混合动力车辆用驱动装置.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201280068925.9

申请日:

2012.02.01

公开号:

CN104093586A

公开日:

2014.10.08

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

授权|||实质审查的生效IPC(主分类):B60K 6/365申请日:20120201|||公开

IPC分类号:

B60K6/365(2007.01)I; B60K6/445(2007.01)I; B60K6/547(2007.01)I; B60W10/10(2012.01)I; B60W20/00

主分类号:

B60K6/365

申请人:

丰田自动车株式会社

发明人:

大野智仁; 岩瀬雄二; 舟桥真; 田端淳; 松原亨; 今村达也; 奥田弘一; 驹田英明

地址:

日本爱知县

优先权:

专利代理机构:

北京金信立方知识产权代理有限公司 11225

代理人:

黄威;苏萌萌

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内容摘要

本发明提供一种混合动力车辆用驱动装置。具备:动力传递机构(10),其与动力机(1)连接,且能够对动力机的旋转进行变速而输出;差动机构(20),其对动力传递机构与驱动轮(32)进行连接;限制装置(CL0),差动机构具有:第一旋转元件(24),其与动力传递机构的输出元件(13)连接;第二旋转元件(21),其与第一旋转电机(MG1)连接;第三旋转元件(23),其与第二旋转电机(MG2)以及驱动轮连接,限制装置对限制差动机构的差动的状态、和容许差动机构的差动的状态进行切换。

权利要求书

权利要求书
1.  一种混合动力车辆用驱动装置,其特征在于,
具备:
动力传递机构,其与动力机连接,且能够对所述动力机的旋转进行变速而输出;
差动机构,其对所述动力传递机构和驱动轮进行连接;
限制装置;
所述差动机构具有:
第一旋转元件,其与所述动力传递机构的输出元件连接;
第二旋转元件,其与第一旋转电机连接;
第三旋转元件,其与第二旋转电机以及所述驱动轮连接,
所述限制装置对限制所述差动机构的差动的状态、和容许所述差动机构的差动的状态进行切换。

2.  如权利要求1所述的混合动力车辆用驱动装置,其中,
还具备切换装置,所述切换装置对所述动力传递机构在连接状态和中立状态之间进行切换,其中,所述连接状态为连接所述动力机与所述差动机构的状态,所述中立状态为切断所述动力机与所述差动机构的状态,
所述混合动力车辆用驱动装置具有预定模式,所述预定模式为,通过所述限制装置对所述差动机构的差动进行限制,且将所述动力传递机构设为所述中立状态,并将所述第一旋转电机以及所述第二旋转电机作为动力源而进行行驶的模式。

3.  如权利要求2所述的混合动力车辆用驱动装置,其中,
在以所述预定模式而行驶的过程中启动所述动力机的情况下,将所述动力传递机构切换为所述连接状态而使所述动力机旋转。

4.  如权利要求1所述的混合动力车辆用驱动装置,其中,
同时使所述动力传递机构和所述差动机构变速。

5.  如权利要求4所述的混合动力车辆用驱动装置,其中,
在同时使所述动力传递机构和所述差动机构变速时,使所述动力传递机构以及所述差动机构中的一方的变速比增加,并使另一方的变速比减小。

6.  如权利要求1所述的混合动力车辆用驱动装置,其中,
还具备第二限制装置,所述第二限制装置能够对所述第一旋转元件的旋转进行限制。

7.  如权利要求2所述的混合动力车辆用驱动装置,其中,
所述动力传递机构为差动机构,
所述切换装置具有能够对所述动力传递机构的旋转元件的彼此进行连接的离合器、和对所述动力传递机构的旋转元件的旋转进行限制的制动器。

说明书

说明书混合动力车辆用驱动装置
技术领域
本发明涉及一种混合动力车辆用驱动装置。
背景技术
一直以来,已知有一种具备了变速机构的混合动力车辆。例如,在专利文献1中公开了一种混合动力车的驱动装置的技术,所述混合动力车的驱动装置具备:变速机构,其对内燃机的旋转进行变速而向动力分配机构进行传递;第一传递轴,其将来自内燃机的动力传递至变速机构;第二传递轴,其将从变速机构被输出的动力向动力分配机构进行传递。上述专利文献1的变速机构具有:两组的行星齿轮机构组合而成的差动机构、能够使差动机构的内啮合齿轮R1的旋转停止的第一制动器、能够使内啮合齿轮R2的旋转停止的第二制动器、能够使从第一传递轴向内啮合齿轮R1的动力传递间断的离合器。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2009-190694号公报
发明内容
发明所要解决的课题
在具备能够对动力机的旋转进行变速的机构的混合动力车辆中,优选能够简化驱动装置。例如优选为,能够实现结构简单、且以两个旋转电机为动力源的行驶。
本发明的目的在于,对动力机的旋转进行变速、以及能够进行以两个旋转电机为动力源的行驶,并且提供一种结构简单的混合动力车辆用驱动装置。
用于解决课题的方法
本发明的混合动力车辆用驱动装置,其特征在于,具备:动力传递机构,其与动力机连接,且能够对所述动力机的旋转进行变速而输出;差动机构,其对所述动力传递机构和驱动轮进行连接;限制装置;所述差动机构具有:第一旋转元件,其与所述动力传递机构的输出元件连接;第二旋转元件,其与第一旋转电机连接;第三旋转元件,其与第二旋转电机以及所述驱动轮连接,所述限制装置对限制所述差动机构的差动的状态、和容许所述差动机构的差动的状态进行切换。
在上述混合动力车辆用驱动装置中,优选为,还具备切换装置,所述切换装置对所述动力传递机构在连接状态和中立状态之间进行切换,其中,所述连接状态为连接所述动力机与所述差动机构的状态,所述中立状态为切断所述动力机与所述差动机构的状态,所述混合动力车辆用驱动装置具有预定模式,所述预定模式为,通过所述限制装置对所述差动机构的差动进行限制,且将所述动力传递机构设为所述中立状态,并将所述第一旋转电机以及所述第二旋转电机作为动力源而进行行驶的模式。
在上述混合动力车辆用驱动装置中,优选为,在以所述预定模式而行驶的过程中启动所述动力机的情况下,将所述动力传递机构切换为所述连接状态而使所述动力机旋转。
在上述混合动力车辆用驱动装置中,优选为,同时使所述动力传递机构和所述差动机构变速。
在上述混合动力车辆用驱动装置中,优选为,在同时使所述动力传递机构和所述差动机构变速时,使所述动力传递机构以及所述差动机构中的一方的变速比增加,并使另一方的变速比减小。
在上述混合动力车辆用驱动装置中,优选为,还具备第二限制装置,所述第二限制装置能够对所述第一旋转元件的旋转进行限制。
在上述混合动力车辆用驱动装置中,优选为,所述动力传递机构为差动机构,所述切换装置具有能够对所述动力传递机构的旋转元件的彼此进行连接的离合器、和对所述动力传递机构的旋转元件的旋转进行限制的制动器。
发明效果
本发明所涉及的混合动力车辆用驱动装置具备:动力传递机构,其与动力机连接,且能够对动力机的旋转进行变速而输出;差动机构,其对动力传递机构和驱动轮进行连接;限制装置。差动机构具有:第一旋转元件,其与 动力传递机构的输出元件连接;第二旋转元件,其与第一旋转电机连接;第三旋转元件,其与第二旋转电机以及驱动轮连接。限制装置对限制差动机构的差动的状态、和容许差动机构的差动的状态进行切换。根据本发明所涉及的混合动力车辆用驱动装置,可取得以下效果,即,能够实现以简单的结构在动力机的行驶过程中进行变速、以及将两个旋转电机作为动力源而行驶。
附图说明
图1为实施方式所涉及的车辆的框架图。
图2为实施方式所涉及的车辆的输入输出关系图。
图3为表示实施方式所涉及的混合动力车辆用驱动装置的工作卡合表的图。
图4为单电机EV模式所涉及的列线图。
图5为第二行星齿轮机构的差动被限制了的双电机EV模式所涉及的列线图。
图6为第一行星齿轮机构的旋转被锁止了的双电机EV模式所涉及的列线图。
图7为低状态的HV行驶模式所涉及的列线图。
图8为高状态的HV行驶模式所涉及的列线图。
图9为表示实施方式所涉及的理论传递效率线的图。
图10为实施方式的发动机启动控制所涉及的流程图。
图11为实施方式的发动机启动控制所涉及的时序图。
图12为实施方式的第一改变例所涉及的车辆的框架图。
图13为实施方式的第二改变例所涉及的车辆的框架图。
图14为实施方式的第三改变例所涉及的车辆的框架图。
图15为实施方式的第四改变例所涉及的车辆的框架图。
具体实施方式
以下,参照附图对本发明的实施方式所涉及的混合动力车辆用驱动装置进行详细说明。另外,本发明并非被该实施方式所限定。此外,在下述的实施方式的结构要素中,包括本领域技术人员容易想到的要素或实质上相同的要素。
[实施方式]
参照图1至图11,对实施方式进行说明。本实施方式涉及一种混合动力车辆用驱动装置。图1为本发明的实施方式所涉及的车辆的框架图,图2为实施方式所涉及的车辆的输入输出关系图。
本实施方式所涉及的车辆100为,作为动力源而具有发动机1、第一旋转电机MG1以及第二旋转电机MG2的混合动力车辆。车辆100也可以为,通过外部电源而能够进行充电的插电式混合动力车辆。如图1以及图2所示,车辆100被构成为,包括:发动机1、第一行星齿轮机构10、第二行星齿轮机构20、第一旋转电机MG1、第二旋转电机MG2、差动部离合器CL0、变速部离合器CL1、变速部制动器BK1、HV_ECU50、MG_ECU60、发动机_ECU70。
此外,本实施方式所涉及的混合动力车辆用驱动装置1-1被构成为,包括:第一行星齿轮机构10、第二行星齿轮机构20、差动部离合器CL0。混合动力车辆用驱动装置1-1也可以被构成为,还包括:各个ECU50、60、70等的控制装置、以及变速部离合器CL1、变速部制动器BK1等。混合动力车辆用驱动装置1-1能够应用于FF(前置发动机前轮驱动)车辆或RR(后置发动机后轮驱动)车辆等中。混合动力车辆用驱动装置1-1例如以使轴向成为车宽方向的方式而被搭载于车辆100上。
在本实施方式所涉及的混合动力车辆用驱动装置1-1中,变速部被构成为,包括:第一行星齿轮机构10、变速部离合器CL1以及变速部制动器BK1。此外,差动部被构成为,包括:第二行星齿轮机构20以及差动部离合器CL0。
发动机1将燃料的燃烧能量转换为输出轴的旋转运动而输出。发动机1的输出轴与输入轴2连接。输入轴2为,动力传递装置的输入轴。动力传递装置被构成为,包括:第一旋转电机MG1、第二旋转电机MG2、各个离合器CL0、CL1、变速部制动器BK1、差动装置30等。输入轴2与发动机1的输出轴同轴且被配置于输出轴的延长线上。输入轴2与第一行星齿轮机构10的第一行星齿轮架14连接。
本实施方式的第一行星齿轮机构10与发动机1连接,且对应于能够对发动机1的旋转进行变速而输出的动力传递机构。在此,作为动力传递机构的一个示例而图示了差动机构、即第一行星齿轮机构10。第一行星齿轮机构10作为第一差动机构而被搭载于车辆100上。第一行星齿轮机构10为,被配置于与第二行星齿轮机构20相比靠发动机1侧的输入侧差动机构。第一行星齿 轮机构10为单小齿轮式,并具有第一太阳齿轮11、第一小齿轮12、第一内啮合齿轮13以及第一行星齿轮架14。混合动力车辆用驱动装置1-1例如以使轴向成为车宽方向的方式而被搭载于车辆100上。
第一内啮合齿轮13与第一太阳齿轮11同轴,且被配置于在第一太阳齿轮11的径向外侧。第一小齿轮12被配置于第一太阳齿轮11与第一内啮合齿轮13之间,并且分别与第一太阳齿轮11以及第一内啮合齿轮13啮合。第一小齿轮12通过第一行星齿轮架14而被旋转自如地支承。第一行星齿轮架14与输入轴2连结,并与输入轴2一体旋转。因此,第一小齿轮12能够与输入轴2一起围绕输入轴2的中心轴线进行旋转(公转),且被第一行星齿轮架14支承而能够围绕第一小齿轮12的中心轴线进行旋转(自转)。
变速部离合器CL1为,能够连结第一太阳齿轮11和第一行星齿轮架14的离合器装置。虽然变速部离合器CL1例如能够设为摩擦卡合式的离合器,但并不限定于此,也可以将啮合式的离合器等的公知的离合器装置作为变速部离合器CL1来使用。变速部离合器CL1例如通过油压而被控制从而进行卡合或者释放。完全卡合状态的变速部离合器CL1能够将第一太阳齿轮11与第一行星齿轮架14连结在一起,并使第一太阳齿轮11与第一行星齿轮架14一体旋转。另一方面,释放状态的变速部离合器CL1将第一太阳齿轮11与第一行星齿轮架14断开,并容许第一太阳齿轮11与第一行星齿轮架14的相对旋转。另外,变速部离合器CL1可以控制为半卡合状态。
变速部制动器BK1为,能够对第一太阳齿轮11的旋转进行限制的制动器装置。变速部制动器BK1具有与第一太阳齿轮11连接的卡合元件、和与车身侧例如与动力传递装置的壳体连接的卡合元件。虽然变速部制动器BK1能够设为与变速部离合器CL1相同的摩擦卡合式的离合器装置,但并不限定于此,也可以将啮合式的离合器等的公知的离合器装置作为变速部制动器BK1来使用。变速部制动器BK1例如通过油压而被控制从而进行卡合或释放。完全卡合状态的变速部制动器BK1能够将第一太阳齿轮11与车身侧连结在一起,并对第一太阳齿轮11的旋转进行限制。另一方面,释放状态的变速部制动器BK1将第一太阳齿轮11与车身侧断开,并容许第一太阳齿轮11的旋转。另外,变速部制动器BK1能够控制为半卡合状态。
本实施方式的第二行星齿轮机构20对应于对第一行星齿轮机构10和驱动轮32进行连接的差动机构。第二行星齿轮机构20作为第二差动机构而被 搭载于车辆100上。第二行星齿轮机构20为,被配置于与第一行星齿轮机构10相比靠驱动轮32侧的输出侧差动机构。第二行星齿轮机构20为单小齿轮式,并具有第二太阳齿轮21、第二小齿轮22、第二内啮合齿轮23以及第二行星齿轮架24。第二行星齿轮机构20被配置为与第一行星齿轮机构10同轴,且隔着第一行星齿轮机构10而与发动机1互相对置。
第二内啮合齿轮23与第二太阳齿轮21同轴,且被配置于第二太阳齿轮21的径向外侧。第二小齿轮22被配置于第二太阳齿轮21与第二内啮合齿轮23之间,并且分别与第二太阳齿轮21以及第二内啮合齿轮23啮合。第二小齿轮22通过第二行星齿轮架24而被旋转自如地支承。第二行星齿轮架24与第一内啮合齿轮13连接,并与第一内啮合齿轮13一体旋转。因此,第二小齿轮22能够与第二行星齿轮架24一起围绕输入轴2的中心轴线进行旋转(公转),且被第二行星齿轮架24支承而能够围绕第二小齿轮22的中心轴线进行旋转(自转)。第一内啮合齿轮13为第一行星齿轮机构10的输出元件,且能够将从发动机1被输入至第一行星齿轮机构10的旋转向第二行星齿轮架24输出。第二行星齿轮架24对应于与第一行星齿轮机构10的输出元件连接的第一旋转元件。
在第二太阳齿轮21上连接有第一旋转电机MG1的旋转轴33。第一旋转电机MG1的旋转轴33被配置为与输入轴2同轴,并与第二太阳齿轮21一体旋转。第二太阳齿轮21对应于与第一旋转电机MG1连接的第二旋转元件。在第二内啮合齿轮23上连接有副轴驱动齿轮25。副轴驱动齿轮25为,与第二内啮合齿轮23一体旋转的输出齿轮。第二内啮合齿轮23对应于与第二旋转电机MG2以及驱动轮32连接的第三旋转元件。第二内啮合齿轮23为,能够将从第一旋转电机MG1或第一行星齿轮机构10输入的旋转向驱动轮32输出的输出元件。
本实施方式的差动部离合器CL0对应于如下的限制装置,所述限制装置对限制第二行星齿轮机构20的差动的状态、和容许第二行星齿轮机构20的差动的状态进行切换。差动部离合器CL0为,能够连结第二太阳齿轮21和第二行星齿轮架24的离合器装置。虽然差动部离合器CL0例如能够设为摩擦卡合式的离合器,但并不限定于此,也可以将啮合式的离合器等的公知的离合器装置作为差动部离合器CL0来使用。差动部离合器CL0例如通过油压而被控制从而进行卡合或者释放。
完全卡合状态下的差动部离合器CL0将第二太阳齿轮21与第二行星齿轮架24连结在一起,从而能够使第二太阳齿轮21与第二行星齿轮架24一体旋转。完全卡合状态下的差动部离合器CL0限制了第二行星齿轮机构20的差动。另一方面,释放状态下的差动部离合器CL0将第二太阳齿轮21与第二行星齿轮架24断开,从而容许第二太阳齿轮21与第二行星齿轮架24的相对旋转。即,释放状态下的差动部离合器CL0容许了第二行星齿轮机构20的差动。另外,差动部离合器CL0能够控制为半卡合状态。
副轴驱动齿轮25与副轴从动齿轮26啮合。副轴从动齿轮26经由副轴27而与驱动小齿轮28连接。副轴从动齿轮26与驱动小齿轮28一体旋转。此外,减速齿轮35与副轴从动齿轮26啮合。减速齿轮35与第二旋转电机MG2的旋转轴34连接。即,第二旋转电机MG2的旋转经由减速齿轮35而被传递至副轴从动齿轮26。减速齿轮35与副轴从动齿轮26相比直径较小,其对第二旋转电机MG2的旋转进行减速而向副轴从动齿轮26传递。
驱动小齿轮28与差动装置30的差速器内啮合齿轮29啮合。差动装置30经由左右的驱动轴31而与驱动轮32连接。第二内啮合齿轮23经由副轴驱动齿轮25、副轴从动齿轮26、驱动小齿轮28、差动装置30以及驱动轴31而与驱动轮32连接。此外,第二旋转电机MG2与第二内啮合齿轮23和驱动轮32的动力传递路径连接,并能够分别向第二内啮合齿轮23以及驱动轮32传递动力。
第一旋转电机MG1以及第二旋转电机MG2分别具备作为电机(电动机)的功能、和作为发电机的功能。第一旋转电机MG1以及第二旋转电机MG2经由变换器而与蓄电池连接。第一旋转电机MG1以及第二旋转电机MG2能够将从蓄电池被供给的电力转换为机械性的动力而输出,并且能够通过所输入的动力而被驱动从而将机械性的动力转换为电力。通过旋转电机MG1、MG2而发出的电力能够对蓄电池进行蓄电。作为第一旋转电机MG1以及第二旋转电机MG2例如能够使用交流同步型的电动发电机。
在本实施方式的车辆100中,以与发动机1同轴的方式,从距发动机1较近一侧起依次配置有变速部制动器BK1、变速部离合器CL1、第一行星齿轮机构10、副轴驱动齿轮25、第二行星齿轮机构20、第一旋转电机MG1。此外,本实施方式的混合动力车辆用驱动装置1-1被设置为,输入轴2与第二旋转电机MG2的旋转轴34被配置于不同的轴上的多轴式。
如图2所示,车辆100具有HV_ECU50、MG_ECU60以及发动机_ECU70。各个ECU50、60、70为具有计算机的电子控制单元。HV_ECU50具有对车辆100整体进行综合控制的功能。MG_ECU60以及发动机_ECU70与HV_ECU50电连接。
MG_ECU60能够对第一旋转电机MG1以及第二旋转电机MG2进行控制。MG_ECU60例如能够对向第一旋转电机MG1供给的电流值进行调节并对第一旋转电机MG1的输出转矩进行控制,以及能够对向第二旋转电机MG2供给的电流值进行调节并对第二旋转电机MG2的输出转矩进行控制。
发动机_ECU70能够对发动机1进行控制。发动机_ECU70例如能够对发动机1的电子节气门的开度进行控制、能够输出点火信号而实施对发动机的点火控制、能够实施针对发动机1的燃料喷射控制等。发动机_ECU70能够通过电子节气门的开度控制、喷射控制、点火控制等而对发动机1的输出转矩进行控制。
在HV_ECU50上,连接有车速传感器、加速器开度传感器、MG1转速传感器、MG2转速传感器、输出轴转速传感器、蓄电池传感器等。通过这些传感器,HV_ECU50能够取得车速、加速器开度、第一旋转电机MG1的转速、第二旋转电机MG2的转速、动力传递装置的输出轴的转速、蓄电池状态SOC等。
HV_ECU50能够根据所取得的信息而对针对车辆100的要求驱动力与要求功率、要求转矩等进行计算。HV_ECU50根据所计算出的要求值,来决定第一旋转电机MG1的输出转矩(以下,也记载为“MG1转矩”)、第二旋转电机MG2的输出转矩(以下,也记载为“MG2转矩”)以及发动机1的输出转矩(以下,也记载为“发动机转矩”)。HV_ECU50将MG1转矩的指令值以及MG2转矩的指令值对MG_ECU60输出。此外,HV_ECU50将发动机转矩的指令值对发动机_ECU70输出。
HV_ECU50根据后文叙述的行驶模式等,分别对差动部离合器CL0、变速部离合器CL1以及变速部制动器BK1进行控制。HV_ECU50分别输出针对差动部离合器CL0的供给油压的指令值(PbCL0)、针对变速部离合器CL1的供给油压的指令值(PbCL1)以及针对变速部制动器BK1的供给油压的指令值(PbBK1)。未图示的油压控制装置根据各个指令值PbCL0、PbCL1、PbBK1而对针对差动部离合器CL0、变速部离合器CL1以及变速部制动器BK1的供给油压进行控制。
图3为表示本实施方式所涉及的混合动力车辆用驱动装置1-1的工作卡合表的图。在车辆100中,能够选择性地执行混合动力(HV)行驶或EV行驶。HV行驶是指,将发动机1作为动力源而使车辆100行驶的行驶模式。在HV行驶中,除发动机1之外,还可以将第二旋转电机MG2作为动力源。
EV行驶为,将第一旋转电机MG1或第二旋转电机MG2中的至少任意一方作为动力源而行驶的行驶模式。在EV行驶中,能够停止发动机1而行驶。在本实施方式所涉及的混合动力车辆用驱动装置1-1中,作为EV行驶模式而具有单电机EV模式和双电机EV模式,所述单电机EV模式为,将第二旋转电机MG2作为单独的动力源而使车辆100行驶的模式,所述双电机EV模式为,将第一旋转电机MG1以及第二旋转电机MG2作为动力源而使车辆100行驶的模式。
在图3的卡合表中,差动部离合器CL0一栏、变速部离合器CL1一栏以及变速部制动器BK1一栏中的圆形标记表示卡合、空栏表示释放。此外,三角形标记表示能够执行卡合/释放中的任意一种。单电机EV模式为,释放差动部离合器CL0而被实施的模式,例如一起释放变速部离合器CL1以及变速部制动器BK1而被执行。图4为单电机EV模式所涉及的列线图。在列线图中,符号S1、C1、R1分别表示第一太阳齿轮11、第一行星齿轮架14、第一内啮合齿轮13,符号S2、C2、R2分别表示第二太阳齿轮21、第二行星齿轮架24、第二内啮合齿轮23。
在单电机EV模式中,差动部离合器CL0、变速部离合器CL1以及变速部制动器BK1处于释放状态。通过释放变速部制动器BK1,从而能够使第一太阳齿轮11的旋转被容许,通过释放变速部离合器CL1,从而使第一行星齿轮机构10能够实施差动。通过释放差动部离合器CL0,从而使第二行星齿轮机构20能够实施差动。HV_ECU50经由MG_ECU60而使第二旋转电机MG2输出正转矩从而使车辆100产生前进方向上的驱动力。第二内啮合齿轮23以与驱动轮32的旋转联动的方式进行正旋转。在此,将正旋转设为车辆100的前进时的第二内啮合齿轮23的旋转方向。HV_ECU50将第一旋转电机MG1作为发电机来工作从而减少拖曳损失。具体而言,HV_ECU50稍向第一旋转电机MG1施加一点转矩而使其发电,并将第一旋转电机MG1的转速设为零转。由此,能够减小第一旋转电机MG1的拖曳损失。
第一内啮合齿轮13拖动第二行星齿轮架24进行正旋转。在第一行星齿轮机构10中,由于变速部离合器CL1以及变速部制动器BK1为被释放的空档的状态,因此发动机1未被拖动旋转,且第一行星齿轮架14停止旋转。因此,能够较大地取得再生量。第一太阳齿轮11以空转的方式进行负旋转。另外,第一行星齿轮机构10的空档(中立)状态为,在第一内啮合齿轮13与第一行星齿轮架14之间动力未被传递的状态,即发动机1与第二行星齿轮机构20被断开、被切断的状态。在变速部离合器CL1或变速部制动器BK1中的至少任一方卡合时,第一行星齿轮机构10成为连接发动机1和第二行星齿轮机构20的连接状态。
以此方式,变速部离合器CL1以及变速部制动器BK1分别具有作为将第一行星齿轮机构10切换为连接状态与中立状态间的切换装置的功能。
在单电机EV模式下进行行驶时,可能发生蓄电池的充电状态为全满从而无法获取再生能量的情况。在该情况下,可以考虑同时使用发动机制动器。通过使变速部离合器CL1或变速部制动器BK1卡合,从而能够将发动机1与驱动轮32连接,并使发动机制动器作用于驱动轮32上。如图3中的三角形标记所示那样,当在单电机EV模式下使变速部离合器CL1或变速部制动器BK1卡合时,能够将发动机1设为拖动旋转状态,并通过第一旋转电机MG1来提高发动机转速而设为发动机制动状态。
在双电机EV模式下,HV_ECU50对第一行星齿轮机构10的旋转进行锁止、或对第二行星齿轮机构20的差动进行限制。例如,HV_ECU50通过使差动部离合器CL0卡合从而对第二行星齿轮机构20的差动进行限制。此时,变速部离合器CL1以及变速部制动器BK1,分别被设为释放状态。在本实施方式中,将差动部离合器CL0卡合且将变速部离合器CL1以及变速部制动器BK1释放的双电机EV模式与预定模式相对应。
图5为,第二行星齿轮机构20的差动被限制了的双电机EV模式所涉及的列线图。通过使差动部离合器CL0卡合,从而使第二行星齿轮机构20的各个旋转元件的相对旋转被限制,并使第二太阳齿轮21、第二行星齿轮架24以及第二内啮合齿轮23以相同的转速进行旋转。HV_ECU50使第一旋转电机MG1以及第二旋转电机MG2分别输出行驶驱动用的转矩。
第一旋转电机MG1通过在前进时输出正转矩而进行正旋转,从而能够从第二内啮合齿轮23输出正转矩。另一方面,在后退时,第一旋转电机MG1 通过输出负转矩而进行负旋转,从而能够从第二内啮合齿轮23输出负转矩。在限制了第二行星齿轮机构20的差动的双电机EV模式下,第一行星齿轮机构10被设为中立状态。由此,能够将发动机转速设为零。由于中立状态是通过释放变速部离合器CL1以及变速部制动器BK1来实现的,因此无需发动机断开用的专用的离合器。
在HV_ECU50将第一行星齿轮机构10的旋转锁止而执行双电机EV模式的情况下,将释放差动部离合器CL0,并分别使变速部离合器CL1以及变速部制动器BK1卡合。图6为,第一行星齿轮机构10的旋转被锁止了的双电机EV模式所涉及的列线图。通过使变速部离合器CL1卡合,从而使第一行星齿轮机构10的差动被限制,并通过使变速部制动器BK1卡合,从而使第一太阳齿轮11的旋转被限制。因此,第一行星齿轮机构10的所有旋转元件的旋转均停止。
通过限制作为输出元件的第一内啮合齿轮13的旋转,从而使与其相连接的第二行星齿轮架24被锁止为零转。HV_ECU50使第一旋转电机MG1以及第二旋转电机MG2分别输出行驶驱动用的转矩。第二行星齿轮架24因旋转被限制从而相对于第一旋转电机MG1的转矩而取得反力,并能够使第一旋转电机MG1的转矩从第二内啮合齿轮23输出。第一旋转电机MG1通过在前进时输出负转矩而进行负旋转,从而能够从第二内啮合齿轮23输出正转矩。另一方面,在后退时,第一旋转电机MG1通过输出正转矩而进行正旋转,从而能够从第二内啮合齿轮23输出负转矩。
在HV行驶中,作为差动部的第二行星齿轮机构20将工作状态设为基础状态,而变速部的第一行星齿轮机构10则实施低/高的切换。图7为低状态的HV行驶模式(以下,也记载为“HV低模式”。)所涉及的列线图,图8为高状态的HV行驶模式(以下,也记载为“HV高模式”。)所涉及的列线图。
在HV低模式下,HV_ECU50使变速部离合器CL1卡合,并使变速部制动器BK1释放。通过使变速部离合器CL1卡合,从而使第一行星齿轮机构10的差动被限制,并使各个旋转元件11、13、14进行一体旋转。因此,发动机1的旋转既不增速也不减速,而以等速从第一内啮合齿轮13向第二行星齿轮架24实施传递。
另一方面,在HV高模式下,HV_ECU50使变速部离合器CL1释放,并使变速部制动器BK1卡合。通过使变速部制动器BK1卡合,从而使第一太阳齿 轮11的旋转被限制。因此,第一行星齿轮机构10成为,被输入至第一行星齿轮架14的发动机1的旋转被增速而从第一内啮合齿轮13输出的超速(OD)状态。以此方式,第一行星齿轮机构10能够对发动机1的旋转进行增速而输出。超速时的变速比例如能够设为0.7。
HV_ECU50例如,在高车速下选择HV高模式,在中低车速下选择HV低模式。在本实施方式中,通过利用HV高模式与HV低模式之间的切换来对发动机1的旋转进行变速而输出,从而能够使后文所述的机械点为两个,并能够提高耗油率。图9为表示本实施方式所涉及的理论传递效率线的图。
在图9中,横轴表示变速比,纵轴表示理论传递效率。在此,变速比是指,行星齿轮机构10、20的输入侧转速相对于输出侧转速的比(减速比),例如,表示第一行星齿轮架14的转速相对于第二内啮合齿轮23的转速的比。在横轴上,左侧为变速比较小的高速档侧,右侧为变速比较大的低速档侧。理论传递效率在被输入至行星齿轮机构10、20的动力未经由电路径而通过机械性传递而全部被传递至副轴驱动齿轮25的情况下,成为最大效率1.0。
图9所示的曲线为,对HV高模式与HV低模式进行适当切换时的HV行驶模式的理论传递效率线。例如,在相同的变速比下,HV高模式与HV低模式中的某一个模式被选择为高效率的模式。相对而言,右侧为HV低模式时的理论传递效率线,左侧为HV高模式时的理论传递效率线。HV低模式的传递效率在变速比为γ1时成为最大效率。在变速比为γ1时,第一旋转电机MG1(第二太阳齿轮21)的转速为零。因此,在变速比为γ1时,第一旋转电机MG1由于承受反力而导致电气路径为零,从而只能够通过机械性的动力传递而将动力从发动机1向副轴驱动齿轮25进行传递。该变速比γ1为,超速侧的变速比、即小于1的变速比。在本说明书中,将该变速比γ1也记载为“第一机械传递变速比γ1”。
HV高模式的理论传递效率在变速比为γ2时成为最大效率。在HV高模式下,在变速比为γ2时,第一旋转电机MG1(第二太阳齿轮21)的转速为零,从而只能够通过机械性的动力传递而将动力从发动机1向副轴驱动齿轮25进行传递。该变速比γ2为,与第一机械传递变速比γ1相比靠高速档侧的变速比。在本说明书中,将变速比γ2也记载为“第二机械传递变速比γ2”。
HV行驶模式的理论传递效率随着变速比变为与第一机械传递变速比γ1相比靠低速档侧的值而降低。此外,HV行驶模式的理论传递效率随着变速比 变为与第二机械传递变速比γ2相比靠高速档侧的值而降低。HV行驶模式的理论传递效率在第一机械传递变速比γ1与第二机械传递变速比γ2之间的变速比的区域中,向低效率侧弯曲。
如此,本实施方式所涉及的混合动力车辆用驱动装置1-1,在与变速比1相比靠高速档侧具有两个机械点。混合动力车辆用驱动装置1-1通过具有包括第一行星齿轮机构10、变速部离合器CL1和变速部制动器BK1的变速部,从而能够在与发动机1和第二行星齿轮架24直接连结的情况下的机械点(第一机械传递变速比γ1)相比靠高速档侧产生第二机械点(第二机械传递变速比γ2)。因此,能够提高高速档工作时的传递效率。即,能够实现如下的混合动力系统,所述混合动力系统能够实现由提高高速行驶时的传递效率来提高耗油率。
在HV行驶模式下,第二行星齿轮机构20也可以被设为非差动的锁止状态。在该情况下,差动部离合器CL0被卡合。当第二行星齿轮机构20的差动被限制时,第二太阳齿轮21、第二行星齿轮架24和第二内啮合齿轮23将进行一体旋转。因此,无需为了从第二行星齿轮架24向第二内啮合齿轮23的动力传递而通过第一旋转电机MG1来承受反力,并且能够在不产生电气路径的条件下进行HV行驶。即使在将第二行星齿轮机构20设为非差动状态的HV行驶中,也能够在高车速时将第一行星齿轮机构10设为高状态、在中低车速时将第一行星齿轮机构10设为低状态。以此方式,通过切换HV高模式和HV低模式而行驶,从而能够减少发动机工作点的移动并抑制耗油率的降低。
由于第二行星齿轮机构20为非差动状态,因此第一旋转电机MG1既能够在辅助用(电机)中利用,也能够在再生用(发电机)中利用。因此,在将第二行星齿轮机构20设为非差动的HV行驶模式下,HV_ECU50能够根据需要而将两个旋转电机MG1、MG2分别使用于辅助用与再生用。
在HV行驶模式的后退时,HV_ECU50将第一旋转电机MG1设为发电机,并将第二旋转电机MG2设为电机而进行负旋转。在能够接受来自蓄电池的电力供给的情况下,HV_ECU50可以使第二旋转电机MG2单独地进行负旋转而后退行驶,也可以通过第一旋转电机MG1以及第二旋转电机MG2的双驱动而使车辆100后退。
HV_ECU50在实施HV高模式与HV低模式的切换的情况下,执行同时使第一行星齿轮机构10和第二行星齿轮机构20变速的协同变速控制。在协同变 速控制中,HV_ECU50使第一行星齿轮机构10以及第二行星齿轮机构20中的一方的变速比增加,并使另一方的变速比减小。
HV_ECU50在从HV高模式切换为HV低模式的情况下,以与模式的切换同步的方式使第二行星齿轮机构20的变速比向高速档侧变化。由此,能够抑制或减少车辆100的从发动机1至驱动轮32的整体的变速比的不连续的变化,并能够减小变速比的变化的程度。通过抑制从发动机1至驱动轮32的变速比的变化,从而能够降低伴随于变速的发动机转速的调节量、或免除发动机转速的调节。HV_ECU50例如以使车辆100整体的变速比向低侧连续地变化的方式,使第一行星齿轮机构10以及第二行星齿轮机构20协同变速。
另一方面,HV_ECU50在从HV低模式切换为HV高模式的情况下,以与模式的切换同步的方式而使第二行星齿轮机构20的变速比向低速档侧变化。由此,能够抑制或减少车辆100整体的变速比的不连续的变化,并能够减少变速比的变化的程度。HV_ECU50例如以使车辆100整体的变速比向高侧连续地变化的方式,使第一行星齿轮机构10以及第二行星齿轮机构20协同变速。
第二行星齿轮机构20的变速比的调节例如通过第一旋转电机MG1的转速的控制而被实施。HV_ECU50例如以使输入轴2与副轴驱动齿轮25之间的变速比无级地进行变化的方式而对第一旋转电机MG1进行控制。由此,使整体包括行星齿轮机构10、20、第一旋转电机MG1、变速部离合器CL1以及变速部制动器BK1的、即包括差动部和变速部的变速装置,作为电无级变速器来工作。
(发动机启动控制)
接下来,对本实施方式所涉及的混合动力车辆用驱动装置1-1的发动机启动控制进行说明。HV_ECU50例如在从EV行驶模式向HV行驶模式转移的情况下,启动已停止了的发动机1。HV_ECU50在从单电机EV模式下启动发动机1时,通过第一旋转电机MG1而使发动机1旋转,从而启动发动机1。此外,HV_ECU50在从双电机EV模式下启动发动机1时,则将第一行星齿轮机构10从中立状态切换为连接状态,并能够在维持双电机驱动的条件下启动发动机1。
参照图10来对发动机启动控制进行说明。图10为本实施方式的发动机启动控制所涉及的流程图,图11为本实施方式的发动机启动控制所涉及的时序图。在图11中,分别为(a)表示发动机转速、(b)表示MG1转矩、(c) 表示第一旋转电机MG1的转速、(d)表示MG2转矩、(e)表示第二旋转电机MG2的转速、(f)表示变速部离合器CL1的油压、(g)表示充电状态SOC、(h)表示加速器开度。图10所示控制流程例如在EV行驶模式下在行驶过程中被执行。
在步骤S10中,通过HV_ECU50来判断充电状态SOC是否小于阈值SF。该阈值SF为,例如对是否需要启动发动机1而对蓄电池进行充电实施判断的值。在步骤S10的判断结果是被判断为充电状态SOC小于阈值SF的情况下(步骤S10-是),将进入步骤S20,在相反的情况下(步骤S10-否),则进入步骤S80。在图11中,在时刻t1时,充电状态SOC小于阈值SF,从而在步骤S10中作出肯定判断。
在步骤S20中,通过HV_ECU50来判断是否为由第二旋转电机MG2实施的单电机EV模式。在对于车辆100的要求驱动力小于预定值P1的情况下,选择由第二旋转电机MG2实施的单电机EV模式。另一方面,在要求驱动力为所定值P1以上的情况下,则选择双电机EV模式。在步骤S20的判断结果是判断为在单电机EV模式下的行驶过程中的情况下(步骤S20-是),将进入步骤S30,在相反的情况下(步骤S20-否),则进入步骤S60。
在步骤S30中,通过HV_ECU50来实施变速部离合器CL1的卡合切换。在单电机EV模式下,除了变速部离合器CL1以及变速部制动器BK1均被释放的情况之外,还存在变速部离合器CL1被卡合而变速部制动器BK1被释放、变速部离合器CL1被释放而变速部制动器BK1被卡合的情况。HV_ECU50切换为将变速部离合器CL1卡合、并将变速部制动器BK1释放的状态。当步骤S30被执行时,将进入步骤S40。
在步骤S40中,HV_ECU50通过第一旋转电机MG1的转速控制来实施发动机启动控制。当变速部离合器CL1卡合时,发动机1与第一旋转电机MG1、第二旋转电机MG2以及驱动轮32连接,并成为被拖动旋转的状态。HV_ECU50例如通过第一旋转电机MG1的转速控制而将第二行星齿轮架24的转速设为零,并使变速部离合器CL1卡合。HV_ECU50在使变速部离合器CL1卡合时,通过第一旋转电机MG1的转速控制而使发动机转速上升。HV_ECU50在发动机转速上升至预定的转速时,对发动机1进行燃料供给,并通过点火控制来启动发动机1。当步骤S40被执行时,将进入步骤S50。
另外,HV_ECU50在使变速部离合器CL1卡合时,能够在使第二行星齿轮架24旋转的条件下逐渐增加对变速部离合器CL1供给的供给油压从而使变速部离合器CL1顺利卡合。HV_ECU50在变速部离合器CL1完全卡合之后、或在使变速部离合器CL1的离合器转矩容量增加的同时,通过第一旋转电机MG1的转速控制来使发动机转速增加。
在步骤S50中,通过HV_ECU50来实施第二旋转电机MG2的反力转矩控制。在通过第一旋转电机MG1的转速控制而使发动机转速上升的情况下,通过MG1转矩而使启动反力转矩作用于第二内啮合齿轮23上。该启动反力转矩为负方向的转矩,且为使车辆100的行驶驱动力减少的转矩。HV_ECU50使第二旋转电机MG2的转矩在正方向上增加,以抑制由启动反力转矩造成的驱动力的减少。即,反力转矩控制为,通过第二旋转电机MG2来输出抵消启动反力转矩的抵消转矩的控制。由此,能够抑制由发动机启动时的转矩变动造成的驾驶性能的降低。当步骤S50被执行时,本控制流程将结束。
在步骤S60中,通过HV_ECU50来实施变速部离合器CL1的卡合切换。在将第二行星齿轮机构20设为非差动状态的双电机EV模式下,变速部离合器CL1以及变速部制动器BK1分别被释放。HV_ECU50设为变速部离合器CL1卡合、且变速部制动器BK1释放的状态。通过使变速部离合器CL1卡合,从而使第一行星齿轮机构10成为第一太阳齿轮11、第一行星齿轮架14和第一内啮合齿轮13一体旋转的状态,即成为发动机1与第二行星齿轮架24被连接在一起的连接状态。
HV_ECU50例如逐渐增加对于变速部离合器CL1的供给油压从而使变速部离合器CL1滑动卡合(顺利卡合)。在图11中,在时刻t2时,开始模式切换从而使对于变速部离合器CL1的供给油压开始上升。在时刻t3时,变速部离合器CL1卡合,发动机转速开始上升。在时刻t4时,发动机转速上升至预定的转速,发动机1开始点火。由于发动机转矩开始输出,因此MG1转矩从行驶驱动用的正转矩被切换为用于承受反力的负转矩。当步骤S60被执行时,将进入步骤S70。
在步骤S70中,通过HV_ECU50来实施MG2转矩补偿控制。当在步骤S60中使变速部离合器CL1被卡合时,使发动机转速上升的与惯性量相对应的转矩被消耗。HV_ECU50通过MG2转矩来补偿与该惯性量相对应的转矩降低量,并抑制动力输出的转矩降低量。另外,也可以通过第一旋转电机MG1以及第 二旋转电机MG2双方的转矩来对与惯性量相对应的转矩降低量进行补偿。当骤S70被执行时,本控制流程将结束。
在步骤S80中,通过HV_ECU50来持续实施电机行驶。HV_ECU50由于无需发动机启动,因此持续进行EV行驶模式下的行驶。当步骤S80被执行后,本控制流程将结束。
另外,在从单电机EV模式下的发动机启动中,也可以代替卡合变速部离合器CL1而使变速部制动器BK1被卡合。通过采用这种方式,也能够将第一行星齿轮机构10设为连接状态而使发动机转速上升。
在步骤S60中,也可以代替卡合变速部离合器CL1而使变速部制动器BK1被卡合。通过使变速部制动器BK1卡合,从而能够使第一太阳齿轮11承受反力而使发动机转速上升。HV_ECU50能够逐渐增加对于变速部制动器BK1的供给油压从而使发动机转速逐渐上升。在发动机启动时使变速部离合器CL1或变速部制动器BK1中的哪一方卡合,例如能够根据由进行卡合而实现的发动机转速的上升量来决定。只要使能够满足用于发动机启动所需的发动机转速的上升量的一方进行卡合即可。
在从锁止了第一行星齿轮机构10的旋转的双电机EV模式下启动发动机1时,只要在步骤S60中释放变速部制动器BK1即可。在该情况下,能够与步骤S40同样地通过第一旋转电机MG1的转速控制来进行发动机启动控制,并与步骤S50同样地实施第二旋转电机MG2的反力转矩控制。
如以上所说明的那样,本实施方式所涉及的混合动力车辆用驱动装置1-1能够通过包括第一行星齿轮机构10、变速部离合器CL1以及变速部制动器BK1的变速部而进行HV高模式与HV低模式之间的切换,从而能够提高车辆100的传递效率。此外,在变速部的后段,直列连接有作为差动部的第二行星齿轮机构20。由于第一行星齿轮机构10为超速,因此具有可以不使第一旋转电机MG1较大程度地高转矩化的优点。
此外,通过使差动部离合器CL0卡合,从而能够对第二行星齿轮机构20的差动进行限制,并进行双电机EV模式下的行驶。在使差动部离合器CL0卡合了的双电机EV模式下,能够在维持双电机驱动的条件下启动发动机1。因此,无需通过第一旋转电机MG1的转速控制来实施发动机启动控制,从而能够扩大EV行驶区域。例如,在锁止了第一行星齿轮机构10的旋转的双电机EV模式下,在通过第一旋转电机MG1来启动发动机1时,MG1转矩从行驶 驱动用的负转矩被切换为用于启动的正转矩。为了通过MG2转矩来对该MG1转矩的减少进行补偿,而需要预先具有与MG2转矩的补偿转矩量相对应的富余量。与此相对,在卡合了差动部离合器CL0的双电机EV模式下,由于不发生MG1转矩的减少,因此能够将EV行驶区域扩大至高输出侧。
以此方式,由于能够在MG1转矩的反转等不切换差动部的条件下启动发动机1,因此能够只通过增加MG2转矩来抑制动力输出转矩的减少,并能够减小切换震动。
在本实施方式的混合动力车辆用驱动装置1-1的设计中,能够较大地取得第二旋转电机MG2的减速比。此外,通过FF或RR设计能够实现紧凑的配置。
此外,本实施方式的混合动力车辆用驱动装置1-1由于在与第二行星齿轮机构20相比靠发动机1侧设置有包括第一行星齿轮机构10的变速部,因此作为变速器整体而使变速比幅度变宽。因此,能够较大地取得从差动部至车轮的变速比。
此外,在单电机EV模式下的行驶过程中,通过将变速部的变速部离合器CL1以及变速部制动器BK1释放而设为空档,从而使发动机转速被维持为大致为零。因此,无需发动机断开用的专用的离合器。
此外,能够在HV行驶时使变速部变速而对HV高模式和HV低模式进行切换。通过利用该变速而取得两个机械点,并通过在高速行驶时选择适当的变速比,而能够抑制动力循环的产生。此外,通过在变速部的变速时同时使第二行星齿轮机构20变速,从而能够抑制变速比的剧烈的变化。
虽然本实施方式的差动部离合器CL0为,连接第二太阳齿轮21和第二行星齿轮架24的装置,但并不限定于此。差动部离合器CL0只要能够通过将第二行星齿轮机构20的各个旋转元件21、23、24互相连接而对第二行星齿轮机构20的差动进行限制即可。
虽然本实施方式的变速部离合器CL1为,连接第一太阳齿轮11和第一行星齿轮架14的装置,但并不限定于此。变速部离合器CL1只要能够通过将第一行星齿轮机构10的各个旋转元件11、13、14互相连接而对第一行星齿轮机构10的差动进行限制即可。此外,变速部制动器BK1并不限定于对第一太阳齿轮11的旋转进行限制的装置。变速部制动器BK1也可以为对第一行星齿轮机构10的其他的旋转元件的旋转进行限制的装置。
虽然在本实施方式中,动力传递机构以及差动机构(输出侧差动机构)分别为行星齿轮机构10、20,但并不限定于此。动力传递机构也可以为其他的公知的差动机构或能够切换为多个齿数比的齿轮机构。此外,作为输出侧差动机构,也可以使用其他的公知的差动机构。
动力传递机构例如也可以为双离合器式的机构。例如,动力传递机构也可以具有第一传递部和第二传递部,所述第一传递部经由第一离合器而以第一变速比将发动机1的旋转向第二行星齿轮机构20进行传递,所述第二传递部经由第二离合器而以第二变速比将发动机1的旋转向第二行星齿轮机构20进行传递。第一变速比与第二变速比有所不同。该动力传递机构通过使第一离合器或第二离合器中的任意一个卡合,从而成为能够将动力从发动机1向第二行星齿轮机构20进行传递的连接状态。此外,动力传递机构通过使第一离合器以及第二离合器均卡合,从而使输出元件的旋转被限制。此外,动力传递机构通过使第一离合器以及第二离合器均释放,从而成为无法进行发动机1与第二行星齿轮机构20之间的动力传递的中立状态。
作为这种结构,例如具有与第二行星齿轮机构20的输入元件连接的一个输入齿轮、和与该输入齿轮分别啮合的第一齿轮以及第二齿轮。第一齿轮经由第一离合器而与发动机1连接,第二齿轮经由第二离合器而与发动机1连接。此外,第一齿轮和第二齿轮的齿数有所不同。第一传递部被构成为,包括第一齿轮、第一离合器以及输入齿轮。第二传递部被构成为,包括第二齿轮、第二离合器以及输入齿轮。当第一离合器被卡合时,通过第一传递部而使发动机1的旋转以与第一齿轮和输入齿轮的齿轮比相对应的变速比而向第二行星齿轮机构20被传递。当第二离合器被卡合时,通过第二传递部而使发动机1的旋转以与第二齿轮和输入齿轮的齿轮比相对应的变速比而向第二行星齿轮机构20被传递。此外,在第一离合器以及第二离合器均被卡合的情况下,利用第一传递部和第二传递部的齿轮比的不同来限制输入齿轮的旋转。另外,第一传递部以及第二传递部,还可以包括变速机构。
虽然本实施方式中,与第一行星齿轮机构10连接的动力机为发动机1,但代替于此,也可以使其他的公知的动力机与第一行星齿轮机构10连接。
[实施方式的第一改变例]
对实施方式的第一改变例进行说明。图12为第一改变例所涉及的车辆100的框架图。在本改变例所涉及的混合动力车辆用驱动装置1-2中,与上 述实施方式的混合动力车辆用驱动装置1-1的不同点为,具备差动部制动器BK0。差动部制动器BK0能够对第二行星齿轮架24的旋转进行限制。差动部制动器BK0例如为摩擦卡合式的制动器装置。差动部制动器BK0具有与车身侧连接的卡合元件、和与第二行星齿轮架24连接的卡合元件。完全卡合状态的差动部制动器BK0将车身侧与第二行星齿轮架24连结,并对第二行星齿轮架24的旋转进行限制。
HV_ECU50能够通过使差动部制动器BK0卡合来实现双电机EV模式,以代替使差动部离合器CL0卡合。在从使差动部制动器BK0卡合了的双电机EV模式下启动发动机1时,将释放差动部制动器BK0,并卡合变速部离合器CL1或变速部制动器BK1,从而能够通过第一旋转电机MG1的转速控制来实施发动机启动控制。
此外,在HV行驶模式下,通过使差动部制动器BK0卡合,从而能够通过第一旋转电机MG1来实施再生。通过差动部制动器BK0卡合而使第二行星齿轮架24被固定,从而HV_ECU50能够根据需要而将两个旋转电机MG1、MG2分别用于辅助用、再生用。
也可以代替差动部制动器BK0而设置单向离合器F0。单向离合器F0能够对第二行星齿轮架24的旋转进行限制。单向离合器F0容许第二行星齿轮架24的正旋转,而限制负旋转。单向离合器F0作为针对第一旋转电机MG1的输出转矩的反力承受件而发挥功能,并能够使MG1转矩向第二内啮合齿轮23输出。第一旋转电机MG1通过输出负转矩而进行负旋转,从而能够从第二内啮合齿轮23输出前进驱动用的正转矩。
在具备单向离合器F0的情况下,无需进行双电机EV模式下的起动时的油压供给。例如,在通过使差动部离合器CL0与差动部制动器BK0卡合来实施双电机EV模式的情况下,需要在起动时通过电动泵等来供给油压。与此相对,单向离合器F0则具有无需油压、且能够在起动时自动卡合而承受第一旋转电机MG1的反力的优点。
在通过差动部制动器BK0与单向离合器F0来实施双电机EV模式的情况下,第二行星齿轮机构20为能够差动的状态,并能够使第一旋转电机MG1的旋转减速而输出。
在后退时,能够通过差动部制动器BK0或单向离合器F0来固定第二行星齿轮架24,从而进行第一旋转电机MG1以及第二旋转电机MG2的双驱动。
本改变例所涉及的差动部制动器BK0以及单向离合器F0,与能够对第二行星齿轮机构20的第一旋转元件的旋转进行限制的第二限制装置相对应。另外,用于切换为双电机EV模式的切换单元并不被限定于差动部制动器BK0与单向离合器F0。作为切换单元也可以使用能够固定第二行星齿轮架24(第一旋转元件)的其他的机构。
[实施方式的第二改变例]
对实施方式的第二改变例进行说明。图13为第二改变例所涉及的车辆100的框架图。在本改变例所涉及的混合动力车辆用驱动装置1-3中,与上述实施方式以及第一改变例的混合动力车辆用驱动装置1-1、1-2的不同点为,差动部被配置于第二轴上、即被配置为与第二旋转电机MG2同轴。变速部的结构能够设为与上述实施方式以及第一改变例的变速部相同。混合动力车辆用驱动装置1-3能够应用于FF或RR设计中。
如图13所示,第一旋转电机MG1以及第二行星齿轮机构40被配置为与第二旋转电机MG2同轴。以与第二旋转电机MG2同轴的方式,从靠近发动机1一侧起顺次配置有驱动小齿轮28、第二旋转电机MG2、第二行星齿轮机构40、副轴从动齿轮45、差动部离合器CL0以及差动部制动器BK0、第一旋转电机MG1。
第二行星齿轮机构40与上述实施方式的第二行星齿轮机构20相同,也为单小齿轮式机构,且具有第二太阳齿轮41、第二小齿轮42、第二内啮合齿轮43、第二行星齿轮架44。副轴从动齿轮45与第二行星齿轮架44连接。副轴从动齿轮45和与第一内啮合齿轮13连接的副轴驱动齿轮15相啮合。即,在本改变例所涉及的混合动力车辆用驱动装置1-3中,与上述实施方式的混合动力车辆用驱动装置1-1相同,第一内啮合齿轮13为第一行星齿轮机构10的输出元件,第二行星齿轮架44为第二行星齿轮机构40的第一旋转元件。
差动部离合器CL0与上述实施方式相同,能够连结第二太阳齿轮41和第二行星齿轮架44。差动部制动器BK0与上述实施方式的第一改变例相同,能够限制第二行星齿轮架44的旋转。混合动力车辆用驱动装置1-3也可以不具备差动部制动器BK0。此外,也可以代替差动部制动器BK0而设置有对第二行星齿轮架44的负旋转进行限制的单向离合器F0。
第一旋转电机MG1与第一太阳齿轮41连接。在第二内啮合齿轮43上,连接有第二旋转电机MG2的旋转轴43。即,在第二行星齿轮机构40中,第 二太阳齿轮41对应于第二旋转元件,第二内啮合齿轮43对应于第三旋转元件。驱动小齿轮28被配置于第二旋转电机MG2的旋转轴34上。混合动力车辆用驱动装置1-3能够根据上述实施方式的工作卡合表来进行控制。此外,在具备差动部制动器BK0或单向离合器F0的情况下,能够进行与上述实施方式的第一改变例相同的控制。
本改变例所涉及的混合动力车辆用驱动装置1-3具有能够在FF设计中缩短与发动机1同轴的第一轴的优点。此外,成为在第二轴上集中配置差动部的结构。另外,驱动小齿轮28以及差速器内啮合齿轮29也能够配置于第二行星齿轮机构40与第二旋转电机MG2之间。
[实施方式的第三改变例]
对实施方式的第三改变例进行说明。图14为第三改变例所涉及的车辆100的框架图。在本改变例所涉及的混合动力车辆用驱动装置1-4中,与上述实施方式以及各个改变例的混合动力车辆用驱动装置1-1、1-2、1-3的不同点为,成为五轴结构、且差动部以及第二旋转电机MG2被配置于第三轴上。在第二轴以及第四轴上配置有连接用的副轴齿轮16、46。通过副轴齿轮16、46,从而能够避免变速部与差动部的干扰,且使变速比和旋转方向适当化。变速部的结构能够设为与上述实施方式以及各个改变例的混合动力车辆用驱动装置1-1、1-2、1-3的变速部的结构相同。混合动力车辆用驱动装置1-4能够应用于FF或RR设计中。
如图14所示,第一旋转电机MG1以及第二行星齿轮机构40被配置为与第二旋转电机MG2同轴。以与第二旋转电机MG2同轴的方式,从靠近发动机1一侧起依次配置有第二旋转电机MG2、驱动小齿轮28、第二行星齿轮机构40、副轴从动齿轮45、差动部离合器CL0以及差动部制动器BK0、第一旋转电机MG1。
第二行星齿轮机构40与上述实施方式的第二行星齿轮机构20相同,也为单小齿轮式机构,且具有第二太阳齿轮41、第二小齿轮42、第二内啮合齿轮43、第二行星齿轮架44。副轴从动齿轮45与第二行星齿轮架44连接。副轴从动齿轮45经由副轴齿轮16而与副轴驱动齿轮15相啮合。副轴齿轮16与副轴驱动齿轮15以及副轴从动齿轮45相比直径较小。副轴驱动齿轮15与第一内啮合齿轮13连接。在本改变例所涉及的混合动力车辆用驱动装置1-4中,与上述实施方式的混合动力车辆用驱动装置1-1相同,第一内啮合 齿轮13为第一行星齿轮机构10的输出元件,第二行星齿轮架44为第二行星齿轮机构40的第一旋转元件。
差动部离合器CL0与上述实施方式相同,能够连结第二太阳齿轮41和第二行星齿轮架44。差动部制动器BK0与上述实施方式的第一改变例相同,能够对第二行星齿轮架44的旋转进行限制。混合动力车辆用驱动装置1-4也可以不具备差动部制动器BK0。此外,也可以代替差动部制动器BK0而设置对第二行星齿轮架44的负旋转进行限制的单向离合器F0。
第一旋转电机MG1与第一太阳齿轮41连接。在第二内啮合齿轮43上,连接有第二旋转电机MG2的旋转轴43。即,在第二行星齿轮机构40中,第二太阳齿轮41对应于第二旋转元件,第二内啮合齿轮43对应于第三旋转元件。驱动小齿轮28被配置于第二旋转电机MG2的旋转轴34上。驱动小齿轮28经由副轴齿轮46而与差速器内啮合齿轮29连接。副轴齿轮46与驱动小齿轮28以及差速器内啮合齿轮29相比直径较小。
混合动力车辆用驱动装置1-4能够根据上述实施方式的工作卡合表来进行控制。此外,在具备差动部制动器BK0或单向离合器F0的情况下,能够进行与上述实施方式的第一改变例相同的控制。
本改变例所涉及的混合动力车辆用驱动装置1-4具有在FF设计中能够缩短与发动机1同轴的第一轴的优点。此外,成为在第三轴上集中配置差动部的结构。
[实施方式的第四改变例]
对实施方式的第四改变例进行说明。图15为第四改变例所涉及的车辆100的框架图。本改变例所涉及的混合动力车辆用驱动装置1-5与上述实施方式以及各个改变例的混合动力车辆用驱动装置1-1、1-2、1-3、1-4的不同点为,被设为单轴。混合动力车辆用驱动装置1-5能够应用于FR(前置发动机后轮驱动)车辆中。
以与发动机1同轴的方式,从靠近发动机1一侧起依次配置有变速部制动器BK1、变速部离合器CL1、第一行星齿轮机构10、第一旋转电机MG1、差动部离合器CL0、第二行星齿轮机构80、第二旋转电机MG2。
变速部的结构能够设为与上述实施方式以及各个改变例所涉及的混合动力车辆用驱动装置1-1、1-2、1-3、1-4的变速部的结构相同的结构。第一旋转电机MG1的旋转轴33为中空,且其内部被插入有连结轴85。连结轴85连 接第一内啮合齿轮13和第二行星齿轮架84。第二行星齿轮机构80与上述实施方式的第二行星齿轮机构20相同,也为单小齿轮式机构,且具有第二太阳齿轮81、第二小齿轮82、第二内啮合齿轮83、第二行星齿轮架84。第一内啮合齿轮13对应于第一行星齿轮机构10的输出元件。此外,第二行星齿轮架84、第二太阳齿轮81、第二内啮合齿轮83分别对应于第二行星齿轮机构80的第一旋转元件、第二旋转元件、第三旋转元件。
第二内啮合齿轮83与第二旋转电机MG2的旋转轴34连接。旋转轴34为汽车传动轴。旋转轴34的第二内啮合齿轮83侧的相反侧经由未图示的差动装置以及驱动轴而与驱动轮连接。
[实施方式的第五改变例]
虽然在上述实施方式以及各个改变例中,第一行星齿轮机构10以及第二行星齿轮机构20、40、80均为单小齿轮式,但并不限定于此。例如,也可以将第一行星齿轮机构10或第二行星齿轮机构20、40、80中的至少任意一方设为双小齿轮式。例如,能够将第一行星齿轮机构10设为双小齿轮式的行星齿轮机构。在该情况下,在各个列线图中,调换第一内啮合齿轮13的位置和第一行星齿轮架14的位置。在单小齿轮式和双小齿轮式中,变速部的超速传动与减速传动倒转。在将第一行星齿轮机构10设为双小齿轮式的情况下,能够适当变更与发动机1或第二行星齿轮架44的连接,以成为超速传动。
上述实施方式以及各个改变例所涉及的混合动力车辆用驱动装置1-1、1-2、1-3、1-4、1-5的一部分也可以作为EV(电气汽车)用的齿轮传动链来使用。从混合动力车辆用驱动装置1-1、1-2、1-3、1-4、1-5中去除了发动机1和变速部的、包括第一旋转电机MG1、第二行星齿轮机构20、40、80、及第二旋转电机MG2的结构,能够在EV齿轮传动链和HV齿轮传动链中进行共同化。
根据上述的实施方式以及各个改变例,而公开了如下内容,即,“一种驱动装置,具备:动力机;变速部;差动部,并且动力机的输出轴与变速部的输入轴连结,差动部的第一元件与变速部的输出轴连结,在第二元件上连结有第一电机(电机),在第三元件上连接有第二电机(电机),且所述驱动装置设置有将第一电机和第二电机设为双驱动的切换单元,在变速部的变速时差动部和变速部同时在相反方向上进行变速”。
在上述的驱动装置中,在EV行驶时能够并用第一旋转电机MG1(第一旋转机)以及第二旋转电机MG2(第二旋转机),并且,在HV行驶时能够增加机械点并提高传递效率。由于在差动部之前面具有变速部,因此能够较大地设定从差动部到动力输出(车轮)为止的减速比、例如差速比等。由此,能够在EV行驶时多使用有利于电机的高旋转区域。此外,由于在HV行驶时通过变速可取得两个机械点,因此即使在高车速下也能够降低动力循环。
另外,驱动装置也可以为,“一种驱动装置,具备:动力机;变速部;差动部,并且动力机的输出轴与变速部的输入轴连接,在差动部中连结有变速部的输出轴,差动部包括第一旋转机和第二旋转机,并作为电无级变速器而进行工作。”
上述的实施方式以及各个改变例所公开的内容,能够进行适当组合而被执行。
符号说明
1-1、1-2、1-3、1-4、1-5  混合动力车辆用驱动装置
1   发动机
10   第一行星齿轮机构
13   第一内啮合齿轮
20、40、80  第二行星齿轮机构
21、41、81  第二太阳齿轮
23、43、83  第二内啮合齿轮
24、44、84  第二行星齿轮架
32   驱动轮
50   HV_ECU
60   MG_ECU
70   发动机_ECU
100  车辆
CL0  差动部离合器
BK1  变速部制动器
CL1  变速部离合器
MG1  第一旋转电机
MG2  第二旋转电机

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1、(10)申请公布号 CN 104093586 A(43)申请公布日 2014.10.08CN104093586A(21)申请号 201280068925.9(22)申请日 2012.02.01B60K 6/365(2007.01)B60K 6/445(2007.01)B60K 6/547(2007.01)B60W 10/10(2012.01)B60W 20/00(2006.01)(71)申请人丰田自动车株式会社地址日本爱知县(72)发明人大野智仁 岩瀬雄二 舟桥真田端淳 松原亨 今村达也奥田弘一 驹田英明(74)专利代理机构北京金信立方知识产权代理有限公司 11225代理人黄威 苏萌萌(54)。

2、 发明名称混合动力车辆用驱动装置(57) 摘要本发明提供一种混合动力车辆用驱动装置。具备:动力传递机构(10),其与动力机(1)连接,且能够对动力机的旋转进行变速而输出;差动机构(20),其对动力传递机构与驱动轮(32)进行连接;限制装置(CL0),差动机构具有:第一旋转元件(24),其与动力传递机构的输出元件(13)连接;第二旋转元件(21),其与第一旋转电机(MG1)连接;第三旋转元件(23),其与第二旋转电机(MG2)以及驱动轮连接,限制装置对限制差动机构的差动的状态、和容许差动机构的差动的状态进行切换。(85)PCT国际申请进入国家阶段日2014.08.01(86)PCT国际申请的申请。

3、数据PCT/JP2012/052300 2012.02.01(87)PCT国际申请的公布数据WO2013/114595 JA 2013.08.08(51)Int.Cl.权利要求书1页 说明书18页 附图11页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书1页 说明书18页 附图11页(10)申请公布号 CN 104093586 ACN 104093586 A1/1页21.一种混合动力车辆用驱动装置,其特征在于,具备:动力传递机构,其与动力机连接,且能够对所述动力机的旋转进行变速而输出;差动机构,其对所述动力传递机构和驱动轮进行连接;限制装置;所述差动机构具有:第一旋转元件,。

4、其与所述动力传递机构的输出元件连接;第二旋转元件,其与第一旋转电机连接;第三旋转元件,其与第二旋转电机以及所述驱动轮连接,所述限制装置对限制所述差动机构的差动的状态、和容许所述差动机构的差动的状态进行切换。2.如权利要求1所述的混合动力车辆用驱动装置,其中,还具备切换装置,所述切换装置对所述动力传递机构在连接状态和中立状态之间进行切换,其中,所述连接状态为连接所述动力机与所述差动机构的状态,所述中立状态为切断所述动力机与所述差动机构的状态,所述混合动力车辆用驱动装置具有预定模式,所述预定模式为,通过所述限制装置对所述差动机构的差动进行限制,且将所述动力传递机构设为所述中立状态,并将所述第一旋转。

5、电机以及所述第二旋转电机作为动力源而进行行驶的模式。3.如权利要求2所述的混合动力车辆用驱动装置,其中,在以所述预定模式而行驶的过程中启动所述动力机的情况下,将所述动力传递机构切换为所述连接状态而使所述动力机旋转。4.如权利要求1所述的混合动力车辆用驱动装置,其中,同时使所述动力传递机构和所述差动机构变速。5.如权利要求4所述的混合动力车辆用驱动装置,其中,在同时使所述动力传递机构和所述差动机构变速时,使所述动力传递机构以及所述差动机构中的一方的变速比增加,并使另一方的变速比减小。6.如权利要求1所述的混合动力车辆用驱动装置,其中,还具备第二限制装置,所述第二限制装置能够对所述第一旋转元件的旋。

6、转进行限制。7.如权利要求2所述的混合动力车辆用驱动装置,其中,所述动力传递机构为差动机构,所述切换装置具有能够对所述动力传递机构的旋转元件的彼此进行连接的离合器、和对所述动力传递机构的旋转元件的旋转进行限制的制动器。权 利 要 求 书CN 104093586 A1/18页3混合动力车辆用驱动装置技术领域0001 本发明涉及一种混合动力车辆用驱动装置。背景技术0002 一直以来,已知有一种具备了变速机构的混合动力车辆。例如,在专利文献1中公开了一种混合动力车的驱动装置的技术,所述混合动力车的驱动装置具备:变速机构,其对内燃机的旋转进行变速而向动力分配机构进行传递;第一传递轴,其将来自内燃机的动。

7、力传递至变速机构;第二传递轴,其将从变速机构被输出的动力向动力分配机构进行传递。上述专利文献1的变速机构具有:两组的行星齿轮机构组合而成的差动机构、能够使差动机构的内啮合齿轮R1的旋转停止的第一制动器、能够使内啮合齿轮R2的旋转停止的第二制动器、能够使从第一传递轴向内啮合齿轮R1的动力传递间断的离合器。0003 在先技术文献0004 专利文献0005 专利文献1:日本特开2009-190694号公报发明内容0006 发明所要解决的课题0007 在具备能够对动力机的旋转进行变速的机构的混合动力车辆中,优选能够简化驱动装置。例如优选为,能够实现结构简单、且以两个旋转电机为动力源的行驶。0008 本。

8、发明的目的在于,对动力机的旋转进行变速、以及能够进行以两个旋转电机为动力源的行驶,并且提供一种结构简单的混合动力车辆用驱动装置。0009 用于解决课题的方法0010 本发明的混合动力车辆用驱动装置,其特征在于,具备:动力传递机构,其与动力机连接,且能够对所述动力机的旋转进行变速而输出;差动机构,其对所述动力传递机构和驱动轮进行连接;限制装置;所述差动机构具有:第一旋转元件,其与所述动力传递机构的输出元件连接;第二旋转元件,其与第一旋转电机连接;第三旋转元件,其与第二旋转电机以及所述驱动轮连接,所述限制装置对限制所述差动机构的差动的状态、和容许所述差动机构的差动的状态进行切换。0011 在上述混。

9、合动力车辆用驱动装置中,优选为,还具备切换装置,所述切换装置对所述动力传递机构在连接状态和中立状态之间进行切换,其中,所述连接状态为连接所述动力机与所述差动机构的状态,所述中立状态为切断所述动力机与所述差动机构的状态,所述混合动力车辆用驱动装置具有预定模式,所述预定模式为,通过所述限制装置对所述差动机构的差动进行限制,且将所述动力传递机构设为所述中立状态,并将所述第一旋转电机以及所述第二旋转电机作为动力源而进行行驶的模式。0012 在上述混合动力车辆用驱动装置中,优选为,在以所述预定模式而行驶的过程中启动所述动力机的情况下,将所述动力传递机构切换为所述连接状态而使所述动力机旋说 明 书CN 1。

10、04093586 A2/18页4转。0013 在上述混合动力车辆用驱动装置中,优选为,同时使所述动力传递机构和所述差动机构变速。0014 在上述混合动力车辆用驱动装置中,优选为,在同时使所述动力传递机构和所述差动机构变速时,使所述动力传递机构以及所述差动机构中的一方的变速比增加,并使另一方的变速比减小。0015 在上述混合动力车辆用驱动装置中,优选为,还具备第二限制装置,所述第二限制装置能够对所述第一旋转元件的旋转进行限制。0016 在上述混合动力车辆用驱动装置中,优选为,所述动力传递机构为差动机构,所述切换装置具有能够对所述动力传递机构的旋转元件的彼此进行连接的离合器、和对所述动力传递机构的。

11、旋转元件的旋转进行限制的制动器。0017 发明效果0018 本发明所涉及的混合动力车辆用驱动装置具备:动力传递机构,其与动力机连接,且能够对动力机的旋转进行变速而输出;差动机构,其对动力传递机构和驱动轮进行连接;限制装置。差动机构具有:第一旋转元件,其与动力传递机构的输出元件连接;第二旋转元件,其与第一旋转电机连接;第三旋转元件,其与第二旋转电机以及驱动轮连接。限制装置对限制差动机构的差动的状态、和容许差动机构的差动的状态进行切换。根据本发明所涉及的混合动力车辆用驱动装置,可取得以下效果,即,能够实现以简单的结构在动力机的行驶过程中进行变速、以及将两个旋转电机作为动力源而行驶。附图说明0019。

12、 图1为实施方式所涉及的车辆的框架图。0020 图2为实施方式所涉及的车辆的输入输出关系图。0021 图3为表示实施方式所涉及的混合动力车辆用驱动装置的工作卡合表的图。0022 图4为单电机EV模式所涉及的列线图。0023 图5为第二行星齿轮机构的差动被限制了的双电机EV模式所涉及的列线图。0024 图6为第一行星齿轮机构的旋转被锁止了的双电机EV模式所涉及的列线图。0025 图7为低状态的HV行驶模式所涉及的列线图。0026 图8为高状态的HV行驶模式所涉及的列线图。0027 图9为表示实施方式所涉及的理论传递效率线的图。0028 图10为实施方式的发动机启动控制所涉及的流程图。0029 图。

13、11为实施方式的发动机启动控制所涉及的时序图。0030 图12为实施方式的第一改变例所涉及的车辆的框架图。0031 图13为实施方式的第二改变例所涉及的车辆的框架图。0032 图14为实施方式的第三改变例所涉及的车辆的框架图。0033 图15为实施方式的第四改变例所涉及的车辆的框架图。具体实施方式0034 以下,参照附图对本发明的实施方式所涉及的混合动力车辆用驱动装置进行详细说 明 书CN 104093586 A3/18页5说明。另外,本发明并非被该实施方式所限定。此外,在下述的实施方式的结构要素中,包括本领域技术人员容易想到的要素或实质上相同的要素。0035 实施方式0036 参照图1至图1。

14、1,对实施方式进行说明。本实施方式涉及一种混合动力车辆用驱动装置。图1为本发明的实施方式所涉及的车辆的框架图,图2为实施方式所涉及的车辆的输入输出关系图。0037 本实施方式所涉及的车辆100为,作为动力源而具有发动机1、第一旋转电机MG1以及第二旋转电机MG2的混合动力车辆。车辆100也可以为,通过外部电源而能够进行充电的插电式混合动力车辆。如图1以及图2所示,车辆100被构成为,包括:发动机1、第一行星齿轮机构10、第二行星齿轮机构20、第一旋转电机MG1、第二旋转电机MG2、差动部离合器CL0、变速部离合器CL1、变速部制动器BK1、HV_ECU50、MG_ECU60、发动机_ECU70。

15、。0038 此外,本实施方式所涉及的混合动力车辆用驱动装置1-1被构成为,包括:第一行星齿轮机构10、第二行星齿轮机构20、差动部离合器CL0。混合动力车辆用驱动装置1-1也可以被构成为,还包括:各个ECU50、60、70等的控制装置、以及变速部离合器CL1、变速部制动器BK1等。混合动力车辆用驱动装置1-1能够应用于FF(前置发动机前轮驱动)车辆或RR(后置发动机后轮驱动)车辆等中。混合动力车辆用驱动装置1-1例如以使轴向成为车宽方向的方式而被搭载于车辆100上。0039 在本实施方式所涉及的混合动力车辆用驱动装置1-1中,变速部被构成为,包括:第一行星齿轮机构10、变速部离合器CL1以及变。

16、速部制动器BK1。此外,差动部被构成为,包括:第二行星齿轮机构20以及差动部离合器CL0。0040 发动机1将燃料的燃烧能量转换为输出轴的旋转运动而输出。发动机1的输出轴与输入轴2连接。输入轴2为,动力传递装置的输入轴。动力传递装置被构成为,包括:第一旋转电机MG1、第二旋转电机MG2、各个离合器CL0、CL1、变速部制动器BK1、差动装置30等。输入轴2与发动机1的输出轴同轴且被配置于输出轴的延长线上。输入轴2与第一行星齿轮机构10的第一行星齿轮架14连接。0041 本实施方式的第一行星齿轮机构10与发动机1连接,且对应于能够对发动机1的旋转进行变速而输出的动力传递机构。在此,作为动力传递机。

17、构的一个示例而图示了差动机构、即第一行星齿轮机构10。第一行星齿轮机构10作为第一差动机构而被搭载于车辆100上。第一行星齿轮机构10为,被配置于与第二行星齿轮机构20相比靠发动机1侧的输入侧差动机构。第一行星齿轮机构10为单小齿轮式,并具有第一太阳齿轮11、第一小齿轮12、第一内啮合齿轮13以及第一行星齿轮架14。混合动力车辆用驱动装置1-1例如以使轴向成为车宽方向的方式而被搭载于车辆100上。0042 第一内啮合齿轮13与第一太阳齿轮11同轴,且被配置于在第一太阳齿轮11的径向外侧。第一小齿轮12被配置于第一太阳齿轮11与第一内啮合齿轮13之间,并且分别与第一太阳齿轮11以及第一内啮合齿轮。

18、13啮合。第一小齿轮12通过第一行星齿轮架14而被旋转自如地支承。第一行星齿轮架14与输入轴2连结,并与输入轴2一体旋转。因此,第一小齿轮12能够与输入轴2一起围绕输入轴2的中心轴线进行旋转(公转),且被第一行星齿轮架14支承而能够围绕第一小齿轮12的中心轴线进行旋转(自转)。0043 变速部离合器CL1为,能够连结第一太阳齿轮11和第一行星齿轮架14的离合器说 明 书CN 104093586 A4/18页6装置。虽然变速部离合器CL1例如能够设为摩擦卡合式的离合器,但并不限定于此,也可以将啮合式的离合器等的公知的离合器装置作为变速部离合器CL1来使用。变速部离合器CL1例如通过油压而被控制从。

19、而进行卡合或者释放。完全卡合状态的变速部离合器CL1能够将第一太阳齿轮11与第一行星齿轮架14连结在一起,并使第一太阳齿轮11与第一行星齿轮架14一体旋转。另一方面,释放状态的变速部离合器CL1将第一太阳齿轮11与第一行星齿轮架14断开,并容许第一太阳齿轮11与第一行星齿轮架14的相对旋转。另外,变速部离合器CL1可以控制为半卡合状态。0044 变速部制动器BK1为,能够对第一太阳齿轮11的旋转进行限制的制动器装置。变速部制动器BK1具有与第一太阳齿轮11连接的卡合元件、和与车身侧例如与动力传递装置的壳体连接的卡合元件。虽然变速部制动器BK1能够设为与变速部离合器CL1相同的摩擦卡合式的离合器。

20、装置,但并不限定于此,也可以将啮合式的离合器等的公知的离合器装置作为变速部制动器BK1来使用。变速部制动器BK1例如通过油压而被控制从而进行卡合或释放。完全卡合状态的变速部制动器BK1能够将第一太阳齿轮11与车身侧连结在一起,并对第一太阳齿轮11的旋转进行限制。另一方面,释放状态的变速部制动器BK1将第一太阳齿轮11与车身侧断开,并容许第一太阳齿轮11的旋转。另外,变速部制动器BK1能够控制为半卡合状态。0045 本实施方式的第二行星齿轮机构20对应于对第一行星齿轮机构10和驱动轮32进行连接的差动机构。第二行星齿轮机构20作为第二差动机构而被搭载于车辆100上。第二行星齿轮机构20为,被配置。

21、于与第一行星齿轮机构10相比靠驱动轮32侧的输出侧差动机构。第二行星齿轮机构20为单小齿轮式,并具有第二太阳齿轮21、第二小齿轮22、第二内啮合齿轮23以及第二行星齿轮架24。第二行星齿轮机构20被配置为与第一行星齿轮机构10同轴,且隔着第一行星齿轮机构10而与发动机1互相对置。0046 第二内啮合齿轮23与第二太阳齿轮21同轴,且被配置于第二太阳齿轮21的径向外侧。第二小齿轮22被配置于第二太阳齿轮21与第二内啮合齿轮23之间,并且分别与第二太阳齿轮21以及第二内啮合齿轮23啮合。第二小齿轮22通过第二行星齿轮架24而被旋转自如地支承。第二行星齿轮架24与第一内啮合齿轮13连接,并与第一内啮。

22、合齿轮13一体旋转。因此,第二小齿轮22能够与第二行星齿轮架24一起围绕输入轴2的中心轴线进行旋转(公转),且被第二行星齿轮架24支承而能够围绕第二小齿轮22的中心轴线进行旋转(自转)。第一内啮合齿轮13为第一行星齿轮机构10的输出元件,且能够将从发动机1被输入至第一行星齿轮机构10的旋转向第二行星齿轮架24输出。第二行星齿轮架24对应于与第一行星齿轮机构10的输出元件连接的第一旋转元件。0047 在第二太阳齿轮21上连接有第一旋转电机MG1的旋转轴33。第一旋转电机MG1的旋转轴33被配置为与输入轴2同轴,并与第二太阳齿轮21一体旋转。第二太阳齿轮21对应于与第一旋转电机MG1连接的第二旋转。

23、元件。在第二内啮合齿轮23上连接有副轴驱动齿轮25。副轴驱动齿轮25为,与第二内啮合齿轮23一体旋转的输出齿轮。第二内啮合齿轮23对应于与第二旋转电机MG2以及驱动轮32连接的第三旋转元件。第二内啮合齿轮23为,能够将从第一旋转电机MG1或第一行星齿轮机构10输入的旋转向驱动轮32输出的输出元件。0048 本实施方式的差动部离合器CL0对应于如下的限制装置,所述限制装置对限制第说 明 书CN 104093586 A5/18页7二行星齿轮机构20的差动的状态、和容许第二行星齿轮机构20的差动的状态进行切换。差动部离合器CL0为,能够连结第二太阳齿轮21和第二行星齿轮架24的离合器装置。虽然差动部。

24、离合器CL0例如能够设为摩擦卡合式的离合器,但并不限定于此,也可以将啮合式的离合器等的公知的离合器装置作为差动部离合器CL0来使用。差动部离合器CL0例如通过油压而被控制从而进行卡合或者释放。0049 完全卡合状态下的差动部离合器CL0将第二太阳齿轮21与第二行星齿轮架24连结在一起,从而能够使第二太阳齿轮21与第二行星齿轮架24一体旋转。完全卡合状态下的差动部离合器CL0限制了第二行星齿轮机构20的差动。另一方面,释放状态下的差动部离合器CL0将第二太阳齿轮21与第二行星齿轮架24断开,从而容许第二太阳齿轮21与第二行星齿轮架24的相对旋转。即,释放状态下的差动部离合器CL0容许了第二行星齿。

25、轮机构20的差动。另外,差动部离合器CL0能够控制为半卡合状态。0050 副轴驱动齿轮25与副轴从动齿轮26啮合。副轴从动齿轮26经由副轴27而与驱动小齿轮28连接。副轴从动齿轮26与驱动小齿轮28一体旋转。此外,减速齿轮35与副轴从动齿轮26啮合。减速齿轮35与第二旋转电机MG2的旋转轴34连接。即,第二旋转电机MG2的旋转经由减速齿轮35而被传递至副轴从动齿轮26。减速齿轮35与副轴从动齿轮26相比直径较小,其对第二旋转电机MG2的旋转进行减速而向副轴从动齿轮26传递。0051 驱动小齿轮28与差动装置30的差速器内啮合齿轮29啮合。差动装置30经由左右的驱动轴31而与驱动轮32连接。第二。

26、内啮合齿轮23经由副轴驱动齿轮25、副轴从动齿轮26、驱动小齿轮28、差动装置30以及驱动轴31而与驱动轮32连接。此外,第二旋转电机MG2与第二内啮合齿轮23和驱动轮32的动力传递路径连接,并能够分别向第二内啮合齿轮23以及驱动轮32传递动力。0052 第一旋转电机MG1以及第二旋转电机MG2分别具备作为电机(电动机)的功能、和作为发电机的功能。第一旋转电机MG1以及第二旋转电机MG2经由变换器而与蓄电池连接。第一旋转电机MG1以及第二旋转电机MG2能够将从蓄电池被供给的电力转换为机械性的动力而输出,并且能够通过所输入的动力而被驱动从而将机械性的动力转换为电力。通过旋转电机MG1、MG2而发。

27、出的电力能够对蓄电池进行蓄电。作为第一旋转电机MG1以及第二旋转电机MG2例如能够使用交流同步型的电动发电机。0053 在本实施方式的车辆100中,以与发动机1同轴的方式,从距发动机1较近一侧起依次配置有变速部制动器BK1、变速部离合器CL1、第一行星齿轮机构10、副轴驱动齿轮25、第二行星齿轮机构20、第一旋转电机MG1。此外,本实施方式的混合动力车辆用驱动装置1-1被设置为,输入轴2与第二旋转电机MG2的旋转轴34被配置于不同的轴上的多轴式。0054 如图2所示,车辆100具有HV_ECU50、MG_ECU60以及发动机_ECU70。各个ECU50、60、70为具有计算机的电子控制单元。H。

28、V_ECU50具有对车辆100整体进行综合控制的功能。MG_ECU60以及发动机_ECU70与HV_ECU50电连接。0055 MG_ECU60能够对第一旋转电机MG1以及第二旋转电机MG2进行控制。MG_ECU60例如能够对向第一旋转电机MG1供给的电流值进行调节并对第一旋转电机MG1的输出转矩进行控制,以及能够对向第二旋转电机MG2供给的电流值进行调节并对第二旋转电机MG2的输出转矩进行控制。0056 发动机_ECU70能够对发动机1进行控制。发动机_ECU70例如能够对发动机1的说 明 书CN 104093586 A6/18页8电子节气门的开度进行控制、能够输出点火信号而实施对发动机的点。

29、火控制、能够实施针对发动机1的燃料喷射控制等。发动机_ECU70能够通过电子节气门的开度控制、喷射控制、点火控制等而对发动机1的输出转矩进行控制。0057 在HV_ECU50上,连接有车速传感器、加速器开度传感器、MG1转速传感器、MG2转速传感器、输出轴转速传感器、蓄电池传感器等。通过这些传感器,HV_ECU50能够取得车速、加速器开度、第一旋转电机MG1的转速、第二旋转电机MG2的转速、动力传递装置的输出轴的转速、蓄电池状态SOC等。0058 HV_ECU50能够根据所取得的信息而对针对车辆100的要求驱动力与要求功率、要求转矩等进行计算。HV_ECU50根据所计算出的要求值,来决定第一旋。

30、转电机MG1的输出转矩(以下,也记载为“MG1转矩”)、第二旋转电机MG2的输出转矩(以下,也记载为“MG2转矩”)以及发动机1的输出转矩(以下,也记载为“发动机转矩”)。HV_ECU50将MG1转矩的指令值以及MG2转矩的指令值对MG_ECU60输出。此外,HV_ECU50将发动机转矩的指令值对发动机_ECU70输出。0059 HV_ECU50根据后文叙述的行驶模式等,分别对差动部离合器CL0、变速部离合器CL1以及变速部制动器BK1进行控制。HV_ECU50分别输出针对差动部离合器CL0的供给油压的指令值(PbCL0)、针对变速部离合器CL1的供给油压的指令值(PbCL1)以及针对变速部制。

31、动器BK1的供给油压的指令值(PbBK1)。未图示的油压控制装置根据各个指令值PbCL0、PbCL1、PbBK1而对针对差动部离合器CL0、变速部离合器CL1以及变速部制动器BK1的供给油压进行控制。0060 图3为表示本实施方式所涉及的混合动力车辆用驱动装置1-1的工作卡合表的图。在车辆100中,能够选择性地执行混合动力(HV)行驶或EV行驶。HV行驶是指,将发动机1作为动力源而使车辆100行驶的行驶模式。在HV行驶中,除发动机1之外,还可以将第二旋转电机MG2作为动力源。0061 EV行驶为,将第一旋转电机MG1或第二旋转电机MG2中的至少任意一方作为动力源而行驶的行驶模式。在EV行驶中,。

32、能够停止发动机1而行驶。在本实施方式所涉及的混合动力车辆用驱动装置1-1中,作为EV行驶模式而具有单电机EV模式和双电机EV模式,所述单电机EV模式为,将第二旋转电机MG2作为单独的动力源而使车辆100行驶的模式,所述双电机EV模式为,将第一旋转电机MG1以及第二旋转电机MG2作为动力源而使车辆100行驶的模式。0062 在图3的卡合表中,差动部离合器CL0一栏、变速部离合器CL1一栏以及变速部制动器BK1一栏中的圆形标记表示卡合、空栏表示释放。此外,三角形标记表示能够执行卡合/释放中的任意一种。单电机EV模式为,释放差动部离合器CL0而被实施的模式,例如一起释放变速部离合器CL1以及变速部制。

33、动器BK1而被执行。图4为单电机EV模式所涉及的列线图。在列线图中,符号S1、C1、R1分别表示第一太阳齿轮11、第一行星齿轮架14、第一内啮合齿轮13,符号S2、C2、R2分别表示第二太阳齿轮21、第二行星齿轮架24、第二内啮合齿轮23。0063 在单电机EV模式中,差动部离合器CL0、变速部离合器CL1以及变速部制动器BK1处于释放状态。通过释放变速部制动器BK1,从而能够使第一太阳齿轮11的旋转被容许,通过释放变速部离合器CL1,从而使第一行星齿轮机构10能够实施差动。通过释放差动部离说 明 书CN 104093586 A7/18页9合器CL0,从而使第二行星齿轮机构20能够实施差动。H。

34、V_ECU50经由MG_ECU60而使第二旋转电机MG2输出正转矩从而使车辆100产生前进方向上的驱动力。第二内啮合齿轮23以与驱动轮32的旋转联动的方式进行正旋转。在此,将正旋转设为车辆100的前进时的第二内啮合齿轮23的旋转方向。HV_ECU50将第一旋转电机MG1作为发电机来工作从而减少拖曳损失。具体而言,HV_ECU50稍向第一旋转电机MG1施加一点转矩而使其发电,并将第一旋转电机MG1的转速设为零转。由此,能够减小第一旋转电机MG1的拖曳损失。0064 第一内啮合齿轮13拖动第二行星齿轮架24进行正旋转。在第一行星齿轮机构10中,由于变速部离合器CL1以及变速部制动器BK1为被释放的。

35、空档的状态,因此发动机1未被拖动旋转,且第一行星齿轮架14停止旋转。因此,能够较大地取得再生量。第一太阳齿轮11以空转的方式进行负旋转。另外,第一行星齿轮机构10的空档(中立)状态为,在第一内啮合齿轮13与第一行星齿轮架14之间动力未被传递的状态,即发动机1与第二行星齿轮机构20被断开、被切断的状态。在变速部离合器CL1或变速部制动器BK1中的至少任一方卡合时,第一行星齿轮机构10成为连接发动机1和第二行星齿轮机构20的连接状态。0065 以此方式,变速部离合器CL1以及变速部制动器BK1分别具有作为将第一行星齿轮机构10切换为连接状态与中立状态间的切换装置的功能。0066 在单电机EV模式下。

36、进行行驶时,可能发生蓄电池的充电状态为全满从而无法获取再生能量的情况。在该情况下,可以考虑同时使用发动机制动器。通过使变速部离合器CL1或变速部制动器BK1卡合,从而能够将发动机1与驱动轮32连接,并使发动机制动器作用于驱动轮32上。如图3中的三角形标记所示那样,当在单电机EV模式下使变速部离合器CL1或变速部制动器BK1卡合时,能够将发动机1设为拖动旋转状态,并通过第一旋转电机MG1来提高发动机转速而设为发动机制动状态。0067 在双电机EV模式下,HV_ECU50对第一行星齿轮机构10的旋转进行锁止、或对第二行星齿轮机构20的差动进行限制。例如,HV_ECU50通过使差动部离合器CL0卡合。

37、从而对第二行星齿轮机构20的差动进行限制。此时,变速部离合器CL1以及变速部制动器BK1,分别被设为释放状态。在本实施方式中,将差动部离合器CL0卡合且将变速部离合器CL1以及变速部制动器BK1释放的双电机EV模式与预定模式相对应。0068 图5为,第二行星齿轮机构20的差动被限制了的双电机EV模式所涉及的列线图。通过使差动部离合器CL0卡合,从而使第二行星齿轮机构20的各个旋转元件的相对旋转被限制,并使第二太阳齿轮21、第二行星齿轮架24以及第二内啮合齿轮23以相同的转速进行旋转。HV_ECU50使第一旋转电机MG1以及第二旋转电机MG2分别输出行驶驱动用的转矩。0069 第一旋转电机MG1。

38、通过在前进时输出正转矩而进行正旋转,从而能够从第二内啮合齿轮23输出正转矩。另一方面,在后退时,第一旋转电机MG1通过输出负转矩而进行负旋转,从而能够从第二内啮合齿轮23输出负转矩。在限制了第二行星齿轮机构20的差动的双电机EV模式下,第一行星齿轮机构10被设为中立状态。由此,能够将发动机转速设为零。由于中立状态是通过释放变速部离合器CL1以及变速部制动器BK1来实现的,因此无需发动机断开用的专用的离合器。0070 在HV_ECU50将第一行星齿轮机构10的旋转锁止而执行双电机EV模式的情况下,将释放差动部离合器CL0,并分别使变速部离合器CL1以及变速部制动器BK1卡合。图6为,第一行星齿轮。

39、机构10的旋转被锁止了的双电机EV模式所涉及的列线图。通过使变速说 明 书CN 104093586 A8/18页10部离合器CL1卡合,从而使第一行星齿轮机构10的差动被限制,并通过使变速部制动器BK1卡合,从而使第一太阳齿轮11的旋转被限制。因此,第一行星齿轮机构10的所有旋转元件的旋转均停止。0071 通过限制作为输出元件的第一内啮合齿轮13的旋转,从而使与其相连接的第二行星齿轮架24被锁止为零转。HV_ECU50使第一旋转电机MG1以及第二旋转电机MG2分别输出行驶驱动用的转矩。第二行星齿轮架24因旋转被限制从而相对于第一旋转电机MG1的转矩而取得反力,并能够使第一旋转电机MG1的转矩从。

40、第二内啮合齿轮23输出。第一旋转电机MG1通过在前进时输出负转矩而进行负旋转,从而能够从第二内啮合齿轮23输出正转矩。另一方面,在后退时,第一旋转电机MG1通过输出正转矩而进行正旋转,从而能够从第二内啮合齿轮23输出负转矩。0072 在HV行驶中,作为差动部的第二行星齿轮机构20将工作状态设为基础状态,而变速部的第一行星齿轮机构10则实施低/高的切换。图7为低状态的HV行驶模式(以下,也记载为“HV低模式”。)所涉及的列线图,图8为高状态的HV行驶模式(以下,也记载为“HV高模式”。)所涉及的列线图。0073 在HV低模式下,HV_ECU50使变速部离合器CL1卡合,并使变速部制动器BK1释放。

41、。通过使变速部离合器CL1卡合,从而使第一行星齿轮机构10的差动被限制,并使各个旋转元件11、13、14进行一体旋转。因此,发动机1的旋转既不增速也不减速,而以等速从第一内啮合齿轮13向第二行星齿轮架24实施传递。0074 另一方面,在HV高模式下,HV_ECU50使变速部离合器CL1释放,并使变速部制动器BK1卡合。通过使变速部制动器BK1卡合,从而使第一太阳齿轮11的旋转被限制。因此,第一行星齿轮机构10成为,被输入至第一行星齿轮架14的发动机1的旋转被增速而从第一内啮合齿轮13输出的超速(OD)状态。以此方式,第一行星齿轮机构10能够对发动机1的旋转进行增速而输出。超速时的变速比例如能够。

42、设为0.7。0075 HV_ECU50例如,在高车速下选择HV高模式,在中低车速下选择HV低模式。在本实施方式中,通过利用HV高模式与HV低模式之间的切换来对发动机1的旋转进行变速而输出,从而能够使后文所述的机械点为两个,并能够提高耗油率。图9为表示本实施方式所涉及的理论传递效率线的图。0076 在图9中,横轴表示变速比,纵轴表示理论传递效率。在此,变速比是指,行星齿轮机构10、20的输入侧转速相对于输出侧转速的比(减速比),例如,表示第一行星齿轮架14的转速相对于第二内啮合齿轮23的转速的比。在横轴上,左侧为变速比较小的高速档侧,右侧为变速比较大的低速档侧。理论传递效率在被输入至行星齿轮机构。

43、10、20的动力未经由电路径而通过机械性传递而全部被传递至副轴驱动齿轮25的情况下,成为最大效率1.0。0077 图9所示的曲线为,对HV高模式与HV低模式进行适当切换时的HV行驶模式的理论传递效率线。例如,在相同的变速比下,HV高模式与HV低模式中的某一个模式被选择为高效率的模式。相对而言,右侧为HV低模式时的理论传递效率线,左侧为HV高模式时的理论传递效率线。HV低模式的传递效率在变速比为1时成为最大效率。在变速比为1时,第一旋转电机MG1(第二太阳齿轮21)的转速为零。因此,在变速比为1时,第一旋转电机MG1由于承受反力而导致电气路径为零,从而只能够通过机械性的动力传递而将动力说 明 书CN 104093586 A10。

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