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车辆混合动驱动装置

阅读:25发布:2023-03-01

专利汇可以提供车辆混合动驱动装置专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且一种车辆混合动 力 驱动装置,该车辆混合动力驱动装置具有 发动机 (8)和 电动机 (MG)作为驱动力源,并且包括:液压产生机构(24),其利用来自发动机的驱动力产生液压;以及行星 齿轮 型变速装置,其具有三个旋转元件,即第一旋转元件(RE1)、第二旋转元件(RE2)和第三旋转元件(RE3)。第一旋转元件连结到电动机以使得两者之间的动力传递成为可能,并且经由 离合器 (C)连结到发动机以使得两者之间的动力传递成为可能。第二旋转元件经由 制动 器(B)选择性地连结到静止部件(18)。第三旋转元件连结到 输出轴 (14)以使得两者之间的动力传递成为可能。当来自液压产生机构的液压未被供给时,所述制动器将第二旋转元件与静止部件相连接。,下面是车辆混合动驱动装置专利的具体信息内容。

1.一种车辆混合动驱动装置,所述车辆混合动力驱动装置具有发动机(8)和电动机(MG)作为驱动力源,并且包括:
液压产生机构(24),所述液压产生机构利用来自所述发动机的驱动力产生液压;
其特征在于,所述车辆混合动力驱动装置还包括行星齿轮型变速装置,所述行星齿轮型变速装置具有三个旋转元件,即第一旋转元件(RE1)、第二旋转元件(RE2)和第三旋转元件(RE3),其中:
所述第一旋转元件连结到所述电动机以使得所述第一旋转元件和所述电动机之间的动力传递成为可能,并且经由离合器(C)连结到所述发动机以使得所述第一旋转元件和所述发动机之间的动力传递成为可能;
所述第二旋转元件经由制动器(B)选择性地连结到静止部件(18);
所述第三旋转元件连结到输出轴(14)以使得所述第三旋转元件和所述输出轴之间的动力传递成为可能;以及
当来自所述液压产生机构的液压未被供给时,所述制动器将所述第二旋转元件与所述静止部件相连接。
2.根据权利要求1所述的车辆混合动力驱动装置,其中
所述行星齿轮型变速装置放大从所述电动机输入到所述第一旋转元件的驱动转矩,并且从所述第三旋转元件输出放大后的驱动转矩。
3.根据权利要求2所述的车辆混合动力驱动装置,其中
所述行星齿轮型变速装置的太阳齿轮对应于所述第一旋转元件,且所述变速装置的行星架对应于所述第二旋转元件,且所述变速装置的齿圈对应于所述第三旋转元件。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的车辆混合动力驱动装置,其中
当所述液压未被供给时,所述离合器中断所述发动机和所述第一旋转元件之间的连接。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的车辆混合动力驱动装置,其中
所述行星齿轮型变速装置、所述电动机、所述离合器以及所述制动器用作能够以多个变速段变速的自动变速器的一部分。
6.根据权利要求5所述的车辆混合动力驱动装置,其中:
所述自动变速器包括
第一变速部(60),所述第一变速部包括双小齿轮型的第一行星齿轮装置(58),所述第一行星齿轮装置具有第一太阳齿轮(S1)、彼此啮合的一对第一小齿轮(P1)、支持所述第一小齿轮以使得所述第一小齿轮可绕所述第一小齿轮的轴线自转且可绕公共轴线公转的第一行星架(CA1)、以及经由所述一对第一小齿轮与所述第一太阳齿轮相啮合的第一齿圈(R1),以及
第二变速部(66),所述第二变速部包括单小齿轮型的第二行星齿轮装置(62)并且还包括双小齿轮型的第三行星齿轮装置(64),所述第二行星齿轮装置具有第二太阳齿轮(S2)、第二小齿轮(P2)、支持所述第二小齿轮以使得所述第二小齿轮可自转且可公转的第二行星架(CA2)、以及经由所述第二小齿轮与所述第二太阳齿轮相啮合的第二齿圈(R2),所述第三行星齿轮装置具有第三太阳齿轮(S3)、彼此相互啮合的一对第三小齿轮(P3)、支持所述第三小齿轮以使得所述第三小齿轮可自转且可公转的第三行星架(CA3)、以及经由所述一对第三小齿轮与所述第三太阳齿轮相啮合的第三齿圈(R3);
所述第二变速部被构造为拉维挪式齿轮系,其中,所述第二行星齿轮装置的所述第二行星架和所述第三行星齿轮装置的所述第三行星架成一体以形成共用行星架(CA),且所述第二行星齿轮装置的所述第二齿圈和所述第三行星齿轮装置的所述第三齿圈成一体以形成共用齿圈(R),且所述第二小齿轮和所述一对第三小齿轮中的一个(P3b)形成共用小齿轮;
所述第一太阳齿轮始终连结到所述静止部件,且所述第一行星架连结到所述发动机以使得所述第一行星架和所述发动机之间的动力传递成为可能,且所述第一齿圈的旋转相对于所述第一行星架的旋转被减速;
所述第二太阳齿轮经由第四离合器选择性地连结到所述第一行星架,并且经由第三离合器(C3)选择性地连结到所述第一齿圈,并且经由第一制动器(B1)选择性地连结到所述静止部件,且所述第三太阳齿轮经由第一离合器选择性地连结到所述第一齿圈,且所述共用行星架经由第二离合器(C2)连结到所述发动机以使得所述共用行星架和所述发动机之间的动力传递成为可能,且所述共用行星架经由第二制动器(B2)选择性地连结到所述静止部件,且所述共用齿圈连结到所述输出轴(70);
所述电动机连结到所述第三太阳齿轮以使得所述电动机和所述第二太阳齿轮之间的动力传递成为可能;以及
所述第一旋转元件对应于所述第二太阳齿轮,且所述第二旋转元件对应于所述共用行星架,且所述第三旋转元件对应于所述共用齿圈,且所述第一至第四离合器中的至少一个对应于所述离合器,且所述第二制动器对应于所述制动器。
7.根据权利要求5所述的车辆混合动力驱动装置,其中:
所述自动变速器包括
第一变速部(84),所述第一变速部包括单小齿轮型的第一行星齿轮装置(82),所述第一行星齿轮装置具有第一太阳齿轮(S1)、第一小齿轮(P1)、支持所述第一小齿轮以使得所述第一小齿轮可自转且可公转的第一行星架(CA1)、以及经由所述第一小齿轮与所述第一太阳齿轮相啮合的第一齿圈(R1),以及
第二变速部(90),所述第二变速部包括单小齿轮型的第二行星齿轮装置(86)并且还包括双小齿轮型的第三行星齿轮装置(88),所述第二行星齿轮装置具有第二太阳齿轮(S2)、第二小齿轮(P2)、支持所述第二小齿轮以使得所述第二小齿轮可自转且可公转的第二行星架(CA2)、以及经由所述第二小齿轮与所述第二太阳齿轮相啮合的第二齿圈(R2),所述第三行星齿轮装置具有第三太阳齿轮(S3)、一对第三小齿轮(P3)、支持所述第三小齿轮以使得所述第三小齿轮可自转且可公转的第三行星架(CA3)、以及经由所述一对第三小齿轮与所述第三太阳齿轮相啮合的第三齿圈(R3);
所述第二变速部被构造为拉维挪式齿轮系,其中,所述第二行星齿轮装置的所述第二行星架和所述第三行星齿轮装置的所述第三行星架成一体以形成共用行星架,且所述第二行星齿轮装置的所述第二齿圈和所述第三行星齿轮装置的所述第三齿圈成一体以形成共用齿圈,且所述第二小齿轮和所述一对第三小齿轮中的一个形成共用小齿轮;
所述第一太阳齿轮始终连结到所述静止部件,且所述第一齿圈连结到所述发动机以使得所述第一齿圈和所述发动机之间的动力传递成为可能,且所述第一行星架的旋转相对于所述第一齿圈的旋转被减速;
所述第二太阳齿轮经由第三离合器选择性地连结到所述第一行星架,并且经由第一制动器选择性地连结到所述静止部件,且所述第三太阳齿轮经由第一离合器选择性地连结到所述第一行星架,且所述共用行星架经由第二离合器连结到所述发动机以使得所述共用行星架和所述发动机之间的动力传递成为可能,且所述共用行星架经由第二制动器选择性地连结到所述静止部件,且所述共用齿圈连结到所述输出轴;
所述电动机连结到所述第二太阳齿轮以使得所述电动机和所述第二太阳齿轮之间的动力传递成为可能;以及
所述第一旋转元件对应于所述第二太阳齿轮,且所述第二旋转元件对应于所述共用行星架,且所述第三旋转元件对应于所述共用齿圈,且所述第一至第三离合器中的至少一个对应于所述离合器,且所述第二制动器对应于所述制动器。
8.根据权利要求1所述的车辆混合动力驱动装置,其中
当所述液压未被供给时,所述制动器通过弹性部件的弹性力将所述第二旋转元件与所述静止部件相连接。

说明书全文

车辆混合动驱动装置

技术领域

[0001] 本发明涉及一种将发动机电动机作为驱动力源的车辆混合动力驱动装置,特别关注动力传递装置的尺寸减小及燃料经济性的提高。

背景技术

[0002] 已知一种用于将为诸如汽油机、柴油机等内燃机的发动机和由电能驱动的电动机作为驱动动力源的混合动力车辆的驱动装置。这种装置的一个例子为日本专利申请6-169504号公报(JP-A-6-169504)中公开的混合动力驱动装置(动力传递装置)。在
6-169504号公报(JP-A-6-169504)所公开的混合动力驱动装置中,连结到发动机(内燃机)的变矩器(流体传动装置)的输出经由输入离合器连结到中间轴,且电动机连结到该中间轴使得能够传递动力,且自动变速器输入轴也与该中间轴连结。在发动机模式期间,输入离合器接合,从而发动机的动力经由变矩器和自动变速器被传递到驱动轮。在电动机模式期间,输入离合器被释放(分离),从而电动机的输出经由自动变速器被传递到驱动轮。由于上述结构,在发动机模式期间,由于发动机的动力经由变矩器被传递,所以能够维持车辆的平滑起动和加速。此外,在电动机模式期间,由于电动机的动力传递没有变矩器的介入,所以消除了变矩器的动力损失,因此能够获得相对长的巡行距离。
[0003] 然而,在6-169504号公报(JP-A-6-169504)所公开的混合动力驱动装置(动力传递装置)中,即使在电动机驱动行驶期间,自动变速器有时也需要供给液压,因此,为了驱动与发动机的驱动一起动作的机械式液压,在输入离合器处于释放状态下发动机以一定的转速运转。因此,由于即使在电动机驱动行驶期间发动机也被驱动,所以燃料经济性下降。为了克服该问题,上述公报提出设置电动油泵,在电动机驱动行驶期间,电动油泵被驱动且发动机停止。然而,这存在制造成本增加的问题;例如,必需设置执行电动油泵的开/关状态的切换控制的控制装置以及该电动油泵。此外,由于安装了电动油泵,还产生了另一个问题,即装置的尺寸增加。另外,催生了通过例如考虑到电动油泵的故障而设置故障安全机构来提高电动油泵的可靠性的需要。
[0004] 为了克服上述问题等,可想到采用如日本专利申请5-229350号公报(JP-A-5-229350)中公开的方法,其中为了通过电动机的驱动转矩来使车辆移动,电动机直接连结到自动变速器的输出轴。在5-229350号公报(JP-A-5-229350)所公开的结构中,由于电动机的驱动转矩未经自动变速器介入而被传递到驱动轮,所以,在电动机驱动行驶期间,不必产生上述液压。因而,此结构消除了设置电动油泵的需要。
[0005] 然而,在5-229350号公报所公开的结构中,由于在电动机驱动行驶期间,自动变速器不工作,因此,在电动机驱动模式期间,不能利用自动变速器的转矩放大作用。因此,由于在电动机驱动行驶期间所需要的驱动转矩需要由电动机直接产生,所以电动机需要能够产生大的转矩。由于电动机的尺寸和电动机能够产生的驱动转矩的大小通常为比例关系,所以5-229350号公报的上述技术具有增大了电动机的尺寸从而增大了混合动力驱动装置的尺寸的问题。

发明内容

[0006] 本发明提供了一种车辆混合动力驱动装置,该车辆混合动力驱动装置具有发动机和电动机作为驱动力源,并能够实现装置尺寸的减小和燃料经济性的提高。
[0007] 本发明的第一方面涉及一种车辆混合动力驱动装置,所述车辆混合动力驱动装置具有发动机和电动机作为驱动力源。所述混合动力驱动装置包括:液压产生机构,所述液压产生机构利用来自所述发动机的驱动力产生液压;以及行星齿轮型变速装置,所述行星齿轮型变速装置具有三个旋转元件,即第一旋转元件、第二旋转元件和第三旋转元件。在所述装置中,所述第一旋转元件连结到所述电动机以使得所述第一旋转元件和所述电动机之间的动力传递成为可能,并且经由离合器连结到所述发动机以使得所述第一旋转元件和所述发动机之间的动力传递成为可能。所述第二旋转元件经由制动器选择性地连结到静止部件,所述第三旋转元件连结到输出轴以使得所述第三旋转元件和所述输出轴之间的动力传递成为可能。当来自所述液压产生机构的液压未被供给时,所述制动器将所述第二旋转元件与所述静止部件相连接。
[0008] 根据按照本发明第一方面的车辆混合动力驱动装置,在发动机驱动行驶期间,所述离合器被接合以使得所述发动机和所述第一旋转元件相连接,从而来自所述发动机的驱动力从所述第三旋转元件被输出。另一方面,在电动机驱动行驶期间,所述发动机停止,从而所述液压产生机构不工作,使得进入未供给液压的状态。然而,在未供给液压期间,所述制动器将所述第二旋转元件与所述静止部件相连接。因此,所述第二旋转元件停止旋转,从所述电动机经由所述第一旋转元件输入的驱动力的转矩被改变,然后被输出到所述第三旋转元件。因而,即使当液压未被供给时,来自所述电动机的驱动力的转矩也能够被放大,该放大后的驱动力能够从所述第三旋转元件被输出。因此,可以减小需要由所述电动机产生的驱动力,从而能够防止所述电动机的尺寸增大。此外,在电动机驱动行驶期间,在未产生液压的情况下所述制动器接合。因此,不必设置电动油泵等,从而能够避免装置的尺寸增大。
[0009] 此外,在电动机驱动行驶期间,由于不必操作液压产生机构,所以发动机可被停止,从而能够提高燃料经济性。
[0010] 在上述车辆混合动力驱动装置中,所述行星齿轮型变速装置可以放大从所述电动机输入到所述第一旋转元件的驱动转矩,并且可以从所述第三旋转元件输出放大后的驱动转矩。
[0011] 根据该车辆混合动力驱动装置,能够减小需要由电动机产生的驱动转矩,从而能够抑制电动机的尺寸增大。
[0012] 在本发明的车辆混合动力驱动装置中,所述行星齿轮型变速装置的太阳齿轮可对应于所述第一旋转元件,且所述变速装置的行星架可对应于所述第二旋转元件,且所述变速装置的齿圈可对应于所述第三旋转元件。
[0013] 根据上述车辆混合动力驱动装置,能够减小需要由电动机产生的驱动转矩,从而能够抑制电动机的尺寸增大。
[0014] 在上述车辆混合动力驱动装置中,当所述液压未被供给时,所述离合器可以中断所述发动机和所述第一旋转元件之间的连接。
[0015] 根据该车辆混合动力驱动装置,例如,在由电动机执行的再生控制期间,能够消除由发动机摩擦导致的再生损失,从而能够提高再生效率。
[0016] 在上述车辆混合动力驱动装置中,所述行星齿轮型变速装置、所述电动机、所述离合器以及所述制动器可以用作能够以多个变速段变速的自动变速器的一部分。
[0017] 根据该车辆混合动力驱动装置,能够抑制零部件数量的增加,从而能够抑制装置的尺寸增大。
[0018] 在上述车辆混合动力驱动装置中,所述自动变速器可以包括:第一变速部,所述第一变速部包括双小齿轮型的第一行星齿轮装置,所述第一行星齿轮装置具有第一太阳齿轮、彼此啮合的一对第一小齿轮(行星轮)、支持所述第一小齿轮以使得所述第一小齿轮可绕所述第一小齿轮的轴线自转且可绕公共轴线公转的第一行星架、以及经由所述一对第一小齿轮与所述第一太阳齿轮相啮合的第一齿圈;以及第二变速部,所述第二变速部包括单小齿轮型的第二行星齿轮装置并且还包括双小齿轮型的第三行星齿轮装置,所述第二行星齿轮装置具有第二太阳齿轮、第二小齿轮、支持所述第二小齿轮以使得所述第二小齿轮可自转且可公转的第二行星架、以及经由所述第二小齿轮与所述第二太阳齿轮相啮合的第二齿圈,所述第三行星齿轮装置具有第三太阳齿轮、彼此相互啮合的一对第三小齿轮、支持所述第三小齿轮以使得所述第三小齿轮可自转且可公转的第三行星架、以及经由所述一对第三小齿轮与所述第三太阳齿轮相啮合的第三齿圈。所述第二变速部可以被构造为拉维挪式齿轮系(传动机构),其中,所述第二行星齿轮装置的所述第二行星架和所述第三行星齿轮装置的所述第三行星架成一体以形成共用行星架,且所述第二行星齿轮装置的所述第二齿圈和所述第三行星齿轮装置的所述第三齿圈成一体以形成共用齿圈,且所述第二小齿轮和所述一对第三小齿轮中的一个形成共用小齿轮。所述第一太阳齿轮可以始终连结到所述静止部件,且所述第一行星架可以连结到所述发动机以使得所述第一行星架和所述发动机之间的动力传递成为可能,且所述第一齿圈的旋转可以相对于所述第一行星架的旋转被减速。所述第二太阳齿轮可以经由第四离合器选择性地连结到所述第一行星架,并且可以经由第三离合器选择性地连结到所述第一齿圈,并且可以经由第一制动器选择性地连结到所述静止部件,且所述第三太阳齿轮可以经由第一离合器选择性地连结到所述第一齿圈,且所述共用行星架可以经由第二离合器连结到所述发动机以使得所述共用行星架和所述发动机之间的动力传递成为可能,且所述共用行星架可以经由第二制动器选择性地连结到所述静止部件,且所述共用齿圈可以连结到所述输出轴。所述电动机可以连结到所述第二太阳齿轮以使得所述电动机和所述第二太阳齿轮之间的动力传递成为可能。所述第一旋转元件可对应于所述第二太阳齿轮,且所述第二旋转元件可对应于所述共用行星架,且所述第三旋转元件可对应于所述共用齿圈,且所述第一至第四离合器中的至少一个可对应于所述离合器,且所述第二制动器可对应于所述制动器。
[0019] 根据该车辆混合动力驱动装置,可以利用自动变速器的部件来提供混合动力结构,从而能够抑制装置的尺寸增大。
[0020] 此外,在上述车辆混合动力驱动装置中,所述自动变速器可以包括:第一变速部,所述第一变速部包括单小齿轮型的第一行星齿轮装置,所述第一行星齿轮装置具有第一太阳齿轮、第一小齿轮、支持所述第一小齿轮以使得所述第一小齿轮可自转且可公转的第一行星架、以及经由所述第一小齿轮与所述第一太阳齿轮相啮合的第一齿圈;以及第二变速部,所述第二变速部包括单小齿轮型的第二行星齿轮装置并且还包括双小齿轮型的第三行星齿轮装置,所述第二行星齿轮装置具有第二太阳齿轮、第二小齿轮、支持所述第二小齿轮以使得所述第二小齿轮可自转且可公转的第二行星架、以及经由所述第二小齿轮与所述第二太阳齿轮相啮合的第二齿圈,所述第三行星齿轮装置具有第三太阳齿轮、一对第三小齿轮、支持所述第三小齿轮以使得所述第三小齿轮可自转且可公转的第三行星架、以及经由所述一对第三小齿轮与所述第三太阳齿轮相啮合的第三齿圈。所述第二变速部可以被构造为拉维挪式齿轮系,其中,所述第二行星齿轮装置的所述第二行星架和所述第三行星齿轮装置的所述第三行星架成一体以形成共用行星架,且所述第二行星齿轮装置的所述第二齿圈和所述第三行星齿轮装置的所述第三齿圈成一体以形成共用齿圈,且所述第二小齿轮和所述一对第三小齿轮中的一个形成共用小齿轮。所述第一太阳齿轮可以始终连结到所述静止部件,且所述第一齿圈可以连结到所述发动机以使得所述第一齿圈和所述发动机之间的动力传递成为可能,且所述第一行星架的旋转可以相对于所述第一齿圈的旋转被减速。所述第二太阳齿轮可以经由第三离合器选择性地连结到所述第一行星架,并且可以经由第一制动器选择性地连结到所述静止部件,且所述第三太阳齿轮可以经由第一离合器选择性地连结到所述第一行星架,且所述共用行星架可以经由第二离合器连结到所述发动机以使得所述共用行星架和所述发动机之间的动力传递成为可能,且所述共用行星架可以经由第二制动器选择性地连结到所述静止部件,且所述共用齿圈可以连结到所述输出轴。所述电动机可以连结到所述第二太阳齿轮以使得所述电动机和所述第二太阳齿轮之间的动力传递成为可能。所述第一旋转元件可对应于所述第二太阳齿轮,且所述第二旋转元件可对应于所述共用行星架,且所述第三旋转元件可对应于所述共用齿圈,且所述第一至第三离合器中的至少一个可对应于所述离合器,且所述第二制动器可对应于所述制动器。
[0021] 根据该车辆混合动力驱动装置,可以利用自动变速器的部件来提供混合动力结构,从而能够抑制装置的尺寸增大。
[0022] 当所述液压未被供给时,所述制动器可以通过弹性部件的弹性力将所述第二旋转元件与所述静止部件相连接。
[0023] 优选地,上述电动机被构造为既能够驱动车辆也能够执行再生。根据这种结构,例如,在发动机制动期间,可以通过由来自驱动轮的反驱动力驱动所述电动机旋转来产生电力。这样,能够提高燃料经济性。在该操作期间,如果上述离合器被释放,则能够消除由发动机的摩擦转矩导致的再生损失,从而能够增大再生量。附图说明
[0024] 由参照附图对优选实施例的以下说明,本发明的上述及其他目的、特征和优点将变得显而易见,其中,相同的标号表示相同的元件,附图中:
[0025] 图1是示出根据本发明第一实施例的车辆混合动力驱动装置的一部分的基本结构的骨架图;
[0026] 图2是在图1中所示的车辆混合动力驱动装置中,在由电动机驱动行驶期间,行星齿轮装置的旋转元件的转速之间的相对关系可以用直线表示的共线图;
[0027] 图3是根据本发明第二实施例的车辆混合动力驱动装置的骨架图;
[0028] 图4是示出根据本发明第三实施例的车辆混合动力驱动装置的骨架图;
[0029] 图5是示出在图4所示的车辆混合动力驱动装置中用于建立各变速段的接合元件的接合状态的动作表(接合动作表);
[0030] 图6是图4所示的自动变速器的第一变速部和第二变速部的旋转元件的转速可以用直线表示的共线图;
[0031] 图7是示出根据本发明第四实施例的车辆混合动力驱动装置的骨架图;
[0032] 图8是示出在图7所示的车辆混合动力驱动装置中用于建立各变速段的接合元件的接合状态的动作表(接合动作表)。

具体实施方式

[0033] 以下将参照附图详细说明本发明的实施例。结合以下实施例的说明,附图被适当地简化或变型,并且各部分的尺寸比及其形状等均不必精确地描绘。
[0034] 图1是示出根据本发明第一实施例的车辆混合动力驱动装置10的一部分的基本结构的骨架图。在图1中,车辆混合动力驱动装置10主要由输入轴12、连结到输入轴12以使得两者间的动力传递成为可能的电动机MG、经由最终减速器(未图示)等连结到驱动轮以使得动力能够被传递至驱动轮的输出轴14、设于输入轴12和输出轴14之间的行星齿轮装置构成。输入轴12经由离合器C连结到发动机(E/G)8,使得两者之间的动力传递成为可能,并且还连结到电动机MG,使得两者之间的动力传递成为可能。因此,车辆混合动力驱动装置10能够选择性地使用发动机8和电动机MG作为驱动力源。此外,发动机8由诸如汽油机、柴油机等内燃机构成,发动机8的动力通常经由诸如变矩器等流体传动装置输出到输入轴12。
[0035] 电动机MG为兼具驱动功能和再生功能的电动发电机。电动机MG包括固定于静止部件18的定子20,和与输入轴12一体地旋转的转子22。
[0036] 行星齿轮装置16为单小齿轮型行星齿轮装置,其包括太阳齿轮S、小齿轮P、支持小齿轮P以使得小齿轮P可绕其自身的轴线自转且可绕公共轴线公转的行星架CA,以及经由小齿轮P与太阳齿轮S相啮合的齿圈R。行星齿轮装置16由三个旋转元件构成。在本实施例中,太阳齿轮S被定义为第一旋转元件RE1,行星架CA被定义为第二旋转元件RE2,齿圈R被定义为第三旋转元件RE3。
[0037] 在行星齿轮装置16中,作为第一旋转元件RE1的太阳齿轮S连结到电动机MG,使得两者之间的动力传递成为可能,并且还经由离合器C连结到发动机8,使得两者之间的动力传递成为可能。作为第二旋转元件RE2的行星架CA经由制动器B选择性地连结到静止部件18。作为第三旋转元件RE3的齿圈R连结到输出轴14。由于该结构,当制动器B接合时,行星架CA连结到静止部件18,从而停止转动,使得与太阳齿轮S的旋转相比,齿圈R的旋转被减速。另一方面,如果制动器B被释放以使得行星架CA可转动,则行星齿轮装置16空转。
[0038] 离合器C和制动器B均由例如多片式、单片式、带式等通过液压摩擦地接合的液压型摩擦接合装置构成。通过液压的控制,离合器C和制动器B中的各个的接合状态被控制。这里应注意,上述液压是通过使用由通过驱动发动机8而操作的机械油泵24所产生的液压作为基本压力而被供给的。因此,当发动机8处于停止状态时,油泵24也处于停止状态(未供给液压),从而液压未被供给至离合器C或制动器B。
[0039] 在本实施例中,离合器C被构造为能够在被供给液压时接合。当发动机8停止时,即当油泵24停止时,不能供给液压,从而离合器C被释放。因此,在发动机停止(油泵停止)期间,发动机8与输入轴12或第一旋转元件RE1(太阳齿轮S)之间的动力传递路径被中断。另一方面,制动器B被构造为能够在被供给液压时释放。在液压未被供给的状态下,即当由于油泵停止而致使未供给液压时,行星架CA和静止部件18相连接(接合)。在未供给液压的状态下,随着彼此相对设置的静止部件18的摩擦片和行星架CA的摩擦片通过具有弹性的部件的弹性力例如弹簧的弹性力而相互压紧时,制动器B将静止部件18与行星架CA相连接。然后,当制动器B的液压致动器被供给液压时,通过使来自液压的压力在抵消弹簧的压力的方向上作用,制动器B被释放。因此,当液压产生时,静止部件18和行星架CA可彼此相对转动。
[0040] 在如上所述构造的车辆混合动力驱动装置10中,当发动机8被驱动时,油泵24被操作,使得能够将液压供给至离合器C和制动器B。然后,当离合器C被供给液压时,发动机8的动力在被传递至输出轴14之前经由行星齿轮装置16在转矩方面被放大。此时,可以通过停止向制动器B供给液压来将行星齿轮装置16置于能够进行动力传递的状态。
[0041] 在由电动机MG执行的电动机驱动行驶期间,由于发动机8停止,油泵24也停止,从而向离合器C和制动器B的液压供给是不可能的(未供给液压)。因此,由于未供给液压,离合器C被释放,因此,在发动机8和第一旋转元件RE1之间的动力传递路径被中断。此外,在未供给液压时,制动器B将第二旋转元件RE2与静止部件18相连接,从而第二旋转元件RE2(行星架CA)停止转动。因此,当由于电动机MG的驱动,驱动转矩被输入至第一旋转元件RE1(太阳齿轮S)时,第二旋转元件RE2(行星架CA)停止转动,使得转矩被放大,然后经由第三旋转元件RE3(齿圈R)被输出到输出轴14。因而,即使电动机MG能够输出的转矩小,转矩也在被输出到第三旋转元件RE3之前被放大。因此,也可以选择或采用仅能够输出小转矩的电动机MG。由于电动机MG的最大转矩输出与电动机MG的尺寸彼此成比例,所以可以选择小型电动机MG。
[0042] 图2是在基于车辆混合动力驱动装置10中的电动机MG的电动机驱动行驶期间,行星齿轮装置16的旋转元件的转速之间的相对关系可以用直线表示的共线图。在图2中,图表是由示出行星齿轮装置16的传动比ρ之间的关系的横轴和示出相对转速的纵线构成的二维坐标系。在该图表中,横线X1示出零转速。此外,至于对应于构成行星齿轮装置16的三个旋转元件的三条纵线Y1、Y2和Y3,位于最左边的纵线Y1示出了对应于第一旋转元件RE1的太阳齿轮S的相对转速,纵线Y2示出了对应于第二旋转元件RE2的行星架CA的相对转速,纵线Y3示出了对应于第三旋转元件RE3的齿圈R的相对转速。这三条线之间的间隔根据行星齿轮装置16的传动比ρ确定。在共线图的横轴上的关系中,如果假定太阳齿轮S和行星架CA之间的间隔对应于“1”,则行星架CA和齿圈R之间的间隔对应于行星齿轮装置16的传动比ρ。即,关于行星齿轮装置16,纵线Y1和Y2之间的间隔被设定为对应于“1”的间隔,而纵线Y2和Y3之间的间隔被设定为对应于传动比ρ的间隔。
[0043] 参照图2的共线图,在行星齿轮装置16中,第一旋转元件RE1(太阳齿轮S)连结到电动机MG和发动机8(经由离合器C),第二旋转元件RE2(行星架CA)经由制动器B连结到静止部件18,第三旋转元件RE3(齿圈R)连结到输出轴14。在由电动机MG实现的电动机驱动行驶期间,由于发动机8停止,产生未供给液压的状态,使得制动器B接合。因此,第二旋转元件RE2连结到静止部件18,从而停止转动。由经过线Y2和X1的交点的斜线L示出了在该状态下行星齿轮装置16的太阳齿轮S和齿圈R的转速之间的关系。具体地,纵线Y1和直线L的交点示出了第一旋转元件RE1的转速,纵线Y3和直线L的交点示出了第三旋转元件RE3的转速。
[0044] 如图2所示,当电动机MG使第一旋转元件RE1反方向旋转时,第三旋转元件RE3的旋转相对于第一旋转元件RE1的旋转被减速,并且第三旋转元件RE3正向旋转。也就是说,输入到第一旋转元件RE1的驱动转矩被放大,然后被输出到第三旋转元件RE3。顺便提及,转矩放大率基于行星齿轮装置16的传动比ρ(ρ<1.0)而确定。
[0045] 此外,在例如在发动机制动期间通过从输出轴14侧(驱动轮侧)传递的动力(反向驱动转矩)转动并驱动电动机MG用以再生等情况下,发动机8停止,从而油泵24不工作。在这种情况下,因此离合器C被释放,使得发动机8和输入轴12或太阳齿轮S之间的连结被中断。另一方面,由于在未供给液压时制动器B是接合的,所以在此状态期间行星架CA停止转动。因此,从输入轴14侧(驱动轮侧)输入的动力旋转地驱动太阳齿轮S和电动机MG,因而能够实施电动机MG的再生。此外,随着离合器C被释放,发动机8和输入轴12之间的连结被中断,使得由发动机8的摩擦转矩(摩擦力)导致的再生损失消失,从而电动机MG的再生量增大。顺便提及,发动机8的摩擦转矩是由于由发动机的气缸活塞之间的摩擦引起的转动阻力等而产生的转矩。当在再生时发动机8和输入轴12连结时,由摩擦转矩引起的再生损失变大,再生量减少。
[0046] 如上所述,根据本实施例,在发动机驱动行驶期间,离合器C是接合的,使得发动机8与第一旋转元件RE1相连接,且发动机8的驱动力从第三旋转元件RE3被输出。另一方面,在电动机驱动行驶期间,发动机8停止,且因此油泵24不工作,产生了未供给液压的状态,而在未供给液压期间,制动器B将第二旋转元件RE2与静止部件18相连接。因此,由于第二旋转元件RE2停止了转动,从第一旋转元件RE1输入的来自电动机MG的驱动力在转矩方面被放大,然后被输出到第三旋转元件RE3。因而,即使当未供给液压时,也能够放大来自电动机MG的驱动力,并从第三旋转元件RE3输出放大后的驱动力。因此,可以减小所需要的电动机MG的驱动力,从而能够防止电动机MG的尺寸增大。此外,在电动机驱动行驶期间,制动器B由于未产生液压而接合。因此,消除了设置电动油泵等的需要,由此避免了装置的尺寸增大。此外,在电动机驱动行驶期间,没必要操作油泵24,因此发动机8可以停止。因此,能够提高燃料经济性。
[0047] 此外,根据本实施例,行星齿轮装置16放大从电动机MG输入到第一旋转元件RE1的驱动转矩,然后将放大后的转矩输出到第三旋转元件RE3。因此,来自电动机MG的驱动转矩可以小,能够充分地避免电动机MG的尺寸增大。
[0048] 此外,根据本实施例,行星齿轮装置16的太阳齿轮S对应于第一旋转元件RE1,行星架CA对应于第二旋转元件RE2,齿圈R对应于第三旋转元件RE3。这意味着从电动机MG输入到第一旋转元件RE1的驱动转矩被放大,然后,放大后的转矩被输出到第三旋转元件RE3。因此,能够减小需要的电动机MG的驱动转矩,从而能够抑制电动机MG的尺寸增大。
[0049] 此外,根据本实施例,当未供给液压时,离合器C中断发动机8和第一旋转元件RE1之间的连接,使得发动机8和输入轴14之间的动力传递路径被中断。因此,例如在由电动机MG执行再生控制时,能够消除由发动机8的发动机摩擦导致的再生损失,并且能够提高再生效率。
[0050] 将说明本发明的其他实施例。在下述实施例中,与前述实施例中的部件相同或相当的部分用相同的参考标记表示,且以下省略其说明。
[0051] 图3是根据本发明第二实施例的车辆混合动力驱动装置40的骨架图,示出了前述的车辆混合动力驱动装置10与能够变换至多个变速段的自动变速器等组合的结构的例子。图3中示出的车辆混合动力驱动装置40具有第一行星齿轮装置42和第二行星齿轮装置44。
[0052] 第一行星齿轮装置42是单小齿轮型的行星齿轮装置,包括第一太阳齿轮S1、第一小齿轮P1、支持第一小齿轮以使得第一小齿轮可绕其轴线自转且可绕公共轴线公转的第一行星架CA1、以及经由第一小齿轮P1与第一太阳齿轮S1相啮合的第一齿圈R1。此外,第二行星齿轮装置44是双小齿轮型的行星齿轮装置,包括第二太阳齿轮S2、相互啮合的两组第二小齿轮P2(P2a,P2b)、支持第二小齿轮P2以使得第二小齿轮P2可自转且可公转的第二行星架CA2、以及经由第二小齿轮P2与第二太阳齿轮S2相啮合的第二齿圈R2。
[0053] 这里应注意,第一行星齿轮装置42的第一行星架CA1和第二行星齿轮装置44的第二行星架CA2由相同的部件(即共用部件)构成,第一行星齿轮装置42的第一齿圈R1和第二行星齿轮装置44的齿圈R2由相同的部件(即共用部件)构成。第一行星齿轮装置42的第一小齿轮P1和两组第二小齿轮P2中的一组(本例中为P2b组)由相同的部件(即共用部件)构成。因而,构成了所谓的拉维挪式齿轮系。由第一行星架CA1和第二行星架CA2构成的共用行星架CA(CA1,CA2)经由制动器B选择性地连结到静止部件18,并且还经由第三离合器C3连结到发动机8(未图示),使得两者间的动力传递成为可能,且由第一齿圈R1和第二齿圈R2构成的共用齿圈R(R1,R2)连结到输出轴14。
[0054] 此外,第一行星齿轮装置42的第一太阳齿轮S1经由离合器C1连结到发动机8(未图示),使得两者之间的动力传递成为可能,并且还连结到电动机MG,使得两者之间的动力传递成为可能。第二行星齿轮装置44的第二太阳齿轮S2经由第二离合器C2连结到发动机8,使得两者之间的动力传递成为可能。
[0055] 如果定义为第一行星齿轮装置42是行星齿轮装置,第一旋转元件RE1是第一太阳齿轮S1,第二旋转元件RE2是共用行星架CA,第三旋转元件RE3是共用齿圈R,第一离合器C1是离合器C,则车辆混合动力驱动装置40视为与前述车辆混合动力驱动装置10具有实质上相同的结构。即,车辆混合动力驱动装置40也实现了与前述车辆混合动力驱动装置10实质上相同的效果。
[0056] 如上所述,根据本实施例,本发明的混合动力结构不限于独立或分立的结构。例如,如果混合动力结构与自动变速器等组合,则抑制了部件数量的增加,从而能够构造紧凑型车辆混合动力驱动装置40。
[0057] 图4是示出根据本发明第三实施例的车辆混合动力驱动装置50的骨架图,示出了车辆混合动力驱动装置10、40作为自动变速器的一部分被组合或结合的具体实施例。在图4中,车辆混合动力驱动装置50包括作为附设于车体上的静止部件的变速器壳体18(以下称为壳体18)。在壳体18内,发动机8、配设有止离合器52且为流体传动装置的变矩器
54、连结至变矩器54的输入轴56、由主要由第一行星齿轮装置58构成的第一变速部60和主要由第二行星齿轮装置62和第三行星齿轮装置64构成的第二变速部66组成的自动变速器68、以及输出轴70依次设于公共轴线上。该自动变速器68可以适于用作纵向安装于车辆内,并设于发动机8和驱动轮(未图示)之间的FR型自动变速器。前述输入轴56是变矩器54的涡轮轴,在转矩方面被放大的来自发动机8的驱动力被输入到该输入轴。此外,输出轴70例如经由最终减速器(未图示)传递动力至左右驱动轮。
[0058] 构成第一变速部60的第一行星齿轮装置58是双小齿轮型行星齿轮装置,包括第一太阳齿轮S1、两组相互啮合的第一小齿轮P1、支持第一小齿轮P1以使得第一小齿轮P1可绕其轴线自转且可绕公共轴线公转的第一行星架CA1、以及经由第一小齿轮P1与第一太阳齿轮S1相啮合的第一齿圈R1。第一太阳齿轮S1连结到壳体18,并因此总是停止转动。第一行星架CA1连结到输入轴56,并因此与输入轴56一体地转动。第一齿圈R1发挥输出相对于输入轴56的转速已经减速的旋转的中间输出部件的作用。
[0059] 构成第二变速部66的第二行星齿轮装置62和第三行星齿轮装置64分别是单小齿轮型行星齿轮装置和双小齿轮型行星齿轮装置。第二行星齿轮装置62包括第二太阳齿轮S2、第二小齿轮P2、支持第二小齿轮P2以使得第二小齿轮P2可自转且可公转的第二行星架CA2、以及经由第二小齿轮P2与第二太阳齿轮S2相啮合的第二齿圈R2。第三行星齿轮装置64包括第三太阳齿轮S3、相互啮合的两组第三小齿轮P3(P3a,P3b)、支持第三小齿轮P3以使得第三小齿轮P3可自转且可公转的第三行星架CA3、以及经由第三小齿轮P3与第三太阳齿轮S3相啮合的第三齿圈R3。
[0060] 在第二变速部66中,第二行星架CA2和第三行星架CA3成一体以形成执行第二行星架CA2和第三行星架CA3的作用的共用行星架CA。同样地,第二齿圈R2和第三齿圈R3成一体以形成执行第二齿圈R2和第三齿圈R3的作用的共用齿圈R。此外,第二小齿轮P2和与第二小齿轮P2啮合的两组第三小齿轮P3中的一组(在该结构中为P3b组)构成共用小齿轮。因而,构成了所谓的拉维挪式齿轮系。
[0061] 第二太阳齿轮S2经由第四离合器C4选择性地连结到第一行星架CA1,即连结到输入轴56,并且还经由第三离合器C3选择性地连结到第一行星架CA1,并经由制动器B1选择性地连结到壳体18。第三太阳齿轮S3经由第一离合器C1选择性地连结到第一行星架CA1。此外,由第二行星架CA2和第三行星架CA3形成的共用行星架CA经由第二离合器C2连结到输入轴56,并经由第二制动器B2选择性地连结到壳体18。此外,由第二齿圈R2和第三齿圈R3形成的共用齿圈R连结到输出轴70。此外,第二太阳齿轮S2直接连结到电动机MG。顺便提及,第一至第四离合器C1至C4、第一制动器B1和第二制动器B2均为通过液压缸摩擦接合的多片式等液压式摩擦接合装置。
[0062] 图5是示出用于确定变速段的接合元件的接合状态的动作表(接合动作表)。在该表中,“○”表示接合,空格表示释放。顺便提及,根据来自电子控制单元的指令选择并建立各变速段。具体地,通过接合第一离合器C1和第二制动器B2来建立第一变速段(1st),通过接合第一离合器C1和第一制动器B1来建立第二变速段(2nd)。通过接合第一离合器C1和第三离合器C3来建立第三变速段(3rd),并通过接合第一离合器C1和第四离合器C4来建立第四变速段(4th)。通过接合第一离合器C1和第二离合器C2来建立第五变速段(5th),并通过接合第二离合器C2和第四离合器C4来建立第六变速段(6th)。通过接合第二离合器C2和第三离合器C3来建立第七变速段(7th),并通过接合第二离合器C2和第一制动器B1来建立第八变速段(8th)。此外,通过接合第三离合器C3和第二制动器B2来建立第一倒退变速段(Rev1),并通过接合第四离合器C4和第二制动器B2来建立第二倒退变速段(Rev2)。此外,当第一至四离合器C1至C4、第一制动器B1和第二制动器B2全部释放时,建立动力传递被中断的“N”范围和“P”范围。顺便提及,当选择了“P”范围时,通过例如锁止机构(未图示)机械地固定输出轴70的转动。
[0063] 此外,本实施例的车辆混合动力驱动装置50被构造为使得能够实现电动机MG被用作驱动力源的车辆的电动机驱动行驶。例如,当车辆起动或开始行进时,或者低负荷行驶时,发动机8可以停止,可以使车辆仅通过电动机MG行驶。在该行驶模式期间,可以通过接合第二制动器B2来实现电动机驱动行驶(ECO)。随着第二制动器B2被接合,共用行星架CA停止转动,使得从电动机MG经由第二太阳齿轮S2输入的驱动力在转矩方面被放大,放大后的驱动力被输出到共用齿圈R。因此,使得通过电动机MG实现的电动机驱动行驶成为可能。
[0064] 在电动机驱动行驶期间,发动机8停止,从而油泵24停止。因此,在电动机驱动行驶期间,不产生液压。因此,不可能向第一至四离合器C1至C4、第一制动器B1和第二制动器B2中的任一个供给液压。然而,第二制动器B2被构造为在未供给液压的情况下接合。因此,在未供给液压时,共用行星架CA通过第二制动器B2被连接到壳体18,并因此停止转动。第二制动器B2被构造为在未供给液压时,在彼此相面对设置的共用行星架CA侧的摩擦片和壳体18侧的摩擦片通过例如弹簧的弹性力等彼此相互压紧,使得两者之间的相对转动变得不可能。然后,当第二制动器B2的液压致动器(液压缸)被供给液压时,使得基于该液压的压力作用以便抵消弹性部件的压力,从而允许共用行星架CA和壳体18的摩擦片彼此相对转动。因此,当被供给液压时,共用行星架CA和壳体18之间的连接被中断。顺便提及,弹性部件被设定成在基于电动机MG的行驶期间或再生期间产生足够大的压力以停止共用行星架CA转动。
[0065] 由于第二制动器B2被如上所述构造,当发动机8停止从而油泵24停止时,共用行星架CA连接到壳体18以停止转动。因此,当使车辆通过电动机MG行驶时,共用行星架CA停止转动,使得从电动机MG输入至第二太阳齿轮S2的驱动转矩在转矩方面被放大,并且放大后的驱动力被输出到共用齿圈R。此外,由于电动机MG的驱动转矩在转矩方面被放大,因此能够使用最大转矩输出小的电动机MG,从而抑制了电动机MG的尺寸增大。
[0066] 此外,当例如在发动机制动等期间驱动力从输出轴70侧输入时(反向驱动力),通过电动机MG实现的再生控制被实施。同样在再生期间,发动机8停止,从而液压供给变得不可能。然而,由于如上所述第二制动器B2在未供给液压时接合,共用行星架CA停止转动。因此,电动机MG通过从输出轴70侧输入的驱动力旋转,从而执行再生。此时,由于液压供给的中断,第一至第四离合器C1至C4和第一制动器B1自动地释放。因此,发动机8和输出轴70之间的连结断开,从而避免了通过发动机8的摩擦转矩造成的再生损失。这里应注意,在再生期间,如果发动机8连结到输出轴70(驱动轮),则发动机8的摩擦转矩在用以抵消从输出轴70侧输入的驱动力的方向上作用,使得电动机MG的再生量降低。
[0067] 如上所述,车辆混合动力驱动装置50也具有与前述车辆混合动力驱动装置10实质上相同的自动变速器68内的结构,因此得到实质上相同的作用和效果。具体地,如果定义为在车辆混合动力驱动装置50中,第二行星齿轮装置62是行星齿轮装置,第一旋转元件RE1是第二太阳齿轮S2,第二旋转元件RE2是共用行星架CA(CA2,CA3),第三旋转元件RE3是共用齿圈R(R2,R3),第一至第四离合器C1至C4是离合器C,第二制动器B2是制动器B,则车辆混合动力驱动装置50被认为具有与前述车辆混合动力驱动装置10实质上相同的基本结构,因此得到与车辆混合动力驱动装置10实质上相同的作用和效果。
[0068] 图6是自动变速器68的第一变速部60和第二变速部66的旋转元件的转速可以用直线表示的共线图。在图6中,横线X1表示转速“0”,横线X2表示从第一齿圈R1输出的减速后的转速,横线X3表示转速为“1.0”,即与输入轴56的转速相同的转速。此外,图中用于第一变速部60的纵线从左侧起依次表示第一太阳齿轮S1、第一齿圈R1和第一行星架CA。此外,图中用于第二变速部66的四条纵线自左至右依次表示第二太阳齿轮S2、由第二行星架CA2和第三行星架CA3形成的共用行星架CA、由第二齿圈R2和第三齿圈R3形成的共用齿圈R、以及第三太阳齿轮S3。
[0069] 如共线图中所示,当第二制动器B2接合以使共用行星架CA停止转动,且第一离合器C1接合从而已经通过第一变速部60相对于输入轴56的旋转减速的第一齿圈R1的旋转被输入到第三太阳齿轮S3时,连结到输出轴70的共用齿圈R在表示第一变速段的在图中用“1st”示出的转速下旋转,从而获得最大变速比(=输入轴56的转速/输出轴70的转速)。
[0070] 当第一制动器B1接合以使第二太阳齿轮S2停止转动,且第一离合器C1接合以将第一齿圈R1的旋转输入到第三太阳齿轮S3时,连结到输出轴70的共用齿圈R在表示第二变速段的用“2nd”示出的转速下转动,以获得小于第一变速段“1st”的变速比的变速比。关于从第一变速段至第二变速段的升档,如果通过正向驱动电动机MG来使第二太阳齿轮S2迅速停止转动,则变速响应性提高。
[0071] 当第一离合器C1接合以将第一齿圈R1的旋转输入到第三太阳齿轮S3,且第三离合器C3接合以将第一齿圈R1的旋转输入到第二太阳齿轮S2时,连结到输出轴70的共用齿圈R在表示第三变速段的用“3rd”示出的转速下转动,以获得小于第二变速段“2nd”的变速比的变速比。关于从第二变速段至第三变速段的升档,如果通过正向驱动电动机MG来将第二太阳齿轮S2的转速迅速升高至作为变速后的转速的第一齿圈R1的转速,则变速响应性提高。
[0072] 当第一离合器C1接合以将第一齿圈R1的旋转输入到第三太阳齿轮S3,且第四离合器C4接合以将输入轴56的旋转输入到第二太阳齿轮S2时,连结到输出轴70的共用齿圈R在表示第四变速段的用“4th”示出的转速下转动,以获得小于第三变速段“3rd”的变速比的变速比。关于从第三变速段至第四变速段的升档,如果通过正向驱动电动机MG来将第二太阳齿轮S2的转速迅速升高至作为变速后的转速的输入轴56的转速,则变速响应性提高。
[0073] 当第一离合器C1接合以将第一齿圈R1的旋转输入到第三太阳齿轮S3,且第二离合器C2接合以将输入轴56的旋转输入到共用行星架CA时,连结到输出轴70的共用齿圈R在表示第五变速段的用“5th”示出的转速下转动,以获得小于第四变速段“4th”的变速比的变速比。关于从第四变速段至第五变速段的升档,如果通过正向驱动电动机MG来将第二太阳齿轮S2的转速迅速升高至变速后设定的预定转速,则变速响应性提高。
[0074] 当第二离合器C2接合以将输入轴56的旋转输入到共用行星架CA,且第四离合器C4接合以将输入轴56的旋转输入到第二太阳齿轮S2时,连结到输出轴70的共用齿圈R在表示第六变速段的用“6th”示出的转速下转动,以获得小于第五变速段“5th”的变速比的变速比。关于从第五变速段至第六变速段的升档,如果通过反向驱动电动机MG(或反向制动和反向再生)来将第二太阳齿轮S2的转速迅速降低至作为变速后的转速的输入轴56的转速,则变速响应性提高。
[0075] 当第二离合器C2接合以将输入轴56的旋转输入到共用行星架CA,且第三离合器C3接合以将第一齿圈R1的转速输入到第二太阳齿轮S2时,连结到输出轴70的共用齿圈R在表示第七变速段的用“7th”示出的转速下转动,以获得小于第六变速段“6th”的变速比的变速比。关于从第六变速段至第七变速段的升档,如果通过反向驱动电动机MG(或反向制动和反向再生)来将第二太阳齿轮S2的转速迅速降低至作为变速后的转速的第一齿圈R1的转速,则变速响应性提高。
[0076] 当第二离合器C2接合以将输入轴56的旋转输入到共用行星架CA,且第一制动器B1接合以使第二太阳齿轮S2停止转动时,连结到输出轴70的共用齿圈R在表示第八变速段的用“8th”示出的转速下转动,以获得小于第七变速段“7th”的变速比的变速比。关于从第七变速段至第八变速段的升档,如果通过反向驱动电动机MG(或反向制动和反向再生)来将第二太阳齿轮S2的转速迅速降低至变速后设定的零转速,则变速响应性提高。
[0077] 此外,当离合器C3接合以将第一齿圈R1的旋转输入到第二太阳齿轮S2,且第二制动器B2接合以使共用行星架CA停止转动时,连结到输出轴70的共用齿圈R在表示倒退第一变速段的用“Rev1”示出的转速下转动。
[0078] 当第四离合器C4接合以将输入轴56的旋转输入到第二太阳齿轮S2,且第二制动器B2接合以使共用行星架CA停止转动时,连结到输出轴70的共用齿圈R在表示倒退第二变速段的用“Rev2”示出的转速下转动。
[0079] 此外,在由电动机MG实现的电动机驱动行驶期间,如果第二制动器B2接合以使共用行星架CA停止转动,则连结到输出轴70的共用齿圈R在图6的共线图中用“ECO”示出的相对于电动机MG的转速降低了的转速下旋转。另外,用与基于电动机MG的电动机驱动行驶的共线图实质上相同的共线图示出再生时的操作,即,当从共用齿圈R输入的驱动力转动电动机MG时执行再生。此时,由于电动机MG的旋转相对输出轴70的旋转增速,因此能够在低转矩高转速下对电动机MG进行再生控制。
[0080] 此外,关于自动变速器68的升档,如上所述,可以通过控制电动机MG来提高变速响应性。同样地,在降档时,也可以通过适当地控制电动机MG来提高变速响应性。例如,关于从第二变速档至第一变速档的降档,如果通过反向驱动电动机MG来将第二太阳齿轮S2的转速迅速降低至预定的变速后转速,则变速响应性提高。关于从第三变速档至第二变速档的降档,如果通过反向驱动电动机MG(或反向制动和反向再生)来将第二太阳齿轮S2的转速迅速降低到变速后的零转速,则变速响应性提高。关于从第四变速档至第三变速档的降档,如果通过反向驱动电动机MG(或反向制动和反向再生)来将第二太阳齿轮S2的转速迅速降低到变速后的第一齿圈R1的转速,则变速响应性提高。关于从第五变速档至第四变速档的降档,如果通过反向驱动电动机MG(或反向制动和反向再生)来将第二太阳齿轮S2的转速迅速降低到输入轴56的转速,则变速响应性提高。关于从第六变速档至第五变速档的降档,如果通过正向驱动电动机MG来将第二太阳齿轮S2的转速迅速升高到变速后设定的预定转速,则变速响应性提高。关于从第七变速档至第六变速档的降档,如果通过正向驱动电动机MG来将第二太阳齿轮S2的转速迅速升高到输入轴56的转速,则变速响应性提高。关于从第八变速档至第七变速档的降档,如果通过正向驱动电动机MG来将第二太阳齿轮S2的转速迅速升高到变速后的第一齿圈R1的转速,则变速响应性提高。
[0081] 如上所述,根据本实施例,由于车辆混合动力驱动装置50的自动变速器68具有与车辆混合动力驱动装置10实质上相同的结构,因此,车辆混合动力驱动装置50能够获得与前述车辆混合动力驱动装置10实质上相同的效果。
[0082] 此外,根据本实施例,由于自动变速器68如上所述构造,得到具有八个前进变速段的变速器。另外,由于利用自动变速器68的一部分提供前述车辆混合动力结构,因而能够获得与车辆混合动力驱动装置10实质上相同的效果,并且能够抑制车辆混合动力驱动装置50的尺寸增大。
[0083] 此外,根据本实施例,在自动变速器68变速时,可以通过适当地利用电动机MG控制第二太阳齿轮S2的转速来提高自动变速器68的变速响应性。
[0084] 图7是示出根据本发明第四实施例的车辆混合动力驱动装置80的骨架图。车辆混合动力驱动装置80是前述的车辆混合动力驱动装置10和40作为自动变速器的一部分而组合的具体的实施例。在图7中,车辆混合动力驱动装置80包括作为安装于车体内的静止部件的变速器壳体18(以下称为壳体18)。在壳体18内,车辆混合动力驱动装置80具有:发动机8;作为流体传动装置而设置的配设有锁止离合器52的变矩器54;连结至变矩器54的输入轴56;由主要由第一行星齿轮装置82构成的第一变速部84和主要由第二行星齿轮装置86和第三行星齿轮装置88构成的第二变速部90组成的自动变速器92;以及输出轴
70。这些部件依次设于公共轴线上。该自动变速器92适于用作纵向安装于车辆内,并设于发动机8和驱动轮(未图示)之间的的FR型自动变速器。前述输入轴56是变矩器54的涡轮轴,在转矩方面被放大的来自发动机8的驱动力被输入到该输入轴。此外,输出轴70例如经由最终减速器(未图示)传递动力至左右驱动轮。
[0085] 构成第一变速部84的第一行星齿轮装置82是单小齿轮型行星齿轮装置,包括第一太阳齿轮S1、第一小齿轮P1、支持第一小齿轮P1以使得第一小齿轮P1可绕其轴线自转且可绕公共轴线公转的第一行星架CA1、以及经由第一小齿轮P1与第一太阳齿轮S1相啮合的第一齿圈R1。此外,第一太阳齿轮S1始终连结到壳体18,并因此停止转动。第一齿圈R1连结到输入轴56,并与输入轴56一体地转动。第一行星架CA1发挥输出相对于输入轴56的旋转已经被减速的旋转的中间输出部件的作用。
[0086] 构成第二变速部90的第二行星齿轮装置86和第三行星齿轮装置88分别是单小齿轮型行星齿轮装置和双小齿轮型行星齿轮装置。第二行星齿轮装置86包括第二太阳齿轮S2、第二小齿轮P2、支持第二小齿轮P2以使得第二小齿轮P2可自转且可公转的第二行星架CA2、以及经由第二小齿轮P2与第二太阳齿轮S2相啮合的第二齿圈R2。第三行星齿轮装置88包括第三太阳齿轮S3、相互啮合的两组第三小齿轮P3(P3a,P3b)、支持第三小齿轮P3以使得第三小齿轮P3可自转且可公转的第三行星架CA3、以及经由第三小齿轮P3与第三太阳齿轮S3相啮合的第三齿圈R3。
[0087] 在第二变速部90中,第二行星架CA2和第三行星架CA3成一体以形成执行第二行星架CA2和第三行星架CA3的作用的共用行星架CA。同样地,第二齿圈R2和第三齿圈R3成一体以形成发挥第二齿圈R2和第三齿圈R3的作用的共用齿圈R。此外,第二小齿轮P2和与第二小齿轮P2啮合的两组第三小齿轮P3中的一组,即P3b组,构成共用小齿轮。因而,构成了所谓的拉维挪式齿轮系。
[0088] 第二太阳齿轮S2经由第三离合器C3选择性地连结到第一行星架CA1,并且还经由第一制动器B1选择性地连结到壳体18。第三太阳齿轮S3经由第一离合器C1选择性地连结到第一行星架CA1。此外,由第二行星架CA2和第三行星架CA3形成的共用行星架CA经由第二离合器C2连结到输入轴56,并经由第二制动器B2选择性地连结到壳体18。此外,由第二齿圈R2和第三齿圈R3形成的共用齿圈R连结到输出轴70。此外,第二太阳齿轮S2连结到电动机MG,使得两者之间的动力传递成为可能。顺便提及,第一至第三离合器C1至C3、第一制动器B1和第二制动器B2均为通过液压缸摩擦接合的多片式等液压式摩擦接合装置。
[0089] 图8是示出用于建立变速段的接合元件的接合状态的动作表(接合动作表)。在该表中,“○”表示接合,空格表示释放。顺便提及,根据来自电子控制单元的指令选择并建立各变速段。具体地,通过接合第一离合器C1和第二制动器B2来建立第一变速段(1st),通过接合第一离合器C1和第一制动器B1来建立第二变速段(2nd)。通过接合第一离合器C1和第三离合器C3来建立第三变速段(3rd),并通过接合第一离合器C1和第二离合器C2来建立第四变速段(4th)。通过接合第二离合器C2和第三离合器C3来建立第五变速段(5th),并通过接合第二离合器C2和第一制动器B1来建立第六变速段(6th)。此外,通过接合第三离合器C3和第二制动器B2来建立倒退变速段(Rev)。此外,当第一至三离合器C1至C3、第一制动器B1和第二制动器B2全都释放时,建立动力传递被中断的“N”范围和“P”范围。顺便提及,当选择了“P”范围时,通过例如锁止机构(未图示)机械地固定输出轴70的转动。尽管未详细说明,在本实施例中也能够通过控制电动机MG来提高自动变速器92的变速响应性。
[0090] 此外,本实施例的车辆混合动力驱动装置80被构造为使得能够实现电动机MG被用作驱动力源的车辆的电动机驱动行驶。例如,当车辆起动或开始行进时,或者低负荷行驶时,发动机8可以停止,且可以使车辆仅通过电动机MG行驶。在该行驶模式期间,可以通过接合第二制动器B2来实现电动机驱动行驶(ECO)。随着第二制动器B2被接合,共用行星架CA停止转动,使得从电动机MG经由第二太阳齿轮S2输入的驱动力在转矩方面被放大,放大后的驱动力被输出到共用齿圈R。
[0091] 在电动机驱动行驶期间,发动机8停止,从而油泵24停止。因而,在电动机驱动行驶期间,不产生液压。因此,不可能向第一至三离合器C1至C3、第一制动器B1和第二制动器B2中的任一个供给液压。然而,第二制动器B2被构造为在未供给液压的情况下接合。因此,在未供给液压时,共用行星架CA通过第二制动器B2被连接到壳体18,并因此停止转动。第二制动器B2被构造为使得在未供给液压时,在彼此相面对设置的共用行星架CA侧的摩擦片和壳体18侧的摩擦片通过例如弹簧等的弹性力彼此相互压紧,使得两者之间的相对转动变得不可能。然后,当第二制动器B2的液压致动器(液压缸)被供给液压时,令基于该液压的压力作用以便抵消弹性部件的压力,从而允许共用行星架CA和壳体18的摩擦片彼此相对转动。因此,当被供给液压时,共用行星架CA和壳体18之间的连接被中断。
顺便提及,弹性部件被设定成在基于电动机MG行驶期间或再生期间产生足够大的压力以使共用行星架CA停止转动。
[0092] 由于第二制动器B2被如上所述构造,当发动机8停止从而油泵24停止时,共用行星架CA连接到壳体18以停止转动。因此,当使车辆通过电动机MG行驶时,共用行星架CA停止转动,使得从电动机MG输入到第二太阳齿轮S2的驱动转矩在转矩方面放大,并且放大后的驱动力被输出到共用齿圈R。此外,由于电动机MG的驱动转矩在转矩方面被放大,因此能够使用最大转矩输出小的电动机MG,从而抑制了电动机MG的尺寸增大。
[0093] 此外,当驱动力从输出轴70侧输入时(反向驱动力),例如,在发动机制动等期间,通过电动机MG执行的再生控制被实施。同样在再生期间,发动机8停止,使得液压供给变得不可能。然而,由于如上所述第二制动器B2在未供给液压时接合,共用行星架CA停止转动。因此,电动机MG通过从输出轴70侧输入的驱动力旋转,从而执行再生。此时,由于液压供给的中断,第一至第三离合器C1至C3和第一制动器B1自动地释放。因此,发动机8和输出轴70之间的连结断开,从而避免了通过发动机8的摩擦转矩造成的再生损失。这里应注意,在再生期间,如果发动机8连结到输出轴70(驱动轮),则发动机8的摩擦转矩在用以抵消从输出轴70侧输入的驱动力的方向上作用,使得电动机MG的再生量降低。
[0094] 如上所述,车辆混合动力驱动装置80也具有与前述车辆混合动力驱动装置10实质上相同的自动变速器68内的结构,因此得到实质上相同的作用和效果。具体地,如果定义为在车辆混合动力驱动装置80中,第二行星齿轮装置86是行星齿轮装置,第一旋转元件RE1是第二太阳齿轮S2,第二旋转元件RE2是共用行星架CA(CA2,CA3),第三旋转元件RE3是共用齿圈R(R2,R3),第一至第三离合器C1至C3是离合器C,第二制动器B2是制动器B,则车辆混合动力驱动装置80被认为具有与前述车辆混合动力驱动装置10实质上相同的基本结构,因此得到与车辆混合动力驱动装置10实质上相同的作用和效果。
[0095] 如上所述,根据本实施例,由于车辆混合动力驱动装置80的自动变速器92具有与车辆混合动力驱动装置10实质上相同的结构,因此,车辆混合动力驱动装置80能够获得与前述车辆混合动力驱动装置10实质上相同的效果。
[0096] 此外,根据本实施例,由于自动变速器92如上所述构造,得到了具有六个前进变速段的变速器。另外,由于利用自动变速器92的一部分提供前述车辆混合动力结构,因而能够获得与车辆混合动力驱动装置10实质上相同的效果,并且能够抑制车辆混合动力驱动装置80的尺寸增大。
[0097] 以上参照附图对本发明的实施例进行了说明,本发明还适用于其他实施例和结构等。
[0098] 例如,前述实施例中的自动变速器68和92仅仅是示例,在不存在矛盾的范围内,本发明可以自由地适用于其他自动变速器。
[0099] 此外,在前述实施例中,行星齿轮装置的太阳齿轮S连结到电动机MG,以使得两者之间的动力传递成为可能,且行星架CA经由制动器B选择性地连结到静止部件18,且齿圈R连结到输出轴14。然而,根据本发明,前述实施例并非限定性的,只要在未供给液压期间,制动器B接合以使预定的旋转元件停止转动,并且电动机MG的转矩被放大然后被输出,则任意的连结结构都是可以的。例如,本发明还可以适用于下述的双小齿轮型行星齿轮装置的结构,其中:行星架连结到电动机MG以使得两者之间的动力传递成为可能,在未供给液压时太阳齿轮通过制动器B连结到静止部件18,且齿圈连结到输出轴14。
[0100] 此外,尽管在前述实施例中,车辆混合动力驱动装置50和80在自动变速器68和92内设有混合动力机构,混合动力结构的位置并不限于自动变速器的内部。例如,混合动力机构可以独立于自动变速器来设置。
[0101] 此外,尽管在前述实施例中,制动器B基于来自弹簧的压力而被接合,但是也可以采用例如通过利用橡胶部件等的弹性力的不同的方法来产生压力的结构。
[0102] 应当理解,以上所述仅仅是实施例,本发明可以通过基于本领域技术人员的知识做出的变型、修改等以多种方式实施。
[0103] 虽然已参照示例性实施例对本发明进行了说明,但是应当理解,本发明不限于所述的实施例或结构。另一方面,本发明意图覆盖各种变型和等同设置。另外,尽管公开的发明的各要素以各种示例性的组合和结构示出,包括更多、更少或仅单个要素的其他组合和结构也在所附权利要求的范围内。
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