專利名稱：車輛混合驅(qū)動單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種車輛混合驅(qū)動單元，該單元具有多個原動機(jī)，如一個發(fā)動機(jī)和一個電動發(fā)電機(jī)。
背景技術(shù)：
一種具有一個發(fā)動機(jī)和一個電動發(fā)電機(jī)作為原動機(jī)的混合動力車輛，在本領(lǐng)域中是很常見的。這種混合動力車輛通過利用發(fā)動機(jī)和電動發(fā)電機(jī)的特性，能夠改善燃油消耗率，并能減少廢氣的排放。這種具有一個發(fā)動機(jī)和一個電動發(fā)電機(jī)作為原動機(jī)的混合動力車輛的一個例子見于日本專利公報(bào)No.2000-346187。
在日本專利公報(bào)No.2000-346187中所公開的這種混合動力車輛包含作為一個原動機(jī)的一個發(fā)動機(jī)和一個輔助電動機(jī)，另有一個行星齒輪機(jī)構(gòu)被布置在該發(fā)動機(jī)和一個驅(qū)動軸之間。該行星齒輪機(jī)構(gòu)包含三個轉(zhuǎn)動元件，如一個中心齒輪、一個齒圈，以及一個行星架，行星架保持著一個與中心齒輪和齒圈嚙合的小齒輪。在該行星齒輪機(jī)構(gòu)中，行星架被連接到發(fā)動機(jī)一側(cè)，而齒圈被連接到驅(qū)動軸一側(cè)。輔助電動機(jī)也被連接到驅(qū)動軸上，另外有一個電機(jī)被連接到中心齒輪上。
在從發(fā)動機(jī)到行星架的傳動線上有一個變速器。該變速器包含三個轉(zhuǎn)動元件，如一個中心齒輪、一個齒圈，以及一個行星架，行星架保持著一個與中心齒輪和齒圈嚙合的小齒輪。在該變速器中，變速器的行星架被連接到發(fā)動機(jī)上，而變速器的齒圈被連接到行星齒輪機(jī)構(gòu)的行星架上。此外，還有一個離合器，用于允許變速器的行星架和齒圈的整體轉(zhuǎn)動，還有一個制動器，用于選擇性地停止變速器的中心齒輪的轉(zhuǎn)動。另外有一個蓄電池被連接到電機(jī)和輔助電動機(jī)上。
在將發(fā)動機(jī)扭矩輸入到行星齒輪單元的行星架上時，通過令電動機(jī)作用為一個反作用元件，使得從齒圈輸出的扭矩被傳遞到驅(qū)動軸上。作用為反作用元件的電動機(jī)進(jìn)行一種能量再生控制(即，一種發(fā)電控制)，所產(chǎn)生的電能被存儲在一個蓄電池中。通過控制電動機(jī)的速度，可以連續(xù)地控制一個變速比。在這兒，該變速比是行星齒輪單元的行星架和行星齒輪單元的齒圈之間的速度比。也就是說，通過利用三個轉(zhuǎn)動元件的差速作用，該行星齒輪單元作用為一個無級變速器。另外，通過驅(qū)動一個輔助電動機(jī)，可以填補(bǔ)車輛所需的扭矩與傳遞到驅(qū)動軸上的發(fā)動機(jī)扭矩之間的差距。
當(dāng)制動器接合、離合器分離時，變速器齒圈的速度相對于發(fā)動機(jī)速度增大。相反，當(dāng)制動器分離、離合器接合時，發(fā)動機(jī)的輸出軸和變速器的齒圈整體地轉(zhuǎn)動。另外，具有多個原動機(jī)如發(fā)動機(jī)和電動發(fā)電機(jī)的這樣一種混合動力車輛也曾在日本專利公報(bào)No.2002-78105、日本專利公報(bào)No.2000-142146以及日本專利公報(bào)No.2003-32802中公開。
根據(jù)日本專利公報(bào)No.2000-346187中所述的這種混合動力車輛，為了提高行星齒輪單元的行星架速度和驅(qū)動軸的速度之間的速比，必須提高作用為反作用元件的電動機(jī)的速度。也就是說，為了在令發(fā)動機(jī)速度保持在一個預(yù)定速度下使車輛低速行駛時，作用為反作用元件的電動機(jī)必須具有高輸出，這樣，該電動機(jī)的尺寸就可能較大。為了減小行星齒輪單元的行星架的速度與驅(qū)動軸的速度之間的速比，通過令電動機(jī)反向轉(zhuǎn)動，一個驅(qū)動扭矩在相反的方向上被作用在行星齒輪單元的中心齒輪上，而發(fā)動機(jī)扭矩和電動機(jī)的驅(qū)動扭矩的綜合扭矩從齒圈上被輸出到驅(qū)動軸上。另一方面，該輔助電動機(jī)進(jìn)行能量的再生，所產(chǎn)生的電能被提供到電機(jī)上。這樣就可以進(jìn)行功率循環(huán)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的是提供一種車輛混合驅(qū)動單元，該驅(qū)動單元可以防止用于建立對發(fā)動機(jī)扭矩的反作用力的電動發(fā)電機(jī)過大的尺寸和容量，另外，該驅(qū)動單元可以避免功率循環(huán)的發(fā)生。
因此，本發(fā)明的一種混合驅(qū)動單元包含一個動力分配裝置，用于將發(fā)動機(jī)的輸出扭矩分配給第一電動發(fā)電機(jī)和車輪。該動力分配裝置包含作為輸入元件的第一轉(zhuǎn)動元件；能夠作用為一個反作用元件的第二轉(zhuǎn)動元件；能夠作用為另一個反作用元件的第三轉(zhuǎn)動元件；和作為輸出元件的第四轉(zhuǎn)動元件。發(fā)動機(jī)被連接到第一轉(zhuǎn)動元件上；第一電動發(fā)電機(jī)被連接到第二轉(zhuǎn)動元件上；而車輪被連接到第四轉(zhuǎn)動元件上。本發(fā)明的該混合驅(qū)動單元進(jìn)一步包含被連接到第三轉(zhuǎn)動元件上的第二電動發(fā)電機(jī)；被連接到任何一個車輪和另一個車輪上的第三電動發(fā)電機(jī)；以及允許電能在上述的電動發(fā)電機(jī)之間交換的一個電路。
因此，根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)發(fā)動機(jī)扭矩從第四轉(zhuǎn)動元件中輸出時，通過將發(fā)動機(jī)扭矩輸入到第一轉(zhuǎn)動元件上，且選擇性地令第一和第二電動發(fā)電機(jī)的至少一個作用為建立對發(fā)動機(jī)扭矩的反作用力的發(fā)電機(jī)，使得每個電動發(fā)電機(jī)的輸出可以被盡可能地減小。這樣，就可以防止電動發(fā)電機(jī)的尺寸和容量增加。另外也可以防止發(fā)動機(jī)功率被轉(zhuǎn)化為電能的比率的增大，從而抑制電路中的電量。此外，當(dāng)電動發(fā)電機(jī)工作為一個發(fā)電機(jī)，并作用為對發(fā)動機(jī)扭矩的反作用元件時，通過將再生的電能提供第三電動發(fā)電機(jī)，令其作用為一個電動機(jī)，從而可以避免功率循環(huán)的發(fā)生。
除了上述的結(jié)構(gòu)，本發(fā)明的混合驅(qū)動單元包含第一控制裝置或第一控制設(shè)備，當(dāng)發(fā)動機(jī)扭矩被傳遞給第一轉(zhuǎn)動元件時，若控制第四轉(zhuǎn)動元件的速度低于第一轉(zhuǎn)動元件的速度，該控制裝置通過令第二電動發(fā)電機(jī)工作為一個電動機(jī)或一個建立對發(fā)動機(jī)扭矩的反作用力的發(fā)電機(jī)，將發(fā)動機(jī)扭矩傳遞到第四轉(zhuǎn)動元件上；同時通過令第三電動發(fā)電機(jī)工作為一個電動機(jī)，將第三電動發(fā)電機(jī)的扭矩傳遞給車輪。
因此，根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)發(fā)動機(jī)扭矩被傳遞給第一轉(zhuǎn)動元件時，若控制第四轉(zhuǎn)動元件的速度低于第一轉(zhuǎn)動元件的速度，可以通過令第二電動發(fā)電機(jī)工作為一個發(fā)電機(jī)并建立對發(fā)動機(jī)扭矩的反作用力，將發(fā)動機(jī)扭矩傳遞給第四轉(zhuǎn)動元件上，同時通過令第三電動發(fā)電機(jī)工作為一個電動機(jī)，將第三電動發(fā)電機(jī)的扭矩傳遞給車輪。另外，當(dāng)?shù)诙妱影l(fā)電機(jī)工作為一個發(fā)電機(jī)時，可以將所再生的電能提供給第三電動發(fā)電機(jī)。
此外，本發(fā)明的混合驅(qū)動單元包括第二控制裝置或第二控制設(shè)備，在將發(fā)動機(jī)扭矩傳遞給第一轉(zhuǎn)動元件時，若控制第四轉(zhuǎn)動元件的速度高于第一轉(zhuǎn)動元件的速度，在令第二和第三電動發(fā)電機(jī)的至少之一工作為一個電動機(jī)的同時，該控制裝置通過令第一電動發(fā)電機(jī)工作為一個發(fā)電機(jī)并建立對發(fā)動機(jī)扭矩的反作用力，將第二和第三電動發(fā)電機(jī)的至少之一的扭矩傳遞給車輪。
因此，根據(jù)本發(fā)明，在將發(fā)動機(jī)扭矩傳遞給第一轉(zhuǎn)動元件時，若控制第四轉(zhuǎn)動元件的速度高于第一轉(zhuǎn)動元件的速度，通過令第一電動發(fā)電機(jī)工作為一個發(fā)電機(jī)并建立對發(fā)動機(jī)扭矩的反作用力，同時令第二和第三電動發(fā)電機(jī)的至少之一工作為一個電動機(jī)，第二和第三電動發(fā)電機(jī)的至少之一的扭矩被傳遞給車輪。另外，當(dāng)?shù)谝浑妱影l(fā)電機(jī)工作為一個發(fā)電機(jī)時，可以將所再生的電能提供給第二和第三電動發(fā)電機(jī)的至少之一。
此外，本發(fā)明的混合驅(qū)動單元包括第三控制裝置或第三控制設(shè)備，在令第二和第三電動發(fā)電機(jī)的至少之一工作為一個電動機(jī)而將第二和第三電動發(fā)電機(jī)的至少之一的扭矩傳遞給車輪時，該控制裝置通過使用制動器來停止第一轉(zhuǎn)動元件和發(fā)動機(jī)，允許該制動器工作為第二和第三電動發(fā)電機(jī)的至少之一的一個反作用元件。
因此，根據(jù)本發(fā)明，在令第二和第三電動發(fā)電機(jī)的至少之一工作為一個電動機(jī)而將第二和第三電動發(fā)電機(jī)的至少之一的扭矩傳遞給車輪時，通過使用制動器來停止第一轉(zhuǎn)動元件和發(fā)動機(jī)，該制動器可以工作為第二和第三電動發(fā)電機(jī)的至少之一的一個反作用元件。
除了上述的結(jié)構(gòu)之外，本發(fā)明的混合驅(qū)動單元包括第四控制裝置或第四控制設(shè)備，用于在第一轉(zhuǎn)動元件和發(fā)動機(jī)被制動器停止后而起動發(fā)動機(jī)時，i)通過令第一電動發(fā)電機(jī)工作為一個發(fā)電機(jī)并減小制動器的制動力而允許第一電動發(fā)電機(jī)工作為第二和第三電動發(fā)電機(jī)的至少之一的一個反作用元件，ii)通過控制第一電動發(fā)電機(jī)的速度而提高發(fā)動機(jī)的速度，以及iii)通過燃燒燃油，從而獨(dú)立地轉(zhuǎn)動發(fā)動機(jī)。
因此，根據(jù)本發(fā)明，在第一轉(zhuǎn)動元件和發(fā)動機(jī)被制動器停止后而起動發(fā)動機(jī)時，發(fā)動機(jī)速度可以通過以下兩種方式之一而被提高通過令第一電動發(fā)電機(jī)工作為一個發(fā)電機(jī)并減小制動器的制動力而允許第一電動發(fā)電機(jī)工作為第二和第三電動發(fā)電機(jī)的至少之一的一個反作用元件；以及通過控制第一電動發(fā)電機(jī)的速度。
此外，本發(fā)明的混合驅(qū)動單元包括第五控制裝置或第五控制設(shè)備，當(dāng)發(fā)動機(jī)扭矩被輸入到第一轉(zhuǎn)動元件上、且通過第四轉(zhuǎn)動元件而被傳遞給車輪時，該控制裝置允許第一和第二電動發(fā)電機(jī)的至少之一工作為一個發(fā)電機(jī)，以建立對發(fā)動機(jī)扭矩的反作用力。
因此，根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)發(fā)動機(jī)扭矩被輸入到第一轉(zhuǎn)動元件上、且通過第四轉(zhuǎn)動元件而被傳遞給車輪時，第一和第二電動發(fā)電機(jī)的至少之一工作為一個發(fā)電機(jī)，以建立對發(fā)動機(jī)扭矩的反作用力。
此外，根據(jù)本發(fā)明的混合驅(qū)動單元，第五控制裝置或第五控制設(shè)備包括用于選擇將某個電動發(fā)電機(jī)工作為一個發(fā)電機(jī)的裝置，其中該電動發(fā)電機(jī)是用于建立對發(fā)動機(jī)扭矩的反作用力所需的輸出是最小的一個。
這種選擇裝置可以減小作為發(fā)動機(jī)扭矩的反作用元件的電動發(fā)電機(jī)的輸出，從而可以減小電動發(fā)電機(jī)的尺寸。
除上述之外，根據(jù)本發(fā)明的混合驅(qū)動單元，動力分配裝置包括一個組合行星齒輪機(jī)構(gòu)，該組合行星齒輪機(jī)構(gòu)由兩套行星齒輪機(jī)構(gòu)組成，其中，行星齒輪機(jī)構(gòu)的四個轉(zhuǎn)動元件單獨(dú)地相互連接。組合行星齒輪機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動元件如列線圖示那樣連接。在該簡圖中，代表四個轉(zhuǎn)動元件的線條位于基線上的不同位置上，代表第一和第四個轉(zhuǎn)動元件的線條相互靠近，而代表第二和第三個轉(zhuǎn)動元件的線條位于兩邊外側(cè)上。
因此，在該列線圖表中，第一至第四個轉(zhuǎn)動元件位于基線上的不同位置上，第一和第四個轉(zhuǎn)動元件相互靠近，第二和第三個轉(zhuǎn)動元件位于兩邊的外側(cè)上。
本發(fā)明上述的以及進(jìn)一步的目的和新穎的特點(diǎn)將會從下面結(jié)合附圖的說明中進(jìn)一步體現(xiàn)。但是應(yīng)當(dāng)明確地理解，這些附圖僅作為描述之用，不對本發(fā)明作任何限制。


圖1是描述了一個實(shí)例的概念圖，其中本發(fā)明的混合動力車的傳動系被應(yīng)用于一輛四輪驅(qū)動車上。
圖2是解釋控制實(shí)例1的流程圖，該流程圖適用于本發(fā)明的混合動力車。
圖3是在執(zhí)行如圖2所示的控制實(shí)例的情況下，顯示每個轉(zhuǎn)動元件狀態(tài)的列線圖表。
圖4是解釋控制實(shí)例2的流程圖，該流程圖適用于本發(fā)明的混合動力車。
圖5是在執(zhí)行如圖4所示的控制實(shí)例的情況下，顯示每個轉(zhuǎn)動元件狀態(tài)的列線圖表。
圖6是解釋控制實(shí)例3的流程圖，該流程圖適用于本發(fā)明的混合動力車。
圖7是在執(zhí)行如圖6所示的控制實(shí)例的情況下，顯示每個轉(zhuǎn)動元件狀態(tài)的列線圖表。
圖8是解釋控制實(shí)例4的流程圖，該流程圖適用于本發(fā)明的混合動力車。
圖9是在執(zhí)行如圖8所示的控制實(shí)例的情況下，顯示每個轉(zhuǎn)動元件狀態(tài)的列線圖表。
圖10是解釋控制實(shí)例5的流程圖，該流程圖適用于本發(fā)明的混合動力車。
圖11是在執(zhí)行如圖10所示的控制實(shí)例的情況下，顯示每個轉(zhuǎn)動元件狀態(tài)的列線圖表。
圖12是解釋控制實(shí)例7的流程圖，該流程圖適用于本發(fā)明的混合動力車。
圖13是在執(zhí)行如圖12所示的控制實(shí)例的情況下，顯示每個轉(zhuǎn)動元件狀態(tài)的列線圖表。
圖14是解釋控制實(shí)例8的流程圖，該流程圖適用于本發(fā)明的混合動力車。
圖15是在執(zhí)行如圖14所示的控制實(shí)例的情況下，顯示每個轉(zhuǎn)動元件狀態(tài)的列線圖表。
圖16是顯示了在每個控制實(shí)例和對比實(shí)例中的第一個電動發(fā)電機(jī)的輸出特性的圖表。
圖17是顯示了在每個控制實(shí)例和對比實(shí)例中的電動發(fā)電機(jī)的輸出特性的圖表。
圖18是顯示了在每個控制實(shí)例和對比實(shí)例中動力分配裝置的變速比與動力傳遞效率之間關(guān)系的圖表。
具體實(shí)施例方式
下面，將結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行說明。首先，應(yīng)用本發(fā)明的一輛混合動力車的傳動系和控制系統(tǒng)的一個實(shí)例如圖1所示。如圖1所示的車輛(即，混合動力車)Ve包括一個發(fā)動機(jī)1，第一電動發(fā)電機(jī)MG1，第二電動發(fā)電機(jī)MG2，以及第三電動發(fā)電機(jī)MG3。特別地，工作為原動機(jī)的發(fā)動機(jī)1和第二電動發(fā)電機(jī)MG2以一種動力可傳遞的方式而被連接到前輪2上。另外，第三電動發(fā)電機(jī)MG3作為車輛Ve的另一個原動機(jī)。第三電動發(fā)電機(jī)MG3以一種動力可傳遞的方式而被連接到后輪3上。
發(fā)動機(jī)1是一種常見的把從燃燒燃油產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)化而來的動能輸出的動力單元，它包括一個燃油噴射系統(tǒng)，一個進(jìn)氣和排氣系統(tǒng)等。發(fā)動機(jī)1可以是一種內(nèi)燃機(jī)，如，汽油發(fā)動機(jī)、柴油發(fā)動機(jī)、LPG發(fā)動機(jī)、甲醇發(fā)動機(jī)、氫氣發(fā)動機(jī)等。發(fā)動機(jī)1的進(jìn)氣系統(tǒng)具有電子節(jié)氣門(圖中沒有顯示)。發(fā)動機(jī)1、第一電動發(fā)電機(jī)MG1以及第二電動發(fā)電機(jī)MG2同軸布置，其中第一電動發(fā)電機(jī)MG1布置在發(fā)動機(jī)1和第二電動發(fā)電機(jī)MG2之間。
下面將說明從發(fā)動機(jī)1到前輪2之間的傳動系。輸入軸4和發(fā)動機(jī)1的曲軸(沒有顯示)以動力可傳遞的方式連接。在輸入軸4和前輪2之間的動力傳遞線上有一個動力分配裝置5。該動力分配裝置5包括第一行星齒輪機(jī)構(gòu)6和第二行星齒輪機(jī)構(gòu)7。第一行星齒輪機(jī)構(gòu)6是一種包含三個轉(zhuǎn)動元件的單齒輪式行星齒輪機(jī)構(gòu)，包括作為外齒輪的中心齒輪8；作為與中心齒輪8同軸布置的內(nèi)齒輪——齒圈9；以及支撐與中心齒輪8和齒圈9相互嚙合并可旋轉(zhuǎn)的小齒輪10的行星架11。在第一行星齒輪機(jī)構(gòu)6中，中心齒輪8和第一電動發(fā)電機(jī)MG1的轉(zhuǎn)子以動力可傳遞的方式連接，行星架11和輸入軸4連接而整體旋轉(zhuǎn)，而齒圈9和一個連接鼓輪12整體旋轉(zhuǎn)。
另一方面，第二行星齒輪機(jī)構(gòu)7是一種包括三個轉(zhuǎn)動元件的雙齒輪式行星齒輪機(jī)構(gòu)，包括作為外齒輪的中心齒輪13；作為與中心齒輪13同軸布置的內(nèi)齒輪——齒圈14；以及支撐與中心齒輪13嚙合的小齒輪15、可旋轉(zhuǎn)地與齒圈14和小齒輪15嚙合的小齒輪16的行星架11。在第二行星齒輪機(jī)構(gòu)7中，中心齒輪13和第二電動發(fā)電機(jī)MG2的轉(zhuǎn)子以動力可傳遞的方式連接，齒圈14和連接鼓輪12整體旋轉(zhuǎn)。另外，第一行星齒輪機(jī)構(gòu)6和第二行星齒輪機(jī)構(gòu)7共用行星架11。
此外，一個傳動機(jī)構(gòu)17和一個差速器18布置在連接鼓輪12和前輪2之間的動力傳遞線之間，差速器18和前輪2以動力可傳遞的方式通過軸19連接。該齒輪傳動機(jī)構(gòu)17可以是一種鏈傳動機(jī)構(gòu)、皮帶傳動機(jī)構(gòu)或齒輪傳動機(jī)構(gòu)等。為了控制輸入軸4的轉(zhuǎn)動和停止，配有一個制動器20。該制動器20可以是一種液力式制動器、電磁式制動器等。在該實(shí)施例中應(yīng)用了一種液力式制動器。
下面將說明形成于第三電動發(fā)電機(jī)MG3和后輪3之間的動力傳動線。一個傳動機(jī)構(gòu)21和一個差速器22以動力可傳遞的方式連接到第三電動發(fā)電機(jī)MG3的轉(zhuǎn)子上。例如，一種齒輪傳動機(jī)構(gòu)可被用作為該傳動機(jī)構(gòu)21。差速器22的機(jī)構(gòu)是很常見的，該差速器22和后輪3通過軸23而連接。
一個逆變器24連接到第一電動發(fā)電機(jī)MG1上；一個逆變器25連接到第二電動發(fā)電機(jī)MG2上；一個逆變器26連接到第三電動發(fā)電機(jī)MG3上；作為儲能裝置的蓄電池27連接到逆變器24、25和26上。電池組或電容可以用作為蓄電池27。另外，電動發(fā)電機(jī)MG1、MG2和MG3具有將電能轉(zhuǎn)化為動能的電動機(jī)功能，也有將動能轉(zhuǎn)化為電能的發(fā)電機(jī)功能。
在該實(shí)施例中，將動能轉(zhuǎn)化為電能并存儲在蓄電池27中的控制被稱作為“再生控制”或“發(fā)電控制”。這些術(shù)語的定義基本相同。因此，電能可以通過逆變器24、25和26在蓄電池27和電動發(fā)電機(jī)MG1、MG2和MG3之間雙向傳遞。另外，電動發(fā)電機(jī)MG1、MG2和MG3也相互連接，無需通過蓄電池27，電能可以在它們之間傳遞。電路M1由以下元件組成電動發(fā)電機(jī)MG1、MG2和MG3；逆變器24、25和26；蓄電池27；以及電導(dǎo)線。
第三電動發(fā)電機(jī)MG3可以位于如圖1上實(shí)線所示的第一位置上，即，動力可以在第三電動發(fā)電機(jī)MG3和后輪3之間傳遞的位置上。另外，第三電動發(fā)電機(jī)MG3可以位于如圖1上虛線所示的第二位置上，即，動力可以在第三電動發(fā)電機(jī)MG2和前輪2之間傳遞的位置上。在選擇第二位置上時，蓄電池27通過逆變器26而連接到第三電動發(fā)電機(jī)MG3上。第三電動發(fā)電機(jī)MG3還以動力可傳遞的方式與傳動機(jī)構(gòu)17連接。這樣，當(dāng)車輛Ve是四輪驅(qū)動車，其中動力被傳遞到前輪2和后輪3上，第三電動發(fā)電機(jī)MG3就位于第一位置上。另一方面，若車輛Ve是兩輪驅(qū)動車(即，發(fā)動機(jī)前置前輪驅(qū)動車輛)，其中動力只能被傳遞到前輪2上，而不能傳遞到后輪3上，第三電動發(fā)電機(jī)MG3就位于第二位置上。
同時，提供有一個用于控制制動器20的制動力的執(zhí)行器28。若制動器20是一種液力式制動器，該執(zhí)行器28可以是一種液力控制單元。該液力控制單元包括一個液壓管路和一個電磁閥，其形式是常見的。
此外，提供有用于整體地控制車輛Ve的一個電子控制單元29。車速、加速要求、制動要求、發(fā)動機(jī)速度、蓄電池27的充電量等信號被輸入到該電子控制單元29中。從該電子控制單元29中輸出用于控制發(fā)動機(jī)1的輸出(即，速度×扭矩)的信號；用于通過逆變器24、25和26而控制電動發(fā)電機(jī)MG1、MG2和MG3的信號；用于通過執(zhí)行器28而控制制動器20的制動力的信號等。
下面將說明如圖1所示的車輛Ve的結(jié)構(gòu)與本發(fā)明的結(jié)構(gòu)之間的對應(yīng)關(guān)系。前輪2和后輪3對應(yīng)于本發(fā)明的車輪；行星架11對應(yīng)于本發(fā)明的第一轉(zhuǎn)動元件(或輸入元件)；中心齒輪8對應(yīng)于本發(fā)明的第二轉(zhuǎn)動元件；中心齒輪13對應(yīng)于本發(fā)明的第三轉(zhuǎn)動元件；具有齒圈9和14的連接鼓輪12對應(yīng)于本發(fā)明的第四轉(zhuǎn)動元件(或輸出元件)；而車輛Ve對應(yīng)于本發(fā)明的混合動力車。
在車輛Ve停止而使得發(fā)動機(jī)1和電動發(fā)電機(jī)MG1、MG2和MG3都停止時，若起動發(fā)動機(jī)1的條件滿足，第一電動發(fā)電機(jī)就被供電并被驅(qū)動而工作為一個電動機(jī)。在這種情況下，第一電動發(fā)電機(jī)MG1受到控制而正方向轉(zhuǎn)動。在這，在該實(shí)施例中，“正方向”表示與發(fā)動機(jī)1獨(dú)立轉(zhuǎn)動的方向相同的方向。當(dāng)?shù)谝浑妱影l(fā)電機(jī)MG1工作為一個電動機(jī)時，MG1的扭矩被輸入到第一行星齒輪機(jī)構(gòu)6的中心齒輪8上，而第一行星齒輪機(jī)構(gòu)6的齒圈9工作為一個反作用元件。這樣，第一電動發(fā)電機(jī)MG1的扭矩就會通過輸入軸4而傳遞給發(fā)動機(jī)1，從而使發(fā)動機(jī)1的曲軸轉(zhuǎn)動。同時進(jìn)行燃油噴射控制，燃油在發(fā)動機(jī)1內(nèi)燃燒。結(jié)果，發(fā)動機(jī)1開始獨(dú)立轉(zhuǎn)動。
在發(fā)動機(jī)1起動后，發(fā)動機(jī)速度提高，第一電動發(fā)電機(jī)MG1就會保持一定的速度而工作為對發(fā)動機(jī)扭矩的一個反作用元件。當(dāng)?shù)谝浑妱影l(fā)電機(jī)MG1工作為一個反作用元件時，正方向地轉(zhuǎn)動連接鼓輪12的扭矩提高，從而使正方向地驅(qū)動車輛Ve的驅(qū)動力提高。下面將說明實(shí)用于車輛Ve的一個基本控制。首先，基于車速和加速器的開度而計(jì)算車輛Ve的驅(qū)動要求。然后，基于該驅(qū)動要求而確定出目標(biāo)發(fā)動機(jī)輸出，并基于該目標(biāo)發(fā)動機(jī)輸出和最佳燃油經(jīng)濟(jì)曲線而計(jì)算出目標(biāo)發(fā)動機(jī)速度。
此外，通過控制對發(fā)動機(jī)扭矩的反作用元件的速度而連續(xù)地控制動力分配裝置5的變速比，進(jìn)行令實(shí)際發(fā)動機(jī)速度接近目標(biāo)發(fā)動機(jī)速度的控制。同時，通過控制電子節(jié)氣門等而進(jìn)行令實(shí)際發(fā)動機(jī)速度接近目標(biāo)發(fā)動機(jī)速度的控制。還可以通過令第三電動發(fā)電機(jī)MG3工作為一個電動機(jī)而將第三電動發(fā)電機(jī)MG3的扭矩傳遞給前輪2。
在該實(shí)施例中，第二電動發(fā)電機(jī)MG2與動力分配裝置5的第二行星齒輪機(jī)構(gòu)7的中心齒輪13連接。因此，可以進(jìn)行令第二電動發(fā)電機(jī)MG2工作為一個發(fā)電機(jī)的控制，從而建立對發(fā)動機(jī)扭矩的反作用力。也就是說，根據(jù)該實(shí)施例，通過令電動發(fā)電機(jī)MG1和MG2的至少一個工作為一個發(fā)電機(jī)而建立對發(fā)動機(jī)扭矩的反作用力，并控制其中的速度，可以使動力分配裝置5的變速比連續(xù)地變化。
因此，在選擇或確定工作為發(fā)電機(jī)而建立對發(fā)動機(jī)扭矩的反作用力的電動發(fā)電機(jī)時，選擇了一種控制模式，其中令電路M1中的電能盡可能地減少。在這，“控制模式”表示控制的一種方式。控制模式的決定因素有，比如建立反作用扭矩的電動發(fā)電機(jī)的工作模式，即，工作為“電動機(jī)”或“發(fā)電機(jī)”；從建立反作用扭矩的電動發(fā)電機(jī)的再生控制中產(chǎn)生的電能的目的，即，所產(chǎn)生的電能是被存儲在蓄電池27中，還是不經(jīng)蓄電池27而提供給第三電動發(fā)電機(jī)MG3；另外還有用于建立反作用扭矩的電動發(fā)電機(jī)的類型。
為了選擇盡可能地減少電路M1中的電能的一種控制模式，可以使用以下的公式。
Te+{(1+ρ1)/ρ1}Tg-{(1-ρ2)/ρ2}Tm＝0(1)To＝(1/ρ2)Tm-(1/ρ1)Tg (2)(1+ρ1)Ne＝ρ1·Ng+No(3)(1-ρ2)Ne＝-ρ2·Nm+No (4)在上述的公式中“Te”表示發(fā)動機(jī)扭矩；“ρ1”表示第一行星齒輪機(jī)構(gòu)6的變速比(即，齒圈9的齒數(shù)除中心齒輪8的齒數(shù)所得到的一個值)；“Tg”表示第一電動發(fā)電機(jī)MG1的扭矩；“ρ2”表示第二行星齒輪機(jī)構(gòu)7的速比(即，齒圈14的齒數(shù)除中心齒輪13的齒數(shù)所得到的一個值)；“Tm”表示第二電動發(fā)電機(jī)MG2的扭矩；“To”表示傳遞給連接鼓輪12的扭矩；“Ne”表示發(fā)動機(jī)速度；“Ng”表示第一電動發(fā)電機(jī)MG1的速度；“No”表示連接鼓輪12的速度；而“Nm”表示第二電動發(fā)電機(jī)MG2的速度。另外，在公式(1)右邊的“0”表示電能不從蓄電池27輸出也不輸入到蓄電池27中。
在車輛行駛時，計(jì)算出Te、Ne、To和No?；谶@些計(jì)算結(jié)果，可以使用上述的公式(1)-(4)而計(jì)算第一電動發(fā)電機(jī)MG1和第二電動發(fā)電機(jī)MG2的輸出。另一方面，可以使用以下的公式而獲得第三電動發(fā)電機(jī)MG3的工作狀態(tài)。
T3＝α·T (5)T3·N3+Tg·Ng+Tm·Nm＝0(6)在上述的公式(5)和(6)中，“T3”表示第三電動發(fā)電機(jī)MG3的扭矩；而“N3”表示第三電動發(fā)電機(jī)MG3的速度。另外，“α”表示前輪2和后輪3的動力分配系數(shù)，更明確地，傳遞給前輪2的動力比例。另外，在公式(6)右邊的“0”表示電能不從蓄電池27輸出也不輸入到蓄電池27中。
在上述公式中所用到的參數(shù)如下所述那樣得到。首先，基于輸入到電子控制單元29的信號而計(jì)算出車速和加速器的開度，然后基于這些計(jì)算結(jié)果而計(jì)算出車輛Ve的驅(qū)動要求?；谠擈?qū)動要求而計(jì)算出To、No和α；同樣也計(jì)算得到Te和Ne。然后，基于這些計(jì)算結(jié)果而計(jì)算出Tg、Ng、Tm、Nm、T3和N3?；诎ㄉ鲜龉?1)-(6)的這些控制模式的決定因素而選擇出控制模式。
下面將說明根據(jù)車輛Ve的行駛狀態(tài)而從多種控制模式下選擇某種控制模式的例子。
(例子1)例子1將與圖2所示的流程圖結(jié)合說明。首先，當(dāng)節(jié)氣門全開，車輛Ve在起動后以極低的速度行駛，且第三電動發(fā)電機(jī)MG3工作為一個電動機(jī)時，根據(jù)上述的控制模式?jīng)Q定因素，判斷(在步驟S1)在執(zhí)行令第一電動發(fā)電機(jī)MG1怠速并令第二電動發(fā)電機(jī)MG2工作為一個發(fā)電機(jī)以建立對發(fā)動機(jī)扭矩的反作用力的控制的情況下電路M1中的電能是否能減少。
若步驟S1的判定為是，對應(yīng)基于上述決定因素的控制模式選擇的一個操作就會被執(zhí)行(在步驟S2)，如圖2所示的程序就會結(jié)束。相反，若步驟S2的判定為否，如圖2所示的控制程序就不執(zhí)行步驟S2的操作而結(jié)束。
下面將結(jié)合如圖3所示的列線圖E1而說明步驟S2中的操作。在如圖3所示的列線圖E1中，顯示有第一電動發(fā)電機(jī)MG1的速度、第二電動發(fā)電機(jī)MG2的速度、發(fā)動機(jī)速度(Eng)和連接鼓輪12(即，輸出元件)的速度。也就是說，列線圖E1描述了動力分配裝置5的轉(zhuǎn)動元件的連接。特別地，在列線圖E1上，表示發(fā)動機(jī)1的線條和表示連接鼓輪12的線條在基線D1上相互靠近，而表示中心齒輪8與第一電動發(fā)電機(jī)MG1的線條和表示中心齒輪13與第二電動發(fā)電機(jī)MG2的線條位于D1的兩端。
在圖1所示的傳動系中，行星架11的速度和發(fā)動機(jī)的速度相同，連接鼓輪12的速度除發(fā)動機(jī)速度所得到的值為速比。在這，在圖3的列線圖E1上“零”表示轉(zhuǎn)動元件的停止；“正向”表示轉(zhuǎn)動元件的正方向轉(zhuǎn)動；而“反向”表示轉(zhuǎn)動元件的反方向轉(zhuǎn)動。另外，列線圖E1上的箭頭表示扭矩的方向。此外，在列線圖E1上，“(MG3)”表示第三電動發(fā)電機(jī)MG3的扭矩被傳遞給連接鼓輪12(即，前輪2)或后輪3。下面的例子將與除圖3所示的列線圖E1之外的其他列線圖結(jié)合說明；但是，在那些列線圖上的表示與圖3的列線圖E1的那些相同。
首先，執(zhí)行令第二電動發(fā)電機(jī)MG2工作為一個發(fā)電機(jī)以建立對發(fā)動機(jī)扭矩的反作用力的控制。在這個階段，第二電動發(fā)電機(jī)MG2工作為一個發(fā)電機(jī)并反方向轉(zhuǎn)動。此外，通過將第二電動發(fā)電機(jī)MG2所產(chǎn)生的電能不經(jīng)過蓄電池27而直接提供給第三電動發(fā)電機(jī)MG3而令第三電動發(fā)電機(jī)MG3工作為一個電動機(jī)，從而執(zhí)行用MG3的扭矩補(bǔ)充發(fā)動機(jī)扭矩對所需扭矩的不足的控制。在圖3的列線圖E1上，連接鼓輪12的速度低于發(fā)動機(jī)速度，因此發(fā)動機(jī)扭矩被動力分配裝置5放大。在這兒，當(dāng)步驟S2的操作被執(zhí)行時，第一電動發(fā)電機(jī)MG1怠速，不工作為電動機(jī)和發(fā)電機(jī)。
因此，在圖2所示的控制實(shí)例中，執(zhí)行了令第二電動發(fā)電機(jī)MG2工作為一個發(fā)電機(jī)以建立對發(fā)動機(jī)扭矩的反作用力的控制。特別地，通過將第二電動發(fā)電機(jī)MG2在工作為發(fā)電機(jī)時反方向地轉(zhuǎn)動，工作為發(fā)電機(jī)而建立對發(fā)動機(jī)扭矩的反作用力的第二電動發(fā)電機(jī)MG2的輸出被盡可能地減小。這樣，可以防止第二電動發(fā)電機(jī)MG2的尺寸增大。因此，可以抑制在動力從發(fā)動機(jī)1傳遞到前輪2的過程中被轉(zhuǎn)換為電能的比例的增大，從而減少電路中的電能。另外還可以將第二電動發(fā)電機(jī)MG2所產(chǎn)生的電能提供給第三電動發(fā)電機(jī)MG3，而不經(jīng)過蓄電池27。因此，電路中的電能被進(jìn)一步抑制。
此外，可以抑制動力從發(fā)動機(jī)1到前輪2的傳遞效率的降低，還可以抑制車輛Ve的最大驅(qū)動力以及燃油消耗率的惡化。此外，由于第二電動發(fā)電機(jī)MG2所產(chǎn)生的電能被用于執(zhí)行第三電動發(fā)電機(jī)MG2的動力運(yùn)行控制，因而可以避免功率循環(huán)的發(fā)生。也就是說，可以避免“動能轉(zhuǎn)化為電能、電能轉(zhuǎn)化為動能的重復(fù)發(fā)生”。另外，當(dāng)?shù)谌妱影l(fā)電機(jī)MG3的扭矩用于補(bǔ)償發(fā)動機(jī)扭矩相對所需扭矩的不足時，防止所用于補(bǔ)償?shù)呐ぞ卦龃?。因此，可以避免第三電動發(fā)電機(jī)MG3的額定值增大。也就是說，防止了第三電動發(fā)電機(jī)MG3的尺寸增大。這樣就可以降低混合動力系統(tǒng)的成本。
同時，在步驟S1中，還可以基于不同于上述決定因素的另一個決定因素而選擇控制模式。這個第二決定因素是動力分配裝置5的變速比ρ3滿足下面的公式(7)。
ρ3＞1/(1-ρ2)(7)該變速比ρ3是通過將作為動力分配裝置5的輸入元件的行星架11的速度除以作為動力分配裝置5的輸出元件的連接鼓輪12的速度而獲得的一個值。
當(dāng)車輛以極低速度行駛、第三電動發(fā)電機(jī)MG3工作為一個電動機(jī)而節(jié)氣門全開時，若基于第二決定因素的步驟S1的判定為是，程序就會跳到步驟S2。相反，若基于第二決定因素的步驟S1的判定為否，圖2的控制程序就會結(jié)束。因此，基于第二決定因素而選擇控制模式的效果等同于與基于上述決定因素而選擇控制模式的效果。
在這兒，如圖2所示執(zhí)行步驟S1和S2的裝置對應(yīng)于本發(fā)明的第一混合控制裝置和第五混合控制裝置。
(例子2)下面，將結(jié)合圖4的流程圖而說明實(shí)用于車輛Ve的例子2。在該例子中，當(dāng)節(jié)氣門全開而車輛Ve行駛于低速和中速之間，若圖2的步驟S2的操作被執(zhí)行，然后第二電動發(fā)電機(jī)MG2的轉(zhuǎn)動方向從反方向切換到正方向，根據(jù)上述的決定因素，判斷(在步驟S11)如果執(zhí)行令第一電動發(fā)電機(jī)MG1或第一與第二電動發(fā)電機(jī)MG2工作為發(fā)電機(jī)以建立對發(fā)動機(jī)扭矩的反作用力的控制，電路M1中的電能是否能減少。若步驟S11的判定為是，步驟S12的操作就被執(zhí)行，而圖4的控制程序結(jié)束。相反，若步驟S11的判定為否，圖4的控制程序就不執(zhí)行步驟S12的操作而直接結(jié)束。
下面將結(jié)合圖5的列線圖E1而說明步驟S12的操作。首先，與中心齒輪13連接的第二電動發(fā)電機(jī)MG2被正方向驅(qū)動并工作為電動機(jī)。在圖5的列線圖E1上，描述了連接鼓輪12的速度低于發(fā)動機(jī)速度、而發(fā)動機(jī)扭矩被動力分配裝置5放大的情況。另外，通過將蓄電池27的電能提供給第三電動發(fā)電機(jī)MG3而執(zhí)行第三電動發(fā)電機(jī)MG3的動力運(yùn)行控制，從而執(zhí)行用第三電動發(fā)電機(jī)MG3的扭矩補(bǔ)充發(fā)動機(jī)扭矩相對所需扭矩的不足。
此外，在步驟S12中，若被提供給第二電動發(fā)電機(jī)MG2和第三電動發(fā)電機(jī)MG3的電能可以完全由蓄電池27的電能提供，第一電動發(fā)電機(jī)MG1就怠速而不工作為電動機(jī)或發(fā)電機(jī)。相反，若車輛行駛于某個速度下，其中被提供給第二電動發(fā)電機(jī)MG2和第三電動發(fā)電機(jī)MG3的電能不能夠完全由蓄電池27的電能提供，第一電動發(fā)電機(jī)MG1就工作為一個發(fā)電機(jī)，其工作的范圍使得如圖5的列線圖E1所示的獨(dú)立轉(zhuǎn)動元件的動力被平衡，而所產(chǎn)生的電能被提供給第二電動發(fā)電機(jī)MG2和第三電動發(fā)電機(jī)MG3。
這樣，通過基于上述的決定因素而選擇控制模式，例子2也可以獲得如例子1所述的相同的效果。在這兒，用于執(zhí)行圖4的步驟S11和S12的裝置對應(yīng)于本發(fā)明的第一混合控制裝置和第五混合控制裝置。
(例子3)下面，將結(jié)合圖6的流程圖而說明實(shí)用于車輛Ve的例子3。在該例子中，當(dāng)節(jié)氣門全開而車輛Ve行駛于高速下，判斷(在步驟S21)選擇令第一電動發(fā)電機(jī)MG1工作為一個發(fā)電機(jī)以建立對發(fā)動機(jī)扭矩的反作用力的控制模式是否為最佳。在步驟S21所作出的判斷等同于在步驟S1中所作出的判斷。若步驟S21的判定為是，步驟S22的操作就被執(zhí)行，而圖6的控制程序結(jié)束。相反，若步驟S21的判定為否，圖6的控制程序就不執(zhí)行步驟S22的操作而提前結(jié)束。
這是將結(jié)合圖7的列線圖E1而說明步驟S22的操作。首先，執(zhí)行令第一電動發(fā)電機(jī)MG1工作為一個發(fā)電機(jī)而建立對發(fā)動機(jī)扭矩的反作用力的控制。在這種情況下，第一電動發(fā)電機(jī)MG1正方向地轉(zhuǎn)動并工作為一個發(fā)電機(jī)。所產(chǎn)生的電能被存儲在蓄電池27中。在圖7的列線圖E1上，連接鼓輪12的速度高于發(fā)動機(jī)速度，發(fā)動機(jī)扭矩被動力分配裝置5降低。
在步驟S22中，蓄電池27的電能被提供給第二電動發(fā)電機(jī)MG2，從而使MG2工作為一個電動機(jī)，因此，可以利用第二電動發(fā)電機(jī)MG2的扭矩來補(bǔ)充發(fā)動機(jī)扭矩相對所需扭矩的不足。此外，通過將蓄電池27的電能提供給第三電動發(fā)電機(jī)MG3而執(zhí)行MG3的動力運(yùn)行控制，還可以利用第三電動發(fā)電機(jī)MG3的扭矩來補(bǔ)充發(fā)動機(jī)扭矩相對所需扭矩的不足。也就是說，在步驟S22中，可以令第二電動發(fā)電機(jī)MG2和第三電動發(fā)電機(jī)MG3至少之一工作為一個電動機(jī)。
這樣，通過基于上述的決定因素而選擇控制模式，例子3也可以獲得如例子1所述的相同的效果。在這，用于執(zhí)行圖6的步驟S21和S22的裝置對應(yīng)于本發(fā)明的第二混合控制裝置和第五混合控制裝置。
(例子4)下面將結(jié)合圖8的流程圖和圖9的列線圖E1而說明例子4。首先，判斷(在步驟S31)運(yùn)行車輛Ve并驅(qū)動發(fā)動機(jī)1的條件是否滿足。例如，若電動車輛模式被選中從而使步驟S31的判定為否，步驟S32的操作就被執(zhí)行，圖8的控制程序結(jié)束。在步驟S32中，制動器(B1)20的制動力被增大以停止發(fā)動機(jī)1，從而使行星架11工作為反作用元件，執(zhí)行第二電動發(fā)電機(jī)MG2的動力運(yùn)行控制。結(jié)果，第二電動發(fā)電機(jī)MG2的扭矩被傳遞給連接鼓輪12。在步驟S32中，可以通過執(zhí)行第三電動發(fā)電機(jī)MG3的動力運(yùn)行控制，利用第三電動發(fā)電機(jī)MG3來提供車輛Ve所需扭矩的一部分。在這兒，在步驟S32中，第一電動發(fā)電機(jī)MG1反方向轉(zhuǎn)動并怠速，如同9所示。
相反，在執(zhí)行步驟S32后若步驟S31的判定為是，就會通過令第一電動發(fā)電機(jī)MG1工作為一個發(fā)電機(jī)而準(zhǔn)備(在步驟S33)將對第二電動發(fā)電機(jī)MG2的反作用元件從制動器20切換到第一電動發(fā)電機(jī)MG1。在步驟S33后，步驟S34的操作被執(zhí)行，而圖8的程序結(jié)束。
在步驟S34，首先，在第一電動發(fā)電機(jī)MG1產(chǎn)生的反作用扭矩達(dá)到一個所需值時，就立刻執(zhí)行減小制動器20的制動力的控制。然后，第二電動發(fā)電機(jī)MG2工作為一個電動機(jī)并作用為一個反作用元件，在噴射并燃燒燃油時通過控制第一電動發(fā)電機(jī)MG1的速度而使發(fā)動機(jī)1的曲軸開始運(yùn)動。結(jié)果，發(fā)動機(jī)就獨(dú)立地轉(zhuǎn)動。在發(fā)動機(jī)1的這種起動控制過程中，當(dāng)?shù)谝浑妱影l(fā)電機(jī)MG1的轉(zhuǎn)動方向從正方向切換到反方向時，第一電動發(fā)電機(jī)MG1就立刻開始作用為一個電動機(jī)。第一電動發(fā)電機(jī)MG1的速度從而被提高。另外，為了在步驟S34的操作過程中使連接鼓輪12的速度保持穩(wěn)定，如圖9的列線圖E1上的虛線所示，執(zhí)行了降低第二電動發(fā)電機(jī)MG2的速度的一個操作。因此，在例子4中，由工作為一個電動機(jī)的第一電動發(fā)電機(jī)MG1所產(chǎn)生的電能可以提供給第二電動發(fā)電機(jī)MG2和第三電動發(fā)電機(jī)MG3消耗。這樣就可以避免能量循環(huán)的發(fā)生。
假設(shè)該混合動力車是一種包含發(fā)動機(jī)和第一至第三電動發(fā)電機(jī)的兩輪驅(qū)動車，其中第三電動發(fā)電機(jī)MG3的扭矩只傳遞給前輪2而不傳給后輪3，并且在執(zhí)行例子4的控制中，就會在圖8的流程的步驟S32中執(zhí)行增大制動器20的制動力、令第三電動發(fā)電機(jī)MG3工作為一個電動機(jī)并且第一和第二電動發(fā)電機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)的控制。
這里，用于執(zhí)行如圖8所示的步驟S31和S32的控制的裝置對應(yīng)于本發(fā)明的第三混合動力控制裝置。另外，用于執(zhí)行如圖8所示的步驟S31、S33和S34的控制的裝置對應(yīng)于本發(fā)明的第四混合動力控制裝置。
(例子5)下面將結(jié)合如圖10所示的流程圖和如圖11所示的列線圖E1而說明另一個控制實(shí)例。首先，在車輛滑行時判斷(在步驟S41)是否需要一個大于預(yù)設(shè)值的減速度。若步驟S41的判定為是，通過令第一電動發(fā)電機(jī)MG1工作為一個正方向轉(zhuǎn)動的電動機(jī)，并令第二電動發(fā)電機(jī)MG2工作為一個正方向轉(zhuǎn)動的發(fā)電機(jī)，連接鼓輪12的速度就會如圖11的虛線所示而減小(在步驟S42)。此外，在步驟S42，對應(yīng)于車輛Ve動能的動力通過動力分配裝置5而被傳遞給發(fā)動機(jī)1，這樣就產(chǎn)生如圖11虛線箭頭所示的發(fā)動機(jī)制動。這加速了連接鼓輪12的速度的減小。
在上述的步驟S42之后，判斷(在步驟S43)車輛是否處于允許發(fā)動機(jī)停止的低速范圍內(nèi)，而所需的減速度是否為預(yù)設(shè)值或更小。在發(fā)動機(jī)1停止的假設(shè)下，若與發(fā)動機(jī)1連接的行星架11和連接鼓輪12兩者之間的速度差為預(yù)設(shè)值或更大，也就是說，車速高于預(yù)設(shè)值，那么行星架11的軸承就會被卡住，即，支撐小齒輪10、15和16的軸承就被卡住。這樣，若行星架11和連接鼓輪12之間的速度差為預(yù)設(shè)值或更小，即，在軸承不會發(fā)生被卡住的低速范圍內(nèi)，發(fā)動機(jī)1就可以停止。
若步驟S43的判定為是，為了令發(fā)動機(jī)的速度為零，如圖的實(shí)線所示，第一電動發(fā)電機(jī)MG1的速度就會受到控制，制動器20的制動力就會升高(在步驟S44)，然后，圖10的控制程序結(jié)束。在步驟S44，第一電動發(fā)電機(jī)MG1正方向轉(zhuǎn)動時工作為一個發(fā)電機(jī)，反方向轉(zhuǎn)動時工作為一個電動機(jī)。在步驟S44中第二電動發(fā)電機(jī)MG2也保持工作為一個發(fā)電機(jī)。
此外，在步驟S42和S44，第三電動發(fā)電機(jī)MG3工作為一個電動機(jī)。在這個階段，基于第三電動發(fā)電機(jī)MG3的位置、蓄電池27的容量等參數(shù)，第三電動發(fā)電機(jī)MG3的再生能量被設(shè)定為與所需減速度的實(shí)際制動力一致，并使發(fā)動機(jī)1的燃燒消耗性能達(dá)到最佳。若步驟S41或S43的判定為否，圖10的控制程序就會結(jié)束。
(例子6)下面對例子6進(jìn)行說明。例子6是在節(jié)氣門沒有完全打開的條件下執(zhí)行的，也就是說，車輛在正常的行駛工況下。例子6的一個程序與如圖2流程圖所示的相同。因此，例子6的工作狀態(tài)可以如圖3的列線圖E1所描述的那樣。在這，例子6可以用圖2的流程圖來說明，其中步驟S1的描述“節(jié)氣門全開”被替代為“節(jié)氣門沒有全開”。例子6也可以獲得與例子1相同的效果。
(例子7)下面將結(jié)合如圖12所示的流程圖和如圖13所示的列線圖E1而說明例子7。首先，當(dāng)節(jié)氣門沒有全開而且連接鼓輪12的速度低于發(fā)動機(jī)速度時，基于上述的決定因素而判斷(在步驟S51)選擇令第一電動發(fā)電機(jī)MG1和第二電動發(fā)電機(jī)MG2工作為一個發(fā)電機(jī)而建立對發(fā)動機(jī)扭矩的反作用力的控制模式是否為最佳。若步驟S51的判定為是，步驟S52的操作就被執(zhí)行，而圖12的控制程序結(jié)束。相反，若步驟S51的判定為否，圖12的控制程序就不執(zhí)行步驟S52的操作而結(jié)束。
下面將結(jié)合圖13所示的列線圖E1而說明步驟S52的操作。如圖13的列線圖E1所示，第一電動發(fā)電機(jī)MG1和第二電動發(fā)電機(jī)MG2被正方向地驅(qū)動，并工作為發(fā)電機(jī)而建立對發(fā)動機(jī)扭矩的反作用力。由第一電動發(fā)電機(jī)MG1和第二電動發(fā)電機(jī)MG2所產(chǎn)生的電能不經(jīng)蓄電池27而提供給第三電動發(fā)電機(jī)MG3，使得第三電動發(fā)電機(jī)MG3工作為一個電動機(jī)。也就是說，車輛Ve盡量不利用蓄電池27的電能而行駛。與例子1相同的效果也可以由例子7獲得。
在這兒，用于執(zhí)行如圖12的流程圖所示的步驟S51和S52的控制的裝置對應(yīng)于本發(fā)明的第一混合控制裝置和第五混合控制裝置。
(例子8)下面將結(jié)合如圖14所示的流程圖和如圖15所示的列線圖E1而說明例子8。首先，當(dāng)節(jié)氣門沒有全開而且連接鼓輪12的速度高于發(fā)動機(jī)速度時，判斷(在步驟S61)選擇令第一電動發(fā)電機(jī)MG1和第二電動發(fā)電機(jī)MG2工作為一個發(fā)電機(jī)而建立對發(fā)動機(jī)1的輸出扭矩的反作用力的控制模式是否為最佳。若步驟S61的判定為是，就會根據(jù)步驟S61所選擇的控制模式而執(zhí)行步驟S62的操作，然后圖14的控制程序結(jié)束。相反，若步驟S61的判定為否，圖14的控制程序就不執(zhí)行步驟62的操作而結(jié)束。
下面將結(jié)合圖15所示的列線圖E1而說明步驟S62的操作。如圖15的列線圖E1所示，第一電動發(fā)電機(jī)MG1和第二電動發(fā)電機(jī)MG2被正方向地驅(qū)動，并工作為發(fā)電機(jī)而建立對發(fā)動機(jī)扭矩的反作用力。由第一電動發(fā)電機(jī)MG1和第二電動發(fā)電機(jī)MG2所產(chǎn)生的電能不經(jīng)蓄電池27而提供給第三電動發(fā)電機(jī)MG3，使得第三電動發(fā)電機(jī)MG3工作為一個電動機(jī)。也就是說，車輛Ve盡量不利用蓄電池27的電能而行駛。與例子1相同的效果也可以由例子8獲得。
在這兒，用于執(zhí)行如圖14的流程圖所示的步驟S61和S62的控制的裝置對應(yīng)于本發(fā)明的第一混合控制裝置和第五混合控制裝置。
在這將綜合地說明每個例子的作用和所獲得的效果。根據(jù)例子1至3，雖然使用了三個電動發(fā)電機(jī)，即第一電動發(fā)電機(jī)MG1至第三電動發(fā)電機(jī)MG3，但由發(fā)動機(jī)1的動力所產(chǎn)生的電能、被存儲在蓄電池27的電能和流經(jīng)蓄電池27的電能的總和沒有增加。因此，可以減小每個電動發(fā)電機(jī)的最大輸出，從而防止第一電動發(fā)電機(jī)MG1、第二電動發(fā)電機(jī)MG2以及逆變器24和25的成本增加。特別地，通過單個例子與第一個對比性的例子的對比，可以獲得上述的效果。在這兒，第一個對比性的例子為“包括以下內(nèi)容的結(jié)構(gòu)與前輪或后輪連接的、具有三個轉(zhuǎn)動元件的動力分配裝置；其中第一和第二電動發(fā)電機(jī)與該動力分配裝置相連；并且沒有提供第三電動發(fā)電機(jī)”。
此外，根據(jù)例子1至3，當(dāng)節(jié)氣門全開并且車輛Ve以低速行駛時，可以減少電路M1中的電能量。另外，發(fā)動機(jī)1和前輪2之間的動力傳遞效率得到改善，從而使最大驅(qū)動力和燃油消耗性能得到改善。此外，根據(jù)例子1至3，盡管可以減小每個電動發(fā)電機(jī)的最大輸出，但第三電動發(fā)電機(jī)MG3仍然可以工作為一個電動機(jī)。因此，在低車速下可以有效地利用蓄電池27的輸出。特別地，通過第二個對比性的例子與每個例子的對比，可以獲得上述的效果。在這兒，第二個對比性的例子為“除了第一個對比性的例子(即前輪車輛)的結(jié)構(gòu)之外的一個結(jié)構(gòu)，其中第三電動發(fā)電機(jī)與一個車輪以動力可傳遞的方式連接，其中該車輪不與動力分配裝置連接?！贝送猓鶕?jù)例子1至3，可以防止每個電動發(fā)電機(jī)最大輸出的提高，同時不影響作為無級變速器的動力分配裝置5的功能。
此外，如例子4所示，在第二電動發(fā)電機(jī)MG2和第三電動發(fā)電機(jī)MG3工作為電動機(jī)的行駛模式下，即，電動車模式被選中，或當(dāng)電動發(fā)電機(jī)MG1工作為一個發(fā)電機(jī)時，可以避免功率循環(huán)的發(fā)生，如動能和電能之間反復(fù)轉(zhuǎn)換。因此，發(fā)動機(jī)1和前輪2之間的動力傳遞效率得到了改善。
此外，根據(jù)例子4和5，可以通過控制第一電動發(fā)電機(jī)MG1的扭矩和速度而精確地控制將要由制動器20所承受的發(fā)動機(jī)速度和扭矩。因此，可以將結(jié)構(gòu)簡單的元件，例如同步嚙合型制動器應(yīng)用為該制動器20。這樣，與使用多盤式離合器的例子相比，扭矩容量可以確切地受到控制。特別地，可以確切地達(dá)到“零扭矩容量”。這樣，就可以減小制動器20的制動力矩。
圖16是顯示在每個例子中第一電動發(fā)電機(jī)MG1的輸出特性簡圖。在圖16中，橫坐標(biāo)表示電動發(fā)電機(jī)的速度，而縱坐標(biāo)表示電動發(fā)電機(jī)的扭矩。若僅由第一電動發(fā)電機(jī)MG1而建立對發(fā)動機(jī)扭矩的反作用力(即，第一個對比性的例子)，如圖中虛線所示，不管電動發(fā)電機(jī)的速度如何變化，扭矩保持不變。另一方面，根據(jù)該實(shí)施例，工作為發(fā)電機(jī)而建立反作用力的電動發(fā)電機(jī)可以選擇性地互換。因此，高速范圍下的扭矩與低速范圍的相比可以降低，如實(shí)線所示。因此，根據(jù)該例子，第一電動發(fā)電機(jī)MG1的最大輸出可以減小。
圖17是在例子中第二電動發(fā)電機(jī)MG2和第三電動發(fā)電機(jī)MG3的輸出特性的簡圖。在圖17中，橫坐標(biāo)表示電動發(fā)電機(jī)的速度；縱坐標(biāo)表示電動發(fā)電機(jī)的扭矩；實(shí)線表示在該例子中的第二電動發(fā)電機(jī)MG2和第三電動發(fā)電機(jī)MG3的輸出總和；點(diǎn)劃線表示在提供第三電動發(fā)電機(jī)MG3的假設(shè)下第二電動發(fā)電機(jī)MG2的特性；而虛線表示在第一個比較例中的第二電動發(fā)電機(jī)MG2的輸出特性。如圖17所示，在整個速度范圍內(nèi)，在提供第三電動發(fā)電機(jī)MG3的假設(shè)下第二電動發(fā)電機(jī)的扭矩低于第一個比較例中的第二電動發(fā)電機(jī)的扭矩。也就是說，與第一個對比性的例子相比，該例子中的第二電動發(fā)電機(jī)的最大輸出較低。
圖18是動力分配裝置的輸入和輸出元件之間的速比與動力從發(fā)動機(jī)到車輪之間的傳動效率之間關(guān)系的一個簡圖。在圖18中，實(shí)線表示對應(yīng)于該例子的特性；點(diǎn)劃線表示對應(yīng)于第一個比較例的特性；虛線表示第二個比較例。若速比低于小于1的預(yù)設(shè)值γ1，該例子以及第一和第二比較例的動力傳動效率會上升。
在圖18中，當(dāng)速比從預(yù)設(shè)值γ1增大到1時，各例子和第二個比較例的動力傳動效率會逐漸下降，而當(dāng)速比為1或更大時動力傳動效率又會再次升高。若速比為預(yù)定值γ2或更大，各例子以及第二比較例的動力傳動效率都會降低。與第二個比較例相比，各例子中對應(yīng)于速比的增大程度而導(dǎo)致的動力傳動效率的下降程度(即降低斜率)比較緩和。
另一方面，根據(jù)第一個比較例，若速比為預(yù)設(shè)值γ1或更大，隨著速比的增大，動力傳動效率會降低。若速比為預(yù)設(shè)值γ3或更大，與第二比較例相比，第一比較例的動力傳動效率較高。在速比小于預(yù)設(shè)值γ3的范圍內(nèi)，與第二比較例相比，第一比較例的動力傳動效率較高。若速比為預(yù)設(shè)值γ2或更大，與第一和第二比較例相比，該例子的動力傳動效率較高。
這是因?yàn)?，根?jù)這些例子，發(fā)動機(jī)扭矩的反作用力可以由第一電動發(fā)電機(jī)MG1或第二電動發(fā)電機(jī)MG2之一而建立，而建立反作用力的電動發(fā)電機(jī)的輸出小于另一個電動發(fā)電機(jī)的輸出，另外由于在第二行星齒輪機(jī)構(gòu)7的速比為γ2或更大時，通過把建立反作用力的電動發(fā)電機(jī)所產(chǎn)生的電能提供給第三電動發(fā)電機(jī)MG3，可以防止能量循環(huán)。此外，根據(jù)這些例子，發(fā)動機(jī)扭矩的反作用力可以由第一電動發(fā)電機(jī)MG1和第二電動發(fā)電機(jī)MG2之一建立，因此，若其中一個電動發(fā)電機(jī)的性能下降，另一個電動發(fā)電機(jī)可被用作為防故障裝置。
盡管沒有明示，對應(yīng)于這些例子的控制也適用于包括傳動系的兩輪驅(qū)動的車輛(FR)，其中該車輛的傳動系中，發(fā)動機(jī)、第一電動發(fā)電機(jī)和第二電動發(fā)電機(jī)與連接到后輪上的動力分配裝置的轉(zhuǎn)動元件相連，其中第三電動發(fā)電機(jī)也連接到后輪上。
此外，盡管沒有明示，對應(yīng)于這些例子的控制也適用于四輪驅(qū)動的車輛，其中該車輛的傳動系中，發(fā)動機(jī)、第一電動發(fā)電機(jī)和第二電動發(fā)電機(jī)與連接到后輪上的動力分配裝置的轉(zhuǎn)動元件相連，其中第三電動發(fā)電機(jī)連接到前輪上。此外，對應(yīng)于這些例子的控制也適用于這樣一種四輪驅(qū)動的車輛(沒有顯示)，其中該車輛包含把傳遞給傳動機(jī)構(gòu)17的動力分配到前輪和后輪的分動器。此外，多個例子可以被組合地實(shí)施。
權(quán)利要求
1.一種車輛混合驅(qū)動單元，其中一個發(fā)動機(jī)(1)、第一電動發(fā)電機(jī)(MG1)和車輪(2)連接到一個動力分配裝置(5)上，該動力分配裝置具有多個轉(zhuǎn)動元件，這些轉(zhuǎn)動元件能夠相互差速轉(zhuǎn)動，該動力分配裝置能夠連續(xù)地控制一個變速比作為連接到發(fā)動機(jī)(1)上的轉(zhuǎn)動元件與連接到車輪(2)上的轉(zhuǎn)動元件之間的速比，其特征在于所述動力分配裝置(5)包括工作為輸入元件的第一轉(zhuǎn)動元件(11)，能夠工作為一個反作用元件的第二轉(zhuǎn)動元件(8)，能夠工作為另一個反作用元件的第三轉(zhuǎn)動元件(13)，以及工作為輸出元件的第四轉(zhuǎn)動元件(9，14)；所述發(fā)動機(jī)(1)連接到第一轉(zhuǎn)動元件(11)上，所述第一電動發(fā)電機(jī)(MG1)連接到第二轉(zhuǎn)動元件(8)上，所述車輪(2)連接到第四轉(zhuǎn)動元件(9，14)上；以及其特征在于包括連接到所述第三轉(zhuǎn)動元件(13)的第二電動發(fā)電機(jī)(MG2)；連接到所述的車輪和另一車輪的任何一個上的第三電動發(fā)電機(jī)(MG3)；以及允許電能在單獨(dú)電動發(fā)電機(jī)之間交換的電路(M1)。
2.如權(quán)利要求1所述的車輛混合驅(qū)動單元，其特征在于進(jìn)一步包括第一混合控制裝置(29)，在將發(fā)動機(jī)扭矩傳遞給第一轉(zhuǎn)動元件(11)時，若控制第四轉(zhuǎn)動元件(9，14)的速度低于第一轉(zhuǎn)動元件(11)的速度，該控制裝置通過令第二電動發(fā)電機(jī)(MG2)工作為電動機(jī)或建立對發(fā)動機(jī)扭矩的反作用力的發(fā)電機(jī)，將發(fā)動機(jī)扭矩傳遞到第四轉(zhuǎn)動元件(9，14)上；同時通過令第三電動發(fā)電機(jī)(MG3)工作為電動機(jī)，將第三電動發(fā)電機(jī)(MG3)的扭矩傳遞給車輪(2)。
3.如權(quán)利要求2所述的車輛混合驅(qū)動單元，其特征在于所述第一混合控制裝置(29)包括一個判定裝置(29)，用于當(dāng)?shù)诙妱影l(fā)電機(jī)(MG2)工作為電動機(jī)或發(fā)電機(jī)以建立對發(fā)動機(jī)扭矩的反作用力時確定在電路(M1)中的電能量；以及當(dāng)判定出電路(M1)中的電能量減少時，第二電動發(fā)電機(jī)(MG2)工作為電動機(jī)或發(fā)電機(jī)。
4.如權(quán)利要求3所述的車輛混合驅(qū)動單元，其特征在于所述判定裝置(29)包括一個裝置(29)，用于若在發(fā)動機(jī)輸出最大時第二電動發(fā)電機(jī)(MG2)工作為電動機(jī)或發(fā)電機(jī)以建立對發(fā)動機(jī)扭矩的反作用力，判定電路(M1)中的電能量。
5.如權(quán)利要求2所述的車輛混合驅(qū)動單元，其特征在于所述第一混合控制裝置(29)包括一個裝置(29)，用于在第二電動發(fā)電機(jī)(MG2)工作為發(fā)電機(jī)時，通過將由第二電動發(fā)電機(jī)(MG2)所產(chǎn)生的電能提供給第三電動發(fā)電機(jī)(MG3)而令第三電動發(fā)電機(jī)(MG3)工作為電動機(jī)。
6.如權(quán)利要求1所述的車輛混合驅(qū)動單元，其特征在于進(jìn)一步包括第二混合控制裝置(29)，在將發(fā)動機(jī)扭矩傳遞給第一轉(zhuǎn)動元件(11)時，若控制第四轉(zhuǎn)動元件(9，14)的速度高于第一轉(zhuǎn)動元件(11)的速度，通過令第一電動發(fā)電機(jī)(MG1)工作為發(fā)電機(jī)以建立對發(fā)動機(jī)扭矩的反作用力，并且通過令第二電動發(fā)電機(jī)(MG2)和第三電動發(fā)電機(jī)(MG3)的至少一個工作為電動機(jī)，該控制裝置將第二電動發(fā)電機(jī)(MG2)和第三電動發(fā)電機(jī)(MG3)的扭矩的至少一個傳遞給車輪(2)或另一個車輪(3)。
7.如權(quán)利要求6所述的車輛混合驅(qū)動單元，其特征在于所述第二混合控制裝置(29)包括一個判定裝置(29)，用于當(dāng)?shù)谝浑妱影l(fā)電機(jī)(MG1)工作為電動機(jī)或發(fā)電機(jī)以建立對發(fā)動機(jī)扭矩的反作用力時確定在電路中的電能量；以及當(dāng)判定出電路(M1)中的電能量減少時，所述第一電動發(fā)電機(jī)(MG1)工作為電動機(jī)或發(fā)電機(jī)。
8.如權(quán)利要求7所述的車輛混合驅(qū)動單元，其特征在于所述判定裝置(29)包括一個裝置(29)，用于若在發(fā)動機(jī)輸出最大時第一電動發(fā)電機(jī)(MG1)工作為電動機(jī)或發(fā)電機(jī)以建立對發(fā)動機(jī)扭矩的反作用力時，判定電路(M1)中的電能量。
9.如權(quán)利要求6所述的車輛混合驅(qū)動單元，其特征在于所述第二混合控制裝置(29)包括一個裝置(29)，用于在第一電動發(fā)電機(jī)(MG1)工作為發(fā)電機(jī)時，通過將由第一電動發(fā)電機(jī)(MG1)所產(chǎn)生的電能提供給第二電動發(fā)電機(jī)(MG2)和第三電動發(fā)電機(jī)(MG3)的至少之一而令第二電動發(fā)電機(jī)(MG2)和第三電動發(fā)電機(jī)(MG3)的至少之一工作為電動機(jī)。
10.如權(quán)利要求1所述的車輛混合驅(qū)動單元，其特征在于進(jìn)一步包括一個制動器(20)，用于選擇性地停止第一轉(zhuǎn)動元件(11)和發(fā)動機(jī)(1)的旋轉(zhuǎn)；以及第三混合控制裝置，在令第二電動發(fā)電機(jī)(MG2)和第三電動發(fā)電機(jī)(MG3)的至少之一工作為電動機(jī)、并將其扭矩傳遞給車輪時，該控制裝置通過使用制動器(20)來停止第一轉(zhuǎn)動元件(11)和發(fā)動機(jī)(1)的旋轉(zhuǎn)，允許該制動器(20)工作為相對第二電動發(fā)電機(jī)(MG2)和第三電動發(fā)電機(jī)(MG3)至少之一的反作用元件。
11.如權(quán)利要求10所述的車輛混合驅(qū)動單元，其特征在于進(jìn)一步包括第四混合控制裝置(29)，用于在第一轉(zhuǎn)動元件(11)和發(fā)動機(jī)(1)被制動器(20)停止時起動發(fā)動機(jī)的情況下，通過令第一電動發(fā)電機(jī)(MG1)工作為發(fā)電機(jī)、并逐漸減小制動器(20)的制動力，而使第一電動發(fā)電機(jī)(MG1)工作為相對第二電動發(fā)電機(jī)(MG2)和第三電動發(fā)電機(jī)(MG3)至少之一的反作用元件，通過控制第一電動發(fā)電機(jī)(MG1)的速度而提高發(fā)動機(jī)(1)的速度，以及通過燃燒燃油，從而獨(dú)立地轉(zhuǎn)動發(fā)動機(jī)(1)。
12.如權(quán)利要求11所述的車輛混合驅(qū)動單元，其特征在于所述第四混合控制裝置(29)包括一個裝置(29)，用于在由第一電動發(fā)電機(jī)(MG1)所建立的反作用扭矩充分升高時，立刻減小制動器(20)的制動力。
13.如權(quán)利要求11所述的車輛混合驅(qū)動單元，其特征在于所述第四混合控制裝置(29)包括一個裝置(29)，用于通過將由工作為發(fā)電機(jī)的第一電動發(fā)電機(jī)(MG1)所產(chǎn)生的電能提供給第二電動發(fā)電機(jī)(MG2)和第三電動發(fā)電機(jī)(MG3)至少之一，而令第二電動發(fā)電機(jī)(MG2)和第三電動發(fā)電機(jī)(MG3)至少之一工作為電動機(jī)。
14.如權(quán)利要求11所述的車輛混合驅(qū)動單元，其特征在于所述第四混合控制裝置(29)包括一個裝置(29)，用于在第一電動發(fā)電機(jī)(MG1)反方向轉(zhuǎn)動時令其工作為發(fā)電機(jī)，而在第一電動發(fā)電機(jī)(MG1)正方向轉(zhuǎn)動時令其工作為電動機(jī)。
15.如權(quán)利要求1所述的車輛混合驅(qū)動單元，其特征在于進(jìn)一步包括第五混合控制裝置(29)，當(dāng)發(fā)動機(jī)扭矩被輸入到第一轉(zhuǎn)動元件(11)上、且通過第四轉(zhuǎn)動元件(9，14)而被傳遞給車輪(2)時，該控制裝置令第一電動發(fā)電機(jī)(MG1)和第二電動發(fā)電機(jī)(MG2)至少之一工作為發(fā)電機(jī)而建立對發(fā)動機(jī)扭矩的反作用力。
16.如權(quán)利要求15所述的車輛混合驅(qū)動單元，其特征在于所述第五混合控制裝置(29)包括一個裝置(29)，用于在發(fā)動機(jī)輸出小于最大時，操作第一電動發(fā)電機(jī)(MG1)和第二電動發(fā)電機(jī)(MG2)的至少之一而建立對發(fā)動機(jī)扭矩的反作用力。
17.如權(quán)利要求16所述的車輛混合驅(qū)動單元，其特征在于所述第五混合控制裝置(29)包括一個裝置(29)，用于選擇第一電動發(fā)電機(jī)(MG1)和第二電動發(fā)電機(jī)(MG2)之一工作為發(fā)電機(jī)，所選擇的電動發(fā)電機(jī)，相對于另一個電動發(fā)電機(jī)，其用于建立對發(fā)動機(jī)扭矩的反作用力所需的輸出相對較小。
18.如權(quán)利要求1至17之一所述的車輛混合驅(qū)動單元，其特征在于所述動力分配裝置(5)包括一個組合行星齒輪機(jī)構(gòu)，該組合行星齒輪機(jī)構(gòu)由兩套行星齒輪機(jī)構(gòu)(6，7)組成，其中，行星齒輪機(jī)構(gòu)(6，7)的四個轉(zhuǎn)動元件單獨(dú)地相互連接；所述四個轉(zhuǎn)動元件的連接狀態(tài)如列線圖(E1)所示；其中，代表第一轉(zhuǎn)動元件(11)至第四轉(zhuǎn)動元件(9，14)的線條位于基線上的不同位置上，代表第一轉(zhuǎn)動元件(11)和第四轉(zhuǎn)動元件(9，14)的線條相互靠近，以及代表第二轉(zhuǎn)動元件(8)和第三轉(zhuǎn)動元件(13)的線條位于外側(cè)兩端上。
19.如權(quán)利要求1至17之一所述的車輛混合驅(qū)動單元，其特征在于所述動力分配裝置(5)包括兩套行星齒輪機(jī)構(gòu)(6，7)，這些行星齒輪機(jī)構(gòu)具有一個輸入元件，一個輸出元件，以及能夠互相差速轉(zhuǎn)動的一個反作用元件；發(fā)動機(jī)(1)連接到每個行星齒輪機(jī)構(gòu)的輸入元件(11)上；前輪(2)連接到每個行星齒輪機(jī)構(gòu)的輸出元件(9，14)上；第一電動發(fā)電機(jī)(MG1)連接到行星齒輪機(jī)構(gòu)之一(6)的反作用元件(8)上；以及第二電動發(fā)電機(jī)(MG2)連接到另一行星齒輪機(jī)構(gòu)(7)的反作用元件(13)上。
20.如權(quán)利要求1至17之一所述的車輛混合驅(qū)動單元，其特征在于所述動力分配裝置(5)包含一個單齒輪式行星齒輪機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)包括作為外齒輪的第一中心齒輪(8)，作為與第一中心齒輪(8)同軸布置的內(nèi)齒輪的第一齒圈(9)，以及支撐與第一中心齒輪(8)和第一齒圈(9)相互嚙合的小齒輪(10)的第一行星架(11)；以及一個雙齒輪式行星齒輪機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)包括作為外齒輪的第二中心齒輪(13)，作為與第二中心齒輪(13)同軸布置的內(nèi)齒輪的第二齒圈(14)，以及支撐位于第二中心齒輪(13)和第二齒圈(14)之間、相互嚙合的至少一對小齒輪(15，16)的第二行星架(11)，以及第一電動發(fā)電機(jī)(MG1)與第一中心齒輪(8)連接，第二電動發(fā)電機(jī)(MG2)與第二中心齒輪(13)連接，發(fā)動機(jī)(1)與第一和第二行星架(11)連接，而第一齒圈(9)和第二齒圈(14)均與車輪(2)連接。
全文摘要
一種車輛混合驅(qū)動單元，其中一個動力分配裝置布置在發(fā)動機(jī)和車輪之間的動力傳動線上，其中該動力分配裝置具有能夠相互差速轉(zhuǎn)動的第一至第四轉(zhuǎn)動元件，其中第一電動發(fā)電機(jī)連接到第二轉(zhuǎn)動元件上，車輪連接到第四轉(zhuǎn)動元件上，該動力分配裝置可以連續(xù)地控制其第一轉(zhuǎn)動元件和第四轉(zhuǎn)動元件之間的速比，該混合驅(qū)動單元包括連接到動力分配裝置的第三轉(zhuǎn)動元件的第二電動發(fā)電機(jī)；以動力可傳遞的方式連接到車輪上的第三電動發(fā)電機(jī)；以及允許電能在各個電動發(fā)電機(jī)之間交換的一個電路。
文檔編號B60W10/10GK1699091SQ20051007282
公開日2005年11月23日 申請日期2005年5月20日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月20日
發(fā)明者杉山正隆, 足立昌俊, 駒田英明 申請人:豐田自動車株式會社