專利名稱：動力輸出裝置及其控制方法及安裝有動力輸出裝置的汽車的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種動力(功率)輸出裝置，一種控制該動力輸出裝置的方法以及一種安裝有該動力輸出裝置的汽車。具體來說，本發(fā)明涉及一種向驅動軸輸出動力的動力輸出裝置，以及一種控制這種動力輸出裝置的方法和一種安裝有這種動力輸出裝置的汽車。
背景技術：
一種已提出的動力輸出裝置具有發(fā)動機；包括與發(fā)動機曲軸相連的行星架和與驅動軸相連的齒圈(環(huán)形齒輪)的行星齒輪機構，該驅動軸與車軸機械地連接；向行星齒輪機構的太陽齒輪輸出動力的第一電機；從和向驅動軸輸入和輸出動力的第二電機；以及向和從第一電機和第二電機傳送電力的電池(例如參見日本專利公開No.2000-197208)。響應駕駛員的需要給驅動軸施加一需求制動力的加速器關閉動作，這種已知動力輸出裝置執(zhí)行與該需求制動力對應的第二電機的再生控制，以便利用再生電力對該電池進行充電，同時通過再生制動控制向所述驅動軸輸出所需的制動力。
在這種現有動力輸出裝置中，當在通過第二電機的再生制動控制向驅動軸施加需求制動力的過程中所生成的再生電力超過電池的容許充電極限(限制)時，第二電機僅能夠輸出與滿足電池充電極限的電力對應的制動力。這將無法向驅動軸輸出所需的制動力，并且損害駕控性能。

發(fā)明內容
本發(fā)明的動力輸出裝置和一種控制該動力輸出裝置的相應方法旨在確保響應駕駛員的加速器關閉動作的需求制動力的輸出，并從而防止駕控性能遭受損害，同時防止蓄電器比如電池被過度充電。本發(fā)明的汽車也旨在確保響應駕駛員的加速器關閉動作的需求制動力的輸出，并從而防止駕控性能下降，同時防止蓄電器比如電池被過度充電。
為了實現上述目的至少一部分，一種動力輸出裝置、一種控制這種動力輸出裝置的方法以及一種其上安裝有這種動力輸出裝置的汽車如下所述構造而成。
本發(fā)明的第一動力輸出裝置向驅動軸輸出動力，它包括內燃機；通過電力和動力的輸入和輸出將至少一部分動力從內燃機傳送至驅動軸的電力-動力輸入-輸出器(模塊，組件)；從和向驅動軸輸入和輸出動力的電機；向和從電力-動力輸入-輸出器以及電機傳送電力的蓄電器；控制器，該控制器響應駕駛員的需要向驅動軸施加一需求制動力的加速器關閉動作，基于該需求制動力和蓄電器的充電極限設定內燃機的特定運轉點以向驅動軸輸出與需求制動力對應的制動力；并且該控制器控制內燃機、電力-動力輸入-輸出器，以及電機，以便使內燃機在預設定的特定運轉點運轉并確保向驅動軸輸出與需求制動力對應的制動力。
本發(fā)明中的第一種動力輸出裝置基于響應駕駛員的需要向驅動軸施加一需求制動力的加速器關閉動作和蓄電器的充電極限設定內燃機的特定運轉點，以便向該驅動軸輸出與需求制動力對應的制動力。該第一種動力輸出裝置控制內燃機、電力-動力輸入-輸出器以及電機，以便使內燃機在預設定的特定運轉點運轉并確保向驅動軸輸出與需求制動力對應的制動力。在此，所述電力-動力輸入-輸出器通過電力和動力的輸入和輸出將至少一部分動力從內燃機傳送至驅動軸，并且電機從和向驅動軸輸入和輸出動力。這種方案通過考慮響應駕駛員加速器關閉動作的需求制動力和蓄電器的充電極限設定內燃機的特定運轉點以輸出需求制動力。本發(fā)明的第一種動力輸出裝置因而在滿足蓄電器的充電極限的同時確保向驅動軸輸出需求制動力。
作為本發(fā)明的第一種動力輸出裝置的一種實施例，控制器將利用通過向和從電力-動力輸入-輸出器輸入和輸出動力而傳送至驅動軸的第一驅動力計算出的轉速設定為內燃機的特定運轉點處的目標轉速，其中根據該第一驅動力與從電機輸出至驅動軸的第二驅動力之和等于需求制動力的一種特定關系和根據向和從電力-動力輸入-輸出器輸入和輸出的第一電力與向和從電機輸入和輸出的第二電力之和等于蓄電器的充電極限的另一種特定關系獲得第一驅動力。這種方案設定既滿足施加給驅動軸的需求制動力又滿足蓄電器的充電極限的內燃機的運轉點。在這種情況下，控制器將利用第一驅動力計算出的從和向電力-動力輸入-輸出器輸入和輸出的動力代入目標動力的關系式、反向計算該關系式以確定一轉速并將該確定的轉速設定為內燃機的特定運轉點處的目標轉速，其中所述關系式利用內燃機的設定的目標轉速確定在電力-動力輸入-輸出器的反饋控制中要從和要向電力-動力輸入-輸出器輸入和輸出的目標動力。
本發(fā)明中的第二種動力輸出裝置包括內燃機；通過電力和動力的輸入和輸出將至少一部分動力從內燃機傳送至驅動軸的電力-動力輸入-輸出器；從和向驅動軸輸入和輸出動力的電機；向和從電力-動力輸入-輸出器以及電機傳送電力的蓄電器；以及控制器，該控制器響應駕駛員的需要向驅動軸施加一需求制動力的加速器關閉動作，通過考慮內燃機的轉速由于從和向電力-動力輸入-輸出器輸入和輸出動力而增大的增大極限以及蓄電器的充電極限設定一作為需求制動力的限制的制動力極限；并且該控制器控制內燃機、電力-動力輸入-輸出器以及電機以確保在設定的制動力極限的范圍內向驅動軸輸出與需求制動力對應的制動力。
第二實施例的動力輸出裝置響應駕駛員的需要向驅動軸施加一個制動力的加速器關閉動作，通過考慮內燃機的轉速由于從和向電力-動力輸入-輸出器輸入和輸出動力而增大的增大極限以及蓄電器的充電極限將制動力極限設定為需求制動力的極限。該第二種動力輸出裝置控制內燃機、電力-動力輸入-輸出器以及電機，以便確保在設定的制動力極限的范圍內向驅動軸輸出與需求制動力對應的制動力。在此，電力-動力輸入-輸出器通過電力和動力的輸入和輸出將至少一部分動力從內燃機傳送至驅動軸，并且電機從和向驅動軸輸入和輸出動力。這種方案根據蓄電器的充電極限和內燃機的轉速由于從和向電力-動力輸入-輸出器輸入和輸出動力而增大的增大極限設定響應駕駛員的加速器關閉動作的需求制動力的極限。本發(fā)明的第二種動力輸出裝置因而在既滿足內燃機轉速增大的增大極限又滿足蓄電器的充電極限的同時確保向驅動軸輸出需求制動力。
作為本發(fā)明第二種動力輸出裝置的一種實施例，控制器計算從和向電力-動力輸入-輸出器輸入和輸出的動力以使得內燃機的轉速等于內燃機的轉速增大的增大極限；通過考慮計算出的從和向電力-動力輸入-輸出器輸入和輸出的動力以及蓄電器的充電極限設定電機的輸出極限；并基于計算出的從和向電力-動力輸入-輸出器輸入和輸出的動力以及電機的設定的輸出極限設定制動力極限。這種方案能夠在內燃機轉速增大的增大極限和蓄電器的充電極限的范圍內響應駕駛員的加速器關閉動作而向驅動軸輸出制動力。在這種情況下，控制器將與計算出的從和向電力-動力輸入-輸出器輸入和輸出的動力對應的從電力-動力輸入-輸出器傳送至驅動軸的驅動力和與設定的輸出極限對應的從電機輸出至驅動軸的驅動力相加，以便設定制動力極限。
本發(fā)明的第三種動力輸出裝置向驅動軸輸出動力，它包括內燃機；通過電力和動力的輸入和輸出將至少一部分動力從內燃機傳送至驅動軸的電力-動力輸入-輸出器；從和向驅動軸輸入和輸出動力的電機；向和從電力-動力輸入-輸出器以及電機傳送動力的蓄電器；以及控制器，該控制器利用基于響應駕駛員操作的給驅動軸的需求驅動力設定目標動力的第一技術設定要從內燃機輸出的目標動力；響應從駕駛員的加速器打開動作向加速器關閉動作的改變，取代第一技術而采用第二技術將低于利用第一技術基于需求驅動力設定的目標動力的動力設定為要從內燃機輸出的目標動力；并控制要以設定的目標動力驅動的內燃機，同時控制電力-動力輸入-輸出器和電機以向驅動軸輸出與需求驅動力對應的驅動力。
本發(fā)明的第三種動力輸出裝置利用基于響應駕駛員操作的給驅動軸的需求驅動力設定目標動力的第一技術設定要從內燃機輸出的目標動力。該第三種動力輸出裝置響應駕駛員的加速器關閉動作，取代第一技術而采用第二技術將低于利用第一技術基于需求驅動力設定的目標動力的動力設定為要從內燃機輸出的目標動力。該第三種動力輸出裝置控制要以設定的目標動力驅動的內燃機，同時控制電力-動力輸入-輸出器和電機以向驅動軸輸出與需求驅動力對應的驅動力。由于從內燃機輸出的動力減小，這種方案減少從電力-動力輸入-輸出器和電機輸出的對蓄電器進行充電的電力。本發(fā)明的第三種動力輸出裝置因而在滿足蓄電器的充電極限的同時確保響應駕駛員的加速器關閉動作而向驅動軸輸出需求驅動力。
作為本發(fā)明的第三種動力輸出裝置的一種實施例，當采用第二技術時，控制器考慮利用第一技術基于需求驅動力設定的內燃機的目標動力和通過對該目標動力進行平滑處理而獲得的經平滑的目標動力，以便將低于利用第一技術設定的目標動力的動力設定為要從內燃機輸出的目標動力。當采用第二技術時，控制器從利用第一技術設定的內燃機的目標動力中減去利用第一技術基于需求驅動力設定的目標動力與經平滑的目標動力之間的差值，并將減算得到的結果設定為要從內燃機輸出的目標動力。
本發(fā)明中的第四種動力輸出裝置包括內燃機；通過電力和動力的輸入和輸出將至少一部分動力從內燃機傳送至驅動軸的電力-動力輸入-輸出器；從和向驅動軸輸入和輸出動力的電機；向和從電力-動力輸入-輸出器和電機傳送電力的蓄電器；被啟動用來消耗由蓄電器、電力-動力輸入-輸出器以及電機至少之一生成的電力的輔機；以及控制器，該控制器控制內燃機、電力-動力輸入-輸出器以及電機以向驅動軸輸出需求驅動力，并在預測到由響應駕駛員的需要向驅動軸施加一需求制動力的加速器關閉操作的控制生成超過蓄電器的充電極限的過剩電力時，不管駕駛員的開-關操作而強制啟動輔機。
當預測到由對內燃機、電力-動力輸入-輸出器以及電機進行控制以響應駕駛員的加速器關閉動作而向驅動軸輸出需求驅動力的控制生成超過蓄電器的充電極限的過剩電力時，該第四種動力輸出裝置不管駕駛員的開-關操作而強制啟動輔機。在此，電力-動力輸入-輸出器通過電力和動力的輸入和輸出將至少一部分動力從內燃機傳送至驅動軸。電機從和向驅動軸輸入和輸出動力。蓄電器向和從電力-動力輸入-輸出器和電機傳送電力。輔機被啟動用來消耗由蓄電器、電力-動力輸入-輸出器以及電機至少之一生成的電力。這種方案在滿足蓄電器的充電極限的同時確保響應駕駛員的加速器關閉動作而向驅動軸輸出需求制動力。在此，該輔機可以是空氣調節(jié)裝置。
作為本發(fā)明第四種動力輸出裝置的一種實施例，控制器可強制啟動輔機以消耗超過蓄電器的充電極限的過剩電力。作為本發(fā)明第四種動力輸出裝置的另一種實施例，當預測到由對內燃機、電力-動力輸入-輸出器以及電機進行控制以向驅動軸輸出需求驅動力的控制生成超過蓄電器的充電極限的過剩電力時，控制器控制內燃機、電力-動力輸入-輸出器以及電機以使得電力-動力輸入-輸出器驅動內燃機并從而消耗掉過剩電力，同時向驅動軸輸出需求驅動力，并且當內燃機在電力-動力輸入-輸出器驅動下的運轉無法消耗盡超過蓄電器的充電極限的所有過剩電力時，控制器強制啟動輔機。當預料到該控制生成超過蓄電器的充電極限的過剩電力時，本實施例的結構使得電力-動力輸入-輸出器驅動內燃機，并從而消耗過剩電力。當內燃機在電力-動力輸入-輸出器驅動下的運轉無法消耗盡所有過剩電力時，本實施例的結構強制啟動輔機，以消耗超過蓄電器的充電極限的剩余的過剩電力，并從而有效防止蓄電器被過度充電。
作為本發(fā)明第一種至第四種動力輸出裝置的一種實施例，電力-動力輸入-輸出器可以包括與三根軸即內燃機的輸出軸、驅動軸以及一第三軸相連并基于從和向該三根軸中的兩根軸輸入和輸出的動力確定從和向該三根軸中的一根剩余軸輸入和輸出的動力的三軸式動力輸入-輸出器；和從和向該第三軸輸入和輸出動力的發(fā)電機。電力-動力輸入-輸出器可以是包括與內燃機的輸出軸連接的第一轉子和與驅動軸連接的第二轉子并伴隨通過第一轉子與第二轉子之間的電磁作用生成的電力的輸入和輸出而將至少一部分動力從內燃機輸出至驅動軸的雙轉子電機。
本發(fā)明可以是一種裝備有上述第一種至第四種動力輸出裝置任一種的汽車，其中驅動軸與該汽車的車軸機械連接。
本發(fā)明的第五種動力輸出裝置向驅動軸輸出動力，它包括內燃機；具有第一交流電機并通過從和向該第一交流電機輸入和輸出電力和動力而將至少一部分動力從內燃機傳送至驅動軸的電力-動力輸入-輸出器；從和向驅動軸輸入和輸出動力的第二交流電機；向和從第一交流電機和第二交流電機傳送電力的蓄電器；以及控制器，該控制器設定內燃機的特定運轉點以向驅動軸輸出需求驅動力；啟動并控制內燃機、第一交流電機以及第二交流電機，以便使內燃機在預設定的特定運轉點處運轉并確保向驅動軸輸出與需求驅動力對應的驅動力；并在出現超過蓄電器的充電極限的過剩電力時執(zhí)行過剩電力消耗控制，其中該過剩電力消耗控制啟動并控制第一交流電機和第二交流電機，以便通過輸入和輸出一不會生成驅動力的無效電力分量使得至少一部分過剩電力被第一交流電機與第二交流電機至少之一消耗掉。
本發(fā)明的第五種動力輸出裝置設定內燃機的特定運轉點以向驅動軸輸出需求驅動力；啟動并控制內燃機、第一交流電機以及第二交流電機，以便使內燃機在預設定的特定運轉點處運轉并確保向驅動軸輸出與需求驅動力對應的驅動力；并在出現超過蓄電器的充電極限的過剩電力時執(zhí)行過剩電力消耗控制。該過剩電力消耗控制啟動并控制第一交流電機和第二交流電機，以便通過輸入和輸出一不會生成驅動力的無效電力分量使得至少一部分過剩電力被第一交流電機與第二交流電機至少之一消耗掉。這種方案在確保向驅動軸輸出與需求驅動力對應的驅動力的同時有效防止蓄電器被過度充電或者被利用過大電壓充電。至少一部分過剩電力被第一交流電機或者第二交流電機消耗掉。因此，無需設置任何其它裝置附加來消耗過剩電力。
作為本發(fā)明第五種動力輸出裝置的一種實施例，控制器可以響應駕駛員的需要向驅動軸施加一需求制動力的加速器關閉動作而執(zhí)行所述過剩電力消耗控制。
作為本發(fā)明中第五種動力輸出裝置的另一種實施例，電力-動力輸入-輸出器可以包括與三根軸即內燃機的輸出軸、驅動軸以及一第三軸相連并基于從和向該三根軸中的兩根軸輸入和輸出的動力確定從和向該三根軸中的一根剩余軸輸入和輸出的動力的三軸式動力輸入-輸出器；和作為能夠從和向該第三軸輸入和輸出動力的電動發(fā)電機的第一交流電機。第一交流電機是包括與內燃機的輸出軸連接的第一轉子和與驅動軸連接的第二轉子并伴隨通過第一轉子與第二轉子之間的電磁作用生成的電力的輸入和輸出而將至少一部分動力從內燃機輸出至驅動軸的雙轉子電機。
本發(fā)明可以是一種裝備有一種動力輸出裝置的汽車，其中驅動軸與該汽車的車軸機械連接。在這種情況下，控制器可以響應由于與車軸連接的車輪的空轉而引起的打滑的發(fā)生執(zhí)行所述過剩電力消耗控制。
控制本發(fā)明動力輸出裝置的第一種方法是一種控制具有內燃機、通過電力和動力的輸入和輸出將至少一部分動力從內燃機傳送至驅動軸的電力-動力輸入-輸出器、從和向驅動軸輸入和輸出動力的電機以及向和從電力-動力輸入-輸出器以及電機傳送電力的蓄電器的動力輸出裝置的方法，該控制方法包括以下步驟(a)響應駕駛員的需要向驅動軸施加一需求制動力的加速器關閉動作，基于需求制動力和蓄電器的充電極限設定內燃機的特定運轉點以向驅動軸輸出與需求制動力對應的制動力；和(b)控制內燃機、電力-動力輸入-輸出器以及電機，以便使內燃機在預設定的特定運轉點處運轉并確保向驅動軸輸出與需求制動力對應的制動力。
控制本發(fā)明動力輸出裝置的第二種方法是一種控制具有內燃機、通過電力和動力的輸入和輸出將至少一部分動力從內燃機傳送至驅動軸的電力-動力輸入-輸出器、從和向驅動軸輸入和輸出動力的電機以及向和從電力-動力輸入-輸出器以及電機傳送電力的蓄電器的動力輸出裝置的方法，該控制方法包括以下步驟(a)響應駕駛員的需要向驅動軸施加一需求制動力的加速器關閉動作，通過考慮內燃機的轉速由于從和向電力-動力輸入-輸出器輸入和輸出動力而增大的增大極限以及蓄電器的充電極限設定作為需求制動力的極限的制動力極限；和(b)控制內燃機、電力-動力輸入-輸出器以及電機，以便在設定的制動力極限的范圍內確保向驅動軸輸出與需求制動力對應的制動力。
控制本發(fā)明動力輸出裝置的第三種方法是一種控制具有內燃機、通過電力和動力的輸入和輸出將至少一部分動力從內燃機傳送至驅動軸的電力-動力輸入-輸出器、從和向驅動軸輸入和輸出動力的電機以及向和從電力-動力輸入-輸出器以及電機傳送電力的蓄電器的動力輸出裝置的方法，該控制方法包括以下步驟(a)基于響應駕駛員操作的給驅動軸的需求驅動力設定要從內燃機輸出的目標動力；(b)響應從駕駛員的加速器打開動作向加速器關閉動作的改變，使得在步驟(a)中設定的目標動力無效，而將低于步驟(a)中基于需求驅動力設定的目標動力的動力設定為要從內燃機輸出的目標動力；以及(c)控制要以設定的目標動力驅動的內燃機，同時控制電力-動力輸入-輸出器和電機以向驅動軸輸出與需求驅動力對應的驅動力。
控制本發(fā)明動力輸出裝置的第四種方法是一種控制具有內燃機、通過電力和動力的輸入和輸出將至少一部分動力從內燃機傳送至驅動軸的電力-動力輸入-輸出器、從和向驅動軸輸入和輸出動力的電機、向和從電力-動力輸入-輸出器和電機傳送電力的蓄電器以及被啟動用來消耗由蓄電器、電力-動力輸入-輸出器以及電機至少之一生成的電力的輔機的動力輸出裝置的方法，該控制方法包括以下步驟(a)控制內燃機、電力-動力輸入-輸出器以及電機以向驅動軸輸出需求驅動力；和(b)在預測到步驟(a)中的由響應駕駛員的需要向驅動軸施加一需求制動力的加速器關閉操作的控制生成超過蓄電器的充電極限的過剩電力時，不管駕駛員的開-關操作而強制啟動輔機。
控制本發(fā)明動力輸出裝置的第五種方法是一種控制具有內燃機、具有第一交流電機并通過從和向第一交流電機輸入和輸出電力和動力而將至少一部分動力從內燃機輸出至驅動軸的電力-動力輸入-輸出器、從和向驅動軸輸入和輸出動力的第二交流電機以及向和從第一交流電機以及第二交流電機傳送電力的蓄電器的動力輸出裝置的方法，該控制方法包括以下步驟(a)設定內燃機的特定運轉點，以便向驅動軸輸出需求驅動力；和(b)啟動并控制內燃機、第一交流電機以及第二交流電機，以便使內燃機在預設定的特定運轉點處運轉并確保向驅動軸輸出與需求驅動力對應的驅動力；并在出現超過蓄電器的充電極限的過剩電力時，啟動并控制第一交流電機和第二交流電機，以便通過輸入和輸出一不會生成驅動力的無效電力分量使得至少一部分過剩電力被第一交流電機與第二交流電機至少之一消耗掉。


圖1示意性地示出本發(fā)明一個實施例其上安裝有動力輸出裝置的一種混合動力汽車的構造；圖2是示出由包括在該實施例混合動力汽車內的混合動力電子控制單元執(zhí)行的第一運轉控制(驅動控制)程序的流程圖；圖3示出表示加速器開度Acc和車速V與需求轉矩Tr*的關系的曲線圖；圖4是示出包括在該實施例混合動力汽車內的動力分配綜合(統(tǒng)籌)機構中的旋轉件的轉速與轉矩之間動態(tài)關系的共線圖；
圖5是示出由第二實施例的混合動力汽車內的混合動力電子控制單元執(zhí)行的第二運轉控制程序的流程圖；圖6是示出由第三實施例的混合動力汽車內的混合動力電子控制單元執(zhí)行的第三運轉控制程序的流程圖；圖7是示出由第四實施例的混合動力汽車內的混合動力電子控制單元70執(zhí)行的第四運轉控制程序的流程圖；圖8是示出由電機ECU40執(zhí)行的電機控制程序的流程圖；圖9示意性地示出一改進示例中的另一種混合動力汽車的構造；和圖10示意性地示出另一改進示例中的再一種混合動力汽車的構造。
具體實施例方式
下面作為一個優(yōu)選實施例對實施本發(fā)明的一種方式進行討論。圖1示意性地示出本發(fā)明一個實施例其上安裝有動力輸出裝置的一種混合動力汽車20的構造。如圖所示，本實施例的混合動力汽車20包括一臺發(fā)動機22；一個經由減振器28與用作發(fā)動機22的輸出軸的曲軸26連接的三軸式動力分配綜合機構30；一個與動力分配綜合機構30連接并能夠生成電力的電機MG1；與齒圈軸32a相連的減速齒輪(減速器)35，該齒圈軸32a用作與動力分配綜合機構30相連的驅動軸；與減速齒輪35連接的另一電機MG2；以及一個對整個動力輸出裝置進行控制的混合動力電子控制單元70。
發(fā)動機22是一臺利用碳氫化合物燃料比如汽油或者輕油輸出動力的內燃機。發(fā)動機電子控制單元(下文中稱作發(fā)動機ECU)24從檢測發(fā)動機22的運轉狀態(tài)的各個傳感器接收信號，并負責發(fā)動機22的運轉控制，例如燃料噴射控制、點火控制以及吸入空氣量調節(jié)。發(fā)動機ECU24與混合動力電子控制單元70相通，用以響應從混合動力電子控制單元70傳送的控制信號而控制發(fā)動機22的運轉，同時根據要求向混合動力電子控制單元70輸出與發(fā)動機22的運轉狀態(tài)相關的數據。
動力分配綜合機構30具有一個太陽齒輪31，它是一個外齒輪；一個齒圈32，它是一個內齒輪并且與太陽齒輪31同心布置；多個與太陽齒輪31和齒圈32嚙合的行星齒輪33；以及一個行星架34，該行星架以這樣一種方式保持多個行星齒輪33，即允許它們在各自軸線上自由公轉和自由自轉。也就是說，動力分配綜合機構30被構造成一個允許太陽齒輪31、齒圈32以及行星架34作為旋轉件發(fā)生差速運動的行星齒輪機構。動力分配綜合機構30中的行星架34、太陽齒輪31以及齒圈32分別與發(fā)動機22的曲軸26、與電機MG1以及經由齒圈軸32a與減速齒輪35連接。在電機MG1用作一臺發(fā)電機時，從發(fā)動機22輸出并經由行星架34輸入的動力依照齒輪齒數比被分配給太陽齒輪31和齒圈32。另一方面，在電機MG1用作一臺電機時，從發(fā)動機22輸出并經由行星架34輸入的動力與從電機MG1輸出并經由太陽齒輪31輸入的動力被組合，并且合成的動力輸出至齒圈32。輸出至齒圈32的動力因而最終經由齒輪機構60和差速齒輪62從齒圈軸32a傳送至驅動輪63a和63b。
電機MG1和MG2均是已知的作為發(fā)電機和作為電動機運轉的同步電動發(fā)電機(例如，具有一個其外表面上安裝有永久磁體的轉子和一個其上纏繞有三相線圈的定子的PM同步電動發(fā)電機)。電機MG1和MG2經由逆變器41和42向和從電池50傳送電力。連接逆變器41和42與電池50的電力線54被構造成由逆變器41和42共用的正極母線和負極母線。這種方案能夠使得由電機MG1和MG2之一生成的電力被另一電機消耗掉。電池50利用電機MG1或者MG2生成的過剩電力進行充電，并放出電力來補給電力的不足。當在電機MG1和MG2之間獲得電力平衡時，電池50既不充電也不放電。電機MG1和MG2的運轉由一電機電子控制單元(下文中稱作電機ECU)40控制。電機ECU40接收控制電機MG1和MG2的運轉所需的各種信號，例如來自對電機MG1和MG2中轉子的旋轉位置進行檢測的旋轉位置檢測傳感器43和44的信號和施加在電機MG1和MG2上并由電流傳感器(未示出)測量的相電流。電機ECU40向逆變器41和42輸出轉換控制信號。電機ECU40與混合動力電子控制單元70連通，用于響應從混合動力電子控制單元70發(fā)出的控制信號而控制電機MG1和MG2的運轉，同時根據需要向混合動力電子控制單元70輸出與電機MG1和MG2的運轉狀態(tài)相關的數據。
電池50處于電池電子控制單元(下文中稱作電池ECU)52的控制下。電池ECU52接收控制電池50所需的各種信號，例如由位于電池50的端子之間的電壓傳感器(未示出)測定出的端子間電壓；由與電力線54連接的電流傳感器(未示出)測定出的充電-放電電流，其中電力線54與電池50的輸出端子相連；以及由與電池50連接的溫度傳感器(未示出)測定出的電池溫度。電池ECU52根據需要通過通信向混合動力電子控制單元70輸出與電池50的狀態(tài)相關的數據。電池ECU52基于由電流傳感器測定出的累計充電-放電電流計算出電池50的充電狀態(tài)(SOC)，用以控制電池50。
一個用于調節(jié)混合動力汽車20內部空間中的空氣的空氣調節(jié)裝置90經由轉換器94連接在電力線54上，電力線54與電池50以及電機MG1和MG2連接?？諝庹{節(jié)裝置90利用存儲在電池50中并經由轉換器94供應的電力以及由電機MG1和MG2生成的電力啟動。
混合動力電子控制單元70被構造成一微處理器并且包括一個CPU72、一個存儲處理程序的ROM74、一個臨時存儲數據的RAM76、一個輸入-輸出端口(未示出)以及一個通信端口(未示出)。混合動力電子控制單元70經由輸入端口接收各種數據和信號。輸入的數據和信號包括來自點火開關80的點火信號；來自用于檢測換檔桿81當前位置的換檔位置傳感器82的換檔位置SP；來自用于檢測加速器踏板83的踏下量的加速器踏板位置傳感器84的加速器開度Acc；來自用于檢測制動踏板85的踏下量的制動踏板位置傳感器86的制動踏板位置BP；來自車速傳感器88的車速V；以及來自用于啟動和關閉空氣調節(jié)裝置90的空氣調節(jié)裝置開關92的工作信號。混合動力電子控制單元70如上所述經由通信端口與發(fā)動機ECU24、電機ECU40以及電池ECU52相連，并向和從發(fā)動機ECU24、電機ECU40以及電池ECU52傳送各種控制信號和數據。
由此構造而成的該實施例混合動力汽車20基于車速V的以及與駕駛員在加速器踏板83上的踏下量對應的加速器開度Acc的檢測值計算要輸出至用作驅動軸的齒圈軸32a的需求轉矩。發(fā)動機22以及電機MG1和MG2受到運轉控制以向齒圈軸32a輸出與計算的需求轉矩對應的所需動力。發(fā)動機22以及電機MG1和MG2的運轉控制選擇性地執(zhí)行轉矩變換運轉模式、充電-放電運轉模式以及電機運轉模式中的一種。轉矩變換運轉模式控制發(fā)動機22的運轉以輸出與所需動力相當的動力，同時驅動和控制電機MG1和MG2以使得從發(fā)動機22輸出的所有動力均借助于動力分配綜合機構30以及電機MG1和MG2經受轉矩變換并輸出至齒圈軸32a。充電-放電運轉模式對發(fā)動機22的運轉進行控制以輸出與所需動力和給電池50充電所消耗的電力或者電池50放電所供應的電力之和相當的動力，同時驅動和控制電機MG1和MG2以使得與所需動力相當的從發(fā)動機22輸出的所有或者部分動力均借助于動力分配綜合機構30以及電機MG1和MG2經受轉矩變換并輸出至齒圈軸32a，同時對電池50進行充電或放電。電機運轉模式停止發(fā)動機22的運轉并驅動和控制電機MG2以向齒圈軸32a輸出與所需動力相當的動力。
下面說明如上所述構造而成的本實施例混合動力汽車20的運轉，尤其是駕駛員踏下加速器踏板83時的運轉。圖2是示出由本實施例混合動力汽車20內的混合動力電子控制單元70執(zhí)行的第一運轉控制程序的流程圖。從駕駛員對加速器踏板83的踏下動作開始，以預定時間間隔(例如每隔8毫秒)反復執(zhí)行該程序。駕駛員對加速器踏板83的踏下動作例如基于前次加速器開度Acc與由加速器踏板位置傳感器84檢測到的當前加速器開度Acc之間的差值確定。
當程序進入該第一運轉控制程序時，混合動力電子控制單元70的CPU72首先輸入控制所需的數據，該數據包括表示加速器踏板83的踏下量的加速器開度Acc；從車速傳感器88發(fā)出的車速V；發(fā)動機22的曲軸26的轉速Ne；以及電機MG1和MG2的轉速Nm1和Nm2(步驟S100)。電機MG1和MG2的轉速Nm1和Nm2利用由旋轉位置檢測傳感器43和44檢測到的電機MG1和MG2中轉子的旋轉位置計算得出，并通過通信從電機ECU40輸入混合動力電子控制單元70中。發(fā)動機22的轉速Ne利用電機MG1的轉速Nm1、齒圈軸32a的轉速Nr以及動力分配綜合機構30的齒輪齒數比ρ(太陽齒輪的齒數/齒圈的齒數)計算得出。在此，齒圈軸32a的轉速Nr通過電機MG2的轉速Nm2除以減速齒輪35的齒輪齒數比Gr(電機MG2的轉速/齒圈軸32a的轉速)而獲得。另一種可利用的結構是將一轉速傳感器連接在發(fā)動機22的曲軸26上，直接測定出發(fā)動機22的轉速Ne。
在所需數據輸入之后，CPU72基于輸入的加速器開度Acc和車速V設定要輸出至用作驅動軸的齒圈軸32a的所需轉矩Tr*和要從發(fā)動機22輸出的目標動力Pe*(步驟S102)。在本實施例的結構中，預先確定加速器開度Acc和車速V與需求轉矩Tr*的關系，并以需求轉矩設定圖的形式存儲在ROM74內。本實施例的程序從存儲在ROM74中的需求轉矩設定圖讀取和設定與加速器開度Acc和車速V的輸入數據對應的需求轉矩Tr*的值。圖3示出需求轉矩設定圖的一個示例。發(fā)動機22的目標動力Pe*被設定為需求轉矩Tr*和齒圈軸32a的轉速Nr的乘積、電池50的充電-放電需求量或所需充電-放電量Pb*、以及潛在損耗Loss的總和。在此，電池50的充電-放電需求量Pb*根據電池50的充電狀態(tài)(SOC)設定。齒圈軸32a的轉速Nr可以通過車速V乘以換算系數k或者通過電機MG2的轉速Nm2除以減速齒輪35的齒輪齒數比Gr獲得。
在設定發(fā)動機22的目標動力Pe*之后，CPU72將發(fā)動機22的從能夠實現目標動力Pe*的運轉點(由轉矩與轉速的組合所限定的點)中選出的有效運轉點的轉速設定為暫定(試行)發(fā)動機轉速Netmp1(步驟S104)。
接著，CPU72按照下面給出的公式(1)和(2)，利用設定的需求轉矩Tr*和電池50的充電極限Win(充電極限Win在充電狀態(tài)下為負值)計算電機MG1的暫定電機轉矩Tm1tmp1(步驟S106)，其中需求轉矩Tr*為在步驟S102中確定的要輸出至用作驅動軸的齒圈軸32a的需求轉矩。公式(1)示出一種特定關系，即從電機MG1和MG2輸出并傳送至齒圈軸32a或者驅動軸的轉矩總和等于需求轉矩Tr*。公式(2)示出另一種特定關系，即輸入電機MG1和MG2的電力以及從電機MG1和MG2輸出的電力與潛在損耗的總和等于電池50的充電極限Win。電池50的充電極限Win依照所檢測的電池溫度Tb以及電池50的充電狀態(tài)(SOC)確定。圖4是示出動力分配綜合機構30中的旋轉件的轉速與轉矩之間動態(tài)關系的共線圖。在圖4的共線圖中，位于軸R上的兩個粗箭頭分別表示隨著從發(fā)動機22輸出的轉矩Te*在發(fā)動機22在由目標轉矩Te*與目標轉速Ne*限定的特定運轉點處穩(wěn)定運轉的同時經由動力分配綜合機構30傳送而作用在齒圈軸32a上的轉矩和從電機MG2輸出并經由減速齒輪35傳送至齒圈軸32a的轉矩。因此，公式(1)的左側表示轉矩Tm2tmp從電機MG2輸出時經由減速齒輪35傳送至齒圈軸32a的轉矩與轉矩Tm1tmp1從電機MG1輸出時經由動力分配綜合機構30傳送至齒圈軸32a的轉矩的總和。
Tm2tmp×Gr+(-Tm1tmp1/ρ)＝Tr*……(1)Nm2×Tm2tmp+Nm1×Tm1tmp+Loss＝Win……(2)接著，CPU72通過將計算出的暫定電機轉矩Tm1tmp1取代目標轉矩Tm1*代入下面給出的公式(3)并反向計算公式(3)而計算暫定電機轉速Nm1tmp(步驟S108)。公式(3)基于目標轉速Nm1*與檢測到的當前轉速Nm1之間的差值確定在反饋控制中要從電機MG1輸出的轉矩(目標轉矩Tm1*)，使得電機MG1以設定的目標轉速Nm1*旋轉。暫定電機轉矩Tm1tmp1與暫定電機轉速Nm1tmp之間的關系在公式(4)中給出。公式(3)和(4)中的函數PID(比例積分微分)具有用于反饋控制的比例項、積分項以及微分項?！扒按蜹m1*”項表示電機MG1的前次目標轉矩Tm1*，該前次目標轉矩Tm1*在第-運轉控制程序的前次(先前)循環(huán)中在步驟S124或在步驟132(后面討論)設定。
Tm1*＝前次Tm1*+PID(Nm1，Nm1*) ……(3)Tm1tmp1＝前次Tm1*+PID(Nm1，Nm1tmp)……(4)在計算出暫定電機轉速Nm1tmp之后，CPU72按照下面給出的公式(5)利用計算出的暫定電機轉速Nm1tmp、齒圈軸32a的檢測到的當前轉速Nr(＝Nm2/Gr)以及動力分配綜合機構30的齒輪齒數比ρ計算暫定發(fā)動機轉速Netmp2(步驟S110)。步驟S106至S110的處理能夠確定作為發(fā)動機22的轉速的暫定發(fā)動機轉速Netmp2，該轉速Netmp2既滿足要輸出至齒圈軸32a或者驅動軸的需求轉矩Tr*又滿足電池50的充電極限Win。
Netmp2＝Nm1tmp×ρ/(1+ρ)+(Nm2/Gr)/(1+ρ)……(5)接著，CPU72將發(fā)動機22的前次目標轉速Ne*(前次Ne*)與作為增加極限的增加轉速Nset相加以確定暫定發(fā)動機轉速Netmp3(步驟S112)，其中前次目標轉速Ne*在第一運轉控制程序的前次循環(huán)中在步驟S122或步驟S130(后面討論)設定。CPU72隨后按照下面給出的公式(6)基于計算出的暫定發(fā)動機轉速Netmp3與發(fā)動機22的檢測到的當前發(fā)動機轉速Ne之間的差值計算在反饋控制中要從電機MG1輸出的暫定電機轉矩Tm1tmp2(步驟S114)，使得發(fā)動機22以暫定發(fā)動機轉速Netmp3旋轉。
Tm1tmp2＝前次Tm1*+PID(Ne，Netmp3)……(6)CPU72從電池50的充電極限Win中減去在步驟S114計算出的電機MG1的暫定電機轉矩Tm1tmp2與電機MG1的檢測到的當前轉速Nm1的乘積(電力)以及潛在損耗，并將減算得到的結果除以電機MG2的檢測到的當前轉速Nm2，以便確定要從電機MG2輸出的電機轉矩極限Tm2lim(步驟S116)。接著，CPU72按照下面給出的公式(7)利用計算出的電機轉矩極限Tm2lim、在步驟S114計算出的暫定電機轉矩Tm1tmp2以及動力分配綜合機構30的齒輪齒數比ρ計算要輸出至齒圈軸32a或者驅動軸的需求轉矩極限Trlim(步驟S118)。步驟S112至S118中的處理能夠在發(fā)動機22的轉速由于從電機MG1輸出的轉矩而上升至發(fā)動機22的(轉速)適度提升(boost-up)的范圍內時在電池50的充電極限Win范圍內確定要輸出至齒圈軸32a的制動轉矩極限。
Trlim＝Tm2lim×Gr-Trm1tmp2/ρ……(7)在計算出需求轉矩極限Trlim之后，將設定的需求轉矩Tr*與計算出的需求轉矩極限Trlim進行比較(步驟S120)，其中需求轉矩Tr*為在步驟S102中確定的要輸出至齒圈軸32a或驅動軸的需求轉矩。由于需求轉矩Tr*和需求轉矩極限Trlim均為負值，所以步驟S120的程序確定需求轉矩Tr*的絕對值是否不小于需求轉矩極限Trlim的絕對值。當在步驟S120確定需求轉矩Tr*大于需求轉矩極限Trlim時，CPU72將在步驟S104中計算出的暫定發(fā)動機轉速Netmp1與在步驟S110中計算出的暫定發(fā)動機轉速Netmp2中的較大者設定為發(fā)動機22的目標轉速Ne*，同時將發(fā)動機22的目標動力Pe*除以設定的目標轉速Ne*以設定發(fā)動機22的目標轉矩Te*(步驟S122)。該步驟將既滿足需求轉矩Tr*又滿足電池50的充電極限Win的目標轉速Ne*確定為發(fā)動機22的轉速。隨后，CPU72按照下面給出的公式(8)基于設定的發(fā)動機22的目標轉速Ne*、齒圈軸32a的轉速Nr(＝Nm2/Gr)以及動力分配綜合機構30的齒輪齒數比ρ設定電機MG1的目標轉速Nm1*，同時按照上面給出的公式(3)基于設定的目標轉速Nm1*和電機MG1的檢測到的當前轉速Nm1設定電機MG1的目標轉矩Tm1*(步驟S124)。接著，CPU72按照下面給出的公式(9)基于設定的需求轉矩Tr*、設定的目標轉矩Tm1*、動力分配集中機構30的齒輪齒數比ρ以及減速齒輪35的齒輪齒數比Gr設定電機MG2的目標轉矩Tm2*(步驟S126)。
Nm1*＝Ne*×(1+ρ)/ρ+(Nm2/Gr)/ρ……(8)Tm2*＝(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr ……(9)另一方面，當在步驟S120中確定需求轉矩Tr*不大于需求轉矩極限Trlim時，推斷出在發(fā)動機22的轉速的增加極限和電池50的充電極限Win的條件下不會向齒圈軸32a輸出需求轉矩Tr*。因此，CPU72將設定的在步驟S102中確定的需求轉矩Tr*改變?yōu)樾枨筠D矩極限Trlim(步驟S128)，并將在步驟S112中計算出的暫定發(fā)動機轉速Netmp3設定為發(fā)動機22的目標轉速Ne*，同時將發(fā)動機22的目標動力Pe*除以設定的目標轉速Ne*以設定目標轉矩Te*(步驟S130)。接著，CPU72將在步驟S114中計算出的暫定電機轉矩Tm1tmp2設定為電機MG1的目標轉矩Tm1*(步驟S132)，并將在步驟S116中計算出的電機轉矩極限Tm2lim設定為電機MG2的目標轉矩Tm2*(步驟S134)。
以上述方式執(zhí)行步驟S122至S126中的處理或者步驟S130至S134中的處理以設定發(fā)動機22的目標轉速Ne*和目標轉矩Te*、電機MG1的目標轉矩Tm1*和目標轉速Nm1*以及電機MG2的目標轉矩Tm2*。在設定結束時，CPU72將設定的發(fā)動機22的目標轉速Ne*和目標轉矩Te*發(fā)送至發(fā)動機ECU24，同時將設定的電機MG1的目標轉矩Tm1*和目標轉速Nm1*以及電機MG2的目標轉矩Tm2*發(fā)送至電機ECU40(步驟S136)。隨后，程序退出該第一運轉控制程序。發(fā)動機ECU24接收目標轉速Ne*和目標轉矩Te*，并執(zhí)行對發(fā)動機22的運轉控制包括燃料噴射控制和點火控制，以使得發(fā)動機22在由目標轉速Ne*和目標轉矩Te*限定的特定運轉點處運轉。電機ECU40接收目標轉速Nm1*、目標轉矩Tm1*和目標轉矩Tm2*，并執(zhí)行包括在逆變器41和42中的轉換元件的轉換控制，以便利用目標轉矩Tm1*使得電機MG1運轉和利用目標轉矩Tm2*使得電機MG2運轉。
如上所述，本實施例的混合動力汽車20將發(fā)動機22的給定運轉點(高效運轉點)處的轉速(即暫定發(fā)動機轉速Netmp1)與既滿足輸出至齒圈軸32a的需求轉矩Tr*又滿足電池50的充電極限Win的轉速(即暫定發(fā)動機轉速Netmp2)中的較大者設定為發(fā)動機22的目標轉速Ne*，并執(zhí)行發(fā)動機22以及電機MG1和MG2的運轉控制，其中發(fā)動機22將依照需求轉矩Tr*設定的目標動力Pe*輸出至齒圈軸32a。這種方案能夠確保在有效防止電池50被過度充電的同時向齒圈軸32a輸出需求轉矩Tr*。即，本實施例的混合動力汽車20在考慮電池50的充電極限Win的同時令人滿意地防止駕控性能下降。
本實施例的混合動力汽車20在將需求轉矩Tr*限制在需求轉矩極限Trlim內的條件下控制發(fā)動機22以及電機MG1和MG2的運轉，其中需求轉矩極限Trlim通過考慮與從電機MG1輸出的轉矩對應的發(fā)動機22的轉速的增加極限以及電池50的充電極限Win而確定。這種方案能夠確保在有效防止電池50被過度充電并實現發(fā)動機22轉速適度提升的同時向齒圈軸32a輸出需求轉矩Tr*。
本實施例的混合動力汽車20通過考慮發(fā)動機22轉速的增加極限和電池50的充電極限Win而對需求轉矩Tr*加以限制。一種可能的改進是從考慮對象中排除發(fā)動機22轉速的增加極限。這種改進方案的程序從圖2所示的第一運轉控制程序省略步驟S112至S120的處理和步驟S128至S134的處理。
本實施例的混合動力汽車20考慮了既滿足需求轉矩Tr*又滿足電池50的充電極限Win的發(fā)動機22的轉速以設定發(fā)動機22的目標轉速Ne*。一種可能的改進是從考慮對象中排除既滿足需求轉矩Tr*又滿足電池50的充電極限Win的發(fā)動機22的轉速。這種改進方案的程序從在圖2所示的第一運轉控制程序中省略步驟S106至S110的處理，并且在步驟S122中將在步驟S104中計算出的暫定發(fā)動機轉速Netmp1設定為發(fā)動機22的目標轉速Ne*。
在計算暫定發(fā)動機轉速Netmp2的過程中，本實施例的混合動力汽車20將暫定電機轉矩Tm1tmp1代入PID反饋控制公式中并反向計算該公式以確定暫定電機轉速Nm1tmp。該反饋控制并不局限于PID控制，也可以是沒有微分項的PI控制或者沒有積分項的比例控制。
下面對第二實施例的混合動力汽車進行說明。除了由混合動力電子控制單元70執(zhí)行的處理存在一些差異之外，該第二實施例的混合動力汽車具有與第一實施例混合動力汽車20相同的構造。該第二實施例的混合動力汽車內與第一實施例混合動力汽車20內相同的組件利用相同的標號和符號表示，在此不予詳細描述。圖5是示出由該第二實施例混合動力汽車內的混合動力電子控制單元70執(zhí)行的第二運轉控制程序的流程圖。從駕駛員對加速器踏板83的踏下動作開始，以預設定的時間間隔(比如每隔8毫秒)反復執(zhí)行該流程。駕駛員對加速器踏板83的踏下動作比如基于前次加速器開度Acc與由加速器踏板位置傳感器84檢測到的當前加速器開度Acc之間的差值確定。
當程序進入該第二運轉控制程序時，混合動力電子控制單元70的CPU72首先輸入控制所需的數據，該數據包括加速器開度Acc、車速V、發(fā)動機22的轉速Ne以及電機MG1和MG2的轉速Nm1和Nm2(步驟S200)。接著，CPU72比如基于圖3的曲線圖設定輸出至齒圈軸32a或者驅動軸的與輸入的加速器開度Acc和車速V對應的需求轉矩Tr*，同時將需求轉矩Tr*與齒圈軸32a的轉速Nr(＝Nm2/Gr)的乘積、電池50的充電-放電需求量Pb*以及潛在損耗相加，以便設定要從發(fā)動機22輸出的暫定目標動力Petmp1(步驟S202)。步驟S200和S202的處理與圖2中所示第一運轉控制程序中的步驟S100和S102的處理相同。
接著，CPU72按照下面給出的公式(10)對發(fā)動機22的設定的暫定目標動力Petmp1進行平滑處理(修正處理)，以便計算經平滑的目標動力Petmp2(步驟S204)。在公式(10)中，“前次Petmp2”項表示在第二運轉控制程序的前次循環(huán)中計算出的經平滑的目標動力，而“K”指代設定在值“1”至值“0”范圍內的常數，以確保發(fā)動機22的目標動力的平滑改變。
Petmp2＝前次Petmp2+(Petmp1-前次Petmp2)×K……(10)接著，CPU72將暫定目標動力Petmp1與經平滑的目標動力Petmp2之間的差值設定為欠調量(下沖量undershoot)Peus(步驟S206)；將設定的欠調量Peus的上限限制為“0”以保持欠調量Peus為負值(步驟S208)；并將發(fā)動機22的暫定目標動力Petmp1與該負的欠調量Peus相加以設定發(fā)動機22的目標動力Pe*(步驟S210)。欠調量Peus用來使目標動力Pe*低于要從發(fā)動機22輸出的與輸出至齒圈軸32a或者驅動軸的需求轉矩Tr*以及電池50的充電-放電需求量Pb*對應的預期動力(暫定目標動力Petmp1)。該處理通過欠調量Peus將發(fā)動機22的目標動力Pe*設定為低于暫定目標動力Petmp1，并控制發(fā)動機22輸出目標動力Pe*；同時設定電機MG1和MG2的目標轉矩Tm1*和Tm2*以使得需求轉矩Tr*作用于齒圈軸32a上，并控制電機MG1和MG2。這種控制使電池50中累積的電力減少與欠調量Peus對應的量。這種方案能夠在有效防止電池50被電機MG2(在某些情況為電機MG1和MG2)所再生的再生能量過度充電的同時響應駕駛員對加速器踏板83的踏下動作而向齒圈軸32a傳送需求轉矩Tr*(制動力)。
在設定發(fā)動機22的目標動力Pe*之后，CPU72將發(fā)動機22的從滿足目標動力Pe*的運轉點中選出的有效運轉點的轉矩和轉速設定為發(fā)動機22的目標轉矩Te*和目標轉速Ne*(步驟S212)。接著，CPU72按照上面給出的公式(8)基于發(fā)動機22的設定的目標轉速Ne*、齒圈軸32a的轉速Nr(＝Nm2/Gr)以及動力分配綜合機構30的齒輪齒數比ρ設定電機MG1的目標轉速Nm1*，同時按照上面給出的公式(3)基于設定的目標轉速Nm1*和電機MG1的檢測到的當前轉速Nm1設定電機MG1的目標轉矩Tm1*(步驟S214)。接著，CPU72按照上面給出的公式(9)基于需求轉矩Tr*、電機MG1的目標轉矩Tm1*、動力分配綜合機構30的齒輪齒數比ρ以及減速齒輪35的齒輪齒數比Gr設定電機MG2的目標轉矩Tm2*(步驟S216)。隨后，CPU72將設定的發(fā)動機22的目標轉速Ne*和目標轉矩Te*發(fā)送至發(fā)動機ECU24，同時將設定的電機MG1的目標轉矩Tm1*和目標轉速Nm1*以及設定的電機MG2的目標轉矩Tm2*發(fā)送至電機ECU40(步驟S218)。然后，該程序退出第二運轉控制程序。
如上所述，第二實施例的混合動力汽車設定低于要從發(fā)動機22輸出的與輸出至齒圈軸32a的需求轉矩Tr*以及電池50的充電-放電需求量Pb*對應的預期動力(即暫定目標動力Petmp1)的目標動力Pe*，并控制發(fā)動機22輸出目標動力Pe*；同時設定電機MG1和MG2的目標轉矩Tm1*和Tm2*以使得目標轉矩Tr*作用于齒圈軸32a上，并控制電機MG1和MG2。這種方案能夠有效防止電池50被電機MG2(在某些情況下為電機MG1和MG2)所再生的再生能量過度充電的同時向齒圈軸32a施加與駕駛員對加速器踏板83的踏下動作對應的需求轉矩Tr*。即，第二實施例的混合動力汽車在考慮電池50的充電極限Win的同時令人滿意地防止駕控性能下降。
該第二實施例的混合動力汽車將暫定目標動力Petmp1與通過對暫定目標動力Petmp1進行平滑處理而得到的經平滑的目標動力Petmp2之間的差值設定為欠調量Peus。然而，這種設定并不局限于此，還可將任意預設定值設定為欠調量Peus。
下面對第三實施例的混合動力汽車進行說明。除了由混合動力電子控制單元70執(zhí)行的處理存在一些差異之外，第三實施例的混合動力汽車與第一實施例的混合動力汽車20具有相同構造。該第三實施例的混合動力汽車內與第一實施例混合動力汽車20內相同的組件用相同的標號和符號表示，在此不予詳細描述。圖6是示出由該第三實施例混合動力汽車內的混合動力電子控制單元70執(zhí)行的第三運轉控制程序的流程圖。從駕駛員對加速器踏板83的踏下動作開始，以預設定的時間間隔(比如每隔8毫秒)反復執(zhí)行該程序。
當程序進入該第三運轉控制程序時，混合動力電子控制單元70的CPU72首先輸入控制所需的數據，該數據包括加速器開度Acc、車速V、發(fā)動機22的轉速Ne以及電機MG1和MG2的轉速Nm1和Nm2(步驟S300)。接著，CPU72比如基于圖3的曲線圖設定輸出至齒圈軸32a或者驅動軸的與輸入的加速器開度Acc和車速V對應的需求轉矩Tr*，同時將需求轉矩Tr*與齒圈軸32a的轉速Nr(＝Nm2/Gr)的乘積、電池50的充電-放電需求量Pb*以及潛在損耗相加以設定要從發(fā)動機22輸出的目標動力Pe*(步驟S302)。步驟S300和S302的處理與圖2所示第一運轉控制程序中的步驟S100和S102的處理相同。
接著，CPU72將發(fā)動機22的從滿足目標動力Pe*的運轉點中選出的有效運轉點的轉矩和轉速設定為發(fā)動機22的目標轉矩Te*和目標轉速Ne*(步驟S304)。接著，CPU72按照上面給出的公式(8)基于發(fā)動機22的設定的目標轉速Ne*、齒圈軸32a的轉速Nr(＝Nm2/Gr)以及動力分配綜合機構30的齒輪齒數比ρ設定電機MG1的目標轉速Nm1*，同時按照上面給出的公式(3)基于設定的目標轉速Nm1*和電機MG1的檢測到的當前轉速Nm1設定電機MG1的目標轉矩Tm1*(步驟S306)。接著，CPU72按照上面給出的公式(9)基于需求轉矩Tr*、電機MG1的目標轉矩Tm1*、動力分配綜合機構30的齒輪齒數比ρ以及減速齒輪35的齒輪齒數比Gr設定電機MG2的目標轉矩Tm2*(步驟S308)。
CPU72從電池50的充電極限Win減去電機MG1的檢測到的當前轉速Nm1與電機MG1的目標轉矩Tm1*的乘積以及潛在損耗，并將減算得到的結果除以電機MG2的檢測到的當前轉速Nm2，以便確定要從電機MG2輸出的電機轉矩極限Tm2lim(步驟S310)。隨后，將電機MG2的目標轉矩Tm2*與電機MG2的計算出的電機轉矩極限Tm2lim進行比較(步驟S312)。由于電機MG2的目標轉矩Tm2*和電機轉矩極限Tm2lim均為負值，所以步驟S312中的程序確定目標轉矩Tm2*的絕對值是否不大于電機轉矩極限Tm2lim的絕對值。當在步驟S312中確定出目標轉矩Tm2*小于電機轉矩極限Tm2lim時，CPU72按照下面給出的公式(11)修改已在步驟S306中設定的電機MG1的目標轉矩Tm1*，以便使由電機MG2再生出來并且超過電機轉矩極限Tm2lim的過剩電力被用于驅動發(fā)動機22的電機MG1消耗掉(步驟S314)。從公式(11)可清楚理解，這種處理對目標轉矩Tm1*進行修改以使得電機MG1消耗掉與目標轉矩Tm2*和電機轉矩極限Tm2lim之間的差值對應的過剩電力。
Tm1*←Tm1*+(Tm2lim-Tm2*)×Nm2/Nm1……(11)接著，CPU72通過反向計算下面給出的公式(12)修改發(fā)動機22的目標轉速Ne*(步驟S316)。公式(12)基于設定的目標轉速Ne*與發(fā)動機22的檢測到的當前轉速Ne之間的差值確定在電機MG1的反饋控制中要從電機MG1輸出的目標轉矩Tm1*，使得發(fā)動機22以目標轉速Ne*旋轉。在此，發(fā)動機22的經修改的目標轉速Ne*表示當發(fā)動機22由從電機MG1輸出的轉矩驅動時的發(fā)動機22的轉速。
Tm1*＝前次Tm1*+PID(Ne，Ne*)……(12)在目標轉速Ne*修改之后，將經修改的目標轉速Ne*即當發(fā)動機22由從電機MG1輸出的轉矩驅動時的發(fā)動機22的轉速與被確定為發(fā)動機22的容許轉速的上限的發(fā)動機轉速極限Nelim進行比較(步驟S318)。當在步驟S318確定出經修改的目標轉速Ne*高于發(fā)動機轉速極限Nelim時，CPU72推斷當電機MG1驅動發(fā)動機22達到滿足電池50的充電極限Win的程度時，發(fā)動機22的轉速超過發(fā)動機轉速極限Nelim。因此，CPU72按照下面給出的公式(13)在電機MG1的反饋控制中重新修改電機MG1的目標轉矩Tm1*，以使得發(fā)動機22以與發(fā)動機轉速極限Nelim相當的轉速旋轉(步驟S320)。
Tm1*←前次Tm1*+PID(Ne，Nelim)……(13)CPU72從電池50的充電極限Win減去經修改的目標轉矩Tm1*與電機MG1的檢測到的當前轉速Nm1的乘積(電力)、目標轉矩Tm2*與電機MG2的檢測到的當前轉速Nm2的乘積(電力)以及潛在損耗以確定超過電池50的充電極限Win的過剩電力，并將該過剩電力設定為空氣調節(jié)裝置90的電力消耗Pair(步驟S322)。
在于步驟S322設定空氣調節(jié)裝置90的電力消耗Pair之后，當在步驟S312確定電機MG2的目標轉矩Tm2*不小于電機轉矩極限Tm2lim時，或者當在步驟S318確定發(fā)動機22的目標轉速Ne*不大于發(fā)動機轉速極限Nelim時，CPU72將設定的發(fā)動機22的目標轉速Ne*和目標轉矩Te*發(fā)送至發(fā)動機ECU24，同時將設定的電機MG1的目標轉矩Tm1*和目標轉速Nm1*以及電機MG2的目標轉矩Tm2*發(fā)送至電機ECU40(步驟S324)。對于在步驟S322中設定該空氣調節(jié)裝置的電力消耗Pair的情況而言，CPU72不管空氣調節(jié)裝置開關92的開-關狀態(tài)而利用電力消耗Pair強制啟動空氣調節(jié)裝置90(步驟S324)。程序隨后退出第三運轉控制程序。在利用電機MG1驅動發(fā)動機22無法消耗盡超過電池50的充電極限Win的過剩電力的情況下，第三實施例的方案不管空氣調節(jié)裝置開關92的開-關狀態(tài)而強制啟動空氣調節(jié)裝置90，以消耗剩余的過剩電力。這樣確保在有效防止電池50被過度充電的同時令人滿意地響應駕駛員的加速器關閉動作而向齒圈軸32a或者驅動軸施加所需的制動力。
如上所述，對發(fā)動機22以及電機MG1和MG2進行控制以向驅動軸輸出駕駛員的加速器關閉動作所需的需求轉矩Tr*，這會生成超過電池50的充電極限Win的過剩電力。在這種情況下，第三實施例的混合動力汽車強制啟動空氣調節(jié)裝置90以消耗超過電池50的充電極限Win的過剩電力。這種方案確保在有效防止電池50被過度充電的同時向齒圈軸32a輸出需求轉矩Tr*。即，第三實施例的混合動力汽車能夠在考慮電池50的充電極限Win的同時令人滿意地防止駕控性能下降。
在第三實施例的混合動力汽車內，電機MG1用于驅動發(fā)動機22并從而消耗超過電池50的充電極限Win的過剩電力。在電機MG1無法消耗盡該過剩電力的情況下，空氣調節(jié)裝置90被強制啟動以消耗剩余的過剩電力。一種可能的改進可以是強制啟動空氣調節(jié)裝置90以消耗全部過剩電力，無需對電機MG1進行控制以驅動發(fā)動機22。
該第三實施例的混合動力汽車強制啟動空氣調節(jié)裝置90以消耗超過電池50的充電極限Win的過剩電力。一種改進的結構可以啟動除空氣調節(jié)裝置90之外的任何合適輔機以消耗所述過剩電力，只要這種輔機的啟動不會干擾混合動力汽車的平穩(wěn)運行即可。
下面對第四實施例的混合動力汽車進行說明。除了由混合動力電子控制單元70執(zhí)行的處理存在一些差異之外，該第四實施例的混合動力汽車與該實施例的混合動力汽車20具有相同構造。該第四實施例的混合動力汽車內與第一實施例混合動力汽車20內相同的組件用相同的標號和符號表示，在此不予詳細描述。圖7是示出由該第四實施例混合動力汽車內的混合動力電子控制單元70執(zhí)行的第四運轉控制程序的流程圖。當加速器踏板83的狀態(tài)從ON狀態(tài)(踏下狀態(tài))改變至OFF狀態(tài)(松開狀態(tài))時或者由于驅動輪63a和63b的空轉而發(fā)生打滑時，以預設定的時間間隔(比如每隔8毫秒)反復執(zhí)行該程序。通過在前次加速器開度Acc與由加速器踏板位置傳感器84測定出的當前加速器開度Acc之間進行比較而檢測加速器踏板83從ON狀態(tài)向OFF狀態(tài)的改變。通過從由旋轉位置檢測傳感器44測定的旋轉角度計算出的旋轉角速度的時間變化(旋轉角加速度)檢測由于驅動輪63a和63b的空轉而引起的打滑的發(fā)生，其中旋轉位置檢測傳感器44連接在與驅動輪63a和63b機械連接的電機MG2上。
當程序進入第四運轉控制程序時，混合動力電子控制單元70的CPU72首先輸入加速器開度Acc、車速V、發(fā)動機22的轉速Ne以及電機MG1和MG2的轉速Nm1和Nm2(步驟S400)。接著，CPU72比如基于圖3的曲線圖設定要輸出至齒圈軸32a的與輸入的加速器開度Acc和車速V對應的需求轉矩Tr*，同時將需求轉矩Tr*與齒圈軸32a的轉速Nr(＝Nm2/Gr)的乘積、電池50的充電-放電需求量Pb*以及潛在損耗相加，以設定要從發(fā)動機22輸出的目標動力Pe*(步驟S402)。接著，CPU72將發(fā)動機22的從滿足目標動力Pe*的運轉點中選出的最有效運轉點的轉矩和轉速設定為發(fā)動機22的目標轉速Ne*和目標轉矩Te*(步驟S404)。
隨后，CPU72按照上面給出的公式(8)基于發(fā)動機22的設定的目標轉速Ne*、齒圈軸32a的轉速Nr以及動力分配綜合機構30的齒輪齒數比ρ設定電機MG1的目標轉速Nm1*，同時按照上面給出的公式(3)基于設定的目標轉速Nm1*和電機MG1的檢測到的當前轉速Nm1設定電機MG1的目標轉矩Tm1*(步驟S406)。接著，CPU72按照上面給出的公式(9)基于需求轉矩Tr*、電機MG1的目標轉矩Tm1*、動力分配綜合機構30的齒輪齒數比ρ以及減速齒輪35的齒輪齒數比Gr設定電機MG2的目標轉矩Tm2*(步驟S408)。在設定電機MG1和MG2的目標轉矩Tm1*和Tm2*之后，CPU72按照下面給出的公式(14)和(15)利用設定的目標轉矩Tm1*和Tm2*以及輸入的轉速Nm1和Nm2計算作為由相應電機MG1和MG2生成或者消耗的電力的電機電力Pm1和Pm2(步驟S410)。
Pm1＝Tm1*×Nm1 ……(14)
Pm2＝Tm2*×Nm2 ……(15)隨后將計算出的電機電力Pm1和Pm2之和與電池50的充電極限Win進行比較(步驟S412)。該比較確定電機電力Pm1和Pm2之和的絕對值是否大于電池50的充電極限Win的絕對值。當確定出電機電力Pm1和Pm2之和不小于充電極限Win時，CPU72確定此時不存在過剩電力并將設定的目標轉速Ne*和目標轉矩Te*發(fā)送至發(fā)動機ECU24，同時將設定的目標轉矩Tm1*和Tm2*發(fā)送至電機ECU40(步驟S416)。程序在此退出第四運轉控制程序。另一方面，當確定電機電力Pm1和Pm2之和小于充電極限Win時，CPU72從充電極限WIN減去電機電力Pm1和Pm2之和以計算過剩電力Psur(步驟S414)并將設定的目標轉速Ne*和目標轉矩Te*發(fā)送至發(fā)動機ECU24，同時將設定的目標轉矩Tm1*和Tm2*以及過剩電力Psur發(fā)送至電機ECU40(步驟S416)。程序在此退出第四運轉控制程序。
電機ECU40接收目標轉矩Tm1*和Tm2*以及過剩電力Psur并執(zhí)行下述的一系列處理。圖8是示出由電機ECU40執(zhí)行的電機控制程序的流程圖。在該電機控制程序開始時，電機ECU40首先輸入由電流傳感器(未示出)測定出的電機MG1和MG2的相電流Iu1、Iv1、Iu2以及Iv2的數據、由旋轉位置檢測傳感器43和44測定出的旋轉位置θm1和θm2，以及過剩電力Psur(步驟S450)。電機ECU40將輸入的旋轉位置θm1和θm2除以電機MG1和MG2的極對數P1和P2以計算電氣角(electric angle)θ1和θ2(步驟S452)。接著，假設流過電機MG1和MG2三相線圈的U相、V相以及W相的相電流之和設定為等于0，電機ECU40使按照下面給出的公式(16)和(17)經過坐標變換(三相-二相變換)的相電流Iu1、Iv1、Iu2以及Iv2變換成流過“d”軸和“q”軸的電流Id1、Iq1、Id2以及Iq2的值(步驟S454)。隨后，電機ECU40設定與在圖7所示第四運轉控制程序中的步驟S406和S408設定的目標轉矩Tm1*和Tm2*相應的“d”軸和“q”軸的電流指令Id1*、Iq1*、Id2*以及Iq2*(步驟S456)。
Id1Iq1=2-sin(θ1-120)sin(θ1)-cos(θ1-120)cos(θ1)Iu1Iv1...(16)]]>Id2Iq2=2-sin(θ2-120)sin(θ2)-cos(θ2-120)cos(θ2)Iu2Iv2...(17)]]>然后確定此時是否存在過剩電力Psur(步驟S458)。該判定反映在圖7所示第四運轉控制程序中的步驟S412確定電機電力Pm1和Pm2之和是否小于充電極限Win的結果。當確定此時不存在過剩電力Psur時，電機ECU40執(zhí)行一系列標準處理并按照下面給出的公式(18)至(21)計算電機MG1和MG2中的“d”軸和“q”軸的電壓指令Vd1、Vq1、Vd2以及Vq2(步驟S462)。在公式(18)至(21)中，KPd1、KPq1、KPd2以及KPq2指代比例系數，而KId1、KIq1、KId2以及KIq2指代積分系數。
Vd1＝KPd1×(Id1*-Id1)+∑KId1(Id1*-Id1)……(18)Vq1＝KPq1×(Iq1*-Iq1)+∑KIq1(Iq1*-Iq1)……(19)Vd2＝KPd2×(Id2*-Id2)+∑KId2(Id2*-Id2)……(20)Vq2＝KPq2×(Iq2*-Iq2)+∑KIq2(Iq2*-Iq2)……(21)電機ECU40使按照下面給出的公式(22)和(23)經過坐標變換(三相-二相變換)的“d”軸和“q”軸上的電壓指令Vd1、Vq1、Vd2以及Vq2變換成要施加于電機MG1或MG2三相線圈中的U相、V相以及W相的電壓指令Vu1、Vv1、Vw1、Vu2、Vv2以及Vw2(步驟S464)。接著，電機ECU40將電壓指令Vu1、Vv1、Vw1、Vu2、Vv2以及Vw2變換成用于逆變器41和42的轉換控制的PWM信號(步驟S466)，并將變換的PWM信號輸出至逆變器41和42，以便啟動和控制電機MG1和MG2(步驟S468)。所述電機控制程序至此結束。
Vu1Vv1=23cos(θ1)-sin(θ1)-cos(θ1-120)-sin(θ1-120)Vd1Vq1]]>Vw1＝-Vu1-Vv1 …(22)Vu2Vv2=23cos(θ2)-sin(θ2)-cos(θ2-120)-sin(θ2-120)Vd2Vq2]]>Vw2＝-Vu2-Vv2 …(23)另一方面，當在步驟S458確定此時存在過剩電力Psur時，電機ECU40確定電池50被過度充電或者被利用過大電壓充電的可能性。因此，電機ECU40按照下面給出的公式(24)修改在步驟S456設定的電機MG2的電流指令Id2*，以便施加一個不會產生轉矩的無效電力并從而在于步驟S462至S468啟動和控制電機MG1和MG2之前使電機MG2消耗掉過剩電力Psur(步驟S460)。在公式(24)中，K指代電機MG2的電壓的換算系數。該電機控制操作施加一個不會產生轉矩的無效電力并從而使電機MG2消耗掉電池50不可接受的過剩電力。這種方案在保持電機MG2的目標轉矩Tm2*的同時有效防止電池50被過度充電或者被利用過大電壓充電。該第四實施例的程序僅修改“d”軸的電流指令Id2*。也可以考慮電流指令Id2*在永久磁體的磁場中的改變的潛在影響而修改電流指令Iq2*以保持目標轉矩Tm2*。
Id2*←Id2*+PsurK·Nm2...(24)]]>如上所述，當此時存在電池50不可接受的過剩電力Psur時，該第四實施例的混合動力汽車施加一個不會在電機MG2上產生轉矩的無效電力并從而使電機MG2消耗掉過剩電力Psur，同時保持目標轉矩Tm2*。這種方案在滿足需求轉矩Tr*的同時有效防止電池50被過度充電或者被利用過大電壓充電。過剩電力Psur由電機MG2消耗掉，從而無需用于消耗過剩電力Psur的附加裝置。
該第四實施例的混合動力汽車在保持目標轉矩Tm2*的同時使得電機MG2消耗掉過剩電力Psur?？赡艿母倪M可以是在保持目標轉矩Tm1*的同時使得電機MG1消耗掉過剩電力Psur，或者可以是在保持各自目標轉矩Tm1*和Tm2*的同時使得電機MG1和MG2消耗掉過剩電力Psur。
在第一實施例的混合動力汽車20以及第二、第三、第四實施例的混合動力汽車內，電機MG2的動力通過減速齒輪35變速并輸出至齒圈軸32a。在一種如圖9所示混合動力汽車120的可能改進中，電機MG2的動力可被輸出至不同于與齒圈軸32a相連的車軸(即與驅動輪63a和63b連接的車軸)的另一車軸(即與車輪64a和64b連接的車軸)。
在第一實施例的混合動力汽車20以及第二、第三、第四實施例的混合動力汽車內，發(fā)動機22的動力經由動力分配綜合機構30輸出至用作與驅動輪63a和63b連接的驅動軸的齒圈軸32a。在圖10所示的另一種可能改進中，混合動力汽車220可具有雙轉子電機230，該雙轉子電機230具有與發(fā)動機22的曲軸26相連的內側轉子232和與用于向驅動輪63a、63b輸出動力的驅動軸相連的外側轉子234，并且該雙轉子電機230將從發(fā)動機22輸出的動力的一部分傳送至所述驅動軸，同時將該動力的剩余部分轉換成電力。
上述實施例在所有方面均被認為是說明性的，而并非限制性的。在不背離本發(fā)明主要特征的保護范圍或者精神的條件下，存在多種改進、改變和替換。因此，希望在此涵蓋所有落入權利要求書的等效含義和范圍內的所有改變。
權利要求
1.一種向驅動軸輸出動力的動力輸出裝置，所述動力輸出裝置包括內燃機；通過電力和動力的輸入和輸出將至少一部分動力從所述內燃機傳送至所述驅動軸的電力-動力輸入-輸出器；從和向所述驅動軸輸入和輸出動力的電機；向和從所述電力-動力輸入-輸出器以及所述電機傳送電力的蓄電器；被啟動用來消耗由所述蓄電器、所述電力-動力輸入-輸出器以及所述電機至少之一生成的電力的輔機；以及控制器，該控制器控制所述內燃機、所述電力-動力輸入-輸出器以及所述電機以向所述驅動軸輸出需求驅動力，并在預測到響應駕駛員的需要向所述驅動軸施加一需求制動力的加速器關閉操作的控制生成超過所述蓄電器的充電極限的過剩電力時，不管駕駛員的開-關操作而強制啟動所述輔機，其中，所述電力-動力輸入-輸出器包括與三根軸即所述內燃機的輸出軸、所述驅動軸以及一第三軸相連并基于從和向所述三根軸中的兩根軸輸入和輸出的動力確定從和向所述三根軸中的一根剩余軸輸入和輸出的動力的三軸式動力輸入-輸出器；和從和向所述第三軸輸入和輸出動力的發(fā)電機。
2.根據權利要求1所述的動力輸出裝置，其特征在于，所述控制器強制啟動所述輔機，以消耗超過所述蓄電器的充電極限的過剩電力。
3.根據權利要求1所述的動力輸出裝置，其特征在于當預測到由對所述內燃機、所述電力-動力輸入-輸出器以及所述電機進行控制以向所述驅動軸輸出所述需求驅動力的控制生成超過所述蓄電器的充電極限的過剩電力時，所述控制器控制所述內燃機、所述電力-動力輸入-輸出器以及所述電機以使得所述電力-動力輸入-輸出器驅動所述內燃機并從而消耗掉過剩電力，同時向所述驅動軸輸出所述需求驅動力，當所述電力-動力輸入-輸出器對所述內燃機的驅動無法消耗盡超過所述蓄電器的充電極限的所有過剩電力時，所述控制器強制啟動所述輔機。
4.根據權利要求1所述的動力輸出裝置，其特征在于，所述輔機為空氣調節(jié)裝置。
5.根據權利要求1所述的動力輸出裝置，其特征在于，所述電力-動力輸入-輸出器是包括與所述內燃機的輸出軸連接的第一轉子和與所述驅動軸連接的第二轉子并伴隨通過所述第一轉子與所述第二轉子之間的電磁作用生成的電力的輸入和輸出而將至少一部分動力從所述內燃機輸出至所述驅動軸的雙轉子電機。
6.一種裝備有根據權利要求1所述的動力輸出裝置的汽車，其特征在于，所述驅動軸與所述汽車的車軸機械連接。
7.一種控制動力輸出裝置的方法，所述動力輸出裝置包括內燃機；通過電力和動力的輸入和輸出將至少一部分動力從所述內燃機傳送至驅動軸的電力-動力輸入-輸出器；從和向所述驅動軸輸入和輸出動力的電機；向和從所述電力-動力輸入-輸出器和所述電機傳送電力的蓄電器；以及被啟動用來消耗由所述蓄電器、所述電力-動力輸入-輸出器以及所述電機中至少之一生成的電力的輔機；所述控制方法包括以下步驟(a)控制所述內燃機、所述電力-動力輸入-輸出器以及所述電機，以向所述驅動軸輸出需求驅動力；和(b)在預測到所述步驟(a)中的響應駕駛員的需要向所述驅動軸施加一需求制動力的加速器關閉操作的控制生成超過所述蓄電器的充電極限的過剩電力時，不管駕駛員的開-關操作而強制啟動所述輔機。
全文摘要
本發(fā)明涉及動力輸出裝置及其控制方法及安裝有動力輸出裝置的汽車。本發(fā)明中的程序將從滿足要從發(fā)動機輸出的目標動力Pe
文檔編號B60W10/08GK1944137SQ20061014684
公開日2007年4月11日 申請日期2004年5月12日 優(yōu)先權日2003年5月21日
發(fā)明者木村秋廣, 野澤奈津樹 申請人:豐田自動車株式會社