動(dòng)發(fā)電機(jī)2和3通過逆變器分別連接到電池，使得其旋轉(zhuǎn)速度和轉(zhuǎn)矩為電控的，并且使得電動(dòng)發(fā)電機(jī)2和3在電動(dòng)機(jī)與發(fā)電機(jī)之間電切換。除此之外，每個(gè)離合器Cl和C2的激活和轉(zhuǎn)矩傳遞容量同樣為電控的。為此，發(fā)動(dòng)機(jī)1、以及電動(dòng)發(fā)電機(jī)2和3單獨(dú)連接到電子控制單元(此后縮寫為ECU) ο
[0031]因而，原動(dòng)機(jī)包括發(fā)動(dòng)機(jī)I和電動(dòng)發(fā)電機(jī)2和3，并且每個(gè)動(dòng)力單元的動(dòng)力范圍和輸出特性彼此不同。例如，發(fā)動(dòng)機(jī)I的轉(zhuǎn)矩范圍和速度范圍在那些動(dòng)力單元中最寬，并且其能量效率在更高的范圍中被優(yōu)化。依次地，第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)2用于控制發(fā)動(dòng)機(jī)I的速度和用于使發(fā)動(dòng)機(jī)I停止的曲柄角。為此，第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)2適于在低速度區(qū)域輸出大的轉(zhuǎn)矩。同時(shí)，第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)3用于施加轉(zhuǎn)矩到驅(qū)動(dòng)輪4。為此，允許第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)3以高于第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)2的速度旋轉(zhuǎn)，以及第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)3的最大轉(zhuǎn)矩小于第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)2的最大轉(zhuǎn)矩。因此，本發(fā)明的控制系統(tǒng)被配置成通過有效地控制諸如為發(fā)動(dòng)機(jī)I和電動(dòng)發(fā)電機(jī)2和3的原動(dòng)機(jī)來提高能量效率和燃料經(jīng)濟(jì)性。
[0032]在優(yōu)選的示例中，車輛的驅(qū)動(dòng)模式從通過發(fā)動(dòng)機(jī)I的動(dòng)力來推進(jìn)車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)模式、通過將兩個(gè)電動(dòng)發(fā)電機(jī)2和3操作為電動(dòng)機(jī)來推進(jìn)車輛的雙電動(dòng)機(jī)模式、以及通過電動(dòng)發(fā)電機(jī)2和3中任一個(gè)(具體地，通過第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)3)的動(dòng)力來推進(jìn)車輛的單電動(dòng)機(jī)模式中選擇。那些驅(qū)動(dòng)模式的操作區(qū)域在圖5中示意性地示出，其中，橫軸代表車輛速度V，以及縱軸代表所要求的驅(qū)動(dòng)力F。如能夠從圖5中看出的，區(qū)域I代表選擇單電動(dòng)機(jī)模式的單電動(dòng)機(jī)區(qū)域。區(qū)域II代表基于車輛速度V和所要求的驅(qū)動(dòng)力F來選擇雙電動(dòng)機(jī)模式的雙電動(dòng)機(jī)區(qū)域，但是還可以允許車輛僅僅通過第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)3來推進(jìn)。依次地，區(qū)域III代表必須選擇雙電動(dòng)機(jī)模式以通過操作電動(dòng)發(fā)電機(jī)2和3兩者來實(shí)現(xiàn)所要求的驅(qū)動(dòng)力F的雙電動(dòng)機(jī)要求區(qū)域。同時(shí)，區(qū)域IV代表選擇發(fā)動(dòng)機(jī)模式的發(fā)動(dòng)機(jī)區(qū)域。
[0033]以使得所要求的驅(qū)動(dòng)力F能夠以優(yōu)化的能量高效率的方式來實(shí)現(xiàn)的方式來確定那些區(qū)域。能量消耗的增加會(huì)導(dǎo)致能量效率退化。例如，如果驅(qū)動(dòng)力增加，施加于離合器Cl和C2的轉(zhuǎn)矩增加并且要求更大的能量以接合離合器Cl和C2。同時(shí)，如果車輛速度增加，為驅(qū)動(dòng)油栗傳遞更大量的油以進(jìn)行潤滑，要求更大的能量。除此之外，如果油溫低并且油的粘度高，為驅(qū)動(dòng)油栗，同樣要求更大的能量。通過比較，在以下情況中，能量效率提高。例如，在雙電動(dòng)機(jī)模式下，優(yōu)化通過電動(dòng)發(fā)電機(jī)2和3建立轉(zhuǎn)矩的比例，能夠減少電損失，使得相比于單電動(dòng)機(jī)模式下能量效率提高。因此，以上解釋的操作區(qū)域要考慮能量效率中的這樣的增大和減少來確定。也就是，如果期望由于接合離合器C2而造成的能量消耗大于通過雙電動(dòng)機(jī)模式實(shí)現(xiàn)的能量損失上的減少，則選擇單電動(dòng)機(jī)模式。
[0034]每個(gè)電動(dòng)發(fā)電機(jī)2和3各自適于以低速度(S卩，以低車輛速度)產(chǎn)生最大轉(zhuǎn)矩，并且在高于預(yù)定速度(即，預(yù)定車輛速度)的速度處，其輸出轉(zhuǎn)矩隨著速度的增加而減少。對(duì)應(yīng)地，電動(dòng)機(jī)區(qū)域與發(fā)動(dòng)機(jī)區(qū)域之間的邊界線的輪廓類似于每個(gè)電動(dòng)發(fā)電機(jī)2和3的特性線的輪廓。優(yōu)選地，高速/低轉(zhuǎn)矩型電動(dòng)機(jī)用作第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)3。在這一情況中，單電動(dòng)機(jī)區(qū)域I與雙電動(dòng)機(jī)區(qū)域II之間的邊界線的輪廓類似于第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)3的特性線。
[0035]例如，作為在傳統(tǒng)混合動(dòng)力車輛中控制發(fā)動(dòng)機(jī)和(一個(gè)或多個(gè))電動(dòng)發(fā)電機(jī)的情況，基于加速器的開度和車輛速度來計(jì)算所要求的驅(qū)動(dòng)力F。這里，驅(qū)動(dòng)力的計(jì)算值可以取決于車輛的等級(jí)或類型來調(diào)整，以達(dá)到要求的驅(qū)動(dòng)性能和驅(qū)動(dòng)特性。在這一優(yōu)選的示例中，所要求的驅(qū)動(dòng)力F、加速器的開度、以及基于那些因素確定的參數(shù)中的任一個(gè)可以被采用為目標(biāo)動(dòng)力。
[0036]根據(jù)優(yōu)選的示例，因此，如果加速器的開度大于預(yù)定角度或者車輛速度高于預(yù)定速度，選擇發(fā)動(dòng)機(jī)模式。在發(fā)動(dòng)機(jī)模式下，具體地，發(fā)動(dòng)機(jī)I以實(shí)現(xiàn)所要求的驅(qū)動(dòng)力F的方式來操作，以及離合器Cl和C2兩者接合以通過電動(dòng)發(fā)電機(jī)2和3來傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)I產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩到驅(qū)動(dòng)輪4。在這一情形中，例如通過第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)2來控制發(fā)動(dòng)機(jī)I的轉(zhuǎn)矩和旋轉(zhuǎn)速度，并且如果結(jié)果第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)2產(chǎn)生電力，由這樣產(chǎn)生的電力來操作第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)3。對(duì)應(yīng)地，發(fā)動(dòng)機(jī)模式還可以稱作混合動(dòng)力模式。
[0037]相比之下，如果加速器的開度較小并且因此所要求的驅(qū)動(dòng)力較小，在單電動(dòng)機(jī)區(qū)域I內(nèi)驅(qū)動(dòng)車輛。在這一情況中，發(fā)動(dòng)機(jī)I停止并且至少第二離合器C2脫開。在這一情形中，通過從電池供應(yīng)電力，第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)3操作為電動(dòng)機(jī)，使得車輛通過第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)3來推進(jìn)?？蛇x地，曲柄角可以通過第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)2來調(diào)整為合適的角度以重啟發(fā)動(dòng)機(jī)I。
[0038]如果所要求的驅(qū)動(dòng)力F增加到超過單電動(dòng)機(jī)區(qū)域I，車輛在雙電動(dòng)機(jī)區(qū)域II內(nèi)驅(qū)動(dòng)。在這一情況中，發(fā)動(dòng)機(jī)I同樣停止，第一離合器Cl脫開并且第二離合器C2接合。在這一情形中，通過從電池供應(yīng)電力到電動(dòng)發(fā)電機(jī)，電動(dòng)發(fā)電機(jī)2和3兩者操作為電動(dòng)機(jī)。如果所要求的驅(qū)動(dòng)力F進(jìn)一步增加到超過雙電動(dòng)機(jī)區(qū)域II，則車輛在雙電動(dòng)機(jī)要求區(qū)域III內(nèi)驅(qū)動(dòng)，并且還執(zhí)行以上解釋的用于雙電動(dòng)機(jī)區(qū)域II的控制。除此之外，在電池的充電狀態(tài)(此后縮寫為S0C)為充足，第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)3處于產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的狀況，并且允許發(fā)動(dòng)機(jī)I停止的狀況下，允許選擇單電動(dòng)機(jī)模式和雙電動(dòng)機(jī)模式。
[0039]轉(zhuǎn)到圖6，示出了應(yīng)用本發(fā)明的控制系統(tǒng)的傳動(dòng)系的另一示例。在圖6中所示的示例中，發(fā)動(dòng)機(jī)I的動(dòng)力分配給第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)2側(cè)和驅(qū)動(dòng)輪4側(cè)，并且第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)3通過第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)2產(chǎn)生的電力來操作，使得驅(qū)動(dòng)輪4由第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)3的動(dòng)力來驅(qū)動(dòng)。也就是，所謂的“雙電動(dòng)機(jī)型”、或者“串聯(lián)/并聯(lián)型”混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)單元在圖6中示出。在這一示例中，單個(gè)小齒輪型行星齒輪單元與發(fā)動(dòng)機(jī)I同軸配置以用作動(dòng)力分配裝置5。具體地，動(dòng)力分配裝置5適于執(zhí)行三個(gè)旋轉(zhuǎn)元件中的差動(dòng)動(dòng)作，并且太陽齒輪6與配置在動(dòng)力分配裝置5的與發(fā)動(dòng)機(jī)I相對(duì)的一側(cè)處的第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)2的轉(zhuǎn)子連接。內(nèi)嗤合齒輪7與太陽齒輪6同心地布置，并且插置在太陽齒輪6與內(nèi)嗤合齒輪7之間并且與其嗤合的(一個(gè)或多個(gè))小齒輪由行星齒輪架8支持并且被允許繞太陽齒輪6旋轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)動(dòng)。行星齒輪架8與發(fā)動(dòng)機(jī)I的輸出軸9連接，以及內(nèi)嚙合齒輪7與配置在發(fā)動(dòng)機(jī)I與動(dòng)力分配裝置5之間的驅(qū)動(dòng)齒輪10連接。因而，行星齒輪架8用作動(dòng)力分配裝置5的輸入元件，以及制動(dòng)器Bcr配置在驅(qū)動(dòng)齒輪10與發(fā)動(dòng)機(jī)I之間以使行星齒輪架8的旋轉(zhuǎn)停止。也就是，因?yàn)樾行驱X輪架8與發(fā)動(dòng)機(jī)I的輸出軸9連接，制動(dòng)器Bcr使發(fā)動(dòng)機(jī)I的旋轉(zhuǎn)停止。例如，液壓接合的摩擦式離合器或犬牙式離合器可以用作制動(dòng)器Bcr。對(duì)應(yīng)地，制動(dòng)器Bcr用作本發(fā)明的接合裝置。
[0040]為了潤滑動(dòng)力分配裝置5，以及為了液壓地控制動(dòng)力分配裝置5，油栗(OP)Il還與將由發(fā)動(dòng)機(jī)I驅(qū)動(dòng)的發(fā)動(dòng)機(jī)I的另一側(cè)的輸出軸9連接。
[0041]副軸12布置為并聯(lián)于動(dòng)力分配裝置5和第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)2的公共旋轉(zhuǎn)中心軸，與驅(qū)動(dòng)齒輪10嚙合的副驅(qū)動(dòng)齒輪13裝配到副軸12上以與其整體旋轉(zhuǎn)。副驅(qū)動(dòng)齒輪13的直徑大于驅(qū)動(dòng)齒輪10的直徑，使得旋轉(zhuǎn)速度降低，也就是，在從動(dòng)力分配裝置5向副軸12傳遞轉(zhuǎn)矩期間放大轉(zhuǎn)矩。
[0042]第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)3與副軸12并聯(lián)布置，使得其轉(zhuǎn)矩可以增加到從動(dòng)力分配裝置5向驅(qū)動(dòng)輪4傳遞的轉(zhuǎn)矩。為此，與第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)3的轉(zhuǎn)子連接的減速齒輪14與副驅(qū)動(dòng)齒輪13嚙合。減速齒輪14的直徑小于副驅(qū)動(dòng)齒輪13的直徑，使得第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)3的轉(zhuǎn)矩在被放大的同時(shí)向副驅(qū)動(dòng)齒輪13或副軸12傳遞。根據(jù)這樣的布置，減速齒輪14與副驅(qū)動(dòng)齒輪13之間的速度減少比能夠增加，并且前發(fā)動(dòng)機(jī)/前驅(qū)車輛上的傳動(dòng)系的爬升能力能夠提高。
[0043]除此之外，副驅(qū)動(dòng)齒輪15以與副軸12整體旋轉(zhuǎn)的方式裝配到副軸12上，以及副驅(qū)動(dòng)齒輪15與用作最終減速裝置的差動(dòng)齒輪單元16的內(nèi)嚙合齒輪17嚙合。然而，在圖6中，差速齒輪單元16的位置放置到右側(cè)以簡化闡述。
[0044]在圖6中所示的傳動(dòng)系中，每個(gè)電動(dòng)發(fā)電機(jī)2和3還通過諸如為逆變器等未示出的控制器來分別與諸如為電池的蓄電裝置連接。因此，通過控制施加于電動(dòng)發(fā)電機(jī)2和3的電流來使它們各自在電動(dòng)機(jī)與發(fā)電機(jī)之間切換。同時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)I的點(diǎn)火正時(shí)和節(jié)流閥的開度為電控的，以及發(fā)動(dòng)機(jī)I自動(dòng)停止和重啟。
[0045]那些控制由電子控制單元來執(zhí)行，優(yōu)選示例的控制系統(tǒng)在圖7中示出?？刂葡到y(tǒng)包括用于完全控制車輛的行駛狀況的混合動(dòng)力控制單元(此后將被稱作HV-ECU) 18，用于控制電動(dòng)發(fā)電機(jī)2和3的電動(dòng)發(fā)電機(jī)控制單元(此后將被稱作MG-ECU)，以及用于控制發(fā)動(dòng)機(jī)I的發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元(此后將被稱作E/G-ECU)。每個(gè)控制單元18、19以及20分別主要由微計(jì)算機(jī)組成，所述微計(jì)算機(jī)被配置成基于輸入數(shù)據(jù)和預(yù)安裝數(shù)據(jù)來執(zhí)行計(jì)算，以及被配置成以命令信號(hào)的形式輸出計(jì)算結(jié)果。例如，將車輛速度、加速器的開度、第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)2的速度、第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)3的速度、內(nèi)嚙合齒輪7的速度(S卩，輸出軸速度)、發(fā)動(dòng)機(jī)I的速度、電池的SOC等等輸入到HV-E⑶18。同時(shí)，HV-E⑶18被配置成輸出用于第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)2的轉(zhuǎn)矩命令、用于第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)3的轉(zhuǎn)矩命令、用于發(fā)動(dòng)機(jī)I的轉(zhuǎn)矩命令、用于制動(dòng)器Bcr的液壓命令等等。如果控制系統(tǒng)應(yīng)用于圖4中所示的傳動(dòng)系，HV-ECU 18可選地輸出用于第一離合器Cl的液壓命令PCl和用于第二離合器C2的液壓命令PC2。進(jìn)一步，HV-E⑶18另外輸出用于變速器單元22的之后提及的離合器CO的液壓命令PCO，以及用于之后提及的制動(dòng)器BO的液壓命令P