动力输出装置、安装有该动力输出装置的车辆、以及动力输出装置的控制方法

专利名称：动力输出装置、安装有该动力输出装置的车辆、以及动力输出装置的控制方法
技术领域：
本发明涉及动力输出装置、安装有该动力输出装置的车辆、以及动力 输出装置的控制方法。
背景技术：
以往，作为这种动力输出装置而提出了以下车载用的动力输出装置， 该动力输出装置包括发动机；行星齿轮，其行星齿轮架与发动机的输出
轴连接，并且其内啮合齿轮与驱动轴连接；马达MG1，与行星齿轮的太阳 齿轮连接；马达MG2，经由离合器选择性地与发动机的输出轴和驱动轴连 接(例如，参照专利文献l)。在该装置中，在通常时使马达MG2与驱动 轴连接，通过使马达MG1发挥发电机的作用并使马达MG2发挥电动机的 作用而对来自发动机的动力进行转矩转换后将其输出给驱动轴，当高速巡 航行驶时，如果马达MG1反向旋转而作为电动机发挥作用，则避免了由 于马达MG2与发动机的输出轴连接、马达MG2与驱动轴连接来进行转矩 转换而产生的动力一电力一动力一电力的循环(动力循环)，由此实现了 装置效率的提高。
专利文献1:日本专利文献特开平11—332018号公报。

发明内容
在上述动力输出装置中，通过使马达MG2能够与行星齿轮进行旋转 的三个要素中的两个要素连接来避免动力循环，由此实现了装置效率的提 高， 一般来说在动力输出装置中，提高装置的效率被认为是重大的课题。
本发明的动力输出装置、安装有该动力输出装置的车辆、以及动力输 出装置的控制方法的目的在于提高装置的效率。
7为了达到上述目的，本发明的动力输出装置、安装有该动力输出装置 的车辆、以及动力输出装置的控制方法采用了以下手段。 本发明的动力输出装置的要点如下 一种动力输出装置，向驱动轴输出动力，包括 内燃机；
第一电动机，能够输入输出动力； 第二电动机，能够输入输出动力；
三轴式动力输入输出单元，与内燃机轴、第一电动机轴以及第三轴这 三个轴连接，根据向该三个轴中的某两个轴输入或从该两个轴输出的动力 而向剩余的轴输入动力或从该轴输出动力，所述内燃机轴是所述内燃机的 输出轴，所述第一电动机轴是所述第一电动机的旋转轴；
第一连接解除单元，进行第二电动机轴与所述第三轴的连接以及连接 的解除，所述第二电动机轴是所述第二电动机的旋转轴；
第二连接解除单元，进行所述第二电动机轴与所述内燃机轴的连接以 及连接的解除；
第三连接解除单元，进行所述驱动轴与所述第三轴的连接以及连接的 解除；以及
第四连接解除单元，进行所述驱动轴与所述第一电动机轴的连接以及 连接的解除。
在该本发明的动力输出装置中，使作为第二电动机的旋转轴的第二电 动机轴与三轴式动力输入输出单元的第三轴或作为内燃机的输出轴的内燃 机轴连接或者解除该连接，并且使驱动轴与三轴式动力输入输出单元的第 三轴或作为第一电动机的旋转轴的第一电动机轴连接或者解除该连接，由 此与仅使第二电动机轴与三轴式动力输入输出单元的第三轴或内燃机轴连 接或者解除该连接相比，可以增加向驱动轴输出动力时的连接关系，因此 能够以更高效率的连接关系向驱动轴输出动力。
上述本发明的动力输出装置也可以采用以下方式包括控制单元，该 控制单元控制所述第一连接解除单元、所述第二连接解除单元、所述第三 连接解除单元、以及所述第四连接解除单元，使得当所述驱动轴的转速处于预定的低旋转区域时成为以下的第一连接状态，即通过所述第一连接 解除单元来连接所述第二电动机轴和所述第三轴，并且通过所述第二连接 解除单元来解除所述第二电动机轴与所述内燃机轴的连接，通过所述第三
连接解除单元来连接所述驱动轴和所述第三轴，通过所述第四连接解除单 元来解除所述驱动轴与所述第一电动机轴的连接。这样一来，当驱动轴的 转速处于预定的低旋转区域时，能够使第二电动机与第三轴连接并使驱动 轴与第三轴连接而向驱动轴输出动力。
当所述驱动轴的转速处于预定的低旋转区域时成为第一连接状态的方 式的本发明的动力输出装置也可以采用以下方式所述控制单元进行控 制，使得当所述驱动轴的转速处于预定的高旋转区域时成为以下的第二连 接状态，即通过所述第一连接解除单元来解除所述第二电动机轴与所述 第三轴的连接，并且通过所述第二连接解除单元来连接所述第二电动机轴 和所述内燃机轴，通过所述第三连接解除单元来连接所述驱动轴和所述第 三轴，通过所述第四连接解除单元来解除所述驱动轴与所述第一电动机轴 的连接。这样一来，当驱动轴的转速处于预定的高旋转区域时，能够使第 二电动机与内燃机轴连接并使驱动轴与第三轴连接而向驱动轴输出动力。 在该情况下，也可以采用以下方式包括蓄电单元，该蓄电单元能够与所 述第一电动机和所述第二电动机交换电力，所述控制单元进行控制，使得 当所述驱动轴的转速处于所述预定的高旋转区域并且所述第一电动机轴与 所述内燃机轴和所述第三轴向相反的方向旋转时成为所述第二连接状态。 这里，在不进行蓄电单元的充放电的情况下，如果进行控制以使得当第一 电动机轴与内燃机轴和第三轴向相反的方向旋转时成为第一连接状态，则 第二电动机使用从第一电动机输出的动力的一部分来进行发电，产生将该 发出的电力供应给第一电动机的动力一电力一动力的循环(动力循环)， 从而导致车辆的效率显著降低。另一方面，在本发明的动力输出装置中， 进行控制以使得当第一电动机轴与内燃机轴和第三轴向相反的方向旋转时 成为第二连接状态，由此由与内燃机轴连接的第二电动机使用来自内燃机 的动力的一部分来进行发电，将该发出的电力供应给第一电动机，因此能 够抑制动力循环，从而能够提高车辆的效率。当所述驱动轴的转速处于预定的高旋转区域时成为第二连接状态的方 式的本发明的动力输出装置也可以采用以下方式包括具有第一连结旋转 轴的第一连结旋转机构，该第一连结旋转轴与所述第三轴连结，当所述第 一电动机轴的转速为预定转速时该第一连结旋转轴以与所述内燃机轴大致 相同的转速旋转，所述第一连接解除单元是进行所述第二电动机轴与所述 第一连结旋转机构的连接以及连接的解除的单元，所述控制单元进行控 制，使得当处于所述第一连接状态并且所述第一电动机轴的转速为预定转 速时，伴随着所述第一连结旋转轴与所述内燃机轴的旋转同步而从所述第 一连接状态切换到所述第二连接状态。这样一来，能够更顺畅地进行从第 一连接状态向第二连接状态的切换处理。在该情况下，也可以采用以下方 式所述预定转速是近似0的值。另外，也可以采用如下方式所述控制 单元进行控制，使得当从所述第一连接状态切换到所述第二连接状态时， 经过以下的第一切换状态而从所述第一连接状态切换到所述第二连接状 态，目卩通过所述第一连接解除单元来连接所述第二电动机轴和所述第一 连结旋转机构，并且通过所述第二连接解除单元来连接所述第二电动机轴 和所述内燃机轴。并且，也可以采用以下方式所述第一连接解除单元是 具有进行所述第二电动机轴与所述第一连结旋转轴的连接以及连接的解除 的爪形离合器的单元，所述第二连接解除单元是具有进行所述第二电动机 轴与所述内燃机轴的连接以及连接的解除的爪形离合器的单元。
当驱动轴的转速处于预定的低旋转区域时成为第一连接状态的方式的
本发明的动力输出装置也可以采用如下方式所述控制单元进行控制，使
得当所述驱动轴的转速处于预定的高旋转区域时成为以下的第三连接状
态，目卩通过所述第一连接解除单元来连接所述第二电动机轴和所述第三
轴，并且通过所述第二连接解除单元来解除所述第二电动机轴与所述内燃
机轴的连接，通过所述第三连接解除单元来解除所述驱动轴与所述第三轴
的连接，通过所述第四连接解除单元来连接所述驱动轴和所述第一电动机
轴。这样一来，当驱动轴的转速处于预定的高旋转区域时，能够使第二电 动机与第三轴连接并使驱动轴与第一电动机轴连接而向驱动轴输出动力。
10当所述驱动轴的转速处于预定的高旋转区域时成为第三连接状态的方 式的本发明的动力输出装置也可以采用以下方式，即，包括第二连结旋 转机构，具有与所述第三轴连结的第二连结旋转轴；以及第三连结旋转机 构，与所述第一电动机轴连结，当所述第一电动机轴和所述内燃机轴处于 预定的旋转状态时，以与所述第二连结旋转轴大致相同的转速旋转；所述
第三连接解除单元是进行所述驱动轴与所述第二连结旋转轴的连接以及连 接的解除的单元，所述第四连接解除单元是进行所述驱动轴与所述第三连 结旋转轴的连接以及连接的解除的单元，所述控制单元进行控制，使得当 处于所述第三连接状态并且所述第一电动机轴和所述内燃机轴为预定的旋 转状态时，伴随着所述第二连结旋转轴与所述第三连结旋转轴的旋转同步 而从所述第一连接状态切换到所述第三连接状态。这样一来，能够更顺畅 地进行从第一连接状态向第三连接状态的切换处理。并且，如果使三轴式 动力输入输出单元、第二连结旋转机构、以及第三连结旋转机构等更恰当 化，则通过从第一连接状态切换到第三连接状态，难以产生动力循环，从
而能够提高车辆的效率。在该情况下，也可以采用以下方式所述控制单 元进行控制，使得当从所述第一连接状态切换到所述第三连接状态时，经 过以下的第二切换状态而从所述第一连接状态切换到所述第三连接状态， 即通过所述第三连接解除单元来连接所述驱动轴和所述第二连结旋转 轴，并且通过所述第四连接解除单元来连接所述驱动轴和所述第三连结旋 转轴。另外，也可以采用以下方式所述第三连接解除单元是具有进行所 述驱动轴与所述第二连结旋转轴的连接以及连接的解除的爪形离合器的单 元，所述第四连接解除单元是具有进行所述驱动轴与所述第三连结旋转轴 的连接以及连接的解除的爪形离合器的单元。
本发明的车辆的要点如下所述车辆安装有上述任一方式的本发明的 动力输出装置，并且车轴与所述驱动轴连结。大体上讲，所述动力输出装 置向驱动轴输出动力，包括内燃机；第一电动机，能够输入输出动力； 第二电动机，能够输入输出动力；三轴式动力输入输出单元，与内燃机
轴、第一电动机轴以及第三轴这三个轴连接，根据向该三个轴中的某两个 轴输入或从该两个轴输出的动力而向剩余的轴输入动力或从该轴输出动
11力，所述内燃机轴是所述内燃机的输出轴，所述第一电动机轴是所述第一 电动机的旋转轴；第一连接解除单元，进行第二电动机轴与所述第三轴的
连接以及连接的解除，所述第二电动机轴是所述第二电动机的旋转轴；第 二连接解除单元，进行所述第二电动机轴与所述内燃机轴的连接以及连接 的解除；第三连接解除单元，进行所述驱动轴与所述第三轴的连接以及连 接的解除；以及第四连接解除单元，进行所述驱动轴与所述第一电动机轴 的连接以及连接的解除。
本发明的车辆安装有上述任一方式的本发明的动力输出装置，因此可 以取得与本发明的动力输出装置相同的效果等，例如能够以更高效率的连
接关系来进行驱动。
本发明还提供一种动力输出装置的控制方法，所述动力输出装置包 括内燃机；第一电动机，能够输入输出动力；第二电动机，能够输入输 出动力；三轴式动力输入输出单元，与内燃机轴、第一电动机轴、以及第 三轴这三个轴连接，根据向该三个轴中的某两个轴输入或从该两个轴输出 的动力而向剩余的轴输入动力或从该轴输出动力，所述内燃机轴是所述内 燃机的输出轴，所述第一电动机轴是所述第一电动机的旋转轴；第一连接 解除单元，进行第二电动机轴与所述第三轴的连接以及连接的解除，所述 第二电动机轴是所述第二电动机的旋转轴；第二连接解除单元，进行所述 第二电动机轴与所述内燃机轴的连接以及连接的解除；第三连接解除单 元，进行所述驱动轴与所述第三轴的连接以及连接的解除；以及第四连接 解除单元，进行所述驱动轴与所述第一电动机轴的连接以及连接的解除； 所述动力输出装置的控制方法的特征在于，
控制所述第一连接解除单元、所述第二连接解除单元、所述第三连接 解除单元、以及所述第四连接解除单元，使得当所述驱动轴的转速处于预 定的低旋转区域时成为以下的第一连接状态，即通过所述第一连接解除 单元来连接所述第二电动机轴和所述第三轴，并且通过所述第二连接解除 单元来解除所述第二电动机轴与所述内燃机轴的连接，通过所述第三连接 解除单元来连接所述驱动轴和所述第三轴，通过所述第四连接解除单元来 解除所述驱动轴与所述第一电动机轴的连接。在该本发明的动力输出装置的控制方法中，使作为第二电动机的旋转 轴的第二电动机轴与三轴式动力输入输出单元的第三轴或作为内燃机的输 出轴的内燃机轴连接或者解除该连接，并且使驱动轴与三轴式动力输入输 出单元的第三轴或作为第一电动机的旋转轴的第一电动机轴连接或者解除 该连接，由此与仅使第二电动机轴与三轴式动力输入输出单元的第三轴或 内燃机轴连接或者解除该连接相比，可以增加向驱动轴输出动力时的连接 关系，因此能够以更高效率的连接关系向驱动轴输出动力。特别是当驱动 轴的转速处于预定的低旋转区域时，能够使第二电动机与第三轴连接并使 驱动轴与第三轴连接而向驱动轴输出动力。
上述本发明的动力输出装置的控制方法也可以采用以下方式进行控 制，使得当所述驱动轴的转速处于预定的高旋转区域时成为以下的第二连 接状态，S卩通过所述第一连接解除单元来解除所述第二电动机轴与所述 第三轴的连接，并且通过所述第二连接解除单元来连接所述第二电动机轴 和所述内燃机轴，通过所述第三连接解除单元来连接所述驱动轴和所述第 三轴，通过所述第四连接解除单元来解除所述驱动轴与所述第一电动机轴 的连接。这样一来，当驱动轴的转速处于预定的高旋转区域时，能够使第 二电动机与内燃机轴连接并使驱动轴与第三轴连接而向驱动轴输出动力。
另外，本发明的动力输出装置的控制方法也可以采用以下方式进行 控制，使得当所述驱动轴的转速处于预定的高旋转区域时成为以下的第三 连接状态，即通过所述第一连接解除单元来连接所述第二电动机轴和所 述第三轴，并且通过所述第二连接解除单元来解除所述第二电动机轴与所 述内燃机轴的连接，通过所述第三连接解除单元来解除所述驱动轴与所述 第三轴的连接，通过所述第四连接解除单元来连接所述驱动轴和所述第一 电动机轴。这样一来，当驱动轴的转速处于预定的高旋转区域时，能够使 第二电动机与第三轴连接并使驱动轴与第一电动机轴连接而向驱动轴输出 动力。


图1是简要地表示安装有作为本发明的一个实施例的动力输出装置的混合动力汽车20的构成的构成图2表示了用于说明动力分配统合机构30的各旋转要素、传动轴
35、以及第一 第三连结旋转轴36 38的转速的关系的共线图的一个例 子；
图3表示了用于从力学角度说明第一连接状态下的动力分配统合机构 30的各旋转要素、传动轴35、以及第一 第三连结旋转轴36 38的共线 图的一个例子；
图4表示了用于从力学角度说明第二连接状态下的动力分配统合机构 30的各旋转要素、传动轴35、以及第一 第三连结旋转轴36 38的共线 图的一个例子；
图5表示了用于从力学角度说明第三连接状态下的动力分配统合机构 30的各旋转要素、传动轴35、以及第一 第三连结旋转轴36 38的共线 图的一个例子。
具体实施例方式
以下，使用实施例来说明用于实施本发明的最佳方式。 图1是简要地表示安装有作为本发明的一个实施例的动力输出装置的 混合动力汽车20的构成的构成图。如图所示，实施例的混合动力汽车20 包括发动机22;三轴式动力分配统合机构30，经由减震器28与作为发 动机22的输出轴的曲轴(内燃机轴)26连接；马达MG1，其旋转轴(第 一电动机轴)31a与动力分配统合机构30连接，可以发电；马达MG2， 可以发电；传动轴35，与连接在动力分配统合机构30上的内啮合齿轮轴 32a连结；第一连结旋转轴36和第二连结旋转轴37，与传动轴35连结； 第三连结旋转轴38，与马达MG1的旋转轴31a连结；第一连接解除机构 90，进行马达MG2的旋转轴(第二电动机轴)45与第一连结旋转轴36的 连接或连接的解除;第二连接解除机构95，进行马达MG2的旋转轴45与 发动机22的曲轴26的连接或连接的解除；第三连接解除机构100，进行 驱动轴39与第二连结旋转轴37的连接或连接的解除，所述驱动轴39经由 差速齿轮62和齿轮机构60与驱动轮63a、 63b连结；第四连接解除机构105，进行驱动轴39与第三连结旋转轴38的连接或连接的解除；以及混 合动力用电子控制单元70，对整个动力输出装置进行控制。
发动机22是通过汽油或轻油等炭化氢系的燃料输出动力的内燃机， 通过从检测发动机22的运转状态的各种传感器输入信号的发动机用电子 控制单元(以下，称为发动机ECU) 24而接受燃料喷射控制、点火控 制、吸入空气量调节控制等运转控制。发动机ECU24与混合动力用电子 控制单元70进行通信，通过来自混合动力用电子控制单元70的控制信号 控制发动机22的运转，并且根据需要将与发动机22的运转状态相关的数 据输出给混合动力用电子控制单元70。
动力分配统合机构30包括太阳齿轮31，为外齿齿轮；内啮合齿轮 32，与该太阳齿轮31配置在同心圆上，为内齿齿轮；多个小齿轮33，与 太阳齿轮31啮合并与内啮合齿轮32啮合；以及行星齿轮架34，可自由自 转并可自由公转地保持多个小齿轮33。该动力分配统合机构30构成为将 太阳齿轮31、内啮合齿轮32、以及行星齿轮架34作为旋转要素而进行差 动作用的行星齿轮机构。在动力分配统合机构30中，在行星齿轮架34上 连结有发动机22的曲轴26，在太阳齿轮31上连结有马达MG1的旋转轴 31a,在内啮合齿轮32上连结有具有齿轮32b的中空的内啮合齿轮轴 32a。传动轴35经由齿轮35a与内啮合齿轮轴32a的齿轮32b连结，第一 连结旋转轴36经由齿轮36a与传动轴35的齿轮35b连结，并且第二连结 旋转轴37经由齿轮37a与传动轴35的齿轮35b连结。另外，第三连结旋 转轴38经由齿轮38b、 38a与固定在马达MG1的旋转轴31a上的齿轮31b 连结。图2表示了用于说明动力分配统合机构30的各旋转要素、传动轴 35、以及第一 第三连结旋转轴36 38的转速的关系的共线图的一个例 子。在图中，S轴表示动力分配统合机构30的太阳齿轮31 (马达MG1的 旋转轴31a)的转速，C轴表示动力分配统合机构30的行星齿轮架34 (发 动机22的曲轴26)的转速，R轴表示动力分配统合机构30的内啮合齿轮 32 (内啮合齿轮轴32a)的转速，38b轴、38轴、36轴、37轴、35轴分别 表示齿轮38b的转速、第三连结旋转轴38的转速、第一连结旋转轴36的 转速、第二连结旋转轴37的转速、传动轴35的转速。马达MG2的旋转轴45通过第一连接解除机构90、第二连接解除机构95而与第一连结旋转 轴36连接或者与行星齿轮架34连接，驱动轴39通过第三连接解除机构 100或第四连接解除机构105而与第二连结旋转轴37连接或者与第三连结 旋转轴38连接。动力分配统合机构30的齿轮比P 1 (太阳齿轮的齿数/内 啮合齿轮的齿数)、齿轮32b、 35a的齿轮比P2 (齿轮32b的齿数/齿轮 35a的齿数)、齿轮35b、 36a的齿轮比P 3 (齿轮35b的齿数/齿轮36a的 齿数)、齿轮35b、 37a的齿轮比P4 (齿轮35b的齿轮比/齿轮37a的齿 数)、齿轮31b、 38b的齿轮比P5 (齿轮31b的齿数/齿轮38b的齿数)、 齿轮38b、 38a的齿轮比P6 (齿轮38b的齿数/齿轮38a的齿数)被调整成 当马达MG1的转速Nml为近似0的值时发动机22的曲轴26的转速(行 星齿轮架34的转速)与第一连结旋转轴36的转速近似相同，并且被调整 成当发动机22的曲轴26、马达MG1的旋转轴31a、以及马达MG2的旋 转轴45为各预定的转速时第二连结旋转轴37的转速与第三连结旋转轴38 的转速近似相同。另夕卜，动力分配统合机构30的齿轮比Pl、齿轮32b、 35a的齿轮比P2、齿轮35b、 36a的齿轮比P3、齿轮35b、 37a的齿轮比 p4、齿轮31b、 38b的齿轮比P5、齿轮38b、 38a的齿轮比P6被调整 成与当第二连结旋转轴37以比较高的转速旋转、发动机22的曲轴26以 比较低的转速旋转时太阳齿轮31以负的转速旋转的容易程度相比，当第 三连结旋转轴38以比较高的转速旋转、发动机22的曲轴26以比较低的转 速旋转时第一连结旋转轴36以负的转速旋转的容易度程低，即与前一情 况下的太阳齿轮31相比后一情况下的第一连结旋转轴36难以以负的转速 旋转。
第一连接解除机构90作为所谓的爪形离合器而构成，其包括第一 连结旋转轴侧齿轮91，被固定在经由齿轮35b、 36a与传动轴35连结的中 空的第一连结旋转轴36上；马达侧齿轮92，被固定在马达MG2的旋转轴 45上，该旋转轴45与第一连结旋转轴36配置在同轴上；第一可动部件 93;以及执行器94，用于使第一可动部件移动。第一连结旋转轴侧齿轮 91和马达侧齿轮92被形成为在外周侧具有齿的相同形状，并隔开预定间 隔而配置。第一可动部件93在内周侧设置有可以与第一连结旋转轴侧齿轮91和马达侧齿轮92啮合的齿，并能够在轴向上进退比与预定间隔相当 的距离稍长的距离。当第一连结旋转轴36的转速与马达MG2的旋转轴45 的转速近似相同时，该第一连接解除机构90通过执行器94使第一可动部 件93在轴向上进退移动，由此能够进行马达侧齿轮92与第一连结旋转轴 侧齿轮91的连接或连接的解除、即马达MG2的旋转轴45与第一连结旋 转轴36的连接或连接的解除。
第二连接解除机构95作为爪形离合器而构成，其包括马达侧齿轮 92;发动机侧齿轮96，固定在发动机22的曲轴26上，该曲轴26近似配 置在马达MG2的旋转轴45的延长线上；第二可动部件97;以及执行器 98，用于使第二可动部件97移动。发动机侧齿轮96被形成为与马达侧齿 轮92相同的形状，马达侧齿轮92与发动机侧齿轮96隔开预定间隔而配 置。第二可动部件97在内周侧设置有可以与马达侧齿轮92和发动机侧齿 轮96啮合的齿，能够在轴向上进退比与预定间隔相当的距离稍长的距 离。当马达侧齿轮92的转速与发动机侧齿轮96的转速近似相同时，该第 二连接解除机构95通过执行器98使第二可动部件97在轴向上进退移动， 由此能够进行马达侧齿轮92与发动机侧齿轮96的连接或连接的解除、即 马达MG2的旋转轴45与发动机22的曲轴26的连接或连接的解除。
第三连接解除机构100也作为爪形离合器而构成，其包括第二连结 旋转轴侧齿轮101，固定在中空的第二连结旋转轴37上，该第二连结旋转 轴37经由齿轮35b、 37a与传动轴35连结；驱动轴侧齿轮102，固定在驱 动轴39上，该驱动轴39与第二连结旋转轴36配置在同一轴上；第三可动 部件103;以及执行器104，用于使第三可动部件104移动。第二连结旋 转轴侧齿轮101和驱动轴侧齿轮102被形成为与第一连结旋转轴侧齿轮91 等相同的形状，并隔开预定间隔而配置。第三可动部件103在内周侧设置 有可以与第二连结旋转轴侧齿轮101和驱动轴侧齿轮102啮合的齿，能够
在轴向上进退比与预定间隔相当的距离稍长的距离。当驱动轴39的转速 与第二连结旋转轴37的转速近似相同时，该第三连接解除机构100通过 执行器104使第三可动部件103在轴向上进退移动，由此能够进行驱动轴 侧齿轮102与第二连结旋转轴侧齿轮101的连接或连接的解除、即驱动轴
1739与第二连结旋转轴37的连接或连接的解除。
第四连接解除机构105作为爪形离合器而构成，其包括驱动轴侧齿
轮102;第三连结旋转轴侧齿轮106，固定在第三连结旋转轴38上，该第 三连结旋转轴38近似配置在驱动轴39的延长线上并经由齿轮31b、 38b、 38a与马达MG1的旋转轴31a连结；第四可动部件107;以及执行器 108，用于使第四可动部件107移动。第三连结旋转轴侧齿轮106被形成 为与驱动轴侧齿轮102相同的形状，驱动轴侧齿轮102和第三连结旋转轴 侧齿轮106隔开预定间隔而配置。第四可动部件107在内周侧设置有可以 与驱动轴侧齿轮102和第三连结旋转轴侧齿轮106啮合的齿，能够在轴向 上进退比与预定间隔相当的距离稍长的距离。当驱动轴39的转速与第三 连结旋转轴38的转速近似相同时，该第四连接解除机构105通过执行器 108使第三连结旋转轴侧齿轮107在轴向上进退移动，由此能够进行驱动 轴侧齿轮102与第三连结旋转轴侧齿轮106的连接或连接的解除、即驱动 轴39与第三连结旋转轴38的连接或连接的解除。
马达MG1和马达MG2均是可以作为发电机进行驱动并可以作为电动 机进行驱动的公知的同步发电电动机，该马达MG1和马达MG2经由逆变 器41、 42与蓄电池50进行电力的交换。连接逆变器41、 42和蓄电池50 的电线54作为各逆变器41、 42共用的正极母线和负极母线而构成，由马 达MG1、 MG2中的一个发出的电力可以由其他马达消耗。马达MG1、 MG2的驱动均由马达用电子控制单元(以下，称为马达ECU) 40控制。 控制马达MG1、 MG2的驱动所需要的信号，例如来自检测马达MG1、 MG2的转子的旋转位置的旋转位置检测传感器43、 44的信号或通过未图 示的电流传感器检测出的施加给马达MG1、 MG2的相电流等输入马达 ECU40，从马达ECU40输出对逆变器41、 42的开关控制信号。马达 ECU40与混合动力用电子控制单元70进行通信，通过来自混合动力用电 子控制单元70的控制信号来控制马达MG1、 MG2的驱动，并且根据需要 将与马达MG1、 MG2的运转状态相关的数据输出给混合动力用电子控制 单元70。
蓄电池50由蓄电池用电子控制单元(以下，称为蓄电池ECU) 52管理。管理蓄电池50所需要的信号，例如来自设置在蓄电池50的端子之间
的未图示的电压传感器的端子间电压、来自安装在与蓄电池50的输出端 子连接的电线54上的未图示的电流传感器的充放电电流、来自安装在蓄 电池50上的温度传感器51的电池温度Tb等输入到蓄电池ECU52，根据 需要将与蓄电池50的状态相关的数据通过通信输出给混合动力用电子控 制单元70。另外，蓄电池ECU52为了管理蓄电池50还根据由电流传感器 检测出的充放电电流的积算值来计算剩余容量(SOC)。
混合动力用电子控制单元70作为以CPU72为中心的微处理器而构 成，除了CPU72以外，该混合动力用电子控制单元70还包括存储处理 程序的ROM74;暂时存储数据的RAM76;以及未图示的输入输出端口和 通信端口。来自点火开关80的点火信号、来自检测换档杆81的操作位置 的换档位置传感器82的换档位置SP、来自检测加速踏板83的踩下量的加 速踏板位置传感器84的加速器开度Acc、来自检测制动踏板85的踩下量 的制动踏板位置传感器86的制动踏板位置BP、以及来自车速传感器88的 车速V等经由输入端口输入到混合动力用电子控制单元70。从混合动力 用电子控制单元70输出对执行器94、 98、 104、 108的驱动信号等。如上 所述，混合动力用电子控制单元70经由通信端口与发动机ECU24、马达 ECU40、以及蓄电池ECU52连接，并与发动机ECU24、马达ECU40、以 及蓄电池ECU52进行各种控制信号和数据的交换。
通过改变第一 第四连接解除机构90、 95、 100、 105的状态，该实 施例的混合动力汽车20能够以各种运转模式向驱动轴39输出动力而行 驶。作为第一 第四连接解除机构90、 95、 100、 105的状态而有以下连 接状态连接马达MG2的旋转轴45和第一连结旋转轴36并连接驱动轴 39和第二连结旋转轴37的第一连接状态；连接马达MG2的旋转轴45和 发动机22的曲轴26 (动力分配统合机构30的行星齿轮架34)并连接驱 动轴39和第二连结旋转轴37的第二连接状态；连接马达MG2的旋转轴 45和第二连结旋转轴37并连接驱动轴39和第三连结旋转轴38的第三连 接状态；以及连接马达MG2的旋转轴45和发动机22的曲轴26并连接驱 动轴39和第三连结旋转轴38的第四连接状态。并且，从第一 第四连接状态等中选择一种连接状态，根据与驾驶者对加速踏板83的踩下量相对
应的加速器开度Acc和车速V来计算应输出给驱动轴39的要求转矩，控 制发动机22、马达MG1、以及马达MG2的运转，使得与该要求转矩相对 应的要求动力被输出给驱动轴39。作为发动机22、马达MG1、以及马达 MG2的运转控制而有以下等运转模式转矩转换运转模式，控制发动机 22的运转以使发动机22在设定为从发动机22输出与要求动力相对应的动 力的运转点(转速和转矩)上运转，并且控制马达MG1和马达MG2的驱 动，使得从发动机22输出的全部动力通过动力分配统合机构30、传动轴 35、第一连结旋转轴36、第二连结旋转轴37、第三连结旋转轴38、马达 MG1、马达MG2进行转矩转换后输出给驱动轴39;充放电运转模式，控 制发动机22的运转以从发动机22输出与要求动力和蓄电池50的充放电所 需要的电力之和相对应的动力，并且控制马达MG1和马达MG2的驱动， 使得伴随着蓄电池50的充放电，通过动力分配统合机构30、传动轴35、 第一连结旋转轴36、第二连结旋转轴37、第三连结旋转轴38、马达 MG1、马达MG2对从发动机22输出的动力的全部或一部分进行转矩转 换，并随之将要求动力输出给驱动轴39;马达运转模式，进行运转控制以 停止发动机22的运转并将来自马达MG1、 MG2中的至少一者的、与要求 动力相对应的动力输出给驱动轴39。以下，对第一 第四连接状态进行说 明。
图3表示了用于从力学角度说明第一连接状态下的动力分配统合机构 30的各旋转要素、传动轴35、以及第一 第三连结旋转轴36 38的共线 图的一个例子，在所述第一连接状态下连接马达MG2的旋转轴45和第一 连结旋转轴36，并且连接驱动轴39和第二连结旋转轴37。在实施例中， 当以比较低的速度行驶时(例如，驱动轴39的转速小于预定转速Nrefl 时)，选择第一连接状态。在该第一连接状态下，如果不进行蓄电池50 的充放电，则当动力分配统合机构30的太阳齿轮31、内啮合齿轮32均以 正的转速旋转时，马达MG1作为发电机而发挥作用，并且马达MG2作为 电动机而发挥作用，来自发动机22的动力的一部分伴随着马达MG1的发 电而经由内啮合齿轮轴32a、传动轴35、以及第二连结旋转轴37被输出给驱动轴39，并且来自马达MG2的动力经由传动轴35和第二连结旋转轴 37被输出给驱动轴39。
图4表示了用于从力学角度说明第二连接状态下的动力分配统合机构 30的各旋转要素、传动轴35、以及第一 第三连结旋转轴36 38的共线 图的一个例子，在所述第二连接状态下连接马达MG2的旋转轴45和发动 机22的曲轴26，并且连接驱动轴39和第二连结旋转轴37。在实施例 中，当以比较高的速度行驶(例如，驱动轴39的转速大于等于预定转速 Nrefl时)、并且马达MG1以负的转速旋转时(马达MG1与发动机22的 曲轴26或内啮合齿轮轴32a向相反方向旋转时)选择第二连接状态。在该 第二连接状态下，如果不进行蓄电池50的充放电，则马达MG1作为电动 机而发挥作用，并且马达MG2作为发电机而发挥作用，由马达MG2使用 来自发动机22的动力的一部分进行发电，并且来自发动机22的剩余的动 力伴随着马达MG1对电力的消耗而经由内啮合齿轮轴32a、传动轴35、 以及第二连结旋转轴37被输出给驱动轴39。
图5表示了用于从力学角度说明第三连接状态下的动力分配统合机构 30的各旋转要素、传动轴35、以及第一 第三连结旋转轴36 38的共线 图的一个例子，在所述第三连接状态下连接马达MG2的旋转轴45和第二 连结旋转轴37，并且连接驱动轴39和第三连结旋转轴38。在实施例中， 当以比较高的速度行驶时(例如，驱动轴39的转速大于等于预定转速 Nrefl或者大于等于与预定转速Nrefl不同的预定转速Nref2时)，选择第 三连接状态。在该第三连接状态下，如果不进行蓄电池50的充放电，则 能够使马达MG1作为电动机而发挥作用，并且使马达MG2作为发电机而 发挥作用。即，能够通过从马达MG2经由第一连结旋转轴36和传动轴35 输出给内啮合齿轮轴32a的转矩将来自发动机22的动力的一部分经由太阳 齿轮31和第三连结旋转轴38输出给驱动轴39，并且将来自马达MG1的 动力经由第三连结旋转轴38输出给驱动轴39。
在第四连接状态下，来自马达MG1的动力经由第三连结旋转轴38被 输出给驱动轴39，所述第四连接状态是连接马达MG2的旋转轴45和发动 机22的曲轴26并连接驱动轴39和第三连结旋转轴38的连接状态。在该
21情况下，由于动力分配统合机构30的内啮合齿轮32成为自由的状态，因 此来自发动机22的动力不会输出给驱动轴39。
在实施例的混合动力汽车20中，当在第一连接状态下从以比较低的 速度行驶的状态加速而转变为速度比较高的巡航行驶时，即当转变为驱动 轴39以比较高的转速旋转并且发动机22以比较低的旋转、比较低的转矩 运转的状态(例如，驱动轴39以大于等于预定转速Nrefl或预定转速 Nref2的转速旋转、并且发动机22以远远小于预定转速Nrefl或预定转速 Nref2的转速旋转的状态)时，进行向第二连接状态或第三连接状态的切 换。首先，说明从第一连接状态切换到第二连接状态时的动作。此时，首 先在加速时内啮合齿轮32的转速上升，之后当转变到速度比较高的巡航 行驶时马达MG1的转速变为近似0的值时，即第一连结旋转轴36的转速 与发动机22的曲轴26 (动力分配统合机构30的行星齿轮架34)的转速 变为近似相同时，使第二连接解除机构95的第二可动部件97在轴向上移 动，连接马达MG2的旋转轴45和发动机22的曲轴26，并使第一连接解 除机构90的第一可动部件93在轴向上移动，解除马达MG2的旋转轴45 与第一连结旋转轴36的连接，切换到第二连接状态，以比较高的速度巡 航行驶。基于以下的理由而如上所述在转变为速度比较高的巡航行驶时从 第一连接状态切换到第二连接状态。如果在第一连接状态下进行速度比较 高的巡航行驶，贝U当马达MG1以负的转速旋转时，马达MG2使用从马达 MG1输出的动力的一部分进行发电，产生将该发出的电力供应给马达 MG1的动力一电力一动力的循环(以下，称为动力循环)，从而导致车辆 的效率显著降低。另一方面，通过切换到第二连接状态，由于与发动机22 的曲轴26连接的马达MG2使用来自发动机22的动力的一部分进行发电 并将该发出的电力供应给马达MG1，因此能够抑制动力循环，提高了车辆 的能量效率。基于这样的理由，当转变为速度比较高的巡航行驶时，从第 一连接状态切换到第二连接状态。并且，在实施例中，当从第一连接状态 切换到第二连接状态时，使马达MG2的旋转轴45与发动机22的曲轴26 连接后解除马达MG2的旋转轴45与第二连结旋转轴36的连接，因此能 够抑制由于使马达MG2的旋转轴45变为自由的状态而导致的旋转轴45的旋转变动，更顺畅地进行从第一连接状态向第二连接状态的切换处理。
并且，在实施例中，第一、第二连接解除机构90、 95作为爪形离合器而 构成，因此仅在从第一连接状态切换到第二连接状态时驱动执行器94、 98 即可，与使用油压等连接马达MG2的旋转轴45与第一连结旋转轴36或 发动机22的曲轴26相比，能够縮短驱动执行器94、 98的时间。
接着，说明从第一连接状态切换到第三连接状态时的动作。如果内啮 合齿轮32的转速上升，则当太阳齿轮31、行星齿轮架34、以及内啮合齿 轮32均以正的转速旋转、并且第二连结旋转轴37的转速与第三连结旋转 轴38的转速变为近似相同时，使第四连接解除机构105的第四可动部件 107在轴向上移动，连接驱动轴39和第三连结旋转轴38，并使第三连接 解除机构100的第三可动部件103在轴向上移动，解除驱动轴39与第二连 结旋转轴37的连接，切换到第三连接状态，以比较高的速度巡航行驶。 基于以下的理由而如上所述在转变为速度比较高的巡航行驶时从第一连接 状态切换到第三连接状态。前面说明了由于在第一连接状态下进行速度比 较高的巡航行驶会导致动力循环。另外，如上所述，动力分配统合机构30 的齿轮比pl、齿轮32b、 35a的齿轮比P2、齿轮35b、 36a的齿轮比P3、 齿轮35b、 37a的齿轮比P4、齿轮31b、 38b的齿轮比P5、齿轮38b、 38a 的齿轮比P6被调整成与当第二连结旋转轴37以比较高的转速旋转、并 且发动机22的曲轴26以比较低的转速旋转时太阳齿轮31以负的转速旋转 的容易程度相比，当第三连结旋转轴38以比较高的转速旋转、并且发动 机22的曲轴26以比较低的转速旋转时第一连结旋转轴36以负的转速旋转 的容易程度低，即与前一情况下的太阳齿轮31相比后一情况下的第一连 结旋转轴36难以以负的转速旋转，因此当以比较高的速度进行巡航行驶 时，与在第一连接状态下使马达MG1作为发电机而发挥作用并使马达 MG2作为电动机而发挥作用时相比，在第三连接状态下使马达MG1作为 电动机而发挥作用并使马达MG2作为发电机而发挥作用时难以产生动力 循环。由此，能够提高车辆的能量效率。基于这样的理由，当转变为速度 比较高的巡航行驶时，从第一连接状态切换到第三连接状态。并且，在实 施例中，当从第一连接状态切换到第三连接状态时，在使驱动轴39与第三连结旋转轴39结合后解除驱动轴39与第二连结旋转轴37的连接，因此 能够抑制由于使驱动轴39变为不受第二连结旋转轴37和第三连结旋转轴 38约束的状态而导致的驱动轴39的旋转变动，更顺畅地进行从第一连接 状态向第三连接状态的切换处理。并且，在实施例中，第三、第四连接解 除机构100、 105作为爪形离合器而构成，因此仅在从第一连接状态切换 到第三连接状态时驱动执行器104、 108即可，与使用油压等连接驱动轴 39与第二连结旋转轴37或第三连结旋转轴38相比，能够縮短驱动执行器 104、 108的时间。
根据以上说明的实施例的混合动力汽车20，在使马达MG2的旋转轴 45与第一连结旋转轴36或发动机22的曲轴26连接或者解除该连接的同 时使驱动轴39与第二连结旋转轴37或第三连结旋转轴38连接或者解除该 连接，因此与仅将马达MG2的旋转轴45与第一连结旋转轴36或发动机 22的曲轴26连接或者解除该连接相比，能够增加向驱动轴39输出动力时 的连接状态，从而能够在更高效率的连接状态下向驱动轴39输出动力。
另外，根据实施例的混合动力汽车20，伴随着第一连结旋转轴36与 发动机22的曲轴26的旋转同步而从第一连接状态切换到第二连接状态， 并且伴随着第二连结旋转轴37与第三连结旋转轴38的旋转同步而从第一 连接状态切换到第三连接状态，因此能够顺畅地进行从第一连接状态向第 二连接状态或第三连接状态的切换处理。并且，在实施例中，当从第一连 接状态切换到第二连接状态时，在使马达MG2的旋转轴45与发动机22 的曲轴26连接后解除马达MG2的旋转轴45与第一连结旋转轴36的连 接，当从第一连接状态切换到第三连接状态时，在使驱动轴39与第三连 结旋转轴38连接后解除驱动轴39与第二连结旋转轴37的连接，因此能够 更顺畅地进行从第一连接状态向第二连接状态或第三连接状态的切换处 理。
说明了在实施例的混合动力汽车20中从第一连接状态切换到第二连 接状态时的动作和从第一连接状态切换到第三连接状态时的动作，但是作 为从第二连接状态切换到第一连接状态时的动作，当第一连结旋转轴36 的转速与发动机22的曲轴26的转速变为近似相同时，连接马达MG2的旋转轴45和第一连结旋转轴36并解除马达MG2的旋转轴45与发动机22 的曲轴26的连接即可，作为从第三连接状态切换到第一连接状态时的动 作，当第二连结旋转轴37的转速与第三连结旋转轴38的转速变为近似相 同时，连接驱动轴39和第二连结旋转轴37并解除驱动轴39与第三连结旋 转轴38的连接即可。这样一来，能够更顺畅地进行从第二连接状态向第 一连接状态的切换处理或从第三连接状态向第一连接状态的切换处理。
在实施例的混合动力汽车20中，动力分配统合机构30的齿轮比P 1、齿轮32b、 35a的齿轮比P2、齿轮36b、 35a的齿轮比P3被调整成当 马达MG1的转速为近似0的值时发动机22的曲轴26的转速与第一连结 旋转轴36的转速变为近似相同，但是也可以调整成当马达MG1的转速为 除了近似0的值以外的预定转速Nrefi时发动机22的曲轴26的转速与第 一连结旋转轴36的转速变为近似相同。此时，也可以在马达MG1的转速 变为预定转速Nrefi时从第一连接状态切换到第二连接状态。
在实施例的混合动力汽车20中，当从第一连接状态切换到第二连接 状态时，在使马达MG2的旋转轴45和发动机22的曲轴26连接后解除马 达MG2的旋转轴45与第二连结旋转轴36的连接，但是也可以在解除马 达MG2的旋转轴45与第二连结旋转轴36的连接后连接马达MG2的旋转 轴45和发动机22的曲轴26。另夕卜，在实施例的混合动力汽车20中，当 从第一连接状态切换到第三连接状态时，在使驱动轴39和第三连结旋转 轴38连接后解除驱动轴39与第二连结旋转轴37的连接，但是也可以在解 除驱动轴39与第二连结旋转轴37的连接后连接驱动轴39和第三连结旋转 轴38。
在实施例的混合动力汽车20中，当以比较低的速度行驶时选择第一 连接状态，并且当以比较高的速度行驶时选择第二连接状态或第三连接状 态，但是连接状态的选择方法不限于此。
在实施例的混合动力汽车20中，第一 第四连接解除机构90、 95、 100、 105使用了作为爪形离合器而构成的机构，但是也可以代替爪形离合 器而使用同步啮合机构等。
在实施例中，说明了安装在混合动力汽车20上的动力输出装置，但
25是也可以将实施例的动力输出装置20安装在除了混合动力汽车以外的车 辆、航空器、船舶等移动体上，还可以将其作为建设设备等非移动的设备 的动力源而组装。
以上，使用实施例说明了用于实施本发明的最佳方式，但是勿庸置疑 本发明不受这些实施例的任何限制，可以在不脱离本发明的主旨的范围内 以各种方式来实施。
产业上的可利用性
本发明可以利用于动力输出装置或车辆的制造产业等。
权利要求
1. 一种动力输出装置，向驱动轴输出动力，包括内燃机；第一电动机，能够输入输出动力；第二电动机，能够输入输出动力；三轴式动力输入输出单元，与内燃机轴、第一电动机轴、以及第三轴这三个轴连接，根据向该三个轴中的某两个轴输入或从该两个轴输出的动力而向剩余的轴输入动力或从该轴输出动力，所述内燃机轴是所述内燃机的输出轴，所述第一电动机轴是所述第一电动机的旋转轴；第一连接解除单元，进行第二电动机轴与所述第三轴的连接以及连接的解除，所述第二电动机轴是所述第二电动机的旋转轴；第二连接解除单元，进行所述第二电动机轴与所述内燃机轴的连接以及连接的解除；第三连接解除单元，进行所述驱动轴与所述第三轴的连接以及连接的解除；以及第四连接解除单元，进行所述驱动轴与所述第一电动机轴的连接以及连接的解除。
2. 如权利要求1所述的动力输出装置，其中，包括控制单元，该控制单元控制所述第一连接解除单元、所述第二连 接解除单元、所述第三连接解除单元、以及所述第四连接解除单元，使得 当所述驱动轴的转速处于预定的低旋转区域时成为以下的第一连接状态， 即通过所述第一连接解除单元来连接所述第二电动机轴和所述第三轴， 并且通过所述第二连接解除单元来解除所述第二电动机轴与所述内燃机轴 的连接，通过所述第三连接解除单元来连接所述驱动轴和所述第三轴，通 过所述第四连接解除单元来解除所述驱动轴与所述第一电动机轴的连接。
3. 如权利要求2所述的动力输出装置，其中，所述控制单元进行控制，使得当所述驱动轴的转速处于预定的高旋转 区域时成为以下的第二连接状态，即通过所述第一连接解除单元来解除所述第二电动机轴与所述第三轴的连接，并且通过所述第二连接解除单元 来连接所述第二电动机轴和所述内燃机轴，通过所述第三连接解除单元来 连接所述驱动轴和所述第三轴，通过所述第四连接解除单元来解除所述驱 动轴与所述第一 电动机轴的连接。
4. 如权利要求3所述的动力输出装置，其中，包括蓄电单元，该蓄电单元能够与所述第一电动机和所述第二电动机 交换电力，所述控制单元进行控制，使得当所述驱动轴的转速处于所述预定的高 旋转区域并且所述第一电动机轴与所述内燃机轴和所述第三轴向相反的方 向旋转时成为所述第二连接状态。
5. 如权利要求3所述的动力输出装置，其中，包括具有第一连结旋转轴的第一连结旋转机构，该第一连结旋转轴与 所述第三轴连结，当所述第一电动机轴的转速为预定转速时该第一连结旋 转轴以与所述内燃机轴大致相同的转速旋转，所述第一连接解除单元是进行所述第二电动机轴与所述第一连结旋转 机构的连接以及连接的解除的单元，所述控制单元进行控制，使得当处于所述第一连接状态并且所述第一 电动机轴的转速为预定转速时，伴随着所述第一连结旋转轴与所述内燃机 轴的旋转同步而从所述第一连接状态切换到所述第二连接状态。
6. 如权利要求5所述的动力输出装置，其中， 所述预定转速是近似0的值。
7. 如权利要求5所述的动力输出装置，其中，所述控制单元进行控制，使得当从所述第一连接状态切换到所述第二 连接状态时，经过以下的第一切换状态而从所述第一连接状态切换到所述 第二连接状态，即通过所述第一连接解除单元来连接所述第二电动机轴 和所述第一连结旋转机构，并且通过所述第二连接解除单元来连接所述第 二电动机轴和所述内燃机轴。
8. 如权利要求5所述的动力输出装置，其中，所述第一连接解除单元是具有进行所述第二电动机轴与所述第一连结旋转轴的连接以及连接的解除的爪形离合器的单元，所述第二连接解除单元是具有进行所述第二电动机轴与所述内燃机轴 的连接以及连接的解除的爪形离合器的单元。
9. 如权利要求2所述的动力输出装置，其中，所述控制单元进行控制，使得当所述驱动轴的转速处于预定的高旋转区域时成为以下的第三连接状态，目卩通过所述第一连接解除单元来连接 所述第二电动机轴和所述第三轴，并且通过所述第二连接解除单元来解除 所述第二电动机轴与所述内燃机轴的连接，通过所述第三连接解除单元来 解除所述驱动轴与所述第三轴的连接，通过所述第四连接解除单元来连接 所述驱动轴和所述第一电动机轴。
10. 如权利要求9所述的动力输出装置，其中，包括第二连结旋转机构，具有与所述第三轴连结的第二连结旋转 轴；以及第三连结旋转机构，与所述第一电动机轴连结，当所述第一电动机轴和所述内燃机轴处于预定的旋转状态时，以与所述第二连结旋转轴大致相同的转速旋转；所述第三连接解除单元是进行所述驱动轴与所述第二连结旋转轴的连 接以及连接的解除的单元，所述第四连接解除单元是进行所述驱动轴与所述第三连结旋转轴的连 接以及连接的解除的单元，所述控制单元进行控制，使得当处于所述第三连接状态并且所述第一 电动机轴和所述内燃机轴为预定的旋转状态时，伴随着所述第二连结旋转 轴与所述第三连结旋转轴的旋转同步而从所述第一连接状态切换到所述第 三连接状态。
11. 如权利要求10所述的动力输出装置，其中，所述控制单元进行控制，使得当从所述第一连接状态切换到所述第三 连接状态时，经过以下的第二切换状态而从所述第一连接状态切换到所述 第三连接状态，即通过所述第三连接解除单元来连接所述驱动轴和所述第二连结旋转轴，并且通过所述第四连接解除单元来连接所述驱动轴和所 述第三连结旋转轴。
12. 如权利要求IO所述的动力输出装置，其中，所述第三连接解除单元是具有进行所述驱动轴与所述第二连结旋转轴 的连接以及连接的解除的爪形离合器的单元，所述第四连接解除单元是具有进行所述驱动轴与所述第三连结旋转轴 的连接以及连接的解除的爪形离合器的单元。
13. —种车辆，安装有权利要求1至12中任一项所述的动力输出装 置，车轴与所述驱动轴连结。
14. 一种动力输出装置的控制方法，所述动力输出装置包括内燃 机；第一电动机，能够输入输出动力；第二电动机，能够输入输出动力； 三轴式动力输入输出单元，与内燃机轴、第一电动机轴、以及第三轴这三 个轴连接，根据向该三个轴中的某两个轴输入或从该两个轴输出的动力而 向剩余的轴输入动力或从该轴输出动力，所述内燃机轴是所述内燃机的输 出轴，所述第一电动机轴是所述第一电动机的旋转轴；第一连接解除单 元，进行第二电动机轴与所述第三轴的连接以及连接的解除，所述第二电 动机轴是所述第二电动机的旋转轴；第二连接解除单元，进行所述第二电 动机轴与所述内燃机轴的连接以及连接的解除；第三连接解除单元，进行 所述驱动轴与所述第三轴的连接以及连接的解除；以及第四连接解除单 元，进行所述驱动轴与所述第一电动机轴的连接以及连接的解除；所述动 力输出装置的控制方法的特征在于，控制所述第一连接解除单元、所述第二连接解除单元、所述第三连接 解除单元、以及所述第四连接解除单元，使得当所述驱动轴的转速处于预 定的低旋转区域时成为以下的第一连接状态，§卩通过所述第一连接解除 单元来连接所述第二电动机轴和所述第三轴，并且通过所述第二连接解除 单元来解除所述第二电动机轴与所述内燃机轴的连接，通过所述第三连接 解除单元来连接所述驱动轴和所述第三轴，通过所述第四连接解除单元来 解除所述驱动轴与所述第一电动机轴的连接。
15. 如权利要求14所述的动力输出装置的控制方法，其特征在于， 进行控制，使得当所述驱动轴的转速处于预定的高旋转区域时成为以下的第二连接状态，即通过所述第一连接解除单元来解除所述第二电动机轴与所述第三轴的连接，并且通过所述第二连接解除单元来连接所述第 二电动机轴和所述内燃机轴，通过所述第三连接解除单元来连接所述驱动 轴和所述第三轴，通过所述第四连接解除单元来解除所述驱动轴与所述第 一电动机轴的连接。
16.如权利要求14所述的动力输出装置的控制方法，其特征在于，进行控制，使得当所述驱动轴的转速处于预定的高旋转区域时成为以下的第三连接状态，目卩通过所述第一连接解除单元来连接所述第二电动 机轴和所述第三轴，并且通过所述第二连接解除单元来解除所述第二电动 机轴与所述内燃机轴的连接，通过所述第三连接解除单元来解除所述驱动 轴与所述第三轴的连接，通过所述第四连接解除单元来连接所述驱动轴和 所述第一电动机轴。
全文摘要
本发明提供一种动力输出装置、安装有该动力输出装置的车辆、以及动力输出装置的控制方法。使马达MG2的旋转轴(45)与第一连结旋转轴(36)或发动机(22)的曲轴(26)连接或者解除该连接，并且使驱动轴(39)与第二连结旋转轴(37)或第三连结旋转轴(38)连接或者解除该连接。由此与仅使马达MG2的旋转轴(45)与第一连结旋转轴(36)或发动机(22)的曲轴(26)连接或者解除该连接相比，可以增加向驱动轴(39)输出动力时的连接状态，从而能够以更高效率的连接状态向驱动轴(39)输出动力。
文档编号B60K6/20GK101472753SQ20078002262
公开日2009年7月1日 申请日期2007年6月21日 优先权日2006年6月23日
发明者佐佐木正一, 大泽昌巳, 山内友和, 户岛裕基, 翠高宏, 襟立和伸 申请人:丰田自动车株式会社;爱信精机株式会社