专利名称：混合驱动装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种同时载置有发动机(燃烧发动机)和旋转电机的混合动力车的驱动装置，特别涉及一种利用2个旋转电机和2个差速齿轮装置改变驱动模式的驱动装置。
背景技术：
已有的2马达式分离形混合驱动装置中，作为在混合动力车辆中与发动机连接搭载的驱动装置，采用2个旋转电机(本说明书中为了方便起见，称为马达或马达发电机)和2个差速齿轮装置，通过2个结合元件的结合、释放来控制差速齿轮装置，与车辆行驶状态相对应而切换3-4元件(参照专利文献1)。该驱动装置在车辆低速行驶时，可以实现3元件的减速模式，在高速行驶时，可以实现4元件的直连模式。
专利文献1美国专利申请公开第2002/0142876号说明书。
但是，上述专利文献1所述的驱动装置的动作特性如图12所示，在3元件的减速模式(3Lo)时，牵引一方的马达的输出Pmg1和承受其反作用力的另一方的马达的输出Pmg2之间相互抵消的关系随着车速直线增减，而在4元件的直连模式(4Hi)时，这些关系相对于车速呈曲线变化，牵引一方马达的输出的增加率随着车速的增加而变大。由于这种关系，上述专利文献1所述的驱动装置在4元件直连模式时，存在如下问题。
1、再生时，由于1个马达处于再生状态、另一个马达处于牵引状态，将大于减速能量的电力进行电能变换，因此能量回收效率差。
2、在高车速、低驱动力区域(负混合区域)，电力变换率增大，传送效率差。
发明内容
本发明的目的在于，通过追加1个摩擦结合元件，在3元件的减速模式和4元件的直连模式上，再追加1个3元件的直连模式，从而解决上述问题。
为达到上述目的，本发明的混合驱动装置的基本构成为，具有接受发动机的驱动力的输入部件12、向车轮输出驱动力的输出部件19、第1旋转电机MG1及第2旋转电机MG2、至少有3个齿轮元件的第1差速齿轮装置P1及第2差速齿轮装置P2、至少有3个的第1-第3摩擦结合元件C-1、C-2、B-1，其中上述第1差速齿轮装置的3个齿轮元件分别与上述输入部件、第1旋转电机、及第2旋转电机连接，上述第2差速齿轮装置的1个齿轮元件与上述输出部件连接，通过上述第1-第3摩擦结合元件的选择结合，将上述输出部件与上述第2差速齿轮装置直连，从而实现包括非减速输出在内的多种输出模式。具体来说，上述第1差速齿轮装置的3个齿轮元件分别与上述输入部件、第1旋转电机、及第2旋转电机连接，上述第2差速齿轮装置的3个齿轮元件分别与上述输出部件、第3摩擦结合元件B-1、及第2旋转电机连接，上述第2差速齿轮装置中与上述第3摩擦结合元件结合的齿轮元件通过上述第1摩擦结合元件C-1与除去与上述第2差速齿轮装置直接连接的齿轮元件之外的上述第1差速齿轮装置中的任一齿轮元件连接，而且上述第2差速齿轮装置中的任意2个齿轮元件通过第2摩擦结合元件C-2相互连接。
该结构中的上述第3摩擦结合元件通过其结合使上述第2旋转电机MG2的转速减速。还有，上述第2摩擦结合元件通过其结合使上述输出部件和第2旋转电机以相同转速进行旋转。
该混合驱动装置中，当上述输出部件旋转、且上述第1旋转电机MG1的转速大约为0时，通过解除上述第3摩擦结合元件的结合、使上述第1摩擦结合元件结合，进行3元件和4元件的模式切换。还有，当上述输出部件旋转、且上述输入部件、输出部件、第1旋转电机、及第2旋转电机中至少有2个的转速大致相同时，通过解除上述第1摩擦结合元件的结合，使上述第2摩擦结合元件结合，进行4元件和3元件的模式切换。还有，上述第1及第2差速齿轮装置通过上述第1摩擦结合元件的结合，成为具有4个自由度的齿轮装置，该具有4个自由度的齿轮装置的各个齿轮元件分别与上述输入部件、输出部件、第1旋转电机、及第2旋转电机连接。
还有，上述结构中的与上述第1旋转电机连接的第1差速齿轮装置的齿轮元件可以与通过上述第1摩擦结合元件连接于上述第2差速齿轮装置中的第3摩擦结合元件的齿轮元件相连接。或者，上述第1差速齿轮装置中与输入部件连接的齿轮元件可以与通过上述第1摩擦结合元件连接于上述第2差速齿轮装置中的第3摩擦结合元件的齿轮元件相连接。
根据上述本发明，利用高车速时3元件的直连模式进行行驶，可以提高再生时的减速能量回收效率，同时提高负混合区域的效率。还有，与只有3元件的减速模式和直连模式的2个模式的情况相比，可以通过降低第1旋转电机的输出来实现小型化。
图1为表示本发明第1实施例的驱动装置的齿轮系的原理图。
图2为表示实现齿轮系各模式时的摩擦结合元件的结合、解除的结合图表。
图3为表示齿轮系各模式的动作的速度线图。
图4为表示驱动装置的与车速对应的输入速度、马达转矩以及马达输出的关系图。
图5为模式切换图。
图6为将表示本发明其他实施例的一系列齿轮系及其各结构元件的连接关系及动作的速度线图组合在一起进行说明的图。
图7为将表示其他一系列齿轮系及其各结构元件的连接关系及动作的速度线图组合在一起进行说明的图。
图8为将表示另外其他一系列齿轮系及其各结构元件的连接关系及动作的速度线图组合在一起进行说明的图。
图9为将表示别的类型的一系列齿轮系及其各结构元件的连接关系及动作的速度线图组合在一起进行说明的图。
图10为将表示别的类型的其他一系列齿轮系及其各结构元件的连接关系及动作的速度线图组合在一起进行说明的图。
图11为将表示别的类型的另外其他一系列齿轮系及其各结构元件的连接关系及动作的速度线图组合在一起进行说明的图。
图12为表示过去的驱动装置的车速与马达输出的关系的图。
图中12-输入轴(输入部件)，19-输出轴(输出部件)，MG1-马达发电机(第1旋转电机)，MG2-马达(第2旋转电机)，P1-3元件用行星齿轮(第1差速齿轮装置)，P2-减速用行星齿轮(第2差速齿轮装置)，S1、S2-太阳轮(齿轮元件)，C1、C2-行星架(齿轮元件)，R1、R2-齿圈(齿轮元件)，C-1-离合器(第1摩擦结合元件)，C-2-离合器(第2摩擦结合元件)，B-1-制动器(第3摩擦结合元件)。
具体实施例方式
采用本发明的驱动装置中，希望与第2旋转电机连接的第1差速齿轮装置的齿轮元件通过第1摩擦结合元件与第2差速齿轮装置的连接第3摩擦结合元件的齿轮元件相结合。通过这种结构，在从3元件模式切换到4元件模式时，可以在第1旋转电机的转速处于0的状态下进行模式切换，包括从4元件模式切换到3元件模式在内的任意模式切换时，可以在要结合的摩擦结合元件的摩擦材料没有转速差的状态下进行变速，因此可以减少变速冲击，减少摩擦材料的热负荷。
(第1实施例)以下，结合附图对本发明的实施例进行说明。图1为表示采用本发明的驱动装置的齿轮系的原理图。如图所示，该驱动装置为用于前置发动机-后轮驱动车辆的纵置式，通过带有飞轮衰减装置的驱动板11连接到发动机输出轴。驱动装置的1个轴上，从发动机连接侧起，配置有马达发电机MG1、第1差速齿轮装置P1、马达MG2、第2差速齿轮装置P2，并收容在同一驱动装置壳体内。作为3个摩擦结合元件的制动器B-1、离合器C-1、及离合器C-2与第2差速齿轮装置相邻配置。
在该齿轮系中，接受发动机的驱动力的输入部件为输入轴12，向车轮输出驱动力的输出部件为输出轴19，第1旋转电机为马达发电机MG1，第2旋转电机为马达MG2，至少有3个齿轮元件的第1差速齿轮装置为双小齿轮行星齿轮(下面在本实施例中称为3元件用行星齿轮)P1，同样第2差速齿轮装置为双小齿轮行星齿轮(下面在本实施例中称为减速用3元件用行星齿轮)P2。3元件用行星齿轮P1的3个齿轮元件分别与输入轴12、马达发电机MG1、及马达MG2连接，减速用行星齿轮P2的3个齿轮元件分别与输出轴19、制动器B-1、及3元件用行星齿轮P1的连接马达MG2的齿轮元件连接。减速用行星齿轮P2的连接制动器B-1的齿轮元件通过离合器C-1与除去与3元件用行星齿轮P1的齿轮元件直接连接的齿轮元件之外的任一齿轮元件连接，而且减速用行星P2的任意2个齿轮元件通过离合器C-2相互连接。
3元件用行星齿轮P1由太阳轮S1、相互啮合并且一个与太阳轮S1啮合的小齿轮、支撑这些小齿轮并使其自由旋转的行星架C1、与另一个小齿轮啮合的齿圈R1组成，齿圈R1作为输入元件与输入轴12连接，行星架C1作为与马达发电机MG1的转子轴14和中间轴13连接的一个差速旋转元件，太阳轮S1作为与马达MG2的转子轴15连接的另一个差速旋转元件。
减速用行星齿轮P2由太阳轮S2、相互啮合并且一个与太阳轮S2啮合的小齿轮、支撑这些小齿轮并使其自由旋转的行星架C2、与另一个小齿轮啮合的齿圈R2组成，齿圈R2作为输出元件与输出轴19连接。该减速用行星齿轮P2的太阳轮S2通过转子轴15与3元件用行星齿轮P1的太阳轮S1连接，同时通过离合器C-2与行星架C2连接。该行星架C2通过离合器C-1与中间轴13连接，同时可以通过制动器B-1固定在驱动装置壳体10上。
上述各轴中，转子轴14为内部穿有输入轴12的中空轴，外周通过前后一对的轴承被驱动装置壳体10的支架所轴支撑。同样，转子轴15也为内部穿有中间轴13的中空轴，外周通过前后一对的轴承被驱动装置壳体10的支架所轴支撑。输入轴12的外周通过前后一对的轴承被转子轴14的内周所轴支撑，因此输入轴12通过转子轴14所支撑。同样，中间轴13的外周通过前后一对的轴承被转子轴15的内周所轴支撑，因此中间轴13通过转子轴15所支撑。输出轴19的外周在驱动装置壳体10的后壁处通过轴承被支撑。图1中的符号●表示上述各轴承。
通过上述结构的驱动装置，对于上述3个摩擦结合元件，如图2的结合图表所示，利用制动器B-1的结合实现3元件低(Lo)模式，利用离合器C-1的结合实现4元件模式，利用离合器C-2的结合实现3元件高(Hi)模式。还有，该图表中，○表示结合，×表示释放。接着，说明各模式时的动作。
(1)3元件低模式该模式为发动机启动、电动机行驶以及起动加速时的模式，通过制动器B-1的结合，将减速用行星齿轮P2的行星架C2固定在驱动装置壳体10上，从而实现该模式。在该模式中，马达MG2驱动减速用行星齿轮P2的太阳轮S2进行牵引，行星架C1通过制动器B-1的结合被固定，齿圈R2的旋转输出到输出轴19。此时的状态如图3的速度线图的左侧的第1模式3元件(Lo)所示。此时，如果齿圈连接的发动机的转速为一定、太阳轮连接的马达(MG2输出驱动力的一侧的旋转电机)的转速为上升时，根据上述3元件用行星齿轮侧的差速关系，行星架连接的马达发电机(MG1承受发动机的反力转矩的一侧的旋转电机)的转速则为下降(图中向下虚线箭头所示)。此时，在减速用行星齿轮侧，随着太阳轮连接的马达转速的上升，由于制动器结合产生的行星架固定的反力支撑，输出来自齿圈的减速旋转。因此，在该模式中，随着马达(MG2)的转速的上升，输出(OUT)转速连续上升。图中○内的数字1-3简单表示上升过程的阶段。其中，○内的3表示的输出转速为马达发电机(MG1)的转速下降到0时的获得的转速。
(2)4元件模式该模式为通常行驶时的模式，通过离合器C-1的结合，使3元件用行星齿轮P1的行星架C1和减速用行星齿轮P2的行星架C2连接，将3元件用行星齿轮P1的差速旋转输入到减速用行星齿轮P2的行星架C2，将马达MG2的旋转输入到太阳轮S2，从而实现该模式。在该模式中，以发动机的旋转为基准，通过降低马达MG2的转速，齿圈R2的旋转随着马达发电机(MG1)的转速的上升而上升，该齿圈R2的旋转输出到输出轴19。此时的状态如图2的速度线图的中央的第2模式4元件所示。此时，如果发动机的转速为一定、马达(MG2)的转速相对于前面的模式的3速而下降(图中朝下箭头所示)，随着马达发电机(MG1)的转速的上升(图中向上的虚线箭头所示)，输出(OUT)转速连续上升。此时，图中○内的数字3-5也表示上升过程的阶段。其中，○内的5表示的输出转速为发动机(Eng.)、马达发电机(MG1)及马达(MG2)的转速全部相同时获得的转速。
(3)3元件高模式该模式为具有本发明特征的模式，为正常行驶和再生的模式。在该模式时，离合器C-2结合，减速用行星齿轮P2的太阳轮S2和行星架C2处于同速旋转状态，这样减速用行星齿轮P2的3元件处于一体化旋转的直连状态。因此，此时通过牵引马达MG2，从齿圈R2输出到输出轴19的旋转成为马达MG2的旋转。此时的状态如前面图2的速度线图的右侧的第3模式3元件(Hi)所示。此时的输出(OUT)也连续上升，但其上升速度用○内的数字5-8表示。在该模式中，根据3元件用行星齿轮的差速关系，马达发电机(MG1)的转速随着马达MG2的转速的上升(图中向上箭头所示)而下降(图中向下虚线箭头所示)，在○内的7所示的输出转速时变为0转速，而在○内的8所示的输出转速时变为反向旋转。
图4表示上述3个模式的相对于车速的输入转速、马达转矩及马达输出的关系。在2个纵向点线区分的3个区域中的左侧表示的第1模式(3元件低模式)中，发动机转速Ne为一定时，从前面所述的关系，MG2的转速Nmg2从0开始，随着车速的上升，以一定的斜率一直上升到超过发动机转速。而MG1的转速Mng1则相反，从高于发动机转速的状态以一定的斜率一直降到低于发动机转速的旋转。根据该关系，输出转速No从0转速以一定的斜率上升到发动机转速附近。还有，对于马达转矩，MG2的转矩Tmg2随着车速的增加而减少，但降低率逐渐减小。而MG1的转矩Tmg1则维持一定值。因此，对于马达输出，MG2的输出Pmg2随着车速的上升以一定的斜率下降到0，而MG1的输出Pmg1则相反，随着车速的上升以一定的斜率上升到0。
还有，在由夹在2个纵向点线之间的中央区域所示的第2模式(4元件)中，同样，发动机转速Ne为一定，MG2的转速Nmg2从某一值开始随着车速的上升以一定斜率下降，从而与发动机转速相等。与此相反，MG1的转速Nmg1从低于发动机转速的状态以一定斜率增加至等于发动机转速。还有，对于马达转矩而言，MG2的转矩Tmg2随着车速增加而减少，但减小率降低。MG1的转矩Tmg1与MG2的转矩Tmg2一样出现减少的趋势，但数值高于Tmg2。对于马达输出而言，MG1的输出Pmg1的上升率随着车速的上升而减小，而MG2的输出Pmg2的下降率随着车速的上升而减小。
另外，2个纵向点线隔开的右侧区域所示的第3模式(3元件高模式)中，同样，发动机转速Ne为一定，MG2的转速Nmg2从发动机转速开始随着车速的上升以一定斜率上升。与此相反，MG1的转速Nmg1从发动机转速开始，以一定斜率降低。还有，对于马达转矩而言，MG2的转矩Tmg2随着车速增加而减少，但减小率降低。MG1的转矩Tmg1则维持一定值。对于马达输出而言，MG2的输出Pmg2从某一值开始随着车速的上升而以一定斜率下降，最后经过0变为再生状态。与此相反，MG1的输出Pmg1从再生状态的某一值开始，随着车速的上升以一定斜率上升，最后经过0变为牵引状态。
(4)模式切换上述各模式的切换如图5的切换图所示。该切换图的横轴为车速，纵轴为作为驱动力的切换点。如图所示，作为上述3元件低模式，启动加速时为低转速高转矩状态。在需要低驱动力的状态，如图粗实线的切换点所示，在低速及早切换为4元件模式及3元件高模式，所需驱动转矩越大，切换点则越向高速侧移动。图中细线表示典型的变速过程，该过程中的输出转速参照前面的图3，包括输出速度1-3的区域为3元件低模式，包括输出速度3-5的区域为4元件模式，包括输出速度5-8的区域为3元件高模式。在输出速度3和输出速度5，进行模式切换。该切换中，从3元件低模式切换到4元件模式时，使制动器B-1释放、离合器C-1结合，即进行所谓两摩擦结合元件转换。此时，从前面图3所示的速度变化和图4的特性曲线可知，马达发电机MG1的转速为0，在3元件低模式，由于制动器B-1的制动而处于停止旋转状态的行星架C2和中间轴13的旋转也均为0，连接这些部件的离合器C-1在停止旋转的状态下进行结合。因此，利用这一特性，可以在离合器摩擦部件没有转速差的状态下进行转换，从而可以减少变速冲击，并可以减少摩擦部件的热负荷。接着，从4元件模式(4)切换到3元件高模式(3Hi)时，从前面的图4的特性曲线可知，输出转速No、发动机转速Ne、MG1的转速Nmg1、和MG2的转速Nmg2全部相等。该切换使离合器C-1释放、离合器C-2结合，即进行所谓离合器相互转换。通过该特性，可以在离合器摩擦部件没有转速差的状态下进行转换，此时也可以减少变速冲击，并可以减少摩擦部件的热负荷。
如上所述，在该实施例中，利用离合器C-2的结合连接减速用行星齿轮P2的2个齿轮元件，从而可使减速用行星齿轮P2处于直连状态，因此通过该直连状态，在高车速时利用3元件的直连模式进行行驶，从而提高再生时的减速能量回收效率，同时提高负混合区域的效率。还有，与过去的只有3元件的减速模式和直连模式的2个模式的情况相比，减轻了牵引所需的马达输出，能够实现马达的小型化。另外，从3元件低模式切换到4元件模式时以及从4元件模式切换到3元件高模式时，可以在离合器没有旋转差的状态下进行变速，从而可以减少变速冲击，并可以减少摩擦部件的热负荷。
(第2实施例)接着，参照6-11，表示本发明能够适用的各种齿轮系的例子。这些例子中的图6-图8所示例为以前面开头介绍的现有技术的齿轮系为基本进行变更的例子，图9-图11所示例为与此不同的新形式的齿轮系的各种变更例。
首先，如图6(A)所示，2个差速齿轮装置均为单小齿轮型，其间配置第1旋转电机MG1，在输出侧的轴端配置第2旋转电机MG2，第2摩擦结合元件(离合器)C-2连接第2差速齿轮装置(减速用行星齿轮)P2的太阳轮和行星架，而从行星架进行输出。该齿轮系中的3元件用、减速用两行星齿轮P1、P2和马达MG1、发动机E/G、输出OUT以及马达发电机MG2的连接关系在图的左侧图表化而与速度线图一起表示。图表中的横列表示2个行星齿轮P1、P2的齿轮元件，纵列表示它们之间的连接关系。还有，图6-图8中，最左列所示的元件的连接为直连，最右列所示的元件的连接为通过第1摩擦结合元件(离合器)C-1连接。图9-图11中，最右列所示的元件的连接为直连，最左列所示的元件的连接为与马达MG1连接，左起第2列所示元件的连接为通过离合器C-1与发动机E/G连接。还有，该例中，MG2(马达发电机)连接的P2(减速用行星齿轮)的S(太阳轮)与P1(3元件用行星齿轮)的R(齿圈)为直连，E/G(发动机)与P1的C(行星架)连接，OUT(输出)与P2的C(行星架)连接，MG1(马达)连接的P2的R(齿圈)和P1的S(太阳轮)通过C-1(离合器)连接。这种表示方法在后述的所有的实施例中均相同。还有，该例中，与前面的实施例不同的是，减速用行星齿轮P2的齿圈与制动器B-1连接而作为反力元件，轴端配置有马达发电机MG2，输入输出不为同轴，成为适合FF车的平行轴的反转齿轮输出(OUT)。
图6(B)所示例中，第1差速齿轮装置为双小齿轮行星齿轮，第2差速齿轮装置为单小齿轮行星齿轮。此时，第2摩擦结合元件(离合器)C-2为与减速用行星齿轮P2的太阳轮和行星架连接，从行星架进行输出。该例中，虽然减速用行星齿轮P2的齿圈与制动器B-1连接而作为反力元件，但是由于3元件用、减速用两行星齿轮P1、P2之间配置有第2旋转电机(马达发电机)MG2和第1旋转电机(马达)MG1，从而可以从减速用行星齿轮P2进行同轴输出，成为既能用于输入输出同轴的FR车、也能用于FF车的输出(OUT)。
下面同样可以根据第1差速齿轮装置及第2差速齿轮装置的形式、与其对应的两旋转电机的配置及连接关系、利用第2摩擦结合元件连接的齿轮元件的选择，构成各种齿轮系。为了避免冗余，下面各实施例均采用相同的表示方法，仅说明图表上不能表示的配置关系、差速齿轮装置的形式及连接关系。
图6(C)所示例中，第1差速齿轮装置P1与第2差速齿轮装置P2均为单小齿轮行星齿轮，第2差速齿轮装置P2的太阳轮和行星架通过第2摩擦结合元件C-2连接。此时，第2差速齿轮装置P2的齿圈为与第3摩擦结合元件B-1连接的制动元件。
图6(D)所示例中，第1差速齿轮装置P1为单小齿轮行星齿轮，第2差速齿轮装置P2为双小齿轮行星齿轮，第2差速齿轮装置P2的太阳轮和齿圈通过第2摩擦结合元件C-2连接。此时，第2差速齿轮装置P2的行星架为与第3摩擦结合元件B-1连接的制动元件。
图6(E)所示例中，第1差速齿轮装置P1为单小齿轮行星齿轮，第2差速齿轮装置P2为双小齿轮行星齿轮，第2差速齿轮装置P2的行星架和齿圈通过第2摩擦结合元件C-2连接。此时，第2差速齿轮装置P2的太阳轮为与第3摩擦结合元件B-1连接的制动元件。
图6(F)所示例中，第1差速齿轮装置P1为双小齿轮行星齿轮，第2差速齿轮装置P2为单小齿轮行星齿轮，第2差速齿轮装置P2的太阳轮和行星架通过第2摩擦结合元件C-2连接。此时，第2差速齿轮装置P2的齿圈为与第3摩擦结合元件B-1连接的制动元件。
图7(A)所示例中，第1差速齿轮装置P1为双小齿轮行星齿轮，第2差速齿轮装置P2为单小齿轮行星齿轮，第2差速齿轮装置P2的行星架和齿圈通过第2摩擦结合元件C-2连接。此时，第2差速齿轮装置P2的太阳轮为与第3摩擦结合元件B-1连接的制动元件。
图7(B)所示例中，第1差速齿轮装置P1和第2差速齿轮装置P2均为双小齿轮行星齿轮，第2差速齿轮装置P2的行星架和齿圈通过第2摩擦结合元件C-2连接。此时，第2差速齿轮装置P2的太阳轮为与第3摩擦结合元件B-1连接的制动元件。
图7(C)所示例中，第1差速齿轮装置P1为单小齿轮行星齿轮，第2差速齿轮装置P2为双小齿轮行星齿轮，第2差速齿轮装置P2的太阳轮和齿圈通过第2摩擦结合元件C-2连接。此时，第2差速齿轮装置P2的行星架为与第3摩擦结合元件B-1连接的制动元件。
图7(D)所示例中，第1差速齿轮装置P1和第2差速齿轮装置P2均为双小齿轮行星齿轮，第2差速齿轮装置P2的太阳轮和行星架通过第2摩擦结合元件C-2连接。此时，第2差速齿轮装置P2的行星架为与第3摩擦结合元件B-1连接的制动元件。
图7(E)所示例中，第1差速齿轮装置P1和第2差速齿轮装置P2均为单小齿轮行星齿轮，第2差速齿轮装置P2的行星架和齿圈通过第2摩擦结合元件C-2连接。此时，第2差速齿轮装置P2的太阳轮为与第3摩擦结合元件B-1连接的制动元件。
接着，图8(A)所示例中，第1差速齿轮装置P1为双小齿轮行星齿轮，第2差速齿轮装置P2为单小齿轮行星齿轮，第2差速齿轮装置P2的行星架和齿圈通过第2摩擦结合元件C-2连接。此时，第2差速齿轮装置P2的太阳轮为与第3摩擦结合元件B-1连接的制动元件。
图8(B)所示例中，第1差速齿轮装置P1为单小齿轮行星齿轮，第2差速齿轮装置P2为双小齿轮行星齿轮，与前面例相比，其位置关系相对于输入、输出刚好相反。此时，第2差速齿轮装置P2的行星架和齿圈通过第2摩擦结合元件C-2连接。此时，第2差速齿轮装置P2的太阳轮为与第3摩擦结合元件B-1连接的制动元件。
图8(C)所示例中，第1差速齿轮装置P1和第2差速齿轮装置P2均为双小齿轮行星齿轮，第2差速齿轮装置P2的行星架和齿圈通过第2摩擦结合元件C-2连接。此时，第2差速齿轮装置P2的太阳轮为与第3摩擦结合元件B-1连接的制动元件。
以上各实施例中的图6-图8所示例中，从3元件低模式(3Lo)切换到4元件模式(4)时，如前所述，MG1转速为0。因此，该状态下使用与切换模式的离合器C-1结合，与从4元件模式切换到3元件高模式时利用制动器B-1和离合器C-1的转换的情况一样，由于可以在离合器没有转速差的状态下进行变速，从而可以减少变速冲击，并可以减少摩擦部件的热负荷。
接着，图9(A)所示例中，第1差速齿轮装置P1和第2差速齿轮装置P2均为单小齿轮行星齿轮，第2差速齿轮装置P2的行星架和齿圈通过第2摩擦结合元件C-2连接。此时，第2差速齿轮装置P2的太阳轮为与第3摩擦结合元件B-1连接的制动元件。
图9(B)所示例中，第1差速齿轮装置P1为单小齿轮行星齿轮，第2差速齿轮装置P2为双小齿轮行星齿轮，第2差速齿轮装置P2的行星架和齿圈通过第2摩擦结合元件C-2连接。此时，第2差速齿轮装置P2的太阳轮为与第3摩擦结合元件B-1连接的制动元件。
图9(C)所示例中，第1差速齿轮装置P1和第2差速齿轮装置P2均为单小齿轮行星齿轮，其位置关系相对于输入、输出刚好相反。此时第2差速齿轮装置P2的太阳轮和行星架通过第2摩擦结合元件C-2连接。此时，第2差速齿轮装置P2的齿圈为与第3摩擦结合元件B-1连接的制动元件。
图9(D)所示例中，第1差速齿轮装置P1为单小齿轮行星齿轮，第2差速齿轮装置P2为双小齿轮行星齿轮，其位置关系相对于输入、输出刚好相反。此时第2差速齿轮装置P2的太阳轮和行星架通过第2摩擦结合元件C-2连接。此时，第2差速齿轮装置P2的行星架为与第3摩擦结合元件B-1连接的制动元件。
图9(E)所示例中，第1差速齿轮装置P1为双小齿轮行星齿轮，第2差速齿轮装置P2为单小齿轮行星齿轮，第2差速齿轮装置P2的行星架和齿圈通过第2摩擦结合元件C-2连接。此时，第2差速齿轮装置P2的太阳轮为与第3摩擦结合元件B-1连接的制动元件。
图9(F)所示例中，第1差速齿轮装置P1和第2差速齿轮装置P2均为单小齿轮行星齿轮，第2差速齿轮装置P2的行星架和齿圈通过第2摩擦结合元件C-2连接。此时，第2差速齿轮装置P2的太阳轮为与第3摩擦结合元件B-1连接的制动元件。
接着，图10(A)所示例中，第1差速齿轮装置P1为双小齿轮行星齿轮，第2差速齿轮装置P2为单小齿轮行星齿轮，第2差速齿轮装置P2的行星架和齿圈通过第2摩擦结合元件C-2连接。此时，第2差速齿轮装置P2的太阳轮为与第3摩擦结合元件B-1连接的制动元件。
图10(B)所示例中，第1差速齿轮装置P1和第2差速齿轮装置P2均为双小齿轮行星齿轮，第2差速齿轮装置P2的行星架和齿圈通过第2摩擦结合元件C-2连接。此时，第2差速齿轮装置P2的太阳轮为与第3摩擦结合元件B-1连接的制动元件。
图10(C)所示例中，第1差速齿轮装置P1和第2差速齿轮装置P2均为双小齿轮行星齿轮，第2差速齿轮装置P2的太阳轮和行星架通过第2摩擦结合元件C-2连接。此时，第2差速齿轮装置P2的齿圈为与第3摩擦结合元件B-1连接的制动元件。
图10(D)所示例中，第1差速齿轮装置P1和第2差速齿轮装置P2均为双小齿轮行星齿轮，其位置关系相对于输入、输出刚好相反。此时第2差速齿轮装置P2的太阳轮和行星架通过第2摩擦结合元件C-2连接。此时，第2差速齿轮装置P2的行星架为与第3摩擦结合元件B-1连接的制动元件。
图10(E)所示例中，第1差速齿轮装置P1为单小齿轮行星齿轮，第2差速齿轮装置P2为双小齿轮行星齿轮，第2差速齿轮装置P2的行星架和齿圈通过第2摩擦结合元件C-2连接。此时，第2差速齿轮装置P2的太阳轮为与第3摩擦结合元件B-1连接的制动元件。
图10(F)所示例中，第1差速齿轮装置P1和第2差速齿轮装置P2均为双小齿轮行星齿轮，第2差速齿轮装置P2的行星架和齿圈通过第2摩擦结合元件C-2连接。此时，第2差速齿轮装置P2的太阳轮为与第3摩擦结合元件B-1连接的制动元件。
接着，图11(A)所示例中，第1差速齿轮装置P1和第2差速齿轮装置P2均为单小齿轮行星齿轮，第2差速齿轮装置P2的太阳轮和行星架通过第2摩擦结合元件C-2连接。此时，第2差速齿轮装置P2的齿圈为与第3摩擦结合元件B-1连接的制动元件。
图11(B)所示例中，第1差速齿轮装置P1为双小齿轮行星齿轮，第2差速齿轮装置P2为单小齿轮行星齿轮，第2差速齿轮装置P2的太阳轮和行星架通过第2摩擦结合元件C-2连接。此时，第2差速齿轮装置P2的齿圈为与第3摩擦结合元件B-1连接的制动元件。
图11(C)所示例中，第1差速齿轮装置P1为单小齿轮行星齿轮，第2差速齿轮装置P2为双小齿轮行星齿轮，第2差速齿轮装置P2的太阳轮和齿圈通过第2摩擦结合元件C-2连接。此时，第2差速齿轮装置P2的行星架为与第3摩擦结合元件B-1连接的制动元件。
最后，图11(D)所示例中，第1差速齿轮装置P1和第2差速齿轮装置P2均为双小齿轮行星齿轮，其位置关系相对于输入、输出刚好相反。此时第2差速齿轮装置P2的太阳轮和行星架通过第2摩擦结合元件C-2连接。此时，第2差速齿轮装置P2的行星架为与第3摩擦结合元件B-1连接的制动元件。
还有，以上所举各实施例中，第2旋转电机MG2均为与第2差速齿轮装置P2直接连接，但第2旋转电机MG2也可以通过减速机构与第2差速齿轮装置P2连接。此时，减速机构为行星齿轮装置时，其中1个齿轮元件用于反力支撑而被固定，其他1个齿轮元件与第2旋转电机MG2连接，其他1个齿轮元件与第2差速齿轮装置P2中的除去与第1旋转电机连接的齿轮元件和与第1差速齿轮装置的齿轮元件直接连接的齿轮元件以外的齿轮元件连接。作为一个例子，例如可以采用行星齿轮装置的太阳轮与第2旋转电机MG2连接、行星架固定、齿圈与第2差速齿轮装置P2的行星架连接的结构。
权利要求
1.一种混合驱动装置，其特征在于具有接受发动机的驱动力的输入部件(12)；向车轮输出驱动力的输出部件(19)；第1旋转电机(MG1)及第2旋转电机(MG2)；至少有3个齿轮元件的第1差速齿轮装置(P1)及第2差速齿轮装置(P2)；和至少有3个的第1-第3摩擦结合元件(C-1、C-2、B-1)，其中，上述第1差速齿轮装置的3个齿轮元件分别与上述输入部件、第1旋转电机、及第2旋转电机连接，上述第2差速齿轮装置的1个齿轮元件与上述输出部件连接，通过上述第1-第3摩擦结合元件的选择结合，将上述输出部件与上述第2差速齿轮装置直连，从而实现包括非减速输出在内的多种输出模式。
2.一种混合驱动装置，其特征在于具有接受发动机的驱动力的输入部件；向车轮输出驱动力的输出部件；第1旋转电机及第2旋转电机；至少有3个齿轮元件的第1差速齿轮装置及第2差速齿轮装置；和至少有3个的第1-第3摩擦结合元件，其中，上述第1差速齿轮装置的3个齿轮元件分别与上述输入部件、第1旋转电机、及第2旋转电机连接，上述第2差速齿轮装置的3个齿轮元件分别与上述输出部件、第3摩擦结合元件(B-1)、及第2旋转电机连接，上述第2差速齿轮装置中与上述第3摩擦结合元件连接的齿轮元件，通过上述第1摩擦结合元件(C-1)，与除去与上述第2差速齿轮装置直接连接的齿轮元件之外的上述第1差速齿轮装置中的任一齿轮元件连接，而且，上述第2差速齿轮装置的中的任意2个齿轮元件通过第2摩擦结合元件(C-2)相互连接。
3.根据权利要求1或2所述的混合驱动装置，其特征在于上述第3摩擦结合元件通过其结合使上述第2旋转电机(MG2)的转速减速。
4.根据权利要求1、2或3所述的混合驱动装置，其特征在于上述第2摩擦结合元件通过其结合使上述输出部件和第2旋转电机以相同转速进行旋转。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的混合驱动装置，其特征在于当上述输出部件旋转、且上述第1旋转电机(MG1)的转速大约为0时，解除上述第3摩擦结合元件的结合，使上述第1摩擦结合元件结合。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的混合驱动装置，其特征在于当上述输出部件旋转、且上述输入部件、输出部件、第1旋转电机、及第2旋转电机中至少有2个的转速大致相同时，解除上述第1摩擦结合元件的结合，使上述第2摩擦结合元件结合。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的混合驱动装置，其特征在于上述第1及第2差速齿轮装置通过上述第1摩擦结合元件的结合，成为具有4个自由度的齿轮装置，该具有4个自由度的齿轮装置的各个齿轮元件分别与上述输入部件、输出部件、第1旋转电机、及第2旋转电机连接。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的混合驱动装置，其特征在于与上述第1旋转电机连接的第1差速齿轮装置的齿轮元件，与通过上述第1摩擦结合元件连接于上述第2差速齿轮装置中的第3摩擦结合元件的齿轮元件相连接。
9.根据权利要求1至7中任一项所述的混合驱动装置，其特征在于上述第1差速齿轮装置中与输入部件连接的齿轮元件，与通过上述第1摩擦结合元件连接于上述第2差速齿轮装置中的第3摩擦结合元件的齿轮元件相连接。
全文摘要
本发明提供一种混合驱动装置，具有连接2个马达(MG1、MG2)的3元件用行星齿轮(P1)，与其驱动连接、并通过离合器(C－1)和制动器(B－1)的控制切换模式的减速用行星齿轮(P2)。设置有连接减速用行星齿轮的任意2元件的离合器(C－2)，利用减速用行星齿轮的直连，可以实现3元件直连模式。这样，与高速行驶时的过去的4元件直连模式相比，降低了马达输出，并提高了再生时的能量回收效率。
文档编号B60K17/28GK1840373SQ200510062919
公开日2006年10月4日 申请日期2005年3月30日 优先权日2005年3月30日
发明者高见重树, 山口幸藏, 犬塚武, 伊藤智彦 申请人:爱信艾达株式会社