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動(dòng)力輸出設(shè)備及控制該設(shè)備的方法

文檔序號(hào):3959839閱讀:311來(lái)源:國(guó)知局
專(zhuān)利名稱(chēng):動(dòng)力輸出設(shè)備及控制該設(shè)備的方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種動(dòng)力輸出設(shè)備及一種控制該設(shè)備的方法。更具體地說(shuō),本發(fā)明涉及一種從一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)向一個(gè)驅(qū)動(dòng)軸高效率地輸出動(dòng)力的動(dòng)力輸出設(shè)備,以及一種控制這樣動(dòng)力輸出設(shè)備的方法。
在安裝在機(jī)動(dòng)車(chē)上的已知?jiǎng)恿敵鲈O(shè)備中,發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出軸通過(guò)電磁聯(lián)軸節(jié)與一個(gè)和電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子相連接的驅(qū)動(dòng)軸電磁連接,以便把發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輸出到驅(qū)動(dòng)軸(例如,如JAPANESE PATENT LAID-OPENGAZETTE No.53-133814所公開(kāi))。在這種動(dòng)力輸出設(shè)備中,機(jī)動(dòng)車(chē)在電動(dòng)機(jī)的作用下開(kāi)始驅(qū)動(dòng)。當(dāng)電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度達(dá)到預(yù)定水平時(shí),動(dòng)力輸出設(shè)備向電磁聯(lián)軸節(jié)供給激勵(lì)電流,以轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的曲柄,并且實(shí)行向發(fā)動(dòng)機(jī)供入燃料及用火花點(diǎn)火,從而起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)以后,發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力通過(guò)電磁聯(lián)軸節(jié)輸出到驅(qū)動(dòng)軸,以便連續(xù)驅(qū)動(dòng)機(jī)動(dòng)車(chē)。當(dāng)通過(guò)電磁聯(lián)軸節(jié)輸出到驅(qū)動(dòng)軸的動(dòng)力不足以用于驅(qū)動(dòng)軸上所要求的動(dòng)力時(shí),驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)以補(bǔ)充不足。在向驅(qū)動(dòng)軸輸出動(dòng)力時(shí),電磁聯(lián)軸節(jié)按照其電磁連接的滑差來(lái)再生電力。再生電力以作為用于起動(dòng)機(jī)動(dòng)車(chē)的電力存儲(chǔ)在電池中,或作為電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力用來(lái)補(bǔ)充驅(qū)動(dòng)軸上動(dòng)力的不足。
然而,常規(guī)動(dòng)力輸出設(shè)備具有隨驅(qū)動(dòng)軸的旋轉(zhuǎn)速度增加而使效率降低的問(wèn)題。在以上討論的動(dòng)力輸出設(shè)備中,當(dāng)驅(qū)動(dòng)軸的旋轉(zhuǎn)速度增加時(shí),為了通過(guò)電磁聯(lián)軸節(jié)向驅(qū)動(dòng)軸輸出動(dòng)力,要求使發(fā)動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度等于或高于驅(qū)動(dòng)軸的旋轉(zhuǎn)速度。發(fā)動(dòng)機(jī)的有效驅(qū)動(dòng)范圍一般由其旋轉(zhuǎn)速度和負(fù)載來(lái)限定。當(dāng)驅(qū)動(dòng)軸以超過(guò)該有效驅(qū)動(dòng)范圍的旋轉(zhuǎn)速度旋轉(zhuǎn)時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)迫使在這個(gè)有效驅(qū)動(dòng)范圍以外驅(qū)動(dòng)。這樣不希望有地降低了整個(gè)動(dòng)力輸出設(shè)備的效率。
本發(fā)明的申請(qǐng)人在先前提交的JAPANESE PATENT LAID-OPENGAZETTE No.7-266475中提出了一項(xiàng)技術(shù),以作為解決這個(gè)問(wèn)題的辦法。所提出的技術(shù)使用一種雙轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī),它有兩個(gè)分別與發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出軸和驅(qū)動(dòng)軸相連接的轉(zhuǎn)子,以代替電磁聯(lián)軸節(jié),并且它能產(chǎn)生電力。當(dāng)驅(qū)動(dòng)軸的旋轉(zhuǎn)速度增加時(shí),該雙轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)控制為一臺(tái)電動(dòng)機(jī),以便使與驅(qū)動(dòng)軸連接的轉(zhuǎn)子能夠相對(duì)于與發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出軸連接的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。這樣允許發(fā)動(dòng)機(jī)以比驅(qū)動(dòng)軸的旋轉(zhuǎn)速度低的旋轉(zhuǎn)速度驅(qū)動(dòng)。
當(dāng)驅(qū)動(dòng)軸的旋轉(zhuǎn)速度變?yōu)楦哂诎l(fā)動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度時(shí),要求在高轉(zhuǎn)矩下以高旋轉(zhuǎn)速度驅(qū)動(dòng)雙轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī),并且作為發(fā)電機(jī)起動(dòng)另一臺(tái)附于驅(qū)動(dòng)軸的電動(dòng)機(jī),以便再生由該雙轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)所消耗的電力。這樣導(dǎo)致雙轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)和該電動(dòng)機(jī)在高負(fù)載下操作。與其中驅(qū)動(dòng)軸的旋轉(zhuǎn)速度低于發(fā)動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度的情況比較,所提出的技術(shù)在驅(qū)動(dòng)軸的旋轉(zhuǎn)速度高于發(fā)動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)速時(shí),在某種程度上仍使整個(gè)動(dòng)力輸出設(shè)備的效率降低。
因此本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種從一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)向一個(gè)驅(qū)動(dòng)軸高效率地輸出動(dòng)力的動(dòng)力輸出設(shè)備,以及一種控制這樣動(dòng)力輸出設(shè)備的方法。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種即使當(dāng)驅(qū)動(dòng)軸的旋轉(zhuǎn)速度高于發(fā)動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度時(shí),仍向驅(qū)動(dòng)軸高效率地輸出動(dòng)力的動(dòng)力輸出設(shè)備,以及一種控制這樣動(dòng)力輸出設(shè)備的方法。
以上和其它有關(guān)目的的至少部分由一種向一個(gè)驅(qū)動(dòng)軸輸出動(dòng)力的動(dòng)力輸出設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn),該動(dòng)力輸出設(shè)備包括一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī),具有一個(gè)輸出軸;第一電動(dòng)機(jī),包括與發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出軸連接的第一轉(zhuǎn)子和與驅(qū)動(dòng)軸連接的第二轉(zhuǎn)子,第二轉(zhuǎn)子相對(duì)于第一轉(zhuǎn)子可旋轉(zhuǎn),第一和第二轉(zhuǎn)子相互電磁連接,由此使動(dòng)力通過(guò)第一轉(zhuǎn)子與第二轉(zhuǎn)子的電磁聯(lián)軸節(jié)在發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出軸與驅(qū)動(dòng)軸之間傳送;第二電動(dòng)機(jī),具有一個(gè)與輸出軸和驅(qū)動(dòng)軸不同的旋轉(zhuǎn)軸,該第二電動(dòng)機(jī)通過(guò)該旋轉(zhuǎn)軸接收和傳送動(dòng)力;第一連接裝置,以把旋轉(zhuǎn)軸機(jī)械連接在輸出軸上,并且釋放該連接;以及第二連接裝置,以把旋轉(zhuǎn)軸機(jī)械連接在驅(qū)動(dòng)軸上,并且釋放該連接。
本發(fā)明的動(dòng)力輸出設(shè)備使第二電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸能夠與發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出軸連接和脫開(kāi),并且與驅(qū)動(dòng)軸連接和脫開(kāi)。這樣導(dǎo)致第一電動(dòng)機(jī)和第二電動(dòng)機(jī)在低負(fù)載下操作,從而提高整個(gè)動(dòng)力輸出設(shè)備的效率。
按照一個(gè)優(yōu)選應(yīng)用,第一連接裝置和第二連接裝置都構(gòu)造為離合器。因此連接裝置能由簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
在本發(fā)明的動(dòng)力輸出設(shè)備中,驅(qū)動(dòng)軸和輸出軸可以同軸安排。還可能進(jìn)一步使旋轉(zhuǎn)軸與驅(qū)動(dòng)軸和輸出軸同軸安排。當(dāng)動(dòng)力輸出設(shè)備安置在直線(xiàn)形成的空間時(shí),這樣布置是有利的。
在其驅(qū)動(dòng)軸,輸出軸和旋轉(zhuǎn)軸同軸安排的動(dòng)力輸出設(shè)備中,第二電動(dòng)機(jī)可以包括一個(gè)沿徑向安排在第一電動(dòng)機(jī)外部的圓柱形轉(zhuǎn)子。這樣使動(dòng)力輸出設(shè)備的軸向長(zhǎng)度減小,并且使整個(gè)動(dòng)力輸出設(shè)備相對(duì)緊湊。
在其驅(qū)動(dòng)軸,輸出軸和旋轉(zhuǎn)軸同軸安排的動(dòng)力輸出設(shè)備中,優(yōu)選地按發(fā)動(dòng)機(jī),第二電動(dòng)機(jī)和第一電動(dòng)機(jī)這樣順序安排。在這種情況下,第一連接裝置和第二連接裝置可以安排在第二電動(dòng)機(jī)與第一電動(dòng)機(jī)之間。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)為停止,第一連接裝置取消旋轉(zhuǎn)軸與發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出軸的連接,以及第二連接裝置把旋轉(zhuǎn)軸連接在驅(qū)動(dòng)軸上時(shí),考慮到第二電動(dòng)機(jī)的操作,要求第二電動(dòng)機(jī)輸出比第一電動(dòng)機(jī)大的轉(zhuǎn)矩。電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩輸出與轉(zhuǎn)子的軸向長(zhǎng)度和其直徑的二次方成正比,因此第二電動(dòng)機(jī)尺寸比第一電動(dòng)機(jī)大。在內(nèi)燃機(jī)用作發(fā)動(dòng)機(jī)情況下,輸出特定能量的發(fā)動(dòng)機(jī)的要求尺寸一般大于電動(dòng)機(jī)的尺寸。即按發(fā)動(dòng)機(jī),第二電動(dòng)機(jī)和第一電動(dòng)機(jī)這樣順序減小尺寸。按該尺寸順序的布置提高了動(dòng)力輸出設(shè)備結(jié)構(gòu)的緊密性,并且當(dāng)動(dòng)力輸出設(shè)備安裝在受限制空間,例如機(jī)動(dòng)車(chē)或船舶上時(shí)是有利的。如前所討論,第一連接裝置和第二連接裝置能構(gòu)造為離合器,其尺寸比第一電動(dòng)機(jī)和第二電動(dòng)機(jī)小。因此第一連接裝置和第二連接裝置能安排在這些較大裝置之間所形成的死空間中。這樣進(jìn)一步減小了整個(gè)動(dòng)力輸出設(shè)備的尺寸。
在按發(fā)動(dòng)機(jī),第二電動(dòng)機(jī)和第一電動(dòng)機(jī)這樣順序安排的動(dòng)力輸出設(shè)備中,第一連接裝置和第二連接裝置有幾種可能布置。當(dāng)?shù)谝贿B接裝置和第二連接裝置安置在一起時(shí),它們可以安排在發(fā)動(dòng)機(jī)與第二電動(dòng)機(jī)之間,以代替以上討論的安排在第二電動(dòng)機(jī)與第一電動(dòng)機(jī)之間。當(dāng)?shù)谝贿B接裝置和第二連接裝置分開(kāi)安置時(shí),第一連接裝置安排在發(fā)動(dòng)機(jī)與第二電動(dòng)機(jī)之間,而第二連接裝置安排在第二電動(dòng)機(jī)與第一電動(dòng)機(jī)之間。在驅(qū)動(dòng)軸,輸出軸和旋轉(zhuǎn)軸同軸安排的動(dòng)力輸出設(shè)備中,可以按發(fā)動(dòng)機(jī),第一電動(dòng)機(jī)和第二電動(dòng)機(jī)這樣順序安排。在這個(gè)條件下,第一連接裝置和第二連接裝置如上所述也有幾種可能布置。發(fā)動(dòng)機(jī),第一電動(dòng)機(jī)和第二電動(dòng)機(jī)的布置及第一連接裝置和第二連接裝置的布置可以按照動(dòng)力輸出設(shè)備的尺寸和供安裝的空間適當(dāng)?shù)卮_定。
在本發(fā)明的動(dòng)力輸出設(shè)備中,旋轉(zhuǎn)軸可以安排在一個(gè)與驅(qū)動(dòng)軸和輸出軸不同的軸上。與按同軸布置的設(shè)備比較,這種布置使整個(gè)動(dòng)力輸出設(shè)備的軸向長(zhǎng)度減小。
在本發(fā)明的動(dòng)力輸出設(shè)備中,輸出軸和驅(qū)動(dòng)軸可以安排在不同軸上。在這種情況下,旋轉(zhuǎn)軸可以與輸出軸同軸安排,或與驅(qū)動(dòng)軸同軸安排。與按同軸布置的設(shè)備比較,這種布置也使整個(gè)動(dòng)力輸出設(shè)備的軸向長(zhǎng)度減小。
按照一個(gè)優(yōu)選應(yīng)用,第一連接裝置包括一個(gè)連接軸,以與輸出軸機(jī)械連接;以及變速齒輪裝置,以在連接軸與旋轉(zhuǎn)軸之間改變旋轉(zhuǎn)速度。按同樣方式,第二連接裝置包括一個(gè)連接軸,以與驅(qū)動(dòng)軸機(jī)械連接;以及變速齒輪裝置,以在連接軸與旋轉(zhuǎn)軸之間改變旋轉(zhuǎn)速度。這種結(jié)構(gòu)允許調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)速度,從而使第二電動(dòng)機(jī)能夠在較高效率的驅(qū)動(dòng)點(diǎn)下驅(qū)動(dòng),并且提高整個(gè)動(dòng)力輸出設(shè)備的效率。
優(yōu)選地本發(fā)明的動(dòng)力輸出設(shè)備進(jìn)一步包括連接控制裝置,以在預(yù)定條件下控制第一連接裝置和第二連接裝置。這樣允許第一電動(dòng)機(jī)和第二電動(dòng)機(jī)控制在預(yù)定條件下。
在本發(fā)明具有連接控制裝置的動(dòng)力輸出設(shè)備中,連接控制裝置包括當(dāng)預(yù)定條件為輸出軸的旋轉(zhuǎn)速度高于驅(qū)動(dòng)軸的旋轉(zhuǎn)速度時(shí),控制第一連接裝置以使旋轉(zhuǎn)軸與輸出軸的連接釋放,并且控制第二連接裝置以把旋轉(zhuǎn)軸連接在驅(qū)動(dòng)軸上的裝置;以及當(dāng)預(yù)定條件為輸出軸的旋轉(zhuǎn)速度低于驅(qū)動(dòng)軸的旋轉(zhuǎn)速度時(shí),控制第一連接裝置以把旋轉(zhuǎn)軸連接在輸出軸上,并且控制第二連接裝置以使旋轉(zhuǎn)軸與驅(qū)動(dòng)軸的連接釋放的裝置。這種結(jié)構(gòu)使第一電動(dòng)機(jī)和第二電動(dòng)機(jī)都能夠在低負(fù)載下驅(qū)動(dòng),而與驅(qū)動(dòng)軸的旋轉(zhuǎn)速度是比發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出軸的旋轉(zhuǎn)速度高或低無(wú)關(guān)。這樣使第一電動(dòng)機(jī)所消耗或再生的能量和第二電動(dòng)機(jī)所消耗或再生的能量都得到減小。這種結(jié)構(gòu)因此使這些電動(dòng)機(jī)的能量損耗減小,并且進(jìn)一步提高整個(gè)動(dòng)力輸出設(shè)備的效率。
這種優(yōu)選結(jié)構(gòu)的動(dòng)力輸出設(shè)備可以進(jìn)一步包括蓄電池裝置,由第一電動(dòng)機(jī)通過(guò)動(dòng)力傳送所再生的電力充電,放電供給由第一電動(dòng)機(jī)通過(guò)動(dòng)力傳送所消耗的電力,由第二電動(dòng)機(jī)通過(guò)動(dòng)力傳送所再生的電力充電,以及放電供給由第二電動(dòng)機(jī)通過(guò)動(dòng)力傳送所消耗的電力;目標(biāo)動(dòng)力設(shè)定裝置,以設(shè)定輸出到驅(qū)動(dòng)軸的目標(biāo)動(dòng)力;以及驅(qū)動(dòng)/控制裝置,以驅(qū)動(dòng)和控制發(fā)動(dòng)機(jī),第一電動(dòng)機(jī)和第二電動(dòng)機(jī),以便使發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的動(dòng)力和存儲(chǔ)在蓄電池裝置中并從蓄電池裝置放電的電力的總能量能夠作為目標(biāo)動(dòng)力設(shè)定裝置所設(shè)定的目標(biāo)動(dòng)力輸出到驅(qū)動(dòng)軸。這種結(jié)構(gòu)允許發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的動(dòng)力和存儲(chǔ)在蓄電池裝置中并從蓄電池裝置放電的電力的總能量能夠轉(zhuǎn)換成希望的動(dòng)力,并且輸出到驅(qū)動(dòng)軸。即使當(dāng)目標(biāo)動(dòng)力設(shè)定得比發(fā)動(dòng)機(jī)的最大輸出動(dòng)力大時(shí),這種結(jié)構(gòu)也因此能夠使目標(biāo)動(dòng)力輸出到驅(qū)動(dòng)軸。發(fā)動(dòng)機(jī)因此可以?xún)H有比最大可能目標(biāo)動(dòng)力輸出較小動(dòng)力的容量。這樣希望地減小了整個(gè)動(dòng)力輸出設(shè)備的尺寸。進(jìn)一步優(yōu)選地,這種結(jié)構(gòu)的動(dòng)力輸出設(shè)備包括充電狀態(tài)探測(cè)裝置,以探測(cè)蓄電池裝置的充電狀態(tài),并且驅(qū)動(dòng)/控制裝置包括用于驅(qū)動(dòng)和控制發(fā)動(dòng)機(jī),第一電動(dòng)機(jī)和第二電動(dòng)機(jī),以便使充電狀態(tài)探測(cè)裝置所探測(cè)的蓄電池的充電狀態(tài)在預(yù)定范圍以?xún)?nèi)的裝置。這種結(jié)構(gòu)允許蓄電池裝置的充電狀態(tài)保持在預(yù)定范圍以?xún)?nèi)。
在本發(fā)明具有連接控制裝置的動(dòng)力輸出設(shè)備中,連接控制裝置可以包括裝置,以當(dāng)預(yù)定條件為發(fā)動(dòng)機(jī),第一電動(dòng)機(jī),第二電動(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)軸在預(yù)定操作狀態(tài)下時(shí),控制第一連接裝置和第二連接裝置,以便使旋轉(zhuǎn)軸能夠與驅(qū)動(dòng)軸和輸出軸連接。這種結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出軸與驅(qū)動(dòng)軸的機(jī)械連接,從而使發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的動(dòng)力能夠直接輸出到驅(qū)動(dòng)軸。
在這種優(yōu)選結(jié)構(gòu)的動(dòng)力輸出設(shè)備中,預(yù)定操作狀態(tài)在驅(qū)動(dòng)軸的旋轉(zhuǎn)速度與發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出軸的旋轉(zhuǎn)速度相同時(shí),可以為發(fā)動(dòng)機(jī)的預(yù)定有效驅(qū)動(dòng)范圍以?xún)?nèi)的狀態(tài)。這樣使高效率下驅(qū)動(dòng)的發(fā)動(dòng)機(jī)所輸出的動(dòng)力能夠直接輸出到驅(qū)動(dòng)軸。這種優(yōu)選結(jié)構(gòu)的動(dòng)力輸出設(shè)備可以進(jìn)一步包括蓄電池裝置,由第一電動(dòng)機(jī)通過(guò)動(dòng)力傳送所再生的電力充電,放電供給由第一電動(dòng)機(jī)通過(guò)動(dòng)力傳送所消耗的電力,由第二電動(dòng)機(jī)通過(guò)動(dòng)力傳送所再生的電力充電,以及放電供給由第二電動(dòng)機(jī)通過(guò)動(dòng)力傳送所消耗的電力;目標(biāo)動(dòng)力設(shè)定裝置,以設(shè)定輸出到驅(qū)動(dòng)軸的目標(biāo)動(dòng)力;以及驅(qū)動(dòng)/控制裝置,以驅(qū)動(dòng)和控制發(fā)動(dòng)機(jī),第一電動(dòng)機(jī)和第二電動(dòng)機(jī),以便使發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的動(dòng)力和存儲(chǔ)在蓄電池裝置中并從蓄電池裝置放電的電力的總能量能夠以目標(biāo)動(dòng)力設(shè)定裝置所設(shè)定的目標(biāo)動(dòng)力輸出到驅(qū)動(dòng)軸。這種結(jié)構(gòu)允許發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的動(dòng)力和存儲(chǔ)在蓄電池裝置中并從蓄電池裝置放電的電力的總能量能夠轉(zhuǎn)換成希望的動(dòng)力,并且輸出到驅(qū)動(dòng)軸。即使當(dāng)目標(biāo)動(dòng)力設(shè)定得比發(fā)動(dòng)機(jī)的最大輸出動(dòng)力大時(shí),這種結(jié)構(gòu)也因此能夠使目標(biāo)動(dòng)力輸出到驅(qū)動(dòng)軸。發(fā)動(dòng)機(jī)因此可以?xún)H有比最大可能目標(biāo)動(dòng)力輸出小的動(dòng)力的容量。這樣希望地減小了整個(gè)動(dòng)力輸出設(shè)備的尺寸。進(jìn)一步優(yōu)選地,這種結(jié)構(gòu)的動(dòng)力輸出設(shè)備包括充電狀態(tài)探測(cè)裝置,以探測(cè)蓄電池裝置的充電狀態(tài),并且驅(qū)動(dòng)/控制裝置包括裝置,以驅(qū)動(dòng)和控制發(fā)動(dòng)機(jī),第一電動(dòng)機(jī)和第二電動(dòng)機(jī),以便使充電狀態(tài)探測(cè)裝置所探測(cè)的蓄電池的充電狀態(tài)在預(yù)定范圍以?xún)?nèi)。這種結(jié)構(gòu)允許蓄電池裝置的充電狀態(tài)保持在預(yù)定范圍以?xún)?nèi)。
按照一個(gè)應(yīng)用,預(yù)定操作狀態(tài)可以為其中輸出軸的旋轉(zhuǎn)速度和驅(qū)動(dòng)軸的旋轉(zhuǎn)速度之間的差在預(yù)定范圍以?xún)?nèi)的狀態(tài)。當(dāng)?shù)谝浑妱?dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度減小時(shí),這種結(jié)構(gòu)有效地防止了在輸出軸的旋轉(zhuǎn)速度與驅(qū)動(dòng)軸的旋轉(zhuǎn)速度之間的旋轉(zhuǎn)速度差下驅(qū)動(dòng)的第一電動(dòng)機(jī)的效率降低。按照另一個(gè)應(yīng)用,預(yù)定操作狀態(tài)可以為其中探測(cè)到第一電動(dòng)機(jī)異常的狀態(tài)。這種結(jié)構(gòu)在探測(cè)到第一電動(dòng)機(jī)的任何異常時(shí)能停止第一電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)。
在本發(fā)明具有連接控制裝置的動(dòng)力輸出設(shè)備中,連接控制裝置可以包括裝置,以當(dāng)預(yù)定條件為發(fā)動(dòng)機(jī),第一電動(dòng)機(jī),第二電動(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)軸在預(yù)定操作狀態(tài)下時(shí),控制第一連接裝置和第二連接裝置,以便使旋轉(zhuǎn)軸與驅(qū)動(dòng)軸的連接及旋轉(zhuǎn)軸與輸出軸的連接釋放。這種結(jié)構(gòu)允許第二電動(dòng)機(jī)安置在向驅(qū)動(dòng)軸輸出動(dòng)力的系統(tǒng)的外部。在這種結(jié)構(gòu)的動(dòng)力輸出設(shè)備中,預(yù)定操作狀態(tài)在輸出到驅(qū)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)矩與發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩相同時(shí),可以為發(fā)動(dòng)機(jī)的預(yù)定有效驅(qū)動(dòng)范圍以?xún)?nèi)的狀態(tài)。這種結(jié)構(gòu)使在高效率下驅(qū)動(dòng)的發(fā)動(dòng)機(jī)所輸出的動(dòng)力能夠直接輸出到驅(qū)動(dòng)軸。按照另一個(gè)應(yīng)用,預(yù)定操作狀態(tài)可以為其中探測(cè)到第二電動(dòng)機(jī)異常的狀態(tài)。這種結(jié)構(gòu)在探測(cè)到第二電動(dòng)機(jī)的任何異常時(shí)能停止第二電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)。
按照一個(gè)優(yōu)選應(yīng)用,本發(fā)明具有連接控制裝置的動(dòng)力輸出設(shè)備進(jìn)一步包括驅(qū)動(dòng)/控制裝置,以當(dāng)旋轉(zhuǎn)軸通過(guò)連接控制裝置與輸出軸和驅(qū)動(dòng)軸中任何一個(gè)連接時(shí),驅(qū)動(dòng)和控制第一電動(dòng)機(jī)和第二電動(dòng)機(jī),以便使發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的動(dòng)力能夠經(jīng)受轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換,并且輸出到驅(qū)動(dòng)軸。這種結(jié)構(gòu)使發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的動(dòng)力能夠轉(zhuǎn)換成希望動(dòng)力,并且輸出到驅(qū)動(dòng)軸。發(fā)動(dòng)機(jī)因此能在輸出特定能量的各個(gè)驅(qū)動(dòng)點(diǎn)之中最高可能效率的驅(qū)動(dòng)點(diǎn)下驅(qū)動(dòng)。這樣進(jìn)一步提高了整個(gè)動(dòng)力輸出設(shè)備的效率。
按照另一個(gè)優(yōu)選應(yīng)用,本發(fā)明具有連接控制裝置的動(dòng)力輸出設(shè)備進(jìn)一步包括蓄電池裝置,由第一電動(dòng)機(jī)通過(guò)動(dòng)力傳送所再生的電力充電,放電供給由第一電動(dòng)機(jī)通過(guò)動(dòng)力傳送所消耗的電力,由第二電動(dòng)機(jī)通過(guò)動(dòng)力傳送所再生的電力充電,以及放電供給由第二電動(dòng)機(jī)通過(guò)動(dòng)力傳送所消耗的電力;目標(biāo)動(dòng)力設(shè)定裝置,以設(shè)定輸出到驅(qū)動(dòng)軸的目標(biāo)動(dòng)力;以及驅(qū)動(dòng)/控制裝置,以驅(qū)動(dòng)和控制發(fā)動(dòng)機(jī),第一電動(dòng)機(jī)和第二電動(dòng)機(jī),以便使發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的動(dòng)力和存儲(chǔ)在蓄電池裝置中并從蓄電池裝置放電的電力的總能量能夠以目標(biāo)動(dòng)力設(shè)定裝置所設(shè)定的目標(biāo)動(dòng)力輸出到驅(qū)動(dòng)軸。這種結(jié)構(gòu)允許發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的動(dòng)力和存儲(chǔ)在蓄電池裝置中并從蓄電池裝置放電的電力的總能量能夠轉(zhuǎn)換成希望動(dòng)力,并且輸出到驅(qū)動(dòng)軸。即使當(dāng)目標(biāo)動(dòng)力設(shè)定得比發(fā)動(dòng)機(jī)的最大輸出動(dòng)力大時(shí),這種結(jié)構(gòu)也因此能夠使目標(biāo)動(dòng)力輸出到驅(qū)動(dòng)軸。發(fā)動(dòng)機(jī)因此可以?xún)H有比最大可能目標(biāo)動(dòng)力輸出小的動(dòng)力的容量。這樣希望地減小了整個(gè)動(dòng)力輸出設(shè)備的尺寸。
本發(fā)明具有蓄電池裝置和驅(qū)動(dòng)/控制裝置的動(dòng)力輸出設(shè)備可以進(jìn)一步包括充電狀態(tài)探測(cè)裝置,以探測(cè)蓄電池裝置的充電狀態(tài),其中驅(qū)動(dòng)/控制裝置包括裝置,以驅(qū)動(dòng)和控制發(fā)動(dòng)機(jī),第一電動(dòng)機(jī)和第二電動(dòng)機(jī),以便使目標(biāo)動(dòng)力能夠輸出到驅(qū)動(dòng)軸,并且使充電狀態(tài)探測(cè)裝置所探測(cè)的蓄電池的充電狀態(tài)在預(yù)定范圍以?xún)?nèi)。這種結(jié)構(gòu)允許蓄電池裝置的充電狀態(tài)保持在預(yù)定范圍以?xún)?nèi)。
按照一個(gè)優(yōu)選應(yīng)用,在本發(fā)明具有蓄電池裝置和驅(qū)動(dòng)/控制裝置的動(dòng)力輸出設(shè)備中,連接控制裝置包括裝置,以當(dāng)預(yù)定指令給定的第一條件和目標(biāo)動(dòng)力設(shè)定裝置所設(shè)定的目標(biāo)動(dòng)力在預(yù)定范圍以?xún)?nèi)的第二條件之中至少任何一個(gè)作為預(yù)定條件滿(mǎn)足時(shí),控制第一連接裝置以使旋轉(zhuǎn)軸與輸出軸的連接釋放,并且控制第二連接裝置以把旋轉(zhuǎn)軸連接在驅(qū)動(dòng)軸上。驅(qū)動(dòng)/控制裝置包括裝置,以用蓄電池裝置所放電的電力驅(qū)動(dòng)和控制第二電動(dòng)機(jī),以便使目標(biāo)動(dòng)力能夠輸出到驅(qū)動(dòng)軸。這種結(jié)構(gòu)使驅(qū)動(dòng)軸能夠僅由第二電動(dòng)機(jī)輸出的動(dòng)力旋轉(zhuǎn)。
按照另一個(gè)優(yōu)選應(yīng)用,在本發(fā)明具有蓄電池裝置和驅(qū)動(dòng)/控制裝置的動(dòng)力輸出設(shè)備中,連接控制裝置包括裝置,以當(dāng)預(yù)定指令給定的第一條件和目標(biāo)動(dòng)力設(shè)定裝置所設(shè)定的目標(biāo)動(dòng)力在預(yù)定范圍以?xún)?nèi)的第二條件之中至少任何一個(gè)作為預(yù)定條件滿(mǎn)足時(shí),控制第一連接裝置以把旋轉(zhuǎn)軸連接在輸出軸上,并且控制第二連接裝置以使旋轉(zhuǎn)軸與驅(qū)動(dòng)軸的連接釋放。驅(qū)動(dòng)/控制裝置包括裝置,以控制第一電動(dòng)機(jī),以便使第一電動(dòng)機(jī)能夠利用蓄電池裝置所放電的電力,并向驅(qū)動(dòng)軸輸出動(dòng)力,以及控制第二電動(dòng)機(jī),以便取消由輸出動(dòng)力所產(chǎn)生并施加在發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出軸上的轉(zhuǎn)矩,從而使目標(biāo)動(dòng)力能夠輸出到驅(qū)動(dòng)軸。這種結(jié)構(gòu)使驅(qū)動(dòng)軸能夠由第一電動(dòng)機(jī)輸出的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)。
按照又一個(gè)優(yōu)選應(yīng)用,在本發(fā)明具有蓄電池裝置和驅(qū)動(dòng)/控制裝置的動(dòng)力輸出設(shè)備中,連接控制裝置包括裝置,以當(dāng)預(yù)定指令給定的第一條件和目標(biāo)動(dòng)力設(shè)定裝置所設(shè)定的目標(biāo)動(dòng)力在預(yù)定范圍以?xún)?nèi)的第二條件之中至少任何一個(gè)作為預(yù)定條件滿(mǎn)足時(shí),控制第一連接裝置以把旋轉(zhuǎn)軸連接在輸出軸上,并且控制第二連接裝置以把旋轉(zhuǎn)軸連接在驅(qū)動(dòng)軸上。驅(qū)動(dòng)/控制裝置包括裝置,以停止發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料供入及點(diǎn)火控制,并且控制第二電動(dòng)機(jī),以便使第二電動(dòng)機(jī)能夠利用蓄電池裝置所放電的電力,并在電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)向驅(qū)動(dòng)軸輸出動(dòng)力。這種結(jié)構(gòu)使第二電動(dòng)機(jī)能夠在使發(fā)動(dòng)機(jī)保持在隨動(dòng)狀態(tài)時(shí),把動(dòng)力輸出到驅(qū)動(dòng)軸。
這種優(yōu)選結(jié)構(gòu)的動(dòng)力輸出設(shè)備可以進(jìn)一步包括發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)控制裝置,以當(dāng)給定指令起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí),在電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)控制發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料供入及點(diǎn)火。這種結(jié)構(gòu)能起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī),并且容易使驅(qū)動(dòng)條件轉(zhuǎn)移到從發(fā)動(dòng)機(jī)和第二電動(dòng)機(jī)向驅(qū)動(dòng)軸輸出動(dòng)力的狀態(tài)。在這種結(jié)構(gòu)的動(dòng)力輸出設(shè)備中,驅(qū)動(dòng)/控制裝置可以進(jìn)一步包括裝置,以控制第二電動(dòng)機(jī),以便當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)控制裝置起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí),取消從發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的動(dòng)力。這樣在起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)有效地降低了甚至消除了輸出到驅(qū)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)矩變化。
在本發(fā)明具有蓄電池裝置和驅(qū)動(dòng)/控制裝置的動(dòng)力輸出設(shè)備中,優(yōu)選地目標(biāo)動(dòng)力設(shè)定裝置設(shè)定動(dòng)力,以作為目標(biāo)動(dòng)力按發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出軸的旋轉(zhuǎn)反向來(lái)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸。這種結(jié)構(gòu)使驅(qū)動(dòng)軸能夠按發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出軸的旋轉(zhuǎn)反向旋轉(zhuǎn)。
按照一個(gè)優(yōu)選應(yīng)用,本發(fā)明具有連接控制裝置的動(dòng)力輸出設(shè)備進(jìn)一步包括反向旋轉(zhuǎn)控制裝置,以當(dāng)給定指令按反向旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸時(shí),控制第一連接裝置和第二連接裝置,以通過(guò)連接控制裝置使旋轉(zhuǎn)軸與輸出軸的連接釋放,并把旋轉(zhuǎn)軸連接在驅(qū)動(dòng)軸上,以及控制第二電動(dòng)機(jī),以便使第二電動(dòng)機(jī)能夠向驅(qū)動(dòng)軸輸出按發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出軸的旋轉(zhuǎn)反向旋轉(zhuǎn)的動(dòng)力。這種結(jié)構(gòu)使驅(qū)動(dòng)軸能夠借助于第二電動(dòng)機(jī)按發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出軸的旋轉(zhuǎn)反向來(lái)旋轉(zhuǎn)。
按照另一個(gè)優(yōu)選應(yīng)用,本發(fā)明具有連接控制裝置的動(dòng)力輸出設(shè)備進(jìn)一步包括反向旋轉(zhuǎn)控制裝置,以當(dāng)給定指令按反向旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸時(shí),控制第一連接裝置和第二連接裝置,以通過(guò)連接控制裝置把旋轉(zhuǎn)軸連接在輸出軸上,并使旋轉(zhuǎn)軸與驅(qū)動(dòng)軸的連接釋放,控制第一電動(dòng)機(jī),以便使第一電動(dòng)機(jī)能夠向驅(qū)動(dòng)軸輸出按發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出軸的旋轉(zhuǎn)反向旋轉(zhuǎn)的動(dòng)力,以及控制第二電動(dòng)機(jī),以取消作為輸出到驅(qū)動(dòng)軸的動(dòng)力的反作用力而施加在輸出軸上的轉(zhuǎn)矩。這種結(jié)構(gòu)使驅(qū)動(dòng)軸能夠借助于第一電動(dòng)機(jī)按發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出軸的旋轉(zhuǎn)反向來(lái)旋轉(zhuǎn)。
按照又一個(gè)優(yōu)選應(yīng)用,本發(fā)明具有連接控制裝置的動(dòng)力輸出設(shè)備進(jìn)一步包括發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)控制裝置,以當(dāng)給定指令起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí),控制第一連接裝置和第二連接裝置,以通過(guò)連接控制裝置把旋轉(zhuǎn)軸連接在輸出軸上,并使旋轉(zhuǎn)軸與驅(qū)動(dòng)軸的連接釋放,控制第二電動(dòng)機(jī),以電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī),以及在電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)控制發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料供入和點(diǎn)火。這種結(jié)構(gòu)不要求任何附加電動(dòng)機(jī)來(lái)起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī),而允許第二電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。
按照另一個(gè)優(yōu)選應(yīng)用,本發(fā)明具有連接控制裝置的動(dòng)力輸出設(shè)備進(jìn)一步包括發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)控制裝置,以當(dāng)給定指令起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí),控制第一連接裝置和第二連接裝置,以通過(guò)連接控制裝置使旋轉(zhuǎn)軸與輸出軸的連接釋放,并把旋轉(zhuǎn)軸連接在驅(qū)動(dòng)軸上,控制第二電動(dòng)機(jī),以防止旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn),控制第一電動(dòng)機(jī),以電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī),以及在電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)控制發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料供入和點(diǎn)火。這種結(jié)構(gòu)不要求任何附加電動(dòng)機(jī)來(lái)起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī),而允許第一電動(dòng)機(jī)和第二電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。
按照又一個(gè)優(yōu)選應(yīng)用,本發(fā)明具有連接控制裝置的動(dòng)力輸出設(shè)備進(jìn)一步包括發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)控制裝置,以在旋轉(zhuǎn)軸與輸出軸脫開(kāi)而與驅(qū)動(dòng)軸連接條件下,當(dāng)從第二電動(dòng)機(jī)向驅(qū)動(dòng)軸輸出動(dòng)力時(shí),在給定指令起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí),控制第一電動(dòng)機(jī),以電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī),并且在電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)控制發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料供入和點(diǎn)火。這種結(jié)構(gòu)在驅(qū)動(dòng)軸借助于第二電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)能起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。這種結(jié)構(gòu)也不要求任何附加電動(dòng)機(jī)來(lái)起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。在這種優(yōu)選結(jié)構(gòu)的動(dòng)力輸出設(shè)備中,發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)控制裝置可以包括裝置,以控制第二電動(dòng)機(jī),以取消作為電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)所要求的轉(zhuǎn)矩的反作用力而從第一電動(dòng)機(jī)向驅(qū)動(dòng)軸輸出的轉(zhuǎn)矩。這樣進(jìn)一步減小了驅(qū)動(dòng)軸上轉(zhuǎn)矩的變化。
按照另一個(gè)優(yōu)選應(yīng)用,本發(fā)明具有連接控制裝置的動(dòng)力輸出設(shè)備進(jìn)一步包括發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)控制裝置,以在旋轉(zhuǎn)軸與輸出軸連接而與驅(qū)動(dòng)軸脫開(kāi)條件下,當(dāng)?shù)诙妱?dòng)機(jī)固定輸出軸,并且第一電動(dòng)機(jī)向驅(qū)動(dòng)軸輸出動(dòng)力時(shí),在給定指令起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí),控制第二電動(dòng)機(jī),以電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī),并且在電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)控制發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料供入和點(diǎn)火。這種結(jié)構(gòu)在驅(qū)動(dòng)軸借助于第一電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)能起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。這種結(jié)構(gòu)也不要求任何附加電動(dòng)機(jī)來(lái)起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。在這種優(yōu)選結(jié)構(gòu)的動(dòng)力輸出設(shè)備中,發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)控制裝置可以包括裝置,以控制第一電動(dòng)機(jī),以取消作為電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)所要求的轉(zhuǎn)矩的反作用力而向驅(qū)動(dòng)軸輸出的轉(zhuǎn)矩。這樣進(jìn)一步減小了驅(qū)動(dòng)軸上轉(zhuǎn)矩的變化。
以上所討論目的的至少部分由一種控制向一個(gè)驅(qū)動(dòng)軸輸出動(dòng)力的動(dòng)力輸出設(shè)備的第一方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明的第一方法包括步驟(a)提供(1)一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī),具有一個(gè)輸出軸;(2)第一電動(dòng)機(jī),包括與發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出軸連接的第一轉(zhuǎn)子和與驅(qū)動(dòng)軸連接的第二轉(zhuǎn)子,第二轉(zhuǎn)子相對(duì)于第一轉(zhuǎn)子可旋轉(zhuǎn),第一和第二轉(zhuǎn)子相互電磁連接,由此使動(dòng)力通過(guò)第一轉(zhuǎn)子與第二轉(zhuǎn)子的電磁聯(lián)軸節(jié)以在發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出軸與驅(qū)動(dòng)軸之間傳送;(3)第二電動(dòng)機(jī),具有一個(gè)與輸出軸和驅(qū)動(dòng)軸不同的旋轉(zhuǎn)軸,該第二電動(dòng)機(jī)通過(guò)該旋轉(zhuǎn)軸接收和傳送動(dòng)力;(4)第一連接裝置,以把旋轉(zhuǎn)軸機(jī)械連接在輸出軸上,并且釋放該連接;以及(5)第二連接裝置,以把旋轉(zhuǎn)軸機(jī)械連接在驅(qū)動(dòng)軸上,并且釋放該連接;(b)當(dāng)輸出軸的旋轉(zhuǎn)速度比驅(qū)動(dòng)軸的旋轉(zhuǎn)速度高時(shí),控制第一連接裝置,以釋放旋轉(zhuǎn)軸與輸出軸的連接,并且控制第二連接裝置,以把旋轉(zhuǎn)軸連接在驅(qū)動(dòng)軸上;以及(c)當(dāng)輸出軸的旋轉(zhuǎn)速度比驅(qū)動(dòng)軸的旋轉(zhuǎn)速度低時(shí),控制第一連接裝置,以把旋轉(zhuǎn)軸連接在輸出軸上,并且控制第二連接裝置,以釋放旋轉(zhuǎn)軸與驅(qū)動(dòng)軸的連接。
本發(fā)明的第一方法使第一電動(dòng)機(jī)和第二電動(dòng)機(jī)都能夠在低負(fù)載下被驅(qū)動(dòng),而與驅(qū)動(dòng)軸的旋轉(zhuǎn)速度是比發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出軸的旋轉(zhuǎn)速度高或低無(wú)關(guān)。這樣使第一電動(dòng)機(jī)所消耗或再生的能量和第二電動(dòng)機(jī)所消耗或再生的能量都得到減小。這種結(jié)構(gòu)因此減小了這些電動(dòng)機(jī)的能量損耗,并且進(jìn)一步提高了能量效率。
在本發(fā)明的第一方法中,步驟(a)包括步驟提供蓄電池裝置,其由第一電動(dòng)機(jī)通過(guò)動(dòng)力傳送所再生的電力充電,放電供給由第一電動(dòng)機(jī)通過(guò)動(dòng)力傳送所消耗的電力,由第二電動(dòng)機(jī)通過(guò)動(dòng)力傳送所再生的電力充電,以及放電供給由第二電動(dòng)機(jī)通過(guò)動(dòng)力傳送所消耗的電力。
該第一方法進(jìn)一步包括步驟(d)設(shè)定輸出到驅(qū)動(dòng)軸的目標(biāo)動(dòng)力;以及(e)驅(qū)動(dòng)和控制發(fā)動(dòng)機(jī),第一電動(dòng)機(jī)和第二電動(dòng)機(jī),以便使發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的動(dòng)力和存儲(chǔ)在蓄電池裝置中并從蓄電池裝置放電的電力的總能量能夠以步驟(d)所設(shè)定的目標(biāo)動(dòng)力輸出到驅(qū)動(dòng)軸。
這種結(jié)構(gòu)允許發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的動(dòng)力和存儲(chǔ)在蓄電池裝置中并從蓄電池裝置放電的電力的總能量能夠轉(zhuǎn)換成希望動(dòng)力,并且輸出到驅(qū)動(dòng)軸。即使當(dāng)目標(biāo)動(dòng)力設(shè)定得比發(fā)動(dòng)機(jī)的最大輸出動(dòng)力大時(shí),這種結(jié)構(gòu)也因此能夠使目標(biāo)動(dòng)力輸出到驅(qū)動(dòng)軸。發(fā)動(dòng)機(jī)因此可以?xún)H有輸出比最大可能目標(biāo)動(dòng)力小的動(dòng)力的容量。
在本發(fā)明的第一方法中,步驟(e)包括步驟探測(cè)蓄電池裝置的充電狀態(tài),并且驅(qū)動(dòng)和控制發(fā)動(dòng)機(jī),第一電動(dòng)機(jī)和第二電動(dòng)機(jī),以便使蓄電池的充電狀態(tài)在預(yù)定范圍以?xún)?nèi)。這種結(jié)構(gòu)使蓄電池裝置的充電狀態(tài)能夠保持在預(yù)定范圍以?xún)?nèi)。
本發(fā)明進(jìn)一步涉及一種控制向一個(gè)驅(qū)動(dòng)軸輸出動(dòng)力的動(dòng)力輸出設(shè)備的第二方法。本發(fā)明的第二方法包括步驟(a)提供(1)一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī),具有一個(gè)輸出軸;(2)第一電動(dòng)機(jī),包括與發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出軸連接的第一轉(zhuǎn)子和與驅(qū)動(dòng)軸連接的第二轉(zhuǎn)子,第二轉(zhuǎn)子相對(duì)于第一轉(zhuǎn)子可旋轉(zhuǎn),第一和第二轉(zhuǎn)子相互電磁連接,由此使動(dòng)力通過(guò)第一轉(zhuǎn)子與第二轉(zhuǎn)子的電磁聯(lián)軸節(jié)以在發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出軸與驅(qū)動(dòng)軸之間傳送;(3)第二電動(dòng)機(jī),具有一個(gè)與輸出軸和驅(qū)動(dòng)軸不同的旋轉(zhuǎn)軸,該第二電動(dòng)機(jī)通過(guò)該旋轉(zhuǎn)軸接收和傳送動(dòng)力;(4)第一連接裝置,以把旋轉(zhuǎn)軸機(jī)械連接在輸出軸上,并且釋放該連接;以及(5)第二連接裝置,以把旋轉(zhuǎn)軸機(jī)械連接在驅(qū)動(dòng)軸上,并且釋放該連接;(b)當(dāng)驅(qū)動(dòng)軸的旋轉(zhuǎn)速度與發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出軸的旋轉(zhuǎn)速度相同時(shí),只要發(fā)動(dòng)機(jī)的狀態(tài)在預(yù)定有效驅(qū)動(dòng)范圍以?xún)?nèi),則控制第一連接裝置和第二連接裝置,以便使旋轉(zhuǎn)軸能夠與驅(qū)動(dòng)軸和輸出軸連接。
本發(fā)明的第二方法實(shí)現(xiàn)了發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出軸與驅(qū)動(dòng)軸的機(jī)械連接,從而使發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的動(dòng)力能夠直接輸出到驅(qū)動(dòng)軸。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)在有效驅(qū)動(dòng)范圍以?xún)?nèi)時(shí),實(shí)現(xiàn)通過(guò)第一連接裝置和第二連接裝置的連接。這樣提高了動(dòng)力輸出設(shè)備的效率。
在本發(fā)明的第二方法中,步驟(a)包括步驟提供蓄電池裝置,其由第一電動(dòng)機(jī)通過(guò)動(dòng)力傳送所再生的電力充電,放電供給由第一電動(dòng)機(jī)通過(guò)動(dòng)力傳送所消耗的電力,由第二電動(dòng)機(jī)通過(guò)動(dòng)力傳送所再生的電力充電,以及放電供給由第二電動(dòng)機(jī)通過(guò)動(dòng)力傳送所消耗的電力。該第二方法進(jìn)一步包括步驟(c)設(shè)定輸出到驅(qū)動(dòng)軸的目標(biāo)動(dòng)力;以及(d)驅(qū)動(dòng)和控制發(fā)動(dòng)機(jī),第一電動(dòng)機(jī)和第二電動(dòng)機(jī),以便使發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的動(dòng)力和存儲(chǔ)在蓄電池裝置中并從蓄電池裝置放電的電力的總能量能夠以步驟(c)所設(shè)定的目標(biāo)動(dòng)力輸出到驅(qū)動(dòng)軸。
這種結(jié)構(gòu)允許發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的動(dòng)力和存儲(chǔ)在蓄電池裝置中并從蓄電池裝置放電的電力的總能量能夠轉(zhuǎn)換成希望動(dòng)力,并且輸出到驅(qū)動(dòng)軸。即使當(dāng)目標(biāo)動(dòng)力設(shè)定得比發(fā)動(dòng)機(jī)的最大輸出動(dòng)力大時(shí),這種結(jié)構(gòu)也因此能夠使目標(biāo)動(dòng)力輸出到驅(qū)動(dòng)軸。發(fā)動(dòng)機(jī)因此可以?xún)H有輸出比最大可能目標(biāo)動(dòng)力小的動(dòng)力的容量。
在本發(fā)明的第二方法中,步驟(d)包括步驟探測(cè)蓄電池裝置的充電狀態(tài),并且驅(qū)動(dòng)和控制發(fā)動(dòng)機(jī),第一電動(dòng)機(jī)和第二電動(dòng)機(jī),以便使蓄電池的充電狀態(tài)在預(yù)定范圍以?xún)?nèi)。這種結(jié)構(gòu)使蓄電池裝置的充電狀態(tài)能夠保持在預(yù)定范圍以?xún)?nèi)。
本發(fā)明進(jìn)一步涉及一種控制向一個(gè)驅(qū)動(dòng)軸輸出動(dòng)力的動(dòng)力輸出設(shè)備的第三方法。本發(fā)明的第三方法包括步驟(a)提供(1)一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī),具有一個(gè)輸出軸;(2)第一電動(dòng)機(jī),包括與發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出軸連接的第一轉(zhuǎn)子和與驅(qū)動(dòng)軸連接的第二轉(zhuǎn)子,第二轉(zhuǎn)子相對(duì)于第一轉(zhuǎn)子可旋轉(zhuǎn),第一和第二轉(zhuǎn)子相互電磁連接,由此使動(dòng)力通過(guò)第一轉(zhuǎn)子與第二轉(zhuǎn)子的電磁聯(lián)軸節(jié)以在發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出軸與驅(qū)動(dòng)軸之間傳送;(3)第二電動(dòng)機(jī),具有一個(gè)與輸出軸和驅(qū)動(dòng)軸不同的旋轉(zhuǎn)軸,該第二電動(dòng)機(jī)通過(guò)該旋轉(zhuǎn)軸接收和傳送動(dòng)力;(4)第一連接裝置,以把旋轉(zhuǎn)軸機(jī)械連接在輸出軸上,并且釋放該連接;以及(5)第二連接裝置,以把旋轉(zhuǎn)軸機(jī)械連接在驅(qū)動(dòng)軸上,并且釋放該連接;(b)控制第一連接裝置和第二連接裝置,以實(shí)行通過(guò)第一連接裝置的連接和通過(guò)第二連接裝置的連接中的任何一個(gè)連接;以及(c)驅(qū)動(dòng)和控制第一電動(dòng)機(jī)和第二電動(dòng)機(jī),以便使發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的動(dòng)力能夠經(jīng)受轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換,并且輸出到驅(qū)動(dòng)軸。
本發(fā)明的第三方法使發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的動(dòng)力能夠轉(zhuǎn)換成希望轉(zhuǎn)矩,并且輸出到驅(qū)動(dòng)軸。發(fā)動(dòng)機(jī)因此能在輸出特定能量的各個(gè)驅(qū)動(dòng)點(diǎn)之中的最高可能效率的驅(qū)動(dòng)點(diǎn)下驅(qū)動(dòng)。這樣進(jìn)一步提高了能量效率。


圖1示意說(shuō)明作為按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的動(dòng)力輸出設(shè)備20的結(jié)構(gòu);圖2示意說(shuō)明其中結(jié)合了圖1動(dòng)力輸出設(shè)備20的機(jī)動(dòng)車(chē)的一般結(jié)構(gòu);圖3示意表示該實(shí)施例的動(dòng)力輸出設(shè)備20的結(jié)構(gòu),其中第一離合器45在分離位置且第二離合器46在合上位置;圖4示意表示該實(shí)施例的動(dòng)力輸出設(shè)備20的結(jié)構(gòu),其中第一離合器45在合上位置且第二離合器46在分離位置;圖5表示在圖3結(jié)構(gòu)中當(dāng)Ne>Nd時(shí)轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換的狀態(tài);圖6表示在圖3結(jié)構(gòu)中當(dāng)Ne<Nd時(shí)轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換的狀態(tài);圖7表示在圖4結(jié)構(gòu)中當(dāng)Ne>Nd時(shí)轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換的狀態(tài);圖8表示在圖4結(jié)構(gòu)中當(dāng)Ne<Nd時(shí)轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換的狀態(tài);圖9示意表示本發(fā)明的動(dòng)力輸出設(shè)備20的結(jié)構(gòu),其中第一離合器45和第二離合器46都在合上位置;圖10示意表示本發(fā)明的動(dòng)力輸出設(shè)備20的結(jié)構(gòu),其中第一離合器45和第二離合器46都在分離位置;圖11是表示由控制器80的控制CPU 90所執(zhí)行的操作控制程序的流程圖;圖12說(shuō)明一個(gè)圖,表示轉(zhuǎn)矩命令值Td*,旋轉(zhuǎn)速度Nd和加速器踏板位置AP之間的關(guān)系;圖13是表示由控制器80的控制CPU 90所執(zhí)行的操作方式確定程序的流程圖;圖14表示發(fā)動(dòng)機(jī)50的有效驅(qū)動(dòng)范圍的一例;圖15和圖16是表示由控制器80的控制CPU 90所執(zhí)行的正常驅(qū)動(dòng)方式下的轉(zhuǎn)矩控制程序;
圖17是表示發(fā)動(dòng)機(jī)50的驅(qū)動(dòng)點(diǎn)和效率之間關(guān)系的曲線(xiàn)圖;圖18是表示發(fā)動(dòng)機(jī)50沿恒定能量Pe的各曲線(xiàn)在各個(gè)驅(qū)動(dòng)點(diǎn)的效率和旋轉(zhuǎn)速度Ne之間關(guān)系的曲線(xiàn)圖;圖19是表示由控制器80的控制CPU 90所執(zhí)行的離合器電動(dòng)機(jī)控制程序的流程圖;圖20是表示由控制器80的控制CPU 90所執(zhí)行的輔助電動(dòng)機(jī)控制程序的流程圖;圖21和圖22是表示由控制器80的控制CPU 90所執(zhí)行的充電一放電方式下的轉(zhuǎn)矩控制程序的流程圖;圖23是表示電池94的剩余電荷BRM和可充電力之間關(guān)系的曲線(xiàn)圖;圖24表示在圖3結(jié)構(gòu)中電池94充電的狀態(tài);圖25表示在圖4結(jié)構(gòu)中電池94充電的狀態(tài);圖26表示在圖3結(jié)構(gòu)中電池94放電的狀態(tài);圖27表示在圖4結(jié)構(gòu)中電池94放電的狀態(tài);圖28和圖29是表示由控制器80的控制CPU 90所執(zhí)行的動(dòng)力輔助方式下的轉(zhuǎn)矩控制程序的流程圖;圖30表示當(dāng)動(dòng)力輸出設(shè)備20具有圖3結(jié)構(gòu)時(shí),在動(dòng)力輔助方式下在轉(zhuǎn)矩控制過(guò)程中轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換的狀態(tài);圖31表示當(dāng)動(dòng)力輸出設(shè)備20具有圖4結(jié)構(gòu)時(shí),在動(dòng)力輔助方式下在轉(zhuǎn)矩控制過(guò)程中轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換的狀態(tài);圖32是表示由控制器80的控制CPU 90所執(zhí)行的直接輸出方式下的轉(zhuǎn)矩控制程序的流程圖;圖33是表示直接輸出方式下的一個(gè)變更轉(zhuǎn)矩控制程序的流程圖;圖34表示由直接輸出方式下的變更轉(zhuǎn)矩控制程序向驅(qū)動(dòng)軸22輸出動(dòng)力的狀態(tài);圖35是表示由控制器80的控制CPU 90所執(zhí)行的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方式下的轉(zhuǎn)矩控制程序的流程圖;圖36是表示電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方式下的一個(gè)變更轉(zhuǎn)矩控制程序的流程圖;圖37是表示電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方式下的一個(gè)變更轉(zhuǎn)矩控制程序的流程圖;圖38是表示由控制器80的控制CPU 90所執(zhí)行的發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)過(guò)程程序的流程圖;圖39是表示一個(gè)變更發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)過(guò)程程序的流程圖;圖40是表示由控制器80的控制CPU 90所執(zhí)行的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)狀態(tài)下的發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)過(guò)程程序的流程圖;圖41是表示電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)狀態(tài)下的一個(gè)變更發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)過(guò)程程序的流程圖;圖42是表示電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)狀態(tài)下的一個(gè)變更發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)過(guò)程程序的流程圖;圖43是表示由控制器80的控制CPU 90所執(zhí)行的反向驅(qū)動(dòng)狀態(tài)下的轉(zhuǎn)矩控制程序的流程圖;圖44表示當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)50輸出的動(dòng)力經(jīng)受轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換,并施加為按反向旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸22時(shí),施加到曲軸56和驅(qū)動(dòng)軸22的轉(zhuǎn)矩的狀態(tài);圖45表示當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)50輸出的動(dòng)力經(jīng)受轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換,并施加為按反向旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸22時(shí),轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換的狀態(tài);圖46是表示反向驅(qū)動(dòng)狀態(tài)下的一個(gè)變更轉(zhuǎn)矩控制程序的流程圖;圖47表示在反向驅(qū)動(dòng)狀態(tài)下的變更轉(zhuǎn)矩控制程序中,當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)50輸出的動(dòng)力經(jīng)受轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換,并施加為按反向旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸22時(shí),施加到曲軸56和驅(qū)動(dòng)軸22的轉(zhuǎn)矩的狀態(tài);圖48表示在反向驅(qū)動(dòng)狀態(tài)下的變更轉(zhuǎn)矩控制程序中,當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)50輸出的動(dòng)力經(jīng)受轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換,并施加為按反向旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸22時(shí),轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換的狀態(tài);圖49是表示在圖10結(jié)構(gòu)中由控制器80的控制CPU 90所執(zhí)行的轉(zhuǎn)矩控制程序的流程圖;圖50是表示由圖49的轉(zhuǎn)矩控制程序向驅(qū)動(dòng)軸22輸出動(dòng)力的狀態(tài);圖51示意說(shuō)明作為一個(gè)變更例子的另一個(gè)動(dòng)力輸出設(shè)備20A的結(jié)構(gòu);圖52示意說(shuō)明作為一個(gè)變更例子的又一個(gè)動(dòng)力輸出設(shè)備20B的結(jié)構(gòu);圖53示意說(shuō)明作為一個(gè)變更例子的另一個(gè)動(dòng)力輸出設(shè)備20C的結(jié)構(gòu);圖54示意說(shuō)明作為一個(gè)變更例子的又一個(gè)動(dòng)力輸出設(shè)備20D的結(jié)構(gòu);圖55示意說(shuō)明作為一個(gè)變更例子的另一個(gè)動(dòng)力輸出設(shè)備20E的結(jié)構(gòu);圖56示意說(shuō)明作為一個(gè)變更例子的又一個(gè)動(dòng)力輸出設(shè)備20F的結(jié)構(gòu);
圖57示意說(shuō)明作為一個(gè)變更例子的另一個(gè)動(dòng)力輸出設(shè)備20G的結(jié)構(gòu);圖58示意說(shuō)明作為一個(gè)變更例子的又一個(gè)動(dòng)力輸出設(shè)備20H的結(jié)構(gòu);以及圖59示意說(shuō)明作為一個(gè)變更例子的又一個(gè)動(dòng)力輸出設(shè)備20J的結(jié)構(gòu);A.結(jié)構(gòu)以下作為一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例敘述實(shí)行本發(fā)明的一種方式。圖1示意說(shuō)明作為按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的動(dòng)力輸出設(shè)備20的結(jié)構(gòu);以及圖2示意說(shuō)明其中結(jié)合了圖1動(dòng)力輸出設(shè)備20的機(jī)動(dòng)車(chē)的一般結(jié)構(gòu)。為了說(shuō)明方便,首先敘述機(jī)動(dòng)車(chē)的一般結(jié)構(gòu)。
參考圖2,機(jī)動(dòng)車(chē)裝有一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)50,由作為動(dòng)力源的汽油來(lái)驅(qū)動(dòng)。通過(guò)節(jié)氣閥66從一個(gè)空氣供給系統(tǒng)吸入的空氣與從燃料噴射閥51噴射的燃料,在本實(shí)施例中即為汽油相混合。空氣/燃料混合物供入燃燒室52以爆炸性點(diǎn)火和燃燒。由空氣/燃料混合物的爆炸所壓下的活塞54的直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)被轉(zhuǎn)換成曲軸56的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。節(jié)氣閥66由致動(dòng)器68驅(qū)動(dòng)打開(kāi)和關(guān)閉。點(diǎn)火塞62把點(diǎn)火器58通過(guò)分配器60所施加的高電壓轉(zhuǎn)換成火花,其爆炸性點(diǎn)火和燃燒空氣/燃料混合物。
發(fā)動(dòng)機(jī)50的操作由電子控制裝置(在下文稱(chēng)為EFIECU)70來(lái)控制。EFIECU 70從各種探測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)50的操作條件的傳感器接收信息。這些傳感器包括探測(cè)節(jié)氣閥66的閥沖程或位置的節(jié)氣閥位置傳感器67,測(cè)量施加在發(fā)動(dòng)機(jī)50上的負(fù)載的多管真空傳感器72,測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)50中冷卻水的溫度的水溫傳感器74,以及安裝在分配器60上以測(cè)量曲軸56的旋轉(zhuǎn)速度(每預(yù)定時(shí)限的轉(zhuǎn)數(shù))和旋轉(zhuǎn)角度的速度傳感器76和角度傳感器78。探測(cè)一個(gè)點(diǎn)火鍵(未示出)的起動(dòng)條件ST的起動(dòng)器開(kāi)關(guān)79也連接在EFIECU 70上。其它與EFIECU 70連接的傳感器和開(kāi)關(guān)省略說(shuō)明。
發(fā)動(dòng)機(jī)50的曲軸56通過(guò)離合器電動(dòng)機(jī)30和輔助電動(dòng)機(jī)40(后文詳細(xì)敘述)與驅(qū)動(dòng)軸22連接。驅(qū)動(dòng)軸22進(jìn)一步與差動(dòng)齒輪24連接,差動(dòng)齒輪24最終把動(dòng)力輸出設(shè)備20的驅(qū)動(dòng)軸22所輸出的轉(zhuǎn)矩傳送到左驅(qū)動(dòng)輪26和右驅(qū)動(dòng)輪28。離合器電動(dòng)機(jī)30和輔助電動(dòng)機(jī)40由控制器80驅(qū)動(dòng)和控制。控制器80包括一個(gè)內(nèi)部控制CPU,并且從附于變速器82的變速器位置傳感器84,附于加速器踏板64的加速器踏板位置傳感器64a,以及附于制動(dòng)器踏板65的制動(dòng)器踏板位置傳感器65a接收各種輸入。控制器80的詳細(xì)結(jié)構(gòu)將在后文敘述。控制器80通過(guò)通信對(duì)EFIECU 70發(fā)送和接收各種數(shù)據(jù)和信息。包括通信協(xié)議在內(nèi)的控制過(guò)程的詳細(xì)情況將在后文敘述。
參考圖1,動(dòng)力輸出設(shè)備20主要包括發(fā)動(dòng)機(jī)50;離合器電動(dòng)機(jī)30,具有與發(fā)動(dòng)機(jī)50的曲軸56連接的內(nèi)轉(zhuǎn)子31和與驅(qū)動(dòng)軸22連接的外轉(zhuǎn)子33;輔助電動(dòng)機(jī)40,具有借助于第一離合器45和第二離合器46與曲軸56或驅(qū)動(dòng)軸22機(jī)械連接的轉(zhuǎn)子41;以及控制器80,以驅(qū)動(dòng)和控制離合器電動(dòng)機(jī)30和輔助電動(dòng)機(jī)40。
如圖1所示,離合器電動(dòng)機(jī)30構(gòu)造為一臺(tái)同步電動(dòng)機(jī),其具有附于內(nèi)轉(zhuǎn)子31的外表面上的永久磁鐵32和纏繞在外轉(zhuǎn)子33中所形成的槽中的三相線(xiàn)圈34。通過(guò)一個(gè)滑環(huán)35對(duì)三相線(xiàn)圈34供給電力。在外轉(zhuǎn)子33中用無(wú)方向性電磁鋼的層壓板為三相線(xiàn)圈34形成齒和槽。在本實(shí)施例中,在內(nèi)轉(zhuǎn)子31的外表面上附著總共八個(gè)永久磁鐵32(四個(gè)N極,四個(gè)S極)。永久磁鐵32沿指向離合器電動(dòng)機(jī)30的軸心的方向磁化,并且它具有交替變換方向的磁極。在外轉(zhuǎn)子33中形成的總共12個(gè)槽上(未示出)纏繞外轉(zhuǎn)子33的三相線(xiàn)圈34,它們跨過(guò)小間隙面對(duì)永久磁鐵32。對(duì)各個(gè)線(xiàn)圈供電則形成穿過(guò)齒(未示出)的磁通,這些齒把槽相互分開(kāi)。對(duì)各個(gè)線(xiàn)圈供給三相交變電流使這個(gè)磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)。三相線(xiàn)圈34連接為接收通過(guò)滑環(huán)35供給的電力?;h(huán)35包括固定在驅(qū)動(dòng)軸22上的旋轉(zhuǎn)環(huán)35a和電刷35b。在滑環(huán)35中有三組旋轉(zhuǎn)環(huán)35a和電刷35b,以便接收和供給三相(U相,V相和W相)電流。
由一鄰接對(duì)永久磁鐵32所形成的磁場(chǎng)與外轉(zhuǎn)子33的三相線(xiàn)圈34所形成的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)之間的相互作用導(dǎo)致內(nèi)轉(zhuǎn)子31和外轉(zhuǎn)子33的各種工作情況。供給三相線(xiàn)圈34的三相交變電流的頻率一般等于直接連接在曲軸56上的內(nèi)轉(zhuǎn)子31的旋轉(zhuǎn)速度與外轉(zhuǎn)子33的旋轉(zhuǎn)速度之間的差。
輔助電動(dòng)機(jī)40也構(gòu)造為一臺(tái)同步電動(dòng)機(jī),其具有三相線(xiàn)圈44,它們纏繞在固定在殼49上的定子43上,以產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。定子43也由無(wú)方向性電磁鋼的層壓板制成。轉(zhuǎn)子41與一個(gè)空心并與曲軸56同軸的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)軸38連接,而且在轉(zhuǎn)子41的外表面上附著多個(gè)永久磁鐵42。在輔助電動(dòng)機(jī)40中,由永久磁鐵42所形成的磁場(chǎng)與三相線(xiàn)圈44所形成的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)之間的相互作用結(jié)果使轉(zhuǎn)子41旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)軸38借助于安排在輔助電動(dòng)機(jī)40與離合器電動(dòng)機(jī)30之間的第一離合器45與曲軸56機(jī)械連接和脫開(kāi)。轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)軸38還通過(guò)離合器電動(dòng)機(jī)30的外轉(zhuǎn)子33借助于第二離合器46與驅(qū)動(dòng)軸22機(jī)械連接和脫開(kāi)。第一離合器45和第二離合器46都由液壓回路(未示出)來(lái)操作。
在驅(qū)動(dòng)軸22,轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)軸38和曲軸56上分別安裝旋轉(zhuǎn)變壓器37,47和57,以測(cè)量旋轉(zhuǎn)角度θd,θr和θe。測(cè)量曲軸56的旋轉(zhuǎn)角度θe的旋轉(zhuǎn)變壓器57還可以作為附于分配器60的角度傳感器78。
雖然如后文所述,離合器電動(dòng)機(jī)30可以安排在發(fā)動(dòng)機(jī)50與輔助電動(dòng)機(jī)40之間,但是在本實(shí)施例的動(dòng)力輸出設(shè)備20中,輔助電動(dòng)機(jī)40安排在發(fā)動(dòng)機(jī)50與離合器電動(dòng)機(jī)30之間。如下所述,由于存在僅用輔助電動(dòng)機(jī)40來(lái)驅(qū)動(dòng)機(jī)動(dòng)車(chē)的要求,所以輔助電動(dòng)機(jī)40尺寸比離合器電動(dòng)機(jī)30大。鄰接較大發(fā)動(dòng)機(jī)50來(lái)布置相對(duì)大的輔助電動(dòng)機(jī)40提高了動(dòng)力輸出設(shè)備20的緊密性。在該實(shí)施例的動(dòng)力輸出設(shè)備20中,第一離合器45和第二離合器46安排在輔助電動(dòng)機(jī)40與離合器電動(dòng)機(jī)30之間,然而如后文所述,有各種其它可能布置。離合器45和46尺寸都相對(duì)小,并且能安排在輔助電動(dòng)機(jī)40與離合器電動(dòng)機(jī)30之間所形成的間隙中。這種布置優(yōu)選地減小了整個(gè)動(dòng)力輸出設(shè)備20的尺寸。
如上所述,離合器電動(dòng)機(jī)30和輔助電動(dòng)機(jī)40由控制器80驅(qū)動(dòng)和控制。返回參考圖1,控制器80包括驅(qū)動(dòng)離合器電動(dòng)機(jī)30的第一驅(qū)動(dòng)電路91,驅(qū)動(dòng)輔助電動(dòng)機(jī)40的第二驅(qū)動(dòng)電路92,控制第一和第二驅(qū)動(dòng)電路91和92兩者,并且起動(dòng)和控制第一離合器45和第二離合器46的控制CPU 90,以及包括若干二次電池的電池94。控制CPU 90是一個(gè)單片微型計(jì)算機(jī),它包括一個(gè)用作工作存儲(chǔ)器的RAM 90a,一個(gè)其中存儲(chǔ)各種處理程序的ROM 90b,一個(gè)輸入/輸出口(未示出),以及一個(gè)通過(guò)它對(duì)EFIECU 70發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的串行通信口(未示出)??刂艭PU 90通過(guò)輸入口接收各種數(shù)據(jù)。輸入數(shù)據(jù)包括用旋轉(zhuǎn)變壓器37測(cè)量的驅(qū)動(dòng)軸22的旋轉(zhuǎn)角度θd,用旋轉(zhuǎn)變壓器47測(cè)量的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)軸38的旋轉(zhuǎn)角度θr,用旋轉(zhuǎn)變壓器57測(cè)量的發(fā)動(dòng)機(jī)50的曲軸56的旋轉(zhuǎn)角度θe,由加速器踏板位置傳感器64a輸出的加速器踏板位置AP(加速器踏板64的踩下量),由制動(dòng)器踏板位置傳感器65a輸出的制動(dòng)器踏板位置BP(制動(dòng)器踏板65的踩下量),由變速器位置傳感器84輸出的變速器位置SP,由第一離合器45和第二離合器46輸出的離合器合上和分離信號(hào),由安排在第一驅(qū)動(dòng)電路91中的兩個(gè)安培計(jì)95和96輸出的離合器電動(dòng)機(jī)電流Iuc和Ivc,由安排在第二驅(qū)動(dòng)電路92中的兩個(gè)安培計(jì)97和98輸出的輔助電動(dòng)機(jī)電流Iua和Iva,以及用剩余電荷計(jì)測(cè)量的電池94的剩余電荷BRM。剩余電荷計(jì)99可以用任何已知方法,例如通過(guò)測(cè)量電池94中電解溶液的比重或電池94的整個(gè)重量,通過(guò)計(jì)算充電和放電的電流和時(shí)間,或通過(guò)使電池94的電極之間瞬時(shí)短路,并且測(cè)量對(duì)電流的內(nèi)電阻,來(lái)確定電池94的剩余電荷BRM。
控制CPU 90輸出控制信號(hào)SW1,以驅(qū)動(dòng)作為第一驅(qū)動(dòng)電路91的開(kāi)關(guān)元件的六個(gè)晶體管Tr1到Tr6,輸出控制信號(hào)SW2,以驅(qū)動(dòng)作為第二驅(qū)動(dòng)電路92的開(kāi)關(guān)元件的六個(gè)晶體管Tr11到Tr16,以及輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào),以驅(qū)動(dòng)第一離合器45和第二離合器46。第一驅(qū)動(dòng)電路91中的六個(gè)晶體管Tr1到Tr6構(gòu)成一個(gè)晶體管變換器,并且它們成對(duì)安排,以相對(duì)于一對(duì)電力線(xiàn)L1和L2工作為一個(gè)源極和一個(gè)漏極。離合器電動(dòng)機(jī)30的三相線(xiàn)圈(U,V,W)34通過(guò)滑環(huán)35連接在成對(duì)晶體管的各個(gè)接觸點(diǎn)上。電力線(xiàn)L1和L2分別連接在電池94的正極和負(fù)極上??刂艭PU 90輸出的控制信號(hào)SW1因此接連控制成對(duì)晶體管Tr1到Tr6的接通電源時(shí)間。流過(guò)各線(xiàn)圈34的電流經(jīng)受PWM(脈沖寬度調(diào)制),以提供準(zhǔn)正弦波,其使三相線(xiàn)圈34能夠形成旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。
第二驅(qū)動(dòng)電路92中的六個(gè)晶體管Tr11到Tr16也構(gòu)成一個(gè)晶體管變換器,并且它們按第一驅(qū)動(dòng)電路91中晶體管Tr1到Tr6相同的方式安排。輔助電動(dòng)機(jī)40的三相線(xiàn)圈(U,V,W)44連接在成對(duì)晶體管的各個(gè)接觸點(diǎn)上??刂艭PU 90輸出的第二控制信號(hào)SW2因此接連控制成對(duì)晶體管Tr11到Tr16的接通電源時(shí)間。流過(guò)各線(xiàn)圈44的電流經(jīng)受PWM,以提供準(zhǔn)正弦波,其使三相線(xiàn)圈44能夠形成旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。
B.操作原理這樣構(gòu)造的本實(shí)施例的動(dòng)力輸出設(shè)備20按以下方式工作。以下敘述第一狀態(tài),其中第一離合器45為分離且第二離合器46為合上,以及第二狀態(tài),其中第一離合器45為合上且第二離合器46為分離。在第一狀態(tài)下,轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)軸38與曲軸56脫開(kāi)而與驅(qū)動(dòng)軸22連接,并且因此輔助電動(dòng)機(jī)40與驅(qū)動(dòng)軸22連接,如圖3示意圖所示。另一方面,在第二狀態(tài)下,轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)軸38與曲軸56連接而與驅(qū)動(dòng)軸22脫開(kāi),并且因此輔助電動(dòng)機(jī)40與曲軸56連接,如圖4示意圖所示。以下按這樣順序討論第一狀態(tài)下(其中第一離合器45為分離且第二離合器46為合上)的操作和第二狀態(tài)下(其中第一離合器45為合上且第二離合器46為分離)的操作。
在第一離合器45為分離且第二離合器46為合上情況下,該實(shí)施例的動(dòng)力輸出設(shè)備20遵循以下討論的操作原理,或更具體地說(shuō)轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換原理。作為例子,假定由EFIECU 70驅(qū)動(dòng)的發(fā)動(dòng)機(jī)50在旋轉(zhuǎn)速度Ne下旋轉(zhuǎn),并且驅(qū)動(dòng)軸22在比旋轉(zhuǎn)速度Ne低的旋轉(zhuǎn)速度Nd1下旋轉(zhuǎn)。當(dāng)?shù)谝或?qū)動(dòng)電路91中的晶體管Tr1到Tr6在斷開(kāi)位置時(shí),控制器80不通過(guò)滑環(huán)35向離合器電動(dòng)機(jī)30的三相線(xiàn)圈34供給任何電流。無(wú)電流供給使離合器30的內(nèi)轉(zhuǎn)子31和外轉(zhuǎn)子33相互電磁脫開(kāi)。這樣結(jié)果使發(fā)動(dòng)機(jī)50的曲軸56空轉(zhuǎn)。在晶體管Tr1到Tr6全部在斷開(kāi)位置的條件下,無(wú)再生能量從三相線(xiàn)圈34輸出,因此發(fā)動(dòng)機(jī)50保持為空轉(zhuǎn)。
當(dāng)控制器80的控制CPU 90輸出第一控制信號(hào)SW1,以控制接通和斷開(kāi)第一驅(qū)動(dòng)電路91中的晶體管Tr1到Tr6時(shí),根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)50的曲軸56的旋轉(zhuǎn)速度Ne與驅(qū)動(dòng)軸22的旋轉(zhuǎn)速度Nd1之間的差(換句話(huà)說(shuō),離合器電動(dòng)機(jī)30中內(nèi)轉(zhuǎn)子31的旋轉(zhuǎn)速度與外轉(zhuǎn)子33的旋轉(zhuǎn)速度之間的旋轉(zhuǎn)速度差Nc(=Ne-Nd1)),恒定電流流過(guò)離合器電動(dòng)機(jī)30的三相線(xiàn)圈34。在這個(gè)狀態(tài)下,離合器電動(dòng)機(jī)30起一臺(tái)發(fā)電機(jī)作用,并且執(zhí)行再生操作,以通過(guò)第一驅(qū)動(dòng)電路91再生電流,而且使電池94以該再生電流充電。此刻,在離合器電動(dòng)機(jī)30中相互連接的內(nèi)轉(zhuǎn)子31與外轉(zhuǎn)子33之間存在確定滑差,并且通過(guò)內(nèi)轉(zhuǎn)子31與外轉(zhuǎn)子33的耦合,從曲軸56向驅(qū)動(dòng)軸22輸出轉(zhuǎn)矩。為了允許輔助電動(dòng)機(jī)40消耗與離合器電動(dòng)機(jī)30所再生的電能相同的能量,控制CPU 90控制接通和斷開(kāi)第二驅(qū)動(dòng)電路92中的晶體管Tr11到Tr16。晶體管Tr11到Tr16的接通一斷開(kāi)控制使電流能夠流過(guò)輔助電動(dòng)機(jī)40的三相線(xiàn)圈44,并且因此使輔助電動(dòng)機(jī)40執(zhí)行動(dòng)力操作,以產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。
參考圖5,當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)50在由旋轉(zhuǎn)速度Ne和轉(zhuǎn)矩Te所限定的驅(qū)動(dòng)點(diǎn)P0下驅(qū)動(dòng)時(shí),離合器電動(dòng)機(jī)30向驅(qū)動(dòng)軸22輸出轉(zhuǎn)矩Tc(=發(fā)動(dòng)機(jī)50輸出的轉(zhuǎn)矩Te),并且再生由陰影面積Pc1所表示的能量。再生能量以面積Pa1所表示的能量供給輔助電動(dòng)機(jī)40,以便使驅(qū)動(dòng)軸22在由旋轉(zhuǎn)速度Nd1和轉(zhuǎn)矩Td1所限定的驅(qū)動(dòng)點(diǎn)P1下旋轉(zhuǎn)。
作為另一個(gè)例子,假定發(fā)動(dòng)機(jī)50在旋轉(zhuǎn)速度Ne下驅(qū)動(dòng),并且驅(qū)動(dòng)軸22在比旋轉(zhuǎn)速度Ne高的旋轉(zhuǎn)速度Nd2下驅(qū)動(dòng)。在這個(gè)狀態(tài)下,離合器電動(dòng)機(jī)30的外轉(zhuǎn)子33在旋轉(zhuǎn)速度差Nc(=Ne-Nd2)的絕對(duì)值所限定的旋轉(zhuǎn)速度下,沿驅(qū)動(dòng)軸22的旋轉(zhuǎn)方向相對(duì)于內(nèi)轉(zhuǎn)子31旋轉(zhuǎn)。離合器電動(dòng)機(jī)30因此起一臺(tái)正常電動(dòng)機(jī)作用,并且以電池94放電的電力向驅(qū)動(dòng)軸22供給旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的能量。當(dāng)控制CPU 90控制第二驅(qū)動(dòng)電路92,以使輔助電動(dòng)機(jī)40能夠再生電力時(shí),輔助電動(dòng)機(jī)40的轉(zhuǎn)子41與定子43之間的滑差使再生電流流過(guò)三相線(xiàn)圈44。為了允許離合器電動(dòng)機(jī)30消耗由輔助電動(dòng)機(jī)40再生的電力,控制CPU 90控制第一驅(qū)動(dòng)電路91和第二驅(qū)動(dòng)電路92兩者。這樣使離合器電動(dòng)機(jī)30能夠不用電池94中所存儲(chǔ)的電力而驅(qū)動(dòng)。
參考圖6,當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)50在由旋轉(zhuǎn)速度Ne和轉(zhuǎn)矩Te所限定的驅(qū)動(dòng)點(diǎn)P0下驅(qū)動(dòng)時(shí),離合器電動(dòng)機(jī)30接收由陰影面積Pc2所表示的能量,并且向驅(qū)動(dòng)軸22輸出轉(zhuǎn)矩Tc(=發(fā)動(dòng)機(jī)50輸出的轉(zhuǎn)矩Te)。供給離合器電動(dòng)機(jī)30的能量以面積Pa2所表示的能量由輔助電動(dòng)機(jī)40再生,以便使驅(qū)動(dòng)軸22在由旋轉(zhuǎn)速度Nd2和轉(zhuǎn)矩Td2所限定的驅(qū)動(dòng)點(diǎn)P2下旋轉(zhuǎn)。
在其中第一離合器45為分離且第二離合器46為合上的第一狀態(tài)下,動(dòng)力輸出設(shè)備20能執(zhí)行各種操作,以便例如用剩余電能對(duì)電池94充電,或使電池94放電補(bǔ)充不足電能,而不是操作為把發(fā)動(dòng)機(jī)50輸出的全部動(dòng)力轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)矩,并把該轉(zhuǎn)矩輸出到驅(qū)動(dòng)軸22。這樣的充電和放電操作是通過(guò)調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)50輸出的動(dòng)力(即轉(zhuǎn)矩Te和旋轉(zhuǎn)速度Ne的乘積),離合器電動(dòng)機(jī)30再生或消耗的電能,以及輔助電動(dòng)機(jī)40消耗或再生的電能而實(shí)現(xiàn)的。
另一方面,在第一離合器45為合上且第二離合器46為分離情況下(在圖4示意圖所示狀態(tài)下),該實(shí)施例的動(dòng)力輸出設(shè)備20遵循以下討論的操作原理(轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換原理)。作為例子,假定發(fā)動(dòng)機(jī)50在由旋轉(zhuǎn)速度Ne和轉(zhuǎn)矩Te所限定的驅(qū)動(dòng)點(diǎn)P0下驅(qū)動(dòng),并且驅(qū)動(dòng)軸22在比旋轉(zhuǎn)速度Ne低的旋轉(zhuǎn)速度Nd1下驅(qū)動(dòng)。在與曲軸56連接的輔助電動(dòng)機(jī)40向曲軸56輸出轉(zhuǎn)矩Ta(Ta=Td1-Te)情況下,曲軸56因此接收轉(zhuǎn)矩Td1(=Te+Ta)。當(dāng)離合器電動(dòng)機(jī)30的轉(zhuǎn)矩Tc調(diào)節(jié)為值Td1(=Te+Ta)時(shí),在根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)50的旋轉(zhuǎn)速度Ne與驅(qū)動(dòng)軸22的旋轉(zhuǎn)速度Nd1之間的旋轉(zhuǎn)速度差Nc來(lái)再生電力時(shí),向驅(qū)動(dòng)軸22輸出轉(zhuǎn)矩Tc(=Te+Ta)。這里要求設(shè)定輔助電動(dòng)機(jī)40的轉(zhuǎn)矩Ta,以剛好由離合器電動(dòng)機(jī)30所再生的電力供給。再生電力通過(guò)電力線(xiàn)L1和L2供給第二驅(qū)動(dòng)電路92,并且輔助電動(dòng)機(jī)40因此由再生電力驅(qū)動(dòng)。
參考圖7,當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)50在由旋轉(zhuǎn)速度Ne和轉(zhuǎn)矩Te所限定的驅(qū)動(dòng)點(diǎn)P0下驅(qū)動(dòng)時(shí),向輔助電動(dòng)機(jī)40供給由陰影面積Pa3所表示的能量,以使曲軸56的轉(zhuǎn)矩等于值Td1。離合器電動(dòng)機(jī)30向驅(qū)動(dòng)軸22輸出轉(zhuǎn)矩Td1(=轉(zhuǎn)矩Tc),并且以面積Pc3所表示的能量再生供給輔助電動(dòng)機(jī)40的能量。驅(qū)動(dòng)軸22因此在由旋轉(zhuǎn)速度Nd1和轉(zhuǎn)矩Td1所限定的驅(qū)動(dòng)點(diǎn)P1下旋轉(zhuǎn)。
作為另一個(gè)例子,假定發(fā)動(dòng)機(jī)50在由旋轉(zhuǎn)速度Ne和轉(zhuǎn)矩Te所限定的驅(qū)動(dòng)點(diǎn)P0下驅(qū)動(dòng),并且驅(qū)動(dòng)軸在比旋轉(zhuǎn)速度Ne高的旋轉(zhuǎn)速度Nd2下旋轉(zhuǎn)。在輔助電動(dòng)機(jī)40的轉(zhuǎn)矩Ta調(diào)節(jié)為值(Td2-Te)情況下,輔助電動(dòng)機(jī)40執(zhí)行再生操作,并且從曲軸56再生能量(電力)。離合器電動(dòng)機(jī)30的外轉(zhuǎn)子33在旋轉(zhuǎn)速度差Nc(=Ne-Nd2)下沿驅(qū)動(dòng)軸22的旋轉(zhuǎn)方向相對(duì)于內(nèi)轉(zhuǎn)子31旋轉(zhuǎn)。離合器電動(dòng)機(jī)30因此起一臺(tái)正常電動(dòng)機(jī)作用,并且向驅(qū)動(dòng)軸22供給與旋轉(zhuǎn)速度差Nc相對(duì)應(yīng)的能量,作為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的能量。在設(shè)定輔助電動(dòng)機(jī)40的轉(zhuǎn)矩Ta,以便使離合器電動(dòng)機(jī)30所消耗的電力能剛好由輔助電動(dòng)機(jī)40所再生的電力供給情況下,離合器電動(dòng)機(jī)30能由輔助電動(dòng)機(jī)40所再生的電力驅(qū)動(dòng)。
參考圖8,當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)50在由旋轉(zhuǎn)速度Ne和轉(zhuǎn)矩Te所限定的驅(qū)動(dòng)點(diǎn)P0下驅(qū)動(dòng)時(shí),輔助電動(dòng)機(jī)40再生由陰影面積Pa4表示的能量,并且以面積Pc4所表示的能量把再生能量供給離合器電動(dòng)機(jī)30。離合器電動(dòng)機(jī)30因此向驅(qū)動(dòng)軸22輸出轉(zhuǎn)矩Tc(=轉(zhuǎn)矩Td2),以便使驅(qū)動(dòng)軸22在由旋轉(zhuǎn)速度Nd2和轉(zhuǎn)矩Td2所限定的驅(qū)動(dòng)點(diǎn)P2下旋轉(zhuǎn)。
在其中第一離合器45為合上且第二離合器46為分離的第二狀態(tài)下,動(dòng)力輸出設(shè)備20能執(zhí)行各種操作,以便例如用剩余電能對(duì)電池94充電,或使電池94放電補(bǔ)充不足電能,而不是操作為把發(fā)動(dòng)機(jī)50輸出的全部動(dòng)力轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)矩,并把該轉(zhuǎn)矩輸出到驅(qū)動(dòng)軸22。這樣的充電和放電操作是通過(guò)調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)50輸出的動(dòng)力(即轉(zhuǎn)矩Te和旋轉(zhuǎn)速度Ne的乘積),離合器電動(dòng)機(jī)30再生或消耗的電能,以及輔助電動(dòng)機(jī)40消耗或再生的電能而實(shí)現(xiàn)的。
在該實(shí)施例的動(dòng)力輸出設(shè)備20中,第一離合器45和第二離合器46可以都在合上位置或者分離位置。在離合器45和46都為合上情況下,與輔助電動(dòng)機(jī)40的轉(zhuǎn)子41連接的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)軸38與曲軸56和驅(qū)動(dòng)軸22兩者機(jī)械連接,以便使離合器電動(dòng)機(jī)30根本不工作。如圖9示意圖所示,這個(gè)狀態(tài)與其中僅有輔助電動(dòng)機(jī)40的轉(zhuǎn)子41與曲軸56和驅(qū)動(dòng)軸22兩者連接的結(jié)構(gòu)等效。在這個(gè)狀態(tài)下,發(fā)動(dòng)機(jī)50輸出的動(dòng)力直接傳送到驅(qū)動(dòng)軸22,并且對(duì)驅(qū)動(dòng)軸22上所傳送的動(dòng)力加上或減去輔助電動(dòng)機(jī)40輸出的動(dòng)力。
另一方面,在離合器45和46都為分離情況下,與輔助電動(dòng)機(jī)40的轉(zhuǎn)子41連接的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)軸38與曲軸56和驅(qū)動(dòng)軸22兩者脫開(kāi)。如圖10示意圖所示,這個(gè)狀態(tài)與其中離合器30的內(nèi)轉(zhuǎn)子31與曲軸56連接,而離合器電動(dòng)機(jī)30的外轉(zhuǎn)子33與驅(qū)動(dòng)軸22連接的結(jié)構(gòu)等效。在這個(gè)狀態(tài)下,發(fā)動(dòng)機(jī)50輸出的動(dòng)力通過(guò)離合器電動(dòng)機(jī)30中內(nèi)轉(zhuǎn)子31與外轉(zhuǎn)子33的電磁聯(lián)軸節(jié)傳送到驅(qū)動(dòng)軸22。同時(shí),由離合器電動(dòng)機(jī)30再生或消耗與內(nèi)轉(zhuǎn)子30和外轉(zhuǎn)子33之間旋轉(zhuǎn)速度差Nc所對(duì)應(yīng)的電力。
C.操作控制(1)操作方式的確定圖11是表示操作控制程序的流程圖,其執(zhí)行為控制按如上討論那樣構(gòu)造的該實(shí)施例的動(dòng)力輸出設(shè)備20的操作。在指令起動(dòng)機(jī)動(dòng)車(chē)以后,按預(yù)定時(shí)間間隔(例如每8 msec)重復(fù)執(zhí)行該操作控制程序。當(dāng)程序進(jìn)入圖11的操作控制程序時(shí),控制器80的控制CPU 90首先在步驟S100讀出驅(qū)動(dòng)軸22的旋轉(zhuǎn)速度Nd。驅(qū)動(dòng)軸22的旋轉(zhuǎn)速度Nd可以從旋轉(zhuǎn)變壓器37中所讀出的驅(qū)動(dòng)軸22的旋轉(zhuǎn)角度θd來(lái)計(jì)算??刂艭PU 90然后在步驟S102讀出由加速器踏板位置傳感器64a所探測(cè)的加速器踏板位置AP。駕駛員在感覺(jué)到輸出轉(zhuǎn)矩不足時(shí)踩下加速器踏板64。加速器踏板位置AP的值因此表示駕駛員所要求的希望輸出轉(zhuǎn)矩(即輸出到驅(qū)動(dòng)軸22的轉(zhuǎn)矩)。
在隨后步驟S104,控制CPU 90根據(jù)輸入的加速器踏板位置AP和驅(qū)動(dòng)軸22的旋轉(zhuǎn)速度Nd,確定輸出到驅(qū)動(dòng)軸22的轉(zhuǎn)矩命令值Td*或目標(biāo)轉(zhuǎn)矩。在本實(shí)施例中,預(yù)先準(zhǔn)備一個(gè)表示轉(zhuǎn)矩命令值Td*,驅(qū)動(dòng)軸22的旋轉(zhuǎn)速度Nd和加速器踏板位置AP之間關(guān)系的圖,并且存儲(chǔ)在ROM 90b中。從該圖讀出與輸入的加速器踏板位置AP和驅(qū)動(dòng)軸22的輸入旋轉(zhuǎn)速度Nd相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)矩命令值Td*。可用圖的一例示于圖12。
在隨后步驟S106,控制CPU 90從這樣得到的轉(zhuǎn)矩命令值Td*和驅(qū)動(dòng)軸22的輸入旋轉(zhuǎn)速度Nd計(jì)算輸出到驅(qū)動(dòng)軸22的能量Pd(Pd=Td*×Nd)。程序然后轉(zhuǎn)到步驟S108,以讀出用剩余電荷計(jì)99測(cè)量的電池94的剩余電荷BRM,然后轉(zhuǎn)到步驟S110,以確定操作方式。操作方式的確定按照?qǐng)D13流程圖所示的操作方式確定程序來(lái)執(zhí)行。操作方式確定程序根據(jù)圖11操作控制程序中步驟S100到步驟S108所讀出或計(jì)算的數(shù)據(jù),選擇在各個(gè)條件下動(dòng)力輸出設(shè)備20的最佳操作方式。以下根據(jù)圖13的操作方式確定程序,敘述確定操作方式的一個(gè)具體過(guò)程。
當(dāng)程序進(jìn)入操作方式確定程序時(shí),控制器80的控制CPU 90首先在步驟S130確定電池94的剩余電荷BRM是否在由第一閾值BL和第二閾值BH所限定的特定范圍以?xún)?nèi)。當(dāng)剩余電荷BRM在這個(gè)特定范圍以外時(shí),程序確定有必要對(duì)電池94充電或放電,并且轉(zhuǎn)到步驟S132,在步驟S132選擇充電一放電方式作為動(dòng)力輸出設(shè)備20的最佳操作方式。第一閾值BL和第二閾值BH分別表示電池94的剩余電荷BRM的下限和上限。在本實(shí)施例中,第一閾值設(shè)定得不比在電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方式下(后文敘述)僅用輔助電動(dòng)機(jī)40來(lái)繼續(xù)操作所要求的電力量小,或不比在動(dòng)力輔助方式下(后文敘述)在預(yù)定時(shí)限期間由電池94所放電的附加電力小。另一方面,第二閾值BH設(shè)定得不比從電池94完全充電條件下的剩余電荷BMR,減去當(dāng)機(jī)動(dòng)車(chē)從正常運(yùn)行狀態(tài)停止時(shí)由離合器電動(dòng)機(jī)30或輔助電動(dòng)機(jī)40所再生的電力量而得到的值大。
相反,當(dāng)電池94的剩余電荷BRM在步驟S130確定在由第一閾值BL和第二閾值BH所限定的特定范圍以?xún)?nèi)時(shí),程序轉(zhuǎn)到步驟S134,在步驟S134把輸出到驅(qū)動(dòng)軸22的能量Pd與發(fā)動(dòng)機(jī)50所能輸出的最大能量Pemax相比較。當(dāng)能量Pd超過(guò)最大能量Pemax時(shí),程序確定有必要用電池94中存儲(chǔ)的能量來(lái)補(bǔ)充發(fā)動(dòng)機(jī)50所輸出的最大能量Pemax的不足,并且轉(zhuǎn)到步驟S136。在步驟S136選擇動(dòng)力輔助方式為動(dòng)力輸出設(shè)備20的最佳操作方式。
另一方面,在步驟S134,當(dāng)輸出到驅(qū)動(dòng)軸22的能量Pd等于或小于發(fā)動(dòng)機(jī)50所能輸出的最大能量Pemax時(shí),程序轉(zhuǎn)到步驟S138,在步驟S138確定轉(zhuǎn)矩命令值Td*和旋轉(zhuǎn)速度Nd是否在預(yù)定范圍以?xún)?nèi)。當(dāng)轉(zhuǎn)矩命令值Td*和旋轉(zhuǎn)速度Nd在預(yù)定范圍以?xún)?nèi)時(shí),在S140選擇其中第一離合器45和第二離合器46都在合上位置的直接輸出方式為動(dòng)力輸出設(shè)備20的最佳操作方式。這里預(yù)定范圍表示允許發(fā)動(dòng)機(jī)50以高效率驅(qū)動(dòng)的特定范圍。按照一個(gè)具體過(guò)程,預(yù)先準(zhǔn)備一個(gè)圖,表示在直接輸出方式下在發(fā)動(dòng)機(jī)50的各驅(qū)動(dòng)點(diǎn)之中所要控制的適當(dāng)范圍,并且存儲(chǔ)在ROM 90b中。因此在步驟S138確定由轉(zhuǎn)矩命令值Td*和旋轉(zhuǎn)速度所限定的驅(qū)動(dòng)點(diǎn)是否在該圖的這個(gè)適當(dāng)范圍以?xún)?nèi)。圖14說(shuō)明在發(fā)動(dòng)機(jī)50的直接輸出方式下所控制的適當(dāng)范圍。在圖14中,范圍PE表示發(fā)動(dòng)機(jī)50的可能操作范圍,范圍PA表示在直接輸出方式下所控制的適當(dāng)范圍。適當(dāng)范圍PA取決于各種條件,例如發(fā)動(dòng)機(jī)50的驅(qū)動(dòng)效率和輻射,并且能預(yù)先實(shí)驗(yàn)設(shè)定。
當(dāng)在步驟S138確定轉(zhuǎn)矩命令值Td*和驅(qū)動(dòng)軸22的旋轉(zhuǎn)速度Nd在預(yù)定范圍以外時(shí),程序進(jìn)一步轉(zhuǎn)到步驟S142,在步驟S142確定輸出到驅(qū)動(dòng)軸22的能量Pd是否比預(yù)定能量PML小,以及驅(qū)動(dòng)軸22的旋轉(zhuǎn)速度Nd是否比預(yù)定旋轉(zhuǎn)速度NML低。當(dāng)兩個(gè)答案在步142都為是時(shí),程序轉(zhuǎn)到步驟S144,以設(shè)定其中僅有輔助電動(dòng)機(jī)40驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方式為動(dòng)力輸出設(shè)備20的最佳操作方式。發(fā)動(dòng)機(jī)50在低旋轉(zhuǎn)速度和小轉(zhuǎn)矩條件下使其效率降低。預(yù)定能量PML和預(yù)定旋轉(zhuǎn)速度NML因此設(shè)定為能量Pd和旋轉(zhuǎn)速度Nd,以使發(fā)動(dòng)機(jī)50在一定范圍內(nèi)驅(qū)動(dòng),其中發(fā)動(dòng)機(jī)50的驅(qū)動(dòng)效率比預(yù)定水平小。PML和NML的具體值通過(guò)考慮發(fā)動(dòng)機(jī)50的特性來(lái)確定。在步驟S142,當(dāng)能量Pd不小于預(yù)定能量PML時(shí),或當(dāng)旋轉(zhuǎn)速度不低于預(yù)定旋轉(zhuǎn)速度NML時(shí),程序轉(zhuǎn)到步驟S146,在步驟S146選擇正常驅(qū)動(dòng)方式為動(dòng)力輸出設(shè)備20的最佳操作方式,以實(shí)現(xiàn)正常驅(qū)動(dòng)。
返回參考圖11的操作控制程序,根據(jù)圖13的操作方式確定程序的結(jié)果,執(zhí)行所要求的處理。當(dāng)在步驟S110選擇正常驅(qū)動(dòng)方式為最佳操作方式時(shí),在步驟S112執(zhí)行正常驅(qū)動(dòng)方式下控制轉(zhuǎn)矩的過(guò)程。當(dāng)選擇充電-放電方式時(shí),在步驟S114執(zhí)行充電-放電方式下控制轉(zhuǎn)矩的過(guò)程。當(dāng)選擇動(dòng)力輔助方式時(shí),在步驟S116執(zhí)行動(dòng)力輔助方式下控制轉(zhuǎn)矩的過(guò)程。當(dāng)選擇直接輸出方式時(shí),在步驟S118執(zhí)行直接輸出方式下控制轉(zhuǎn)矩的過(guò)程。當(dāng)選擇電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方式時(shí),在步驟S120執(zhí)行電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方式下控制轉(zhuǎn)矩的過(guò)程。為了說(shuō)明方便,在本實(shí)施例中這些轉(zhuǎn)矩控制過(guò)程表示為操作控制程序的步驟。然而,按照一個(gè)具體過(guò)程,當(dāng)按照操作方式確定程序設(shè)定最佳操作方式時(shí),則按預(yù)定時(shí)間間隔(例如每4msec)與操作控制程序無(wú)關(guān)地,并且在與操作控制程序不同的定時(shí)下重復(fù)地執(zhí)行所選擇操作方式下的轉(zhuǎn)矩控制程序。以下敘述這些轉(zhuǎn)矩控制過(guò)程的具體過(guò)程。
(2)正常驅(qū)動(dòng)方式下的轉(zhuǎn)矩控制過(guò)程按照?qǐng)D15和圖16流程圖所示正常驅(qū)動(dòng)方式下的轉(zhuǎn)矩控制程序,執(zhí)行圖11流程圖中步驟S112的正常驅(qū)動(dòng)方式下的轉(zhuǎn)矩控制。當(dāng)程序進(jìn)入圖15的程序時(shí),控制器80的控制CPU 90首先在步驟S150和步驟S152讀出驅(qū)動(dòng)軸22的旋轉(zhuǎn)速度Nd和發(fā)動(dòng)機(jī)50的旋轉(zhuǎn)速度Ne。發(fā)動(dòng)機(jī)50的旋轉(zhuǎn)速度Ne可以從附于曲軸56的旋轉(zhuǎn)變壓器57所讀出的曲軸56的旋轉(zhuǎn)角度θe來(lái)計(jì)算,或直接用安裝在分配器60上的速度傳感器76測(cè)量。在用速度傳感器76的情況下,控制CPU 90通過(guò)通信從與速度傳感器76連接的EFIECU 70接收旋轉(zhuǎn)速度Ne的數(shù)據(jù)。控制CPU 90然后在步驟S154計(jì)算驅(qū)動(dòng)軸22的輸入旋轉(zhuǎn)速度Nd與發(fā)動(dòng)機(jī)50的輸入旋轉(zhuǎn)速度Ne之間的旋轉(zhuǎn)速度差Nc(Nc=Ne-Nd)。
在隨后步驟S156,控制CPU 90把在圖11操作控制程序中步驟S106計(jì)算的能量Pd的當(dāng)前值與在這個(gè)程序前次循環(huán)中所使用的能量Pd的以前值相比較。這里“前次循環(huán)”表示在圖11操作控制程序中連續(xù)地執(zhí)行步驟S112的處理時(shí),上次起動(dòng)圖15所示正常驅(qū)動(dòng)方式下的轉(zhuǎn)矩控制程序。當(dāng)能量Pd的當(dāng)前值與能量Pd的以前值不同時(shí),程序執(zhí)行圖16流程圖中步驟S170到步驟S188的處理,以設(shè)定發(fā)動(dòng)機(jī)50的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Te*和目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度Ne*,以及離合器電動(dòng)機(jī)30的轉(zhuǎn)矩命令值Tc*。另一方面,當(dāng)能量Pd的當(dāng)前值與能量Pd的以前值相同時(shí),程序執(zhí)行圖15流程圖中步驟S158到步驟S160的處理,以設(shè)定離合器電動(dòng)機(jī)30的轉(zhuǎn)矩命令值Tc*。以下首先敘述當(dāng)能量Pd的當(dāng)前值與能量Pd的以前值不同時(shí)所執(zhí)行的處理,然后敘述當(dāng)能量Pd的當(dāng)前值與能量Pd的以前值相同時(shí)所執(zhí)行的處理。
在能量Pd的當(dāng)前值與能量Pd的以前值不同情況下,控制CPU 90在步驟S170根據(jù)待輸出到驅(qū)動(dòng)軸22的能量Pd的量,設(shè)定發(fā)動(dòng)機(jī)50的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Te*和目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度Ne*。當(dāng)假定所有要求輸出到驅(qū)動(dòng)軸22的能量Pd由發(fā)動(dòng)機(jī)50供給時(shí),則發(fā)動(dòng)機(jī)50輸出的能量等于發(fā)動(dòng)機(jī)50的轉(zhuǎn)矩Te和旋轉(zhuǎn)速度Ne的乘積,以便輸出能量Pd,目標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩Te*和目標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)速度Ne*之間的關(guān)系能限定為Pd=Te*×Ne*。然而,滿(mǎn)足以上關(guān)系的發(fā)動(dòng)機(jī)50的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Te*和目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度Ne*有無(wú)數(shù)組合。在本實(shí)施例中,發(fā)動(dòng)機(jī)50的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Te*和目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度Ne*的有利組合預(yù)先對(duì)能量Pd的各個(gè)量用實(shí)驗(yàn)或其它方法來(lái)確定。在這樣的有利組合中,發(fā)動(dòng)機(jī)50在最高可能效率下驅(qū)動(dòng),并且發(fā)動(dòng)機(jī)50的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)隨能量Pd的量的變化而平滑地變化。所確定的有利組合以圖形式存儲(chǔ)在ROM 90b中。實(shí)際上,在步驟S170從圖中讀出與能量Pd的量相對(duì)應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)50的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Te*和目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度Ne*的組合。以下對(duì)該圖作進(jìn)一步敘述。
圖17是表示發(fā)動(dòng)機(jī)50的驅(qū)動(dòng)點(diǎn)與發(fā)動(dòng)機(jī)50的效率之間關(guān)系的曲線(xiàn)圖。圖17中曲線(xiàn)B表示發(fā)動(dòng)機(jī)可操作范圍的邊界,在該可操作范圍內(nèi)能驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)50。在發(fā)動(dòng)機(jī)可操作范圍內(nèi),在發(fā)動(dòng)機(jī)50的一定特性條件下通過(guò)依次連接具有相同效率的驅(qū)動(dòng)點(diǎn),能畫(huà)出效率曲線(xiàn),例如曲線(xiàn)α1到α6。在發(fā)動(dòng)機(jī)可操作范圍內(nèi),還能畫(huà)出表示為轉(zhuǎn)矩Te和旋轉(zhuǎn)速度Ne的乘積的恒定能量曲線(xiàn),例如曲線(xiàn)C1-C1到C3-C3。圖18曲線(xiàn)圖表示對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)50的旋轉(zhuǎn)速度Ne所畫(huà)的沿恒定能量Pe的曲線(xiàn)C1-C1到C3-C3的各個(gè)驅(qū)動(dòng)點(diǎn)的效率。
參考圖18,即使當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)50輸出的能量Pe恒定時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)50的效率也隨發(fā)動(dòng)機(jī)50的驅(qū)動(dòng)點(diǎn)作相當(dāng)大變化。例如,在恒定能量曲線(xiàn)C1-C1上,當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)50在驅(qū)動(dòng)點(diǎn)A1(轉(zhuǎn)矩為T(mén)e1,旋轉(zhuǎn)速度為Ne1)驅(qū)動(dòng)時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)50的效率達(dá)到其最大值。在各恒定能量Pe曲線(xiàn)上存在這樣達(dá)到最高可能效率的驅(qū)動(dòng)點(diǎn),在恒定能量曲線(xiàn)C2-C2上為驅(qū)動(dòng)點(diǎn)A2,在恒定能量曲線(xiàn)C3-C3上為驅(qū)動(dòng)點(diǎn)A3。圖17中曲線(xiàn)A是通過(guò)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)50輸出的能量Pe的各個(gè)量,用一條連續(xù)曲線(xiàn)連接這樣達(dá)到發(fā)動(dòng)機(jī)50的最高可能效率的驅(qū)動(dòng)點(diǎn)而得到的。在本實(shí)施例中,在圖16流程圖中步驟S170使用表示曲線(xiàn)A上各驅(qū)動(dòng)點(diǎn)(轉(zhuǎn)矩為T(mén)e,轉(zhuǎn)速為Ne)與能量Pe的量之間關(guān)系的圖,以便設(shè)定發(fā)動(dòng)機(jī)50的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Te*和目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度Ne*。
因?yàn)橐韵吕碛?,曲線(xiàn)A應(yīng)該連續(xù)。在用不連續(xù)曲線(xiàn)來(lái)對(duì)能量Pe的量的變化設(shè)定發(fā)動(dòng)機(jī)50的驅(qū)動(dòng)點(diǎn)時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)50的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)隨能量Pe的量跨過(guò)不連續(xù)驅(qū)動(dòng)點(diǎn)的變化而突然變化。突然變化可能防止驅(qū)動(dòng)狀態(tài)向目標(biāo)水平平滑移動(dòng),從而使機(jī)動(dòng)車(chē)震動(dòng)甚至停止。連續(xù)曲線(xiàn)A上各驅(qū)動(dòng)點(diǎn)因此可能不與恒定能量Pe曲線(xiàn)上達(dá)到最高可能效率的驅(qū)動(dòng)點(diǎn)相對(duì)應(yīng)。
在設(shè)定發(fā)動(dòng)機(jī)50的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Te*和目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度Ne*以后,控制CPU90在步驟S172把目標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)速度Ne*與驅(qū)動(dòng)軸22的旋轉(zhuǎn)速度Nd比較。在目標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)速度Ne*高于驅(qū)動(dòng)軸22的旋轉(zhuǎn)速度Nd時(shí),程序執(zhí)行步驟S174到步驟S177的處理,并且操作第一離合器45和第二離合器46,以便使第一離合器45能夠設(shè)定在分離位置,且第二離合器46設(shè)定在合上位置(即實(shí)現(xiàn)圖3示意圖所示結(jié)構(gòu))。程序然后轉(zhuǎn)到步驟S178,以把離合器電動(dòng)機(jī)30的轉(zhuǎn)矩命令值Tc*設(shè)定為發(fā)動(dòng)機(jī)50的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Te*。以下敘述操作第一離合器45和第二離合器46的一個(gè)具體過(guò)程。在步驟S174,控制CPU90探測(cè)離合器45和46的當(dāng)前狀態(tài),并且確定離合器45和46的當(dāng)前狀態(tài)是否與目標(biāo)狀態(tài)相同。當(dāng)離合器45和46的當(dāng)前狀態(tài)與目標(biāo)狀態(tài)不同時(shí),在步驟S177使離合器45和46都分離,并且在隨后步驟S177僅使第二離合器46合上。使離合器45和46都分離,以便防止不希望有的狀態(tài),其中曲軸56通過(guò)都在合上位置的離合器45和46與驅(qū)動(dòng)軸22機(jī)械連接,并且發(fā)動(dòng)機(jī)50不能自由地驅(qū)動(dòng)。因?yàn)橐韵吕碛?,把離合器電動(dòng)機(jī)30的轉(zhuǎn)矩命令值Tc*設(shè)定為目標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩Te*。在圖3示意圖所示結(jié)構(gòu)中,離合器電動(dòng)機(jī)30的轉(zhuǎn)矩Tc與發(fā)動(dòng)機(jī)50的負(fù)載轉(zhuǎn)矩Te相同。離合器電動(dòng)機(jī)30因此要求輸出與目標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩Te*相同的負(fù)載轉(zhuǎn)矩,以便使發(fā)動(dòng)機(jī)50能夠在由目標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩Te*和目標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)速度Ne*所限定的驅(qū)動(dòng)點(diǎn)下穩(wěn)定地驅(qū)動(dòng)。
在步驟S172目標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)速度Ne*不高于驅(qū)動(dòng)軸22的旋轉(zhuǎn)速度Nd情況下,程序執(zhí)行步驟S184到步驟S187的處理,并且操作第一離合器45和第二離合器46,以便使第一離合器45能夠設(shè)定在合上位置,且第二離合器46設(shè)定在分離位置(即實(shí)現(xiàn)圖4示意圖所示結(jié)構(gòu))。程序然后轉(zhuǎn)到步驟S188,以把離合器電動(dòng)機(jī)30的轉(zhuǎn)矩命令值Tc*設(shè)定為輸出到驅(qū)動(dòng)軸22的輸出轉(zhuǎn)矩命令值Td*。操作第一離合器45和第二離合器46的具體過(guò)程與當(dāng)目標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)速度Ne*高于旋轉(zhuǎn)速度Nd時(shí)所執(zhí)行的過(guò)程類(lèi)似。在步驟S184,控制CPU 90探測(cè)離合器45和46的當(dāng)前狀態(tài),并且確定離合器45和46的當(dāng)前狀態(tài)是否與目標(biāo)狀態(tài)相同。當(dāng)離合器45和46的當(dāng)前狀態(tài)與目標(biāo)狀態(tài)不同時(shí),在步驟S186使離合器45和46都分離,并且在隨后步驟S187僅使第一離合器45合上。因?yàn)樵趫D4示意圖所示結(jié)構(gòu)中離合器電動(dòng)機(jī)30的轉(zhuǎn)矩Tc以驅(qū)動(dòng)軸22的轉(zhuǎn)矩Td直接施加,所以把離合器電動(dòng)機(jī)30的轉(zhuǎn)矩命令值Tc*設(shè)定為輸出到驅(qū)動(dòng)軸22的輸出轉(zhuǎn)矩命令值Td*。
以下敘述理由,為什么操作第一離合器45和第二離合器46,以便當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)50的目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度Ne*高于驅(qū)動(dòng)軸22的旋轉(zhuǎn)速度Nd時(shí),使該實(shí)施例的動(dòng)力輸出設(shè)備20能夠具有圖3所示結(jié)構(gòu),以及當(dāng)目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度Ne*不高于旋轉(zhuǎn)速度Nd時(shí),使動(dòng)力輸出設(shè)備20能夠具有圖4所示結(jié)構(gòu)。一旦設(shè)定發(fā)動(dòng)機(jī)50的目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度Ne*,發(fā)動(dòng)機(jī)50的控制過(guò)程(后文討論)就能夠使發(fā)動(dòng)機(jī)50在目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度Ne*下驅(qū)動(dòng)。即其中發(fā)動(dòng)機(jī)50的目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度Ne*比驅(qū)動(dòng)軸22的旋轉(zhuǎn)速度Nd高或低的狀態(tài)與其中發(fā)動(dòng)機(jī)50的旋轉(zhuǎn)速度Ne比驅(qū)動(dòng)軸22的旋轉(zhuǎn)速度Nd高或低的狀態(tài)等效。
在發(fā)動(dòng)機(jī)50的旋轉(zhuǎn)速度Ne高于驅(qū)動(dòng)軸22的旋轉(zhuǎn)速度Nd情況下,在圖3結(jié)構(gòu)中執(zhí)行圖5所示轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換,并且在圖4結(jié)構(gòu)中執(zhí)行圖7所示轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換。在這些轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換過(guò)程中,圖5所示轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換(在圖3結(jié)構(gòu)中)結(jié)果使離合器電動(dòng)機(jī)30所再生及輔助電動(dòng)機(jī)40所消耗的電力量較小。即在圖5轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換中由離合器電動(dòng)機(jī)30所再生的電力Pc1及由輔助電動(dòng)機(jī)40所消耗的電力Pa1比圖7轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換中由面積(Ta×Nc)所對(duì)應(yīng)的電力Pc3及Pa3小,其中電力Pc3和Pa3相互重疊。一般地,電動(dòng)機(jī)的能量損耗隨電動(dòng)機(jī)再生或消耗的電力增加而增加。與圖7所示轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換比較,圖5所示轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換能降低離合器電動(dòng)機(jī)30和輔助電動(dòng)機(jī)40的能量損耗,從而提高整個(gè)動(dòng)力輸出設(shè)備20的能量效率。因?yàn)檫@個(gè)理由,當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)50的目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度Ne*高于驅(qū)動(dòng)軸22的旋轉(zhuǎn)速度Nd時(shí),該實(shí)施例的結(jié)構(gòu)使第一離合器45分離,并且使第二離合器46合上,以便實(shí)現(xiàn)圖3示意圖所示結(jié)構(gòu)。
相反,在發(fā)動(dòng)機(jī)50的旋轉(zhuǎn)速度Ne不高于驅(qū)動(dòng)軸22的旋轉(zhuǎn)速度Nd情況下,在圖3結(jié)構(gòu)中執(zhí)行圖6所示轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換,并且在圖4結(jié)構(gòu)中執(zhí)行圖8所示轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換。在與發(fā)動(dòng)機(jī)50的旋轉(zhuǎn)速度Ne高于驅(qū)動(dòng)軸22的旋轉(zhuǎn)速度時(shí)相同的考慮下,與圖6所示轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換比較,圖8所示轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換(在圖4結(jié)構(gòu)中)結(jié)果使離合器電動(dòng)機(jī)30所再生及輔助電動(dòng)機(jī)40所消耗的電力量較小,并且能降低離合器電動(dòng)機(jī)30和輔助電動(dòng)機(jī)40的能量損耗,從而提高整個(gè)動(dòng)力輸出設(shè)備20的能量效率。因?yàn)檫@個(gè)理由,當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)50的目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度Ne*不高于驅(qū)動(dòng)軸22的旋轉(zhuǎn)速度Nd時(shí),該實(shí)施例的結(jié)構(gòu)使第一離合器45合上,并且使第二離合器46分離,以便實(shí)現(xiàn)圖4示意圖所示結(jié)構(gòu)。
返回參考圖15流程圖,在步驟S156能量Pd的當(dāng)前值與能量Pd的以前值相同情況下,控制CPU 90在步驟S158從目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度Ne*中減去發(fā)動(dòng)機(jī)50的實(shí)際旋轉(zhuǎn)速度Ne,以計(jì)算旋轉(zhuǎn)速度差或偏差ΔNe。控制CPU 90然后在步驟S160按照以下給定的公式(1),從這樣得到的旋轉(zhuǎn)速度差ΔNe計(jì)算值Tc*,并且把計(jì)算值Tc*設(shè)定為離合器電動(dòng)機(jī)30的轉(zhuǎn)矩命令值Tc*。公式(1)中右邊第二項(xiàng)是取消實(shí)際旋轉(zhuǎn)速度Ne與目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度Ne*的偏差的比例項(xiàng),第三項(xiàng)是取消穩(wěn)態(tài)偏差的積分項(xiàng)。在穩(wěn)定狀態(tài)下(即當(dāng)實(shí)際旋轉(zhuǎn)速度Ne與目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度Ne*的偏差ΔNe等于零時(shí)),把離合器電動(dòng)機(jī)30的轉(zhuǎn)矩命令值Tc*設(shè)定為以前轉(zhuǎn)矩命令值Tc*。公式(1)中Kc1和Kc2表示比例常數(shù)。按這樣方式設(shè)定離合器電動(dòng)機(jī)30的轉(zhuǎn)矩命令值Tc*的過(guò)程使發(fā)動(dòng)機(jī)50能夠在由目標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩Te*和目標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)速度Ne*所限定的驅(qū)動(dòng)點(diǎn)下穩(wěn)定地驅(qū)動(dòng)。
Tc*←以前Tc*+Kc1ΔNe+Kc2∫ΔNedt(1)在操作離合器電動(dòng)機(jī)45和46并設(shè)定離合器電動(dòng)機(jī)30的轉(zhuǎn)矩命令值Tc*以后,控制CPU 90在步驟S162按照以下給定的公式(2)計(jì)算由離合器電動(dòng)機(jī)30再生或消耗的電力Pc??刂艭PU 90然后在步驟S164按照以下給定的公式(3)從這樣得到的電力Pc計(jì)算值Ta*,并且把計(jì)算值Ta*設(shè)定為輔助電動(dòng)機(jī)40的轉(zhuǎn)矩命令值Ta*。公式(2)中Ksc表示離合器電動(dòng)機(jī)30的效率,公式(3)中Ksa表示輔助電動(dòng)機(jī)40的效率。按照公式(2)計(jì)算的電力Pc表示在圖16流程圖中當(dāng)在步驟S172確定發(fā)動(dòng)機(jī)50的目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度Ne*高于驅(qū)動(dòng)軸22的旋轉(zhuǎn)速度Nd,并且第一離合器電動(dòng)機(jī)45和第二離合器電動(dòng)機(jī)46操作為實(shí)現(xiàn)圖3所示結(jié)構(gòu)時(shí),由離合器電動(dòng)機(jī)30所再生的電力量。另一方面,當(dāng)在步驟S172確定目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度Ne*不高于旋轉(zhuǎn)速度Nd,并且第一離合器電動(dòng)機(jī)45和第二離合器電動(dòng)機(jī)46操作為實(shí)現(xiàn)圖4所示結(jié)構(gòu)時(shí),電力Pc表示由離合器電動(dòng)機(jī)30所消耗的電力量。
Pc=Ksc×Nc×Tc(2)Ta*=Ksa×Pc/Nd(3)在設(shè)定發(fā)動(dòng)機(jī)50的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Te*和目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度Ne*,及離合器電動(dòng)機(jī)30和輔助電動(dòng)機(jī)40的轉(zhuǎn)矩命令值Tc*和Ta*以后,程序進(jìn)到步驟S166,步驟S168和步驟S169,以根據(jù)這些值分別控制離合器電動(dòng)機(jī)30,輔助電動(dòng)機(jī)40和發(fā)動(dòng)機(jī)50。為了說(shuō)明方便,在本實(shí)施例的轉(zhuǎn)矩控制程序中以各個(gè)步表示離合器電動(dòng)機(jī)30,輔助電動(dòng)機(jī)40和發(fā)動(dòng)機(jī)50的控制操作,然而,在實(shí)際過(guò)程中,這些控制操作與本程序無(wú)關(guān)地并且內(nèi)容廣泛地執(zhí)行。作為例子,控制CPU 90在通過(guò)通信向EFIECU 70傳送指令,以允許EFIECU70并行控制發(fā)動(dòng)機(jī)50時(shí),利用中斷過(guò)程在與本程序不同的定時(shí)下并行控制離合器電動(dòng)機(jī)30和輔助電動(dòng)機(jī)40。
在圖15流程圖中在步驟S165所執(zhí)行的離合器電動(dòng)機(jī)30的控制過(guò)程遵循圖19流程圖所示的離合器電動(dòng)機(jī)控制程序。當(dāng)程序進(jìn)入該離合器電動(dòng)機(jī)控制程序時(shí),控制器80的控制CPU 90首先在步驟S190從旋轉(zhuǎn)變壓器37讀出驅(qū)動(dòng)軸22的旋轉(zhuǎn)角度θd,并且在步驟S192從旋轉(zhuǎn)變壓器57讀出發(fā)動(dòng)機(jī)50的曲軸56的旋轉(zhuǎn)角度θe??刂艭PU 90然后在步驟S194從輸入的旋轉(zhuǎn)角度θe和θd計(jì)算離合器電動(dòng)機(jī)30的電角度θc。在本實(shí)施例中使用具有四對(duì)磁極的同步電動(dòng)機(jī)作離合器電動(dòng)機(jī)30,并且因此由公式θc=4(θe-θd)得到電角度θc。
程序轉(zhuǎn)到步驟S196,在步驟S196控制CPU 90讀出離合器電動(dòng)機(jī)電流Iuc和Ivc,這些電流分別流過(guò)離合器電動(dòng)機(jī)30中三相線(xiàn)圈34的U相和V相,并且由安培計(jì)95和96測(cè)量。雖然電流自然流過(guò)所有三相U,V和W,但是由于電流和等于零,所以?xún)H要求測(cè)量流過(guò)兩相的電流。在隨后步驟S198,控制CPU 90用在步驟S196得到的流過(guò)三相的電流執(zhí)行坐標(biāo)變換(三相到兩相變換)。坐標(biāo)變換把流過(guò)三相的電流值映射成流過(guò)永磁式同步電動(dòng)機(jī)的d軸和q軸的電流值,并且由以下給定公式(4)的運(yùn)算來(lái)實(shí)現(xiàn)。執(zhí)行坐標(biāo)變換是因?yàn)榱鬟^(guò)d軸和q軸的電流是永磁式同步電動(dòng)機(jī)中進(jìn)行轉(zhuǎn)矩控制的主要量??蛇x擇地,轉(zhuǎn)矩控制可以直接用流過(guò)三相的電流來(lái)執(zhí)行。IdcIqc=2-sin(θc-120)sinθc-cos(θc-120)cosθcIucIvc---(4)]]>在變換成兩軸電流以后,控制CPU 90計(jì)算實(shí)際流過(guò)d軸和q軸的電流Idc和Iqc與從離合器電動(dòng)機(jī)30的轉(zhuǎn)矩命令值Tc*計(jì)算的各個(gè)軸的電流命令值Idc*和Iqc*之間的偏差,并且隨后在步驟S200確定相對(duì)于d軸和q軸的電壓命令值Vdc和Vqc。按照一個(gè)具體過(guò)程,控制CPU 90執(zhí)行以下給定公式(5)和公式(6)的算術(shù)運(yùn)算。在公式(5)和公式(6)中,Kp1,Kp2,Ki1和Ki2表示系數(shù),它們調(diào)節(jié)為適合所應(yīng)用電動(dòng)機(jī)的特性。各電壓命令值Vdc(Vqc)包括與電流命令值I*的偏差ΔI成比例的部分(公式(6)右邊第一項(xiàng)),以及偏差ΔI的歷史數(shù)據(jù)對(duì)‘ⅰ’次的求和(右邊第二項(xiàng))。
ΔIdc=Idc*-IdcΔIqc=Iqc*-Iqc(5)Vdc=Kp1·ΔIdc+∑Ki1·ΔIdcVqc=Kp2·ΔIqc+∑Ki2·ΔIqc(6)控制CPU 90然后在步驟S202再變換這樣得到的電壓命令值的坐標(biāo)(兩相到三相變換)。這個(gè)變換對(duì)應(yīng)于在步驟S198執(zhí)行的反變換。反變換確定實(shí)際施加在三相線(xiàn)圈34上的電壓Vuc,Vvc和Vwc,如以下給定公式(7)所表示。VucVvc=23cosθc-sinθccos(θc-120)-sin(θc-120)VdcVqc---(7)]]>Vwc=-Vuc-Vvc實(shí)際電壓控制由第一驅(qū)動(dòng)電路91中晶體管Tr1到Tr6的接通-斷開(kāi)操作來(lái)完成。在步驟S204,第一驅(qū)動(dòng)電路91中晶體管Tr1到Tr6的接通和斷開(kāi)時(shí)間受PWM(脈沖寬度調(diào)制)控制,以便獲得由以上公式(7)所確定的電壓命令值Vuc,Vvc和Vwc。
當(dāng)沿曲軸56的旋轉(zhuǎn)方向?qū)︱?qū)動(dòng)軸22施加正轉(zhuǎn)矩時(shí),離合器電動(dòng)機(jī)30的轉(zhuǎn)矩命令值Tc*為正。作為例子,假定對(duì)轉(zhuǎn)矩命令值Tc*設(shè)定正值。在這個(gè)假定下,當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)50的旋轉(zhuǎn)速度Ne高于驅(qū)動(dòng)軸22的旋轉(zhuǎn)速度Nd時(shí),即當(dāng)旋轉(zhuǎn)速度差Nc(=Ne-Nd)為正時(shí),離合器電動(dòng)機(jī)30控制為執(zhí)行再生操作,并且按照旋轉(zhuǎn)速度差Nc產(chǎn)生再生電流。相反,當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)50的旋轉(zhuǎn)速度Ne低于驅(qū)動(dòng)軸22的旋轉(zhuǎn)速度Nd時(shí),即當(dāng)旋轉(zhuǎn)速度差Nc(=Ne-Nd)為負(fù)時(shí),離合器電動(dòng)機(jī)30控制為執(zhí)行動(dòng)力操作,并且在由旋轉(zhuǎn)速度差Nc的絕對(duì)值所限定的旋轉(zhuǎn)速度下,沿驅(qū)動(dòng)軸22的旋轉(zhuǎn)方向相對(duì)于曲軸56旋轉(zhuǎn)。對(duì)于正轉(zhuǎn)矩命令值Tc*,離合器電動(dòng)機(jī)30的再生操作和動(dòng)力操作兩者實(shí)現(xiàn)相同的開(kāi)關(guān)控制。按照一個(gè)具體過(guò)程,通過(guò)把安置在內(nèi)轉(zhuǎn)子31上的永久磁鐵32所產(chǎn)生的磁場(chǎng)與安裝在離合器電動(dòng)機(jī)30的外轉(zhuǎn)子33上的三相線(xiàn)圈34中流過(guò)的電流所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)相結(jié)合,第一驅(qū)動(dòng)電路91中晶體管Tr1到Tr6控制為能夠使正轉(zhuǎn)矩施加在驅(qū)動(dòng)軸22上。只要轉(zhuǎn)矩命令值Tc*的正負(fù)號(hào)不變,就對(duì)離合器電動(dòng)機(jī)30的再生操作和動(dòng)力操作兩者執(zhí)行相同的開(kāi)關(guān)操作。圖19的離合器電動(dòng)機(jī)控制程序因此適用于再生操作和動(dòng)力操作兩者。在制動(dòng)驅(qū)動(dòng)軸22或反向移動(dòng)機(jī)動(dòng)車(chē)條件下,轉(zhuǎn)矩命令值Tc*具有負(fù)號(hào)。當(dāng)在步驟S194得到的電角度θc按反向變化時(shí),圖19的離合器電動(dòng)機(jī)控制程序也適用于在這樣條件下的控制過(guò)程。
在圖15流程圖中在步驟S168執(zhí)行的輔助電動(dòng)機(jī)40的控制過(guò)程遵循圖20流程圖所示的輔助電動(dòng)機(jī)控制程序。當(dāng)程序進(jìn)入該輔助電動(dòng)機(jī)控制程序時(shí),控制器80的控制CPU 90首先在步驟S210從旋轉(zhuǎn)變壓器47讀出轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)軸38的旋轉(zhuǎn)角度θr,并且在步驟S211從測(cè)量的旋轉(zhuǎn)角度θr計(jì)算輔助電動(dòng)機(jī)40的電角度θa。在本實(shí)施例中,使用具有四對(duì)磁極的同步電動(dòng)機(jī)作輔助電動(dòng)機(jī)40,并且因此由公式θa=4θr得到電角度θa??刂艭PU 90然后在步驟S212接收輔助電動(dòng)機(jī)電流Iua和Iva的數(shù)據(jù),這些電流分別流過(guò)輔助電動(dòng)機(jī)40中三相線(xiàn)圈44的U相和V相,并且用安培計(jì)97和98測(cè)量??刂艭PU 90隨后在步驟S214對(duì)三相電流執(zhí)行坐標(biāo)變換,在步驟S216計(jì)算電壓命令值Vda和Vqa,并且在步驟S218對(duì)電壓命令值執(zhí)行反坐標(biāo)變換。在隨后步驟S219,控制CPU 90為PWM(脈沖寬度調(diào)制)控制確定第二驅(qū)動(dòng)電路92中晶體管Tr11到Tr16的接通和斷開(kāi)時(shí)間。在步驟S214到S219所執(zhí)行的處理與在圖19流程圖所示離合器電動(dòng)機(jī)控制程序的步驟S198到步驟S204所執(zhí)行的處理類(lèi)似。
輔助電動(dòng)機(jī)40的轉(zhuǎn)矩命令值Ta*由算術(shù)運(yùn)算得到,其包括旋轉(zhuǎn)速度差Nc和離合器電動(dòng)機(jī)30的轉(zhuǎn)矩命令值Tc*,并且在圖15流程圖中步驟S162和步驟S164執(zhí)行。在驅(qū)動(dòng)軸22沿曲軸56的旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)情況下,當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)50的旋轉(zhuǎn)速度Ne高于驅(qū)動(dòng)軸22的旋轉(zhuǎn)速度Nd時(shí),即當(dāng)旋轉(zhuǎn)速度差Nc為正時(shí),對(duì)轉(zhuǎn)矩命令值Ta*設(shè)定正值,從而使輔助電動(dòng)機(jī)40執(zhí)行動(dòng)力操作。相反,當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)50的旋轉(zhuǎn)速度Ne比驅(qū)動(dòng)軸22的旋轉(zhuǎn)速度Nd低時(shí),即當(dāng)旋轉(zhuǎn)速度差Nc為負(fù)時(shí),對(duì)轉(zhuǎn)矩命令值Ta*設(shè)定負(fù)值,從而使輔助電動(dòng)機(jī)40執(zhí)行再生操作。像離合器電動(dòng)機(jī)30的控制那樣,圖20流程圖所示的輔助電動(dòng)機(jī)控制程序適用于輔助電動(dòng)機(jī)40的動(dòng)力操作和再生操作兩者。當(dāng)驅(qū)動(dòng)軸22沿曲軸56的旋轉(zhuǎn)反向旋轉(zhuǎn)時(shí),這個(gè)輔助電動(dòng)機(jī)控制程序也為真。這里假定當(dāng)沿曲軸56的旋轉(zhuǎn)方向?qū)D(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)軸38施加正轉(zhuǎn)矩時(shí),輔助電動(dòng)機(jī)40的轉(zhuǎn)矩命令值Ta*為正。
發(fā)動(dòng)機(jī)50的控制(圖15流程圖中步驟S169)按以下方式執(zhí)行。為了使發(fā)動(dòng)機(jī)50能夠在由圖16流程圖中步驟S170設(shè)定的目標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩Te*和目標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)速度Ne*所限定的驅(qū)動(dòng)點(diǎn)下穩(wěn)定地驅(qū)動(dòng),控制CPU 90調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)50的轉(zhuǎn)矩Te和旋轉(zhuǎn)速度Ne。按照一個(gè)具體過(guò)程,控制器80的控制CPU90在通過(guò)通信把目標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩Te*和目標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)速度Ne*傳送到EFIECU 70,并且根據(jù)目標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩Te*和目標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)速度Ne*以使EFIECU 70能夠調(diào)節(jié)節(jié)氣閥66的位置,燃料噴射閥51的燃料噴射,以及用點(diǎn)火塞62的點(diǎn)火時(shí),把離合器電動(dòng)機(jī)30的轉(zhuǎn)矩Tc控制為發(fā)動(dòng)機(jī)50的負(fù)載轉(zhuǎn)矩。這個(gè)過(guò)程允許發(fā)動(dòng)機(jī)50在由目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Te*和目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度Ne*所限定的驅(qū)動(dòng)點(diǎn)下驅(qū)動(dòng)。由于發(fā)動(dòng)機(jī)50的輸出轉(zhuǎn)矩Te和旋轉(zhuǎn)速度Ne隨其負(fù)載轉(zhuǎn)矩變化而變化,所以?xún)H用EFIECU 70的控制不能夠使發(fā)動(dòng)機(jī)50在目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Te*和目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度Ne*的驅(qū)動(dòng)點(diǎn)下驅(qū)動(dòng)。因此要求控制提供負(fù)載轉(zhuǎn)矩的離合器電動(dòng)機(jī)30的轉(zhuǎn)矩Tc。前文根據(jù)離合器電動(dòng)機(jī)控制程序敘述了控制離合器電動(dòng)機(jī)30的轉(zhuǎn)矩Tc的具體過(guò)程。
如上所討論,當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)50的旋轉(zhuǎn)速度Ne高于驅(qū)動(dòng)軸22的旋轉(zhuǎn)速度Nd時(shí),正常驅(qū)動(dòng)方式下的轉(zhuǎn)矩控制過(guò)程使第一離合器45分離,使第二離合器46合上,以實(shí)現(xiàn)圖3所示結(jié)構(gòu),并且使離合器電動(dòng)機(jī)30所再生及輔助電動(dòng)機(jī)40所消耗的電力量比圖4結(jié)構(gòu)中的電力量小。這樣有效地減小了離合器電動(dòng)機(jī)30和輔助電動(dòng)機(jī)40的能量損耗,從而提高了整個(gè)動(dòng)力輸出設(shè)備20的能量效率。另一方面,當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)50的旋轉(zhuǎn)速度Ne低于驅(qū)動(dòng)軸22的旋轉(zhuǎn)速度Nd時(shí),正常驅(qū)動(dòng)方式下的轉(zhuǎn)矩控制過(guò)程使第一離合器45合上,使第二離合器46分離,以實(shí)現(xiàn)圖4所示結(jié)構(gòu),并且使離合器電動(dòng)機(jī)30所消耗及輔助電動(dòng)機(jī)40所再生的電力量比圖3結(jié)構(gòu)中的電力量小。這樣有效地減小了離合器電動(dòng)機(jī)30和輔助電動(dòng)機(jī)40的能量損耗,從而提高了整個(gè)動(dòng)力輸出設(shè)備20的能量效率。該實(shí)施例的這種結(jié)構(gòu)能比圖3或圖4的固定結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)較高的能量效率。
正常驅(qū)動(dòng)方式下的轉(zhuǎn)矩控制過(guò)程規(guī)定發(fā)動(dòng)機(jī)50的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Te*和目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度Ne*,以便在發(fā)動(dòng)機(jī)50輸出的能量Pe為恒定時(shí),使發(fā)動(dòng)機(jī)50能夠以最高可能效率驅(qū)動(dòng)。這樣提高了整個(gè)動(dòng)力輸出設(shè)備20的能量效率。當(dāng)離合器電動(dòng)機(jī)30和輔助電動(dòng)機(jī)40的效率Ksc和Ksa假定為值‘1’時(shí),離合器電動(dòng)機(jī)30和輔助電動(dòng)機(jī)40起作用,以把由目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Te*和目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度Ne*所表示的發(fā)動(dòng)機(jī)50的輸出動(dòng)力轉(zhuǎn)換成由轉(zhuǎn)矩命令值Td*和旋轉(zhuǎn)速度Nd所表示的動(dòng)力,并且把所轉(zhuǎn)換的動(dòng)力輸出到驅(qū)動(dòng)軸22。輸出到驅(qū)動(dòng)軸22的轉(zhuǎn)矩(輸出轉(zhuǎn)矩命令值Td*)取決于駕駛員的加速器踏板64的踩下量,并且按照這個(gè)輸出轉(zhuǎn)矩命令值Td*確定發(fā)動(dòng)機(jī)50的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Te*和目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度Ne*,以便能向驅(qū)動(dòng)軸22輸出駕駛員要求的希望動(dòng)力。
(3)充電-放電方式下的轉(zhuǎn)矩控制過(guò)程在圖11流程圖中步驟S114的充電-放電方式下的轉(zhuǎn)矩控制按照?qǐng)D21和圖22流程圖所示的充電-放電方式下的轉(zhuǎn)矩控制程序執(zhí)行。如前所討論,當(dāng)在步驟S130確定電池94的剩余電荷BRM在第一閾值BL和第二閾值BH所限定的特定范圍以外,并且電池94因此要求充電或放電時(shí),則在圖13流程圖中步驟S132選擇充電-放電方式為動(dòng)力輸出設(shè)備20的最佳操作方式。
當(dāng)程序進(jìn)入圖21的程序時(shí),控制器80的控制CPU 90首先在步驟S220把電池94的剩余電荷BRM與第一閾值BL和第二閾值BH比較。第一閾值BL和第二閾值BH的限定在以上圖13流程圖中敘述步驟S130時(shí)給定。在電池94的剩余電荷BRM小于第一閾值BL情況下,程序確定電池94要求充電,并且在步驟S222到步驟S228通過(guò)考慮電池94充電所要求的能量(充電能量Pbi),執(zhí)行設(shè)定能量Pb的過(guò)程。另一方面,在電池94的剩余電荷BRM大于第二閾值BH情況下,程序確定電池94要求放電,并且在步驟S232到步驟S238通過(guò)考慮電池94放電的能量(放電能量Pbo),執(zhí)行設(shè)定能量Pd的過(guò)程。
以下敘述在步驟S222到步驟S228通過(guò)考慮電池94充電所要求的能量(充電能量Pbi),設(shè)定能量Pd的具體過(guò)程??刂破?0的控制CPU 90首先在步驟S222根據(jù)電池94的剩余電荷BRM,設(shè)定充電能量Pbi。由于電池94的可充電力(能量)及適當(dāng)充電電壓和充電電流隨剩余電荷BRM變化而變化,所以根據(jù)電池94的剩余電荷BRM來(lái)設(shè)定充電能量Pbi。圖23是表示對(duì)電池94的剩余電荷BRM畫(huà)出的可充電力的曲線(xiàn)圖。在本實(shí)施例中,對(duì)電池94的剩余電荷BRM的各個(gè)值用實(shí)驗(yàn)或其它方法確定充電能量Pbi的最佳值,并且預(yù)先以圖(未示出)存儲(chǔ)在ROM 90b中。按照一個(gè)具體過(guò)程,在步驟S222,從存儲(chǔ)在ROM 90b中的圖中讀出與電池94的剩余電荷BRM相對(duì)應(yīng)的充電能量Pbi??刂艭PU 90在步驟S224把充電能量Pbi加到能量Pd上,以重新設(shè)定輸出到驅(qū)動(dòng)軸22的能量Pd。然后在步驟S226確定重新設(shè)定的能量Pd是否超過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)50所能輸出的最大能量Pemax。當(dāng)重新設(shè)定的能量Pd超過(guò)最大能量Pemax時(shí),在步驟S228把能量Pd設(shè)定為最大能量Pemax。這樣把能量Pd限為最大能量Pemax。
以下敘述在步驟S232到步驟S238通過(guò)考慮電池94放電的能量(放電能量Pbo),設(shè)定能量Pd的具體過(guò)程??刂破?0的控制CPU 90首先在步驟S232根據(jù)電池94的剩余電荷BRM,設(shè)定放電能量Pbo。由于電池94的可放電力(能量)隨剩余電荷BRM變化而變化,所以根據(jù)電池94的剩余電荷BRM來(lái)設(shè)定放電能量Pbo。在本實(shí)施例中,對(duì)電池94的剩余電荷BRM的各個(gè)值用實(shí)驗(yàn)或其它方法確定放電能量Pbo的最佳值,并且預(yù)先以圖(未示出)存儲(chǔ)在ROM 90b中。按照一個(gè)具體過(guò)程,在步驟S232,從存儲(chǔ)在ROM 90b中的圖中讀出與電池94的剩余電荷BRM相對(duì)應(yīng)的放電能量Pbo??刂艭PU 90在步驟S234從能量Pd中減去放電能量Pbo,以重新設(shè)定輸出到驅(qū)動(dòng)軸22的能量Pd。然后在步驟S236確定重新設(shè)定的能量Pd是否小于發(fā)動(dòng)機(jī)50所能輸出的最小能量Pemin。當(dāng)重新設(shè)定的能量Pd小于最小能量Pemin時(shí),在步驟S238把能量Pd設(shè)定為最小能量Pemin。這樣把能量Pd限為最小能量Pemin。
在通過(guò)考慮充電能量Pbi或放電能量Pbo以重新設(shè)定輸出到驅(qū)動(dòng)軸22的能量Pd以后,控制CPU 90在步驟S240根據(jù)重新設(shè)定的能量Pd來(lái)設(shè)定發(fā)動(dòng)機(jī)50的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Te*和目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度Ne*。設(shè)定目標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩Te*和目標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)速度Ne*的具體過(guò)程與圖16流程圖中步驟S170的處理相同。
控制CPU 90隨后在步驟S242讀出驅(qū)動(dòng)軸22的旋轉(zhuǎn)速度Nd,并且在圖22流程圖中步驟S244把這樣規(guī)定的發(fā)動(dòng)機(jī)50的目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度Ne*與驅(qū)動(dòng)軸22的輸入旋轉(zhuǎn)速度Nd比較。在發(fā)動(dòng)機(jī)50的目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度Ne*高于驅(qū)動(dòng)軸22的旋轉(zhuǎn)速度Nd情況下,程序執(zhí)行步驟S250到步驟S254的處理,并且操作第一離合器45和第二離合器46,以便使第一離合器45能夠設(shè)定在分離位置,且第二離合器46設(shè)定在合上位置(即實(shí)現(xiàn)圖3示意圖所示結(jié)構(gòu))??刂艭PU 90隨后在步驟S256把離合器電動(dòng)機(jī)30的轉(zhuǎn)矩命令值Tc*設(shè)定為發(fā)動(dòng)機(jī)50的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Te*,并且在步驟S258把輔助電動(dòng)機(jī)40的轉(zhuǎn)矩命令值Ta*設(shè)定為從輸出到驅(qū)動(dòng)軸22的轉(zhuǎn)矩命令值Td*中減去離合器電動(dòng)機(jī)30的轉(zhuǎn)矩命令值Tc*而得到的值。在圖3結(jié)構(gòu)中,輸出到驅(qū)動(dòng)軸22的轉(zhuǎn)矩是離合器電動(dòng)機(jī)30輸出的轉(zhuǎn)矩Tc和輔助電動(dòng)機(jī)40輸出的轉(zhuǎn)矩Ta的和。當(dāng)按這樣方式規(guī)定離合器電動(dòng)機(jī)30的轉(zhuǎn)矩命令值Tc*和輔助電動(dòng)機(jī)40的轉(zhuǎn)矩命令值Ta*時(shí),能把總轉(zhuǎn)矩(對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)矩命令值Td*)輸出到驅(qū)動(dòng)軸22。為了使該實(shí)施例的動(dòng)力輸出設(shè)備20能夠具有圖3所示結(jié)構(gòu),操作第一離合器45和第二離合器46的具體過(guò)程(即步驟S250到步驟S254的處理)與圖15和圖16流程圖所示正常驅(qū)動(dòng)方式下的轉(zhuǎn)矩控制程序中步驟S174到S177的處理相同。這里包括理由,為什么當(dāng)離合器45和46的當(dāng)前狀態(tài)與目標(biāo)狀態(tài)不同時(shí),立刻使離合器45和46都分離。
另一方面,在發(fā)動(dòng)機(jī)50的目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度Ne*不高于驅(qū)動(dòng)軸22的旋轉(zhuǎn)速度Nd情況下,程序執(zhí)行步驟S260到步驟S264的處理,并且操作第一離合器45和第二離合器46,以便使第一離合器能夠設(shè)定在合上位置,且第二離合器46設(shè)定在分離位置(即實(shí)現(xiàn)圖4示意圖所示結(jié)構(gòu))。控制CPU 90隨后在步驟S266把離合器電動(dòng)機(jī)30的轉(zhuǎn)矩命令值Tc*設(shè)定為輸出到驅(qū)動(dòng)軸22的輸出轉(zhuǎn)矩命令值Td*,并且在步驟S268把輔助電動(dòng)機(jī)40的轉(zhuǎn)矩命令值Ta*設(shè)定為從輸出到驅(qū)動(dòng)軸22的轉(zhuǎn)矩命令值Td*中減去發(fā)動(dòng)機(jī)50的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Te*而得到的值。在圖4結(jié)構(gòu)中,輸出到驅(qū)動(dòng)軸22的轉(zhuǎn)矩等于離合器電動(dòng)機(jī)30輸出的轉(zhuǎn)矩Tc。當(dāng)把離合器電動(dòng)機(jī)30的轉(zhuǎn)矩命令值Tc*設(shè)定為輸出轉(zhuǎn)矩命令值Td*時(shí),能把與輸出轉(zhuǎn)矩命令值Td*相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)矩輸出到驅(qū)動(dòng)軸22。為了使輔助電動(dòng)機(jī)40能夠補(bǔ)充與發(fā)動(dòng)機(jī)50輸出的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Te*相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)矩的不足,把輔助電動(dòng)機(jī)40的轉(zhuǎn)矩命令值Ta*設(shè)定為從輸出轉(zhuǎn)矩命令值Td*中減去發(fā)動(dòng)機(jī)50的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Te*所得到的值。為了使該實(shí)施例的動(dòng)力輸出設(shè)備20能夠具有圖4所示結(jié)構(gòu),操作第一離合器45和第二離合器46的具體過(guò)程(即步驟S260到步驟S264的處理)與圖15和圖16流程圖所示正常驅(qū)動(dòng)方式下的轉(zhuǎn)矩控制程序中步驟S184到S187的處理相同。這里包括理由,為什么當(dāng)離合器45和46的當(dāng)前狀態(tài)與目標(biāo)狀態(tài)不同時(shí),立刻使離合器45和46都分離。
在按照發(fā)動(dòng)機(jī)50的目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度Ne*和驅(qū)動(dòng)軸22的旋轉(zhuǎn)速度Nd操作第一離合器45和第二離合器46,并且規(guī)定離合器電動(dòng)機(jī)30和輔助電動(dòng)機(jī)40的轉(zhuǎn)矩命令值Tc*和Ta*以后,程序執(zhí)行步驟S270到步驟S274的處理,以根據(jù)這些值控制離合器電動(dòng)機(jī)30,輔助電動(dòng)機(jī)40和發(fā)動(dòng)機(jī)50。具體過(guò)程與圖15和圖16流程圖所示正常驅(qū)動(dòng)方式下的轉(zhuǎn)矩控制程序中步驟S166到步驟S169所執(zhí)行的過(guò)程相同,并且這里不具體敘述。除非另作規(guī)定,在以下討論的各個(gè)轉(zhuǎn)矩控制程序中所執(zhí)行的離合器電動(dòng)機(jī)30,輔助電動(dòng)機(jī)40和發(fā)動(dòng)機(jī)50的控制操作也遵循圖15和圖16流程圖所示正常驅(qū)動(dòng)方式下的轉(zhuǎn)矩控制程序中步驟S166到步驟S169的過(guò)程。
以下根據(jù)充電—放電方式下的轉(zhuǎn)矩控制過(guò)程敘述電池94充電的狀態(tài)和電池94放電的狀態(tài)。在圖21流程圖中步驟S220,當(dāng)電池94的剩余電荷BRM小于第一閾值BL時(shí),通過(guò)把充電能量Pbi加到能量Pd上來(lái)重新設(shè)定能量Pd的量,然后根據(jù)重新設(shè)定的能量Pd來(lái)規(guī)定發(fā)動(dòng)機(jī)50的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Te*和目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度Ne*。另一方面,規(guī)定離合器電動(dòng)機(jī)30的轉(zhuǎn)矩命令值Tc*和輔助電動(dòng)機(jī)40的轉(zhuǎn)矩命令值Ta*,以使輸出轉(zhuǎn)矩命令值Td*能夠輸出到驅(qū)動(dòng)軸22,而與發(fā)動(dòng)機(jī)50的目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度Ne*和驅(qū)動(dòng)軸22的旋轉(zhuǎn)速度Nd無(wú)關(guān)。這樣使發(fā)動(dòng)機(jī)50輸出的能量Pe大于輸出到驅(qū)動(dòng)軸22的能量Pd。在圖3示意圖所示結(jié)構(gòu)中,其中發(fā)動(dòng)機(jī)50的目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度Ne*低于驅(qū)動(dòng)軸22的旋轉(zhuǎn)速度Nd,則由離合器電動(dòng)機(jī)30再生的電力變?yōu)楸容o助電動(dòng)機(jī)40所消耗的電力大。相反,在圖4示意圖所示結(jié)構(gòu)中,其中發(fā)動(dòng)機(jī)50的目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度Ne*高于驅(qū)動(dòng)軸22的旋轉(zhuǎn)速度Nd,則由輔助電動(dòng)機(jī)40再生的電力變?yōu)楸入x合器電動(dòng)機(jī)30所消耗的電力大。在任何一種結(jié)構(gòu)中,都有過(guò)剩電力。在本實(shí)施例中,電池94用這個(gè)過(guò)剩電力充電。圖24表示當(dāng)該實(shí)施例的動(dòng)力輸出設(shè)備20具有圖3結(jié)構(gòu)時(shí)電池94充電的狀態(tài),圖25表示當(dāng)該實(shí)施例的動(dòng)力輸出設(shè)備20具有圖4結(jié)構(gòu)時(shí)電池94充電的狀態(tài)。在圖24和圖25中,陰影面積表示過(guò)剩電力,即充電能量Pbi。
在圖21流程圖中步驟S220,當(dāng)電池94的剩余電荷BRM大于第二閾值BH時(shí),通過(guò)從能量Pd中減去放電能量Pbo來(lái)重新設(shè)定能量Pd的量,然后根據(jù)重新設(shè)定的能量Pd來(lái)規(guī)定發(fā)動(dòng)機(jī)50的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Te*和目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度Ne*。另一方面,規(guī)定離合器電動(dòng)機(jī)30的轉(zhuǎn)矩命令值Tc*和輔助電動(dòng)機(jī)40的轉(zhuǎn)矩命令值Ta*,以使輸出轉(zhuǎn)矩命令值Td*能夠輸出到驅(qū)動(dòng)軸22,而與發(fā)動(dòng)機(jī)50的目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度Ne*和驅(qū)動(dòng)軸22的旋轉(zhuǎn)速度Nd無(wú)關(guān)。這樣使發(fā)動(dòng)機(jī)50輸出的能量Pe小于輸出到驅(qū)動(dòng)軸22的能量Pd。在圖3示意圖所示結(jié)構(gòu)中,其中發(fā)動(dòng)機(jī)50的目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度Ne*低于驅(qū)動(dòng)軸22的旋轉(zhuǎn)速度Nd,則由離合器電動(dòng)機(jī)30再生的電力變?yōu)楸容o助電動(dòng)機(jī)40所消耗的電力小。相反,在圖4示意圖所示結(jié)構(gòu)中,其中發(fā)動(dòng)機(jī)50的目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度Ne*高于驅(qū)動(dòng)軸22的旋轉(zhuǎn)速度Nd,則由輔助電動(dòng)機(jī)40再生的電力變?yōu)楸入x合器電動(dòng)機(jī)30所消耗的電力小。在任何一種結(jié)構(gòu)中,都有電力不足。在本實(shí)施例中,電池94放電補(bǔ)充電力不足。圖26表示當(dāng)該實(shí)施例的動(dòng)力輸出設(shè)備20具有圖3結(jié)構(gòu)時(shí)電池94放電的狀態(tài),圖27表示當(dāng)該實(shí)施例的動(dòng)力輸出設(shè)備20具有圖4結(jié)構(gòu)時(shí)電池94放電的狀態(tài)。在圖26和圖27中,陰影面積表示由電池94供給的電力,即放電能量Pbi。
以上討論的充電—放電方式下的轉(zhuǎn)矩控制過(guò)程能使電池94的剩余電荷BRM保持在希望范圍以?xún)?nèi),從而有效地防止電池94過(guò)度充電或放電。發(fā)動(dòng)機(jī)50輸出的能量Pc與電池94放電的電力的和,或能量Pe與用來(lái)對(duì)電池94充電的電力之間的差經(jīng)受能量轉(zhuǎn)換,并且以希望動(dòng)力輸出到驅(qū)動(dòng)軸22。這個(gè)轉(zhuǎn)矩控制過(guò)程還根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)50的旋轉(zhuǎn)速度Ne和驅(qū)動(dòng)軸22的旋轉(zhuǎn)速度Nd來(lái)操作第一離合器45和第二離合器46,以實(shí)現(xiàn)圖3結(jié)構(gòu)或圖4結(jié)構(gòu)。這樣減小了離合器電動(dòng)機(jī)30和輔助電動(dòng)機(jī)40的能量損耗,從而提高了整個(gè)動(dòng)力輸出設(shè)備20的能量效率。發(fā)動(dòng)機(jī)50可以在任何能輸出預(yù)定能量Pd的驅(qū)動(dòng)點(diǎn)下驅(qū)動(dòng)。這樣允許發(fā)動(dòng)機(jī)50在最高可能效率的希望驅(qū)動(dòng)點(diǎn)下驅(qū)動(dòng),從而進(jìn)一步提高整個(gè)動(dòng)力輸出設(shè)備20的效率。
雖然該實(shí)施例的動(dòng)力輸出設(shè)備20根據(jù)電池94的剩余電荷BRM來(lái)設(shè)定充電能量Pbi和放電能量Pbo,但是充電能量Pbi和放電能量Pbo可以為任何預(yù)定值。
(4)動(dòng)力輔助方式下的轉(zhuǎn)矩控制過(guò)程在圖11流程圖中步驟S116的動(dòng)力輔助方式下的轉(zhuǎn)矩控制按照?qǐng)D28和圖29流程圖所示的動(dòng)力輔助方式下的轉(zhuǎn)矩控制程序執(zhí)行。如前所討論,當(dāng)在步驟S134確定輸出到驅(qū)動(dòng)軸22的能量Pd超過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)50所能輸出的最大能量Pemax時(shí),在圖13流程圖中步驟S136選擇動(dòng)力輔助方式為動(dòng)力輸出設(shè)備20的最佳操作方式。在這樣條件下執(zhí)行本程序。
當(dāng)程序進(jìn)入圖28的程序時(shí),控制器90的控制CPU 90首先在步驟S280根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)50所能輸出的最大能量Pemax,設(shè)定發(fā)動(dòng)機(jī)50的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Te*和目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度Ne*。在圖13操作方式確定程序中步驟S134,確定輸出到驅(qū)動(dòng)軸22的能量Pd大于最大能量Pemax。因此把發(fā)動(dòng)機(jī)50輸出的能量Pe設(shè)定為最大能量Pemax,以便使驅(qū)動(dòng)軸22所要求的輸出能量Pd的最大可能部分能夠由發(fā)動(dòng)機(jī)50所輸出的動(dòng)力來(lái)供給。
控制CPU 90然后在步驟S282從輸出到驅(qū)動(dòng)軸22的能量Pd中減去發(fā)動(dòng)機(jī)50的最大輸出能量Pemax,以便計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)50輸出能量Pe的不足,作為輔助動(dòng)力Pas。控制CPU 90在步驟S284根據(jù)電池94的剩余電荷BRM,得到為電池94的可放電能量的最大值的最大放電能量Pbmax,并且在步驟S286把所計(jì)算的輔助動(dòng)力Pas與這樣得到的最大放電能量Pbmax比較。由于電池94的可放電電力(能量)可能隨剩余電荷BRM變化而變化,所以根據(jù)電池94的剩余電荷BRM來(lái)設(shè)定最大放電能量Pbmax。在本實(shí)施例中,對(duì)電池94的剩余電荷BRM的各個(gè)值用實(shí)驗(yàn)或其它方法確定最大放電能量Pbmax的值,并且預(yù)先以圖(未示出)存儲(chǔ)在ROM 90b中。按照一個(gè)具體過(guò)程,在步驟S284,從存儲(chǔ)在ROM 90b中的圖中讀出與電池94的剩余電荷BRM相對(duì)應(yīng)的最大放電能量Pbmax。在輔助動(dòng)力Pas大于最大放電能量Pbmax情況下,在步驟S288把輔助動(dòng)力Pas設(shè)定為最大放電能量Pbmax。這樣防止了輔助動(dòng)力Pas超過(guò)最大放電能量Pbmax。
控制CPU 90然后在步驟S290讀出驅(qū)動(dòng)軸22的旋轉(zhuǎn)速度Nd,并且在圖29流程圖中步驟S292把驅(qū)動(dòng)軸22的旋轉(zhuǎn)速度Nd與發(fā)動(dòng)機(jī)50的目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度Ne*比較。在發(fā)動(dòng)機(jī)50的目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度Ne*高于驅(qū)動(dòng)軸22的旋轉(zhuǎn)速度Nd情況下,程序執(zhí)行步驟S294到步驟S298的處理,并且操作第一離合器45和第二離合器46,以便使第一離合器45能夠設(shè)定在分離位置,且第二離合器設(shè)定在合上位置(即實(shí)現(xiàn)圖3示意圖所示結(jié)構(gòu))??刂艭PU 90隨后在步驟S300把離合器電動(dòng)機(jī)30的轉(zhuǎn)矩命令值Tc*設(shè)定為發(fā)動(dòng)機(jī)50的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Te*,并且按照以下給定的公式(8)計(jì)算輔助電動(dòng)機(jī)40的轉(zhuǎn)矩命令值Ta*。在圖3結(jié)構(gòu)中,按這樣方式設(shè)定離合器電動(dòng)機(jī)30的轉(zhuǎn)矩命令值Tc*和輔助電動(dòng)機(jī)40的轉(zhuǎn)矩命令值Ta*的過(guò)程使發(fā)動(dòng)機(jī)50的最大輸出能量Pemax和限于最大放電能量Pbmax的輔助動(dòng)力Pas的和所限定的能量能夠經(jīng)受轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換,并且輸出到驅(qū)動(dòng)軸22。Ta*←Pemax+PasNd-Te*-----(8)]]>另一方面,在發(fā)動(dòng)機(jī)50的目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度Ne*不高于驅(qū)動(dòng)軸22的旋轉(zhuǎn)速度Nd情況下,程序執(zhí)行步驟S304到步驟S308的處理,并且操作第一離合器45和第二離合器46,以便使第一離合器45能夠設(shè)定在合上位置,且第二離合器設(shè)定在分離位置(即實(shí)現(xiàn)圖4示意圖所示結(jié)構(gòu))??刂艭PU 90隨后在步驟S310按照以下給定的公式(9)計(jì)算離合器電動(dòng)機(jī)30的轉(zhuǎn)矩命令值Tc*,并且在步驟S312通過(guò)從離合器電動(dòng)機(jī)30的轉(zhuǎn)矩命令值Tc*中減去發(fā)動(dòng)機(jī)50的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Te*,確定輔助電動(dòng)機(jī)40的轉(zhuǎn)矩命令值Ta*。在圖4結(jié)構(gòu)中,按這樣方式設(shè)定離合器電動(dòng)機(jī)30的轉(zhuǎn)矩命令值Tc*和輔助電動(dòng)機(jī)40的轉(zhuǎn)矩命令值Ta*的過(guò)程也使發(fā)動(dòng)機(jī)50的最大輸出能量Pemax和限于最大放電能量Pbmax的輔助動(dòng)力Pas的和所限定的能量能夠經(jīng)受轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換,并且輸出到驅(qū)動(dòng)軸22。Tc*←Pemax+PasNd---(9)]]>為了使該實(shí)施例的動(dòng)力輸出設(shè)備20能夠具有圖3所示結(jié)構(gòu)或圖4所示結(jié)構(gòu),操作第一離合器45和第二離合器46的具體過(guò)程(即步驟S294到步驟S298的處理或步驟S304到步驟S308的處理)與圖15和圖16流程圖所示正常驅(qū)動(dòng)方式下的轉(zhuǎn)矩控制程序中步驟S174到步驟S177或步驟S184到步驟S187的處理相同。這樣包括理由,為什么當(dāng)離合器45和46的當(dāng)前狀態(tài)與目標(biāo)狀態(tài)不同時(shí),立刻使離合器45和46都分離。
在按照發(fā)動(dòng)機(jī)50的目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度Ne*和驅(qū)動(dòng)軸22的旋轉(zhuǎn)速度Nd操作第一離合器45和第二離合器46,并且規(guī)定離合器電動(dòng)機(jī)30和輔助電動(dòng)機(jī)40的轉(zhuǎn)矩命令值Tc*和Ta*以后,程序執(zhí)行步驟S314到步驟S318的處理,以根據(jù)這些值控制離合器電動(dòng)機(jī)30,輔助電動(dòng)機(jī)40和發(fā)動(dòng)機(jī)50。
以下敘述動(dòng)力輔助方式下的轉(zhuǎn)矩控制過(guò)程中轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換的狀態(tài)。圖30和圖31分別表示在圖3結(jié)構(gòu)中和圖4結(jié)構(gòu)中根據(jù)動(dòng)力輔助方式下的轉(zhuǎn)矩控制過(guò)程的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換的狀態(tài)。當(dāng)該實(shí)施例的動(dòng)力輸出設(shè)備20具有圖3示意圖所示結(jié)構(gòu)時(shí),在驅(qū)動(dòng)點(diǎn)P0下驅(qū)動(dòng)的發(fā)動(dòng)機(jī)50的最大輸出能量Pemax轉(zhuǎn)換成以旋轉(zhuǎn)速度Nd旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)軸22的可能輸出轉(zhuǎn)矩Td’。由驅(qū)動(dòng)點(diǎn)P1表示的可能輸出轉(zhuǎn)矩Td’比駕駛員所要求并由圖30所示驅(qū)動(dòng)點(diǎn)P3所表示的希望轉(zhuǎn)矩Td小。與施加希望動(dòng)力所要求的能量比較,圖中由陰影面積所限定的能量Pas的量相應(yīng)地短。在本實(shí)施例中,從電池94供給能量Pas,以作為輔助動(dòng)力Pas,并且通過(guò)輔助電動(dòng)機(jī)40輸出到驅(qū)動(dòng)軸22。當(dāng)動(dòng)力輸出設(shè)備20具有圖4示意圖所示結(jié)構(gòu)時(shí),執(zhí)行類(lèi)似過(guò)程。在這種情況下,如圖31所示,從電池94供給與發(fā)動(dòng)機(jī)50的最大輸出能量Pemax的不足相對(duì)應(yīng)的能量Pas的量,以作為輔助動(dòng)力Pas。
以上討論的動(dòng)力輔助方式下的轉(zhuǎn)矩控制過(guò)程能夠使等于或大于發(fā)動(dòng)機(jī)50的最大輸出能量Pemax的能量輸出到驅(qū)動(dòng)軸22。用于動(dòng)力輸出設(shè)備20的發(fā)動(dòng)機(jī)50因此可以具有低額定容量,其最大能量比驅(qū)動(dòng)軸22所要求的輸出能量小。這樣有效地減小了整個(gè)動(dòng)力輸出設(shè)備20的尺寸,并且節(jié)省了能量。這個(gè)轉(zhuǎn)矩控制過(guò)程還根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)50的旋轉(zhuǎn)速度Ne和驅(qū)動(dòng)軸22的旋轉(zhuǎn)速度Nd來(lái)操作第一離合器45和第二離合器46,以實(shí)現(xiàn)圖3結(jié)構(gòu)或圖4結(jié)構(gòu)。這樣減小了離合器電動(dòng)機(jī)30和輔助電動(dòng)機(jī)40的能量損耗,從而提高整個(gè)動(dòng)力輸出設(shè)備20的能量效率。發(fā)動(dòng)機(jī)50可以在任何能輸出最大能量Pemax的驅(qū)動(dòng)點(diǎn)下驅(qū)動(dòng)。這樣允許發(fā)動(dòng)機(jī)50在最高可能效率的希望驅(qū)動(dòng)點(diǎn)下驅(qū)動(dòng),從而進(jìn)一步提高整個(gè)動(dòng)力輸出設(shè)備20的效率。
(5)直接輸出方式下的轉(zhuǎn)矩控制過(guò)程在圖11流程圖中步驟S118直接輸出方式下的轉(zhuǎn)矩控制按照?qǐng)D32流程圖所示直接輸出方式下的轉(zhuǎn)矩控制程序執(zhí)行。如前所討論,當(dāng)在步驟S138確定驅(qū)動(dòng)軸22的轉(zhuǎn)矩命令值Td*和旋轉(zhuǎn)速度Nd在發(fā)動(dòng)機(jī)50的有效驅(qū)動(dòng)范圍以?xún)?nèi)時(shí)(即圖14所示面積PA),則在圖13流程圖中步驟S140選擇直接輸出方式為動(dòng)力輸出設(shè)備20的最佳操作方式。在這樣條件下執(zhí)行本程序。當(dāng)程序進(jìn)入圖32的程序時(shí),控制器80的控制CPU 90首先在步驟S320讀出驅(qū)動(dòng)軸22的旋轉(zhuǎn)速度Nd,并且在步驟S322把發(fā)動(dòng)機(jī)50的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Te*和目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度Ne*分別設(shè)定為驅(qū)動(dòng)軸22的轉(zhuǎn)矩命令值Td*和旋轉(zhuǎn)速度Nd。
在隨后步驟S324,控制CPU 90確定第一離合器45和第二離合器46是否都在合上位置。在離合器45和46不都在合上位置情況下,在步驟S326使離合器45和46轉(zhuǎn)為合上位置。第一離合器45和第二離合器46的這樣操作使動(dòng)力輸出設(shè)備20能夠具有圖9示意圖所示結(jié)構(gòu),其中曲軸56直接連接在驅(qū)動(dòng)軸22上。控制CPU 90然后在步驟S328和步驟S330把離合器電動(dòng)機(jī)30的轉(zhuǎn)矩命令值Tc*和輔助電動(dòng)機(jī)40的轉(zhuǎn)矩命令值Ta*都設(shè)定等于零,并且在步驟S332,步驟S334和步驟S336執(zhí)行離合器電動(dòng)機(jī)30,輔助電動(dòng)機(jī)40和發(fā)動(dòng)機(jī)50的控制操作。在轉(zhuǎn)矩命令值Ta*=0條件下輔助電動(dòng)機(jī)40的控制操作可以遵循圖20流程圖所示的輔助電動(dòng)機(jī)控制程序。然而,在本實(shí)施例中,輔助電動(dòng)機(jī)40的控制操作使第二驅(qū)動(dòng)電路92中的晶體管Tr11,Tr13和Tr15斷開(kāi),同時(shí)使晶體管Tr12,Tr14和Tr16接通,以便使流過(guò)輔助電動(dòng)機(jī)40的三相線(xiàn)圈44各個(gè)相的電流全部等于零。像輔助電動(dòng)機(jī)40的控制操作那樣,離合器電動(dòng)機(jī)30的控制操作也使第一驅(qū)動(dòng)電路91中的晶體管Tr1,Tr3和Tr5接通,同時(shí)使晶體管Tr2,Tr4和Tr6斷開(kāi)。當(dāng)?shù)谝浑x合器45和第二離合器46都在合上位置時(shí),曲軸56與驅(qū)動(dòng)軸22之間的旋轉(zhuǎn)速度差等于零。交替操作因此可以使第一驅(qū)動(dòng)電路91中的所有晶體管Tr1到Tr6斷開(kāi)。
以上討論的直接輸出方式下的轉(zhuǎn)矩控制過(guò)程使第一離合器45和第二離合器46都保持在合上位置,從而使發(fā)動(dòng)機(jī)50產(chǎn)生的動(dòng)力能夠不通過(guò)離合器電動(dòng)機(jī)30和輔助電動(dòng)機(jī)40而直接輸出到驅(qū)動(dòng)軸22。這樣使離合器電動(dòng)機(jī)30的輔助電動(dòng)機(jī)40的能量損耗等于零。當(dāng)輸出到驅(qū)動(dòng)軸22的轉(zhuǎn)矩(轉(zhuǎn)矩命令值Td*)和驅(qū)動(dòng)軸22的旋轉(zhuǎn)速度Nd在發(fā)動(dòng)機(jī)50的有效驅(qū)動(dòng)范圍以?xún)?nèi)時(shí),執(zhí)行直接輸出方式下的轉(zhuǎn)矩控制過(guò)程。這樣實(shí)現(xiàn)向驅(qū)動(dòng)軸22有效地輸出動(dòng)力。
在該實(shí)施例的動(dòng)力輸出設(shè)備20中,離合器電動(dòng)機(jī)30的轉(zhuǎn)矩命令值Tc*和輔助電動(dòng)機(jī)40的轉(zhuǎn)矩命令值Ta*都設(shè)定等于零。在這樣條件下的操作與沒(méi)有離合器電動(dòng)機(jī)30和輔助電動(dòng)機(jī)40的結(jié)構(gòu)中的操作相同。按照另一種可能結(jié)構(gòu),輔助電動(dòng)機(jī)40可以用電池94放電的電能向驅(qū)動(dòng)軸22輸出動(dòng)力,或從驅(qū)動(dòng)軸22再生電力以對(duì)電池94充電。這種可選擇結(jié)構(gòu)不把直接輸出方式下的轉(zhuǎn)矩控制過(guò)程局限于輸出到驅(qū)動(dòng)軸22的轉(zhuǎn)矩(轉(zhuǎn)矩命令值Td*)和驅(qū)動(dòng)軸22的旋轉(zhuǎn)速度Nd都在發(fā)動(dòng)機(jī)的有效驅(qū)動(dòng)范圍以?xún)?nèi)的情況(圖14所示面積PA),而是只要驅(qū)動(dòng)軸22的旋轉(zhuǎn)速度Nd在發(fā)動(dòng)機(jī)50的有效驅(qū)動(dòng)范圍以?xún)?nèi),就能夠執(zhí)行直接輸出方式下的轉(zhuǎn)矩控制過(guò)程。直接輸出方式下的這樣轉(zhuǎn)矩控制遵循圖33流程圖所示的直接輸出方式下的變更轉(zhuǎn)矩控制程序。
當(dāng)程序進(jìn)入圖33的程序時(shí),控制器80的控制CPU首先在步驟S340讀出驅(qū)動(dòng)軸22的旋轉(zhuǎn)速度Nd,并且在步驟S342把發(fā)動(dòng)機(jī)50的目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度Ne*設(shè)定為驅(qū)動(dòng)軸22的輸入旋轉(zhuǎn)速度Nd。在隨后步驟S344,控制CPU90確定第一離合器45和第二離合器46是否都在合上位置。在離合器45和46不都在合上位置情況下,在步驟S346把離合器45和46設(shè)定在合上位置??刂艭PU 90然后在步驟S348相對(duì)于驅(qū)動(dòng)軸22的旋轉(zhuǎn)速度Nd,讀出發(fā)動(dòng)機(jī)50的有效驅(qū)動(dòng)范圍內(nèi)(圖14所示面積PA)的最小轉(zhuǎn)矩T1和最大轉(zhuǎn)矩T2。然后在步驟S350把轉(zhuǎn)矩命令值Td*與輸入的最小轉(zhuǎn)矩T1和最大轉(zhuǎn)矩T2比較。在本實(shí)施例中,對(duì)驅(qū)動(dòng)22的旋轉(zhuǎn)速度Nd的各個(gè)值用實(shí)驗(yàn)或其它方法確定發(fā)動(dòng)機(jī)50的有效驅(qū)動(dòng)范圍內(nèi)的最小轉(zhuǎn)矩T1和最大轉(zhuǎn)矩T2的值,并且預(yù)先以圖(未示出)存儲(chǔ)在ROM 90b中。按照一個(gè)具體過(guò)程,在步驟S348,從存儲(chǔ)在ROM 90b中的圖中讀出與驅(qū)動(dòng)軸22的輸入旋轉(zhuǎn)速度Nd相對(duì)應(yīng)的最小轉(zhuǎn)矩T1和最大轉(zhuǎn)矩T2。
在步驟S350,當(dāng)轉(zhuǎn)矩命令值Td*不小于最小轉(zhuǎn)矩T1且不大于最大轉(zhuǎn)矩T2時(shí),在步驟S354把發(fā)動(dòng)機(jī)50的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Te*設(shè)定為轉(zhuǎn)矩命令值Td*。當(dāng)轉(zhuǎn)矩命令值Td*小于最小轉(zhuǎn)矩T1時(shí),在步驟S352把目標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩Te*設(shè)定為最小轉(zhuǎn)矩T1。相反,當(dāng)轉(zhuǎn)矩命令值Td*大于最大轉(zhuǎn)矩T2時(shí),在步驟S356把目標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩Te*設(shè)定為最大轉(zhuǎn)矩T2。這個(gè)過(guò)程能夠使目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Te*和目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度Ne*所限定的發(fā)動(dòng)機(jī)50的驅(qū)動(dòng)點(diǎn)在發(fā)動(dòng)機(jī)50的有效驅(qū)動(dòng)范圍以?xún)?nèi)(即圖14所示面積PA)。
控制CPU 90然后在步驟S358把離合器電動(dòng)機(jī)30的轉(zhuǎn)矩命令值Tc*設(shè)定等于零,并且在步驟S360把輔助電動(dòng)機(jī)40的轉(zhuǎn)矩命令值Ta*設(shè)定等于從轉(zhuǎn)矩命令值Td*中減去發(fā)動(dòng)機(jī)50的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Te*所得到的值。在設(shè)定發(fā)動(dòng)機(jī)50的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Te*和目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度Ne*,以及離合器電動(dòng)機(jī)30和輔助電動(dòng)機(jī)40的轉(zhuǎn)矩命令值Tc*和Ta*以后,程序執(zhí)行步驟S362到步驟S366的處理,以根據(jù)這些值控制離合器電動(dòng)機(jī)30,輔助電動(dòng)機(jī)40和發(fā)動(dòng)機(jī)50。
圖34表示當(dāng)執(zhí)行圖33流程圖所示直接輸出方式下的轉(zhuǎn)矩控制程序時(shí),向驅(qū)動(dòng)軸22輸出動(dòng)力的狀態(tài)。作為例子,假定驅(qū)動(dòng)軸22以旋轉(zhuǎn)速度Nd1旋轉(zhuǎn),并且取決于加速器踏板64的踩下量的輸出轉(zhuǎn)矩命令值Td*等于值Td1,即希望驅(qū)動(dòng)軸22在圖34中驅(qū)動(dòng)點(diǎn)Pd1下旋轉(zhuǎn)。當(dāng)旋轉(zhuǎn)速度Nd1在發(fā)動(dòng)機(jī)50的有效驅(qū)動(dòng)范圍PA以?xún)?nèi)時(shí),轉(zhuǎn)矩命令值Td*比這個(gè)有效驅(qū)動(dòng)范圍PA的上限大得多。在這樣條件下,把旋轉(zhuǎn)速度Nd1下范圍PA的上限轉(zhuǎn)矩Te1作為最大轉(zhuǎn)矩T2設(shè)定給對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)50的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Te*(在圖33中步驟S356),而把旋轉(zhuǎn)速度Nd1設(shè)定給發(fā)動(dòng)機(jī)50的目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度Ne*(在步驟S342)。發(fā)動(dòng)機(jī)50因此在由轉(zhuǎn)矩Te1和旋轉(zhuǎn)速度Nd1所限定的驅(qū)動(dòng)點(diǎn)Pe1下驅(qū)動(dòng)。輔助電動(dòng)機(jī)40的轉(zhuǎn)矩命令值Ta*設(shè)定等于從轉(zhuǎn)矩命令值Td*(=Td1)中減去發(fā)動(dòng)機(jī)50的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Te*(=Te1)所得到的轉(zhuǎn)矩Ta1(在步驟S360)。當(dāng)?shù)谝浑x合器45和第二離合器46都在合上位置時(shí),供給驅(qū)動(dòng)軸22的能量等于從發(fā)動(dòng)機(jī)50向驅(qū)動(dòng)軸22直接輸出的能量(Te1×Nd1)與從輔助電動(dòng)機(jī)40向驅(qū)動(dòng)軸22直接輸出的能量(Ta1×Nd1)的和(Td1×Nd1)。從輔助電動(dòng)機(jī)40向驅(qū)動(dòng)軸22輸出的能量由電池94放電的電力供給。
作為另一個(gè)例子,假定驅(qū)動(dòng)軸22在旋轉(zhuǎn)速度Nd2下旋轉(zhuǎn),并且輸出轉(zhuǎn)矩命令值Td*等于值Td2,即希望驅(qū)動(dòng)軸22在圖34中驅(qū)動(dòng)點(diǎn)Pd2下旋轉(zhuǎn)。當(dāng)旋轉(zhuǎn)速度Nd2在發(fā)動(dòng)機(jī)50的有效驅(qū)動(dòng)范圍PA以?xún)?nèi)時(shí),轉(zhuǎn)矩命令值Td*比這個(gè)有效驅(qū)動(dòng)范圍PA的下限小得多。在這樣條件下,把旋轉(zhuǎn)速度Nd2下范圍PA的下限轉(zhuǎn)矩Te2作為最小轉(zhuǎn)矩T1設(shè)定給發(fā)動(dòng)機(jī)50的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Te*(在圖33中步驟S352),而把旋轉(zhuǎn)速度Nd2設(shè)定給發(fā)動(dòng)機(jī)50的目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度Ne*(在步驟S342)。發(fā)動(dòng)機(jī)50因此在由轉(zhuǎn)矩Te2和旋轉(zhuǎn)速度Nd2所限定的驅(qū)動(dòng)點(diǎn)Pe2下驅(qū)動(dòng)。輔助電動(dòng)機(jī)40的轉(zhuǎn)矩命令值Ta*設(shè)定等于從轉(zhuǎn)矩命令值Td*(=Te2)中減去發(fā)動(dòng)機(jī)50的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Te*(=Te2)所得到的轉(zhuǎn)矩Ta2(負(fù)值)(在步驟S360)。當(dāng)?shù)谝浑x合器45和第二離合器46都在合上位置時(shí),供給驅(qū)動(dòng)軸22的能量等于從發(fā)動(dòng)機(jī)50向驅(qū)動(dòng)軸22直接輸出的能量(Te2×Nd2)中減去與輔助電動(dòng)機(jī)40所再生的電力相對(duì)應(yīng)的能量(Ta2×Nd2)而得到的差(Td2×Nd2)。輔助電動(dòng)機(jī)40再生的能量用來(lái)對(duì)電池94充電。
如上所討論,只要驅(qū)動(dòng)軸22的旋轉(zhuǎn)速度Nd在發(fā)動(dòng)機(jī)50的有效驅(qū)動(dòng)范圍以?xún)?nèi)(即圖14所示面積PA),即使輸出到驅(qū)動(dòng)軸22的轉(zhuǎn)矩(轉(zhuǎn)矩命令值Td*)不在這個(gè)有效驅(qū)動(dòng)范圍PA以?xún)?nèi),該實(shí)施例的動(dòng)力輸出設(shè)備20也能按照?qǐng)D33流程圖所示直接輸出方式下的變更轉(zhuǎn)矩控制程序來(lái)實(shí)現(xiàn)直接輸出方式下的轉(zhuǎn)矩控制過(guò)程。通過(guò)電池94的充電和放電,輔助電動(dòng)機(jī)40以發(fā)動(dòng)機(jī)50的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Te*與轉(zhuǎn)矩命令值Td*之間的轉(zhuǎn)矩差來(lái)驅(qū)動(dòng),以便能對(duì)驅(qū)動(dòng)軸22施加希望轉(zhuǎn)矩。
(6)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方式下的轉(zhuǎn)矩控制過(guò)程在圖11流程圖中步驟S120電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方式下的轉(zhuǎn)矩控制按照?qǐng)D35流程圖所示電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方式下的轉(zhuǎn)矩控制程序執(zhí)行。如前所討論,當(dāng)在步驟S142確定輸出到驅(qū)動(dòng)軸22的能量Pd小于預(yù)定能量PML,并且驅(qū)動(dòng)軸22的旋轉(zhuǎn)速度Nd低于預(yù)定旋轉(zhuǎn)速度NML時(shí),則在圖13流程圖中步驟S144選擇電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方式為動(dòng)力輸出設(shè)備20的最佳操作方式。在這樣條件下執(zhí)行本程序。
當(dāng)程序進(jìn)入圖35程序時(shí),控制器80的控制CPU 90首先在步驟S370確定是否已輸出發(fā)動(dòng)機(jī)50的操作停止指令。當(dāng)已輸出發(fā)動(dòng)機(jī)50的操作停止指令時(shí),控制CPU 90在步驟S372向EFIECU 70傳送一個(gè)信號(hào)以停止發(fā)動(dòng)機(jī)50的操作。相反,當(dāng)還沒(méi)輸出發(fā)動(dòng)機(jī)50的操作停止指令時(shí),控制CPU 90在步驟S374向EFIECU 70傳送一個(gè)信號(hào)以使發(fā)動(dòng)機(jī)50保持在空轉(zhuǎn)。發(fā)動(dòng)機(jī)50的操作停止指令可以按照發(fā)動(dòng)機(jī)50的操作條件和安排在發(fā)動(dòng)機(jī)50的排氣管中的催化轉(zhuǎn)換器(未示出)的條件從EFIECU 70輸出,或可選擇地當(dāng)駕駛員接通開(kāi)關(guān)(未示出)以指令停止發(fā)動(dòng)機(jī)50時(shí)輸出。雖然為了說(shuō)明方便,發(fā)動(dòng)機(jī)50的控制過(guò)程如圖35流程圖中步驟S390所示,但是發(fā)動(dòng)機(jī)50的實(shí)際控制過(guò)程與前面討論的本轉(zhuǎn)矩控制程序無(wú)關(guān)地執(zhí)行。按照實(shí)際過(guò)程,當(dāng)控制器80的控制CPU 90向EFIECU 70傳送信號(hào),以停止發(fā)動(dòng)機(jī)50的操作或使發(fā)動(dòng)機(jī)50保持在空轉(zhuǎn)時(shí),EFIECU 70立刻起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)50的控制,以便停止發(fā)動(dòng)機(jī)50的操作或使發(fā)動(dòng)機(jī)50保持在空轉(zhuǎn)。當(dāng)已輸出發(fā)動(dòng)機(jī)50的操作停止指令時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)50的實(shí)際控制過(guò)程停止從燃料噴射閥51的燃料噴射及對(duì)點(diǎn)火塞62施加電壓。另一方面,當(dāng)傳送信號(hào)以使發(fā)動(dòng)機(jī)50保持在空轉(zhuǎn)時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)50的實(shí)際控制過(guò)程完全關(guān)閉節(jié)氣閥66,隨后調(diào)節(jié)燃料噴射量及空轉(zhuǎn)速度控制閥(未示出)的位置,以便使發(fā)動(dòng)機(jī)50能夠在空轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)速度下驅(qū)動(dòng),這里空轉(zhuǎn)速度控制閥安排在一個(gè)用于空轉(zhuǎn)控制的連接管(未示出)中,連接管則旁通節(jié)氣閥66。
控制CPU 90在步驟S376確定第一離合器45是否在分離位置,且第二離合器46是否在合上位置(即圖3示意圖所示結(jié)構(gòu))。當(dāng)離合器45和46的當(dāng)前狀態(tài)與目標(biāo)狀態(tài)不同時(shí),在步驟S378使離合器45和46都分離,并且在隨后步驟S380僅使第二離合器46合上??刂艭PU 90隨后在步驟S382把離合器電動(dòng)機(jī)30的轉(zhuǎn)矩命令值Tc*設(shè)定等于零,并且在步驟S384把輔助電動(dòng)機(jī)40的轉(zhuǎn)矩命令值Ta*設(shè)定為輸出到驅(qū)動(dòng)軸22的輸出轉(zhuǎn)矩命令值Td*。程序然后執(zhí)行步驟S386到步驟S390的處理,以控制離合器電動(dòng)機(jī)30,輔助電動(dòng)機(jī)40和發(fā)動(dòng)機(jī)50。在轉(zhuǎn)矩命令值Tc*=0的條件下離合器電動(dòng)機(jī)30的控制操作可以遵循圖19流程圖所示的離合器電動(dòng)機(jī)控制程序。然而,在本實(shí)施例中,離合器電動(dòng)機(jī)30的控制操作使第一驅(qū)動(dòng)電路91中的晶體管Tr1,Tr3和Tr5斷開(kāi),同時(shí)使晶體管Tr2,Tr4和Tr6接通,以便使流過(guò)離合器電動(dòng)機(jī)30的三相線(xiàn)圈34的各個(gè)相的電流全部等于零。
以上討論的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方式下的轉(zhuǎn)矩控制過(guò)程把第一離合器45設(shè)定在分離位置,且把第二離合器46設(shè)定在合上位置,以便使動(dòng)力輸出設(shè)備20能夠具有圖3示意圖所示結(jié)構(gòu),同時(shí)把離合器電動(dòng)機(jī)30的轉(zhuǎn)矩命令值Tc*設(shè)定等于零。這樣使機(jī)動(dòng)車(chē)能夠僅用輔助電動(dòng)機(jī)40輸出的動(dòng)力來(lái)驅(qū)動(dòng)。當(dāng)輸出到驅(qū)動(dòng)軸22的能量Pd表示發(fā)動(dòng)機(jī)50具有低效率的驅(qū)動(dòng)點(diǎn)時(shí),執(zhí)行這個(gè)轉(zhuǎn)矩控制過(guò)程,以停止發(fā)動(dòng)機(jī)50的操作,或否則使發(fā)動(dòng)機(jī)50保持在空轉(zhuǎn)。這樣因此防止了由于發(fā)動(dòng)機(jī)50在低效率驅(qū)動(dòng)點(diǎn)下操作而使能量效率降低。
在本實(shí)施例中,電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方式下的轉(zhuǎn)矩控制過(guò)程把第一離合器45設(shè)定在分離位置,且把第二離合器46設(shè)定在合上位置,以便使動(dòng)力輸出設(shè)備20能夠具有圖3示意圖所示結(jié)構(gòu),從而允許輔助電動(dòng)機(jī)40向驅(qū)動(dòng)軸22輸出動(dòng)力。按照另一種可能結(jié)構(gòu),電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方式下的轉(zhuǎn)矩控制可以把第一離合器45設(shè)定在合上位置,并且把第二離合器46設(shè)定在分離位置,以便使動(dòng)力輸出設(shè)備20能夠具有圖4示意圖所示結(jié)構(gòu),從而允許離合器電動(dòng)機(jī)30和輔助電動(dòng)機(jī)40都向驅(qū)動(dòng)軸22輸出動(dòng)力。電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方式下的這樣轉(zhuǎn)矩控制例如可以遵循圖36流程圖所示的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方式下的一個(gè)變更轉(zhuǎn)矩控制程序。對(duì)該電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方式下的變更轉(zhuǎn)矩控制過(guò)程作簡(jiǎn)短敘述。
在這個(gè)變更程序中,在向EFIECU 70傳送信號(hào),以停止發(fā)動(dòng)機(jī)50的操作,或否則使發(fā)動(dòng)機(jī)50保持在空轉(zhuǎn)以后(步驟S400到步驟S404),控制CPU 90在步驟S406確定第一離合器45是否在合上位置,且第二離合器46是否在分離位置(即圖4示意圖所示結(jié)構(gòu))。當(dāng)離合器45和46的當(dāng)前狀態(tài)與目標(biāo)狀態(tài)不同時(shí),在步驟S408使離合器45和46都分離,并且在隨后步驟S410僅使第一離合器45合上??刂艭PU 90隨后在步驟S412和步驟S414把離合器電動(dòng)機(jī)30的轉(zhuǎn)矩命令值Td*和輔助電動(dòng)機(jī)40的轉(zhuǎn)矩命令值Ta*都設(shè)定為輸出到驅(qū)動(dòng)軸22的輸出轉(zhuǎn)矩命令值Td*。程序然后執(zhí)行步驟S416到步驟S419的處理,以控制離合器電動(dòng)機(jī)30,輔助電動(dòng)機(jī)40和發(fā)動(dòng)機(jī)50。把離合器電動(dòng)機(jī)30的轉(zhuǎn)矩命令值Tc*設(shè)定為輸出轉(zhuǎn)矩命令值Td*使離合器電動(dòng)機(jī)30能夠向驅(qū)動(dòng)軸22輸出與輸出轉(zhuǎn)矩命令值Td*相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)矩。因?yàn)橐韵吕碛?,還把輔助電動(dòng)機(jī)40的轉(zhuǎn)矩命令值Ta*設(shè)定為輸出轉(zhuǎn)矩命令值Td*。當(dāng)離合器電動(dòng)機(jī)30向驅(qū)動(dòng)軸22輸出與輸出轉(zhuǎn)矩命令值Td*相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)矩時(shí),則把具有相同大小但是相反方向的轉(zhuǎn)矩作為反作用力輸出到曲軸56。輔助電動(dòng)機(jī)40因此要求輸出一個(gè)轉(zhuǎn)矩,其取消作為反作用力的轉(zhuǎn)矩。雖然在圖36流程圖中步驟S414把輔助電動(dòng)機(jī)40的轉(zhuǎn)矩命令值Ta*設(shè)定為輸出轉(zhuǎn)矩命令值Td*,但是當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)50在停止時(shí)輔助電動(dòng)機(jī)40可能被閉鎖。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)50保持在空轉(zhuǎn)時(shí),可以反饋控制輔助電動(dòng)機(jī)40的轉(zhuǎn)矩命令值Ta*,以使曲軸56的旋轉(zhuǎn)速度Ne等于空轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)速度。
在該實(shí)施例中,電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方式下的轉(zhuǎn)矩控制過(guò)程把第一離合器45設(shè)定在分離位置,且把第二離合器46設(shè)定在合上位置,以便使動(dòng)力輸出設(shè)備20能夠具有圖3示意圖所示結(jié)構(gòu),從而允許輔助電動(dòng)機(jī)40向驅(qū)動(dòng)軸22輸出動(dòng)力。按照又一種可能結(jié)構(gòu),電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方式下的轉(zhuǎn)矩控制可以把離合器45和46都設(shè)定在合上位置,以便使動(dòng)力輸出設(shè)備20能夠具有圖9示意圖所示結(jié)構(gòu),從而允許輔助電動(dòng)機(jī)40驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)軸22。電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方式下的這樣轉(zhuǎn)矩控制例如遵循圖37流程圖所示的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方式下的一個(gè)變更控制程序。對(duì)該電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方式下的變更轉(zhuǎn)矩控制過(guò)程作簡(jiǎn)短敘述。
當(dāng)程序進(jìn)入圖37變更程序時(shí),控制器80的控制CPU 90首先在步驟S420向EFIECU 70傳送一個(gè)信號(hào)以停止發(fā)動(dòng)機(jī)50的操作。EFIECU 70接收該信號(hào)以停止發(fā)動(dòng)機(jī)50的操作,并且停止點(diǎn)火及對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)50的燃料噴射,以便停止發(fā)動(dòng)機(jī)50的操作??刂艭UP 90隨后在步驟S421確定第一離合器45和第二離合器46是否都在合上位置(即圖9示意圖所示結(jié)構(gòu))。在步驟S421在離合器45和46確定不都在合上位置情況下,在步驟S422把離合器45和46都設(shè)定在合上位置。在隨后步驟S423,把離合器電動(dòng)機(jī)30的轉(zhuǎn)矩命令值Tc*設(shè)定等于零??刂艭PU 90然后在步驟S424讀出發(fā)動(dòng)機(jī)50的曲軸56的旋轉(zhuǎn)速度Ne,并且在步驟S425根據(jù)輸入的旋轉(zhuǎn)速度Ne得到發(fā)動(dòng)機(jī)50的摩擦轉(zhuǎn)矩Tef。摩擦轉(zhuǎn)矩Tef表示使停止下的發(fā)動(dòng)機(jī)50能夠在旋轉(zhuǎn)速度Ne下旋轉(zhuǎn)所要求的轉(zhuǎn)矩。在本實(shí)施例中,發(fā)動(dòng)機(jī)50的旋轉(zhuǎn)速度Ne與摩擦轉(zhuǎn)矩Tef之間的關(guān)系用實(shí)驗(yàn)或其它方法確定,并且預(yù)先以圖(未示出)存儲(chǔ)在ROM 90b中。按照一個(gè)具體過(guò)程,在步驟S425,從存儲(chǔ)在ROM 90b中的圖中讀出與輸入旋轉(zhuǎn)速度Ne相對(duì)應(yīng)的摩擦轉(zhuǎn)矩Tef。然后在步驟S426把這樣得到的摩擦轉(zhuǎn)矩Tef與輸出到驅(qū)動(dòng)軸22的輸出轉(zhuǎn)矩命令值Td*的和設(shè)定為輔助電動(dòng)機(jī)40的轉(zhuǎn)矩命令值Ta*。程序隨后在步驟S427和步驟S428根據(jù)預(yù)定值執(zhí)行離合器電動(dòng)機(jī)30和輔助電動(dòng)機(jī)40的控制。
該電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方式下的變更轉(zhuǎn)矩控制過(guò)程把輔助電動(dòng)機(jī)40的轉(zhuǎn)矩命令值Ta*設(shè)定為摩擦轉(zhuǎn)矩Tef與輸出轉(zhuǎn)矩命令值Td*的和,從而在離合器45和46都在合上位置下使發(fā)動(dòng)機(jī)50保持在隨動(dòng)狀態(tài)時(shí),使加速器踏板64的踩下量所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)矩(值Td*)能夠輸出到驅(qū)動(dòng)軸22。這個(gè)變更程序根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)50的旋轉(zhuǎn)速度Ne來(lái)確定發(fā)動(dòng)機(jī)50的摩擦轉(zhuǎn)矩Tef。然而,由于離合器45和46都在合上位置,且曲軸56和驅(qū)動(dòng)軸22相互機(jī)械連接,所以可以按照驅(qū)動(dòng)軸22的旋轉(zhuǎn)速度Nd來(lái)確定摩擦轉(zhuǎn)矩Tef。
以上討論的操作控制過(guò)程使駕駛員所要求的希望動(dòng)力能夠輸出到驅(qū)動(dòng)軸22。按照駕駛員所要求的動(dòng)力(能量Pd),電池94的剩余電荷BRM,以及驅(qū)動(dòng)軸22的旋轉(zhuǎn)速度Nd,選擇最高可能效率的操作方式。這樣提高了整個(gè)動(dòng)力輸出設(shè)備20的能量效率。在各個(gè)操作方式下按照發(fā)動(dòng)機(jī)50的目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度Ne*和驅(qū)動(dòng)軸22的旋轉(zhuǎn)速度Nd來(lái)操作第一離合器45和第二離合器46。這種結(jié)構(gòu)有效地減小了在發(fā)動(dòng)機(jī)50輸出動(dòng)力的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換過(guò)程中離合器電動(dòng)機(jī)30和輔助電動(dòng)機(jī)40的能量損耗。這樣進(jìn)一步提高了整個(gè)動(dòng)力輸出設(shè)備20的能量效率。
在該實(shí)施例的操作控制過(guò)程中,根據(jù)駕駛員所要求的動(dòng)力(能量Pd),電池94的剩余電荷BRM,以及驅(qū)動(dòng)軸22的旋轉(zhuǎn)速度Nd,在正常驅(qū)動(dòng)方式下,充電-放電方式下,動(dòng)力輔助方式下,直接輸出方式下,以及電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方式下的轉(zhuǎn)矩控制過(guò)程之中,選擇適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)矩控制過(guò)程。然而,按照要求可以省略這些轉(zhuǎn)矩控制過(guò)程中的部分。
在該實(shí)施例的操作控制過(guò)程中,當(dāng)輸出到驅(qū)動(dòng)軸22的轉(zhuǎn)矩命令值Td*和驅(qū)動(dòng)軸22的旋轉(zhuǎn)速度Nd都在發(fā)動(dòng)機(jī)50的有效驅(qū)動(dòng)范圍以?xún)?nèi)時(shí)(即圖14所示面積PA),執(zhí)行直接輸出方式下的轉(zhuǎn)矩控制過(guò)程。按照另一種可能結(jié)構(gòu),當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)50的目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度Ne*和驅(qū)動(dòng)軸22的旋轉(zhuǎn)速度Nd都在預(yù)定范圍以?xún)?nèi)時(shí),或當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)50的旋轉(zhuǎn)速度Ne與驅(qū)動(dòng)軸22的旋轉(zhuǎn)速度Nd之間的旋轉(zhuǎn)速度差Nc在預(yù)定范圍以?xún)?nèi)時(shí),可以執(zhí)行直接輸出方式下的轉(zhuǎn)矩控制過(guò)程。電動(dòng)機(jī)一般在接近額定值的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)下具有最高效率,并且在遠(yuǎn)離額定值的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)下其效率降低。離合器電動(dòng)機(jī)30的旋轉(zhuǎn)速度表示發(fā)動(dòng)機(jī)50的旋轉(zhuǎn)速度Ne與驅(qū)動(dòng)軸22的旋轉(zhuǎn)速度Nd之間的旋轉(zhuǎn)速度差Nc,并且在穩(wěn)態(tài)下等于發(fā)動(dòng)機(jī)50的目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度Ne*與驅(qū)動(dòng)軸的旋轉(zhuǎn)速度Nd之間的差。當(dāng)差較小時(shí),離合器電動(dòng)機(jī)30在較小旋轉(zhuǎn)速度下驅(qū)動(dòng),并且具有較低效率。如前所討論,直接輸出方式下的轉(zhuǎn)矩控制過(guò)程把第一離合器45和第二離合器46都設(shè)定在合上位置,并且使曲軸56與驅(qū)動(dòng)軸22機(jī)械連接,以便使動(dòng)力輸出設(shè)備20能夠具有圖9沒(méi)有離合器電動(dòng)機(jī)30的結(jié)構(gòu)。當(dāng)離合器電動(dòng)機(jī)30在小旋轉(zhuǎn)速度下驅(qū)動(dòng)時(shí),執(zhí)行直接輸出方式下的轉(zhuǎn)矩控制,因此防止了整個(gè)動(dòng)力輸出設(shè)備20的能量效率隨離合器電動(dòng)機(jī)30的效率減小而降低。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)50的目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度Ne*與驅(qū)動(dòng)軸22的旋轉(zhuǎn)速度Nd之間的差小時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)50的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Te*與輸出到驅(qū)動(dòng)軸22的轉(zhuǎn)矩命令值Td*之間的差也變小。這個(gè)條件一般對(duì)應(yīng)于發(fā)電機(jī)50的有效驅(qū)動(dòng)范圍(圖14所示面積PA)。
在該實(shí)施例的操作控制過(guò)程中,當(dāng)輸出到驅(qū)動(dòng)軸22的轉(zhuǎn)矩命令值Td*和驅(qū)動(dòng)軸22的旋轉(zhuǎn)速度Nd都在發(fā)動(dòng)機(jī)50的有效驅(qū)動(dòng)范圍以?xún)?nèi)時(shí)(即圖14所示面積PA),或當(dāng)驅(qū)動(dòng)軸22的旋轉(zhuǎn)速度Nd在發(fā)動(dòng)機(jī)50的有效驅(qū)動(dòng)范圍以?xún)?nèi),而轉(zhuǎn)矩命令值Td*不在這個(gè)范圍以?xún)?nèi)時(shí)(參見(jiàn)圖32和圖33),執(zhí)行直接輸出方式下的轉(zhuǎn)矩控制過(guò)程。在圖9結(jié)構(gòu)中,其中第一離合器45和第二離合器46都在合上位置,則曲軸56和驅(qū)動(dòng)軸22通過(guò)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)軸38相互連接,以便在發(fā)動(dòng)機(jī)50的旋轉(zhuǎn)速度Ne與驅(qū)動(dòng)軸22的旋轉(zhuǎn)速度Nd相同條件下,能由輔助電動(dòng)機(jī)40增大或減小轉(zhuǎn)矩。圖9結(jié)構(gòu)中的轉(zhuǎn)矩控制因此不局限于驅(qū)動(dòng)軸22的旋轉(zhuǎn)速度Nd在發(fā)動(dòng)機(jī)50的有效驅(qū)動(dòng)范圍以?xún)?nèi)時(shí)的過(guò)程。例如,當(dāng)離合器電動(dòng)機(jī)30中出現(xiàn)某種異常時(shí),使第一離合器45和第二離合器46都設(shè)定在合上位置,以實(shí)現(xiàn)圖9沒(méi)有離合器電動(dòng)機(jī)30的結(jié)構(gòu),從而使動(dòng)力能夠從發(fā)動(dòng)機(jī)50和輔助電動(dòng)機(jī)40輸出到驅(qū)動(dòng)軸22。當(dāng)機(jī)動(dòng)車(chē)開(kāi)始驅(qū)動(dòng)時(shí),或當(dāng)機(jī)動(dòng)車(chē)速度足夠低,以使驅(qū)動(dòng)軸22的旋轉(zhuǎn)速度Nd不高于發(fā)動(dòng)機(jī)50的最小可操作速度時(shí),控制過(guò)程可以使發(fā)動(dòng)機(jī)50保持在隨動(dòng)狀態(tài),并且使動(dòng)力能夠從輔助電動(dòng)機(jī)40輸出到驅(qū)動(dòng)軸22,從而驅(qū)動(dòng)機(jī)動(dòng)車(chē)。在驅(qū)動(dòng)軸22的旋轉(zhuǎn)速度變?yōu)榈扔诨蚋哂诎l(fā)動(dòng)機(jī)50的最小可操作速度情況下,控制過(guò)程起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)50,并且使發(fā)動(dòng)機(jī)50輸出的動(dòng)力與輔助電動(dòng)機(jī)40輸出的動(dòng)力的和能夠輸出到驅(qū)動(dòng)軸22,從而驅(qū)動(dòng)機(jī)動(dòng)車(chē)。即使當(dāng)離合器電動(dòng)機(jī)30中出現(xiàn)某種異常時(shí),這種結(jié)構(gòu)也能向驅(qū)動(dòng)軸22輸出動(dòng)力,以便驅(qū)動(dòng)機(jī)動(dòng)車(chē)。
在該實(shí)施例的操作控制過(guò)程中,當(dāng)確定輸出到驅(qū)動(dòng)軸22的能量Pd小于預(yù)定能量PML,并且驅(qū)動(dòng)軸22的旋轉(zhuǎn)速度Nd低于預(yù)定旋轉(zhuǎn)速度NML時(shí),執(zhí)行電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方式下的轉(zhuǎn)矩控制過(guò)程。然而,按照另一種可能結(jié)構(gòu),可以與輸出到驅(qū)動(dòng)軸22的能量Pd或驅(qū)動(dòng)軸22的旋轉(zhuǎn)速度Nd無(wú)關(guān)地執(zhí)行電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方式下的轉(zhuǎn)矩控制過(guò)程。例如,當(dāng)駕駛員接通一個(gè)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方式設(shè)定開(kāi)關(guān)時(shí)(未示出),可以執(zhí)行電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方式下的轉(zhuǎn)矩控制過(guò)程。
D.發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)控制以下敘述由該實(shí)施例的動(dòng)力輸出設(shè)備20所執(zhí)行的發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)控制過(guò)程。該實(shí)施例的動(dòng)力輸出設(shè)備20不僅當(dāng)機(jī)動(dòng)車(chē)在停止時(shí),而且當(dāng)機(jī)動(dòng)車(chē)在驅(qū)動(dòng)狀態(tài)時(shí)能起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)50。在后種情況下,當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)50在停止時(shí),機(jī)動(dòng)車(chē)由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方式下的轉(zhuǎn)矩控制過(guò)程來(lái)起動(dòng)驅(qū)動(dòng),然后要求起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)50,以便執(zhí)行另一種操作方式下的轉(zhuǎn)矩控制過(guò)程。以下首先根據(jù)圖38流程圖所示的發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)過(guò)程程序,敘述當(dāng)機(jī)動(dòng)車(chē)在停止時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)50的起動(dòng)控制,然后敘述當(dāng)機(jī)動(dòng)車(chē)在驅(qū)動(dòng)狀態(tài)時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)50的起動(dòng)控制。
例如,當(dāng)駕駛員接通起動(dòng)器開(kāi)關(guān)79時(shí),執(zhí)行圖38流程圖所示的發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)過(guò)程程序。當(dāng)程序進(jìn)入圖38程序時(shí),控制器80的控制CPU 90首先在步驟S430把第一離合器45設(shè)定在合上位置,并且在步驟S432把第二離合器46設(shè)定在分離位置,以便使動(dòng)力輸出設(shè)備20能夠具有圖4示意圖所示結(jié)構(gòu)??刂艭PU 90然后在步驟S434把輔助電動(dòng)機(jī)40的轉(zhuǎn)矩命令值Ta*設(shè)定為起動(dòng)轉(zhuǎn)矩TST,并且在步驟S436控制輔助電動(dòng)機(jī)40。按這樣方式的離合器45和46的操作及輔助電動(dòng)機(jī)40的控制允許發(fā)動(dòng)機(jī)50的曲軸56電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。設(shè)定起動(dòng)轉(zhuǎn)矩TST,以克服發(fā)動(dòng)機(jī)50的摩擦轉(zhuǎn)矩,并且使發(fā)動(dòng)機(jī)50在不低于預(yù)定NST的旋轉(zhuǎn)速度下旋轉(zhuǎn)。當(dāng)起動(dòng)器開(kāi)關(guān)79為接通時(shí),離合器電動(dòng)機(jī)30的轉(zhuǎn)矩命令值Tc*設(shè)定等于零,并且第一驅(qū)動(dòng)電路91中的晶體管Tr1,Tr3和Tr5為斷開(kāi),而晶體管Tr2,Tr4和Tr6為接通。即使當(dāng)離合器電動(dòng)機(jī)30的內(nèi)轉(zhuǎn)子31隨曲軸56的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)時(shí),這種結(jié)構(gòu)也使流過(guò)離合器電動(dòng)機(jī)30的三相線(xiàn)圈34的各個(gè)相的電流等于零。因此使離合器電動(dòng)機(jī)30的內(nèi)轉(zhuǎn)子31急轉(zhuǎn)。
控制CPU 90隨后在步驟S437讀出發(fā)動(dòng)機(jī)50的旋轉(zhuǎn)速度Ne,并且在步驟S438把輸入的旋轉(zhuǎn)速度Ne與預(yù)定旋轉(zhuǎn)速度NST比較。預(yù)定旋轉(zhuǎn)速度NST設(shè)定得不低于發(fā)動(dòng)機(jī)50能穩(wěn)定并連續(xù)驅(qū)動(dòng)的最小旋轉(zhuǎn)速度。在發(fā)動(dòng)機(jī)50的旋轉(zhuǎn)速度Ne低于預(yù)定旋轉(zhuǎn)速度NST情況下,程序轉(zhuǎn)到步驟S436,并且重復(fù)步驟S436到步驟S438的處理,直到發(fā)動(dòng)機(jī)50的旋轉(zhuǎn)速度Ne變?yōu)榈扔诨蚋哂陬A(yù)定旋轉(zhuǎn)速度NST。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)50的旋轉(zhuǎn)速度Ne不低于預(yù)定旋轉(zhuǎn)速度NST時(shí),控制CPU 90向EFIECU 70傳送一個(gè)信號(hào),以在步驟S439起動(dòng)燃料噴射控制和點(diǎn)火控制。然后程序從這個(gè)程序退出。接收信號(hào)以起動(dòng)燃料噴射控制和點(diǎn)火控制的EFIECU 70在控制空轉(zhuǎn)速度控制閥(未示出)的位置的同時(shí),起動(dòng)從燃料噴射閥51的燃料噴射及用點(diǎn)火塞62的點(diǎn)火,從而使發(fā)動(dòng)機(jī)50能夠在空轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)速度下驅(qū)動(dòng)。
以上討論的發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)過(guò)程能在機(jī)動(dòng)車(chē)停止時(shí)起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)50。該發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)過(guò)程把第一離合器45設(shè)定在合上位置,并且把第二離合器46設(shè)定在分離位置,以便把曲軸56連接在輔助電動(dòng)機(jī)40的轉(zhuǎn)子41上,并且使發(fā)動(dòng)機(jī)50能夠由輔助電動(dòng)機(jī)40驅(qū)動(dòng)。這種結(jié)構(gòu)不要求任何附加電動(dòng)機(jī)來(lái)起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)50,從而減小了整個(gè)動(dòng)力輸出設(shè)備20的尺寸。
該實(shí)施例的發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)過(guò)程把第一離合器45設(shè)定在合上位置,且把第二離合器46設(shè)定在分離位置,以便使輔助電動(dòng)機(jī)40能夠電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)50。按照另一種可能結(jié)構(gòu),發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)過(guò)程可以把第一離合器45設(shè)定在分離位置,且把第二離合器46設(shè)定在合上位置,以便使離合器電動(dòng)機(jī)30能夠電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)50。這樣的發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)過(guò)程遵循圖39流程圖所示的發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)過(guò)程程序,對(duì)其作簡(jiǎn)短敘述。
當(dāng)程序進(jìn)入圖39程序時(shí),控制器80的控制CPU 90首先在步驟S440把第一離合器45設(shè)定在分離位置,且在步驟S441把第二離合器46設(shè)定在合上位置,以便使動(dòng)力輸出設(shè)備20能夠具有圖3示意圖所示結(jié)構(gòu)??刂艭PU 90然后在步驟S442把離合器電動(dòng)機(jī)30的轉(zhuǎn)矩命令值Tc*設(shè)定為起動(dòng)轉(zhuǎn)矩TST,并且在步驟S443把預(yù)定電流IST(IuSt,IvST和IwST)規(guī)定為流過(guò)輔助電動(dòng)機(jī)40的三相線(xiàn)圈44的各個(gè)相的電流Ia(Iua,Iva和Iwa)。程序然后執(zhí)行步驟S445和步驟S446的處理,以控制離合器電動(dòng)機(jī)30和輔助電動(dòng)機(jī)40。預(yù)定電流IST設(shè)定得即使當(dāng)對(duì)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)軸38施加起動(dòng)轉(zhuǎn)矩TST時(shí),也不比產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩以防止輔助電動(dòng)機(jī)40中轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)軸38旋轉(zhuǎn)的電流的值小。按這樣方式的離合器電動(dòng)機(jī)30和輔助電動(dòng)機(jī)40的控制使得借助于第二離合器46與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)軸38連接的驅(qū)動(dòng)軸22能夠得到固定,并且由輔助電動(dòng)機(jī)40限制其旋轉(zhuǎn)。發(fā)動(dòng)機(jī)50的曲軸56因此由離合器電動(dòng)機(jī)30電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng),離合器電動(dòng)機(jī)30向曲軸56輸出起動(dòng)轉(zhuǎn)矩TST,作為輔助電動(dòng)機(jī)40所支持的轉(zhuǎn)矩的反作用力。按圖38發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)過(guò)程程序相同的方式,控制CPU 90然后等待,直到在步驟S447和步驟S448發(fā)動(dòng)機(jī)50的旋轉(zhuǎn)速度Ne變?yōu)榈扔诨蚋哂陬A(yù)定旋轉(zhuǎn)速度NST為止,并且在步驟S449向EFIECU 70傳送一個(gè)信號(hào)以起動(dòng)燃料噴射控制和點(diǎn)火控制。
在圖3結(jié)構(gòu)中,其中第一離合器45在分離位置,且第二離合器46在合上位置,則當(dāng)機(jī)動(dòng)車(chē)在停止時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)過(guò)程能借助于離合器電動(dòng)機(jī)30和輔助電動(dòng)機(jī)40來(lái)起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)50。這種結(jié)構(gòu)也不要求任何附加電動(dòng)機(jī)來(lái)起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)50,從而減小整個(gè)動(dòng)力輸出設(shè)備20的尺寸。
以下敘述機(jī)動(dòng)車(chē)在驅(qū)動(dòng)狀態(tài)時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)50的起動(dòng)過(guò)程,其遵循圖40流程圖所示電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)狀態(tài)下的發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)過(guò)程程序。當(dāng)在圖13操作方式確定程序中選擇除電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方式以外的操作方式時(shí),例如,當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)50在停止時(shí),當(dāng)駕駛員接通開(kāi)關(guān)(未示出)以起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)50時(shí),或當(dāng)電池94的剩余電荷變?yōu)樾∮诘谝婚撝礏L時(shí),執(zhí)行這個(gè)程序,并且執(zhí)行電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方式下的轉(zhuǎn)矩控制過(guò)程。在本實(shí)施例中,當(dāng)動(dòng)力輸出設(shè)備20具有圖3結(jié)構(gòu)時(shí),其中第一離合器45在分離位置,且第二離合器46在合上位置,則按照?qǐng)D35流程圖所示電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方式下的轉(zhuǎn)矩控制程序,即從輔助電動(dòng)機(jī)40向驅(qū)動(dòng)軸22輸出轉(zhuǎn)矩命令值Td*的過(guò)程,執(zhí)行電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方式下的轉(zhuǎn)矩控制過(guò)程。
當(dāng)程序進(jìn)入圖40程序時(shí),控制器80的控制CPU 90首先在步驟S450把離合器電動(dòng)機(jī)30的轉(zhuǎn)矩命令值Tc*設(shè)定為起動(dòng)轉(zhuǎn)矩TST,并且在步驟S452把輔助電動(dòng)機(jī)40的轉(zhuǎn)矩命令值Ta*設(shè)定為起動(dòng)轉(zhuǎn)矩TST。程序然后執(zhí)行步驟S454和步驟S456的處理,以控制離合器電動(dòng)機(jī)30和輔助電動(dòng)機(jī)40。如前所討論,當(dāng)動(dòng)力輸出設(shè)備20具有圖3所示結(jié)構(gòu)時(shí)執(zhí)行這個(gè)程序。在這種結(jié)構(gòu)中當(dāng)離合器電動(dòng)機(jī)30向曲軸56輸出起動(dòng)轉(zhuǎn)矩TST時(shí),用這個(gè)轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)50。此刻,從離合器電動(dòng)機(jī)30向驅(qū)動(dòng)軸22輸出與起動(dòng)轉(zhuǎn)矩TST具有相同大小但是相反方向的轉(zhuǎn)矩,作為起動(dòng)轉(zhuǎn)矩TST的反作用力。如果按圖35所示電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方式下的轉(zhuǎn)矩控制程序中步驟S384的處理相同的方式,把輔助電動(dòng)機(jī)40的轉(zhuǎn)矩命令值Ta*設(shè)定為輸出轉(zhuǎn)矩命令值Td*,則輸出到驅(qū)動(dòng)軸22的合成轉(zhuǎn)矩比駕駛員所要求的轉(zhuǎn)矩(即輸出轉(zhuǎn)矩命令值Td*)小了從離合器電動(dòng)機(jī)30向驅(qū)動(dòng)軸22輸出的轉(zhuǎn)矩。這樣當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)50起動(dòng)操作時(shí)引起轉(zhuǎn)矩沖擊。然而,本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)在步驟S452把輔助電動(dòng)機(jī)40的轉(zhuǎn)矩命令值Ta*設(shè)定為輸出轉(zhuǎn)矩命令值Td*與起動(dòng)轉(zhuǎn)矩TST的和,從而取消了這樣的轉(zhuǎn)矩沖擊。
像圖38發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)過(guò)程程序中步驟S437和步驟S438的處理那樣,在借助于離合器電動(dòng)機(jī)30電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)50以后,控制CPU 90等待,直到在步驟S456和步驟S460發(fā)動(dòng)機(jī)50的旋轉(zhuǎn)速度Ne變?yōu)榈扔诨蚋哂陬A(yù)定旋轉(zhuǎn)速度NST為止,并且在步驟S462向EFIECU 70傳送一個(gè)信號(hào)以起動(dòng)燃料噴射控制和點(diǎn)火控制。
當(dāng)機(jī)動(dòng)車(chē)僅用輔助電動(dòng)機(jī)40輸出的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)時(shí)候,以上討論的該實(shí)施例的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)狀態(tài)下的發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)過(guò)程程序能起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)50。由于離合器電動(dòng)機(jī)30工作為起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)50,所以無(wú)需附加電動(dòng)機(jī)來(lái)起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)50。調(diào)節(jié)從輔助電動(dòng)機(jī)40向驅(qū)動(dòng)軸22輸出的轉(zhuǎn)矩,以在電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)50過(guò)程中取消從離合器電動(dòng)機(jī)30向驅(qū)動(dòng)軸22輸出的轉(zhuǎn)矩。這樣有效地減小了甚至消除了起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)50時(shí)所可能發(fā)生的轉(zhuǎn)矩沖擊。
當(dāng)動(dòng)力輸出設(shè)備20具有圖3所示結(jié)構(gòu)時(shí),其中第一離合器45在分離位置,且第二離合器46在合上位置,則當(dāng)執(zhí)行圖35流程圖所示電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方式下的轉(zhuǎn)矩控制程序,以從輔助電動(dòng)機(jī)40向驅(qū)動(dòng)軸22輸出希望轉(zhuǎn)矩(轉(zhuǎn)矩命令值Td*)時(shí),該實(shí)施例的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)狀態(tài)下的發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)過(guò)程程序起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)50。當(dāng)動(dòng)力輸出設(shè)備20具有圖4所示結(jié)構(gòu)時(shí),其中第一離合器45在合上位置,且第二離合器46在分離位置,則當(dāng)執(zhí)行圖36流程圖所示電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方式下的轉(zhuǎn)矩控制程序,以借助于輔助電動(dòng)機(jī)40固定曲軸56,并從離合器電動(dòng)機(jī)30向驅(qū)動(dòng)軸22輸出轉(zhuǎn)矩命令值Td*時(shí),可選擇地執(zhí)行圖41流程圖所示電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方式下的另一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)過(guò)程程序。
當(dāng)程序進(jìn)入圖41程序時(shí),控制器80的控制CPU 90首先在步驟S470把離合器電動(dòng)機(jī)30的轉(zhuǎn)矩命令值Tc*設(shè)定為輸出到驅(qū)動(dòng)軸22的輸出轉(zhuǎn)矩命令值Td*,并且在步驟S472把輔助電動(dòng)機(jī)40的轉(zhuǎn)矩命令值Ta*設(shè)定為輸出轉(zhuǎn)矩命令值Td*與起動(dòng)轉(zhuǎn)矩TST的和。程序然后執(zhí)行步驟S472和步驟S476的處理,以控制離合器電動(dòng)機(jī)30和輔助電動(dòng)機(jī)40。如前所討論,當(dāng)動(dòng)力輸出設(shè)備20具有圖4所示結(jié)構(gòu)時(shí),執(zhí)行本程序。在這個(gè)結(jié)構(gòu)中,輔助電動(dòng)機(jī)40輸出轉(zhuǎn)矩,作為從離合器電動(dòng)機(jī)30向驅(qū)動(dòng)軸22輸出的轉(zhuǎn)矩(轉(zhuǎn)矩命令值Td*)的反作用力,以便固定曲軸56。當(dāng)在步驟S472對(duì)輔助電動(dòng)機(jī)40的轉(zhuǎn)矩命令值Ta*設(shè)定大于轉(zhuǎn)矩命令值Td*的轉(zhuǎn)矩時(shí),輔助電動(dòng)機(jī)40能電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)50。由于從離合器電動(dòng)機(jī)30向驅(qū)動(dòng)軸22輸出與轉(zhuǎn)矩命令值Td*相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)矩,而與輔助電動(dòng)機(jī)40的轉(zhuǎn)矩命令值Ta*無(wú)關(guān),所以在起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)50時(shí)無(wú)轉(zhuǎn)矩沖擊發(fā)生。
像圖38發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)過(guò)程程序中步驟S437和步驟S438的處理那樣,在借助于輔助電動(dòng)機(jī)40電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)50以后,控制CPU 90等待,直到在步驟S478和步驟S480發(fā)動(dòng)機(jī)50的旋轉(zhuǎn)速度Ne變?yōu)榈扔诨蚋哂陬A(yù)定旋轉(zhuǎn)速度NST為止,并且在步驟S482向EFIECU 70傳送一個(gè)信號(hào),以起動(dòng)燃料噴射控制和點(diǎn)火控制。
以上討論的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)狀態(tài)下的變更發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)過(guò)程在機(jī)動(dòng)車(chē)由離合器電動(dòng)機(jī)30輸出的動(dòng)力驅(qū)動(dòng),并且輔助電動(dòng)機(jī)40產(chǎn)生反作用力以固定曲軸56時(shí),能起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)50。由于輔助電動(dòng)機(jī)40工作以起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)50,所以無(wú)需附加電動(dòng)機(jī)來(lái)起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)50。在電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)50過(guò)程中,從離合器電動(dòng)機(jī)30向驅(qū)動(dòng)軸22輸出的轉(zhuǎn)矩?zé)o變化。因此當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)50起動(dòng)操作時(shí)無(wú)轉(zhuǎn)矩沖擊發(fā)生。
當(dāng)動(dòng)力輸出設(shè)備20具有圖3所示結(jié)構(gòu)時(shí),其中第一離合器45在分離位置,且第二離合器46在合上位置,則當(dāng)執(zhí)行圖35流程圖所示電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方式下的轉(zhuǎn)矩控制程序,以從輔助電動(dòng)機(jī)40向驅(qū)動(dòng)軸22輸出希望轉(zhuǎn)矩(轉(zhuǎn)矩命令值Td*)時(shí),該實(shí)施例的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)狀態(tài)下的發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)過(guò)程程序起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)50。當(dāng)動(dòng)力輸出設(shè)備20具有圖9所示結(jié)構(gòu)時(shí),其中第一離合器45和第二離合器46都在合上位置,則當(dāng)執(zhí)行圖37流程圖所示電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方式下的轉(zhuǎn)矩控制程序,以使輔助電動(dòng)機(jī)40能夠把發(fā)動(dòng)機(jī)50保持隨動(dòng)狀態(tài),并且向驅(qū)動(dòng)軸22輸出希望轉(zhuǎn)矩(轉(zhuǎn)矩命令值Td*)時(shí),執(zhí)行圖42流程圖所示電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方式下的又一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)過(guò)程程序,以起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)50。
當(dāng)程序進(jìn)入圖42流程圖時(shí),控制器80的控制CPU 90首先執(zhí)行與圖37流程圖所示電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方式下的轉(zhuǎn)矩控制程序中步驟S424到步驟S426和步驟S428的處理相同的處理。即控制CPU 90在步驟S490讀出發(fā)動(dòng)機(jī)50的旋轉(zhuǎn)速度Ne,在步驟S491根據(jù)輸入的旋轉(zhuǎn)速度Ne得到發(fā)動(dòng)機(jī)50的摩擦轉(zhuǎn)矩Tef,并且在步驟S492把輔助電動(dòng)機(jī)40的轉(zhuǎn)矩命令值Ta*設(shè)定為這樣得到的摩擦轉(zhuǎn)矩Tef與轉(zhuǎn)矩命令值Td*的和??刂艭PU 90然后在步驟S493根據(jù)這個(gè)值控制輔助電動(dòng)機(jī)40。
在步驟S494把輸入旋轉(zhuǎn)速度Ne與預(yù)定旋轉(zhuǎn)速度NST比較。當(dāng)輸入旋轉(zhuǎn)速度Ne低于預(yù)定旋轉(zhuǎn)速度NST時(shí),程序確定發(fā)動(dòng)機(jī)50不能在該輸入旋轉(zhuǎn)速度下穩(wěn)定地驅(qū)動(dòng),并且返回到步驟S490以重復(fù)步驟S490到步驟S494的處理,直到旋轉(zhuǎn)速度Ne變?yōu)榈扔诨蚋哂陬A(yù)定旋轉(zhuǎn)速度NST為止。由于在輔助電動(dòng)機(jī)40使發(fā)動(dòng)機(jī)50保持在隨動(dòng)狀態(tài)下時(shí)執(zhí)行本起動(dòng)過(guò)程程序,所以重復(fù)與圖37流程圖所示電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方式下的轉(zhuǎn)矩控制程序中步驟S424到步驟S426和步驟S428的處理相同的處理。在這個(gè)狀態(tài)下,通過(guò)第一離合器45和第二離合器46把曲軸56連接在驅(qū)動(dòng)軸22上,以便不能優(yōu)先于驅(qū)動(dòng)軸22的旋轉(zhuǎn)速度Nd來(lái)調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)50的旋轉(zhuǎn)速度Ne。
在步驟S494在發(fā)動(dòng)機(jī)50的旋轉(zhuǎn)速度Ne不低于預(yù)定旋轉(zhuǎn)速度NST情況下,控制CPU 90在步驟S495計(jì)算在無(wú)負(fù)載條件下在發(fā)動(dòng)機(jī)50在旋轉(zhuǎn)速度Ne下驅(qū)動(dòng)時(shí)的燃料噴射量,并且在步驟S496向EFIECU 70傳送一個(gè)信號(hào),以執(zhí)行點(diǎn)火控制和燃料噴射控制,以從燃料噴射閥51噴射計(jì)算的燃料量。在本實(shí)施例中,在無(wú)負(fù)載條件下對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)50的各個(gè)旋轉(zhuǎn)速度Ne用實(shí)驗(yàn)或其它方法確定燃料噴射量,并且預(yù)先以圖存儲(chǔ)在ROM 90b中。按照一個(gè)具體過(guò)程,在步驟S495,從存儲(chǔ)在ROM 90b中的圖中讀出與輸入旋轉(zhuǎn)速度Ne相對(duì)應(yīng)的燃料噴射量??刂艭PU 90隨后在步驟S497把輔助電動(dòng)機(jī)40的轉(zhuǎn)矩命令值Ta*設(shè)定為輸出轉(zhuǎn)矩命令值Td*,并且在步驟S498控制輔助電動(dòng)機(jī)40。程序然后從這個(gè)程序退出。因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)50在無(wú)負(fù)載條件下在旋轉(zhuǎn)速度Ne下驅(qū)動(dòng),所以從輔助電動(dòng)機(jī)40的轉(zhuǎn)矩命令值Ta*的設(shè)定值中略去發(fā)動(dòng)機(jī)50的摩擦轉(zhuǎn)矩Tef。
以上討論的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)狀態(tài)下的變更發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)過(guò)程程序在輔助電動(dòng)機(jī)40使發(fā)動(dòng)機(jī)50保持在隨動(dòng)狀態(tài),并且向驅(qū)動(dòng)軸22輸出動(dòng)力時(shí),能起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)50。這個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)過(guò)程程序調(diào)節(jié)燃料噴射量,以便使發(fā)動(dòng)機(jī)50能夠在無(wú)負(fù)載條件下在旋轉(zhuǎn)速度Ne下驅(qū)動(dòng),并且把輔助電動(dòng)機(jī)40的轉(zhuǎn)矩命令值Ta*設(shè)定為輸出轉(zhuǎn)矩命令值Td*,從而有效地減小了起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)50時(shí)出現(xiàn)的轉(zhuǎn)矩沖擊。雖然該電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)狀態(tài)下的變更發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)過(guò)程程序使發(fā)動(dòng)機(jī)50控制在無(wú)負(fù)載條件下旋轉(zhuǎn)速度Ne下驅(qū)動(dòng),但是發(fā)動(dòng)機(jī)50可以在負(fù)載轉(zhuǎn)矩Te下旋轉(zhuǎn)速度Ne下驅(qū)動(dòng)。在后種情況下,把輔助電動(dòng)機(jī)40的轉(zhuǎn)矩命令值Ta*設(shè)定為從輸出轉(zhuǎn)矩命令值Td*中減去負(fù)載轉(zhuǎn)矩Te所得到的值,以便減小起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)50時(shí)出現(xiàn)的轉(zhuǎn)矩沖擊。在該電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)狀態(tài)下的變更發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)過(guò)程程序中,由于不能優(yōu)先于驅(qū)動(dòng)軸22的旋轉(zhuǎn)速度Nd調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)50的旋轉(zhuǎn)速度,所以在步驟S494當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)50的旋轉(zhuǎn)速度Ne低于預(yù)定旋轉(zhuǎn)速度NST時(shí),重復(fù)步驟S490到步驟S494的處理。在動(dòng)力輸出設(shè)備20安裝在能相對(duì)自由地改變驅(qū)動(dòng)軸22的旋轉(zhuǎn)速度Nd的結(jié)構(gòu)上,例如船舶或飛機(jī)上,該過(guò)程程序可以?xún)?yōu)先于驅(qū)動(dòng)軸22的旋轉(zhuǎn)速度Nd控制發(fā)動(dòng)機(jī)50的旋轉(zhuǎn)速度。
E.反向驅(qū)動(dòng)下的控制以下敘述當(dāng)該實(shí)施例的動(dòng)力輸出設(shè)備20向后移動(dòng)機(jī)動(dòng)車(chē)時(shí)的控制過(guò)程。反向驅(qū)動(dòng)狀態(tài)下的控制過(guò)程遵循圖43流程圖所示反向驅(qū)動(dòng)狀態(tài)下的轉(zhuǎn)矩控制程序。當(dāng)變速器位置傳感器84探測(cè)到變速器82由駕駛員設(shè)定在反向位置時(shí),則按預(yù)定時(shí)間間隔(例如每8msec)重復(fù)執(zhí)行本程序。
當(dāng)程序進(jìn)入圖43程序時(shí),控制器80的控制CPU 90首先在步驟S500確定第一離合器45是否在分離位置,且第二離合器46是否在合上位置(即圖3示意圖所示結(jié)構(gòu))。在離合器45和46的實(shí)際狀態(tài)與目標(biāo)狀態(tài)不同時(shí),控制CPU 90在步驟S502使離合器45和46都分離,并且在步驟S504僅使第二離合器46合上。前文已討論了為什么在離合器45和46的實(shí)際狀態(tài)與目標(biāo)狀態(tài)不同時(shí)立刻使離合器45和46都分離的理由。控制CPU 90隨后在步驟S506讀出驅(qū)動(dòng)軸22的旋轉(zhuǎn)速度Nd,并且在步驟S508讀出用加速器踏板位置傳感器64a測(cè)量的加速器踏板位置AP??刂艭PU 90在步驟S510根據(jù)驅(qū)動(dòng)軸22的輸入旋轉(zhuǎn)速度Nd和輸入的加速器踏板位置AP,得到輸出到驅(qū)動(dòng)軸22的轉(zhuǎn)矩(輸出轉(zhuǎn)矩命令值Td*)。得到轉(zhuǎn)矩命令值Td*的過(guò)程與圖11操作控制程序中步驟S104的處理所說(shuō)明的技術(shù)相同。由于在本程序中變速器82設(shè)定在反向位置,所以轉(zhuǎn)矩命令值Td*以負(fù)值給定。
在得到轉(zhuǎn)矩命令值Td*以后,控制CPU 90在步驟S512讀出電池94的剩余電荷BRM,并且在步驟S514把電池94的輸入剩余電荷BRM與第一閾值BL比較。在電池94的剩余電荷BRM不小于第一閾值BL情況下,程序確定電池94的剩余電荷BRM足夠驅(qū)動(dòng)輔助電動(dòng)機(jī)40,并且轉(zhuǎn)到步驟S516,以確定發(fā)動(dòng)機(jī)50是否在驅(qū)動(dòng)狀態(tài)。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)50在驅(qū)動(dòng)狀態(tài)時(shí),控制CPU 90在步驟S518向EFIECU 70傳送一個(gè)信號(hào),以使發(fā)動(dòng)機(jī)50保持在空轉(zhuǎn)??刂艭PU 90隨后在步驟S520把離合器電動(dòng)機(jī)30的轉(zhuǎn)矩命令值Tc*設(shè)定等于零,在步驟S522把輔助電動(dòng)機(jī)40的轉(zhuǎn)矩命令值Ta*設(shè)定為輸出轉(zhuǎn)矩命令值Td*,并且在步驟S530到步驟S534控制離合器電動(dòng)機(jī)30,輔助電動(dòng)機(jī)40和發(fā)動(dòng)機(jī)50。前文已敘述了EFIECU 70接收信號(hào)以使發(fā)動(dòng)機(jī)50保持在空轉(zhuǎn)的控制過(guò)程,以及當(dāng)轉(zhuǎn)矩命令值Tc*設(shè)定等于零時(shí)離合器電動(dòng)機(jī)30的控制過(guò)程。輔助電動(dòng)機(jī)40消耗的電力由電池94放電的電力供給。
相反,在步驟S514在電池94的剩余電荷BRM小于第一閾值BL情況下,程序轉(zhuǎn)到步驟S523,以用驅(qū)動(dòng)軸22的旋轉(zhuǎn)速度Nd乘輸出到驅(qū)動(dòng)軸22的轉(zhuǎn)矩(轉(zhuǎn)矩命令值Td*)來(lái)計(jì)算輸出到驅(qū)動(dòng)軸22的能量Pd??刂艭PU90然后在步驟S524根據(jù)所計(jì)算的能量Pd設(shè)定發(fā)動(dòng)機(jī)50的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Te*和目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度Ne*。設(shè)定發(fā)動(dòng)機(jī)50的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Te*和目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度Ne*的過(guò)程與圖15和圖16流程圖所示正常驅(qū)動(dòng)方式下的轉(zhuǎn)矩控制程序中步驟S170的處理所說(shuō)明的技術(shù)相同。雖然如上所述轉(zhuǎn)矩命令值Td*為負(fù),但是驅(qū)動(dòng)軸22的旋轉(zhuǎn)速度Nd在反向驅(qū)動(dòng)狀態(tài)下也取負(fù)值,以便能量Pd像前向驅(qū)動(dòng)狀態(tài)下那樣具有正值??刂艭PU 90隨后在步驟S526把離合器電動(dòng)機(jī)30的轉(zhuǎn)矩命令值Tc*設(shè)定為目標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩Te*,在步驟S528把輔助電動(dòng)機(jī)40的轉(zhuǎn)矩命令值Ta*設(shè)定為從輸出轉(zhuǎn)矩命令值Td*中減去轉(zhuǎn)矩命令值Tc*所得到的值,并且在步驟S530到步驟S534控制離合器電動(dòng)機(jī)30,輔助電動(dòng)機(jī)40和發(fā)動(dòng)機(jī)50。由于轉(zhuǎn)矩命令值Td*為負(fù),并且離合器電動(dòng)機(jī)30的轉(zhuǎn)矩命令值Tc*為正,所以對(duì)輔助電動(dòng)機(jī)40的轉(zhuǎn)矩命令值Ta*設(shè)定大小比轉(zhuǎn)矩命令值Td*大的負(fù)值。
圖44表示當(dāng)在步驟S514確定電池94的剩余電荷BRM小于第一閾值BL時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)50,離合器電動(dòng)機(jī)30和輔助電動(dòng)機(jī)40的操作狀態(tài),以及施加到曲軸56和驅(qū)動(dòng)軸22的轉(zhuǎn)矩的狀態(tài)。圖45表示在這樣條件下轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換的狀態(tài)。參考圖44,發(fā)動(dòng)機(jī)50沿曲軸56的旋轉(zhuǎn)方向輸出轉(zhuǎn)矩Te。從離合器電動(dòng)機(jī)30輸出的轉(zhuǎn)矩Tc起發(fā)動(dòng)機(jī)50的負(fù)載轉(zhuǎn)矩作用,并且因此在沿曲軸56的旋轉(zhuǎn)方向施加在驅(qū)動(dòng)軸22上時(shí),沿曲軸56的旋轉(zhuǎn)反向施加在曲軸56上。驅(qū)動(dòng)軸22沿曲軸56的旋轉(zhuǎn)反向旋轉(zhuǎn),以便離合器電動(dòng)機(jī)30輸出的轉(zhuǎn)矩Tc沿驅(qū)動(dòng)軸22的旋轉(zhuǎn)反向施加在驅(qū)動(dòng)軸22上。在這個(gè)狀態(tài)下,發(fā)動(dòng)機(jī)50的旋轉(zhuǎn)速度Ne與驅(qū)動(dòng)軸22的旋轉(zhuǎn)速度Nd之間的旋轉(zhuǎn)速度差Nc具有正值。離合器電動(dòng)機(jī)30因此執(zhí)行再生操作,以再生與旋轉(zhuǎn)速度差Nc相對(duì)應(yīng)的電力。由于轉(zhuǎn)矩命令值Ta*為負(fù),所以從輔助電動(dòng)機(jī)40輸出的轉(zhuǎn)矩Ta沿驅(qū)動(dòng)軸22的旋轉(zhuǎn)方向施加在驅(qū)動(dòng)軸22上。把輔助電動(dòng)機(jī)40的轉(zhuǎn)矩命令值Ta*設(shè)定為從轉(zhuǎn)矩命令值Td*中減去轉(zhuǎn)矩命令值Tc*所得到的值。這樣不僅取消了從離合器電動(dòng)機(jī)30向驅(qū)動(dòng)軸22輸出的轉(zhuǎn)矩Tc,而且對(duì)驅(qū)動(dòng)軸22施加與轉(zhuǎn)矩命令值Td*相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)矩Td。輔助電動(dòng)機(jī)40消耗的電力由離合器電動(dòng)機(jī)30再生的電力供給。參考圖45,離合器電動(dòng)機(jī)30向驅(qū)動(dòng)軸22傳送轉(zhuǎn)矩Te,并且以面積Ge所表示的能量再生從發(fā)動(dòng)機(jī)50輸出的動(dòng)力,發(fā)動(dòng)機(jī)50在轉(zhuǎn)矩Te和旋轉(zhuǎn)速度Ne所限定的驅(qū)動(dòng)點(diǎn)下驅(qū)動(dòng)。能量Ge以面積Gd所表示的能量供給輔助電動(dòng)機(jī)40,從而以旋轉(zhuǎn)速度Nd和沿發(fā)動(dòng)機(jī)50旋轉(zhuǎn)反向作用的轉(zhuǎn)矩Td所限定的動(dòng)力輸出到驅(qū)動(dòng)軸22。這個(gè)轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換不伴隨電池94的充電或放電過(guò)程。
以上討論的反向驅(qū)動(dòng)狀態(tài)下的控制過(guò)程能向后移動(dòng)機(jī)動(dòng)車(chē)。在電池94的剩余電荷BRM足夠情況下,輔助電動(dòng)機(jī)40利用電池94放電的電力來(lái)輸出動(dòng)力,并向后移動(dòng)機(jī)動(dòng)車(chē)。另一個(gè)過(guò)程借助于離合器電動(dòng)機(jī)30和輔助電動(dòng)機(jī)40把發(fā)動(dòng)機(jī)50輸出的動(dòng)力轉(zhuǎn)換成沿發(fā)動(dòng)機(jī)50的旋轉(zhuǎn)反向作用的動(dòng)力,從而向后移動(dòng)機(jī)動(dòng)車(chē)。這個(gè)過(guò)程由轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn),而與電池94的剩余電荷BRM無(wú)關(guān)。這樣即使當(dāng)電池94的剩余電荷不足以釋放電力時(shí),也允許向后移動(dòng)機(jī)動(dòng)車(chē)。
在該實(shí)施例的反向驅(qū)動(dòng)狀態(tài)下的控制過(guò)程中,當(dāng)電池94的剩余電荷BRM小于第一閾值BL時(shí),從發(fā)動(dòng)機(jī)50輸出的全部能量Pe借助于離合器電動(dòng)機(jī)30和輔助電動(dòng)機(jī)40經(jīng)受轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換,并且輸出到驅(qū)動(dòng)軸22。按照另一種可能結(jié)構(gòu),電池94可以用發(fā)動(dòng)機(jī)50輸出的能量Pe的部分來(lái)充電,或輸出到驅(qū)動(dòng)軸22的能量Pd的部分可以從電池94放電。在這種變更結(jié)構(gòu)中,按照比輸出到驅(qū)動(dòng)軸22的能量Pd大的能量Pe或比能量Pd小的能量Pe來(lái)設(shè)定發(fā)動(dòng)機(jī)50的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Te*和目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度Ne*。
當(dāng)動(dòng)力輸出設(shè)備20具有圖3結(jié)構(gòu)時(shí),其中第一離合器45在分離位置,且第二離合器46在合上位置,則該實(shí)施例的反向驅(qū)動(dòng)狀態(tài)下的控制過(guò)程向后移動(dòng)機(jī)動(dòng)車(chē)。當(dāng)動(dòng)力輸出設(shè)備20具有圖4結(jié)構(gòu)時(shí),其中第一離合器45在合上位置,且第二離合器46在分離位置,則反向驅(qū)動(dòng)狀態(tài)下的另一種控制過(guò)程向后移動(dòng)機(jī)動(dòng)車(chē)。在這種情況下,執(zhí)行圖48流程圖所示反向驅(qū)動(dòng)狀態(tài)下的轉(zhuǎn)矩控制程序。除操作第一離合器45和第二離合器46,以便使第一離合器45設(shè)定在合上位置且第二離合器46設(shè)定在分離位置,并且使動(dòng)力輸出設(shè)備29能夠具有圖4結(jié)構(gòu)(即步驟S540到步驟S544的處理),以及根據(jù)離合器45和46的這些不同合上-分離狀態(tài)來(lái)設(shè)定離合器電動(dòng)機(jī)30和輔助電動(dòng)機(jī)40的轉(zhuǎn)矩命令值Tc*和Ta*(即步驟S560,步驟S562,步驟S566和步驟S568的處理)以外,圖46所示的反向驅(qū)動(dòng)狀態(tài)下的轉(zhuǎn)矩控制程序與圖43所示的相同。對(duì)第一離合器45和第二離合器46的合上-分離狀態(tài)無(wú)須作進(jìn)一步說(shuō)明。以下敘述設(shè)定離合器電動(dòng)機(jī)30和輔助電動(dòng)機(jī)40的轉(zhuǎn)矩命令值Tc*和Ta*的過(guò)程,以及動(dòng)力輸出設(shè)備20根據(jù)這些值的操作。
在圖46所示反向驅(qū)動(dòng)狀態(tài)下的轉(zhuǎn)矩控制程序中,在步驟S554當(dāng)電池94的剩余電荷BRM不小于第一閾值BL時(shí),控制器80的控制CPU 90在步驟S560和步驟S562把離合器電動(dòng)機(jī)30的轉(zhuǎn)矩命令值Tc*和輔助電動(dòng)機(jī)40的轉(zhuǎn)矩命令值Ta*都設(shè)定為輸出到驅(qū)動(dòng)軸22的輸出轉(zhuǎn)矩命令值Td*。在這個(gè)程序中,動(dòng)力輸出設(shè)備20具有圖4示意圖所示結(jié)構(gòu)。把離合器電動(dòng)機(jī)30的轉(zhuǎn)矩命令值Tc*設(shè)定為輸出轉(zhuǎn)矩命令值Td*使離合器電動(dòng)機(jī)30能夠向驅(qū)動(dòng)軸22輸出與輸出轉(zhuǎn)矩命令值Td*相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)矩。因?yàn)橐韵吕碛桑€把輔助電動(dòng)機(jī)40的轉(zhuǎn)矩命令值Ta*設(shè)定為輸出轉(zhuǎn)矩命令值Td*。當(dāng)離合器電動(dòng)機(jī)30向驅(qū)動(dòng)軸22輸出與輸出轉(zhuǎn)矩命令值Td*相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)矩時(shí),則作為反作用力對(duì)曲軸56輸出一個(gè)具有相同大小但是相反方向的轉(zhuǎn)矩。輔助電動(dòng)機(jī)40因此要求輸出一個(gè)轉(zhuǎn)矩,其取消作為反作用力的轉(zhuǎn)矩。雖然在圖46流程圖中在步驟S562把輔助電動(dòng)機(jī)40的轉(zhuǎn)矩命令值Ta*設(shè)定為輸出轉(zhuǎn)矩命令值Td*,但是當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)50在停止時(shí)可以閉鎖輔助電動(dòng)機(jī)40。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)50保持在空轉(zhuǎn)時(shí),可以反饋控制輔助電動(dòng)機(jī)40的轉(zhuǎn)矩命令值Ta*,以使曲軸56的旋轉(zhuǎn)速度Ne等于空轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)速度。
相反,在步驟S554在電池94的剩余電荷BRM小于第一閾值BL情況下,控制CPU 90在步驟S566把離合器電動(dòng)機(jī)30的轉(zhuǎn)矩命令值Tc*設(shè)定為輸出到驅(qū)動(dòng)軸22的轉(zhuǎn)矩命令值Td*,并且在步驟S568把輔助電動(dòng)機(jī)40的轉(zhuǎn)矩命令值Ta*設(shè)定為從轉(zhuǎn)矩命令值Td*中減去發(fā)動(dòng)機(jī)50的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Te*所得到的值。如前文所討論,在本程序中動(dòng)力輸出設(shè)備20具有圖4結(jié)構(gòu)。在這個(gè)條件下,把離合器電動(dòng)機(jī)30的轉(zhuǎn)矩命令值Tc*設(shè)定為輸出轉(zhuǎn)矩命令值Td*也使離合器電動(dòng)機(jī)30能夠向驅(qū)動(dòng)軸22輸出與輸出轉(zhuǎn)矩命令值Td*相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)矩。把輔助電動(dòng)機(jī)40的轉(zhuǎn)矩命令值Ta*設(shè)定為從轉(zhuǎn)矩命令值Td*中減去發(fā)動(dòng)機(jī)50的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Te*所得到的值。這樣當(dāng)離合器電動(dòng)機(jī)30向驅(qū)動(dòng)軸22輸出與轉(zhuǎn)矩命令值Td*相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)矩時(shí),取消了輸出到曲軸56的反作用力,并且提供負(fù)載轉(zhuǎn)矩,以便使發(fā)動(dòng)機(jī)50能夠穩(wěn)定地輸出與目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Te*相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)矩。
圖47表示當(dāng)在步驟S554確定電池94的剩余電荷BRM小于第一閾值BL時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)50,離合器電動(dòng)機(jī)30和輔助電動(dòng)機(jī)40的操作狀態(tài),以及施加到曲軸56和驅(qū)動(dòng)軸22的轉(zhuǎn)矩的狀態(tài)。圖48表示在這樣條件下轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換的狀態(tài)。參考圖47,離合器電動(dòng)機(jī)30沿驅(qū)動(dòng)軸22的旋轉(zhuǎn)方向向驅(qū)動(dòng)軸22輸出轉(zhuǎn)矩Tc(=Td*),以及沿曲軸56的旋轉(zhuǎn)方向(即驅(qū)動(dòng)軸22的旋轉(zhuǎn)反向)向曲軸56輸出轉(zhuǎn)矩Tc。發(fā)動(dòng)機(jī)50沿曲軸56的旋轉(zhuǎn)方向輸出與目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Te*相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)矩Te。輔助電動(dòng)機(jī)40因此要求輸出取消轉(zhuǎn)矩Te和Tc的和的轉(zhuǎn)矩Ta,以便使曲軸56上的轉(zhuǎn)矩平衡。此刻,從輔助電動(dòng)機(jī)40輸出的轉(zhuǎn)矩Ta沿曲軸56的旋轉(zhuǎn)反向作用,以便輔助電動(dòng)機(jī)40執(zhí)行再生操作。離合器電動(dòng)機(jī)30的轉(zhuǎn)矩Tc沿驅(qū)動(dòng)軸22和曲軸56的旋轉(zhuǎn)方向作用,以便離合器電動(dòng)機(jī)30執(zhí)行動(dòng)力操作。離合器電動(dòng)機(jī)30消耗的電力由輔助電動(dòng)機(jī)40再生的電力供給。參考圖48,輔助電動(dòng)機(jī)40以面積Ge所表示的能量再生從發(fā)動(dòng)機(jī)50輸出的動(dòng)力,發(fā)動(dòng)機(jī)50則在由轉(zhuǎn)矩Te和旋轉(zhuǎn)速度Ne所限定的驅(qū)動(dòng)點(diǎn)下驅(qū)動(dòng)。能量Ge以面積Gd所表示的能量供給離合器電動(dòng)機(jī)30,從而以旋轉(zhuǎn)速度Nd和沿發(fā)動(dòng)機(jī)50的旋轉(zhuǎn)反向作用的轉(zhuǎn)矩Td所限定的動(dòng)力輸出到驅(qū)動(dòng)軸22。這個(gè)轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換不伴隨電池94的充電和放電過(guò)程。
以上討論的反向驅(qū)動(dòng)狀態(tài)下的變更控制過(guò)程也能向后移動(dòng)機(jī)動(dòng)車(chē)。在電池94的剩余電荷BRM足夠情況下,離合器電動(dòng)機(jī)30在輔助電動(dòng)機(jī)40接收反作用力時(shí),利用電池94所放電的電力來(lái)輸出動(dòng)力,從而使機(jī)動(dòng)車(chē)能夠向后移動(dòng)。另一個(gè)過(guò)程借助于離合器電動(dòng)機(jī)30和輔助電動(dòng)機(jī)40把發(fā)動(dòng)機(jī)50輸出的動(dòng)力轉(zhuǎn)換成沿發(fā)動(dòng)機(jī)50的旋轉(zhuǎn)反向作用的動(dòng)力,從而向后移動(dòng)機(jī)動(dòng)車(chē)。這個(gè)過(guò)程通過(guò)轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換來(lái)實(shí)現(xiàn),而與電池94的剩余電荷BRM無(wú)關(guān)。這樣即使當(dāng)電池94的剩余電荷BRM不足夠釋放電力時(shí),也允許機(jī)動(dòng)車(chē)向后移動(dòng)。
在反向驅(qū)動(dòng)狀態(tài)下的變更控制過(guò)程中,當(dāng)電池94的剩余電荷BRM小于第一閾值BL時(shí),從發(fā)動(dòng)機(jī)50輸出的全部能量Pe借助于離合器電動(dòng)機(jī)30和輔助電動(dòng)機(jī)40經(jīng)受轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換,并且輸出到驅(qū)動(dòng)軸22。按照另一種可能結(jié)構(gòu),電池94可以用發(fā)動(dòng)機(jī)50輸出的能量Pe的部分來(lái)充電,或輸出到驅(qū)動(dòng)軸22的能量Pd的部分可以從電池94放電。在這種變更結(jié)構(gòu)中,按照比輸出到驅(qū)動(dòng)軸22的能量Pd大的能量Pe或比能量Pd小的能量Pe來(lái)設(shè)定發(fā)動(dòng)機(jī)50的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Te*和目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度Ne*。
F.其它操作控制以上討論涉及當(dāng)該實(shí)施例的動(dòng)力輸出設(shè)備20具有圖3結(jié)構(gòu),圖4結(jié)構(gòu)或圖9結(jié)構(gòu)時(shí)的操作。以下敘述當(dāng)動(dòng)力輸出設(shè)備20具有圖10示意圖所示結(jié)構(gòu)時(shí)的操作。這種結(jié)構(gòu)僅使離合器電動(dòng)機(jī)30與驅(qū)動(dòng)軸22和曲軸56兩者連接。在這種結(jié)構(gòu)中,離合器電動(dòng)機(jī)30在再生或消耗與發(fā)動(dòng)機(jī)50的旋轉(zhuǎn)速度Ne和驅(qū)動(dòng)軸22的旋轉(zhuǎn)速度Nd之間的旋轉(zhuǎn)速度差Nc相對(duì)應(yīng)的電力時(shí),向驅(qū)動(dòng)軸22傳送發(fā)動(dòng)機(jī)50的輸出轉(zhuǎn)矩。在圖9結(jié)構(gòu)中,其中第一離合器45和第二離合器46都在合上位置,則曲軸56和驅(qū)動(dòng)軸22通過(guò)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)軸38相互連接,以便在發(fā)動(dòng)機(jī)50的旋轉(zhuǎn)速度Ne與驅(qū)動(dòng)軸22的旋轉(zhuǎn)速度Nd相同條件下,能由輔助電動(dòng)機(jī)40來(lái)增加或減小轉(zhuǎn)矩。另一方面,在圖10結(jié)構(gòu)中,其中第一離合器45和第二離合器46都在分離位置,則因?yàn)殡x合器電動(dòng)機(jī)30的特性,所以從發(fā)動(dòng)機(jī)50輸出的轉(zhuǎn)矩直接傳送到驅(qū)動(dòng)軸22,以便在發(fā)動(dòng)機(jī)50輸出的轉(zhuǎn)矩Te與輸出到驅(qū)動(dòng)軸22的轉(zhuǎn)矩Td相同條件下,能由離合器電動(dòng)機(jī)30來(lái)增加或減小旋轉(zhuǎn)速度。因此簡(jiǎn)單地用轉(zhuǎn)矩限制來(lái)替換旋轉(zhuǎn)速度限制,則在圖9結(jié)構(gòu)下所執(zhí)行的圖33直接輸出方式下的轉(zhuǎn)矩控制程序適用于圖10結(jié)構(gòu)。圖49是表示應(yīng)用于圖10結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)矩控制程序的流程圖。例如,當(dāng)輸出到驅(qū)動(dòng)軸22的轉(zhuǎn)矩(轉(zhuǎn)矩命令值Td*)在發(fā)動(dòng)機(jī)50的有效驅(qū)動(dòng)范圍以?xún)?nèi)時(shí)(即圖14所示面積PA),執(zhí)行圖49轉(zhuǎn)矩控制程序。以下敘述當(dāng)動(dòng)力輸出設(shè)備20具有圖10示意圖所示結(jié)構(gòu)時(shí)所執(zhí)行的轉(zhuǎn)矩控制過(guò)程。
當(dāng)程序進(jìn)入圖49轉(zhuǎn)矩控制程序時(shí),控制器80的控制CPU 90首先在步驟S600把發(fā)動(dòng)機(jī)50的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Te*設(shè)定為輸出到驅(qū)動(dòng)軸22的轉(zhuǎn)矩命令值Td*,并且在步驟S602確定第一離合器45和第二離合器46是否都在分離位置。在第一離合器45和第二離合器46不都在分離位置情況下,控制CPU 90在步驟S604把離合器45和46設(shè)定在分離位置,以便使動(dòng)力輸出設(shè)備20能夠具有圖10所示結(jié)構(gòu)??刂艭PU90然后在步驟S606讀出驅(qū)動(dòng)軸22的旋轉(zhuǎn)速度Nd,并且在步驟S608相對(duì)于輸出到驅(qū)動(dòng)軸22的轉(zhuǎn)矩命令值Td*,讀出發(fā)動(dòng)機(jī)50的有效驅(qū)動(dòng)范圍內(nèi)(圖14所示面積PA)的最小旋轉(zhuǎn)速度N1和最大旋轉(zhuǎn)速度N2。然后在步驟S610把輸入旋轉(zhuǎn)速度Nd與最小旋轉(zhuǎn)速度N1和最大旋轉(zhuǎn)速度N2比較。在本實(shí)施例中,對(duì)各個(gè)轉(zhuǎn)矩命令值Td*用實(shí)驗(yàn)或其它方法確定發(fā)動(dòng)機(jī)50的有效驅(qū)動(dòng)范圍內(nèi)的最小旋轉(zhuǎn)速度N1和最大旋轉(zhuǎn)速度N2,并且預(yù)先以圖(未示出)存儲(chǔ)在ROM 90b中。按照一個(gè)具體過(guò)程,在步驟S608,從存儲(chǔ)在ROM 90b中的圖中讀出與轉(zhuǎn)矩命令值Td*相對(duì)應(yīng)的最小旋轉(zhuǎn)速度N1和最大旋轉(zhuǎn)速度N2。
在步驟S610,當(dāng)驅(qū)動(dòng)軸22的旋轉(zhuǎn)速度Nd不低于最小旋轉(zhuǎn)速度N1且不高于最大旋轉(zhuǎn)速度N2時(shí),在步驟S614把發(fā)動(dòng)機(jī)50的目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度Ne*設(shè)定為驅(qū)動(dòng)軸22的旋轉(zhuǎn)速度Nd。當(dāng)驅(qū)動(dòng)軸22的旋轉(zhuǎn)速度Nd低于最小旋轉(zhuǎn)速度N1時(shí),在步驟S612把發(fā)動(dòng)機(jī)50的目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度Ne*設(shè)定為最小旋轉(zhuǎn)速度N1。相反,當(dāng)驅(qū)動(dòng)軸22的旋轉(zhuǎn)速度Nd高于最大旋轉(zhuǎn)速度N2時(shí),在步驟S616把發(fā)動(dòng)機(jī)50的目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度Ne*設(shè)定為最大旋轉(zhuǎn)速度N2。這個(gè)過(guò)程能夠使目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Te*和目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度Ne*所限定的發(fā)動(dòng)機(jī)50的驅(qū)動(dòng)點(diǎn)在發(fā)動(dòng)機(jī)50的有效驅(qū)動(dòng)范圍以?xún)?nèi)(即圖14所示面積PA)。
控制CPU 90然后在步驟S618把離合器電動(dòng)機(jī)30的轉(zhuǎn)矩命令值Tc*設(shè)定為發(fā)動(dòng)機(jī)50的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Te*,在步驟S620把輔助電動(dòng)機(jī)40的轉(zhuǎn)矩命令值Ta*設(shè)定等于零,并且在步驟S622到步驟S626控制離合器電動(dòng)機(jī)30,輔助電動(dòng)機(jī)40和發(fā)動(dòng)機(jī)50。
圖50表示當(dāng)執(zhí)行圖49流程圖所示的轉(zhuǎn)矩控制程序時(shí)輸出到驅(qū)動(dòng)軸22的動(dòng)力的狀態(tài)。作為例子,假定驅(qū)動(dòng)軸22在旋轉(zhuǎn)速度Nd1下旋轉(zhuǎn),并且取決于加速器踏板64的踩下量的輸出轉(zhuǎn)矩命令值Td*等于值Td1,即希望驅(qū)動(dòng)軸22在圖50中驅(qū)動(dòng)點(diǎn)Pd1下旋轉(zhuǎn)。當(dāng)輸出到驅(qū)動(dòng)軸22的轉(zhuǎn)矩Td1(=轉(zhuǎn)矩命令值Td*)在發(fā)動(dòng)機(jī)50的有效驅(qū)動(dòng)范圍PA以?xún)?nèi)時(shí),驅(qū)動(dòng)軸22的旋轉(zhuǎn)速度Nd1比這個(gè)有效驅(qū)動(dòng)范圍PA的下限低得多。在這樣條件下,把發(fā)動(dòng)機(jī)50的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Te*設(shè)定為轉(zhuǎn)矩命令值Td*(=值Td1)(在圖49中步驟S600),而把轉(zhuǎn)矩Td1下范圍PA的下限旋轉(zhuǎn)速度Ne1作為最小旋轉(zhuǎn)速度N1設(shè)定給發(fā)動(dòng)機(jī)50的目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度Ne*(在步驟S612)。發(fā)動(dòng)機(jī)50因此在由轉(zhuǎn)矩Td1和旋轉(zhuǎn)速度Ne1所限定的驅(qū)動(dòng)點(diǎn)Pe1下驅(qū)動(dòng)。此刻,離合器電動(dòng)機(jī)30在發(fā)動(dòng)機(jī)50的旋轉(zhuǎn)速度Ne1與驅(qū)動(dòng)軸22的旋轉(zhuǎn)速度Nd1之間的旋轉(zhuǎn)速度差Nc1(正值)下驅(qū)動(dòng),從而再生與旋轉(zhuǎn)速度差Nc1相對(duì)應(yīng)的電力(Td1×Nc1)。電池94用這個(gè)再生電力充電。
作為另一個(gè)例子,假定驅(qū)動(dòng)軸22在旋轉(zhuǎn)速度Nd2下旋轉(zhuǎn),并且輸出轉(zhuǎn)矩命令值Td*等于值Td2,即希望驅(qū)動(dòng)軸22在圖50中驅(qū)動(dòng)點(diǎn)Pd2下旋轉(zhuǎn)。當(dāng)輸出到驅(qū)動(dòng)軸22的轉(zhuǎn)矩Td2(=轉(zhuǎn)矩命令值Td*)在發(fā)動(dòng)機(jī)50的有效驅(qū)動(dòng)范圍PA以?xún)?nèi)時(shí),驅(qū)動(dòng)軸22的旋轉(zhuǎn)速度Nd2比這個(gè)有效驅(qū)動(dòng)范圍PA的上限高得多。在這樣條件下,把發(fā)動(dòng)機(jī)50的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Te*設(shè)定為轉(zhuǎn)矩命令值Td*(=值Td2)(在步驟S600),而把轉(zhuǎn)矩Td2下范圍PA的上限旋轉(zhuǎn)速度Ne2作為最大旋轉(zhuǎn)速度N2設(shè)定給發(fā)動(dòng)機(jī)50的目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度Ne*(在步驟S616)。發(fā)動(dòng)機(jī)50因此在由轉(zhuǎn)矩Td2和旋轉(zhuǎn)速度Ne2所限定的驅(qū)動(dòng)點(diǎn)Pe2下驅(qū)動(dòng)。此刻,離合器電動(dòng)機(jī)30在發(fā)動(dòng)機(jī)50的旋轉(zhuǎn)速度Ne2與驅(qū)動(dòng)軸22的旋轉(zhuǎn)速度Nd2之間的旋轉(zhuǎn)速度差Nc2(負(fù)值)下驅(qū)動(dòng),從而消耗與旋轉(zhuǎn)速度差Nc2相對(duì)應(yīng)的電力(Td2×Nc2)。離合器電動(dòng)機(jī)30消耗的電力由電池94放電。
當(dāng)輸出到驅(qū)動(dòng)軸22的轉(zhuǎn)矩(轉(zhuǎn)矩命令值Td*)和驅(qū)動(dòng)軸22的旋轉(zhuǎn)速度Nd都在圖50所示發(fā)動(dòng)機(jī)50的有效驅(qū)動(dòng)范圍PA以?xún)?nèi)時(shí),把發(fā)動(dòng)機(jī)50的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Te*設(shè)定為轉(zhuǎn)矩命令值Td*(在步驟S600),而把發(fā)動(dòng)機(jī)50的目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度Ne*設(shè)定為驅(qū)動(dòng)軸22的旋轉(zhuǎn)速度Nd(在步驟S614)。發(fā)動(dòng)機(jī)50的旋轉(zhuǎn)速度Ne因此變?yōu)榈扔隍?qū)動(dòng)軸22的旋轉(zhuǎn)速度Nd。在圖49所示實(shí)施例中,通過(guò)把離合器電動(dòng)機(jī)30的轉(zhuǎn)矩命令值Tc*設(shè)定為目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Te*來(lái)控制離合器電動(dòng)機(jī)30。然而,按照另一個(gè)應(yīng)用,可以閉鎖離合器電動(dòng)機(jī)30。在后種情況下,離合器電動(dòng)機(jī)30的控制能夠使恒定電流流過(guò)三相線(xiàn)圈34的各個(gè)相,該恒定電流能在離合器電動(dòng)機(jī)30中轉(zhuǎn)子的電角度等于π/2時(shí)產(chǎn)生不比目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Te*小的轉(zhuǎn)矩。
只要輸出到驅(qū)動(dòng)軸22的轉(zhuǎn)矩(轉(zhuǎn)矩命令值Td*)在發(fā)動(dòng)機(jī)50的有效驅(qū)動(dòng)范圍以?xún)?nèi),即使驅(qū)動(dòng)軸22的旋轉(zhuǎn)速度Nd不在這個(gè)有效驅(qū)動(dòng)范圍以?xún)?nèi),則當(dāng)動(dòng)力輸出設(shè)備20具有圖10結(jié)構(gòu)時(shí),以上討論的轉(zhuǎn)矩控制程序也能夠在允許發(fā)動(dòng)機(jī)50在該有效驅(qū)動(dòng)范圍內(nèi)驅(qū)動(dòng)(即圖14所示面積PA)時(shí),使轉(zhuǎn)矩命令值Td*所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)矩輸出到驅(qū)動(dòng)軸22。
當(dāng)輸出到驅(qū)動(dòng)軸22的轉(zhuǎn)矩(轉(zhuǎn)矩命令值Td*)和驅(qū)動(dòng)軸22的旋轉(zhuǎn)速度Nd都在發(fā)動(dòng)機(jī)50的有效驅(qū)動(dòng)范圍以?xún)?nèi)時(shí)(圖14所示面積PA),或即使驅(qū)動(dòng)軸22的旋轉(zhuǎn)速度Nd不在這個(gè)有效驅(qū)動(dòng)范圍以?xún)?nèi),而轉(zhuǎn)矩命令值Td*在發(fā)動(dòng)機(jī)50的有效驅(qū)動(dòng)范圍以?xún)?nèi)時(shí),執(zhí)行該轉(zhuǎn)矩控制程序。如前文所討論,在圖10結(jié)構(gòu)中,其中第一離合器45和第二離合器46都在分離位置,則因?yàn)殡x合器電動(dòng)機(jī)30的特性,從發(fā)動(dòng)機(jī)50輸出的轉(zhuǎn)矩直接傳送到驅(qū)動(dòng)軸22,以便在發(fā)動(dòng)機(jī)50輸出的轉(zhuǎn)矩Te與輸出到驅(qū)動(dòng)軸22的轉(zhuǎn)矩Td相同條件下,能由離合器電動(dòng)機(jī)30來(lái)增加或減小旋轉(zhuǎn)速度。轉(zhuǎn)矩控制因此不限于其中轉(zhuǎn)矩命令值Td*在發(fā)動(dòng)機(jī)50的有效驅(qū)動(dòng)范圍以?xún)?nèi)的情況。例如,當(dāng)輔助電動(dòng)機(jī)40中出現(xiàn)某種異常時(shí),使第一離合器45和第二離合器46都設(shè)定在分離位置,以便使動(dòng)力輸出設(shè)備20能夠具有圖10沒(méi)有輔助電動(dòng)機(jī)40的結(jié)構(gòu)。在這種狀態(tài)下,離合器電動(dòng)機(jī)30按發(fā)動(dòng)機(jī)50輸出的動(dòng)力來(lái)改變旋轉(zhuǎn)速度,并且把校正的動(dòng)力輸出到驅(qū)動(dòng)軸22。
G.變更在以上討論的該實(shí)施例的動(dòng)力輸出設(shè)備20中,第一離合器45和第二離合器46安排在輔助電動(dòng)機(jī)40與離合器電動(dòng)機(jī)30之間。在圖51所示另一個(gè)變更結(jié)構(gòu)的動(dòng)力輸出設(shè)備20A中,第一離合器45A和第二離合器46A都安排在發(fā)動(dòng)機(jī)50與輔助電動(dòng)機(jī)40之間。在圖52所示又一個(gè)變更結(jié)構(gòu)的動(dòng)力輸出設(shè)備20B中,第一離合器45B安排在發(fā)動(dòng)機(jī)50與輔助電動(dòng)機(jī)40之間,而第二離合器46B安排在輔助電動(dòng)機(jī)40與離合器電動(dòng)機(jī)30之間。雖然在該實(shí)施例的動(dòng)力輸出設(shè)備20中輔助電動(dòng)機(jī)40安排在發(fā)動(dòng)機(jī)50與離合器電動(dòng)機(jī)30之間,但是像圖53所示另一個(gè)變更結(jié)構(gòu)的動(dòng)力輸出設(shè)備20C那樣,離合器電動(dòng)機(jī)30C可以安排在發(fā)動(dòng)機(jī)50與輔助電動(dòng)機(jī)40之間。在這個(gè)動(dòng)力輸出設(shè)備20C中,在其內(nèi)表面安裝有永久磁鐵32C的離合器電動(dòng)機(jī)30C的外轉(zhuǎn)子31C與曲軸56連接,而具有三相線(xiàn)圈34C的內(nèi)轉(zhuǎn)子33C與驅(qū)動(dòng)軸22連接。這樣的不同歸因于安排在離合器電動(dòng)機(jī)30C與輔助電動(dòng)機(jī)40之間的第一離合器45C和第二離合器46C。各種變更結(jié)構(gòu)的動(dòng)力輸出設(shè)備,例如一個(gè)具有不同的離合器電動(dòng)機(jī)30和輔助電動(dòng)機(jī)40布置的動(dòng)力輸出設(shè)備,能與該實(shí)施例的動(dòng)力輸出設(shè)備20類(lèi)似的方式操作。對(duì)于動(dòng)力輸出設(shè)備20中所包括的離合器電動(dòng)機(jī)30,輔助電動(dòng)機(jī)40,第一離合器45,第二離合器45和滑環(huán)35,總共有18種(2×3×3)不同布置(即相對(duì)于離合器電動(dòng)機(jī)30和輔助電動(dòng)機(jī)40的2種不同布置,相對(duì)于第一離合器45和第二離合器46的3種不同布置,以及相對(duì)于滑環(huán)35的3種不同布置)。
雖然在該實(shí)施例的動(dòng)力輸出設(shè)備20中離合器電動(dòng)機(jī)30和輔助電動(dòng)機(jī)40沿軸向安排,但是像圖54所示又一個(gè)變更結(jié)構(gòu)的動(dòng)力輸出設(shè)備20D那樣,輔助電動(dòng)機(jī)40D可以沿徑向安排在離合器電動(dòng)機(jī)30D的外部。在這種結(jié)構(gòu)中,沿徑向朝外部方向按順序安排與曲軸56連接且在其外表面裝有永久磁鐵32D的內(nèi)轉(zhuǎn)子31D,具有三相線(xiàn)圈34D的離合器電動(dòng)機(jī)30D的外轉(zhuǎn)子33D,與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)軸38D連接且在其外表面裝有永久磁鐵42D的輔助電動(dòng)機(jī)40D的轉(zhuǎn)子41D,以及固定在殼49上且具有三相線(xiàn)圈44D的輔助電動(dòng)機(jī)40D的定子43D。沿徑向在離合器電動(dòng)機(jī)30D外部安排輔助電動(dòng)機(jī)40D的結(jié)構(gòu)大大縮短了動(dòng)力輸出設(shè)備20D的軸向長(zhǎng)度,從而優(yōu)選地使整個(gè)動(dòng)力輸出設(shè)備20D緊湊。在沿徑向在離合器電動(dòng)機(jī)30D外部安排輔助電動(dòng)機(jī)40D的結(jié)構(gòu)中,對(duì)于第一離合器45D,第二離合器46D和滑環(huán)35的安排有自由度。
雖然在該實(shí)施例的動(dòng)力輸出設(shè)備20中離合器電動(dòng)機(jī)30和輔助電動(dòng)機(jī)40同軸安排,但是像圖55所示一個(gè)變更結(jié)構(gòu)的動(dòng)力輸出設(shè)備20E那樣,或像圖56所示另一個(gè)變更結(jié)構(gòu)的動(dòng)力輸出設(shè)備20F那樣,離合器電動(dòng)機(jī)和輔助電動(dòng)機(jī)可以安排在不同的軸上。在變更結(jié)構(gòu)的動(dòng)力輸出設(shè)備20E中,發(fā)動(dòng)機(jī)50和離合器電動(dòng)機(jī)30E安排在同一軸上,而輔助電動(dòng)機(jī)40E安排在一個(gè)不同軸上。離合器電動(dòng)機(jī)30E的外轉(zhuǎn)子33E借助于一條皮帶22E與驅(qū)動(dòng)軸22連接,而曲軸56借助于一條皮帶56E通過(guò)第一離合器45E與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)軸38E連接。在另一種變更結(jié)構(gòu)的動(dòng)力輸出設(shè)備20F中,發(fā)動(dòng)機(jī)50和輔助電動(dòng)機(jī)40F安排在同一軸上,而離合器電動(dòng)機(jī)30F安排在一個(gè)不同軸上。離合器電動(dòng)機(jī)30F的外轉(zhuǎn)子33F借助于一條皮帶56F與曲軸56連接,而驅(qū)動(dòng)軸22借助于一條皮帶22F通過(guò)第二離合器46F與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)軸38F連接。像這些變更例子那樣在不同軸上安排離合器電動(dòng)機(jī)30和輔助電動(dòng)機(jī)40的結(jié)構(gòu)大大縮短了動(dòng)力輸出設(shè)備20的軸向長(zhǎng)度。這樣使動(dòng)力輸出設(shè)備20能夠有利地安裝在前輪驅(qū)動(dòng)的機(jī)動(dòng)車(chē)上。在不同軸上安排離合器電動(dòng)機(jī)30和輔助電動(dòng)機(jī)40的結(jié)構(gòu)中,對(duì)于第一離合器45,第二離合器46和滑環(huán)35的安排也有自由度。
在不同軸上安排離合器電動(dòng)機(jī)30和輔助電動(dòng)機(jī)40的動(dòng)力輸出設(shè)備20E和20F中,發(fā)動(dòng)機(jī)50的曲軸56和驅(qū)動(dòng)軸22可以安置在同一軸上,而不是不同軸上。在變更結(jié)構(gòu)的動(dòng)力輸出設(shè)備20E或20F中,不同軸借助于皮帶22E和56E或22F和56F相互連接。像圖57所示又一個(gè)變更結(jié)構(gòu)的動(dòng)力輸出設(shè)備20G那樣,曲軸56和驅(qū)動(dòng)軸22可以借助于附于驅(qū)動(dòng)軸56和驅(qū)動(dòng)軸22的齒輪102和104,以及通過(guò)第一離合器45G和第二離合器46G而附于轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)軸38G的齒輪106和108,與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)軸38G連接。
在該實(shí)施例的動(dòng)力輸出設(shè)備20中,轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)軸38與曲軸56或驅(qū)動(dòng)軸22的連接和脫開(kāi)借助于離合器45和46來(lái)實(shí)現(xiàn)。像圖58所示另一個(gè)變更結(jié)構(gòu)的動(dòng)力輸出設(shè)備20H那樣,連接和脫開(kāi)可以通過(guò)齒輪連接的切換來(lái)實(shí)現(xiàn)。以下簡(jiǎn)短敘述動(dòng)力輸出設(shè)備20H的結(jié)構(gòu)。在動(dòng)力輸出設(shè)備20H中,轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)軸38H具有一個(gè)能與附于曲軸56的齒輪102連接的齒輪106,以及一個(gè)能與附于驅(qū)動(dòng)軸22的齒輪104連接的齒輪108。安排這些齒輪以實(shí)現(xiàn)選擇性的齒輪連接。在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)軸38H具有齒輪108的一端安排一個(gè)沿軸向移動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)軸38H的致動(dòng)器100。致動(dòng)器100的操作使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)軸38H沿軸向滑動(dòng),從而有選擇地實(shí)現(xiàn)齒輪102與齒輪106的齒輪連接或齒輪104與齒輪108的齒輪連接。輔助電動(dòng)機(jī)40H的轉(zhuǎn)子41H通過(guò)花軸112與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)軸38H連接,花軸112可相對(duì)于轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)軸38沿軸向移動(dòng),但是不可繞軸旋轉(zhuǎn)。即使當(dāng)致動(dòng)器100使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)軸38H沿軸向滑動(dòng)時(shí),輔助電動(dòng)機(jī)40H也不沿軸向移動(dòng)。動(dòng)力輸出設(shè)備40H選擇齒輪連接,以實(shí)現(xiàn)圖3結(jié)構(gòu)或圖4結(jié)構(gòu),并且施加與該實(shí)施例的動(dòng)力輸出設(shè)備20那樣相同的作用。
在該實(shí)施例的動(dòng)力輸出設(shè)備20中,轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)軸38借助于第一離合器45和第二離合器46與曲軸56或驅(qū)動(dòng)軸22連接。這樣的連接可以用變速齒輪和離合器的組合來(lái)實(shí)現(xiàn)。例如,像圖59所示的另一個(gè)動(dòng)力輸出設(shè)備20J那樣,曲軸56借助于變速齒輪120和第一離合器45J與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)軸38J連接,而驅(qū)動(dòng)軸22借助于變速齒輪130和第二離合器46J與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)軸38J連接。變速齒輪120包括一對(duì)附于曲軸56的皮帶支持部件122(122a,122b),一對(duì)附于通過(guò)第一離合器45J與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)軸38J連接的連接軸129的皮帶支持部件124(124a,124b),一條由該兩對(duì)皮帶支持部件122和124支持的皮帶125,以及一個(gè)附于皮帶支持部件124a一端,以使皮帶支持部件124a沿軸向滑動(dòng)的致動(dòng)器126。各個(gè)皮帶支持部件122a,122b,124a和124b在它們與皮帶125接觸的接觸表面上具有錐形。通過(guò)改變各對(duì)皮帶支持部件之間的間隔能改變皮帶125的圓周半徑。在變速齒輪120中,致動(dòng)器126使皮帶支持部件124a沿軸向滑動(dòng),以便改變?cè)搶?duì)皮帶支持部件124之間的間隔,從而改變皮帶125的圓周半徑。這樣改變曲軸56的旋轉(zhuǎn)速度,并且通過(guò)連接軸129把速度變化傳送給轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)軸38J。與第二離合器46J連接的變速齒輪130和變速齒輪120具有相同結(jié)構(gòu)。致動(dòng)器136改變一對(duì)皮帶支持部件134之間的間隔,并且改變皮帶135的圓周半徑,從而改變轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)軸38J的旋轉(zhuǎn)速度,并且把速度變化傳送給驅(qū)動(dòng)軸22。
在該變更結(jié)構(gòu)的動(dòng)力輸出設(shè)備20J中,變速齒輪120和130起調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)軸38J的旋轉(zhuǎn)速度的作用。這樣使輔助電動(dòng)機(jī)40J能夠在高效率驅(qū)動(dòng)點(diǎn)下驅(qū)動(dòng)。即使當(dāng)曲軸56的旋轉(zhuǎn)速度Ne與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)軸38J的旋轉(zhuǎn)速度大不相同時(shí),變速齒輪120也調(diào)節(jié)變速齒輪速比,以便使曲軸56能夠通過(guò)第一離合器45J與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)軸38J平滑地連接。這樣有效地減小了在通過(guò)第一離合器45J連接的過(guò)程中可能出現(xiàn)的轉(zhuǎn)矩沖擊。
在該變更結(jié)構(gòu)的動(dòng)力輸出設(shè)備20J中,變速齒輪120和130安排在曲軸56與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)軸38J的連接和驅(qū)動(dòng)軸22與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)軸38J的連接兩者上。然而,變速齒輪可以安排在其中任何一個(gè)連接上。在動(dòng)力輸出設(shè)備20J中,通過(guò)改變皮帶125(或135)的圓周半徑來(lái)改變旋轉(zhuǎn)速度。然而,可以應(yīng)用任何技術(shù)來(lái)改變轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)軸38J的旋轉(zhuǎn)速度,并把速度變化傳送給驅(qū)動(dòng)軸22。例如,可以通過(guò)行星齒輪中的齒輪連接來(lái)改變旋轉(zhuǎn)速度。
本發(fā)明不局限于以上實(shí)施例或應(yīng)用,而是在不違反本發(fā)明的主要特征的范圍或精神下,可以有許多變更,改變和交替。
在以上討論的實(shí)施例的動(dòng)力輸出設(shè)備20中,用汽油驅(qū)動(dòng)的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)作為發(fā)動(dòng)機(jī)50。然而,本發(fā)明的原理適用于其它內(nèi)燃機(jī)和外燃機(jī),例如柴油發(fā)動(dòng)機(jī),渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)和噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)。
在該實(shí)施例的動(dòng)力輸出設(shè)備20中,對(duì)離合器電動(dòng)機(jī)30和輔助電動(dòng)機(jī)40使用永磁(PM)式同步電動(dòng)機(jī)。然而,按照要求可以使用任何其它能實(shí)現(xiàn)再生操作和動(dòng)力操作兩者的電動(dòng)機(jī),例如可變磁阻(VR)式同步電動(dòng)機(jī),微調(diào)電動(dòng)機(jī),直流電動(dòng)機(jī),感應(yīng)電動(dòng)機(jī),超導(dǎo)電動(dòng)機(jī),以及步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。
在該實(shí)施例的動(dòng)力輸出設(shè)備20中,包括旋轉(zhuǎn)環(huán)35a和電刷35b的滑環(huán)35用作離合器電動(dòng)機(jī)30的電力傳送裝置。然而,可以用旋轉(zhuǎn)環(huán)式汞接觸,磁能的半導(dǎo)體耦合,旋轉(zhuǎn)變壓器,或其它類(lèi)似裝置來(lái)代替滑環(huán)35。
在該實(shí)施例的動(dòng)力輸出設(shè)備20中,對(duì)第一和第二驅(qū)動(dòng)電路91和92使用晶體管變換器。其它可用例子包括IGBT(絕緣柵雙極式晶體管)變換器,可控硅變換器,電壓PWM(脈沖寬度調(diào)制)變換器,方波變換器(電壓變換器和電流變換器),以及諧振變換器。
電池94可以包括Pb電池,NiMH電池,Li電池,或其它類(lèi)似電池。可以用電容器來(lái)代替電池94。
雖然該實(shí)施例的動(dòng)力輸出設(shè)備20安裝在機(jī)動(dòng)車(chē)上,但是它可以安裝在其它運(yùn)輸工具,例如船舶和飛機(jī)上,以及各種各樣的工業(yè)機(jī)器上。
應(yīng)該清楚地理解,以上實(shí)施例僅是說(shuō)明性的,并且在任何一點(diǎn)上都不是限制性的。本發(fā)明的范圍和精神僅由附加權(quán)利要求的各項(xiàng)來(lái)限定。
權(quán)利要求
1.一種向一個(gè)驅(qū)動(dòng)軸輸出動(dòng)力的動(dòng)力輸出設(shè)備,所述動(dòng)力輸出設(shè)備包括一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī),具有一個(gè)輸出軸;第一電動(dòng)機(jī),包括與所述發(fā)動(dòng)機(jī)的所述輸出軸連接的第一轉(zhuǎn)子和與所述驅(qū)動(dòng)軸連接的第二轉(zhuǎn)子,所述第二轉(zhuǎn)子相對(duì)于所述第一轉(zhuǎn)子可旋轉(zhuǎn),所述第一和第二轉(zhuǎn)子相互電磁連接,由此使動(dòng)力通過(guò)所述第一轉(zhuǎn)子與所述第二轉(zhuǎn)子的電磁聯(lián)軸節(jié),在所述發(fā)動(dòng)機(jī)的所述輸出軸與所述驅(qū)動(dòng)軸之間傳送;第二電動(dòng)機(jī),具有一個(gè)與所述輸出軸和所述驅(qū)動(dòng)軸不同的旋轉(zhuǎn)軸,所述第二電動(dòng)機(jī)通過(guò)所述旋轉(zhuǎn)軸接收和傳送動(dòng)力;第一連接裝置,以把所述旋轉(zhuǎn)軸機(jī)械連接在所述輸出軸上,并且釋放該連接;以及第二連接裝置,以把所述旋轉(zhuǎn)軸機(jī)械連接在所述驅(qū)動(dòng)軸上,并且釋放該連接。
2.按照權(quán)利要求1的動(dòng)力輸出設(shè)備,其中所述第一連接裝置和所述第二連接裝置都包括離合器。
3.按照權(quán)利要求1的動(dòng)力輸出設(shè)備,其中所述驅(qū)動(dòng)軸和所述輸出軸同軸安排。
4.按照權(quán)利要求3的動(dòng)力輸出設(shè)備,其中所述旋轉(zhuǎn)軸與所述驅(qū)動(dòng)軸和所述輸出軸同軸安排。
5.按照權(quán)利要求4的動(dòng)力輸出設(shè)備,其中所述第二電動(dòng)機(jī)包括一個(gè)沿徑向安排在所述第一電動(dòng)機(jī)外部的圓柱形轉(zhuǎn)子。
6.按照權(quán)利要求4的動(dòng)力輸出設(shè)備,其中按順序安排所述發(fā)動(dòng)機(jī),所述第二電動(dòng)機(jī)和所述第一電動(dòng)機(jī)。
7.按照權(quán)利要求6的動(dòng)力輸出設(shè)備,其中所述第一連接裝置和所述第二連接裝置安排在所述第二電動(dòng)機(jī)與所述第一電動(dòng)機(jī)之間。
8.按照權(quán)利要求3的動(dòng)力輸出設(shè)備,其中所述旋轉(zhuǎn)軸安排在一個(gè)與所述驅(qū)動(dòng)軸和所述輸出軸不同的軸上。
9.按照權(quán)利要求1的動(dòng)力輸出設(shè)備,其中所述輸出軸和所述驅(qū)動(dòng)軸安排在不同軸上。
10.按照權(quán)利要求9的動(dòng)力輸出設(shè)備,其中所述旋轉(zhuǎn)軸與所述輸出軸同軸安排。
11.按照權(quán)利要求9的動(dòng)力輸出設(shè)備,其中所述旋轉(zhuǎn)軸與所述驅(qū)動(dòng)軸同軸安排。
12.按照權(quán)利要求1的動(dòng)力輸出設(shè)備,其中所述第一連接裝置包括一個(gè)連接軸,以與所述輸出軸機(jī)械連接;以及變速齒輪裝置,以在所述連接軸與所述旋轉(zhuǎn)軸之間改變旋轉(zhuǎn)速度。
13.按照權(quán)利要求1的動(dòng)力輸出設(shè)備,其中所述第二連接裝置包括一個(gè)連接軸,以與所述驅(qū)動(dòng)軸機(jī)械連接;以及變速齒輪裝置,以在所述連接軸與所述旋轉(zhuǎn)軸之間改變旋轉(zhuǎn)速度。
14.按照權(quán)利要求1的動(dòng)力輸出設(shè)備,所述動(dòng)力輸出設(shè)備進(jìn)一步包括連接控制裝置,以在預(yù)定條件下控制所述第一連接裝置和所述第二連接裝置。
15.按照權(quán)利要求14的動(dòng)力輸出設(shè)備,其中所述連接控制裝置包括當(dāng)所述預(yù)定條件為所述輸出軸的旋轉(zhuǎn)速度高于所述驅(qū)動(dòng)軸的旋轉(zhuǎn)速度時(shí),控制所述第一連接裝置以釋放所述旋轉(zhuǎn)軸與所述輸出軸的連接,并且控制所述第二連接裝置以使所述旋轉(zhuǎn)軸與所述驅(qū)動(dòng)軸連接的裝置,以及當(dāng)所述預(yù)定條件為所述輸出軸的旋轉(zhuǎn)速度低于所述驅(qū)動(dòng)軸的旋轉(zhuǎn)速度時(shí),控制所述第一連接裝置以使所述旋轉(zhuǎn)軸與所述輸出軸連接,并且控制所述第二連接裝置以釋放所述旋轉(zhuǎn)軸與所述驅(qū)動(dòng)軸的連接的裝置。
16.按照權(quán)利要求15的動(dòng)力輸出設(shè)備,所述動(dòng)力輸出設(shè)備進(jìn)一步包括蓄電池裝置,由所述第一電動(dòng)機(jī)通過(guò)動(dòng)力傳送所再生的電力充電,放電供給由所述第一電動(dòng)機(jī)通過(guò)動(dòng)力傳送所消耗的電力,由所述第二電動(dòng)機(jī)通過(guò)動(dòng)力傳送所再生的電力充電,以及放電供給由所述第二電動(dòng)機(jī)通過(guò)動(dòng)力傳送所消耗的電力;目標(biāo)動(dòng)力設(shè)定裝置,以設(shè)定輸出到所述驅(qū)動(dòng)軸的目標(biāo)動(dòng)力;以及驅(qū)動(dòng)/控制裝置,以驅(qū)動(dòng)和控制所述發(fā)動(dòng)機(jī),所述第一電動(dòng)機(jī)和所述第二電動(dòng)機(jī),以便使所述發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的動(dòng)力和存儲(chǔ)在所述蓄電池裝置中并從所述蓄電池裝置放電的電力的總能量能夠作為所述目標(biāo)動(dòng)力設(shè)定裝置所設(shè)定的目標(biāo)動(dòng)力輸出到所述驅(qū)動(dòng)軸。
17.按照權(quán)利要求16的動(dòng)力輸出設(shè)備,所述動(dòng)力輸出設(shè)備進(jìn)一步包括充電狀態(tài)探測(cè)裝置,以探測(cè)所述蓄電池裝置的充電狀態(tài),其中所述驅(qū)動(dòng)/控制裝置包括用于驅(qū)動(dòng)和控制所述發(fā)動(dòng)機(jī),所述第一電動(dòng)機(jī)和所述第二電動(dòng)機(jī)的裝置,以便使所述充電狀態(tài)探測(cè)裝置所探測(cè)的所述蓄電池裝置的充電狀態(tài)在預(yù)定范圍以?xún)?nèi)。
18.按照權(quán)利要求14的動(dòng)力輸出設(shè)備,其中所述連接控制裝置包括用于當(dāng)所述預(yù)定條件為所述發(fā)動(dòng)機(jī),所述第一電動(dòng)機(jī),所述第二電動(dòng)機(jī)和所述驅(qū)動(dòng)軸在預(yù)定操作狀態(tài)時(shí),控制所述第一連接裝置和所述第二連接裝置的裝置,以便使所述旋轉(zhuǎn)軸能夠與所述驅(qū)動(dòng)軸和所述輸出軸連接。
19.按照權(quán)利要求18的動(dòng)力輸出設(shè)備,其中所述預(yù)定操作狀態(tài)在所述驅(qū)動(dòng)軸的旋轉(zhuǎn)速度與所述發(fā)動(dòng)機(jī)的所述輸出軸的旋轉(zhuǎn)速度相同時(shí),包括所述發(fā)動(dòng)機(jī)的預(yù)定有效驅(qū)動(dòng)范圍以?xún)?nèi)的狀態(tài)。
20.按照權(quán)利要求19的動(dòng)力輸出設(shè)備,所述動(dòng)力輸出設(shè)備進(jìn)一步包括蓄電池裝置,由所述第一電動(dòng)機(jī)通過(guò)動(dòng)力傳送所再生的電力充電,放電供給由所述第一電動(dòng)機(jī)通過(guò)動(dòng)力傳送所消耗的電力,由所述第二電動(dòng)機(jī)通過(guò)動(dòng)力傳送所再生的電力充電,以及放電供給由所述第二電動(dòng)機(jī)通過(guò)動(dòng)力傳送所消耗的電力;目標(biāo)動(dòng)力設(shè)定裝置,以設(shè)定輸出到所述驅(qū)動(dòng)軸的目標(biāo)動(dòng)力;以及驅(qū)動(dòng)/控制裝置,以驅(qū)動(dòng)和控制所述發(fā)動(dòng)機(jī),所述第一電動(dòng)機(jī)和所述第二電動(dòng)機(jī),以便使所述發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的動(dòng)力和存儲(chǔ)在所述蓄電池裝置中并從所述蓄電池裝置放電的電力的總能量能夠作為所述目標(biāo)動(dòng)力設(shè)定裝置所設(shè)定的目標(biāo)動(dòng)力輸出到所述驅(qū)動(dòng)軸。
21.按照權(quán)利要求20的動(dòng)力輸出設(shè)備,所述動(dòng)力輸出設(shè)備進(jìn)一步包括充電狀態(tài)探測(cè)裝置,以探測(cè)所述蓄電池裝置的充電狀態(tài),其中所述驅(qū)動(dòng)/控制裝置包括用于驅(qū)動(dòng)和控制所述發(fā)動(dòng)機(jī),所述第一電動(dòng)機(jī)和所述第二電動(dòng)機(jī)的裝置,以便使所述充電狀態(tài)探測(cè)裝置所探測(cè)的所述蓄電池裝置的充電狀態(tài)在預(yù)定范圍以?xún)?nèi)。
22.按照權(quán)利要求18的動(dòng)力輸出設(shè)備,其中所述預(yù)定操作狀態(tài)包括一個(gè)狀態(tài),其中所述輸出軸的旋轉(zhuǎn)速度與所述驅(qū)動(dòng)軸的旋轉(zhuǎn)速度之間的差在預(yù)定范圍以?xún)?nèi)。
23.按照權(quán)利要求18的動(dòng)力輸出設(shè)備,其中所述預(yù)定操作狀態(tài)包括一個(gè)狀態(tài),其中探測(cè)到所述第一電動(dòng)機(jī)的異常。
24.按照權(quán)利要求14的動(dòng)力輸出設(shè)備,其中所述連接控制裝置包括用于當(dāng)所述預(yù)定條件為所述發(fā)動(dòng)機(jī),所述第一電動(dòng)機(jī),所述第二電動(dòng)機(jī)和所述驅(qū)動(dòng)軸在預(yù)定操作狀態(tài)時(shí),控制所述第一連接裝置和所述第二連接裝置的裝置,以便釋放所述旋轉(zhuǎn)軸與所述驅(qū)動(dòng)軸的連接和所述旋轉(zhuǎn)軸與所述輸出軸的連接。
25.按照權(quán)利要求24的動(dòng)力輸出設(shè)備,其中所述預(yù)定操作狀態(tài)在輸出到所述驅(qū)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)矩與所述發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩相同時(shí),包括所述發(fā)動(dòng)機(jī)的預(yù)定有效驅(qū)動(dòng)范圍以?xún)?nèi)的狀態(tài)。
26.按照權(quán)利要求24的動(dòng)力輸出設(shè)備,其中所述預(yù)定操作狀態(tài)包括一個(gè)狀態(tài),其中探測(cè)到所述第二電動(dòng)機(jī)的異常。
27.按照權(quán)利要求14的動(dòng)力輸出設(shè)備,所述動(dòng)力輸出設(shè)備進(jìn)一步包括驅(qū)動(dòng)/控制裝置,以驅(qū)動(dòng)和控制所述第一電動(dòng)機(jī)和所述第二電動(dòng)機(jī),以便當(dāng)所述連接控制裝置使所述旋轉(zhuǎn)軸與所述輸出軸和所述驅(qū)動(dòng)軸中任何一個(gè)連接時(shí),使所述發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的動(dòng)力能夠經(jīng)受轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換,并且輸出到所述驅(qū)動(dòng)軸。
28.按照權(quán)利要求14的動(dòng)力輸出設(shè)備,所述動(dòng)力輸出設(shè)備進(jìn)一步包括蓄電池裝置,由所述第一電動(dòng)機(jī)通過(guò)動(dòng)力傳送所再生的電力充電,放電供給由所述第一電動(dòng)機(jī)通過(guò)動(dòng)力傳送所消耗的電力,由所述第二電動(dòng)機(jī)通過(guò)動(dòng)力傳送所再生的電力充電,以及放電供給由所述第二電動(dòng)機(jī)通過(guò)動(dòng)力傳送所消耗的電力;目標(biāo)動(dòng)力設(shè)定裝置,以設(shè)定輸出到所述驅(qū)動(dòng)軸的目標(biāo)動(dòng)力;以及驅(qū)動(dòng)/控制裝置,以驅(qū)動(dòng)和控制所述發(fā)動(dòng)機(jī),所述第一電動(dòng)機(jī)和所述第二電動(dòng)機(jī),以便使所述發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的動(dòng)力和存儲(chǔ)在所述蓄電池裝置中并從所述蓄電池裝置放電的電力的總能量能夠作為所述目標(biāo)動(dòng)力設(shè)定裝置所設(shè)定的目標(biāo)動(dòng)力輸出到所述驅(qū)動(dòng)軸。
29.按照權(quán)利要求28的動(dòng)力輸出設(shè)備,所述動(dòng)力輸出設(shè)備進(jìn)一步包括充電狀態(tài)探測(cè)裝置,以探測(cè)所述蓄電池裝置的充電狀態(tài),其中所述驅(qū)動(dòng)/控制裝置包括用以驅(qū)動(dòng)和控制所述發(fā)動(dòng)機(jī),所述第一電動(dòng)機(jī)和所述第二電動(dòng)機(jī)的裝置,以便使目標(biāo)動(dòng)力能夠輸出到所述驅(qū)動(dòng)軸,并且使所述充電狀態(tài)探測(cè)裝置所探測(cè)的所述蓄電池裝置的充電狀態(tài)在預(yù)定范圍以?xún)?nèi)。
30.按照權(quán)利要求28的動(dòng)力輸出設(shè)備,其中所述連接控制裝置包括用以當(dāng)預(yù)定指令給定的第一條件和所述目標(biāo)動(dòng)力設(shè)定裝置所設(shè)定的目標(biāo)動(dòng)力在預(yù)定范圍以?xún)?nèi)的第二條件中至少任何一個(gè)作為所述預(yù)定條件滿(mǎn)足時(shí),控制所述第一連接裝置以釋放所述旋轉(zhuǎn)軸與所述輸出軸的連接,并且控制所述第二連接裝置以使所述旋轉(zhuǎn)軸連接在所述驅(qū)動(dòng)軸上的裝置,所述驅(qū)動(dòng)/控制裝置包括用以用所述蓄電池裝置放電的電力驅(qū)動(dòng)和控制所述第二電動(dòng)機(jī)的裝置,以便使目標(biāo)動(dòng)力能夠輸出到所述驅(qū)動(dòng)軸。
31.按照權(quán)利要求28的動(dòng)力輸出設(shè)備,其中所述連接控制裝置包括用以當(dāng)預(yù)定指令給定的第一條件和所述目標(biāo)動(dòng)力設(shè)定裝置所設(shè)定的目標(biāo)動(dòng)力在預(yù)定范圍以?xún)?nèi)的第二條件中至少任何一個(gè)作為所述預(yù)定條件滿(mǎn)足時(shí),控制所述第一連接裝置以使所述旋轉(zhuǎn)軸連接在所述輸出軸上,并且控制所述第二連接裝置以釋放所述旋轉(zhuǎn)軸與所述驅(qū)動(dòng)軸的連接的裝置,所述驅(qū)動(dòng)/控制裝置包括用以控制所述第一電動(dòng)機(jī)的裝置,以便使所述第一電動(dòng)機(jī)能夠利用所述蓄電池裝置放電的電力,并向所述驅(qū)動(dòng)軸輸出動(dòng)力,以及控制所述第二電動(dòng)機(jī),以消除由所述動(dòng)力輸出所產(chǎn)生,并施加在所述發(fā)動(dòng)機(jī)的所述輸出軸上的轉(zhuǎn)矩,從而使目標(biāo)動(dòng)力能夠輸出到所述驅(qū)動(dòng)軸。
32.按照權(quán)利要求28的動(dòng)力輸出設(shè)備,其中所述連接控制裝置包括用以當(dāng)預(yù)定指令給定的第一條件和所述目標(biāo)動(dòng)力設(shè)定裝置所設(shè)定的目標(biāo)動(dòng)力在預(yù)定范圍以?xún)?nèi)的第二條件中至少任何一個(gè)作為所述預(yù)定條件滿(mǎn)足時(shí),控制所述第一連接裝置以使所述旋轉(zhuǎn)軸連接在所述輸出軸上,并且控制所述第二連接裝置以使所述旋轉(zhuǎn)軸連接在所述驅(qū)動(dòng)軸上的裝置,所述驅(qū)動(dòng)/控制裝置包括用以停止所述發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料供入和點(diǎn)火控制,并且控制所述第二電動(dòng)機(jī)的裝置,以便使所述第二電動(dòng)機(jī)在電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)所述發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí),能夠利用所述蓄電池裝置放電的電力,并且向所述驅(qū)動(dòng)軸輸出動(dòng)力。
33.按照權(quán)利要求32的動(dòng)力輸出設(shè)備,所述動(dòng)力輸出設(shè)備進(jìn)一步包括發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)控制裝置,以當(dāng)給定指令以起動(dòng)所述發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí),在電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)所述發(fā)動(dòng)機(jī)的同時(shí),控制所述發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料供入和點(diǎn)火。
34.按照權(quán)利要求33的動(dòng)力輸出設(shè)備,其中所述驅(qū)動(dòng)/控制裝置進(jìn)一步包括用以控制所述第二電動(dòng)機(jī)的裝置,以便當(dāng)所述發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)控制裝置起動(dòng)所述發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)取消從所述發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的動(dòng)力。
35.按照權(quán)利要求28,29,30和31中任何一項(xiàng)的動(dòng)力輸出設(shè)備,其中所述目標(biāo)動(dòng)力設(shè)定裝置作為目標(biāo)動(dòng)力來(lái)設(shè)定動(dòng)力,以使所述驅(qū)動(dòng)軸沿所述發(fā)動(dòng)機(jī)的所述輸出軸的旋轉(zhuǎn)反向旋轉(zhuǎn)。
36.按照權(quán)利要求14的動(dòng)力輸出設(shè)備,所述動(dòng)力輸出設(shè)備進(jìn)一步包括反向旋轉(zhuǎn)控制裝置,以當(dāng)給定指令沿反向旋轉(zhuǎn)所述驅(qū)動(dòng)軸時(shí),控制所述第一連接裝置和所述第二連接裝置,以通過(guò)所述連接控制裝置釋放所述旋轉(zhuǎn)軸與所述輸出軸的連接,并把所述旋轉(zhuǎn)軸連接在所述驅(qū)動(dòng)軸上,以及控制所述第二電動(dòng)機(jī),以便使所述第二電動(dòng)機(jī)能夠向所述驅(qū)動(dòng)軸輸出沿所述發(fā)動(dòng)機(jī)的所述輸出軸的旋轉(zhuǎn)反向旋轉(zhuǎn)的動(dòng)力。
37.按照權(quán)利要求14的動(dòng)力輸出設(shè)備,所述動(dòng)力輸出設(shè)備進(jìn)一步包括反向旋轉(zhuǎn)控制裝置,以當(dāng)給定指令沿反向旋轉(zhuǎn)所述驅(qū)動(dòng)軸時(shí),控制所述第一連接裝置和所述第二連接裝置,以通過(guò)所述連接控制裝置把所述旋轉(zhuǎn)軸連接在所述輸出軸上,并釋放所述旋轉(zhuǎn)軸與所述驅(qū)動(dòng)軸的連接,控制所述第一電動(dòng)機(jī),以便使所述第一電動(dòng)機(jī)能夠向所述驅(qū)動(dòng)軸輸出沿所述發(fā)動(dòng)機(jī)的所述輸出軸的旋轉(zhuǎn)反向旋轉(zhuǎn)的動(dòng)力,以及控制所述第二電動(dòng)機(jī),以便取消作為輸出到所述驅(qū)動(dòng)軸的動(dòng)力的反作用力而施加在所述輸出軸上的轉(zhuǎn)矩。
38.按照權(quán)利要求14的動(dòng)力輸出設(shè)備,所述動(dòng)力輸出設(shè)備進(jìn)一步包括發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)控制裝置,以當(dāng)給定指令起動(dòng)所述發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí),控制所述第一連接裝置和所述第二連接裝置,以通過(guò)所述連接控制裝置把所述旋轉(zhuǎn)軸連接在所述輸出軸上,并釋放所述旋轉(zhuǎn)軸與所述驅(qū)動(dòng)軸的連接,控制所述第二電動(dòng)機(jī),以電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)所述發(fā)動(dòng)機(jī),以及在電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)所述發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)控制所述發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料供入和點(diǎn)火。
39.按照權(quán)利要求14的動(dòng)力輸出設(shè)備,所述動(dòng)力輸出設(shè)備進(jìn)一步包括發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)控制裝置,以當(dāng)給定指令起動(dòng)所述發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí),控制所述第一連接裝置和所述第二連接裝置,以通過(guò)所述連接控制裝置釋放所述旋轉(zhuǎn)軸與所述輸出軸的連接,并把所述旋轉(zhuǎn)軸連接在所述驅(qū)動(dòng)軸上,控制所述第二電動(dòng)機(jī),以防止所述旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn),控制所述第一電動(dòng)機(jī),以電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)所述發(fā)動(dòng)機(jī),以及在電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)所述發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)控制所述發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料供入和點(diǎn)火。
40.按照權(quán)利要求14的動(dòng)力輸出設(shè)備,所述動(dòng)力輸出設(shè)備進(jìn)一步包括發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)控制裝置,以在所述旋轉(zhuǎn)軸與所述輸出軸脫開(kāi)而與所述驅(qū)動(dòng)軸連接條件下,在從所述第二電動(dòng)機(jī)向所述驅(qū)動(dòng)軸輸出動(dòng)力時(shí),當(dāng)給定指令起動(dòng)所述發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí),控制所述第一電動(dòng)機(jī)以電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)所述發(fā)動(dòng)機(jī),并且在電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)所述發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)控制所述發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料供入和點(diǎn)火。
41.按照權(quán)利要求40的動(dòng)力輸出設(shè)備,其中所述發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)控制裝置包括用以控制所述第二電動(dòng)機(jī)的裝置,以取消作為電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)所述發(fā)動(dòng)機(jī)所要求的轉(zhuǎn)矩的反作用力,從所述第一電動(dòng)機(jī)向所述驅(qū)動(dòng)軸輸出的轉(zhuǎn)矩。
42.按照權(quán)利要求14的動(dòng)力輸出設(shè)備,所述動(dòng)力輸出設(shè)備進(jìn)一步包括發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)控制裝置,以在所述旋轉(zhuǎn)軸與所述輸出軸連接而與所述驅(qū)動(dòng)軸脫開(kāi)條件下,在所述第二電動(dòng)機(jī)固定所述輸出軸及所述第一電動(dòng)機(jī)向所述驅(qū)動(dòng)軸輸出動(dòng)力時(shí),當(dāng)給定指令起動(dòng)所述發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí),控制所述第二電動(dòng)機(jī)以電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)所述發(fā)動(dòng)機(jī),并且在電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)所述發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)控制所述發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料供入和點(diǎn)火。
43.按照權(quán)利要求42的動(dòng)力輸出設(shè)備,其中所述發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)控制裝置包括用以控制所述第一電動(dòng)機(jī)的裝置,以取消作為電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)所述發(fā)動(dòng)機(jī)所要求的轉(zhuǎn)矩的反作用力,向所述驅(qū)動(dòng)軸輸出的轉(zhuǎn)矩。
44.一種控制向一個(gè)驅(qū)動(dòng)軸輸出動(dòng)力的動(dòng)力輸出設(shè)備的方法,所述方法包括步驟(a)提供(1)一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī),具有一個(gè)輸出軸;(2)第一電動(dòng)機(jī),包括與所述發(fā)動(dòng)機(jī)的所述輸出軸連接的第一轉(zhuǎn)子和與所述驅(qū)動(dòng)軸連接的第二轉(zhuǎn)子,所述第二轉(zhuǎn)子相對(duì)于所述第一轉(zhuǎn)子可旋轉(zhuǎn),所述第一和第二轉(zhuǎn)子相互電磁連接,由此使動(dòng)力通過(guò)所述第一轉(zhuǎn)子與所述第二轉(zhuǎn)子的電磁聯(lián)軸節(jié),在所述發(fā)動(dòng)機(jī)的所述輸出軸與所述驅(qū)動(dòng)軸之間傳送;(3)第二電動(dòng)機(jī),具有一個(gè)與所述輸出軸和所述驅(qū)動(dòng)軸不同的旋轉(zhuǎn)軸,所述第二電動(dòng)機(jī)通過(guò)所述旋轉(zhuǎn)軸接收和傳送動(dòng)力;(4)第一連接裝置,以把所述旋轉(zhuǎn)軸機(jī)械連接在所述輸出軸上,并且釋放該連接;以及(5)第二連接裝置,以把所述旋轉(zhuǎn)軸機(jī)械連接在所述驅(qū)動(dòng)軸上,并且釋放該連接;(b)當(dāng)所述輸出軸的旋轉(zhuǎn)速度高于所述驅(qū)動(dòng)軸的旋轉(zhuǎn)速度時(shí),控制所述第一連接裝置以釋放所述旋轉(zhuǎn)軸與所述輸出軸的連接,并且控制所述第二連接裝置以把所述旋轉(zhuǎn)軸連接在所述驅(qū)動(dòng)軸上;以及(c)當(dāng)所述輸出軸的旋轉(zhuǎn)速度低于所述驅(qū)動(dòng)軸的旋轉(zhuǎn)速度時(shí),控制所述第一連接裝置以把所述旋轉(zhuǎn)軸連接在所述輸出軸上,并且控制所述第二連接裝置以釋放所述旋轉(zhuǎn)軸與所述驅(qū)動(dòng)軸的連接。
45.按照權(quán)利要求44的一種方法,其中所述步驟(a)包括步驟提供蓄電池裝置,使其由所述第一電動(dòng)機(jī)通過(guò)動(dòng)力傳送所再生的電力充電,放電供給由所述第一電動(dòng)機(jī)通過(guò)動(dòng)力傳送所消耗的電力,由所述第二電動(dòng)機(jī)通過(guò)動(dòng)力傳送所再生的電力充電,以及放電供給由所述第二電動(dòng)機(jī)通過(guò)動(dòng)力傳送所消耗的電力,所述方法進(jìn)一步包括步驟(d)設(shè)定輸出到所述驅(qū)動(dòng)軸的目標(biāo)動(dòng)力;以及(e)驅(qū)動(dòng)和控制所述發(fā)動(dòng)機(jī),所述第一電動(dòng)機(jī)和所述第二電動(dòng)機(jī),以便使所述發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的動(dòng)力和存儲(chǔ)在所述蓄電池裝置中并從所述蓄電池裝置放電的電力的總能量能夠作為所述步驟(d)所設(shè)定的目標(biāo)動(dòng)力輸出到所述驅(qū)動(dòng)軸。
46.按照權(quán)利要求45的方法,其中所述步驟(e)包括步驟探測(cè)所述蓄電池裝置的充電狀態(tài),并且驅(qū)動(dòng)和控制所述發(fā)動(dòng)機(jī),所述第一電動(dòng)機(jī)和所述第二電動(dòng)機(jī),以便使所述蓄電池裝置的充電狀態(tài)在預(yù)定范圍以?xún)?nèi)。
47.一種控制向一個(gè)驅(qū)動(dòng)軸輸出動(dòng)力的動(dòng)力輸出設(shè)備的方法,所述方法包括步驟(f)提供(1)一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī),具有一個(gè)輸出軸;(2)第一電動(dòng)機(jī),包括與所述發(fā)動(dòng)機(jī)的所述輸出軸連接的第一轉(zhuǎn)子和與所述驅(qū)動(dòng)軸連接的第二轉(zhuǎn)子,所述第二轉(zhuǎn)子相對(duì)于所述第一轉(zhuǎn)子可旋轉(zhuǎn),所述第一和第二轉(zhuǎn)子相互電磁連接,由此使動(dòng)力通過(guò)所述第一轉(zhuǎn)子與所述第二轉(zhuǎn)子的電磁聯(lián)軸節(jié),在所述發(fā)動(dòng)機(jī)的所述輸出軸與所述驅(qū)動(dòng)軸之間傳送;(3)第二電動(dòng)機(jī),具有一個(gè)與所述輸出軸和所述驅(qū)動(dòng)軸不同的旋轉(zhuǎn)軸,所述第二電動(dòng)機(jī)通過(guò)所述旋轉(zhuǎn)軸接收和傳送動(dòng)力;(4)第一連接裝置,以把所述旋轉(zhuǎn)軸機(jī)械連接在所述輸出軸上,并且釋放該連接;以及(5)第二連接裝置,以把所述旋轉(zhuǎn)軸機(jī)械連接在所述驅(qū)動(dòng)軸上,并且釋放該連接;以及(g)當(dāng)所述驅(qū)動(dòng)軸的旋轉(zhuǎn)速度與所述發(fā)動(dòng)機(jī)的所述輸出軸的旋轉(zhuǎn)速度相同時(shí),只要所述發(fā)動(dòng)機(jī)的狀態(tài)在預(yù)定有效驅(qū)動(dòng)范圍以?xún)?nèi),控制所述第一連接裝置和所述第二連接裝置,以便使所述旋轉(zhuǎn)軸能夠與所述驅(qū)動(dòng)軸和所述輸出軸連接。
48.按照權(quán)利要求47的方法,其中所述步驟(a)包括步驟提供蓄電池裝置,使其由所述第一電動(dòng)機(jī)通過(guò)動(dòng)力傳送所再生的電力充電,放電供給由所述第一電動(dòng)機(jī)通過(guò)動(dòng)力傳送所消耗的電力,由所述第二電動(dòng)機(jī)通過(guò)動(dòng)力傳送所再生的電力充電,以及放電供給由所述第二電動(dòng)機(jī)通過(guò)動(dòng)力傳送所消耗的電力,所述方法進(jìn)一步包括步驟(c)設(shè)定輸出到所述驅(qū)動(dòng)軸的目標(biāo)動(dòng)力;以及(d)驅(qū)動(dòng)和控制所述發(fā)動(dòng)機(jī),所述第一電動(dòng)機(jī)和所述第二電動(dòng)機(jī),以便使所述發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的動(dòng)力和存儲(chǔ)在所述蓄電池裝置中并從所述蓄電池裝置放電的電力的總能量能夠作為所述步驟(c)所設(shè)定的目標(biāo)動(dòng)力輸出到所述驅(qū)動(dòng)軸。
49.按照權(quán)利要求48的方法,其中所述步驟(d)包括步驟探測(cè)所述蓄電池裝置的充電狀態(tài),并且驅(qū)動(dòng)和控制所述發(fā)動(dòng)機(jī),所述第一電動(dòng)機(jī)和所述第二電動(dòng)機(jī),以便使所述蓄電池裝置的充電狀態(tài)在預(yù)定范圍以?xún)?nèi)。
50.一種控制向一個(gè)驅(qū)動(dòng)軸輸出動(dòng)力的動(dòng)力輸出設(shè)備的方法,所述方法包括步驟(a)提供(1)一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī),具有一個(gè)輸出軸;(2)第一電動(dòng)機(jī),包括與所述發(fā)動(dòng)機(jī)的所述輸出軸連接的第一轉(zhuǎn)子和與所述驅(qū)動(dòng)軸連接的第二轉(zhuǎn)子,所述第二轉(zhuǎn)子相對(duì)于所述第一轉(zhuǎn)子可旋轉(zhuǎn),所述第一和第二轉(zhuǎn)子相互電磁連接,由此使動(dòng)力通過(guò)所述第一轉(zhuǎn)子與所述第二轉(zhuǎn)子的電磁聯(lián)軸節(jié),在所述發(fā)動(dòng)機(jī)的所述輸出軸與所述驅(qū)動(dòng)軸之間傳送;(3)第二電動(dòng)機(jī),具有一個(gè)與所述輸出軸和所述驅(qū)動(dòng)軸不同的旋轉(zhuǎn)軸,所述第二電動(dòng)機(jī)通過(guò)所述旋轉(zhuǎn)軸接收和傳送動(dòng)力;(4)第一連接裝置,以把所述旋轉(zhuǎn)軸機(jī)械連接在所述輸出軸上,并且釋放該連接;以及(5)第二連接裝置,以把所述旋轉(zhuǎn)軸機(jī)械連接在所述驅(qū)動(dòng)軸上,并且釋放該連接;(b)控制所述第一連接裝置和所述第二連接裝置,以執(zhí)行通過(guò)所述第一連接裝置的連接和通過(guò)所述第二連接裝置的連接中的任何一個(gè)連接;以及(c)驅(qū)動(dòng)和控制所述第一電動(dòng)機(jī)和所述第二電動(dòng)機(jī),以便使所述發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的動(dòng)力能夠經(jīng)受轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換,并且輸出到所述驅(qū)動(dòng)軸。
全文摘要
一種動(dòng)力輸出設(shè)備(20)包括一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)(50);一臺(tái)離合器電動(dòng)機(jī)(30),其具有轉(zhuǎn)子(31和33),分別與一個(gè)曲軸(56)和一個(gè)驅(qū)動(dòng)軸(22)連接;一臺(tái)輔助電動(dòng)機(jī)(40),附于一個(gè)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)軸(38);第一離合器(45),以使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)軸(38)與曲軸(56)連接和脫開(kāi);第二離合器(46),以使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)軸(38)與驅(qū)動(dòng)軸(22)連接和脫開(kāi);以及一個(gè)控制器(80),以控制電動(dòng)機(jī)(30和40)??刂破?80)按照發(fā)動(dòng)機(jī)(50)和驅(qū)動(dòng)軸(22)的狀態(tài)來(lái)操作離合器(45和46),并且改變轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)軸(38)的連接,以便使發(fā)動(dòng)機(jī)(50)輸出的動(dòng)力能夠由電動(dòng)機(jī)(30和40)有效地轉(zhuǎn)換,并且輸出到驅(qū)動(dòng)軸(22)。
文檔編號(hào)B60K6/543GK1219152SQ9719420
公開(kāi)日1999年6月9日 申請(qǐng)日期1997年4月14日 優(yōu)先權(quán)日1996年7月2日
發(fā)明者宮谷孝夫, 多賀善明, 川端康己, 永松茂隆, 山田英治, 三浦徹也, 金森彰彥, 松橋繁, 多賀豐, 藤隆地, 小出訓(xùn), 浦野広曉, 赤尾憲彥, 小暮喜二 申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車(chē)株式會(huì)社
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