專利名稱：混合動(dòng)力輸出裝置以及控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及動(dòng)力輸出裝置、動(dòng)力輸出裝置的控制方法以及相應(yīng)的汽車。
背景技術(shù)：
一種已提出的動(dòng)力輸出裝置具有發(fā)動(dòng)機(jī)、包括與發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸相連的行星架和與機(jī)械連接到車軸的驅(qū)動(dòng)軸相連的齒圈的行星齒輪裝置、從行星齒輪裝置的太陽齒輪輸入動(dòng)力和向該太陽齒輪輸出動(dòng)力的第一電機(jī)、從驅(qū)動(dòng)軸輸入動(dòng)力和向驅(qū)動(dòng)軸輸出動(dòng)力的第二電機(jī)以及向第一電機(jī)及第二電機(jī)提供電力和從第一電機(jī)及第二電機(jī)接收電力的蓄電池(例如，見日本專利特開No.2001-317385)。該現(xiàn)有技術(shù)的動(dòng)力輸出裝置響應(yīng)操作者所要求的要求動(dòng)力設(shè)定將從發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的動(dòng)力和將輸出至驅(qū)動(dòng)軸的動(dòng)力，并基于所述設(shè)定控制發(fā)動(dòng)機(jī)、第一電機(jī)以及第二電機(jī)。在操作者所要求的要求動(dòng)力突然減小的情況下，該現(xiàn)有技術(shù)的動(dòng)力輸出裝置的控制估計(jì)能夠成功地響應(yīng)操作者隨后所要求的要求動(dòng)力的可能性。當(dāng)預(yù)料到失效的響應(yīng)(不能響應(yīng))時(shí)，將比對應(yīng)于操作者隨后的要求動(dòng)力所要求的水平大的動(dòng)力設(shè)定為將從發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的動(dòng)力。這旨在提高輸出至驅(qū)動(dòng)軸的動(dòng)力對操作者所要求的要求動(dòng)力的響應(yīng)。
在該現(xiàn)有技術(shù)的動(dòng)力輸出裝置、尤其是安裝在有限的空間例如汽車上的動(dòng)力輸出裝置中，由于要求減小蓄電池的尺寸，典型的控制程序響應(yīng)操作者所要求的要求動(dòng)力的突然減小迅速減小將從發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的動(dòng)力以便保持動(dòng)力平衡。發(fā)動(dòng)機(jī)不能夠如同電氣裝置例如電機(jī)那樣迅速地改變其驅(qū)動(dòng)點(diǎn)(工作點(diǎn))。因此，擔(dān)心在完成驅(qū)動(dòng)點(diǎn)的改變之前蓄電池過充電。一種抵制蓄電池潛在的過充電的可行措施是切斷對發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料供給。然而，突然切斷燃料供給會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩急劇變化，從而可能造成轉(zhuǎn)矩沖擊。突然切斷燃料供給還可能造成對操作者隨后的要求的響應(yīng)很差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的動(dòng)力輸出裝置配備有通過電力和機(jī)械動(dòng)力的輸入和輸出保持或改變內(nèi)燃機(jī)的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)并將來自內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)力的至少一部分輸出至驅(qū)動(dòng)軸的電力-機(jī)械動(dòng)力輸入-輸出單元。本發(fā)明的動(dòng)力輸出裝置、動(dòng)力輸出裝置的控制方法以及相應(yīng)的汽車旨在防止響應(yīng)操作者所要求的要求動(dòng)力的突然減小而造成蓄電器例如二次電池的潛在的過充電。本發(fā)明還旨在確保響應(yīng)操作者所要求的要求動(dòng)力的突然減小根據(jù)蓄電器的充電狀態(tài)平穩(wěn)地改變內(nèi)燃機(jī)的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)。本發(fā)明還旨在減小由于操作者所要求的要求動(dòng)力突然減小而造成的潛在的轉(zhuǎn)矩沖擊。本發(fā)明還旨在提高在操作者所要求的要求動(dòng)力突然減小之后對操作者隨后的要求的響應(yīng)。
為實(shí)現(xiàn)上述目的的至少一部分，動(dòng)力輸出裝置、動(dòng)力輸出裝置的控制方法以及相應(yīng)的汽車構(gòu)造為如下。
本發(fā)明涉及一種向驅(qū)動(dòng)軸輸出動(dòng)力的動(dòng)力輸出裝置，該動(dòng)力輸出裝置包括內(nèi)燃機(jī)；與所述內(nèi)燃機(jī)的輸出軸和所述驅(qū)動(dòng)軸相連、以通過電力和機(jī)械動(dòng)力的輸入和輸出保持或改變所述內(nèi)燃機(jī)的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)并將來自所述內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)力的至少一部分輸出至所述驅(qū)動(dòng)軸的電力-機(jī)械動(dòng)力輸入輸出單元；能夠從所述驅(qū)動(dòng)軸輸入動(dòng)力和向所述驅(qū)動(dòng)軸輸出動(dòng)力的電機(jī)；能夠向所述電力-機(jī)械動(dòng)力輸入輸出單元及所述電機(jī)提供電力和從所述電力-機(jī)械動(dòng)力輸入輸出單元及所述電機(jī)接收電力的二次電池(蓄電池)；設(shè)定所述二次電池的輸入限制的輸入限制設(shè)定單元；測量用以對所述二次電池充電或由所述二次電池放電獲得的充電-放電電力的充電-放電電力測量單元；響應(yīng)操作者的操作設(shè)定所述驅(qū)動(dòng)軸所要求的要求動(dòng)力的要求動(dòng)力設(shè)定單元；驅(qū)動(dòng)狀態(tài)改變模式轉(zhuǎn)換單元，該驅(qū)動(dòng)狀態(tài)改變模式轉(zhuǎn)換單元響應(yīng)所述要求動(dòng)力設(shè)定單元突然減小的要求動(dòng)力的設(shè)定，基于由所述充電-放電電力測量單元測量的充電-放電電力和由所述輸入限制設(shè)定單元設(shè)定的輸入限制，選擇驅(qū)動(dòng)狀態(tài)改變模式以改變所述內(nèi)燃機(jī)的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)；以及控制器，該控制器控制所述內(nèi)燃機(jī)、所述電力-機(jī)械動(dòng)力輸入輸出單元以及所述電機(jī)，以確保所述內(nèi)燃機(jī)的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)以所選定的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)改變模式改變和對應(yīng)于要求動(dòng)力的設(shè)定的動(dòng)力輸出至所述驅(qū)動(dòng)軸。
響應(yīng)通過操作者的操作設(shè)定的要求動(dòng)力的突然減小，本發(fā)明的動(dòng)力輸出裝置基于所測量的用以對二次電池充電或由二次電池放電獲得的充電-放電電力和二次電池的輸入限制的設(shè)定，選擇內(nèi)燃機(jī)的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)改變模式。該動(dòng)力輸出裝置控制內(nèi)燃機(jī)、電力-機(jī)械動(dòng)力輸入輸出單元以及電機(jī)，以使得以所選定的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)改變模式改變內(nèi)燃機(jī)的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)和將對應(yīng)于要求動(dòng)力的設(shè)定的動(dòng)力輸出至驅(qū)動(dòng)軸。這種控制根據(jù)二次電池的充電狀態(tài)平穩(wěn)地改變內(nèi)燃機(jī)的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)。該布置可有效地防止二次電池過充電，同時(shí)減小由于要求動(dòng)力突然減小造成的潛在的轉(zhuǎn)矩沖擊。適當(dāng)選擇內(nèi)燃機(jī)的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)改變模式能提高對駕駛員隨后的需求的響應(yīng)。此處，突然減小的要求動(dòng)力的設(shè)定可以是向驅(qū)動(dòng)軸施加制動(dòng)力的要求動(dòng)力的設(shè)定。
在本發(fā)明的動(dòng)力輸出裝置的一個(gè)優(yōu)選應(yīng)用中，當(dāng)所測量的充電-放電電力小于基于輸入限制設(shè)定的預(yù)定的第一電力時(shí)，所述驅(qū)動(dòng)狀態(tài)改變模式轉(zhuǎn)換單元選擇普通狀態(tài)改變模式，以逐漸改變內(nèi)燃機(jī)的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)；當(dāng)所測量的充電-放電電力不小于所述預(yù)定的第一電力但小于基于輸入限制設(shè)定的預(yù)定的第二電力時(shí)，所述驅(qū)動(dòng)狀態(tài)改變模式轉(zhuǎn)換單元選擇獨(dú)立狀態(tài)改變模式，以使內(nèi)燃機(jī)無轉(zhuǎn)矩輸出地在規(guī)定的轉(zhuǎn)速下怠速運(yùn)轉(zhuǎn)，從而改變所述內(nèi)燃機(jī)的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)；當(dāng)所測量的充電-放電電力不小于所述預(yù)定的第二電力時(shí)，所述驅(qū)動(dòng)狀態(tài)改變模式轉(zhuǎn)換單元選擇燃料供給切斷狀態(tài)改變模式，以切斷對內(nèi)燃機(jī)的燃料供給，從而改變內(nèi)燃機(jī)的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)。以普通狀態(tài)改變模式改變內(nèi)燃機(jī)的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)的控制能有效地減小潛在的轉(zhuǎn)矩沖擊并提高對駕駛員隨后的需求的響應(yīng)。以獨(dú)立狀態(tài)改變模式改變內(nèi)燃機(jī)的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)的控制能有效地防止二次電池的過充電，同時(shí)確保潛在的轉(zhuǎn)矩沖擊有一定程度的減小和對駕駛員隨后的需求有較快速響應(yīng)。以燃料供給切斷狀態(tài)改變模式改變內(nèi)燃機(jī)的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)的控制能有效地防止由于潛在的二次電池過充電造成的二次電池的惡化。此處，所述預(yù)定的第二電力可設(shè)定為低于所述輸入限制的水平或高于所述輸入限制的水平。所述預(yù)定的第一電力可設(shè)定為低于所述輸入限制的水平。
在本發(fā)明的動(dòng)力輸出裝置的另一個(gè)優(yōu)選應(yīng)用中，所述驅(qū)動(dòng)狀態(tài)改變模式轉(zhuǎn)換單元根據(jù)所測量的已達(dá)到基于所述輸入限制設(shè)定的預(yù)定的第一電力的充電-放電電力的改變程度選擇內(nèi)燃機(jī)的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)改變模式。該應(yīng)用基于所觀測的充電-放電電力的改變程度估計(jì)在不久的將來的充電-放電電力。從而根據(jù)所估計(jì)的充電-放電電力改變內(nèi)燃機(jī)的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)。該布置能更有效地防止蓄電器的過充電。在該應(yīng)用中，當(dāng)所測量的充電-放電電力的改變程度小于預(yù)定的第一水平時(shí)，所述驅(qū)動(dòng)狀態(tài)改變模式轉(zhuǎn)換單元可選擇普通狀態(tài)改變模式，以逐漸改變所述內(nèi)燃機(jī)的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)；當(dāng)所測量的充電-放電電力的改變程度不小于所述預(yù)定的第一水平但小于預(yù)定的第二水平時(shí)，所述驅(qū)動(dòng)狀態(tài)改變模式轉(zhuǎn)換單元可選擇獨(dú)立狀態(tài)改變模式，以使所述內(nèi)燃機(jī)無轉(zhuǎn)矩輸出地在規(guī)定的轉(zhuǎn)速下怠速運(yùn)轉(zhuǎn)，從而改變所述內(nèi)燃機(jī)的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)；當(dāng)所測量的充電-放電電力的改變程度不小于所述預(yù)定的第二水平時(shí)，所述驅(qū)動(dòng)狀態(tài)改變模式轉(zhuǎn)換單元可選擇燃料供給停止?fàn)顟B(tài)改變模式，以停止對所述內(nèi)燃機(jī)的燃料供給，從而改變所述內(nèi)燃機(jī)的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)。以普通狀態(tài)改變模式改變內(nèi)燃機(jī)的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)的控制能有效地減小潛在的轉(zhuǎn)矩沖擊并提高對駕駛員隨后的需求的響應(yīng)。以獨(dú)立狀態(tài)改變模式改變內(nèi)燃機(jī)的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)的控制能更有效地防止二次電池的過充電，同時(shí)確保潛在的轉(zhuǎn)矩沖擊有一定程度的減小和對駕駛員隨后的需求有較快速響應(yīng)。以燃料供給停止?fàn)顟B(tài)改變模式改變內(nèi)燃機(jī)的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)的控制能有效地防止由于潛在的二次電池過充電造成的二次電池的惡化。作為一個(gè)變形例的結(jié)構(gòu)，在所測量的充電-放電電力不小于基于所述輸入限制設(shè)定的、大于所述預(yù)定的第一電力的預(yù)定的第二電力的條件下，無論當(dāng)所測量的充電-放電電力達(dá)到所述預(yù)定的第一電力時(shí)選擇的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)改變模式如何，所述驅(qū)動(dòng)狀態(tài)改變模式轉(zhuǎn)換單元都采取燃料供給停止?fàn)顟B(tài)改變模式。該布置能更有效地防止蓄電器的過充電。此處，所述預(yù)定的第二電力可設(shè)定為低于所述輸入限制的水平或高于所述輸入限制的水平。所述預(yù)定的第一電力可設(shè)定為低于所述輸入限制的水平。
在本發(fā)明的動(dòng)力輸出裝置中，所述電力-機(jī)械動(dòng)力輸入輸出單元可包括三軸動(dòng)力輸入輸出組件，該組件與三個(gè)軸即內(nèi)燃機(jī)的輸出軸、驅(qū)動(dòng)軸以及第三軸相連，并基于從所述三個(gè)軸中的兩個(gè)軸輸入的動(dòng)力和輸出至所述兩個(gè)軸的動(dòng)力，規(guī)定來自所述三個(gè)軸中剩余的一個(gè)剩余軸的動(dòng)力輸入和至該剩余軸的動(dòng)力輸出；以及從所述第三軸輸入動(dòng)力或向所述第三軸輸出動(dòng)力的發(fā)電機(jī)。在本發(fā)明的動(dòng)力輸出裝置中，所述電力-機(jī)械動(dòng)力輸入輸出單元可包括具有第一轉(zhuǎn)子和第二轉(zhuǎn)子的雙轉(zhuǎn)子發(fā)電機(jī)，該第一轉(zhuǎn)子與內(nèi)燃機(jī)的輸出軸相連，該第二轉(zhuǎn)子與驅(qū)動(dòng)軸相連并相對于第一轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，所述雙轉(zhuǎn)子發(fā)電機(jī)通過第一轉(zhuǎn)子與第二轉(zhuǎn)子之間的電磁相互作用產(chǎn)生的電力的輸入和輸出將來自內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)力的至少一部分輸出至驅(qū)動(dòng)軸。
本發(fā)明還涉及一種汽車，該汽車包括內(nèi)燃機(jī)；與所述內(nèi)燃機(jī)的輸出軸相連并與和車軸連接的驅(qū)動(dòng)軸相連、以通過電力和機(jī)械動(dòng)力的輸入和輸出保持或改變所述內(nèi)燃機(jī)的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)并將來自所述內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)力的至少一部分輸出至所述驅(qū)動(dòng)軸的電力-機(jī)械動(dòng)力輸入輸出單元；能夠從所述驅(qū)動(dòng)軸輸入動(dòng)力和向所述驅(qū)動(dòng)軸輸出動(dòng)力的電機(jī)；能夠向所述電力-機(jī)械動(dòng)力輸入輸出單元及所述電機(jī)提供電力和從所述電力-機(jī)械動(dòng)力輸入輸出單元及所述電機(jī)接收電力的二次電池；設(shè)定所述二次電池的輸入限制的輸入限制設(shè)定單元；測量用以對所述二次電池充電或由所述二次電池放電獲得的充電-放電電力的充電-放電電力測量單元；響應(yīng)操作者的操作設(shè)定所述驅(qū)動(dòng)軸所要求的要求動(dòng)力的要求動(dòng)力設(shè)定單元；驅(qū)動(dòng)狀態(tài)改變模式轉(zhuǎn)換單元，該驅(qū)動(dòng)狀態(tài)改變模式轉(zhuǎn)換單元響應(yīng)所述要求動(dòng)力設(shè)定單元突然減小的要求動(dòng)力的設(shè)定，基于由所述充電-放電電力測量單元測量的充電-放電電力和由所述輸入限制設(shè)定單元設(shè)定的輸入限制，選擇驅(qū)動(dòng)狀態(tài)改變模式以改變所述內(nèi)燃機(jī)的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)；以及控制器，該控制器控制所述內(nèi)燃機(jī)、所述電力-機(jī)械動(dòng)力輸入輸出單元以及所述電機(jī)，以確保所述內(nèi)燃機(jī)的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)以所選定的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)改變模式改變和對應(yīng)于要求動(dòng)力的設(shè)定的動(dòng)力輸出至所述驅(qū)動(dòng)軸。本發(fā)明的汽車可配備具有上述任何布置的本發(fā)明的動(dòng)力輸出裝置，其中車軸與驅(qū)動(dòng)軸相連。
本發(fā)明的汽車具有上述任何應(yīng)用的本發(fā)明的動(dòng)力輸出裝置。因此，本發(fā)明的汽車發(fā)揮與上面說明的本發(fā)明的動(dòng)力輸出裝置相同的效用例如，確保根據(jù)二次電池的充電狀態(tài)平穩(wěn)地改變內(nèi)燃機(jī)的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)；防止二次電池過充電；減小由于要求動(dòng)力的突然減小造成的潛在的轉(zhuǎn)矩沖擊；以及通過適當(dāng)選擇內(nèi)燃機(jī)的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)改變模式提高對駕駛員隨后的需求的響應(yīng)。
本發(fā)明還涉及一種向驅(qū)動(dòng)軸輸出動(dòng)力的動(dòng)力輸出裝置的控制方法，所述動(dòng)力輸出裝置包括內(nèi)燃機(jī)；與內(nèi)燃機(jī)的輸出軸和驅(qū)動(dòng)軸相連以通過電力和機(jī)械動(dòng)力的輸入和輸出保持或改變內(nèi)燃機(jī)的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)并將來自內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)力的至少一部分輸出至驅(qū)動(dòng)軸的電力-機(jī)械動(dòng)力輸入輸出單元；能夠從驅(qū)動(dòng)軸輸入動(dòng)力和向驅(qū)動(dòng)軸輸出動(dòng)力的電機(jī)；以及能夠向所述電力-機(jī)械動(dòng)力輸入輸出單元及所述電機(jī)提供電力和從所述電力-機(jī)械動(dòng)力輸入輸出單元及所述電機(jī)接收電力的二次電池，所述控制方法包括以下步驟(a)設(shè)定二次電池的輸入限制；(b)測量用以對二次電池充電或由二次電池放電獲得的充電-放電電力；(c)響應(yīng)操作者的操作設(shè)定驅(qū)動(dòng)軸所要求的要求動(dòng)力；(d)響應(yīng)所述步驟(c)突然減小的要求動(dòng)力的設(shè)定，基于所測量的充電-放電電力和所述輸入限制的設(shè)定，選擇驅(qū)動(dòng)狀態(tài)改變模式以改變內(nèi)燃機(jī)的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)；以及(e)控制所述內(nèi)燃機(jī)、所述電力-機(jī)械動(dòng)力輸入輸出單元以及所述電機(jī)，以確保內(nèi)燃機(jī)的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)以所選定的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)改變模式改變和對應(yīng)于要求動(dòng)力的設(shè)定的動(dòng)力輸出至驅(qū)動(dòng)軸。
響應(yīng)通過操作者的操作設(shè)定的要求動(dòng)力的突然減小，本發(fā)明的動(dòng)力輸出裝置的控制方法基于所測量的用以對二次電池充電或由二次電池放電獲得的充電-放電電力和二次電池的輸入限制的設(shè)定，選擇內(nèi)燃機(jī)的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)改變模式。該方法控制內(nèi)燃機(jī)、電力-機(jī)械動(dòng)力輸入輸出單元以及電機(jī)，以使得以所選定的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)改變模式改變內(nèi)燃機(jī)的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)和將對應(yīng)于要求動(dòng)力的設(shè)定的動(dòng)力輸出至驅(qū)動(dòng)軸。這種控制根據(jù)二次電池的充電狀態(tài)平穩(wěn)地改變內(nèi)燃機(jī)的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)。該布置可有效地防止二次電池過充電，同時(shí)減小由于要求動(dòng)力的突然減小造成的潛在的轉(zhuǎn)矩沖擊。適當(dāng)選擇內(nèi)燃機(jī)的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)改變模式能提高對駕駛員隨后的需求的響應(yīng)。此處，突然減小的要求動(dòng)力的設(shè)定可以是向驅(qū)動(dòng)軸施加制動(dòng)力的要求動(dòng)力的設(shè)定。
在本發(fā)明的控制方法的一個(gè)優(yōu)選應(yīng)用中，當(dāng)所測量的充電-放電電力小于基于輸入限制設(shè)定的預(yù)定的第一電力時(shí)，所述步驟(d)選擇普通狀態(tài)改變模式，以逐漸改變內(nèi)燃機(jī)的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)；當(dāng)所測量的充電-放電電力不小于所述預(yù)定的第一電力但小于基于輸入限制設(shè)定的預(yù)定的第二電力時(shí)，所述步驟(d)選擇獨(dú)立狀態(tài)改變模式，以使內(nèi)燃機(jī)無轉(zhuǎn)矩輸出地在規(guī)定的轉(zhuǎn)速下怠速運(yùn)轉(zhuǎn)，從而改變所述內(nèi)燃機(jī)的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)；當(dāng)所測量的充電-放電電力不小于所述預(yù)定的第二電力時(shí)，所述步驟(d)選擇燃料供給停止?fàn)顟B(tài)改變模式，以停止對內(nèi)燃機(jī)的燃料供給，從而改變內(nèi)燃機(jī)的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)。以普通狀態(tài)改變模式改變內(nèi)燃機(jī)的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)的控制能有效地減小潛在的轉(zhuǎn)矩沖擊并提高對駕駛員隨后的需求的響應(yīng)。以獨(dú)立狀態(tài)改變模式改變內(nèi)燃機(jī)的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)的控制能有效地防止二次電池的過充電，同時(shí)確保潛在的轉(zhuǎn)矩沖擊有一定程度的減小和對駕駛員隨后的需求有較快速響應(yīng)。以燃料供給停止?fàn)顟B(tài)改變模式改變內(nèi)燃機(jī)的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)的控制能有效地防止由于潛在的二次電池過充電造成的二次電池的惡化。
在本發(fā)明的控制方法的另一個(gè)優(yōu)選應(yīng)用中，當(dāng)所測量的已達(dá)到基于所述輸入限制設(shè)定的預(yù)定的第一電力的充電-放電電力的改變程度小于預(yù)定的第一水平時(shí)，所述步驟(d)選擇普通狀態(tài)改變模式，以逐漸改變所述內(nèi)燃機(jī)的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)；當(dāng)所測量的充電-放電電力的改變程度不小于所述預(yù)定的第一水平但小于預(yù)定的第二水平時(shí)，所述步驟(d)選擇獨(dú)立狀態(tài)改變模式，以使所述內(nèi)燃機(jī)無轉(zhuǎn)矩輸出地在規(guī)定的轉(zhuǎn)速下怠速運(yùn)轉(zhuǎn)，從而改變所述內(nèi)燃機(jī)的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)；當(dāng)所測量的充電-放電電力的改變程度不小于所述預(yù)定的第二水平時(shí)，所述步驟(d)選擇燃料供給停止?fàn)顟B(tài)改變模式，以停止對所述內(nèi)燃機(jī)的燃料供給，從而改變所述內(nèi)燃機(jī)的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)。該應(yīng)用基于所觀測的充電-放電電力的改變程度估計(jì)在不久的將來的充電-放電電力。從而根據(jù)所估計(jì)的充電-放電電力改變內(nèi)燃機(jī)的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)。該布置能更有效地防止蓄電器的過充電。


圖1示意性示出本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中混合動(dòng)力車輛20的構(gòu)造；圖2是示出由混合動(dòng)力電子控制單元70執(zhí)行的減速控制例程的流程圖；圖3示出輸入限制Win和輸出限制Wout隨蓄電池50的蓄電池溫度Tb的變化；圖4示出輸入限制Win和輸出限制Wout的校正系數(shù)隨蓄電池50的充電狀態(tài)(SOC)的變化；圖5示出要求轉(zhuǎn)矩設(shè)定圖(map)的一個(gè)示例；圖6示出在發(fā)動(dòng)機(jī)22的驅(qū)動(dòng)線(driving line)上對應(yīng)于目標(biāo)轉(zhuǎn)速Ne*設(shè)定目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Te*的過程；圖7示出動(dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu)30中的轉(zhuǎn)動(dòng)部件的動(dòng)力學(xué)關(guān)系的列線圖；圖8是示出一個(gè)變形例的結(jié)構(gòu)中的減速控制例程的流程圖；圖9示意性示出一個(gè)變形例的結(jié)構(gòu)中混合動(dòng)力車輛20的構(gòu)造；圖10示意性示出另一個(gè)變形例的結(jié)構(gòu)中混合動(dòng)力車輛20的構(gòu)造。
具體實(shí)施例方式
下面作為優(yōu)選實(shí)施例說明實(shí)施本發(fā)明的一種方式。圖1示意性示出本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中的安裝有動(dòng)力輸出裝置的混合動(dòng)力車輛20的構(gòu)造。如所示出的，本實(shí)施例的混合動(dòng)力車輛20包括發(fā)動(dòng)機(jī)22，經(jīng)由減振器28與用作發(fā)動(dòng)機(jī)22的輸出軸的曲軸26相連的三軸型動(dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu)30，與動(dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu)30相連并能夠產(chǎn)生電力的電機(jī)MG1，連接到用作與動(dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu)30相連的驅(qū)動(dòng)軸的齒圈軸32a的減速器35，與減速器35相連的另一個(gè)電機(jī)MG2，以及控制整個(gè)動(dòng)力輸出裝置的混合動(dòng)力電子控制單元70。
發(fā)動(dòng)機(jī)22是消耗碳?xì)淙剂?例如汽油或輕油以輸出動(dòng)力的內(nèi)燃機(jī)，并處于發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制單元(下文稱為發(fā)動(dòng)機(jī)ECU)24的控制之下。發(fā)動(dòng)機(jī)ECU 24從檢測發(fā)動(dòng)機(jī)22的驅(qū)動(dòng)狀況的各種傳感器接收輸入信號并實(shí)施包括燃料噴射控制、點(diǎn)火控制以及進(jìn)氣量調(diào)節(jié)的操作控制。發(fā)動(dòng)機(jī)ECU 24與混合動(dòng)力電子控制單元70通信并接收來自混合動(dòng)力電子控制單元70的控制信號以控制發(fā)動(dòng)機(jī)22的運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)根據(jù)要求向混合動(dòng)力電子控制單元70輸出有關(guān)發(fā)動(dòng)機(jī)22的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況的數(shù)據(jù)。
動(dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu)30具有為外齒輪的太陽齒輪31，為內(nèi)齒輪并與太陽齒輪31同心地設(shè)置的齒圈32，多個(gè)與太陽齒輪31和齒圈32嚙合的行星齒輪33，以及以允許行星齒輪自由公轉(zhuǎn)和在其各自的軸上自由自轉(zhuǎn)的方式保持多個(gè)行星齒輪33的行星架34。即，動(dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu)30構(gòu)造成允許作為轉(zhuǎn)動(dòng)部件的太陽齒輪31、齒圈32以及行星架34差動(dòng)的行星齒輪機(jī)構(gòu)。動(dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu)30中的行星架34、太陽齒輪31以及齒圈32分別連接到發(fā)動(dòng)機(jī)22的曲軸26、電機(jī)MG1以及經(jīng)由齒圈軸32a連接到減速器35。在電機(jī)MG1用作發(fā)電機(jī)時(shí)，從發(fā)動(dòng)機(jī)22輸出并通過行星架34輸入的動(dòng)力根據(jù)傳動(dòng)比分配給太陽齒輪31和齒圈32。另一方面，在電機(jī)MG1用作電動(dòng)機(jī)時(shí)，從發(fā)動(dòng)機(jī)22輸出并通過行星架34輸入的動(dòng)力與從電機(jī)MG1輸出并通過太陽齒輪31輸入的動(dòng)力結(jié)合，該結(jié)合后的復(fù)合動(dòng)力輸出至齒圈32。輸出至齒圈32的動(dòng)力最終從齒圈軸32a經(jīng)由減速機(jī)構(gòu)60和差速器62傳遞到驅(qū)動(dòng)輪63a、63b。
電機(jī)MG1和MG2都構(gòu)造成公知的可被驅(qū)動(dòng)作為發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)的同步發(fā)電電動(dòng)機(jī)。電機(jī)MG1和MG2經(jīng)由逆變器41和42從蓄電池50獲得電力和向蓄電池50傳遞電力。連接逆變器41和42與蓄電池50的電力線54包括被兩個(gè)逆變器41和42共用的正極母線和負(fù)極母線。這種布置使得由電機(jī)MG1和MG2中的一個(gè)產(chǎn)生的電力可被另一個(gè)電機(jī)消耗。蓄電池50用電機(jī)MG1或電機(jī)MG2的過量的電力充電，或者放電以補(bǔ)充電機(jī)MG1或電機(jī)MG2的不足的電力。當(dāng)電機(jī)MG1和MG2的電力平衡時(shí)，蓄電池50既不充電也不放電。電機(jī)MG1和MG2都由電機(jī)電子控制單元(下文稱為電機(jī)ECU)40驅(qū)動(dòng)和控制。電機(jī)ECU 40接收用于驅(qū)動(dòng)和控制電機(jī)MG1和MG2所需的信號，例如來自檢測電機(jī)MG1和MG2中轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)位置的轉(zhuǎn)動(dòng)位置檢測傳感器43和44的信號以及提供給電機(jī)MG1和MG2并由未示出的電流傳感器檢測的相電流的值。電機(jī)ECU 40向逆變器41和42輸出開關(guān)(切換)控制信號。電機(jī)ECU 40與混合動(dòng)力電子控制單元70通信并響應(yīng)來自混合動(dòng)力電子控制單元70的控制信號驅(qū)動(dòng)和控制電機(jī)MG1和MG2，同時(shí)根據(jù)要求向混合動(dòng)力電子控制單元70輸出有關(guān)電機(jī)MG1和MG2的驅(qū)動(dòng)狀況的數(shù)據(jù)。
蓄電池50由蓄電池電子控制單元(下文稱為蓄電池ECU)52控制。蓄電池ECU 52接收用于控制蓄電池50所需的信號，例如由設(shè)置在蓄電池50的端子之間的電壓傳感器51a檢測的端子間電壓Vb的值，由連接到與蓄電池50的輸出端子相連的電力線54的電流傳感器51b檢測的充電放電電流Ib的值，以及由連接到蓄電池50的溫度傳感器51c檢測的蓄電池溫度Tb。蓄電池ECU 52根據(jù)要求經(jīng)由通信向混合動(dòng)力電子控制單元70輸出有關(guān)蓄電池50的狀況的數(shù)據(jù)。蓄電池ECU 52從由電流傳感器51b檢測的充電放電電流Ib的累積值計(jì)算充電狀態(tài)(SOC)，以用于控制蓄電池50。
混合動(dòng)力電子控制單元70構(gòu)造成包括CPU 72、存儲處理程序的ROM74、臨時(shí)存儲數(shù)據(jù)的RAM 76、未示出的輸入-輸出端口以及未示出的通信端口的微處理器?；旌蟿?dòng)力電子控制單元70經(jīng)由輸入端口接收各種輸入來自點(diǎn)火開關(guān)80的點(diǎn)火信號，來自檢測換檔桿81的當(dāng)前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(dòng)踏板85的踩下量的制動(dòng)踏板位置傳感器86的制動(dòng)踏板位置BP，以及來自車速傳感器88的車速V。混合動(dòng)力電子控制單元70經(jīng)由通信端口與發(fā)動(dòng)機(jī)ECU 24、電機(jī)ECU 40以及蓄電池ECU 52通信，以便如上文提及的那樣向發(fā)動(dòng)機(jī)ECU 24、電機(jī)ECU 40以及蓄電池ECU 52傳遞各種控制信號并從發(fā)動(dòng)機(jī)ECU 24、電機(jī)ECU 40以及蓄電池ECU 52獲得各種數(shù)據(jù)。
這樣構(gòu)造的實(shí)施例的混合動(dòng)力車輛20基于對應(yīng)于駕駛員對加速踏板83的踩下量的加速器開度Acc和車速V計(jì)算將輸出至齒圈軸32a或驅(qū)動(dòng)軸的所要求的轉(zhuǎn)矩(即要求轉(zhuǎn)矩)。發(fā)動(dòng)機(jī)22以及電機(jī)MG1和MG2處于運(yùn)轉(zhuǎn)控制下，以能夠?qū)?yīng)于所計(jì)算的要求轉(zhuǎn)矩的動(dòng)力實(shí)際輸出至齒圈軸32a。發(fā)動(dòng)機(jī)22以及電機(jī)MG1和MG2的運(yùn)轉(zhuǎn)控制具有多種模式轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換驅(qū)動(dòng)模式、充電-放電驅(qū)動(dòng)模式以及電機(jī)驅(qū)動(dòng)模式。在轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換驅(qū)動(dòng)模式中，發(fā)動(dòng)機(jī)22處于運(yùn)轉(zhuǎn)控制下，以輸出等于要求動(dòng)力(所要求的動(dòng)力)的動(dòng)力。電機(jī)MG1和MG2被驅(qū)動(dòng)和控制，以使從發(fā)動(dòng)機(jī)22輸出的總動(dòng)力經(jīng)受通過動(dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu)30以及電機(jī)MG1和MG2的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換并輸出至齒圈軸32a。在充電-放電驅(qū)動(dòng)模式中，發(fā)動(dòng)機(jī)22處于運(yùn)轉(zhuǎn)控制下，以輸出等于要求動(dòng)力與用于蓄電池50的充電和放電的電力之和的動(dòng)力。電機(jī)MG1和MG2被驅(qū)動(dòng)和控制，以隨著蓄電池50的充電或放電使從發(fā)動(dòng)機(jī)22輸出的動(dòng)力的全部或部分經(jīng)受通過動(dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu)30以及電機(jī)MG1和MG2的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換并作為要求動(dòng)力輸出至齒圈軸32a。在電機(jī)驅(qū)動(dòng)模式中，發(fā)動(dòng)機(jī)22的運(yùn)轉(zhuǎn)停止，而驅(qū)動(dòng)和控制電機(jī)MG2以向齒圈軸32a輸出等于要求動(dòng)力的動(dòng)力。
下面說明如上所述構(gòu)造的實(shí)施例的混合動(dòng)力車輛20的操作，尤其是響應(yīng)加速踏板83的釋放的減速操作。圖2是示出由混合動(dòng)力電子控制單元70執(zhí)行的減速控制例程的流程圖。在釋放加速器之后，該例程以預(yù)先設(shè)定的時(shí)間間隔(例如，每隔8毫秒)重復(fù)執(zhí)行。
當(dāng)減速控制例程開始時(shí)，混合動(dòng)力電子控制單元70的CPU 72首先輸入用于控制所需的各種數(shù)據(jù)，即，來自加速踏板位置傳感器84的加速器開度Acc、來自制動(dòng)踏板位置傳感器86的制動(dòng)踏板位置BP、來自車速傳感器88的車速V、發(fā)動(dòng)機(jī)22的轉(zhuǎn)速Ne、電機(jī)MG1和MG2的轉(zhuǎn)速Nm1和Nm2、蓄電池50的充電-放電電力Wb以及蓄電池50的輸入限制Win和輸出限制Wout(步驟S100)。發(fā)動(dòng)機(jī)22的轉(zhuǎn)速Ne基于來自未示出的連接到曲軸26上的曲軸位置傳感器的信號計(jì)算出，并經(jīng)由通信從發(fā)動(dòng)機(jī)ECU24輸入。電機(jī)MG1、MG2的轉(zhuǎn)速Nm1、Nm2由通過轉(zhuǎn)動(dòng)位置檢測傳感器43和44所檢測出的電機(jī)MG1和MG2中轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)位置計(jì)算出，并經(jīng)由通信從電機(jī)ECU 40輸入。蓄電池50的充電-放電電力Wb計(jì)算為在預(yù)設(shè)的時(shí)間段內(nèi)(例如，在24毫秒內(nèi))由電壓傳感器51a所檢測的蓄電池50的電壓Vb的平均值與由電流傳感器51b所檢測的充電-放電電流Ib的平均值的乘積，并經(jīng)由通信從蓄電池ECU 52輸入。使用在預(yù)設(shè)的時(shí)間段內(nèi)的電壓Vb的平均值和充電-放電電流Ib的平均值可滿意地使充電-放電電力Wb穩(wěn)定。蓄電池50的輸入限制Win和輸出限制Wout根據(jù)由溫度傳感器51c所檢測的蓄電池50的蓄電池溫度Tb和蓄電池50的充電狀態(tài)(SOC)設(shè)定，并經(jīng)由通信從蓄電池ECU 52輸入。一個(gè)具體的程序根據(jù)所觀測的蓄電池溫度Tb規(guī)定輸入限制Win和輸出限制Wout的基準(zhǔn)值，根據(jù)蓄電池50的充電狀態(tài)(SOC)確定輸入限制校正系數(shù)和輸出限制校正系數(shù)，并將所規(guī)定的輸入限制Win和輸出限制Wout的基準(zhǔn)值乘以各自的校正系數(shù)以設(shè)定蓄電池50的輸入限制Win和輸出限制Wout。圖3示出輸入限制Win和輸出限制Wout隨蓄電池溫度Tb的變化。圖4示出輸入限制Win和輸出限制Wout的校正系數(shù)隨蓄電池50的充電狀態(tài)(SOC)的變化。
在輸入這些數(shù)據(jù)之后，該例程基于加速器開度Acc、制動(dòng)踏板位置BP以及車速V的輸入，設(shè)定將作為車輛所需的轉(zhuǎn)矩輸出至作為與驅(qū)動(dòng)輪63a和63b相連的驅(qū)動(dòng)軸的齒圈軸32a的要求轉(zhuǎn)矩Tr*(步驟S110)。在此實(shí)施例的結(jié)構(gòu)中，要求轉(zhuǎn)矩Tr*隨加速器開度Acc和車速V的變化被預(yù)先規(guī)定并作為要求轉(zhuǎn)矩設(shè)定圖譜存儲于ROM 74中。對應(yīng)于給定的加速器開度Acc和給定的車速V，該實(shí)施例的程序從所存儲的要求轉(zhuǎn)矩設(shè)定圖讀取并設(shè)定要求轉(zhuǎn)矩Tr*。圖5示出要求轉(zhuǎn)矩設(shè)定圖的示例。此減速控制例程在加速器關(guān)閉(不加速)狀態(tài)下執(zhí)行。因此，根據(jù)設(shè)定為等于0的加速器開度Acc或制動(dòng)踏板位置BP，要求轉(zhuǎn)矩Tr*被設(shè)定為制動(dòng)轉(zhuǎn)矩(負(fù)的轉(zhuǎn)矩)。
在設(shè)定要求轉(zhuǎn)矩Tr*之后，例程從輸入限制Win減去預(yù)定值W1和W2以規(guī)定怠速基準(zhǔn)值Wr1和燃料供給停止基準(zhǔn)值Wr2(步驟S120)。預(yù)定值W1表示使發(fā)動(dòng)機(jī)22的轉(zhuǎn)速Ne不能夠隨著電機(jī)MG1的發(fā)電而較緩慢地降低的蓄電池50的一些剩余電力。預(yù)定值W2表示蓄電池50的極小的剩余電力。在輸入限制Win的設(shè)定根本不考慮蓄電池50的余量的情況下，預(yù)定值W1和W2都可以設(shè)定為正值。另一方面，在輸入限制Win的設(shè)定考慮蓄電池50的余量的情況下，可僅將預(yù)定值W2或者將預(yù)定值W1和W2兩者都設(shè)定為負(fù)值。
在規(guī)定怠速基準(zhǔn)值Wr1和燃料供給停止基準(zhǔn)值Wr2之后，例程比較所輸入的充電-放電電力Wb與所規(guī)定的燃料供給停止基準(zhǔn)值Wr2(步驟S130)。當(dāng)充電-放電電力Wb小于燃料供給停止基準(zhǔn)值Wr2時(shí)，例程將從輸入的發(fā)動(dòng)機(jī)22的轉(zhuǎn)速Ne減去預(yù)定的轉(zhuǎn)速Nrt所獲得的值設(shè)定為發(fā)動(dòng)機(jī)22的目標(biāo)轉(zhuǎn)速Ne*，以通過速率處理(rate process)降低發(fā)動(dòng)機(jī)22的轉(zhuǎn)速Ne(步驟S140)。然后例程比較所輸入的充電-放電電力Wb與怠速基準(zhǔn)值Wr1(步驟S150)。
當(dāng)充電-放電電力Wb小于怠速基準(zhǔn)值Wr1時(shí)，例程判定蓄電池50具有足夠的余量，并基于所設(shè)定的目標(biāo)轉(zhuǎn)速Ne*設(shè)定發(fā)動(dòng)機(jī)22的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Te*(步驟S160)。在此實(shí)施例中，目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Te*被設(shè)定為對應(yīng)于用于有效地驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)22的驅(qū)動(dòng)線上的有效的驅(qū)動(dòng)點(diǎn)的目標(biāo)轉(zhuǎn)速Ne*的轉(zhuǎn)矩。圖6中示出對應(yīng)于在發(fā)動(dòng)機(jī)22的驅(qū)動(dòng)線上的目標(biāo)轉(zhuǎn)速Ne*設(shè)定目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Te*的過程。
在設(shè)定目標(biāo)轉(zhuǎn)速Ne*和目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Te*之后，例程根據(jù)下面給出的方程式(1)由所設(shè)定的目標(biāo)轉(zhuǎn)速Ne*、齒圈軸32a的轉(zhuǎn)速Nr(＝Nm2/Gr)、以及動(dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu)30的傳動(dòng)比ρ計(jì)算電機(jī)MG1的目標(biāo)轉(zhuǎn)速Nm1*，并根據(jù)下面給出的方程式(2)由計(jì)算出的目標(biāo)轉(zhuǎn)速Nm1*和電機(jī)MG1當(dāng)前的轉(zhuǎn)速Nm1計(jì)算電機(jī)MG1的轉(zhuǎn)矩指令Tm1*(步驟S170)。方程式(1)示出動(dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu)30中的轉(zhuǎn)動(dòng)部件的動(dòng)力學(xué)關(guān)系。圖7是示出動(dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu)30中的轉(zhuǎn)動(dòng)部件的轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩之間的動(dòng)力學(xué)關(guān)系的列線圖。軸線S示出等于電機(jī)MG1的轉(zhuǎn)速Nm1的太陽齒輪31的轉(zhuǎn)速。軸線C示出等于發(fā)動(dòng)機(jī)22的轉(zhuǎn)速Ne的行星架34的轉(zhuǎn)速。軸線R示出由電機(jī)MG2的轉(zhuǎn)速Nm2乘以減速器35的傳動(dòng)比Gr所得的齒圈32的轉(zhuǎn)速Nr。方程式(1)容易從此列線圖中推出。軸線R上的兩個(gè)粗箭頭分別表示當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)22在由目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Te*和目標(biāo)轉(zhuǎn)速Ne*限定的具體驅(qū)動(dòng)點(diǎn)穩(wěn)定地驅(qū)動(dòng)時(shí)從發(fā)動(dòng)機(jī)22輸出的轉(zhuǎn)矩Te*經(jīng)由動(dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu)30傳遞而作用在齒圈軸32a上的轉(zhuǎn)矩，以及從電機(jī)MG2輸出的轉(zhuǎn)矩Tm2*經(jīng)由減速器35傳遞而作用在齒圈軸32a上的轉(zhuǎn)矩。在減速過程中，從電機(jī)MG2輸出的轉(zhuǎn)矩Tm2*具有負(fù)的方向(圖中向下的方向)。因此，電機(jī)MG1和MG2都用作發(fā)電機(jī)。方程式(2)示出使電機(jī)MG1以目標(biāo)轉(zhuǎn)速Nm1*轉(zhuǎn)動(dòng)的反饋控制中的關(guān)系。在方程式(2)中，右側(cè)第二項(xiàng)中的k1表示比例項(xiàng)的增益，右側(cè)第三項(xiàng)中的k2表示積分項(xiàng)的增益。
Nm1*＝Ne*·(1+ρ)/ρ-Nm2/(Gr·ρ) (1)Tm1*＝前一Tm1*+k1(Nm1*-Nm1)+k2∫(Nm1*-Nm1)dt (2)在計(jì)算電機(jī)MG1的目標(biāo)轉(zhuǎn)速Nm1*和轉(zhuǎn)矩指令Tm1*之后，例程根據(jù)下面給出的方程式(3)，用電機(jī)MG2的當(dāng)前轉(zhuǎn)速Nm2除蓄電池50的輸入限制Win與電機(jī)MG1產(chǎn)生的電力(電力消耗)之差，以計(jì)算作為從電機(jī)MG2輸出的可允許的下限轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)矩限制Tmin(步驟S180)，其中電機(jī)MG1產(chǎn)生的電力(功率)為計(jì)算出的電機(jī)MG1的轉(zhuǎn)矩指令Tm1*與電機(jī)MG1的當(dāng)前轉(zhuǎn)速Nm1的乘積。例程還根據(jù)下面給出的方程式(4)，由要求轉(zhuǎn)矩Tr*、轉(zhuǎn)矩指令Tm1*以及動(dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu)30的傳動(dòng)比ρ，計(jì)算作為將從電機(jī)MG2輸出的轉(zhuǎn)矩的假定電機(jī)轉(zhuǎn)矩Tm2tmp(步驟S190)，并將計(jì)算出的轉(zhuǎn)矩限制Tmin與計(jì)算出的假定電機(jī)轉(zhuǎn)矩Tm2tmp中較大的一個(gè)設(shè)定為電機(jī)MG2的轉(zhuǎn)矩指令Tm2*(步驟S200)。以這種方式設(shè)定電機(jī)MG2的轉(zhuǎn)矩指令Tm2*，可使得將輸出至作為驅(qū)動(dòng)軸的齒圈軸32a的要求轉(zhuǎn)矩Tr*(制動(dòng)轉(zhuǎn)矩)被設(shè)定為在蓄電池50的輸入限制Win范圍之內(nèi)的受限制轉(zhuǎn)矩。方程式(4)很容易從上述圖7的列線圖推出。
Tmin＝(Win-Tm1*·Nm1)/Nm2 (3)Tm2tmp＝(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr(4)在設(shè)定發(fā)動(dòng)機(jī)22的目標(biāo)轉(zhuǎn)速Ne*和目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Te*以及電機(jī)MG1和MG2的轉(zhuǎn)矩指令Tm1*和Tm2*之后，例程在終止前將發(fā)動(dòng)機(jī)22的目標(biāo)轉(zhuǎn)速Ne*和目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Te*發(fā)送到發(fā)動(dòng)機(jī)ECU 24并將電機(jī)MG1和MG2的轉(zhuǎn)矩指令Tm1*和Tm2*發(fā)送到電機(jī)ECU 40(步驟S210)。發(fā)動(dòng)機(jī)ECU 24接收目標(biāo)轉(zhuǎn)速Ne*和目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Te*并執(zhí)行發(fā)動(dòng)機(jī)22的燃料噴射控制和點(diǎn)火控制，以在由目標(biāo)轉(zhuǎn)速Ne*和目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Te*限定的驅(qū)動(dòng)點(diǎn)處驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)22。電機(jī)ECU 40接收轉(zhuǎn)矩指令Tm1*和Tm2*并執(zhí)行包括在逆變器41和42中的開關(guān)部件的開關(guān)控制，以利用轉(zhuǎn)矩指令Tm1*驅(qū)動(dòng)電機(jī)MG1并利用轉(zhuǎn)矩指令Tm2*驅(qū)動(dòng)電機(jī)MG2。
在充電-放電電力Wb小于怠速基準(zhǔn)值Wr1的持續(xù)狀態(tài)，如上所述，例程設(shè)定通過速率處理逐漸降低的目標(biāo)轉(zhuǎn)速Ne*以及對應(yīng)的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Te*(步驟S140和S160)。從而發(fā)動(dòng)機(jī)22被控制為在由所設(shè)定的目標(biāo)轉(zhuǎn)速Ne*和目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Te*限定的驅(qū)動(dòng)點(diǎn)處被驅(qū)動(dòng)。電機(jī)MG1被控制為輸出消除響應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)22的輸出轉(zhuǎn)矩作用在太陽齒輪31上的轉(zhuǎn)矩并使發(fā)動(dòng)機(jī)22的轉(zhuǎn)速Ne接近目標(biāo)轉(zhuǎn)速Ne*的消除轉(zhuǎn)矩(offset torque)。電機(jī)MG2被控制為輸出通過用減速器35的傳動(dòng)比Gr除要求轉(zhuǎn)矩Tr*(制動(dòng)轉(zhuǎn)矩)與用于消除響應(yīng)電機(jī)MG1的輸出轉(zhuǎn)矩作用在齒圈軸32a上的轉(zhuǎn)矩的消除轉(zhuǎn)矩之和計(jì)算出的、并被限制在輸入限制Win的范圍之內(nèi)的轉(zhuǎn)矩。從而，隨著電機(jī)MG1的發(fā)電，發(fā)動(dòng)機(jī)22的轉(zhuǎn)速Ne逐漸降低。相應(yīng)地，蓄電池50利用電機(jī)MG1產(chǎn)生的電力和電機(jī)MG2的再生動(dòng)力充電。在此減速狀態(tài)，隨著從發(fā)動(dòng)機(jī)22輸出轉(zhuǎn)矩，控制程序逐漸降低發(fā)動(dòng)機(jī)22的轉(zhuǎn)速Ne。這種控制確保響應(yīng)駕駛員對加速踏板83的突然踩踏動(dòng)作迅速向作為驅(qū)動(dòng)軸的齒圈軸32a輸出轉(zhuǎn)矩。因此，該布置實(shí)現(xiàn)了對駕駛員動(dòng)作的快速響應(yīng)。
當(dāng)在步驟S150判定蓄電池50的充電-放電電力Wb不小于怠速基準(zhǔn)值Wr1時(shí)，例程判定蓄電池50具有微小的余量，并向發(fā)動(dòng)機(jī)ECU 24發(fā)送控制信號以使發(fā)動(dòng)機(jī)22在目標(biāo)轉(zhuǎn)速Ne*下怠速運(yùn)轉(zhuǎn)(步驟S220)。然后，例程根據(jù)上面給出的方程式(1)由所設(shè)定的目標(biāo)轉(zhuǎn)速Ne*、齒圈軸32a的轉(zhuǎn)速Nr(＝Nm2/Gr)以及動(dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu)30的傳動(dòng)比ρ計(jì)算電機(jī)MG1的目標(biāo)轉(zhuǎn)速Nm1*，并根據(jù)上面給出的方程式(2)由計(jì)算出的目標(biāo)轉(zhuǎn)速Nm1*和電機(jī)MG1當(dāng)前的轉(zhuǎn)速Nm1計(jì)算電機(jī)MG1的轉(zhuǎn)矩指令Tm1*(步驟S170)。在這種狀態(tài)下，由于發(fā)動(dòng)機(jī)22被控制為輸出轉(zhuǎn)矩或在目標(biāo)轉(zhuǎn)速Ne*下被驅(qū)動(dòng)，因此僅需從電機(jī)MG1輸出很小的轉(zhuǎn)矩。從而，與充電-放電電力Wb小于怠速基準(zhǔn)值Wr1的狀態(tài)相比，對于用以設(shè)定轉(zhuǎn)矩指令Tm1*的反饋控制的關(guān)系式中的比例項(xiàng)(方程式(2)中右側(cè)第二項(xiàng))的增益k1，較小的設(shè)定值就足夠。因此，此實(shí)施例的程序?qū)⑤^小的值設(shè)定為用于使發(fā)動(dòng)機(jī)22怠速運(yùn)轉(zhuǎn)的控制的比例項(xiàng)的增益k1。然后，例程執(zhí)行步驟S180及之后的處理。
在充電-放電電力Wb不小于怠速基準(zhǔn)值Wr1但是小于燃料供給停止基準(zhǔn)值Wr2的持續(xù)狀態(tài)，減速控制例程的每一循環(huán)從在設(shè)定發(fā)動(dòng)機(jī)22的目標(biāo)轉(zhuǎn)速Ne*的時(shí)刻觀察到的發(fā)動(dòng)機(jī)22的轉(zhuǎn)速Ne減去預(yù)定的轉(zhuǎn)速Nrt(步驟S140)。然后，發(fā)動(dòng)機(jī)22被控制為以所設(shè)定的目標(biāo)轉(zhuǎn)速Ne*怠速運(yùn)轉(zhuǎn)(步驟S220)。電機(jī)MG1被控制為輸出利用小的增益k1設(shè)定的較小水平的轉(zhuǎn)矩指令Tm1*，以使發(fā)動(dòng)機(jī)22的轉(zhuǎn)速Ne接近目標(biāo)轉(zhuǎn)速Ne*。電機(jī)MG2被控制為輸出通過用減速器35的傳動(dòng)比Gr除要求轉(zhuǎn)矩Tr*(制動(dòng)轉(zhuǎn)矩)與用于消除響應(yīng)電機(jī)MG1的輸出轉(zhuǎn)矩作用在齒圈軸32a上的較小水平的轉(zhuǎn)矩的消除轉(zhuǎn)矩之和計(jì)算出的、并被限制在輸入限制Win的范圍之內(nèi)的轉(zhuǎn)矩。從而，隨著電機(jī)MG1產(chǎn)生微小的電力，發(fā)動(dòng)機(jī)22的轉(zhuǎn)速Ne逐漸降低。因此，蓄電池50利用電機(jī)MG1產(chǎn)生的微小的電力和電機(jī)MG2的再生電力充電。在此減速狀態(tài)，控制例程在使發(fā)動(dòng)機(jī)22怠速運(yùn)轉(zhuǎn)的同時(shí)逐漸降低發(fā)動(dòng)機(jī)22的轉(zhuǎn)速Ne。這種控制確保響應(yīng)駕駛員對加速踏板83的突然踩踏動(dòng)作較迅速地向作為驅(qū)動(dòng)軸的齒圈軸32a輸出轉(zhuǎn)矩，盡管轉(zhuǎn)矩輸出響應(yīng)不如在隨著發(fā)動(dòng)機(jī)22輸出轉(zhuǎn)矩而逐漸降低轉(zhuǎn)速Ne的狀態(tài)下那樣迅速。因此，該布置實(shí)現(xiàn)了對駕駛員動(dòng)作的較快的響應(yīng)。
當(dāng)在步驟S130判定充電-放電電力Wb不小于燃料供給停止基準(zhǔn)值Wr2時(shí)，例程判定蓄電池50僅具有極小的余量，并向發(fā)動(dòng)機(jī)ECU 24發(fā)送控制信號以停止對發(fā)動(dòng)機(jī)22的燃料供給(步驟S230)。然后，例程將值0設(shè)定給電機(jī)MG1的轉(zhuǎn)矩指令Tm1*(步驟S240)并執(zhí)行步驟S180及之后的處理。由于轉(zhuǎn)矩指令Tm1*被設(shè)定為等于0，因此步驟S180及之后的處理將用減速器35的傳動(dòng)比Gr除要求轉(zhuǎn)矩Tr*所得到的并被限制在輸入限制Win的范圍之內(nèi)的值設(shè)定為電機(jī)MG2的轉(zhuǎn)矩指令Tm2*。在這種狀態(tài)下，對發(fā)動(dòng)機(jī)22的燃料供給被突然停止。這導(dǎo)致處于不會(huì)對車輛的驅(qū)動(dòng)操作產(chǎn)生不利影響的水平的輕微的轉(zhuǎn)矩沖擊。這種輕微的轉(zhuǎn)矩沖擊對于保護(hù)蓄電池50是不可避免的。
在充電-放電電力Wb不小于燃料供給停止基準(zhǔn)值Wr2的持續(xù)狀態(tài)，對發(fā)動(dòng)機(jī)22的燃料供給的停止持續(xù)。因此，發(fā)動(dòng)機(jī)22停止運(yùn)轉(zhuǎn)，電機(jī)MG1被控制為不輸出轉(zhuǎn)矩。電機(jī)MG2被控制為輸出用減速器35的傳動(dòng)比Gr除要求轉(zhuǎn)矩Tr*(制動(dòng)轉(zhuǎn)矩)所得到的并被限制在輸入限制Win的范圍之內(nèi)的轉(zhuǎn)矩。因此，蓄電池50僅利用電機(jī)MG2的再生電力充電。在此減速狀態(tài)，響應(yīng)駕駛員對加速踏板83的突然踩踏動(dòng)作，這種控制確保對應(yīng)于可由電機(jī)MG2提供的水平的要求轉(zhuǎn)矩Tr*的快速轉(zhuǎn)矩輸出。然而，需要發(fā)動(dòng)機(jī)22的燃料噴射控制和點(diǎn)火控制，以完成在可由電機(jī)MG2提供的水平的要求轉(zhuǎn)矩Tr*。這樣導(dǎo)致的轉(zhuǎn)矩輸出的延遲對于保護(hù)蓄電池50是不可避免的。
如圖3和圖4所示，蓄電池50的輸入限制Win取決于蓄電池溫度Tb和充電狀態(tài)(SOC)。即使在緊接著松開加速器之后充電-放電電力Wb小于怠速基準(zhǔn)值Wr1時(shí)，充電-放電電力Wb也可隨輸入限制Win的變化而增加至不小于怠速基準(zhǔn)值Wr1但仍小于燃料供給停止基準(zhǔn)值Wr2的水平。在這種情況下，在逐漸降低發(fā)動(dòng)機(jī)22的轉(zhuǎn)速Ne的過程中開始使發(fā)動(dòng)機(jī)22怠速運(yùn)轉(zhuǎn)的控制。在充電-放電電力Wb隨輸入限制Win的變化而增加至不小于燃料供給停止基準(zhǔn)值Wr2的水平的情況下，在逐漸降低發(fā)動(dòng)機(jī)22的轉(zhuǎn)速Ne的過程中開始停止對發(fā)動(dòng)機(jī)22的燃料供給的控制。這種布置有效地防止隨著蓄電池50的輸入限制Win的變化蓄電池50被充以過量的電力。
如上所述，本實(shí)施例的混合動(dòng)力車輛20響應(yīng)加速器的松開，將蓄電池50的充電-放電電力Wb與基于蓄電池50的輸入限制Win設(shè)定的怠速基準(zhǔn)值Wr1和燃料供給停止基準(zhǔn)值Wr2進(jìn)行比較?；诒容^的結(jié)果，混合動(dòng)力車輛20在隨著發(fā)動(dòng)機(jī)22輸出轉(zhuǎn)矩而逐漸降低發(fā)動(dòng)機(jī)22的轉(zhuǎn)速Ne的普通狀態(tài)改變控制、在使發(fā)動(dòng)機(jī)22怠速運(yùn)轉(zhuǎn)的同時(shí)逐漸降低發(fā)動(dòng)機(jī)22的轉(zhuǎn)速Ne的怠速狀態(tài)改變控制以及停止對發(fā)動(dòng)機(jī)22的燃料供給的燃料供給停止?fàn)顟B(tài)改變控制中轉(zhuǎn)換控制模式。這種布置能有效地防止蓄電池50被充以過量的電力。當(dāng)充電-放電電力Wb小于怠速基準(zhǔn)值Wr1時(shí)，執(zhí)行普通狀態(tài)改變控制以平穩(wěn)地降低發(fā)動(dòng)機(jī)22的轉(zhuǎn)速Ne并確保對駕駛員隨后對加速踏板83的踩踏動(dòng)作的快速響應(yīng)。在這種情況下，對發(fā)動(dòng)機(jī)22的燃料供給繼續(xù)，從而沒有由于發(fā)動(dòng)機(jī)22的燃料供給停止造成的潛在的轉(zhuǎn)矩沖擊。當(dāng)充電-放電電力Wb不小于怠速基準(zhǔn)值Wr1但是小于燃料供給停止基準(zhǔn)值Wr2時(shí)，執(zhí)行怠速狀態(tài)改變控制以平穩(wěn)地降低發(fā)動(dòng)機(jī)22的轉(zhuǎn)速Ne并減小由電機(jī)MG1產(chǎn)生的電力。這在確保對駕駛員隨后對加速踏板83的踩踏動(dòng)作的較快速響應(yīng)的同時(shí)，有效地防止了蓄電池50被充以過量的電力。在這種情況下，對發(fā)動(dòng)機(jī)22的燃料供給仍繼續(xù)，從而沒有由于發(fā)動(dòng)機(jī)22的燃料供給停止造成的潛在的轉(zhuǎn)矩沖擊。當(dāng)充電-放電電力Wb不小于燃料供給停止基準(zhǔn)值Wr2時(shí)，執(zhí)行燃料供給停止?fàn)顟B(tài)改變控制以有效地防止蓄電池50被充以過量的電力。
當(dāng)充電-放電電力Wb小于燃料供給停止基準(zhǔn)值Wr2時(shí)，本實(shí)施例的混合動(dòng)力車輛20通過速率處理逐漸降低發(fā)動(dòng)機(jī)22的目標(biāo)轉(zhuǎn)速Ne*。然而，該速率處理不是必需的，而是也可應(yīng)用其它技術(shù)來降低發(fā)動(dòng)機(jī)22的目標(biāo)轉(zhuǎn)速Ne*。
本實(shí)施例的混合動(dòng)力車輛20在充電-放電電力Wb小于怠速基準(zhǔn)值Wr1的條件下執(zhí)行普通狀態(tài)改變控制，在充電-放電電力Wb不小于怠速基準(zhǔn)值Wr1但是小于燃料供給停止基準(zhǔn)值Wr2的條件下執(zhí)行怠速狀態(tài)改變控制，在充電-放電電力Wb不小于燃料供給停止基準(zhǔn)值Wr2的條件下執(zhí)行燃料供給停止?fàn)顟B(tài)改變控制。一個(gè)變形例的程序可基于已達(dá)到怠速基準(zhǔn)值Wr1的充電-放電電力Wb的變化程度從普通狀態(tài)改變控制、怠速狀態(tài)改變控制以及燃料供給停止?fàn)顟B(tài)改變控制中選擇控制模式。在該變形例的設(shè)置中，代替圖2的減速控制例程，執(zhí)行圖8中所示的另一減速控制例程。圖8的該變形例的減速控制例程中步驟S100至S140的處理以及步驟S160及之后的處理與圖2的減速控制例程中相同步驟號的處理相同。因此，此處簡要說明步驟S142及之后的不同的處理流程。
參照圖8的流程圖，當(dāng)充電-放電電力Wb已達(dá)到怠速基準(zhǔn)值Wr1時(shí)(步驟S142)，該變形例的減速控制例程從當(dāng)前充電-放電電力Wb中減去該例程的前一循環(huán)中使用的前一充電-放電電力Wb(表示為前一Wb)，以計(jì)算電力變化ΔW(步驟S144)。該例程將所計(jì)算的電力變化ΔW與閾值Wr3和Wr4進(jìn)行比較(步驟S146)。閾值Wr3用作判斷繼續(xù)或終止普通狀態(tài)改變控制的標(biāo)準(zhǔn)，并具有較小的設(shè)定值。閾值Wr4用作判斷執(zhí)行或不執(zhí)行燃料供給停止?fàn)顟B(tài)改變控制的標(biāo)準(zhǔn)，并具有比閾值Wr3的設(shè)定值大的設(shè)定值。電力變化ΔW表示充電-放電電力Wb隨減速控制例程的執(zhí)行頻率的變化，可認(rèn)為是在極限下的充電-放電電力Wb的微分值。因此，通過對電力變化ΔW與閾值Wr3和Wr4進(jìn)行比較可判斷充電-放電電力Wb的變化是否緩和(適度)或突然。當(dāng)電力變化ΔW小于閾值Wr3時(shí)，預(yù)計(jì)充電-放電電力Wb僅有很小的變化且不會(huì)突然達(dá)到或超過燃料供給停止基準(zhǔn)值Wr2。因此，推薦繼續(xù)普通狀態(tài)改變控制。另一方面，當(dāng)電力變化ΔW不小于閾值Wr4時(shí)，預(yù)計(jì)充電-放電電力Wb具有非常大的變化且將很快達(dá)到或超過燃料供給停止基準(zhǔn)值Wr2。因此，推薦立即執(zhí)行燃料供給停止?fàn)顟B(tài)改變控制。該變形例的程序基于比較的結(jié)果轉(zhuǎn)換控制模式。當(dāng)電力變化ΔW小于閾值Wr3時(shí)，例程設(shè)定對應(yīng)于目標(biāo)轉(zhuǎn)速Ne*的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Te*(步驟S160)，并執(zhí)行普通狀態(tài)改變控制以隨著發(fā)動(dòng)機(jī)22輸出轉(zhuǎn)矩而逐漸降低發(fā)動(dòng)機(jī)22的轉(zhuǎn)速Ne。當(dāng)電力變化ΔW不小于閾值Wr3但是小于閾值Wr4時(shí)，例程向發(fā)動(dòng)機(jī)ECU 24發(fā)送用于使發(fā)動(dòng)機(jī)22在目標(biāo)轉(zhuǎn)速Ne*下怠速運(yùn)轉(zhuǎn)的指令，并執(zhí)行怠速狀態(tài)改變控制以在使發(fā)動(dòng)機(jī)22怠速運(yùn)轉(zhuǎn)的同時(shí)逐漸降低發(fā)動(dòng)機(jī)22的轉(zhuǎn)速Ne。當(dāng)電力變化ΔW不小于閾值Wr4時(shí)，例程停止對發(fā)動(dòng)機(jī)22的燃料供給，將值0設(shè)定給電機(jī)MG1的轉(zhuǎn)矩指令Tm1*(步驟S230和S240)，并執(zhí)行燃料供給停止?fàn)顟B(tài)改變控制以停止對發(fā)動(dòng)機(jī)22的燃料供給。當(dāng)充電-放電電力Wb變得不小于燃料供給停止基準(zhǔn)值Wr2時(shí)，圖8的變形例的減速控制例程以與圖2的減速控制例程相同的方式執(zhí)行燃料供給停止?fàn)顟B(tài)改變控制。
混合動(dòng)力車輛執(zhí)行該變形例的減速控制例程(圖8)，以根據(jù)已達(dá)到基于輸入限制Win設(shè)定的怠速基準(zhǔn)值Wr1的充電-放電電力Wb的改變程度，在普通狀態(tài)改變控制、怠速狀態(tài)改變控制以及燃料供給停止?fàn)顟B(tài)改變控制中轉(zhuǎn)換控制模式?；谒烙?jì)的不久的將來的充電-放電電力Wb轉(zhuǎn)換控制模式。因此，該變形例的布置能有效地防止蓄電池50被充以過量的電力。普通狀態(tài)改變控制和怠速狀態(tài)改變控制平穩(wěn)地降低發(fā)動(dòng)機(jī)22的轉(zhuǎn)速Ne，同時(shí)確保對駕駛員隨后對加速踏板83的踩踏動(dòng)作的充分或較快速的響應(yīng)。
當(dāng)充電-放電電力Wb不小于燃料供給停止基準(zhǔn)值Wr2時(shí)，該變形例的減速控制例程(圖8)將控制模式轉(zhuǎn)換為燃料供給停止?fàn)顟B(tài)改變控制。另一可行的變形例可不比較充電-放電電力Wb與燃料供給停止基準(zhǔn)值Wr2。該變形例的程序基于充電-放電電力Wb與怠速基準(zhǔn)值Wr1的比較結(jié)果以及隨后對電力變化ΔW與閾值Wr3和Wr4的比較結(jié)果轉(zhuǎn)換控制模式。
變形例的減速控制例程(圖8)將電力變化ΔW與閾值Wr3和Wr4進(jìn)行比較。當(dāng)電力變化ΔW小于閾值Wr3時(shí)，例程選擇普通狀態(tài)改變控制，當(dāng)電力變化ΔW不小于閾值Wr3但是小于閾值Wr4時(shí)，例程選擇怠速狀態(tài)改變控制，當(dāng)電力變化ΔW不小于閾值Wr4時(shí)，例程選擇燃料供給停止?fàn)顟B(tài)改變控制。另一可行的變形例可僅將電力變化ΔW與閾值Wr4進(jìn)行比較。當(dāng)電力變化ΔW小于閾值Wr4時(shí)，該變形例的程序執(zhí)行怠速狀態(tài)改變控制，而當(dāng)電力變化ΔW不小于閾值Wr4時(shí)執(zhí)行燃料供給停止?fàn)顟B(tài)改變控制。即，當(dāng)充電-放電電力Wb變得不小于怠速基準(zhǔn)值Wr1時(shí)，普通狀態(tài)改變控制終止。
在本實(shí)施例的混合動(dòng)力車輛20中，電機(jī)MG2的動(dòng)力經(jīng)受減速器35的變速并輸出至齒圈軸32a。在如圖9的混合動(dòng)力車輛120所示的一個(gè)可行的變形例中，電機(jī)MG2的動(dòng)力可輸出至不同于與齒圈軸32a相連的車軸(即，與車輪63a和63b相連的車軸)的另一車軸(即，與車輪64a和64b相連的車軸)。
在本實(shí)施例的混合動(dòng)力車輛20中，發(fā)動(dòng)機(jī)22的動(dòng)力經(jīng)由動(dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu)30輸出至用作與驅(qū)動(dòng)輪63a和63b相連的驅(qū)動(dòng)軸的齒圈軸32a。在圖10的另一可行的變形例中，混合動(dòng)力車輛220可具有雙轉(zhuǎn)子電機(jī)230，該雙轉(zhuǎn)子電機(jī)具有與發(fā)動(dòng)機(jī)22的曲軸26相連的內(nèi)轉(zhuǎn)子232和與用于將動(dòng)力輸出至驅(qū)動(dòng)輪63a、63b的驅(qū)動(dòng)軸相連的外轉(zhuǎn)子234，并將從發(fā)動(dòng)機(jī)22輸出的動(dòng)力的一部分傳遞至驅(qū)動(dòng)軸，而將動(dòng)力的剩余部分轉(zhuǎn)換為電力。
以上討論的實(shí)施例在所有方面應(yīng)認(rèn)為是示例性的而不是限制性的。在不脫離本發(fā)明的主要特征的精神和范圍的條件下可存在很多變形、改變和變化。本發(fā)明的精神和范圍通過所附權(quán)利要求而不是上述說明指出。
工業(yè)應(yīng)用性本發(fā)明的技術(shù)可應(yīng)用于汽車以及其它制造工業(yè)。
權(quán)利要求
1.一種向驅(qū)動(dòng)軸輸出動(dòng)力的動(dòng)力輸出裝置，所述動(dòng)力輸出裝置包括內(nèi)燃機(jī)；與所述內(nèi)燃機(jī)的輸出軸和所述驅(qū)動(dòng)軸相連、以通過電力和機(jī)械動(dòng)力的輸入和輸出保持或改變所述內(nèi)燃機(jī)的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)并將來自所述內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)力的至少一部分輸出至所述驅(qū)動(dòng)軸的電力-機(jī)械動(dòng)力輸入輸出單元；能夠從所述驅(qū)動(dòng)軸輸入動(dòng)力和向所述驅(qū)動(dòng)軸輸出動(dòng)力的電機(jī)；能夠向所述電力-機(jī)械動(dòng)力輸入輸出單元及所述電機(jī)提供電力和從所述電力-機(jī)械動(dòng)力輸入輸出單元及所述電機(jī)接收電力的二次電池；設(shè)定所述二次電池的輸入限制的輸入限制設(shè)定單元；測量用以對所述二次電池充電或由所述二次電池放電獲得的充電-放電電力的充電-放電電力測量單元；響應(yīng)操作者的操作設(shè)定所述驅(qū)動(dòng)軸所要求的要求動(dòng)力的要求動(dòng)力設(shè)定單元；驅(qū)動(dòng)狀態(tài)改變模式轉(zhuǎn)換單元，該驅(qū)動(dòng)狀態(tài)改變模式轉(zhuǎn)換單元響應(yīng)所述要求動(dòng)力設(shè)定單元突然減小的要求動(dòng)力的設(shè)定，基于由所述充電-放電電力測量單元測量的充電-放電電力和由所述輸入限制設(shè)定單元設(shè)定的輸入限制，選擇驅(qū)動(dòng)狀態(tài)改變模式以改變所述內(nèi)燃機(jī)的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)；以及控制器，該控制器控制所述內(nèi)燃機(jī)、所述電力-機(jī)械動(dòng)力輸入輸出單元以及所述電機(jī)，以確保所述內(nèi)燃機(jī)的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)在所選定的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)改變模式下改變和對應(yīng)于要求動(dòng)力的設(shè)定的動(dòng)力輸出至所述驅(qū)動(dòng)軸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)力輸出裝置，其特征在于，當(dāng)所測量的充電-放電電力小于基于輸入限制設(shè)定的預(yù)定的第一電力時(shí)，所述驅(qū)動(dòng)狀態(tài)改變模式轉(zhuǎn)換單元選擇普通狀態(tài)改變模式以逐漸改變所述內(nèi)燃機(jī)的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)；當(dāng)所測量的充電-放電電力不小于所述預(yù)定的第一電力但小于基于輸入限制設(shè)定的預(yù)定的第二電力時(shí)，所述驅(qū)動(dòng)狀態(tài)改變模式轉(zhuǎn)換單元選擇獨(dú)立狀態(tài)改變模式，以使所述內(nèi)燃機(jī)無轉(zhuǎn)矩輸出地在規(guī)定的轉(zhuǎn)速下怠速運(yùn)轉(zhuǎn)，從而改變所述內(nèi)燃機(jī)的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)；當(dāng)所測量的充電-放電電力不小于所述預(yù)定的第二電力時(shí)，所述驅(qū)動(dòng)狀態(tài)改變模式轉(zhuǎn)換單元選擇燃料供給停止?fàn)顟B(tài)改變模式，以停止對所述內(nèi)燃機(jī)的燃料供給，從而改變所述內(nèi)燃機(jī)的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的動(dòng)力輸出裝置，其特征在于，所述預(yù)定的第二電力設(shè)定為低于所述輸入限制的水平。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的動(dòng)力輸出裝置，其特征在于，所述預(yù)定的第二電力設(shè)定為高于所述輸入限制的水平。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的動(dòng)力輸出裝置，其特征在于，所述預(yù)定的第一電力設(shè)定為低于所述輸入限制的水平。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)力輸出裝置，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)狀態(tài)改變模式轉(zhuǎn)換單元根據(jù)所測量的已達(dá)到基于所述輸入限制設(shè)定的預(yù)定的第一電力的充電-放電電力的改變程度，選擇所述內(nèi)燃機(jī)的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)改變模式。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的動(dòng)力輸出裝置，其特征在于，當(dāng)所測量的充電-放電電力的改變程度小于預(yù)定的第一水平時(shí)，所述驅(qū)動(dòng)狀態(tài)改變模式轉(zhuǎn)換單元選擇普通狀態(tài)改變模式以逐漸改變所述內(nèi)燃機(jī)的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)；當(dāng)所測量的充電-放電電力的改變程度不小于所述預(yù)定的第一水平但小于預(yù)定的第二水平時(shí)，所述驅(qū)動(dòng)狀態(tài)改變模式轉(zhuǎn)換單元選擇獨(dú)立狀態(tài)改變模式，以使所述內(nèi)燃機(jī)無轉(zhuǎn)矩輸出地在規(guī)定的轉(zhuǎn)速下怠速運(yùn)轉(zhuǎn)，從而改變所述內(nèi)燃機(jī)的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)；當(dāng)所測量的充電-放電電力的改變程度不小于所述預(yù)定的第二水平時(shí)，所述驅(qū)動(dòng)狀態(tài)改變模式轉(zhuǎn)換單元選擇燃料供給停止?fàn)顟B(tài)改變模式，以停止對所述內(nèi)燃機(jī)的燃料供給，從而改變所述內(nèi)燃機(jī)的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的動(dòng)力輸出裝置，其特征在于，在所測量的充電-放電電力不小于基于所述輸入限制設(shè)定的、大于所述預(yù)定的第一電力的預(yù)定的第二電力的條件下，無論當(dāng)所測量的充電-放電電力達(dá)到所述預(yù)定的第一電力時(shí)選擇的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)改變模式如何，所述驅(qū)動(dòng)狀態(tài)改變模式轉(zhuǎn)換單元都采取燃料供給停止?fàn)顟B(tài)改變模式。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的動(dòng)力輸出裝置，其特征在于，所述預(yù)定的第二電力設(shè)定為低于所述輸入限制的水平。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的動(dòng)力輸出裝置，其特征在于，所述預(yù)定的第二電力設(shè)定為高于所述輸入限制的水平。
11.根據(jù)權(quán)利要求6所述的動(dòng)力輸出裝置，其特征在于，所述預(yù)定的第一電力設(shè)定為低于所述輸入限制的水平。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至11中任一項(xiàng)所述的動(dòng)力輸出裝置，其特征在于，所述電力-機(jī)械動(dòng)力輸入輸出單元包括三軸動(dòng)力輸入輸出組件，該組件與三個(gè)軸即所述內(nèi)燃機(jī)的所述輸出軸、所述驅(qū)動(dòng)軸以及第三軸相連，并基于從所述三個(gè)軸中的兩個(gè)軸輸入的動(dòng)力和輸出至所述兩個(gè)軸的動(dòng)力，規(guī)定來自所述三個(gè)軸中剩余的一個(gè)剩余軸的動(dòng)力輸入和至該剩余軸的動(dòng)力輸出；以及從所述第三軸輸入動(dòng)力或向所述第三軸輸出動(dòng)力的發(fā)電機(jī)。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至11中任一項(xiàng)所述的動(dòng)力輸出裝置，其特征在于，所述電力-機(jī)械動(dòng)力輸入輸出單元包括具有第一轉(zhuǎn)子和第二轉(zhuǎn)子的雙轉(zhuǎn)子發(fā)電機(jī)，該第一轉(zhuǎn)子與所述內(nèi)燃機(jī)的輸出軸相連，該第二轉(zhuǎn)子與所述驅(qū)動(dòng)軸相連并相對于第一轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，所述雙轉(zhuǎn)子發(fā)電機(jī)通過第一轉(zhuǎn)子與第二轉(zhuǎn)子之間的電磁相互作用產(chǎn)生的電力的輸入和輸出將來自所述內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)力的至少一部分輸出至所述驅(qū)動(dòng)軸。
14.一種汽車，包括內(nèi)燃機(jī)；與所述內(nèi)燃機(jī)的輸出軸相連并與和車軸連接的驅(qū)動(dòng)軸相連、以通過電力和機(jī)械動(dòng)力的輸入和輸出保持或改變所述內(nèi)燃機(jī)的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)并將來自所述內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)力的至少一部分輸出至所述驅(qū)動(dòng)軸的電力-機(jī)械動(dòng)力輸入輸出單元；能夠從所述驅(qū)動(dòng)軸輸入動(dòng)力和向所述驅(qū)動(dòng)軸輸出動(dòng)力的電機(jī)；能夠向所述電力-機(jī)械動(dòng)力輸入輸出單元及所述電機(jī)提供電力和從所述電力-機(jī)械動(dòng)力輸入輸出單元及所述電機(jī)接收電力的二次電池；設(shè)定所述二次電池的輸入限制的輸入限制設(shè)定單元；測量用以對所述二次電池充電或由所述二次電池放電獲得的充電-放電電力的充電-放電電力測量單元；響應(yīng)操作者的操作設(shè)定所述驅(qū)動(dòng)軸所要求的要求動(dòng)力的要求動(dòng)力設(shè)定單元；驅(qū)動(dòng)狀態(tài)改變模式轉(zhuǎn)換單元，該驅(qū)動(dòng)狀態(tài)改變模式轉(zhuǎn)換單元響應(yīng)所述要求動(dòng)力設(shè)定單元突然減小的要求動(dòng)力的設(shè)定，基于由所述充電-放電電力測量單元測量的充電-放電電力和由所述輸入限制設(shè)定單元設(shè)定的輸入限制，選擇驅(qū)動(dòng)狀態(tài)改變模式以改變所述內(nèi)燃機(jī)的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)；以及控制器，該控制器控制所述內(nèi)燃機(jī)、所述電力-機(jī)械動(dòng)力輸入輸出單元以及所述電機(jī)，以確保所述內(nèi)燃機(jī)的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)在所選定的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)改變模式下改變和對應(yīng)于要求動(dòng)力的設(shè)定的動(dòng)力輸出至所述驅(qū)動(dòng)軸。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的汽車，其特征在于，當(dāng)所測量的充電-放電電力小于基于輸入限制設(shè)定的預(yù)定的第一電力時(shí)，所述驅(qū)動(dòng)狀態(tài)改變模式轉(zhuǎn)換單元選擇普通狀態(tài)改變模式以逐漸改變所述內(nèi)燃機(jī)的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)；當(dāng)所測量的充電-放電電力不小于所述預(yù)定的第一電力但小于基于輸入限制設(shè)定的預(yù)定的第二電力時(shí)，所述驅(qū)動(dòng)狀態(tài)改變模式轉(zhuǎn)換單元選擇獨(dú)立狀態(tài)改變模式，以使所述內(nèi)燃機(jī)無轉(zhuǎn)矩輸出地在規(guī)定的轉(zhuǎn)速下怠速運(yùn)轉(zhuǎn)，從而改變所述內(nèi)燃機(jī)的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)；當(dāng)所測量的充電-放電電力不小于所述預(yù)定的第二電力時(shí)，所述驅(qū)動(dòng)狀態(tài)改變模式轉(zhuǎn)換單元選擇燃料供給停止?fàn)顟B(tài)改變模式，以停止對所述內(nèi)燃機(jī)的燃料供給，從而改變所述內(nèi)燃機(jī)的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的汽車，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)狀態(tài)改變模式轉(zhuǎn)換單元根據(jù)所測量的已達(dá)到基于所述輸入限制設(shè)定的預(yù)定的第一電力的充電-放電電力的改變程度，選擇所述內(nèi)燃機(jī)的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)改變模式。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的汽車，其特征在于，當(dāng)所測量的充電-放電電力的改變程度小于預(yù)定的第一水平時(shí)，所述驅(qū)動(dòng)狀態(tài)改變模式轉(zhuǎn)換單元選擇普通狀態(tài)改變模式以逐漸改變所述內(nèi)燃機(jī)的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)；當(dāng)所測量的充電-放電電力的改變程度不小于所述預(yù)定的第一水平但小于預(yù)定的第二水平時(shí)，所述驅(qū)動(dòng)狀態(tài)改變模式轉(zhuǎn)換單元選擇獨(dú)立狀態(tài)改變模式，以使所述內(nèi)燃機(jī)無轉(zhuǎn)矩輸出地在規(guī)定的轉(zhuǎn)速下怠速運(yùn)轉(zhuǎn)，從而改變所述內(nèi)燃機(jī)的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)；當(dāng)所測量的充電-放電電力的改變程度不小于所述預(yù)定的第二水平時(shí)，所述驅(qū)動(dòng)狀態(tài)改變模式轉(zhuǎn)換單元選擇燃料供給停止?fàn)顟B(tài)改變模式，以停止對所述內(nèi)燃機(jī)的燃料供給，從而改變所述內(nèi)燃機(jī)的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的汽車，其特征在于，在所測量的充電-放電電力不小于基于所述輸入限制設(shè)定的、大于所述預(yù)定的第一電力的預(yù)定的第二電力的條件下，無論當(dāng)所測量的充電-放電電力達(dá)到所述預(yù)定的第一電力時(shí)選擇的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)改變模式如何，所述驅(qū)動(dòng)狀態(tài)改變模式轉(zhuǎn)換單元都采取燃料供給停止?fàn)顟B(tài)改變模式。
19.根據(jù)權(quán)利要求14或18所述的汽車，其特征在于，所述電力-機(jī)械動(dòng)力輸入輸出單元包括三軸動(dòng)力輸入輸出組件，該組件與三個(gè)軸即所述內(nèi)燃機(jī)的所述輸出軸、所述驅(qū)動(dòng)軸以及第三軸相連，并基于從所述三個(gè)軸中的兩個(gè)軸輸入的動(dòng)力和輸出至所述兩個(gè)軸的動(dòng)力，規(guī)定來自所述三個(gè)軸中剩余的一個(gè)剩余軸的動(dòng)力輸入和至該剩余軸的動(dòng)力輸出；以及從所述第三軸輸入動(dòng)力或向所述第三軸輸出動(dòng)力的發(fā)電機(jī)。
20.根據(jù)權(quán)利要求14或18所述的汽車，其特征在于，所述電力-機(jī)械動(dòng)力輸入輸出單元包括具有第一轉(zhuǎn)子和第二轉(zhuǎn)子的雙轉(zhuǎn)子發(fā)電機(jī)，該第一轉(zhuǎn)子與所述內(nèi)燃機(jī)的輸出軸相連，該第二轉(zhuǎn)子與所述驅(qū)動(dòng)軸相連并相對于第一轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，所述雙轉(zhuǎn)子發(fā)電機(jī)通過第一轉(zhuǎn)子與第二轉(zhuǎn)子之間的電磁相互作用產(chǎn)生的電力的輸入和輸出將來自所述內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)力的至少一部分輸出至所述驅(qū)動(dòng)軸。
21.一種動(dòng)力輸出裝置的控制方法，所述動(dòng)力輸出裝置包括內(nèi)燃機(jī)；與所述內(nèi)燃機(jī)的輸出軸和驅(qū)動(dòng)軸相連以通過電力和機(jī)械動(dòng)力的輸入和輸出保持或改變所述內(nèi)燃機(jī)的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)并將來自所述內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)力的至少一部分輸出至所述驅(qū)動(dòng)軸的電力-機(jī)械動(dòng)力輸入輸出單元；能夠從所述驅(qū)動(dòng)軸輸入動(dòng)力和向所述驅(qū)動(dòng)軸輸出動(dòng)力的電機(jī)；以及能夠向所述電力-機(jī)械動(dòng)力輸入輸出單元及所述電機(jī)提供電力和從所述電力-機(jī)械動(dòng)力輸入輸出單元及所述電機(jī)接收電力的二次電池，所述控制方法包括以下步驟(a)設(shè)定所述二次電池的輸入限制；(b)測量用以對所述二次電池充電或由所述二次電池放電獲得的充電-放電電力；(c)響應(yīng)操作者的操作設(shè)定所述驅(qū)動(dòng)軸所要求的要求動(dòng)力；(d)響應(yīng)所述步驟(c)突然減小的要求動(dòng)力的設(shè)定，基于所測量的充電-放電電力和所述輸入限制的設(shè)定，選擇驅(qū)動(dòng)狀態(tài)改變模式以改變所述內(nèi)燃機(jī)的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)；以及(e)控制所述內(nèi)燃機(jī)、所述電力-機(jī)械動(dòng)力輸入輸出單元以及所述電機(jī)，以確保所述內(nèi)燃機(jī)的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)在所選定的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)改變模式下改變和對應(yīng)于要求動(dòng)力的設(shè)定的動(dòng)力輸出至所述驅(qū)動(dòng)軸。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的控制方法，其特征在于，當(dāng)所測量的充電-放電電力小于基于輸入限制設(shè)定的預(yù)定的第一電力時(shí)，所述步驟(d)選擇普通狀態(tài)改變模式以逐漸改變所述內(nèi)燃機(jī)的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)；當(dāng)所測量的充電-放電電力不小于所述預(yù)定的第一電力但小于基于輸入限制設(shè)定的預(yù)定的第二電力時(shí)，所述步驟(d)選擇獨(dú)立狀態(tài)改變模式，以使所述內(nèi)燃機(jī)無轉(zhuǎn)矩輸出地在規(guī)定的轉(zhuǎn)速下怠速運(yùn)轉(zhuǎn)，從而改變所述內(nèi)燃機(jī)的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)；當(dāng)所測量的充電-放電電力不小于所述預(yù)定的第二電力時(shí)，所述步驟(d)選擇燃料供給停止?fàn)顟B(tài)改變模式，以停止對所述內(nèi)燃機(jī)的燃料供給，從而改變所述內(nèi)燃機(jī)的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的控制方法，其特征在于，當(dāng)所測量的已達(dá)到基于所述輸入限制設(shè)定的預(yù)定的第一電力的充電-放電電力的改變程度小于預(yù)定的第一水平時(shí)，所述步驟(d)選擇普通狀態(tài)改變模式以逐漸改變所述內(nèi)燃機(jī)的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)；當(dāng)所測量的充電-放電電力的改變程度不小于所述預(yù)定的第一水平但小于預(yù)定的第二水平時(shí)，所述步驟(d)選擇獨(dú)立狀態(tài)改變模式，以使所述內(nèi)燃機(jī)無轉(zhuǎn)矩輸出地在規(guī)定的轉(zhuǎn)速下怠速運(yùn)轉(zhuǎn)，從而改變所述內(nèi)燃機(jī)的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)；當(dāng)所測量的充電-放電電力的改變程度不小于所述預(yù)定的第二水平時(shí)，所述步驟(d)選擇燃料供給停止?fàn)顟B(tài)改變模式，以停止對所述內(nèi)燃機(jī)的燃料供給，從而改變所述內(nèi)燃機(jī)的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明涉及混合動(dòng)力輸出裝置以及控制方法。響應(yīng)駕駛員對加速器的松開，本發(fā)明的程序隨后對所觀測的蓄電池的充電－放電電力Wb與基于蓄電池的輸入限制Win設(shè)定的兩個(gè)基準(zhǔn)值Wr1和Wr2進(jìn)行比較。程序在隨著輸出轉(zhuǎn)矩而逐漸降低發(fā)動(dòng)機(jī)(22)的轉(zhuǎn)速Ne的普通狀態(tài)改變控制(步驟S160及之后的處理)、在使發(fā)動(dòng)機(jī)(22)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)的同時(shí)逐漸降低發(fā)動(dòng)機(jī)(22)的轉(zhuǎn)速Ne的怠速狀態(tài)改變控制(步驟S220)以及停止對發(fā)動(dòng)機(jī)(22)的燃料供給的燃料供給停止?fàn)顟B(tài)改變控制(步驟S220)中轉(zhuǎn)換控制模式。
文檔編號H02J7/14GK1826243SQ20048002072
公開日2006年8月30日 申請日期2004年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月30日
發(fā)明者灘光博 申請人:豐田自動(dòng)車株式會(huì)社