在一端拉緊。離合器C0到C2和制動器B0到B3的每一個被選擇性地嚙合來連接在它們兩側(cè)布置的兩個部件。因此，在第一實(shí)施例中，設(shè)置有第一離合器C1等的自動變速器20作為液壓型摩擦連接裝置與所需要的齒輪裝置對應(yīng)。
在因此構(gòu)造的驅(qū)動裝置10中，如圖2的操作表中所示，通過開關(guān)離合器C0、第一離合器C1、第二離合器C2、開關(guān)制動器B0、第一制動器B1、第二制動器B2和第三制動器B3的嚙合，選擇性地確定第一檔位(第一速度位置)到第五檔位(第五速度位置)、倒車檔位(向后驅(qū)動位置)和空檔位之一。這些檔位具有各自的呈幾何級數(shù)變化的速比γ(輸入軸速度NIN/輸出軸速度NOUT)。
特別地，在該實(shí)施例中，由于開關(guān)離合器C0和制動器B0的構(gòu)造，動力分配裝置16可以選擇性地置于，除了可運(yùn)行為無級變速器的無級換檔狀態(tài)外，還可運(yùn)行為具有一種或至少兩種換檔比的單級或多級變速器的固定換檔狀態(tài)。在驅(qū)動裝置10中，分級變速器由自動變速器20和由于開關(guān)離合器C0或開關(guān)制動器B0的嚙合而被置于固定換檔狀態(tài)的動力分配機(jī)構(gòu)16構(gòu)造而成。進(jìn)一步，無級變速器由自動變速器20和由于沒有開關(guān)離合器C0或開關(guān)制動器B0被嚙合而被置于無級換檔狀態(tài)的動力分配機(jī)構(gòu)16構(gòu)造而成。
例如，當(dāng)驅(qū)動裝置10用作分級變速器時，例如，如圖2中所示，開關(guān)離合器C0、第一離合器C1和第三制動器B3的嚙合確定了具有例如大約3.357的最高速比γ1的第一檔位，并且開關(guān)離合器C0、第一離合器C1和第二制動器B2的嚙合確定了具有比速比γ1低的例如大約2.180的速比γ2的第二檔位。進(jìn)一步，開關(guān)離合器C0、第一離合器C1和第一制動器B1的嚙合確定了具有比速比γ2低的例如大約1.424的速比γ3的第三檔位，并且開關(guān)離合器C0、第一離合器C1和第二離合器C2的嚙合確定了具有比速比γ3低的例如大約1.000的速比γ4的第四檔位。
第一離合器C1、第二離合器C2和開關(guān)制動器B0的嚙合確定了具有比速比γ4低的例如大約0.705的速比γ5的第五檔位。進(jìn)一步，第二離合器C2和第三制動器B3的嚙合確定了位于速比γ1和γ2之間的例如大約3.209的速比γ5的倒車檔位?？諜n位N通過僅嚙合開關(guān)離合器C0來確定。
然而，當(dāng)驅(qū)動裝置10用作無級變速器時，如圖2中所示，開關(guān)離合器C0和開關(guān)制動器B0均被松開。具此，動力分配裝置16用作無級變速器，而串聯(lián)到那里的自動變速器20用作分級變速器。輸入到被置于第一檔位、第二檔位、第三檔位和第四檔位之一的自動變速器20的轉(zhuǎn)速，即傳動部件18的轉(zhuǎn)速連續(xù)地變化，所以可以獲得用于每一個檔位的連續(xù)的換檔比寬度。從而，因?yàn)樽詣幼兯倨?0的速比越過相鄰的檔位連續(xù)地變化，驅(qū)動裝置10的總速比γT連續(xù)地變化。
圖3圖示了共線圖，該共線圖用直線表示在驅(qū)動裝置10的每一個檔位中不同的的旋轉(zhuǎn)部件的轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系。驅(qū)動裝置10由用作無級換檔部分或第一換檔部分的動力分配機(jī)構(gòu)16，以及用作分級換檔部分或第二換檔部分的自動變速器20構(gòu)建而成。圖3的共線圖是矩形二維坐標(biāo)系，在該坐標(biāo)系中行星齒輪組24、26、28和30的傳動比ρ沿著水平軸取得，而旋轉(zhuǎn)部件的相對轉(zhuǎn)速沿著垂直軸取得。三個水平線較低的一條X1表示轉(zhuǎn)速為0，較高的一條X2表示轉(zhuǎn)速為1.0，即，連接到驅(qū)動裝置輸入軸14的發(fā)動機(jī)8的運(yùn)轉(zhuǎn)速度NE。水平線XG表示傳動部件18的轉(zhuǎn)速。
在與動力分配機(jī)構(gòu)16的三個部件對應(yīng)的三條垂直線Y1、Y2和Y3中，從左分別表示以第一太陽輪S1為形式的第二旋轉(zhuǎn)部件(第二部件)RE2、以第一輪架CA1為形式的第一旋轉(zhuǎn)部件(第一部件)RE1和以第一齒圈R1為形式的第三旋轉(zhuǎn)部件(第三部件)RE3的相對轉(zhuǎn)速。垂直線Y1、Y2和Y3中的相鄰兩條之間的距離由第一行星齒輪組24的傳動比ρ1相應(yīng)確定。即，當(dāng)垂直線Y1和Y2之間的距離設(shè)定為“1”時，垂直線Y2和Y3之間的距離對應(yīng)于傳動比ρ1。
進(jìn)一步，與自動變速器20對應(yīng)的五條垂直線Y4、Y5、Y6、Y7和Y8從左分別表示第四旋轉(zhuǎn)部件(第四部件)RE4、第五旋轉(zhuǎn)部件(第五部件)RE5、第六旋轉(zhuǎn)部件(第六部件)RE6、第七旋轉(zhuǎn)部件(第七部件)RE7和第八旋轉(zhuǎn)部件(第八部件)RE8的相對轉(zhuǎn)速。第四旋轉(zhuǎn)部件RE4具有第二和第三太陽輪S2、S3彼此一體地固定的形式，第五旋轉(zhuǎn)部件RE5具有第二輪架CA2的形式，并且第六旋轉(zhuǎn)部件RE6具有第四齒圈R4的形式。第七旋轉(zhuǎn)部件RE7具有第二齒圈R2以及第三和第四輪架CA3、CA4彼此一體地固定的形式，并且第八旋轉(zhuǎn)部件RE8具有第三齒圈R3和第四太陽輪S4彼此一體地固定的形式。
垂直線Y4到Y(jié)8中的相鄰兩條的距離由第二、第三和第四行星齒輪組26、28和30的傳動比ρ2、ρ3和ρ4確定。即，如圖3中所示，對于每一個第二、第三和第四行星齒輪組26、28和30，太陽輪和輪架之間的距離對應(yīng)于“1”，并且輪架和齒圈之間的距離對應(yīng)于傳動比ρ。
通過圖3的共線圖表示的本實(shí)施例的驅(qū)動裝置10為，動力分配機(jī)構(gòu)(無級換檔部分)16以如下方式布置第一行星齒輪組24的三個旋轉(zhuǎn)部件之一的第一旋轉(zhuǎn)部件RE1(第一輪架CA1)被固定到驅(qū)動裝置輸入軸14，并且作為另一個旋轉(zhuǎn)部件通過開關(guān)離合器C0選擇性地連接到第一太陽輪S1。第二旋轉(zhuǎn)部件RE2(第一太陽輪S1)作為另一個旋轉(zhuǎn)部件被固定到第一電動機(jī)M1并且通過開關(guān)制動器B0選擇性地固定到箱體12。第三旋轉(zhuǎn)部件RE3(第一齒圈R1)仍作為另一個旋轉(zhuǎn)部件被固定到傳動部件18和第二電動機(jī)M2。
因此，驅(qū)動裝置輸入軸14的旋轉(zhuǎn)通過傳動部件18被傳送(輸入)到自動變速器(分級變速器部分)20。穿過線Y2和X2之間的交叉點(diǎn)的斜線L0表示第一太陽輪S1和第一齒圈R1的轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系。
圖4和圖5對應(yīng)于圖3的共線圖的動力分配機(jī)構(gòu)16的一部分。圖4示出了隨著開關(guān)離合器C0和開關(guān)制動器B0保持在松開狀態(tài)中，被置于無級換檔狀態(tài)中的動力分配機(jī)構(gòu)16的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的一個例子。通過控制從第一電動機(jī)M1產(chǎn)生的動力導(dǎo)致的反作用力，由直線L0和垂直線Y1之間的交叉點(diǎn)表示的第一太陽輪S1的轉(zhuǎn)速升高或降低，所以由線L0和Y3之間的交叉點(diǎn)表示的第一齒圈R1的轉(zhuǎn)速降低或升高。
圖5示出了隨著開關(guān)離合器C0保持在嚙合狀態(tài)，被置于固定換檔狀態(tài)的動力分配機(jī)構(gòu)16的狀態(tài)的一個例子。通過第一太陽輪S1和第一輪架CA1的連接，三個旋轉(zhuǎn)部件作為一個整體單元旋轉(zhuǎn)，線L0與水平線X2排成直線，其結(jié)果是傳動部件18以與發(fā)動機(jī)速度NE相同的速度旋轉(zhuǎn)。當(dāng)傳動部件18的旋轉(zhuǎn)被開關(guān)制動器B0的嚙合停止時，用斜線L0和垂直線Y3之間的交叉點(diǎn)表示的第一齒圈R1的轉(zhuǎn)速，即傳動部件18的旋轉(zhuǎn)變得高于發(fā)動機(jī)速度NE并且被傳送到自動變速器20。
在自動變速器20中，第四旋轉(zhuǎn)部件RE4通過第二離合器C2選擇性地連接到傳動部件18，并且通過第一制動器B1選擇性地固定到箱體12，第五旋轉(zhuǎn)部件RE5通過第二制動器B2選擇性地固定到箱體12，并且第六旋轉(zhuǎn)部件RE6通過第三制動器B3選擇性地固定到箱體12。第七旋轉(zhuǎn)部件RE7被固定到驅(qū)動裝置輸出軸22，并且第八旋轉(zhuǎn)部件RE8通過第一離合器C1選擇性地連接到傳動部件18。
如圖3中所示，在自動變速器20中，基于第一離合器C1和第三制動器B3的嚙合，在第一速度位置的驅(qū)動裝置輸出軸22的轉(zhuǎn)速由斜線L1和垂直線Y7之間的交叉點(diǎn)表示。這里，斜線L1穿過表示第八旋轉(zhuǎn)部件RE8的轉(zhuǎn)速的垂直線Y8和水平線X2之間的交叉點(diǎn)，以及表示第六旋轉(zhuǎn)部件RE6的轉(zhuǎn)速的垂直線Y6和水線線X1的交叉點(diǎn)。
相似地，由第一離合器C1和第二制動器B2的嚙合確定的斜線L2和表示固定到驅(qū)動裝置輸出軸22的第七旋轉(zhuǎn)部件RE7的轉(zhuǎn)速的垂直線Y7之間的交叉點(diǎn)，表示了在第二速度位置的驅(qū)動裝置輸出軸22的轉(zhuǎn)速。由第一離合器C1和第一制動器B1的嚙合確定的斜線L3和表示固定到驅(qū)動裝置輸出軸22的第七旋轉(zhuǎn)部件RE7的轉(zhuǎn)速的垂直線Y7之間的交叉點(diǎn)，表示了在第三速度位置的驅(qū)動裝置輸出軸22的轉(zhuǎn)速。由第一離合器C1和第二離合器C2的嚙合確定的水平線L4和表示固定到驅(qū)動裝置輸出軸22的第七旋轉(zhuǎn)部件RE7的轉(zhuǎn)速的垂直線Y7之間的交叉點(diǎn)，表示了在第四速度位置的驅(qū)動裝置輸出軸22的轉(zhuǎn)速。
在第一速度位置到第四速度位置，作為開關(guān)離合器C0嚙合的結(jié)果，來自動力分配機(jī)構(gòu)16的動力被輸入到具有和發(fā)動機(jī)速度NE相同的轉(zhuǎn)速的第八旋轉(zhuǎn)部件RE8。然而，當(dāng)開關(guān)制動器B0嚙合而不是開關(guān)離合器C0嚙合時，由于來自動力分配機(jī)構(gòu)16的動力被輸入到具有高于發(fā)動機(jī)速度NE的轉(zhuǎn)速的第八旋轉(zhuǎn)部件RE8，用水平線L5和垂直線Y7之間的交叉點(diǎn)表示在第五速度位置的驅(qū)動裝置輸出軸22的轉(zhuǎn)速。這里，水平線L5由第一離合器C1、第二離合器C2和開關(guān)制動器B0的嚙合確定，并且垂直線Y7表示固定到輸出軸22的第七旋轉(zhuǎn)部件RE7的轉(zhuǎn)速。由第二離合器C2和第三制動器B3的嚙合確定的直線LR，與表示固定到驅(qū)動裝置輸出軸22的第七旋轉(zhuǎn)部件RE7的轉(zhuǎn)速的垂直線Y7之間的交叉點(diǎn)，表示了在倒車檔位R的驅(qū)動裝置輸出軸22的轉(zhuǎn)速。
圖6舉例說明了輸入到電子控制裝置40的信號和從那里輸出的用來控制驅(qū)動裝置10的信號。該電子控制裝置40包括所謂的包含CPU、ROM、RAM和輸入/輸出接口的微型計算機(jī)。通過根據(jù)利用ROM的臨時數(shù)據(jù)存儲功能而存儲在ROM中的程序來執(zhí)行信號處理，可以實(shí)現(xiàn)發(fā)動機(jī)8與電動機(jī)M1和M2的混合驅(qū)動控制，以及例如自動變速器20的換檔控制的驅(qū)動控制。
對于電子控制裝置40，從圖6中所示的各種傳感器和開關(guān)，輸入各種信號，這些信號包括表示發(fā)動機(jī)的冷卻水溫度的信號，表示變速桿的所選擇的運(yùn)轉(zhuǎn)位置的信號，表示發(fā)動機(jī)8的運(yùn)轉(zhuǎn)速度NE的信號，表示傳動比排(row)的設(shè)定值的信號，表示M模式(電動機(jī)驅(qū)動模式)命令的信號，表示空調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的信號，表示與驅(qū)動裝置輸出軸22的轉(zhuǎn)速相對應(yīng)的車速的信號，表示自動變速器20的工作油溫度的信號，表示側(cè)制動器的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的信號，表示腳制動器運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的信號，表示催化劑溫度的信號，表示加速踏板的打開量的信號，表示凸輪角度的信號，表示雪地驅(qū)動模式的信號，表示車輛的縱向加速值的信號，表示自動巡行(auto-cruising)驅(qū)動模式的信號。
而且，表示車輛重量的信號，表示每一個驅(qū)動輪的輪速的信號，表示用于將動力分配機(jī)構(gòu)16改變到固定換檔狀態(tài)，以使驅(qū)動裝置10用作分級變速器的分級開關(guān)的操作的信號，表示用于將動力分配機(jī)構(gòu)16改變到無級換檔狀態(tài)，以使驅(qū)動裝置10用作無級變速器的無級開關(guān)的操作的信號，表示第一電動機(jī)M1的轉(zhuǎn)速NM1的信號，以及表示第二電動機(jī)M2的轉(zhuǎn)速NM2的信號。
從電子控制裝置40，各種信號被輸出，這些信號包括驅(qū)動用于控制節(jié)氣門開度的驅(qū)動加速踏板致動器的信號，用以調(diào)節(jié)進(jìn)氣增壓器的壓力的信號；用以操作電力空調(diào)的信號，用來控制發(fā)動機(jī)8的點(diǎn)火時刻的信號，操作電動機(jī)M1和M2的信號，操作用于指示變速桿選擇的工作位置的檔區(qū)指示器的信號，操作用于顯示傳動比的傳動比指示器的信號，操作用于顯示選擇雪地驅(qū)動模式的雪地模式指示器的信號，操作用于輪子的防抱死制動的ABS致動器的信號，操作用于顯示M模式選擇的M模式指示器的信號。
此外，輸出的用來操作包含在液壓控制單元42中的電磁閥的信號，該液壓控制單元被設(shè)置用于控制動力分配機(jī)構(gòu)16和自動變速器20的液壓操作摩擦連接裝置的液壓致動器；操作用作液壓控制單元42的液壓源的電動油泵的信號，驅(qū)動電加熱器的信號，以及施加到巡行控制計算機(jī)的信號。
圖7為說明由電子控制裝置40執(zhí)行的主要控制功能的功能框圖。開關(guān)控制裝置50基于圖8或圖9中所示的并提前存儲的關(guān)系判斷車輛狀況是處于將驅(qū)動裝置10置于無級換檔狀態(tài)的無級換檔區(qū)域，或者處于將驅(qū)動裝置10置于分級換檔狀態(tài)的分級換檔區(qū)域。在利用圖8中所示的關(guān)系(換檔對應(yīng)關(guān)系圖)時，基于發(fā)動機(jī)8的實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)速度NE，以及與例如發(fā)動機(jī)的輸出扭矩TE的混合動力車輛的驅(qū)動力相關(guān)的驅(qū)動力相關(guān)值(drive-force-related value)來確定車輛狀況。
在圖8所示的關(guān)系圖中，高扭矩區(qū)域、高旋轉(zhuǎn)區(qū)域和高輸出區(qū)域這三個區(qū)域被設(shè)定為分級控制區(qū)域。在高扭矩區(qū)域(高輸出運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域)中發(fā)動機(jī)8的輸出扭矩TE不小于預(yù)定值TE1，在高旋轉(zhuǎn)區(qū)域(高車速區(qū)域)中發(fā)動機(jī)速度NE不低于預(yù)定值NE1，即由發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速和總換檔比γT確定的車輛狀況之一的車速不小于預(yù)定值，并且在高輸出區(qū)域中由發(fā)動機(jī)8的輸出扭矩TE和速度NE確定的發(fā)動機(jī)輸出不小于預(yù)定值。
從而，實(shí)現(xiàn)了用于發(fā)動機(jī)8的相對的高扭矩、相對的高速或相對的高輸出的分級換檔控制，所以發(fā)動機(jī)8的轉(zhuǎn)速響應(yīng)該發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速NE的變化而有節(jié)奏地變化，即基于升檔而換檔。換句話說，在高輸出運(yùn)轉(zhuǎn)中，由于駕駛者更傾向需求驅(qū)動力而不是節(jié)油，驅(qū)動裝置10被切換到分級換檔狀態(tài)(固定換檔狀態(tài))而不是無級換檔狀態(tài)。隨此，駕駛者可以享受發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速NE的改變。
相反地，在發(fā)動機(jī)的正常輸出區(qū)域中，即在發(fā)動機(jī)8的相對的低扭矩、相對的低速和相對的低輸出中，實(shí)現(xiàn)無級換檔控制。圖8中的分級控制區(qū)域和無級控制區(qū)域之間的邊界線，對應(yīng)于是一系列高車速確定點(diǎn)的高車速確定線，和是一系列低車速確定點(diǎn)的低車速確定線。
另一方面，在利用圖9中所示的關(guān)系圖中，基于實(shí)際的車速V和為驅(qū)動力相關(guān)值的輸出扭矩TOUT來執(zhí)行上述確定。在圖9中，虛線表示用來確定從無級控制切換到分級控制的預(yù)定條件的確定車速V1和確定輸出扭矩T1。雙點(diǎn)劃線表示用來將分級控制改變到無級控制的條件。明顯地，在分級控制區(qū)域和無級控制區(qū)域之間有滯后作用。在圖9中，位于比由粗線表示的邊界線低的輸出扭矩側(cè)和車速側(cè)的區(qū)域?yàn)橛糜谲囕v通過電動機(jī)的驅(qū)動力運(yùn)轉(zhuǎn)的電動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域。在圖9中，還示出了以車速V和輸出扭矩Tout作為參數(shù)的換檔線。
確定分級換檔區(qū)域的開關(guān)控制裝置50將命令輸出到混合動力控制裝置52而因此禁止混合動力控制或無級換檔控制，并且將命令輸出到分級換檔控制裝置54來執(zhí)行預(yù)定的換檔操作。分級換檔控制裝置54基于圖8的確定，依照預(yù)先存儲的換檔圖表(未示出)執(zhí)行自動換檔控制。分級換檔控制裝置54基于圖9的確定，依照那里示出的換檔圖表執(zhí)行自動換檔控制。
圖2示出了液壓操作摩擦連接裝置的操作組合，即在換檔控制中選擇的離合器C0、C1、C2和制動器B0、B1、B2和B3。在該分級自動換檔控制模式中的第一速度位置到第四速度位置之一中，由于開關(guān)離合器C0的嚙合，動力分配機(jī)構(gòu)16用作具有固定速比γ0為1的輔助變速器。在第五速度位置中，通過開關(guān)制動器B0而不是開關(guān)離合器C0的嚙合，動力分配機(jī)構(gòu)16用作具有固定速比γ0大約為0.7的輔助變速器。因此，在分級自動換檔控制模式中，包括用作輔助變速器的動力分配機(jī)構(gòu)16和自動變速器20的驅(qū)動裝置10整體用作所謂的自動變速器。
上述驅(qū)動力相關(guān)值是對應(yīng)于車輛的驅(qū)動力的參數(shù)，該驅(qū)動力相關(guān)值可以是在驅(qū)動輪上的驅(qū)動扭矩或驅(qū)動力。另外，該驅(qū)動力相關(guān)值可以是自動變速器20的輸出扭矩TOUT、發(fā)動機(jī)輸出扭矩TE、車輛的加速值；例如基于加速踏板的工作角度或者節(jié)氣門的開度(或者進(jìn)氣量、空燃比或燃料注入量)以及發(fā)動機(jī)速度NE計算出的發(fā)動機(jī)輸出扭矩TE的實(shí)際值；或者例如發(fā)動機(jī)輸出扭矩TE、或基于車輛操作者對加速踏板的操作量或節(jié)氣門的工作角度計算出的所需的車輛驅(qū)動力的估計值?？梢圆粌H基于輸出扭矩TOUT等，而且基于差速齒輪裝置的比和驅(qū)動輪38的半徑計算車輛驅(qū)動扭矩，或者可以通過扭矩傳感器等直接檢測。這對上述的每一個扭矩都正確。
另一方面，當(dāng)確定無級控制區(qū)域時，開關(guān)控制裝置50輸出命令到布置在例如自動變速器20的下部的液壓控制回路42，以釋放開關(guān)離合器C0和開關(guān)制動器B0來將動力分配機(jī)構(gòu)16置于無級換檔狀態(tài)。另外，開關(guān)控制裝置50將上述命令輸出到液壓控制回路42，來釋放開關(guān)離合器C0和開關(guān)制動器B0的同時，輸出信號到混合動力控制裝置52以允許混合動力控制，并將下述兩個信號之一輸出到分級換檔控制裝置54。
一個為將自動變速器20保持在預(yù)先設(shè)置的無級換檔上的檔位的信號，另一個為根據(jù)預(yù)先存儲的換檔圖表允許自動換檔的信號。在后面的例子中，分級換檔控制裝置54通過合適地選擇圖2的操作表中所示的除了開關(guān)離合器C0和開關(guān)制動器B0都嚙合的組合以外的離合器和制動器的組合來實(shí)現(xiàn)自動換檔。
因此，通過作為無級變速器的動力分配機(jī)構(gòu)16，以及串聯(lián)連接到那里的作為分級變速器的自動變速器的作用，可以獲得合適大小的驅(qū)動力。另外，如上所述，將輸入到被置于第一檔位、第二檔位、第三檔位和第四檔位之一的自動變速器20的轉(zhuǎn)速，即傳動部件18的轉(zhuǎn)速被連續(xù)地改變，所以每一個檔位可以獲得連續(xù)的換檔比寬度。從而，因?yàn)樽詣幼兯倨?0的速比越過相鄰檔位連續(xù)地變化，所以驅(qū)動裝置10的總速比γT連續(xù)地變化。
混合動力控制裝置52將發(fā)動機(jī)8控制到在高效區(qū)域運(yùn)轉(zhuǎn)，并控制第一電動機(jī)M1和第二電動機(jī)M2以確定發(fā)動機(jī)8的驅(qū)動力的最優(yōu)比例。例如，混合動力控制裝置52基于加速踏板的打開量和車輛運(yùn)轉(zhuǎn)速度計算在車輛的當(dāng)前運(yùn)轉(zhuǎn)速度下駕駛者所需的輸出，并基于計算出的所需輸出和第一電動機(jī)M1所需的電量計算出所需的驅(qū)動力。基于計算出的所需的驅(qū)動力，混合動力控制裝置52計算所希望的發(fā)動機(jī)8的轉(zhuǎn)速NE和總輸出，并根據(jù)計算出的所希望的發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速和總輸出來控制發(fā)動機(jī)8的實(shí)際輸出和第一電動機(jī)M1產(chǎn)生的電量。根據(jù)自動變速器20當(dāng)前選擇的檔位，混合動力控制裝置52實(shí)現(xiàn)上述混合動力控制，或者指揮自動變速器20的換檔以改進(jìn)發(fā)動機(jī)的節(jié)油。
在該混合動力控制中，動力分配機(jī)構(gòu)16被控制用作電控?zé)o級變速器，用來最優(yōu)化使發(fā)動機(jī)8有效運(yùn)轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速NE，和由車速和自動變速器20所選擇的檔位共同確定的傳動部件18的轉(zhuǎn)速的配合。即，混合動力控制裝置52確定驅(qū)動裝置10的總速比γT的目標(biāo)值，所以根據(jù)預(yù)先存儲的最高節(jié)油曲線運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)動機(jī)8，該最高節(jié)油曲線滿足運(yùn)轉(zhuǎn)在無級換檔的發(fā)動機(jī)8的駕駛性能和最高節(jié)油?；旌蟿恿刂蒲b置52控制動力分配機(jī)構(gòu)16的換檔比γ0以獲得總速比γT的目標(biāo)值，所以總速比γT可以被控制在預(yù)定范圍內(nèi)，例如，在13和0.5之間。
在混合動力控制中，混合動力控制裝置52控制逆變器58，從而第一電動機(jī)M1產(chǎn)生的電能通過該逆變器被供給到電能存儲裝置60和第二電動機(jī)M2。因此，在發(fā)動機(jī)8處產(chǎn)生的驅(qū)動力的主要部分被機(jī)械地傳送到傳動部件18，而驅(qū)動力的剩余部分被第一電動機(jī)消耗以轉(zhuǎn)化為電能，該電能通過逆變器58供給到第二電動機(jī)M2，或者隨后被第一電動機(jī)M1消耗。由第二電動機(jī)M2或具有電能的第一電動機(jī)M1的運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生的驅(qū)動力被傳送到傳動部件18。
與第二電動機(jī)M2從產(chǎn)生到消耗電能關(guān)聯(lián)的組件構(gòu)建了電氣通路，用于將在發(fā)動機(jī)8產(chǎn)生的動力轉(zhuǎn)換為電能，然后將該電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。進(jìn)一步，無論發(fā)動機(jī)8是停止?fàn)顟B(tài)或空轉(zhuǎn)狀態(tài)，混合動力控制裝置52執(zhí)行車輛由動力分配機(jī)構(gòu)16的電動CVT功能來啟動和驅(qū)動的電動機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)。
在發(fā)動機(jī)的正常輸出區(qū)域中，車輛在低/中速度和低/中輸出中運(yùn)轉(zhuǎn)，動力分配機(jī)構(gòu)16通過開關(guān)控制裝置50、混合動力控制裝置52和分級換檔控制裝置54被置于無級換檔狀態(tài)，以保證車輛的節(jié)油質(zhì)量。在高速運(yùn)轉(zhuǎn)或在發(fā)動機(jī)8的高轉(zhuǎn)速區(qū)域中，動力分配機(jī)構(gòu)16通過上述相同的裝置被置于固定換檔狀態(tài)，以將發(fā)動機(jī)8的輸出主要通過機(jī)械動力傳輸路徑傳送到驅(qū)動輪38。因此，由于動力和電之間的轉(zhuǎn)換發(fā)生的損失被抑制以提高節(jié)油。
圖10示出了為手動換檔裝置的換檔裝置46的例子。它例如布置在鄰近駕駛座的側(cè)向，并使手動操作變速桿48來選擇包括停車檔位P、倒車檔位R、空檔檔位N、自動前駛檔位D和手動前駛檔位M的多個檔位之一。在停車檔位P上，驅(qū)動裝置10，即自動變速器20被置于由于開關(guān)離合器C0和制動器B0的松開從而動力傳輸路徑被斷開的空檔狀態(tài)，并且自動變速器20的驅(qū)動裝置輸出軸22同時被置于鎖定狀態(tài)中。在倒車檔位R，車輛在向后方向被驅(qū)動，在空檔檔位N，驅(qū)動裝置10被置于空檔狀態(tài)。
停車檔位P和空檔檔位N為基于車輛的非運(yùn)轉(zhuǎn)選擇的非運(yùn)轉(zhuǎn)位置，而倒車檔位R和自動和手動前駛檔位D和M為基于車輛的運(yùn)轉(zhuǎn)選擇的驅(qū)動位置。自動前駛檔位D提供了最高速檔位，并且可在那里選擇的檔位“4”到“L”為獲得發(fā)動機(jī)制動的發(fā)動機(jī)制動檔位。
手動前駛檔位M在車輛縱向方向上和自動前駛檔位D位于相同的位置，并且在車輛橫向方向上與自動前駛檔位D隔開或相鄰。變速桿48被操作到手動前駛檔位M，來手動選擇檔位“D”到“L”之一。詳細(xì)來描述，變速桿48可以從手動前駛檔位M移動到在縱向方向上彼此隔開的升檔位置“+”和降檔位置“-”。變速桿48每次移動到升檔位置“+”或降檔位置“-”，當(dāng)前選擇的檔位改變到檔位“D”到“L”的任意一個。
在“M”檔位中的五個檔位“D”到“L”為多種檔位，它們在高速側(cè)(換檔比的最小側(cè))的總速比γT在總速比γT檔區(qū)內(nèi)是不同的，該總速比γT依據(jù)自動換檔控制通過自動變速器20獲得。它們限制了換檔位置(檔位)的可換檔檔區(qū)，所以在可由自動變速器20的換檔獲得的在最大速度側(cè)的檔位是不同的。變速桿48被例如彈簧的偏置裝置偏置，以自動從升檔位置“+”和降檔位置“-”返回到手動前駛檔位M。換檔裝置46設(shè)置有檔位傳感器(未示出)以檢測變速桿48的每一個檔位，變速桿48的檔位和變速桿48在手動前駛檔位“M”的換檔操作次數(shù)被輸出到電子控制裝置40。
例如，當(dāng)變速桿48被操作到自動前駛檔位“D”時，開關(guān)控制裝置50實(shí)現(xiàn)驅(qū)動裝置10的自動開關(guān)控制，混合動力控制裝置52實(shí)現(xiàn)動力分配機(jī)構(gòu)16的無級換檔控制，并且分級換檔控制裝置54實(shí)現(xiàn)自動變速器20的自動換檔控制。例如，當(dāng)置于用于分級換檔運(yùn)轉(zhuǎn)的分級換檔狀態(tài)時，驅(qū)動裝置10的換檔被自動控制以選擇圖2中所示的第一檔位到第五檔位中合適的一個。
當(dāng)置于用于無級換檔運(yùn)轉(zhuǎn)的無級換檔狀態(tài)時，驅(qū)動裝置10的總速比γT被控制在預(yù)定檔區(qū)內(nèi)無級變化，該預(yù)定檔區(qū)通過無級變化的動力分配機(jī)構(gòu)16的換檔比寬度，和自動控制的自動變速器20的第一檔位到第四檔位之中的一個檔位獲得。自動前駛檔位“D”是選擇用來確定驅(qū)動裝置10自動換檔的自動換檔模式(自動模式)的位置。
當(dāng)變速桿48被操作到自動前駛檔位“M”時，驅(qū)動裝置10的換檔由開關(guān)控制裝置50、混合動力控制裝置52和分級換檔控制裝置54自動控制，從而總速比γT在預(yù)定檔區(qū)內(nèi)變化，該預(yù)定檔區(qū)可以通過驅(qū)動裝置10不超出換檔檔區(qū)最大值側(cè)的檔位或換檔比的每一檔位獲得。例如，當(dāng)驅(qū)動裝置10被置于分級換檔狀態(tài)時，驅(qū)動裝置10的換檔在總速比γT的預(yù)定檔區(qū)內(nèi)自動控制。在用于無級換檔運(yùn)轉(zhuǎn)的無級換檔狀態(tài)中，驅(qū)動裝置10的總速比γT被控制在每一個檔位的預(yù)定檔區(qū)內(nèi)無級變化，該預(yù)定檔區(qū)可以由無級變化的動力分配機(jī)構(gòu)16的換檔比寬度，和自動控制的自動變速器20的第一檔位到第四檔位之一獲得。手動前駛檔位“M”為選擇用來確定驅(qū)動裝置10手動換檔的手動換檔模式(手動模式)的檔位。
圖11為驅(qū)動裝置10的基本部分的橫截面圖。如圖11中所示，驅(qū)動裝置10包括箱體12，該箱體包括用于容納第一電動機(jī)M1和動力分配機(jī)構(gòu)16的第一箱體12a，和用于容納未示出的第二電動機(jī)M2和自動動力傳輸裝置20的第二箱體12b。另外，第一箱體12a與容納在第一箱體里的第一電動機(jī)M1和動力分配機(jī)構(gòu)16形成第一單元70。第二箱體12b與容納在第二箱體里的第二電動機(jī)M2和自動動力傳輸裝置20形成第二單元100。
具有形成為基本為圓柱形的外直徑輪廓的第一箱體12a，具有近似固定的外直徑部分以容納動力分配機(jī)構(gòu)16，以及另一個直徑朝著發(fā)動機(jī)8(在圖中向左)增加的外直徑部分以容納第一電動機(jī)M1。而且，第一箱體12a的兩側(cè)在軸向上開口，并和第一支撐壁72一體形成。第一支撐壁72也用作隔離壁72。
第一支撐壁72包括基本垂直于驅(qū)動裝置輸入軸14的垂直部分72a，以及管狀部分72b，該管狀部分的軸向一端連接到垂直部分72a的內(nèi)周緣端，并朝著第一行星齒輪組24延伸。管狀部分72b具有中心軸，沿著該中心軸形成有在軸向延伸的通孔73。由于第一箱體12a被第一支撐壁72分隔，第一箱體12a被分隔為容納第一電動機(jī)M1的面向發(fā)動機(jī)8的第一容納室74，和容納動力分配機(jī)構(gòu)16的第二容納室76。另外，第一電動機(jī)M1被容納在圖中左側(cè)的第一容納室74中，動力分配機(jī)構(gòu)16被容納在圖中右側(cè)的第二容納室76中。
進(jìn)一步，第一箱體12a具有環(huán)形凸起78，該環(huán)形凸起平行于驅(qū)動裝置輸入軸14朝著發(fā)動機(jī)8軸向凸出，使得第一容納室74具有近乎固定的直徑。蓋板80的外圓周周緣與環(huán)形凸起78通過鄰接嚙合而固定到該環(huán)形凸起78。
第一電動機(jī)M1包括第一定子(固定部分)，第一轉(zhuǎn)子(旋轉(zhuǎn)器)84和與第一轉(zhuǎn)子84整體形成的第一轉(zhuǎn)子支撐軸(旋轉(zhuǎn)軸)86。第一支撐壁72用作支撐部件，并且第一支撐壁72的內(nèi)周緣壁通過軸承88支撐第一轉(zhuǎn)子支撐軸86的一端，即，面向該支撐壁的一端。另外，第一轉(zhuǎn)子支撐軸86的另一端通過軸承90支撐蓋板80。
太陽輪軸92用作動力傳動軸，通過該軸第一電動機(jī)M1和第一行星齒輪組24彼此連接而具有動力傳輸能力。太陽輪軸92和第一太陽輪S1制成為一體，并通過形成在分隔壁72上的通孔73朝著第一轉(zhuǎn)子支撐軸86的內(nèi)周緣區(qū)域延伸。太陽輪軸92面朝第一轉(zhuǎn)子支撐軸86的一端，通過用于一體地旋轉(zhuǎn)太陽輪軸92和第一轉(zhuǎn)子支撐軸86的花鍵158，在靠近分隔壁72的區(qū)域中，連接到第一轉(zhuǎn)子支撐軸86的一端。
驅(qū)動裝置輸入軸14被構(gòu)造為相對于第一轉(zhuǎn)子支撐軸86和太陽輪軸92可旋轉(zhuǎn)，第一箱體12a的中心軸在該第一轉(zhuǎn)子支撐軸86和太陽輪軸92內(nèi)。另外，驅(qū)動裝置輸入軸14的一端被一體地連接到第一輪架CA1。因此，一體地連接到第一輪架CA1的驅(qū)動裝置輸入軸14也用作第一行星齒輪組24的輸入軸。
環(huán)形板94在其面對第二單元100的一端，被固定到第一行星齒輪組24的第一齒圈R1的內(nèi)周緣壁上，即，位于與第一支撐壁72相反的區(qū)域以在軸向和圓周方向可移動。環(huán)形板94在垂直于驅(qū)動裝置輸入軸14的中心軸方向上延伸并具有形成有鉆孔的軸。第一行星齒輪組24具有輸出軸(即，動力分配機(jī)構(gòu)16的輸出軸)96，該輸出軸包括朝著第二單元100延伸的管狀軸部分96a，即，在與第一支撐壁72相反的方向上；以及凸緣部分96b，該凸緣部分在靠近第一行星齒輪組24的位置從軸部分96a徑向向外凸出。凸緣部分96b被連接到環(huán)形板94來一體地旋轉(zhuǎn)輸出軸14和環(huán)形板94。開關(guān)離合器C0被插入在第一支撐壁72和第一行星齒輪組24之間，并且開關(guān)制動器B0被插入到第一行星齒輪組24的外圓周區(qū)域中。
電動機(jī)M2包括第二定子102，第二轉(zhuǎn)子104和與第二轉(zhuǎn)子104一體旋轉(zhuǎn)的第二轉(zhuǎn)子支撐軸106。第二支撐壁108被放置在第二箱體12b上，位于比第二電動機(jī)M2更靠近第二箱體12b的開口(面向第一箱體12a)的區(qū)域中。第二支撐壁108通過螺釘110固定到第二箱體12b，并且在徑向中心形成有在徑向延伸的通孔112。另外，第二支撐壁108具有凸起部分108a，該凸起部分形成在第二定子102的定子線圈102a的徑向朝內(nèi)區(qū)域中。凸起部分108a具有內(nèi)周緣，軸承114被保持與該內(nèi)周緣鄰接嚙合。
第二轉(zhuǎn)子支撐軸106的一端通過軸承114支撐第二支撐壁108。進(jìn)一步，通過布置在位于第二支撐壁108的一端的軸承114內(nèi)的軸承116，第二轉(zhuǎn)子支撐軸106支撐自動動力傳輸裝置20的輸入軸118。輸入軸118通過通孔112延伸并朝著第一單元70凸出。輸入軸118在面向通孔112的區(qū)域中被花鍵接合到第一行星齒輪組24的輸出軸96。另外，圖1中所示的傳動部件18包括用花鍵彼此接合以一體地旋轉(zhuǎn)的輸入軸118和輸出軸96。
圖12為圖示了圖11中所示的動力分配機(jī)構(gòu)16的放大圖。開關(guān)離合器C0包括離合器汽缸120，該離合器汽缸在第一支撐壁72的外部安裝到第一支撐壁72的管狀部分72b；容納在離合器汽缸120中的離合器活塞122；以及多個摩擦盤，該多個摩擦盤包括壓力盤124和摩擦盤126，當(dāng)該摩擦盤和離合器活塞122一起受壓時彼此嚙合。
離合器汽缸120包括底部部分120a，該底部部分平行于第一支撐壁72的垂直部分72a延伸；徑向朝內(nèi)管狀部分120b，該徑向朝內(nèi)管狀部分連接到底部部分120a的徑向朝內(nèi)端，并在第一支撐壁72的外周緣安裝到第一支撐壁72的管狀部分72b；以及徑向朝外管狀部分120c，該徑向朝外管狀部分在底部部分120a的周緣一端上連接到底部部分120a。離合器汽缸120的徑向朝內(nèi)管狀部分120b在焊接部分160處被連接到形成在太陽輪軸92上的徑向凸出部分92a。因此，使得離合器汽缸120一體地與太陽輪軸92旋轉(zhuǎn)。
多個摩擦盤124用花鍵連接到離合器汽缸120的徑向朝外管狀部分120c的內(nèi)周緣壁上。進(jìn)一步，卡環(huán)128被固定在徑向朝外管狀部分120c的內(nèi)周緣壁上，該卡環(huán)在離合器汽缸120的開口部分內(nèi)，位于從最接近離合器汽缸120的開口部分的摩擦盤124的軸向朝外的位置。
同時，插入在多個摩擦盤124之間的多個摩擦盤126被用花鍵連接到離合器轂130的外圓周周緣，該離合器轂連接到第一輪架CA1的外周緣端，并且平行地朝著離合器活塞122軸向延伸到那里。徑向凸出彈簧嚙合板132被布置在離合器汽缸120的徑向朝內(nèi)管狀部分120b在離合器汽缸120的開口端部的外周緣壁上，位于離合器轂130不能朝著第一行星組24軸向移動的徑向朝內(nèi)區(qū)域中?；匚粡椈?34被插入在彈簧嚙合板132和離合器活塞122之間。
儲油器162被限定在離合器活塞122和離合器汽缸120的底部部分120a之間。分隔壁72內(nèi)部形成有油道164，致動油通過該油道被導(dǎo)入到儲油器162內(nèi)。即，第一油道164a在分隔壁72的徑向上形成在分隔壁72的垂直部分72a內(nèi)，使得致動油從箱體12的外部區(qū)域被供給。管狀部分72b形成有軸向延伸的與第一油道164a相通的第二油道164b，以及朝著離合器汽缸120的徑向朝內(nèi)管狀部分120b開口的徑向延伸的第三油道164c。另外，離合器汽缸120的徑向朝內(nèi)管狀部分120b還形成有與第三油道164c相通的油道166和到儲油器162的開口。
制動器轂(即，轂部件)136包括徑向朝內(nèi)管狀部分136a，該徑向朝內(nèi)管狀部分安裝到離合器汽缸120的徑向朝外管狀部分120c的外周緣上；連接部分136b，該連接部分的內(nèi)周緣端在與第一支撐壁72相對的區(qū)域中連接到徑向朝內(nèi)管狀部分136a的一端，并且徑向朝外延伸；徑向朝外管狀部分136c，該徑向朝外管狀部分具有一端部，該端部連接到連接部分136b的外周緣端，并且在與徑向朝內(nèi)管狀部分136a相反的方向上徑向延伸。徑向朝內(nèi)管狀部分136a在焊接部分168處被連接到離合器汽缸120的徑向朝外管狀部分120c，以與離合器汽缸120和制動器轂136一體地旋轉(zhuǎn)。
開關(guān)制動器B0包括上述制動器轂136、安裝到第一箱體12a內(nèi)的制動器汽缸138、容納在制動器汽缸138中的液壓制動缸活塞140和當(dāng)與液壓制動缸活塞140一起受力時彼此嚙合的多個朝內(nèi)定向的摩擦盤142和朝外定向的摩擦盤144。
第一支撐壁72的垂直部分72a的外圓周周緣端部(箱體12的端部)具有朝著開關(guān)制動器B0延伸的厚壁。第一箱體12a具有形成有花鍵齒146的內(nèi)圓周壁，該花鍵齒從靠近第一支撐壁72的垂直部分72a的開關(guān)制動器B0的端面延伸到制動器汽缸138面向第一支撐壁72的一側(cè)的端面。多個朝內(nèi)定向的摩擦盤142被用花鍵連接到花鍵齒146。另外，管狀間隔部件148被插入在多個朝內(nèi)定向的摩擦盤142中最內(nèi)的摩擦盤142和第一支撐壁72之間。同時，多個朝外定向的摩擦盤144被用花鍵連接到制動器轂136的徑向朝外管狀部分136c的外圓周周緣上。
制動器汽缸138與花鍵齒146的側(cè)面鄰接嚙合并被禁止在一個方向軸向移動。另外，固定到第一箱體12a的卡環(huán)150禁止制動器踏板138在另一方向軸向移動。制動器汽缸138具有開口端，彈簧嚙合板152朝著該開口端凸出以使得該制動器汽缸朝著第一支撐壁72軸向不可移動?；匚粡椈?54被插入在彈簧嚙合板152和液壓制動缸活塞140之間。
在本實(shí)施例中，如前所述，將發(fā)動機(jī)8的輸出分配到第一電動機(jī)M1和傳動部件18的動力分配機(jī)構(gòu)16設(shè)置有開關(guān)離合器C0和開關(guān)制動器B0，可操作為用作差速作用限制裝置。即，開關(guān)離合器C0和開關(guān)制動器B0選擇性地將動力分配機(jī)構(gòu)16置于用來運(yùn)轉(zhuǎn)差速作用的差速狀態(tài)，即，例如，用來使得電控?zé)o級變速器可在無級速比下操作的無級換檔狀態(tài)，以及使得差速作用不工作的非差速狀態(tài)，即，例如，用于在固定速比下運(yùn)轉(zhuǎn)的動力傳輸?shù)墓潭〒Q檔狀態(tài)，因此，在寬檔區(qū)內(nèi)實(shí)現(xiàn)動力傳動狀態(tài)。
此外，當(dāng)發(fā)動機(jī)8在高輸出區(qū)域運(yùn)轉(zhuǎn)時，動力分配機(jī)構(gòu)16被置于固定換檔狀態(tài)，這意味著無級換檔狀態(tài)在車輛在低/中狀態(tài)和在低/中輸出中運(yùn)轉(zhuǎn)的區(qū)域中實(shí)現(xiàn)。這將由第一電動機(jī)M1產(chǎn)生的電能的最大值最小化，即，從第一電動機(jī)M1傳送的電能。換句話說，由第一電動機(jī)M1承擔(dān)的電動反作用力可以減到最小，實(shí)現(xiàn)了第一電動機(jī)M1和第二電動機(jī)M2的小型化。
進(jìn)一步，兩個電動機(jī)M1和M2之間的空隙可以有效地利用為用于容納第一行星齒輪組24(即，差速單元)、開關(guān)離合器C0和開關(guān)制動器B0的空間。從而，驅(qū)動裝置10可以在結(jié)構(gòu)上最小化。特別地，在第一行星齒輪組24的外直徑側(cè)的空間可以利用為放置開關(guān)制動器B0的空間，使得驅(qū)動裝置10在軸向的尺寸減小。
進(jìn)一步，因?yàn)殚_關(guān)離合器C0和開關(guān)制動器B0由液壓型摩擦連接裝置組成，需要設(shè)置液壓通道以將致動油從液壓控制回路42供給到開關(guān)離合器C0和開關(guān)制動器B0。在該情況下，如果開關(guān)離合器C0和開關(guān)制動器B0彼此分開放置，由于綜合考慮到布置液壓通道的困難，至少開關(guān)離合器C0和開關(guān)制動器B0的其中一個變得遠(yuǎn)離液壓控制回路42。
另外，圖解的實(shí)施例設(shè)置有自動動力傳輸裝置20，該自動動力傳輸裝置由第一離合器C1或包括液壓型摩擦連接裝置的同類物組成，這在執(zhí)行在液壓控制回路42和液壓型摩擦連接裝置C0、B0、C1等之間部署液壓通道時引起問題。在本圖解的實(shí)施例中，然而，因?yàn)殚_關(guān)離合器C0和開關(guān)制動器B0都布置在兩個電動機(jī)M1、M2之間，使得自動動力傳輸裝置20的開關(guān)離合器C0、開關(guān)制動器B0和液壓型摩擦連接裝置放置得彼此相對靠近，以提供容易完成的液壓通道的布置。
相反地，在液壓制動缸活塞140對抗回位彈簧154的推進(jìn)力來壓迫摩擦盤142、144的情況下，面向間隔部件148的分隔壁72的表面用作鄰接面，用該面摩擦盤142、144通過間隔部件148進(jìn)入鄰接嚙合。因此，具有插入在它們之間的間隔部件148的分隔壁72和液壓制動缸活塞140將多個摩擦盤142、144壓迫進(jìn)入互相嚙合狀態(tài)。這中斷了通過離合器汽缸120連接到開關(guān)離合器B0的第一太陽輪S1的旋轉(zhuǎn)。第一太陽輪S1的此停止旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的反作用力被壓力盤142用花鍵連接的箱體12承受，并且不傳送到制動器汽缸138。
相反，如果制動器汽缸138朝著分隔壁72軸向延長，以支持壓力盤142成為彼此不可旋轉(zhuǎn)，隨同第一太陽輪S1的停止旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的反作用力也被傳送到制動器汽缸138。因此，制動器汽缸138的外周緣需要形成有防轉(zhuǎn)凹口(antirotation recess)，箱體12也需要形成有可與該防轉(zhuǎn)凹口嚙合的凸起。然而，在圖解的實(shí)施例中，隨同第一太陽輪S1的停止旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的反作用力沒有被傳送到制動器汽缸138。因此，沒有產(chǎn)生形成該防轉(zhuǎn)凹口和與該防轉(zhuǎn)凹口嚙合的凸起的需求。
在圖解的實(shí)施例中，如上所述，開關(guān)制動器B0選擇性地將驅(qū)動裝置10的第一行星齒輪組24置于可操作用為電動無級變速器的差速狀態(tài)，和致使差速狀態(tài)不可操作的鎖定狀態(tài)，使得動力傳動狀態(tài)在寬檔區(qū)內(nèi)執(zhí)行。另外，如果第一行星齒輪組24在高輸出運(yùn)轉(zhuǎn)中被置于鎖定狀態(tài)，差速裝置被操作為用作動力傳輸裝置，以在位于車輛的低/中速度運(yùn)轉(zhuǎn)和低/中輸出運(yùn)轉(zhuǎn)的區(qū)域中電動地改變換檔速比。這使得第一電動機(jī)M1產(chǎn)生的電能的最大值最小化，即，將從第一電動機(jī)M1傳送的電能。這使得第一電動機(jī)或包括這種電動機(jī)的驅(qū)動裝置10最小化。而且，支撐第一電動機(jī)M1的分隔壁72被利用為一部件，該部件使得開關(guān)制動器B0的多個摩擦盤142、144彼此受力。因此，不需要設(shè)置單獨(dú)的部件用來夾入到多個摩擦盤142、144之間，結(jié)果驅(qū)動裝置在軸向的尺寸減小。
在圖解的實(shí)施例中，進(jìn)一步，因?yàn)榈谝恍行驱X輪組24的外直徑區(qū)域中的空間被利用為放置開關(guān)制動器B0的空間，驅(qū)動裝置10在軸向的尺寸可以進(jìn)一步減小。
在圖解的實(shí)施例中，更進(jìn)一步，因?yàn)殚_關(guān)離合器C0的離合器汽缸120和制動器轂136通過焊接彼此成為一體，不需要應(yīng)用于制動器轂136使得其被置于軸向固定位置的推力軸承或墊圈等。這減少了組件的個數(shù)。同樣，當(dāng)推力軸承或墊圈位于具有高圓周速度的相對大的直徑區(qū)域時，沒有耐久力問題出現(xiàn)。
雖然本發(fā)明是參照附圖中所示的圖解實(shí)施例描述的，本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)為其他模式。
例如，在圖解的實(shí)施例中，驅(qū)動裝置10構(gòu)造為，使得動力分配機(jī)構(gòu)16能夠在差速狀態(tài)和非差速狀態(tài)之間切換，用于用作電動無級變速器的無級換檔狀態(tài)和用作分級變速器的分級換檔狀態(tài)。然而，在無級換檔狀態(tài)和分級換檔狀態(tài)之間的切換實(shí)現(xiàn)為將動力分配機(jī)構(gòu)16置于差速狀態(tài)和非差速狀態(tài)之中的一種模式。即使，例如，當(dāng)被置于差速狀態(tài)，動力分配機(jī)構(gòu)16可以安排為換檔速比可變化的分級變速器，不是連續(xù)模式而是分級模式。換句話說，驅(qū)動裝置10(動力分配機(jī)構(gòu)16)的差速狀態(tài)/非差速狀態(tài)和無級換檔狀態(tài)/分級換檔狀態(tài)不需要一一對應(yīng)。驅(qū)動裝置10不必要形成能夠在分級換檔狀態(tài)和無級換檔狀態(tài)之間切換的結(jié)構(gòu)。
在圖解的實(shí)施例中的動力分配機(jī)構(gòu)16中，第一輪架CA1被固定到發(fā)動機(jī)8，第一太陽輪S1被固定到第一電動機(jī)M1，第一齒圈R1被固定到傳動部件18。然而，該連接布置不是必須的，發(fā)動機(jī)8、第一電動機(jī)M1和傳動部件18被分別固定到第一行星齒輪組24的三個部件CA1、S1和R1中的一個。
在圖解的實(shí)施例中，盡管發(fā)動機(jī)8被直接連接到驅(qū)動裝置的輸入軸14，它也可以通過齒輪、帶子等被操作連接到驅(qū)動裝置的輸入軸14，并不需要同軸地布置到那里。
在圖解的實(shí)施例中，第一電動機(jī)M1和第二電動機(jī)M2與驅(qū)動裝置的輸入軸14同軸地布置，第一電動機(jī)M1被固定到第一太陽輪S1，第二電動機(jī)M2被固定到傳動部件18。然而，該布置不是必須的。例如，第一電動機(jī)M1可以通過齒輪、帶子等被固定到第一太陽輪S1，并且第二電動機(jī)M2被固定到傳動部件18。
盡管動力分配機(jī)構(gòu)16設(shè)置有開關(guān)離合器C0和開關(guān)制動器B0，動力分配機(jī)構(gòu)16并不需要兩個都設(shè)置，可以僅設(shè)置開關(guān)離合器C0和開關(guān)制動器B0中的一個。盡管開關(guān)離合器C0選擇性地將太陽輪S1和輪架CA1彼此連接，它可以選擇性地將太陽輪S1和齒圈R1彼此連接，或?qū)⑤喖蹸A1和齒圈R1彼此連接。本質(zhì)上，開關(guān)離合器C0大體連接第一行星齒輪組24的三個部件中的任意兩個。
在本實(shí)施例中的開關(guān)離合器C0被嚙合以在驅(qū)動裝置10中確定空檔位“N”，但是空檔位不需要通過開關(guān)離合器的嚙合來確定。
例如開關(guān)離合器C0和開關(guān)制動器B0的液壓型摩擦連接裝置可以是磁粉(magnetic-power)型、電磁型或機(jī)械型連接裝置，例如磁粉(磁粉)離合器、電磁離合器和嚙合型牙嵌式離合器(dog clutch)。同樣，當(dāng)利用濕式和多盤型摩擦連接裝置時，可以設(shè)置用于消減離心油壓力的消減室(cancel chamber)。
在圖解的實(shí)施例中，進(jìn)一步，當(dāng)分級型自動動力傳輸裝置20被布置在動力傳輸路徑中時，該動力傳輸路徑位于用作動力分配機(jī)構(gòu)16的輸出部件的傳動部件18和驅(qū)動輪38之間，其他類型的動力傳送裝置，例如，無級變速器(CVT)可以設(shè)置或可以不必設(shè)置。在該無級變速器(CVT)的情況下，動力分配機(jī)構(gòu)16被置于固定速度換檔狀態(tài)并且總體上在分級切換狀態(tài)下作用。這里使用的術(shù)語“分級切換狀態(tài)”指的是動力傳送主要通過機(jī)械傳輸路徑而不是利用電氣路徑實(shí)現(xiàn)的狀態(tài)。
在可選的實(shí)施例中，無級變速器可以配置為預(yù)先存儲對應(yīng)于無級變速器的檔位的多個固定速比，以能利用該多個固定的速比來執(zhí)行齒輪換檔。而且，在設(shè)置有分級型自動動力傳輸裝置的情況下，該分級型自動動力傳輸裝置的結(jié)構(gòu)不特別限制于圖解實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)，并且對行星齒輪組的個數(shù)、檔位的個數(shù)以及是否離合器C和制動器B選擇性地連接到例如行星齒輪組的組成部件沒有特殊的限制。
在圖解的實(shí)施例中，盡管驅(qū)動裝置10包括用于混合車輛的驅(qū)動裝置，在該驅(qū)動裝置中，驅(qū)動輪38除了由發(fā)動機(jī)8驅(qū)動外，還由第一電動機(jī)M1或第二電動機(jī)M2的扭矩驅(qū)動。本發(fā)明甚至還可以應(yīng)用于一種車輛的驅(qū)動裝置，在該驅(qū)動裝置中，動力分配機(jī)構(gòu)16僅具有稱為電動CVT的無級變速器的功能，在該電動CVT中沒有執(zhí)行混合動力控制。
更進(jìn)一步，圖解的實(shí)施例中的動力分配機(jī)構(gòu)16可以包括差速齒輪組，其中，例如，可和電動機(jī)一起驅(qū)動旋轉(zhuǎn)的小齒輪和與該小齒輪嚙合的一對錐齒輪可操作連接到第一電動機(jī)M1和第二電動機(jī)M2。
而且，雖然圖解的實(shí)施例中的動力分配機(jī)構(gòu)16由一組行星齒輪組構(gòu)成時，該動力分配機(jī)構(gòu)可以包括多于兩個的行星齒輪組，所述行星齒輪組用作在固定換檔狀態(tài)中具有多于三個階段的動力傳輸裝置。
進(jìn)一步，雖然圖解的實(shí)施例設(shè)置有自動動力傳輸裝置20，該自動動力傳輸裝置20包括三個行星齒輪組26、28、30。代替這些組件，可以設(shè)置專利文獻(xiàn)1中公開的包括一個行星齒輪組的減速機(jī)構(gòu)。更進(jìn)一步，即使在設(shè)置了自動動力傳輸裝置的情況下，自動動力傳輸裝置的結(jié)構(gòu)不限于圖解的實(shí)施例中的所述結(jié)構(gòu)，并且對行星齒輪組的個數(shù)、檔位個數(shù)和以及離合器C和制動器B是否選擇性地連接到例如行星齒輪組的組成部件沒有特殊的限制。
同樣，所描述的具體的布置完全表示了一個圖解的實(shí)施例，并且根據(jù)本技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員的知識，本發(fā)明可以進(jìn)行多種修改和改進(jìn)。
權(quán)利要求
1.一種用于車輛的驅(qū)動裝置，該驅(qū)動裝置具有差速裝置，通過該差速裝置驅(qū)動動力源的輸出被分配到第一電動機(jī)和傳動部件；以及第二電動機(jī)，其布置在所述傳動部件和驅(qū)動輪之間，所述驅(qū)動裝置包括差速作用限制裝置，該差速作用限制裝置選擇性地將所述差速裝置切換到差速狀態(tài)和鎖定狀態(tài)；及所述差速裝置和所述差速作用限制裝置被布置在第一電動機(jī)和第二電動機(jī)之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于車輛的驅(qū)動裝置，進(jìn)一步包括用來可旋轉(zhuǎn)地支撐第一電動機(jī)轉(zhuǎn)子的支撐部件；所述差速裝置包括三個旋轉(zhuǎn)部件，該三個旋轉(zhuǎn)部件包括連接到驅(qū)動動力源的第一旋轉(zhuǎn)部件、連接到第一電動機(jī)的第二旋轉(zhuǎn)部件和連接到傳動部件的第三旋轉(zhuǎn)部件；所述差速作用限制裝置包括離合器，所述三個旋轉(zhuǎn)部件中的兩個旋轉(zhuǎn)部件通過該離合器彼此連接；及所述離合器被放置在所述支撐部件的與第一電動機(jī)相對的一側(cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于車輛的驅(qū)動裝置，其特征在于，所述差速裝置包括三個旋轉(zhuǎn)部件，該三個旋轉(zhuǎn)部件包括連接到驅(qū)動動力源的第一旋轉(zhuǎn)部件、連接到第一電動機(jī)的第二旋轉(zhuǎn)部件和連接到所述傳動部件的第三旋轉(zhuǎn)部件，所述差速作用限制裝置包括制動器，第二旋轉(zhuǎn)部件通過該制動器被連接到非旋轉(zhuǎn)部件；及所述制動器被放置在所述差速裝置的徑向朝外區(qū)域中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于車輛的驅(qū)動裝置，其特征在于，所述差速裝置包括三個旋轉(zhuǎn)部件，該三個旋轉(zhuǎn)部件包括連接到驅(qū)動動力源的第一旋轉(zhuǎn)部件、連接到第一電動機(jī)的第二旋轉(zhuǎn)部件和連接到所述傳動部件的第三旋轉(zhuǎn)部件；所述差速作用限制裝置包括離合器，所述三個旋轉(zhuǎn)部件中的兩個旋轉(zhuǎn)部件通過該離合器彼此連接；以及制動器，第二旋轉(zhuǎn)部件通過該制動器被連接到非旋轉(zhuǎn)部件；及離合器和制動器都包括液壓型摩擦連接裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于車輛的驅(qū)動裝置，進(jìn)一步包括齒輪裝置，該齒輪裝置包括布置在第二電動機(jī)和驅(qū)動輪之間的液壓型摩擦連接裝置。
6.一種用于車輛的驅(qū)動裝置，該驅(qū)動裝置具有差速裝置，通過該差速裝置驅(qū)動動力源的輸出被分配到電動機(jī)和傳動部件，該驅(qū)動裝置包括分隔壁，該分隔壁設(shè)置在箱體中以將該箱體內(nèi)部分隔為多個腔室；制動器，該制動器包括多個摩擦盤和用于壓迫該多個摩擦盤彼此連接的活塞，該制動器用來將形成所述差速裝置的旋轉(zhuǎn)部件連接到非旋轉(zhuǎn)部件；及當(dāng)活塞朝著所述分隔壁移動，所述活塞和分隔壁對所述多個摩擦盤施壓到連接狀態(tài)中。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于車輛的驅(qū)動裝置，其特征在于，所述制動器放置在所述差速裝置的徑向朝外區(qū)域中。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的用于車輛的驅(qū)動裝置，其特征在于，所述分隔壁用作旋轉(zhuǎn)地支撐所述電動機(jī)。
9.一種用于車輛的驅(qū)動裝置，該驅(qū)動裝置具有差速裝置，通過該差速裝置驅(qū)動動力源的輸出被分配到電動機(jī)和傳動部件，該驅(qū)動裝置包括制動器，該制動器包括彼此嚙合的多個摩擦盤和支撐所述多個摩擦盤的部分以使所述多個摩擦盤的部分彼此不相對旋轉(zhuǎn)的轂部件，該制動器用來將形成所述差速裝置的旋轉(zhuǎn)部件連接到非旋轉(zhuǎn)部件；離合器，該離合器包括彼此嚙合的多個摩擦盤；對該多個摩擦盤施壓的活塞；和汽缸部件，該汽缸部件用于容納所述活塞并且可操作用來使形成所述差速裝置的旋轉(zhuǎn)部件中的至少兩個旋轉(zhuǎn)部件彼此連接，所述至少兩個旋轉(zhuǎn)部件包括和所述制動器一起連接到非旋轉(zhuǎn)部件的旋轉(zhuǎn)部件；及所述離合器的汽缸部件和所述制動器的轂部件通過焊接成為一體。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的用于車輛的驅(qū)動裝置，其特征在于，所述分隔壁包括液壓通道，致動油通過該液壓通道被供給到所述離合器的活塞。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的用于車輛的驅(qū)動裝置，其特征在于，所述制動器放置在所述差速裝置的徑向朝外區(qū)域中。
12.根據(jù)權(quán)利要求6到11中任意一項所述的用于車輛的驅(qū)動裝置，進(jìn)一步包括可操作地連接到位于所述傳動部件和所述驅(qū)動輪之間的動力傳輸路徑的第二電動機(jī)；所述差速裝置和所述制動器形成無級換檔部分，用作電動無級變速器；及當(dāng)松開所述制動器，所述無級換檔部分被置于差速狀態(tài)以被操作為電動無級變速器，并且當(dāng)嚙合所述制動器，無級換檔部分的差速作用被鎖定。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種可獲得最小化的車輛驅(qū)動裝置。通過第一行星齒輪組(差速裝置)24將驅(qū)動動力源的輸出分配到第一電動機(jī)M1和傳動部件18，并且開關(guān)離合器C0和開關(guān)制動器B0可操作用來選擇性地將第一行星齒輪組24置于用作電力無級變速器的差速狀態(tài)和鎖定狀態(tài)，所述第一行星齒輪組24及所述開關(guān)離合器C0和開關(guān)制動器B0被布置在第一電動機(jī)M1和第二電動機(jī)M2之間。這使得動力傳動狀態(tài)在寬檔區(qū)內(nèi)執(zhí)行。另外，因?yàn)榈谝恍行驱X輪組24在發(fā)動機(jī)的高輸出區(qū)域下被設(shè)定為鎖定狀態(tài)，以將發(fā)動機(jī)的輸出主要通過機(jī)械動力傳輸路徑傳送到驅(qū)動輪，所以可以減少由第一電動機(jī)M1承擔(dān)的電動反作用力，使得第一電動機(jī)M1最小化。進(jìn)一步，兩個電動機(jī)M1和M2之間的空隙被用來作為容納第一行星齒輪組24、開關(guān)離合器C0和開關(guān)制動器B0的空間，從而使驅(qū)動裝置10最小化。
文檔編號F16H57/023GK101031445SQ20058003271
公開日2007年9月5日 申請日期2005年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月27日
發(fā)明者宮崎光史, 田端淳, 多賀豐 申請人:豐田自動車株式會社