混合协同驱动器

混合协同驱动器(HSD)，也称为丰田混合动力系统II，是丰田汽车公司的品牌名称，用于丰田和雷克萨斯品牌车辆中使用的混合动力汽车传动系统技术。该技术首次在普锐斯上推出，是其他几款丰田和雷克萨斯汽车的选装件，并已适用于氢动力Mirai的电力驱动系统和普锐斯的插电式混合动力版本。此前，丰田还将其HSD技术授权给日产，用于日产AltimaHybrid。其零部件供应商爱信精机公司向其他汽车公司提供类似的混合动力变速器。HSD技术生产的全混合动力汽车只允许汽车在电动机上运行，​​这与大多数其他品牌的混合动力车相反，后者不能而且被认为是轻度混合动力车。HSD还结合了电力驱动和行星齿轮组，其性能类似于无级变速器。SynergyDrive是一种线控驱动系统，发动机和发动机控制装置之间没有直接的机械连接：HSD汽车中的油门踏板/加速器和换档杆仅将电信号发送到控制计算机。HSD是对1997年至2003年丰田普锐斯使用的原始丰田混合动力系统(THS)的改进。第二代系统于2004年首次出现在重新设计的Prius上。该名称已更改，因为预期其将用于丰田品牌以外的车辆（雷克萨斯；雷克萨斯车辆中使用的HSD衍生系统被称为雷克萨斯混合动力驱动），已实施在2006年凯美瑞和汉兰达中，最终将在2010年第三代普锐斯和2012年普锐斯c.丰田混合动力系统旨在提高动力和效率，并提高可扩展性（对大型和小型车辆的适应性），其中ICE/MG1和MG2具有独立的减速路径，并组合在一个连接的复合齿轮中到最终的减速齿轮系和差速器；它是在全轮驱动和后轮驱动雷克萨斯车型上推出的。到2007年5月，丰田已在全球售出100万辆混合动力车；到2009年8月末达到200万；并于2013年3月突破500万辆大关。截至2014年9月，全球已售出超过700万辆雷克萨斯和丰田混合动力车。截至2013年3月，美国占TMC全球混合动力汽车销量的38%。

丰田的混合协同驱动器系统用机电系统代替了普通的齿轮传动装置。内燃机(ICE)在小速度范围内最有效地提供动力，但车轮需要在车辆的全速范围内驱动。在传统汽车中，齿轮传动装置向车轮提供不同的离散发动机转速-扭矩功率要求。齿轮传动可以是手动的，带有离合器，也可以是自动的，带有变矩器，但两者都允许发动机和车轮以不同的速度旋转。驾驶员可以通过油门调节发动机提供的速度和扭矩，而变速箱则以机械方式将几乎所有可用动力传递给车轮，这些车轮以与发动机不同的速度旋转，其系数等于当前的传动比。选定的齿轮。但是，驾驶员可以选择的齿轮或齿轮比数量有限，通常为4到6个。这种有限的齿轮比设置迫使发动机曲轴以内燃机效率较低的速度旋转，即一升燃料产生较少焦耳的速度。与实际速度相比，可以通过限制转速计RPM速率或发动机噪声来衡量不同车辆驾驶和加速条件下的最佳发动机速度-扭矩要求。当发动机需要在较宽的RPM范围内高效运行时，由于其与齿轮传动装置的耦合，制造商在提高发动机效率、可靠性或使用寿命以及减小发动机尺寸或重量方面的选择受到限制.这就是为什么发动机发电机的发动机通常更小，更高效，更可靠，然而，无级变速器允许驾驶员（或汽车计算机）有效地选择任何所需速度或功率所需的最佳传动比。变速器不限于一组固定的齿轮。这种约束的缺乏使发动机能够以最佳的制动特定燃料消耗运行。每当需要电力为电池充电或加速汽车时，HSD车辆通常会以最佳效率运行发动机，而在需要较少电力时完全关闭发动机。与CVT一样，HSD变速器不断调整发动机和车轮之间的有效传动比，以保持发动机转速，同时车轮在加速过程中增加其转速。这就是为什么丰田将配备HSD的车辆描述为具有e-CVT（电子无级变速器）时，需要为标准规范列表或监管目的对变速器类型进行分类。

在传统的汽车设计中，带有集成整流器（直流发电机）和启动器（直流电机）的他励交流发电机被认为是连接到内燃机(ICE)上的附件，内燃机通常驱动变速器为车轮提供动力，从而推动车辆前进。电池仅用于启动汽车的内燃机并在发动机不运行时运行附件。交流发电机用于在发动机运转时为电池充电和运行附件。HSD系统将齿轮传动、交流发电机和起动电机替换为：

• MG1，具有永磁转子的交流电动发电机，在启动ICE时用作电动机，在为高压电池充电时用作发电机（交流发电机）
• MG2是一种交流电动发电机，也具有永磁转子，用作主驱动电机和发电机（交流发电机），其再生电力被引导至高压电池。MG2通常是两个电动发电机中功率更大的一个
• 电力电子设备，包括三个DC-AC逆变器和两个DC-DC转换器
• 计算机控制系统和传感器
• HVB，一种高压电池，在加速过程中提供电能，在再生制动过程中吸收电能

通过功率分配器，串并联全混合动力的HSD系统可实现以下智能功率流：

• 辅助电源
  • HVB->DC-DC转换器->12VDC电池
  • 12VDC电池->12V车载电子
• 发动机充电（再充电和/或加热催化转化器和/或内部舒适HVAC）
  • ICE->MG1->HVB
• 电池或电动汽车驱动器
  • HVB->MG2->车轮
• 发动机和电机驱动（中等加速）
  • ICE->车轮
  • ICE->MG1->MG2->车轮
• 带电的发动机驱动（高速公路行驶）
  • ICE->车轮
  • ICE->MG1->HVB
• 带电的发动机和电机驱动（大功率情况，例如在陡峭的山坡上）
  • ICE->车轮
  • ICE->MG1->HVB
  • ICE->MG1->MG2->车轮
• 全功率或逐渐减速（xxx功率情况）
  • ICE->车轮
  • ICE->MG1->MG2->车轮
  • HVB->MG2->车轮
• B模式制动
  • 车轮->MG2->HVB
  • 车轮->MG1->ICE（ECU-电子控制单元-使用MG1旋转ICE，这会耗尽电池电量-允许从MG2获得更多电量，并将ICE连接到车轮导致发动机制动；当HVB的充电水平过多时，ICERPM会增加接受来自MG2的再生电力，或增加驾驶员踩刹车踏板的力）
• 再生制动
  • 车轮->MG2->HVB
• 急刹车
  • 前盘/后鼓（英国为后盘）->车轮
  • 所有磁盘->车轮（2010年及更新版本，2012年当前的Priusc除外，它使用前盘，后鼓）。

• MG1（主电动发电机）：用于启动ICE的电机和为MG2发电并为高压牵引电池充电的发电机，并通过DC-DC转换器为12伏辅助电池充电.通过调节发电量（通过改变MG1的机械扭矩和速度），MG1有效地控制驱动桥的无级变速器。
• MG2（辅助电动发电机）：驱动车轮并在制动车辆时为HV电池储能再生能量。MG2使用由发动机驱动的MG1和/或HVB产生的电力驱动车轮。在再生制动过程中，MG2充当发电机，将动能转化为电能，将电能存储在电池中。

该系统的机械传动设计允许内燃机的机械动力以三种方式分配：车轮上的额外扭矩（恒定转速下）、车轮上的额外转速（恒定扭矩下）和发电机的动力.运行适当程序的计算机控制系统并引导来自不同发动机+电机源的功率流。这种动力分配实现了无级变速器(CVT)的优势，除了扭矩/速度转换使用电动机而不是直接机械齿轮系连接。没有计算机、电力电子设备、电池组和电动发电机，HSD汽车就无法运行，尽管原则上它可以在没有内燃机的情况下运行。（参见：插电式混合动力）在实践中，HSD驱动桥包含一个行星齿轮组，可根据前轮的需要调整和混合来自发动机和电机的扭矩量。它是齿轮、电动发电机和计算机控制的电子控制装置的复杂组合。其中一台电动发电机MG2连接到输出轴，从而将扭矩耦合到驱动轴或从驱动轴输出；向MG2供电会增加车轮的扭矩。驱动轴的发动机端有二档差速器；该差速器的一条腿连接到内燃机，另一条腿连接到第二台电动发电机MG1。差速器将车轮的转速与发动机和MG1的转速联系起来，MG1用于吸收车轮和发动机转速之间的差异。差速器是行星齿轮组（也称为动力分流装置）；它和两台电动发电机都包含在一个用螺栓固定在发动机上的驱动桥外壳中。特殊的联轴器和传感器监控每个轴的转速和驱动轴上的总扭矩，以反馈给控制计算机。在第1代和第2代HSD中，MG2直接连接到齿圈，即1:1比率，并且不提供扭矩倍增，而在第3代HSD中，MG2通过2.5连接到齿圈：1行星齿轮组，因此可提供2.5:1的扭矩倍增，这是第3代HSD的主要优势，因为它提供了更小但更强大的MG2。然而，第二个好处是MG1不会经常超速，否则会要求使用ICE来缓解这种超速；这种策略提高了HSD性能，并节省了燃油和ICE的磨损。

混合协同驱动器系统有两个主要电池组，高压(HV)电池，也称为牵引电池，以及12伏铅酸电池，称为低压(LV)电池，用作辅助电池。当混合动力系统关闭且高压电池主继电器关闭时，低压电池为电子设备和附件供电。牵引电池是密封的镍氢(NiMH)电池组。xxx代丰田普锐斯的电池组由228个电芯组成，封装在38个模块中，而第二代普锐斯由28个松下棱柱形镍金属氢化物模块组成，每个模块包含6个1.2伏的电芯，串联以产生201.6的标称电压伏特。在50%的充电状态(SoC)下，第二代Prius电池组的放电功率容量约为20kW。功率容量随温度升高而增加，而在温度较低时降低。普锐斯有一台专门用于将电池保持在最佳温度和最佳充电水平的计算机。与第二代普锐斯一样，第三代普锐斯电池组由同类型的1.2伏电芯组成。它有28个模块，每节6节电池，总标称电压仅为201.6伏。升压转换器用于为MG1和MG2的逆变器产生500伏直流电源电压。为了延长电池寿命，汽车的电子设备只允许使用电池组总额定容量的40%（6.5安培小时）。因此，SoC只允许在额定满电量的40%到80%之间变化。汉兰达混合动力车和雷克萨斯RX400h使用的电池封装在不同的金属电池外壳中，该电池外壳有240个电池，可提供288伏的高压。如果牵引电池有足够的电量，则标有EV的按钮在通电后以及在低于25英里/小时（40公里/小时）的大多数低负载条件下保持电动汽车模式。这允许全电动驾驶长达1英里（1.6公里）且无油耗。但是，HSD软件会尽可能自动切换到EV模式。只有ToyotaPrius插电式混合动力车在11英里（18公里）（EPA等级）的混合运行电动汽油中具有更长的全电动行驶里程，直到电池耗尽。普锐斯PHEV配备了与松下共同开发的4.4千瓦时锂离子电池，重量为80千克（180磅），而第三代普锐斯的镍氢电池容量仅​​为1.3千瓦时，重量轻42公斤（93磅）。下表详细介绍了几款雷克萨斯和丰田汽车的HV电池容量。

HSD驱动器的工作原理是在两个电动发电机之间分流电力，耗尽电池组，以平衡内燃机的负载。由于电动机的功率提升可用于快速加速期间，因此可以缩小ICE的尺寸以仅匹配汽车的平均负载，而不是根据快速加速的峰值功率需求来调整尺寸。较小的内燃机可以设计为更有效地运行。此外，在正常运行期间，发动机可以在其理想的速度和扭矩水平或接近其功率、经济性或排放的理想水平下运行，而电池组可适当地吸收或提供功率以平衡驾驶员的需求。在交通停止期间，甚至可以关闭内燃机以更加经济。高效的汽车设计、再生制动、交通停车时关闭发动机、大量电能存储和高效的内燃机设计相结合，使HSD动力汽车具有显着的效率优势——尤其是在城市驾驶中。

HSD根据速度和所需扭矩在不同的阶段运行。这里有几个：

• 电池充电：HSD可以在不移动汽车的情况下通过运行发动机并从MG1提取电力来为其电池充电。电力被分流到电池中，并且没有向车轮提供扭矩。车载计算机在需要时执行此操作，例如在交通中停止或在冷启动后预热发动机和催化转化器时。
• 发动机启动：为启动发动机，向MG1通电作为启动器。由于电动发电机的尺寸，启动发动机的速度相对较快，并且需要相对较少的MG1动力。此外，听不到传统的启动马达声音。发动机在停止或移动时可能会启动。
• 倒档（等效）：没有传统变速箱中的倒档：计算机将相序反转到交流电动发电机MG2，向车轮施加负扭矩。早期车型在某些情况下无法提供足够的扭矩：有报道称早期的Prius车主无法在旧金山的陡峭山坡上倒车。该问题已在最近的模型中得到解决。如果电池电量不足，系统可以同时运行发动机并从MG1获取动力，尽管这会降低车轮上可用的反向扭矩。
• 空档（等效）：大多数司法管辖区要求汽车变速器有一个空档，可以将发动机和变速器分离。HSD空档是通过关闭电动机来实现的。在这种情况下，行星齿轮静止（如果车轮不转动）；如果车轮在转动，则齿圈会转动，从而导致太阳轮也转动（发动机惯性将使承载齿轮保持静止，除非速度很高），而MG1可以在电池不充电时自由转动.车主手册警告说，空档最终会耗尽电池，导致不必要的发动机动力为电池充电；电量耗尽的电池将使车辆无法运行。

• EV运行：在低速和中等扭矩下，HSD可以在完全不运行内燃机的情况下运行：仅向MG2供电，允许MG1自由旋转（从而将发动机与车轮分离）。这通常称为隐身模式。只要有足够的电池电量，即使没有汽油，汽车也可以在这种静音模式下行驶数英里。
• 低档（等效）：在正常运行中以低速加速时，发动机比车轮转动得更快，但没有产生足够的扭矩。额外的发动机转速被馈送到充当发电机的MG1。MG1的输出被馈送到MG2，充当电机并在驱动轴上增加扭矩。
• 高速档（等效）：在高速巡航时，发动机转动得比车轮慢，但产生的扭矩比需要的大。MG2然后作为发电机运行以消除多余的发动机扭矩，产生的动力被馈送到充当电机的MG1以增加车轮速度。在稳定状态下，发动机提供所有动力来推动汽车，除非发动机无法提供动力（如在剧烈加速期间，或高速行驶在陡峭的斜坡上）。在这种情况下，电池提供差额。每当所需的推进功率发生变化时，电池会迅速平衡功率预算，从而使发动机的功率变化相对较慢。
• 再生制动：通过从MG2获取能量并将其存储到电池组中，HSD可以模拟正常发动机制动的减速，同时为未来的增压节省能量。HSD系统中的再生制动器吸收了大量的正常制动负载，因此与质量相似的传统汽车上的制动器相比，HSD车辆上的传统制动器尺寸较小，使用寿命明显更长。
• 发动机制动：HSD系统具有标记为“B”（用于制动）的特殊变速箱设置，它取代了传统自动变速箱的“L”设置，在山坡上提供发动机制动。这可以手动选择以代替再生制动。在制动过程中，当电池接近可能损坏的高充电水平时，电子控制系统会自动切换到传统的发动机制动，从MG2汲取动力并将其分流到MG1，在油门关闭的情况下加速发动机以吸收能量并使车辆减速。
• 电动助力：电池组提供能量储备，使计算机能够将发动机的需求与预定的最佳负载曲线相匹配，而不是以驾驶员和道路要求的扭矩和速度运行。计算机管理存储在电池中的能量水平，以便有能力在需要时吸收额外的能量或提供额外的能量以提高发动机功率。

丰田普锐斯的加速度适中，但对于中型四门轿车来说具有极高的效率：通常明显优于40英里/加仑（美国）（5.9升/100公里），这是典型的短暂城市短途旅行；55英里/加仑（4.3升/100公里）并不少见，尤其是对于中等速度的长时间驾驶（更长的驾驶可以让发动机充分预热）。这大约是配备传统动力传动系统的类似装备的四门轿车燃油效率的两倍。并非Prius的所有额外效率都归功于HSD系统：阿特金森循环发动机本身也专门设计用于通过偏置曲轴xxx限度地减少发动机阻力，以xxx限度地减少做功冲程期间的活塞阻力，以及防止阻力的独特进气系统由歧管真空（泵送损失）与大多数发动机中的正常奥托循环相比引起的。此外，Atkinson循环比Otto循环在每个循环中回收更多的能量，因为它的动力冲程更长。阿特金森循环的缺点是扭矩xxx降低，特别是在低速时；但HSD具有MG2提供的巨大低速扭矩。与非混合动力版本相比，HighlanderHybrid（在某些国家也以Kluger的形式出售）提供更好的加速性能。混合动力版在7.2秒内从0-60英里/小时加速，比传统版的时间缩短了近一秒。与传统的215hp(160kW)相比，净功率为268hp(200kW)。所有Highlanders的最高时速限制为112英里/小时（180公里/小时）。HighlanderHybrid的典型燃油经济性在27至31mpg（8.7–7.6l/100km）之间。传统的Highlander被EPA评为19个城市，25个高速公路mpg（分别为12.4和9.4l/100km）。HSD里程提升取决于尽可能高效地使用汽油发动机，这需要：

• 延长驾驶，尤其是在冬季：为乘客加热内部客舱与HSD的设计背道而驰。HSD旨在产生尽可能少的废热。在传统汽车中，冬季的这种废热通常用于加热内部车厢。在Prius中，运行加热器需要发动机继续运行以产生机舱可用热量。当汽车在发动机运转的情况下停止时关闭气候控制（加热器）时，这种影响最为明显。通常HSD控制系统会在不需要时关闭发动机，并且在发电机达到xxx速度之前不会再次启动它。
• 适度加速：由于混合动力汽车可以在适度加速而不是快速加速期间减速或完全关闭发动机，因此它们比传统汽车对驾驶风格更敏感。硬加速迫使发动机进入高功率状态，而适度加速使发动机保持在低功率、高效率状态（通过电池增压增强）。
• 渐进式刹车：再生式刹车重新利用刹车的能量，但吸收能量不如传统刹车快。渐进式制动回收能量以供重复使用，增加里程；与传统汽车一样，硬制动会以热量的形式浪费能量。在变速箱控制上使用B（制动）选择器在长距离下坡行驶时很有用，以减少传统制动器的热量和磨损，但它不会回收额外的能量。丰田不鼓励经常使用B，因为与在D中驾驶相比，它可能会导致燃油经济性下降。

大多数HSD系统的电池尺寸可在从零加速到车辆最高速度的单次加速过程中实现xxx助力；如果有更多需求，电池可能会完全耗尽，因此无法使用这种额外的扭矩提升。然后系统恢复到仅可从发动机获得的功率。这会导致在某些条件下性能大幅下降：早期型号的Prius在6度的向上坡度上可以达到超过90英里/小时（140公里/小时）的速度，但是在大约2,000英尺（610米）的高度爬升后，电池是筋疲力尽，汽车在同一斜坡上只能达到55-60英里/小时。（直到在要求不高的情况下通过驾驶给电池充电）

自1997年日本市场上的丰田普锐斯以来，丰田混合动力系统/混合动力协同驱动的设计已经经历了四代。动力传动系具有相同的基本特征，但进行了许多重大改进。示意图说明了两台电动发电机MG1和MG2、内燃机(ICE)和前轮之间通过行星动力分流装置元件的动力流路径。内燃机连接到行星齿轮架，而不是连接到任何单独的齿轮。轮子连接到齿圈。牵引电池的比容量一直在持续、逐步提高。最初的Prius使用收缩包装的1.2伏D电池，所有后续的THS/HSD车辆都使用安装在载体中的定制7.2V电池模块。最初的Prius代被称为ToyotaHybridSystem，THS紧随其后的是2004Prius中的THSII，随后的版本称为HybridSynergyDrive。丰田混合动力系统依赖于电池组的电压：介于276和288V之间。HybridSynergyDrive增加了一个DC到DC转换器，将电池的潜力提高到500V或更高。这允许使用更小的电池组和更强大的电机。

虽然不是HSD的一部分，但从2004年Prius起，所有HSD车辆都配备了电动空调压缩机，而不是传统的发动机驱动型。这消除了在需要冷却机舱时持续运行发动机的需要。两个正温度系数加热器安装在加热器芯中，以补充发动机提供的热量。2005年，雷克萨斯RX400h和丰田汉兰达混合动力车等车辆通过在后桥上添加第三个电动机(MGR)来增加四轮驱动操作。在这个系统中，后桥是纯电动的，发动机和后轮之间没有机械连接。这也允许在后轮上进行再生制动。此外，电机（MG2）通过第二行星齿轮组与前轮驱动桥相连，从而可以提高电机的功率密度。福特还开发了类似的混合动力系统，在福特EscapeHybrid中引入。2006年和2007年，雷克萨斯HybridDrive名称下的HSD传动系统的进一步开发被应用于雷克萨斯GS450h/LS600h轿车。该系统使用两个离合器（或制动器）将第二个电机的齿轮比在3.9和1.9之间切换，分别用于低速和高速行驶状态。这会降低在较高速度期间从MG1流向MG2（或反之亦然）的功率。电气路径的效率仅为70%左右，因此降低了其功率流，同时提高了变速器的整体性能。第二行星齿轮组通过第二行星架和太阳齿轮延伸到具有四个轴的拉维诺式齿轮，其中两个轴可以通过制动器/离合器交替保持。GS450h和LS600h系统分别采用后轮驱动和全轮驱动传动系统，

丰田首席执行官KatsuakiWatanabe在2007年2月16日的一次采访中表示，丰田的目标是将第三代HSD系统的尺寸和成本减少一半。新系统将在以后几年配备锂离子电池。与镍氢电池相比，锂离子电池具有更高的能量容量重量比，但在更高的温度下运行，如果制造和控制不当，会出现热不稳定，从而引发安全问题。

2015年10月13日，丰田公开了将在2016车型年推出的第四代混合动力协同驱动的详细信息。驱动桥和牵引电机经过重新设计，减轻了它们的总重量。牵引电机本身更加紧凑，并且获得了更好的功率重量比。值得注意的是，与以前的型号相比，由于摩擦造成的机械损失减少了20%。电机减速装置（仅在第三代P410和P510驱动桥中发现的第二个行星齿轮组）将牵引电机直接连接到动力分配装置，然后连接到车轮，已被替换为平行齿轮第四代P610变速驱动桥。2012–Priusc保留了P510驱动桥。借助第四代HSD，丰田还提供了一种名为E-Four的四轮驱动选项，其中后牵引电机由电子控制，但不与前逆变器机械耦合。事实上，E-Four系统有自己的后部逆变器，尽管该逆变器从与前部逆变器相同的混合电池中获取电力。E-Four于2019车型年开始在美国的Prius车型中提供。E-Four是在美国提供的RAV4Hybrid车型不可或缺的一部分，所有此类RAV4Hybrid仅适用于E-Four。

以下是采用HybridSynergyDrive及相关技术（ToyotaHybridSystem）的车辆列表；

• 丰田普锐斯
  • 第1代：1997年12月至2003年10月
  • 第2代：2003年10月至2009年末
  • 第3代：2009年末至2015年末
  • 第4代：2015年末至今
• 丰田Estima混合动力车
  • 2001年6月-2005年12月
  • 2006年6月至今
• 丰田埃尔法混合动力车
  • 2003年7月–2008年3月
  • 2011年9月至今
• 雷克萨斯RX400h/ToyotaHarrierHybrid（2005年3月至今）
• 丰田汉兰达/克鲁格混合动力车
  • 与THSI：2005年7月至2008年9月
  • 与THSII：2008年10月至今
• 雷克萨斯GS450h（2006年3月至今）
• 丰田凯美瑞混合动力车（2006年5月至今）
• 雷克萨斯LS600h/LS600hL（2007年4月至今）
• 丰田皇冠Majesta（2012年4月至今）
• 丰田皇冠（2008年4月至今）
• 丰田A-BAT（概念车）
• 日产AltimaHybrid(2007–2011)
• 雷克萨斯RX450h（2009年至今）
• 丰田赛（2009年至今）
• 雷克萨斯HS250h（2009年至今）
• 雷克萨斯CT200h（2010年末至今）
• 丰田Auris（2010年7月至今）
• 丰田普锐斯c（2012年3月至今）
• 丰田雅力士混合动力车（2012年3月至今）
• 丰田普锐斯V（2012年至今）
• 雷克萨斯ES300h（2012年至今）
• 丰田AvalonHybrid（2012年末至今）
• 丰田卡罗拉Axio（2013年8月至今）
• ToyotaCorollaFielder（2013年8月至今）
• 雷克萨斯IS300h（2013年至今）
• 雷克萨斯GS300h（2013年至今）
• 丰田RAV4Hybrid（2013年至今）
• 雷克萨斯NX300h（2015年至今）
• 雷克萨斯RC300h（2015年至今）
• 丰田C-HR（2016年至今）
• 雷克萨斯LC500h(2018)
• 斯巴鲁CrosstrekHybrid(2019-)
• 丰田SiennaHybrid（2020年至今）
• 丰田SientaHybrid（2019年至今）
• 丰田UrbanCruiserHyryder/铃木GrandVitaraHybrid（2022年至今）

截至2005年秋季，AntonovAutomotiveTechnologyBVPlc公司已起诉雷克萨斯品牌母公司丰田，指控其与RX400h的动力传动系统和丰田普锐斯混合动力紧凑型汽车的关键部件有关的专利侵权。该案自2005年4月以来一直在秘密审理，但和解谈判并未带来双方都能接受的结果。安东诺夫最终在德国法院系统中诉诸法律，通常会相对迅速地做出决定。专利持有人试图对每辆售出的车辆征税，这可能会降低混合动力SUV的竞争力。丰田反击，试图正式宣布安东诺夫的相关专利无效。可以在此处阅读MicrosoftWord文档格式的法庭动议。2006年9月1日，安东诺夫宣布，慕尼黑联邦专利法院没有维持安东诺夫针对丰田的专利(EP0414782)的德国部分的有效性。几天后，杜塞尔多夫的一家法院裁定丰田普锐斯传动系统和雷克萨斯RX400h传动系统不违反安东诺夫混合动力CVT专利。

福特汽车公司于2004年自主研发了一套关键技术与丰田HSD技术相似的系统。由此，福特从丰田获得了21项专利，以换取排放技术相关的专利。

丰田少数股权的爱信精机公司向福特提供其HSD传动系统版本，用作福特Escape混合动力和福特FusionHybrid中的Powersplite-CVT。日产授权丰田的HSD用于日产Altima混合动力车，使用与丰田凯美瑞混合动力车相同的爱信精机T110驱动桥。2011款英菲尼迪M35h使用不同的系统，由一个电动机和两个离合器组成。2010年，丰田和马自达宣布了一项用于丰田普锐斯车型的混合动力技术的供应协议。通用汽车、戴姆勒克莱斯勒和宝马的全球混合动力合作的相似之处在于它结合了来自单个发动机和两个电机的动力。2009年，总统汽车工业特别工作组表示，通用汽车在先进的“绿色”动力总成开发方面至少落后丰田一代。相比之下，本田的IntegratedMotorAssist使用更传统的ICE和变速器，其中飞轮被电动机取代，从而保留了传统变速器的复杂性。

一些早期的非生产型插电式混合动力电动汽车转换是基于2004年和2005年普锐斯车型年的HSD版本。CalCars早期的铅酸电池转换已经展示了10英里（16公里）的纯电动汽车和20英里（32公里）的双里程混合模式范围。一家计划向消费者提供名为EDrive系统的转换的公司将使用Valence锂离子电池，并拥有35英里（56公里）的续航里程。这两种系统都使现有的HSD系统基本保持不变，并且可以类似地应用于其他混合动力系统风格，只需用更高容量的电池组和充电器更换库存的镍氢电池，从标准家用插座以每英里约0.03美元的价格重新填充它们。