專(zhuān)利名稱(chēng)：動(dòng)力輸出設(shè)備和用于控制其的方法,以及車(chē)輛和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及動(dòng)力輸出設(shè)備和用于控制該設(shè)備的方法，以及車(chē)輛和驅(qū)動(dòng) 系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
作為這種類(lèi)型的動(dòng)力輸出設(shè)備，傳統(tǒng)地已經(jīng)提出一種車(chē)載動(dòng)力輸出設(shè) 備，其中發(fā)動(dòng)機(jī)、第一電動(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)軸連接到行星齒輪機(jī)構(gòu)，并且第二電 動(dòng)機(jī)經(jīng)由變速器連接到驅(qū)動(dòng)軸，其特征在于通過(guò)使用將第二電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 除以驅(qū)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速獲得的變速器的速比來(lái)進(jìn)行控制(例如，參考日本專(zhuān)利公開(kāi)第2006-298308號(hào))。在此設(shè)備中，當(dāng)用于檢測(cè)驅(qū)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速的傳感 器上發(fā)生異常時(shí)，根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速和第一電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速來(lái)計(jì)算驅(qū)動(dòng)軸的 轉(zhuǎn)速，并通過(guò)使用根據(jù)所計(jì)算的驅(qū)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速和第二電機(jī)的轉(zhuǎn)速獲得的變 速器的速比來(lái)進(jìn)行控制，由此即使當(dāng)傳感器異常時(shí)也可以完成變速器的換 檔。發(fā)明內(nèi)容通常，由于傳感延遲、計(jì)算延遲、通信延遲等，由傳感器檢測(cè)的轉(zhuǎn)速 可能與實(shí)際轉(zhuǎn)速有所不同。當(dāng)轉(zhuǎn)速的改變較小時(shí)，不會(huì)發(fā)生問(wèn)題。但是， 在前述動(dòng)力輸出設(shè)備的情況下，當(dāng)變速器的檔位改變時(shí)，第二電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn) 速突然改變，因此引起了實(shí)際轉(zhuǎn)速與通過(guò)檢測(cè)獲得的轉(zhuǎn)速的偏差。在轉(zhuǎn)矩 從第二電動(dòng)機(jī)經(jīng)由變速器傳遞的同時(shí)變速器的檔位改變時(shí)，這種偏差使得 不能進(jìn)行第二電動(dòng)機(jī)的適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)矩控制。因此，非預(yù)期的過(guò)高或過(guò)低的轉(zhuǎn) 矩被傳遞到驅(qū)動(dòng)軸。根據(jù)本發(fā)明的動(dòng)力輸出設(shè)備和用于控制該設(shè)備的方法，以及車(chē)輛和驅(qū) 動(dòng)系統(tǒng)的目的是在設(shè)置了用于將動(dòng)力經(jīng)由變速器傳遞到驅(qū)動(dòng)軸的電動(dòng)機(jī)的
情況下在轉(zhuǎn)矩從電動(dòng)機(jī)經(jīng)由變速器傳遞的同時(shí)變速器的檔位改變時(shí)，從電 動(dòng)機(jī)傳遞更適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)矩。此外，根據(jù)本發(fā)明的動(dòng)力輸出設(shè)備和用于控制該 設(shè)備的方法，以及車(chē)輛和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的另一個(gè)目的是在設(shè)置了用于將動(dòng)力經(jīng) 由變速器傳遞到驅(qū)動(dòng)軸的電動(dòng)機(jī)的情況下，對(duì)在轉(zhuǎn)矩從電動(dòng)機(jī)傳遞的同時(shí) 變速器的變速比改變時(shí)產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)矩波動(dòng)進(jìn)行抑制。由具有以下討論的構(gòu)造的本發(fā)明的動(dòng)力輸出設(shè)備和用于控制該設(shè)備的 方法以及車(chē)輛和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，獲得了以上和其他相關(guān)目的的至少一部分。本發(fā)明針對(duì)一種動(dòng)力輸出設(shè)備，其用于將動(dòng)力傳遞到驅(qū)動(dòng)軸。所述動(dòng) 力輸出設(shè)備包括內(nèi)燃機(jī)；電力機(jī)械動(dòng)力輸入輸出機(jī)構(gòu)，其連接到所述驅(qū) 動(dòng)軸并還可相對(duì)于所述驅(qū)動(dòng)軸獨(dú)立旋轉(zhuǎn)地連接到所述內(nèi)燃機(jī)的輸出軸，以 隨著電力和機(jī)械動(dòng)力的輸入和輸出來(lái)向所述驅(qū)動(dòng)軸和所述輸出軸輸入轉(zhuǎn)矩 以及從所述驅(qū)動(dòng)軸和所述輸出軸輸出轉(zhuǎn)矩；電動(dòng)機(jī)，其能夠傳遞機(jī)械動(dòng) 力；變速器機(jī)構(gòu)，其連接到所述電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)軸和所述驅(qū)動(dòng)軸，以隨著所述 轉(zhuǎn)軸與所述驅(qū)動(dòng)軸之間變速比的改變來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)械動(dòng)力的換擋；蓄電單元， 其能夠?qū)㈦娏Πl(fā)送到所述電力機(jī)械動(dòng)力輸入輸出機(jī)構(gòu)和所述電動(dòng)機(jī)，并能 夠從所述電力機(jī)械動(dòng)力輸入輸出機(jī)構(gòu)和所述電動(dòng)機(jī)發(fā)送電力；驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)速 檢測(cè)機(jī)構(gòu)，其用于檢測(cè)驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)速，所述驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)速是所述驅(qū)動(dòng)軸的轉(zhuǎn) 速；電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速檢測(cè)機(jī)構(gòu)，其用于檢測(cè)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，所述電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速是所 述電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速；預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)速計(jì)算機(jī)構(gòu)，其用于基于所檢測(cè)的所述電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn) 速來(lái)計(jì)算預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)速，所述預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)速是在控制時(shí)刻預(yù)測(cè)的所述電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn) 速；轉(zhuǎn)矩要求設(shè)定機(jī)構(gòu)，其用于設(shè)定所述驅(qū)動(dòng)軸所需的轉(zhuǎn)矩要求；控制變 速比計(jì)算機(jī)構(gòu)，其基于在所述變速器機(jī)構(gòu)的所述變速比并未正在改變時(shí)所 檢測(cè)的所述驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)速和所檢測(cè)的所述電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速來(lái)計(jì)算控制變速比，并 基于在所述變速器機(jī)構(gòu)的所述變速比正在改變時(shí)所檢測(cè)的所述驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)速 和所計(jì)算的所述預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)速來(lái)計(jì)算所述控制變速比，所述控制變速比是所述 變速器機(jī)構(gòu)的控制變速比；以及控制模組，其控制所述內(nèi)燃機(jī)、所述電力 機(jī)械動(dòng)力輸入輸出機(jī)構(gòu)、所述電動(dòng)機(jī)和所述變速器機(jī)構(gòu)，使得隨著所述變 速器機(jī)構(gòu)的所述變速比的改變、通過(guò)使用所計(jì)算的所述控制變速比來(lái)將根 據(jù)所設(shè)定的所述轉(zhuǎn)矩要求的轉(zhuǎn)矩傳遞到所述驅(qū)動(dòng)軸。
在根據(jù)本發(fā)明的動(dòng)力輸出設(shè)備中，基于電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速(即，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn) 速)來(lái)計(jì)算預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)速(即，在控制電動(dòng)機(jī)時(shí)的時(shí)刻預(yù)測(cè)的電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn) 速)，并且在變速器機(jī)構(gòu)的變速比并未正在改變時(shí)基于驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)速(即， 驅(qū)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速)和電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速來(lái)計(jì)算控制變速比(即，變速器機(jī)構(gòu)的控制 變速比)，并在變速器機(jī)構(gòu)的變速比正在改變時(shí)基于驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)速和預(yù)測(cè)轉(zhuǎn) 速來(lái)計(jì)算控制變速比。然后，控制內(nèi)燃機(jī)、電力機(jī)械動(dòng)力輸入輸出機(jī)構(gòu)、 電動(dòng)機(jī)和變速器機(jī)構(gòu)，使得隨著變速器機(jī)構(gòu)的變速比的改變、通過(guò)使用控 制變速比來(lái)將根據(jù)為驅(qū)動(dòng)軸所需的轉(zhuǎn)矩要求的轉(zhuǎn)矩傳遞到驅(qū)動(dòng)軸。也就是 說(shuō)，當(dāng)變速器機(jī)構(gòu)的變速比并未正在改變時(shí)，控制內(nèi)燃機(jī)、電力機(jī)械動(dòng)力 輸入輸出機(jī)構(gòu)、電動(dòng)機(jī)和變速器機(jī)構(gòu)，使得通過(guò)使用基于作為檢測(cè)值的驅(qū) 動(dòng)軸轉(zhuǎn)速和作為檢測(cè)值的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速計(jì)算的控制變速比來(lái)將根據(jù)為驅(qū)動(dòng)軸 所需的轉(zhuǎn)矩要求的轉(zhuǎn)矩傳遞到驅(qū)動(dòng)軸，而當(dāng)變速器機(jī)構(gòu)的變速比正在改變 時(shí)，控制內(nèi)燃機(jī)、電力機(jī)械動(dòng)力輸入輸出機(jī)構(gòu)、電動(dòng)機(jī)和變速器機(jī)構(gòu)，使 得通過(guò)使用基于預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)速和作為檢測(cè)值的驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)速計(jì)算的控制變速比來(lái) 將根據(jù)為驅(qū)動(dòng)軸所需的轉(zhuǎn)矩要求的轉(zhuǎn)矩傳遞到驅(qū)動(dòng)軸。于是，當(dāng)變速器機(jī) 構(gòu)的變速比正在改變時(shí)，通過(guò)使用基于預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)速計(jì)算的控制變速比來(lái)進(jìn)行 控制。因此，相比使用作為檢測(cè)值的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的情況，減小了在控制時(shí) 刻的預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)速與實(shí)際轉(zhuǎn)速的偏差，由此可以更適當(dāng)?shù)乜刂齐妱?dòng)機(jī)。結(jié)果， 能夠?qū)υ谵D(zhuǎn)矩從電動(dòng)機(jī)傳遞的同時(shí)變速器機(jī)構(gòu)的變速比改變時(shí)可能產(chǎn)生的 驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)矩的非預(yù)期的波動(dòng)進(jìn)行抑制。在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述控制模組是用于如下操作的模 組控制所述電動(dòng)機(jī)使得從所述電動(dòng)機(jī)傳遞根據(jù)必要轉(zhuǎn)矩和所計(jì)算的所述 控制變速比所獲得的轉(zhuǎn)矩，其中通過(guò)從所設(shè)定的所述轉(zhuǎn)矩要求減去經(jīng)由所 述電力機(jī)械動(dòng)力輸入輸出機(jī)構(gòu)傳遞到所述驅(qū)動(dòng)軸的直接轉(zhuǎn)矩來(lái)獲得所述必 要轉(zhuǎn)矩。在此情況下，所述動(dòng)力輸出設(shè)備還包括用于基于所述蓄電單元的 狀態(tài)來(lái)設(shè)定輸入和輸出限制的輸入輸出限制設(shè)定機(jī)構(gòu)，所述輸入和輸出限 制是允許對(duì)所述蓄電單元充電和放電的所述最大允許電力，并且對(duì)于所述 電動(dòng)機(jī)，所述控制模組是用于如下操作的模組控制所述電動(dòng)機(jī)使得從所 述電動(dòng)機(jī)傳遞在從輸入限制到輸出限制的范圍內(nèi)的、通過(guò)將所述必要轉(zhuǎn)矩
除以所述控制變速比獲得的轉(zhuǎn)矩。對(duì)于該設(shè)置，可以在對(duì)由超過(guò)蓄電單元 的過(guò)多電力引起的蓄電單元的充電和放電進(jìn)行限制的同時(shí)，改變變速器機(jī) 構(gòu)的變速比。在本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，對(duì)于所述內(nèi)燃機(jī)和所述電力機(jī)械動(dòng) 力輸入輸出機(jī)構(gòu)，所述控制模組是用于如下操作的模組控制所述內(nèi)燃機(jī) 和所述電力機(jī)械動(dòng)力輸入輸出機(jī)構(gòu)使得基于所設(shè)定的所述轉(zhuǎn)矩要求和對(duì)所 述內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行的預(yù)定限制來(lái)設(shè)定所述內(nèi)燃機(jī)所應(yīng)該運(yùn)行的目標(biāo)運(yùn)行點(diǎn)， 并且設(shè)定所述電力機(jī)械動(dòng)力輸入輸出機(jī)構(gòu)的目標(biāo)驅(qū)動(dòng)狀態(tài)使得所述內(nèi)燃機(jī) 以所述設(shè)定的目標(biāo)運(yùn)行點(diǎn)運(yùn)行，并且所述內(nèi)燃機(jī)以所述設(shè)定的目標(biāo)運(yùn)行點(diǎn) 運(yùn)行而且所述電力機(jī)械動(dòng)力輸入輸出機(jī)構(gòu)還在所述設(shè)定的目標(biāo)驅(qū)動(dòng)狀態(tài)下 驅(qū)動(dòng)。這里，"預(yù)定限制"是在傳遞相同動(dòng)力的情況下選擇可以實(shí)現(xiàn)最 高效率的內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行點(diǎn)的限制、在傳遞相同動(dòng)力的情況下選擇能夠傳遞 最高轉(zhuǎn)矩的內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行點(diǎn)的限制，并且可以涉及其他限制。在本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)速計(jì)算機(jī)構(gòu)是用于如下 操作的機(jī)構(gòu)通過(guò)將修正轉(zhuǎn)速與所檢測(cè)的所述電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速相加來(lái)計(jì)算所述 預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)速，其中通過(guò)將與所檢測(cè)的所述電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的時(shí)間微分部分相對(duì)應(yīng) 的值與預(yù)定增益相乘來(lái)獲得所述修正轉(zhuǎn)速。對(duì)于該設(shè)置，可以通過(guò)簡(jiǎn)單計(jì) 算來(lái)計(jì)算預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)速。在本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述變速器機(jī)構(gòu)是有級(jí)變速器。此 外，所述電力機(jī)械動(dòng)力輸入輸出機(jī)構(gòu)可以是如下所述的機(jī)構(gòu)其具有用于 輸入輸出動(dòng)力的發(fā)電機(jī)以及三軸式動(dòng)力輸入輸出模組，所述三軸式動(dòng)力輸 入輸出模組連接到所述驅(qū)動(dòng)軸、所述輸出軸和所述發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸，并基于 向所述三根軸中任意兩根軸輸入的動(dòng)力和從所述三根軸中任意兩根軸輸出 的動(dòng)力來(lái)向剩余一根軸輸入動(dòng)力和從剩余一根軸輸出動(dòng)力。本發(fā)明還針對(duì)一種車(chē)輛。所述車(chē)輛包括內(nèi)燃機(jī)；電力機(jī)械動(dòng)力輸入 輸出機(jī)構(gòu)，其連接到與車(chē)軸連接的驅(qū)動(dòng)軸并還可旋轉(zhuǎn)地連接到與所述驅(qū)動(dòng) 軸相獨(dú)立的所述內(nèi)燃機(jī)的輸出軸，以隨著電力和機(jī)械動(dòng)力的輸入和輸出來(lái) 向所述驅(qū)動(dòng)軸和所述輸出軸輸入轉(zhuǎn)矩以及從所述驅(qū)動(dòng)軸和所述輸出軸輸出 轉(zhuǎn)矩；電動(dòng)機(jī)，其能夠傳遞機(jī)械動(dòng)力；變速器機(jī)構(gòu)，其連接到所述電動(dòng)機(jī)
的轉(zhuǎn)軸和所述驅(qū)動(dòng)軸，以隨著所述轉(zhuǎn)軸與所述驅(qū)動(dòng)軸之間變速比的改變來(lái) 實(shí)現(xiàn)機(jī)械動(dòng)力的換擋；蓄電單元，其能夠?qū)㈦娏Πl(fā)送到所述電力機(jī)械動(dòng)力 輸入輸出機(jī)構(gòu)和所述電動(dòng)機(jī)，并能夠從所述電力機(jī)械動(dòng)力輸入輸出機(jī)構(gòu)和 所述電動(dòng)機(jī)發(fā)送電力；驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)速檢測(cè)機(jī)構(gòu)，其用于檢測(cè)驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)速，所 述驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)速是所述驅(qū)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速；電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速檢測(cè)機(jī)構(gòu)，其用于檢測(cè)電 動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，所述電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速是所述電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速；預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)速計(jì)算機(jī)構(gòu)，其 用于基于所檢測(cè)的所述電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速來(lái)計(jì)算預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)速，所述預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)速是在控 制時(shí)刻預(yù)測(cè)的所述電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速；轉(zhuǎn)矩要求設(shè)定機(jī)構(gòu)，其用于設(shè)定所述驅(qū) 動(dòng)軸所需的轉(zhuǎn)矩要求；控制變速比計(jì)算機(jī)構(gòu)，其基于在所述變速器機(jī)構(gòu)的 所述變速比并未正在改變時(shí)所檢測(cè)的所述驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)速和所檢測(cè)的所述電動(dòng) 機(jī)轉(zhuǎn)速來(lái)計(jì)算控制變速比，并基于在所述變速器機(jī)構(gòu)的所述變速比正在改 變時(shí)所檢測(cè)的所述驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)速和所計(jì)算的所述預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)速來(lái)計(jì)算所述控制變 速比，所述控制變速比是所述變速器機(jī)構(gòu)的控制變速比；以及控制模組， 其控制所述內(nèi)燃機(jī)、所述電力機(jī)械動(dòng)力輸入輸出機(jī)構(gòu)、所述電動(dòng)機(jī)和所述 變速器機(jī)構(gòu)，使得隨著所述變速器機(jī)構(gòu)的所述變速比的改變、通過(guò)使用所 計(jì)算的所述控制變速比來(lái)將根據(jù)所設(shè)定的所述轉(zhuǎn)矩要求的轉(zhuǎn)矩傳遞到所述 驅(qū)動(dòng)軸。在根據(jù)本發(fā)明的車(chē)輛中，基于電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速(即，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速)來(lái)計(jì) 算預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)速(即，在控制電動(dòng)機(jī)時(shí)的時(shí)刻預(yù)測(cè)的電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速)，并且在 變速器機(jī)構(gòu)的變速比并未正在改變時(shí)基于驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)速(即，驅(qū)動(dòng)軸的轉(zhuǎn) 速)和電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速來(lái)計(jì)算控制變速比(即，變速器機(jī)構(gòu)的控制變速比)， 并在變速器機(jī)構(gòu)的變速比正在改變時(shí)基于驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)速和預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)速來(lái)計(jì)算控 制變速比。然后，控制內(nèi)燃機(jī)、電力機(jī)械動(dòng)力輸入輸出機(jī)構(gòu)、電動(dòng)機(jī)和變 速器機(jī)構(gòu)，使得隨著變速器機(jī)構(gòu)的變速比的改變、通過(guò)使用控制變速比來(lái) 將根據(jù)為驅(qū)動(dòng)軸所需的轉(zhuǎn)矩要求的轉(zhuǎn)矩傳遞到驅(qū)動(dòng)軸。也就是說(shuō)，當(dāng)變速 器機(jī)構(gòu)的變速比并未正在改變時(shí)，控制內(nèi)燃機(jī)、電力機(jī)械動(dòng)力輸入輸出機(jī) 構(gòu)、電動(dòng)機(jī)和變速器機(jī)構(gòu)，使得通過(guò)使用基于作為檢測(cè)值的驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)速和 作為檢測(cè)值的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速計(jì)算的控制變速比來(lái)將根據(jù)為驅(qū)動(dòng)軸所需的轉(zhuǎn)矩 要求的轉(zhuǎn)矩傳遞到驅(qū)動(dòng)軸，而當(dāng)變速器機(jī)構(gòu)的變速比正在改變時(shí)，控制內(nèi)
燃機(jī)、電力機(jī)械動(dòng)力輸入輸出機(jī)構(gòu)、電動(dòng)機(jī)和變速器機(jī)構(gòu)，使得通過(guò)使用 基于預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)速和作為檢測(cè)值的驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)速計(jì)算的控制變速比來(lái)將根據(jù)為驅(qū) 動(dòng)軸所需的轉(zhuǎn)矩要求的轉(zhuǎn)矩傳遞到驅(qū)動(dòng)軸。于是，當(dāng)變速器機(jī)構(gòu)的變速比 正在改變時(shí)，通過(guò)使用基于預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)速計(jì)算的控制變速比來(lái)進(jìn)行控制。因 此，相比使用作為檢測(cè)值的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的情況，減小了在控制時(shí)刻的預(yù)測(cè) 轉(zhuǎn)速與實(shí)際轉(zhuǎn)速的偏差，由此可以更適當(dāng)?shù)乜刂齐妱?dòng)機(jī)。結(jié)果，能夠?qū)υ?轉(zhuǎn)矩從電動(dòng)機(jī)傳遞的同時(shí)變速器機(jī)構(gòu)的變速比改變時(shí)可能產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn) 矩的非預(yù)期的波動(dòng)進(jìn)行抑制。本發(fā)明還針對(duì)一種驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其與內(nèi)燃機(jī)和蓄電單元一起結(jié)合在用于 將動(dòng)力傳遞到驅(qū)動(dòng)軸的動(dòng)力輸出設(shè)備中。所述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括電力機(jī)械動(dòng) 力輸入輸出機(jī)構(gòu)，其能夠?qū)㈦娏Πl(fā)送到所述蓄電單元和從所述蓄電單元接 收電力，并且連接到驅(qū)動(dòng)軸并還可相對(duì)于所述驅(qū)動(dòng)軸獨(dú)立旋轉(zhuǎn)連接到所述 內(nèi)燃機(jī)的輸出軸，以隨著電力和機(jī)械動(dòng)力的輸入和輸出來(lái)向所述驅(qū)動(dòng)軸和 所述輸出軸輸入轉(zhuǎn)矩以及從所述驅(qū)動(dòng)軸和所述輸出軸輸出轉(zhuǎn)矩；電動(dòng)機(jī)， 其能夠?qū)㈦娏Πl(fā)送到所述蓄電單元發(fā)送和從所述蓄電單元接收電力，并能 夠傳遞機(jī)械動(dòng)力；變速器機(jī)構(gòu)，其連接到所述電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)軸和所述驅(qū)動(dòng) 軸，以隨著所述轉(zhuǎn)軸與所述驅(qū)動(dòng)軸之間變速比的改變來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)械動(dòng)力的換 擋；驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)速檢測(cè)機(jī)構(gòu)，其用于檢測(cè)驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)速，所述驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)速是所 述驅(qū)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速；電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速檢測(cè)機(jī)構(gòu)，其用于檢測(cè)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，所述電 動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速是所述電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速；預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)速計(jì)算機(jī)構(gòu)，其用于基于所檢測(cè)的 所述電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速來(lái)計(jì)算預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)速，所述預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)速是在控制時(shí)刻預(yù)測(cè)的所述 電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速；轉(zhuǎn)矩要求設(shè)定機(jī)構(gòu)，其用于設(shè)定所述驅(qū)動(dòng)軸所需的轉(zhuǎn)矩要 求；控制變速比計(jì)算機(jī)構(gòu)，其基于在所述變速器機(jī)構(gòu)的所述變速比并未正 在改變時(shí)所檢測(cè)的所述驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)速和所檢測(cè)的所述電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速來(lái)計(jì)算控制 變速比，并基于在所述變速器機(jī)構(gòu)的所述變速比正在改變時(shí)所檢測(cè)的所述 驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)速和所計(jì)算的所述預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)速來(lái)計(jì)算所述控制變速比，所述控制變 速比是所述變速器機(jī)構(gòu)的控制變速比；以及控制模組，其除了內(nèi)燃機(jī)之外 還控制所述電力機(jī)械動(dòng)力輸入輸出機(jī)構(gòu)、所述電動(dòng)機(jī)和所述變速器機(jī)構(gòu)， 使得隨著所述變速器機(jī)構(gòu)的所述變速比的改變、通過(guò)使用所計(jì)算的所述控
制變速比來(lái)將根據(jù)所設(shè)定的所述轉(zhuǎn)矩要求的轉(zhuǎn)矩傳遞到所述驅(qū)動(dòng)軸。在根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，基于電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速(即，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速) 來(lái)計(jì)算預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)速(即，在控制電動(dòng)機(jī)時(shí)的時(shí)刻預(yù)測(cè)的電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速)，并 且在變速器機(jī)構(gòu)的變速比并未正在改變時(shí)基于驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)速(即，驅(qū)動(dòng)軸的 轉(zhuǎn)速)和電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速來(lái)計(jì)算控制變速比(即，變速器機(jī)構(gòu)的控制變速 比)，并在變速器機(jī)構(gòu)的變速比正在改變時(shí)基于驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)速和預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)速來(lái) 計(jì)算控制變速比。然后，控制內(nèi)燃機(jī)、電力機(jī)械動(dòng)力輸入輸出機(jī)構(gòu)、電動(dòng) -掘Mt親m^ W f l! tl^變T通,用^f^ 速比來(lái)將根據(jù)為驅(qū)動(dòng)軸所需的轉(zhuǎn)矩要求的轉(zhuǎn)矩傳遞到驅(qū)動(dòng)軸。也就是說(shuō)， 當(dāng)變速器機(jī)構(gòu)的變速比并未正在改變時(shí)，控制內(nèi)燃機(jī)、電力機(jī)械動(dòng)力輸入 輸出機(jī)構(gòu)、電動(dòng)機(jī)和變速器機(jī)構(gòu)，使得通過(guò)使用基于作為檢測(cè)值的驅(qū)動(dòng)軸 轉(zhuǎn)速和作為檢測(cè)值的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速計(jì)算的控制變速比來(lái)將根據(jù)為驅(qū)動(dòng)軸所需 的轉(zhuǎn)矩要求的轉(zhuǎn)矩傳遞到驅(qū)動(dòng)軸，而當(dāng)變速器機(jī)構(gòu)的變速比正在改變時(shí)， 控制內(nèi)燃機(jī)、電力機(jī)械動(dòng)力輸入輸出機(jī)構(gòu)、電動(dòng)機(jī)和變速器機(jī)構(gòu)，使得通 過(guò)使用基于預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)速和作為檢測(cè)值的驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)速計(jì)算的控制變速比來(lái)將根 據(jù)為驅(qū)動(dòng)軸所需的轉(zhuǎn)矩要求的轉(zhuǎn)矩傳遞到驅(qū)動(dòng)軸。于是，當(dāng)變速器機(jī)構(gòu)的 變速比正在改變時(shí)，通過(guò)使用基于預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)速計(jì)算的控制變速比來(lái)進(jìn)行控 制。因此，相比使用作為檢測(cè)值的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的情況，減小了在控制時(shí)刻 的預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)速與實(shí)際轉(zhuǎn)速的偏差，由此可以更適當(dāng)?shù)乜刂齐妱?dòng)機(jī)。結(jié)果，能 夠?qū)υ谵D(zhuǎn)矩從電動(dòng)機(jī)傳遞的同時(shí)變速器機(jī)構(gòu)的變速比改變時(shí)可能產(chǎn)生的驅(qū) 動(dòng)軸轉(zhuǎn)矩的非預(yù)期的波動(dòng)進(jìn)行抑制。本發(fā)明還針對(duì)一種用于控制動(dòng)力輸出設(shè)備的方法，所述動(dòng)力輸出設(shè)備 具有內(nèi)燃機(jī)；電力機(jī)械動(dòng)力輸入輸出機(jī)構(gòu)，其連接到所述驅(qū)動(dòng)軸并還可 相對(duì)于所述驅(qū)動(dòng)軸獨(dú)立旋轉(zhuǎn)地連接到所述內(nèi)燃機(jī)的輸出軸，以隨著電力和 機(jī)械動(dòng)力的輸入和輸出來(lái)對(duì)所述驅(qū)動(dòng)軸和所述輸出軸輸入和輸出轉(zhuǎn)矩；電 動(dòng)機(jī)，其能夠傳遞機(jī)械動(dòng)力；變速器機(jī)構(gòu)，其連接到所述電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)軸和所述驅(qū)動(dòng)軸，以隨著所述轉(zhuǎn)軸與所述驅(qū)動(dòng)軸之間變速比的改變來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)械動(dòng)力的換擋；以及蓄電單元，其能夠?qū)㈦娏Πl(fā)送到所述電力機(jī)械動(dòng)力輸入 輸出機(jī)構(gòu)和所述電動(dòng)機(jī)，并能夠從所述電力機(jī)械動(dòng)力輸入輸出機(jī)構(gòu)和所述
電動(dòng)機(jī)發(fā)送電力，所述方法包括以下步驟(a)基于電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速來(lái)計(jì)算 預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)速，所述電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速是所述電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，其中所述預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)速是在 控制時(shí)刻預(yù)測(cè)的所述電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速；(b)基于在所述變速器機(jī)構(gòu)的所述 變速比并未正在改變時(shí)驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)速和所述電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速來(lái)計(jì)算控制變速比， 并基于在所述變速器機(jī)構(gòu)的所述變速比正在改變時(shí)所述驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)速和所述 預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)速來(lái)計(jì)算所述控制變速比，所述控制變速比是所述變速器機(jī)構(gòu)的控 制變速比，其中所述驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)速是所述驅(qū)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速；以及(c)控制所述內(nèi)燃機(jī)、所述電力機(jī)械動(dòng)力輸入輸出機(jī)構(gòu)、所述電動(dòng)機(jī)和所述變速器機(jī) 構(gòu)，使得隨著所述變速器機(jī)構(gòu)的所述變速比的改變、通過(guò)使用所述控制變 速比來(lái)將根據(jù)所述驅(qū)動(dòng)軸所需的轉(zhuǎn)矩要求的轉(zhuǎn)矩傳遞到所述驅(qū)動(dòng)軸。在根據(jù)本發(fā)明的用于動(dòng)力輸出裝置的控制方法中，基于電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 (即，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速)來(lái)計(jì)算預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)速(即，在控制電動(dòng)機(jī)時(shí)的時(shí)刻預(yù)測(cè) 的電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速)，并且在變速器機(jī)構(gòu)的變速比并未正在改變時(shí)基于驅(qū)動(dòng) 軸轉(zhuǎn)速(即，驅(qū)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速)和電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速來(lái)計(jì)算控制變速比(即，變速 器機(jī)構(gòu)的控制變速比)，并在變速器機(jī)構(gòu)的變速比正在改變時(shí)基于驅(qū)動(dòng)軸 轉(zhuǎn)速和預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)速來(lái)計(jì)算控制變速比。然后，控制內(nèi)燃機(jī)、電力機(jī)械動(dòng)力輸 入輸出機(jī)構(gòu)、電動(dòng)機(jī)和變速器機(jī)構(gòu)，使得隨著變速器機(jī)構(gòu)的變速比的改 變、通過(guò)使用控制變速比來(lái)將根據(jù)為驅(qū)動(dòng)軸所需的轉(zhuǎn)矩要求的轉(zhuǎn)矩傳遞到 驅(qū)動(dòng)軸。也就是說(shuō)，當(dāng)變速器機(jī)構(gòu)的變速比并未正在改變時(shí)，控制內(nèi)燃 機(jī)、電力機(jī)械動(dòng)力輸入輸出機(jī)構(gòu)、電動(dòng)機(jī)和變速器機(jī)構(gòu)，使得通過(guò)使用基 于作為檢測(cè)值的驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)速和作為檢測(cè)值的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速計(jì)算的控制變速比 來(lái)將根據(jù)為驅(qū)動(dòng)軸所需的轉(zhuǎn)矩要求的轉(zhuǎn)矩傳遞到驅(qū)動(dòng)軸，而當(dāng)變速器機(jī)構(gòu) 的變速比正在改變時(shí)，控制內(nèi)燃機(jī)、電力機(jī)械動(dòng)力輸入輸出機(jī)構(gòu)、電動(dòng)機(jī) 和變速器機(jī)構(gòu)，使得通過(guò)使用基于預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)速和作為檢測(cè)值的驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)速計(jì) 算的控制變速比來(lái)將根據(jù)為驅(qū)動(dòng)軸所需的轉(zhuǎn)矩要求的轉(zhuǎn)矩傳遞到驅(qū)動(dòng)軸。 于是，當(dāng)變速器機(jī)構(gòu)的變速比正在改變時(shí)，通過(guò)使用基于預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)速計(jì)算的 控制變速比來(lái)進(jìn)行控制。因此，相比使用作為檢測(cè)值的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的情 況，減小了在控制時(shí)刻的預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)速與實(shí)際轉(zhuǎn)速的偏差，由此可以更適當(dāng)?shù)?控制電動(dòng)機(jī)。結(jié)果，能夠?qū)υ谵D(zhuǎn)矩從電動(dòng)機(jī)傳遞的同時(shí)變速器機(jī)構(gòu)的變速
比改變時(shí)可能產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)矩的非預(yù)期的波動(dòng)進(jìn)行抑制。


圖1是示出安裝有根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的動(dòng)力輸出設(shè)備的混合動(dòng) 力車(chē)輛20的構(gòu)造的概要的構(gòu)造圖；圖2是示出發(fā)動(dòng)機(jī)22的構(gòu)造的概要的構(gòu)造圖；圖3是示出變速器60的構(gòu)造的一個(gè)示例的解釋圖；圖4是示出電池溫度Tb與電池50的輸入限制Win和輸出限制Wout 之間的關(guān)系的一個(gè)示例的解釋圖；圖5是示出電池50的荷電狀態(tài)(SOC)與用于輸入限制Win和輸出 限制Wout的修正因子之間的關(guān)系的一個(gè)示例的解釋圖；圖6是示出根據(jù)實(shí)施例由電子控制單元70執(zhí)行的驅(qū)動(dòng)控制例程的一 個(gè)示例；圖7是示出轉(zhuǎn)矩要求設(shè)定圖的一個(gè)示例的解釋圖；圖8是示出發(fā)動(dòng)機(jī)22的運(yùn)行線與其中設(shè)定目標(biāo)轉(zhuǎn)速Ne"n目標(biāo)轉(zhuǎn)矩 T^的狀態(tài)的一個(gè)示例的解釋圖；圖9是示出列線圖的一個(gè)示例，該列線圖示出了在轉(zhuǎn)矩要求T—是用 于加速的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩時(shí)的時(shí)刻，動(dòng)力分配和集成機(jī)構(gòu)30的旋轉(zhuǎn)元件中的轉(zhuǎn) 速和轉(zhuǎn)矩之間的動(dòng)力學(xué)關(guān)系；圖10是用于解釋其中設(shè)定轉(zhuǎn)矩限制Tmlmin和Tmlmax的狀態(tài)的解 釋圖；圖11是示出換檔圖的一個(gè)示例的解釋圖； 圖12是示出換檔例程的一個(gè)示例的流程圖；圖13是示出在Lo-Hi換檔和Hi-Lo換檔時(shí)變速器60的列線圖的 一個(gè) 示例的解釋圖；圖14是示出在Lo-Hi換檔時(shí)用于控制變速器60的制動(dòng)器Bl和B2的 驅(qū)動(dòng)的液壓回路中的液壓處理序列的 一個(gè)示例的解釋圖；圖15是示出在Hi-Lo換檔時(shí)用于控制變速器60的制動(dòng)器Bl和B2的 驅(qū)動(dòng)的液壓回路中的液壓處理序列的一個(gè)示例的解釋圖16是示出修改示例的混合動(dòng)力車(chē)輛20的構(gòu)造的概要的構(gòu)造圖；并且圖17是示出另一個(gè)修改示例的混合動(dòng)力車(chē)輛220的構(gòu)造的概要的構(gòu)造圖。
具體實(shí)施方式
現(xiàn)在將描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。圖1是示出安裝有根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的混合動(dòng)力車(chē)輛20的構(gòu)造的概要的構(gòu)造圖。如圖1所示，此實(shí) 施例的混合動(dòng)力車(chē)輛20包括發(fā)動(dòng)機(jī)22，經(jīng)由阻尼器28連接到用作發(fā)動(dòng) 機(jī)22的輸出軸的曲軸26的用作三軸式動(dòng)力分配和集成機(jī)構(gòu)30，連接到動(dòng) 力分配和集成機(jī)構(gòu)30的、能夠發(fā)電的電動(dòng)機(jī)MG1，經(jīng)由變速器60連接到 動(dòng)力分配和集成機(jī)構(gòu)30的電動(dòng)機(jī)MG2，用于對(duì)用于驅(qū)動(dòng)輪39a和3%以 及未示出的從動(dòng)輪的制動(dòng)器進(jìn)行控制的制動(dòng)致動(dòng)器92，以及用于對(duì)車(chē)輛的 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)整體進(jìn)行控制的混合動(dòng)力電子控制單元70。發(fā)動(dòng)機(jī)22是消耗諸如汽油或輕油之類(lèi)的烴燃料以輸出動(dòng)力的內(nèi)燃 機(jī)。如圖2所示，由空氣濾清器122濾清并經(jīng)由節(jié)氣門(mén)124引入的空氣與 由燃料噴射閥126噴射的霧化汽油混合為空燃混合物。將空燃混合物經(jīng)由 進(jìn)氣門(mén)128引入燃燒室。利用由火花塞130產(chǎn)生的火花將引入的空燃混合 物引燃以爆發(fā)燃燒。由燃燒能量產(chǎn)生的活塞132的往復(fù)運(yùn)動(dòng)被轉(zhuǎn)換為曲軸 26的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)22的排氣經(jīng)過(guò)催化轉(zhuǎn)換單元134 (其填充有 三元催化劑)以將包含在排氣中的有毒成分(即， 一氧化碳(CO)、烴 (HC)和氮氧化物(NOx))轉(zhuǎn)換為無(wú)害成分，并排放到外部空氣。發(fā)動(dòng)機(jī)22由發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制單元(此后稱(chēng)為發(fā)動(dòng)機(jī)ECU) 24控制。 發(fā)動(dòng)機(jī)ECU 24被構(gòu)造為主要包括CPU 24a的微處理器，并除了 CPU 24a 以外還包括用于存儲(chǔ)程序的ROM 24b、用于暫時(shí)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的RAM 24c、 以及未示出的輸入輸出端口和通信端口。來(lái)自用于檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)22的狀態(tài) 的各種傳感器的信號(hào)，例如來(lái)自用于檢測(cè)曲軸26的旋轉(zhuǎn)位置的曲軸位置 傳感器140的曲軸位置、來(lái)自用于檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)22的冷卻水的溫度的水溫 傳感器142的冷卻水溫、來(lái)自設(shè)置在燃燒室中的壓力傳感器143的缸內(nèi)壓
力Pin、來(lái)自用于檢測(cè)打開(kāi)和關(guān)閉進(jìn)氣門(mén)128和排氣門(mén)以對(duì)燃燒室進(jìn)行空 氣供應(yīng)和排放的曲軸的旋轉(zhuǎn)位置的曲軸位置傳感器144的曲軸位置、來(lái)自 用于檢測(cè)節(jié)氣門(mén)124的位置的節(jié)氣門(mén)位置傳感器146的節(jié)氣門(mén)位置、來(lái)自 安裝到進(jìn)氣管的氣流計(jì)148的氣流計(jì)信號(hào)AF、來(lái)自以同樣方式安裝到進(jìn) 氣管的溫度傳感器149的進(jìn)氣溫度、來(lái)自空燃比傳感器135a的空燃比 AF、以及來(lái)自氧氣傳感器135b的氧氣信號(hào)，經(jīng)由輸入端口發(fā)動(dòng)到發(fā)動(dòng)機(jī) ECU 24。而且，用于驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)22的各種控制信號(hào)，例如，對(duì)于燃料噴 射閥126的驅(qū)動(dòng)信號(hào)、用于調(diào)節(jié)節(jié)氣門(mén)124的位置的對(duì)于節(jié)氣門(mén)電動(dòng)機(jī) 136的驅(qū)動(dòng)信號(hào)、對(duì)于與點(diǎn)火器集成的點(diǎn)火線圈138的控制信號(hào)、以及對(duì) 于能夠改變進(jìn)氣門(mén)128的打開(kāi)和關(guān)閉正時(shí)的可變氣門(mén)正時(shí)機(jī)構(gòu)150的控制 信號(hào)，從發(fā)動(dòng)機(jī)ECU 24經(jīng)由輸出端口輸出。發(fā)動(dòng)機(jī)ECU 24與混合動(dòng)力 電子控制單元70通信，由此基于來(lái)自混合動(dòng)力電子控制單元70的控制信 號(hào)，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU 24控制發(fā)動(dòng)機(jī)22的運(yùn)行，并還根據(jù)需要輸出與發(fā)動(dòng)機(jī) 22的運(yùn)行狀態(tài)相關(guān)的數(shù)據(jù)。發(fā)動(dòng)機(jī)ECU 24還基于從曲軸位置傳感器140 發(fā)送的曲軸位置來(lái)計(jì)算曲軸26的轉(zhuǎn)速，即發(fā)動(dòng)機(jī)22的轉(zhuǎn)速Ne。動(dòng)力分配和集成機(jī)構(gòu)30包括作為外齒輪的太陽(yáng)輪31、布置在與太陽(yáng) 輪31同心的同心圓上的作為內(nèi)齒輪的齒圈32、與太陽(yáng)輪31和齒圈32嚙 合的多個(gè)小齒輪33、以及用于保持小齒輪33使得它們能夠自由地旋轉(zhuǎn)和 公轉(zhuǎn)的行星輪架34，并被構(gòu)造為利用作為旋轉(zhuǎn)元件的太陽(yáng)輪31、齒圈32 和行星輪架34來(lái)進(jìn)行差速操作的行星齒輪機(jī)構(gòu)。動(dòng)力分配和集成機(jī)構(gòu)30 被構(gòu)造為使得發(fā)動(dòng)機(jī)22的曲軸26連接到行星輪架34，電動(dòng)機(jī)MG1連接 到太陽(yáng)輪31，并且電動(dòng)機(jī)MG2經(jīng)由變速器60連接到齒圈32。當(dāng)電動(dòng)機(jī) MG1用作發(fā)電機(jī)時(shí)，根據(jù)速比將從行星輪架34輸出的來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)22的動(dòng) 力分配到太陽(yáng)輪31 —側(cè)和齒圈32 —側(cè)。當(dāng)電動(dòng)機(jī)MG1用作電動(dòng)機(jī)時(shí)， 從行星輪架34輸入的來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)22的動(dòng)力與從太陽(yáng)輪31輸入的來(lái)自電動(dòng) 機(jī)MG1的動(dòng)力合成并輸出到齒圈32。齒圈32經(jīng)由齒輪機(jī)構(gòu)37和差速齒 輪38機(jī)械連接到作為車(chē)輛前輪的驅(qū)動(dòng)輪39a和39b。因此，輸出到齒圈32 的動(dòng)力經(jīng)由齒輪機(jī)構(gòu)37和差速齒輪38傳遞到驅(qū)動(dòng)輪39a和39b。被視為 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的連接到動(dòng)力分配和集成機(jī)構(gòu)30的三根軸是作為發(fā)動(dòng)機(jī)22的輸
出軸并連接到行星輪架34的曲軸26、連接到太陽(yáng)輪31并用作電動(dòng)機(jī) MG1的轉(zhuǎn)軸的太陽(yáng)輪軸31a、和連接到齒圈32并用作與驅(qū)動(dòng)輪39a和39b 機(jī)械連接的驅(qū)動(dòng)軸的齒圈軸32a。電動(dòng)機(jī)MGl和MG2兩者都被構(gòu)造為公知的同步電動(dòng)發(fā)電機(jī)，其每者 都能夠作為發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，也能夠作為電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，并且經(jīng)由逆變器41和 42向電池50發(fā)送電力和從電池50接收電力。將逆變器41和42連接到電 池50的電線54被構(gòu)造為由逆變器41和42共同使用的正極母線和負(fù)極母 線，由此由電動(dòng)機(jī)MGl和MG2中一者產(chǎn)生的電力可以被電動(dòng)機(jī)中另一者 消耗。電動(dòng)機(jī)MG1和MG2的驅(qū)動(dòng)由電動(dòng)機(jī)電子控制單元(此后稱(chēng)作電動(dòng) 機(jī)ECU) 40控制。為控制電動(dòng)機(jī)MG1和MG2所需的信號(hào)，例如，來(lái)自 用于檢測(cè)電動(dòng)機(jī)MG1和電機(jī)MG2的轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)位置的旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)傳感 器43和44的信號(hào)、以及由電流傳感器檢測(cè)的施加到電動(dòng)機(jī)MG1和MG2 的相電流，被發(fā)送到電動(dòng)機(jī)ECU 40。從電動(dòng)機(jī)ECU 40輸出對(duì)逆變器41 和42的開(kāi)關(guān)控制信號(hào)。電動(dòng)機(jī)ECU 40基于來(lái)自旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)傳感器43 和44的信號(hào)，通過(guò)未示出的轉(zhuǎn)速計(jì)算例程來(lái)計(jì)算電動(dòng)機(jī)MG1和MG2的 轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速Nml和Nm2。電動(dòng)機(jī)ECU 40與電子控制單元70通信，由此 電動(dòng)機(jī)ECU 40基于來(lái)自電子控制單元70的控制信號(hào)對(duì)電動(dòng)機(jī)MG1和 MG2的驅(qū)動(dòng)進(jìn)行控制，并還根據(jù)需要將與電動(dòng)機(jī)MG1和MG2相關(guān)的輸 出輸出到混合動(dòng)力電子控制單元70。電動(dòng)機(jī)ECU 40還基于來(lái)自旋轉(zhuǎn)位置 檢測(cè)傳感器43和44的信號(hào)來(lái)計(jì)算電動(dòng)機(jī)MG1禾B MG2的轉(zhuǎn)速Nml和 Nm2。變速器60被構(gòu)造為將齒圈軸32a連接到電動(dòng)機(jī)MG2的轉(zhuǎn)軸48和將齒 圈軸32a與電動(dòng)機(jī)MG2的轉(zhuǎn)軸48斷開(kāi)，并還通過(guò)分兩級(jí)將電動(dòng)機(jī)MG2 的轉(zhuǎn)軸48的轉(zhuǎn)速降低來(lái)將兩根軸連接以將旋轉(zhuǎn)傳遞到齒圈軸32a。圖3中 示出了變速器60的構(gòu)造的一個(gè)示例。如圖3所示的變速器60由雙級(jí)小齒 輪式行星齒輪機(jī)構(gòu)60a、單級(jí)小齒輪式行星齒輪60b，以及兩個(gè)制動(dòng)器Bl 和B2構(gòu)成。雙級(jí)小齒輪式行星齒輪機(jī)構(gòu)60a包括作為外齒輪的太陽(yáng)輪 61、布置在與太陽(yáng)輪61同心的同心圓上的作為外齒輪的齒圈62、與太陽(yáng) 輪61嚙合的多個(gè)第一小齒輪63a、與第一小齒輪63a和齒圈62嚙合的多
個(gè)第二小齒輪63b、以及用于共同保持第一小齒輪63a和第二小齒輪63b 使得它們能夠自由旋轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)的行星輪架64。太陽(yáng)輪61被構(gòu)造為能夠通 過(guò)制動(dòng)器Bl的嚙合和松開(kāi)來(lái)停止或允許其旋轉(zhuǎn)。單級(jí)小齒輪式行星齒輪 60b包括作為外齒輪的太陽(yáng)輪65、布置在與太陽(yáng)輪65同心的同心圓上的 作為外齒輪的齒圈66、與太陽(yáng)輪65和齒圈66嚙合的多個(gè)小齒輪67、用 于保持小齒輪67使得它們能夠自由旋轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)的行星輪架68。太陽(yáng)輪65 連接到電動(dòng)機(jī)MG2的轉(zhuǎn)軸48，并且行星輪架68連接到齒圈軸32a。此 外，齒圈66被構(gòu)造為能夠通過(guò)制動(dòng)器B2的嚙合和松開(kāi)來(lái)停止和允許其旋 轉(zhuǎn)。雙級(jí)小齒輪式行星齒輪機(jī)構(gòu)60a以及單級(jí)小齒輪式行星齒輪60b分別 通過(guò)齒圈62和齒圈66以及通過(guò)行星輪架64和行星輪架68互相連接。變 速器60可以將電動(dòng)機(jī)MG2的轉(zhuǎn)軸48與齒圈軸32a斷開(kāi)。通過(guò)將制動(dòng)器 Bl和B2都松開(kāi)，變速器60能夠?qū)⑥D(zhuǎn)軸48與齒圈軸32a斷開(kāi)。通過(guò)將制 動(dòng)器Bl松開(kāi)并將制動(dòng)器B2嚙合，MG2的轉(zhuǎn)軸48的旋轉(zhuǎn)在轉(zhuǎn)速以相對(duì)較 高的減速比(此后，該狀態(tài)被稱(chēng)作Lo檔狀態(tài))降低的同時(shí)傳遞到齒圈軸 32a。通過(guò)將制動(dòng)器Bl嚙合并將制動(dòng)器B2松開(kāi)，電動(dòng)機(jī)MG2的轉(zhuǎn)軸48 的旋轉(zhuǎn)在轉(zhuǎn)速以相對(duì)低的減速比(此后，該狀態(tài)被稱(chēng)作Hi檔狀態(tài))降低 的同時(shí)傳遞到齒圈軸32a。其中制動(dòng)器Bl和B2兩者都嚙合的狀態(tài)禁止轉(zhuǎn) 軸48和齒圈軸32a的旋轉(zhuǎn)。電池50由電池電子控制單元(此后稱(chēng)作電池ECU) 52控制。為控制 電池50所需的信號(hào)，例如來(lái)自未示出的設(shè)置在電池50的端子之間的電壓 傳感器的端子間電壓、來(lái)自未示出的安裝到連接至電池50的輸出端子的 電線54的電流傳感器的充放電電流、以及來(lái)自未示出的安裝到電池50的 溫度傳感器的電池溫度，發(fā)送到電池ECU52。根據(jù)需要從電池ECU 52將 與電池50的狀態(tài)相關(guān)數(shù)據(jù)輸出到混合動(dòng)力電子控制單元70。此外，電池 ECU 52基于由電流傳感器檢測(cè)的充放電電流的積分值來(lái)計(jì)算荷電狀態(tài) (SOC)，以控制電池50，并基于荷電狀態(tài)(SOC)和電池溫度Tb來(lái)計(jì) 算作為允許電池50的充電和放電的最大可允許電力的輸入限制Win和輸 出限制Wout。制動(dòng)致動(dòng)器92被構(gòu)造為制動(dòng)輪缸96a至96d中的液壓能夠被調(diào)節(jié)為使
得將通過(guò)根據(jù)制動(dòng)踏板85的按壓產(chǎn)生的制動(dòng)主缸90的壓力(制動(dòng)壓力) 所施加的制動(dòng)力中根據(jù)制動(dòng)器分配得到的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩施加到驅(qū)動(dòng)輪39a和 39b以及未示出的從動(dòng)輪，或者被構(gòu)造為制動(dòng)輪缸96a至96d中的液壓能 夠被調(diào)節(jié)為使得能夠與制動(dòng)踏板85的按壓相獨(dú)立地將制動(dòng)轉(zhuǎn)矩施加到驅(qū) 動(dòng)輪39a和39b以及從動(dòng)輪。由制動(dòng)電子控制單元(此后稱(chēng)作制動(dòng)ECU) 94來(lái)控制制動(dòng)致動(dòng)器92。制動(dòng)ECU94接收各種信號(hào)(例如來(lái)自未示出的 安裝到驅(qū)動(dòng)輪39a和39b以及從動(dòng)輪的車(chē)輪速度傳感器的車(chē)輪速度、以及 從未示出的轉(zhuǎn)向角傳感器發(fā)送的轉(zhuǎn)向角)，并實(shí)現(xiàn)防抱死制動(dòng)系統(tǒng) (ABS)功能(用于防止當(dāng)駕駛員按壓制動(dòng)踏板85時(shí)驅(qū)動(dòng)輪39a和39b以 及從動(dòng)輪由于鎖止而引起的滑移)、牽引控制(TRC)(用于防止當(dāng)駕駛 員按壓加速器踏板83時(shí)驅(qū)動(dòng)輪39a和39b以及從動(dòng)輪中的任一者由于高速 空轉(zhuǎn)(racing)引起的滑移)、車(chē)輛穩(wěn)定性控制(VSC)(用于當(dāng)車(chē)輛轉(zhuǎn) 彎時(shí)保持車(chē)輛姿態(tài))等。制動(dòng)ECU 94與混合動(dòng)力電子控制單元70通信， 由此制動(dòng)ECU 94基于來(lái)自混合動(dòng)力電子控制單元70的控制信號(hào)來(lái)控制制 動(dòng)致動(dòng)器92的驅(qū)動(dòng)，并根據(jù)需要將與制動(dòng)致動(dòng)器92的狀態(tài)相關(guān)的數(shù)據(jù)輸 出到混合動(dòng)力電子控制單元70?；旌蟿?dòng)力電子控制單元70被構(gòu)造為主要包括CPU 72的微處理器，并 除了 CPU 72以外還具有用于存儲(chǔ)程序的ROM 74、用于暫時(shí)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的 RAM 76、以及未示出的輸入輸出端口和通信端口。來(lái)自點(diǎn)火開(kāi)關(guān)80的點(diǎn) 火信號(hào)、來(lái)自用于檢測(cè)換檔桿81的操作位置的換檔位置傳感器82的換檔 位置SP、來(lái)自用于檢測(cè)與加速踏板83的按壓行程相對(duì)應(yīng)的加速器開(kāi)度 Acc的加速踏板位置傳感器84的加速器開(kāi)度Acc、來(lái)自用于檢測(cè)制動(dòng)踏板 85的按壓行程的制動(dòng)踏板位置傳感器86的制動(dòng)器位置BP、來(lái)自安裝到驅(qū) 動(dòng)輪39a和39b以及未示出的從動(dòng)輪的車(chē)輪速度傳感器88a至88d的車(chē)輪 速度Vwa至Vwd、來(lái)自安裝到用作驅(qū)動(dòng)軸的齒圈軸32a的轉(zhuǎn)速傳感器32b 的驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)速Nr等經(jīng)由輸入端口發(fā)動(dòng)到混合動(dòng)力電子控制單元70。此 外，對(duì)于未示出的用于變速器60的制動(dòng)器Bl和B2的致動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)信號(hào) 和其他信號(hào)從混合動(dòng)力電子控制單元70經(jīng)由輸出端口輸出。如上所述， 混合動(dòng)力電子控制單元70經(jīng)由通信端口連接到發(fā)動(dòng)機(jī)ECU 24、電動(dòng)機(jī)
ECU 40、電池ECU 52和制動(dòng)ECU 94。因此，各種控制信號(hào)和數(shù)據(jù)從混 合動(dòng)力電子控制單元70發(fā)送到發(fā)動(dòng)機(jī)ECU 24、電動(dòng)機(jī)ECU 40、電池 ECU 52和制動(dòng)ECU 94，反之亦然。此實(shí)施例的混合動(dòng)力電子控制單元70 基于從車(chē)輪速度傳感器88a至88d發(fā)送的車(chē)輪速度Vwa至Vwd通過(guò)未示 出的車(chē)速計(jì)算例程來(lái)計(jì)算車(chē)速V。對(duì)于車(chē)速V，例如，可以使用車(chē)輪速度 Vwa至Vwd的平均值，或者可以使用車(chē)輪速度Vwa至Vwd中具有較小車(chē) 輪速度差的三個(gè)車(chē)輪速度的平均值。這樣構(gòu)造的本實(shí)施例的混合動(dòng)力車(chē)輛20基于對(duì)車(chē)速V和與駕駛員對(duì) 加速踏板83的踩踏量相對(duì)應(yīng)的加速器開(kāi)度Acc的觀測(cè)值來(lái)計(jì)算待輸出到 用作驅(qū)動(dòng)軸的齒圈軸32a的轉(zhuǎn)矩要求。發(fā)動(dòng)機(jī)22以及電動(dòng)機(jī)MG1和MG2 受到運(yùn)行控制以將與所計(jì)算的轉(zhuǎn)矩要求相對(duì)應(yīng)的需求動(dòng)力水平輸出到齒圈 軸32a。發(fā)動(dòng)機(jī)22以及電動(dòng)機(jī)MG1和MG2的運(yùn)行控制有選擇地進(jìn)行轉(zhuǎn)矩 轉(zhuǎn)換驅(qū)動(dòng)模式、充放電驅(qū)動(dòng)模式和電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)模式中的一者。轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換驅(qū) 動(dòng)模式控制發(fā)動(dòng)機(jī)22的運(yùn)行以輸出與需求動(dòng)力水平相等的動(dòng)力量，同時(shí) 驅(qū)動(dòng)并控制電動(dòng)機(jī)MG1和MG2以使得從發(fā)動(dòng)機(jī)22輸出的全部動(dòng)力通過(guò) 動(dòng)力分配和集成機(jī)構(gòu)30以及電動(dòng)機(jī)MG1和MG2經(jīng)歷轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換并輸出到 齒圈軸32a。充放電驅(qū)動(dòng)模式控制發(fā)動(dòng)機(jī)22的運(yùn)行以輸出與需求動(dòng)力水平 和通過(guò)對(duì)電池50充電所消耗的或通過(guò)由電池50放電所供應(yīng)的電力量的和 相等的動(dòng)力量，同時(shí)驅(qū)動(dòng)并控制電動(dòng)機(jī)MG1和MG2以使得從發(fā)動(dòng)機(jī)22 輸出的與需求動(dòng)力水平相等的全部或部分動(dòng)力通過(guò)動(dòng)力分配和集成機(jī)構(gòu)30 以及電動(dòng)機(jī)MG1和MG2經(jīng)歷轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換并輸出到齒圈軸32a。接著，將解釋根據(jù)本實(shí)施例的混合動(dòng)力車(chē)輛20的操作，尤其是當(dāng)變 速器60的檔位改變時(shí)的時(shí)刻的操作。首先，解釋用于將動(dòng)力傳遞到用作 驅(qū)動(dòng)軸的齒圈軸32a的驅(qū)動(dòng)控制，此后解釋變速器60的換檔控制。圖6是 示出由混合動(dòng)力電子控制單元70執(zhí)行的驅(qū)動(dòng)控制例程的一個(gè)示例的流程 圖。此例程以預(yù)定時(shí)間間隔(例如，以數(shù)毫秒的間隔)重復(fù)執(zhí)行。當(dāng)執(zhí)行驅(qū)動(dòng)控制例程時(shí)，混合動(dòng)力電子控制單元70的CPU 72首先執(zhí) 行用于輸入控制所需的數(shù)據(jù)的處理，例如來(lái)自加速踏板位置傳感器84的 加速器開(kāi)度Acc、車(chē)速V、電動(dòng)機(jī)MG1和MG2的轉(zhuǎn)速Nml和Nm2、來(lái)
自轉(zhuǎn)速傳感器32b的驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)速Nr、以及電池50的輸入限制Win和輸出 限制Wout (步驟S100)。在此步驟中，對(duì)于電動(dòng)機(jī)MG1和MG2的轉(zhuǎn)速 Nml和Nm2，通過(guò)通信從電動(dòng)機(jī)ECU 40輸入基于由旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)傳感器 43和44檢測(cè)的電動(dòng)機(jī)MG1和MG2的轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)位置計(jì)算得到的轉(zhuǎn)速。 此外，對(duì)于車(chē)速V，通過(guò)讀取來(lái)輸入基于來(lái)自車(chē)輪速度傳感器88a至88d 的車(chē)輪速度Vwa至Vwd計(jì)算得到并存儲(chǔ)再RAM 76的預(yù)定區(qū)域中的速 度。此外，對(duì)于電池50的輸入限制Win和輸出限制Wout，通過(guò)通信從電 池ECU 52輸入基于電池50的電池溫度Tb和電池50的荷電狀態(tài)(SOC) 設(shè)定的限制。在以此方式輸入數(shù)據(jù)之后，設(shè)定待輸入到齒圈軸32a的轉(zhuǎn)矩要求Tr* 以及為發(fā)動(dòng)機(jī)22所需的動(dòng)力要求Pe*，齒圈軸32a用作連接到驅(qū)動(dòng)輪39a 和39b的驅(qū)動(dòng)軸，轉(zhuǎn)矩要求T"作為基于輸入的加速器開(kāi)度Acc和車(chē)速V 的、為車(chē)輛所需的轉(zhuǎn)矩(步驟S110)。在本實(shí)施例中，通過(guò)將已經(jīng)被預(yù)先 確定的加速器開(kāi)度Acc以及車(chē)速V與轉(zhuǎn)矩要求T^之間的關(guān)系作為轉(zhuǎn)矩要 求設(shè)定圖存儲(chǔ)在ROM 74中，并通過(guò)在給定加速器開(kāi)度Acc和車(chē)速V時(shí)從 所存儲(chǔ)的圖獲得相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)矩要求T一，來(lái)設(shè)定轉(zhuǎn)矩要求T^。圖7示出了 轉(zhuǎn)矩要求設(shè)定圖的一個(gè)示例。動(dòng)力要求Pe帛可以計(jì)算為通過(guò)將所設(shè)定的轉(zhuǎn) 矩要求1>*乘以驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)速Nr獲得的值和電池50所需的充放電電力要求 PM以及損耗Loss的和。隨后，基于所設(shè)定的動(dòng)力要求Pef來(lái)設(shè)定目標(biāo)轉(zhuǎn)速Ne*和目標(biāo)轉(zhuǎn)矩 Te*,作為發(fā)動(dòng)機(jī)22所應(yīng)該運(yùn)行的運(yùn)行點(diǎn)(步驟S120)?；谑拱l(fā)動(dòng)機(jī) 22高校運(yùn)行的運(yùn)行線和動(dòng)力要求Pef來(lái)執(zhí)行此設(shè)定操作。圖8示出了發(fā)動(dòng) 機(jī)22的運(yùn)行線和其中設(shè)定目標(biāo)轉(zhuǎn)速Ne"n目標(biāo)轉(zhuǎn)矩了6*的狀態(tài)的一個(gè)示 例。如圖8所示，可以通過(guò)運(yùn)行線與動(dòng)力要求Pe* (Ne*XTe*)為常數(shù)的 曲線的交點(diǎn)來(lái)確定目標(biāo)轉(zhuǎn)速Ne+和目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Te*。接著，判斷變速器60的檔位是否正在改變(步驟S130)。當(dāng)變速器 60的檔位并未正在改變時(shí)，將所輸入的MG2的轉(zhuǎn)速Nm2設(shè)定為控制轉(zhuǎn)速 Nm2* (步驟S140)。當(dāng)變速器60的檔位正在改變時(shí)，通過(guò)將差值A(chǔ)Nm2 (其通過(guò)從電動(dòng)機(jī)MG2的轉(zhuǎn)速Nm2減去當(dāng)先前執(zhí)行此例程時(shí)輸入的電動(dòng)
機(jī)MG2的轉(zhuǎn)速Nm2獲得)乘以增益km獲得的值加到電動(dòng)機(jī)MG2的轉(zhuǎn)速 Nm2所獲得的轉(zhuǎn)速，被設(shè)定為控制轉(zhuǎn)速忖1112* (步驟S150)。通過(guò)將所設(shè) 定的控制轉(zhuǎn)速Nm2^余以驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)速Nr來(lái)計(jì)算變速器60的變速比Gr (歩 驟S160)?？紤]到該例程以預(yù)定時(shí)間間隔(例如，以數(shù)毫秒的間隔)執(zhí) 行，差值A(chǔ)Nm2是電動(dòng)機(jī)MG2的轉(zhuǎn)速Nm2的微分部分。因此，如果調(diào)節(jié) 增益km，則考慮通過(guò)將時(shí)間微分部分乘以增益km獲得的值得到的控制轉(zhuǎn) 速Nm2忖妾近在該控制時(shí)刻電動(dòng)機(jī)MG2的轉(zhuǎn)速，g卩，該控制時(shí)刻預(yù)測(cè)的電 動(dòng)機(jī)MG2的轉(zhuǎn)速。當(dāng)電動(dòng)機(jī)MG2的轉(zhuǎn)速的改變較大時(shí)，例如，當(dāng)變速器 60的檔位正在改變時(shí)，考慮到基于從旋轉(zhuǎn)位置傳感器44發(fā)送的信號(hào)來(lái)計(jì) 算電動(dòng)機(jī)MG2的轉(zhuǎn)速Nm2以及通過(guò)通信將電動(dòng)機(jī)MG2的轉(zhuǎn)速Nm2發(fā)送 到混合動(dòng)力電子控制單元70，由于傳感延遲、計(jì)算延遲或通信延遲引起電 動(dòng)機(jī)MG2的實(shí)際轉(zhuǎn)速與所輸入的轉(zhuǎn)速Nm2之間的偏差。因此，在此實(shí)施 例中，為了減小這種偏差，當(dāng)變速器60的檔位正在改變時(shí)，通過(guò)將轉(zhuǎn)速 Nm2的時(shí)間微分部分乘以增益km獲得的值加到轉(zhuǎn)速Nm2來(lái)預(yù)測(cè)在該控制 時(shí)刻的轉(zhuǎn)速，并將該預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)速控制為控制轉(zhuǎn)速Nm2*。通過(guò)使用此控制轉(zhuǎn) 速Nm2H十算變速器60的變速比Gr，使變速器60的檔位正在改變時(shí)的時(shí) 刻的變速比更合適。增益km已經(jīng)被調(diào)節(jié)為使得提供在控制時(shí)刻預(yù)測(cè)的轉(zhuǎn) 速。接著，使用發(fā)動(dòng)機(jī)22的目標(biāo)轉(zhuǎn)速Ne氣電動(dòng)機(jī)MG2的轉(zhuǎn)速Nm2和動(dòng) 力分配和集成機(jī)構(gòu)30的速比p，通過(guò)方程(1)來(lái)計(jì)算電動(dòng)機(jī)MG1的目標(biāo) 轉(zhuǎn)速Nml*，并基于電動(dòng)機(jī)MG1的所計(jì)算的目標(biāo)轉(zhuǎn)速Nm"和所輸入的轉(zhuǎn) 速Nml，通過(guò)方程(2)來(lái)計(jì)算暫定轉(zhuǎn)矩Tmltmp，其是待從電動(dòng)機(jī)MG1 傳遞的轉(zhuǎn)矩的暫定值(步驟S170)。這里，方程(1)是對(duì)于動(dòng)力分配和 集成機(jī)構(gòu)30的旋轉(zhuǎn)元件的動(dòng)力學(xué)關(guān)系表達(dá)式。圖9是示出在其中車(chē)輛在 從發(fā)動(dòng)機(jī)22產(chǎn)生動(dòng)力的狀態(tài)下行駛時(shí)的時(shí)刻動(dòng)力分配和集成機(jī)構(gòu)30的旋 轉(zhuǎn)元件中的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩之間的動(dòng)力學(xué)關(guān)系的列線圖。在圖9中，左邊的S 軸表示太陽(yáng)輪31的轉(zhuǎn)速，其是電動(dòng)機(jī)MG1的轉(zhuǎn)速Nml， C軸表示行星輪 架34的轉(zhuǎn)速，其是發(fā)動(dòng)機(jī)22的轉(zhuǎn)速Ne， R軸表示齒圈32的轉(zhuǎn)速Nr (驅(qū) 動(dòng)軸轉(zhuǎn)速Nr)?？梢匀菀椎赝ㄟ^(guò)使用此列線圖來(lái)獲得方程(1) 。 R軸上
的兩個(gè)粗箭頭標(biāo)記表示通過(guò)從電動(dòng)機(jī)MG1獲得的轉(zhuǎn)矩Tml施加到齒圈軸 32a的轉(zhuǎn)矩和通過(guò)從電動(dòng)機(jī)MG2獲得的轉(zhuǎn)矩Tm2經(jīng)由減速齒輪35施加到 齒圈軸32a的轉(zhuǎn)矩。此外，方程(2)是用于使電動(dòng)機(jī)MG1以目標(biāo)轉(zhuǎn)速 Nm"旋轉(zhuǎn)的反饋控制中的關(guān)系表達(dá)式。在方程(2)中，右手側(cè)第二項(xiàng)中 的"kl"是比例項(xiàng)增益，右手側(cè)第三項(xiàng)中的"k2"是積分項(xiàng)增益。 Nml*=Ne*.(l+p)//)-Nm2/p …(1)Tmltmp=/).Te*/(l+/))+kl(Nml*隱Nml)+k2 j(Nml承-Nml)dt…(2) 隨后，設(shè)定轉(zhuǎn)矩限制Tmlmin和Tmlmax，作為滿足方程(3)和方程 (4)兩者的、可以從電動(dòng)機(jī)MG1獲得的轉(zhuǎn)矩的上限和下限(步驟 S180)。通過(guò)方程(5)由轉(zhuǎn)矩限制Tmlmin和Tmlmax對(duì)所設(shè)定的暫定 轉(zhuǎn)矩Tmltmp進(jìn)行限制來(lái)設(shè)定轉(zhuǎn)矩要求Tml* (步驟S190)。這里，方程 (3)表示使得由電動(dòng)機(jī)MG1和MG2傳遞到齒圈軸32a的轉(zhuǎn)矩和處于值0 到轉(zhuǎn)矩要求T—的范圍內(nèi)的關(guān)系，并且方程(4)表示使得由電動(dòng)機(jī)MG1 和MG2產(chǎn)生和接收的電力和處于輸入限制Win到輸出限制Wout的范圍 內(nèi)的關(guān)系。圖10中示出了轉(zhuǎn)矩限制Tmlmin禾n Tmlmax的一個(gè)示例。轉(zhuǎn) 矩限制Tmlmin禾B Tmlmax可以被確定為如圖10的陰影所示的區(qū)域中轉(zhuǎn) 矩命令TmP的最大值和最小值。如方程(3)和(4)所示，通過(guò)使用控 制轉(zhuǎn)速Nm24以及利用該控制轉(zhuǎn)速Nm2H十算的變速比Gr來(lái)設(shè)定轉(zhuǎn)矩限制 Tmlmin禾n Tmlmax，由此即使當(dāng)變速器60的檔位正在改變時(shí)，可以更合 適地設(shè)定轉(zhuǎn)矩限制Tmlmin和Tmlmax。0《-Tml/p + Tm2.Gr《Tr* …(3)Win《Tml.Nml+Tm2-Nm2*《Wout …(4) Tml*=max(min(Tmltmp，Tmlmax), Tmlmin) …(5) 然后，由方程(6)，通過(guò)將轉(zhuǎn)矩命令TmP除以動(dòng)力分配和集成機(jī)構(gòu) 30的速比p獲得的值加到轉(zhuǎn)矩要求T一并進(jìn)一步通過(guò)將該加法得到的結(jié)果 除以變速器的速比Gr，來(lái)計(jì)算作為待從電動(dòng)機(jī)MG2傳遞的轉(zhuǎn)矩的暫定值 的暫定轉(zhuǎn)矩Tm2tmp (步驟S200)，并由方程(7)和(8)，通過(guò)將電池 50的輸入限制Win、輸出限制Wout與通過(guò)將所設(shè)定的轉(zhuǎn)矩命令Tm"乘 以電動(dòng)機(jī)MG1的轉(zhuǎn)速Nml獲得的電動(dòng)機(jī)MG1的消耗電力(產(chǎn)生電力)
之間的差值除以控制轉(zhuǎn)速Nm2*，來(lái)計(jì)算轉(zhuǎn)矩限制Tm2min禾P Tm2max， 作為可以從電動(dòng)機(jī)MG2傳遞的轉(zhuǎn)矩的上限和下限(步驟S210)。然后， 由方程(9)，通過(guò)轉(zhuǎn)矩限制Tm2min和Tm2max對(duì)所設(shè)定的暫定轉(zhuǎn)矩 Tm2tmp進(jìn)行限制，來(lái)設(shè)定電動(dòng)機(jī)MG2的轉(zhuǎn)矩命令Tm2*。這里，可以容 易地從圖9的列線圖獲得方程(6)。如方程(6) 、 (7)和(8)所示， 通過(guò)使用控制轉(zhuǎn)速Nm2^^和利用該控制轉(zhuǎn)矩Nm2S十算的變速比Gr來(lái)設(shè)定 暫定轉(zhuǎn)矩Tm2tmp以及轉(zhuǎn)矩限制Tm2min和Tm2max，使得即使當(dāng)變速器 60的檔位正在改變時(shí)，也可以更適當(dāng)?shù)卦O(shè)定暫定轉(zhuǎn)矩Tm2tmp以及轉(zhuǎn)矩限 制Tm2min禾口 Tm2max。Tm2tmp = (Tr*+Tml*/p)/Gr …(6)Tm2min二(Win —Tml*.Nml)/Nm2* ... (7)Tm2max=(Wout-Tml*-Nml)/Nm2* …(8)Tm2*=max(min(Tm2tmp，Tm2max),Tm2min) ... (9) 在己經(jīng)如上所述設(shè)定了發(fā)動(dòng)機(jī)22的目標(biāo)轉(zhuǎn)速N^和目標(biāo)轉(zhuǎn)矩T^以及 電動(dòng)機(jī)MG1和MG2的轉(zhuǎn)矩命令Tm"之后，將發(fā)動(dòng)機(jī)22的目標(biāo)轉(zhuǎn)速Ne* 和目標(biāo)轉(zhuǎn)矩丁6*發(fā)送到發(fā)動(dòng)機(jī)ECU 24，并將電動(dòng)秒L MG1和MG2的轉(zhuǎn)矩 命令TmP發(fā)送到電動(dòng)機(jī)ECU 40 (步驟S230)，由此結(jié)束驅(qū)動(dòng)控制例 程。已經(jīng)接收到目標(biāo)轉(zhuǎn)矩N^和目標(biāo)轉(zhuǎn)矩T^的發(fā)動(dòng)機(jī)ECU 24執(zhí)行發(fā)動(dòng) 機(jī)ECU 24中的進(jìn)氣量控制、燃料拍攝控制、點(diǎn)火控制等控制，使得發(fā)動(dòng) 機(jī)22以由目標(biāo)轉(zhuǎn)矩N^和目標(biāo)轉(zhuǎn)矩T^表示的運(yùn)行點(diǎn)運(yùn)行。此外，已經(jīng)接 收到轉(zhuǎn)矩命令TmP和Tm2^勺電動(dòng)機(jī)ECU 40執(zhí)行對(duì)逆變器41和42的開(kāi) 關(guān)元件的開(kāi)關(guān)控制，使得以轉(zhuǎn)矩命令Tm"驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)MG1并以轉(zhuǎn)矩命令 Tm2氣驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)MG2。通過(guò)這種控制，即使當(dāng)變速器60的檔位并未正在 改變或正在改變時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)22都可以在電池50的輸入限制Win到輸出限 制Wout的范圍內(nèi)高效運(yùn)行，由此車(chē)輛可以在將轉(zhuǎn)矩要求1>*輸出到用作驅(qū) 動(dòng)軸的齒圈軸32a的同時(shí)行駛。接著，將解釋變速器60的檔位改變時(shí)的時(shí)刻的換檔控制。當(dāng)作為基 于車(chē)速V和為車(chē)輛所需的轉(zhuǎn)矩要求Ti^是否實(shí)現(xiàn)Lo-Hi換檔(其中變速器 60的狀態(tài)從Lo檔狀態(tài)改變?yōu)镠i狀態(tài))的判斷和作為基于車(chē)速V和轉(zhuǎn)矩要
求是否實(shí)現(xiàn)Hi-Lo換檔(其中變速器60的狀態(tài)從Hi檔狀態(tài)改變?yōu)長(zhǎng)o狀 態(tài))的判斷的結(jié)果來(lái)判斷是實(shí)現(xiàn)Lo-Hi換檔還是Hi-Lo換檔時(shí)，變速器60 的檔位改變。圖11中示出了用于實(shí)現(xiàn)換檔的換檔圖的一個(gè)示例。在如圖 11所示的示例中，當(dāng)在變速器60處于Lo檔狀態(tài)的情況下車(chē)速V升高超過(guò) Lo-Hi換檔線Vhi時(shí)，變速器60的狀態(tài)從Lo檔狀態(tài)改變?yōu)镠i檔狀態(tài)，并 且當(dāng)在變速器60處于Hi檔狀態(tài)的情況下車(chē)速V降低超過(guò)Hi-Lo換檔線 Vlo時(shí)，變速器60的狀態(tài)從Hi檔狀態(tài)改變?yōu)長(zhǎng)o檔狀態(tài)。通過(guò)執(zhí)行如圖 12所示的換檔控制例程來(lái)改變變速器60的檔位。在該換檔控制例程中，首先，判斷變速器60的檔位的換檔是其中Lo 檔狀態(tài)改變?yōu)镠i檔狀態(tài)的Lo-Hi換檔還是其中Hi檔狀態(tài)改變?yōu)長(zhǎng)o檔狀態(tài) 的Hi-Lo換檔(步驟S500)。在Lo-Hi換檔時(shí)，如果在Lo-Hi換檔之前需 要Lo-Hi預(yù)處理，則執(zhí)行該預(yù)處理(步驟S510和S520)。這里，對(duì)于 Lo-Hi預(yù)處理，可以涉及轉(zhuǎn)矩降低處理等。在轉(zhuǎn)矩降低處理中，當(dāng)由于從 電動(dòng)機(jī)MG2傳遞的轉(zhuǎn)矩較高而在Lo-Hi換檔時(shí)產(chǎn)生換檔震動(dòng)或不能實(shí)現(xiàn) Hi-Lo換檔時(shí)，從電動(dòng)機(jī)MG2傳遞的轉(zhuǎn)矩降低到能夠平順地實(shí)現(xiàn)Lo-Hi換 檔的程度的轉(zhuǎn)矩。當(dāng)不需要Lo-Hi換檔時(shí)，或者在已經(jīng)執(zhí)行Lo-Hi預(yù)處理 之后，使用電動(dòng)機(jī)MG2的當(dāng)前轉(zhuǎn)速Nm2以及變速器60的變速比Glo和 Ghi，由方程(10)計(jì)算目標(biāo)轉(zhuǎn)速Nm2tg，其是換檔后電動(dòng)機(jī)MG2的轉(zhuǎn) 速。然后，為了利用摩擦配合使變速器60的制動(dòng)器B1嚙合，并使變速器 60的制動(dòng)器B2松開(kāi)，啟動(dòng)變速器60的用于液壓驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器(未示出)的 液壓操作序列(步驟S540)。圖13中示出了在Lo-Hi換檔和Hi-Lo換檔 時(shí)變速器60的列線圖的一個(gè)示例，并且圖14中示出了 Lo-Hi換檔的液壓 操作序列的一個(gè)示例。在圖13中，SI軸表示雙級(jí)小齒輪式行星齒輪機(jī)構(gòu) 60a的太陽(yáng)輪61的轉(zhuǎn)速，Rl和R2軸分別表示雙級(jí)小齒輪式行星齒輪機(jī)構(gòu) 60a和單級(jí)小齒輪式行星齒輪60b的齒圈62和齒圈66的轉(zhuǎn)速，CI禾n C2 軸分別表示雙級(jí)小齒輪式行星齒輪機(jī)構(gòu)60a和單級(jí)小齒輪式行星齒輪60b 的行星輪架64和行星輪架68的轉(zhuǎn)速，其也是齒圈軸32a的轉(zhuǎn)速，S2軸表 示單級(jí)小齒輪式行星齒輪60b的太陽(yáng)輪65的轉(zhuǎn)速，其也是電動(dòng)機(jī)MG2的 轉(zhuǎn)速。如圖13所示，在Lo檔狀態(tài)下，制動(dòng)器B2嚙合并且制動(dòng)器Bl松
開(kāi)。當(dāng)制動(dòng)器B2從該狀態(tài)嚙合時(shí)，電動(dòng)機(jī)MG2變?yōu)榕c齒圈軸32a分離的 狀態(tài)。因?yàn)閺挠米麟妱?dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)MG2傳遞主動(dòng)轉(zhuǎn)矩，所以轉(zhuǎn)速趨于升 高。這里，當(dāng)制動(dòng)器B1摩擦嚙合時(shí)，電動(dòng)機(jī)MG2的轉(zhuǎn)速降低。當(dāng)轉(zhuǎn)速， 即電動(dòng)機(jī)MG2的控制轉(zhuǎn)速Nm2+接近Hi檔狀態(tài)下的目標(biāo)轉(zhuǎn)速Nm2tg時(shí)， 制動(dòng)器Bl從摩擦配合而變?yōu)橥耆珖Ш?，由此變速器狀態(tài)可以過(guò)渡到Hi檔 狀態(tài)。此外，在圖14中，緊接著操作序列啟動(dòng)之后制動(dòng)器B1的較大液壓 命令是由于在配合力施加到制動(dòng)器Bl之前將油填充在缸內(nèi)的初次填充引 起的。在電動(dòng)機(jī)MG2的控制轉(zhuǎn)速Nm2*已經(jīng)接近換檔之后的轉(zhuǎn)速Nm2tg 時(shí)(步驟S550和S560)，制動(dòng)器Bl完全嚙合以結(jié)束液壓處理序列(步 驟S570)，且當(dāng)Lo-Hi處理己經(jīng)執(zhí)行時(shí)，執(zhí)行Lo-Hi返回處理(其是與 Lo-Hi預(yù)處理相逆的返回處理)(步驟S590和S600)以結(jié)束換檔處理。 即使在如上所述的Lo-Hi換檔的控制中，可以通過(guò)將控制轉(zhuǎn)速Nm24用作 電動(dòng)機(jī)MG2的轉(zhuǎn)速來(lái)更合適地進(jìn)行控制。 Nm2tg=Nm2.Ghi/Glo ... (10)如果在步驟S500判定變速器60的換檔是Hi-Lo換檔，則如果在Hi-Lo換檔之前需要Hi-Lo預(yù)處理，則執(zhí)行該預(yù)處理(步驟S610和S620)。 這里，對(duì)于Hi-Lo預(yù)處理，可以涉及轉(zhuǎn)矩替換處理等。在轉(zhuǎn)矩替換處理 中，從電動(dòng)機(jī)MG2傳遞的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩和由電動(dòng)機(jī)MG1帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)22而施 加到車(chē)輛的制動(dòng)力被由制動(dòng)輪缸96a至96d施加到驅(qū)動(dòng)輪39a和39b以及 從動(dòng)輪的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩替換。當(dāng)不需要Hi-Lo換檔時(shí)，或者在已經(jīng)執(zhí)行Hi-Lo 預(yù)處理之后，使用電動(dòng)機(jī)MG2的當(dāng)前轉(zhuǎn)速Nm2以及在變速器60處于Lo 檔狀態(tài)時(shí)的變速比Glo，由方程(11)計(jì)算目標(biāo)轉(zhuǎn)速Nm2tg，其是在變速 器60從Hi檔狀態(tài)改變?yōu)長(zhǎng)o檔狀態(tài)時(shí)電動(dòng)機(jī)MG2的轉(zhuǎn)速(步驟S630)， 并且為了使變速器60的制動(dòng)器Bl松開(kāi)并使變速器60的制動(dòng)器B2嚙合， 啟動(dòng)變速器60的用于液壓驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器(未示出)的液壓操作序列(步驟 S640)。圖15中示出了在變速器60的狀態(tài)從Hi檔狀態(tài)改變?yōu)長(zhǎng)o檔狀態(tài) 時(shí)的液壓處理序列的一個(gè)示例。在圖15中，緊接著操作序列啟動(dòng)之后制 動(dòng)器B2的較大液壓命令是由于在配合力施加到制動(dòng)器B2之前將油填充在 缸內(nèi)的初次填充引起的。在電動(dòng)機(jī)MG2的控制轉(zhuǎn)速Nm2f已經(jīng)于換檔后轉(zhuǎn)
速Nm2tg同步時(shí)(步驟S650和S660)，制動(dòng)器B2完全嚙合以結(jié)束液壓 處理序列(步驟S670)，且當(dāng)Hi-Lo處理己經(jīng)執(zhí)行時(shí)，執(zhí)行Hi-Lo返回處 理(其是與Hi-Lo預(yù)處理相逆的返回處理)(步驟S690和S700)以結(jié)束 換檔處理。即使在如上所述的Hi-Lo換檔的控制中，可以通過(guò)將控制轉(zhuǎn)速 Nm2f用作電動(dòng)機(jī)MG2的轉(zhuǎn)速來(lái)更合適地進(jìn)行控制。對(duì)于Hi-Lo換檔，在 液壓處理序列已經(jīng)啟動(dòng)之后，對(duì)于電動(dòng)機(jī)MG2，在一些情況下，進(jìn)行轉(zhuǎn)速 控制使得其控制轉(zhuǎn)速討1112*變?yōu)閾Q檔后轉(zhuǎn)速(目標(biāo)轉(zhuǎn)速)Nm2tg。但是， 省略此處理的說(shuō)明和解釋。Nm2tg=Nm2-Glo/Ghi …(11)根據(jù)上述本實(shí)施例的混合動(dòng)力車(chē)輛20，當(dāng)變速器60的檔位正在改變 時(shí)，通過(guò)使用將電動(dòng)機(jī)MG2的轉(zhuǎn)速Nm2的微分部分乘以增益km獲得的 值在控制時(shí)刻預(yù)測(cè)的轉(zhuǎn)速被設(shè)定為控制轉(zhuǎn)速Nm2*，并且通過(guò)使用該控制 轉(zhuǎn)速Nm2f來(lái)計(jì)算變速器60的變速比Gr。通過(guò)使用控制轉(zhuǎn)速Nm2"卩變速 比Gr，電動(dòng)機(jī)MG1的轉(zhuǎn)矩命令TmP和電動(dòng)機(jī)MG2的轉(zhuǎn)矩命令Tm2^皮 設(shè)定為使得發(fā)動(dòng)機(jī)22在對(duì)電池50的輸入限制Win到輸出限制Wout的范 圍內(nèi)以由目標(biāo)轉(zhuǎn)速Ne^^和目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Te^^表示的運(yùn)行點(diǎn)運(yùn)行，由此控制發(fā)動(dòng) 機(jī)22以及電動(dòng)機(jī)MG1和MG2。也就是說(shuō)，通過(guò)控制轉(zhuǎn)速Nm2"n使用控 制轉(zhuǎn)速Nm2忖空制的變速器60的變速比Gr來(lái)控制控制時(shí)刻所預(yù)測(cè)的轉(zhuǎn) 速。因此，即使在由于傳感延遲、計(jì)算延遲或通信延遲引起電動(dòng)機(jī)MG2 的實(shí)際轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)速的偏差的情況下，也可以更合適地控制電動(dòng)機(jī)MG1和 電動(dòng)機(jī)MG2。結(jié)果，可以抑制用作驅(qū)動(dòng)軸的齒圈軸32a的不期望的波動(dòng)， 該波動(dòng)可以在轉(zhuǎn)矩從電動(dòng)機(jī)MG1傳遞的同時(shí)改變變速器60的檔位時(shí)引 起。無(wú)需多言，即使當(dāng)變速器60的檔位正在改變時(shí)，也可以在電池50的 輸入限制Win到輸出限制Wout的范圍將轉(zhuǎn)矩要求TrM專(zhuān)遞到用作驅(qū)動(dòng)軸 的齒圈軸32a的情況下使車(chē)輛行駛。此外，當(dāng)變速器60的檔位并未正在改 變時(shí)，所輸入的電動(dòng)機(jī)MG2的轉(zhuǎn)速按其本來(lái)的情況被設(shè)定為控制轉(zhuǎn)速 Nm2*，并且通過(guò)使用該控制轉(zhuǎn)速Nm2^^來(lái)計(jì)算變速器60的變速比Gr，并 且，通過(guò)使用該控制轉(zhuǎn)速Nm2^^和變速比Gr，電動(dòng)機(jī)MG1的轉(zhuǎn)矩命令 TmP和電動(dòng)機(jī)MG2的轉(zhuǎn)矩Tm2^皮設(shè)定為使得發(fā)動(dòng)機(jī)22在電池50的輸
入限制Win到輸出限制Wout的范圍內(nèi)以由目標(biāo)轉(zhuǎn)速Ne+和目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Te* 表示的運(yùn)行點(diǎn)運(yùn)行，由此控制發(fā)動(dòng)機(jī)22以及電動(dòng)機(jī)MG1和MG2。因此， 可以在電池50的輸入限制Win到輸出限制Wout的范圍內(nèi)將轉(zhuǎn)矩要求Tr* 穩(wěn)定地傳遞到用作驅(qū)動(dòng)軸的齒圈軸32a的情況下使車(chē)輛行駛。在本實(shí)施例的混合動(dòng)力車(chē)輛20中，通過(guò)將差值A(chǔ)Nm2 (其與電動(dòng)機(jī) MG2的轉(zhuǎn)速Nm2的微分部分相對(duì)應(yīng))乘以增益km獲得的值加到電動(dòng)機(jī) MG2的轉(zhuǎn)速Nm2所獲得的轉(zhuǎn)速，被設(shè)定為控制轉(zhuǎn)速Nm2*，其是可知是 可預(yù)測(cè)的轉(zhuǎn)速。但是，除了上述方法之外，還可以使用其他方法作為對(duì)于 控制時(shí)刻預(yù)測(cè)的轉(zhuǎn)速來(lái)設(shè)定控制轉(zhuǎn)速Nm2l勺計(jì)算方法。在本實(shí)施例的混合動(dòng)力車(chē)輛20中，使用能夠以Hi和Lo兩檔改變速 度的變速器60。但是，變速器60的檔位的數(shù)量不限于二， 二可以使用三 個(gè)或更多個(gè)檔位。在本實(shí)施例的混合動(dòng)力車(chē)輛20中，通過(guò)使用變速器60完成換檔來(lái)將 電動(dòng)機(jī)MG2的動(dòng)力傳遞到齒圈軸32a。但是，如圖16所示的修改示例的 混合動(dòng)力車(chē)輛120所代表性地示出的，電動(dòng)機(jī)MG2的動(dòng)力通過(guò)變速器60 變速，并可以連接到與齒圈32所連接的車(chē)軸(驅(qū)動(dòng)輪39a和39b所連接的 車(chē)軸)不同的車(chē)軸(圖16中車(chē)輪39c和39d所連接的車(chē)軸)。在本實(shí)施例的混合動(dòng)力車(chē)輛20中，發(fā)動(dòng)機(jī)22的動(dòng)力經(jīng)由動(dòng)力分配和 集成機(jī)構(gòu)30輸出到用作與驅(qū)動(dòng)輪39a和39b連接的驅(qū)動(dòng)軸的齒圈軸32a。 在圖17的另一種可能修改方案中，混合動(dòng)力車(chē)輛220可以具有轉(zhuǎn)子對(duì)電 動(dòng)機(jī)230，其具有與發(fā)動(dòng)機(jī)22的曲軸26連接的內(nèi)轉(zhuǎn)子232和與驅(qū)動(dòng)軸連 接以將動(dòng)力輸出到驅(qū)動(dòng)輪39a、 39b的外轉(zhuǎn)子234，并將從發(fā)動(dòng)機(jī)22輸出 的動(dòng)力的一部分傳遞到驅(qū)動(dòng)軸，同時(shí)將動(dòng)力的其余部分轉(zhuǎn)換為電力。本發(fā)明不限于如上所述應(yīng)用于混合動(dòng)力車(chē)輛的動(dòng)力輸出設(shè)備。本發(fā)明 可以應(yīng)用于安裝在移動(dòng)物體(例如除了汽車(chē)之外的車(chē)輛，船舶，飛行器 等)上的動(dòng)力輸出設(shè)備，并可以應(yīng)用于結(jié)合在不可移動(dòng)設(shè)備(例如建筑設(shè) 備)中的動(dòng)力輸出設(shè)備。此外，本發(fā)明可以應(yīng)用于與發(fā)動(dòng)機(jī)和電池一起結(jié) 合在上述動(dòng)力輸出設(shè)備中的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。此外，本發(fā)明可以應(yīng)用于用于控制 上述動(dòng)力輸出設(shè)備的方法。
這里，將對(duì)本實(shí)施例的主要元件和方面內(nèi)容部分描述的本發(fā)明的主要 元件之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系給出解釋。在本實(shí)施例中，發(fā)動(dòng)機(jī)22對(duì)應(yīng)于"內(nèi)燃機(jī)"，動(dòng)力分配和集成機(jī)構(gòu)30和電動(dòng)機(jī)MG1對(duì)應(yīng)于"電力機(jī)械動(dòng)力輸入 輸出機(jī)構(gòu)"，電動(dòng)機(jī)MG2對(duì)應(yīng)于"電動(dòng)機(jī)"，變速器60對(duì)應(yīng)于"變速器 機(jī)構(gòu)"，電池50對(duì)應(yīng)于"蓄電單元"，轉(zhuǎn)速傳感器32b對(duì)應(yīng)于"取得那 個(gè)軸轉(zhuǎn)速檢測(cè)機(jī)構(gòu)"。旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)傳感器44和基于從旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)傳 感器44發(fā)送的信號(hào)來(lái)計(jì)算電動(dòng)機(jī)MG2的轉(zhuǎn)速Nm2的電動(dòng)機(jī)ECU 40對(duì)應(yīng) 于"電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速檢測(cè)機(jī)構(gòu)"。執(zhí)行如圖6所示的驅(qū)動(dòng)控制例程的步驟S150 中的處理(其中將差值A(chǔ)Nm2 (其與電動(dòng)機(jī)MG2的轉(zhuǎn)速Nm2的微分部分 相對(duì)應(yīng))乘以增益km獲得的值加到轉(zhuǎn)速Nm2)的混合動(dòng)力電子控制單元 70對(duì)應(yīng)于"預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)速計(jì)算機(jī)構(gòu)"。執(zhí)行如圖6所示的驅(qū)動(dòng)控制例程的步驟 S110中的處理(其中基于加速器開(kāi)度Acc和車(chē)速V設(shè)定轉(zhuǎn)矩要求T^)的 混合動(dòng)力電子控制單元70對(duì)應(yīng)于"轉(zhuǎn)矩要求設(shè)定機(jī)構(gòu)"。執(zhí)行如圖6所 示的驅(qū)動(dòng)控制例程的步驟S130至S160的處理(其中當(dāng)變速器60的檔位 正在改變時(shí)，通過(guò)將電動(dòng)機(jī)MG2的轉(zhuǎn)速Nm2的微分部分乘以增益km來(lái) 將在控制時(shí)刻預(yù)測(cè)的轉(zhuǎn)速設(shè)定為控制轉(zhuǎn)速Nm2*，并通過(guò)使用此控制轉(zhuǎn)速 Nm2H十算變速器60的變速比Gr，并且當(dāng)變速器60的檔位并未正在改變 時(shí)，將所述如的電動(dòng)機(jī)MG2的轉(zhuǎn)速Nm2按照其自身情況設(shè)定為控制轉(zhuǎn)速 Nm2f并還通過(guò)使用該控制轉(zhuǎn)速Nm2S十算變速器60的變速比Gr)的混合 動(dòng)力電子控制單元70對(duì)應(yīng)于"控制變速比計(jì)算機(jī)構(gòu)"。執(zhí)行如圖6所示 的驅(qū)動(dòng)控制例程的步驟S170至S230中的處理(其中通過(guò)使用所設(shè)定的控 制轉(zhuǎn)速Nm2^^和變速比Gr，將電動(dòng)機(jī)MG1的轉(zhuǎn)矩命令TmP和電動(dòng)機(jī) MG2的轉(zhuǎn)矩命令Tm2H交定為使得發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)22在電池50的輸入限制 Win到輸出限制Wout的范圍內(nèi)以由目標(biāo)轉(zhuǎn)速Ne，n目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Te4所表示的 運(yùn)行點(diǎn)運(yùn)行，并將設(shè)定值發(fā)送到發(fā)動(dòng)機(jī)ECU 24和電動(dòng)機(jī)ECU 40，并通過(guò) 如圖12所示的換檔控制例程控制變速器60的檔位的改變)的混合動(dòng)力電 子控制單元70、以及用于基于轉(zhuǎn)矩命令Tm"和Tm2忖空制電動(dòng)機(jī)MG1和 MG2的電動(dòng)機(jī)ECU40對(duì)應(yīng)于"控制模組"。此外，基于根據(jù)電流傳感器 檢測(cè)的充放電電流的積分值和電池50的電池溫度Tb計(jì)算得到的電池50
的荷電狀態(tài)(SOC)來(lái)計(jì)算輸入限制Win和輸出限制Wout (其是允許電 池50的充放電的最大可允許電力)的電池ECU 52對(duì)應(yīng)于"輸入輸出限制 設(shè)定機(jī)構(gòu)"。電動(dòng)機(jī)MG1對(duì)應(yīng)于"發(fā)電機(jī)"，并且動(dòng)力分配和集成機(jī)構(gòu) 30對(duì)應(yīng)于"三軸式動(dòng)力輸入輸出模組"。此外，轉(zhuǎn)子對(duì)電動(dòng)機(jī)230也對(duì)應(yīng) 于"電力機(jī)械動(dòng)力輸入輸出機(jī)構(gòu)"。"內(nèi)燃機(jī)"不限于通過(guò)諸如汽油或輕油之類(lèi)的烴基燃料來(lái)傳遞動(dòng)力的 內(nèi)燃機(jī)，而可以使用諸如氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)之類(lèi)的任何類(lèi)型的內(nèi)燃機(jī)。"電力 機(jī)械動(dòng)力輸入輸出機(jī)構(gòu)"不限于動(dòng)力分配和集成機(jī)構(gòu)30和電動(dòng)機(jī)MG1的 組合或轉(zhuǎn)子對(duì)電動(dòng)機(jī)230，而可以使用連接到驅(qū)動(dòng)軸并還能夠與驅(qū)動(dòng)軸獨(dú) 立旋轉(zhuǎn)地連接到內(nèi)燃機(jī)的輸出軸的、并且隨著電力和機(jī)械動(dòng)力的輸入輸出 向驅(qū)動(dòng)軸和輸出軸輸出動(dòng)力和從驅(qū)動(dòng)軸和輸入軸輸入動(dòng)力的任何類(lèi)型的機(jī) 構(gòu)。"電動(dòng)機(jī)"不限于被構(gòu)造為同步電動(dòng)發(fā)電機(jī)的電動(dòng)機(jī)MG2，而可以使 用能夠輸入和輸出電力的任何類(lèi)型的電動(dòng)機(jī)，例如感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。"變速器 機(jī)構(gòu)"不限于能夠以Hi和Lo兩個(gè)檔位改變速度的變速器60，而可以使用 隨著電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)軸和驅(qū)動(dòng)軸之間變速比的改變進(jìn)行換檔來(lái)傳遞動(dòng)力的任何 類(lèi)型的變速器，例如以三個(gè)或更多個(gè)檔位來(lái)改變速度范圍的變速器，或者 無(wú)級(jí)方式改變速度范圍的無(wú)級(jí)變速器。"蓄電單元"不限于作為二次電池 的電池50，而可以使用將電力發(fā)送到電力機(jī)械動(dòng)力輸入輸出機(jī)構(gòu)和電動(dòng)機(jī)并從電力機(jī)械動(dòng)力輸入輸出機(jī)構(gòu)和電動(dòng)機(jī)獲得電力的任何類(lèi)型的單元，例 如電容器。"驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)速檢測(cè)機(jī)構(gòu)"不限于轉(zhuǎn)速傳感器32b，而可以使用檢測(cè)驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)速(其是驅(qū)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速)的任何類(lèi)型的機(jī)構(gòu)，例如通過(guò)將用 于檢測(cè)車(chē)速的傳感器獲得的值乘以轉(zhuǎn)換系數(shù)來(lái)檢測(cè)齒圈軸32a的轉(zhuǎn)速。 "電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速檢測(cè)機(jī)構(gòu)"不限于基于從旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)傳感器44發(fā)送的信 號(hào)計(jì)算電動(dòng)機(jī)MG2的轉(zhuǎn)速Nm2的機(jī)構(gòu)，而可以使用檢測(cè)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速(其 是電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速)的任何類(lèi)型的機(jī)構(gòu)。"預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)速計(jì)算機(jī)構(gòu)"不限于通過(guò) 將差值A(chǔ)Nm2 (其與電動(dòng)機(jī)MG2的轉(zhuǎn)速Nm2的微分部分相對(duì)應(yīng))乘以增 益km獲得的值加到轉(zhuǎn)速Nm2來(lái)獲得轉(zhuǎn)速的機(jī)構(gòu)，而可以使用基于電動(dòng)機(jī) 轉(zhuǎn)速來(lái)計(jì)算電動(dòng)機(jī)的預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)速(其是在控制時(shí)刻預(yù)測(cè)的電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速)的 任何類(lèi)型的機(jī)構(gòu)。"轉(zhuǎn)矩要求設(shè)定機(jī)構(gòu)"不限于基于加速器開(kāi)度Acc和車(chē)
速V來(lái)設(shè)定轉(zhuǎn)矩要求T^的機(jī)構(gòu)，而可以使用設(shè)定由驅(qū)動(dòng)軸所需的轉(zhuǎn)矩要 求的任何類(lèi)型的機(jī)構(gòu)，例如進(jìn)基于加速器開(kāi)度Acc來(lái)設(shè)定轉(zhuǎn)矩要求的機(jī) 構(gòu)，或者在預(yù)先設(shè)定行駛路徑的情況下基于在行駛路行上的行駛位置來(lái)設(shè) 定轉(zhuǎn)矩要求的機(jī)構(gòu)。"控制變速比計(jì)算機(jī)構(gòu)"不限于在變速器60正在換檔時(shí)通過(guò)使用將電動(dòng)機(jī)MG2的轉(zhuǎn)速Nm2的時(shí)間微分部分乘以增益km獲 得的值來(lái)將控制時(shí)刻預(yù)測(cè)的轉(zhuǎn)速設(shè)定為控制轉(zhuǎn)速Nm2*，并還通過(guò)使用該 控制轉(zhuǎn)速Nm2*來(lái)計(jì)算變速器60的變速比Gr，并且在變速器60的檔位并 未正在改變時(shí)年個(gè)所輸入的電動(dòng)機(jī)MG2的轉(zhuǎn)速Nm2按照其自身狀況設(shè)定 為控制轉(zhuǎn)速Nm2*，并還通過(guò)使用該控制轉(zhuǎn)速Nm2來(lái)計(jì)算變速器60的變 速比Gr的機(jī)構(gòu)，而可以使用當(dāng)變速器60并未正在改變時(shí)使用基于驅(qū)動(dòng)軸 轉(zhuǎn)速和電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速計(jì)算控制變速比(其是用于控制變速器機(jī)構(gòu)的變速 比)，當(dāng)變速器60正在改變時(shí)基于驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)速和預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)速計(jì)算控制變速 比的任何類(lèi)型的機(jī)構(gòu)。此外，"控制模組"不限于控制變速器60的換檔 并還通過(guò)使用所設(shè)定的控制轉(zhuǎn)速Nm2^^和變速比Gr來(lái)設(shè)定電動(dòng)機(jī)MG1的 轉(zhuǎn)矩命令TmP和電動(dòng)機(jī)MG2的轉(zhuǎn)矩命令Tm2^吏得發(fā)動(dòng)機(jī)22在電池50 的輸入限制Win到輸出限制Wout的范圍內(nèi)以由目標(biāo)轉(zhuǎn)速N^和目標(biāo)轉(zhuǎn)矩 T^表示的運(yùn)行點(diǎn)運(yùn)行，而可以使用隨著變速器機(jī)構(gòu)的變速比的改變，通 過(guò)利用所計(jì)算的控制變速比來(lái)控制內(nèi)燃機(jī)、電力機(jī)械動(dòng)力輸入輸出機(jī)構(gòu)、 電動(dòng)機(jī)和變速器機(jī)構(gòu)使得基于轉(zhuǎn)矩要求的轉(zhuǎn)矩被傳遞到驅(qū)動(dòng)軸的任何類(lèi)型 的模組。"輸入輸出限制設(shè)定機(jī)構(gòu)"不限于基于電池50的荷電狀態(tài) (SOC)和電池50的電池溫度Tb來(lái)計(jì)算輸入限制Win和輸出限制Wout 的機(jī)構(gòu)，而可以使用基于蓄電單元的狀態(tài)來(lái)設(shè)定輸入和輸出限制(其是允 許蓄電單元的充放電的最大可允許電力)的任何類(lèi)型的機(jī)構(gòu)，例如除了荷 電狀態(tài)(SOC)和電池溫度Tb之外還使用電池50的內(nèi)阻等來(lái)進(jìn)行計(jì)算的 機(jī)構(gòu)。"發(fā)電機(jī)"不限于被構(gòu)造為同步電動(dòng)發(fā)電機(jī)的電動(dòng)機(jī)MG1，而可以 使用能夠輸入和輸出電力的任何類(lèi)型的電動(dòng)機(jī)，例如感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。"三軸 式動(dòng)力輸入輸出模組"不限于前述動(dòng)力分配和集成機(jī)構(gòu)30，而可以使用連 接到驅(qū)動(dòng)軸、輸出軸和發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸這三根軸并基于向三根軸中任意兩根 軸輸入的動(dòng)力和從三根軸中任意兩根軸輸出的動(dòng)力來(lái)向剩余一根軸輸入動(dòng)
力和從剩余一根軸輸出動(dòng)力的任何類(lèi)型的模組，例如使用雙級(jí)小齒輪式行 星齒輪機(jī)構(gòu)的模組，通過(guò)結(jié)合多個(gè)行星齒輪機(jī)構(gòu)而連接到四根或更多跟軸 的模組，或者具有與行星齒輪不同的工作操作的比如差速齒輪的模組。實(shí)施例的主要元件與發(fā)明內(nèi)容部分描述的本發(fā)明的主要元件之間的對(duì) 應(yīng)關(guān)系是用于清楚解釋對(duì)于實(shí)施例的最佳實(shí)施方式以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的一個(gè)示 例，因此，并沒(méi)有限制發(fā)明內(nèi)容部分中描述的本發(fā)明的元件。也就是說(shuō)， 發(fā)明內(nèi)容部分中描述的本發(fā)明應(yīng)該基于該部分中的描述進(jìn)行解釋。實(shí)施例 僅是發(fā)明內(nèi)容部分中描述的本發(fā)明的一個(gè)具體示例。以上討論的實(shí)施例在全部方面都應(yīng)該被認(rèn)為是解釋性的而非限制性 的。在不偏離本發(fā)明的主要特征的范圍或精神的情況下，可以存在許多修 改、改變和替換。本發(fā)明的范圍和精神由所附權(quán)利要求表明，而非由前述 描述表明。
權(quán)利要求
1. 一種動(dòng)力輸出設(shè)備，其用于將動(dòng)力傳遞到驅(qū)動(dòng)軸，所述動(dòng)力輸出設(shè)備包括內(nèi)燃機(jī)；電力機(jī)械動(dòng)力輸入輸出機(jī)構(gòu)，其連接到所述驅(qū)動(dòng)軸并還可相對(duì)于所述驅(qū)動(dòng)軸獨(dú)立旋轉(zhuǎn)地連接到所述內(nèi)燃機(jī)的輸出軸，以隨著電力和機(jī)械動(dòng)力的輸入和輸出來(lái)向所述驅(qū)動(dòng)軸和所述輸出軸輸入轉(zhuǎn)矩以及從所述驅(qū)動(dòng)軸和所述輸出軸輸出轉(zhuǎn)矩；電動(dòng)機(jī)，其能夠傳遞機(jī)械動(dòng)力；變速器機(jī)構(gòu)，其連接到所述電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)軸和所述驅(qū)動(dòng)軸，以隨著所述轉(zhuǎn)軸與所述驅(qū)動(dòng)軸之間變速比的改變來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)械動(dòng)力的換擋；蓄電單元，其能夠?qū)㈦娏Πl(fā)送到所述電力機(jī)械動(dòng)力輸入輸出機(jī)構(gòu)和所述電動(dòng)機(jī)，并能夠從所述電力機(jī)械動(dòng)力輸入輸出機(jī)構(gòu)和所述電動(dòng)機(jī)發(fā)送電力；驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)速檢測(cè)機(jī)構(gòu)，其用于檢測(cè)驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)速，所述驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)速是所述驅(qū)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速；電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速檢測(cè)機(jī)構(gòu)，其用于檢測(cè)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，所述電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速是所述電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速；預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)速計(jì)算機(jī)構(gòu)，其用于基于所檢測(cè)的所述電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速來(lái)計(jì)算預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)速，所述預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)速是在控制時(shí)刻預(yù)測(cè)的所述電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速；轉(zhuǎn)矩要求設(shè)定機(jī)構(gòu)，其用于設(shè)定所述驅(qū)動(dòng)軸所需的轉(zhuǎn)矩要求；控制變速比計(jì)算機(jī)構(gòu)，其基于在所述變速器機(jī)構(gòu)的所述變速比并未正在改變時(shí)所檢測(cè)的所述驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)速和所檢測(cè)的所述電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速來(lái)計(jì)算控制變速比，并基于在所述變速器機(jī)構(gòu)的所述變速比正在改變時(shí)所檢測(cè)的所述驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)速和所計(jì)算的所述預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)速來(lái)計(jì)算所述控制變速比，所述控制變速比是所述變速器機(jī)構(gòu)的控制變速比；以及控制模組，其控制所述內(nèi)燃機(jī)、所述電力機(jī)械動(dòng)力輸入輸出機(jī)構(gòu)、所述電動(dòng)機(jī)和所述變速器機(jī)構(gòu)，使得隨著所述變速器機(jī)構(gòu)的所述變速比的改變、通過(guò)使用所計(jì)算的所述控制變速比來(lái)將根據(jù)所設(shè)定的所述轉(zhuǎn)矩要求的轉(zhuǎn)矩傳遞到所述驅(qū)動(dòng)軸。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)力輸出設(shè)備，其中對(duì)于所述電動(dòng)機(jī)，所述控制模組是用于如下操作的模組控制所述電 動(dòng)機(jī)使得從所述電動(dòng)機(jī)傳遞根據(jù)必要轉(zhuǎn)矩和所計(jì)算的所述控制變速比所獲 得的轉(zhuǎn)矩，其中通過(guò)從所設(shè)定的所述轉(zhuǎn)矩要求減去經(jīng)由所述電力機(jī)械動(dòng)力 輸入輸出機(jī)構(gòu)傳遞到所述驅(qū)動(dòng)軸的直接轉(zhuǎn)矩來(lái)獲得所述必要轉(zhuǎn)矩。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的動(dòng)力輸出設(shè)備，其中所述動(dòng)力輸出設(shè)備還包括用于基于所述蓄電單元的狀態(tài)來(lái)設(shè)定輸入和 輸出限制的輸入輸出限制設(shè)定機(jī)構(gòu)，所述輸入和輸出限制是允許對(duì)所述蓄 電單元充電和放電的所述最大允許電力，并且對(duì)于所述電動(dòng)機(jī)，所述控制模組是用于如下操作的模組控制所述電 動(dòng)機(jī)使得從所述電動(dòng)機(jī)傳遞在從輸入限制到輸出限制的范圍內(nèi)的、通過(guò)將 所述必要轉(zhuǎn)矩除以所述控制變速比獲得的轉(zhuǎn)矩。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)力輸出設(shè)備，其中對(duì)于所述內(nèi)燃機(jī)和所述電力機(jī)械動(dòng)力輸入輸出機(jī)構(gòu)，所述控制模組是 用于如下操作的模組控制所述內(nèi)燃機(jī)和所述電力機(jī)械動(dòng)力輸入輸出機(jī)構(gòu) 使得基于所設(shè)定的所述轉(zhuǎn)矩要求和對(duì)所述內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行的預(yù)定限制來(lái)設(shè)定 所述內(nèi)燃機(jī)所應(yīng)該運(yùn)行的目標(biāo)運(yùn)行點(diǎn)，并且設(shè)定所述電力機(jī)械動(dòng)力輸入輸 出機(jī)構(gòu)的目標(biāo)驅(qū)動(dòng)狀態(tài)使得所述內(nèi)燃機(jī)以所述設(shè)定的目標(biāo)運(yùn)行點(diǎn)運(yùn)行，并 且所述內(nèi)燃機(jī)以所述設(shè)定的目標(biāo)運(yùn)行點(diǎn)運(yùn)行而且所述電力機(jī)械動(dòng)力輸入輸 出機(jī)構(gòu)還在所述設(shè)定的目標(biāo)驅(qū)動(dòng)狀態(tài)下驅(qū)動(dòng)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)力輸出設(shè)備，其中所述預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)速計(jì)算機(jī)構(gòu)是用于如下操作的機(jī)構(gòu)通過(guò)將修正轉(zhuǎn)速與所 檢測(cè)的所述電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速相加來(lái)計(jì)算所述預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)速，其中通過(guò)將與所檢測(cè)的 所述電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的時(shí)間微分部分相對(duì)應(yīng)的值與預(yù)定增益相乘來(lái)獲得所述修 正轉(zhuǎn)速。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)力輸出設(shè)備，其中 所述變速器機(jī)構(gòu)是有級(jí)變速器。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)力輸出設(shè)備，其中所述電力機(jī)械動(dòng)力輸入輸出機(jī)構(gòu)是如下所述的機(jī)構(gòu)其具有用于輸入 輸出動(dòng)力的發(fā)電機(jī)以及三軸式動(dòng)力輸入輸出模組，所述三軸式動(dòng)力輸入輸 出模組連接到所述驅(qū)動(dòng)軸、所述輸出軸和所述發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸，并基于向所 述三根軸中任意兩根軸輸入的動(dòng)力和從所述三根軸中任意兩根軸輸出的動(dòng) 力來(lái)向剩余一根軸輸入動(dòng)力和從剩余一根軸輸出動(dòng)力。
8. —種車(chē)輛，包括內(nèi)燃機(jī)；電力機(jī)械動(dòng)力輸入輸出機(jī)構(gòu)，其連接到與車(chē)軸連接的驅(qū)動(dòng)軸并還可相 對(duì)于所述驅(qū)動(dòng)軸獨(dú)立旋轉(zhuǎn)地連接到所述內(nèi)燃機(jī)的輸出軸，以隨著電力和機(jī) 械動(dòng)力的輸入和輸出來(lái)向所述驅(qū)動(dòng)軸和所述輸出軸輸入轉(zhuǎn)矩以及從所述驅(qū) 動(dòng)軸和所述輸出軸輸出轉(zhuǎn)矩；電動(dòng)機(jī)，其能夠傳遞機(jī)械動(dòng)力；變速器機(jī)構(gòu)，其連接到所述電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)軸和所述驅(qū)動(dòng)軸，以隨著所述轉(zhuǎn)軸與所述驅(qū)動(dòng)軸之間變速比的改變來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)械動(dòng)力的換擋；蓄電單元，其能夠?qū)㈦娏Πl(fā)送到所述電力機(jī)械動(dòng)力輸入輸出機(jī)構(gòu)和所 述電動(dòng)機(jī)，并能夠從所述電力機(jī)械動(dòng)力輸入輸出機(jī)構(gòu)和所述電動(dòng)機(jī)發(fā)送電 力；驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)速檢測(cè)機(jī)構(gòu)，其用于檢測(cè)驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)速，所述驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)速是所 述驅(qū)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速；電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速檢測(cè)機(jī)構(gòu)，其用于檢測(cè)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，所述電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速是所 述電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速；預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)速計(jì)算機(jī)構(gòu)，其用于基于所檢測(cè)的所述電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速來(lái)計(jì)算預(yù)測(cè) 轉(zhuǎn)速，所述預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)速是在控制時(shí)刻預(yù)測(cè)的所述電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速；轉(zhuǎn)矩要求設(shè)定機(jī)構(gòu)，其用于設(shè)定所述驅(qū)動(dòng)軸所需的轉(zhuǎn)矩要求； 控制變速比計(jì)算機(jī)構(gòu)，其基于在所述變速器機(jī)構(gòu)的所述變速比并未正 在改變時(shí)所檢測(cè)的所述驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)速和所檢測(cè)的所述電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速來(lái)計(jì)算控制 變速比，并基于在所述變速器機(jī)構(gòu)的所述變速比正在改變時(shí)所檢測(cè)的所述 驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)速和所計(jì)算的所述預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)速來(lái)計(jì)算所述控制變速比，所述控制變 速比是所述變速器機(jī)構(gòu)的控制變速比；以及控制模組，其控制所述內(nèi)燃機(jī)、所述電力機(jī)械動(dòng)力輸入輸出機(jī)構(gòu)、所 述電動(dòng)機(jī)和所述變速器機(jī)構(gòu)，使得隨著所述變速器機(jī)構(gòu)的所述變速比的改 變、通過(guò)使用所計(jì)算的所述控制變速比來(lái)將根據(jù)所設(shè)定的所述轉(zhuǎn)矩要求的 轉(zhuǎn)矩傳遞到所述驅(qū)動(dòng)軸。
9. 一種驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其與內(nèi)燃機(jī)和蓄電單元一起結(jié)合在用于將動(dòng)力傳遞 到驅(qū)動(dòng)軸的動(dòng)力輸出設(shè)備中，所述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括電力機(jī)械動(dòng)力輸入輸出機(jī)構(gòu)，其能夠?qū)㈦娏Πl(fā)送到所述蓄電單元和從 所述蓄電單元接收電力，并且連接到驅(qū)動(dòng)軸并還可相對(duì)于所述驅(qū)動(dòng)軸獨(dú)立 旋轉(zhuǎn)連接到所述內(nèi)燃機(jī)的輸出軸，以隨著電力和機(jī)械動(dòng)力的輸入和輸出來(lái) 向所述驅(qū)動(dòng)軸和所述輸出軸輸入轉(zhuǎn)矩以及從所述驅(qū)動(dòng)軸和所述輸出軸輸出 轉(zhuǎn)矩；電動(dòng)機(jī)，其能夠?qū)㈦娏Πl(fā)送到所述蓄電單元發(fā)送和從所述蓄電單元接 收電力，并能夠傳遞機(jī)械動(dòng)力；變速器機(jī)構(gòu)，其連接到所述電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)軸和所述驅(qū)動(dòng)軸，以隨著所述 轉(zhuǎn)軸與所述驅(qū)動(dòng)軸之間變速比的改變來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)械動(dòng)力的換擋；驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)速檢測(cè)機(jī)構(gòu)，其用于檢測(cè)驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)速，所述驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)速是所 述驅(qū)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速；電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速檢測(cè)機(jī)構(gòu)，其用于檢測(cè)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，所述電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速是所 述電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速；預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)速計(jì)算機(jī)構(gòu)，其用于基于所檢測(cè)的所述電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速來(lái)計(jì)算預(yù)測(cè) 轉(zhuǎn)速，所述預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)速是在控制時(shí)刻預(yù)測(cè)的所述電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速；轉(zhuǎn)矩要求設(shè)定機(jī)構(gòu)，其用于設(shè)定所述驅(qū)動(dòng)軸所需的轉(zhuǎn)矩要求；控制變速比計(jì)算機(jī)構(gòu)，其基于在所述變速器機(jī)構(gòu)的所述變速比并未正 在改變時(shí)所檢測(cè)的所述驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)速和所檢測(cè)的所述電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速來(lái)計(jì)算控制 變速比，并基于在所述變速器機(jī)構(gòu)的所述變速比正在改變時(shí)所檢測(cè)的所述 驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)速和所計(jì)算的所述預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)速來(lái)計(jì)算所述控制變速比，所述控制變 速比是所述變速器機(jī)構(gòu)的控制變速比；以及控制模組，其除了所述內(nèi)燃機(jī)之外還控制所述電力機(jī)械動(dòng)力輸入輸出 機(jī)構(gòu)、所述電動(dòng)機(jī)和所述變速器機(jī)構(gòu)，使得隨著所述變速器機(jī)構(gòu)的所述變 速比的改變、通過(guò)使用所計(jì)算的所述控制變速比來(lái)將根據(jù)所設(shè)定的所述轉(zhuǎn) 矩要求的轉(zhuǎn)矩傳遞到所述驅(qū)動(dòng)軸。
10. —種用于控制動(dòng)力輸出設(shè)備的方法，所述動(dòng)力輸出設(shè)備包括內(nèi) 燃機(jī)；電力機(jī)械動(dòng)力輸入輸出機(jī)構(gòu)，其連接到所述驅(qū)動(dòng)軸并還可相對(duì)于所 述驅(qū)動(dòng)軸獨(dú)立旋轉(zhuǎn)地連接到所述內(nèi)燃機(jī)的輸出軸，以隨著電力和機(jī)械動(dòng)力 的輸入和輸出來(lái)對(duì)所述驅(qū)動(dòng)軸和所述輸出軸輸入和輸出轉(zhuǎn)矩；電動(dòng)機(jī)，其 能夠傳遞機(jī)械動(dòng)力；變速器機(jī)構(gòu)，其連接到所述電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)軸和所述驅(qū)動(dòng) 軸，以隨著所述轉(zhuǎn)軸與所述驅(qū)動(dòng)軸之間變速比的改變來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)械動(dòng)力的換 擋；以及蓄電單元，其能夠?qū)㈦娏Πl(fā)送到所述電力機(jī)械動(dòng)力輸入輸出機(jī)構(gòu) 和所述電動(dòng)機(jī)，并能夠從所述電力機(jī)械動(dòng)力輸入輸出機(jī)構(gòu)和所述電動(dòng)機(jī)發(fā) 送電力，所述方法包括以下步驟(a) 基于電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速來(lái)計(jì)算預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)速，所述電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速是所述電動(dòng) 機(jī)的轉(zhuǎn)速，其中所述預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)速是在控制時(shí)刻預(yù)測(cè)的所述電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速；(b) 基于在所述變速器機(jī)構(gòu)的所述變速比并未正在改變時(shí)驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn) 速和所述電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速來(lái)計(jì)算控制變速比，并基于在所述變速器機(jī)構(gòu)的所述 變速比正在改變時(shí)所述驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)速和所述預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)速來(lái)計(jì)算所述控制變速 比，所述控制變速比是所述變速器機(jī)構(gòu)的控制變速比，其中所述驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn) 速是所述驅(qū)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速；以及(c) 控制所述內(nèi)燃機(jī)、所述電力機(jī)械動(dòng)力輸入輸出機(jī)構(gòu)、所述電動(dòng) 機(jī)和所述變速器機(jī)構(gòu)，使得隨著所述變速器機(jī)構(gòu)的所述變速比的改變、通 過(guò)使用所述控制變速比來(lái)將根據(jù)所述驅(qū)動(dòng)軸所需的轉(zhuǎn)矩要求的轉(zhuǎn)矩傳遞到 所述驅(qū)動(dòng)軸。
全文摘要
本發(fā)明提供了動(dòng)力輸出設(shè)備和用于控制其的方法，以及車(chē)輛和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。當(dāng)變速器的檔位并未正在改變時(shí)，通過(guò)將所輸入的轉(zhuǎn)速(Nm2)設(shè)定為控制轉(zhuǎn)速(Nm2^*)來(lái)計(jì)算變速器的變速比(Gr)，當(dāng)變速器的檔位正在改變時(shí)，通過(guò)設(shè)定將差值(ΔNm2)乘以增益(km)獲得的值加到轉(zhuǎn)速(Nm2)所獲得的轉(zhuǎn)速來(lái)計(jì)算變速比(Gr)，其中所述差值與轉(zhuǎn)速(Nm2)的微分部分相對(duì)應(yīng)。由此，將電動(dòng)機(jī)(MG1和MG2)的轉(zhuǎn)矩命令(Tm1^*和Tm2^*)設(shè)定為使得發(fā)動(dòng)機(jī)以由目標(biāo)轉(zhuǎn)速(Ne^*)和目標(biāo)轉(zhuǎn)矩(Te^*)表示的運(yùn)行點(diǎn)運(yùn)行，由此控制發(fā)動(dòng)機(jī)以及電動(dòng)機(jī)(MG1和MG2)。
文檔編號(hào)F02D29/02GK101397012SQ200810088078
公開(kāi)日2009年4月1日 申請(qǐng)日期2008年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月30日
發(fā)明者山本雅哉, 田島陽(yáng)一 申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車(chē)株式會(huì)社;愛(ài)信艾達(dá)株式會(huì)社