CN101011966B - 包括动力输出设备的车辆及用于其的控制单元和方法 - Google Patents

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河口一夫
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西山忍
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Abstract

本发明涉及动力输出设备、包括动力输出设备的车辆以及用于动力输出设备的控制单元和方法。当不能基于发动机(22)的转速和马达(MG1)的转速估计驱动轴(32a)的转速时，不改变变速器(60)中的速比。当驱动中轴(32a)的转速不能估计时，如果基于传感器(36)所检测到的驱动轴(32a)的转速和马达(MG2)的转速改变变速器(60)中的速比时，不能够平稳地改变速比。这是因为，如果传感器(36)在改变速比期间发生异常，不能够使用驱动轴(32a)的转速。结果，变速器(60)的部件可能磨损坏。但是，因为在这样状态下不改变变速器(60)中的速比，可以抑制这种麻烦的发生。

Description

包括动力输出设备的车辆及用于其的控制单元和方法
技术领域
本发明涉及动力输出设备、包括动力输出设备的车辆以及用于动力输出设备的控制单元和方法。
背景技术
例如，日本专利申请No.JP-2003-143707公开了一种动力输出设备。在公开的动力输出设备中，发动机、发电机(electric power generator)、输出轴被连接到行星轮单元，而驱动轴连接到输出轴。在动力输出设备中，驱动马达的转速可以通过多种方法计算。例如，驱动马达的转速可以基于输出轴的转速、驱动马达的位置以及发动机速度以及发电机的转速计算。因此，驱动马达的转速可以更精确地计算。结果，可以更可靠地控制驱动马达。
除了发动机、行星轮单元、发电机以及驱动马达之外，还包括布置于驱动马达和输出轴之间并在输出功率时执行变速操作变速器的一些功率输出装置执行同步判断，在同步判断中，基于输出轴转速传感器所检测的输出轴转速或基于发动机速度和发电机的转速所估计的输出轴的转速、以及驱动马达的转速，判断发动机和驱动马达是否同步操作，以在变速器中平稳地改变齿轮速比。如果当不能够估计输出轴的转速时改变齿轮速比，则可能发生下列麻烦。例如，如果变速操作期间在输出轴转速传感器中的发生异常，功率输出装置不能够执行正确的同步判断。这是因为，输出轴的正确转速既不能由输出轴转速传感器检测，亦不能基于发动机速度以及发电机的转速估计。结果，变速器的部件可能磨损坏，或者，震动可能强加给车辆。
发明内容
本发明的目的在于提供一种动力输出设备、包括动力输出设备的车辆、控制单元以及用于控制动力输出设备的方法，其可以抑制连接到驱动轴和电动机的旋转轴的变速器的部件的磨损坏。本发明的另一个目的在于提供一种动力输出设备、包括动力输出设备的车辆、以及用于控制动力输出设备的方法，其可以抑制强加到车辆上的震动。
动力输出设备、包括动力输出设备的车辆、控制单元以及用于控制动力输出设备的方法使用下面的构造，以实现上述目的中的至少一个。
本发明的一个方面涉及将动力输出到驱动轴的动力输出设备。该动力输出设备包括：内燃机；蓄电装置；电动机，其用于接收和输出动力，并与所述蓄电装置交换电能；动力分配装置，其连接到所述内燃机的输出轴和所述驱动轴，当与所述蓄电装置交换电能以及与所述内燃机交换电能时，所述动力分配装置接收来自所述输出轴的动力并将所述动力输出到所述驱动轴或者接收来自所述驱动轴的动力并将所述动力输出到输入轴；变速装置，当基于所述电动机的旋转轴的转速和所述驱动轴的转速改变速比时，所述变速装置在所述电动机的所述旋转轴和所述驱动轴之间传输动力；发动机速度检测装置，其用于检测发动机速度，其中所述发动机速度是所述内燃机的所述输出轴的转速；驱动轴转速检测装置，其用于检测所述驱动轴的所述转速；旋转轴转速检测装置，其用于检测所述电动机的所述旋转轴的所述转速；驱动轴转速估计装置，其用于基于所述发动机速度检测装置所检测的所述发动机速度和所述动力分配装置的驱动状态估计所述驱动轴的所述转速；需求驱动动力设定装置，其用于设置所述驱动轴所需的所需驱动动力；以及控制装置，其用于控制所述内燃机、所述动力分配装置、所述电动机和所述变速装置，以将所述所需驱动动力输出到所述驱动轴。当估计功能执行正常时，即，当所述驱动轴转速估计装置可以估计所述驱动轴的所述转速时，基于所述驱动轴转速检测装置所检测的所述驱动轴的所述转速或所述驱动轴转速估计装置所估计的所述驱动轴的所述转速、和所述旋转轴转速检测装置所检测的所述旋转轴的所述转速，所述控制装置改变所述变速装置中的所述速比。当所述估计功能已经发生异常时，即，当所述驱动轴转速估计装置不能估计所述驱动轴的所述转速时，所述控制装置保持所述变速装置中的所述速比。
在根本发明第一方面的动力输出设备的情况下，当估计功能执行正常时，即，基于所述发动机速度检测装置所检测到的所述发动机速度和所述动力分配装置的驱动状态时，所述驱动轴转速估计装置可以估计所述驱动轴的所述转速时，控制所述内燃机、所述动力分配装置、所述电动机以及所述变速机构，使得对应于所述所需驱动动力的驱动动力输出到所述驱动轴；同时，基于所述驱动轴转速检测装置所检测的所述驱动轴的所述转速或所述驱动轴转速估计装置所估计的所述驱动轴的所述转速、和所述旋转轴转速检测装置所检测的所述旋转轴的所述转速，改变所述变速装置中的所述速比。另一方面，当所述估计功能已经发生异常时，即，当所述驱动轴转速估计装置不能估计所述驱动轴的所述转速时，控制所述内燃机、所述动力分配装置、所述电动机以及所述变速机构，使得对应于所述所需驱动动力的驱动动力输出到所述驱动轴；同时，保持所述变速装置中的所述速比。即，当所述估计功能已经发生异常时，执行控制，使得所述变速装置中的所述速比不改变。当所述估计功能中已经发生异常时，如果改变所述变速装置中的所述速比，则不能够适当地执行同步判断。这是因为，如果所述驱动轴转速检测装置在改变速比期间发生异常时，转速既不能由所述驱动轴转速检测装置检测，亦不能由所述驱动轴转速估计装置估计。结果，所述变速装置的部件可能磨损坏，或者可能将震动强加到车辆上。但是，因为在这样状态下不改变变速器中的速比，可以抑制这种麻烦的发生。
在根据本发明第一方面的动力输出设备中，当所述估计功能执行正常并且驱动轴转速检测装置没有发生异常时，所述控制装置可以执行控制，使得对应于所述所需驱动动力的驱动动力输出到所述驱动轴，同时，基于所述驱动轴转速检测装置所检测的所述驱动轴的所述转速和所述旋转轴转速检测装置所检测的所述旋转轴的所述转速，改变所述变速装置中的所述速比。另一方面，当所述估计装置执行正常，而所述驱动轴转速检测装置已经发生异常时，所述控制装置可以执行控制，使得对应于所述所需驱动动力的驱动动力输出到所述驱动轴，同时，基于所述驱动轴转速估计装置所估计的所述驱动轴的所述转速和所述旋转轴转速检测装置所检测的所述旋转轴的所述转速，改变所述变速装置中的所述速比。因此，当所述估计功能执行正常时，改变所述变速装置中的所述速比，而不管所述驱动轴转速检测装置是否操作正常。
在根据本发明第一方面的动力输出设备中，当所述发动机速度检测装置已经发生异常时，所述控制装置可以判断所述估计功能已经发生异常，执行控制，使得不改变所述变速装置中的所述速比。由此，当所述发动机速度检测装置已经发生异常并且不能够检测所述发动机速度时，抑制所述变速装置中的所述速比的改变。
在根据本发明的第一方面的动力输出设备中，当不能检测所述动力分配装置的所述驱动状态时，控制装置可以判断所述估计功能已经发生异常，并执行控制，使得不改变所述变速装置中的所述速比。在这样的情况下，动力分配装置可以包括：三轴动力接收/输出装置，其与三个轴连接，即与内燃机的所述输入轴、驱动轴和第三轴连接，并基于接收自和/或输出到所述三个轴中任何两个的动力，从剩余的一个轴的接收动力或输出动力到所述剩余的一个轴；电动机，其从所述第三轴接收动力或输出动力到所述第三轴；以及第三轴转速检测装置，其用于检测所述第三轴的转速。当所述第三轴转速检测装置已经发生异常时，所述控制装置判断所述估计功能已经发生异常，并执行控制使得不改变所述变速装置中的所述速比。由此，当所述第三轴转速检测装置已经发生异常时并且不能检测所述第三轴的所述转速时，抑制所述变速装置中的速比的改变。
本发明的第二方面涉及一种设有根据本发明第一方面的将动力输出到驱动轴的动力输出设备的车辆。在该车辆中，轮轴连接到所述驱动轴。所述车辆设置有所述动力输出设备，所述动力输出设备包括：内燃机；蓄电装置；电动机，其用于接收和输出动力，并与所述蓄电装置交换电能；动力分配装置，其连接到所述内燃机的输出轴和所述驱动轴，当与所述蓄电装置交换电能以及与所述内燃机交换电能时，所述动力分配装置接收来自所述输出轴的动力并将所述动力输出到所述驱动轴或者接收来自所述驱动轴的动力并将所述动力输出到输入轴；变速装置，当基于所述电动机的旋转轴的转速和所述驱动轴的转速改变速比时，所述变速装置在所述电动机的所述旋转轴和所述驱动轴之间传输动力；发动机速度检测装置，其用于检测发动机速度，其中所述发动机速度是所述内燃机的所述输出轴的转速；驱动轴转速检测装置，其用于检测所述驱动轴的所述转速；以及旋转轴转速检测装置，其用于检测所述电动机的所述旋转轴的所述转速；驱动轴转速估计装置，其用于基于所述发动机速度检测装置所检测的所述发动机速度和所述动力分配装置的驱动状态估计所述驱动轴的所述转速；需求驱动动力设定装置，其用于设置所述驱动轴所需的所需驱动动力；以及控制装置，其用于控制所述内燃机、所述动力分配装置、所述电动机和所述变速装置，以将所述所需驱动动力输出到所述驱动轴。当估计功能执行正常时，即，当所述驱动轴转速估计装置可以估计所述驱动轴的所述转速时，基于所述驱动轴转速检测装置所检测的所述驱动轴的所述转速或所述驱动轴转速估计装置所估计的所述驱动轴的所述转速、和所述旋转轴转速检测装置所检测的所述旋转轴的所述转速，所述控制装置改变所述变速装置中的所述速比。当所述估计功能已经发生异常时，即，当所述驱动轴转速估计装置不能估计所述驱动轴的所述转速时，所述控制装置保持所述变速装置中的所述速比。
根据本发明第二方面的车辆设置有根据本发明第一方面的动力输出设备。因此，可以获得根据本发明第一方面的动力输出设备所产生的相同效果。例如，可以抑制当判断所述估计功能已经发生异常时改变所述变速装置中的所述速比所引起的麻烦的发生。即，可以抑制所述驱动轴转速检测装置在改变所述速比期间发生异常时可能引起的所述变速装置的部件的磨损坏或强加到车辆的震动。
本发明的第三方面涉一种用于动力输出设备的控制单元，该动力输出设备包括：内燃机；蓄电装置；电动机，其接收和输出动力，并与所述蓄电装置交换电能；动力分配装置，其连接到所述内燃机的输出轴和所述驱动轴，当与所述蓄电装置交换电能以及与所述内燃机交换电能时，所述动力分配装置接收来自所述输出轴的动力并将所述动力输出到所述驱动轴或者接收来自所述驱动轴的动力并将所述动力输出到输入轴；变速装置，当基于所述电动机的旋转轴的转速和所述驱动轴的转速改变速比时，所述变速装置在所述电动机的所述旋转轴和所述驱动轴之间传输动力；发动机速度检测装置，其用于检测发动机速度，其中所述发动机速度是所述内燃机的所述输出轴的转速；驱动轴转速检测装置，其用于检测所述驱动轴的所述转速；旋转轴转速检测装置，其用于检测所述电动机的所述旋转轴的所述转速；驱动轴转速估计装置，其用于基于所述发动机速度检测装置所检测的所述发动机速度和所述动力分配装置的驱动状态估计所述驱动轴的所述转速；需求驱动动力设定装置，其用于设置所述驱动轴所需的所需驱动动力；以及控制装置，其用于控制所述内燃机、所述动力分配装置、所述电动机和所述变速装置，以将所述所需驱动动力输出到所述驱动轴。当估计功能执行正常时，即，当所述驱动轴转速估计装置可以估计所述驱动轴的所述转速时，基于所述驱动轴转速检测装置所检测的所述驱动轴的所述转速或所述驱动轴转速估计装置所估计的所述驱动轴的所述转速、和所述旋转轴转速检测装置所检测的所述旋转轴的所述转速，所述控制装置改变所述变速装置中的所述速比。当所述估计功能已经发生异常时，即，当所述驱动轴转速估计装置不能估计所述驱动轴的所述转速时，所述控制装置保持所述变速装置中的所述速比。
在根据本发明第三方面用于动力输出设备在控制单元中，当所述估计功能执行正常，即，基于所述发动机速度检测装置所检测到的所述发动机速度和所述动力分配装置的所述驱动状态，所述驱动轴旋转速动估计装置可以估计所述驱动轴在所述转速时，控制所述内燃机、所述动力分配装置、所述电动机和所述变速装置，使得对应于所述所需驱动动力的所述驱动动力输出到所述驱动轴，同时，基于所述驱动轴转速检测装置所检测到的所述驱动轴的所述转速或所述驱动轴转速估计装置所估计的所述驱动轴的所述转速、和所述旋转轴转速检测装置所检测到的所述旋转轴的所述转速，改变所述变速装置中的所述速比。当所述估计功能已经发生异常时，即，当所述驱动轴转速估计装置不能估计所述驱动轴的所述转速时，控制所述内燃机、所述动力分配装置、所述电动机、已经所述变速装置，使得对应于所述所需驱动动力的驱动动力输出到所述驱动轴，同时，保持所述变速装置中的所述速比。即，当所述估计功能已经发生异常时，执行控制，使得不改变所述变速装置中的所述速比。如果当所述估计功能已经发生异常时改变所述变速装置中的所述速比，则不能够适当地执行同步判断。这是因为，如果所述驱动轴转速检测装置在改变速比期间发生异常时，转速既不能由所述驱动轴转速检测装置检测，亦不能由所述驱动轴转速估计装置估计。结果，所述变速装置的部件可能磨损坏，或者可能将震动强加到车辆上。但是，因为在这样状态下不改变变速器中的速比，可以抑制这种麻烦的发生。
本发明第四方面涉及一种用于动力输出设备的控制方法，所述动力输出设备包括：内燃机；蓄电装置；电动机，其接收和输出动力，并与所述蓄电装置交换电能；动力分配装置，其连接到所述内燃机的输出轴和所述驱动轴，当与所述蓄电装置交换电能以及与所述内燃机交换电能时，所述动力分配装置接收来自所述输出轴的动力并将所述动力输出到所述驱动轴或者接收来自所述驱动轴的动力并将所述动力输出到输入轴；变速装置，当基于所述电动机的旋转轴的转速和所述驱动轴的转速改变速比时，所述变速装置在所述电动机的所述旋转轴和所述驱动轴之间传输动力；发动机速度检测装置，其用于检测发动机速度，其中所述发动机速度是所述内燃机的所述输出轴的转速；驱动轴转速检测装置，其用于检测所述驱动轴的所述转速；以及旋转轴转速检测装置，其用于检测所述电动机的所述旋转轴的所述转速。根据所述控制方法，基于所述发动机速度检测装置所检测的所述发动机速度和所述动力分配装置的驱动状态估计所述驱动轴的所述转速；并设置所述驱动轴所需的所需驱动动力。然后，当估计功能执行正常时，即，当可以估计所述驱动轴的所述转速时，基于所述驱动轴转速检测装置所检测的所述驱动轴的所述转速或估计的所述驱动轴的所述转速、和所述旋转轴转速检测装置所检测的所述旋转轴的所述转速，在改变所述变速装置中的所述速比时，控制所述内燃机、所述动力分配装置、所述电动机和所述变速装置，以将所述所需驱动动力输出到所述驱动轴。另一方面，当所述估计功能已经发生异常时，即，当不能估计所述驱动轴的所述转速时，在保持所述变速装置中的所述速比时，控制所述内燃机、所述动力分配装置、所述电动机和所述变速装置，以将所述所需驱动动力输出到所述驱动轴。
在根据本发明第四方面的控制方法下，当所述估计功能执行正常时，即，当，基于所述发动机速度检测装置所检测的所述发动机速度和所述动力分配装置的所述驱动状态，可以估计所述驱动轴的所述转速时，在基于所述驱动轴转速检测装置所检测的所述驱动轴的所述转速或所述驱动轴的所述估计转速、和所述旋转轴转速检测装置所检测的所述旋转轴的所述转速来改变所述变速装置中的所述速比时，控制所述内燃机、所述动力分配机构、所述电动机、以及所述变速装置，使得对应于所述所需驱动动力的所述驱动动力输出到所述驱动轴。另一方面，当所述估计功能已经发生异常时，即，当不能够估计所述驱动轴的所述转速时，在保持所述变速装置中的所述速比时，控制所述内燃机、所述动力分配装置、所述电动机以及所述变速装置，使得对应于所需驱动动力的所述驱动动力输出到所述驱动轴。即，当所述估计功能已经发生异常时，执行控制，使得不改变所述变速装置中的所述速比。如果当所述估计功能已经发生异常时改变所述变速装置中的所述速比，则不能够适当地执行同步判断。这是因为，如果所述驱动轴转速检测装置在改变速比期间发生异常时，转速既不能由所述驱动轴转速检测装置检测，亦不能估计。结果，所述变速装置的部件可能磨损坏，或者可能将震动强加到车辆上。但是，因为在这样状态下不改变变速器中的速比，可以抑制这种麻烦的发生。
附图说明
通过结合附图来考虑下面的示例性实施例的描述，本发明的上述和更多方面、特征以及优点将变得清楚，在附图中，相同或相应的部分采用相同的标号来标识，其中：
图1是示意性示出包括根据本发明实施例的动力输出设备的混合动力车辆20的结构的视图；
图2是示意性示出变速器60的结构的视图；
图3A和3B是示出根据本发明实施例安装于混合动力车辆20中的电子控制单元70执行的控制程序示例的流程图；
图4是示出用于设置所需转矩的图的示例的曲线；
图5是示出发动机22的操作线、以及目标转速Ne*和目标转矩Te*设置的方式的示例的曲线；
图6是示出用于从动态角度描述动力分配/结合机构30的旋转元件的共线图示例的曲线；
图7A和7B是示出变速操作程序的示例的流程图；
图8是示意性示出根据本发明实施例的修改示例的混合动力车辆120的结构的视图；以及
图9是示意性示出根据本发明实施例的另一个修改示例的混合动力车辆120的结构的视图。
具体实施方式
下文，将参考附图描述本发明的示例性实施例。
图1是示意性根据本发明包括动力输出设备的混合动力车辆20的结构的视图。如图1中所示，混合动力车辆20包括发动机22、经由减震器28连接到用作发动机22的输出轴的曲轴26的三轴动力分配/结合机构30、经由变速器60连接到动力分配/结合机构30的马达MG2以及控制整个混合动力车辆20的混合动力车辆电子控制单元(下文称为“混合动力ECU”)70。
发动机22是使用诸如汽油和柴油等碳氢化合物输出动力的内燃机。发动机电子控制单元(下文称为“发动机ECU”)24执行发动机22上的操作控制，例如燃料喷射控制、点火控制以及进气量调节控制。发动机ECU24接收来自检测发动机22操作状态的各种传感器的信号。发动机ECU24与混合动力ECU70通信。发动机ECU24基于来自混合动力ECU70的控制信号控制发动机22的操作。当需要时，发动机ECU24将关于发动机22操作状态的数据传递至混合动力ECU70。动力分配/结合机构30由包括由外齿轮形成的太阳轮31、由内齿轮形成并和太阳轮31共轴设置的齿圈32、与太阳轮31和齿圈32啮合的多个小齿轮33以及支撑多个小齿轮33使得小齿轮33可以沿其轮轴旋转并围绕太阳轮31运动的行星轮架34构成的行星轮组。行星轮组改变旋转元件(即，太阳轮31、齿圈32以及行星轮架24)的转速。在动力分配/结合机构30中，发动机22的曲轴26连接到行星轮架34，马达MG1连接到太阳轮31，而变速器60经由齿圈轴32a连接到齿圈32。当马达MG1用作发电机时，动力分配/结合机构30在太阳轮31和齿圈32之间基于其间的齿轮速比分配从发动机22输出到行星轮架34的动力。然后，动力分配/结合机构30将结合的动力输出到齿圈32。输出到齿圈32的动力从齿圈轴32a经由齿轮机构37和差动轮单元38输出到齿圈轴32a。
马达MG1和马达MG2中的每一个由可以用作发电机以及电动机的公知同步发电机-马达形成。马达MG1、MG2分别经由逆变器41、42和电池50交换电能。将逆变器41、42连接到电池50的电能导线54由被逆变器41、42共用的正母线和负母线形成。由马达MG1、MG2中一个产生的电能可以被马达MG1、MG2中的另一个消耗。因此，马达MG1、MG2可以产生待供应到电池50的电能，或者，电池可以释放电能，以补偿马达MG1、MG2的电能的不足。如果在马达MG1和马达MG2之间保持电能平衡，则电池50不供应电能或者亦不向马达MG1、MG2释放电能。马达MG1、MG2都由马达电子控制单元(下文称“马达ECU”)40控制。马达ECU40接收控制马达MG1、MG2所需的信号，例如，来自分别检测马达MG1、MG2的转子的旋转位置的旋转位置传感器43、44的信号以及供应到马达MG1、MG2并且由电流传感器(未示出)所检测的表示相电流的信号。马达ECU40将切换控制信号传递到逆变器41、42。
马达ECU40根据转速计算程序(未示出)基于分别来自旋转位置检测器43、44的信号计算马达MG1、MG2的转子的转速Nm1、Nm2。马达ECU40与混合动力ECU70通信。马达ECU40基于来自混合动力ECU70的控制信号控制马达MG1、MG2并将关于马达MG1、MG2的操作状态的数据传递到混合动力ECU70。
变速器60布置于马达MG2的旋转轴48和齿圈轴32a之间，并将旋转轴48和齿圈轴32a彼此连接或彼此断开。当旋转轴48和齿圈轴32a经由变速器60彼此连接时，变速器60可以将马达MG2的旋转轴48的转速减小到一半的转速，并将具有减小的转速的旋转输出到齿圈轴32a。图2示出变速器60的结构示例。图2中示出的变速器60包括双小齿轮行星轮组60a、单小齿轮行星轮组60b以及两个制动装置B1、B2。
双小齿轮行星轮组60a包括由外齿轮形成的太阳轮61、由与太阳轮61共轴设置的内齿轮形成的齿圈62、与太阳轮61啮合的多个第一小齿轮63a、与第一小齿轮63a和齿圈62啮合的多个第二小齿轮、以及支撑第一小齿轮63a和第二小齿轮63b使得第一小齿轮63a与各个第二小齿轮63b啮合并且它们可以沿其轮轴旋转和绕太阳轮61运动的行星轮架64。通过释放/施加制动装置B1允许/停止太阳轮61的旋转。单小齿轮行星轮组60b包括外齿轮形成的太阳轮65、由与太阳轮65共轴设置的内齿轮形成的齿圈66、与太阳轮65和齿圈62啮合的多个小齿轮67、以及支撑小齿轮67使得小齿轮67可以沿其轮轴旋转和绕太阳轮65运动的行星轮架68。太阳轮65连接到马达MG2的旋转轴48。行星轮架68连接到齿圈轴32a。通过释放/施加制动装置B2允许/停止齿圈66的旋转。
双小齿轮行星轮组60a和单小齿轮行星轮组60b经由齿圈62、齿圈66、行星轮架64和行星轮架68彼此连接。在变速器60中，马达MG2的旋转轴48通过释放两个制动装置B1、B2与齿圈轴32a断开。当制动装置B1被释放和制动装置B2被施加时，马达MG2的旋转轴48的转速以相对大减速比被减小，具有减小转速的旋转被输出到齿圈轴32a(下文中，这样的状态被称为“低速档状态”)。当制动装置B1被施加和制动装置B2被释放时，马达MG2的旋转轴48的转速以相对小的减速比被减小，并且具有减小转速的旋转被输出到齿圈轴32a(下文中，这样的状态被称为“高速档状态”)。当制动装置B1、B2都被施加时，旋转轴48和齿圈轴32a的旋转都被禁止。在本发明的实施例中，制动装置B1、B2的施加和释放通过控制由驱动液压致动器(未示出)施加到制动装置B1、B2的液压力来控制。
电池50由电池的电子控制单元(下文称为“电池ECU”)52控制。电池ECU52接收控制电池50所需的信号，例如，表示电池50的端子间检测到的电压的信号(传递自设置于电池50的端子间的电压传感器(未示出))、表示供应到电池或者从电池释放的电流的信号(传递自附装到连接到电池50的输出端子的电能线54的电流传感器(未示出))、以及表示电池温度Tb的信号(传递自附装到电池50的温度传感器(未示出))。电池ECU52当需要时将关于电池50的情况的数据传递到混合动力ECU70。为了控制电池50，电池ECU52基于电流传感器已经通过累计施加到电池50或者从电池50释放的电流量而获得的值计算荷电状态(SOC)。
混合动力ECU70由包括CPU72的微处理器形成。除CPU72之外，混合动力ECU70包括存储处理程序的ROM74、暂时存储数据的RAM76、输入端口(未示出)、输出端口(未示出)、以及通信端口(未示出)。混合动力ECU70经由输入端口接收表示用作驱动轴的齿圈轴32a的转速(下文称为“检测转速Nrde”)的信号(传递自转速传感器36)、来自点火开关80的点火信号、来自检测变速杆81位置的变速位置传感器82的表示变速位置SP的信号、表示由加速器踏板位置传感器84检测的表示减速器踏板操作量Acc(对应于加速器踏板83的下压量)的信号、表示由制动踏板位置传感器86检测的表示制动踏板位置BP(对应于制动踏板85下压的量)的信号、以及来自车速传感器88的表示车速V的信号。混合动力ECU70例如将驱动信号传递到用于变速器60的制动装置B1、B2的致动器(未示出)。
如上所述，混合动力ECU70经由通信端口连接到发动机ECU24、马达ECU40以及电池ECU52。混合动力ECU70与发动机ECU24、马达ECU40和电池ECU52交换各种控制信号。
在由此根据本发明的实施例构造的混合动力车辆20中，基于对应于驾驶者下压加速器踏板83的量的加速器踏板操作量Acc和车速V计算应该输出到齿圈轴32a的所需转矩。然后，控制发动机22、马达MG1以及马达MG2，使得对应于所需转矩的所需动力输出到齿圈轴32a。
发动机22、马达MG1和马达MG2的操作控制包括转矩转换操作模式、电能供应/释放操作模式以及马达操作模式。在转矩转换操作模式中，控制发动机22，使得对应于所需动力的动力从发动机22输出，并且控制马达MG1、MG2使得来自发动机22的总的动力输出经过动力分配/结合机构30、马达MG1和马达MG2的转矩转换，然后输出到齿圈32a。在电能供应/释放操作模式中，控制发动机22，使得对应于将待供应到电池50的电能加到所需动力或从所需动力中减去待由电池50释放的电能所得到的值的动力从发动机22输出。另外，控制马达MG1、MG2，使得从发动机22输出的基于供应到电池50或者从电池50释放的电能的量的动力经过动力分配/结合机构30、马达MG1和马达MG2的转矩转换，然后将所需动力输出到齿圈轴32a。在马达操作模式下，执行操作控制，使得发动机22停止，并且对应于来自马达MG2的所需动力的动力输出到齿圈轴32a。
接着，将描述由此构造的混合动力车辆20的操作。图3是示出由混合动力ECU70执行的驱动控制程序。该程序以例如几毫秒的预定时间间隔执行。
在驱动控制程序中，首先，混合动力ECU70的CPU72接收执行驱动控制所需的数据。就是说，CPU72接收来自加速器踏板位置传感器84检测的表示减速器踏板操作量Acc的信号、来自车速传感器88的表示车速V的信号、表示发动机22转速Ne的信号、表示马达MG1、MG2的转速Nm1、Nm2的信号、表示电池50输入极限Win和输入极限Wout的信号、表示曲轴位置传感器23是否正常操作和是否能够检测发动机22的曲轴位置的曲轴位置传感器情况判断标记F1以及表示旋转位置传感器43是否正常操作和是否能够检测马达MG1的转子的旋转位置的信号(步骤S100)。基于来自附装到曲轴26的曲轴位置传感器23的信号计算发动机22的转速Ne，并将计算的转速Ne从发动机ECU24传递到混合动力ECU70。
基于分别由旋转位置传感器43、44检测的马达MG1、MG2的转子的旋转位置分别计算马达MG1、MG2的转速Nm1、Nm2，并将计算的转速Nm1、Nm2从马达ECU传递到混合动力ECU70。另外，基于由温度传感器(未示出)所检测的电池温度Tb和电池50的荷电状态(SOC)设置电池50的输出极限Wout，并将计算的输出极限Wout从电池ECU传递到混合动力ECU70。
曲轴位置传感器情况判断程序(未示出)由发动机ECU24执行，以判断例如从曲轴位置传感器23到发动机ECU24的信号传递是否已经停止预定时间长度。如果判断曲轴位置传感器23操作正常，则曲轴位置传感器情况判断标识F1的值显示“0”。另一方面，如果判断曲轴位置传感器23已经出现异常，则曲轴位置传感器情况判断标识F1的值显示“1”。显示“0”或者“1”的曲轴位置传感器情况判断标识F1从发动机ECU24传递到混合动力ECU70。转速传感器情况判断程序(未示出)由马达ECU40执行，以判断例如从旋转位置传感器43到马达ECU40的信号传递是否已经停止预定时间长度。如果判断旋转位置传感器43操作正常，则旋转位置传感器位置判断标识F2的值显示“0”。另一方面，如果判断旋转位置传感器43已经发生异常，则旋转位置传感器情况判断标识F2显示“1”。显示“0”或者“1”的旋转位置传感器情况判断标识F2从马达ECU40传递到混合动力ECU70。
当曲轴位置传感器情况判断标识F1显示“1”，则表示发动机22的转速Ne的信号不输入到混合动力ECU70。当旋转位置传感器情况判断标识F2显示“1”，则表示马达MG1的转速Nm1的信号不输入混合动力ECU70。
接受到数据后，基于接收到的加速器踏板操作量Acc和车速V，混合动力ECU70将待输出到连接到驱动轮39a、39b的齿圈轴32a的所需转矩Tr*和车辆所需动力Pe*设置为车辆所需转矩(步骤S110)。在本发明的实施例中，加速器踏板操作量Acc、车速V和所需转矩Tr*的关系被提前设置并存储于ROM74中作为所需转矩设定(torque-setting)图。所需转矩Tr*使用加速器踏板操作量Acc和车速V从图中获得。
图4示出所需转矩设定图的示例。所需动力Pe*通过将所需转矩Tr*乘以齿圈轴32a转速所得的值与电池50所需的所需供应/释放动力Pb*和损耗Loss相加获得。在该程序中，齿圈轴32a的转速通过将车速V乘以转换系数“k”获得。
接着，判断是否发出改变变速器60的传动比(步骤S120)的指令。在本发明的实施例中，在基于所需转矩Tr*和车速V提前设置的时间发出改变变速器60中的传动比。如果判断没有发出改变变速器30的传动比的指令，则基于所需动力Pe*设置发动机22的目标转速Ne*和转矩Te*(步骤S 170)。基于在其上有效操作发动机22的操作线和所需动力Pe*设置目标转速Ne*和目标转矩Te*。如图5中所示，使用操作线和在其上所需动力Pe*(Ne*×Te*)保持常数的曲线的交叉点获得目标转速Ne*和目标转矩Te*。
当设置发动机22的目标转速Ne*和目标转矩Te*时，基于发动机22的目标转速Ne*、齿圈轴32a的转速(V×k)以及动力分配/结合机构30的传动比ρ，根据下面的公式(1)计算马达MG1的目标转速Nm1*。另外，基于目标转速Nm1*和当前转速Nm1，根据公式(2)计算马达MG1的转矩命令值Tm1*。公式(1)是关于动力分配/结合机构30的旋转元件的动态公式。
图6示出表示动力分配/结合机构30的旋转元件的转速和转矩的动态关系的共线图。在图6中，S轴表示太阳轮31的转速(马达MG1的转速Nm1)，C轴表示行星轮架34的转速(发动机22的转速Ne)，R轴表示齿圈32(齿圈轴32a)的转速(V×k)。公式(1)可以从共线图中容易地推导出。
R轴上的两个粗箭头中一个表示当发动机在获得发动机的目标速度Ne*和目标转矩Te*的操作点处正常操作时从发动机22输出的转矩Te*中输出到齿圈轴32a的转矩。R轴上另一个粗箭头表示从马达MG2输出的转矩Tm2*中通过变速器60施加到齿圈轴32a的转矩。公式(2)用于马达MG1在目标转速Nm1*处旋转的反馈控制。在公式(2)中，右侧第二项中“k1”是比例项中的增益，右侧第三项中的“k2”是整数项中的增益。
Nm1*＝Ne*×(1+ρ)/ρ-V×k/ρ                     (1)
Tm1*＝last Tm1*+k1(Nm1*-Nm1)+k2∫(Nm1*-Nm1)dt    (2)
在计算马达MG1的目标转速Nm1*和命令值Tm1*之后，分别根据下面公式(3)和(4)计算可以从马达MG2输出的转矩的上限和下限的转矩极限Tmin、Tmax。在公式(3)和(4)中，通过将马达MG1消耗(产生)的电能的电池50输入极限Win和输出极限Wout的偏差除以马达MG2的转速Nm2计算转矩极限Tmin、Tmax(步骤S190)，其中，电池50的输入极限Win和输出极限Wout分别通过将马达MG1的转矩命令值Tm1*乘以马达MG1的当前转速Nm1计算。然后，变速器60中当前使用的传动比Gr通过将马达MG2的转速Nm2除以齿圈轴32a的转速(V×k)计算(步骤S200)。基于当前传动比Gr、所需转矩Tr*、转矩命令值Tm1*和动力分配/结合机构30的传动比ρ，根据公式(5)计算暂时马达转矩Tm2tmp(从马达MG2输出的转矩)。马达MG2的转矩命令值Tm2*被设置为使用转矩极限Tmin、Tmax限定暂时马达转矩Tm2tmp所获得的值。设置马达MG2的转矩命令值Tm2*使得可以将待输出到齿圈轴32a的所需转矩Te*设置到限定于电池50的输入极限Win和输出极限Wout之间范围内的转矩。公式(5)可以容易地从图6的共线图中推导出。
Tmin＝(Win-Tm1*×Nm1)/Nm2     (3)
Tmax＝(Wout-Tm1*×Nm1)/Nm2    (4)
Tm2tmp＝(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr      (5)
在设置发动机22的目标转速Ne*和目标转矩Te*以及马达MG1、MG2的转矩命令值Tm1*、Tm2*之后，表示发动机的目标转速Ne*和目标转矩Te*的信号被传递到发动机ECU24，而表示马达MG1、MG2的转矩命令值Tm1*、Tm2*的信号被输出到马达ECU40(步骤S230)，此后，驱动程序结束。在接收到表示目标转速Ne*和目标转矩Te*的信号后，发动机ECU24执行发动机22的控制，例如，燃料喷射控制和点火控制，使得发动机22操作在获得目标转速Ne*和目标转矩Te*的操作点。在接收到表示转矩命令值Tm1*、Tm2*的信号后，马达ECU40执行逆变器41、42的切换元件的切换控制，使得基于转矩命令值Tm1*驱动马达MG1并且基于转矩命令值Tm2*驱动马达MG2。
如果在步骤S120中判断已经发出改变变速器60的传动比的指令，混合动力ECU70核对曲轴位置传感器情况判断标识F1的值(步骤S130)和旋转位置传感器判断标识F2的值(S140)。核对曲轴位置传感器情况判断标识F1的值和旋转位置传感器判断标识F2的值，以判断是否基于转速Ne和转速Nm1可以计算齿圈轴32a的转速(下文中，基于发动机22的转速Ne和马达MG1的转速Nm1计算的转速称为“估计转速Nrest”)，这将在后面描述。
当曲轴位置传感器情况判断标识F1和旋转位置传感器判断标识F2都显示“0”时，判断曲轴位置传感器23和旋转位置传感器43都操作正常，并且可以计算估计转速Nrest。如果判断没有改变传动比，则发出开始改变变速器60中的传动比的变速操作(步骤S160)，此后，驱动控制程序结束。另一方面，如果判断变速器60中的传动比已经改变，则步骤执行S170-S230，而不执行步骤S160，此后，驱动控制程序结束。当发出开始变速操作时，混合动力ECU70开始图7中所示的变速操作程序，同时执行图3中所示驱动控制程序。暂缓图3中的驱动控制程序的描述，下面将描述图7中的变速操作程序。
在变速操作程序中，混合动力ECU70的CPU72判断是否执行加速或者减速(步骤S300)。如果判断执行加速，释放制动装置B2(步骤S310)，并且制动装置B1被施加摩擦力(步骤S320)。然后，混合动力ECU70接收转速传感器情况判断标识F3(步骤S330)，并且核对接收到的旋转传感器情况判断标识F3(步骤S340)。在由混合动力ECU70执行的转速传感器情况判断程序(未示出)中，判断从转速传感器36到混合动力ECU70的信号传递是否已经停止预定时间长度。如果判断转速传感器36操作正常，则转速传感器情况判断标识F3显示“0”。另一方面，如果判断转速传感器36中已经发生异常，则转速传感器情况判断标识F3显示“1”。混合动力ECU70通过读取写入RAM76中预定地址的这个标识获得转速传感器情况判断标识F3。
当转速传感器情况判断标识F3显示“0”时，混合动力ECU70判断转速传感器36操作正常。然后，混合动力ECU70接收表示马达MG2的转速Nm2的信号(如图3中的驱动控制程序的步骤S100)和表示齿圈轴32a的检测转速Nrdet的信号(传递自转速传感器36)(步骤S350)。然后，通过在高速档时将检测转速Nrdet乘以传动比，混合动力ECU计算在传动比改变后获得的马达MG2的转速Nm2*(步骤S360)。
当转速传感器情况判断标记F3显示“1”，判断转速传感器36中已经出现异常。混合动力ECU70接收表示发动机22的转速和马达MG1、MG2的转速Nm1、Nm2，如图3中的驱动控制程序的步骤S100。根据公式(6)，基于发动机22的转速Ne和马达MG1的转速Nm1，混合动力ECU70计算齿圈轴32a的估计转速。然后，通过在高速档时将估计转速Nrest乘以传动比Ghi，混合动力ECU70计算传动比改变后获得的马达MG2的转速Nm2*(步骤S390)。公式(6)可以容易地从图6中推导出。
判断马达MG2的转速Nm2是否接近于传动比改变后获得的马达MG2的转速Nm2*(步骤S400)，该转速Nm2*在步骤S360或者S390中计算。如果判断转速Nm2不接近转速Nm2*，则再执行步骤S330。周期性执行步骤S330-S400，直到判断转速Nm2接近转速Nm2*。如果在步骤S400中判断转速Nm2接近转速Nm2*，完全施加制动装置B1(步骤S410)，此后，变速操作程序结束。当执行加速时，如果转速传感器36操作正常，基于检测到的齿圈轴32a的转速Nrdet和马达MG2的转速进行关于转速Nm2是否接近传动比改变后获得的转速Nm2*的同步判断，其中转速Nrdet传递自转速传感器36。另一方面，当转速传感器36中已经发生异常时，基于齿圈轴32a的估计转速Nrest和马达MG2的转速Nm2进行同步判断，其中估计转速Nrest基于发动机22的转速Ne2和马达MG1的转速Nm1获得。由此，平稳执行加速。
在由此完成加速操作后，在图3中后续驱动控制程序的步骤S120中判断没有还没有发出改变变速器60的传动比的指令。
Nrest＝Ne×(1+ρ)-Nm1×ρ    (6)
如果在步骤S300中判断执行减速，则释放制动装置B1(步骤S420)。然后，混合动力ECU70接收转速传感器情况判断标识F3(步骤S430)，并核对接收到的转速传感器情况判断标识F3(步骤S440)。
当转速传感器情况判断标识F3显示“0”时，判断转速传感器36操作正常。然后，混合动力ECU70接收表示马达MG2的转速Nm2和齿圈轴32a的检测转速Nrdet的信号，其中，转速Nrdet传递自转速传感器36(步骤S450)。通过将检测转速乘以低速档时的传动比Glo，混合动力ECU70然后计算传动比改变后获得的马达MG2的转速Nm2*(步骤S460)。
另一方面，如果转速传感器情况判断标识F3显示“1”，混合动力ECU70判断转速传感器36中已经发生异常，并接收表示发动机22的转速Ne和马达MG1、MG2的转速Nm1、Nm2的信号(步骤S4710)。然后，根据上述的公式(6)，基于发动机22的转速Ne和马达MG1的转速Nm1，混合动力ECU70计算齿圈轴32a的估计转速Nrest(步骤S480)。然后，通过将估计转速Nrest乘以低速档的传动比Glo，混合动力ECU70计算传动比改变后获得的马达MG2的转速Nm2*(步骤S490)。
然后，由于从马达MG2的正转矩输出，判断马达MG2的转速Nm2是否接近传动比改变后获得的马达MG2的转速Nm2*(步骤S500)，该转速Nm2*在步骤S460或者S490中计算。如果判断转速Nm2不接近转速Nm2*，再执行步骤S430。然后，周期性执行步骤S430-S500，直到判断转速Nm2接近转速Nm2*。如果判断转速Nm2接近转速Nm2*，施加制动装置B2(步骤S510)，此后，变速操作程序结束。当执行减速时，如果判断转速传感器36操作正常，基于检测到的齿圈轴32a的转速Nrdet和马达MG2的转速进行关于转速Nm2是否接近传动比改变后获得的转速Nm2*的同步判断，其中转速Nrdet传递自转速传感器36。另一方面，如果判断转速传感器36中已经发生异常时，基于齿圈轴32a的估计转速Nrest、和马达MG2的转速Nm2进行同步判断，其中估计转速Nrest基于发动机22的转速Ne和马达MG1的转速Nm1获得。由此，平稳执行减速。
在由此完成减速操作后，在图3中后续驱动控制程序的步骤S130中判断没有发出改变变速器60的传动比的指令。
下文中，再描述图3中的驱动控制程序。如果在步骤S130中判断曲轴位置传感器情况判断标识F1显示“1”，判断曲轴位置传感器23中已经发生异常。在这样的情况下，执行步骤S170-S230，而不发出开始变速器60的变速操作的指令，此后，驱动控制程序结束。如果在步骤S140中判断旋转位置传感器情况判断标识F2显示“1”，判断旋转位置传感器43已经发生异常。然后，根据公式(7)，基于发动机22的转速Ne和齿圈轴32a的转速(V×k)，混合动力ECU70计算马达MG1的转速(下面，这样的速度称为“估计转速Nm1est”)，而不发出开始变速器60的变速操作(步骤S240)。混合动力ECU70然后将马达MG1的转速Nm1设为估计转速Nm1est(步骤S250)，并执行步骤S170-S230，此后，驱动控制程序结束。当旋转位置传感器情况判断标识F2显示“1”时，计算估计转速Nm1est，并将马达MG1的转速Nm1设为估计转速Nm1est，这是因为混合动力ECU70在步骤S100中没有接收到步骤S180、S190中将使用的马达MG1的转速Nm1。
公式(7)可以容易地从图6的共线图中推导出。当曲轴位置传感器情况判断标识F1和旋转位置传感器情况判断标识F2中至少一个显不“1”时，判断曲轴位置传感器23和旋转位置传感器43中至少一个已经发生异常。在这样的情况下，不改变变速器60中的传动比。
如果曲轴位置传感器23和旋转位置传感器43中至少一个已经发生异常，则不可以基于发动机22的转速和马达MG1的转速Nm1计算齿圈轴32a的估计转速Nrest。如上所述，当执行变速器60的变速操作时，如果转速传感器36操作正常，基于齿圈轴32a的检测转速Nrdet和马达MG2的转速Nm2进行同步判断。另一方面，如果转速传感器36中已经发生异常，则基于马达MG2的估计转速Nrest和转速Nm2进行同步判断。因此，如果变速器60的变速操作在不能够计算估计转速Nrest的情况下执行，当转速传感器36在改变传动比期间发生异常时，不能够基于马达MG2的转速Nm2和齿圈轴32a的转速(检测转速Nedet或者估计转速Nrest)进行同步判断。因此，不能够平稳执行变速器60的变速操作。结果，迅速地施加制动装置B1、B2中的一个，这可能磨损坏变速器60的部件(诸如制动装置B1、B2)或者将震动强加给车辆。
当曲轴位置传感器23和旋转位置传感器43中至少一个已经发生异常时，维持变速器60的齿轮齿数，即，不执行变速操作。结果，抑制上述问题的产生。
Nm1est＝Ne×(1+ρ)/ρ-V×k/ρ    (7)
在根据目前描述的被发明实施例的混合动力车辆20中，当因为曲轴位置传感器23和旋转位置传感器43中至少一个已经发生异常而不能计算估计转速Nrest时，不改变变速器60的传动比。如果在不能计算估计转速Nrest时改变变速器60中传动比，如果转速传感器36在改变传动比期间发生异常并且不能够检测齿圈轴32a的检测转速Nrdet，则不能适当地执行同步判断。结果，变速器60的部件(诸如制动装置B1、B2)可能磨损坏或者将震动强加给车辆。但是，因为如果在不能够计算估计转速Nrest时不改变传动比，则可以抑制这种问题的产生。
在根据本发明实施例的混合动力车辆20中，基于曲轴位置传感器23和旋转位置传感器43的情况判断是否可以计算齿圈轴32a的估计转速Nrest。或者，可以仅仅基于曲轴位置传感器23和旋转位置传感器43的情况中的一个进行这样的判断。
在根据本发明实施例的混合动力车辆20中，当已经发出改变变速器60中的传动比时，如果曲轴位置传感器23和旋转位置传感器43都操作正常，基于齿圈轴32a的检测转速Nrdet或估计转速Nrest以及马达MG2的转速Nm2改变变速器60中的传动比，而不管转速传感器36的情况如何。当在开始改变传动比之前判断转速传感器36中已经发生异常时，不改变变速器60中的传动比。如果当转速传感器36中已经发生异常时开始改变传动比，从开始改变传动比时基于马达MG2的估计转速Nrest和速度Nm2改变变速器60中的传动比。因此，如果在改变传动比期间可以计算估计转速Nrest，检测转速Nrdet和估计转速Nrest都不可以使用，亦不可以适当地进行同步判断。结果，变速器60的部件(诸如制动装置B1、B2)可能磨损坏，或者将震动强加给车辆。但是，如果在开始改变传动比之前判断已经发生异常时不改变传动比，则可以抑制这样的问题。
同样在这样的情况下，如果转速传感器36在开始传动比改变后发生异常，则基于马达MG2的估计转速Nrest和速度Nm2改变变速器60中的传动比，如上本发明实施例中所述。
在根据本发明实施例中的混合动力车辆20中，使用在高速档和低速档之间改变档位的变速器60。但是，变速器60的档位数量不限于两个。可以使用具有三个或者更多档位的变速器。
在根据本发明实施例的混合动力车辆，当马达MG2的转速被减速齿轮35减小时，来自马达MG2的动力输出到齿圈轴32a。或者，如根据图8中所示实施例的改进示例的混合动力车辆中所示，来自马达MG2的动力可以输出到轮轴(连接到图8中轮39c、39d的轮轴)，而不是输出到齿圈轴32a连接到的车轴(连接到驱动轮39a、39b的轮轴)。
在根据本发明实施例的混合动力车辆20中，来自发动机22的动力经由动力分配/结合机构30输出到连接到驱动轮39a、39b的齿圈轴32a。或者，如根据本发明实施的另一个改进示例的混合动力车辆220中所示，转子电动机230包括连接到发动机22的曲轴26的内转子232和连接到将动力输出到驱动轮39a、39b的驱动轴的外转子234。转子电动机230将来自发动机的部分动力输出到驱动轴，并将剩余的动力转换成电能。
在上述本发明实施例中，动力输出设备安装动混合动力车辆。但是，这样的动力输出设备可以安装于除车辆之外的可移动体(诸如船、飞机)上或者不可移动装置(诸如建筑设备)上。另外，本发明可以应用于动力输出设备、动力输出设备的控制器件、或者动力输出设备的控制方法中。
虽然已经针对具体实施例描述了本发明，但是应当理解，本发明并不局限于优选实施例或者构造。相反，本发明意欲覆盖各种改进和等同设置。另外，虽然优选实施例的各种元件以各种示例性的组合和构造示出，但是包括更多、更少或只有单个元件的其他组合和构造也在本发明的精神和范围内。

Claims (8)

1.一种将动力输出到驱动轴(32a)的动力输出设备，其特征在于包括：
内燃机(22)；
蓄电装置(50)；
电动机(MG2)，其用于接收并输出动力，并与所述蓄电装置(50)交换电能；
动力分配装置(30、MG1、43)，其连接到所述内燃机(22)的输出轴和所述驱动轴(32a)，并且在与所述蓄电装置(50)交换电能并与所述内燃机(22)交换动力的同时，所述动力分配装置(30、MG1、43)接收来自所述输出轴的动力并将所述动力输出到所述驱动轴(32a)，或者接收来自所述驱动轴(32a)的动力并将所述动力输出到所述输出轴；
变速装置(60)，在基于所述电动机(MG2)的旋转轴(48)的转速以及所述驱动轴(32a)的转速改变速比的同时，所述变速装置(60)用于在所述电动机(MG2)的所述旋转轴(48)与所述驱动轴(32a)之间传输动力；
发动机速度检测装置，其用于检测发动机速度，所述发动机速度是所述内燃机(22)的所述输出轴的转速；
驱动轴转速检测装置(36)，其用于检测所述驱动轴(32a)的所述转速；
旋转轴转速检测装置(44)，其用于检测所述电动机(MG2)的所述旋转轴(48)的所述转速；
驱动轴转速估计装置(70)，其用于基于所述发动机速度检测装置所检测的所述发动机速度以及所述动力分配装置(30、MG1、43)的驱动状态来估计所述驱动轴(32a)的所述转速；
需求驱动力设定装置，其用于设定所述驱动轴(32a)所需的需求驱动力；以及
控制装置(70)，其用于控制所述内燃机(22)、所述动力分配装置(30、MG1、43)、所述电动机(MG2)以及所述变速装置(60)，以将所述需求驱动力输出到所述驱动轴(32a)，其中
当估计功能正常执行时，即，当所述驱动轴转速估计装置(70)可以估计所述驱动轴(32a)的所述转速时，基于所述驱动轴转速检测装置(36)所检测的所述驱动轴(32a)的所述转速或所述驱动轴转速估计装置(70)所估计的所述驱动轴的所述转速、以及所述旋转轴转速检测装置(44)所检测的所述旋转轴(48)的所述转速，改变所述变速装置(60)的所述速比，并且
当所述估计功能已经发生异常时，即，当所述驱动轴转速估计装置(70)不能估计所述驱动轴(32a)的所述转速时，保持所述变速装置(60)的所述速比。
2.根据权利要求1所述的动力输出设备，其中：
当所述驱动轴转速检测装置(36)没有发生异常时，基于所述旋转轴转速检测装置(44)所检测的所述旋转轴(48)的所述转速以及所述驱动轴转速检测装置(36)所检测的所述驱动轴(32a)的所述转速，改变所述变速装置(60)的所述速比；并且
当所述驱动轴转速检测装置(36)已经发生异常时，基于所述旋转轴转速检测装置(44)所检测的所述旋转轴的所述转速以及所述驱动轴转速估计装置(70)所估计的所述驱动轴的所述转速，改变所述变速装置(60)的所述速比。
3.根据权利要求1所述的动力输出设备，其中：
当所述发动机速度检测装置已经发生异常时，所述控制装置(70)判断所述估计功能已经发生异常，并执行控制使得不改变所述变速装置(60)的所述速比。
4.根据权利要求1所述的动力输出设备，其中：
当不能检测所述动力分配装置(30、MG1、43)的所述驱动状态时，所述控制装置(70)判断所述估计功能已经发生异常，并执行控制使得不改变所述变速装置(60)的所述速比。
5.根据权利要求4所述的动力输出设备，其中：
所述动力分配装置(30、MG1、43)包括：
三轴动力接收/输出装置(30)，其连接至所述内燃机(22)的所述输出轴、所述驱动轴(32a)以及第三轴的三个轴，并基于接收自和/或输出到所述三个轴中任何两个的动力，从剩余的所述轴的接收动力或输出动力到剩余的所述轴；
电动机(MG1)，其从所述第三轴接收动力并输出动力到所述第三轴；以及
第三轴转速检测装置(43)，其用于检测所述第三轴的转速，并且
当所述第三轴转速检测装置(43)已经发生异常时，所述控制装置(70)判断所述估计功能已经发生异常，并执行控制使得不改变所述变速装置(60)的所述速比。
6.一种设置有根据权利要求1-5中任一项所述的动力输出设备的车辆(20)，其特征在于：
车轴连接到所述驱动轴(32a)。
7.一种用于动力输出设备的控制单元，所述动力输出设备包括：
内燃机(22)；
蓄电装置(50)；
电动机(MG2)，其用于接收并输出动力，并与所述蓄电装置(50)交换电能；
动力分配装置(30、MG1、43)，其连接到所述内燃机(22)的输出轴和驱动轴(32a)，并且在与所述蓄电装置(50)交换电能并与所述内燃机(22)交换动力的同时，所述动力分配装置(30、MG1、43)接收来自所述输出轴的动力并将所述动力输出到所述驱动轴(32a)，或者接收来自所述驱动轴(32a)的动力并将所述动力输出到所述输出轴；
变速装置(60)，在基于所述电动机(MG2)的旋转轴(48)的转速以及所述驱动轴(32a)的转速改变速比的同时，所述变速装置(60)用于在所述电动机(MG2)的所述旋转轴(48)与所述驱动轴(32a)之间传输动力；
发动机速度检测装置，其用于检测发动机速度，所述发动机速度是所述内燃机(22)的所述输出轴的转速；
驱动轴转速检测装置(36)，其用于检测所述驱动轴(32a)的所述转速；以及
旋转轴转速检测装置(44)，其用于检测所述电动机(MG2)的所述旋转轴(48)的所述转速；
其特征在于，所述控制单元包括：
驱动轴转速估计装置(70)，其用于基于所述发动机速度检测装置所检测的所述发动机速度以及所述动力分配装置(30、MG1、43)的驱动状态来估计所述驱动轴(32a)的所述转速；
需求驱动力设定装置，其用于设定所述驱动轴(32a)所需的需求驱动力；以及
控制装置(70)，其用于控制所述内燃机(22)、所述动力分配装置(30、MG1、43)、所述电动机(MG2)以及所述变速装置(60)，以将所述需求驱动力输出到所述驱动轴(32a)，其中
当估计功能正常执行时，即，当所述驱动轴转速估计装置(70)可以估计所述驱动轴(32a)的所述转速时，基于所述驱动轴转速检测装置(36)所检测的所述驱动轴(32a)的所述转速或所述驱动轴转速估计装置(70)所估计的所述驱动轴的所述转速、以及所述旋转轴转速检测装置(44)所检测的所述旋转轴(48)的所述转速，改变所述变速装置(60)的所述速比，并且
当所述估计功能已经发生异常时，即，当所述驱动轴转速估计装置(70)不能估计所述驱动轴(32a)的所述转速时，保持所述变速装置(60)的所述速比。
8.一种用于动力输出设备的控制方法，所述动力输出设备包括：
内燃机(22)；
蓄电装置(50)；
电动机(MG2)，其用于接收并输出动力，并与所述蓄电装置(50)交换电能；
动力分配装置(30、MG1、43)，其连接到所述内燃机(22)的输出轴和驱动轴(32a)，并且在与所述蓄电装置(50)交换电能并与所述内燃机(22)交换动力的同时，所述动力分配装置(30、MG1、43)接收来自所述输出轴的动力并将所述动力输出到所述驱动轴(32a)，或者接收来自所述驱动轴(32a)的动力并将所述动力输出到所述输出轴；
变速装置(60)，在基于所述电动机(MG2)的旋转轴(48)的转速以及所述驱动轴(32a)的转速改变速比的同时，所述变速装置(60)用于在所述电动机(MG2)的所述旋转轴(48)与所述驱动轴(32a)之间传输动力；
发动机速度检测装置，其用于检测发动机速度，所述发动机速度是所述内燃机(22)的所述输出轴的转速；
驱动轴转速检测装置(36)，其用于检测所述驱动轴(32a)的所述转速；以及
旋转轴转速检测装置(44)，其用于检测所述电动机(MG2)的所述旋转轴(48)的所述转速；
其特征在于，所述控制方法包括：
基于所述发动机速度检测装置所检测的所述发动机速度以及所述动力分配装置(30、MG1、43)的驱动状态来估计所述驱动轴(32a)的所述转速；
设定所述驱动轴(32a)所需的需求驱动力；并且
当估计功能正常执行时，即，当可以估计所述驱动轴(32a)的所述转速时，基于所述驱动轴转速检测装置(36)所检测的所述驱动轴(32a)的所述转速或者估计的所述驱动轴的所述转速、以及所述旋转轴转速检测装置(44)所检测的所述旋转轴(48)的所述转速，在改变所述变速装置(60)的所述速比的同时，控制所述内燃机(22)、所述动力分配装置(30、MG1、43)、所述电动机(MG2)以及所述变速装置(60)，以将所述需求驱动力输出到所述驱动轴(32a)；并且
当所述估计功能已经发生异常时，即，当不能估计所述驱动轴(32a)的所述转速时，在保持所述变速装置(60)的所述速比的同时，控制所述内燃机(22)、所述动力分配装置(30、MG1、43)、所述电动机(MG2)以及所述变速装置(60)，以将所述需求驱动力输出到所述驱动轴(32a)。
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