專利名稱：動力輸出裝置、安裝有該動力輸出裝置的車輛、以及動力輸出裝置的控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及動力輸出裝置、安裝有該動力輸出裝置的車輛、以及動力 輸出裝置的控制方法。
背景技術(shù)：
以往，作為這種動力輸出裝置而提出了以下車載用的動力輸出裝置， 該動力輸出裝置包括發(fā)動機(jī)；行星齒輪，其行星齒輪架與發(fā)動機(jī)的輸出
軸連接，并且其內(nèi)嚙合齒輪與驅(qū)動軸連接；馬達(dá)MG1，與行星齒輪的太陽 齒輪連接；馬達(dá)MG2，經(jīng)由離合器選擇性地與發(fā)動機(jī)的輸出軸和驅(qū)動軸連 接(例如，參照專利文獻(xiàn)l)。在該裝置中，在通常時(shí)使馬達(dá)MG2與驅(qū)動 軸連接，通過使馬達(dá)MG1發(fā)揮發(fā)電機(jī)的作用并使馬達(dá)MG2發(fā)揮電動機(jī)的 作用而對來自發(fā)動機(jī)的動力進(jìn)行轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換后將其輸出給驅(qū)動軸，當(dāng)高速巡 航行駛時(shí)，如果馬達(dá)MG1反向旋轉(zhuǎn)而作為電動機(jī)發(fā)揮作用，則避免了由 于馬達(dá)MG2與發(fā)動機(jī)的輸出軸連接、馬達(dá)MG2與驅(qū)動軸連接來進(jìn)行轉(zhuǎn)矩 轉(zhuǎn)換而產(chǎn)生的動力一電力一動力一電力的循環(huán)(動力循環(huán))，由此實(shí)現(xiàn)了 裝置效率的提高。
專利文獻(xiàn)1:日本專利文獻(xiàn)特開平11—332018號公報(bào)。

發(fā)明內(nèi)容
在上述動力輸出裝置中，通過使馬達(dá)MG2能夠與行星齒輪進(jìn)行旋轉(zhuǎn) 的三個要素中的兩個要素連接來避免動力循環(huán)，由此實(shí)現(xiàn)了裝置效率的提 高， 一般來說在動力輸出裝置中，提高裝置的效率被認(rèn)為是重大的課題。
本發(fā)明的動力輸出裝置、安裝有該動力輸出裝置的車輛、以及動力輸 出裝置的控制方法的目的在于提高裝置的效率。
7為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的動力輸出裝置、安裝有該動力輸出裝置 的車輛、以及動力輸出裝置的控制方法采用了以下手段。 本發(fā)明的動力輸出裝置的要點(diǎn)如下 一種動力輸出裝置，向驅(qū)動軸輸出動力，包括 內(nèi)燃機(jī)；
第一電動機(jī)，能夠輸入輸出動力； 第二電動機(jī)，能夠輸入輸出動力；
三軸式動力輸入輸出單元，與內(nèi)燃機(jī)軸、第一電動機(jī)軸以及第三軸這 三個軸連接，根據(jù)向該三個軸中的某兩個軸輸入或從該兩個軸輸出的動力 而向剩余的軸輸入動力或從該軸輸出動力，所述內(nèi)燃機(jī)軸是所述內(nèi)燃機(jī)的 輸出軸，所述第一電動機(jī)軸是所述第一電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸；
第一連接解除單元，進(jìn)行第二電動機(jī)軸與所述第三軸的連接以及連接 的解除，所述第二電動機(jī)軸是所述第二電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸；
第二連接解除單元，進(jìn)行所述第二電動機(jī)軸與所述內(nèi)燃機(jī)軸的連接以 及連接的解除；
第三連接解除單元，進(jìn)行所述驅(qū)動軸與所述第三軸的連接以及連接的 解除；以及
第四連接解除單元，進(jìn)行所述驅(qū)動軸與所述第一電動機(jī)軸的連接以及 連接的解除。
在該本發(fā)明的動力輸出裝置中，使作為第二電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸的第二電 動機(jī)軸與三軸式動力輸入輸出單元的第三軸或作為內(nèi)燃機(jī)的輸出軸的內(nèi)燃 機(jī)軸連接或者解除該連接，并且使驅(qū)動軸與三軸式動力輸入輸出單元的第 三軸或作為第一電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸的第一電動機(jī)軸連接或者解除該連接，由 此與僅使第二電動機(jī)軸與三軸式動力輸入輸出單元的第三軸或內(nèi)燃機(jī)軸連 接或者解除該連接相比，可以增加向驅(qū)動軸輸出動力時(shí)的連接關(guān)系，因此 能夠以更高效率的連接關(guān)系向驅(qū)動軸輸出動力。
上述本發(fā)明的動力輸出裝置也可以采用以下方式包括控制單元，該 控制單元控制所述第一連接解除單元、所述第二連接解除單元、所述第三 連接解除單元、以及所述第四連接解除單元，使得當(dāng)所述驅(qū)動軸的轉(zhuǎn)速處于預(yù)定的低旋轉(zhuǎn)區(qū)域時(shí)成為以下的第一連接狀態(tài)，即通過所述第一連接 解除單元來連接所述第二電動機(jī)軸和所述第三軸，并且通過所述第二連接 解除單元來解除所述第二電動機(jī)軸與所述內(nèi)燃機(jī)軸的連接，通過所述第三
連接解除單元來連接所述驅(qū)動軸和所述第三軸，通過所述第四連接解除單 元來解除所述驅(qū)動軸與所述第一電動機(jī)軸的連接。這樣一來，當(dāng)驅(qū)動軸的 轉(zhuǎn)速處于預(yù)定的低旋轉(zhuǎn)區(qū)域時(shí)，能夠使第二電動機(jī)與第三軸連接并使驅(qū)動 軸與第三軸連接而向驅(qū)動軸輸出動力。
當(dāng)所述驅(qū)動軸的轉(zhuǎn)速處于預(yù)定的低旋轉(zhuǎn)區(qū)域時(shí)成為第一連接狀態(tài)的方 式的本發(fā)明的動力輸出裝置也可以采用以下方式所述控制單元進(jìn)行控 制，使得當(dāng)所述驅(qū)動軸的轉(zhuǎn)速處于預(yù)定的高旋轉(zhuǎn)區(qū)域時(shí)成為以下的第二連 接狀態(tài)，即通過所述第一連接解除單元來解除所述第二電動機(jī)軸與所述 第三軸的連接，并且通過所述第二連接解除單元來連接所述第二電動機(jī)軸 和所述內(nèi)燃機(jī)軸，通過所述第三連接解除單元來連接所述驅(qū)動軸和所述第 三軸，通過所述第四連接解除單元來解除所述驅(qū)動軸與所述第一電動機(jī)軸 的連接。這樣一來，當(dāng)驅(qū)動軸的轉(zhuǎn)速處于預(yù)定的高旋轉(zhuǎn)區(qū)域時(shí)，能夠使第 二電動機(jī)與內(nèi)燃機(jī)軸連接并使驅(qū)動軸與第三軸連接而向驅(qū)動軸輸出動力。 在該情況下，也可以采用以下方式包括蓄電單元，該蓄電單元能夠與所 述第一電動機(jī)和所述第二電動機(jī)交換電力，所述控制單元進(jìn)行控制，使得 當(dāng)所述驅(qū)動軸的轉(zhuǎn)速處于所述預(yù)定的高旋轉(zhuǎn)區(qū)域并且所述第一電動機(jī)軸與 所述內(nèi)燃機(jī)軸和所述第三軸向相反的方向旋轉(zhuǎn)時(shí)成為所述第二連接狀態(tài)。 這里，在不進(jìn)行蓄電單元的充放電的情況下，如果進(jìn)行控制以使得當(dāng)?shù)谝?電動機(jī)軸與內(nèi)燃機(jī)軸和第三軸向相反的方向旋轉(zhuǎn)時(shí)成為第一連接狀態(tài)，則 第二電動機(jī)使用從第一電動機(jī)輸出的動力的一部分來進(jìn)行發(fā)電，產(chǎn)生將該 發(fā)出的電力供應(yīng)給第一電動機(jī)的動力一電力一動力的循環(huán)(動力循環(huán))， 從而導(dǎo)致車輛的效率顯著降低。另一方面，在本發(fā)明的動力輸出裝置中， 進(jìn)行控制以使得當(dāng)?shù)谝浑妱訖C(jī)軸與內(nèi)燃機(jī)軸和第三軸向相反的方向旋轉(zhuǎn)時(shí) 成為第二連接狀態(tài)，由此由與內(nèi)燃機(jī)軸連接的第二電動機(jī)使用來自內(nèi)燃機(jī) 的動力的一部分來進(jìn)行發(fā)電，將該發(fā)出的電力供應(yīng)給第一電動機(jī)，因此能 夠抑制動力循環(huán)，從而能夠提高車輛的效率。當(dāng)所述驅(qū)動軸的轉(zhuǎn)速處于預(yù)定的高旋轉(zhuǎn)區(qū)域時(shí)成為第二連接狀態(tài)的方 式的本發(fā)明的動力輸出裝置也可以采用以下方式包括具有第一連結(jié)旋轉(zhuǎn) 軸的第一連結(jié)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，該第一連結(jié)旋轉(zhuǎn)軸與所述第三軸連結(jié)，當(dāng)所述第 一電動機(jī)軸的轉(zhuǎn)速為預(yù)定轉(zhuǎn)速時(shí)該第一連結(jié)旋轉(zhuǎn)軸以與所述內(nèi)燃機(jī)軸大致 相同的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，所述第一連接解除單元是進(jìn)行所述第二電動機(jī)軸與所述 第一連結(jié)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的連接以及連接的解除的單元，所述控制單元進(jìn)行控 制，使得當(dāng)處于所述第一連接狀態(tài)并且所述第一電動機(jī)軸的轉(zhuǎn)速為預(yù)定轉(zhuǎn) 速時(shí)，伴隨著所述第一連結(jié)旋轉(zhuǎn)軸與所述內(nèi)燃機(jī)軸的旋轉(zhuǎn)同步而從所述第 一連接狀態(tài)切換到所述第二連接狀態(tài)。這樣一來，能夠更順暢地進(jìn)行從第 一連接狀態(tài)向第二連接狀態(tài)的切換處理。在該情況下，也可以采用以下方 式所述預(yù)定轉(zhuǎn)速是近似0的值。另外，也可以采用如下方式所述控制 單元進(jìn)行控制，使得當(dāng)從所述第一連接狀態(tài)切換到所述第二連接狀態(tài)時(shí)， 經(jīng)過以下的第一切換狀態(tài)而從所述第一連接狀態(tài)切換到所述第二連接狀 態(tài)，目卩通過所述第一連接解除單元來連接所述第二電動機(jī)軸和所述第一 連結(jié)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，并且通過所述第二連接解除單元來連接所述第二電動機(jī)軸 和所述內(nèi)燃機(jī)軸。并且，也可以采用以下方式所述第一連接解除單元是 具有進(jìn)行所述第二電動機(jī)軸與所述第一連結(jié)旋轉(zhuǎn)軸的連接以及連接的解除 的爪形離合器的單元，所述第二連接解除單元是具有進(jìn)行所述第二電動機(jī) 軸與所述內(nèi)燃機(jī)軸的連接以及連接的解除的爪形離合器的單元。
當(dāng)驅(qū)動軸的轉(zhuǎn)速處于預(yù)定的低旋轉(zhuǎn)區(qū)域時(shí)成為第一連接狀態(tài)的方式的
本發(fā)明的動力輸出裝置也可以采用如下方式所述控制單元進(jìn)行控制，使
得當(dāng)所述驅(qū)動軸的轉(zhuǎn)速處于預(yù)定的高旋轉(zhuǎn)區(qū)域時(shí)成為以下的第三連接狀
態(tài)，目卩通過所述第一連接解除單元來連接所述第二電動機(jī)軸和所述第三
軸，并且通過所述第二連接解除單元來解除所述第二電動機(jī)軸與所述內(nèi)燃
機(jī)軸的連接，通過所述第三連接解除單元來解除所述驅(qū)動軸與所述第三軸
的連接，通過所述第四連接解除單元來連接所述驅(qū)動軸和所述第一電動機(jī)
軸。這樣一來，當(dāng)驅(qū)動軸的轉(zhuǎn)速處于預(yù)定的高旋轉(zhuǎn)區(qū)域時(shí)，能夠使第二電 動機(jī)與第三軸連接并使驅(qū)動軸與第一電動機(jī)軸連接而向驅(qū)動軸輸出動力。
10當(dāng)所述驅(qū)動軸的轉(zhuǎn)速處于預(yù)定的高旋轉(zhuǎn)區(qū)域時(shí)成為第三連接狀態(tài)的方 式的本發(fā)明的動力輸出裝置也可以采用以下方式，即，包括第二連結(jié)旋 轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，具有與所述第三軸連結(jié)的第二連結(jié)旋轉(zhuǎn)軸；以及第三連結(jié)旋轉(zhuǎn)機(jī) 構(gòu)，與所述第一電動機(jī)軸連結(jié)，當(dāng)所述第一電動機(jī)軸和所述內(nèi)燃機(jī)軸處于 預(yù)定的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)，以與所述第二連結(jié)旋轉(zhuǎn)軸大致相同的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)；所述
第三連接解除單元是進(jìn)行所述驅(qū)動軸與所述第二連結(jié)旋轉(zhuǎn)軸的連接以及連 接的解除的單元，所述第四連接解除單元是進(jìn)行所述驅(qū)動軸與所述第三連 結(jié)旋轉(zhuǎn)軸的連接以及連接的解除的單元，所述控制單元進(jìn)行控制，使得當(dāng) 處于所述第三連接狀態(tài)并且所述第一電動機(jī)軸和所述內(nèi)燃機(jī)軸為預(yù)定的旋 轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)，伴隨著所述第二連結(jié)旋轉(zhuǎn)軸與所述第三連結(jié)旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)同步 而從所述第一連接狀態(tài)切換到所述第三連接狀態(tài)。這樣一來，能夠更順暢 地進(jìn)行從第一連接狀態(tài)向第三連接狀態(tài)的切換處理。并且，如果使三軸式 動力輸入輸出單元、第二連結(jié)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、以及第三連結(jié)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)等更恰當(dāng) 化，則通過從第一連接狀態(tài)切換到第三連接狀態(tài)，難以產(chǎn)生動力循環(huán)，從
而能夠提高車輛的效率。在該情況下，也可以采用以下方式所述控制單 元進(jìn)行控制，使得當(dāng)從所述第一連接狀態(tài)切換到所述第三連接狀態(tài)時(shí)，經(jīng) 過以下的第二切換狀態(tài)而從所述第一連接狀態(tài)切換到所述第三連接狀態(tài)， 即通過所述第三連接解除單元來連接所述驅(qū)動軸和所述第二連結(jié)旋轉(zhuǎn) 軸，并且通過所述第四連接解除單元來連接所述驅(qū)動軸和所述第三連結(jié)旋 轉(zhuǎn)軸。另外，也可以采用以下方式所述第三連接解除單元是具有進(jìn)行所 述驅(qū)動軸與所述第二連結(jié)旋轉(zhuǎn)軸的連接以及連接的解除的爪形離合器的單 元，所述第四連接解除單元是具有進(jìn)行所述驅(qū)動軸與所述第三連結(jié)旋轉(zhuǎn)軸 的連接以及連接的解除的爪形離合器的單元。
本發(fā)明的車輛的要點(diǎn)如下所述車輛安裝有上述任一方式的本發(fā)明的 動力輸出裝置，并且車軸與所述驅(qū)動軸連結(jié)。大體上講，所述動力輸出裝 置向驅(qū)動軸輸出動力，包括內(nèi)燃機(jī)；第一電動機(jī)，能夠輸入輸出動力； 第二電動機(jī)，能夠輸入輸出動力；三軸式動力輸入輸出單元，與內(nèi)燃機(jī)
軸、第一電動機(jī)軸以及第三軸這三個軸連接，根據(jù)向該三個軸中的某兩個 軸輸入或從該兩個軸輸出的動力而向剩余的軸輸入動力或從該軸輸出動
11力，所述內(nèi)燃機(jī)軸是所述內(nèi)燃機(jī)的輸出軸，所述第一電動機(jī)軸是所述第一 電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸；第一連接解除單元，進(jìn)行第二電動機(jī)軸與所述第三軸的
連接以及連接的解除，所述第二電動機(jī)軸是所述第二電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸；第 二連接解除單元，進(jìn)行所述第二電動機(jī)軸與所述內(nèi)燃機(jī)軸的連接以及連接 的解除；第三連接解除單元，進(jìn)行所述驅(qū)動軸與所述第三軸的連接以及連 接的解除；以及第四連接解除單元，進(jìn)行所述驅(qū)動軸與所述第一電動機(jī)軸 的連接以及連接的解除。
本發(fā)明的車輛安裝有上述任一方式的本發(fā)明的動力輸出裝置，因此可 以取得與本發(fā)明的動力輸出裝置相同的效果等，例如能夠以更高效率的連
接關(guān)系來進(jìn)行驅(qū)動。
本發(fā)明還提供一種動力輸出裝置的控制方法，所述動力輸出裝置包 括內(nèi)燃機(jī)；第一電動機(jī)，能夠輸入輸出動力；第二電動機(jī)，能夠輸入輸 出動力；三軸式動力輸入輸出單元，與內(nèi)燃機(jī)軸、第一電動機(jī)軸、以及第 三軸這三個軸連接，根據(jù)向該三個軸中的某兩個軸輸入或從該兩個軸輸出 的動力而向剩余的軸輸入動力或從該軸輸出動力，所述內(nèi)燃機(jī)軸是所述內(nèi) 燃機(jī)的輸出軸，所述第一電動機(jī)軸是所述第一電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸；第一連接 解除單元，進(jìn)行第二電動機(jī)軸與所述第三軸的連接以及連接的解除，所述 第二電動機(jī)軸是所述第二電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸；第二連接解除單元，進(jìn)行所述 第二電動機(jī)軸與所述內(nèi)燃機(jī)軸的連接以及連接的解除；第三連接解除單 元，進(jìn)行所述驅(qū)動軸與所述第三軸的連接以及連接的解除；以及第四連接 解除單元，進(jìn)行所述驅(qū)動軸與所述第一電動機(jī)軸的連接以及連接的解除； 所述動力輸出裝置的控制方法的特征在于，
控制所述第一連接解除單元、所述第二連接解除單元、所述第三連接 解除單元、以及所述第四連接解除單元，使得當(dāng)所述驅(qū)動軸的轉(zhuǎn)速處于預(yù) 定的低旋轉(zhuǎn)區(qū)域時(shí)成為以下的第一連接狀態(tài)，即通過所述第一連接解除 單元來連接所述第二電動機(jī)軸和所述第三軸，并且通過所述第二連接解除 單元來解除所述第二電動機(jī)軸與所述內(nèi)燃機(jī)軸的連接，通過所述第三連接 解除單元來連接所述驅(qū)動軸和所述第三軸，通過所述第四連接解除單元來 解除所述驅(qū)動軸與所述第一電動機(jī)軸的連接。在該本發(fā)明的動力輸出裝置的控制方法中，使作為第二電動機(jī)的旋轉(zhuǎn) 軸的第二電動機(jī)軸與三軸式動力輸入輸出單元的第三軸或作為內(nèi)燃機(jī)的輸 出軸的內(nèi)燃機(jī)軸連接或者解除該連接，并且使驅(qū)動軸與三軸式動力輸入輸 出單元的第三軸或作為第一電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸的第一電動機(jī)軸連接或者解除 該連接，由此與僅使第二電動機(jī)軸與三軸式動力輸入輸出單元的第三軸或 內(nèi)燃機(jī)軸連接或者解除該連接相比，可以增加向驅(qū)動軸輸出動力時(shí)的連接 關(guān)系，因此能夠以更高效率的連接關(guān)系向驅(qū)動軸輸出動力。特別是當(dāng)驅(qū)動 軸的轉(zhuǎn)速處于預(yù)定的低旋轉(zhuǎn)區(qū)域時(shí)，能夠使第二電動機(jī)與第三軸連接并使 驅(qū)動軸與第三軸連接而向驅(qū)動軸輸出動力。
上述本發(fā)明的動力輸出裝置的控制方法也可以采用以下方式進(jìn)行控 制，使得當(dāng)所述驅(qū)動軸的轉(zhuǎn)速處于預(yù)定的高旋轉(zhuǎn)區(qū)域時(shí)成為以下的第二連 接狀態(tài)，S卩通過所述第一連接解除單元來解除所述第二電動機(jī)軸與所述 第三軸的連接，并且通過所述第二連接解除單元來連接所述第二電動機(jī)軸 和所述內(nèi)燃機(jī)軸，通過所述第三連接解除單元來連接所述驅(qū)動軸和所述第 三軸，通過所述第四連接解除單元來解除所述驅(qū)動軸與所述第一電動機(jī)軸 的連接。這樣一來，當(dāng)驅(qū)動軸的轉(zhuǎn)速處于預(yù)定的高旋轉(zhuǎn)區(qū)域時(shí)，能夠使第 二電動機(jī)與內(nèi)燃機(jī)軸連接并使驅(qū)動軸與第三軸連接而向驅(qū)動軸輸出動力。
另外，本發(fā)明的動力輸出裝置的控制方法也可以采用以下方式進(jìn)行 控制，使得當(dāng)所述驅(qū)動軸的轉(zhuǎn)速處于預(yù)定的高旋轉(zhuǎn)區(qū)域時(shí)成為以下的第三 連接狀態(tài)，即通過所述第一連接解除單元來連接所述第二電動機(jī)軸和所 述第三軸，并且通過所述第二連接解除單元來解除所述第二電動機(jī)軸與所 述內(nèi)燃機(jī)軸的連接，通過所述第三連接解除單元來解除所述驅(qū)動軸與所述 第三軸的連接，通過所述第四連接解除單元來連接所述驅(qū)動軸和所述第一 電動機(jī)軸。這樣一來，當(dāng)驅(qū)動軸的轉(zhuǎn)速處于預(yù)定的高旋轉(zhuǎn)區(qū)域時(shí)，能夠使 第二電動機(jī)與第三軸連接并使驅(qū)動軸與第一電動機(jī)軸連接而向驅(qū)動軸輸出 動力。


圖1是簡要地表示安裝有作為本發(fā)明的一個實(shí)施例的動力輸出裝置的混合動力汽車20的構(gòu)成的構(gòu)成圖2表示了用于說明動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)30的各旋轉(zhuǎn)要素、傳動軸
35、以及第一 第三連結(jié)旋轉(zhuǎn)軸36 38的轉(zhuǎn)速的關(guān)系的共線圖的一個例 子；
圖3表示了用于從力學(xué)角度說明第一連接狀態(tài)下的動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu) 30的各旋轉(zhuǎn)要素、傳動軸35、以及第一 第三連結(jié)旋轉(zhuǎn)軸36 38的共線 圖的一個例子；
圖4表示了用于從力學(xué)角度說明第二連接狀態(tài)下的動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu) 30的各旋轉(zhuǎn)要素、傳動軸35、以及第一 第三連結(jié)旋轉(zhuǎn)軸36 38的共線 圖的一個例子；
圖5表示了用于從力學(xué)角度說明第三連接狀態(tài)下的動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu) 30的各旋轉(zhuǎn)要素、傳動軸35、以及第一 第三連結(jié)旋轉(zhuǎn)軸36 38的共線 圖的一個例子。
具體實(shí)施例方式
以下，使用實(shí)施例來說明用于實(shí)施本發(fā)明的最佳方式。 圖1是簡要地表示安裝有作為本發(fā)明的一個實(shí)施例的動力輸出裝置的 混合動力汽車20的構(gòu)成的構(gòu)成圖。如圖所示，實(shí)施例的混合動力汽車20 包括發(fā)動機(jī)22;三軸式動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)30，經(jīng)由減震器28與作為發(fā) 動機(jī)22的輸出軸的曲軸(內(nèi)燃機(jī)軸)26連接；馬達(dá)MG1，其旋轉(zhuǎn)軸(第 一電動機(jī)軸)31a與動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)30連接，可以發(fā)電；馬達(dá)MG2， 可以發(fā)電；傳動軸35，與連接在動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)30上的內(nèi)嚙合齒輪軸 32a連結(jié)；第一連結(jié)旋轉(zhuǎn)軸36和第二連結(jié)旋轉(zhuǎn)軸37，與傳動軸35連結(jié)； 第三連結(jié)旋轉(zhuǎn)軸38，與馬達(dá)MG1的旋轉(zhuǎn)軸31a連結(jié)；第一連接解除機(jī)構(gòu) 90，進(jìn)行馬達(dá)MG2的旋轉(zhuǎn)軸(第二電動機(jī)軸)45與第一連結(jié)旋轉(zhuǎn)軸36的 連接或連接的解除;第二連接解除機(jī)構(gòu)95，進(jìn)行馬達(dá)MG2的旋轉(zhuǎn)軸45與 發(fā)動機(jī)22的曲軸26的連接或連接的解除；第三連接解除機(jī)構(gòu)100，進(jìn)行 驅(qū)動軸39與第二連結(jié)旋轉(zhuǎn)軸37的連接或連接的解除，所述驅(qū)動軸39經(jīng)由 差速齒輪62和齒輪機(jī)構(gòu)60與驅(qū)動輪63a、 63b連結(jié)；第四連接解除機(jī)構(gòu)105，進(jìn)行驅(qū)動軸39與第三連結(jié)旋轉(zhuǎn)軸38的連接或連接的解除；以及混 合動力用電子控制單元70，對整個動力輸出裝置進(jìn)行控制。
發(fā)動機(jī)22是通過汽油或輕油等炭化氫系的燃料輸出動力的內(nèi)燃機(jī)， 通過從檢測發(fā)動機(jī)22的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的各種傳感器輸入信號的發(fā)動機(jī)用電子 控制單元(以下，稱為發(fā)動機(jī)ECU) 24而接受燃料噴射控制、點(diǎn)火控 制、吸入空氣量調(diào)節(jié)控制等運(yùn)轉(zhuǎn)控制。發(fā)動機(jī)ECU24與混合動力用電子 控制單元70進(jìn)行通信，通過來自混合動力用電子控制單元70的控制信號 控制發(fā)動機(jī)22的運(yùn)轉(zhuǎn)，并且根據(jù)需要將與發(fā)動機(jī)22的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)相關(guān)的數(shù) 據(jù)輸出給混合動力用電子控制單元70。
動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)30包括太陽齒輪31，為外齒齒輪；內(nèi)嚙合齒輪 32，與該太陽齒輪31配置在同心圓上，為內(nèi)齒齒輪；多個小齒輪33，與 太陽齒輪31嚙合并與內(nèi)嚙合齒輪32嚙合；以及行星齒輪架34，可自由自 轉(zhuǎn)并可自由公轉(zhuǎn)地保持多個小齒輪33。該動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)30構(gòu)成為將 太陽齒輪31、內(nèi)嚙合齒輪32、以及行星齒輪架34作為旋轉(zhuǎn)要素而進(jìn)行差 動作用的行星齒輪機(jī)構(gòu)。在動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)30中，在行星齒輪架34上 連結(jié)有發(fā)動機(jī)22的曲軸26，在太陽齒輪31上連結(jié)有馬達(dá)MG1的旋轉(zhuǎn)軸 31a,在內(nèi)嚙合齒輪32上連結(jié)有具有齒輪32b的中空的內(nèi)嚙合齒輪軸 32a。傳動軸35經(jīng)由齒輪35a與內(nèi)嚙合齒輪軸32a的齒輪32b連結(jié)，第一 連結(jié)旋轉(zhuǎn)軸36經(jīng)由齒輪36a與傳動軸35的齒輪35b連結(jié)，并且第二連結(jié) 旋轉(zhuǎn)軸37經(jīng)由齒輪37a與傳動軸35的齒輪35b連結(jié)。另外，第三連結(jié)旋 轉(zhuǎn)軸38經(jīng)由齒輪38b、 38a與固定在馬達(dá)MG1的旋轉(zhuǎn)軸31a上的齒輪31b 連結(jié)。圖2表示了用于說明動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)30的各旋轉(zhuǎn)要素、傳動軸 35、以及第一 第三連結(jié)旋轉(zhuǎn)軸36 38的轉(zhuǎn)速的關(guān)系的共線圖的一個例 子。在圖中，S軸表示動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)30的太陽齒輪31 (馬達(dá)MG1的 旋轉(zhuǎn)軸31a)的轉(zhuǎn)速，C軸表示動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)30的行星齒輪架34 (發(fā) 動機(jī)22的曲軸26)的轉(zhuǎn)速，R軸表示動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)30的內(nèi)嚙合齒輪 32 (內(nèi)嚙合齒輪軸32a)的轉(zhuǎn)速，38b軸、38軸、36軸、37軸、35軸分別 表示齒輪38b的轉(zhuǎn)速、第三連結(jié)旋轉(zhuǎn)軸38的轉(zhuǎn)速、第一連結(jié)旋轉(zhuǎn)軸36的 轉(zhuǎn)速、第二連結(jié)旋轉(zhuǎn)軸37的轉(zhuǎn)速、傳動軸35的轉(zhuǎn)速。馬達(dá)MG2的旋轉(zhuǎn)軸45通過第一連接解除機(jī)構(gòu)90、第二連接解除機(jī)構(gòu)95而與第一連結(jié)旋轉(zhuǎn) 軸36連接或者與行星齒輪架34連接，驅(qū)動軸39通過第三連接解除機(jī)構(gòu) 100或第四連接解除機(jī)構(gòu)105而與第二連結(jié)旋轉(zhuǎn)軸37連接或者與第三連結(jié) 旋轉(zhuǎn)軸38連接。動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)30的齒輪比P 1 (太陽齒輪的齒數(shù)/內(nèi) 嚙合齒輪的齒數(shù))、齒輪32b、 35a的齒輪比P2 (齒輪32b的齒數(shù)/齒輪 35a的齒數(shù))、齒輪35b、 36a的齒輪比P 3 (齒輪35b的齒數(shù)/齒輪36a的 齒數(shù))、齒輪35b、 37a的齒輪比P4 (齒輪35b的齒輪比/齒輪37a的齒 數(shù))、齒輪31b、 38b的齒輪比P5 (齒輪31b的齒數(shù)/齒輪38b的齒數(shù))、 齒輪38b、 38a的齒輪比P6 (齒輪38b的齒數(shù)/齒輪38a的齒數(shù))被調(diào)整成 當(dāng)馬達(dá)MG1的轉(zhuǎn)速Nml為近似0的值時(shí)發(fā)動機(jī)22的曲軸26的轉(zhuǎn)速(行 星齒輪架34的轉(zhuǎn)速)與第一連結(jié)旋轉(zhuǎn)軸36的轉(zhuǎn)速近似相同，并且被調(diào)整 成當(dāng)發(fā)動機(jī)22的曲軸26、馬達(dá)MG1的旋轉(zhuǎn)軸31a、以及馬達(dá)MG2的旋 轉(zhuǎn)軸45為各預(yù)定的轉(zhuǎn)速時(shí)第二連結(jié)旋轉(zhuǎn)軸37的轉(zhuǎn)速與第三連結(jié)旋轉(zhuǎn)軸38 的轉(zhuǎn)速近似相同。另夕卜，動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)30的齒輪比Pl、齒輪32b、 35a的齒輪比P2、齒輪35b、 36a的齒輪比P3、齒輪35b、 37a的齒輪比 p4、齒輪31b、 38b的齒輪比P5、齒輪38b、 38a的齒輪比P6被調(diào)整 成與當(dāng)?shù)诙B結(jié)旋轉(zhuǎn)軸37以比較高的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)、發(fā)動機(jī)22的曲軸26以 比較低的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)時(shí)太陽齒輪31以負(fù)的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的容易程度相比，當(dāng)?shù)?三連結(jié)旋轉(zhuǎn)軸38以比較高的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)、發(fā)動機(jī)22的曲軸26以比較低的轉(zhuǎn) 速旋轉(zhuǎn)時(shí)第一連結(jié)旋轉(zhuǎn)軸36以負(fù)的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的容易度程低，即與前一情 況下的太陽齒輪31相比后一情況下的第一連結(jié)旋轉(zhuǎn)軸36難以以負(fù)的轉(zhuǎn)速 旋轉(zhuǎn)。
第一連接解除機(jī)構(gòu)90作為所謂的爪形離合器而構(gòu)成，其包括第一 連結(jié)旋轉(zhuǎn)軸側(cè)齒輪91，被固定在經(jīng)由齒輪35b、 36a與傳動軸35連結(jié)的中 空的第一連結(jié)旋轉(zhuǎn)軸36上；馬達(dá)側(cè)齒輪92，被固定在馬達(dá)MG2的旋轉(zhuǎn)軸 45上，該旋轉(zhuǎn)軸45與第一連結(jié)旋轉(zhuǎn)軸36配置在同軸上；第一可動部件 93;以及執(zhí)行器94，用于使第一可動部件移動。第一連結(jié)旋轉(zhuǎn)軸側(cè)齒輪 91和馬達(dá)側(cè)齒輪92被形成為在外周側(cè)具有齒的相同形狀，并隔開預(yù)定間 隔而配置。第一可動部件93在內(nèi)周側(cè)設(shè)置有可以與第一連結(jié)旋轉(zhuǎn)軸側(cè)齒輪91和馬達(dá)側(cè)齒輪92嚙合的齒，并能夠在軸向上進(jìn)退比與預(yù)定間隔相當(dāng) 的距離稍長的距離。當(dāng)?shù)谝贿B結(jié)旋轉(zhuǎn)軸36的轉(zhuǎn)速與馬達(dá)MG2的旋轉(zhuǎn)軸45 的轉(zhuǎn)速近似相同時(shí)，該第一連接解除機(jī)構(gòu)90通過執(zhí)行器94使第一可動部 件93在軸向上進(jìn)退移動，由此能夠進(jìn)行馬達(dá)側(cè)齒輪92與第一連結(jié)旋轉(zhuǎn)軸 側(cè)齒輪91的連接或連接的解除、即馬達(dá)MG2的旋轉(zhuǎn)軸45與第一連結(jié)旋 轉(zhuǎn)軸36的連接或連接的解除。
第二連接解除機(jī)構(gòu)95作為爪形離合器而構(gòu)成，其包括馬達(dá)側(cè)齒輪 92;發(fā)動機(jī)側(cè)齒輪96，固定在發(fā)動機(jī)22的曲軸26上，該曲軸26近似配 置在馬達(dá)MG2的旋轉(zhuǎn)軸45的延長線上；第二可動部件97;以及執(zhí)行器 98，用于使第二可動部件97移動。發(fā)動機(jī)側(cè)齒輪96被形成為與馬達(dá)側(cè)齒 輪92相同的形狀，馬達(dá)側(cè)齒輪92與發(fā)動機(jī)側(cè)齒輪96隔開預(yù)定間隔而配 置。第二可動部件97在內(nèi)周側(cè)設(shè)置有可以與馬達(dá)側(cè)齒輪92和發(fā)動機(jī)側(cè)齒 輪96嚙合的齒，能夠在軸向上進(jìn)退比與預(yù)定間隔相當(dāng)?shù)木嚯x稍長的距 離。當(dāng)馬達(dá)側(cè)齒輪92的轉(zhuǎn)速與發(fā)動機(jī)側(cè)齒輪96的轉(zhuǎn)速近似相同時(shí)，該第 二連接解除機(jī)構(gòu)95通過執(zhí)行器98使第二可動部件97在軸向上進(jìn)退移動， 由此能夠進(jìn)行馬達(dá)側(cè)齒輪92與發(fā)動機(jī)側(cè)齒輪96的連接或連接的解除、即 馬達(dá)MG2的旋轉(zhuǎn)軸45與發(fā)動機(jī)22的曲軸26的連接或連接的解除。
第三連接解除機(jī)構(gòu)100也作為爪形離合器而構(gòu)成，其包括第二連結(jié) 旋轉(zhuǎn)軸側(cè)齒輪101，固定在中空的第二連結(jié)旋轉(zhuǎn)軸37上，該第二連結(jié)旋轉(zhuǎn) 軸37經(jīng)由齒輪35b、 37a與傳動軸35連結(jié)；驅(qū)動軸側(cè)齒輪102，固定在驅(qū) 動軸39上，該驅(qū)動軸39與第二連結(jié)旋轉(zhuǎn)軸36配置在同一軸上；第三可動 部件103;以及執(zhí)行器104，用于使第三可動部件104移動。第二連結(jié)旋 轉(zhuǎn)軸側(cè)齒輪101和驅(qū)動軸側(cè)齒輪102被形成為與第一連結(jié)旋轉(zhuǎn)軸側(cè)齒輪91 等相同的形狀，并隔開預(yù)定間隔而配置。第三可動部件103在內(nèi)周側(cè)設(shè)置 有可以與第二連結(jié)旋轉(zhuǎn)軸側(cè)齒輪101和驅(qū)動軸側(cè)齒輪102嚙合的齒，能夠
在軸向上進(jìn)退比與預(yù)定間隔相當(dāng)?shù)木嚯x稍長的距離。當(dāng)驅(qū)動軸39的轉(zhuǎn)速 與第二連結(jié)旋轉(zhuǎn)軸37的轉(zhuǎn)速近似相同時(shí)，該第三連接解除機(jī)構(gòu)100通過 執(zhí)行器104使第三可動部件103在軸向上進(jìn)退移動，由此能夠進(jìn)行驅(qū)動軸 側(cè)齒輪102與第二連結(jié)旋轉(zhuǎn)軸側(cè)齒輪101的連接或連接的解除、即驅(qū)動軸
1739與第二連結(jié)旋轉(zhuǎn)軸37的連接或連接的解除。
第四連接解除機(jī)構(gòu)105作為爪形離合器而構(gòu)成，其包括驅(qū)動軸側(cè)齒
輪102;第三連結(jié)旋轉(zhuǎn)軸側(cè)齒輪106，固定在第三連結(jié)旋轉(zhuǎn)軸38上，該第 三連結(jié)旋轉(zhuǎn)軸38近似配置在驅(qū)動軸39的延長線上并經(jīng)由齒輪31b、 38b、 38a與馬達(dá)MG1的旋轉(zhuǎn)軸31a連結(jié)；第四可動部件107;以及執(zhí)行器 108，用于使第四可動部件107移動。第三連結(jié)旋轉(zhuǎn)軸側(cè)齒輪106被形成 為與驅(qū)動軸側(cè)齒輪102相同的形狀，驅(qū)動軸側(cè)齒輪102和第三連結(jié)旋轉(zhuǎn)軸 側(cè)齒輪106隔開預(yù)定間隔而配置。第四可動部件107在內(nèi)周側(cè)設(shè)置有可以 與驅(qū)動軸側(cè)齒輪102和第三連結(jié)旋轉(zhuǎn)軸側(cè)齒輪106嚙合的齒，能夠在軸向 上進(jìn)退比與預(yù)定間隔相當(dāng)?shù)木嚯x稍長的距離。當(dāng)驅(qū)動軸39的轉(zhuǎn)速與第三 連結(jié)旋轉(zhuǎn)軸38的轉(zhuǎn)速近似相同時(shí)，該第四連接解除機(jī)構(gòu)105通過執(zhí)行器 108使第三連結(jié)旋轉(zhuǎn)軸側(cè)齒輪107在軸向上進(jìn)退移動，由此能夠進(jìn)行驅(qū)動 軸側(cè)齒輪102與第三連結(jié)旋轉(zhuǎn)軸側(cè)齒輪106的連接或連接的解除、即驅(qū)動 軸39與第三連結(jié)旋轉(zhuǎn)軸38的連接或連接的解除。
馬達(dá)MG1和馬達(dá)MG2均是可以作為發(fā)電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動并可以作為電動 機(jī)進(jìn)行驅(qū)動的公知的同步發(fā)電電動機(jī)，該馬達(dá)MG1和馬達(dá)MG2經(jīng)由逆變 器41、 42與蓄電池50進(jìn)行電力的交換。連接逆變器41、 42和蓄電池50 的電線54作為各逆變器41、 42共用的正極母線和負(fù)極母線而構(gòu)成，由馬 達(dá)MG1、 MG2中的一個發(fā)出的電力可以由其他馬達(dá)消耗。馬達(dá)MG1、 MG2的驅(qū)動均由馬達(dá)用電子控制單元(以下，稱為馬達(dá)ECU) 40控制。 控制馬達(dá)MG1、 MG2的驅(qū)動所需要的信號，例如來自檢測馬達(dá)MG1、 MG2的轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)位置的旋轉(zhuǎn)位置檢測傳感器43、 44的信號或通過未圖 示的電流傳感器檢測出的施加給馬達(dá)MG1、 MG2的相電流等輸入馬達(dá) ECU40，從馬達(dá)ECU40輸出對逆變器41、 42的開關(guān)控制信號。馬達(dá) ECU40與混合動力用電子控制單元70進(jìn)行通信，通過來自混合動力用電 子控制單元70的控制信號來控制馬達(dá)MG1、 MG2的驅(qū)動，并且根據(jù)需要 將與馬達(dá)MG1、 MG2的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)相關(guān)的數(shù)據(jù)輸出給混合動力用電子控制 單元70。
蓄電池50由蓄電池用電子控制單元(以下，稱為蓄電池ECU) 52管理。管理蓄電池50所需要的信號，例如來自設(shè)置在蓄電池50的端子之間
的未圖示的電壓傳感器的端子間電壓、來自安裝在與蓄電池50的輸出端 子連接的電線54上的未圖示的電流傳感器的充放電電流、來自安裝在蓄 電池50上的溫度傳感器51的電池溫度Tb等輸入到蓄電池ECU52，根據(jù) 需要將與蓄電池50的狀態(tài)相關(guān)的數(shù)據(jù)通過通信輸出給混合動力用電子控 制單元70。另外，蓄電池ECU52為了管理蓄電池50還根據(jù)由電流傳感器 檢測出的充放電電流的積算值來計(jì)算剩余容量(SOC)。
混合動力用電子控制單元70作為以CPU72為中心的微處理器而構(gòu) 成，除了CPU72以外，該混合動力用電子控制單元70還包括存儲處理 程序的ROM74;暫時(shí)存儲數(shù)據(jù)的RAM76;以及未圖示的輸入輸出端口和 通信端口。來自點(diǎn)火開關(guān)80的點(diǎn)火信號、來自檢測換檔桿81的操作位置 的換檔位置傳感器82的換檔位置SP、來自檢測加速踏板83的踩下量的加 速踏板位置傳感器84的加速器開度Acc、來自檢測制動踏板85的踩下量 的制動踏板位置傳感器86的制動踏板位置BP、以及來自車速傳感器88的 車速V等經(jīng)由輸入端口輸入到混合動力用電子控制單元70。從混合動力 用電子控制單元70輸出對執(zhí)行器94、 98、 104、 108的驅(qū)動信號等。如上 所述，混合動力用電子控制單元70經(jīng)由通信端口與發(fā)動機(jī)ECU24、馬達(dá) ECU40、以及蓄電池ECU52連接，并與發(fā)動機(jī)ECU24、馬達(dá)ECU40、以 及蓄電池ECU52進(jìn)行各種控制信號和數(shù)據(jù)的交換。
通過改變第一 第四連接解除機(jī)構(gòu)90、 95、 100、 105的狀態(tài)，該實(shí) 施例的混合動力汽車20能夠以各種運(yùn)轉(zhuǎn)模式向驅(qū)動軸39輸出動力而行 駛。作為第一 第四連接解除機(jī)構(gòu)90、 95、 100、 105的狀態(tài)而有以下連 接狀態(tài)連接馬達(dá)MG2的旋轉(zhuǎn)軸45和第一連結(jié)旋轉(zhuǎn)軸36并連接驅(qū)動軸 39和第二連結(jié)旋轉(zhuǎn)軸37的第一連接狀態(tài)；連接馬達(dá)MG2的旋轉(zhuǎn)軸45和 發(fā)動機(jī)22的曲軸26 (動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)30的行星齒輪架34)并連接驅(qū) 動軸39和第二連結(jié)旋轉(zhuǎn)軸37的第二連接狀態(tài)；連接馬達(dá)MG2的旋轉(zhuǎn)軸 45和第二連結(jié)旋轉(zhuǎn)軸37并連接驅(qū)動軸39和第三連結(jié)旋轉(zhuǎn)軸38的第三連 接狀態(tài)；以及連接馬達(dá)MG2的旋轉(zhuǎn)軸45和發(fā)動機(jī)22的曲軸26并連接驅(qū) 動軸39和第三連結(jié)旋轉(zhuǎn)軸38的第四連接狀態(tài)。并且，從第一 第四連接狀態(tài)等中選擇一種連接狀態(tài)，根據(jù)與駕駛者對加速踏板83的踩下量相對
應(yīng)的加速器開度Acc和車速V來計(jì)算應(yīng)輸出給驅(qū)動軸39的要求轉(zhuǎn)矩，控 制發(fā)動機(jī)22、馬達(dá)MG1、以及馬達(dá)MG2的運(yùn)轉(zhuǎn)，使得與該要求轉(zhuǎn)矩相對 應(yīng)的要求動力被輸出給驅(qū)動軸39。作為發(fā)動機(jī)22、馬達(dá)MG1、以及馬達(dá) MG2的運(yùn)轉(zhuǎn)控制而有以下等運(yùn)轉(zhuǎn)模式轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換運(yùn)轉(zhuǎn)模式，控制發(fā)動機(jī) 22的運(yùn)轉(zhuǎn)以使發(fā)動機(jī)22在設(shè)定為從發(fā)動機(jī)22輸出與要求動力相對應(yīng)的動 力的運(yùn)轉(zhuǎn)點(diǎn)(轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩)上運(yùn)轉(zhuǎn)，并且控制馬達(dá)MG1和馬達(dá)MG2的驅(qū) 動，使得從發(fā)動機(jī)22輸出的全部動力通過動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)30、傳動軸 35、第一連結(jié)旋轉(zhuǎn)軸36、第二連結(jié)旋轉(zhuǎn)軸37、第三連結(jié)旋轉(zhuǎn)軸38、馬達(dá) MG1、馬達(dá)MG2進(jìn)行轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換后輸出給驅(qū)動軸39;充放電運(yùn)轉(zhuǎn)模式，控 制發(fā)動機(jī)22的運(yùn)轉(zhuǎn)以從發(fā)動機(jī)22輸出與要求動力和蓄電池50的充放電所 需要的電力之和相對應(yīng)的動力，并且控制馬達(dá)MG1和馬達(dá)MG2的驅(qū)動， 使得伴隨著蓄電池50的充放電，通過動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)30、傳動軸35、 第一連結(jié)旋轉(zhuǎn)軸36、第二連結(jié)旋轉(zhuǎn)軸37、第三連結(jié)旋轉(zhuǎn)軸38、馬達(dá) MG1、馬達(dá)MG2對從發(fā)動機(jī)22輸出的動力的全部或一部分進(jìn)行轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn) 換，并隨之將要求動力輸出給驅(qū)動軸39;馬達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn)模式，進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)控制以 停止發(fā)動機(jī)22的運(yùn)轉(zhuǎn)并將來自馬達(dá)MG1、 MG2中的至少一者的、與要求 動力相對應(yīng)的動力輸出給驅(qū)動軸39。以下，對第一 第四連接狀態(tài)進(jìn)行說 明。
圖3表示了用于從力學(xué)角度說明第一連接狀態(tài)下的動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu) 30的各旋轉(zhuǎn)要素、傳動軸35、以及第一 第三連結(jié)旋轉(zhuǎn)軸36 38的共線 圖的一個例子，在所述第一連接狀態(tài)下連接馬達(dá)MG2的旋轉(zhuǎn)軸45和第一 連結(jié)旋轉(zhuǎn)軸36，并且連接驅(qū)動軸39和第二連結(jié)旋轉(zhuǎn)軸37。在實(shí)施例中， 當(dāng)以比較低的速度行駛時(shí)(例如，驅(qū)動軸39的轉(zhuǎn)速小于預(yù)定轉(zhuǎn)速Nrefl 時(shí))，選擇第一連接狀態(tài)。在該第一連接狀態(tài)下，如果不進(jìn)行蓄電池50 的充放電，則當(dāng)動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)30的太陽齒輪31、內(nèi)嚙合齒輪32均以 正的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)時(shí)，馬達(dá)MG1作為發(fā)電機(jī)而發(fā)揮作用，并且馬達(dá)MG2作為 電動機(jī)而發(fā)揮作用，來自發(fā)動機(jī)22的動力的一部分伴隨著馬達(dá)MG1的發(fā) 電而經(jīng)由內(nèi)嚙合齒輪軸32a、傳動軸35、以及第二連結(jié)旋轉(zhuǎn)軸37被輸出給驅(qū)動軸39，并且來自馬達(dá)MG2的動力經(jīng)由傳動軸35和第二連結(jié)旋轉(zhuǎn)軸 37被輸出給驅(qū)動軸39。
圖4表示了用于從力學(xué)角度說明第二連接狀態(tài)下的動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu) 30的各旋轉(zhuǎn)要素、傳動軸35、以及第一 第三連結(jié)旋轉(zhuǎn)軸36 38的共線 圖的一個例子，在所述第二連接狀態(tài)下連接馬達(dá)MG2的旋轉(zhuǎn)軸45和發(fā)動 機(jī)22的曲軸26，并且連接驅(qū)動軸39和第二連結(jié)旋轉(zhuǎn)軸37。在實(shí)施例 中，當(dāng)以比較高的速度行駛(例如，驅(qū)動軸39的轉(zhuǎn)速大于等于預(yù)定轉(zhuǎn)速 Nrefl時(shí))、并且馬達(dá)MG1以負(fù)的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)時(shí)(馬達(dá)MG1與發(fā)動機(jī)22的 曲軸26或內(nèi)嚙合齒輪軸32a向相反方向旋轉(zhuǎn)時(shí))選擇第二連接狀態(tài)。在該 第二連接狀態(tài)下，如果不進(jìn)行蓄電池50的充放電，則馬達(dá)MG1作為電動 機(jī)而發(fā)揮作用，并且馬達(dá)MG2作為發(fā)電機(jī)而發(fā)揮作用，由馬達(dá)MG2使用 來自發(fā)動機(jī)22的動力的一部分進(jìn)行發(fā)電，并且來自發(fā)動機(jī)22的剩余的動 力伴隨著馬達(dá)MG1對電力的消耗而經(jīng)由內(nèi)嚙合齒輪軸32a、傳動軸35、 以及第二連結(jié)旋轉(zhuǎn)軸37被輸出給驅(qū)動軸39。
圖5表示了用于從力學(xué)角度說明第三連接狀態(tài)下的動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu) 30的各旋轉(zhuǎn)要素、傳動軸35、以及第一 第三連結(jié)旋轉(zhuǎn)軸36 38的共線 圖的一個例子，在所述第三連接狀態(tài)下連接馬達(dá)MG2的旋轉(zhuǎn)軸45和第二 連結(jié)旋轉(zhuǎn)軸37，并且連接驅(qū)動軸39和第三連結(jié)旋轉(zhuǎn)軸38。在實(shí)施例中， 當(dāng)以比較高的速度行駛時(shí)(例如，驅(qū)動軸39的轉(zhuǎn)速大于等于預(yù)定轉(zhuǎn)速 Nrefl或者大于等于與預(yù)定轉(zhuǎn)速Nrefl不同的預(yù)定轉(zhuǎn)速Nref2時(shí))，選擇第 三連接狀態(tài)。在該第三連接狀態(tài)下，如果不進(jìn)行蓄電池50的充放電，則 能夠使馬達(dá)MG1作為電動機(jī)而發(fā)揮作用，并且使馬達(dá)MG2作為發(fā)電機(jī)而 發(fā)揮作用。即，能夠通過從馬達(dá)MG2經(jīng)由第一連結(jié)旋轉(zhuǎn)軸36和傳動軸35 輸出給內(nèi)嚙合齒輪軸32a的轉(zhuǎn)矩將來自發(fā)動機(jī)22的動力的一部分經(jīng)由太陽 齒輪31和第三連結(jié)旋轉(zhuǎn)軸38輸出給驅(qū)動軸39，并且將來自馬達(dá)MG1的 動力經(jīng)由第三連結(jié)旋轉(zhuǎn)軸38輸出給驅(qū)動軸39。
在第四連接狀態(tài)下，來自馬達(dá)MG1的動力經(jīng)由第三連結(jié)旋轉(zhuǎn)軸38被 輸出給驅(qū)動軸39，所述第四連接狀態(tài)是連接馬達(dá)MG2的旋轉(zhuǎn)軸45和發(fā)動 機(jī)22的曲軸26并連接驅(qū)動軸39和第三連結(jié)旋轉(zhuǎn)軸38的連接狀態(tài)。在該
21情況下，由于動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)30的內(nèi)嚙合齒輪32成為自由的狀態(tài)，因 此來自發(fā)動機(jī)22的動力不會輸出給驅(qū)動軸39。
在實(shí)施例的混合動力汽車20中，當(dāng)在第一連接狀態(tài)下從以比較低的 速度行駛的狀態(tài)加速而轉(zhuǎn)變?yōu)樗俣缺容^高的巡航行駛時(shí)，即當(dāng)轉(zhuǎn)變?yōu)轵?qū)動 軸39以比較高的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)并且發(fā)動機(jī)22以比較低的旋轉(zhuǎn)、比較低的轉(zhuǎn)矩 運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)(例如，驅(qū)動軸39以大于等于預(yù)定轉(zhuǎn)速Nrefl或預(yù)定轉(zhuǎn)速 Nref2的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)、并且發(fā)動機(jī)22以遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于預(yù)定轉(zhuǎn)速Nrefl或預(yù)定轉(zhuǎn)速 Nref2的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的狀態(tài))時(shí)，進(jìn)行向第二連接狀態(tài)或第三連接狀態(tài)的切 換。首先，說明從第一連接狀態(tài)切換到第二連接狀態(tài)時(shí)的動作。此時(shí)，首 先在加速時(shí)內(nèi)嚙合齒輪32的轉(zhuǎn)速上升，之后當(dāng)轉(zhuǎn)變到速度比較高的巡航 行駛時(shí)馬達(dá)MG1的轉(zhuǎn)速變?yōu)榻?的值時(shí)，即第一連結(jié)旋轉(zhuǎn)軸36的轉(zhuǎn)速 與發(fā)動機(jī)22的曲軸26 (動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)30的行星齒輪架34)的轉(zhuǎn)速 變?yōu)榻葡嗤瑫r(shí)，使第二連接解除機(jī)構(gòu)95的第二可動部件97在軸向上移 動，連接馬達(dá)MG2的旋轉(zhuǎn)軸45和發(fā)動機(jī)22的曲軸26，并使第一連接解 除機(jī)構(gòu)90的第一可動部件93在軸向上移動，解除馬達(dá)MG2的旋轉(zhuǎn)軸45 與第一連結(jié)旋轉(zhuǎn)軸36的連接，切換到第二連接狀態(tài)，以比較高的速度巡 航行駛?；谝韵碌睦碛啥缟纤鲈谵D(zhuǎn)變?yōu)樗俣缺容^高的巡航行駛時(shí)從 第一連接狀態(tài)切換到第二連接狀態(tài)。如果在第一連接狀態(tài)下進(jìn)行速度比較 高的巡航行駛，貝U當(dāng)馬達(dá)MG1以負(fù)的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)時(shí)，馬達(dá)MG2使用從馬達(dá) MG1輸出的動力的一部分進(jìn)行發(fā)電，產(chǎn)生將該發(fā)出的電力供應(yīng)給馬達(dá) MG1的動力一電力一動力的循環(huán)(以下，稱為動力循環(huán))，從而導(dǎo)致車輛 的效率顯著降低。另一方面，通過切換到第二連接狀態(tài)，由于與發(fā)動機(jī)22 的曲軸26連接的馬達(dá)MG2使用來自發(fā)動機(jī)22的動力的一部分進(jìn)行發(fā)電 并將該發(fā)出的電力供應(yīng)給馬達(dá)MG1，因此能夠抑制動力循環(huán)，提高了車輛 的能量效率?；谶@樣的理由，當(dāng)轉(zhuǎn)變?yōu)樗俣缺容^高的巡航行駛時(shí)，從第 一連接狀態(tài)切換到第二連接狀態(tài)。并且，在實(shí)施例中，當(dāng)從第一連接狀態(tài) 切換到第二連接狀態(tài)時(shí)，使馬達(dá)MG2的旋轉(zhuǎn)軸45與發(fā)動機(jī)22的曲軸26 連接后解除馬達(dá)MG2的旋轉(zhuǎn)軸45與第二連結(jié)旋轉(zhuǎn)軸36的連接，因此能 夠抑制由于使馬達(dá)MG2的旋轉(zhuǎn)軸45變?yōu)樽杂傻臓顟B(tài)而導(dǎo)致的旋轉(zhuǎn)軸45的旋轉(zhuǎn)變動，更順暢地進(jìn)行從第一連接狀態(tài)向第二連接狀態(tài)的切換處理。
并且，在實(shí)施例中，第一、第二連接解除機(jī)構(gòu)90、 95作為爪形離合器而 構(gòu)成，因此僅在從第一連接狀態(tài)切換到第二連接狀態(tài)時(shí)驅(qū)動執(zhí)行器94、 98 即可，與使用油壓等連接馬達(dá)MG2的旋轉(zhuǎn)軸45與第一連結(jié)旋轉(zhuǎn)軸36或 發(fā)動機(jī)22的曲軸26相比，能夠縮短驅(qū)動執(zhí)行器94、 98的時(shí)間。
接著，說明從第一連接狀態(tài)切換到第三連接狀態(tài)時(shí)的動作。如果內(nèi)嚙 合齒輪32的轉(zhuǎn)速上升，則當(dāng)太陽齒輪31、行星齒輪架34、以及內(nèi)嚙合齒 輪32均以正的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)、并且第二連結(jié)旋轉(zhuǎn)軸37的轉(zhuǎn)速與第三連結(jié)旋轉(zhuǎn) 軸38的轉(zhuǎn)速變?yōu)榻葡嗤瑫r(shí)，使第四連接解除機(jī)構(gòu)105的第四可動部件 107在軸向上移動，連接驅(qū)動軸39和第三連結(jié)旋轉(zhuǎn)軸38，并使第三連接 解除機(jī)構(gòu)100的第三可動部件103在軸向上移動，解除驅(qū)動軸39與第二連 結(jié)旋轉(zhuǎn)軸37的連接，切換到第三連接狀態(tài)，以比較高的速度巡航行駛。 基于以下的理由而如上所述在轉(zhuǎn)變?yōu)樗俣缺容^高的巡航行駛時(shí)從第一連接 狀態(tài)切換到第三連接狀態(tài)。前面說明了由于在第一連接狀態(tài)下進(jìn)行速度比 較高的巡航行駛會導(dǎo)致動力循環(huán)。另外，如上所述，動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)30 的齒輪比pl、齒輪32b、 35a的齒輪比P2、齒輪35b、 36a的齒輪比P3、 齒輪35b、 37a的齒輪比P4、齒輪31b、 38b的齒輪比P5、齒輪38b、 38a 的齒輪比P6被調(diào)整成與當(dāng)?shù)诙B結(jié)旋轉(zhuǎn)軸37以比較高的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)、并 且發(fā)動機(jī)22的曲軸26以比較低的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)時(shí)太陽齒輪31以負(fù)的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn) 的容易程度相比，當(dāng)?shù)谌B結(jié)旋轉(zhuǎn)軸38以比較高的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)、并且發(fā)動 機(jī)22的曲軸26以比較低的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)時(shí)第一連結(jié)旋轉(zhuǎn)軸36以負(fù)的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn) 的容易程度低，即與前一情況下的太陽齒輪31相比后一情況下的第一連 結(jié)旋轉(zhuǎn)軸36難以以負(fù)的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，因此當(dāng)以比較高的速度進(jìn)行巡航行駛 時(shí)，與在第一連接狀態(tài)下使馬達(dá)MG1作為發(fā)電機(jī)而發(fā)揮作用并使馬達(dá) MG2作為電動機(jī)而發(fā)揮作用時(shí)相比，在第三連接狀態(tài)下使馬達(dá)MG1作為 電動機(jī)而發(fā)揮作用并使馬達(dá)MG2作為發(fā)電機(jī)而發(fā)揮作用時(shí)難以產(chǎn)生動力 循環(huán)。由此，能夠提高車輛的能量效率?；谶@樣的理由，當(dāng)轉(zhuǎn)變?yōu)樗俣?比較高的巡航行駛時(shí)，從第一連接狀態(tài)切換到第三連接狀態(tài)。并且，在實(shí) 施例中，當(dāng)從第一連接狀態(tài)切換到第三連接狀態(tài)時(shí)，在使驅(qū)動軸39與第三連結(jié)旋轉(zhuǎn)軸39結(jié)合后解除驅(qū)動軸39與第二連結(jié)旋轉(zhuǎn)軸37的連接，因此 能夠抑制由于使驅(qū)動軸39變?yōu)椴皇艿诙B結(jié)旋轉(zhuǎn)軸37和第三連結(jié)旋轉(zhuǎn)軸 38約束的狀態(tài)而導(dǎo)致的驅(qū)動軸39的旋轉(zhuǎn)變動，更順暢地進(jìn)行從第一連接 狀態(tài)向第三連接狀態(tài)的切換處理。并且，在實(shí)施例中，第三、第四連接解 除機(jī)構(gòu)100、 105作為爪形離合器而構(gòu)成，因此僅在從第一連接狀態(tài)切換 到第三連接狀態(tài)時(shí)驅(qū)動執(zhí)行器104、 108即可，與使用油壓等連接驅(qū)動軸 39與第二連結(jié)旋轉(zhuǎn)軸37或第三連結(jié)旋轉(zhuǎn)軸38相比，能夠縮短驅(qū)動執(zhí)行器 104、 108的時(shí)間。
根據(jù)以上說明的實(shí)施例的混合動力汽車20，在使馬達(dá)MG2的旋轉(zhuǎn)軸 45與第一連結(jié)旋轉(zhuǎn)軸36或發(fā)動機(jī)22的曲軸26連接或者解除該連接的同 時(shí)使驅(qū)動軸39與第二連結(jié)旋轉(zhuǎn)軸37或第三連結(jié)旋轉(zhuǎn)軸38連接或者解除該 連接，因此與僅將馬達(dá)MG2的旋轉(zhuǎn)軸45與第一連結(jié)旋轉(zhuǎn)軸36或發(fā)動機(jī) 22的曲軸26連接或者解除該連接相比，能夠增加向驅(qū)動軸39輸出動力時(shí) 的連接狀態(tài)，從而能夠在更高效率的連接狀態(tài)下向驅(qū)動軸39輸出動力。
另外，根據(jù)實(shí)施例的混合動力汽車20，伴隨著第一連結(jié)旋轉(zhuǎn)軸36與 發(fā)動機(jī)22的曲軸26的旋轉(zhuǎn)同步而從第一連接狀態(tài)切換到第二連接狀態(tài)， 并且伴隨著第二連結(jié)旋轉(zhuǎn)軸37與第三連結(jié)旋轉(zhuǎn)軸38的旋轉(zhuǎn)同步而從第一 連接狀態(tài)切換到第三連接狀態(tài)，因此能夠順暢地進(jìn)行從第一連接狀態(tài)向第 二連接狀態(tài)或第三連接狀態(tài)的切換處理。并且，在實(shí)施例中，當(dāng)從第一連 接狀態(tài)切換到第二連接狀態(tài)時(shí)，在使馬達(dá)MG2的旋轉(zhuǎn)軸45與發(fā)動機(jī)22 的曲軸26連接后解除馬達(dá)MG2的旋轉(zhuǎn)軸45與第一連結(jié)旋轉(zhuǎn)軸36的連 接，當(dāng)從第一連接狀態(tài)切換到第三連接狀態(tài)時(shí)，在使驅(qū)動軸39與第三連 結(jié)旋轉(zhuǎn)軸38連接后解除驅(qū)動軸39與第二連結(jié)旋轉(zhuǎn)軸37的連接，因此能夠 更順暢地進(jìn)行從第一連接狀態(tài)向第二連接狀態(tài)或第三連接狀態(tài)的切換處 理。
說明了在實(shí)施例的混合動力汽車20中從第一連接狀態(tài)切換到第二連 接狀態(tài)時(shí)的動作和從第一連接狀態(tài)切換到第三連接狀態(tài)時(shí)的動作，但是作 為從第二連接狀態(tài)切換到第一連接狀態(tài)時(shí)的動作，當(dāng)?shù)谝贿B結(jié)旋轉(zhuǎn)軸36 的轉(zhuǎn)速與發(fā)動機(jī)22的曲軸26的轉(zhuǎn)速變?yōu)榻葡嗤瑫r(shí)，連接馬達(dá)MG2的旋轉(zhuǎn)軸45和第一連結(jié)旋轉(zhuǎn)軸36并解除馬達(dá)MG2的旋轉(zhuǎn)軸45與發(fā)動機(jī)22 的曲軸26的連接即可，作為從第三連接狀態(tài)切換到第一連接狀態(tài)時(shí)的動 作，當(dāng)?shù)诙B結(jié)旋轉(zhuǎn)軸37的轉(zhuǎn)速與第三連結(jié)旋轉(zhuǎn)軸38的轉(zhuǎn)速變?yōu)榻葡?同時(shí)，連接驅(qū)動軸39和第二連結(jié)旋轉(zhuǎn)軸37并解除驅(qū)動軸39與第三連結(jié)旋 轉(zhuǎn)軸38的連接即可。這樣一來，能夠更順暢地進(jìn)行從第二連接狀態(tài)向第 一連接狀態(tài)的切換處理或從第三連接狀態(tài)向第一連接狀態(tài)的切換處理。
在實(shí)施例的混合動力汽車20中，動力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu)30的齒輪比P 1、齒輪32b、 35a的齒輪比P2、齒輪36b、 35a的齒輪比P3被調(diào)整成當(dāng) 馬達(dá)MG1的轉(zhuǎn)速為近似0的值時(shí)發(fā)動機(jī)22的曲軸26的轉(zhuǎn)速與第一連結(jié) 旋轉(zhuǎn)軸36的轉(zhuǎn)速變?yōu)榻葡嗤且部梢哉{(diào)整成當(dāng)馬達(dá)MG1的轉(zhuǎn)速為 除了近似0的值以外的預(yù)定轉(zhuǎn)速Nrefi時(shí)發(fā)動機(jī)22的曲軸26的轉(zhuǎn)速與第 一連結(jié)旋轉(zhuǎn)軸36的轉(zhuǎn)速變?yōu)榻葡嗤?。此時(shí)，也可以在馬達(dá)MG1的轉(zhuǎn)速 變?yōu)轭A(yù)定轉(zhuǎn)速Nrefi時(shí)從第一連接狀態(tài)切換到第二連接狀態(tài)。
在實(shí)施例的混合動力汽車20中，當(dāng)從第一連接狀態(tài)切換到第二連接 狀態(tài)時(shí)，在使馬達(dá)MG2的旋轉(zhuǎn)軸45和發(fā)動機(jī)22的曲軸26連接后解除馬 達(dá)MG2的旋轉(zhuǎn)軸45與第二連結(jié)旋轉(zhuǎn)軸36的連接，但是也可以在解除馬 達(dá)MG2的旋轉(zhuǎn)軸45與第二連結(jié)旋轉(zhuǎn)軸36的連接后連接馬達(dá)MG2的旋轉(zhuǎn) 軸45和發(fā)動機(jī)22的曲軸26。另夕卜，在實(shí)施例的混合動力汽車20中，當(dāng) 從第一連接狀態(tài)切換到第三連接狀態(tài)時(shí)，在使驅(qū)動軸39和第三連結(jié)旋轉(zhuǎn) 軸38連接后解除驅(qū)動軸39與第二連結(jié)旋轉(zhuǎn)軸37的連接，但是也可以在解 除驅(qū)動軸39與第二連結(jié)旋轉(zhuǎn)軸37的連接后連接驅(qū)動軸39和第三連結(jié)旋轉(zhuǎn) 軸38。
在實(shí)施例的混合動力汽車20中，當(dāng)以比較低的速度行駛時(shí)選擇第一 連接狀態(tài)，并且當(dāng)以比較高的速度行駛時(shí)選擇第二連接狀態(tài)或第三連接狀 態(tài)，但是連接狀態(tài)的選擇方法不限于此。
在實(shí)施例的混合動力汽車20中，第一 第四連接解除機(jī)構(gòu)90、 95、 100、 105使用了作為爪形離合器而構(gòu)成的機(jī)構(gòu)，但是也可以代替爪形離合 器而使用同步嚙合機(jī)構(gòu)等。
在實(shí)施例中，說明了安裝在混合動力汽車20上的動力輸出裝置，但
25是也可以將實(shí)施例的動力輸出裝置20安裝在除了混合動力汽車以外的車 輛、航空器、船舶等移動體上，還可以將其作為建設(shè)設(shè)備等非移動的設(shè)備 的動力源而組裝。
以上，使用實(shí)施例說明了用于實(shí)施本發(fā)明的最佳方式，但是勿庸置疑 本發(fā)明不受這些實(shí)施例的任何限制，可以在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi) 以各種方式來實(shí)施。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性
本發(fā)明可以利用于動力輸出裝置或車輛的制造產(chǎn)業(yè)等。
權(quán)利要求
1. 一種動力輸出裝置，向驅(qū)動軸輸出動力，包括內(nèi)燃機(jī)；第一電動機(jī)，能夠輸入輸出動力；第二電動機(jī)，能夠輸入輸出動力；三軸式動力輸入輸出單元，與內(nèi)燃機(jī)軸、第一電動機(jī)軸、以及第三軸這三個軸連接，根據(jù)向該三個軸中的某兩個軸輸入或從該兩個軸輸出的動力而向剩余的軸輸入動力或從該軸輸出動力，所述內(nèi)燃機(jī)軸是所述內(nèi)燃機(jī)的輸出軸，所述第一電動機(jī)軸是所述第一電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸；第一連接解除單元，進(jìn)行第二電動機(jī)軸與所述第三軸的連接以及連接的解除，所述第二電動機(jī)軸是所述第二電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸；第二連接解除單元，進(jìn)行所述第二電動機(jī)軸與所述內(nèi)燃機(jī)軸的連接以及連接的解除；第三連接解除單元，進(jìn)行所述驅(qū)動軸與所述第三軸的連接以及連接的解除；以及第四連接解除單元，進(jìn)行所述驅(qū)動軸與所述第一電動機(jī)軸的連接以及連接的解除。
2. 如權(quán)利要求1所述的動力輸出裝置，其中，包括控制單元，該控制單元控制所述第一連接解除單元、所述第二連 接解除單元、所述第三連接解除單元、以及所述第四連接解除單元，使得 當(dāng)所述驅(qū)動軸的轉(zhuǎn)速處于預(yù)定的低旋轉(zhuǎn)區(qū)域時(shí)成為以下的第一連接狀態(tài)， 即通過所述第一連接解除單元來連接所述第二電動機(jī)軸和所述第三軸， 并且通過所述第二連接解除單元來解除所述第二電動機(jī)軸與所述內(nèi)燃機(jī)軸 的連接，通過所述第三連接解除單元來連接所述驅(qū)動軸和所述第三軸，通 過所述第四連接解除單元來解除所述驅(qū)動軸與所述第一電動機(jī)軸的連接。
3. 如權(quán)利要求2所述的動力輸出裝置，其中，所述控制單元進(jìn)行控制，使得當(dāng)所述驅(qū)動軸的轉(zhuǎn)速處于預(yù)定的高旋轉(zhuǎn) 區(qū)域時(shí)成為以下的第二連接狀態(tài)，即通過所述第一連接解除單元來解除所述第二電動機(jī)軸與所述第三軸的連接，并且通過所述第二連接解除單元 來連接所述第二電動機(jī)軸和所述內(nèi)燃機(jī)軸，通過所述第三連接解除單元來 連接所述驅(qū)動軸和所述第三軸，通過所述第四連接解除單元來解除所述驅(qū) 動軸與所述第一 電動機(jī)軸的連接。
4. 如權(quán)利要求3所述的動力輸出裝置，其中，包括蓄電單元，該蓄電單元能夠與所述第一電動機(jī)和所述第二電動機(jī) 交換電力，所述控制單元進(jìn)行控制，使得當(dāng)所述驅(qū)動軸的轉(zhuǎn)速處于所述預(yù)定的高 旋轉(zhuǎn)區(qū)域并且所述第一電動機(jī)軸與所述內(nèi)燃機(jī)軸和所述第三軸向相反的方 向旋轉(zhuǎn)時(shí)成為所述第二連接狀態(tài)。
5. 如權(quán)利要求3所述的動力輸出裝置，其中，包括具有第一連結(jié)旋轉(zhuǎn)軸的第一連結(jié)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，該第一連結(jié)旋轉(zhuǎn)軸與 所述第三軸連結(jié)，當(dāng)所述第一電動機(jī)軸的轉(zhuǎn)速為預(yù)定轉(zhuǎn)速時(shí)該第一連結(jié)旋 轉(zhuǎn)軸以與所述內(nèi)燃機(jī)軸大致相同的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，所述第一連接解除單元是進(jìn)行所述第二電動機(jī)軸與所述第一連結(jié)旋轉(zhuǎn) 機(jī)構(gòu)的連接以及連接的解除的單元，所述控制單元進(jìn)行控制，使得當(dāng)處于所述第一連接狀態(tài)并且所述第一 電動機(jī)軸的轉(zhuǎn)速為預(yù)定轉(zhuǎn)速時(shí)，伴隨著所述第一連結(jié)旋轉(zhuǎn)軸與所述內(nèi)燃機(jī) 軸的旋轉(zhuǎn)同步而從所述第一連接狀態(tài)切換到所述第二連接狀態(tài)。
6. 如權(quán)利要求5所述的動力輸出裝置，其中， 所述預(yù)定轉(zhuǎn)速是近似0的值。
7. 如權(quán)利要求5所述的動力輸出裝置，其中，所述控制單元進(jìn)行控制，使得當(dāng)從所述第一連接狀態(tài)切換到所述第二 連接狀態(tài)時(shí)，經(jīng)過以下的第一切換狀態(tài)而從所述第一連接狀態(tài)切換到所述 第二連接狀態(tài)，即通過所述第一連接解除單元來連接所述第二電動機(jī)軸 和所述第一連結(jié)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，并且通過所述第二連接解除單元來連接所述第 二電動機(jī)軸和所述內(nèi)燃機(jī)軸。
8. 如權(quán)利要求5所述的動力輸出裝置，其中，所述第一連接解除單元是具有進(jìn)行所述第二電動機(jī)軸與所述第一連結(jié)旋轉(zhuǎn)軸的連接以及連接的解除的爪形離合器的單元，所述第二連接解除單元是具有進(jìn)行所述第二電動機(jī)軸與所述內(nèi)燃機(jī)軸 的連接以及連接的解除的爪形離合器的單元。
9. 如權(quán)利要求2所述的動力輸出裝置，其中，所述控制單元進(jìn)行控制，使得當(dāng)所述驅(qū)動軸的轉(zhuǎn)速處于預(yù)定的高旋轉(zhuǎn)區(qū)域時(shí)成為以下的第三連接狀態(tài)，目卩通過所述第一連接解除單元來連接 所述第二電動機(jī)軸和所述第三軸，并且通過所述第二連接解除單元來解除 所述第二電動機(jī)軸與所述內(nèi)燃機(jī)軸的連接，通過所述第三連接解除單元來 解除所述驅(qū)動軸與所述第三軸的連接，通過所述第四連接解除單元來連接 所述驅(qū)動軸和所述第一電動機(jī)軸。
10. 如權(quán)利要求9所述的動力輸出裝置，其中，包括第二連結(jié)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，具有與所述第三軸連結(jié)的第二連結(jié)旋轉(zhuǎn) 軸；以及第三連結(jié)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，與所述第一電動機(jī)軸連結(jié)，當(dāng)所述第一電動機(jī)軸和所述內(nèi)燃機(jī)軸處于預(yù)定的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)，以與所述第二連結(jié)旋轉(zhuǎn)軸大致相同的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)；所述第三連接解除單元是進(jìn)行所述驅(qū)動軸與所述第二連結(jié)旋轉(zhuǎn)軸的連 接以及連接的解除的單元，所述第四連接解除單元是進(jìn)行所述驅(qū)動軸與所述第三連結(jié)旋轉(zhuǎn)軸的連 接以及連接的解除的單元，所述控制單元進(jìn)行控制，使得當(dāng)處于所述第三連接狀態(tài)并且所述第一 電動機(jī)軸和所述內(nèi)燃機(jī)軸為預(yù)定的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)，伴隨著所述第二連結(jié)旋轉(zhuǎn) 軸與所述第三連結(jié)旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)同步而從所述第一連接狀態(tài)切換到所述第 三連接狀態(tài)。
11. 如權(quán)利要求10所述的動力輸出裝置，其中，所述控制單元進(jìn)行控制，使得當(dāng)從所述第一連接狀態(tài)切換到所述第三 連接狀態(tài)時(shí)，經(jīng)過以下的第二切換狀態(tài)而從所述第一連接狀態(tài)切換到所述 第三連接狀態(tài)，即通過所述第三連接解除單元來連接所述驅(qū)動軸和所述第二連結(jié)旋轉(zhuǎn)軸，并且通過所述第四連接解除單元來連接所述驅(qū)動軸和所 述第三連結(jié)旋轉(zhuǎn)軸。
12. 如權(quán)利要求IO所述的動力輸出裝置，其中，所述第三連接解除單元是具有進(jìn)行所述驅(qū)動軸與所述第二連結(jié)旋轉(zhuǎn)軸 的連接以及連接的解除的爪形離合器的單元，所述第四連接解除單元是具有進(jìn)行所述驅(qū)動軸與所述第三連結(jié)旋轉(zhuǎn)軸 的連接以及連接的解除的爪形離合器的單元。
13. —種車輛，安裝有權(quán)利要求1至12中任一項(xiàng)所述的動力輸出裝 置，車軸與所述驅(qū)動軸連結(jié)。
14. 一種動力輸出裝置的控制方法，所述動力輸出裝置包括內(nèi)燃 機(jī)；第一電動機(jī)，能夠輸入輸出動力；第二電動機(jī)，能夠輸入輸出動力； 三軸式動力輸入輸出單元，與內(nèi)燃機(jī)軸、第一電動機(jī)軸、以及第三軸這三 個軸連接，根據(jù)向該三個軸中的某兩個軸輸入或從該兩個軸輸出的動力而 向剩余的軸輸入動力或從該軸輸出動力，所述內(nèi)燃機(jī)軸是所述內(nèi)燃機(jī)的輸 出軸，所述第一電動機(jī)軸是所述第一電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸；第一連接解除單 元，進(jìn)行第二電動機(jī)軸與所述第三軸的連接以及連接的解除，所述第二電 動機(jī)軸是所述第二電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸；第二連接解除單元，進(jìn)行所述第二電 動機(jī)軸與所述內(nèi)燃機(jī)軸的連接以及連接的解除；第三連接解除單元，進(jìn)行 所述驅(qū)動軸與所述第三軸的連接以及連接的解除；以及第四連接解除單 元，進(jìn)行所述驅(qū)動軸與所述第一電動機(jī)軸的連接以及連接的解除；所述動 力輸出裝置的控制方法的特征在于，控制所述第一連接解除單元、所述第二連接解除單元、所述第三連接 解除單元、以及所述第四連接解除單元，使得當(dāng)所述驅(qū)動軸的轉(zhuǎn)速處于預(yù) 定的低旋轉(zhuǎn)區(qū)域時(shí)成為以下的第一連接狀態(tài)，§卩通過所述第一連接解除 單元來連接所述第二電動機(jī)軸和所述第三軸，并且通過所述第二連接解除 單元來解除所述第二電動機(jī)軸與所述內(nèi)燃機(jī)軸的連接，通過所述第三連接 解除單元來連接所述驅(qū)動軸和所述第三軸，通過所述第四連接解除單元來 解除所述驅(qū)動軸與所述第一電動機(jī)軸的連接。
15. 如權(quán)利要求14所述的動力輸出裝置的控制方法，其特征在于， 進(jìn)行控制，使得當(dāng)所述驅(qū)動軸的轉(zhuǎn)速處于預(yù)定的高旋轉(zhuǎn)區(qū)域時(shí)成為以下的第二連接狀態(tài)，即通過所述第一連接解除單元來解除所述第二電動機(jī)軸與所述第三軸的連接，并且通過所述第二連接解除單元來連接所述第 二電動機(jī)軸和所述內(nèi)燃機(jī)軸，通過所述第三連接解除單元來連接所述驅(qū)動 軸和所述第三軸，通過所述第四連接解除單元來解除所述驅(qū)動軸與所述第 一電動機(jī)軸的連接。
16.如權(quán)利要求14所述的動力輸出裝置的控制方法，其特征在于，進(jìn)行控制，使得當(dāng)所述驅(qū)動軸的轉(zhuǎn)速處于預(yù)定的高旋轉(zhuǎn)區(qū)域時(shí)成為以下的第三連接狀態(tài)，目卩通過所述第一連接解除單元來連接所述第二電動 機(jī)軸和所述第三軸，并且通過所述第二連接解除單元來解除所述第二電動 機(jī)軸與所述內(nèi)燃機(jī)軸的連接，通過所述第三連接解除單元來解除所述驅(qū)動 軸與所述第三軸的連接，通過所述第四連接解除單元來連接所述驅(qū)動軸和 所述第一電動機(jī)軸。
全文摘要
本發(fā)明提供一種動力輸出裝置、安裝有該動力輸出裝置的車輛、以及動力輸出裝置的控制方法。使馬達(dá)MG2的旋轉(zhuǎn)軸(45)與第一連結(jié)旋轉(zhuǎn)軸(36)或發(fā)動機(jī)(22)的曲軸(26)連接或者解除該連接，并且使驅(qū)動軸(39)與第二連結(jié)旋轉(zhuǎn)軸(37)或第三連結(jié)旋轉(zhuǎn)軸(38)連接或者解除該連接。由此與僅使馬達(dá)MG2的旋轉(zhuǎn)軸(45)與第一連結(jié)旋轉(zhuǎn)軸(36)或發(fā)動機(jī)(22)的曲軸(26)連接或者解除該連接相比，可以增加向驅(qū)動軸(39)輸出動力時(shí)的連接狀態(tài)，從而能夠以更高效率的連接狀態(tài)向驅(qū)動軸(39)輸出動力。
文檔編號B60K6/20GK101472753SQ20078002262
公開日2009年7月1日 申請日期2007年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月23日
發(fā)明者佐佐木正一, 大澤昌巳, 山內(nèi)友和, 戶島?；? 翠高宏, 襟立和伸 申請人:豐田自動車株式會社;愛信精機(jī)株式會社