CN106347349A - 电动车辆的控制装置和电动车辆 - Google Patents

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CN106347349A CN201610538670.8A CN201610538670A CN106347349A CN 106347349 A CN106347349 A CN 106347349A CN 201610538670 A CN201610538670 A CN 201610538670A CN 106347349 A CN106347349 A CN 106347349A
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今村达也
田端淳
奥田弘
奥田弘一
松原亨
日浅康博
今井惠太
北畑刚
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Abstract

本发明涉及电动车辆的控制装置和电动车辆，可靠地避免作为电动车辆的驱动力源的电动机的所谓单相锁定状态。一种电动车辆的控制装置，所述电动车辆具备将驱动力源输出的驱动力向驱动轮传递的传动路径，所述驱动力源包括电动机，包括与电动机连结的液力偶合器和卡合机构的动力传递机构设置在传动路径中，所述控制装置构成为在电动机的动作状态会成为热负荷为规定值以上的动作状态情况下(步骤S1)进行滑动控制(步骤S4)而使液力偶合器的相对旋转增大，所述热负荷是在预先确定的规定期间内由电动机产生的热负荷，所述滑动控制是使电动机的转速变得比成为了热负荷为规定值以上的动作状态的时刻的转速高的控制。

Description

电动车辆的控制装置和电动车辆
技术领域
本发明涉及能够以电动机为驱动力源来行驶的电动车辆的控制装置。
背景技术
在使用例如三相同步电动机作为电动机的情况下，有时会产生被称为单相锁定的状态。单相锁定是指在规定期间内由电动机产生的热负荷成为预先确定的规定值以上，电动机或作为其控制设备的变换器等的电气回路(electric circuits)或电子回路(electronic circuits)的性能或持久性因热负荷而下降的状态。专利文献1中记载了以避免或抑制这样的状态的方式构成的装置。专利文献1记载的装置在电动机等旋转机的旋转轴与驱动轴之间设置卡合单元，且构成为在判定为产生单相锁定或与之类似的状态的情况下将卡合单元控制成滑动状态。当将卡合单元控制成滑动状态时，旋转机的转速成为比产生单相锁定的转速高的转速，因此能够避免或抑制较大的电流仅流过任一相或者控制旋转机的变换器等控制设备的温度升高。而且，无需为了电动机或变换器等的保护而限制电流，因此能够避免或抑制转矩的下降。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2006-256560号公报
若如专利文献1记载的那样将卡合单元控制成滑动状态，则能够传递与该滑动状态对应的转矩，并且能够提高旋转机的转速。卡合单元的滑动状态如专利文献1记载那样通过以成为作为目标的传递转矩容量的方式对卡合压(或者卡合力)进行反馈控制来设定。即，卡合单元的传递转矩容量通过若大于目标值则使卡合压下降，相反若小于目标值则使卡合压增大来控制。因此，在控制中，虽然是暂时性的，但是会产生实际的传递转矩容量大于目标值的状态，存在不可避免的响应延迟。因此，即使为了避免单相锁定而将卡合单元控制成规定的滑动状态，也会由于控制或响应的延迟而产生卡合单元的滑动不足而过度地降低旋转机的转速的事态。即，存在无法可靠地避免或者无法充分地抑制单相锁定的可能性。
也可以取代将专利文献1记载的卡合单元控制成滑动状态，而使专利文献1记载的卡合单元释放。若将卡合单元释放，则作用于旋转机的负荷几乎消失，因此不会过度地降低其转速。然而，卡合单元由于释放而不传递转矩，因此驱动轴的转矩成为零，可能就连在产生单相锁定的情况下得到的驱动转矩也无法得到。
发明内容
本发明着眼于上述的技术课题而完成，目的在于提供一种不会丧失驱动转矩，而能够避免或抑制产生电动机的规定期间内的热负荷为预先确定的规定值以上的动作状态即所谓单相锁定状态的电动车辆的控制装置。
为了达成上述的目的，本发明为一种电动车辆的控制装置，所述电动车辆具备将驱动力源输出的驱动力向驱动轮传递的传动路径，所述驱动力源包括电动机，所述电动车辆的控制装置的特征在于，在所述传动路径中设有动力传递机构，所述动力传递机构包括：液力偶合器，具有与所述电动机连结的驱动侧构件和与所述驱动轮连结的从动侧构件，并且所述驱动侧构件和所述从动侧构件一边进行相对旋转一边经由流体而传递转矩；以及卡合机构，将所述驱动侧构件与所述从动侧构件连结，所述控制装置构成为：在所述电动机的动作状态会成为热负荷为预先确定的规定值以上的动作状态的情况下，进行滑动控制而使所述液力偶合器中的所述相对旋转的转速增大，所述热负荷是在预先确定的规定期间内由所述电动机产生的热负荷，所述滑动控制是使所述电动机的转速变得比成为了所述热负荷为所述规定值以上的动作状态的时刻的转速高的控制。
本发明中的所述卡合机构可以是能够使传递转矩容量连续地变化的离合器，所述滑动控制可以是使所述离合器的传递转矩容量下降的控制。
可以的是，本发明中的所述热负荷为所述规定值以上的动作状态是所述电动机的转矩或电流值处于预先确定的规定的范围内且所述电动机的转速为预先确定的转速以下的动作状态，所述控制装置构成为基于所述电动机要求的转矩或电流值及转速来判定是否会成为所述热负荷为所述规定值以上的状态，在判定为所述电动机的动作状态会成为所述电动机的所述热负荷为所述规定值以上的动作状态的情况下进行所述滑动控制。
而且，在本发明中，所述卡合机构可以是能够使传递转矩容量变化的离合器，所述滑动控制可以是使所述卡合机构的转矩传递比例减小并且使所述液力偶合器的转矩传递比例增大的控制，并且，所述控制装置可以构成为判定所述电动机的动作状态是否容易成为所述电动机的所述热负荷为所述规定值以上的动作状态，在判定为所述电动机的动作状态容易成为所述电动机的所述热负荷为所述规定值以上的动作状态的情况下进行所述滑动控制，且在未判定为所述电动机的动作状态容易成为所述电动机的所述热负荷为所述规定值以上的动作状态的情况下不进行所述滑动控制。
发明效果
根据本发明，在电动机的动作状态成为单相锁定状态的情况下，执行滑动控制而使液力偶合器中的驱动侧构件与从动侧构件之间的相对转速增大。其结果是，在电动机输出动力的情况下转速升高而避免成为单相锁定状态。而且，这种情况下，即使液力偶合器中的所述相对转速增大，液力偶合器也传递动力，因此能够向驱动轮传递动力，避免或抑制驱动力丧失等事态。
并且，若通过上述的滑动控制使作为卡合机构的离合器的传递转矩容量下降，则由于较大的转矩作用于离合器而离合器产生滑动，并且液力偶合器中产生上述的相对旋转。因此，能够使电动机的转速不产生延迟地增大。因此，能够可靠地避免或抑制电动机的动作状态成为前述的单相锁定状态。
而且，在本发明中，判定容易成为单相锁定状态或者难以成为单相锁定状态，基于该判定的结果而使作为卡合机构的离合器的传递转矩容量减小或增大。因此，在转矩沿使电动机的转速降低的方向作用的情况下，离合器产生滑动而液力偶合器中的相对旋转增大，伴随于此，抑制电动机的转速的下降，因此能够可靠地避免或抑制单相锁定状态。并且，反之在难以产生使电动机的转速降低等的单相锁定状态的情况下，经由卡合机构而转矩的传递量增多，因此能够削减液力偶合器中的相对旋转所消耗的动力而提高能量效率。
附图说明
图1是表示作为本发明的控制装置的控制对象的电动车辆的一例的示意图。
图2是用于说明通过本发明的控制装置执行的控制的一例的流程图。
图3是示意性地表示单相锁定区域的线图。
图4是表示作为本发明的控制装置的控制对象的电动车辆即混合动力车的一例的概要图。
图5是用于说明该混合动力车的控制系统的框图。
图6是将该混合动力车的各行驶模式下的第一离合器、第二离合器、制动器的卡合及释放的状态、以及各电动发电机的功能汇总表示的图表。
图7是表示混合动力模式下的动作状态的共线图。
图8是表示串联模式下的动作状态的共线图。
图9是表示单驱动模式下的动作状态的共线图。
图10是表示双驱动模式下的动作状态的共线图。
图11是表示在混合动力模式下的起步时本发明的控制装置进行了控制的情况下的第二电动发电机的转速和锁止离合器的液压等的变化的时间图。
图12是表示变更了图4所示的液力偶合器及锁止离合器的位置后的混合动力车的一例的概要图。
标号说明
1…电动车辆，2…驱动力源，3…电动机，4…蓄电装置，7…驱动轮，8…传动路径，9…动力传递机构，11…液力偶合器，12…卡合机构，13…驱动侧构件，14…从动侧构件，15…电子控制装置(ECU)，20…发动机，21…超速传动机构，22…动力分配机构，23…第一电动发电机(MG1)，31…驱动轮，32…第二电动发电机，33…液力偶合器，CL…锁止离合器，35…泵叶轮，36…涡轮转轮，40…电动发电机用电子控制装置(MG-ECU)，41…发动机用电子控制装置(ENG-ECU)，42…混合动力用电子控制装置(HV-ECU)。
具体实施方式
图1示意性地示出了通过本发明的控制装置控制的电动车辆1的一例，驱动力源2具备电动机(M)3。电动机3作为一例是三相同步电动机，构成为由包括蓄电装置4和变换器5的电源部6供电而输出动力。需要说明的是，驱动力源除了具备电动机3之外，还可以具备内燃机(未图示)，因此电动车辆1可以是所谓混合动力车。
在将电动机3输出的动力向驱动轮7传递的传动路径8上，设有容许动力传递机构9和左右的驱动轮7的差动旋转并传递转矩的差动齿轮10。动力传递机构9具备液力偶合器11和卡合机构12。液力偶合器11具备与电动机3连结的驱动侧构件13和与该驱动侧构件13相对配置且经由差动齿轮10而与所述驱动轮7连结的从动侧构件14。这些驱动侧构件13和从动侧构件14与流体一起收容在密闭成液密状态的壳体(未图示)的内部。并且，通过驱动侧构件13与从动侧构件14之间的相对旋转而使流体流动，该流体从驱动侧构件13向从动侧构件14供给，由此在驱动侧构件13与从动侧构件14之间传递转矩。液力偶合器11总之是能够进行驱动侧构件13与从动侧构件14的相对旋转且驱动侧构件13与从动侧构件14一边相对旋转一边传递转矩的接头。也可以采用具有转矩放大功能的变矩器作为液力偶合器。
卡合机构12是将驱动侧构件13与从动侧构件14连结的机构，在图1所示的例子中，由能够使传递转矩容量连续变化的离合器(摩擦离合器)构成。摩擦离合器通过使盘与片(分别未图示)接触而产生的摩擦力来传递转矩，且对应于该接触压力而传递转矩容量变化。该接触压力作为一例而通过液压产生，且能够控制。该离合器可以内置于上述的液力偶合器11，或者也可以与液力偶合器11分开地与液力偶合器11并列地设置。
设有电子控制装置(ECU)15，该电子控制装置(ECU)15经由上述的电源部6对电动机3进行控制，并且对所述动力传递机构9进行控制。ECU15相当于本发明的实施例中的控制装置。ECU15以微型计算机为主体而构成，使用输入的数据或预先存储的数据进行运算，并将其运算结果作为控制指令信号向所述电源部6或动力传递机构9的液压控制部(未图示)输出。该输入的数据是例如车速、加速器开度(驱动要求量)、电动机3的转速、蓄电装置4的充电剩余量(SOC)、将用于在越野道路上行驶的爬行控制设为接通状态的越野开关的信号等。输出的控制指令信号是例如电动机3的转矩指令信号(电流指令信号)、卡合机构12的卡合及释放的指令信号或传递转矩容量的指令信号等。
若电动机3为三相同步电动机，则在低转速且高转矩的情况下可能会成为被称为单相锁定状态的动作状态。需要说明的是，单相锁定或单相锁定状态是指在规定期间内通过电动机产生的热负荷成为预先确定的规定值以上而电动机或变换器等电气回路或电子回路的性能或持久性下降的状态，在本说明书中，在上述的意思下使用“单相锁定”或“单相锁定状态”。在该状态下，不仅是电动机3，而且变换器5的发热也增大，成为上述的持久性的下降的主要原因。而且，电动机3无法输出与电流对应的转矩，其结果是，作为电动车辆1的驱动力会变得不足。本发明的控制装置构成为可靠地避免这样的单相锁定状态，同时为了确保驱动转矩而执行以下说明的控制。
图2是用于说明其控制例的流程图。该例程在电动车辆1行驶的情况下或者在电源部6接通的情况下执行。在例程的开始后首先判定单相锁定的可能性(步骤S1)。如前述那样，单相锁定状态是电动机3的规定期间内的热负荷成为预先确定的规定值以上的状态，因此步骤S1中的判定可以通过检查电动机3的热负荷或者利用对流过规定的相的线圈的电流进行时间积分等的运算而求出的热负荷是否为规定值以上来判定，或者基于由电动机3的转矩(或电流值)和转速确定“单相锁定区域”的映射(参照图3)来判定。需要说明的是，上述的“规定值”可以是电动机3或电路不损伤的范围或持久性不下降的范围内的最大值，但是除此以外，也可以是将控制响应性的延迟或安全率等考虑在内的比上述的最大值小的值。另一方面，电动机3的转速或转矩(或电流值)可以通过规定的传感器来检测，而且可以基于车速的变化或加速器开度(驱动要求量)等来推定。因此，基于图3所示的预先准备的数据和通过传感器得到的数据，能够判定产生单相锁定的可能性，即通过使此时刻的运转状态继续，能够判定会成为单相锁定状态或者不会成为单相锁定状态。作为一例，只要针对电动机3的转速及转矩分别预先设定阈值，进行由于检测到的转速为其阈值以下且转矩为其阈值以上而会成为单相锁定状态的判定即可。
在由于加速器开度小等而对于电动机3的要求转矩小的情况下，或者在电动机3的转速高的情况下，没有电动机3的动作状态成为单相锁定状态的可能性，因此在步骤S1中作出否定判断。在该情况下，判断越野开关是否接通(步骤S2)。该判断步骤是用于判定电动车辆1是否使电动机3为低转速且高转矩的状态来进行行驶的步骤。因此，也可以取代基于越野开关输出的信号进行判断，而基于通过导航系统得到的道路信息、车速及加速器开度或车辆加速度的履历等进行判断。因此，步骤S2中的判断可以作为上述的步骤S1中的一个判断方式来执行。需要说明的是，越野开关在较大的斜度的上坡路行驶等以低车速且高转矩行驶的情况下通常设为“接通”，因此若越野开关为“接通”，则判断为“容易成为(单相锁定状态)”，在上述的步骤S2中，作为单相锁定状态产生100％的情况而肯定性的判断成立。
在步骤S2中作出否定判断的情况下，电动机3不会成为单相锁定状态或者其可能性低。因此，在该情况下，使卡合机构(CL)12卡合(步骤S3)并返回。该卡合控制是使卡合机构12的传递转矩容量增大的控制。因此，是在卡合机构12滑动而产生驱动侧构件13与从动侧构件14的相对旋转的情况下，使其相对转速(转速差)减小或者为零的控制，而且是在与液力偶合器11一起传递转矩的情况下，使液力偶合器11对转矩的传递比例降低并使卡合机构12对转矩的传递比例增大的控制。若将卡合机构12控制成没有滑动的所谓完全卡合状态，则滑动引起的动力损失消失，因此能够提高能量效率。
另一方面，在步骤S1中作出肯定判断的情况下，或者在步骤S2中作出肯定判断的情况下，将卡合机构(CL)12向释放侧控制(步骤S4)并返回。该释放控制是使卡合机构12的传递转矩容量下降的控制，相当于本发明的实施例中的滑动控制。因此，是在卡合机构12中的驱动侧构件13与从动侧构件14成为一体地旋转而未产生相对旋转的情况下使相对旋转产生，而且在产生了相对旋转的情况下使其相对转速(转速差)增大的控制，并且是在与液力偶合器11一起传递转矩的情况下，使液力偶合器11对转矩的传递比例增大并使卡合机构12对转矩的传递比例减小的控制。
因此，在驱动要求量增大而使电动机3的输出增大的情况下，对应于电动机3的输出转矩的增大而液力偶合器11成为所谓滑动状态，或者滑动状态增大而所述相对转速(转速差)增大。即，对应于电动机3的输出转矩的增大而滑动状态没有延迟地产生或增大，从而电动机3的转速增大。换言之，不用特别进行以电动机3为对象的转速控制或转矩控制，而能够将电动机3的转速设定为偏离了单相锁定区域的转速。这样，使电动机3的转速增大而避免或抑制电动机3的动作状态进入单相锁定区域。而且，液力偶合器11通过驱动侧构件13与从动侧构件14相对旋转而产生经由流体的转矩的传递。因此，即便使卡合机构12的传递转矩容量下降，由于通过液力偶合器11传递转矩，因此也能从电动机3向驱动轮7传递转矩，能够确保电动车辆1的驱动力。此外，通过驱动侧构件13与从动侧构件14的相对旋转来搅拌流体，而且流体被剪切，因此会产生不可避免的发热。然而，由于流体在液力偶合器12的内部进行循环流动，因此能促进从流体向外部的散热，能够抑制温度上升。
接下来，说明将电动车辆1作为混合动力车并在以该混合动力车为对象的控制装置中应用本发明的例子。图4示出了混合动力车的齿轮系的一例，在与发动机(ENG)20相同的轴线上，从发动机20侧依次配置有超速传动机构21、动力分配机构22、第一电动发电机(MG1)23。发动机20是汽油发动机或柴油发动机等内燃机。超速传动机构21是用于使输出转速相比发动机转速增大的机构，在图4所示的例子中，由单小齿轮型的行星齿轮机构构成。因此，超速传动机构21具备太阳轮S21、相对于太阳轮S21配置在同心圆上的齿圈R21、将与太阳轮S21及齿圈R21啮合的小齿轮保持为能够自转及公转的行星轮架C21。在该行星轮架C21上连结有从发动机20传递动力的输入轴24。而且，设有将太阳轮S21与行星轮架C21选择性地连结的第一离合器C1、将太阳轮S21选择性地固定的制动器B1。因此，通过使离合器C1卡合而成为超速传动机构21的整体成为一体而旋转的所谓直接连结级，超速传动机构21中的变速比成为“1”。相对于此，若使制动器B1卡合而停止太阳轮S21的旋转，则齿圈R21的转速成为比行星轮架C21高的转速，成为变速比小于“1”的所谓超速传动级。而且，若使第一离合器C1及制动器B1一起卡合，则超速传动机构21的整体被固定，发动机20的旋转也停止。此外，若将第一离合器C1及制动器B1一起释放，则太阳轮S21成为自由旋转状态，因此超速传动机构21不进行转矩传递。
上述的齿圈R21是输出要素，向动力分配机构22传递动力。动力分配机构22在图4所示的例子中，由单小齿轮型的行星齿轮机构构成。因此，动力分配机构22具备太阳轮S22、相对于太阳轮S22配置在同心圆上的齿圈R22、将与太阳轮S22及齿圈R22啮合的小齿轮保持为能够自转及公转的行星轮架C22。在该行星轮架C22上连结有超速传动机构21中的齿圈R21。动力分配机构22中的输出要素是齿圈R22，在齿圈R22上连结有输出齿轮25。在太阳轮S22上连结第一电动发电机23，太阳轮S22成为反力要素。
太阳轮S22与太阳轮轴一体化，在该太阳轮轴的内部贯通有能够旋转的输入轴24。并且，设有将输入轴24与太阳轮S22选择性地连结的第二离合器CS。该第二离合器CS是如后述那样用于设定串联模式的离合器。
与输入轴24平行地配置副轴26，直径大的从动齿轮27与直径小的驱动齿轮28以一体旋转的方式设于该副轴26。前述的输出齿轮25与该从动齿轮27啮合。而且，作为终级减速器的差动齿轮29中的齿圈30与驱动齿轮28啮合。驱动力从差动齿轮29向左右的驱动轮31传递。因此，由上述的从动齿轮27及驱动齿轮28组成的齿轮列构成减速机构。需要说明的是，在图4中，为了便于作图，将驱动齿轮28及差动齿轮29改变位置而记载于图4的右侧。
与本发明的实施例中的电动机相当的第二电动发电机32与输入轴24及副轴26平行地配置。此外，在与第二电动发电机32相同的轴线上并列配置有液力偶合器33和与本发明的实施例中的卡合机构相当的锁止离合器CL。液力偶合器33将作为驱动侧构件的泵叶轮35与作为从动侧构件的涡轮转轮36相对配置，将由泵叶轮35产生的流体的螺旋流向涡轮转轮36供给，由此在泵叶轮35与涡轮转轮36之间传递转矩。并且，该泵叶轮35与第二电动发电机32连结。而且，与涡轮转轮36一体的涡轮轴37贯通第二电动发电机32的中心部而向所述从动齿轮27侧延伸。并且，与从动齿轮27啮合的其他的驱动齿轮38安装于涡轮轴37。
锁止离合器CL是将泵叶轮35或与泵叶轮35一体的构件和涡轮转轮36或与涡轮转轮36一体的构件机械连结而传递转矩的离合器，由摩擦离合器等通过液压或电磁力等来控制而使传递转矩容量连续地变化的离合器构成。需要说明的是，与锁止离合器CL串联地设置减振器39。而且，液力偶合器33及锁止离合器CL也可以是以往已知的带有锁止离合器的变矩器。而且，液力偶合器33及锁止离合器CL相当于本发明的实施例中的动力传递机构。
发动机20输出的动力通过前述的动力分配机构22向第一电动发电机23侧和输出齿轮25侧分配。在该情况下，第一电动发电机23作为发电机起作用，由此向太阳轮S22施加反力转矩。由第一电动发电机23产生的电力向第二电动发电机32供给而第二电动发电机32作为电动机起作用，第二电动发电机32的输出转矩在所述从动齿轮27中，加入到从输出齿轮25输出的转矩中。因此，各电动发电机23、32经由未图示的变换器或蓄电装置而电连接。需要说明的是，上述的电动发电机23、32作为一例由三相同步电动机构成。
关于上述的混合动力车的控制系统在图5中用框图示出。设有对各电动发电机23、32进行控制的电动发电机用电子控制装置(MG-ECU)40和对发动机20进行控制的发动机用电子控制装置(ENG-ECU)41。上述的电子控制装置40、41以微型计算机为主体而构成，基于输入的各种信号或数据来进行运算，并将其运算结果作为控制指令信号而输出。MG-ECU40主要以控制第一电动发电机23及第二电动发电机32的各自的电流(MG1电流、MG2电流)的方式构成。而且，ENG-ECU41主要以向发动机20输出对其电子节气门(未图示)的开度进行指令的电子节气门开度信号和对点火及其时期进行指令的点火信号的方式构成。
设有混合动力用电子控制装置(HV-ECU)42，该混合动力用电子控制装置(HV-ECU)42对于上述的电子控制装置40、41输出指令信号，同时进行前述的各离合器C1、CS、CL和制动器B1的卡合及释放的控制和传递转矩容量的控制。该HV-ECU42与前述的各电子控制装置40、41一样以微型计算机为主体而构成，基于输入的各种信号或数据来进行运算，并将其运算结果作为控制指令信号输出。若例示该输入的数据，则是车速、加速器开度、由第一电动发电机(MG1)的转速传感器检测的检测数据、由第二电动发电机(MG2)的转速传感器检测的检测数据、由输出轴(例如所述副轴)的转速传感器检测的检测数据、充电剩余量(SOC)、来自越野开关的信号等。而且，若例示输出的指令信号，则将第一电动发电机(MG1)的转矩指令及第二电动发电机(MG2)的转矩指令向所述MG-ECU40输出，并将发动机转矩指令向所述ENG-ECU41输出。此外，各离合器C1、CS、CL及制动器B1的控制液压PbC1、PbCS、PbCL、PbB1从HV-ECU42输出。
使上述的各电动发电机23、32作为电动机或发电机起作用，而且将各离合器C1、CS、制动器B1控制成卡合或释放的状态，由此来设定各种行驶模式。图6中汇总示出了行驶模式。混合动力模式(HV)是通过发动机20和各电动发电机23、32产生驱动力而行驶的模式，能够选择并联模式和串联模式。并联模式下的前进能够进行将前述的超速传动机构21设定为超速传动级(高)的行驶和设定为直接连结级(低)的行驶。超速传动级通过仅使制动器B1卡合来设定，在该情况下，第一电动发电机23作为发电机(G)起作用而将发动机20的转速控制成燃油经济性良好的转速。由第一电动发电机23产生的电力向第二电动发电机32供给而第二电动发电机32作为电动机(M)起作用。相对于此，直接连结级通过仅使第一离合器C1卡合来设定，该情况下的各电动发电机23、32的功能与以超速传动级行驶的情况相同。
图7示出了以混合动力模式行驶的情况下的关于构成超速传动机构21的行星齿轮机构及构成动力分配机构22的行星齿轮机构的共线图。图7的左侧是关于超速传动机构21的共线图，右侧是关于动力分配机构22的共线图。在前进时，通过制动器B1将太阳轮S21固定，行星轮架C21通过发动机20而旋转，因此齿圈R21以比发动机转速高的转速旋转。即，成为变速比小于“1”的超速传动级。通过动力分配机构22使行星轮架C22与超速传动机构21中的齿圈R22一起旋转，其转矩成为正方向(发动机20的旋转方向)的转矩。在此状态下，第一电动发电机23作为发电机起作用，其负方向(使旋转停止的方向)的转矩作用于太阳轮S22，与之相伴的正方向的转矩作用于齿圈R22。即，发动机20的动力向太阳轮S22侧和齿圈R22侧分配。并且，由第一电动发电机23发电的电力向第二电动发电机32供给而第二电动发电机32作为电动机起作用，因此其转矩加入到从所述齿圈R22输出的转矩中而朝向驱动轮31输出。通过超速传动机构21设定了直接连结级的情况下的动作状态在图7中用虚线示出。需要说明的是，通过发动机20输出的动力使第一电动发电机23旋转而发电，并通过该电力使第二电动发电机32沿负的旋转方向作为电动机起作用，从而进行后退行驶。
串联模式是通过发动机20将第一电动发电机23作为发电机驱动，并利用其电力将第二电动发电机32作为电动机驱动，由此进行行驶的模式。因此，通过仅使第二离合器CS卡合，将发动机20的动力向第一电动发电机23传递，使第一电动发电机23作为发电机(G)起作用。而且，第二电动发电机32被供给由第一电动发电机23产生的电力而作为电动机(M)起作用，进行正旋转而前进行驶，或向负方向旋转而后退行驶。
图8示出了以串联模式行驶的情况下的关于构成超速传动机构21的行星齿轮机构及构成动力分配机构22的行星齿轮机构的共线图。图8的左侧是关于超速传动机构21的共线图，右侧是关于动力分配机构22的共线图。在前进时，发动机20的动力经由第二离合器CS向第一电动发电机23传递而使第一电动发电机23向正方向旋转，进行发电。而且，动力分配机构22中的太阳轮S22进行正旋转，但是在齿圈R21连结于行星轮架C22的超速传动机构21中，太阳轮S21进行空转，因此在动力分配机构22中的行星轮架C22未产生反力，其结果是，不向齿圈R22传递发动机20的动力。另一方面，通过由第一电动发电机23产生的电力而使第二电动发电机32向正方向旋转来输出转矩，因此车辆前进行驶。这种情况下，动力分配机构22的齿圈R22向正方向旋转。需要说明的是，在后退时，第二电动发电机32向负方向旋转。
接下来，对EV模式进行说明。EV模式是不使用发动机20的动力而利用蓄电装置的电力进行行驶的模式，因此，车辆作为电动汽车(EV：Electric Vehicle)而行驶。第二电动发电机32经由液力偶合器33或锁止离合器CL而与驱动轮37连结，因此在EV模式下主要使第二电动发电机32作为驱动力源进行动作，在驱动力或制动力不足的情况下并用第一电动发电机23。即，能够进行仅使用第二电动发电机32的单驱动模式和使用电动发电机23、32两者的双驱动模式。在单驱动模式下，仅第二电动发电机32作为驱动力源进行动作，因此各离合器C1、CS及制动器B1释放，而且第一电动发电机23未特别地进行控制而不进行动力运转及再生。并且，第二电动发电机32在驱动时作为电动机(M)起作用，在制动时作为发电机(G)起作用。在与再生相伴的制动力不足的情况下，使第一离合器C1和制动器B1中的至少任一方卡合。而且，各电动发电机23、32作为发电机(G)起作用，与发电相伴的负转矩作为制动力起作用。
图9示出了以单驱动模式行驶的情况下的关于构成超速传动机构21的行星齿轮机构及构成动力分配机构22的行星齿轮机构的共线图。图9的左侧是关于超速传动机构21的共线图，右侧是关于动力分配机构22的共线图。在前进时，仅第二电动发电机32输出驱动力，因此动力分配机构22中的齿圈R22进行正旋转。第一电动发电机23的齿槽转矩作用于太阳轮S22。而且，由于超速传动机构21的太阳轮S21空转，而使其旋转停止的方向的转矩(负转矩)几乎未作用于与超速传动机构21的齿圈R21连结的行星轮架C22。因此，齿圈R22以与车速对应的转速旋转，太阳轮S22以停止的程度的低转速旋转，而且行星轮架C22以比齿圈R22低的转速旋转。另一方面，在超速传动机构21中，与发动机20连结的行星轮架C21停止，齿圈R21以与动力分配机构22中的行星轮架C22相同的速度旋转，伴随于此而太阳轮S21向负方向旋转。这样的超速传动机构21及动力分配机构22中的各旋转要素的旋转是与通过第二电动发电机32使副轴26上的从动齿轮27旋转的情况相伴的所谓牵连旋转。需要说明的是，第二电动发电机32向负方向旋转而输出驱动力，由此进行后退行驶。
双驱动模式是第一离合器C1及制动器B1卡合且各电动发电机23、32都作为电动机(M)进行动作的行驶模式。该状态在图10中用共线图示出。超速传动机构21将第一离合器C1卡合而其整体一体化，在此状态下制动器B1卡合，由此使超速传动机构21的整体的旋转停止。因此，与该齿圈R21连结的动力分配机构22的行星轮架C22被固定，在此状态下第一电动发电机23沿负旋转方向作为电动机进行动作。因此，由第一电动发电机23产生的转矩从齿圈R22作为正旋转方向的转矩输出。而且，第二电动发电机32沿正旋转方向作为电动机进行动作。因此，第二电动发电机32的转矩加入到从输出齿轮25输出的转矩中。在后退时，各电动发电机23、32的转矩的方向与前进时相反。
在图4所示的混合动力车中，发动机20及各电动发电机23、32成为驱动力源，无论是上述哪一个行驶模式，第二电动发电机32都作为电动机起作用，输出转矩。因此，在起步时或从低车速状态加速的加速时等可能会陷入单相锁定状态。单相锁定状态的判定或推定(预测)可以与前述的实施例同样地进行，在该判定或推定成立的情况下，在上述的混合动力车中也使锁止离合器CL的滑动量增大而使液力偶合器33的相对转速增大，由此使第二电动发电机32的转速脱离或者不进入前述的单相锁定区域。通过起步时的例子来说明该控制。
图11是表示进行基于本发明的控制装置的控制的情况下的第二电动发电机(MG2)32的转速和锁止离合器CL的液压等的变化的时间图。在该情况下的控制中，也在判定或推定为容易产生单相锁定状态的情况下，使锁止离合器CL的传递转矩容量下降而使第二电动发电机32的转速增大，因此该控制的基本的内容与前述的EV模式的情况下的控制内容相同。
在车辆停止(驱动轮转速为零)的状态下稍踏入加速器踏板(未图示)，与之相伴地发动机转速成为怠速转速程度或比之稍大的转速。在该情况下，为了使输出齿轮25的转速提前停止，第一电动发电机(MG1)23向正方向旋转而作为发电机起作用。而且，第二电动发电机32输出相当于蠕变转矩的正转矩，且锁止离合器CL卡合，第二电动发电机32的转速成为零。在此状态下踏入加速器踏板而加速器开度增大时(t1时刻)，发动机转速及发动机转矩增大，而且为了将发动机转速控制成燃油经济性良好的转速而第一电动发电机23的转速增大，且负转矩增大。此外，使第二电动发电机32的输出转矩增大。在此时刻，车辆未起步，因此第二电动发电机32的旋转停止。因此，第二电动发电机32的动作状态成为单相锁定状态的判定或推定成立(t2时刻)。
根据单相锁定状态的判定的成立而立即使锁止离合器CL的液压下降。在该情况下，可以是以规定的斜度下降，或者也可以是在使锁止离合器CL的液压逐级下降之后，以规定的斜度下降。该控制是用于使锁止离合器CL的传递转矩容量下降而诱发锁止离合器CL或液力偶合器33的滑动(相对旋转)的控制，因此即便设定目标液压来进行控制，也能通过例如前馈控制来执行。需要说明的是，作为转矩的传递比例，在锁止离合器CL中下降，在液力偶合器33中增大。因此，第二电动发电机32的转速开始增大。需要说明的是，第二电动发电机32的转矩维持成从前的转矩或者使增大斜度下降。如前述那样，单相锁定状态由于第二电动发电机32的转矩或电流值较大且转速为低转速而产生。相对于此，如上述那样使锁止离合器CL的传递转矩容量下降而使第二电动发电机32的转速增大，由此避免第二电动发电机32的动作状态陷入单相锁定状态。而且在该情况下，第二电动发电机32的转矩通过锁止离合器CL和液力偶合器33这两者进行传递，因此第二电动发电机32产生的驱动转矩完全不会丧失，能确保驱动转矩。此外，即使在液力偶合器33中流体被剪切或搅拌而发热，由于流体在液力偶合器33的内部或液力偶合器33与油冷却器(未图示)等之间循环流动，因此能将热向外部扩散，能抑制温度的上升。
即使在上述的t2时刻以后加速器开度增大时，与之相伴地发动机转速或发动机转矩、第二电动发电机23的转速或转矩也会增大，因此车辆的驱动力增大，车辆起步(t3时刻)，驱动轮的转速开始增大。在此时刻通过将加速器开度维持成规定的开度而发动机转速及发动机转矩维持成与加速器开度对应的值，而且，第一电动发电机23的转矩维持成恒定值，以维持此时刻的驱动转矩，而且第一电动发电机23的转速稍下降。并且，锁止离合器CL的液压大致为零而锁止离合器CL释放，第二电动发电机32的转矩朝向与第一电动发电机23发电的电力对应的转矩增大，且转速维持成大致恒定。这样当驱动轮转速(车速)达到并维持成恒定值时(t4时刻)，各电动发电机23、32的转矩维持成恒定值。需要说明的是，在车辆起步而第二电动发电机32的动作状态陷入单相锁定状态的可能性消失的情况下，使锁止离合器CL卡合。由此也能够防止或抑制从第二电动发电机32至驱动轮31的传动路径上的滑动或与之相伴的动力损失。
需要说明的是，本发明没有限定为上述的各具体例，能够进行各种变形例。例如，可以构成为判定或算出容易成为单相锁定的程度、或者单相锁定的程度，并进行与该判定或算出的程度对应的滑动控制。在该情况下，容易产生单相锁定的程度或单相锁定的程度可以基于越野开关的接通或断开、车轮的转速、上坡路的斜度、加速器开度或基于此的要求转矩等来求出。在这样求出的容易成为单相锁定的程度或单相锁定的程度高的情况下，即更容易成为单相锁定或者热负荷更大的单相锁定的情况下，使滑动控制的量即液力偶合器中的相对转速为更高的转速。
而且，本发明中的控制的对象即电动车辆总之只要是在输出行驶用的驱动力的电动机与驱动轮之间的传动路径上并列地配置有液力偶合器和卡合机构的车辆即可。因此，例如前述的液力偶合器33和锁止离合器CL也可以如图12所示在副轴26上配置于从动齿轮27与驱动齿轮28之间。而且，在本发明中，除了通过将卡合机构释放而产生液力偶合器的滑动(相对旋转)的控制以外，还可以预先将卡合机构及液力偶合器一起设定为滑动状态，在判定或推定为单相锁定状态产生的情况下，使卡合机构及液力偶合器的滑动量一起增大。总之只要是以使与液力偶合器及卡合机构连结的电动机的转速增大的方式进行控制的结构即可。

Claims (5)

1.一种电动车辆的控制装置，所述电动车辆具备将驱动力源输出的驱动力向驱动轮传递的传动路径，所述驱动力源包括电动机，所述电动车辆的控制装置的特征在于，
在所述传动路径中设有动力传递机构，
所述动力传递机构包括：
液力偶合器，具有与所述电动机连结的驱动侧构件和与所述驱动轮连结的从动侧构件，并且所述驱动侧构件和所述从动侧构件一边进行相对旋转一边经由流体而传递转矩；以及
卡合机构，将所述驱动侧构件与所述从动侧构件连结，
所述控制装置构成为，在所述电动机的动作状态会成为热负荷为预先确定的规定值以上的动作状态的情况下，进行滑动控制而使所述液力偶合器中的所述相对旋转的转速增大，所述热负荷是在预先确定的规定期间内由所述电动机产生的热负荷，所述滑动控制是使所述电动机的转速变得比成为了所述热负荷为所述规定值以上的动作状态的时刻的转速高的控制。
2.根据权利要求1所述的电动车辆的控制装置，其特征在于，
所述卡合机构是能够使传递转矩容量连续地变化的离合器，
所述滑动控制是使所述离合器的传递转矩容量下降的控制。
3.根据权利要求1或2所述的电动车辆的控制装置，其特征在于，
所述热负荷为所述规定值以上的动作状态是所述电动机的转矩或电流值处于预先确定的规定的范围内且所述电动机的转速为预先确定的转速以下的动作状态，
所述控制装置构成为，基于对所述电动机要求的转矩或电流值以及转速来判定是否会成为所述热负荷为所述规定值以上的状态，在判定为所述电动机的动作状态会成为所述电动机的所述热负荷为所述规定值以上的动作状态的情况下进行所述滑动控制。
4.根据权利要求1所述的电动车辆的控制装置，其特征在于，
所述卡合机构是能够使传递转矩容量变化的离合器，
所述滑动控制是使由所述卡合机构传递的转矩的传递比例减小并且使由所述液力偶合器传递的转矩的传递比例增大的控制，
所述控制装置构成为，判定所述电动机的动作状态是否容易成为所述电动机的所述热负荷为所述规定值以上的动作状态，在判定为所述电动机的动作状态容易成为所述电动机的所述热负荷为所述规定值以上的动作状态的情况下进行所述滑动控制，且在未判定为所述电动机的动作状态容易成为所述电动机的所述热负荷为所述规定值以上的动作状态的情况下不进行所述滑动控制。
5.一种电动车辆，具备权利要求1～4中任一项所述的电动车辆的控制装置。
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