CN104602949A - 电动车辆及控制其的方法 - Google Patents

Abstract

在电动车辆中，自动变速部(30)被设置在差动部(20)和驱动轮(44)之间。差动部(20)包括电动发电机及动力分配装置，并且电动发电机通过自动变速部(30)的润滑剂来冷却。充电器(56)可操作为使用在车辆外部的电源给蓄电装置(54)充电。当在使用充电器(56)执行蓄电装置(54)的充电时润滑剂的温度低于预定温度，并且当自动变速部(30)处于空档状态或动力切断状态时，控制器(60)使差动部(20)的电动发电机旋转，从而实行用于升高润滑剂的温度的升温控制。

Description

电动车辆及控制其的方法

技术领域

本发明涉及一种电动车辆及控制该车辆的方法。具体地，本发明涉及能够用来自位于车辆外部的电源的电力来给存储车辆行驶所用的电力的蓄电装置充电的电动车辆，以及控制该类型车辆的方法。

背景技术

公开号为2009-89474的日本专利申请(JP 2009-89474 A)公开了具有车载电池的电动汽车，所述车载电池能够用来自位于车辆外部的外部电源的电力充电。在该类型的电动汽车中，设置有定时器设定装置，其使用户能够设定使用外部电源对车载电池充电将要开始和结束的充电开始时间和结束时间。该定时器设定装置使得能够容易地检查或确认车载电池充电和预备空调(乘车前车厢内的空调)的预定(见JP2009-89474 A)。在公开号为2011-89625 A的日本专利申请(JP2011-89625 A)及公开号为2010-110196的日本专利申请(JP2010-110196A)中也描述了现有技术。

在安装有电动机作为驱动源的诸如电动汽车或混合动力车辆的电动车辆中，如果设置于电动机和驱动轮之间的动力传递路径中的用于变速器、齿轮等的润滑剂的温度降低，则润滑剂的粘度增大，这导致旋转阻力增大。因此，动力传递至驱动轮的动力传递效率降低，并且电动车辆能够行进的距离也缩短。

发明内容

本发明提供一种在车辆开始行驶之前充分增加润滑剂的温度，使得电动车辆能够行进的距离可以尽可能远地延长的电动车辆，并且还提供控制该电动车辆的方法。

根据本发明的一个方案，电动车辆包括蓄电装置、第一电动机、动力传递装置、充电装置以及控制器。所述蓄电装置被配置为存储所述车辆行驶所用的电力。所述第一电动机被配置为接收来自所述蓄电装置的电力并产生动力。所述动力传递装置被设置在所述第一电动机和驱动轮之间，并且所述动力传递装置被配置为选择性地允许和禁止所述第一电动机和所述驱动轮之间的动力传递。所述第一电动机被配置为通过所述动力传递装置的润滑剂来冷却。所述充电装置被配置为使用位于所述车辆的外部的电源来给所述蓄电装置充电。所述控制器被配置为当在使用所述充电装置执行所述蓄电装置的充电时所述润滑剂的温度低于预定温度且当所述动力传递装置处于禁止所述动力传递的动力切断状态时，通过使所述第一电动机旋转来实行用于升高所述润滑剂的所述温度的升温控制。

所述电动车辆可以进一步包括电动油泵，其被配置为被电力地驱动以便于使所述润滑剂循环。所述控制器可以被配置为在执行所述升温控制之前开始致动所述电动油泵。

在如上所述的电动车辆中，所述控制器可以被配置为当指示所述蓄电装置的充电状态的状态量大于预定值时，使用由所述电源提供的电力来实行所述升温控制。

在如上所述的电动车辆中，所述控制器可以被配置为使用所述充电装置来执行所述蓄电装置的充电，使得指示所述蓄电装置的充电状态的状态量在执行所述升温控制之前变得大于预定值。

在如上所述的电动车辆中，所述控制器可以被配置为基于所述润滑剂的所述温度来估计所述升温控制的执行持续时间，所述控制器被配置为基于所述升温控制的所述估计的执行持续时间来改变使用所述充电装置对所述蓄电装置充电时的执行时间。

如上所述的电动车辆可以进一步包括定时器，所述电动车辆的用户使用其来设定时间。所述控制器可以被配置为基于用所述定时器设定的所述时间来估计运转开始预定时间，所述电动车辆在所述运转开始预定时间开始运转，并且所述控制器被配置为在所述估计的运转开始预定时间之前执行所述升温控制。

在如上所述的电动车辆中，所述控制器可以被配置为在使用所述充电装置给所述蓄电装置充电结束时的预定结束时间之前执行所述升温控制。

如上所述的电动车辆可以进一步包括第二电动机以及动力分配装置。所述第二电动机可以被配置为通过所述动力传递装置的冷却液来冷却。所述动力分配装置可以包括联接至所述第一电动机的第一旋转元件，联接至所述第二电动机的第二旋转元件，以及第三旋转元件。所述控制器可以被配置为在执行所述升温控制期间旋转所述第二电动机以及所述第一电动机。

如上所述的电动车辆可以进一步包括旋转禁止装置。所述旋转禁止装置可以被配置为在执行所述升温控制期间禁止所述第三旋转元件的旋转。所述控制器可以被配置为在执行所述升温控制期间使所述第一电动机和所述第二电动机旋转，使得由所述第一电动机产生的转矩和由所述第二电动机产生的转矩相对于作为支撑点的所述第三旋转元件是平衡的。而且，在如上所述的电动车辆中，所述动力传递装置可以是变速器。

根据本发明的另一个方案，提供一种控制电动车辆的方法。所述电动车辆包括蓄电装置、第一电动机、动力传递装置及充电装置。所述蓄电装置被配置为存储所述车辆行驶所用的电力。所述第一电动机被配置为接收来自所述蓄电装置的电力并产生动力。所述动力传递装置被设置在所述第一电动机和驱动轮之间，并且所述动力传递装置被配置为选择性地允许和禁止所述第一电动机和所述驱动轮之间的动力传递。所述第一电动机被配置为通过所述动力传递装置的润滑剂来冷却。所述充电装置被配置为使用位于所述车辆的外部的电源给所述蓄电装置充电。所述控制方法包括如下步骤：在使用所述充电装置执行所述蓄电装置的充电时判定所述润滑剂的温度是否低于预定温度的步骤；判定所述动力传递装置是否处于禁止所述动力传递的动力切断状态的步骤；以及当在执行所述蓄电装置的充电时判定所述润滑剂的所述温度低于所述预定温度，并且当判定所述动力传递装置处于所述动力切断状态时，通过使所述第一电动机旋转来实行用于升高所述润滑剂的所述温度的升温控制的步骤。

在如上所述的电动车辆及其控制方法中，所述动力传递装置被设置在所述第一电动机和驱动轮之间，并且在使用所述充电装置执行所述蓄电装置的充电期间，当所述动力传递装置处于动力切断状态时，通过使所述第一电动机旋转来实行升温控制。因此，所述润滑剂的温度通过使用经由所述第一电动机的通电而产生的热量而增加，并且还因由所述第一电动机的旋转引起的所述润滑剂的搅拌而增加。因此，根据本发明，润滑剂的温度能够在车辆开始行驶之前被充分地提高，并且电动车辆能够行进的距离也可以尽可能远地延长。

附图说明

在下文中将参照附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点、技术及工业重要性，其中相同的附图标记表示相同的元件，并且在附图中：

图1是显示根据本发明的一个实施例的作为电动车辆的一个示例的混合动力车辆的整体构造的视图；

图2是显示被图1中所示的控制器接收及由其产生的主要信号的视图；

图3是显示图1中所示的差动部及自动变速部的结构的视图；

图4是显示图3中所示的自动变速部的接合动作表的视图；

图5是由图3中所示的差动部及自动变速部组成的变速机构的列线图；

图6是显示图3中所示的自动变速部的变速图的视图；

图7是显示用于选择挡位的换挡装置的一个示例的视图；

图8是说明由图1中所示的控制器执行的润滑剂升温控制的处理过程的流程图；

图9是显示由于根据图8中所示的流程图所执行的润滑剂升温控制而引起的主要参数变化的时间表；以及

图10是图3中所示的差动部的列线图。

具体实施方式

将参照附图详细地描述本发明的一个实施例。在附图中，相同的附图标记被指定给相同的或相应的元件或部分，将不会重复其说明。

首先，将描述电动车辆的构造。图1显示了根据本发明的一个实施例的作为电动车辆的一个示例的混合动力车辆10的整体构造。参照图1，混合动力车辆10包括发动机12、差动部20、自动变速部30、差动齿轮装置42以及驱动轮44。混合动力车辆10进一步包括逆变器52、蓄电装置54、充电器56、电力接收部58以及控制器60。虽然混合动力车辆10被配置为例如FR型(前置发动机，后轮驱动)的混合动力车辆，但仍可以使用另外的驱动系统。

发动机12是诸如汽油发动机或柴油发动机的内燃机。发动机12将由燃料的燃烧所产生的热能转换为诸如活塞或转子的运动体的动能，并将所得到的动能传给差动部20。例如，在运动体是活塞并且其运动为往复运动的情况下，往复运动经由所谓的曲轴机构被转换为旋转运动，并且活塞的动能被传递给差动部20。

差动部20被联接至发动机12。如后面将描述的，差动部20包括由逆变器52驱动的电动发电机，以及将发动机12的输出或动力分配给传递构件和电动发电机的动力分配装置，所述传递构件用于将动力传递至自动变速部30。后面将详细描述差动部20的结构。

自动变速部30被联接至差动部20，并且可操作为改变连接至差动部20的传递构件(其还用作自动变速部30的输入轴)的旋转速度与连接至差动齿轮装置42的驱动轴(自动变速部30的输出轴)的旋转速度之间的比(速度比)。当特定的离合器(将在后面描述)被释放时，自动变速部30能够形成差动部20和差动齿轮装置42(驱动轮44)之间的动力传递被切断或阻断的空档状态。在该实施例中，自动变速部30是步进式变速器，其具有两个以上的挡位并且能够逐步改变变速比。然而，自动变速部30可以是无级调速变速器。差动齿轮装置42被联接至自动变速部30的输出轴，并且将动力从自动变速部30传递至驱动轮44。将在后面详细描述自动变速部30的结构及差动部20的结构。

逆变器52被电力连接至蓄电装置54，并且基于来自控制器60的控制信号而驱动包括在差动部20中的电动发电机。逆变器52例如通过包括三相的功率半导体开关元件的桥式电路来设置。虽然没有在附图中特别示出，但是可以在逆变器52和蓄电装置54之间设置电压变换器。

蓄电装置54是可再充电DC电源，其典型地为诸如锂离子电池或镍金属氢化物电池的二次电池。蓄电装置54存储车辆行驶所用的电力，并且将所存储的电力供给逆变器52。用从电力接收部58接收的电力来对蓄电装置54充电。电力接收部58接收来自位于车辆的外部的电源(未显示)(其将被称为“外部电源”，并且通过使用外部电源进行的蓄电装置54的充电将被称为“外部充电”)的电力。还用由差动部20的电动发电机产生的并从逆变器52接收到的电力来对蓄电装置54充电。蓄电装置54可以由诸如电力双层电容器的蓄电元件代替二次电池来构成。

充电器56被电力连接在蓄电装置54和电力接收部58之间，并且可操作为将在外部充电期间从电力接收部58接收的电力转换为具有蓄电装置54的电压电平的电力，并且用该电力对蓄电装置54充电。电力接收部58可以是被电力连接至外部电源的连接器、插头等，或可以是无接触地从外部电源接收电力的线圈、天线等。

控制器60包括发动机ECU(电子控制模块)62、MG-ECU 64、电池ECU66、充电ECU68以及HV-ECU 70。各个ECU均包括CPU(中央处理器)、存储装置、输入和输出缓冲器等(全部都未显示)，并且实行如后面将描述的各种控制操作。由各个ECU所实行的控制操作并不限于使用软件进行的处理，而是可以通过专用的硬件(电子电路)来实现。尽管如上所述的多个ECU构成控制器60，但控制器60还可以由单个ECU构成。

发动机ECU62基于从HV-ECU 70接收到的发动机转矩指令等而产生用于驱动发动机12的诸如节气门信号、点火信号以及燃料喷射信号的信号，并且将产生的信号输出至发动机12。MG-ECU 64基于来自HV-ECU 70的指令而产生用于控制逆变器52的控制信号，并且将产生的控制信号输出至逆变器52。

电池ECU66基于分别由电压传感器和电流传感器(未显示)检测到的蓄电装置54的电压和电流来估计蓄电装置54的充电状态(其还被称为“SOC”)，并且将估计结果输出至HV-ECU 70。SOC可以表示为0％和100％之间的百分比，其中100％表示满充电状态。充电ECU68基于来自HV-ECU 70的指令而产生用于控制充电器56的控制信号，并且将产生的控制信号输出至充电器56。

HV-ECU 70接收来自各种传感器的检测信号，并且产生用于控制混合动力车辆10的各个装置的各种指令。作为由HV-ECU 70实行的主要控制之一，HV-ECU 70实行用于升高通常被差动部20和自动变速部30使用的润滑剂的温度的升温控制。更具体地，当执行外部充电时润滑剂的温度低，并且当自动变速部30处于空档状态(动力切断状态)时，HV-ECU 70产生指令以驱动充电器56，并且将该指令输出至充电ECU68，并且HV-ECU 70还产生电流指令以使包括在差动部20中的电动发电机旋转，并且将该指令输出至MG-ECU 64。将在后面详细描述该升温控制。

图2显示了发送至图1中所示的控制器60以及从控制器60接收到的主要信号。参照图2，HV-ECU 70接收来自检测混合动力车辆10的速度的车速传感器的信号，来自检测加速踏板的操作量的加速踏板位置传感器的信号，来自检测发动机12的旋转速度的发动机速度传感器的信号，来自检测包括在差动部20中的电动发电机MG1(将进行描述)的旋转速度的MG1速度传感器的信号，以及来自检测包括在差动部20中的电动发电机MG2(将进行描述)的旋转速度的MG2速度传感器的信号。HV-ECU 70还接收来自检测差动部20的输出轴(其也是自动变速部30的输入轴)的旋转速度的输出轴速度传感器的信号，来自检测发动机12的曲轴转角的发动机曲轴转角传感器的信号，来自检测发动机12的冷却液的温度的发动机冷却液温度传感器的信号，来自检测被吸入发动机12的空气的温度的进气温度传感器的信号，以及来自检测差动部20和自动变速部30的润滑剂的温度的润滑剂温度传感器的信号。此外，HV-ECU 70进一步接收来自检测在混合动力车辆10周围的外部空气温度的外部空气温度传感器的信号，来自检测由换挡杆指定的挡位的挡位传感器的信号，来自用户能够用其设定外部充电预定结束的时间、混合动力汽车10在外部充电后预定开始运转的时间等的定时器的信号，指示由电池ECU66估计的蓄电装置54的SOC的信号，等等。

然后，HV-ECU 70例如基于上述信号产生指示发动机12的目标输出转矩的发动机转矩指令Ter，并且将指令Ter输出至发动机ECU62。接收发动机转矩指令Ter的发动机ECU62，产生用于驱动发动机12的节气门信号、点火信号、燃料喷射信号等，并且将这些信号输出至发动机12。

HV-ECU 70还产生电流指令Img1、Img2以驱动差动部20的电动发电机MG1、MG2，并且将指令输出至MG-ECU 64。HV-ECU 70还产生充电指令Pac以驱动充电器56，并且将指令Pac输出至充电ECU68，并且HV-ECU 70进一步产生用于驱动自动变速部30的液压信号，并且将液压信号输出至液压控制部(未显示)。此外，HV-ECU 70产生作为指令的信号以驱动用于使润滑剂循环的电动油泵(未显示)，并且将该信号输出至电动油泵。

从HV-ECU 70接收电流指令Img1、Img2的MG-ECU 64，产生用于控制逆变器52以使与电流指令Img1、Img2对应的电流分别流过电动发电机MG1、MG2的信号PWI，并且将由此产生的信号PWI输出至逆变器52。从HV-ECU 70接收充电指令Pac的充电ECU68，产生用于控制充电器56以使得用与充电指令Pac对应的电力对蓄电装置54充电的信号PWC，并且将由此产生的信号PWC输出至充电器56。

紧接着，将描述差动部的结构和自动变速部的结构。图3显示了图1中所示的差动部20的结构和自动变速部30的结构。差动部20和自动变速部30关于其轴线被对称地构造；因此，图3中未示出差动部20和自动变速部30的下半部。

参照图3，差动部20包括电动发电机MG1、MG2以及动力分配装置24。各个电动发电机MG1、MG2为AC旋转电机，诸如包括其中嵌入有永磁体的转子的永磁型同步电动机。电动发电机MG1、MG2被逆变器52(图1)驱动。通过使用自动变速部30和动力分配装置24的润滑剂来冷却电动发电机MG1、MG2。另一方面，当润滑剂的温度低时由逆变器52驱动电动发电机MG1、MG2，从而使用由电动发电机的通电所产生的热量和因电动发电机的旋转引起的润滑剂的搅拌来升高润滑剂的温度。

动力分配装置24是单一小齿轮型行星齿轮组，并且包括太阳齿轮S0、小齿轮P0、行星齿轮架CA0以及内啮合齿轮R0。行星齿轮架CA0被联接至输入轴22，即，发动机12的输出轴，并且支撑小齿轮P0使得小齿轮P0能够绕其自身旋转并绕太阳齿轮S0旋转。太阳齿轮S0被联接至电动发电机MG1的旋转轴。内啮合齿轮R0被联接至传递构件26，并且布置为经由小齿轮P0而与太阳齿轮S0啮合。电动发电机MG2的旋转轴被联接至传递构件26。即，内啮合齿轮R0还被联接至电动发电机MG2的旋转轴。

动力分配装置24起到差动装置的作用，其中太阳齿轮S0、行星齿轮架CA0及内啮合齿轮R0相对于彼此旋转。太阳齿轮S0、行星齿轮架CA0及内啮合齿轮R0各自的旋转速度是将在后面描述的列线图(图5)中所示的通过直线连接的关系。由于动力分配装置24的差动功能，从发动机12产生的动力被分配给太阳齿轮S0和内啮合齿轮R0。然后，电动发电机MG1使用被传给太阳齿轮S0的动力而作为发电机进行工作，并且由电动发电机MG1产生的电力被供给电动发电机MG2或存储于蓄电装置54中(见图1)。电动发电机MG1使用由动力分配装置24分割的动力产生电力，并且使用由电动发电机MG1产生的电力来驱动电动发电机MG2，使得差动部20起到无级调速变速器的作用。

单向离合器F2被设置在与行星齿轮架CA0连接的输入轴22上。单向离合器F2支撑输入轴22使得输入轴22能够沿正旋转方向(在发动机12的工作期间输入轴22的旋转方向)旋转，并且不能沿负旋转方向旋转。

自动变速部30包括单一小齿轮型行星齿轮组32、34，离合器C1-C3、制动器B1、B2以及单向离合器F1。行星齿轮组32包括太阳齿轮S1、小齿轮P1、行星齿轮架CA1以及内啮合齿轮R1。行星齿轮组34包括太阳齿轮S2、小齿轮P2、行星齿轮架CA2以及内啮合齿轮R2。

各离合器C1-C3和制动器B1、B2为在液压下工作的摩擦联接装置，并且可以是具有多个堆叠在一起的摩擦板并且适于在液压下被挤压的湿式多盘型摩擦装置，或是其中卷绕在转筒的外周表面上的带的一端适于在液压下被拉动以便于使带紧绷的带式制动器等。单向离合器F1支撑相互联接的行星齿轮架CA1和内啮合齿轮R2，使得行星齿轮架CA1和内啮合齿轮R2能够沿一个方向旋转，并且不能沿其他方向旋转。

在自动变速部30中，联接装置，即离合器C1-C3、制动器B1、B2以及单向离合器F1，根据图4中所示的接合动作表而被接合，使得1速挡位至4速挡位以及向后驱动挡位中所选择的一个被建立。在图4中，“O”表示所讨论的联接装置处于接合状态，并且“(O)”表示当联接装置被接合时应用发动机制动器，而“Δ”表示仅在驱动期间接合联接装置，并且空栏表示联接装置处于释放状态。自动变速部30能够通过释放全部的联接装置(例如，离合器C1-C3以及制动器B1、B2)而被置于空档状态(在该状态下动力传递被切断)。

再次参照图3，差动部20和自动变速部30通过传递构件26而被相互联接。联接至行星齿轮组34的行星齿轮架CA2的输出轴36被联接至差动齿轮装置42(图1)。

图5是由差动部20和自动变速部30组成的变速机构的列线图。参照图3与图5，在对应于差动部20的列线图中的竖直线Y1表示动力分配装置24的太阳轮S0的旋转速度，即，电动发电机MG1的旋转速度。竖直线Y2表示动力分配装置24的行星齿轮架CA0的旋转速度，即，发动机12的旋转速度。竖直线Y3表示动力分配装置24的内啮合齿轮R0的旋转速度，即，电动发电机MG2的旋转速度。根据动力分配装置24的齿数比来确定竖直线Y1-Y3中的间隔。

在对应于自动变速部30的列线图中，竖直线Y4表示行星齿轮组34的太阳轮S2的旋转速度，并且竖直线Y5表示相互联接的行星齿轮组34的行星齿轮架CA2和行星齿轮组32的内啮合齿轮R1的旋转速度。竖直线Y6表示相互联接的行星齿轮组34的内啮合齿轮R2和行星齿轮组32的行星齿轮架CA1的旋转速度，并且竖直线Y7表示行星齿轮组32的太阳齿轮S1的旋转速度。根据行星齿轮组32、34的齿数比来确定竖直线Y4-Y7中的间隔。

当离合器C1被接合时，行星齿轮组34的太阳齿轮S2被联接至差动部20的内啮合齿轮R0，使得太阳齿轮S2以与内啮合齿轮R0相同的速度旋转。当离合器C2被接合时，行星齿轮组32的行星齿轮架CA1和行星齿轮组34的内啮合齿轮R2被联接至内啮合齿轮R0，使得行星齿轮架CA1和内啮合齿轮R2以与内啮合齿轮R0相同的速度旋转。当离合器C3被接合时，行星齿轮组32的太阳齿轮S1被联接至内啮合齿轮R0，使得太阳齿轮S1以与内啮合齿轮R0相同的速度旋转。当制动器B1被接合时太阳齿轮S1的旋转停止，并且当制动器B2被接合时行星齿轮架CA1和内啮合齿轮R2的旋转停止。

例如，如图4的接合动作表所示，当离合器C1和制动器B1接合，并且其余离合器和制动器被释放时，在自动变速部30的列线图中选择表示为“2nd”的直线。表示行星齿轮组34的行星齿轮架CA2的旋转速度的竖直线Y5表示自动变速部30的输出旋转速度(输出轴36的旋转速度)。因此，在自动变速部30中，离合器C1-C3及制动器B1、B2根据图4的接合动作表被选择性地接合和释放，使得能够形成1速挡位至4速挡位、向后驱动挡位以及空档状态。

另一方面，在差动部20中，电动发电机MG1、MG2的旋转被适当地控制，使得内啮合齿轮R0的旋转速度，即，传递构件26的旋转速度，能够相对于联接至行星齿轮架CA0的发动机12的给定旋转速度而连续变化，从而使速度比无级地或连续地可变。通过将能够改变传递构件26和输出轴36之间的速度比的自动变速部30联接至具有无级变速功能的差动部20，能够减小差动部20的速度比，同时确保了差动部20的无级变速功能，从而降低电动发电机MG1、MG2的损耗。

图5显示了作为一个示例的差动部20的操作状态，其中电动发电机MG1的旋转速度(太阳齿轮S0的旋转速度)等于0。该操作状态被称为“机械点”，在该点，无电力流入电动发电机MG1，并且发动机12的动力在不被转换为电能的情况下传递。在“机械点”，既没有“动力分流”发生也没有“动力循环”发生，并且动力传递效率高。在“动力分流”中，由电动发电机MG1使用发动机12的动力产生的电力被提供给电动发电机MG2，使得产生了驱动力。在“动力循环”中，由电动发电机MG2产生的电力流入电动发电机MG1。在本实施例的混合动力车辆10中，根据自动变速部30的挡位能够在差动部20中形成两个以上“机械点”，使得能够在各种行驶条件下实现高的动力传递效率。

如上文所述，由于自动变速部30能够被置于空档状态，因此差动部20的电动发电机MG1、MG2能够在禁止将动力传递至驱动轮44的条件下旋转。在该实施例中，当执行外部充电时润滑剂的温度低，并且当自动变速部30处于空档状态时，通过使电动发电机MG1、MG2旋转来执行用于升高润滑剂的温度的升温控制。即，由于自动变速部30处于动力切断条件，所以无需将驱动力传至驱动轮44就能实现使用电动发电机MG1、MG2的升温控制。

例如，基于如图6中所示的变速图来控制如上所述的通过差动部20和自动变速部30的变速换挡。参照图6，横轴指示车速，并且纵轴指示混合动力车辆10的输出转矩，其由加速器操作量、车速等计算出来。应该理解的是，判定变速的参数并不限于这些参数。

在图6中，实线是升挡线，并且虚线是降挡线。被一点划线所包围的区域代表电动机运行区域(EV运行区域)，其中发动机12停止并且车辆仅使用电动发电机MG2的驱动力行驶。在EV运行期间，除非发出了由于SOC的减少引起的对蓄电装置54充电的请求，或发出了对催化剂(未示出)升温的请求等，否则发动机12停止。在被一点划线所包围的区域之外的区域中，发动机12工作，使得车辆仅使用由发动机12产生的驱动力来行驶，或车辆除使用由发动机12产生的驱动力以外还使用电动发电机MG2的驱动力，以HV行驶模式行驶。当车辆以EV行驶模式行驶时，还实行变速。

图7显示了用于切换或改变挡位的换挡装置的一个示例。参照图7，例如，换挡装置46安装于驾驶员座椅旁边，并且具有为选择多个挡位中的其中一个而进行操作的换挡杆48。

可以手动地操作换挡杆48至停车位置“P(停车)”、向后驱动行驶位置“R(向后)”、空档位置“N(空档)”、前进驱动自动变速行驶位置“D(驱动)”，或前进驱动手动变速行驶位置“M(手动)”。当换挡杆48位于“P”位置时，建立自动变速部30的动力传递路径被切断或阻断的空档状态，并且自动变速部30的输出轴被锁定。当换挡杆48位于“R”位置时，选择用于使车辆沿向后的方向行驶的向后驱动挡位。当换挡杆48位于“N”位置时，建立自动变速部30的动力传递路径被切断或阻断的空档状态。即，“N”位置及上述“P”位置为自动变速部30被置于动力切断状态的非行驶位置(非驱动位置)。当换挡杆48位于“D”位置时，在能够通过差动部20和自动变速部30改变速度比或变速比的范围内实行自动变速控制。当换挡杆48位于“M”位置时，建立手动变速行驶模式(手动模式)，并且在限制自动变速控制下建立的高速挡位的同时设定所谓的变速范围。

紧接着，将描述升温控制。在混合动力车辆10中，润滑剂通常由差动部20和自动变速部30使用或共用。如果润滑剂的温度降低，则润滑剂的粘度增大，由此在差动部20及自动变速部30中旋转阻力增大。结果，差动部20及自动变速部30的动力传递效率降低，并且混合动力车辆10能够行进的距离也缩短。

在该实施例中，当润滑剂的温度低时，使用电动发电机MGl、MG2来实行用于升高润滑剂的温度的升温控制。更具体地，当自动变速部30处于空档状态(当选择了“N”位置或“P”位置时)时，电流经过差动部20的电动发电机MGl、MG2，以便使电动发电机MGl、MG2旋转。如此，由于电动发电机MGl、MG2的通电所产生的热量，以及通过电动发电机MGl、MG2的旋转引起的润滑剂的搅拌，使润滑剂被升温。由电动发电机MGl、MG2的旋转产生的动力被自动变速部30阻断。当在执行升温控制时自动变速部30未处于空档状态时，可以主动地控制自动变速部30使得其被置于空档状态。

如果通过使用电动发电机MGl、MG2的升温控制提高了润滑剂的温度，则将提高动力传递效率；然而，如果在升温控制期间电力是取自蓄电装置54，则混合动力车辆10能够行进的距离将最终缩短。因此，在该实施例中，在执行外部充电期间执行升温控制。即，当在执行外部充电时润滑剂的温度低时，充电器56工作，并且如果自动变速部30处于空档状态(“N”位置或“P”位置)则电动发电机MGl、MG2旋转。因此，能够在执行升温控制期间使用从外部电源提供的电力驱动电动发电机MGl、MG2，并且能够在无需从蓄电装置54中取出电力的情况下实现升温控制。

图8是说明用于升高润滑剂温度的控制的处理过程的流程图，其控制由图1中所示的控制器60执行。当从主程序调用预先存储于控制器60中的程序并且以给定间隔执行该程序时，或当满足给定条件时，实施流程图中的各步骤。对于流程图中的全部或部分的步骤，可以通过构造专用的硬件(电子电路)来实现处理。

参照图8，控制器60判定蓄电装置54是否使用充电器58正被外部充电(步骤S10)。如果蓄电装置54未正被外部充电，则控制进行至步骤S120而不实行如下所示的一系列操作。

如果在步骤S10中判定蓄电装置54正被外部充电(步骤S10中的是)，则控制器60判定当前选择的挡位是否是“N”位置或“P”位置，即，自动变速部30是否处于空档状态(动力切断状态)(步骤S20)。如果当前选择的挡位是除“N”位置和“P”位置之外的其他任意位置(步骤20中的否)，则控制进行至步骤S120。

如果在步骤S20中判定挡位是“N”位置或“P”位置(步骤20中的是)，则控制器60判定蓄电装置54的SOC是否大于预定阈值(步骤S30)。该阈值是用于判定蓄电装置54是否被充分充电的值。如果SOC等于或小于阈值(步骤30中的否)，则控制进行至步骤S120。

即，在该实施例中，作为执行用于增加润滑剂温度的升温控制的条件，SOC被要求是高的。如上文所述，在外部充电期间执行升温控制，并且将由外部电源提供的电力用于升温控制。因此，对于外部电源来说理想的是，具有足够的供电能力以进行对蓄电装置54的充电并且同时为了升温控制将电力提供给电动发电机MGl、MG2。然而，外部电源可以不具有这样的供电能力。因此，在该实施例中，支配性地确定车辆在EV模式下能够行驶的距离的蓄电装置54的充电量，优先地确保足够大，并且在蓄电装置54的SOC足够高的条件下能够执行升温控制。换言之，蓄电装置54的充电被执行使得在执行升温控制之前充分地增加蓄电装置54的SOC。

尽管SOC用作指示蓄电装置54的充电状态的状态量，但SOC可以由指示蓄电装置54的充电状态的另一个状态量(诸如蓄电装置54的电压)所代替，并且其可以通过将该状态量与给定阈值进行比较来判定蓄电装置54是否被充分地充电。

如果在步骤S30中判定SOC高于阈值(步骤S30中的是)，则控制器60计算升温控制的执行持续时间(步骤S40)。作为一个示例，控制器60基于由润滑剂温度传感器检测到的润滑剂的温度、由外部空气温度传感器检测到的外部空气的温度等来计算将润滑剂的温度升高至目标温度所需要的持续时间或时间长度。

然后，控制器60计算运转开始意图时间，在该时间混合动力车辆10意图开始运转(步骤S50)。运转开始意图时间被计算，使得升温控制及外部充电在混合动力车辆10开始运转时的预定时间之前结束。可以用能够由用户操作的定时器(图2)来直接设定运转开始意图时间，或可以从外部充电应该结束时的预定时间(例如，在早上)计算运转开始意图时间。

其后，控制器60基于步骤S50中计算出的运转开始意图时间以及在步骤S40中计算出的升温控制的执行持续时间来判定现在是否是升温控制的执行时刻(步骤S60)。更具体地，控制器60通过从在步骤S50中计算出的运转开始意图时间减去在步骤S40中计算出的升温控制的执行持续时间及适当的额外时段来计算升温控制的执行时刻，并且判定现在是否是计算出的升温控制的执行时刻。如果现在不是升温控制的执行时刻(步骤S60中的否)，则控制进行至步骤S120。

如果在步骤S60中判定现在是升温控制的执行时刻(步骤S60中的是)，则控制器60判定由润滑剂温度传感器检测到的润滑剂的温度是否低于预定阈值(步骤S70)。如果判定润滑剂的温度低于阈值(步骤S70中的是)，则控制器60计算升高润滑剂的温度所需的经过电动发电机MG1、MG2的电流值和电动发电机MG1、MG2的旋转速度(步骤S80)。可以基于依照由润滑剂温度传感器检测到的润滑剂的温度而预先准备的图表或计算公式等来判定电流值和旋转速度，或可以基于由例如倾斜传感器(未显示)检测到的车体的倾斜来判定电流值和旋转速度使得大电流流过更易于浸入润滑剂的电动发电机。

如果在步骤S70中判定润滑剂的温度等于或高于阈值(步骤S70中的否)，则控制器60计算保持润滑剂的温度所需的经过电动发电机MG1、MG2的电流值及电动发电机MG1、MG2的旋转速度(步骤S90)。用于保持润滑剂温度的电流值和旋转速度小于或低于在步骤S80中计算出的用于升高温度的电流值和旋转速度。

然后，控制器60致动用于使润滑剂循环的电动油泵(步骤S100)。即，在车辆行驶之后(例如，在回家后的深夜)进行外部充电，并且在外部充电时润滑剂回到油底壳中；因此，在执行升温控制之前致动电动油泵，以便于防止自动变速部30的离合器(离合器C1-C3)和轴由于在升温控制下电动发电机MG1、MG2的旋转而被烧毁。在电动油泵被致动之后，控制器60控制逆变器52使得电动发电机MG1、MG2根据步骤S80或步骤S90中计算出的电流值和旋转速度来工作，由此实行升温控制(步骤S110)。

虽然在上文所述的控制程序中基于在步骤S40中计算出的升温控制的执行持续时间来确定升温控制的开始时间，但是升温控制是在蓄电装置54的SOC高于阈值的条件下执行。因此，基于升温控制的执行持续时间，可以确定外部充电的执行时间(蓄电装置54的充电开始时的时刻)，或可以增大用于外部充电的充电电力(可以进行快速充电)，使得蓄电装置54的SOC在升温控制开始时达到阈值。

在如上所述的控制程序中，在当前选择的挡位为“N”位置或“P”位置的条件下，能够执行润滑剂升温控制。然而，当在执行升温控制时所选择的挡位是除“N”位置和“P”位置之外的其他任意位置时，可以主动地改变挡位至“N”位置或“P”位置。

图9是显示随润滑剂升温控制出现的主要参数的变化的时间表。参照图9，当使用外部电源进行外部充电(蓄电装置54的充电)，并且在时刻t1蓄电装置54的SOC超过预定阈值时，执行升温控制的条件被满足。然后，在时刻t2，沿相反的旋转方向驱动电动发电机MG1、MG2。结果，由于通过电动发电机MGl、MG2的通电所产生的热量，以及由于电动发电机MGl、MG2的旋转引起的润滑剂的搅拌，使润滑剂升温(即，其温度被提高)。由于在升温控制期间能够从外部电源提供电力，并且将用于升温控制的电力从外部电源供给至电动发电机MGl、MG2，因此蓄电装置54的SOC不减少。

如果在时刻t3润滑剂的温度达到预定温度，则用于保持温度的电流经过电动发电机MGl、MG2。尽管在图9的示例中电动发电机MGl、MG2的旋转停止，但在润滑剂温度被保持在所提高的水平时电动发电机MGl、MG2仍可以旋转。然后，在时刻t4外部充电结束时间到来，并且在由时刻t5表示的运转开始意图时间之前，润滑剂升温控制及外部充电结束。

随着流过电动发电机MGl、MG2的电流更大，由电动发电机MGl、MG2产生的热量增加，使得润滑剂的温度能够快速地增加。在该实施例中，单向离合器F2(见图3)被设置在联接至差动部20的动力分配装置24的行星齿轮架CA0的输入轴22(发动机12的输出轴)上。因此，如图10的列线图所示，电动发电机MGl、MG2被驱动使得电动发电机MG1的转矩T1和电动发电机MG2的转矩T2利用作为支撑点的单向离合器F2而相互抵消，使得在电动发电机MGl、MG2处能够产生大转矩。即，大电流能够经过电动发电机MGl、MG2，并且润滑剂的温度能够快速地增加。

如上文所述，在该实施例中，在使用外部电源执行外部充电期间执行用于升高润滑剂的温度的升温控制；因此，用于升温控制的电力不是取自蓄电装置54。此外，自动变速部30被设置在差动部20和驱动轮44之间，并且在自动变速部30处于空档状态(动力切断状态)时通过使电动发电机MGl、MG2旋转来实行升温控制；因此，润滑剂的温度由于通过电动发电机MGl、MG2的通电所产生的热量升高，并且润滑剂的温度还由于通过电动发电机MGl、MG2的旋转所引起的润滑剂的搅拌而升高。因此，根据该实施例，在车辆开始行驶之前，润滑剂的温度被充分地提高，并且混合动力车辆10能够行进的距离也可以尽可能远地延长。

根据该实施例，在执行升温控制之前开始致动电动油泵；因此，自动变速部30的离合器和轴被防止由于在升温控制下电动发电机MG1、MG2的旋转而被烧毁。

根据该实施例，当蓄电装置54的SOC高于预定阈值时执行升温控制，换言之，进行外部充电使得在执行升温控制之前SOC变得高于阈值。因此，升温控制不会阻碍支配性地确定车辆在EV行驶模式下能够行进的距离的蓄电装置54的充电。

在该实施例中，基于由润滑剂温度传感器检测到的润滑剂的温度、由外部空气温度传感器检测到的外部空气的温度等来计算升温控制的执行持续时间。然后，基于升温控制的执行持续时间，判定外部充电的执行时间(蓄电装置54的充电开始时的时刻)，或增大用于外部充电的充电电力(进行快速充电)，使得在确保蓄电装置54的足够的充电量的同时能够高可靠性地完成升温控制。

在示出的实施例中，电动车辆为在其上安装有发动机12的混合动力车辆的形式。然而，本发明的应用范围并不限于如上所述的混合动力车辆，而是可以包括其上未安装有发动机的电动汽车、其上另外安装有作为能源的燃料电池的燃料电池汽车等等。

尽管混合动力车辆10包括自动变速部30，并且自动变速部30被布置为禁止在执行升温控制期间传递动力至驱动轮44，但在示出的实施例中，可以设置另一个能够选择性地允许和禁止差动部20和驱动轮44之间的动力传递的动力传递装置，以替换自动变速部30。例如，可以仅设置离合器来代替自动变速部30，并且当离合器被释放时可以执行升温控制，或例如，可以控制离合器以在执行升温控制时使其被置于释放状态。

在示出的实施例中，电动发电机MG1、MG2的其中一个对应于根据本发明的“第一电动机”的一个示例，并且电动发电机MG1、MG2的另一个对应于根据本发明的“第二电动机”的一个示例。自动变速部30对应于根据本发明的“动力传递装置”的一个示例，并且充电器56和电力接收部58形成根据本发明的“充电装置”的一个示例。差动部20对应于根据本发明的“差动装置”的一个示例，并且单向离合器F2对应于根据本发明的“旋转禁止装置”的一个示例。

应该理解的是，在此公开的实施例在所有方面都是示例性的，而不是限制性的。本发明的范围不由所示出的实施例的说明来限定，而是由所附权利要求来限定，并且旨在包括在权利要求及其等同方案的范围内将进行的全部改变或修改。

Claims (11)

1.一种电动车辆，包括：

蓄电装置，其被配置为存储所述车辆行驶所用的电力；

第一电动机，其被配置为接收来自所述蓄电装置的电力，所述第一电动机产生动力；

动力传递装置，其被设置在所述第一电动机和驱动轮之间，所述动力传递装置被配置为选择性地允许和禁止所述第一电动机和所述驱动轮之间的动力传递，所述第一电动机被配置为通过所述动力传递装置的润滑剂来冷却；

充电装置，其被配置为使用位于所述车辆的外部的电源来给所述蓄电装置充电；以及

控制器，其被配置为当在使用所述充电装置执行所述蓄电装置的充电时所述润滑剂的温度低于预定温度且当所述动力传递装置处于禁止所述动力传递的动力切断状态时，通过使所述第一电动机旋转来实行用于升高所述润滑剂的所述温度的升温控制。

2.根据权利要求1所述的电动车辆，进一步包括：

电动油泵，其被配置为被电力地驱动以便于使所述润滑剂循环，其中

所述控制器被配置为在执行所述升温控制之前开始致动所述电动油泵。

3.根据权利要求1所述的电动车辆，其中

所述控制器被配置为当指示所述蓄电装置的充电状态的状态量大于预定值时，使用由所述电源提供的电力来实行所述升温控制。

4.根据权利要求1所述的电动车辆，其中

所述控制器被配置为使用所述充电装置来执行所述蓄电装置的充电，使得指示所述蓄电装置的充电状态的状态量在执行所述升温控制之前变得大于预定值。

5.根据权利要求4所述的电动车辆，其中

所述控制器被配置为基于所述润滑剂的所述温度来估计所述升温控制的执行持续时间，所述控制器被配置为基于所述升温控制的所述估计的执行持续时间来改变使用所述充电装置对所述蓄电装置充电时的执行时间。

6.根据权利要求1所述的电动车辆，进一步包括：

定时器，所述电动车辆的用户使用其来设定时间，其中

所述控制器被配置为基于用所述定时器设定的所述时间来估计运转开始预定时间，所述运转开始预定时间是当所述电动车辆开始运转时的时间，并且所述控制器被配置为在所述估计的运转开始预定时间之前执行所述升温控制。

7.根据权利要求1所述的电动车辆，其中

所述控制器被配置为在使用所述充电装置给所述蓄电装置充电结束时的预定结束时间之前执行所述升温控制。

8.根据权利要求1所述的电动车辆，进一步包括：

第二电动机，其被配置为通过所述动力传递装置的冷却液来冷却；以及

动力分配装置，其包括联接至所述第一电动机的第一旋转元件，联接至所述第二电动机的第二旋转元件，以及第三旋转元件，其中

所述控制器被配置为在执行所述升温控制期间旋转所述第二电动机以及所述第一电动机。

9.根据权利要求8所述的电动车辆，进一步包括：

旋转禁止装置，其被配置为在执行所述升温控制期间禁止所述第三旋转元件的旋转，其中

所述控制器被配置为在执行所述升温控制期间使所述第一电动机和所述第二电动机旋转，使得由所述第一电动机产生的转矩和由所述第二电动机产生的转矩相对于作为支撑点的所述第三旋转元件是平衡的。

10.根据权利要求1所述的电动车辆，其中

所述动力传递装置包括变速器。

11.一种控制电动车辆的方法，所述电动车辆包括蓄电装置、第一电动机、动力传递装置及充电装置，所述蓄电装置被配置为存储所述车辆行驶所用的电力，所述第一电动机被配置为接收来自所述蓄电装置的电力并产生动力，所述动力传递装置被设置在所述第一电动机和驱动轮之间，所述动力传递装置被配置为选择性地允许和禁止所述第一电动机和所述驱动轮之间的动力传递，所述第一电动机被配置为通过所述动力传递装置的润滑剂来冷却，并且所述充电装置被配置为使用位于所述车辆的外部的电源给所述蓄电装置充电，所述方法包括：

在使用所述充电装置执行所述蓄电装置的充电时判定所述润滑剂的温度是否低于预定温度；

判定所述动力传递装置是否处于禁止所述动力传递的动力切断状态；以及

当在执行所述蓄电装置的充电时判定所述润滑剂的所述温度低于所述预定温度，并且当判定所述动力传递装置处于所述动力切断状态时，通过使所述第一电动机旋转来实行用于升高所述润滑剂的所述温度的升温控制。