[发明专利]动力输出设备及控制该设备的方法

说明书

本发明涉及一种动力输出设备及一种控制该设备的方法。更具体地说，本发明涉及一种用来把动力输出到一个驱动轴的动力输出设备，以及一种控制这样设备的方法。

用于执行发动机输出动力的转矩转换及把所转换动力输出到一个驱动轴的已知动力输出设备包括基于液压的转矩转换器与传递的组合。在该转矩转换器中，动力的输入轴和输出轴不完全锁定。这样引起输入轴与输出轴之间滑动，并且导致与滑动对应的能量损失。该能量损失表示为输入轴与输出轴之间转速差与传递到输出轴的转矩的乘积，并且以热量形式消耗。

在常规动力输出设备中，传递用作反向齿轮，以使发动机输出轴的旋转反向，并且传递反向旋转，以便按发动机输出轴旋转反向来旋转驱动轴。

在一个其上安装这样一个动力输出设备作为其动力源的机动车中，在需要相当大动力的时候，例如，在起动机动车或在一个向上斜坡上以低速运行机动车的时候，转矩转换器中大能量损失不希望有地降低了能量效率。即使在静止驱动状态，转矩转换器中动力传递的效率也不是100％，并且在已知动力输出设备中燃料消耗率因此要比手动传递中燃料消耗率低。

为了解决这样一些问题，申请人已经提出一种系统，其不包括基于液压的转矩转换器，但是有一个发动机，一个行星齿轮装置，一个发电机，一个电动机，以及一个电池，并且通过利用发动机输出的动力或电池中存储的电力，把电动机的动力输出到驱动轴(JAPANESE PATENT LYING-OPENGAZETTE No．50-30223)。但是，在该对比文件中，没有叙述在发动机输出动力情况下，按发动机输出轴旋转反向把动力输出到驱动轴的技术。

本发明的一个目的是提供一种以高效率把发动机动力输出到一个驱动轴的动力输出设备，以及一种控制这样动力输出设备的方法。

本发明的另一个目的是在发动机输出动力情况下，按发动机输出轴旋转反向把动力输出到驱动轴。

上述至少部分及其它有关目的由本发明用来把动力输出到一个驱动轴的第一动力输出设备得到实现，该第一动力输出设备包括：一个具有一个输出轴的发动机；一个具有一个旋转轴并把动力输入和输出该旋转轴的第一电动机；一个把动力输入和输出驱动轴的第二电动机；三轴式动力输入／输出装置，其有三个各自与驱动轴，输出轴和旋转轴相连接的轴，该三轴式动力输入／输出装置根据输入和输出三个轴中任意两个轴的预定动力，把动力输入和输出剩余一个轴；以及控制装置，响应预定驱动要求，用于控制发动机和第一电动机，以便使动力能够通过三轴式动力输入／输出装置输出到驱动轴，并且用于控制第二电动机，以便使第二电动机能够输出比通过控制发动机和第一电动机而经过三轴式动力输入／输出装置输出到驱动轴的动力大小要大但是方向相反的动力。

这里“动力”意指能量，表示为作用在一个轴上的转矩与该轴转速的乘积。即使当能量大小相同时，不同转矩和转速也产生不同动力。

在本发明的第一动力输出设备中，第二电动机对驱动轴输出动力，该动力比通过控制发动机和第一电动机而经过三轴式动力输入／输出装置输出到驱动轴的动力大小要大但是方向相反。总的来说，按发动机输出轴旋转反向作用的动力输出到驱动轴。因此能按发动机输出轴旋转反向来驱动并旋转驱动轴。第二电动机消耗的部分或全部电力由第一电动机再生的电力供给。

按照该第一动力输出设备的一个方面，其中控制装置包括用于执行控制，以便使发动机输出的动力能够经受转矩转换并输出到驱动轴的装置。这种结构在发动机输出动力情况下，能够使驱动轴按发动机输出轴旋转反向得以驱动和旋转。按照这种结构的一个方面，第一动力输出设备还包括目标动力设定装置，用于设定输出到驱动轴的目标动力；其中控制装置包括当预定驱动要求表示目标动力设定装置已经把按发动机输出轴旋转反向作用的动力设定为目标动力时，用于控制发动机的操作以便使目标动力所对应的能量能够从发动机输出，并且用于控制第一电动机和第二电动机以便使发动机输出的动力能够转换为目标动力并输出到驱动轴的装置。这种结构使发动机输出的动力能够转换为目标动力，该目标动力按发动机输出轴旋转反向作用，并且响应驾驶员的指令来设定，并输出到驱动轴。