CN104870239A - 电动车辆及用于电动车辆的控制方法 - Google Patents

Abstract

一种混合动力车辆(100)，包括：蓄电装置(A1，A2)、充电装置(60)、电动发电机(MG1，MG2)、二极管(62)、插座(72)以及继电器(64)。第一蓄电装置(A1)存储驱动电力。充电装置(60)使用车辆的外部的电源来对第一蓄电装置(A1)充电。电动发电机(MG1，MG2)具有发电功能。第二蓄电装置(A2)存储由电动发电机(MG1，MG2)产生的电力。当电力从插座(72)被输出至车辆的外部的装置时，继电器(64)限制从第一蓄电装置(A1)中输出的电力，使得存储在第二蓄电装置(A2)中的电力被输出。

Description

电动车辆及用于电动车辆的控制方法

技术领域

本发明涉及一种电动车辆及用于该电动车辆的控制方法，并且尤其涉及一种包括多个蓄电装置的电动车辆及用于该电动车辆的控制方法。

背景技术

日本专利申请公布第2011-199934号(JP 2011-199934 A)描述了一种电动车辆，其上安装有电源系统。电源系统包括高容量蓄电池组及高功率蓄电池组。高容量蓄电池组用于正常驱动电动车辆，并且在大的加速、大的减速等的时候使用高功率蓄电池组，因此实现了高容量和高功率电源系统(见JP 2011-199934 A)。

在上述电动车辆中，高容量蓄电装置被配置为能够由车辆的外部的电源进行充电。电动车辆在使用由车辆的外部的电源供应、并且存储于高容量蓄电装置中的电力的EV驱动模式下行驶。另一方面，能够想到的是，当车辆的外部的装置需要电力时，将存储于蓄电装置中的电力供应至车辆的外部的装置。然而，例如，如果将存储于高容量蓄电装置中的电力供应至车辆的外部的装置，电动车辆能够使用由车辆的外部的电源供应并且存储于高容量蓄电装置中的电力来行驶的电动车辆行驶范围减小。

发明内容

本发明提供一种电动车辆，其包括存储来自车辆的外部的电源的电力并抑制电动车辆行驶范围的减小的蓄电装置，并且本发明提供用于该电动车辆的控制方法。

本发明的方案提供一种电动车辆。所述电动车辆包括第一蓄电装置、充电装置、旋转电机、第二蓄电装置及控制器。所述第一蓄电装置被配置为存储驱动电力。所述充电装置被配置为使用所述车辆的外部的电源来对所述第一蓄电装置充电。所述旋转电机被配置为具有发电功能。所述第二蓄电装置被配置为存储由所述旋转电机产生的电力。所述控制器被配置为抑制由所述旋转电机产生的电力流至所述第一蓄电装置。所述控制器被配置为将电力输出至所述车辆的外部的装置。所述控制器被配置为当电力被输出至所述车辆的外部的所述装置时，限制电力从所述第一蓄电装置中输出以使得存储在所述第二蓄电装置中的电力被输出。

所述控制器可以包括抑制装置，其被配置为抑制由所述旋转电机产生的电力流至所述第一蓄电装置。另外，所述控制器可以包括电力输出装置，其被配置为将电力输出至所述车辆的外部的所述装置。另外，所述控制器可以包括输出限制装置，其被配置为当电力被输出至所述车辆的外部的所述装置时，限制电力从所述第一蓄电装置中输出以使得存储在所述第二蓄电装置中的电力被输出。另外，所述控制器可以包括中断装置，其被配置为中断从所述第一蓄电装置中输出的电力。另外，所述电动车辆可以进一步包括驱动装置，其被配置为驱动所述旋转电机。在此，所述中断装置可以包括设置在所述驱动装置和所述第一蓄电装置之间的继电器。

另外，所述控制器可以被配置为当所述旋转电机产生行驶驱动力时取消对从所述第一蓄电装置中输出电力的限制。

另外，所述电动车辆可以进一步包括内燃机和动力传递装置。所述内燃机可以机械地联接至所述旋转电机。所述动力传递装置可以被配置为在动力被传递至驱动轮的动力传递状态和向所述驱动轮的动力传递被中断的动力中断状态之间切换。所述控制器可以被配置为在指示所述第二蓄电装置的充电状态的状态量已经降低的情况下，控制所述旋转电机以使得当所述动力传递装置处于所述动力中断状态时，所述旋转电机使用来自所述内燃机的动力来产生电力。

另外，所述电动车辆可以进一步包括行星齿轮单元。所述行星齿轮单元可以机械地联接至所述内燃机的输出轴、所述旋转电机的旋转轴及驱动轴。所述动力传递装置可以被设置在所述驱动轴和所述驱动轮之间。

另外，所述动力传递装置可以是变速器。所述变速器可以被配置为当指示所述第二蓄电装置的所述充电状态的所述状态量已经降低时被定位在空档状态。

另外，所述控制器可以被配置为允许用户决定所述内燃机的运转声音的级别。所述控制器可以被配置为设定所述内燃机的运转点以使得随着所述运转声音的所述级别越低，所述内燃机的转速越低并同时保持所述内燃机的输出动力。另外，所述控制器可以包括决定装置，其被配置为允许所述用户决定所述内燃机的所述运转声音的所述级别。

另外，所述电动车辆可以进一步包括驱动装置。所述驱动装置可以被配置为驱动所述旋转电机。所述控制器可以包括设置在所述驱动装置和所述第一蓄电装置之间的二极管。

另外，所述第一蓄电装置的额定存储能量可以高于所述第二蓄电装置的额定存储能量。所述第二蓄电装置的额定输出电力可以高于所述第一蓄电装置的额定输出电力。

本发明的另一个方案提供一种用于电动车辆的控制方法。所述电动车辆包括第一蓄电装置、充电装置、旋转电机、第二蓄电装置及控制器。所述第一蓄电装置被配置为存储驱动电力。所述充电装置被配置为使用所述车辆的外部的电源来对所述第一蓄电装置充电。所述旋转电机被配置为具有发电功能。所述第二蓄电装置被配置为存储由所述旋转电机产生的电力。所述控制器被配置为抑制由所述旋转电机产生的电力流至所述第一蓄电装置。所述控制器被配置为将电力输出至所述车辆的外部的装置。所述控制器被配置为限制电力从所述第一蓄电装置中输出。所述控制方法包括：当电力被输出至所述车辆的外部的所述装置时，限制电力从所述第一蓄电装置中输出以使得存储在所述第二蓄电装置中的电力被输出。

根据如此配置的电动车辆及用于电动车辆的控制方法，通过使用车辆的外部的电源来对所述第一蓄电装置充电，并且通过所述旋转电机来对所述第二蓄电装置充电。当电力被输出至车辆的外部的装置时，限制电力从所述第一蓄电装置中输出，以使得存储于所述第二蓄电装置中的电力被输出。因此，能够防止存储于所述第一蓄电装置中的电力的除电动车辆的行驶之外的使用。因此，根据本发明，能够抑制包括存储来自车辆的外部的电源的电能的蓄电装置的电动车辆的电动车辆行驶范围的减小。

附图说明

将参照附图在下文中描述本发明的示例性实施例的特征、优点及技术和工业重要性，其中相似的附图标记表示相似的元件，并且其中：

图1是根据本发明实施例的作为电动车辆的示例显示的混合动力车辆的整体配置视图；

图2是显示了图1中所示的控制装置的配置的视图；

图3是显示了图1中所示的差动装置和自动变速器的配置的视图；

图4是显示了图3中所示的自动变速器的接合动作表的视图；

图5是图1中所示的差动装置的列线图；

图6是显示了用于决定设置在电动车辆的控制器中的发动机的运转声音的级别的决定装置的示例的视图；

图7是显示了设置在车辆中的发动机的运转线的图表；以及

图8是示出了由图1中所示的控制装置执行的电力控制过程的流程图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图详细描述本发明的实施例。在附图中，相似的附图标记表示相同或相应的组件，并且将不会对它们重复描述。

首先，将描述电动车辆的配置。图1是根据本发明的作为电动车辆的示例显示的混合动力车辆100的整体配置视图。如图1所示，混合动力车辆100包括发动机10，差动装置20，自动变速器30，差动齿轮单元42及驱动轮44。另外，混合动力车辆100进一步包括蓄电装置A1、蓄电装置A2，转换器50、逆变器52、逆变器54、充电器60、二极管62、继电器64、电力转换系统70、插座72及控制装置80。混合动力车辆100例如由前发动机、前轮驱动(FF)系统构成，并且可以由另一个驱动系统构成。

发动机10是内燃机，并且例如由汽油发动机、柴油发动机等构成。发动机10将通过燃料的燃烧而生成的热能转换为诸如活塞和转子的运动组件的动能，并且将转换后的动能输出至差动装置20。例如，当运动组件是活塞并且运动是往复运动时，往复运动经由所谓的曲柄机构而被转换为旋转运动，并且活塞的动能将被转移至差动装置20。

差动装置20联接至发动机10。差动装置20包括电动发电机MG1、MG2以及动力分配装置24。各电动发电机MG1、MG2是交流旋转电机，并且例如由包括嵌入了永久磁铁的转子的永磁同步电机构成。电动发电机MG1、MG2分别通过逆变器52、54来驱动。动力分配装置24在电动发电机和与自动变速器30联接的变速器构件之间分配发动机10的动力。稍后将详细描述差动装置20的配置。

自动变速器30联接至差动装置20。自动变速器30被配置为能够改变连接至差动装置20的变速器构件(自动变速器30的输入轴)的转速与连接至差动齿轮单元42的驱动轴(自动变速器30的输出轴)之比(速度比)。另外，自动变速器30被配置为能够通过释放预定的离合器而建立空档状态(稍后描述)。在该空档状态下，在差动装置20和差动齿轮42(驱动轮44)之间的动力的传递被中断。在本实施例中，自动变速器30由能够以逐步的方式改变速度比的步移(step-shift)变速器构成。替代地，自动变速器30可以由无极变速器构成。差动齿轮单元42联接至自动变速器30的输出轴，并且将自动变速器30输出的动力传递至驱动轮44。在下文中还将与差动装置20一起对自动变速器30的配置进行详细描述。

各蓄电装置A1、A2是可再充电直流电源，并且典型地由诸如锂离子电池和镍金属氢化物电池的蓄电池组构成。各蓄电装置A1、A2存储驱动电力，并且将存储的电力供应至逆变器52、54。另外，由车辆的外部的电源(未示出)(在下文中，也称为“外部电源”，并且此外，由外部电源对蓄电装置A1进行充电也称为“外部充电”)用输入至充电器60的电力对蓄电装置A1进行充电。用由差动装置20的电动发电机MG1、MG2产生的、并由逆变器52、54供应的电力来对蓄电装置A2进行充电。代替蓄电池组，各蓄电装置A1、A2可以由除电池以外的诸如双电层电容器的蓄电元件、或者电池与除电池以外的蓄电元件的组合而构成。

在此，蓄电装置A1由所谓的具有高储能的高容量蓄电装置构成。因此，能够在很长一段时间中使用存储在高容量蓄电装置A1中的能量，从而能够延长使用电力的行驶距离。

另一方面，蓄电装置A2由所谓的具有高输出功率的高蓄电装置构成。因此，能够根据需要将来自蓄电装置A2的高功率供应至电动发电机MG1、MG2，从而能够快速地确保对应于用户的油门操作的加速度性能。因此，能够使用两个蓄电装置A1、A2来组成高容量及高功率直流电源。

也就是说，这些蓄电装置A1、A2具有这样的特性：蓄电装置A1的额定存储能量高于蓄电装置A2的额定存储能量，并且蓄电装置A2的额定输出功率高于蓄电装置A1的额定输出功率。

转换器50经由正电极线PL2连接至蓄电装置A2。转换器50基于来自控制装置80的控制信号将来自蓄电装置A2的电压升压，并且将经升压的电压输出至正电极线PL3。另外，转换器50将经由正电极线PL3从逆变器52、54供应的再生成的电力降压至蓄电装置A2的电压水平，并且对蓄电装置A2进行充电。蓄电装置A1经由正电极线PL1而连接至正电极线PL3。

逆变器52电连接至正电极线PL3，并且基于来自控制装置80的控制信号来驱动包含在差动装置20中的电动发电机MG1。逆变器54电连接至正电极线PL3，并且基于来自控制装置80的控制信号来驱动包含在差动装置20中的电动发电机MG2。各逆变器52、54例如由包括三相功率半导体开关元件的桥式电路构成。

充电器60经由继电器64电连接至蓄电装置A1。在外部充电期间，充电器60通过将来自外部电源的电力转换为蓄电装置A1的电压水平来对蓄电装置A1进行充电。充电器60可以经由连接器、或插头等而被电连接至外部电源，或可以被配置为经由线圈、或天线等而无接触地接收来自外部电源的电力。

二极管62被设置在正电极线PL1中，从而调节从逆变器52、54流向蓄电装置A1的电流。因此，能够防止由于从逆变器52、54再生成的电力而引起的短路电流流向蓄电装置A1。另外，根据上述配置，用由差动装置20的电动发电机MG1、MG2生成的电力对蓄电装置A1进行充电是不被允许的。

继电器64被设置在正电极线PL1中，并且基于来自控制装置80的控制信号而接通或关断。当继电器64接通时，蓄电装置A1和逆变器52、54进入可传导状态。当继电器64关断时，蓄电装置A1和逆变器52、54进入不可传导状态。因此，能够控制从蓄电装置A1输出的电力。也就是说，当继电器64接通时，允许电力从蓄电装置A1、A2输出；反之，当继电器64关断时，仅允许电力从蓄电装置A2输出。

电力转换系统70电连接在插座72和正电极线PL3之间。电力转换系统70将从正电极线PL3输入的电力转换为供应给插座72的电力。电力转换系统70可以电连接在插座72和正电极线PL2之间。

插座72被配置为允许诸如家用电器的电气装置(在下文中，也称为“外部装置”，并且此外，将电力供应至外部装置也称为“外部放电”)的插头插入，并且能够将电力输出至外部装置。

控制装置80包括中央处理器(CPU)、存储装置、以及输入/输出缓冲器等(都未示出)，并且实行各种控制(稍后描述)。

图2是显示了图1中所示的控制装置80的配置的视图。如图2所示，控制装置80包括发动机电子控制单元(ECU)81、MG-ECU 82、电池ECU 83、充电ECU 84、供电ECU 85和HV-ECU 86。由ECU实行的控制不仅限于通过软件来处理，还可以通过专有的硬件(电子电路)来处理。在本实施例中，由上述ECU构成控制装置80；替代地，可以由单个ECU构成控制装置80。

发动机ECU 81基于例如从HV-ECU 86接收的发动机转矩指令来生成用于驱动发动机10的节流信号、点火信号、以及燃料喷射信号等，并且将生成的控制信号输出至发动机10。MG-ECU 82基于来自HV-ECU 86的指令生成用于控制转换器50及逆变器52、54的控制信号，并且将生成的控制信号输出至转换器50及逆变器52、54。

电池ECU 83基于分别由电压传感器(未示出)和电流传感器(未示出)检测的各蓄电装置A1、A2的电压和电流来估计各蓄电装置A1、A2的充电状态(也称为“SOC”，并且，例如，指示为从0至100％，其中完全充电状态是100％)，并且将估计的结果输出至HV-ECU 86。充电ECU 84基于来自HV-ECU 86的指令生成用于控制充电器60的控制信号，并且将生成的控制信号输出至充电器60。供电ECU 85基于来自HV-ECU 86的指令生成用于控制电力转换系统70的控制信号，并且将生成的控制信号输出至电力转换系统70。

HV-ECU 86接收各种传感器的检测信号，并且生成用于控制混合动力车辆100的装置的各种指令。具体地，HV-ECU 86接收来自车辆速度传感器的信号、来自油门操作量传感器的信号、来自发动机转速传感器的信号、来自MG1转速传感器的信号以及来自MG2转速传感器的信号。车辆速度传感器检测混合动力车辆100的速度。油门操作量传感器检测油门踏板的操作量。发动机转速传感器检测发动机10的转速。MG1转速传感器检测包含在差动装置20中的电动发电机MG1(稍后描述)的转速。MG2转速传感器检测包含在差动装置20中的电动发电机MG2(稍后描述)的转速。

另外，HV-ECU 86进一步接收来自输出轴转速传感器的信号、来自发动机曲柄角传感器的信号、来自发动机冷却液温度传感器的信号、来自进气温度传感器的信号以及来自润滑剂温度传感器的信号。输出轴转速传感器检测差动装置20的输出轴(对应于自动变速器30的输入轴)的转速。发动机曲柄角传感器检测发动机10的曲柄角。发动机冷却液温度传感器检测发动机10的冷却液的温度。进气温度传感器检测吸入发动机10的空气的温度。润滑剂温度传感器检测差动装置20和自动变速器30的润滑剂的温度。

此外，HV-ECU 86进一步接收来自环境温度传感器的信号、来自移位位置传感器的信号、来自决定装置的信号、以及指示各蓄电装置A1、A2的SOC的信号等。环境温度传感器检测混合动力车辆100周围的环境温度。移位位置传感器检测利用位移杆指定的移位位置。用户使用决定装置以决定发动机10的运转声音的级别。通过电池ECU 83估计各蓄电装置A1、A2的SOC。此外，HV-ECU 86进一步接收指示连接至插座72的外部装置所要求的电力的信号。

例如，HV-ECU 86基于上述信号生成指示发动机10的目标输出转矩的发动机转矩指令Ter，并将目标输出转矩输出至发动机ECU 81。已经接收了发动机转矩指令Ter的发动机ECU 81生成用于驱动发动机10的节流信号、点火信号、以及燃料喷射信号等，并且将这些信号输出至发动机10。

另外，HV-ECU 86生成用于分别驱动差动装置20的电动发电机MG1、MG2的转矩指令Tmgl、Tmg2，并且将该转矩指令Tmgl、Tmg2输出至MG-ECU 82。HV-ECU 86生成用于驱动充电器60的充电指令Pac，并将该充电指令Pac输出至充电ECU 84。HV-ECU 86生成用于驱动电力转换系统70的供电指令Pout，并将供电指令Pout输出至供电ECU 85。此外，HV-ECU 86生成用于驱动自动变速器30的液压信号，并将该液压信号输出至液压控制装置(未示出)。另外，HV-ECU 86生成用于接通或关断继电器64的信号，并将该信号输出至继电器64。

已经接收了转矩指令Tmgl的MG-ECU 82生成用于控制逆变器52的信号PWI1，使得电动发电机MG1生成对应于转矩指令Tmgl的转矩，并且将生成的信号PWI1输出至逆变器52。已经接收了转矩指令Tmg2的MG-ECU 82生成用于控制逆变器54的信号PWI2，使得电动发电机MG2生成对应于转矩指令Tmg2的转矩，并且将生成的信号PWI2输出至逆变器54。另外，MG-ECU 82生成用于控制转换器50的信号PWC，并且将生成的信号PWC输出至转换器50。

已经接收了充电指令Pac的充电ECU 84生成用于控制充电器60的信号CC，使得用与充电指令Pac相应的电力对蓄电装置A1、A2进行充电，并且将生成的信号CC输出至充电器60。另外，已经接收了供电指令Pout的供电ECU 85生成用于控制电力转换系统70的信号CP，使得与供电指令Pout相应的电力被输出至插座72，并且将产生的信号CP输出至电力转换系统70。

此外，HV-ECU 86实行用于控制各蓄电装置A1、A2的输入/输出电力的功率控制。具体地，当实行外部放电时，HV-ECU 86生成用于关断继电器64的指令，并且将该指令输出至继电器64。在该功率控制方面，稍后将描述细节。

接下来，将描述差动装置和自动变速器的配置。图3是显示了图1中所示的差动装置20和自动变速器30的配置的视图。如图3所示，差动装置20包括电动发电机MG1、MG2、动力分配装置24、制动器Bcr以及扭振减振阻尼器21。扭振减振阻尼器21将从发动机10输出的转矩传递至动力分配装置24。

动力分配装置24由单一小齿轮型行星齿轮单元构成，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联接至输入轴22，并且支撑小齿轮P0以使得小齿轮P0可旋转并能被旋转。太阳齿轮S0联接至电动发电机MG1的旋转轴。内啮合齿轮R0联接至驱动轴26，并且配置为经由小齿轮P0而与太阳齿轮S0啮合。电动发电机MG2的旋转轴联接至驱动轴26。也就是说，内啮合齿轮R0还联接至电动发电机MG2的旋转轴。

通过太阳齿轮S0、行星齿轮架CA0及内啮合齿轮R0之间的相对旋转，动力分配装置24起到差动装置的作用。太阳齿轮S0、行星齿轮架CA0及内啮合齿轮R0的转速具有列线图(图5)中的通过直线连接的关系。利用动力分配装置24的差动功能，从发动机10输出的动力被分配在太阳齿轮S0和内啮合齿轮R0之间。电动发电机MG1作为使用被分配给太阳齿轮S0的动力的发电机而运转。由电动发电机MG1产生的电力被供应给电动发电机MG2或存储于蓄电装置A2中(图1)。电动发电机MG1使用由动力分配装置24分配的动力来产生电力，或使用由电动发电机MG1产生的电力来驱动电动发电机MG2。因此，差动装置20起到无级变速器的作用。

制动器Bcr是由液压运转的摩擦接合装置。制动器Bcr是例如由多个堆叠的摩擦板在液压下被挤压的湿式多盘型或是卷绕在转筒的外周上的带的一端在液压下被紧固的带式制动器构成。

在差动装置20中，当制动器Bcr处于接合状态时输入轴22是不可旋转的，并且当制动器Bcr处于释放状态时输入轴22是可旋转的。当发动机10处于运转状态时，制动器Bcr被置于释放状态，并且发动机10的动力经由输入轴22被输入至动力分配装置24。

另一方面，当发动机10处于停止状态时，制动器Bcr被置于接合状态，因此能够支撑动力分配装置24的行星齿轮架CA0，使得行星齿轮架CA0不可旋转。因此，混合动力车辆100能够在使用电动发电机MG1、MG2二者的驱动力的EV驱动模式下行驶。因此，能够提高EV驱动模式下的驱动性能。

制动器Bcr可以由犬牙式离合器构成。在此情况下，能够在制动器Bcr处于释放状态时减小拖曳阻力矩。因此，能够抑制由于制动器Bcr引起的从发动机10输出的转矩损耗。

自动变速器30包括单一小齿轮型行星齿轮单元32、34，离合器C1、C2、制动器B1、B2以及单向离合器F1。行星齿轮单元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。行星齿轮单元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、C2和各制动器B1、B2均为由液压运转的摩擦接合装置。各离合器C1、C2和各制动器B1、B2是例如由多个堆叠的摩擦板在液压下被挤压的湿式多盘型或是卷绕在转筒的外周上的带的一端在液压下被紧固的带式制动器构成。单向离合器F1支撑相互联接的行星齿轮架CA2和内啮合齿轮R1，使得行星齿轮架CA2和内啮合齿轮R1能够沿一个方向旋转，并且不能沿其他方向旋转。

在自动变速器30中，接合装置，即离合器C1、C2、制动器B1、B2以及单向离合器F1依照图4中所示的接合动作表而被接合。因此，可选择性地建立第一速度档位至第四速度档位以及倒车档位中的任意一个。在图4中，“O”指示接合状态。“(O)”指示当制动器被接合时启动发动机制动。而“△”指示仅在其被驱动时接合。并且空栏指示释放状态。另外，通过将全部的接合装置，即离合器C1、C2以及制动器B1、B2，设定为释放状态，能够建立空档状态(动力传递被切断的状态)。

返回参照图3，差动装置20和自动变速装置30通过传递构件28而被联接。联接至行星齿轮单元34的内啮合齿轮R2的输出轴36通过传递构件38而被联接至差动齿轮装置42。

在差动装置20中，通过适当地实行对电动发电机MG1、MG2的旋转控制，实现了内啮合齿轮R0的转速，即，驱动轴26的转速，相对于联接至行星齿轮架CA0的发动机10的预定转速而连续变化的无级变速。通过将在驱动轴26和输出轴36之间具有可变的速度比的自动变速器30联接至具有这种无级变速功能的差动装置20，能够减小差动装置20的速度比，同时具有通过差动装置20实现的无级变速功能，从而能够降低电动发电机MG1、MG2的损耗。

电动发电机MG1的转速(太阳齿轮S0的转速)等于零的状态被称为“机械点”，在该点，电力不流经电动发电机MG1，并且发动机10的动力在不被电力地转换的情况下传递。在“机械点”，既没有“动力分流”发生也没有“动力循环”发生，并且动力传输效率高。“动力分流”是：由电动发电机MG1使用发动机10的动力产生的电力被供应给电动发电机MG2，并产生了驱动力。“动力循环”是：由电动发电机MG2产生的电力流经电动发电机MG1。在混合动力车辆100中，基于自动变速器30的档位能够在差动装置20中形成多个“机械点”，因此，即使在不同的驱动情形下，也能够实现高动力传输效率。

接下来，将描述动力控制。混合动力车辆100包括高容量蓄电装置A1和高功率蓄电装置A2。蓄电装置A1被配置为可由车辆外部的电源充电。因此，能够使用由车辆外部的电源供应的电力并在长时间段期间内将其存储于高容量蓄电装置A1中，从而能够延长混合动力车辆能够使用由车辆外部的电源供应、并存储于蓄电装置中的电力而行驶的电动车辆行驶范围。

另一方面，蓄电装置A2被配置为可被电动发电机MG1、MG2充电。因此，能够根据需要在蓄电装置A2和电动发电机MG1、MG2之间交换高动力，从而能够快速地确保与用户的油门操作相应的加速性能，并且能够在车辆减速期间高效地恢复能量。

在此，能够想到的是，当车辆外部的装置需要电力时，存储于蓄电装置中的电力被供应至车辆外部的装置。然而，如果存储于蓄电装置A1中的电力被供应至例如车辆外部的装置，车辆能够使用从车辆外部的电源供应、并存储于蓄电装置中的电力而行驶的电动车辆行驶范围减小。在本实施例中，实行了用于控制各蓄电装置A1、A2的输入/输出电力的电力控制。具体地，当执行外部放电时，继电器64被关断。因此，蓄电装置A2将电力供应至外部装置，而蓄电装置A1不将电力供应至外部装置。因此，能够抑制存储于蓄电装置A1中的电力的除混合动力车辆100的行驶之外的使用。从而，能够抑制电动车辆行驶范围的减小。另一方面，当电动发电机MG1、MG2生成驱动力时，继电器64被接通。从而，电力从蓄电装置A1、A2两者被供应至电动发电机MG1、MG2。

在此，可以通过外部放电来降低蓄电装置A2的SOC。如果蓄电装置A2的SOC降低，则蓄电装置A2需要被充电。在此时，期望的是有效地生成用于对蓄电装置A2进行充电的电力。在本实施例中，当蓄电装置A2的SOC已经降低时，自动变速器30被设定至空档状态，并且电动发电机MG1、MG2使用来自发动机10的动力来发电(在下文中，也称为“发动机发电”)。从而，能够在具有高发电效率的运转点使发动机10和电动发电机MG1、MG2运转。在下文中，将详细描述发动机发电。

图5是差动装置20的列线图。如图3与图5一起所示，在列线图中的竖直线Y1指示动力分配装置24的太阳齿轮S0的转速，即，电动发电机MG1的转速。竖直线Y2指示动力分配装置24的行星齿轮架CA0的转速，即，发动机10的转速。竖直线Y3指示动力分配装置24的内啮合齿轮R0的转速，即，电动发电机MG2的转速。基于动力分配装置24的齿数比来确定竖直线Y1-Y3中的任意相邻两者之间的间隔。

在发动机动力生成期间，发动机10在能够最有效地输出所需动力的转速下运转。在此时，自动变速器30被置于动力中断状态，因此能够在最有效地生成电力的转速下使电动发电机MG1、MG2运转而不生成用于驱动轮44的驱动力。作为示例，可以考虑各电动发电机MG1、MG2的效率来选择由实线W1指示的运转状态或由虚线W2指示的运转状态。从而，发动机10和电动发电机MG1、MG2在具有高运转效率的运转状态下运转。因此，能够在发动机发电期间提高发电效率。

此外，在发动机发电中，期望的是发动机10的运转声音为静音。例如，当在夜间生成电力时或在安静的地点生成电力时，期望抑制发动机10的运转声音。在本实施例中，设置了决定装置，其允许用户来决定发动机10的运转声音的级别。由于由用户决定的运转声音的级别降低，发动机的运转点被设定为使得发动机10的转速降低并同时保持发动机10的输出动力。

图6是显示了用于决定发动机10的运转声音的级别的决定装置的示例的视图。如图6所示，决定装置90被显示在布置在驾驶员座椅附近的多信息显示器上。多信息显示器包括用于输入用户操作的触摸板。

决定装置90被配置为能够选择“非常安静”、“安静”或“一般”。当选择了“一般”时，发动机10在发动机发电期间在能够最有效地输出所需动力的转速下运转。当选择了“安静”时，将发动机10的上限转速设定为预定值N1。当选择了“非常安静”时，将发动机10的上限转速设定为低于预定值N1的预定值N2。

图7是显示了发动机10的运转线的图表。如图7所示，横坐标轴指示发动机10的转速，而纵坐标轴指示发动机10的转矩。各曲线K1至K4是等效率曲线，并且发动机10的效率随运转点从曲线K1移动到曲线K4而降低。运转线L1指示发动机10的转矩和发动机10的转速之间的相互关系，并且其被设定为使得发动机10的运转效率提高。等动力线L2指示发动机10的转矩和发动机10的转速之间的相互关系，其与用于发动机10的发动机所需动力Pe相应。

如图6和图7一起所示，在发动机发电期间，当选择了“一般”时，发动机10在运转线L1上的运转点上运转以使得运转效率提高。当发动机所需动力为Pe时，发动机10在运转线L1与等动力线L2相交叉的运转点A处运转。

在发动机发电期间，当选择了“安静”时，将发动机10的上限转速设定为预定值N1。在发动机所需动力为Pe的情况下，当运转点A的转速N0高于预定值N1时，发动机10在与等动力线L2的转速N1相应的运转点B下运转。

相似地，在发动机发电期间，当选择了“非常安静”时，将发动机10的上限转速设定为预定值N2。在发动机所需动力为Pe的情况下，当运转点A的转速N0高于预定值N2时，发动机10在与等动力线L2的转速N2相应的运转点C下运转。

如上文所述，能够基于用户的操作，通过限制发动机10的转速来抑制发动机的运转声音。在此时，运转点被改变以使得保持发动机10的输出动力。

图8是示出了由图1中所示的控制装置80执行的动力控制的过程的流程图。通过由主程序调出预存储在控制装置80中的程序来实施流程图中的各步骤，并且各步骤以预定的间隔或响应于满足预定条件的事实而被执行。可替换地，对于全部或部分的步骤，可以构造专有硬件(电子电路)以实施处理。

如图8所示，控制装置80判定是否有来自负载的电力请求(步骤S10)。具体地，当需要将电力供应至电动发电机MG1、MG2或外部装置时，控制装置80判定有来自负载的电力请求。当没有来自负载的电力请求时，处理进行至步骤100而不执行以下的一系列处理。

当在步骤S10中判定有来自负载的电力请求时(步骤S10中的是)，控制装置80判定是否实行了外部放电(步骤S20)。当判定未实行外部放电时(步骤S20中的否)，控制装置80生成用于接通继电器64的信号，并且将该生成的信号输出至继电器64(步骤S30)。从而，驱动电力从蓄电装置A1、A2被供应至电动发电机MG1、MG2。

当在步骤S20中判定出实行了外部放电时(步骤S20中的是)，控制装置80生成用于关断继电器64的信号，并且将该生成的信号输出至继电器64(步骤S40)。从而，电力不从蓄电装置A1供应至外部装置。

随后，控制装置80判定是否需要起动发动机10(步骤S50)。具体地，当蓄电装置A2的SOC变得低于预定阈值时，控制装置80判定需要起动发动机10。阈值是用于判定蓄电装置A2是否被充分地充电的值。当判定出不需要起动发动机10时(步骤S50中的否)，电力从蓄电装置A2被供应至外部装置。当可从蓄电装置A2输出的电力低于实行外部放电所需的电力时，控制装置80可以判定需要起动发动机10。

在此，将SOC用作指示蓄电装置A2的充电状态的状态量。替代于SOC，可以通过将指示蓄电装置A2的充电状态的另一个状态量(例如，蓄电装置A2的电压等)与预定阈值进行比较来判定蓄电装置A2是否被充分地充电。

当在步骤S50中判定出需要起动发动机10时(步骤S50中的是)，控制装置80计算发动机10的目标动力(步骤S60)。具体地，控制装置80将通过从实行外部放电所需的电力中减去由蓄电装置A2输出的电力而获得的电力设定为发动机10的目标功率。

随后，控制装置80基于在步骤S60中计算的发动机10的目标功率来计算发动机10和电动发电机MG1、MG2的运转点(步骤S70)。具体地，控制装置80计算在发动机10能够最高效地输出目标功率下的目标转速和目标转矩。

在此，控制装置80基于从决定装置90(图6)输入的用户操作来限制发动机10的转速。具体地，当用户选择了“安静”时，控制装置80将发动机10的转速限制为预定值N1或更低。当用户选择了“非常安静”时，控制装置80将发动机10的转速限制为预定值N2或更低。预定值N2低于预定值N1。

控制装置80基于由此计算的发动机10的运转点来计算电动发电机MG1、MG2的运转点。具体地，控制装置80计算各电动发电机MG1、MG2的目标转速和目标转矩以使得发动机10的功率被最高效地转换为电力。

随后，控制装置80控制自动变速器30以使得自动变速器30被置于空档状态(步骤S80)。从而，在差动装置20和驱动轮44之间的动力传递被中断，因此，能够选择性地改变电动发电机MG1、MG2的运转点。

随后，控制装置80实行发动机发电(步骤90)。具体地，控制装置80生成信号以使得发动机10和电动发电机MG1、MG2在步骤S70中计算出的相应运转点下运转，并且将生成的信号输出至发动机10和逆变器52、54。从而，通过发动机发电所获得的生成电力和来自蓄电装置A2的电力被供应至外部装置。

如上文所述，在本实施例中，由车辆外部的电源对蓄电装置A1进行充电，并且用电动发电机MG1、MG2对蓄电装置A2进行充电。当电力被输出至车辆外部的装置时，限制从蓄电装置A1中输出的电力以使得存储在蓄电装置A2中的电力被输出。从而，能够防止存储于蓄电装置A1中的电力的除混合动力车辆100的行驶以外的使用。从而，根据本实施例，在包括存储来自车辆的外部的电源的电力的蓄电装置A1的混合动力车辆100中，能够抑制电动车辆行驶范围的减小。

另外，根据本实施例，当向电动发电机MG1、MG2供应电力时，允许电力从蓄电装置A1中输出，因此，能够使用存储于蓄电装置A1中的电力，以用于行驶。

另外，根据本实施例，自动变速器30被设置在差动装置20和驱动轮44之间，并且当自动变速器30处于空档状态(动力中断状态)时，电动发电机MG1、MG2使用来自发动机10的动力来生成电力。从而，能够在具有高效率的运转点下使发动机10和电动发电机MG1、MG2运转，因此能够提高发电效率。

另外，根据本实施例，由于发动机的运转声音被更加严格的限制，发动机10的运转点被设定为使得发动机10的转速下降并保持发动机10的输出功率。因此，能够在降低发动机10的运转声音的同时保持发动机10的功率。

在上述实施例中，电动车辆是其上安装有发动机10的混合动力车辆。然而，本发明的范围不限于上述混合动力车辆，并且还包括其上没有安装发动机的电动车辆、以及此外安装有作为能源的燃料电池的燃料电池车辆等。

另外，在上文的描述中，混合动力车辆100包括自动变速器30，并且在发动机发电期间，传递至驱动轮44的动力被自动变速器30中断。替代于自动变速器30，可以设置能够在动力在差动装置20和驱动轮44之间传递的动力传递状态与在它们之间的动力传递被中断的动力中断状态之间切换的另一动力传递装置。例如，可应用的是，仅设置离合器来替代自动变速器30，并且在发动机发电期间，在实行发动机发电的同时将离合器释放或将离合器控制为释放状态。

另外，在上文的描述中，混合动力车辆100包括二极管62，并且限制电流从逆变器52、54流至蓄电装置A1。可以在逆变器52、54和蓄电装置A1之间设置开关来代替二极管62。开关基于来自控制装置80的信号而被接通或关断。控制装置80能够考虑在用电动发电机MG1、MG2生成的电力来对蓄电装置A1进行充电的时候的充电效率、或蓄电装置A1的耐久性等来控制开关，以使得从逆变器52、54流至蓄电装置A1的电流被抑制。该开关可以是继电器或开关元件。

另外，在上文的描述中，混合动力车辆100包括继电器64。可以设置开关元件来替代继电器64。

在上文的描述中，电动发电机MG1、MG2对应于根据本发明的“旋转电机”的一个示例，并且自动变速器30对应于根据本发明的“动力传递装置”的一个示例。另外，二极管62对应于根据本发明的“抑制装置”的一个示例，并且继电器64对应于根据本发明的“输出限制装置”的一个示例。另外，逆变器52、54对应于根据本发明的“驱动装置”的一个示例。

Claims (15)

1.一种电动车辆，包括：

第一蓄电装置，其被配置为存储驱动电力；

充电装置，其被配置为使用所述车辆的外部的电源来对所述第一蓄电装置充电；

旋转电机，其被配置为具有发电功能；

第二蓄电装置，其被配置为存储由所述旋转电机产生的电力；以及

控制器，其被配置为抑制由所述旋转电机产生的电力流至所述第一蓄电装置，所述控制器被配置为将电力输出至所述车辆的外部的装置，并且所述控制器被配置为当电力被输出至所述车辆的外部的所述装置时，限制电力从所述第一蓄电装置中输出以使得存储在所述第二蓄电装置中的电力被输出。

2.根据权利要求1所述的电动车辆，其中

所述控制器包括抑制装置，其被配置为抑制由所述旋转电机产生的电力流至所述第一蓄电装置。

3.根据权利要求1所述的电动车辆，其中

所述控制器包括电力输出装置，其被配置为将电力输出至所述车辆的外部的所述装置。

4.根据权利要求1所述的电动车辆，其中

所述控制器包括输出限制装置，其被配置为当电力被输出至所述车辆的外部的所述装置时，限制电力从所述第一蓄电装置中输出以使得存储在所述第二蓄电装置中的电力被输出。

5.根据权利要求4所述的电动车辆，其中

所述控制器包括中断装置，其被配置为中断从所述第一蓄电装置中输出的电力。

6.根据权利要求5所述的电动车辆，进一步包括：

驱动装置，其被配置为驱动所述旋转电机，其中

所述中断装置包括设置在所述驱动装置和所述第一蓄电装置之间的继电器。

7.根据权利要求1至4中的任一项所述的电动车辆，其中

所述控制器被配置为当所述旋转电机产生行驶驱动力时取消对从所述第一蓄电装置中输出电力的限制。

8.根据权利要求1至4中的任一项所述的电动车辆，进一步包括：

内燃机，其机械地联接至所述旋转电机；以及

动力传递装置，其被配置为在动力被传递至驱动轮的动力传递状态和向所述驱动轮的动力传递被中断的动力中断状态之间切换，其中

所述控制器被配置为在指示所述第二蓄电装置的充电状态的状态量已经降低的情况下，控制所述旋转电机以使得当所述动力传递装置处于所述动力中断状态时，所述旋转电机使用来自所述内燃机的动力来产生电力。

9.根据权利要求8所述的电动车辆，进一步包括：

行星齿轮单元，其机械地联接至所述内燃机的输出轴、所述旋转电机的旋转轴及驱动轴，其中

所述动力传递装置被设置在所述驱动轴和所述驱动轮之间。

10.根据权利要求8所述的电动车辆，其中

所述动力传递装置是变速器，并且所述变速器被配置为当指示所述第二蓄电装置的所述充电状态的所述状态量已经降低时被定位在空档状态。

11.根据权利要求8所述的电动车辆，其中

所述控制器被配置为允许用户决定所述内燃机的运转声音的级别，所述控制器被配置为设定所述内燃机的运转点以使得随着所述运转声音的所述级别越低，所述内燃机的旋转速度越低并同时保持所述内燃机的输出动力。

12.根据权利要求11所述的电动车辆，其中

所述控制器包括决定装置，其被配置为允许所述用户决定所述内燃机的所述运转声音的所述级别。

13.根据权利要求1至4中任一项所述的电动车辆，进一步包括：

驱动装置，其被配置为驱动所述旋转电机，所述控制器包括设置在所述驱动装置和所述第一蓄电装置之间的二极管。

14.根据权利要求1所述的电动车辆，其中

所述第一蓄电装置的额定存储能量高于所述第二蓄电装置的额定存储能量，并且所述第二蓄电装置的额定输出电力高于所述第一蓄电装置的额定输出电力。

15.一种用于电动车辆的控制方法，所述电动车辆包括：第一蓄电装置，其被配置为存储驱动电力；充电装置，其被配置为使用所述车辆的外部的电源来对所述第一蓄电装置充电；旋转电机，其被配置为具有发电功能；第二蓄电装置，其被配置为存储由所述旋转电机产生的电力；以及控制器，其被配置为抑制由所述旋转电机产生的电力流至所述第一蓄电装置，所述控制器被配置为将电力输出至所述车辆的外部的装置，所述控制器被配置为限制电力从所述第一蓄电装置中输出，所述控制方法包括：

当电力被输出至所述车辆的外部的所述装置时，限制电力从所述第一蓄电装置中输出以使得存储在所述第二蓄电装置中的电力被输出。