CN102341258A - 用于混合动力车的动力传递装置 - Google Patents

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CN102341258A
CN102341258A CN2010800103205A CN201080010320A CN102341258A CN 102341258 A CN102341258 A CN 102341258A CN 2010800103205 A CN2010800103205 A CN 2010800103205A CN 201080010320 A CN201080010320 A CN 201080010320A CN 102341258 A CN102341258 A CN 102341258A
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torque transfer
shaft
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茂木诚一
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    • B60L15/20—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed
    • B60L15/2054—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed by controlling transmissions or clutches
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Abstract

一种用于具有发动机(6)和电动机(7)的混合动力车的动力传递装置(1)，其具有行星齿轮机构(31)，该行星齿轮机构(31)被配置为太阳轮(32)、行星架(36)和齿圈(35)进行差动旋转。太阳轮(32)连接到第一输入轴和第二输入轴中的一方并连接到电动机(7)。齿圈(35)连接到能够停止旋转状态的锁定机构。行星架(36)被配置为向副轴(14)传递动力。第一输入轴和第二输入轴中的另一方被配置为不经由行星齿轮机构(31)而向副轴(14)传递动力。

Description

用于混合动力车的动力传递装置
技术领域
本发明涉及用于混合动力车的动力传递装置。
背景技术
已知用于混合动力车的动力传递装置，包括发动机、电动机和行星齿轮机构，该行星齿轮机构具有太阳轮、齿圈、与太阳轮和齿圈啮合的多个行星轮、以及支撑该多个行星轮的行星架(例如参见专利文献1)。
如图36所示，专利文献1中说明的用于混合动力车的动力传递装置100被配置为用作发电机的第一电动机104连接到行星齿轮机构101的太阳轮102，发动机106连接到行星架105，并且驱动轴108连接到齿圈107。由此，发动机106的扭矩被行星齿轮机构101分配到齿圈107和太阳轮102，并且分配给齿圈107的部分扭矩被传递到驱动轴108。在专利文献1中说明的用于混合动力车的动力传递装置100中，发动机106的扭矩被部分地传递到驱动轴108，因此第二电动机109连接到齿圈107以对驱动轴108的扭矩进行补偿。
引用文献
专利文献
[专利文献1]JP-A-2007-290677
发明内容
技术问题
然而，在专利文献1中说明的用于混合动力车的动力传递装置100中，使用了发动机106连接到行星架105的动力分配***。因此，发动机扭矩必然要进行分配，并且为了向驱动轴108传递与发动机扭矩相同的扭矩，必须对来自第二电动机109的电动机扭矩进行补偿。结果，动力传递装置的结构复杂并且昂贵，使得难以在车辆中搭载该动力传递装置。
本发明是鉴于以上情形而实现的，本发明的一个目的是提供一种用于混合动力车的动力传递装置，其使得能够通过电动机(电动马达)进行辅助并且具有优秀的车辆安装能力。
解决方案
通过以下结构实现了上述目的。
(1)在用于具有内燃机(例如以下将讨论的实施方式中的发动机6)和电动机(例如以下将讨论的实施方式中的电动机7)的混合动力车的动力传递装置(例如以下将讨论的实施方式中的动力传递装置1、1A、1B、1C、1D、1E)中，该动力传递装置具有：
发动机输出轴(例如以下将讨论的实施方式中的曲轴6a)，从所述内燃机向所述发动机输出轴输出动力；
第一输入轴(例如以下将讨论的实施方式中的第一主轴11)，其与所述发动机输出轴平行，并且通过第一断接单元(例如以下将讨论的实施方式中的第一离合器41)选择性地与所述发动机输出轴联结；
第二输入轴(例如以下将讨论的实施方式中的第二中间轴16)，其与所述发动机输出轴平行，并且通过第二断接单元(例如以下将讨论的实施方式中的第二离合器42)选择性地与所述发动机输出轴联结；
输出/输入轴(例如以下将讨论的实施方式中的副轴14)，其与所述发动机输出轴平行，并且被配置为向被驱动部(例如以下将讨论的实施方式中的驱动轮DW、DW)输出所述动力；
设置在所述第一输入轴上的第一齿轮组，所述第一齿轮组具有通过第一同步装置(例如以下将讨论的实施方式中的第一换档拨叉51)选择性地与所述第一输入轴联结的多个齿轮(例如以下将讨论的实施方式中的三速驱动齿轮23a、五速驱动齿轮25a、七速驱动齿轮97a/二速驱动齿轮22a、四速驱动齿轮24a、六速驱动齿轮96a)；
设置在所述第二输入轴上的第二齿轮组，所述第二齿轮组具有通过第二同步装置(例如以下将讨论的实施方式中的第二换档拨叉52)选择性地与所述第二输入轴联结的多个齿轮(例如以下将讨论的实施方式中的二速驱动齿轮22a、四速驱动齿轮24a、六速驱动齿轮96a/三速驱动齿轮23a、五速驱动齿轮25a、七速驱动齿轮97a)；
设置在所述输出/输入轴上的第三齿轮组，所述第三齿轮组具有公共地与第一齿轮组的齿轮和第二齿轮组的齿轮啮合的多个齿轮(例如以下将讨论的实施方式中的第一公共从动齿轮23b、第二公共从动齿轮24b、第三公共从动齿轮96b)；以及
差动减速单元(例如以下将讨论的实施方式中的差动减速单元30)，其中第一旋转要素(例如以下将讨论的实施方式中的太阳轮32)、第二旋转要素(例如以下将讨论的实施方式中的行星架36)、和第三旋转要素(例如以下将讨论的实施方式中的齿圈35)可相互差动旋转，
其中所述第一旋转要素连接到第一输入轴和第二输入轴中的一方并且连接到所述电动机，
所述第三旋转要素连接到能够停止其旋转的锁定机构(例如以下将讨论的实施方式中的单向离合器61)，
所述第二旋转要素连接到设置在第一输入轴上的第一齿轮组的齿轮和设置在第二齿轮组上的第二齿轮组的齿轮中的一方以向所述输出/输入轴传递动力，并且
第一输入轴和第二输入轴中未连接到所述第一旋转要素的另一方不经由所述差动减速单元而向所述输出/输入轴传递动力。
(2)在(1)中说明的结构之外，所述第一输入轴和第二输入轴中未连接到所述第一旋转要素的另一方可以通过惰轮轮系(例如以下将讨论的实施方式中的惰轮轮系27)连接到所述发动机输出轴。
(3)在(1)或者(2)中说明的结构之外，所述差动减速单元可以是行星齿轮型减速单元(例如以下将讨论的实施方式中的行星齿轮机构31)，其同轴地包括太阳轮(例如以下将讨论的实施方式中的太阳轮32)、齿圈(例如以下将讨论的实施方式中的齿圈35)和可旋转地支撑啮合在所述太阳轮和所述齿圈之间的多个行星轮(例如以下将讨论的实施方式中的行星轮34)的行星架(例如以下将讨论的实施方式中的行星架36)作为三个单小齿轮型旋转要素，所述第一旋转要素可以是所述太阳轮，所述第二旋转要素可以是所述行星架，所述第三旋转要素可以是所述齿圈。
(4)在(1)到(3)中任意一项说明的结构之外，构成所述电动机的转子(例如以下将讨论的实施方式中的转子72)、定子(例如以下将讨论的实施方式中的定子71)、或者交叉绕组部(例如以下将讨论的实施方式中的线圈71c)的至少一部分可以被设置为在轴向上与所述差动减速单元重叠。
(5)在(1)到(4)中任意一项说明的结构之外，所述锁定机构可以是能够锁定所述第三旋转要素的制动器或者包括能够锁定所述第三旋转要素的制动单元。
(6)在(5)中说明的结构之外，所述锁定机构可以是包括所述制动单元的单向离合器(例如以下将讨论的实施方式中的单向离合器61)，所述单向离合器可以配置为在所述第三旋转要素未被所述制动单元锁定的状态下选择性地设置是否允许所述第三旋转要素在正转方向上的旋转或者所述第三旋转要素在反转方向上的旋转。
(7)在(1)到(6)中任意一项说明的结构之外，所述内燃机和所述电动机可以与所述第一输入轴同轴设置，所述第一旋转要素可以连接到所述第一输入轴。
(8)在(1)到(7)中任意一项说明的结构之外，所述第一齿轮组的齿轮(例如以下将讨论的实施方式中的三速驱动齿轮23a、五速驱动齿轮25a、七速驱动齿轮97a)与所述第三齿轮组的齿轮可以相互啮合而构成多个奇数档齿轮对(例如以下将讨论的实施方式中的三速齿轮对23、五速齿轮对25、七速齿轮对97)，所述第二齿轮组的齿轮与所述第三齿轮组的齿轮(例如以下将讨论的实施方式中的第一公共从动齿轮23b、第二公共从动齿轮24b、第三公共从动齿轮96b)可以相互啮合而构成多个偶数档齿轮对(例如以下将讨论的实施方式中的二速齿轮对22、四速齿轮对24、六速齿轮对96)。
(9)在(8)中说明的结构之外，在一速行驶时，可以断开所述第一同步装置，可以由所述锁定机构锁定所述第三旋转要素，所述第一旋转要素的动力可以减速传递到所述第二旋转要素，并且在三速行驶或者三速行驶以上时，可以连接所述第一同步装置并且可以解除所述锁定机构对所述第三旋转要素的锁定状态以传递动力。
(10)在(1)到(9)中任意一项说明的结构之外，在倒车行驶时，可以断开所述第一断接单元和所述第二断接单元以解除与所述内燃机的连接，并且可以由所述锁定机构锁定所述第三旋转要素，或者可以解除所述锁定机构对所述第三旋转要素的锁定状态并且可以连接所述第一同步装置以使所述电动机反转。
(11)在(1)到(6)中任意一项说明的结构之外，所述内燃机可以与所述第一输入轴同轴设置，所述电动机可以与第二输入轴同轴设置，所述第一旋转要素可以连接到所述第二输入轴。
(12)在(11)中说明的结构之外，所述第一齿轮组的齿轮(例如以下将讨论的实施方式中的三速驱动齿轮23a、五速驱动齿轮25a、七速驱动齿轮97a)与所述第三齿轮组的齿轮(例如以下将讨论的实施方式中的第一公共从动齿轮23b、第二公共从动齿轮24b、第三公共从动齿轮96b)可以相互啮合而构成多个奇数档齿轮对(例如以下将讨论的实施方式中的三速齿轮对23、五速齿轮对25、七速齿轮对97)，所述第二齿轮组的齿轮(例如以下将讨论的实施方式中的二速驱动齿轮22a、四速驱动齿轮24a、六速驱动齿轮96a)与所述第三齿轮组的齿轮(例如以下将讨论的实施方式中的第一公共从动齿轮23b、第二公共从动齿轮24b、第三公共从动齿轮96b)可以相互啮合而构成多个偶数档齿轮对(例如以下将讨论的实施方式中的二速齿轮对22、四速齿轮对24、六速齿轮对96)。
(13)在(11)中说明的结构之外，第一齿轮组的齿轮(例如以下将讨论的实施方式中的二速驱动齿轮22a、四速驱动齿轮24a、六速驱动齿轮96a)与所述第三齿轮组的齿轮(例如以下将讨论的实施方式中的第一公共从动齿轮23b、第二公共从动齿轮24b、第三公共从动齿轮96b)可以相互啮合而构成多个偶数档齿轮对(例如以下将讨论的实施方式中的二速齿轮对22、四速齿轮对24、六速齿轮对96)，所述第二齿轮组的齿轮(例如以下将讨论的实施方式中的三速驱动齿轮23a、五速驱动齿轮25a、七速驱动齿轮97a)与所述第三齿轮组的齿轮(例如以下将讨论的实施方式中的第一公共从动齿轮23b、第二公共从动齿轮24b、第三公共从动齿轮96b)可以相互啮合而构成多个奇数档齿轮对(例如以下将讨论的实施方式中的三速齿轮对23、五速齿轮对25、七速齿轮对97)。
(14)在(2)中说明的结构之外，可以与所述第一输入轴和所述第二输入轴平行地设置第一中间轴(例如以下将讨论的实施方式中的第一中间轴15)，所述第一中间轴可以接有可一体旋转的构成惰轮轮系的惰轮(例如以下将讨论的实施方式中的第一从动惰轮27b)，并且具有通过倒车同步装置(例如以下将讨论的实施方式中的倒车拨叉53)选择性地与所述第一中间轴联结的倒车驱动齿轮(例如以下将讨论的实施方式中的倒车驱动齿轮28a)，所述倒车驱动齿轮可以与所述第三齿轮组的齿轮(例如以下将讨论的实施方式中的第一公共从动齿轮23b)啮合。
(15)在(2)中说明的结构之外，可以与所述第一输入轴和第二输入轴平行地设置第一中间轴(例如以下将讨论的实施方式中的第一中间轴15)和倒车轴(例如以下将讨论的实施方式中的倒车轴17)，所述第一中间轴可以接有可一体旋转的构成惰轮轮系的第一惰轮(例如以下将讨论的实施方式中的第一从动惰轮27b)，倒车轴可以接有可一体旋转的与所述第一惰轮啮合的第二惰轮(例如以下将讨论的实施方式中的第三从动惰轮27d)，并且具有通过倒车同步装置(例如以下将讨论的实施方式中的倒车拨叉53)选择性地与所述倒车轴联结的倒车驱动齿轮(例如以下将讨论的实施方式中的倒车驱动齿轮28a)，第一输入轴和第二输入轴中的一方可以接有可一体旋转的与所述倒车驱动齿轮啮合的倒车从动齿轮(例如以下将讨论的实施方式中的倒车从动齿轮28b)。
(16)在(2)中说明的结构之外，在通过断开第一和第二断接单元并且连接所述第一同步装置而驱动所述电动机，从而进行EV行驶的状态下，当通过提取所述电动机的扭矩、解除所述第一同步装置而连接所述第一断接单元，从而起动所述内燃机时，从所述第二旋转要素输出动力，并且所述第三旋转要素在反转方向上旋转。
(17)在(7)中说明的结构之外，在内燃机被起动之后，通过断开所述第一断接单元并且驱动所述电动机使得所述第三旋转要素在正转方向上旋转，接着通过所述锁定机构停止所述第三旋转要素并且连接所述第一断接单元，来进行一速行驶。
(18)在(7)中说明的结构之外，在所述内燃机的怠速期间，当所述第一断接单元被连接并且所述电动机进行再生运转时，通过解除所述第一同步装置并且不锁定所述第三旋转要素，来自所述第一旋转要素的动力可以不通过所述第二旋转要素传递到所述输出/输入轴。
(19)在(7)中说明的结构之外，可以向所述第一输入轴连接空调器的压缩机和油泵，所述空调器的压缩机和所述油泵可以由用于行驶的动力驱动。
(20)在(15)中说明的结构之外，所述第一旋转要素可以连接到所述第一输入轴，通过连接所述第二断接单元并且连接所述倒车同步装置，所述内燃机的动力可以作为反转通过所述倒车驱动齿轮和所述倒车从动齿轮传递到所述第一输入轴，通过输出来自反转的所述电动机的动力并且锁定所述第三旋转要素，可以把所述电动机的动力添加给倒车行驶。
(21)在(15)中说明的结构之外，可以按照能够传递动力的方式把空调器的压缩机连接到所述倒车驱动齿轮，在连接了倒车同步装置的期间驾驶员踩下制动踏板的怠速状态下，通过暂时解除第三旋转要素的锁定，可以无需将动力输出到输出/输入轴而对所述空调器的压缩机进行驱动，另外当驾驶员松开制动踏板时，可以锁定所述第三旋转要素。
(22)在(9)中说明的结构之外，还可以具有使得能够从外部充电装置对蓄电设备进行充电的插件机构，在EV行驶中，可以由驾驶员选择EV换档模式和EV固定模式，在所述EV换档模式中，在一速下起动之后进行三速行驶或者三速行驶以上的奇数档行驶，在所述EV固定模式中，起动和行驶都在三速下进行。
(23)在(22)中说明的结构之外，可以在EV固定模式中的EV行驶期间选择所述EV换档模式，当在三速行驶中转速超出内燃机可点火的范围时，可以在降档到一速行驶之后进行内燃机的点火。
本发明的有益效果
通过(1)中说明的用于混合动力车的动力传递装置，差动减速单元的第一旋转要素被连接到与发动机输出轴连接的第一输入轴和第二输入轴中的一方并连接到电动机，并且第二旋转要素通过设置在第一输入轴上的第一齿轮组的齿轮和设置在第二个齿轮组上的第二齿轮组的齿轮中的一方以及第三齿轮组的齿轮连接到输出/输入轴。由于这个原因，电动机的动力能够辅助内燃机的动力，并且合成动力能够从差动减速单元的第一旋转要素通过第二旋转要素传递到输出/输入轴。因此，与相关技术的动力分配式传动装置相比，可以无需新补充电动机而提高车辆安装能力。
当内燃机暂停时，可以通过电动机对内燃机进行点火。
动力传递装置是所谓的双离合器式变速器，具有通过第一断接单元与发动机输出轴选择性地联结的第一输入轴，和通过第二断接单元与发动机输出轴选择性地联结的第二输入轴。因此，可以在整个区域内进行电动机的助力或再生，并且可以很容易地改变EV行驶、内燃机行驶和电动机助力行驶。
当通过电动机进行EV行驶时，断开第一断接单元和第二断接单元而驱动电动机，使得可以进行电动机行驶而没有内燃机的拖曳。
第三旋转要素连接到锁定机构，因此第三旋转要素被锁定使得可以通过差动减速单元获得大的减速传动比，可以减小动力传递装置的尺寸。
通过(2)中说明的用于混合动力车的动力传递装置，第一输入轴和第二输入轴中的另一方通过惰轮轮系连接到发动机输出轴，因此可以通过惰轮轮系进行换挡。
通过(3)中说明的用于混合动力车的动力传递装置，差动减速单元是行星齿轮型减速单元，所以差动减速单位可以有简单的结构。此外，由于锁定机构可以与行星齿轮型减速单元相邻设置并且行星架可以用于减速，这对于一速行驶是有利的。
通过(4)中说明的用于混合动力车的动力传递装置，电动机的至少一部分被设置为与差动减速单元在轴向上重叠，使得电动机的内径侧空间可以得到有效的利用，并且可以减小动力传递装置在轴向方向的长度。
通过(5)中说明的用于混合动力车的动力传递装置，锁定机构是制动器或者包括制动单元，使得第三旋转要素可以被锁定。通过锁定第三旋转要素，可以实现共线图上的零点固定，使得能够使用传动比来传递内燃机的动力。
通过(6)中说明的混合动力汽车动力传递装置，锁定机构是包括制动单元的单向离合器，该单向离合器被配置为在第三旋转要素未被制动单元锁定的情况下，选择性地设置是否允许第三旋转元素的正转方向的旋转，或是否允许第三旋转元素的反转方向的旋转。因此，能够以机械的方式锁定旋转许可方向和相反方向的旋转。
通过(7)中说明的混合动力车的动力传递装置，内燃机和电动机与第一输入轴同轴设置。因此，在径向具有大尺寸的部件被同轴设置，可以改善动力传递装置的车辆安装能力。
第一旋转要素连接到第一输入轴，使得可以通过设置在第一输入轴中的第一齿轮组的齿轮进行EV行驶。
通过(8)中说明的用于混合动力车的动力传递装置，第一输入轴作为奇数级输入轴且第二输入轴作为偶数档输入轴而构成双离合器型变速器。在此情况下，通过切换第一断接单元和第二断接单元而在偶数档和奇数档之间进行换档，使得连接和断开离合器所需的时间得以缩短。因此，可以抑制换挡冲击。即，由于在通常的连续换档中顺序地替换奇数档和偶数档，诸如一速，二速，三速，和四速，可以通过在未用于行驶的输入轴上进行预换档而缩短时间，使得可以即刻响应驾驶员的加速开始命令。
通过(9)说明的用于混合动力车的动力传递装置，锁定机构和第一同步装置被适当地控制，使得可以根据情况进行适当的驾驶。
通过(10)说明的用于混合动力车的动力传递装置，电动机反转以进行倒车行驶，并且不设置倒车齿轮。因此，可以减小动力传递装置的尺寸。即使设置倒车齿轮，在内燃机低效的起动/低速区域中也通过电动机进行倒车行驶，使得可以改善油耗。
通过(11)说明的用于混合动力车的动力传递装置，内燃机与第一输入轴同轴设置，并且电动机与第二输入轴同轴设置。因此，当第一输入轴在轴向的尺寸受限制时，可以减小第一输入轴在轴向的尺寸。
通过(12)和(13)说明的用于混合动力车的动力传递装置，第一输入轴作为奇数档或者偶数档输入轴且第二输入轴作为偶数档或者奇数档输入轴而构成双离合器型变速器。在此情况下，通过切换第一断接单元和第二断接单元而在偶数档和奇数档之间进行换档，使得连接和断开离合器所需的时间得以缩短。因此，可以抑制换挡冲击。另外，如果电动机与第二输入轴同轴设置并且把第一输入轴设置为针对奇数档的输入轴，则通过在第一输入轴上设置一速齿轮对，可以实现仅由内燃机提供动力的一速行驶，使得即使电动机出故障也可以进行行驶。
通过(14)说明的用于混合动力车的动力传递装置，第三齿轮组的齿轮与倒车驱动齿轮啮合，使得没有必要设置倒车从动齿轮。因此，可以减小尺寸和重量。
通过(15)说明的用于混合动力车的动力传递装置，当倒车行驶时，可以通过差动减速单元获得大的传动比。
通过(16)说明的用于混合动力车的动力传递装置，可以在进行EV行驶的同时进行内燃机起动。
通过(17)说明的用于混合动力车的动力传递装置，可以在进行EV行驶的同时起动内燃机之后，顺利地进行内燃机行驶。
通过(18)说明的用于混合动力车的动力传递装置，当蓄电设备的SOC低时不运行车辆也能对蓄电设备进行充电。
通过(19)说明的用于混合动力车的动力传递装置，空调器的压缩机和油泵可以由内燃机或者电动机提供动力，使得不需要诸如电动空调的附加设备。
通过(20)说明的用于混合动力车的动力传递装置，可以把电动机的动力添加到倒车行驶。
通过(21)说明的用于混合动力车的动力传递装置，司机踩下制动踏板时也可以驱动空调器的压缩机。
通过(22)说明的用于混合动力车的动力传递装置，在EV固定模式中，可以抑制由AMT换挡引起的换档冲击。
通过(23)说明的用于混合动力车的动力传递装置，能够可靠地起动内燃机。
附图说明
图1是示意地示出根据本发明的第一实施方式的用于混合动力车的动力传递装置的图，并且是沿着图2的I-I线截取的视图。
图2是示出图1的动力传递装置的传递机构的关系的说明图。
图3是用于说明动力供应***的图。
图4是当车辆停止时的图，图4的(a)是速度图，图4的(b)是示出动力传递装置的扭矩传递状况的图。
图5是车辆起动时的图，图5的(a)是速度图，图5的(b)是示出动力传递装置的扭矩传递状况的图。
图6是一档模式助力时的图，图6的(a)是速度图，图6的(b)是示出动力传递装置的扭矩传递状况的图。
图7的(a)是示出一档模式下的动力传递装置的扭矩传递状况的图，图7的(b)是示出二档一档后模式下的动力传递装置的扭矩传递状况的图。
图8是二档一档后模式助力时的图，图8的(a)是速度图，图8的(b)是示出动力传递装置的扭矩传递状况的图。
图9是二档模式(离合器双卡紧(clutch double clamp))助力时的图，图9的(a)是速度图，图9的(b)是示出动力传递装置的扭矩传递状况的图。
图10是二档三档预备模式助力时的图，图10的(a)是速度图，图10的(b)是示出动力传递装置的扭矩传递状况的图。
图11的(a)是示出二档模式下的动力传递装置的扭矩传递状况的图，图11的(b)是示出三档二档后模式下的动力传递装置的扭矩传递状况的图。
图12是三档模式助力时的图，图12的(a)是速度图，图12的(b)是示出动力传递装置的扭矩传递状况的图。
图13的(a)是示出三档模式下的动力传递装置的扭矩传递状况的图，图13的(b)是示出四档三档后模式下的动力传递装置的扭矩传递状况的图。
图14是四档三档后模式助力时的图，图14的(a)是速度图，图14的(b)是示出动力传递装置的扭矩传递状况的图。
图15是四档模式(离合器双卡紧)助力时的图，图15的(a)是速度图，图15的(b)是示出动力传递装置的扭矩传递状况的图。
图16是四档五档预备模式助力时的图，图16的(a)是速度图，图16的(b)是示出动力传递装置的扭矩传递状况的图。
图17的(a)是示出四档模式下的动力传递装置的扭矩传递状况的图，图17的(b)是示出五档四档后模式下的动力传递装置的扭矩传递状况的图。
图18是五档模式助力时的图，图18的(a)是速度图，图18的(b)是示出动力传递装置的扭矩传递状况的图。
图19是一档EV模式下的图，图19的(a)是速度图，图19的(b)是示出动力传递装置的扭矩传递状况的图。
图20是三档EV模式下的图，图20的(a)是速度图，图20的(b)是示出动力传递装置的扭矩传递状况的图。
图21是五档EV模式下的图，图21的(a)是速度图，图21的(b)是示出动力传递装置的扭矩传递状况的图。
图22示出EV行驶中的控制的示例。
图23示出图22中的EV固定模式下的控制的示例。
图24示出EV行驶中的控制的示例。
图25示出图24中的EV固定模式下的控制的示例。
图26是从EV行驶起动发动机时的流程图。
图27的(a)是速度图，图27的(b)是示出在发动机起动的同时进行极低速的行驶时，动力传递装置的扭矩传递状况的图。
图28的(a)是速度图，图28的(b)是示出怠速充电时的动力传递装置的扭矩传递状况的图。
图29是例示第一实施方式的动力传递装置中各个模式之间的变化的说明图。
图30是示出第一实施方式的动力传递装置的车辆状态、以及离合器、换档拨叉、制动器、电动机和发动机的状态的图。
图31是示意地示出根据本发明的第二实施方式的用于混合动力车的动力传递装置的图。
图32是示意地示出根据本发明的第三实施方式的用于混合动力车的动力传递装置的图。
图33是示意地示出根据本发明的第四实施方式的用于混合动力车的动力传递装置的图。
图34是示意地示出根据本发明的第五实施方式的用于混合动力车的动力传递装置的图。
图35是示意地示出根据本发明的第六实施方式的用于混合动力车的动力传递装置的图。
图36是示意地示出专利文献1中说明的用于混合动力车的动力传递装置的图。
具体实施方式
下面参照附图详细说明本发明的实施方式。
<第一实施方式>
图1示意地示出根据本发明的第一实施方式的用于混合动力车的动力传递装置1(在下文称为动力传递装置1)。动力传递装置1通过车辆(未示出)的驱动轴9和9驱动驱动轮DW和DW(被驱动部)。动力传递装置1包括用作驱动源的内燃机(在下文称为“发动机”)6、电动机(在下文称为“电动机”)7、向驱动轮DW和DW传递动力的变速器20、以及构成变速器20的一部分的差动减速单元30。
发动机6例如是汽油发动机。变速器20的第一离合器41(第一断接单元)和第二离合器(第二断接单元)连接到发动机6的曲轴6a(输出轴)。
电动机7是三相无刷DC电动机并且包含具有3n个电枢71a的定子71、和与定子71相对设置的转子72。每个电枢71a具有铁芯71b和缠绕在铁芯71b上的线圈71c。电枢71a固定在壳体(未示出)中并且绕着旋转轴在周向上大致以规则间隔设置。3n个线圈71c构成n组U相位、V相位和W相位的三相线圈。
转子72具有绕着旋转轴大致以规则间隔设置的n个永磁体72a。相邻的永磁体72a极性不同。固定对应的永磁体72b的固定部72b具有中空圆筒形状，由软磁材料制成(例如铁)。固定部72b设置在构成以下说明的差动减速单元30的行星齿轮机构31的齿圈35的外周，并且连接到行星齿轮机构31的太阳轮32。由此，转子72被配置为与构成差动减速单元30的行星齿轮机构31的太阳轮32一体地旋转。
差动减速单元30由单小齿轮型(single pinion type)行星齿轮机构31形成，具有太阳轮32(第一旋转要素)、与太阳轮32同轴设置而围绕太阳轮32的齿圈35(第三旋转要素)、与太阳轮32和齿圈35啮合的行星轮34、以及将行星轮34支承为能够自转和公转的行星架36(第二旋转要素)。由此，太阳轮32、齿圈35和行星架36进行差动旋转。
单向离合器61连接到齿圈35。单向离合器61被配置为选择性地允许齿圈35在任意方向上的旋转并且停止(锁定)齿圈35的旋转。单向离合器61包括电驱动的切换单元(制动单元)。当切换单元被驱动时，单向离合器61被投入三个状态，包括齿圈35被锁定的锁定状态、仅允许齿圈35在正转方向上旋转的单向状态、和仅允许齿圈35在反转方向上旋转的单向状态。即，当切换单元被驱动时，单向离合器61被锁定，并且被配置为当切换单元未被驱动时任意地选择固定方向和旋转允许方向。
变速器20是所谓的双离合器型变速器，其包括第一离合器41和第二离合器42、构成差动减速单元30的行星齿轮机构31、和以下说明的多个换档齿轮组。
具体地，变速器20包括设置在与发动机6的曲轴6a相同的轴线(旋转轴线A1)上的第一主轴11(第一输入轴)、第二主轴12和连接轴13；绕着与旋转轴线A1平行的旋转轴线B1自由旋转的副轴14(输出/输入轴)、绕着与旋转轴线A1平行的旋转轴线C1自由旋转的第一中间轴15、和绕着与旋转轴线A1平行的旋转轴线D1自由旋转的第二中间轴16(第二输入轴)。
在发动机6侧，第一离合器41连接到第一主轴11，并且在与发动机6相对的一侧，行星齿轮机构31的太阳轮32和电动机7的转子72装在第一主轴11上。由此，第一主轴11通过第一离合器41选择性地与发动机6的曲轴6a联结，并且直接连接到电动机7，使得发动机6和/或电动机7的动力被传递到太阳轮32。
第二主轴12形成为中空形状，比第一主轴11短。第二主轴12可相对旋转地设置为覆盖发动机6侧的主轴11的周围，并且由固定在壳体(未示出)上的轴承12a支撑。在发动机6侧，第二离合器42连接到第二主轴12，并且在与发动机6相对的一侧，驱动惰轮27a可一体旋转地装在第二离合器42上。由此，第二主轴12通过第二离合器42选择性地与发动机6的曲轴6a联结，使得发动机6的动力被传递到驱动惰轮27a。
连接轴13形成为中空形状，比第一主轴11短。连接轴13可相对地旋转地设置为覆盖发动机6侧的主轴11的周围，并且由固定在壳体(未示出)上的轴承13a支撑。在发动机6侧，三速驱动齿轮23a可一体旋转地装在连接轴13上，并且在与发动机6相对的一侧隔着轴承13a而装在发动机6上，行星齿轮机构31的行星架36可一体旋转地装在连接轴13上。由此，装在连接轴13上的行星架36和三速驱动齿轮23a通过行星轮34的公转而一体地旋转。
第一主轴11在装在连接轴13上的三速驱动齿轮23a和装在第二主轴12上的驱动惰轮27a之间具有相对于第一主轴11相对旋转的五速驱动齿轮25a、在三速驱动齿轮23a和五速驱动齿轮25a之间具有连接或者断开第一主轴11和三速驱动齿轮23a或者五速驱动齿轮25a的第一换档拨叉51(第一同步装置)。当第一换档拨叉51被置于三速连接位置时，第一主轴11和三速驱动齿轮23a连接并且一体地旋转。当第一换档拨叉51被置于五速连接位置时，第一主轴11和五速驱动齿轮25a一体地旋转。当第一换档拨叉51处于中性位置时，第一主轴11相对于三速驱动齿轮23a和五速驱动齿轮25a相对旋转。当第一主轴11和三速驱动齿轮23a一体地旋转时，装在第一主轴11上的太阳轮32和通过连接轴13连接到三速驱动齿轮23a的行星架36一体地旋转，并且齿圈35也一体地旋转。由此，行星齿轮机构31成为一体。
第一中间轴15被轴承15a和15b可旋转地支撑，轴承15a和15b的两端固定至壳体(未示出)。与装在第二主轴12上的驱动惰轮27a啮合的第一从动惰轮27b可一体旋转地装在第一中间轴15上。第一中间轴15在与绕平行设置的第一主轴11设置的三速驱动齿轮23a相应的位置处，具有相对于第一中间轴15相对旋转的倒车驱动齿轮28a。第一中间轴15还具有连接或者断开第一中间轴15和倒车驱动齿轮28a的倒车拨叉53。当倒车拨叉53被置于倒车连接位置时，第一中间轴15和倒车驱动齿轮28a一体地旋转。当倒车拨叉53处于中性位置时，第一中间轴15和倒车驱动齿轮28a相对地旋转。
第二中间轴16被轴承16a和16b可旋转地支撑，轴承16a和16b的两端固定到壳体(未示出)。与装在第一中间轴15上的第一从动惰轮27b啮合的第二从动惰轮27c可一体旋转地装在第二中间轴16上。第二从动惰轮27c与驱动惰轮27a和第一从动惰轮27b一起构成惰轮轮系27。第二中间轴16在与绕平行设置的第一主轴11设置的三速驱动齿轮23a和五速驱动齿轮25a相应的位置处，具有相对于第二中间轴16相对旋转的二速驱动齿轮22a和四速驱动齿轮24a。第二中间轴16在二速驱动齿轮22a和四速驱动齿轮24a之间还具有第二换档拨叉52(第二同步装置)，第二换档拨叉52连接或者断开第二中间轴16和二速驱动齿轮22a或者四速驱动齿轮24a。当第二换档拨叉52被置于二速连接位置时，第二中间轴16和二速驱动齿轮22a一体地旋转。当第二换档拨叉52被置于四速连接位置时，第二中间轴16和四速驱动齿轮24a一体地旋转。当第二换档拨叉52处于中性位置时，第二中间轴16相对于二速驱动齿轮22a和四速驱动齿轮24a相对地旋转。
副轴14被轴承14a和14b可旋转地支撑，轴承14a和14b的两端固定到壳体(未示出)。第一公共从动齿轮23b、第二公共从动齿轮24b和末级齿轮26a从发动机6的相反侧起按顺序可一体旋转地装在副轴14上。
第一公共从动齿轮23b与装在连接轴13上的三速驱动齿轮23a啮合，并且与三速驱动齿轮23a一起构成三速齿轮对23。第一公共从动齿轮23b还与设置在第二中间轴16中的二速驱动齿轮22a啮合并且与二速驱动齿轮22a一起构成二速齿轮对22。第一公共从动齿轮23b还与设置在第一中间轴15中的倒车驱动齿轮28a啮合并且与倒车驱动齿轮28a一起构成倒车齿轮对28。第二公共从动齿轮24b与设置在第一主轴11中的五速驱动齿轮25a啮合并且与五速驱动齿轮25a一起构成五速齿轮对25。第二公共从动齿轮24b还与设置在第二中间轴16中的四速驱动齿轮24a啮合并且与四速驱动齿轮24a一起构成四速齿轮对24。
末级齿轮26a与差动齿轮结构8啮合，并且差动齿轮结构8通过驱动轴9和9连接到驱动轮DW和DW。由此，传递到副轴14的动力从末级齿轮26a输出到差动齿轮结构8、驱动轴9和9以及驱动轮DW和DW。
因此，变速器20被配置为作为奇数档的三速驱动齿轮23a和五速驱动齿轮25c设置在作为两个输入轴中的一个输入轴的第一主轴11上，行星齿轮机构31的太阳轮32连接到第一主轴11，并且作为偶数档的二速驱动齿轮22a和四速驱动齿轮24a设置在作为两个输入轴中的另一个输入轴的第二中间轴16上。
如上构成的动力传递装置1被配置为变速器20沿着旋转轴线A1设置在发动机6和电动机7之间，并且电动机7具有环形形状而围绕行星齿轮机构30的外侧。具体地，构成电动机7的转子72、定子71或者绕在定子71上的线圈71c(交叉绕组部)的至少一部分被设置为在轴向上与行星齿轮机构31重叠。
对于第一换档拨叉51、第二换档拨叉52和倒车拨叉53，例如可以使用牙嵌式离合器，诸如犬齿式离合器。在本实施方式中，使用具有与待连接的轴或者待连接的轴和齿轮的公转匹配的同步机构的离合机构。
通过上述结构，本实施方式的用于混合动力车的动力传递装置1具有以下第一到第四传动路径。
(1)第一传动路径是这样一种传动路径，其中发动机6的曲轴6a通过第一主轴11、行星齿轮机构31的太阳轮32、行星架36、连接轴13、三速齿轮对23(三速驱动齿轮23a和第一公共从动齿轮23b)、副轴14、末级齿轮26a、差动齿轮机构8以及驱动轴9和9连接到驱动轮DW和DW。作为差动减速单元的行星齿轮机构31的减速传动比被设置为通过该第一传动路径传递的扭矩对应于一速。
(2)第二传动路径是这样一种传动路径，其中发动机6的曲轴6a通过第二主轴12、惰轮轮系27(驱动惰轮27a、第一从动惰轮27b和第二从动惰轮27c)、第二中间轴16、二速齿轮对22(二速驱动齿轮22a和第一公共从动齿轮23b)或者四速齿轮对24(四速驱动齿轮24a和第二公共从动齿轮24b)、副轴14、末级齿轮26a、差动齿轮机构8以及驱动轴9和9连接到驱动轮DW和DW。
(3)第三传动路径是这样一种传动路径，其中发动机6的曲轴6a通过第一主轴11、三速齿轮对23(三速驱动齿轮23a和第一公共从动齿轮23b)或者五速齿轮对25(五速驱动齿轮25a和第二公共从动齿轮24b)、副轴14、末级齿轮26a、差动齿轮机构8以及驱动轴9和9连接到驱动轮DW和DW。
(4)第四传动路径是这样一种传动路径，其中电动机7通过行星齿轮机构31、三速齿轮对23(三速驱动齿轮23a和第一公共从动齿轮23b)或者五速齿轮对25(五速驱动齿轮25a和第二公共从动齿轮24b)、副轴14、末级齿轮26a、差动齿轮机构8以及驱动轴9和9连接到驱动轮DW和DW。
本实施方式的动力传递装置1具有电力供应***2，如图3所示，其在动力传递装置1和电动机7之间传输电力。电力供应***具有蓄电设备，诸如二次电池。作为蓄电设备，使用电池3。此外，电容器可以用作蓄电设备。电池3和电动机7通过逆变器4相互连接。另外，还设置了电池充电器5，作为插件机构，用于使得可以从诸如家用电源的外部充电装置对电池3充电。因此，具有动力传递装置1的混合动力车是插件型混合动力电动车辆。除了供电设备之外，电力供应***2还可以包括燃料电池***(未示出)。该燃料电池***是这样一种***，其中通过氢和氧的反应获得电动势，并且可以向电动机供应所产生的电力或者可以在蓄电设备中充入所产生的电力。
接着，说明车辆的控制***。设置了作为控制器的电子控制设备(未示出)。该电子控制设备接收各种传感器或者开关的检测信号，例如加速请求、制动请求、发动机转速、第一主轴11和第二主轴12的转速和副轴12的转速等，并且输出用于控制发动机6的信号、用于控制电动机7的信号、指示电力供应***2的发电状态、充电状态和放电状态的信号、用于控制第一换档拨叉51、第二换档拨叉52和倒车拨叉53的信号、用于控制单向离合器61的切换单元的信号等。
下面，说明动力传递装置1的控制。在以下说明中，除非明确限定，假设第一离合器41和第二离合器42断开，第一拨叉51、第二拨叉52和倒车拨叉53位于中性位置，并且单向离合器61处于允许一个方向上的旋转的单向状态(OWC锁定关)。在下文中，该状态称为初始状态。单向离合器61的锁定状态包括在：齿圈35被机械地锁定以在与旋转允许方向相反的方向上旋转齿圈35的情况；和齿圈35在旋转允许方向上的旋转被切换单元锁定的情况。在以下的说明中，为了简化，假设不区分这两种情况。
首先，在动力传递装置1中，将说明车辆停止的状态，即，点火(ignition)“关”(IG_OFF)。
在点火是“关”的状态下，如图4的(a)所示，发动机6和电动机7停止，不产生扭矩。此时，动力传递装置1处于初始状态。
在此状态下，如果点火“开”(IG_ON)并且驱动电动机7(在正转方向上施加扭矩)而连接第一离合器41，则如图5b所示，连接到转子72的行星齿轮机构31的太阳轮32在正转方向上旋转。此时，由于单向离合器61未被锁定，齿圈35在反转方向上旋转。由此，电动机扭矩不传递到行星架36并且车辆停止。电动机扭矩从与太阳轮32一体地旋转的第一主轴11传递到发动机6的曲轴6a，从而转动曲轴6a而起动发动机6(停止期间的发动机起动)。
在发动机起动之后，如果连接第一离合器41并且在单向离合器61被锁定的状态下增大发动机扭矩，则传递到太阳轮32的发动机扭矩减速传递到行星架36。接着，如图7的(a)所示，发动机扭矩通过经由三速齿轮对23的第一传动路径传递到驱动轮DW和DW，从而进行一速行驶(一档模式)。图7的(a)的状态称为一档模式。
图6的(a)和图6的(b)示出在一档模式的行驶期间电动机7进行助力的情况。在图6的速度图中，电动机7的停止位置是0，上部表示正转方向，下部表示反转方向，太阳轮32用“S”标记，行星架36用“C”标记，并且齿圈35用“R”标记。这也适用于以下说明的速度图。图6的(b)是示出扭矩传递状况的图。带阴影线的粗箭头表示扭矩的流动。并且箭头中的阴影线对应于各个速度图中表示扭矩的箭头中的阴影线。电动机7的正转方向是指通过驱动轴9和9向驱动轮DW和DW传递前进方向的扭矩的方向，反转方向是指通过驱动轴9和9向驱动轮DW和DW传递后退方向的扭矩的方向。
在一档模式的行驶期间，如果驱动电动机7以在正转方向上施加电动机扭矩，则电动机扭矩被减速而从太阳轮32传递到行星架36，接着通过经由三速齿轮对23的第四传动路径传递到驱动轮DW和DW。换句话说，发动机扭矩和电动机扭矩被传递到太阳轮32，并且合成扭矩被传递到驱动轮DW和DW。同时，也可以不驱动电动机7，再生扭矩在反转方向上施加到电动机7，使得在一档模式的行驶期间可以由电动机7进行充电。
随后，说明当一速行驶被升档到二速行驶时的控制。首先，在图7的(a)的一档模式状态下，第二换档拨叉52从中性位置置于二速连接位置(一档二档预备模式)。在下文，该状态称为一档二档预备模式。在此状态下，驱动电动机7以在正转方向上施加电动机扭矩，或者在反转方向上施加再生扭矩，可以由电动机7进行助力或者充电。接着，改变第一离合器41和第二离合器42的连接状态，即，断开第一离合器41并且连接第二离合器42，使得如图7的(b)所示，发动机扭矩通过经由二速齿轮对22的第二传动路径传递到驱动轮DW和DW。由此，进行二速行驶(二档一档后模式)。在下文，图7的(b)的状态称为二档一档后模式。
图8的(a)和图8的(b)示出二档一档后模式的行驶期间电动机7进行助力的情况。在此状态下，驱动电动机7以在正转方向上施加电动机扭矩，使得扭矩被输入到太阳轮32。接着，电动机扭矩被减速而从太阳轮32传递到行星架36，接着通过经由三速齿轮对23的第四传动路径传递到驱动轮DW和DW。同时，也可以不驱动电动机7，在反转方向上对电动机7施加再生扭矩，使得电动机7可以进行充电。
在二档一档后模式中，如图11的(a)所示，如果单向离合器61被解锁，则执行二档模式。在二档模式中，第一离合器41被断开并且单向离合器61被解锁，因此太阳轮32和齿圈35空转，并且电动机7被断开。
在二档模式中，除了图11的(a)所示的示例，也可以代替一档二档预备模式中第一离合器41和第二离合器42的连接状态的改变，而在第一离合器41被连接的同时解锁单向离合器61并且连接第二离合器42。
图9的(a)和图9的(b)示出在二档模式的行驶期间电动机7进行助力的情况，其中第一离合器41和第二离合器42均被连接(离合器双卡紧)。在此状态下，驱动电动机7以在正转方向上施加电动机扭矩，使得扭矩被输入到太阳轮32。接着，电动机扭矩被减速而从太阳轮32传递到行星架36，接着通过经由三速齿轮对23的第四传动路径传递到驱动轮DW和DW。同时，可以不驱动电动机7，再生扭矩在反转方向上施加到电动机7，使得可以由电动机7进行充电。当第一离合器41和第二离合器42两者均被连接时，太阳轮32转换为二速减速比，并且行星架36转换为三速减速比，因此在行星齿轮机构31中发生图9的(a)所示的预定差动旋转。
随后，说明当二速行驶被升档到三速行驶时的控制。首先，在图11的(a)所示的二档模式中，第一换档拨叉51被从中性位置置于三速连接位置(二档三档预备模式)。在下文，该状态称为二档三档预备模式。
图10的(a)和图10的(b)示出在二档三档预备模式的行驶期间电动机7进行助力的情况。如上所述，第一换档拨叉51置于三速连接位置，使得行星齿轮机构31一体地旋转。由此，驱动电动机7以在正转方向上施加电动机扭矩，使得电动机扭矩不经减速而原样地通过经由三速齿轮对23的第四传动路径传递到驱动轮DW和DW。同时，也可以不驱动电动机7，再生扭矩在反转方向上施加到电动机7，使得可以由电动机7进行充电。
接着，改变第一离合器41和第二离合器42的连接状态，即，断开第二离合器42并且连接第一离合器41，使得如图11的(b)所示，发动机扭矩通过经由三速齿轮对23的第三传动路径传递到驱动轮DW和DW。由此，进行三速行驶(三档二档后模式)。在下文，图11的(b)的状态称为三档二档后模式。在该状态下，驱动电动机7以在正转方向上施加电动机扭矩，或者在反转方向上施加再生扭矩，使得电动机7可以进行助力或者充电。
接着，在三档二档后模式中，如图13的(a)所示，把第二换档拨叉52从二速连接位置置于中性位置，使得进行三档模式。
图12的(a)和图12的(b)示出在三档模式的行驶期间电动机7进行助力的情况。在此状态下，驱动电动机7以在正转方向上施加电动机扭矩，使得电动机扭矩不经减速而原样地通过经由三速齿轮对23的第四传动路径传递到驱动轮DW和DW。同时，也可以不驱动电动机7，再生扭矩在反转方向上施加到电动机7，使得在三档模式的行驶期间可以由电动机7进行充电。
随后，说明当三速行驶被升档到四速行驶时的控制。首先，在图13的(a)所示的三档模式中，将第二换档拨叉52从中性位置置于四速连接位置(三档四档预备模式)。在下文，该状态称为三档四档预备模式。在此状态下，驱动电动机7以在正转方向上施加电动机扭矩，或者在反转方向上施加再生扭矩，从而电动机7可以进行助力或者充电。接着，改变第一离合器41和第二离合器42的连接状态，即，断开第一离合器41并且连接第二离合器42，从而如图13的(b)所示，发动机扭矩通过经由四速齿轮对24的第二传动路径传递到驱动轮DW和DW。由此，进行四速行驶(四档三档后模式)。在下文，图13的(b)的状态称为四档三档后模式。
图14的(a)和图14的(b)示出在四档三档后模式的行驶期间电动机7进行助力的情况。在此状态下，驱动电动机7以在正转方向上施加电动机扭矩，使得电动机扭矩原样地通过经由三速齿轮对23的第四传动路径传递到驱动轮DW和DW。同时，可以不驱动电动机7，在反转方向上对电动机7施加再生扭矩，从而在四档三档后模式的行驶期间可以由电动机7进行充电。
接着，在四档三档后模式中，如图17的(a)所示，把第一换档拨叉51从三速连接位置置于中性位置，从而进行四档模式。在四档模式中，断开第一离合器41并且连接单向离合器61，使得太阳轮32和齿圈35空转，并且电动机7被断开。
在四档模式中，除了图17的(a)所示，也可以代替在三档四档预备模式中改变第一离合器41和第二离合器42的连接状态，而在连接第一离合器41的同时连接第二离合器42。
图15的(a)和图15的(b)示出在四档模式的行驶期间电动机7进行助力的情况，其中第一离合器41和第二离合器42都被连接(离合器双卡紧)。在此状态下，驱动电动机7以在正转方向上施加电动机扭矩，使得电动机扭矩被输入太阳轮32。接着，电动机扭矩增速而从太阳轮32传递到行星架36，接着通过经由三速齿轮对23的第四传动路径传递到驱动轮DW和DW。同时，可以不驱动电动机7，在反转方向上对电动机7施加再生扭矩，使得在四档模式的行驶期间可以由电动机7进行充电。当第一离合器41和第二离合器42两者均被连接时，太阳轮32转换为四速减速比，并且行星架36转换为三速减速比，因此在行星齿轮机构31中发生图15的(a)中所示的预定差动旋转。
随后，说明当四速行驶被升档到五速行驶时的控制。首先，在图17的(a)所示的四档模式中，把第一换档拨叉51从中性位置置于五速连接位置(四档五档预备模式)。在下文，该状态称为四档五档预备模式。
图16的(a)和图16的(b)示出在四档五档预备模式的行驶期间电动机7进行助力的情况。在此状态下，驱动电动机7以在正转方向上施加电动机扭矩，使得电动机扭矩被输入太阳轮32。接着，电动机扭矩增速而从太阳轮32传递到行星架36，接着通过经由五速齿轮对25的第四传动路径传递到驱动轮DW和DW。同时，可以不驱动电动机7，在反转方向上对电动机7施加再生扭矩，使得在四档五档预备模式的行驶期间可以由电动机7进行充电。在此状态下，太阳轮32转换为五速减速比，并且行星架36转换为三速减速比，因此在行星齿轮机构31中发生图16的(a)中所示的预定差动旋转。
接着，改变第一离合器41和第二离合器42的连接状态，即，断开第二离合器42并且连接第一离合器41，从而如图17的(b)所示，发动机扭矩通过经由五速齿轮对25的第三传动路径传递到驱动轮DW和DW。由此，进行五速行驶(五档四档后模式)。在下文，图17的(b)的状态称为五档四档后模式。在该状态下，驱动电动机7以在正转方向上施加电动机扭矩，或者在反转方向上施加再生扭矩，从而电动机7可以进行助力或者充电。
接着，在五档四档后模式中，把第二换档拨叉52从四速连接位置置于中性位置，从而进行五档模式。
图18的(a)和图18的(b)示出在五档模式的行驶期间电动机7进行助力的情况。在此状态下，驱动电动机7以在正转方向上施加电动机扭矩，使得电动机扭矩增速而从太阳轮32传递到行星架36，接着通过经由三速齿轮对23的第四传动路径传递到驱动轮DW和DW。同时，可以不驱动电动机7，在反转方向上对电动机7施加再生扭矩，使得在五档模式的行驶期间可以由电动机7进行充电。
在此状态下，太阳轮32转换为五速减速比，并且行星架36转换为三速减速比，因此在行星齿轮机构31中发生图18的(a)中所示的预定差动旋转。
接着，将说明动力传递装置1中的倒车行驶。
车辆的倒车行驶包括使用发动机6的情况和通过EV行驶进行倒车行驶的情况。在本实施方式中，对使用发动机6的情况进行说明。通过EV行驶进行的倒车行驶的说明将在下面与EV行驶的说明一起进行。
通过在初始状态下将倒车拨叉53置于倒车连接位置以连接第二离合器42，来实现仅使用发动机6的扭矩的倒车行驶。由此，发动机6的扭矩通过第二主轴12、驱动惰轮27a、第一从动惰轮27b、第一中间轴15、倒车齿轮对28(倒车驱动齿轮28a和第一公共从动齿轮23b)、副轴14、末级齿轮26a、差动齿轮机构8和驱动轴9和9传递到驱动轮DW和DW。此时，第一离合器41被断开并且单向离合器61被解锁，因此太阳轮32和齿圈35空转，并且电动机7被断开。
下面将说明EV行驶。
动力传递装置1包括3个EV行驶模式。
第一EV行驶是一档EV模式，其中在初始状态下锁定单向离合器61(OWC锁定开)。
在此状态下，如果驱动电动机7(在正转方向上施加扭矩)，则如图19的(a)所示，连接到转子72的行星齿轮机构31的太阳轮32在正转方向上旋转。此时，如图19的(b)所示，由于第一离合器41和第二离合器42被断开，传递到太阳轮32的动力不从第一主轴11传递到发动机6的曲轴6a。接着，由于单向离合器61被锁定，电动机扭矩减速而从太阳轮32传递到行星架36，接着通过经由三速齿轮对23的第四传动路径传递到驱动轮DW和DW。
通过在反转方向上驱动电动机7以在反转方向上施加电动机扭矩来进行一档EV模式的倒车行驶。
第二EV行驶是三档EV模式，其中在初始状态下，把第一换档拨叉51从中性位置置于三速连接位置。如上所述，第一换档拨叉51置于三速连接位置，使得行星齿轮机构31成为一体。
在此状态下，如果驱动电动机7(在正转方向上施加扭矩)，则如图20的(a)所示，连接到转子72的行星齿轮机构31一体地在正转方向上旋转。此时，由于第一离合器41和第二离合器42被断开，传递到太阳轮32的动力不从第一主轴11传递到发动机6的曲轴6a。接着，电动机扭矩不经减速而通过经由三速齿轮对23的第四传动路径传递到驱动轮DW和DW。
通过在反转方向上驱动电动机7以在反转方向上施加电动机扭矩，来进行三档EV模式中的倒车行驶。
第三EV行驶是五档EV模式，其中在初始状态下，把第一换档拨叉51从中性位置置于五速连接位置。
在此状态下，如果驱动电动机7(在正转方向上施加扭矩)，则如图21的(a)所示，连接到转子72的行星齿轮机构31的太阳轮32在正转方向上旋转。此时，如图21的(b)所示，由于第一离合器41和第二离合器42被断开，传递到太阳轮32的动力不从第一主轴11传递到发动机6的曲轴6a。接着，电动机扭矩增速而从太阳轮32传递到行星架36，然后通过经由五速齿轮对25的第四传动路径传递到驱动轮DW和DW。通过在反转方向上驱动电动机7以在反转方向上施加电动机扭矩，来进行五档EV模式的倒车行驶。
以上EV行驶模式(一档EV模式、三档EV模式和五档EV模式)之间的换档是通过锁定单向离合器61并操作第一换档拨叉51而进行的AMT换档。例如，在从图19的(b)的一档EV模式升档到图20的(b)的三档EV模式的过程中，电动机的扭矩减速，在解除单向离合器60的锁定之后调节电动机的转速，并且将第一换档拨叉51置于三速连位置。
在本实施方式中，根据电池3的SOC来选择EV换档模式或者三速EV固定模式，其中在EV换档模式中，在一档EV模式中起动之后进行三速行驶或者五速行驶，在三速EV固定模式中，在三档EV模式中进行起动和行驶。
如图22所示，在此控制中，首先，检测电池3的SOC是否为阈值以上(S1)。当电池3的SOC为阈值以上时，选择三速EV固定模式并且在三档EV模式中进行EV起动和行驶(S2)。由此，由此，实现宽范围的行驶而无需换档操作，即，没有AMT换档引起的换档冲击。另外，当电池3的SOC低于阈值时，选择EV换档模式并且在一档EV模式中进行起动(S3)。
此外，即使选择了EV固定模式时，也可以切换到EV换档模式。此情况的示例在图23中示出。在此控制中，首先，检测电池3的SOC是否为阈值以上(S4)。当电池3的SOC为阈值以上时，继续EV固定模式(S5)。当电池3的SOC低于阈值时，比较电动机7的转速与发动机6的起动转速(S6)。当比较结果为电动机7的转速低于发动机6的起动转速时，执行降档(S7)，以起动发动机6。
此外，EV换档模式和EV固定模式可以被设置为可通过驾驶员的切换操作来选择。在此情况下，如图24所示，检测是否选择了EV换档(S8)。当选择了EV换档模式时，在一档EV模式中进行起动(S9)。当未选择EV换档模式时，在三档EV模式中进行EV起动(S10)。
此外，即使选择了EV固定模式时，也可以切换到EV换档模式。在此情况下，如图25所示，检测是否选择了EV换档模式(S11)。当检测结果为未选择EV换档模式时，继续EV固定模式(S12)。当选择了EV换档模式时，比较电动机7的转速与发动机6的起动转速(S13)。当比较结果为电动机7的转速低于发动机6的起动转速时，执行降档(S14)，使得发动机6总是准备好起动。
接着，将参照图26的流程图说明在三档EV模式下从极低速EV行驶起动发动机的情况。
首先，在图20的(a)和图20的(b)所示的三档EV模式的行驶期间，提取电动机7的扭矩并且把置于三速连接位置的第一换档拨叉51置于中性位置(S1)。随后，连接第一离合器41(S2)，并且转动曲轴6a以起动发动机6(S3)。此时，如图27的(a)和27的(b)所示，太阳轮32在正转方向上旋转，并且齿圈35在反转方向上旋转。小量的扭矩传递到行星架36，使得进行极低速行驶。随后，断开第一离合器41(S4)，并且电动机扭矩增速而在正转方向上旋转齿圈35(S5)。接着，锁定单向离合器61并且连接第一离合器41(S6)。由此，可以把三档EV模式的行驶改变为图6的(a)和图6的(b)所示的一速行驶(一档模式助力)(S7)。
代替连接第一离合器41以起动发动机6，也可以连接第二离合器42并且把第二换档拨叉52置于二速连接位置或者四速连接位置，由此起动发动机6。
类似地，可以在一档EV模式和五档EV模式中起动发动机。
接着，将说明车辆停止(怠速)的同时进行充电的情况。
对于车辆停止(怠速)时的充电，连接第一离合器41以对发动机扭矩从怠速状态起进行增速，从而如图28的(a)和28的(b)所示，直接连接到太阳轮32的电动机7在正转方向上旋转，在反转方向上施加扭矩。由此，进行充电。此时，由于单向离合器61被解锁，没有扭矩被传递到行星架36。
尽管在上述实施方式中档位变化是逐档地进行的，但本发明不限于此。如图29和图30所示，可以根据车辆速度或者所需扭矩进行换档、助力或者充电。例如，通过在EV行驶期间起动发动机6并且对第二换档拨叉52进行预换档以在图9的(a)和图9的(b)所示的离合器41、42的双接合下进行二速行驶，顺利地进行从包括发动机起动的EV行驶到混合行驶的转换。另外，在奇数档行驶中，通过在发动机输出超过所要求的驱动力时在BSFC的底部轨迹中激活发动机并且使电动机7进行再生运转，可以改善油耗。
如上所述，根据本实施方式的动力传递装置1，行星齿轮机构31的太阳轮32连接到作为输入轴的第一主轴11，第一主轴11连接到发动机6的曲轴6a，并且太阳轮32连接到电动机7，行星架36通过三速齿轮对23连接到副轴14。为此，电动机7的扭矩可以对发动机6的扭矩进行助力，并且合成扭矩可以从行星齿轮机构31的太阳轮32通过行星架36传递到副轴16。因此，相比于相关技术的动力分配型动力传递装置，可以改善车辆安装能力而无需新增电动机。
当发动机6暂停时，可以通过电动机7对发动机6进行点火。
动力传递装置1是所谓的双离合器型变速器，其具有通过第一离合器41选择性地与发动机6的曲轴6a联结的、作为第一输入轴的第一主轴11，和通过第二离合器41选择性地与发动机6的曲轴6a联结的、作为第二输入轴的第二中间轴16。因此，可以在整个区域上通过电动机进行助力或者再生，并且可以容易地改变EV行驶、内燃机行驶和电动机助力行驶。
在通过电动机7进行的EV行驶期间，断开第一离合器41和第二离合器42并且驱动电动机7，使得可以进行电动机行驶而没有发动机6的拖曳。
齿圈35连接到可锁定的单向离合器61。因此，可以锁定齿圈35而得到行星齿轮机构31的大减速比，可以减小动力传递装置1的尺寸。
根据本实施方式的动力传递装置1，由行星齿轮机构31形成差动减速单元30，使得该差动减速单元可以具有简单的结构。另外，通过设置经由行星齿轮机构31对动力进行减速传递的路径，作为最低档位的一速的动力传动路径，可以省略一速齿轮，该一速齿轮由于相比于其他档位更大的扭矩传递量而在厚度和宽度上要求大空间以保持齿轮强度。在本实施方式中，由于通过行星齿轮机构31进行减速并且通过三速齿轮对23进行进一步的减速，因而可以获得所要求的传动比。
干式离合器或者湿式离合器均可用作第一离合器和41第二离合器42。当采用干式离合器时，相比于湿式离合器可以减少EV行驶中的拖曳损耗。
另外，本实施方式的动力传递装置1具有共啮(co-meshing)结构，其中第一公共从动齿轮23b与二速驱动齿轮22a以及三速驱动齿轮23a啮合，并且第二公共从动齿轮24b与四速驱动齿轮24a以及五速驱动齿轮25a啮合。因此，即使在未连接电动机7的奇数档行驶中，通过将第一换档拨叉51置于三速连接位置或者五速连接位置并且进行预换档，可以进行助力或者再生。另外，通过该共啮结构，第一主轴11上的第一换档拨叉51和第二中间轴16上的第二换档拨叉52可以对齐，使得可以通过使用凸轮机构的单个致动器切换第一换档拨叉51和第二换档拨叉52两者的连接。
另外，根据本实施方式的动力传递装置1，通过在换档之前连接(预换档)与使用中的档位所在的输入轴不同的输入轴上的档位，接着改变第一断接单元41和第二断接单元42的联结状态，可以直接换档而不会浪费时间。
此外，根据本实施方式的动力传递装置1，由于电动机7被设置在作为最高档位驱动齿轮的五速驱动齿轮25a的第一主轴11上，即使在高速行驶中，当需要更大的输出时，可以把电动机的输出追加到发动机的输出上，使得可以进一步增强车辆的驱动性。
根据本实施方式的动力传递装置1，构成电动机7的转子72、定子71或者绕在定子71上的线圈71c(交叉绕组部)的至少一部分被设置为在轴向上与行星齿轮机构31重叠。因此，电动机7的内径侧空间可以被有效利用，并且可以减小动力传递装置1在轴向上的长度。
根据本实施方式的动力传递装置1，锁定机构由可锁定的单向离合器61形成，从而能够以机械的方式对旋转允许方向和相反方向上的旋转进行锁定。
根据本实施方式的动力传递装置1，发动机6和电动机7与作为第一输入轴的第一主轴11同轴设置。因此，在径向上具有大尺寸的部件被同轴设置，从而能够改善动力传递装置1的车辆安装能力。
<第二实施方式>
下面，参照图31说明第二实施方式的用于混合动力车的动力传递装置。
根据本实施方式的用于混合动力车的动力传递装置1A具有与第一实施方式的动力传递装置1相同的结构，除了变速器具有不同的结构之外。因此，与第一实施方式的动力传递装置1相同的部分或者类似的部分用相同或者类似附图标记表示，并且其说明将被简化或者省略。
在本实施方式的变速器20A中，电动机7和行星齿轮机构31在与第一实施方式的变速器20不同的位置处连接。具体地，如图31所示，变速器20A被配置为作为奇数档位的三速驱动齿轮23a和五速驱动齿轮25a被设置在作为两个输入轴中的一个输入轴的第一主轴11上，作为偶数档位的二速驱动齿轮22a和四速驱动齿轮24a被设置在作为两个输入轴中的另一个输入轴的第二中间轴16上，并且行星齿轮机构31的太阳轮32与电动机7的转子72可一体旋转地相互连接。
由此，第一传动路径变为这样的传动路径，其中发动机6的曲轴6a通过惰轮轮系27、第二中间轴16、行星齿轮机构31的太阳轮32、行星架36、连接轴13、二速齿轮对22、副轴14、末级齿轮26a、差动齿轮机构8以及驱动轴9和9连接到驱动轮DW和DW。第四传动路径变为这样的传动路径，其中电动机7通过行星齿轮机构31、二速齿轮对22或者四速齿轮对24、副轴14、末级齿轮26a、差动齿轮机构8以及驱动轴9和9连接到驱动轮DW和DW。
用于混合动力车的动力传递装置1A具有与第一实施方式的用于混合动力车的动力传递装置1相同的优点。
另外，发动机6与作为第一输入轴的第一主轴11同轴设置，并且电动机7与作为第二输入轴的第二中间轴16同轴设置。因此，本实施方式适用于第一主轴11的轴向尺寸受限的情况，可以减小第一主轴11的轴向尺寸。此外，在本实施方式中，一速驱动齿轮可以设置在第一主轴11上并且与一速驱动齿轮啮合的一速从动齿轮可以设置在副轴14上。由此，即使电动机7出故障时也可以进行由发动机6提供动力的一速行驶。
<第三实施方式>
下面，参照图32说明第三实施方式的用于混合动力车的动力传递装置。
根据本实施方式的用于混合动力车的动力传递装置1B具有与第一实施方式的动力传递装置1相同的结构，除了变速器具有不同的结构之外。因此，与第一实施方式的动力传递装置1相同的部分或者类似的部分用相同或者类似附图标记表示，并且其说明将被简化或者省略。
在本实施方式的变速器20B中，电动机7、行星齿轮机构31和换档齿轮在与第一实施方式的变速器20不同的位置处连接。具体地，如图32所示，变速器20B被配置为作为偶数档位的二速驱动齿轮22a和四速驱动齿轮24a被设置在作为两个输入轴中的一个输入轴的第一主轴11上，作为奇数档位的三速驱动齿轮23a和五速驱动齿轮25a被设置在作为两个输入轴中的另一个输入轴的第二中间轴16上，并且行星齿轮机构31的太阳轮32与电动机7的转子72可一体旋转地相互连接。
由此，第一传动路径变为这样的传动路径，其中发动机6的曲轴6a通过第二主轴12、惰轮轮系27、第二中间轴16、行星齿轮机构31的太阳轮32、行星架36、连接轴13、三速齿轮对23、副轴14、末级齿轮26a、差动齿轮机构8以及驱动轴9和9连接到驱动轮DW和DW。第二传动路径变为这样的传动路径，其中发动机6的曲轴6a通过第一主轴11、二速齿轮对22或者四速齿轮对24、副轴14、末级齿轮26a、差动齿轮机构8以及驱动轴9和9连接到驱动轮DW和DW。
第三传动路径变为这样的传动路径，其中发动机6的曲轴6a通过第二主轴12、惰轮轮系27、第二中间轴16、三速齿轮对23或者五速齿轮对25、副轴14、末级齿轮26a、差动齿轮机构8以及驱动轴9和9连接到驱动轮DW和DW。
用于混合动力车的动力传递装置1B具有与第一实施方式的用于混合动力车的动力传递装置1相同的优点。
<第四实施方式>
下面，参照图33说明第四实施方式的用于混合动力车的动力传递装置。
根据本实施方式的用于混合动力车的动力传递装置1C具有与第一实施方式的动力传递装置1相同的结构，除了变速器具有不同的结构之外。因此，与第一实施方式的动力传递装置1相同的部分或者类似的部分用相同或者类似附图标记表示，并且其说明将被简化或者省略。
本实施方式的变速器20C还具有绕着与旋转轴线A1到D1平行的旋转轴线E1自由旋转的倒车轴17，并且倒车驱动齿轮28a被设置在倒车轴17上，在第一中间轴15上没有设置倒车驱动齿轮28a。
倒车轴17被轴承17a和17b可旋转地支撑，轴承17a和17b固定到壳体(未示出)。与装在第一中间轴15上的第一从动惰轮27b啮合的第三从动惰轮27d可一体旋转地装在倒车轴17上，并且倒车驱动齿轮28a设置在倒车轴17上而相对于倒车轴17相对旋转。第三从动惰轮27d与驱动惰轮27a和第一从动惰轮27b一起构成第二惰轮轮系27B。倒车轴17还具有倒车拨叉53，倒车拨叉53连接或者断开倒车轴17和倒车驱动齿轮28a。当倒车拨叉53置于倒车连接位置时，倒车轴17和倒车驱动齿轮28a一体地旋转。当倒车拨叉53处于中性位置时，倒车轴17和倒车驱动齿轮28a相对地旋转。
与设置在倒车轴17上的倒车驱动齿轮28a啮合的倒车从动齿轮28b在与第二主轴12连接的五速驱动齿轮25a和驱动惰轮27a之间装在第一主轴11上以与第一主轴11一体地旋转。倒车从动齿轮28b与倒车驱动齿轮28a构成倒车齿轮对28。
当由动力传递装置1C进行倒车行驶时，通过在初始状态下将倒车拨叉53置于倒车连接状态并且锁定单向离合器61以连接第二离合器42，来实现倒车行驶。由此，发动机6的扭矩通过第二主轴12、第二惰轮轮系27B(驱动惰轮27a、第一从动惰轮27b、和第三从动惰轮27d)、倒车齿轮对28(倒车驱动齿轮28a和第一公共从动齿轮23b)、第一主轴11、行星齿轮机构31的太阳轮32、行星架36、连接轴13、三速齿轮对23(三速驱动齿轮23a和第一公共从动齿轮23b)、副轴14、末级齿轮26a、差动齿轮机构8以及驱动轴9和9传递到驱动轮DW和DW。
构成停车锁定机构(未示出)的停车齿轮在第二公共从动齿轮24b和末级齿轮26a之间装在副轴14上以与副轴14一体地旋转。当图5的(b)所示通过电动机7起动发动机时，和如图28的(a)和图28的(b)所示的怠速期间充电时，停车齿轮29被停车锁定机构(未示出)锁定，使得即使施加了意外的驱动力时也能够可靠地防止将动力传递到驱动轮DW和DW。
本实施方式的用于混合动力车的动力传递装置1C具有与第一实施方式的用于混合动力车的动力传递装置1相同的优点。另外，在倒车行驶期间，可以增大传动比。此外，由于设置了停车齿轮29，从而即使在通过电动机7起动发动机时和在怠速期间充电时施加了意外的驱动力，也能够可靠地防止将动力传递到驱动轮DW和DW。
<第五实施方式>
下面，参照图34说明第五实施方式的用于混合动力车的动力传递装置。
根据本实施方式的用于混合动力车的动力传递装置1D具有与第四实施方式的动力传递装置1C相同的结构，除了变速器中包括的锁定机构具有不同的结构之外。因此，与第四实施方式的动力传递装置1D相同的部分或者类似的部分用相同或者类似附图标记表示，并且其说明将被简化或者省略。
本实施方式的变速器20D被配置为具有包括同步器机构的同步锁定装置62以取代单向离合器61，并且响应于来自电子控制设备(未示出)的信号而平滑地锁定齿圈35。
在动力传递装置1D中，还设置有空调器的压缩机67和油泵68。空调器的压缩机67和油泵68同轴设置在附属轴18上，之间隔着链条29。使第一主轴11旋转的发动机6和/或电动机7的动力被附属链轮19经由链条29传递到附属轴18。另外，在空调器的压缩机67和附属轴18之间还设置了A/C离合器65，使得可以切断之间的动力传递。
因此，通过旋转第一主轴11，可以通过倒车齿轮对28和链条29驱动空调器的压缩机67和油泵68。另外，通过将倒车拨叉53置于倒车连接位置，锁定同步锁定装置62，并且连接第二离合器42，来进行动力传递装置1D中的倒车行驶，正如针对动力传递装置1C所说明的那样。由于链条29被联结到倒车驱动齿轮28a，当驾驶员在踩下制动踏板的同时等待时，空调器的压缩机67和油泵68将停止。然而，在本实施方式中，当在搭接了倒车拨叉53的期间驾驶员踩下制动踏板等待时，通过暂时解除齿圈35的锁定，在不向驱动轮DW和DW输出动力的情况下驱动空调器的压缩机67，并且当驾驶员松开制动踏板时，再次锁定齿圈35。由此，可以在不向驱动轮DW和DW输出动力的情况下驱动空调器的压缩机67，并且可以顺利地转换到倒车行驶。此外，可以仅在除雾设备检测到窗户起雾时执行该控制。
如上结构的用于混合动力车的动力传递装置1D具有与第一到第四实施方式相同的优点。另外，可以通过发动机6和/或电动机7的动力驱动空调器的压缩机67和油泵68。
<第六实施方式>
下面，参照图35说明第六实施方式的用于混合动力车的动力传递装置。
本实施方式的用于混合动力车的动力传递装置1E与用于混合动力车的动力传递装置1D的不同之处在于变速器除了二速到五速齿轮对22到25之外，还包括构成差动减速单元30的行星齿轮机构31、以及六速齿轮对96和七速齿轮对97。因此，与第五实施方式的动力传递装置1D相同的部分或者类似的部分用相同或者类似附图标记表示，并且其说明将被简化或者省略。将仅仅说明与动力传递装置1D的差异。
第一主轴11在三速驱动齿轮23a和五速驱动齿轮25a之间具有七速驱动齿轮97a以相对于第一主轴11相对地旋转。连接或者断开第一主轴11和三速驱动齿轮23a或者七速驱动齿轮97a的第一换档拨叉51A被设置在三速驱动齿轮23a和七速驱动齿轮97a之间。连接或者断开第一主轴11和五速驱动齿轮25a的第三换档拨叉51B被设置在七速驱动齿轮97a和五速驱动齿轮25a之间。当第一换档拨叉51A被置于三速连接位置时，第一主轴11和三速驱动齿轮23a被连接并且一体地旋转。当第一换档拨叉51A被置于七速连接位置时，第一主轴11和七速驱动齿轮97a一体地旋转。当第一换档拨叉51A处于中性位置时，第一主轴11相对于三速驱动齿轮23a和七速驱动齿轮97a相对地旋转。当第三换档拨叉51B被置于五速连接位置时，第一主轴11和五速驱动齿轮25a被连接并且一体地旋转。当第三换档拨叉51B处于中性位置时，第一主轴11相对于五速驱动齿轮25a相对地旋转。
第二中间轴16在二速驱动齿轮22a和四速驱动齿轮24a之间具有六速驱动齿轮96a以相对于第二中间轴16旋转。连接或者断开第二中间轴16和二速驱动齿轮22a或者六速驱动齿轮96a的第二换档拨叉52A被设置在二速驱动齿轮22a和六速驱动齿轮96a之间。连接或者断开第二中间轴16和四速驱动齿轮24a的第四换档拨叉52B被设置在六速驱动齿轮96a和四速驱动齿轮24a之间。当第二换档拨叉52A被置于二速连接位置时，第二中间轴16和二速驱动齿轮22a被连接并且一体地旋转。当第二换档拨叉52A被置于六速连接位置时，第二中间轴16和六速驱动齿轮96a一体地旋转。当第二换档拨叉52A处于中性位置时，第二中间轴16相对于二速驱动齿轮22a和六速驱动齿轮96a相对地旋转。当第四换档拨叉52B被置于四速连接位置时，第二中间轴16和四速驱动齿轮24a被连接并且一体地旋转。当第四换档拨叉52B处于中性位置时，第二中间轴16相对于四速驱动齿轮24a相对地旋转。
第三公共从动齿轮96b在第一公共从动齿轮23b和第二公共驱动齿轮24b之间装在副轴14上以与副轴14一体地旋转。
第三公共从动齿轮96b与设置在第一主轴11上的七速驱动齿轮97a啮合并且与七速驱动齿轮97a构成七速齿轮对97。第三公共从动齿轮96b还与设置在第二中间轴16上的六速驱动齿轮96a啮合并且与六速驱动齿轮96a构成六速齿轮对26。
在第二换档拨叉52A被置于六速连接位置的状态下，第二离合器42被连接，使得可以进行六速行驶。另外，在第一换档拨叉51A被置于七速连接位置时，第一离合器41被连接，可以进行七速行驶，从而可以由电动机7进行助力或者充电。
如上结构的动力传递装置1E具有与第一到第五实施方式相同的优点。另外，可以进行六速和七速行驶。
本发明不限于以上说明的实施方式，并且可以适当地修改或者改进。
尽管例示了可锁定的单向离合器61或者同步锁定装置62作为锁定机构，但本发明不限于此。可以使用构成为停止齿圈35的旋转的制动器。由此，可以用简单结构实现停止电动机7的旋转的机构。
差动减速单元不限于单小齿轮型行星齿轮机构，可以使用双小齿轮型行星齿轮机构。另外，差动减速单元不限于行星齿轮机构等的机械型。例如，可以使用产生差动旋转的往复差动电机等的类型。
除了三速驱动齿轮、五速驱动齿轮和七速驱动齿轮，还可以设置九速、十一速、......驱动齿轮作为奇数档位，并且除了二速驱动齿轮、四速驱动齿轮、六速驱动齿轮，还可以设置八速、十速、......驱动齿轮作为偶数档位。对于档位处的齿轮的数量，可以在每个档位设置至少一个齿轮。
本申请基于2009年3月3日提交的日本专利申请2009-49254，在此通过引证并入其公开内容。
附图标记列表
1、1A、1B、1C、1D、1E：用于混合动力车的动力传递装置
3：电池
6：发动机(内燃机)
6a：曲轴(发动机输出轴)
7：电动机(电动马达)
9：驱动轴
11：第一主轴(第一输入轴)
12：第二主轴
13：连接轴
14：副轴(输出/输入轴)
15：第一中间轴(中间轴)
16：第二中间轴(第二输入轴)
20、20A、20B、20C、20D、20E：变速器
22：二速齿轮对
22a：二速驱动齿轮
23：三速齿轮对
23a：三速驱动齿轮
23b：第一公共从动齿轮
24：四速齿轮对
24a：四速驱动齿轮
24b：第二公共从动齿轮
25：五速齿轮对
25a：五速驱动齿轮
26a：末级齿轮
27：惰轮轮系
27B：第二惰轮轮系
27a：驱动惰轮
27b：第一从动惰轮
27c：第二从动惰轮
27d：第三从动惰轮
28：倒车齿轮对
28a：倒车驱动齿轮
28b：倒车从动齿轮
30：差动减速单元
31：行星齿轮机构
32：太阳轮(第一要素)
35：齿圈(第三要素)
36：行星架(第二要素)
41：第一离合器(第一断接单元)
42：第二离合器(第二断接单元)
51、51A：第一换档拨叉
51B：第三换档拨叉
52，52A：第二换档拨叉
52B：第四换档拨叉
53：倒车拨叉
61：单向离合器(锁定机构)
62：同步锁定装置(锁定机构)
96：六速齿轮对
96a：六速驱动齿轮
96b：第三公共从动齿轮
97：七速齿轮对
97a：七速驱动齿轮
工业实用性
本发明可应用于搭载了内燃机和电动机的混合动力车中的动力传递装置。

Claims (23)

1.一种用于具有内燃机和电动机的混合动力车的动力传递装置，该动力传递装置包括：
发动机输出轴，从所述内燃机向该发动机输出轴输出动力；
第一输入轴，其与所述发动机输出轴平行，并且通过第一断接单元选择性地与所述发动机输出轴联结；
第二输入轴，其与所述发动机输出轴平行，并且通过第二断接单元选择性地与所述发动机输出轴联结；
输出/输入轴，其与所述发动机输出轴平行，并且向被驱动部输出所述动力；
设置在所述第一输入轴上的第一齿轮组，该第一齿轮组具有通过第一同步装置选择性地与所述第一输入轴联结的多个齿轮；
设置在所述第二输入轴上的第二齿轮组，该第二齿轮组具有通过第二同步装置选择性地与所述第二输入轴联结的多个齿轮；
设置在所述输出/输入轴上的第三齿轮组，该第三齿轮组具有公共地与所述第一齿轮组的齿轮和所述第二齿轮组的齿轮啮合的多个齿轮；以及
差动减速单元，其中第一旋转要素、第二旋转要素和第三旋转要素可相互差动旋转，
其中所述第一旋转要素连接到所述第一输入轴和所述第二输入轴中的一方并且连接到所述电动机，
所述第三旋转要素连接到能够停止其旋转的锁定机构，
所述第二旋转要素连接到设置在所述第一输入轴上的所述第一齿轮组的齿轮和设置在所述第二齿轮组上的所述第二齿轮组的齿轮中的一方，以向所述输出/输入轴传递动力，并且
所述第一输入轴和所述第二输入轴中未连接到所述第一旋转要素的另一方不经由所述差动减速单元而向所述输出/输入轴传递动力。
2.根据权利要求1所述的用于混合动力车的动力传递装置，其中所述第一输入轴和所述第二输入轴中未连接到所述第一旋转要素的另一方通过惰轮轮系连接到所述发动机输出轴。
3.根据权利要求1或2所述的用于混合动力车的动力传递装置，其中所述差动减速单元是行星齿轮型减速单元，其同轴地包括太阳轮、齿圈和行星架作为三个单小齿轮型旋转要素，所述行星架可旋转地支撑啮合在所述太阳轮和所述齿圈之间的多个行星轮，
所述第一旋转要素是所述太阳轮，
所述第二旋转要素是所述行星架，并且
所述第三旋转要素是所述齿圈。
4.根据权利要求1到3中任意一项所述的用于混合动力车的动力传递装置，其中构成所述电动机的转子、定子或者交叉绕组部的至少一部分在轴向上与所述差动减速单元重叠。
5.根据权利要求1到4中任意一项所述的用于混合动力车的动力传递装置，其中所述锁定机构是能够锁定所述第三旋转要素的制动器，或者包括能够锁定所述第三旋转要素的制动单元。
6.根据权利要求5所述的用于混合动力车的动力传递装置，其中
所述锁定机构包括具有所述制动单元的单向离合器，并且
所述单向离合器被配置为在所述第三旋转要素未被所述制动单元锁定的状态下，选择性地设置是否允许所述第三旋转要素在正转方向上的旋转或者所述第三旋转要素在反转方向上的旋转。
7.根据权利要求1到6中任意一项所述的用于混合动力车的动力传递装置，其中
所述内燃机和所述电动机与所述第一输入轴同轴设置，并且
所述第一旋转要素连接到所述第一输入轴。
8.根据权利要求1到7中任意一项所述的用于混合动力车的动力传递装置，其中
所述第一齿轮组的齿轮与所述第三齿轮组的齿轮相互啮合而构成多个奇数档齿轮对，并且
所述第二齿轮组的齿轮与所述第三齿轮组的齿轮相互啮合而构成多个偶数档齿轮对。
9.根据权利要求8所述的用于混合动力车的动力传递装置，其中，
在一速行驶中，所述第一同步装置被断开，所述第三旋转要素被所述锁定机构锁定，并且所述第一旋转要素的动力被传递到所述第二旋转要素，并且
在三速行驶或者三速行驶以上的行驶中，所述第一同步装置被连接并且所述锁定机构对所述第三旋转要素的锁定状态被解除以传递动力。
10.根据权利要求1到9中任意一项所述的用于混合动力车的动力传递装置，其中
在倒车行驶中，
所述第一断接单元和所述第二断接单元被断开以解除与所述内燃机的连接，并且所述第三旋转要素被所述锁定机构锁定，或者，
所述锁定机构对所述第三旋转要素的锁定状态被解除，所述第一同步装置被连接，并且所述电动机反转。
11.根据权利要求1到6中任意一项所述的用于混合动力车的动力传递装置，其中
所述内燃机与所述第一输入轴同轴设置，所述电动机与第二输入轴同轴设置，所述第一旋转要素连接到所述第二输入轴。
12.根据权利要求11所述的用于混合动力车的动力传递装置，其中
所述第一齿轮组的齿轮与所述第三齿轮组的齿轮相互啮合而构成多个奇数档齿轮对，并且
所述第二齿轮组的齿轮与所述第三齿轮组的齿轮相互啮合而构成多个偶数档齿轮对。
13.根据权利要求11所述的用于混合动力车的动力传递装置，其中
所述第一齿轮组的齿轮与所述第三齿轮组的齿轮相互啮合而构成多个偶数档齿轮对，并且
所述第二齿轮组的齿轮与所述第三齿轮组的齿轮相互啮合而构成多个奇数档齿轮对。
14.根据权利要求2所述的用于混合动力车的动力传递装置，其中
与所述第一输入轴和所述第二输入轴平行地设置了第一中间轴，
构成所述惰轮轮系的惰轮被装在所述第一中间轴上而能够与该第一中间轴一体地旋转，并且在所述第一中间轴上设置有通过倒车同步装置而选择性地与所述第一中间轴联结的倒车驱动齿轮，并且
所述倒车驱动齿轮与所述第三齿轮组的齿轮啮合。
15.根据权利要求2所述的用于混合动力车的动力传递装置，其中
与所述第一输入轴和所述第二输入轴平行地设置了第一中间轴和倒车轴，
构成所述惰轮轮系的第一惰轮被装在所述第一中间轴上而能够与该第一中间轴一体地旋转，
与所述第一惰轮啮合的第二惰轮被装在所述倒车轴上而能够与该倒车轴一体地旋转，并且在所述倒车轴上设置有通过倒车同步装置而选择性地与所述倒车轴联结的倒车驱动齿轮，
与所述倒车驱动齿轮啮合的倒车从动齿轮被装在所述第一输入轴和所述第二输入轴中的一方上而能够一体地旋转。
16.根据权利要求2所述的用于混合动力车的动力传递装置，其中
在通过断开所述第一断接单元和所述第二断接单元并且连接所述第一同步装置而驱动所述电动机，从而进行EV行驶的状态下，当通过提取所述电动机的扭矩、解除所述第一同步装置、并且连接所述第一断接单元来起动所述内燃机时，从所述第二旋转要素输出动力，并且所述第三旋转要素在反转方向上旋转。
17.根据权利要求7所述的用于混合动力车的动力传递装置，其中
在起动所述内燃机之后，通过断开所述第一断接单元并且驱动所述电动机使得所述第三旋转要素在正转方向上旋转，接着通过所述锁定机构停止所述第三旋转要素并且连接所述第一断接单元，来进行一速行驶。
18.根据权利要求7所述的用于混合动力车的动力传递装置，其中
在所述内燃机的怠速期间，当所述第一断接单元被连接并且所述电动机进行再生运转时，通过解除所述第一同步装置并且不锁定所述第三旋转要素，来自所述第一旋转要素的动力不通过所述第二旋转要素传递到所述输出/输入轴。
19.根据权利要求7所述的用于混合动力车的动力传递装置，其中
空调器的压缩机和油泵被连接到所述第一输入轴，并且
所述空调器的压缩机和所述油泵由用于行驶的动力驱动。
20.根据权利要求15所述的用于混合动力车的动力传递装置，其中
所述第一旋转要素被连接到所述第一输入轴，
通过连接所述第二断接单元并且连接所述倒车同步装置，所述内燃机的动力通过所述倒车驱动齿轮和所述倒车从动齿轮，作为反向旋转而传递到所述第一输入轴，并且
通过输出来自反转的所述电动机的动力并且锁定所述第三旋转要素，将所述电动机的动力附加给倒车行驶。
21.根据权利要求15所述的用于混合动力车的动力传递装置，其中
按照可传递动力的方式将空调器的压缩机连接到所述倒车驱动齿轮，
在连接了倒车同步装置的期间，驾驶员踩下制动踏板的怠速状态下，通过暂时解除第三旋转要素的锁定，在不将动力输出至所述输出/输入轴的情况下对所述空调器的压缩机进行驱动，并且
当驾驶员放开所述制动踏板时所述第三旋转要素被锁定。
22.根据权利要求9所述的用于混合动力车的动力传递装置，该动力传递装置还包括：
使得能够从外部充电装置对蓄电设备充电的插件机构，
其中，在EV行驶中，可以由驾驶员选择EV换档模式和EV固定模式，在所述EV换档模式中，在一速下起动之后进行三速行驶或者三速行驶以上的行驶的奇数档行驶，在所述EV固定模式中，在三速下进行起动和行驶。
23.根据权利要求22所述的用于混合动力车的动力传递装置，其中
在EV固定模式中，在EV行驶期间可选择所述EV换档模式，
在三速行驶中，当转速超出所述内燃机能够点火的范围时，在降档到一速行驶之后进行内燃机的点火。
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