动力输出装置以及混合动力汽车的制作方法

专利名称：动力输出装置以及混合动力汽车的制作方法
技术领域：
本发明涉及向驱动轴输出动力的动力输出装置以及具有该动力输出装 置的混合动力汽车。
背景技术：
以往，作为这种动力输出装置而公知有以下的动力输出装置，该动力 输出装置包括内燃机、两个电动机、所谓拉维奈尔赫型的行星齿轮机构、 以及能够将行星齿轮机构的两个输出要素选择性地与输出轴连结的平行轴 式变速器(例如，参照专利文献1)。另外，以往还公知有包括行星齿轮 装置和平行轴式变速器的动力输出装置，所述行星齿轮装置包括与内燃机 连接的输入要素和两个输出要素，所述平行轴式变速器包括分别与该行星
齿轮机构的对应的输出要素连接的副轴(例如，参照专利文献2)。在该 动力输出装置中，行星齿轮装置的两个输出要素分别固定在电气驱动部的 对应的转子的内周。另外，以往还公知有包括动力分配机构和两个离合器 的动力输出装置，所述动力分配机构包括与内燃机连接的输入要素、与第 一电动发电机连接的反力要素、以及与第二电动发电机连接的输出要素， 所述两个离合器用于将作为输出部件的驱动轴选择性地与动力分配机构的 输出要素和反力要素连接(例如，参照专利文献3)。在该动力输出装置 中， 一旦第一电动发电机以负旋转进行电动机驱动，则控制两个离合器以 使动力分配机构的反力要素与输出部件连接并解除输出要素与输出部件的 连接，由此能够抑制通过由第二电动发电机使用输出部件的动力的一部分 而发出的电力来驱动第一电动发电机的动力循环的发生。 专利文献1:日本专利文献特开2005 —155891号公报； 专利文献2:日本专利文献特开2003 — 106389号公报； 专利文献3:日本专利文献特开2005 — 125876号公报。

发明内容
这里，在将上述动力输出装置应用在车辆上时，需要在更宽的行驶区 域中提高动力的传递效率，在这一方面以往的动力输出装置还存在改善的 余地。另外，上述专利文献1所记载的动力输出装置以前轮驱动车辆为对 象，当如该动力输出装置那样使用平行轴式变速器时，如果将两个电动机 配置在构成平行轴式变速器的多个驱动侧齿轮的两侧，则会导致动力输出 装置的宽度方向(平行轴式变速器的轴向)上的尺寸增大。因此，在专利 文献1所记载的动力输出装置中，两个电动机、横向配置的内燃机和行星 齿轮机构、以及平行轴式变速器彼此平行地延伸，因而该动力输出装置要 求比较大的安装空间，因此在对于车辆的安装性方面多少存在一些问题。 另外，上述专利文献2所记载的动力输出装置可以认为是以后轮驱动车辆 为对象的动力输出装置，因此难以将该动力输出装置直接应用在前轮驱动 车辆上。
因此，本发明的一个目的在于提供一种能够在更宽的运转区域中提高 动力传递效率的动力输出装置以及具有该动力输出装置的混合动力汽车。 另外，本发明的另一个目的在于提供一种小型化而安装性优良的、适用于 主要驱动前轮而行驶的车辆的动力输出装置以及具有该动力输出装置的混 合动力汽车。
为了达到上述目的，本发明的动力输出装置以及混合动力汽车采用了 以下手段。
本发明的动力输出装置向驱动轴输出动力，并包括 内燃机；
第一电动机，能够输入输出动力； 第二电动机，能够输入输出动力；
动力分配统合机构，具有与所述第一电动机的旋转轴连接的第一要 素、与所述第二电动机的旋转轴连接的第二要素、以及与所述内燃机的内 燃机轴连接的第三要素，并且构成为所述三个要素能够互相进行差动旋 转；以及变速传递单元，包括传递轴；第一连结单元，能够将所述动力分配 统合机构的所述第一要素和所述第二要素选择性地与所述传递轴连结；变 速机构，具有输出要素和与所述传递轴连接的输入要素，并且能够将来自 所述传递轴的动力以预定的变速比变速后从所述输出要素输出；以及第二 连结单元，能够将所述动力分配统合机构的所述第一及第二要素中的至少 一者和所述变速机构的所述输出要素选择性地与所述驱动轴连结。
该动力输出装置包括变速传递单元，所述变速传递单元包括传递 轴；第一连结单元，能够将动力分配统合机构的第一要素和第二要素选择 性地与所述传递轴连结；变速机构，具有与传递轴连接的输入要素和输出 要素，并且能够将来自传递轴的动力以预定的变速比变速后从输出要素输 出；以及第二连结单元，能够将变速机构的输出要素和动力分配统合机构 的第一要素和第二要素中的至少一者选择性地与驱动轴连结。由此，在该 动力输出装置中，如果在通过变速传递单元的第一连结单元将动力分配统 合机构的第一要素和第二要素中的一者与传递轴连结的状态下通过第二连 结单元连结变速机构的输出要素和驱动轴，则能够在通过变速机构将来自 动力分配统合机构的第一要素或第二要素的动力变速后输出给驱动轴。另 外，如果通过变速传递单元的第二连结单元将动力分配统合机构的第一要 素或第二要素中的至少一者与驱动轴连结，则能够将来自第一要素或第二 要素的动力直接输出给驱动轴。因此，根据该变速传递单元，能够将来自 动力分配统合机构的动力多级地进行变速后输出给驱动轴。并且，在该动 力输出装置中，当通过变速传递单元的第一连结单元或第二连结单元将动 力分配统合机构的第一要素与传递轴或驱动轴连结时，能够使与作为输出 要素的第一要素连接的第一电动机作为电动机而发挥功能，并且使与作为 反力要素的第二要素连接的第二电动机作为发电机而发挥功能。另外，当
通过变速传递单元的第一连结单元或第二连结单元将动力分配统合机构的 第二要素与传递轴或驱动轴连结时，能够使与作为输出要素的第二要素连
接的第二电动机作为电动机而发挥功能，并且使与作为反力要素的第一要 素连接的第一电动机作为发电机而发挥功能。由此，在该动力输出装置 中，通过恰当地切换由第一连结单元、第二连结单元实现的连结状态，尤其是当提高了作为电动机而发挥功能的第一或第二电动机的转速时，作为 发电机而发挥功能的第二或第一电动机的转速不会变为负值，从而能够抑 制所谓的动力循环的发生。结果，根据该动力输出装置，能够在更宽的运 转区域中很好地提高动力的传递效率。
在该情况下，也可以采用以下方式所述变速传递单元的所述传递轴 与所述第一电动机和所述第二电动机的旋转轴大致平行地延伸，所述第一 电动机和所述第二电动机与所述内燃机大致同轴地配置，所述动力分配统 合机构在所述第一电动机和所述第二电动机之间与该两个电动机大致同轴 地配置。如果如上所述使用包括与第一及第二电动机的旋转轴大致平行延 伸的传递轴的变速传递单元，则能够通过将第一及第二连结单元、变速机 构与传递轴同轴地配置在传递轴的周围而将动力输出装置构成为两轴式的 动力输出装置，即使内燃机、第一及第二电动机、以及动力分配统合机构 大致同轴地配置，也能够抑制动力输出装置的轴向(宽度方向)上的尺寸 增大。因此，能够使该动力输出装置小型化而使其安装性优良，从而非常 适用于主要驱动前轮而行驶的车辆。
另外，也可以采用以下方式所述变速传递单元的所述第一连结单元 包括第一平行轴式齿轮系，与所述第一要素连结；第二平行轴式齿轮 系，与所述第二要素连结；以及切换单元，能够选择性地切换第一要素连 结状态和第二要素连结状态，所述第一要素连结状态是指所述第一平行轴 式齿轮系与所述传递轴连结的状态，所述第二要素连结状态是指所述第二 平行轴式齿轮系与所述传递轴连结的状态。如果如上所述通过两组平行轴 式齿轮系和切换单元来构成变速传递单元的第一连结单元，则能够在抑制 传递轴轴向上的第一连结单元的尺寸增大的同时将动力分配统合机构的第 一要素和第二要素选择性地与传递轴连结。另外，如果如上所述经由平行 轴式齿轮系将动力分配统合机构的第一或第二要素与传递轴连结，则能够 自由地设定第一要素或第二要素与传递轴之间的变速比。
在该情况下，也可以采用以下方式所述第一连结单元的所述切换单 元能够选择性地切换所述第一要素连结状态、所述第二要素连结状态、以 及两要素连结状态，所述两要素连结状态是指所述第一平行轴式齿轮系和
9所述第二平行轴式齿轮系这两者与所述传递轴连结的状态。当通过这样的 切换单元而设定了两要素连结状态时，能够将来自内燃机的动力以固定的 变速比机械地(直接地)传递给驱动轴。结果，根据该动力输出装置，能 够在更宽的运转区域中很好地提高动力的传递效率。
另外，也可以采用以下方式所述变速传递单元的所述第二连结单元 能够选择性地切换变速机构一驱动轴连结状态、直接连结状态、以及同时 连结状态，所述变速机构—驱动轴连结状态是指所述变速机构的所述输出 要素与所述驱动轴连结的状态，所述直接连结状态是指所述动力分配统合 机构的所述第一要素和所述第二要素中的一者与所述驱动轴连结的状态， 所述同时连结状态是指所述动力分配统合机构的所述第一及第二要素中的 一者和所述变速机构的所述输出要素与所述驱动轴连结的状态。当通过这 样的第二连结单元设定了同时连结状态时，能够将来自内燃机的动力以固 定的变速比机械地(直接地)传递给驱动轴。结果，根据该动力输出装 置，能够在更宽的运转区域中很好地提高动力的传递效率。
另外，也可以采用以下方式还包括固定单元，该固定单元能够将所 述第一电动机的旋转轴和所述第二电动机的旋转轴中的一者无法旋转地固 定。由此，当与不对应于固定单元的第一或第二电动机连接的动力分配统 合机构的第一或第二要素通过变速传递单元的第一连结单元或第二连结单 元与传递轴或驱动轴连结时，如果通过该固定单元将对应于固定单元的第 二或第一电动机的旋转轴无法旋转地固定，则能够将来自内燃机的动力以 固定的变速比机械地(直接地)传递给驱动轴。因此，根据该动力输出装 置，能够在更宽的运转区域中很好地提高动力的传递效率。
另外，也可以采用以下方式还包括连接断开单元，该连接断开单元 能够进行所述第一电动机与所述第一要素的连接和该连接的解除、所述第 二电动机与所述第二要素的连接和该连接的解除、以及所述内燃机与所述 第三要素的连接和该连接的解除中的一者。在具有这样的连接断开单元的 动力输出装置中，如果使连接断开单元解除上述连接，则能够通过动力分 配统合机构的功能将内燃机实质上与第一及第二电动机和变速传递单元断 开。由此，在该动力输出装置中，如果使连接断开单元解除上述连接并使内燃机停止，则能够随着变速传递单元的变速状态(变速比)的变更将来 自第一及第二电动机中的至少一者的动力高效率地传递给驱动轴。因此， 根据该动力输出装置，能够降低对第一及第二电动机要求的最大转矩等， 从而能够实现第一及第二电动机的进一步的小型化。
另外，也可以采用以下方式所述变速传递单元的所述变速机构是能 够将从所述传递轴输入到所述输入要素的动力以预定的减速比减速后从所 述输出要素输出的减速机构。在该情况下，也可以采用以下的方式所述 变速传递单元的所述变速机构是三要素式行星齿轮机构。由此，能够使变 速传递单元进一步小型化。
另外，也可以采用以下方式所述动力分配统合机构的所述第一及第 二要素中的、从与所述内燃机轴连接的所述第三要素输入更大的转矩的一 者经由减速单元与所述第一电动机或所述第二电动机连接，所述减速单元 对所述第一电动机或所述第二电动机的旋转轴的旋转进行减速。这样，如 果将动力分配统合机构的第一及第二要素中的、来自内燃机的转矩的分配 比率更大的一者经由减速单元与第一或第二电动机连接，则能够更有效地 减轻与减速单元连接的第一或第二电动机的转矩负担，从而能够使该电动 机小型化并降低其动力损失。
在该情况下，也可以采用以下方式所述动力分配统合机构是包括太 阳齿轮、内啮合齿轮、以及行星齿轮架的单小齿轮式行星齿轮机构，所述 行星齿轮架保持至少一个与所述太阳齿轮和所述内啮合齿轮这两者啮合的 小齿轮，所述第一要素是所述太阳齿轮和所述内啮合齿轮中的一者，并且 所述第二要素是所述太阳齿轮和所述内啮合齿轮中的另一者，所述第三要 素是所述行星齿轮架，当所述动力分配统合机构的齿轮比为P时，所述减 速单元被构成为其减速比为P附近的值，并且所述减速单元被配置在所述 第一或第二电动机与所述内啮合齿轮之间，其中所述动力分配统合机构的 齿轮比是所述太阳齿轮的齿数除以所述内啮合齿轮的齿数而得到的值。在 这种规格的动力分配统合机构中，与太阳齿轮相比对内啮合齿轮的来自内 燃机的转矩的分配比率变大。因此，通过将减速单元配置在内啮合齿轮与 第一或第二电动机之间，能够实现该第一或第二电动机的小型化并降低其动力损失。另外，如果使减速单元的减速比为P附近的值，则能够使第一 电动机和第二电动机的规格大致相同，因此能够提高动力输出装置的生产 率并降低成本。
另外，也可以采用以下方式所述动力分配统合机构是包括太阳齿 轮、内啮合齿轮、以及行星齿轮架的双小齿轮式行星齿轮机构，所述行星 齿轮架保持至少一组的两个小齿轮的组，所述两个小齿轮互相啮合，并且 其中的一个与所述太阳齿轮啮合，另一个与所述内啮合齿轮啮合，所述第 一要素是所述太阳齿轮和所述行星齿轮架中的一者，并且所述第二要素是 所述太阳齿轮和所述行星齿轮架中的另一者，所述第三要素是所述内啮合 齿轮。在该情况下，也可以采用以下方式当所述动力分配统合机构的齿 轮比为P时，所述动力分配统合机构被构成为P0.5，所述减速单元被构 成为其减速比为P/ (1—P)附近的值，并且所述减速单元被配置在所述 第一电动机或所述第二电动机与所述行星齿轮架之间，其中所述动力分配 统合机构的齿轮比是所述太阳齿轮的齿数除以所述内啮合齿轮的齿数而得 到的值。在这种规格的动力分配统合机构中，与太阳齿轮相比对行星齿轮 架的来自内燃机的转矩的分配比率变大。因此，通过将减速单元配置在行 星齿轮架与第一或第二电动机之间，能够实现该第一或第二电动机的小型 化并降低其动力损失。另外，如果使减速单元的减速比为P/ (1—P)附 近的值，则能够使第一电动机和第二电动机的规格大致相同，因此能够提 高动力输出装置的生产率并降低成本。另外，也可以采用以下方式当动 力分配统合机构的齿轮比为P时，作为双小齿轮式行星齿轮机构的所述动 力分配统合机构被构成为PX).5，在该情况下，也可以采用以下方式所 述减速单元被构成为其减速比为(1一P)/P附近的值，并且所述减速单 元被配置在所述第一电动机或所述第二电动机与所述太阳齿轮之间，其中 所述动力分配统合机构的齿轮比是所述太阳齿轮的齿数除以所述内啮合齿 轮的齿数而得到的值。
本发明的混合动力汽车具有上述任一项的动力输出装置，并包括通过 来自所述驱动轴的动力而被驱动的驱动轮。安装在该混合动力汽车上的动 力输出装置能够在更宽的运转区域中提高动力的传递效率，因此该混合动力汽车能够很好地改善耗油率和行驶性能。


图1是本发明的实施例的混合动力汽车20的简要构成图；图2是例示出在使实施例的混合动力汽车20随着发动机22的运转而 行驶的情况下根据车速变化使变速器90的变速比向升档方向变化时的动 力分配统合机构40和变速器90的主要要素的转速和转矩的关系的说明 图；图3是与图2相同的说明图； 图4是与图2相同的说明图；图5是与图2相同的说明图； 图6是与图2相同的说明图； 图7是与图2相同的说明图；图8是表示实施例的混合动力汽车20行驶时的离合器C0和变速器90的离合器Cl和C2的离合位置的设定状态的图表；图9是表示以下的共线图的一个例子的说明图，该共线图表示马达 MG1作为发电机而发挥功能、并且马达MG2作为电动机而发挥功能时的 动力分配统合机构40的各要素和减速齿轮机构50的各要素的转速和转矩 的关系；图10是表示以下的共线图的一个例子的说明图，该共线图表示马达 MG2作为发电机而发挥功能、并且马达MG1作为电动机而发挥功能时的 动力分配统合机构40的各要素和减速齿轮机构50的各要素的转速和转矩 的关系；图11是用于说明实施例的混合动力汽车20的马达行驶模式的说明图；图12是变形例的混合动力汽车20A的简要构成图； 图13是变形例的混合动力汽车20B的简要构成图； 图14是表示变形例的混合动力汽车20B行驶时的离合器C0'、制动 器BO、以及变速器90B的离合器Cla、 Clb、 C2a、 C2b的离合位置的设定状态的图表。
具体实施方式
以下，使用实施例来说明用于实施本发明的最佳方式。图1是本发明的一个实施例的混合动力汽车20的简要构成图。该图 所示的混合动力汽车20作为前轮驱动车辆而构成，并包括以下等部件 发动机22，配置在车辆前部；动力分配统合机构40 (差动旋转机构)，与作为发动机22的输出轴的曲轴26连接；马达MG1，与发动机22的曲 轴26同轴地配置，并且与动力分配统合机构40连接，可以发电；马达 MG2，与发动机22和马达MG1同轴地配置，并经由减速齿轮机构50与 动力分配统合机构40连接，可以发电；变速器90，能够随着变速状态的 改变而将来自动力分配统合机构40的动力传递给齿轮机构61所具有的驱 动轴60;以及混合动力用电子控制单元(以下，称为"混合动力 ECU" ) 70，对整个混合动力汽车20进行控制。发动机22是接受汽油或轻油等炭化氢系燃料的供应而输出动力的内 燃机，从发动机用电子控制单元(以下，称为"发动机ECU" ) 24接受 燃料喷射量、点火正时、吸入空气量等的控制。向发动机ECU24输入来 自对发动机22设置的、检测该发动机22的运转状态的各种传感器的信 号。并且，发动机ECU24与混合动力ECU70进行通信，根据来自混合动 力ECU70的控制信号和来自上述传感器的信号等来控制发动机22的运 转，并且根据需要将与发动机22的运转状态相关的数据输出给混合动力 ECU70。马达MG1和马达MG2均是可以作为发电机进行动作并可以作为电动 机进行动作的公知的同步发电电动机，该马达MG1和马达MG2经由逆变 器31、 32与作为二次电池的蓄电池35进行电力的交换。连接逆变器31、 32和蓄电池35的电线39作为各逆变器31、 32共用的正极母线和负极母 线而构成，由马达MG1、 MG2中的一个发出的电力可以由另一个马达消 耗。因此，蓄电池35基于从马达MG1、 MG2中的一个发出的电力或不足 的电力而进行充放电，并且如果通过马达MG1、 MG2取得了电力收支的平衡，则不进行充放电。马达MG1、 MG2的驱动均由马达用电子控制单 元(以下，称为"马达ECU" ) 30控制。控制马达MG1、 MG2的驱动所 需要的信号，例如来自检测马达MG1、 MG2的转子的旋转位置的旋转位 置检测传感器33、 34的信号或通过未图示的电流传感器检测出的施加给 马达MG1、 MG2的相电流等输入到马达ECU30，从马达ECU30输出对逆 变器31、 32的开关控制信号等。马达ECU30根据从旋转位置检测传感器 33、 34输入的信号来执行未图示的转速计算例程，计算出马达MG1、 MG2的转子的转速Nml、 Nm2。另外，马达ECU30与混合动力ECU70 进行通信，根据来自混合动力ECU70的控制信号等来控制马达MG1、 MG2的驱动，并且根据需要将与马达MG1、 MG2的运转状态相关的数据 输出给混合动力ECU70。蓄电池35由蓄电池用电子控制单元(以下，称为"蓄电池ECU") 36管理。管理蓄电池35所需要的信号，例如来自设置在蓄电池35的端子 之间的未图示的电压传感器的端子间电压、来自安装在与蓄电池35的输 出端子连接的电线39上的未图示的电流传感器的充放电电流、来自安装 在蓄电池35上的温度传感器37的蓄电池温度Tb等输入到蓄电池 ECU36。蓄电池ECU36根据需要将与蓄电池35的状态相关的数据通过通 信输出给混合动力ECU70和发动机ECU24。另夕卜，蓄电池ECU36为了管 理蓄电池35还根据由电流传感器检测出的充放电电流的积分值而计算出 剩余容量SOC。动力分配统合机构40与马达MG1、 MG2、减速齿轮机构50、变速器 90 —起容纳在未图示的变速箱中，该动力分配统合机构40离开发动机22 预定的距离而与曲轴26同轴地配置。实施例的动力分配统合机构40是以 下的单小齿轮式行星齿轮机构，该单小齿轮式行星齿轮机构包括太阳齿 轮41，为外齿齿轮；内啮合齿轮42，具有形成在其内周的内齿和形成在 其外周的外齿，并且与太阳齿轮41配置在同心圆上；以及行星齿轮架 44，保持与太阳齿轮41和内啮合齿轮42的内齿这两者啮合的多个小齿轮 43;并且该单小齿轮式行星齿轮机构构成为太阳齿轮41 (第二要素)、内 啮合齿轮42 (第一要素)、以及行星齿轮架44 (第三要素)能够相互进中，动力分配统合机构40被构成为其齿轮比P(太阳齿轮41的齿数除以内啮合齿轮42的齿数而得到的值)小于0.5 。 在动力分配统合机构40的作为第二要素的太阳齿轮41上经由从所述太阳 齿轮41向与发动机22相反的一侧延伸的太阳齿轮轴41a和第一马达轴45 连接有作为第二电动机的马达MG1 (转子)。另外，在作为第一要素的内 啮合齿轮42上经由配置在动力分配统合机构40的发动机22侧的减速齿轮 机构50和从该减速齿轮机构50 (太阳齿轮51)向发动机22延伸的中空 的第二马达轴55连接有作为第一电动机的马达MG2 (中空的转子)。另 外，在作为第三要素的行星齿轮架44上经由通过第二马达轴55和马达 MG2而延伸的行星齿轮架轴44a和减振器28连接有发动机22的曲轴26。 由此，在实施例的混合动力汽车20中，发动机22、马达MG1、 MG2、动 力分配统合机构40、以及减速齿轮机构50这些构成要素在图中从右侧开 始以发动机22、马达MG2、减速齿轮机构50、动力分配统合机构40、马 达MG1的顺序彼此同轴地配置。减速齿轮机构50是以下的单小齿轮式行星齿轮机构，该单小齿轮式 行星齿轮机构包括太阳齿轮51，为外齿齿轮；内啮合齿轮52，与该太 阳齿轮51配置在同心圆上，为内齿齿轮；多个小齿轮53，与太阳齿轮51 和内啮合齿轮52这两者啮合；以及行星齿轮架54，可自由自转并可自由 公转地保持多个小齿轮53。在实施例中，减速齿轮机构50被构成为其减 速比(太阳齿轮51的齿数/内啮合齿轮52的齿数)为动力分配统合机构 40的齿轮比P附近的值。减速齿轮机构50的太阳齿轮51经由上述第二马 达轴55与马达MG2的转子连接。并且，减速齿轮机构50的内啮合齿轮 52被固定在动力分配统合机构40的内啮合齿轮42上，由此减速齿轮机构 50与动力分配统合机构40实质上被一体化。另外，减速齿轮机构50的行 星齿轮架54相对于变速箱被固定。因此，通过减速齿轮机构50的作用， 来自马达MG2的动力被减速后被输入给动力分配统合机构40的内啮合齿 轮42，并且来自内啮合齿轮42的动力被增速后被输入给马达MG2。如果 如实施例那样将减速齿轮机构50配置在马达MG2与动力分配统合机构40 之间并使其与动力分配统合机构40 —体化，则能够进一步使动力输出装16置小型化。另外，如图1所示，在太阳齿轮轴41a与第一马达轴45之间设置有离 合器C0，所述离合器C0作为进行上述两者的连接和该连接的解除的连接 断开单元而发挥功能，并且作为能够将第一马达轴45 (内啮合齿轮42) 无法旋转地固定的固定单元而发挥功能，所述第一马达轴45是马达MG1 的旋转轴。在实施例中，离合器C0例如作为以下的犬牙式离合器而构 成，所述犬牙式离合器包括固定在太阳齿轮轴41a的顶端(图中的左端) 的卡爪(dog)、固定在第一马达轴45的顶端(图中的右端)的卡爪、固 定在变速箱上的固定用卡爪46、以及能够与这些卡爪啮合并由电气式、电 磁式、或油压式执行器100驱动的结合部件，如图1所示，离合器C0能 够将作为结合部件的位置的离合位置选择性地切换到"R位置"、"M位 置"、以及"L位置"。g卩，如果实施例的离合器C0的离合位置被设定 为R位置，则经由结合部件实现的太阳齿轮轴41a的卡爪与第一马达轴45 的卡爪的连结、即马达MG1与动力分配统合机构40的太阳齿轮41的连 接被解除。这样，当解除了通过离合器C0实现的太阳齿轮轴41a与第一 马达轴45的连接时，作为第二电动机的马达MG1与动力分配统合机构40 的作为第二要素的太阳齿轮41的连接被解除，能够通过动力分配统合机 构40的功能将发动机22实质上与马达MG1、 MG2或变速器90断开。另 外，如果离合器CO的离合位置被设定为M位置，则太阳齿轮轴41a的卡 爪和第一马达轴45的卡爪经由结合部件以较少的损失被连结，由此马达 MG1和动力分配统合机构40的太阳齿轮41被连接。另外，如果离合器 CO的离合位置被设定为L位置，则太阳齿轮轴41a的卡爪、第一马达轴 45的卡爪、以及固定用卡爪46经由结合部件以较少的损失被连结，由此 能够将动力分配统合机构40的作为第二要素的太阳齿轮41和第一马达轴 45 (马达MG2)无法旋转地固定。变速器90能够多级地设定变速状态(变速比)并包括第一连结齿 轮系，由动力分配统合机构40的内啮合齿轮42和与该内啮合齿轮42的外 齿始终啮合的第一从动齿轮91构成；第二连结齿轮系，由安装在第一马 达轴45上的驱动齿轮47和与该驱动齿轮47始终啮合的第二从动齿轮92构成；传递轴93，与发动机22的曲轴26、第一马达轴45、以及第二马达 轴55平行地延伸；作为单小齿轮式行星齿轮机构的减速机构94，能够将 输入的动力以预定的减速比减速后输出；输出齿轮轴99a，具有与安装在 驱动轴60上的齿轮啮合的输出齿轮99;以及离合器Cl和C2。第一连结 齿轮系的第一从动齿轮91被未图示的轴承可自由旋转地支承而安装在与 第一马达轴45和第二马达轴55平行地延伸的中空的第一齿轮轴91a上。 另外，第二连结齿轮系的第二从动齿轮92在与第一齿轮轴91a隔开预定间 隔的状态下被未图示的轴承可自由旋转地支承而安装在与第一马达轴45 和第二马达轴55平行地延伸的中空的第二齿轮轴92a上。在实施例中，构 成第一连结齿轮系的内啮合齿轮42的外齿与构成第二连结齿轮系的驱动 齿轮47的齿数相同，构成第一连结齿轮系的第一从动齿轮91与构成第二 连结齿轮系的第二从动齿轮92的齿数相同，但是这些齿轮的齿数可以任 意地决定。
传递轴93通过上述第一和第二齿轮轴91a、 92a的内部而与第一马达 轴45和第二马达轴55平行地延伸，在传递轴93的顶端(图中的右端)连 接有减速机构94。减速机构94包括太阳齿轮95，与传递轴93连接； 内啮合齿轮96，与该太阳齿轮95配置在同心圆上；以及行星齿轮架98， 保持多个与太阳齿轮95和内啮合齿轮96这两者啮合的小齿轮97;并且该 减速机构94被构成为太阳齿轮95 (输入要素)、内啮合齿轮(固定要 素)96、以及行星齿轮架98 (输出要素)能够互相进行差动旋转。如图1 所示，减速机构94的内啮合齿轮96相对于变速箱被无法旋转地固定。另 外，在减速机构94的行星齿轮架98上连接有向第一齿轮轴91a延伸的中 空的行星齿轮架轴98a，传递轴93通过该行星齿轮架轴98a而被固定在太 阳齿轮95上。行星齿轮架轴98在与第一齿轮轴91a隔开预定间隔的状态 下被未图示的轴承可自由旋转地支承。由此，在变速器90中，在传递轴 93的周围从图中的左侧开始依次配置了安装有第二从动齿轮92的中空的 第二齿轮轴92a、安装有第一从动齿轮91的中空的第一齿轮轴91a、以及 中空的行星齿轮架轴98a。另外，具有输出齿轮99的输出齿轮轴99a被未 图示的轴承支承而可以在第一齿轮轴91a (和传递轴93)的周围自由地旋
18转。并且，来自输出齿轮99的动力被传递给齿轮机构61所具有的驱动轴
60，并最终经由差速齿轮62被输出给作为驱动轮的前轮63a、 63b。
变速器90所具有的离合器Cl被配置在第一齿轮轴91a与第二齿轮轴 92a之间的位置附近，能够将第一齿轮轴91a和第二齿轮轴92a中的一者 或两者与传递轴93连结。在实施例中，离合器C1例如作为以下的犬牙式 离合器而构成，所述犬牙式离合器包括固定在第一齿轮轴91a的一端(图 中的左端)的第一卡爪、固定在传递轴93上并位于第一齿轮轴91a与第二 齿轮轴92a之间的卡爪、固定在第二齿轮轴92a的一端(图中的右端)的 卡爪、以及能够与这些卡爪啮合并由电气式、电磁式、或油压式执行器 101驱动的结合部件，如图1所示，离合器C1能够将作为结合部件的位置 的离合位置选择性地切换到"R位置"、"M位置"、以及"L位置"。 即，如果变速器90的离合器C1的离合位置被设定为R位置，则第一齿轮 轴91a的第一卡爪和传递轴93的卡爪经由结合部件以较少的损失被连结， 由此动力分配统合机构40的作为第一要素的内啮合齿轮42和传递轴93经 由第一连结齿轮系和第一齿轮轴91a被连结(以下，将这样的通过离合器 Cl实现的连结状态称为"第一要素连结状态")。另外，如果离合器Cl 的离合位置被设定为M位置，则第一齿轮轴91a的第一卡爪、传递轴93 的卡爪、以及第二齿轮轴92a的卡爪经由结合部件以较少的损失被连结， 由此第一齿轮轴91a和第二齿轮轴92a这两者、即动力分配统合机构40的 内啮合齿轮42和太阳齿轮41这两者与传递轴93连结(以下，将这样的通 过离合器Cl实现的连结状态称为"两要素连结状态")。另外，如果离 合器Cl的离合位置被设定为L位置，则第二齿轮轴92a的卡爪和传递轴 93的卡爪经由结合部件以较少的损失被连结，由此如果离合器C0被设定 为M位置，则动力分配统合机构40的作为第二要素的太阳齿轮41和传递 轴93经由第二连结齿轮系和第二齿轮轴92a被连结(以下，将这样的通过 离合器C1实现的连结状态称为"第二要素连结状态")。
另外，变速器90所具有的离合器C2配置在第一齿轮轴91a与行星齿 轮架轴98a之间的位置附近，能够将第一齿轮轴91a和行星齿轮架轴98a 中的一者或两者与输出齿轮轴99a连结。在实施例中，离合器C2例如作为以下的犬牙式离合器而构成，所述犬牙式离合器包括固定在第一齿轮轴
91a的另一端(图中的右端)的第二卡爪、固定在行星齿轮架轴98a的顶 端(图中的左端)的卡爪、安装在输出齿轮轴99a上并位于第一齿轮轴 91a的第二卡爪和行星齿轮架轴98a的卡爪的周围的卡爪、以及能够与这 些卡爪啮合并由电气式、电磁式、或油压式执行器102驱动的结合部件， 如图1所示，离合器C2能够将作为结合部件的位置的离合位置选择性地 切换到"R位置"、"M位置"、以及"L位置"。即，如果变速器90的 离合器C2的离合位置被设定为R位置，则行星齿轮架轴98a的卡爪和输 出齿轮轴99a的卡爪经由结合部件以较少的损失被连结，由此行星齿轮架 轴98a、即减速机构94经由输出齿轮轴99a和输出齿轮99等与驱动轴60 连结(以下，将这样的通过离合器C2实现的连结状态称为"减速机构一 驱动轴连结状态")。另外，如果离合器C2的离合位置被设定为M位 置，则行星齿轮架轴98a的卡爪、第一齿轮轴91a的第二卡爪、以及输出 齿轮轴99a的卡爪经由结合部件以较少的损失被连结，由此行星齿轮架轴 98a (减速机构94)和第一齿轮轴91a这两者经由输出齿轮轴99a和输出 齿轮99等与驱动轴60连结(以下，将这样的通过离合器C2实现的连结 状态称为"同时连结状态")。另外，如果离合器C2的离合位置被设定 为L位置，则第一齿轮轴91a的第二卡爪和输出齿轮轴99a的卡爪经由结 合部件以较少的损失被连结，由此第一齿轮轴91a经由输出齿轮轴99a和 输出齿轮99等与驱动轴60连结。在该情况下，由于在第一齿轮轴91a上 连结有第一连结齿轮系、即第一从动齿轮91和内啮合齿轮42，因此动力 分配统合机构40的作为第一要素的内啮合齿轮42经由第一连结齿轮系、 第一齿轮轴91a、输出齿轮轴99a、以及输出齿轮99等与驱动轴60连结 (以下，将这样的通过离合器C2实现的连结状态称为"直接连结状 态"。
混合动力ECU70作为以CPU72为中心的微处理器而构成，除了 CPU72以外，该混合动力ECU70还包括存储处理程序的ROM74;暂时 存储数据的RAM76;以及未图示的输入输出端口和通信端口。来自点火 开关(起动开关)80的点火信号、来自检测作为换档杆81的操作位置的换档位置SP的换档位置传感器82的换档位置SP、来自检测加速踏板83 的踩下量的加速踏板位置传感器84的加速器开度Acc、来自检测制动踏板 85的踩下量的制动踏板位置传感器86的制动踏板位置BP、以及来自车速 传感器87的车速V经由输入端口被输入给混合动力ECU70。如上所述， 混合动力ECU70经由通信端口与发动机ECU24、马达ECU30、以及蓄电 池ECU36连接，并与发动机ECU24、马达ECU30、以及蓄电池ECU36 进行各种控制信号和数据的交换。另外，驱动离合器CO、变速器90的离 合器Cl和C2的执行器100、 101、 102也由混合动力ECU70控制。 下面，参照图2至图11来说明实施例的混合动力汽车20的动作。 图2至图7是例示出在使混合动力汽车20随着发动机22的运转而行 驶的情况下根据车速变化使变速器90的变速比向升档方向变化时的动力 分配统合机构40和变速器90的主要要素的转速和转矩的关系的说明图。 另外，图8是表示混合动力汽车20行驶时的离合器CO和变速器90的离 合器Cl和C2的离合位置的设定状态的图表。当混合动力汽车20以图2 至图7所示的状态行驶时，在混合动力ECU70根据对加速器踏板83的踩 下量或车速V而进行的总的控制下，通过发动机ECU24控制发动机22， 通过马达ECU30控制马达MG1、 MG2，通过混合动力ECU70直接控制执 行器100、 101、 102 (离合器CO、变速器90的离合器Cl和C2)。在图 2至图7中，S轴表示动力分配统合机构40的太阳齿轮41的转速(马达 MG1、即第一马达轴45的转速Nml) ， C轴表示动力分配统合机构40的 行星齿轮架44的转速(发动机22的转速Ne) ， R轴表示动力分配统合机 构40的内啮合齿轮42 (减速齿轮机构50的内啮合齿轮52)的转速，54 轴表示减速齿轮机构50的行星齿轮架54的转速，51轴表示减速齿轮机构 50的太阳齿轮51的转速(马达MG2、即第二马达轴55的转速Nm2)。 另外，91、 92、 95轴分别表示变速器90的第一从动齿轮91 (第一齿轮轴 91a)、第二从动齿轮92 (第二齿轮轴92a)、以及减速机构94的太阳齿 轮95的转速，99轴表示输出齿轮99 (输出齿轮轴99a)的转速，96轴表 示减速机构94的内啮合齿轮96的转速，60轴表示驱动轴60的转速。
当使混合动力汽车20随着发动机22的运转而行驶时，基本上来说离合器CO被设定为M位置，马达MG1、即第一马达轴45经由太阳齿轮轴 41a与动力分配统合机构40的太阳齿轮41连接。并且，当混合动力汽车 20的车速V比较低时，变速器90的离合器Cl和C2这两者被设定为R位 置(参照图8)。以下，将该状态称为变速器90的"第一变速状态(一 档)"(图2)。在这样的第一变速状态下，动力分配统合机构40的作为 第一要素的内啮合齿轮42经由第一连结齿轮系(第一从动齿轮91)、第 一齿轮轴91a、以及离合器Cl与传递轴93连结，并且与传递轴93连接 的、减速机构94的作为输出要素的行星齿轮架98 (行星齿轮架轴98a)经 由离合器C2、输出齿轮轴99a、以及输出齿轮99等与驱动轴60连结。由 此，在第一变速状态之下，能够控制马达MG1、 MG2的驱动，使得动力 分配统合机构40的内啮合齿轮42为输出要素，经由减速齿轮机构50与该 内啮合齿轮42连接的马达MG2作为电动机而发挥功能，并且与作为反力 要素的太阳齿轮41连接的马达MG1作为发电机而发挥功能。此时，动力 分配统合机构40将经由行星齿轮架44输入的来自发动机22的动力根据太 阳齿轮41侧和内啮合齿轮42侧的齿轮比P分配给太阳齿轮41侧和内啮合 齿轮42侧，并且将来自发动机22的动力和来自作为电动机发挥功能的马 达MG2的动力统一而输出给内啮合齿轮42顶ij。以下，将如上所述马达 MG1作为发电机而发挥功能、并且马达MG2作为电动机而发挥功能的模 式称为"第一转矩变换模式"。将表示这样的第一转矩变换模式下的动力 分配统合机构40的各要素和减速齿轮机构50的各要素的转速和转矩的关 系的共线图的一个例子表示图9中。在图9中，S轴、C轴、R轴、54 轴、以及51轴表示与图2至图7相同的内容，P表示动力分配统合机构 40的齿轮比，Pr表示减速齿轮机构50的减速比。另外，在图9中，粗线 箭头表示作用在各要素上的转矩，并且在图中箭头向上时表示转矩值为 正，在图中箭头向下时表示转矩值为负(在图2至图7、图10、图11中 也是一样的)。在该第一转矩变换模式下，来自发动机22的动力通过动 力分配统合机构40、马达MG1和MG2进行转矩变换后被输出给内啮合齿 轮42，通过控制马达MG1的转速，能够使发动机22的转速与作为输出要 素的内啮合齿轮42的转速之比无级且连续地变化。并且，如图2所示，输出给内啮合齿轮42的动力以由内啮合齿轮42的外齿和第一从动齿轮91 构成的第一连结齿轮系的变速比被变速后被传递给传递轴93，并且在以基 于减速机构94的齿轮比px (参照图2)的变速比(px/ (1+px))被变 速(减速)后被输出给驱动轴60。
一旦在图2所示的状态、即变速器90处于第一变速状态并且转矩变 换模式为第一转矩变换模式的状态下提高了混合动力汽车20的车速V， 则不久动力分配统合机构40的内啮合齿轮42的转速与太阳齿轮41和驱动 齿轮47的转速变得大致一致，与此相伴变速器90的第二从动齿轮92的转 速变得与第一从动齿轮91的转速大致一致(参照图3)。由此，能够将离 合器Cl设定为M位置，将第一齿轮轴91a的第一卡爪、第二齿轮轴92a 的卡爪、以及传递轴93的卡爪连结起来，并将动力分配统合机构40的内 啮合齿轮42和太阳齿轮41这两者经由传递轴93、减速机构94等与驱动 轴60连结。并且，如果在将变速器90的离合器Cl设定为M位置并将离 合器C2设定为R位置的状态下将对马达MG1和MG2的转矩指令设定为 值0，则如图3所示，马达MG1和MG2均不进行电动机驱动或再生而空 转，来自发动机22的动力(转矩)在不伴随着向电能转换的情况下以固 定的(恒定的)变速比(第一变速状态的变速比与后述的第二变速状态的 变速比之间的值)被机械地(直接地)传递给驱动轴60。以下，将这样通 过离合器Cl将动力分配统合机构40的内啮合齿轮42和太阳齿轮41这两 者经由传递轴93和减速机构94等与驱动轴60连结的模式称为"同时结合 模式"，特别地将图3所示的状态称为"一档—二档同时结合状态"。
由于在图3所示的一档一二档同时结合状态下第一齿轮轴91a和第二 齿轮轴92a的转速一致，因此能够容易地将变速器90的离合器Cl的离合 位置从M位置切换到L位置，从而解除第一齿轮轴91a (第一连结齿轮 系)与传递轴93的连结。以下，将如上所述离合器C1被设定为L位置、 并且离合器C2被设定为R位置的状态称为变速器90的第二变速状态(二 档)(图4)。在这样的第二变速状态下，动力分配统合机构40的作为第 二要素的太阳齿轮41经由第二连结齿轮系(驱动齿轮47和第二从动齿轮 92)、第二齿轮轴92a、以及离合器Cl与传递轴93连结，并且与传递轴
2393连接的、减速机构94的作为输出要素的行星齿轮架98 (行星齿轮架轴 98a)经由离合器C2、输出齿轮轴99a、以及输出齿轮99等与驱动轴60 连结。由此，在第二变速状态下，能够控制马达MG1、 MG2的驱动，使 得动力分配统合机构40的太阳齿轮41为输出要素，与该太阳齿轮41连接 的马达MG1作为电动机而发挥功能，并且与作为反力要素的内啮合齿轮 42连接的马达MG2作为发电机而发挥功能。此时，动力分配统合机构40 将经由行星齿轮架44输入的来自发动机22的动力根据太阳齿轮41侧和内 啮合齿轮42侧的齿轮比p分配给太阳齿轮41侧和内啮合齿轮42侧，并且 将来自发动机22的动力和来自作为电动机发挥功能的马达MG1的动力统 一而输出给太阳齿轮41侦lj。以下，将如上所述马达MG2作为发电机而发 挥功能、并且马达MG1作为电动机而发挥功能的模式称为"第二转矩变 换模式"。将表示这样的第二转矩变换模式下的动力分配统合机构40的 各要素和减速齿轮机构50的各要素的转速和转矩的关系的共线图的一个 例子表示图10中。图IO中的标号与图9中的标号相同。在该第二转矩变 换模式下，来自发动机22的动力通过动力分配统合机构40、马达MG1和 MG2进行转矩变换后被输出给太阳齿轮41，通过控制马达MG2的转速， 能够使发动机22的转速与作为输出要素的太阳齿轮41的转速之比无级且 连续地变化。并且，如图4所示，输出给太阳齿轮41 (第一马达轴45) 的动力以由驱动齿轮47和第二从动齿轮92构成的第二连结齿轮系的变速 比被变速后被传递给传递轴93，并且在以基于减速机构94的齿轮比Px 的变速比(px/ (1+px))被变速(减速)后被输出给驱动轴60。
一旦在图4所示的状态、即变速器90处于第二变速状态并且转矩变 换模式为第二转矩变换模式的状态下提高了混合动力汽车20的车速V， 则不久未与传递轴93连结的第一齿轮轴91a (第一从动齿轮91)的转速与 输出齿轮轴99a (输出齿轮99)的转速变得大致一致(参照图5)。由 此，能够将离合器C2设定为M位置，将行星齿轮架轴98a的卡爪、输出 齿轮轴99a的卡爪、以及第一齿轮轴91a的第二卡爪连结起来，从而将动 力分配统合机构40的太阳齿轮41经由第二连结齿轮系、离合器C1、传递 轴93、行星齿轮架98、以及输出齿轮99等与驱动轴60连结，并且将动合齿轮42经由第一连结齿轮系、第一齿轮轴
91a、离合器C2、以及输出齿轮99等与驱动轴60连结。另外，如果在将 变速器90的离合器C2设定为M位置并将离合器Cl设定为L位置的状态 下将对马达MG1禾口 MG2的转矩指令设定为值0，则如图5所示，马达 MG1和MG2均不进行电动机驱动或再生而空转，来自发动机22的动力
(转矩)在不伴随着向电能转换的情况下以固定的(恒定的)变速比(第 二变速状态的变速比与后述的第三变速状态的变速比之间的值)被机械地
(直接地)传递给驱动轴60。以下，将这样通过离合器C2将第一齿轮轴 91a (内啮合齿轮42)和行星齿轮架轴98a (太阳齿轮41)这两者与传递 轴93连结的模式也称为"同时结合模式"，特别地将图5所示的状态称 为"二档一三档同时结合状态"。
由于在图5所示的二档一三档同时结合状态下第一齿轮轴91a、行星 齿轮架轴98a、以及输出齿轮轴99a的转速一致，因此能够容易地将变速 器90的离合器C2的离合位置从M位置切换到L位置，解除行星齿轮架 轴98a与输出齿轮轴99a的连结。以下，将如上所述离合器Cl被设定为L 位置、并且离合器C2被设定为L位置的状态称为变速器90的第三变速状 态(三档)(图6)。在这样的第三变速状态下，动力分配统合机构40的 作为第一要素的内啮合齿轮42经由第一连结齿轮系(第一从动齿轮 91)、第一齿轮轴91a、离合器C2、输出齿轮轴99a、以及输出齿轮99等 与驱动轴60连结。因此，在该情况下，动力分配统合机构40的内啮合齿 轮42为输出要素，并且太阳齿轮41为反力要素，转矩变换模式为上述第 一转矩变换模式，如图6所示，通过控制马达MG1的转速，能够使发动 机22的转速与和作为输出要素的内啮合齿轮42机械地连结(直接连结) 的驱动轴60的转速之比无级且连续地变化。
一旦在图6所示的状态、即变速器90处于第三变速状态并且转矩变 换模式为第一转矩变换模式的状态下提高了车速V，则不久马达MG1、第 一马达轴45、以及动力分配统合机构40的作为第二要素的太阳齿轮41的 转速接近于值0。由此，能够将离合器CO的离合位置从之前的M位置切 换到L位置，如图7所示，能够将第一马达轴45 (马达MG1)和太阳齿
25轮41无法旋转地固定。并且，如果在通过变速器90的离合器C2将第一
齿轮轴91a与输出齿轮轴99a连接并通过离合器C0将第一马达轴45和太 阳齿轮41无法旋转地固定的状态下将对马达MG1和MG2的转矩指令设 定为值0，则马达MG1和MG2均不进行电动机驱动或再生而空转，来自 发动机22的动力(转矩)在不伴随着向电能转换的情况下以固定的(恒 定的)变速比(比第三变速状态的变速比靠近增速侧的值)被变速后被直 接传递给驱动轴60。以下，将这样在通过变速器90的离合器C2将第一齿 轮轴91a与输出齿轮轴99a连接的情况下通过离合器CO将第一马达轴45 和太阳齿轮41无法旋转地固定的模式也称为"同时结合模式"，特别地 将图7所示的状态称为"三档固定状态"。另外，在使变速器90的变速 比向降档方向变化的情况下，基本上执行与上述说明相反的顺序即可。
这样，在实施例的混合动力汽车20中，第一转矩变换模式和第二转 矩变换模式随着变速器90的第一 第三变速状态的切换(变速比的变 更)而被交替地切换，因此尤其是当提高了作为电动机而发挥功能的马达 MG2或MG1的转速Nm2或Nml时，能够使作为发电机而发挥功能的马 达MGl或MG2的转速Nml或Nm2不变为负值。因此，在混合动力汽车 20中，能够抑制以下的动力循环的发生，从而能够在更宽的运转区域中提 高动力的传递效率，所述动力循环是指在第一转矩变换模式下，伴随着 马达MG1的转速变负，马达MG2使用输出给内啮合齿轮42的动力的一 部分而进行发电，并且由马达MG1消耗马达MG2发出的电力而输出动 力；或者在第二转矩变换模式下，伴随着马达MG2的转速变负，马达 MG1使用输出给太阳齿轮41的动力的一部分而进行发电，并且由马达 MG2消耗马达MG1发出的电力而输出动力。另外，由于伴随着这样的对 动力循环的抑制而能够抑制马达MG1、 MG2的最高转速，因此能够使马 达MG1、 MG2小型化。另外，如果在上述同时结合模式下使混合动力汽 车20行驶，则能够以一档一二档同时结合状态、二档一三档同时结合状 态、以及三档固定状态各自所固有的变速比将来自发动机22的动力机械 地(直接地)传递给驱动轴60，因此能够增加在不伴随着向电能转换的情 况下从发动机22向驱动轴60机械地输出动力的机会，从而能够在更宽的运转区域中进一步提高动力的传递效率。 一般来说，在使用了发动机、两 个电动机、以及如行星齿轮机构这样的动力分配统合机构的动力输出装置 中，当发动机与驱动轴之间的减速比比较大时，发动机的动力被更多地转 换为电能，因此动力的传递效率会恶化，并且存在着会导致马达MG1、
MG2发热的倾向，因此上述同时结合模式尤其有利于发动机22与驱动轴 60之间的减速比比较大的情况。另外，在实施例的混合动力汽车20中， 当改变变速器90的变速状态时，在第一转矩变换模式与第二转矩变换模 式之间暂时地执行同时结合模式，因此在改变变速状态时不会产生所谓的 转矩缺失，从而能够非常顺畅且无冲击地执行变速状态的变更、即第一转 矩变换模式与第二转矩变换模式的切换。
接着，参照图8和图11等来说明在使发动机22停止了的状态下使用 来自蓄电池35的电力使马达MG1和马达MG2输出动力、由此使混合动 力汽车20行驶的马达行驶模式的简要情况。在实施例的混合动力汽车20 中，马达行驶模式被大致分为在将离合器C0设定为M位置而将马达 MG1与动力分配统合机构40的太阳齿轮41连接的情况下使马达MG1和 MG2中的一者输出动力的离合器结合一马达行驶模式；在将离合器C0设 定为R位置而解除了马达MG1与动力分配统合机构40的太阳齿轮41的 连接的状态下使马达MG1和MG2中的一者输出动力的离合器断开一马达 行驶模式；在将离合器C0设定为R位置的状态下能够利用来自马达MG1 和MG2这两者的动力的两马达行驶模式。
当执行离合器结合一马达行驶模式时，通过在将离合器C0设定为M 位置的状态下如图8所示那样设定离合器Cl和C2的离合位置，将变速器 90设定为第一或第三变速状态，并仅使马达MG2输出动力，或者通过在 将离合器C0设定为M位置的状态下如图8所示那样设定离合器Cl和C2 的离合位置，将变速器90设定为第二变速状态，并仅使马达MG1输出动 力。在该离合器结合一马达行驶模式下，通过离合器C0连接动力分配统 合机构40的太阳齿轮41和第一马达轴45，因此不输出动力的马达MG1 或MG2被输出动力的马达MG2或MG1带动而空转(参照图11中的虚 线)。另外，当执行离合器断开一马达行驶模式时，通过在将离合器C0设定为R位置的状态下如图8所示那样设定离合器Cl和C2的离合位置，
将变速器90设定为第一或第三变速状态，并仅使马达MG2输出动力，或 者通过在将离合器C0设定为R位置的状态下如图8所示那样设定离合器 Cl和C2的离合位置，将变速器90设定为第二变速状态，并仅使马达 MG1输出动力。在该离合器断开一马达行驶模式下，如图11中以点划线 和双点划线所示，离合器CO被设定为R位置，太阳齿轮41与第一马达轴 45 (马达MG1)的连接被解除，因此能够通过动力分配统合机构40的功 能来避免被停止了的发动机22的曲轴26的随动旋转，并且能够通过离合 器C2或Cl的离合位置的设定状态来避免停止了的马达MG1或MG2的随 动旋转，由此能够抑制动力的传递效率的降低。另外，当执行两马达行驶 模式时，在通过将离合器C0设定为R位置并如图8所示那样设定离合器 Cl和C2的离合位置而将变速器90设定为上述一档一二档同时结合状态 或二档一三档同时结合状态之后控制马达MG1和MG2中的至少一者的驱 动。由此，能够在避免了发动机22的随动旋转的情况下从马达MG1和 MG2这两者输出动力，从而能够在马达行驶模式下将大的动力传递给驱动 轴60，因此能够很好地执行所谓的坡路起动，并很好地确保马达行驶时的 牵引性能等。
并且，在实施例的混合动力汽车20中， 一旦选择了离合器断开一马 达行驶模式，则能够容易地改变变速器90的变速状态(变速比)以将动 力高效率地传递给驱动轴60。例如，当在离合器断开一马达行驶模式下将 变速器90设定为第一变速状态并仅使马达MG2输出动力时，如果调整马 达MG1的转速Nml以使第二从动齿轮92的旋转与第一从动齿轮91的旋 转同步并将变速器90的离合器Cl的离合位置从R位置切换到M位置， 则能够转变到上述一档—二档同时结合状态、即两马达行驶模式。并且， 如果在该状态下将离合器Cl的离合位置从M位置切换到L位置并仅使马 达MG1输出动力，则能够在上述第二变速状态下将由马达MG1输出的动 力传递给驱动轴60。另外，当在离合器断开一马达行驶模式下将变速器 90设定为第二变速状态并仅使马达MG1输出动力时，如果调整马达MG2 的转速Nm2以使第一齿轮轴91a的旋转与输出齿轮轴99a的旋转同步并将变速器90的离合器C2的离合位置从R位置切换到M位置，则能够转变
到上述二档—三档同时结合状态、即两马达行驶模式。并且，如果在该状
态下将离合器C2的离合位置从M位置切换到L位置并仅使马达MG2输 出动力，则能够在上述第三变速状态下将由马达MG2输出的动力传递给 驱动轴60。结果，在实施例的混合动力汽车20中，在马达行驶模式下也 能够使用变速器90对内啮合齿轮42或太阳齿轮41的转速进行变速并增大 转矩等，因此能够降低对马达MG1、 MG2要求的最大转矩，从而能够实 现马达MG1、 MG2的小型化。另外，当这样在马达行驶过程中改变变速 器90的变速状态(变速比)时也暂时地执行变速器90的同时结合状态、 即两马达行驶模式，因此在改变变速状态时不会产生所谓的转矩缺失，从 而能够非常顺畅且无冲击地执行变速状态的变更。另外，当在上述马达行 驶模式下提高了要求驱动力或者蓄电池35的剩余容量SOC降低了时，通 过按照变速器90的变速状态而不输出动力的马达MG1或MG2来带动 (cranking)发动机22，由此使发动机22起动。
如上所述，实施例的混合动力汽车20具有变速器90，该变速器90包 括传递轴93，与曲轴26、第一马达轴45、以及第二马达轴55大致平行 地延伸；作为第一连结单元的第一连结齿轮系、第二连结齿轮系、以及离 合器Cl ，能够将动力分配统合机构40的作为第一要素的内啮合齿轮42和 作为第二要素的太阳齿轮41选择性地与该传递轴93连结；作为变速机构 的减速机构94，具有与传递轴93连接的作为输入要素的太阳齿轮95和作 为输出要素的行星齿轮架98，并且能够将来自传递轴93的动力以预定的 变速比变速后从行星齿轮架98输出；以及作为第二连结单元的离合器 C2，能够将变速机构94的行星齿轮架98和动力分配统合机构的第一及第 二要素中的至少一者选择性地与驱动轴60连结。
由此，在实施例的混合动力汽车20中，如果在通过变速器90的离合 器Cl等将动力分配统合机构40的内啮合齿轮42和太阳齿轮41中的一者 与传递轴93连结的状态下通过离合器C2、输出齿轮轴99a、以及输出齿 轮99等将减速机构94的行星齿轮架98与驱动轴60连结，则能够在通过 减速机构94对来自动力分配统合机构40的内啮合齿轮42或太阳齿轮41
29的动力进行减速后输出给驱动轴60。另外，如果通过变速器90的第一齿
轮轴91a、离合器C2、输出齿轮轴99a、以及输出齿轮99等将动力分配统 合机构40的内啮合齿轮42与驱动轴60连结，则能够将来自内啮合齿轮 42的动力机械地直接输出给驱动轴60。因此，在具有变速器90的混合动 力汽车20中，能够将来自动力分配统合机构40的动力多级地进行变速后 输出给驱动轴60。另外，当通过变速器90的离合器C1等将动力分配统合 机构40的内啮合齿轮42与传递轴93连结时或者通过离合器C2将动力分 配统合机构40的内啮合齿轮42与驱动轴60连结时，能够使与作为输出要 素的内啮合齿轮42连接的马达MG2作为电动机而发挥功能，并且使与作 为反力要素的太阳齿轮41连接的马达MG1作为发电机而发挥功能。另 外，当通过变速器90的离合器Cl将动力分配统合机构40的太阳齿轮41 与传递轴93连结时，能够使与作为输出要素的太阳齿轮41连接的马达 MG1作为电动机而发挥功能，并且使与作为反力要素的内啮合齿轮42连 接的马达MG2作为发电机而发挥功能。由此，在混合动力汽车20中，通 过恰当地进行离合器Cl和C2的离合位置的切换，尤其是当提高了作为电 动机而发挥功能的马达MG2或MG1的转速Nm2或Nml时，作为发电机 而发挥功能的马达MG1或MG2的转速Nml或Nm2不会变为负值，从而 能够抑制所谓的动力循环的发生。结果，在混合动力汽车20中，能够在 更宽的运转区域中很好地提高动力的传递效率，从而能够很好地改善耗油 率和行驶性能。
另外，如果使用上述变速器90，则即使将发动机22、马达MG1、 MG2、以及动力分配统合机构40大致同轴地配置，也能够抑制由这些要 素构成的动力输出装置的轴向(车宽方向)上的尺寸增大。即，通过使用 变速器90，能够通过两组的平行轴式齿轮系、即第一连结齿轮系和第二连 结齿轮系将动力分配统合机构40的作为第一要素的内啮合齿轮42和作为 第二要素的太阳齿轮41中的至少一者与传递轴93连结。并且，即使如实 施例那样设置了离合器CO，也能够使第一连结齿轮系和第二连结齿轮系 的间隔比较小。另外，如果使用上述变速器90，则第一连结齿轮系的第一 从动齿轮91、第二连结齿轮系的第二从动齿轮92、减速机构94、离合器Cl、离合器C2、输出齿轮99、以及输出齿轮轴99a等均能够在传递轴93 的周围与传递轴93同轴地配置，因此能够将具有发动机22、马达MG1、 MG2、动力分配统合机构40、以及变速器90等的动力输出装置构成为两 轴式的动力输出装置。因此，即使将发动机22、马达MG1、 MG2、以及 动力分配统合机构40大致同轴地配置，也能够抑制动力输出装置的车宽 方向上的尺寸增大。由此，能够使动力输出装置小型化而具有优良的安装 性，从而适用于主要驱动前轮63a、 63b而行驶的混合动力汽车20。
另外，变速器90包括平行轴式第一连结齿轮系(内啮合齿轮42的 外齿和第一从动齿轮91)，始终与动力分配统合机构40的内啮合齿轮42 连结；平行轴式第二连结齿轮系(驱动齿轮47和第二从动齿轮92)，当 离合器C0处于M位置时始终与太阳齿轮41连结；以及离合器CO，能够 选择性地切换第一连结齿轮系与传递轴93连结的第一要素连结状态(R位 置)和第二连结齿轮系与传递轴93连结的第二要素连结状态(L位置)。 这样，如果通过两组平行轴式的第一和第二连结齿轮系和离合器CO来构 成变速器90的第一连结单元，则能够在抑制了传递轴93的轴向上的第一 连结单元的尺寸增大、即第一连结齿轮系与第二连结齿轮系的间隔增大的 情况下将动力分配统合机构40的内啮合齿轮42和太阳齿轮41选择性地与 传递轴93连结。另外，如果经由平行轴式的第一或第二连结齿轮系将动 力分配统合机构40的内啮合齿轮42或太阳齿轮41与传递轴93连结，则 能够自由地设定内啮合齿轮41或太阳齿轮41与传递轴93之间的变速比。 由此，能够增大变速器90的变速比设定的自由度，进一步地提高动力的 传递效率。另外，在上述实施例中，在动力分配统合机构40的内啮合齿 轮42上形成外齿，内啮合齿轮42自身构成第一连结齿轮系，但是不限于 此。S卩，也可以代替在内啮合齿轮42上形成外齿而使与驱动齿轮47相同 的齿轮与内啮合齿轮42连接并使该齿轮与第一从动齿轮啮合而构成第一 连结齿轮系。并且，如果使变速器90的变速机构为能够将从传递轴93输 入到太阳齿轮95的动力以预定的变速比减速后从行星齿轮架98输出的、 作为三要素式行星齿轮机构的减速机构94，则能够使变速器90进一步小 型化。但是，变速器90的减速机构94也可以是以下的行星齿轮机构，该行星齿轮机构包括第一太阳齿轮和第二太阳齿轮，具有互不相同的齿 数；以及行星齿轮架，保持至少一个阶梯齿轮，该阶梯齿轮通过连结与第 一太阳齿轮啮合的第一小齿轮和与第二太阳齿轮啮合的第二小齿轮而构 成。如果将包括这样的阶梯齿轮的行星齿轮机构用作减速机构94，则与具 有当设定更大的减速比时小齿轮的转速容易提高的单小齿轮式行星齿轮机 构的变速器相比，能够容易地设定更大的减速比。
另外，变速器90的离合器Cl能够选择性地切换第一要素连结状态
(R位置)、第二要素连结状态(L位置)、以及第一连结齿轮系和第二 连结齿轮系这两者与传递轴93连结的两要素连结状态(M位置)。因 此，如果将离合器Cl设定为M位置、即两要素连结状态，则能够如上所 述将来自发动机22的动力以固定的变速比机械地(直接地)传递给驱动 轴60。另外，变速器90的离合器C2能够选择性地切换以下连结状态减 速机构94的行星齿轮架98经由输出齿轮99等与驱动轴60连结的减速机 构一驱动轴连结状态(R位置)、动力分配统合机构40的内啮合齿轮42 经由第一连结齿轮系、第一齿轮轴91a、输出齿轮99等与驱动轴60连结 的直接连结状态(L位置)、减速机构94的行星齿轮架98和动力分配统 合机构40的内啮合齿轮42与驱动轴60连结的同时连结状态(M位 置)。因此，即使将离合器C2设定为M位置、即同时连结状态，也能够 将来自发动机22的动力以固定的变速比机械地(直接地)传递给驱动 轴。此外，设置在混合动力汽车20上的离合器CO能够将作为马达MG1 的旋转轴的第一马达轴45无法旋转地固定。因此，即使如上所述在与马 达MG2连接的动力分配统合机构40的内啮合齿轮42通过变速器90的离 合器C2与驱动轴60连结时通过离合器CO将第一马达轴45无法旋转地固 定，也能够将来自发动机22的动力以固定的变速比机械地(直接地)传 递给驱动轴60。结果，在混合动力汽车20中，能够在更宽的运转区域中 很好地提高动力的传递效率。另外，上述的固定单元既可以是在变速器被 设定为最小变速比时固定作为动力分配统合机构的反力要素的要素(在实 施例中为太阳齿轮41)的旋转的单元，根据变速器的结构也可以是固定马 达MG2的第二马达轴55或内啮合齿轮42的单元。另外，也可以代替使
32离合器CO具有固定单元的功能而采用与离合器CO不同的、固定第一马达
轴45 (太阳齿轮41)或第二马达轴55 (内啮合齿轮42)的制动器。
并且，实施例的混合动力汽车20具有进行太阳齿轮轴41a与第一马达 轴45、即太阳齿轮41与马达MG1的连接和该连接的解除的离合器C0。 由此，在混合动力汽车20中，如果解除通过离合器CO实现的太阳齿轮轴 41a与第一马达轴45的连接，则能够通过动力分配统合机构40的功能将 发动机22实质上与马达MG1、 MG2或变速器90断开。因此，在混合动 力汽车20中，如果将离合器C0设定为R位置并使发动机22停止，则能 够随着变速器90的变速状态(变速比)的变更将来自马达MG1和MG2 中的至少一者的动力高效率地传递给驱动轴60。结果，在混合动力汽车 20中，能够降低对马达MG1和MG2要求的最大转矩，从而能够实现马达 MG1和MG2的进一步的小型化。但是，离合器C0不限于进行太阳齿轮 41与马达MG1的连接和该连接的解除的部件。即，离合器C0也可以是进 行内啮合齿轮42 (第一要素)与第二马达轴55 (马达MG2)的连接和该 连接的解除的部件，或者还可以是进行发动机22的曲轴26与行星齿轮架 44 (第三要素)的连接和该连接的解除的部件。
另外，如上所述实施例的混合动力汽车20具有作为齿轮比P小于值 0.5的单小齿轮式行星齿轮机构的动力分配统合机构40，但是在这种规格 的动力分配统合机构40中，与太阳齿轮41相比，对内啮合齿轮42的来自 发动机22的转矩的分配比率变大。因此，通过如实施例那样将减速齿轮 机构50配置在内啮合齿轮42与马达MG2之间，能够实现马达MG2的小 型化并降低其动力损失。另外，在该情况下，如果使减速齿轮机构50的 减速比Pr为动力分配统合机构40的齿轮比P附近的值，则能够使马达 MG1和MG2的规格大致相同，因此能够提高混合动力汽车20和动力输出 装置的生产率并降低成本。
图12是变形例的混合动力汽车20A的简要构成图。在该图所示的混 合动力汽车20A中，代替作为单小齿轮式行星齿轮机构的动力分配统合机 构40而采用作为以下的双小齿轮式行星齿轮机构的动力分配统合机构 10，该双小齿轮式行星齿轮机构包括太阳齿轮41，为外齿齿轮；内啮合齿轮12，与该太阳齿轮11配置在同心圆上，为内齿齿轮；以及行星齿轮架15，可自由自转并可自由公转地保持至少一组的两个小齿轮13、 14的
组，所述两个小齿轮13、 14互相啮合，并且其中的一个与太阳齿轮11啮合、另一个与内啮合齿轮12啮合。在该变形例中，动力分配统合机构10被构成为其齿轮比P (太阳齿轮11的齿数除以内啮合齿轮12的齿数而得到的值)小于0.5。并且，在动力分配统合机构的作为第二要素的太阳齿轮11上经由从该太阳齿轮11向与发动机22相反的一侧延伸的太阳齿轮轴lla、离合器C0、以及第一马达轴45连接有作为第二电动机的马达MG1(转子)，在作为第一要素的行星齿轮架15上经由配置在动力分配统合机构10与发动机22之间的减速齿轮机构50和中空的第二马达轴55连接有马达MG2 (中空的转子)。另外，在作为第三要素的内啮合齿轮12上经由通过第二马达轴55和马达MG2而延伸的内啮合齿轮轴12a和减振器28连接有发动机22的曲轴26。另外，在该变形例中，与第一从动齿轮91一起构成第一连结齿轮系的外齿齿轮16相对于行星齿轮架15被固定。
具有这样的动力分配统合机构10的混合动力汽车20A也能够获得与上述混合动力汽车20相同的作用效果。另外，当采用作为齿轮比P小于值0.5的双小齿轮式行星齿轮机构的动力分配统合机构10时，与太阳齿轮11相比，对行星齿轮架15的来自发动机22的转矩的分配比率变大。因此，通过如图12的例子那样在行星齿轮架15与马达MG2之间配置减速齿轮机构50，能够实现马达MG2的小型化并能够降低其动力损失。另外，在该情况下，当动力分配统合机构IO的齿轮比为P时，如果使减速齿轮机构50的减速比Pr为P / (1—P )附近的值，则能够使马达MG1和MG2的规格大致相同，因此能够提高混合动力汽车20和动力输出装置的生产率并降低成本。但是，作为双小齿轮式行星齿轮机构的动力分配统合机构10也可以被构成为其齿轮比为PX).5，在该情况下，减速齿轮机构50被构成为其减速比为(1一P) /P附近的值并被配置在太阳齿轮11与马达MG1或MG2之间即可。
图13是其他变形例的混合动力汽车20B的简要构成图。在该图所示的混合动力汽车20B中，将上述混合动力汽车20的离合器CO的功能分担给分别由油压式执行器88驱动的离合器C0'和制动器BO。另外，混合动
力汽车20B具有变速器90B，所述变速器90B将上述离合器Cl的功能分担给分别由油压式执行器88驱动的离合器Cla和Clb，并且将离合器C2的功能分担给分别由油压式执行器88驱动的离合器C2a和C2b。即，在变形例的混合动力汽车20B中，通过驱动离合器CO'，能够进行动力分配统合机构40的太阳齿轮41与第一马达轴45 (马达MG1)的连接和该连接的解除，通过驱动制动器BO，能够将作为马达MG1的旋转轴的第一马达轴45无法旋转地固定。另外，通过使变速器90B的离合器Cla结合，能够实现动力分配统合机构40的作为第一要素的内啮合齿轮42与传递轴93经由第一连结齿轮系和第一齿轮轴91a而连结的第一要素连结状态，通过使离合器Clb结合，能够实现动力分配统合机构40的作为第二要素的太阳齿轮41与传递轴93经由第二连结齿轮系和第二齿轮轴92a而连结的第二要素连结状态，通过使离合器Cla和Clb这两者结合，能够实现第一齿轮轴91a和第二齿轮轴92a这两者、即动力分配统合机构40的内啮合齿轮42和太阳齿轮41这两者与传递轴93 (减速机构94)连结的两要素连结状态。另外，通过使变速器90B的离合器C2a结合，能够实现行星齿轮架轴98a、即减速机构94经由输出齿轮轴99a和输出齿轮99等与驱动轴60连结的减速机构一驱动轴连结状态，通过使离合器C2b结合，能够实现动力分配统合机构40的内啮合齿轮42经由第一连结齿轮系、第一齿轮轴91a、输出齿轮轴99a、以及输出齿轮99等与驱动轴60连结的直接连结状态，通过使离合器C2a和C2b这两者结合，能够实现行星齿轮架轴98a (减速机构94)和第一齿轮轴91a这两者经由输出齿轮轴99a和输出齿轮99等与驱动轴60连结的同时连结状态。图14表示了混合动力汽车20B行驶时的离合器C0'、制动器BO、变速器90B的离合器Cla、 Clb、C2a、 C2b的离合位置等的设定状态。这样包括油压式离合器CO'、制动器bo、以及具有油压式离合器Cla、 Clb、 C2a、 C2b的变速器90b的混合动力汽车20B也能够获得与上述混合动力汽车20、 20A相同的作用效果。
另外，在上述混合动力汽车20、 20A、 20B中，也可以省略进行太阳齿轮41与马达MG1的连接和该连接的解除的机构、固定第一马达轴45(太阳齿轮41)或第二马达轴55 (内啮合齿轮42)的机构、以及减速齿轮机构50中的一者或者全部。另外，上述混合动力汽车20、 20A、 20B均可以作为基于前轮驱动的四轮驱动车辆而构成。另外，在上述实施例中，对安装在混合动力汽车20、 20A、 20B上的动力输出装置进行了说明，但是也可以将本发明的动力输出装置安装在除了汽车以外的车辆、船舶、航空器等移动体上，还可以将其组装到建设设备等固定设备上。
以上，使用实施例说明了本发明的实施方式，但是勿庸置疑本发明不受上述实施例的任何限制，可以在不脱离本发明的主旨的范围内进行各种变更。
产业上的可利用性
本发明可以应用于动力输出装置或混合动力汽车的制造产业等。
权利要求
1. 一种动力输出装置，向驱动轴输出动力，并包括内燃机；第一电动机，能够输入输出动力；第二电动机，能够输入输出动力；动力分配统合机构，具有与所述第一电动机的旋转轴连接的第一要素、与所述第二电动机的旋转轴连接的第二要素、以及与所述内燃机的内燃机轴连接的第三要素，并且构成为所述三个要素能够互相进行差动旋转；以及变速传递单元，包括传递轴；第一连结单元，能够将所述动力分配统合机构的所述第一要素和所述第二要素选择性地与所述传递轴连结；变速机构，具有输出要素和与所述传递轴连接的输入要素，并且能够将来自所述传递轴的动力以预定的变速比变速后从所述输出要素输出；以及第二连结单元，能够将所述动力分配统合机构的所述第一及第二要素中的至少一者和所述变速机构的所述输出要素选择性地与所述驱动轴连结。
2. 如权利要求1所述的动力输出装置，其中，所述变速传递单元的所述传递轴与所述第一电动机和所述第二电动机 的旋转轴大致平行地延伸，所述第一电动机和所述第二电动机与所述内燃 机大致同轴地配置，所述动力分配统合机构在所述第一电动机和所述第二 电动机之间与该两个电动机大致同轴地配置。
3. 如权利要求1所述的动力输出装置，其中，所述变速传递单元的所述第一连结单元包括第一平行轴式齿轮系， 与所述第一要素连结；第二平行轴式齿轮系，与所述第二要素连结；以及 切换单元，能够选择性地切换第一要素连结状态和第二要素连结状态，所 述第一要素连结状态是指所述第一平行轴式齿轮系与所述传递轴连结的状 态，所述第二要素连结状态是指所述第二平行轴式齿轮系与所述传递轴连 结的状态。
4. 如权利要求3所述的动力输出装置，其中，所述第一连结单元的所述切换单元能够选择性地切换所述第一要素连 结状态、所述第二要素连结状态、以及两要素连结状态，所述两要素连结 状态是指所述第一平行轴式齿轮系和所述第二平行轴式齿轮系这两者与所 述传递轴连结的状态。
5. 如权利要求1所述的动力输出装置，其中，所述变速传递单元的所述第二连结单元能够选择性地切换变速机构一 驱动轴连结状态、直接连结状态、以及同时连结状态，所述变速机构—驱 动轴连结状态是指所述变速机构的所述输出要素与所述驱动轴连结的状 态，所述直接连结状态是指所述动力分配统合机构的所述第一要素和所述 第二要素中的一者与所述驱动轴连结的状态，所述同时连结状态是指所述 动力分配统合机构的所述第一及第二要素中的一者和所述变速机构的所述 输出要素与所述驱动轴连结的状态。 '
6. 如权利要求1所述的动力输出装置，其中，还包括固定单元，该固定单元能够将所述第一电动机的旋转轴和所述 第二电动机的旋转轴中的一者无法旋转地固定。
7. 如权利要求1所述的动力输出装置，其中，还包括连接断开单元，该连接断开单元能够进行所述第一电动机与所 述第一要素的连接和该连接的解除、所述第二电动机与所述第二要素的连 接和该连接的解除、以及所述内燃机与所述第三要素的连接和该连接的解 除中的一者。
8. 如权利要求1所述的动力输出装置，其中，所述变速传递单元的所述变速机构是能够将从所述传递轴输入到所述 输入要素的动力以预定的减速比减速后从所述输出要素输出的减速机构。
9. 如权利要求1所述的动力输出装置，其中， 所述变速传递单元的所述变速机构是三要素式行星齿轮机构。
10. 如权利要求1所述的动力输出装置，其中，所述动力分配统合机构的所述第一及第二要素中的、从与所述内燃机 轴连接的所述第三要素输入更大的转矩的一者经由减速单元与所述第一电 动机或所述第二电动机连接，所述减速单元对所述第一电动机或所述第二电动机的旋转轴的旋转进行减速。
11. 如权利要求10所述的动力输出装置，其中，所述动力分配统合机构是包括太阳齿轮、内啮合齿轮、以及行星齿轮 架的单小齿轮式行星齿轮机构，所述行星齿轮架保持至少一个与所述太阳 齿轮和所述内啮合齿轮这两者啮合的小齿轮，所述第一要素是所述太阳齿 轮和所述内啮合齿轮中的一者，并且所述第二要素是所述太阳齿轮和所述 内啮合齿轮中的另一者，所述第三要素是所述行星齿轮架，当所述动力分配统合机构的齿轮比为P时，所述减速单元被构成为其 减速比为P附近的值，并且所述减速单元被配置在所述第一或第二电动机 与所述内啮合齿轮之间，其中所述动力分配统合机构的齿轮比是所述太阳 齿轮的齿数除以所述内啮合齿轮的齿数而得到的值。
12. 如权利要求IO所述的动力输出装置，其中，所述动力分配统合机构是包括太阳齿轮、内啮合齿轮、以及行星齿轮 架的双小齿轮式行星齿轮机构，所述行星齿轮架保持至少一组的两个小齿 轮的组，所述两个小齿轮互相啮合，并且其中的一个与所述太阳齿轮啮 合，另一个与所述内啮合齿轮啮合，所述第一要素是所述太阳齿轮和所述行星齿轮架中的一者，并且所述 第二要素是所述太阳齿轮和所述行星齿轮架屮的另一者，所述第三要素是 所述内啮合齿轮。
13. 如权利要求12所述的动力输出装置，其中，当所述动力分配统合机构的齿轮比为p时，所述动力分配统合机构被构成为P0.5，所述减速单元被构成为其减速比为P/ (l—P )附近的 值，并且所述减速单元被配置在所述第一电动机或所述第二电动机与所述 行星齿轮架之间，其中所述动力分配统合机构的齿轮比是所述太阳齿轮的 齿数除以所述内啮合齿轮的齿数而得到的值。
14. 如权利要求12所述的动力输出装置，其中，当所述动力分配统合机构的齿轮比为P时，所述动力分配统合机构被 构成为P〉0.5，所述减速单元被构成为其减速比为(1一P)/P附近的 值，并且所述减速单元被配置在所述第一电动机或所述第二电动机与所述太阳齿轮之间，其中所述动力分配统合机构的齿轮比是所述太阳齿轮的齿 数除以所述内啮合齿轮的齿数而得到的值。
15. —种混合动力汽车，具有权利要求1所述的动力输出装置，并包 括通过来自所述驱动轴的动力而被驱动的驱动轮。
全文摘要
混合动力汽车(20)具有相互同轴地配置的发动机(22)、马达(MG1、MG2)、动力分配统合机构(40)、以及变速器(90)，该变速器(90)包括传递轴(93)，与第一及第二马达轴(45、55)平行地延伸；第一及第二连结齿轮系和离合器(C1)，能够将动力分配统合机构(40)的内啮合齿轮(42)和太阳齿轮(41)选择性地与传递轴(93)连结；减速机构(94)，与传递轴(93)连接，并能够将来自传递轴(93)的动力减速后从行星齿轮架(98)输出；以及离合器(C2)，能够将行星齿轮架(98)和内啮合齿轮(42)选择性地与驱动轴连接。
文档编号B60K6/365GK101522452SQ20078003763
公开日2009年9月2日 申请日期2007年10月19日 优先权日2006年10月24日
发明者出盐幸彦, 大庭秀洋 申请人:丰田自动车株式会社