混合动力车辆的驱动装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种能够在HV行驶时谋求耗油率的提高的混合动力车辆用驱动装置。驱动装置具备发动机、第一电动机、第二电动机、第一行星齿轮机构、第二行星齿轮机构、第一卡合机构及第二卡合机构。在车辆的运转状态为高车速且要求驱动力为较小的低驱动力的情况下，通过将第一卡合机构设为卡合状态并将第二卡合机构设为释放状态，从而对复合行星齿轮机构的输入元件与输出元件的转速比、即变速比成为比“1”小的第一变速比γ2的第一状态进行设定。在为低车速且要求驱动力为较大的高驱动力的情况下，通过将第二卡合机构设为卡合状态并将第一卡合机构设为释放状态，从而对变速比成为比“1”大的第二变速比γ1的第二状态进行设定。

【技术实现步骤摘要】
混合动力车辆的驱动装置
本专利技术涉及具备内燃机、第一电动机以及第二电动机作为驱动力源并向与驱动轮连结的输出构件传递从驱动力源输出的驱动力的混合动力车辆的驱动装置。
技术介绍
以往，公知有如下混合动力车辆用驱动装置，所述混合动力车辆用驱动装置构成为：将发动机输出的动力分配到输出构件侧和具有发电功能的第一电动机侧，并将利用由第一电动机发电产生的电力进行驱动的第二电动机输出的驱动力附加到从输出构件输出的驱动力(例如，参考专利文献1)。这种混合动力车辆用驱动装置具备第一行星齿轮机构、第二行星齿轮机构、第一离合机构以及第二离合机构。第一行星齿轮机构利用被输入发动机输出的动力的第一输入元件、与第一电动机连结的第一反作用力元件、以及第一输出元件进行差动作用。第二行星齿轮机构利用与第一输出元件连结的第二输入元件、与向驱动轮传递驱动力的输出构件连结的第二输出元件、以及第二反作用力元件进行差动作用。第一离合机构将第一输入元件和第一反作用力元件中的任一方与第二反作用力元件选择性地连结。第二离合机构将第二行星齿轮机构中的至少任意两个旋转元件选择性地连结并使三个旋转元件一体地旋转。上述驱动装置通过具备第一离合机构以及第二离合机构，从而能够设定利用发动机输出的动力进行行驶的混合动力行驶模式。在混合动力行驶模式中，能够设定基于发动机转速的输出构件的转速成为相对较高的转速的高模式(日文：ハイモード)、和输出构件的转速成为相对较低的转速的低模式(日文：ローモード)。通过将第一离合机构卡合并将第二离合机构释放，从而设定高模式。通过将第一离合机构释放并将第二离合机构卡合，从而设定低模式。通过使第一离合机构以及第二离合机构均卡合，从而设定发动机转速与输出构件的转速成为相同的转速(同步转速)的直接连结模式。即，直接连结模式的变速比为“1”。图45示出了将上述驱动装置设定为高模式以及低模式时的理论传递效率的一例。在图45中，横轴表示变速比，纵轴表示理论传递效率(理论上的动力传递效率)。变速比为行星齿轮机构的第一输入元件的转速相对于第二输出元件的转速的比。横轴的左侧为变速比小的高速档侧，右侧为变速比大的低速档侧。理论传递效率为向行星齿轮机构输入的动力与输出的动力之比，是将摩擦等机械损失设为零并将电力与动力的转换作为损失而进行理论计算得到的。在使第一电动机的转速为零并将发动机的动力全部传递给输出构件的情况下，理论传递效率成为最大效率1.0。在图45中用实线示出的曲线是设定为高模式时的理论传递效率线90。用虚线示出的曲线是设定为低模式的情况下的理论传递效率线91。高模式时的理论传递效率线90在变速比γ3处成为最大效率点(机械点)90c。机械点是在第一电动机(第一反作用力元件)的转速为零的状态时从发动机向输出构件传递动力时的效率。低模式时的理论传递效率线91在变速比γ4处成为机械点91c。在专利文献1中记载了如下实施方式：在设定为高模式以及低模式时，成为输出构件的转速比发动机转速高的过驱动(变速比为“1”以下)。作为一例，高模式时的机械点处的变速比γ3为“1/(1+ρ1+ρ1×ρ2)”。在此，“ρ1”是第一行星齿轮机构的齿轮齿数比(作为第一输出元件的齿圈的齿数与作为第一反作用力元件的太阳轮的齿数的比率)，“ρ2”是第二行星齿轮机构的齿轮齿数比(作为第二输出元件的齿圈的齿数与作为第二反作用力元件的太阳轮的齿数的比率)。即，变速比γ3为比变速比“1”小的变速比。另外，在该例的情况下，低模式时的机械点处的变速比γ4为“1/(1+ρ1)”。即，变速比γ4为比变速比“1”小且比变速比γ3大的变速比。设定为直接连结模式时的理论传递效率在变速比为“1”时为机械点92。驱动装置利用第一电动机的输出转矩对发动机转速进行控制，以便成为耗油率效率良好的运转。与搭载有无级变速器的车辆同样地，变速比基于发动机转速而连续地变化。即，通过基于加速器踏板的踩踏量对第一电动机的输出转矩进行控制，从而对发动机转速进行增减。为了基于由驾驶员进行的加速器踏板的踩踏量的减少(驱动力要求的减少)而使发动机转速降低，变速比从图45所示的低速档侧朝向高速档侧连续地变化。此时，将低模式、直接连结模式以及高模式下的行驶模式切换为理论传递效率较高的模式。具体而言，在变速比为比“1”大的低速档侧的情况下，由于低模式时的理论传递效率线91与高模式时的理论传递效率线90相比成为高效率，所以将驱动装置设定为低模式。在设定为低模式的状态下，随着发动机转速增加，变速比朝向高速档侧变化。因此，理论传递效率沿着低模式时的理论传递效率线91a变化。之后，随着变速比接近“1”，为了向直接连结模式切换，实施使第一输入元件的转速与第二输出元件的转速同步旋转并对离合机构的卡合动作进行切换的控制。由此，在理论传递效率沿着直接连结模式时的理论传递效率线92a变化并切换为直接连结模式的时刻，理论传递效率变化为成为最大效率的机械点92。之后，通过随着发动机转速增加而对第一电动机的转速进行控制，从而使变速比变化为高速档侧。当变速比从机械点92处的变速比“1”变化为高速档侧时，低模式时的理论传递效率线91与高模式时的理论传递效率线90相比成为高效率。因此，驱动装置从直接连结模式再次切换为低模式。当将驱动装置设定为低模式时，理论传递效率沿着低模式时的理论传递效率线91b变化，在变速比成为“γ4”时，理论传递效率成为低模式时的机械点91c。之后，随着发动机转速上升，变速比向高速档侧变化。当变速比在高速档侧超过变速比γ5(γ3＜γ5＜γ4)时，高模式时的理论传递效率线90与低模式时的理论传递效率线91相比成为高效率。因此，在变速比成为变速比γ5时或在变速比超过变速比γ5时，将驱动装置从低模式切换为高模式。此时，实施同步旋转控制，对离合机构的卡合动作进行切换。因此，理论传递效率通过低模式时的理论传递效率线91c、91b并暂时返回到直接连结模式时的理论传递效率线92a上的效率。之后，在离合机构的卡合动作完成后，理论传递效率通过高模式时的理论传递效率线90a并变化为高模式时的理论传递效率线90b上的效率。之后，随着发动机转速减少，理论传递效率沿着高模式时的机械点90c以及高模式时的理论传递效率线90d变化。在先技术文献专利文献专利文献1：日本特开2017-7437号公报对于以上说明的驱动装置设定的混合动力模式时的理论传递效率而言，直接连结模式下的机械点92存在于从低模式时的机械点91c以及高模式时的机械点90c向低速档侧离开的位置。因此，当驱动装置的动作状态在低模式与高模式之间进行切换时，必须经由一次直接连结模式，因此，会通过理论传递效率降低的区域94(示出了阴影线的区域)。即，驱动装置的动作状态不会以通过理论传递效率高的动作点的方式进行变迁。因此，耗油率有可能会降低。因此，以往的混合动力车辆用驱动装置在混合动力行驶时谋求耗油率的提高这方面有改善的余地。另外，在以上说明的驱动装置的动作状态在低模式与高模式之间进行切换时，有时会实施同步旋转控制而将第一离合机构和第二离合机构设为卡合状态，并在切换为直接连结模式后释放任一个的离合机构，从而切换为低模式和高模式中的任一种模式。在该情况下，当在低模式与高模式之间进行切换时，由于会经由变速比为“1”本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种混合动力车辆的驱动装置，所述混合动力车辆的驱动装置具备内燃机、第一电动机及第二电动机作为驱动力源，并向与驱动轮连结的输出构件传递从所述驱动力源输出的驱动力，所述混合动力车辆的驱动装置的特征在于，具备：第一差动机构，所述第一差动机构具备第一旋转元件、第二旋转元件及第三旋转元件，所述第一旋转元件与所述内燃机连接，所述第二旋转元件与所述第一电动机连接；第二差动机构，所述第二差动机构具备第四旋转元件、第五旋转元件及第六旋转元件，所述第四旋转元件与所述输出构件连接，所述第五旋转元件与所述第三旋转元件连接；第一卡合机构，所述第一卡合机构切换为将所述第四旋转元件、所述第五旋转元件及所述第六旋转元件中的任意两个旋转元件彼此连结的卡合状态或将该连结解除的释放状态；以及第二卡合机构，所述第二卡合机构切换为将所述第一旋转元件或所述第二旋转元件与所述第六旋转元件彼此连结的卡合状态或将该连结解除的释放状态，所述混合动力车辆的驱动装置构成为，对第一状态和第二状态进行设定，所述第一状态是如下状态：通过将所述第一卡合机构以及所述第二卡合机构中的任一方的卡合机构切换为所述卡合状态并将与所述一方的卡合机构不同的另一方的卡合机构切换为所述释放状态，从而所述内燃机的转速与所述输出构件的转速之比、即变速比成为比“1”小的第一变速比；所述第二状态是如下状态：通过将所述另一方的卡合机构切换为所述卡合状态并将所述一方的卡合机构切换为所述释放状态，从而所述变速比成为比“1”大的第二变速比。...

【技术特征摘要】
2017.04.28 JP 2017-0899141.一种混合动力车辆的驱动装置，所述混合动力车辆的驱动装置具备内燃机、第一电动机及第二电动机作为驱动力源，并向与驱动轮连结的输出构件传递从所述驱动力源输出的驱动力，所述混合动力车辆的驱动装置的特征在于，具备：第一差动机构，所述第一差动机构具备第一旋转元件、第二旋转元件及第三旋转元件，所述第一旋转元件与所述内燃机连接，所述第二旋转元件与所述第一电动机连接；第二差动机构，所述第二差动机构具备第四旋转元件、第五旋转元件及第六旋转元件，所述第四旋转元件与所述输出构件连接，所述第五旋转元件与所述第三旋转元件连接；第一卡合机构，所述第一卡合机构切换为将所述第四旋转元件、所述第五旋转元件及所述第六旋转元件中的任意两个旋转元件彼此连结的卡合状态或将该连结解除的释放状态；以及第二卡合机构，所述第二卡合机构切换为将所述第一旋转元件或所述第二旋转元件与所述第六旋转元件彼此连结的卡合状态或将该连结解除的释放状态，所述混合动力车辆的驱动装置构成为，对第一状态和第二状态进行设定，所述第一状态是如下状态：通过将所述第一卡合机构以及所述第二卡合机构中的任一方的卡合机构切换为所述卡合状态并将与所述一方的卡合机构不同的另一方的卡合机构切换为所述释放状态，从而所述内燃机的转速与所述输出构件的转速之比、即变速比成为比“1”小的第一变速比；所述第二状态是如下状态：通过将所述另一方的卡合机构切换为所述卡合状态并将所述一方的卡合机构切换为所述释放状态，从而所述变速比成为比“1”大的第二变速比。2.根据权利要求1所述的混合动力车辆的驱动装置，其特征在于，所述混合动力车辆的驱动装置具备：检测部，所述检测部检测车速和要求驱动力中的至少任一个；以及控制器，所述控制器对所述内燃机、所述第一电动机、所述第二电动机、所述第一卡合机构以及所述第二卡合机构进行控制，所述控制器构成为：在所述车速为超过规定车速的高车速的行驶状态和所述要求驱动力为规定驱动力以下的低驱动力的行驶状态中的至少任一个行驶状态时，设定所述第一状态，在所述车速为所述规定车速以下的低车速的行驶状态和所述要求驱动力为超过规定驱动力的高驱动力的行驶状态中的至少任一个行驶状态时，设定所述第二状态。3.根据权利要求1或权利要求2所述的混合动力车辆的驱动装置，其特征在于，所述第一状态包括，在所述变速比为比“1”小的所述第一变速比时使所述第一电动机的转速为零并向所述输出构件传递所述内燃机的动力的状态，所述第二状态包括，在所述变速比为比“1”大的所述第二变速比时使所述第一电动机的转速为零并向所述输出构件传递所述内燃机的动力的状态，并且，在所述第一卡合机构以及所述第二卡合机构均为卡合状态时，能够设定所述变速比为“1”的第三状态，所述混合动力车辆的驱动装置具备控制器，所述控制器对所述内燃机、所述第一电动机、所述第二电动机、所述第一卡合机构以及所述第二卡合机构进行控制，所述控制器构成为：在所述变速比比“1”小时，选择所述第一状态，在所述变速比比“1”大时，选择所述第二状态，在所述变速比为“1”时，选择所述第三状态。4.根据权利要求2或权利要求3所述的混合动力车辆的驱动装置，其特征在于，所述控制器通过将所述第一卡合机构切换为所述释放状态并将所述第二卡合机构切换为所述卡合状态，从而设定所述第一状态，通过将所述第一卡合机构切换为所述卡合状态并将所述第二卡合机构切换为所述释放状态，从而设定所述第二状态。5.根据权利要求2或权利要求3所述的混合动力车辆的驱动装置，其特征在于，所述控制器通过将所述第一卡合机构切换为所述卡合状态并将所述第二卡合机构切换为所述释放状态，从而设定所述第一状态，通过将所述第一卡合机构切换为所述释放状态并将所述第二卡合机构切换为所述卡合状态，从而设定所述第二状态。6.根据权利要求1～权利要求5中任一项所述的混合动力车辆的驱动装置，其特征在于，所述第一卡合机构以及所述第二卡合机构是利用设置于输入侧构件的第一齿与设置于输出侧构件的第二齿的啮合来传递驱动转矩的啮合式离合机构。7.根据权利要求6所述的混合动力车辆的驱动装置，其特征在于，当在所述第一状态与所述第二状态之间进行切换的情况下，在所述内燃机的转速与所述输出构件的转速的转速差为预先决定的规定转速以下时，所述控制器执行将在变速前释放的所述啮合式离合机构卡合并将在变速前卡合的所述啮合式离合机构释放的控...

【专利技术属性】
技术研发人员：远藤隆人，驹田英明，今村达也，畑建正，西峰明子，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP