專利名稱：動(dòng)力輸出裝置及其控制方法和汽車的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種動(dòng)力輸出裝置及其控制方法和汽車，更詳細(xì)地說(shuō)，涉及一種向驅(qū)動(dòng)軸輸出動(dòng)力的動(dòng)力輸出裝置及其控制方法和具有如此動(dòng)力輸出裝置的汽車。
背景技術(shù)：
以往，作為這種動(dòng)力輸出裝置，提出了一種具有在發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系的慣性輪上安裝感應(yīng)電機(jī)的減速制動(dòng)(緩速)裝置的汽車(例如參照特開(kāi)平5-49105號(hào)公報(bào))。在該汽車中，在通常時(shí)刻感應(yīng)電機(jī)作為發(fā)電機(jī)發(fā)揮功能，向蓄電池中蓄積電力，在由于某種故障導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)停止時(shí)，由來(lái)自蓄電池的電力使感應(yīng)電機(jī)作為電動(dòng)機(jī)發(fā)揮功能而使車輛移動(dòng)。

發(fā)明內(nèi)容
如此，在應(yīng)急時(shí)刻，使用蓄電池的電力來(lái)移動(dòng)車輛雖有必要，但因如果對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)故障置之不理，反復(fù)進(jìn)行由來(lái)自蓄電池的電力移動(dòng)車輛，在作為本來(lái)的使用方法進(jìn)行未預(yù)定的使用時(shí)，由于該未預(yù)定的使用，會(huì)由于過(guò)放電產(chǎn)生蓄電池的破損等構(gòu)成設(shè)備破損的情況。
本發(fā)明的動(dòng)力輸出裝置及其控制方法和汽車的目的在于，作為裝置的使用，防止由于本來(lái)沒(méi)有預(yù)定的使用而造成的構(gòu)成設(shè)備的破損。
本發(fā)明的動(dòng)力輸出裝置及其控制方法和汽車為了實(shí)現(xiàn)上述目的，采用了如下的技術(shù)方案。
本發(fā)明的動(dòng)力輸出裝置為一種向驅(qū)動(dòng)軸輸出動(dòng)力的動(dòng)力輸出裝置，其中，具有內(nèi)燃機(jī)；可向所述驅(qū)動(dòng)軸輸出動(dòng)力的電機(jī)(電動(dòng)機(jī))；可進(jìn)行向所述內(nèi)燃機(jī)的起動(dòng)供給需要的電力及向所述電機(jī)的電力供給的蓄電裝置；檢測(cè)出該蓄電裝置的放電能力的放電能力檢測(cè)裝置；在使用來(lái)自所述內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)力的至少一部分發(fā)電的同時(shí)，可使用該發(fā)電電力的至少一部分使所述蓄電裝置充電的發(fā)電裝置；檢測(cè)出不能由所述發(fā)電裝置進(jìn)行發(fā)電的不能發(fā)電狀態(tài)的不能發(fā)電狀態(tài)檢測(cè)裝置；根據(jù)操作者的操作設(shè)定應(yīng)當(dāng)向所述驅(qū)動(dòng)軸輸出的要求動(dòng)力的要求動(dòng)力設(shè)定裝置；在通常時(shí)刻，以向所述驅(qū)動(dòng)軸輸出根據(jù)所述要求動(dòng)力的動(dòng)力并且使所述蓄電裝置的放電能力在通常的范圍內(nèi)的方式，進(jìn)行控制所述內(nèi)燃機(jī)、所述電機(jī)和所述發(fā)電裝置的通常時(shí)刻控制，在通過(guò)所述不能發(fā)電狀態(tài)檢測(cè)裝置檢測(cè)出不能發(fā)電狀態(tài)時(shí)，以在停止所述內(nèi)燃機(jī)和所述發(fā)電裝置的狀態(tài)下將根據(jù)所述要求動(dòng)力的動(dòng)力向所述驅(qū)動(dòng)軸輸出的方式，進(jìn)行控制所述電機(jī)的不能發(fā)電時(shí)控制的驅(qū)動(dòng)控制裝置；和根據(jù)在由所述不能發(fā)電狀態(tài)檢測(cè)裝置持續(xù)地檢測(cè)出不能發(fā)電狀態(tài)的狀態(tài)下、被所述放電能力檢測(cè)裝置檢測(cè)出所述蓄電裝置的放電能力在規(guī)定能力以下的動(dòng)力輸出裝置的起動(dòng)(低能力不能發(fā)電狀態(tài)下動(dòng)力輸出裝置的起動(dòng))，限制由所述驅(qū)動(dòng)控制裝置進(jìn)行的所述不能發(fā)電時(shí)控制的實(shí)施的驅(qū)動(dòng)限制裝置。
在本發(fā)明的動(dòng)力輸出裝置中，根據(jù)在持續(xù)地檢測(cè)出不能進(jìn)行發(fā)電裝置的發(fā)電的不能發(fā)電狀態(tài)的狀態(tài)下、被檢測(cè)出所述蓄電裝置的放電能力在規(guī)定能力以下的動(dòng)力輸出裝置的起動(dòng)(以下稱作低能力不能發(fā)電狀態(tài)下動(dòng)力輸出裝置的起動(dòng))，限制檢測(cè)出不能發(fā)電狀態(tài)時(shí)的控制，即，限制以停止內(nèi)燃機(jī)和發(fā)電裝置的狀態(tài)下將根據(jù)所述要求動(dòng)力的動(dòng)力向驅(qū)動(dòng)軸輸出的方式控制所述電機(jī)的不能發(fā)電時(shí)控制的實(shí)施。其結(jié)果，能夠抑制在不能發(fā)電狀態(tài)中的稱為蓄電裝置的過(guò)剩放電的蓄電裝置的未預(yù)定的使用，同時(shí)能夠抑制由該未預(yù)定的使用引起的蓄電裝置的過(guò)放電造成的破損。
在本發(fā)明的動(dòng)力輸出裝置中，前述驅(qū)動(dòng)限制裝置可為在所述低能力不能發(fā)電狀態(tài)的起動(dòng)的次數(shù)在規(guī)定次數(shù)以上時(shí)，禁止由所述驅(qū)動(dòng)控制裝置進(jìn)行的所述不能發(fā)電時(shí)控制的實(shí)施的裝置。這樣，能夠在應(yīng)急時(shí)無(wú)障礙地實(shí)施必要的不能發(fā)電時(shí)控制，能夠禁止其以上的未預(yù)定的不能發(fā)電時(shí)控制的實(shí)施。
此外，在本發(fā)明的動(dòng)力輸出裝置中，前述不能發(fā)電狀態(tài)檢測(cè)裝置可為檢測(cè)出不能向所述內(nèi)燃機(jī)供給燃料的狀態(tài)的裝置，也可為檢測(cè)出由于所述發(fā)電裝置的異常引起的不能發(fā)電的狀態(tài)的裝置。
再者，在本發(fā)明的動(dòng)力輸出裝置中，前述發(fā)電裝置可為接受來(lái)自所述蓄電裝置的電力的供給而使所述內(nèi)燃機(jī)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)的裝置。這樣，不需要另外設(shè)置起動(dòng)內(nèi)燃機(jī)的電機(jī)。
在本發(fā)明的動(dòng)力輸出裝置中，前述發(fā)電裝置可為連接在所述內(nèi)燃機(jī)的輸出軸和所述驅(qū)動(dòng)軸上，能夠伴隨著的電力和動(dòng)力的輸入輸出將來(lái)自該內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)力的至少一部分向該驅(qū)動(dòng)軸輸出的裝置。在此情況下，前述發(fā)電裝置可為具有與所述內(nèi)燃機(jī)的輸出軸和所述驅(qū)動(dòng)軸以及第3軸這3軸連接、根據(jù)相對(duì)該3軸中的任意2軸輸入和輸出的動(dòng)力、將動(dòng)力相對(duì)剩余的軸輸入和輸出的3軸式動(dòng)力輸入輸出裝置，和將動(dòng)力相對(duì)所述第3軸輸入和輸出的發(fā)電機(jī)的裝置，也可為具有安裝于所述內(nèi)燃機(jī)的輸出軸上的第1轉(zhuǎn)子和安裝于所述驅(qū)動(dòng)軸上的第2轉(zhuǎn)子，并且伴隨著相對(duì)于該第1轉(zhuǎn)子的該第2轉(zhuǎn)子的相對(duì)性旋轉(zhuǎn)，通過(guò)該第1轉(zhuǎn)子和該第2轉(zhuǎn)子的電磁作用產(chǎn)生的電力的輸入和輸出，將來(lái)自該內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)力的至少一部分向該驅(qū)動(dòng)軸輸出的發(fā)電機(jī)。
本發(fā)明的汽車的要旨為裝載有上述任一形式的本發(fā)明的動(dòng)力輸出裝置，即基本上為將動(dòng)力向驅(qū)動(dòng)軸輸出的動(dòng)力輸出裝置，具有內(nèi)燃機(jī)；可向所述驅(qū)動(dòng)軸輸出動(dòng)力的電機(jī)；可進(jìn)行向所述內(nèi)燃機(jī)的起動(dòng)供給需要的電力及向所述電機(jī)的電力供給的蓄電裝置；檢測(cè)出該蓄電裝置的放電能力的放電能力檢測(cè)裝置；在使用來(lái)自所述內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)力的至少一部分發(fā)電的同時(shí)，可使用該發(fā)電電力的至少一部分使所述蓄電裝置充電的發(fā)電裝置；檢測(cè)出不能由所述發(fā)電裝置進(jìn)行發(fā)電的不能發(fā)電狀態(tài)的不能發(fā)電狀態(tài)檢測(cè)裝置；根據(jù)操作者的操作設(shè)定應(yīng)當(dāng)向所述驅(qū)動(dòng)軸輸出的要求動(dòng)力的要求動(dòng)力設(shè)定裝置；在通常時(shí)刻，以向所述驅(qū)動(dòng)軸輸出根據(jù)所述要求動(dòng)力的動(dòng)力并且使所述蓄電裝置的放電能力在通常的范圍內(nèi)的方式，進(jìn)行控制所述內(nèi)燃機(jī)、所述電機(jī)和所述發(fā)電裝置的通常時(shí)刻控制，在通過(guò)所述不能發(fā)電狀態(tài)檢測(cè)裝置檢測(cè)出不能發(fā)電狀態(tài)時(shí)，以在停止所述內(nèi)燃機(jī)和所述發(fā)電裝置的狀態(tài)下將根據(jù)所述要求動(dòng)力的動(dòng)力向所述驅(qū)動(dòng)軸輸出的方式，進(jìn)行控制所述電機(jī)的不能發(fā)電時(shí)控制的驅(qū)動(dòng)控制裝置；和根據(jù)在由所述不能發(fā)電狀態(tài)檢測(cè)裝置持續(xù)地檢測(cè)出不能發(fā)電狀態(tài)的狀態(tài)下、被所述放電能力檢測(cè)裝置檢測(cè)出所述蓄電裝置的放電能力在規(guī)定能力以下的動(dòng)力輸出裝置的起動(dòng)(低能力不能發(fā)電狀態(tài)下動(dòng)力輸出裝置的起動(dòng))，限制由所述驅(qū)動(dòng)控制裝置進(jìn)行的所述不能發(fā)電時(shí)控制的實(shí)施的驅(qū)動(dòng)限制裝置，前述驅(qū)動(dòng)軸與車軸機(jī)械連接地行駛。
在本發(fā)明的汽車中，由于裝載有上述任一形式的本發(fā)明的動(dòng)力輸出裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)與本發(fā)明的動(dòng)力輸出裝置實(shí)現(xiàn)的效果，例如能夠防止在不能發(fā)電狀態(tài)中的稱為蓄電裝置的過(guò)剩放電的蓄電裝置的未預(yù)定的使用，以及能夠防止由該未預(yù)定的使用引起的蓄電裝置的過(guò)放電造成的破損的效果相同的效果。
本發(fā)明的動(dòng)力輸出裝置的控制方法為具有內(nèi)燃機(jī)；可向所述驅(qū)動(dòng)軸輸出動(dòng)力的電機(jī)；進(jìn)行向所述內(nèi)燃機(jī)的起動(dòng)供給需要的電力及向所述電機(jī)的電力供給的蓄電裝置；和在使用來(lái)自所述內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)力的至少一部分發(fā)電的同時(shí)，可使用該發(fā)電電力的至少一部分使所述蓄電裝置充電的發(fā)電裝置的動(dòng)力輸出裝置的控制方法，其中，(a)在通常時(shí)刻，以向所述驅(qū)動(dòng)軸輸出與根據(jù)操作者的操作的要求動(dòng)力相應(yīng)的動(dòng)力并且使所述蓄電裝置的放電能力在通常的范圍內(nèi)的方式，進(jìn)行控制所述內(nèi)燃機(jī)、所述電機(jī)和所述發(fā)電裝置的通常時(shí)刻控制，在所述發(fā)電裝置處于不能發(fā)電的不能發(fā)電狀態(tài)時(shí)，以在停止所述內(nèi)燃機(jī)和所述發(fā)電裝置的狀態(tài)下將根據(jù)所述要求動(dòng)力的動(dòng)力向所述驅(qū)動(dòng)軸輸出的方式，進(jìn)行控制所述電機(jī)的不能發(fā)電時(shí)控制，(b)在所述不能發(fā)電狀態(tài)持續(xù)的狀態(tài)下、被檢測(cè)出所述蓄電裝置的放電能力在規(guī)定能力以下的(動(dòng)力輸出)裝置的起動(dòng)次數(shù)達(dá)到規(guī)定的次數(shù)時(shí)，禁止由所述步驟(a)進(jìn)行的所述不能發(fā)電時(shí)控制的實(shí)施。
根據(jù)本發(fā)明的動(dòng)力輸出裝置的控制方法，由于禁止了在不能由發(fā)電裝置進(jìn)行發(fā)電的不能發(fā)電狀態(tài)持續(xù)的狀態(tài)中、檢測(cè)出所述蓄電裝置的放電能力在規(guī)定能力以下的(動(dòng)力輸出)裝置的起動(dòng)次數(shù)達(dá)到規(guī)定的次數(shù)時(shí)不能發(fā)電狀態(tài)的驅(qū)動(dòng)控制，即、在停止所述內(nèi)燃機(jī)和所述發(fā)電裝置的狀態(tài)下，進(jìn)行控制所述電機(jī)，以將與所述要求動(dòng)力相應(yīng)的動(dòng)力向所述驅(qū)動(dòng)軸輸出的不能發(fā)電時(shí)控制的實(shí)施，所以能夠抑制在不能發(fā)電狀態(tài)中的稱為蓄電裝置的過(guò)剩放電的蓄電裝置的未預(yù)定的使用，同時(shí)能夠抑制由該未預(yù)定的使用引起的蓄電裝置的過(guò)放電造成的破損。


圖1為示意地示出本發(fā)明一實(shí)施例的混合動(dòng)力汽車20的構(gòu)成的構(gòu)成圖；圖2為示出實(shí)施例的混合動(dòng)力用電子控制單元70執(zhí)行的起動(dòng)時(shí)處理的一例的流程圖；圖3為示出實(shí)施例的混合動(dòng)力用電子控制單元70執(zhí)行的計(jì)數(shù)處理的一例的流程圖；圖4為示意地示出變形例的混合動(dòng)力汽車120的構(gòu)成的構(gòu)成圖；圖5為示意地示出變形例的混合動(dòng)力汽車220的構(gòu)成的構(gòu)成圖。
具體實(shí)施例方式
下面，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
用實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。圖1為示意地示出裝載有本發(fā)明一實(shí)施例的動(dòng)力輸出裝置的混合動(dòng)力汽車20的構(gòu)成的構(gòu)成圖。實(shí)施例的混合動(dòng)力汽車20正如圖示，具有發(fā)動(dòng)機(jī)22，通過(guò)減振器28而與作為發(fā)動(dòng)機(jī)22的輸出軸的曲軸26連接的3軸式的動(dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu)30，與動(dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu)30連接的可發(fā)電的電機(jī)MG1，在與動(dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu)30連接的、作為驅(qū)動(dòng)軸的齒圈軸32a上安裝的減速齒輪35，與減速齒輪35連接的電機(jī)MG2，控制整個(gè)動(dòng)力輸出裝置的混合動(dòng)力用電子控制單元70。
發(fā)動(dòng)機(jī)22為接收來(lái)自蓄積有汽油或輕油等的碳?xì)浠衔镱惾剂系娜剂舷?3的燃料供給，而輸出動(dòng)力的內(nèi)燃機(jī)，通過(guò)輸入從檢測(cè)出發(fā)動(dòng)機(jī)22運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的各種傳感器來(lái)的信號(hào)的發(fā)動(dòng)機(jī)用電子控制單元(以下稱作發(fā)動(dòng)機(jī)ECU)24，接受燃料噴射控制或點(diǎn)火控制、吸入空氣量調(diào)節(jié)控制等的運(yùn)轉(zhuǎn)控制。發(fā)動(dòng)機(jī)ECU24根據(jù)各種傳感器來(lái)的信號(hào)，監(jiān)視發(fā)動(dòng)機(jī)22的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，檢測(cè)出發(fā)動(dòng)機(jī)22不能良好運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)，例如發(fā)動(dòng)機(jī)22因燃料切斷不能良好運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)或因各氣缸的任意一個(gè)不能點(diǎn)火從而不能良好運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)等。發(fā)動(dòng)機(jī)ECU24與混合動(dòng)力用電子控制單元70通信連通，通過(guò)來(lái)自混合動(dòng)力用電子控制單元70的控制信號(hào)，運(yùn)轉(zhuǎn)控制發(fā)動(dòng)機(jī)22，同時(shí)，根據(jù)需要，向混合動(dòng)力用電子控制單元70輸出與發(fā)動(dòng)機(jī)22的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)有關(guān)的數(shù)據(jù)。
動(dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu)30具有外齒齒輪的太陽(yáng)齒輪31、與該太陽(yáng)齒輪31同軸設(shè)置的內(nèi)齒齒輪的齒圈32、與太陽(yáng)齒輪31嚙合的同時(shí)與齒圈32嚙合的多個(gè)小齒輪33、和將多個(gè)小齒輪33保持可自由地自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)的行星齒輪架34，太陽(yáng)齒輪31和齒圈32以及行星齒輪架34作為旋轉(zhuǎn)要素而構(gòu)成進(jìn)行差動(dòng)作用的行星齒輪裝置。對(duì)于動(dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu)30，行星齒輪架34與發(fā)動(dòng)機(jī)22的曲軸26連接，太陽(yáng)齒輪31與電機(jī)MG1連接，減速齒輪35通過(guò)齒圈軸32a而與齒圈32連接，電機(jī)MG1作為發(fā)電機(jī)發(fā)揮功能時(shí)，從行星齒輪架34輸入的、來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)22的動(dòng)力根據(jù)其齒輪比分配于太陽(yáng)齒輪31側(cè)和齒圈32側(cè)，而在電機(jī)MG1作為電動(dòng)機(jī)發(fā)揮功能時(shí)，從行星齒輪架34輸入的、來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)22的動(dòng)力和從太陽(yáng)齒輪31輸入的、來(lái)自電機(jī)MG1的動(dòng)力綜合后向齒圈32側(cè)輸出。向齒圈32輸出的動(dòng)力從齒圈軸32a開(kāi)始、通過(guò)齒輪(傳動(dòng))機(jī)構(gòu)60和差動(dòng)齒輪62，最終向車輛的驅(qū)動(dòng)輪63a、63b輸出。
電機(jī)MG1和電機(jī)MG2任意一個(gè)具有可作為發(fā)電機(jī)驅(qū)動(dòng)并可作為電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的公知的同步發(fā)電電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)，通過(guò)逆變器41、42，與蓄電池50進(jìn)行電力交換。將逆變器41、42與蓄電池50連接的電力線54由各逆變器41、42共用的正極母線和負(fù)極母線構(gòu)成，電機(jī)MG1、MG2之一發(fā)電的電力能夠由另一電機(jī)消耗。因此，蓄電池50根據(jù)電機(jī)MG1、MG2任意一個(gè)發(fā)生的電力或電力不足而充放電。另外，如通過(guò)電機(jī)MG1、MG2獲取電力收支的平衡時(shí)，則蓄電池50就不進(jìn)行充放電。電機(jī)MG1、MG2每一個(gè)均由電機(jī)用電子控制單元(以下稱作電機(jī)ECU)40驅(qū)動(dòng)控制。向電機(jī)ECU40輸入驅(qū)動(dòng)控制電機(jī)MG1、MG2用的必要信號(hào)，例如從檢測(cè)出電機(jī)MG1、MG2的轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)位置用的旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)傳感器43、44來(lái)的信號(hào)或者輸入由未圖示的電流傳感器檢測(cè)出的、施加到電機(jī)MG1、MG2上的相電流等，由電機(jī)ECU40向逆變器41、42輸出開(kāi)關(guān)控制信號(hào)。電機(jī)ECU40根據(jù)各種傳感器來(lái)的信號(hào)，監(jiān)視電機(jī)MG1，、MG2的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，檢測(cè)出不能良好地運(yùn)轉(zhuǎn)電機(jī)MG1、MG2的狀態(tài)，例如因逆變器41、42的異常不能運(yùn)轉(zhuǎn)電機(jī)MG1、MG2的狀態(tài)，或電機(jī)MG1、MG2發(fā)生異常而不能運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)。電機(jī)ECU40與混合動(dòng)力用電子控制單元70通信連通，根據(jù)來(lái)自混合動(dòng)力用電子控制單元70的控制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)控制電機(jī)MG1、MG2的同時(shí)，根據(jù)需要，將與電機(jī)MG1、MG2的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)有關(guān)的數(shù)據(jù)向混合動(dòng)力用電子控制單元70輸出。
蓄電池50由蓄電池用電子控制單元(以下稱作蓄電池ECU)52管理。管理蓄電池50的必要信號(hào)，例如從設(shè)置于蓄電池50的端子間的、未圖示的電壓傳感器來(lái)的端子間電壓，從在與蓄電池50的輸出端子連接的電力線54上安裝的、未圖示的電流傳感器來(lái)的充放電電流，從安裝到蓄電池50上的溫度傳感器51來(lái)的蓄電池溫度Tb等向蓄電池ECU52輸入，根據(jù)需要，與蓄電池50的狀態(tài)有關(guān)的數(shù)據(jù)通過(guò)通信傳遞向混合動(dòng)力用電子控制單元70輸出。另外，在蓄電池ECU52中，為了管理蓄電池50，也可基于由電流傳感器檢測(cè)出的充放電電流的積算值，計(jì)算剩余容量(SOC)。
混合動(dòng)力用電子控制單元70由以CPU72為中心的微處理器構(gòu)成，除了CPU72，還具有記憶處理程序的ROM74，暫時(shí)記憶數(shù)據(jù)的RAM76，和未圖示的輸入和輸出端口和通信端口。從安裝于燃料箱23上的燃料計(jì)23a來(lái)的燃料剩余量或來(lái)自點(diǎn)火開(kāi)關(guān)80的點(diǎn)火信號(hào)，從檢測(cè)出變速桿81的操作位置的變速位置傳感器82來(lái)的變速位置SP，從檢測(cè)出加速踏板83的踩下量的加速踏板位置傳感器84來(lái)的加速踏板開(kāi)度Acc，從檢測(cè)出制動(dòng)踏板85的踩下量的制動(dòng)踏板位置傳感器86來(lái)的制動(dòng)踏板位置BP，來(lái)自車速傳感器88的車速V等通過(guò)輸入端口向混合動(dòng)力用電子控制單元70輸入?；旌蟿?dòng)力用電子控制單元70正如前述，通過(guò)通信端口與發(fā)動(dòng)機(jī)ECU24或電機(jī)ECU40，蓄電池ECU52連接，與發(fā)動(dòng)機(jī)ECU24或電機(jī)ECU40，蓄電池ECU52交換各種控制信號(hào)或數(shù)據(jù)。
如此結(jié)構(gòu)的實(shí)施例的混合動(dòng)力汽車20基于與駕駛員對(duì)加速踏板83的踩下量相對(duì)應(yīng)的加速踏板開(kāi)度Acc和車速V，計(jì)算應(yīng)當(dāng)向作為驅(qū)動(dòng)軸的齒圈軸32a輸出的要求扭矩，運(yùn)轉(zhuǎn)控制發(fā)動(dòng)機(jī)22和電機(jī)MG1以及電機(jī)MG2，以將與該要求扭矩相對(duì)應(yīng)的要求動(dòng)力向齒圈軸32a輸出。作為發(fā)動(dòng)機(jī)22和電機(jī)MG1以及電機(jī)MG2的運(yùn)轉(zhuǎn)控制，具有在運(yùn)轉(zhuǎn)控制發(fā)動(dòng)機(jī)22，以從發(fā)動(dòng)機(jī)22輸出與要求動(dòng)力相稱的動(dòng)力的同時(shí)，驅(qū)動(dòng)控制電機(jī)MG1和電機(jī)MG2，以使從發(fā)動(dòng)機(jī)22輸出的動(dòng)力的全部通過(guò)動(dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu)30與電機(jī)MG1和電機(jī)MG2進(jìn)行扭矩變換，以向齒圈軸32a輸出的扭矩變換運(yùn)轉(zhuǎn)模式；或在運(yùn)轉(zhuǎn)控制發(fā)動(dòng)機(jī)22，以從發(fā)動(dòng)機(jī)22輸出與要求動(dòng)力和蓄電池50的充放電所需要的電力之和相稱的動(dòng)力的同時(shí)，驅(qū)動(dòng)控制電機(jī)MG1和電機(jī)MG2，以隨著蓄電池50的充放電將從發(fā)動(dòng)機(jī)22輸出的動(dòng)力的全部或其一部分隨著動(dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu)30與電機(jī)MG1和電機(jī)MG2所致的扭矩變換，將要求動(dòng)力向齒圈軸32a輸出的充放電運(yùn)轉(zhuǎn)模式；以及停止發(fā)動(dòng)機(jī)22的運(yùn)轉(zhuǎn)，以將與來(lái)自電機(jī)MG2的要求動(dòng)力相稱的動(dòng)力向齒圈軸32a輸出的方式運(yùn)轉(zhuǎn)控制的電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)模式等。
下面，對(duì)如此構(gòu)成的實(shí)施例的混合動(dòng)力汽車20的動(dòng)作、特別是燃料中斷及發(fā)動(dòng)機(jī)22的異常，電機(jī)MG1的異常等引起的不能發(fā)電狀態(tài)時(shí)的動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明。圖2為在接通點(diǎn)火開(kāi)關(guān)80時(shí)、由混合動(dòng)力用電子控制單元70執(zhí)行的起動(dòng)時(shí)處理的一例的流程圖，圖3為在接通點(diǎn)火開(kāi)關(guān)80并起動(dòng)后、由混合動(dòng)力用電子控制單元70反復(fù)執(zhí)行的計(jì)數(shù)處理的一例的流程圖。
執(zhí)行起動(dòng)時(shí)處理時(shí)，混合動(dòng)力用電子控制單元70的CPU72，首先，為了初始化將計(jì)數(shù)器用標(biāo)志Fc而設(shè)定為0值(步驟S100)，并檢查發(fā)動(dòng)機(jī)22及電機(jī)MG1、MG2、逆變器41、42等的驅(qū)動(dòng)系是否為可運(yùn)行狀態(tài)(步驟S110)。有關(guān)計(jì)數(shù)器用標(biāo)志Fc在后敘述。驅(qū)動(dòng)系是否為可運(yùn)行狀態(tài)的檢查不僅是檢查發(fā)動(dòng)機(jī)22及電機(jī)MG1、MG2、逆變器41、42等設(shè)備的自身是否發(fā)生了異常，也要檢查是否為能夠進(jìn)行向發(fā)動(dòng)機(jī)22的燃料供給的狀態(tài)。此外，這些檢查可通過(guò)輸入發(fā)動(dòng)機(jī)ECU24及電機(jī)ECU40產(chǎn)生的監(jiān)視數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行。在沒(méi)有任何異常的正常情況下，在步驟S120中得出肯定性的判定，允許根據(jù)駕駛者的加速器踏板83的操作切換為電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)模式或扭矩變換運(yùn)轉(zhuǎn)模式、充放電運(yùn)轉(zhuǎn)模式并行駛的通常行駛(步驟S130)，結(jié)束起動(dòng)時(shí)處理。
現(xiàn)在，對(duì)于發(fā)生任何異常的情況，特別是由于燃料中斷使發(fā)動(dòng)機(jī)22不能運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)或由于發(fā)動(dòng)機(jī)22的異常使發(fā)動(dòng)機(jī)22不能運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)、發(fā)動(dòng)機(jī)22可運(yùn)轉(zhuǎn)但由于電機(jī)MG1的異常而不能發(fā)電的狀態(tài)、由于逆變器41的異常而不能驅(qū)動(dòng)電機(jī)MG1的狀態(tài)等不能進(jìn)行發(fā)電而向蓄電池50充電的不能發(fā)電狀態(tài)的情況進(jìn)行考慮。在此場(chǎng)合，在步驟S120中得出否定性的判定，異常燈90點(diǎn)亮(步驟S140)、將計(jì)數(shù)器(カウンタ)C與閾值Cref比較(步驟S150)。在此，計(jì)數(shù)器C通過(guò)起動(dòng)后反復(fù)進(jìn)行的圖3所例示的計(jì)數(shù)器處理來(lái)設(shè)定。閾值Cref設(shè)定在不能發(fā)電狀態(tài)持續(xù)之際，允許電機(jī)行駛(モ一タ走行)的起動(dòng)次數(shù)，以值3、4、5、6等的方式設(shè)定。在計(jì)數(shù)器C不足閾值Cref時(shí)，在停止發(fā)動(dòng)機(jī)22和電機(jī)MG1的狀態(tài)下，允許僅以來(lái)自電機(jī)MG2的動(dòng)力行駛的電機(jī)行駛(步驟S160)，在計(jì)數(shù)器C處于閾值Cref以上時(shí)，禁止行駛(步驟S170)，結(jié)束起動(dòng)時(shí)處理。即使發(fā)生這種不能發(fā)電狀態(tài)，在計(jì)數(shù)器C不足閾值Cref時(shí)也允許電機(jī)行駛是為了即使在車輛以不能發(fā)電狀態(tài)為原因可能在道口(交叉口)停車時(shí)，也能夠通過(guò)電機(jī)行駛而使車輛移動(dòng)的緣故。
在通過(guò)起動(dòng)時(shí)處理允許通常行駛或電機(jī)行駛而起動(dòng)時(shí)，反復(fù)地進(jìn)行圖3所示的計(jì)數(shù)器處理。在進(jìn)行計(jì)數(shù)器處理時(shí)，首先，檢查發(fā)動(dòng)機(jī)22及電機(jī)MG1、MG2、逆變器41、42等的驅(qū)動(dòng)系是否為可運(yùn)行狀態(tài)(步驟S200)。該檢查與起動(dòng)時(shí)處理的步驟S100的狀態(tài)檢查相同。此后，判定該狀態(tài)檢查結(jié)果是否為不能發(fā)電狀態(tài)(步驟S210)，在非不能發(fā)電狀態(tài)時(shí)，將計(jì)數(shù)器C設(shè)定為0值(步驟S220)，結(jié)束計(jì)數(shù)器處理。這樣，由于在非不能發(fā)電狀態(tài)時(shí)，計(jì)數(shù)器C被設(shè)定為0值，在下次的起動(dòng)時(shí)即使由圖2的起動(dòng)時(shí)處理判定為不能發(fā)電狀態(tài)，由于計(jì)數(shù)器C比閾值Cref小，也允許電機(jī)行駛。
在步驟S210中，判定為不能發(fā)電狀態(tài)時(shí)，在判定計(jì)數(shù)器用標(biāo)志Fc是否為0值(步驟S220)的同時(shí)，判定是否為電機(jī)行駛中(步驟S230)，再判定蓄電池50的輸出限制Wout是否不足閾值Wref(步驟S240)。在此，蓄電池50的輸出限制Wout在實(shí)施例中為，將使用由溫度傳感器51檢測(cè)出的蓄電池溫度Tb和殘余容量(SOC)，并通過(guò)蓄電池ECU52設(shè)定的數(shù)據(jù)從蓄電池ECU52經(jīng)過(guò)通信讀入并使用的數(shù)據(jù)。閾值Wref為用于防止蓄電池50的過(guò)放電而設(shè)定的數(shù)據(jù)，可通過(guò)蓄電池50的特性求得。計(jì)數(shù)器用標(biāo)志Fc為1值時(shí)或不在電機(jī)行駛中時(shí)，以及蓄電池50的輸出限制Wout在閾值Wref以上時(shí)，直接結(jié)束計(jì)數(shù)器處理。另一方面，在計(jì)數(shù)器用標(biāo)志Fc為0值，同時(shí)也在電機(jī)行駛中，并且蓄電池50的輸出限制Wout不足閾值Wref時(shí)，在計(jì)數(shù)器C僅增大值1(步驟S250)的同時(shí)，將計(jì)數(shù)器用標(biāo)志Fc設(shè)定為值1(步驟S260)，結(jié)束計(jì)數(shù)器處理。這樣，計(jì)數(shù)器用標(biāo)志Fc在計(jì)數(shù)器C增大時(shí)被設(shè)定為值1，在計(jì)數(shù)器用標(biāo)志Fc被設(shè)定為值1后，在步驟S220中得出否定性的判定時(shí)的結(jié)果為不進(jìn)行計(jì)數(shù)器C的增加處理。因而，在混合動(dòng)力汽車20起動(dòng)并且計(jì)數(shù)器C增加時(shí)，其后，混合動(dòng)力汽車20停止，并且直到起動(dòng)不增加計(jì)數(shù)器C。
將圖2的起動(dòng)時(shí)處理和圖3的計(jì)數(shù)器處理組合地考慮時(shí)，即使由于燃料中斷或發(fā)動(dòng)機(jī)22的異常、電機(jī)MG1的異常等使不能發(fā)電狀態(tài)持續(xù)時(shí)，直到由閾值Cref設(shè)定的次數(shù)為止，進(jìn)行允許電機(jī)行駛的起動(dòng)，但在達(dá)到由閾值Cref設(shè)定的次數(shù)時(shí)，進(jìn)行禁止行駛的起動(dòng)。在起動(dòng)期間由于燃料的補(bǔ)給或發(fā)動(dòng)機(jī)22及電機(jī)MG1的維修等消除了不能發(fā)電狀態(tài)時(shí)，進(jìn)行允許通常行駛的起動(dòng)，將計(jì)數(shù)器C清為0值。其結(jié)果，即使通過(guò)得知燃料中斷使混合動(dòng)力汽車20的起動(dòng)和停止再三反復(fù)地未預(yù)定地使用本來(lái)的使用方法，也能抑制蓄電池50的過(guò)放電，同時(shí)抑制伴隨著過(guò)放電而產(chǎn)生的蓄電池50的破損。
根據(jù)以上說(shuō)明的本實(shí)施例的混合動(dòng)力汽車20，在由于燃料中斷或發(fā)動(dòng)機(jī)22的異常、電機(jī)MG1的異常等持續(xù)不能發(fā)電的狀態(tài)下，即使混合動(dòng)力汽車20的起動(dòng)和停止再三反復(fù)地作為本來(lái)的使用方法未預(yù)定地使用，也能抑制蓄電池50的過(guò)放電，同時(shí)抑制伴隨著過(guò)放電而產(chǎn)生的蓄電池50的破損。當(dāng)然，即使在由于不能發(fā)電狀態(tài)的原因下、車輛可能在道口停車的情況下，也能通過(guò)電機(jī)行駛使車輛移動(dòng)。
在此，在實(shí)施例的混合動(dòng)力汽車20中，作為蓄電池50的放電能力使用了蓄電池50的輸出限制Wout，但作為放電能力不限于輸出限制Wout，也可使用例如蓄電池50的殘余容量(SOC)等各種數(shù)據(jù)。
在實(shí)施例的混合動(dòng)力汽車20中，電機(jī)MG2的動(dòng)力通過(guò)減速齒輪35變速并向齒圈軸32a輸出，但也可如圖4的變形例的混合動(dòng)力汽車120所例示地、將電機(jī)MG2的動(dòng)力同與連接齒圈軸32a的車軸(與驅(qū)動(dòng)輪63a、63b連接的車軸)不同的車軸(圖4中與車輪64a、64b連接的車軸)連接。
在實(shí)施例的混合動(dòng)力汽車20中，是將發(fā)動(dòng)機(jī)22的動(dòng)力通過(guò)動(dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu)30向與驅(qū)動(dòng)輪63a、63b連接的、作為驅(qū)動(dòng)軸的齒圈軸32a輸出的，但也可如圖5的變形例的混合動(dòng)力汽車220所例示的，可包含有與發(fā)動(dòng)機(jī)22的曲軸26連接的內(nèi)轉(zhuǎn)子232和與將動(dòng)力向驅(qū)動(dòng)輪63a、63b輸出的驅(qū)動(dòng)軸連接的外轉(zhuǎn)子234，將發(fā)動(dòng)機(jī)22的動(dòng)力的一部分向驅(qū)動(dòng)軸傳遞的同時(shí)、將剩余的動(dòng)力變換為電力的成對(duì)轉(zhuǎn)子電機(jī)230。
此外，只要是具有使用發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力發(fā)電的發(fā)電機(jī)、由來(lái)自該發(fā)電機(jī)的電力充電的充電電池(二次電池)、通過(guò)發(fā)電機(jī)及充電電池的電力輸出驅(qū)動(dòng)力的電動(dòng)機(jī)的混合動(dòng)力汽車，無(wú)論是何種混合動(dòng)力汽車均無(wú)妨礙。再者，裝載在這種混合動(dòng)力汽車上的動(dòng)力輸出裝置也可裝載在混合動(dòng)力汽車以外的車輛或設(shè)備上。
以上，用實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施形態(tài)進(jìn)行了說(shuō)明，但本發(fā)明并不限于這些實(shí)施例，不用說(shuō)，在不脫離本發(fā)明的要旨的范圍內(nèi)，可采用各種形態(tài)實(shí)施。
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，其特征在于，具有內(nèi)燃機(jī)；可向所述驅(qū)動(dòng)軸輸出動(dòng)力的電機(jī)；可進(jìn)行向所述內(nèi)燃機(jī)的起動(dòng)供給需要的電力及向所述電機(jī)的電力供給的蓄電裝置；檢測(cè)出該蓄電裝置的放電能力的放電能力檢測(cè)裝置；在使用來(lái)自所述內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)力的至少一部分發(fā)電的同時(shí)，可使用該發(fā)電電力的至少一部分使所述蓄電裝置充電的發(fā)電裝置；檢測(cè)出不能由所述發(fā)電裝置進(jìn)行發(fā)電的不能發(fā)電狀態(tài)的不能發(fā)電狀態(tài)檢測(cè)裝置；根據(jù)操作者的操作設(shè)定應(yīng)當(dāng)向所述驅(qū)動(dòng)軸輸出的要求動(dòng)力的要求動(dòng)力設(shè)定裝置；在通常時(shí)刻，以向所述驅(qū)動(dòng)軸輸出根據(jù)所述要求動(dòng)力的動(dòng)力并且使所述蓄電裝置的放電能力在通常的范圍內(nèi)的方式，進(jìn)行控制所述內(nèi)燃機(jī)、所述電機(jī)和所述發(fā)電裝置的通常時(shí)刻控制，在通過(guò)所述不能發(fā)電狀態(tài)檢測(cè)裝置檢測(cè)出不能發(fā)電狀態(tài)時(shí)，以在停止所述內(nèi)燃機(jī)和所述發(fā)電裝置的狀態(tài)下將根據(jù)所述要求動(dòng)力的動(dòng)力向所述驅(qū)動(dòng)軸輸出的方式，進(jìn)行控制所述電機(jī)的不能發(fā)電時(shí)控制的驅(qū)動(dòng)控制裝置；和根據(jù)在由所述不能發(fā)電狀態(tài)檢測(cè)裝置持續(xù)地檢測(cè)出不能發(fā)電狀態(tài)的狀態(tài)下、被所述放電能力檢測(cè)裝置檢測(cè)出所述蓄電裝置的放電能力在規(guī)定能力以下的動(dòng)力輸出裝置的起動(dòng)(低能力不能發(fā)電狀態(tài)下動(dòng)力輸出裝置的起動(dòng))，限制由所述驅(qū)動(dòng)控制裝置進(jìn)行的所述不能發(fā)電時(shí)控制的實(shí)施的驅(qū)動(dòng)限制裝置。
2.按照權(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)限制裝置為在所述低能力不能發(fā)電狀態(tài)的起動(dòng)的次數(shù)在規(guī)定次數(shù)以上時(shí)，禁止由所述驅(qū)動(dòng)控制裝置進(jìn)行的所述不能發(fā)電時(shí)控制的實(shí)施的裝置。
3.按照權(quán)利要求1所述的動(dòng)力輸出裝置，其特征在于，所述不能發(fā)電狀態(tài)檢測(cè)裝置為檢測(cè)出不能向所述內(nèi)燃機(jī)供給燃料的狀態(tài)的裝置。
4.按照權(quán)利要求1所述的動(dòng)力輸出裝置，其特征在于，所述不能發(fā)電狀態(tài)檢測(cè)裝置為檢測(cè)出由于所述發(fā)電裝置的異常引起的不能發(fā)電的狀態(tài)的裝置。
5.按照權(quán)利要求1所述的動(dòng)力輸出裝置，其特征在于，所述發(fā)電裝置為接受來(lái)自所述蓄電裝置的電力的供給而使所述內(nèi)燃機(jī)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)的裝置。
6.按照權(quán)利要求1所述的動(dòng)力輸出裝置，其特征在于，所述發(fā)電裝置為連接在所述內(nèi)燃機(jī)的輸出軸和所述驅(qū)動(dòng)軸上，能夠伴隨著的電力和動(dòng)力的輸入輸出將來(lái)自該內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)力的至少一部分向該驅(qū)動(dòng)軸輸出的裝置。
7.按照權(quán)利要求6所述的動(dòng)力輸出裝置，其特征在于，所述發(fā)電裝置為具有與所述內(nèi)燃機(jī)的輸出軸和所述驅(qū)動(dòng)軸以及第3軸這3軸連接、根據(jù)相對(duì)該3軸中的任意2軸輸入和輸出的動(dòng)力、將動(dòng)力相對(duì)剩余的軸輸入和輸出的3軸式動(dòng)力輸入輸出裝置，和將動(dòng)力相對(duì)所述第3軸輸入和輸出的發(fā)電機(jī)的裝置。
8.按照權(quán)利要求6所述的動(dòng)力輸出裝置，其特征在于，所述發(fā)電裝置為具有安裝于所述內(nèi)燃機(jī)的輸出軸上的第1轉(zhuǎn)子和安裝于所述驅(qū)動(dòng)軸上的第2轉(zhuǎn)子，并且伴隨著相對(duì)于該第1轉(zhuǎn)子的該第2轉(zhuǎn)子的相對(duì)性旋轉(zhuǎn)，通過(guò)該第1轉(zhuǎn)子和該第2轉(zhuǎn)子的電磁作用產(chǎn)生的電力的輸入和輸出，將來(lái)自該內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)力的至少一部分向該驅(qū)動(dòng)軸輸出的發(fā)電機(jī)。
9.一種裝載有權(quán)利要求1～8中任一項(xiàng)所述的動(dòng)力輸出裝置，并且所述驅(qū)動(dòng)軸與車軸機(jī)械連接地行駛的汽車。
10.一種動(dòng)力輸出裝置的控制方法，該動(dòng)力輸出裝置具有內(nèi)燃機(jī)；可向所述驅(qū)動(dòng)軸輸出動(dòng)力的電機(jī)；進(jìn)行向所述內(nèi)燃機(jī)的起動(dòng)供給需要的電力及向所述電機(jī)的電力供給的蓄電裝置；和在使用來(lái)自所述內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)力的至少一部分發(fā)電的同時(shí)，可使用該發(fā)電電力的至少一部分使所述蓄電裝置充電的發(fā)電裝置，其特征在于，(a)在通常時(shí)刻，以向所述驅(qū)動(dòng)軸輸出與根據(jù)操作者的操作的要求動(dòng)力相應(yīng)的動(dòng)力并且使所述蓄電裝置的放電能力在通常的范圍內(nèi)的方式，進(jìn)行控制所述內(nèi)燃機(jī)、所述電機(jī)和所述發(fā)電裝置的通常時(shí)刻控制，在所述發(fā)電裝置處于不能發(fā)電的不能發(fā)電狀態(tài)時(shí)，以在停止所述內(nèi)燃機(jī)和所述發(fā)電裝置的狀態(tài)下將根據(jù)所述要求動(dòng)力的動(dòng)力向所述驅(qū)動(dòng)軸輸出的方式，進(jìn)行控制所述電機(jī)的不能發(fā)電時(shí)控制，(b)在所述不能發(fā)電狀態(tài)持續(xù)的狀態(tài)中檢測(cè)出所述蓄電裝置的放電能力在規(guī)定能力以下的裝置的起動(dòng)次數(shù)達(dá)到規(guī)定的次數(shù)時(shí)，禁止由所述步驟(a)進(jìn)行的所述不能發(fā)電時(shí)控制的實(shí)施。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種動(dòng)力輸出裝置及其控制方法和汽車。本發(fā)明的目的為作為裝置的使用防止由于本來(lái)沒(méi)有預(yù)定的使用而造成的構(gòu)成設(shè)備的破損。在由于燃料中斷或發(fā)動(dòng)機(jī)異常、發(fā)電機(jī)異常等不能發(fā)電的狀態(tài)持續(xù)的狀態(tài)下進(jìn)行混合動(dòng)力汽車的起動(dòng)時(shí)，在計(jì)算這種起動(dòng)的次數(shù)的計(jì)數(shù)器C不足閾值Cref時(shí)，允許電機(jī)行駛地起動(dòng)(步驟S160)，在計(jì)數(shù)器C達(dá)到閾值Cref時(shí)禁止行駛地起動(dòng)(步驟S170)。其結(jié)果，即使在由于不能發(fā)電狀態(tài)的原因下車輛可能在道口停車的情況下，也能通過(guò)電機(jī)行駛使車輛移動(dòng)，同時(shí)即使在不能發(fā)電的狀態(tài)下反復(fù)地進(jìn)行混合動(dòng)力汽車的起動(dòng)和停止地作為本來(lái)的使用方法進(jìn)行未預(yù)定的使用時(shí)，也能夠抑制蓄電池的過(guò)放電。
文檔編號(hào)B60L15/00GK1772540SQ20041009097
公開(kāi)日2006年5月17日 申請(qǐng)日期2004年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月11日
發(fā)明者干場(chǎng)健, 灘光博 申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車株式會(huì)社