JP3972909B2 - 動力出力装置およびその制御方法並びにハイブリッド自動車 - Google Patents
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Description
駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、
内燃機関と、
発電可能な第1の電動機と、
発電可能な第2の電動機と、
前記第1の電動機の回転軸と前記駆動軸と第1の回転軸の3軸に接続され、該3軸のうちのいずれか2軸に入出力される動力に応じた動力を残余の1軸に入出力させる第1の3軸式動力入出力手段と、
前記第2の電動機の回転軸と前記駆動軸と第2の回転軸の3軸に接続され、該3軸のうちのいずれか2軸に入出力される動力に応じた動力を残余の1軸に入出力させる第2の3軸式動力入出力手段と、
前記第1の回転軸と前記内燃機関の出力軸とを接続する第1の接続状態と、前記第2の回転軸と前記内燃機関の出力軸とを接続する第2の接続状態とを切替可能な接続切替手段と
を備えることを要旨とする。
上述した各態様の本発明の動力出力装置、即ち、基本的には、駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、内燃機関と、発電可能な第1の電動機と、発電可能な第2の電動機と、前記第1の電動機の回転軸と前記駆動軸と第1の回転軸の3軸に接続され該3軸のうちのいずれか2軸に入出力される動力に応じた動力を残余の1軸に入出力させる第1の3軸式動力入出力手段と、前記第2の電動機の回転軸と前記駆動軸と第2の回転軸の3軸に接続され該3軸のうちのいずれか2軸に入出力される動力に応じた動力を残余の1軸に入出力させる第2の3軸式動力入出力手段と、前記第1の回転軸と前記内燃機関の出力軸とを接続する第1の接続状態と、前記第2の回転軸と前記内燃機関の出力軸とを接続する第2の接続状態とを切替可能な接続切替手段と、を備える動力出力装置を備え、前記駆動軸が車軸に連結されて走行可能であることを要旨とする。
内燃機関と、発電可能な第1の電動機と、発電可能な第2の電動機と、前記第1の電動機の回転軸と駆動軸と第1の回転軸の3軸に接続され該3軸のうちのいずれか2軸に入出力される動力に応じた動力を残余の1軸に入出力させる第1の3軸式動力入出力手段と、前記第2の電動機の回転軸と前記駆動軸と第2の回転軸の3軸に接続され該3軸のうちのいずれか2軸に入出力される動力に応じた動力を残余の1軸に入出力させる第2の3軸式動力入出力手段と、前記第1の回転軸と前記内燃機関の出力軸とを接続する第1の接続状態と前記第2の回転軸と前記内燃機関の出力軸とを接続する第2の接続状態とを切替可能であって前記内燃機関の出力軸が前記第1の回転軸と前記第2の回転軸のいずれにも接続されずに前記第1の回転軸の回転と前記第2の回転軸の回転とが共に固定された中間状態に切替が可能な接続切替手段と、を備える動力出力装置の制御方法であって、
前記第1の接続状態から前記第2の接続状態への切替が指示されたとき、
(a)前記内燃機関から動力が出力されないよう該内燃機関を駆動制御すると共に前記駆動軸への動力の出力を維持するための動力が前記第2の電動機から出力されるよう前記第2の電動機を駆動制御し、
(b)該駆動制御の後に前記第1の接続状態から前記中間状態に切替が行なわれるよう前記接続切替手段を駆動制御し、
(c)該駆動制御の後に前記駆動軸への動力の出力を維持するための動力が前記第1の電動機から出力されるよう前記第1の電動機を駆動制御すると共に前記中間状態から前記第2の接続状態に切替が行なわれるよう前記接続切替手段を駆動制御する
ことを要旨とする。
内燃機関と、発電可能な第1の電動機と、発電可能な第2の電動機と、前記第1の電動機の回転軸と駆動軸と第1の回転軸の3軸に接続され該3軸のうちのいずれか2軸に入出力される動力に応じた動力を残余の1軸に入出力させる第1の3軸式動力入出力手段と、前記第2の電動機の回転軸と前記駆動軸と第2の回転軸の3軸に接続され該3軸のうちのいずれか2軸に入出力される動力に応じた動力を残余の1軸に入出力させる第2の3軸式動力入出力手段と、前記第1の回転軸と前記内燃機関の出力軸とを接続する第1の接続状態と前記第2の回転軸と前記内燃機関の出力軸とを接続する第2の接続状態とを切替可能であって前記内燃機関の出力軸が前記第1の回転軸と前記第2の回転軸のいずれにも接続されずに前記第1の回転軸の回転と前記第2の回転軸の回転とが共に固定された中間状態に切替が可能な接続切替手段と、を備える動力出力装置の制御方法であって、
前記第2の接続状態から前記第1の接続状態への切替が指示されたとき、
(a)前記内燃機関から動力が出力されないよう該内燃機関を駆動制御すると共に前記駆動軸への動力の出力を維持するための動力が前記第1の電動機から出力されるよう前記第1の電動機を駆動制御し、
(b)該駆動制御の後に前記第2の接続状態から前記中間状態に切替が行なわれるよう前記接続切替手段を駆動制御し、
(c)該駆動制御の後に前記駆動軸への動力の出力を維持するための動力が前記第2の電動機から出力されるよう前記第2の電動機を駆動制御すると共に前記中間状態から前記第1の接続状態に切替が行なわれるよう前記接続切替手段を駆動制御する
ことを要旨とする。
Claims (17)
- 駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、
内燃機関と、
発電可能な第1の電動機と、
発電可能な第2の電動機と、
前記第1の電動機の回転軸と前記駆動軸と第1の回転軸の3軸に接続され、該3軸のうちのいずれか2軸に入出力される動力に応じた動力を残余の1軸に入出力させる第1の3軸式動力入出力手段と、
前記第2の電動機の回転軸と前記駆動軸と第2の回転軸の3軸に接続され、該3軸のうちのいずれか2軸に入出力される動力に応じた動力を残余の1軸に入出力させる第2の3軸式動力入出力手段と、
前記第1の回転軸と前記内燃機関の出力軸とを接続すると共に前記第2の回転軸を固定する第1の接続状態と、前記第2の回転軸と前記内燃機関の出力軸とを接続すると共に前記第1の回転軸を固定する第2の接続状態とを切替可能な接続切替手段と
を備える動力出力装置。 - 請求項1記載の動力出力装置であって、
前記接続切替手段は、前記内燃機関の出力軸が前記第1の回転軸と前記第2の回転軸とのいずれにも接続されずに前記第1の回転軸の回転と前記第2の回転軸の回転とが共に固定された中間状態に切替が可能な手段であり、
前記第1の接続状態から前記第2の接続状態への切替が指示されたとき又は前記第2の接続状態から前記第1の接続状態への切替が指示されたとき、前記駆動軸への動力の出力を維持しながら前記中間状態を経由して前記切替が行なわれるよう前記内燃機関と前記第1の電動機と前記第2の電動機とを駆動制御すると共に前記接続切替手段を駆動制御する切替時制御手段
を備える動力出力装置。 - 前記切替時制御手段は、前記第1の接続状態から前記第2の接続状態への切替が指示されたとき、前記内燃機関から動力が出力されないよう該内燃機関を駆動制御すると共に前記駆動軸への動力の出力を維持するための動力が前記第2の電動機から出力されるよう前記第2の電動機を駆動制御し、該駆動制御の後に前記第1の接続状態から前記中間状態に切替が行なわれるよう前記接続切替手段を駆動制御し、該駆動制御の後に前記駆動軸への動力の出力を維持するための動力が前記第1の電動機から出力されるよう前記第1の電動機を駆動制御すると共に前記中間状態から前記第2の接続状態に切替が行なわれるよう前記接続切替手段を駆動制御する手段である請求項2記載の動力出力装置。
- 前記切替時制御手段は、前記第1の回転軸の回転数が略値0となるよう前記第1の電動機を駆動制御すると共に該駆動制御の後に前記第1の接続状態から前記中間状態に切替が行なわれるよう前記接続切替手段を駆動制御する手段である請求項3記載の動力出力装置。
- 前記切替時制御手段は、前記第2の接続状態から前記第1の接続状態への切替が指示されたとき、前記内燃機関から動力が出力されないよう該内燃機関を駆動制御すると共に前記駆動軸への動力の出力を維持するための動力が前記第1の電動機から出力されるよう前記第1の電動機を駆動制御し、該駆動制御の後に前記第2の接続状態から前記中間状態に
切替が行なわれるよう前記接続切替手段を駆動制御し、該駆動制御の後に前記駆動軸への動力の出力を維持するための動力が前記第2の電動機から出力されるよう前記第2の電動機を駆動制御すると共に前記中間状態から前記第1の接続状態に切替が行なわれるよう前記接続切替手段を駆動制御する手段である請求項2ないし4いずれか記載の動力出力装置。 - 前記切替時制御手段は、前記第2の回転軸の回転数が略値0となるよう前記第2の電動機を駆動制御すると共に該駆動制御の後に前記第2の接続状態から前記中間状態に切替が行なわれるよう前記接続切替手段を駆動制御する手段である請求項5記載の動力出力装置。
- 請求項1ないし6いずれか記載の動力出力装置であって、
前記駆動軸の駆動状態を検出する駆動状態検出手段と、
該検出された駆動軸の駆動状態に基づいて前記切替が行なわれるよう前記接続切替手段を駆動制御する切替時制御手段と
を備える動力出力装置。 - 請求項7記載の動力出力装置であって、
前記駆動状態検出手段は、前記駆動軸の回転数を検出する回転数検出手段であり、
前記切替時制御手段は、前記回転数検出手段により検出される前記駆動軸の回転数が中低速回転域から高速回転域に移行したときには前記第1の接続状態から前記第2の接続状態に切替が行なわれるよう前記接続切替手段を駆動制御し、前記回転数検出手段により検出される前記駆動軸の回転数が前記高速回転域から前記中低速回転域に移行したときには前記第2の接続状態から前記第1の接続状態に切替が行なわれるよう前記接続切替手段を駆動制御する手段である
動力出力装置。 - 前記第1の電動機は、前記第2の電動機に比して高回転型電動機として構成されてなる請求項1ないし8いずれか記載の動力出力装置。
- 前記第2の電動機は、前記第1の電動機に比して高トルク型電動機として構成されてなる請求項1ないし9いずれか記載の動力出力装置。
- 前記接続切替手段は、前記第1の回転軸と前記内燃機関の出力軸との接続および接続解除が可能な第1の接続解除手段と、前記第2の回転軸と前記内燃機関の出力軸との接続および接続解除が可能な第2の接続解除手段とを有する手段である請求項1ないし10いずれか記載の動力出力装置。
- 前記接続切替手段は、前記第1の回転軸の回転の固定および固定解除が可能な第1の固定解除手段と、前記第2の回転軸の回転の固定および固定解除が可能な第2の固定解除手段とを有する手段である請求項11記載の動力出力装置。
- 前記接続切替手段は、ドッグクラッチにより形成されてなる請求項1ないし10いずれか記載の動力出力装置。
- 前記第1の3軸式動力入出力手段および/または前記第2の3軸式動力入出力手段は、遊星歯車機構である請求項1ないし13いずれか記載の動力出力装置。
- 請求項1ないし14いずれか記載の動力出力装置を備え、前記駆動軸が車軸に連結されて走行可能なハイブリッド自動車。
- 内燃機関と、発電可能な第1の電動機と、発電可能な第2の電動機と、前記第1の電動機の回転軸と駆動軸と第1の回転軸の3軸に接続され該3軸のうちのいずれか2軸に入出力される動力に応じた動力を残余の1軸に入出力させる第1の3軸式動力入出力手段と、前記第2の電動機の回転軸と前記駆動軸と第2の回転軸の3軸に接続され該3軸のうちのいずれか2軸に入出力される動力に応じた動力を残余の1軸に入出力させる第2の3軸式動力入出力手段と、前記第1の回転軸と前記内燃機関の出力軸とを接続する第1の接続状態と前記第2の回転軸と前記内燃機関の出力軸とを接続する第2の接続状態とを切替可能であって前記内燃機関の出力軸が前記第1の回転軸と前記第2の回転軸のいずれにも接続されずに前記第1の回転軸の回転と前記第2の回転軸の回転とが共に固定された中間状態に切替が可能な接続切替手段と、を備える動力出力装置の制御方法であって、
前記第1の接続状態から前記第2の接続状態への切替が指示されたとき、
(a)前記内燃機関から動力が出力されないよう該内燃機関を駆動制御すると共に前記駆動軸への動力の出力を維持するための動力が前記第2の電動機から出力されるよう前記第2の電動機を駆動制御し、
(b)該駆動制御の後に前記第1の接続状態から前記中間状態に切替が行なわれるよう前記接続切替手段を駆動制御し、
(c)該駆動制御の後に前記駆動軸への動力の出力を維持するための動力が前記第1の電動機から出力されるよう前記第1の電動機を駆動制御すると共に前記中間状態から前記第2の接続状態に切替が行なわれるよう前記接続切替手段を駆動制御する
動力出力装置の制御方法。 - 内燃機関と、発電可能な第1の電動機と、発電可能な第2の電動機と、前記第1の電動機の回転軸と駆動軸と第1の回転軸の3軸に接続され該3軸のうちのいずれか2軸に入出力される動力に応じた動力を残余の1軸に入出力させる第1の3軸式動力入出力手段と、前記第2の電動機の回転軸と前記駆動軸と第2の回転軸の3軸に接続され該3軸のうちのいずれか2軸に入出力される動力に応じた動力を残余の1軸に入出力させる第2の3軸式動力入出力手段と、前記第1の回転軸と前記内燃機関の出力軸とを接続する第1の接続状態と前記第2の回転軸と前記内燃機関の出力軸とを接続する第2の接続状態とを切替可能であって前記内燃機関の出力軸が前記第1の回転軸と前記第2の回転軸のいずれにも接続されずに前記第1の回転軸の回転と前記第2の回転軸の回転とが共に固定された中間状態に切替が可能な接続切替手段と、を備える動力出力装置の制御方法であって、
前記第2の接続状態から前記第1の接続状態への切替が指示されたとき、
(a)前記内燃機関から動力が出力されないよう該内燃機関を駆動制御すると共に前記駆動軸への動力の出力を維持するための動力が前記第1の電動機から出力されるよう前記第1の電動機を駆動制御し、
(b)該駆動制御の後に前記第2の接続状態から前記中間状態に切替が行なわれるよう前記接続切替手段を駆動制御し、
(c)該駆動制御の後に前記駆動軸への動力の出力を維持するための動力が前記第2の電動機から出力されるよう前記第2の電動機を駆動制御すると共に前記中間状態から前記第1の接続状態に切替が行なわれるよう前記接続切替手段を駆動制御する
動力出力装置の制御方法。
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