CN102781698B - 混合动力驱动装置 - Google Patents

Abstract

提供一种混合动力驱动装置，其实现动力传递效率以及燃料消耗性能的提高的同时，可以提高向车辆的搭载性和变速性能。具有：齿轮机构，其用于将内燃机（1）的旋转动力分配并传递到第1电动发电机以及第2电动发电机；第1轴，其传递第1电动发电机的旋转动力；旋转要素；第2轴，其使旋转要素的旋转动力减速并传递；第3轴，其使第2轴的旋转动力减速并传递；第1动力传递切换机构，其可以切换为将第2电动发电机的旋转动力传递到旋转要素或第3轴的状态和不传递的状态这3个状态；以及第2动力传递切换机构，其可以切换为将第1轴的旋转动力传递到第2轴的状态和不传递的状态。

Description

混合动力驱动装置

技术领域

相关申请的记载

本申请基于日本专利申请：特愿2010-045443号（2010年3月2日申请）并主张优先权，该申请的全部内容作为引用编入到本说明书的记载中。

本发明涉及一种混合动力驱动装置，其利用多个动力源的旋转动力，经由齿轮机构驱动车轮。

背景技术

在现有的混合动力驱动装置中，将发动机的旋转动力利用动力分配机构进行分配后，传递到车轴和第1电动发电机或第2电动发电机，并且利用第1电动发电机以及第2电动发电机中的一个电动发电机进行再生，利用另一个电动发电机驱动车轮。

例如，在专利文献1中公开了一种机电变速器，其包括：输入部件，其用于从原动机动力源接收动力；输出部件，其用于将输出从所述变速器送出；第1以及第2电动机/发电机；能量储存单元，其用于在与所述第1以及第2电动机/发电机之间相互交换电力；控制单元，其用于调节在所述能量储存单元与所述第1以及第2电动机/发电机之间的电力的相互交换，并调节所述第1以及第2电动机/发电机之间的电力的相互交换；以及调整为同轴的3个行星齿轮装置，其中，各行星齿轮装置使用第1以及第2齿轮部件，各行星齿轮装置的所述第1以及第2齿轮部件与多个行星齿轮啮合而卡合，该多个行星齿轮安装于内装在对应的各行星齿轮装置内的行星轮架上，所述第1以及第2电动机/发电机调整为相互同轴，并且调整为与所述3个行星齿轮装置同轴，所述第1或第2行星齿轮装置的所述齿轮部件中的至少一个齿轮部件与所述第1电动机/发电机连结，所述第1或第2行星齿轮装置的所述齿轮机构中的至少一个齿轮部件与所述第2电动机/发电机连结，具有将与所述第1、第2以及第3行星齿轮装置相关联的所述行星轮架相互进行连结以及可动作地与所述输出部件连结的单元，所述第1或第2行星齿轮装置的齿轮部件中的、没有与所述第1电动机/发电机连结的一个齿轮部件，持续地与所述第3行星齿轮装置的所述齿轮部件中的一个齿轮部件连结，所述第1或第2行星齿轮装置中的、没有与所述第1电动机/发电机连结的另一个齿轮部件，可动作地与所述输入部件连结，没有与所述第1或第2行星齿轮装置连结的所述第3行星齿轮的所述齿轮部件选择性接地。

根据专利文献1所记载的机电变速器，通过控制第1电动机/发电机的转速，可以将发动机的转速设定为燃料消耗性能成为最佳的转速，此时，第1电动机/发电机进行发电，用该电力驱动第2电动机/发电机，由此可以使得作为装置整体的输出轴扭矩成为所需的充分扭矩。而且，该机电变速器作为用于前进行驶的模式，可以采用第1模式和第2模式，其中，第1模式是在起步以及紧随其后的相对低速的状态设定的，第2模式是在车速提高到某种程度的状态设定的。具体而言，在需要相对较大的驱动扭矩的第1模式中，通过将设置在输出轴侧的行星齿轮机构的环形齿轮进行固定，使该行星齿轮机构起到减速器的功能，另一方面，在车速提高到某种程度的状态的第2模式中，连结该行星齿轮机构中的太阳轮与行星轮架而整体一体化，使得行星齿轮机构不起增减速作用。

另外，在专利文献2中公开了一种混合动力驱动装置，其将具有内燃机和发电功能的第1电动机以及第2电动机，经由包含行星齿轮机构的齿轮机构与输出部件连结，该混合动力驱动装置，包括二组所述行星齿轮机构，并且这些行星齿轮机构具有相互进行差动作用的3个旋转要素，还包括至少3个经由该二组行星齿轮机构切换向所述输出机构传递动力的路径的卡合装置，该混合动力驱动装置构成为可以设定大于或等于三种的动力传递路径，在该大于或等于三种的动力传递路径中，用于将所述内燃机的转速与所述输出部件的转速的比设定为规定值的所述第1电动机与所述第2电动机的动作状态的相互关系，对应于上述3个卡合装置的卡合以及断开的状态不同。在该混合动力驱动装置中，对各动力传递路径，设定了规定的变速比的情况下的各电动机的动作状态的相互关系不同。因此，通过对应于搭载到车辆的情况下的低车速、中车速以及高车速，分别选择适当的动力传递路径，可以以效率良好的状态运行内燃机，并且抑制经由各电动机的电力的动力传递，其结果，在任何一种车速下，对于输出部件的动力的传递效率良好，可以提高燃料消耗性能。

专利文献1：日本特开2000-62483号公报

专利文献2：日本特开2006-282069号公报

发明内容

此外，上述专利文献1、2的全部的公开内容引用到本说明书中重复记载。以下分析是根据本发明进行的。

在专利文献1记载的机电变速器中，在低车速时设定第1模式，另外，在高车速时设定第2模式，在上述模式中的任意一种模式下，某一个电动机/发电机起到发电机的作用，并且另一电动机/发电机起到接受从上述的一个电动机/发电机供给的电力的电动机的作用。即，除了从发动机向输出轴等输出部件通过齿轮机构传递动力之外，还将一部分的动力暂时转换为电力，由该电力驱动电动机，由此经过该电力路径的动力传递到输出部件。在与这种电力与机械动力的转换相伴的动力传递中，在该动力形态的变化过程中产生不可避免的损失。在专利文献1记载的机电变速器中，虽然对应于车速切换行驶模式，但是可以选择的模式仅限于2个，因此例如，在第2模式下车速提高较大时，向电力的转换相伴的动力传递的比例增大。因此，在专利文献1记载的机电变速器中，在动力传递效率或作为车辆整体的燃料消耗性能的方面，存在应该改善的余地。另外，在专利文献1记载的机电变速器中，由于具有2个电动机和3个行星齿轮列，因此变速器的全长变长，存在对车辆的搭载性低下的问题。

在专利文献2记载的混合动力驱动装置构成为设定有三种以上的动力传递路径，因此比专利文献1记载的机电变速器多1个动力传递路径，即使在车速提高较大的情况下，也可以抑制向电力的转换相伴的动力传递的比例。然而，在专利文献2记载的混合动力驱动装置中，在从低速模式向中速模式（直接连接模式）进行变速时，由于第2列的行星齿轮机构的环形齿轮被固定，因此需要暂时降低内燃机的转速而使第1列行星齿轮机构的太阳轮转速成为0，存在变速时花费时间的问题。另外，在专利文献2记载的混合动力驱动装置中，由于中速模式为直接连接，因此尽管行星齿轮机构的各结构要素在共线图上需要排列成横1列，但是在低速模式中，共线图必须具有倾斜角，因此可以想到变速时会发生较大的冲击。

本发明的主要课题是提供一种混合动力驱动装置，其实现动力传递效率以及燃料消耗性能的提高的同时，可以提高对车辆的搭载性和变速性能。

在本发明的一个方面，在混合动力驱动装置中，其特征在于，具有：齿轮机构，其将内燃机的旋转动力分配并传递至第1电动发电机以及第2电动发电机；第1轴，其传递所述第1电动发电机的旋转动力；旋转要素；第2轴，其传递所述旋转要素的旋转动力；第3轴，其传递所述第2轴的旋转动力，并且驱动车轮；第1动力传递切换机构，其可以在允许所述第2电动发电机的旋转动力向所述旋转要素传递的状态、允许向所述第3轴传递的状态、和禁止向所述旋转要素及所述第3轴传递的状态之间进行切换；以及第2动力传递切换机构，其可以在允许所述第1轴的旋转动力向所述第2轴传递的状态、和禁止向所述第2轴传递的状态之间进行切换，所述第1轴输入所述第1电动发电机的旋转动力，并且将输入的旋转动力向所述第2动力传递切换机构输出，所述第2轴输入所述旋转要素的旋转动力，并且可以经由所述第2动力传递切换机构输入所述第1轴的旋转动力，而且，将输入的旋转动力向所述第3轴输出，所述第3轴输入所述第2轴的旋转动力，并且可以经由所述第1动力传递切换机构输入所述第2电动发电机的旋转动力，而且，将输入的旋转动力向所述车轮输出，所述旋转要素可以经由所述第1动力传递切换机构输入所述第2电动发电机的旋转动力，并且，将输入的旋转动力向所述第2轴输出。

在本发明的所述混合动力驱动装置中，优选为，所述齿轮机构具有：太阳轮，其输入所述内燃机的旋转动力；小齿轮，其与所述太阳轮啮合；环形齿轮，其与所述小齿轮啮合，并且将旋转动力向所述第2电动发电机输出；以及行星轮架，其可以旋转地支撑所述小齿轮，并且将旋转动力向所述第1电动发电机输出。

在本发明的所述混合动力驱动装置中，优选为，还具有电子控制装置，其控制所述内燃机、所述第1电动发电机、所述第2电动发电机、所述第1动力传递切换机构以及所述第2动力传递切换机构的动作。

在本发明的所述混合动力驱动装置中，优选为，所述电子控制装置进行以下的控制：

在第1模式中，控制所述第1电动发电机以允许所述第1电动发电机的再生，控制所述第2电动发电机以允许所述第2电动发电机的驱动，控制所述第1动力传递切换机构以禁止所述第1轴的旋转动力向所述第2轴的传递，控制所述第2动力传递切换机构以允许所述第2电动发电机的旋转动力向所述旋转要素的传递；在比所述第1模式车速快时使用的第2模式中，控制所述第1电动发电机以允许所述第1电动发电机的驱动，控制所述第2电动发电机以允许所述第2电动发电机的再生，控制所述第1动力传递切换机构以允许所述第1轴的旋转动力向所述第2轴的传递，控制所述第2动力传递切换机构以禁止所述第2电动发电机的旋转动力向所述旋转要素以及所述第3轴的传递；在比所述第2模式车速快时使用的第3模式中，控制所述第1电动发电机以允许所述第1电动发电机的再生，控制所述第2电动发电机以允许所述第2电动发电机的驱动，控制所述第1动力传递切换机构以禁止所述第1轴的旋转动力向所述第2轴的传递，控制所述第2动力传递切换机构以允许所述第2电动发电机的旋转动力向所述第3轴的传递。

在本发明的所述混合动力驱动装置中，优选为，所述电子控制装置，根据所述内燃机的转速和所述第3轴的转速，在所述第1模式、第2模式以及第3模式之间进行模式切换。在本发明的所述混合动力驱动装置中，优选为，所述电子控制装置根据所述内燃机的转速和所述第3轴的转速，在加速时，当判断所述第1轴的转速与所述第2轴的转速一致时，进行从所述第1模式向所述第2模式的模式切换；在加速时，当判断所述第2电动发电机的转速与所述第3轴的转速一致时，进行从所述第2模式向所述第3模式的模式切换。

在本发明的所述混合动力驱动装置中，优选为，所述第1轴和所述第2轴同轴配置，所述第3轴和所述旋转要素同轴配置，所述第1轴配置在与所述旋转要素不同的轴上。

在本发明的所述混合动力驱动装置中，优选为，所述第1电动发电机的旋转轴与所述第2电动发电机的旋转轴同轴配置，所述第2电动发电机的旋转轴与所述旋转要素同轴配置。

在本发明的所述混合动力驱动装置中，优选为，所述第1轴经由第1齿轮输入所述第1电动发电机的旋转动力，所述第2轴经由第2齿轮输入所述旋转要素的旋转动力，所述第3轴经由第3齿轮输入所述第2轴的旋转动力。

在本发明的所述混合动力驱动装置中，优选为，在第1个轴线上，从所述内燃机侧依次排列配置所述第1电动发电机、所述齿轮机构、所述第2电动发电机、所述旋转要素、所述第1动力传递切换机构、所述第3轴，在第2个轴线上，从所述内燃机侧依次排列配置所述第1轴、所述第2动力传递切换机构、所述第2轴。

在本发明的所述混合动力驱动装置中，优选为，所述混合动力驱动装置在车辆中使用，所述车辆以第1速度、比所述第1速度快的第2速度、以及比所述第2速度快的第3速度行驶，所述电子控制装置具有所述车辆以所述第1速度行驶时使用的第1模式，在所述第1模式中，该电子控制装置进行以下的控制：控制所述第1电动发电机以允许所述第1电动发电机的再生，控制所述第2电动发电机以允许所述第2电动发电机的驱动，控制所述第1动力传递切换机构以禁止所述第1轴的旋转动力向所述第2轴的传递，控制所述第2动力传递切换机构以允许所述第2电动发电机的旋转动力向所述旋转要素的传递。

在本发明的所述混合动力驱动装置中，优选为，所述混合动力驱动装置在车辆中使用，所述车辆以第1速度、比所述第1速度快的第2速度、以及比所述第2速度快的第3速度行驶，所述电子控制装置具有所述车辆以所述第2速度行驶时使用的第2模式，在所述第2模式中，该电子控制装置进行以下的控制：控制所述第1电动发电机以允许所述第1电动发电机的驱动，控制所述第2电动发电机以允许所述第2电动发电机的再生，控制所述第1动力传递切换机构以允许所述第1轴的旋转动力向所述第2轴的传递，控制所述第2动力传递切换机构以禁止所述第2电动发电机的旋转动力向所述旋转要素以及所述第3轴的传递。

在本发明的所述混合动力驱动装置中，优选为，所述混合动力驱动装置在车辆中使用，所述车辆以第1速度、比所述第1速度快的第2速度、以及比所述第2速度快的第3速度行驶，所述电子控制装置具有所述车辆以所述第3速度行驶时使用的第3模式，在所述第3模式中，该电子控制装置进行以下的控制：控制所述第1电动发电机以允许所述第1电动发电机的再生，控制所述第2电动发电机以允许所述第2电动发电机的驱动，控制所述第1动力传递切换机构以禁止所述第1轴的旋转动力向所述第2轴的传递，控制所述第2动力传递切换机构以允许所述第2电动发电机的旋转动力向所述第3轴的传递。

发明的效果

根据本发明不会成为第1电动发电机是反转动力运行状态/第2电动发电机4（MG2）以强制再生状态动作的所谓动力循环状态，而且也可以采取大范围的减速比，因此可以使内燃机以燃料消耗性能最合适的条件动作，从而可以提高动力传递效率以及燃料消耗性能。另外，在混合动力驱动装置中仅存在1列的齿轮机构（行星齿轮机构），因此变速器的全长变短，可以提高对车辆的搭载性。而且，在加速车辆的过程中，无需使内燃机的转速下家，而可以平滑地切换模式，因此不需要变速时间，即使在加速驱动内燃机的状态下，也可以使得不发生变速冲击。

附图说明

图1是示意性地表示本发明的实施例1所涉及的混合动力驱动装置的结构的骨架图。

图2是表示在本发明的实施例1所涉及的混合动力驱动装置中的第1模式（低速模式）的动力传递路径的示意图。

图3是表示在本发明的实施例1所涉及的混合动力驱动装置中的第1模式（低速模式）的动作状态的与转速相关的共线图。

图4是表示在本发明的实施例1所涉及的混合动力驱动装置中的第2模式（中速模式）的动力传递路径的示意图。

图5是表示在本发明的实施例1所涉及的混合动力驱动装置中从第1模式向第2模式变更时的动作状态的与转速相关的共线图。

图6是表示在本发明的实施例1所涉及的混合动力驱动装置中的第3模式（高速模式）的动力传递路径的示意图。

图7是表示在本发明的实施例1所涉及的混合动力驱动装置中从第2模式向第3模式变更时的动作状态的与转速相关的共线图。

标号的说明

1发动机（ENG，内燃机）

2扭矩传动装置

3第1电动发电机（MG1）

3a转子

3b定子

4第2电动发电机（MG2）

4a转子

4b定子

5曲轴

6、7轴

8驱动齿轮

10行星齿轮机构（齿轮机构）

11太阳轮

12小齿轮

13环形齿轮

14行星轮架

15轴

16同步装置（第1动力传递切换机构）

17驱动齿轮

18套筒

19从动齿轮

20驱动齿轮（旋转要素）

21从动齿轮

22轴（S3、第3轴）

23从动齿轮

24从动齿轮

25轴（S1、第1轴）

26同步装置（第2动力传递切换机构）

27驱动齿轮

28套筒

29从动齿轮

30轴（S2、第2轴）

31从动齿轮

32驱动齿轮

33差速装置，

4、35轴

36、37车轮

40发动机控制装置（电子控制装置）

41电动发电机控制装置（电子控制装置）

42变速器控制装置（电子控制装置）

43混合动力控制装置（电子控制装置）

44、45逆变器

46蓄电装置

47、48致动器

具体实施方式

在本发明的一个实施方式涉及的混合动力驱动装置中，包括：齿轮机构（图1的10），其用于对内燃机（图1的1）的旋转动力进行分配并传递至第1电动发电机（图1的3）以及第2电动发电机（图1的4）；第1轴（图1的25），其传递所述第1电动发电机的旋转动力；旋转要素（图1的20）；第2轴（图1的30），其传递所述旋转要素的旋转动力；第3轴（图1的22），其传递所述第2轴的旋转动力，并且驱动车轮（图1的36、37）；第1动力传递切换机构（图1的16），其可以在允许所述第2电动发电机的旋转动力向所述旋转要素传递的状态、允许向所述第3轴传递的状态、和禁止向所述旋转要素及所述第3轴传递的状态之间进行切换；以及第2动力传递切换机构（图1的26），其可以在允许所述第1轴的旋转动力向所述第2轴传递的状态、和禁止向所述第2轴传递的状态之间进行切换。

此外，在本申请中，标记有附图参照标号的情况下，它们只是为了帮助理解，并不是表示限定于图示的方式。

实施例1

使用附图说明本发明的实施例1所涉及的混合动力驱动装置。图1是示意性地表示本发明的实施例1所涉及的混合动力驱动装置的结构的框架图。

混合动力驱动装置是下述的装置：将发动机1的旋转动力利用行星齿轮机构10进行分配，向车轴和第1电动发电机3或第2电动发电机4传递，并且利用第1电动发电机3以及第2电动发电机4中的一个电动发电机进行再生，利用另一个电动发电机驱动车轮36、37。混合动力驱动装置具有：发动机1、扭矩传递装置2、第1电动发电机3（MG1）、第2电动发电机4（MG2）、曲轴5、轴6、轴7、驱动齿轮8、行星齿轮机构10、轴15、同步装置16、驱动齿轮20、轴22（S3）、从动齿轮23、从动齿轮24、轴25（S1）、同步装置26、轴30（S2）、从动齿轮31、驱动齿轮32、差速装置33、轴34、35、车轮36、37、发动机控制装置40、电动发电机控制装置41、变速器控制装置42、混合动力控制装置43、逆变器44、45、蓄电装置46、以及致动器47、48。

发动机1是在缸体内使燃料爆炸燃烧，利用其热能输出旋转动力的内燃机，该发动机1具有调整燃料的喷出量的喷射致动器（未图示）、调整燃料的点火定时的点火致动器等。发动机1的旋转动力经由曲轴5传递至扭矩传递装置2。发动机1与发动机控制装置40可以通信地连接，利用发动机控制装置40控制该发动机1。

扭矩传递装置2是将曲轴5的旋转动力可以断开/接合地传递至轴6的装置。扭矩传递装置2可以使用扭矩变换器、离合器、液力耦合器等。扭矩传递装置2的旋转动力经由轴6传递至行星齿轮机构10的行星轮架14。

第1电动发电机3（MG1）是可以作为发电机驱动，并且也可以作为电动机驱动的同步发电电动机。第1电动发电机3具有固定在变速器壳体（未图示）的定子3b、和在定子3b的内周旋转的转子3a。在定子3b上卷绕有线圈，该线圈经由逆变器44与蓄电装置46电气连接。转子3a与轴7连结，经由轴7与行星齿轮机构10的太阳轮11以及驱动齿轮8一体地旋转。第1电动发电机3经由逆变器44而由电动发电机控制装置41控制。

第2电动发电机4（MG2）是可以作为发电机驱动，并且也可以作为电动机驱动的同步发电电动机。第2电动发电机4具有固定在变速壳体（未图示）上的定子4b、和在定子4b的内周旋转的转子4a。在定子4b上卷绕有线圈，该线圈经由逆变器45与蓄电装置46电气地连接。转子4a与轴15连结，经由轴15与行星齿轮机构10的环形齿轮13以及同步装置16的驱动齿轮17一体地旋转。第2电动发电机4通过逆变器45被电动发电机控制装置41控制。

轴7是与第1电动发电机3的转子3a、行星齿轮机构10的太阳轮11以及驱动齿轮8一体地旋转的旋转轴。轴7的转速相当于第1电动发电机3（MG1）的转速。驱动齿轮8以规定的传动比（例如1:1）与从动齿轮24啮合。如果驱动齿轮8与从动齿轮24的传动比是1:1，则轴7向正方向旋转1周时，轴25向反方向旋转1周。

行星齿轮机构10是对发动机1的旋转动力进行分配而向第1电动发电机3或者第2电动发电机4传递的动力分配机构。行星齿轮机构10具有太阳轮11、小齿轮12、环形齿轮13以及行星轮架14。太阳轮11与小齿轮12啮合，通过轴7与第1电动发电机3的转子3a以及驱动齿轮8一体地旋转。小齿轮12与太阳轮11以及环形齿轮13啮合，可以旋转地被行星轮架14支撑。环形齿轮13与小齿轮12啮合，经由轴15与第2电动发电机4的转子4a以及同步装置16的驱动齿轮17一体地旋转。行星轮架14可以旋转地支撑小齿轮12，并且通过小齿轮12围绕太阳轮11的外周公转而进行旋转。经由曲轴5、扭矩传动装置2及轴6，发动机1的旋转动力传递至行星轮架14。在行星齿轮机构10中，将行星轮架14固定时的太阳轮11与环形齿轮13的旋转比设定为1:λ（其中，0＜λ＜1））。

轴15是与行星齿轮机构10的环形齿轮13、第2电动发电机4的转子4a以及同步装置16的驱动齿轮17一体地旋转的旋转轴。轴15的转速相当于第2电动发电机4（MG2）的转速。

同步装置16是用于使轴15与驱动齿轮20或轴22的转速同步，从而将轴15的旋转动力选择性地向驱动齿轮20或轴22传递的装置。同步装置16具有驱动齿轮17、套筒18、从动齿轮19以及从动齿轮21。驱动齿轮17经由轴15与行星齿轮机构10的环形齿轮13以及第2电动发电机4的转子4a一体地旋转。套筒18是选择性地将驱动齿轮17与从动齿轮19或从动齿轮21连结的筒状的部件，该套筒18承受致动器47的动作而沿轴向滑动。套筒18在内周表面形成齿轮，在空转的状态下仅与驱动齿轮17啮合，该套筒18通过向从动齿轮19侧滑动，与驱动齿轮17以及从动齿轮19啮合，通过向从动齿轮21侧滑动，与驱动齿轮17以及从动齿轮21啮合。从动齿轮19与驱动齿轮20一体地旋转。从动齿轮21经由轴22与从动齿轮23一体地旋转。

驱动齿轮20，是在同步装置16中经由套筒18将驱动齿轮17与从动齿轮19连结时，传递轴15的旋转动力的齿轮。驱动齿轮20以规定的传动比（例如，1:3）与从动齿轮31啮合。如果驱动齿轮20与从动齿轮31的传动比为1:3，则驱动齿轮20向正方向旋转3周时，轴30（S2）向反方向旋转1周。

轴22（S3）是与同步装置16的从动齿轮21以及从动齿轮23一体地旋转的旋转轴。轴22的旋转动力经由差速装置33以及轴34、35，可差动地传递至车轮36、37。轴22，在同步装置16中经由套筒18而将驱动齿轮17与从动齿轮21连结时，传递轴15的旋转动力。从动齿轮23以规定的传动比（例如，2:1）与驱动齿轮32啮合。如果从动齿轮23与驱动齿轮32的传动比为2:1，则在轴30（S2）向正方向旋转2周时，轴22（S3）向反方向旋转1周。

轴25（S1）是与从动齿轮24以及同步装置26的驱动齿轮27一体地旋转的旋转轴。从动齿轮24以规定的传动比（例如，1:1）与驱动齿轮8啮合。

同步装置26是用于使轴25（S1）与轴30（S2）的转速同步，将轴15的旋转动力可以断开/接合地向轴30（S2）传递的装置。同步装置26具有驱动齿轮27、套筒28以及从动齿轮29。驱动齿轮27经由轴25与从动齿轮24一体地旋转。套筒28是断开/接合地将驱动齿轮27与从动齿轮29连结的筒状的部件，该套筒28承受致动器48的动作而沿轴向滑动。套筒28在内周表面形成有齿轮，在空转的状态下仅与驱动齿轮27啮合，该套筒28通过向从动齿轮29侧滑动，与驱动齿轮27以及从动齿轮29啮合。从动齿轮29经由轴30（S2）与从动齿轮31以及驱动齿轮32一体地旋转。此外，在图1中，作为轴25（S1）与轴30（S2）之间的断开/接合的动力传递单元而使用同步装置26，但当然也可以取代同步装置26而使用离合器装置。

轴30（S2）是与同步装置26的从动齿轮29、从动齿轮31以及驱动齿轮32一体地旋转的旋转轴。从动齿轮31以规定的传动比（例如，3:1）与驱动齿轮20啮合。驱动齿轮32以规定的传动比（例如，1:2）与从动齿轮23啮合。

发动机控制装置40是控制发动机1的动作的计算机（电子控制装置）。发动机控制装置40与内装在发动机1中的各种致动器（未图示；例如，喷射致动器、点火致动器等）、各种传感器（未图示；例如，加速器开度传感器、档位传感器、转速传感器等）、以及混合动力控制装置43可以通信地连接。发动机控制装置40对应于来自混合动力控制装置43的控制信号，基于规定的程序（包含数据库、对应图等）进行控制处理。

电动发电机控制装置41是经由逆变器44、45控制电动发电机3、4的动作的计算机（电子控制装置）。电动发电机控制装置41与逆变器44、45、各种传感器（未图示；例如，转速传感器等）、以及混合动力控制装置43可以通信地连接。电动发电机控制装置41对应于来自混合动力控制装置43的控制信号，基于规定的程序（包含数据库、对应图等）进行控制处理。

变速器控制装置42是经由致动器47、48控制同步装置16、26的动作的计算机（电子控制装置）。变速器控制装置42与致动器47、48、各种传感器（未图示；例如，转速传感器等）、以及混合动力控制装置43可以通信地连接。变速器控制装置42对应于来自混合动力控制装置43的控制信号，基于规定的程序（包含数据库、对应图等）进行控制处理。

混合动力控制装置43是控制发动机控制装置40、电动发电机控制装置41以及变速器控制装置42的动作的计算机（电子控制装置）。混合动力控制装置43与各种传感器（未图示；例如，转速传感器等）、发动机控制装置40、电动发电机控制装置41以及变速器控制装置42可以通信地连接。混合动力控制装置43对应于混合动力驱动装置的规定的状况，基于规定的程序（包含数据库、对应图等），向发动机控制装置40、电动发电机控制装置41以及变速器控制装置42输出控制信号。

逆变器44、45对应于来自电动发电机控制装置41的的控制信号，控制电动发电机3、4的动作（驱动动作、再生动作）。蓄电装置46是储存电力的装置，例如，可以使用能够进行充电以及放电的二次电池、电容器。蓄电装置46经由逆变器44、45与电动发电机3、4电气连接。

致动器47是对应于来自变速器控制装置42的控制信号，经由叉部件（未图示）使同步装置16的套筒18滑动的装置。致动器48是对应于来自变速器控制装置42的控制信号，经由叉部件（未图示）使同步装置26的套筒28滑动的装置。

下面，使用附图说明本发明的实施例1涉及的混合动力驱动装置的动作。图2是表示本发明的实施例1涉及的混合动力驱动装置中的第1模式（低速模式）的动力传递路径的示意图。图3是表示本发明的实施例1涉及的混合动力驱动装置中的第1模式（低速模式）的动作状态的与转速相关的共线图。图4是表示本发明的实施例1涉及的混合动力驱动装置中的第2模式（中速模式）的动力传递路径的示意图。图5是表示本发明的实施例1所涉及的混合动力驱动装置中从第1模式向第2模式变更时的动作状态的与转速相关的共线图。图6是表示本发明的实施例1涉及的混合动力驱动装置中的第3模式（高速模式）的动力传递路径的示意图。图7是表示本发明的实施例1涉及的混合动力驱动装置中从第2模式向第3模式变更时的动作状态的与转速相关的共线图。

在混合动力驱动装置中，作为输出模式，存在第1模式（参照图2）、第2模式（参照图4）以及第3模式（参照图6），其中，在该第1模式中第2电动发电机4（MG2）的旋转动力经由轴30（S2）向轴22（S3）传递，在该第2模式中第1电动发电机3（MG1）的旋转动力经由轴25（S1）以及轴30（S2）向轴22（S3）传递，在该第3模式中第2电动发电机4（MG2）的旋转动力直接向轴22（S3）传递。

在这里，在第1模式（参照图2）中，利用第1电动发电机3（MG1）进行再生，利用第2电动发电机4（MG2）进行驱动，在同步装置16中，轴15与驱动齿轮20连结，在同步装置26中，轴25（S1）与轴30（S2）断开。因此，第2电动发电机4（MG2）的旋转动力，经由轴15、同步装置16向驱动齿轮20传递，在驱动齿轮20与从动齿轮31之间减速（在这里，减速比为1/3）而传递至轴30（S2），在驱动齿轮32与从动齿轮23之间减速（在这里，减速比为1/2）而传递至轴22（S3），并经由差速装置33以及轴34、35传递至车轮36、37。轴22（S3）的转速成为第2电动发电机4（MG2）的转速的1/6。

在第2模式（参照图4）中，利用第1电动发电机3（MG1）进行驱动，利用第2电动发电机4（MG2）进行再生，在同步装置16中，轴15与驱动齿轮20以及轴22（S3）断开，在同步装置26中，轴25（S1）与轴30（S2）连结。因此，第1电动发电机3（MG1）的旋转动力，从轴7在驱动齿轮8与从动齿轮24之间不减速地（在这里，减速比为1/1）传递至轴25（S1），经由同步装置26传递至轴30（S2），在驱动齿轮32与从动齿轮23之间减速（在这里，减速比为1/2）而传递至轴22（S3），并经由差速装置33以及轴34、35传递至车轮36、37。轴22（S3）的转速成为第1电动发电机3（MG1）的转速的1/2。

在第3模式（参照图6）中，利用第1电动发电机3（MG1）进行再生，利用第2电动发电机4（MG2）进行驱动，在同步装置16中轴15与轴22（S3）连结，在同步装置26中轴25（S1）与轴30（S2）断开。因此，第2电动发电机4（MG2）的旋转动力不减速地经由轴7、同步装置16传递至轴22（S3），并经由差速装置33以及轴34、35传递至车轮36、37。轴22（S3）的转速与第2电动发电机4（MG2）的转速相同。

因此，在比较需要驱动扭矩的低速时，在3个输出模式中选择使用采取大减速比的第1模式（参照图2，减速比1/6），在需要增速的高速时的情况下，在3个输出模式中选择使用最小减速比的第3模式（参照图6，减速比1/1），在这两种情况中间的中速时的情况下，在3个输出模式中选择使用减速比在中间的第2模式（参照图4，减速比1/2）。

另外，虽然在各模式中进行无级变速动作，但是在第1模式（参照图2）中，在起步初期，发动机1加速驱动的状态下，第1电动发电机3（MG1）的转速容易超过第2电动发电机4（MG2）的转速（参照图3），因此利用第1电动发电机3（MG1）进行再生，利用第2电动发电机4（MG2）进行驱动，从而可以高效地使车辆加速。如果以第1模式继续加速，则第2电动发电机4（MG2）的转速超过第1电动发电机3（MG1）的转速，到达轴25（S1）的转速与轴30（S2）的转速一致的点（参照图5）。此时，应该从第1模式（参照图2）切换到第2模式（参照图4），第1电动发电机3（MG1）从再生切换到驱动，第2电动发电机4（MG2）从驱动切换到再生，在同步装置16中，从轴15与驱动齿轮20连结的状态，切换到轴15与驱动齿轮20以及轴22（S3）断开的状态，在同步装置26中，从轴25（S1）与轴30（S2）断开的状态切换到连结的状态。这种切换是利用电子控制装置（图1的40～43）的控制进行的，通过分别监视发动机1以及轴22（S3）的转速，可以检测出从第1模式（参照图2）向第2模式（参照图4）切换的点。

在第2模式（参照图4）中，在刚从第1模式（参照图2）切换到第2模式（参照图4）之后，发动机1加速驱动的状态下，第1电动发电机3（MG1）的转速比第2电动发电机4（MG2）的转速低（参照图5），因此利用第1电动发电机3（MG1）进行驱动，利用第2电动发电机4（MG2）进行再生，从而可以高效地使车辆加速。如果在第2模式（参照图4）中继续加速，则第1电动发电机3（MG1）的转速超过第2电动发电机4（MG2）的转速，到达第2电动发电机4（MG2）的转速与轴30（S2）的转速一致的点（参照图7）。此时，应该从第2模式（参照图4）切换到第3模式（参照图6），第1电动发电机3（MG1）从驱动切换到再生，第2电动发电机4（MG2）从再生切换到驱动，在同步装置16中，从轴15与驱动齿轮20以及轴22（S3）断开的状态切换到将轴15与轴22（S3）连结的状态，在同步装置26中，从轴25（S1）与轴30（S2）连结的状态切换到断开的状态。这种切换是利用电子控制装置（图1的40～43）的控制进行的，通过分别监视发动机1以及轴22（S3）的转速，可以检测出从第2模式（参照图4）向第3模式（参照图6）切换的点。

在第3模式（参照图6）中，在刚从第2模式（参照图4）切换到第3模式（参照图6）之后，发动机1在加速驱动的状态下，第2电动发电机4（MG2）的转速比第1电动发电机3（MG1）的转速低（参照图7），因此利用第1电动发电机3（MG1）进行再生，利用第2电动发电机4（MG2）进行驱动，从而可以高效地使车辆加速。

根据实施例1，不会成为使第1电动发电机3（MG1）为反转动力运行状态/使第2电动发电机4（MG2）以强制再生状态动作的所谓的动力循环状态，而且也可以采取大范围的减速比，因此可以使内燃机以燃料消耗性能最合适的条件动作，从而可以提高动力传递效率以及燃料消耗性能。另外，在混合动力驱动装置中只有1列的行星齿轮机构，因此变速器的全长变短，可以提高对车辆的搭载性。而且，在对车辆进行加速的过程中，无需下降发动机1的转速，可以平滑地切换模式，因此无论变速时间如何，即使在对发动机1进行加速驱动的状态下，也可以不发生变速冲击。

在本发明公开的全部内容（包含权利要求以及附图）的范围内，可以进一步根据其基本的技术思想，进行实施例或实施例的变更·调整。另外，在本发明的权利要求的范围内，可以对各公开要素进行多种组合或选择。即，本发明理所当然地包含以下内容，即，按照包含请求范围在内的全部的公开内容、技术思想，对于本领域技术人员来说可以得到的各种变形、修正的内容。

Claims (9)

1.一种混合动力驱动装置，其具有：

齿轮机构，其将内燃机的旋转动力分配并传递至第1电动发电机以及第2电动发电机；

第1轴，其传递所述第1电动发电机的旋转动力；

旋转要素；

第2轴，其传递所述旋转要素的旋转动力；

第3轴，其传递所述第2轴的旋转动力，并且驱动车轮；

第1动力传递切换机构，其可以在允许所述第2电动发电机的旋转动力向所述旋转要素传递的状态、允许向所述第3轴传递的状态、和禁止向所述旋转要素及所述第3轴传递的状态之间进行切换；以及

第2动力传递切换机构，其可以在允许所述第1轴的旋转动力向所述第2轴传递的状态、和禁止向所述第2轴传递的状态之间进行切换，

所述第1轴输入所述第1电动发电机的旋转动力，并且将输入的旋转动力向所述第2动力传递切换机构输出，

所述第2轴输入所述旋转要素的旋转动力，并且可以经由所述第2动力传递切换机构输入所述第1轴的旋转动力，而且，将输入的旋转动力向所述第3轴输出，

所述第3轴输入所述第2轴的旋转动力，并且可以经由所述第1动力传递切换机构输入所述第2电动发电机的旋转动力，而且，将输入的旋转动力向所述车轮输出，

所述旋转要素可以经由所述第1动力传递切换机构输入所述第2电动发电机的旋转动力，并且，将输入的旋转动力向所述第2轴输出，

所述齿轮机构具有：

太阳轮，其输入所述内燃机的旋转动力；

小齿轮，其与所述太阳轮啮合；

环形齿轮，其与所述小齿轮啮合，并且将旋转动力向所述第2电动发电机输出；以及

行星轮架，其可以旋转地支撑所述小齿轮，并且将旋转动力向所述第1电动发电机输出。

2.根据权利要求1所述的混合动力驱动装置，其中，

具有电子控制装置，其控制所述内燃机、所述第1电动发电机、所述第2电动发电机、所述第1动力传递切换机构以及所述第2动力传递切换机构的动作。

3.根据权利要求2所述的混合动力驱动装置，其中，

所述电子控制装置进行以下的控制：

在第1模式中，控制所述第1电动发电机以允许所述第1电动发电机的再生，控制所述第2电动发电机以允许所述第2电动发电机的驱动，控制所述第1动力传递切换机构以禁止所述第1轴的旋转动力向所述第2轴的传递，控制所述第2动力传递切换机构以允许所述第2电动发电机的旋转动力向所述旋转要素的传递；

在比所述第1模式车速快时使用的第2模式中，控制所述第1电动发电机以允许所述第1电动发电机的驱动，控制所述第2电动发电机以允许所述第2电动发电机的再生，控制所述第1动力传递切换机构以允许所述第1轴的旋转动力向所述第2轴的传递，控制所述第2动力传递切换机构以禁止所述第2电动发电机的旋转动力向所述旋转要素以及所述第3轴的传递；

在比所述第2模式车速快时使用的第3模式中，控制所述第1电动发电机以允许所述第1电动发电机的再生，控制所述第2电动发电机以允许所述第2电动发电机的驱动，控制所述第1动力传递切换机构以禁止所述第1轴的旋转动力向所述第2轴的传递，控制所述第2动力传递切换机构以允许所述第2电动发电机的旋转动力向所述第3轴的传递。

4.根据权利要求3所述的混合动力驱动装置，其中，

所述电子控制装置，根据所述内燃机的转速和所述第3轴的转速，在所述第1模式、第2模式以及第3模式之间进行模式切换。

5.根据权利要求4所述的混合动力驱动装置，其中，

所述电子控制装置根据所述内燃机的转速和所述第3轴的转速，

在加速时，当判断所述第1轴的转速与所述第2轴的转速一致时，进行从所述第1模式向所述第2模式的模式切换；

在加速时，当判断所述第2电动发电机的转速与所述第3轴的转速一致时，进行从所述第2模式向所述第3模式的模式切换。

6.根据权利要求1所述的混合动力驱动装置，其特征在于，

所述第1轴和所述第2轴同轴配置，

所述第3轴和所述旋转要素同轴配置，

所述第1轴配置在与所述旋转要素不同的轴上。

7.根据权利要求6所述的混合动力驱动装置，其特征在于，

所述第1电动发电机的旋转轴与所述第2电动发电机的旋转轴同轴配置，

所述第2电动发电机的旋转轴与所述旋转要素同轴配置。

8.根据权利要求7所述的混合动力驱动装置，其特征在于，

所述第1轴经由第1齿轮输入所述第1电动发电机的旋转动力，

所述第2轴经由第2齿轮输入所述旋转要素的旋转动力，

所述第3轴经由第3齿轮输入所述第2轴的旋转动力。

9.根据权利要求7或8所述的混合动力驱动装置，其特征在于，

在第1个轴线上，从所述内燃机侧依次排列配置所述第1电动发电机、所述齿轮机构、所述第2电动发电机、所述旋转要素、所述第1动力传递切换机构、所述第3轴，

在第2个轴线上，从所述内燃机侧依次排列配置所述第1轴、所述第2动力传递切换机构、所述第2轴。