CN106608173B - 混合动力车辆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种混合动力车辆。所述混合动力车辆配备有被连接至动力分割机构的引擎、发电机、电动机、以及被设置在所述电动机与驱动轴之间的有级变速器。当满足规定的发电机条件和规定的电动机条件中的至少一者时，该混合动力车辆所配备有的电子控制单元(ECU)向下修改下行线以使降档可能发生。所述发电机条件包括所述发电机的温度等于或高于第一基准温度，以及所述发电机的转速的绝对值由于进行所述降档而减小。所述电动机条件包括所述电动机的温度等于或高于第三基准温度。

Description

混合动力车辆

技术领域

本发明涉及一种混合动力车辆，该混合动力车辆具有被连接至动力分割机构的引擎、发电机、电动机以及被设置在电动机与车轴之间的有级变速器。

背景技术

传统上，已知这样的混合动力车辆：该混合动力车辆具有被连接至动力分割机构的引擎、发电机、电动机以及被设置在电动机与车轴之间的有级变速器(例如，公开号为2014-082855的日本专利申请(JP 2014-082855A)等)。在该混合动力车辆中，根据用于车速的加速器开度(opening degree)而进行有级变速器的齿轮级(stage)之间的转换。

另外，被安装在该混合动力车辆中的电动机和发电机(下文中将不区分彼此，并且被称为“旋转电机”)由于其驱动而产生热。在传统的混合动力车辆中，当旋转电机由于该热而达到过高的温度时，车辆的输出被限制以防止旋转电机的温度进一步上升。这种对车辆的输出的限制导致驾驶性能劣化。

在此应注意，公开号为2013-139258的日本专利申请(JP 2013-139258A)公开了下面的技术。也就是，当电动机的温度处于预定范围之外时，使得向驱动轮传送来自电动机的动力和来自内燃机的动力的第一变速(shift)机构处于空档(neutralize)。在该空档期间，电动机的转速降低，或者电动机停止旋转。由此，电动机的温度被降低。根据该技术，可以防止电动机达到过高的温度，但是来自电动机的动力暂时不被传送至驱动轮。因此，整个车辆的动力输出降低。

此外，公开号为2005-170143的日本专利申请(JP 2005-170143 A)公开了下面的技术。也就是，当电池的剩余容量降低时，进行有级变速器的降档以增大由发电机产生的转矩。然而，在该公开号为2005-170143的日本专利申请(JP 2005-170143 A)中，根本没有将旋转电机的温度上升考虑在内。此外，公开号为2005-170143的日本专利申请(JP 2005-170143 A)的车辆不具有动力分割机构，所以，公开号为2005-170143的日本专利申请(JP2005-170143 A)的技术不能被应用于具有动力分割机构的混合动力车辆。

发明内容

鉴于上述混合动力车辆的情况，本发明提供一种能够在不导致车辆的输出降低的情况下防止发电机和/或电动机达到过高的温度的混合动力车辆。

由此，根据本发明的一方面，提供一种配备有引擎、发电机、电动机、驱动轴、有级变速器、动力分割机构和电子控制单元的混合动力车辆。所述驱动轴被配置为将驱动力传送至车轮。所述有级变速器被配置为被设置在所述电动机与所述驱动轴之间。所述动力分割机构被配置为(i)使三个元件互相机械地耦接，所述三个元件为所述电动机的旋转轴、所述引擎的输出轴和所述发电机的旋转轴，以及(ii)使用所述三个元件中的一者作为在其它两个元件之间传送动力的反作用力元件。所述电子控制单元被配置为(i)控制所述引擎、所述发电机、所述电动机和所述有级变速器的驱动，(ii)当用于车速的加速器开度的检测值达到下基准值时，进行所述有级变速器的降档，(iii)当满足规定的发电机条件时，将所述下基准值修改为低于规定的标准值以使所述降档可能(likely)发生，所述发电机条件为至少这样的条件：所述发电机的温度等于或高于规定的第一基准温度，以及(iv)通过进行所述降档而减小所述发电机的转速的绝对值。根据该混合动力车辆，创造(create)这样的情形：为了满足发电机条件而可能进行降档。然后，当进行降档时，可以抑制发电机的温度上升。结果，可以在不降低车辆的输出的情况下防止发电机达到高温。

此外，在所述混合动力车辆中，所述电子控制单元可以被配置为，当在所述下基准值被向下修改的状态下所述发电机的温度降为低于第二基准温度或者所述发电机的转速的绝对值由于进行所述降档而增大时，使所述下基准值返回至所述标准值，所述第二基准温度低于所述第一基准温度。根据该混合动力车辆，当进行降档的必要性降低时，下基准值返回至标准值。因此，可以进行基于标准值的适当变速控制。

此外，在所述混合动力车辆中，所述电子控制单元可以被配置为，当满足所述发电机条件和规定的电动机条件中的至少一者时，将所述下基准值修改为低于所述规定的标准值以使所述降档可能发生。所述电动机条件可以包括至少这样的条件：所述电动机的温度等于或高于规定的第三基准温度。根据该混合动力车辆，创造这样的情形：为了满足电动机条件和发电机条件中的至少一者而可能进行降档。然后，当进行降档时，可以抑制电动机和发电机的温度上升。结果，可以在不降低车辆的输出的情况下防止电动机和发电机达到高温。

此外，在所述混合动力车辆中，所述电子控制单元可以被配置为，当在所述下基准值被向下修改的状态下第一条件和第二条件都被满足时，使所述下基准值返回至所述标准值。所述第一条件可以为这样的条件：所述发电机的温度降为低于第二基准温度，所述第二基准温度低于所述第一基准温度。所述第二条件可以为这样的条件：所述电动机的温度降为低于第四基准温度或者所述发电机的转速的绝对值由于进行所述降档而增大，所述第四基准温度低于所述第三基准温度。根据该混合动力车辆，当进行降档的必要性降低时，下基准值返回至标准值。因此，可以进行基于标准值的适当变速控制。

此外，当满足所述发电机条件时设定的所述下基准值可以等于当满足所述电动机条件时设定的所述下基准值。根据该混合动力车辆，设定相同的下基准值而不论是否满足发电机条件或电动机条件。因此，可以简化控制的流程。

此外，在所述混合动力车辆中，所述电动机条件可以进一步包括这样的条件：所述电动机的输出转矩等于或大于预定值。根据该混合动力车辆，可以防止下基准值被不必要地更改。

此外，在所述混合动力车辆中，所述电子控制单元可以被配置为，与当所述电动机的温度低于规定的限制开始温度时相比，当所述电动机的温度变得等于或高于所述限制开始温度时更限制所述电动机的输出。所述第三基准温度可以低于所述限制开始温度。根据该混合动力车辆，下基准值在达到限制开始温度之前被向下修改。因此，可以防止电动机达到限制开始温度。

此外，在所述混合动力车辆中，所述发电机条件可以进一步包括这样的条件：所述车速等于或高于预定值。根据该混合动力车辆，可以防止下基准值被不必要地更改。

在所述混合动力车辆中，所述电子控制单元可以被配置为，与当所述发电机的温度低于规定的限制开始温度时相比，当所述发电机的温度变得等于或高于所述限制开始温度时更限制所述发电机的输出。所述第一基准温度可以低于所述限制开始温度。根据该混合动力车辆，下基准值在达到限制开始温度之前被向下修改。因此，可以防止发电机达到限制开始温度。

根据本发明的另一方面，提供一种配备有引擎、发电机、电动机、驱动轴、有级变速器、动力分割机构和电子控制单元的混合动力车辆。所述驱动轴被配置为将驱动力传送至车轮。所述有级变速器被配置为被设置在所述电动机与所述驱动轴之间。所述动力分割机构被配置为使三个元件相互机械地耦接，所述三个元件为所述电动机的旋转轴、所述引擎的输出轴和所述发电机的旋转轴，以及(ii)使用所述三个元件中的一者作为在其它两个元件之间传送动力的反作用力元件。所述电子控制单元被配置为(i)控制所述引擎、所述发电机、所述电动机和所述有级变速器的驱动，(ii)当用于车速的加速器开度的检测值达到下基准值时，进行所述有级变速器的降档，以及(iii)当满足规定的电动机条件时，将所述下基准值修改为低于规定的标准值以使所述降档可能发生。所述电动机条件为至少这样的条件：所述电动机的温度等于或高于规定的第三基准温度。根据该混合动力车辆，创造这样的情形：为了满足电动机条件而可能进行降档。然后，当进行降档时，可以抑制电动机的温度上升。结果，可以在不降低车辆的输出的情况下防止电动机达到高温。

此外，在所述混合动力车辆中，所述电子控制单元可以被配置为，当在所述下基准值被向下修改的状态下所述电动机的温度降为低于第四基准温度时，使所述下基准值返回至所述标准值，所述第四基准温度低于所述第三基准温度。根据该混合动力车辆，当进行降档的必要性降低时，下基准值返回至标准值。因此，可以进行基于标准值的适当变速控制。

此外，在所述混合动力车辆中，所述电动机条件可以进一步包括这样的条件：所述电动机的输出转矩等于或大于预定值。根据该混合动力车辆，可以防止下基准值被不必要地更改。

在本发明的另一优选的方面，所述电子控制单元可以被配置为，与当所述电动机的温度低于规定的限制开始温度时相比，当所述电动机的温度变得等于或高于所述限制开始温度时更限制所述电动机的输出。所述第三基准温度可以低于所述限制开始温度。根据该混合动力车辆，下基准值在达到限制开始温度之前被向下修改。因此，可以防止电动机达到限制开始温度。

根据如上所述的本发明的混合动力车辆，创造了这样的情形：为了满足发电机条件和/或电动机条件而可能进行降档。然后，当进行降档时，可以抑制电动机和发电机的温度或者电动机或发电机的温度上升。结果，可以在不降低车辆的输出的情况下防止发电机和/或电动机达到过高的温度。

附图说明

下面将参考附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业意义，在所述附图中，相同的参考标号表示相同的部件，其中：

图1是示出作为本发明的实施例的混合动力车辆的配置的图；

图2是示出混合动力车辆的示例性变速图的图；

图3是示出混合动力车辆的变速控制的流程的流程图；

图4是混合动力车辆的驱动机构的共线(alignment)图；

图5是混合动力车辆的驱动机构的共线图；

图6是示出如何在混合动力车辆的变速图中向下修改下行线(down line)和上行线(up line)的图像；

图7是示出混合动力车辆的变速图选择处理的流程的流程图；

图8是示出本发明的本实施例的第一变型例中的变速图选择处理的流程的流程图；

图9是示出本发明的本实施例的第二变型例中的变速图选择处理的流程的流程图；

图10是示出本发明的本实施例的第三变型例中的变速图选择处理的流程的流程图；以及

图11是示出本发明的本实施例的第四变型例中的变速图选择处理的流程的流程图。

具体实施方式

在下文中将参考附图描述本发明的实施例。图1是示出作为本发明的实施例的混合动力车辆10的配置的图。如图1所示，混合动力车辆10配备有引擎12、第一旋转电机MG1、第二旋转电机MG2、动力分割机构14、变速器16、逆变器18和20、电池22以及电子控制单元(ECU)24。

引擎12为内燃机，该内燃机通过使用诸如汽油、轻油等的烃类燃料而输出动力。通过ECU 24对引擎12进行诸如燃料喷射控制、点火控制、吸入空气量调整控制等的操作控制。为了进行对该引擎12的操作控制，将各种传感器(未示出)检测到的例如燃料室中的压力值、空气燃料比、吸入空气量等的参数输入至ECU 24。

动力分割机构14包括：作为外齿轮的太阳齿轮(sun gear)S；作为内齿轮的环形齿轮R，其与太阳齿轮S同心设置；多个小齿轮(pinion)，其与太阳齿轮S啮合并且与环形齿轮R啮合；以及行星架(carrier)CA，其保持(hold)所述多个小齿轮以使得所述多个小齿轮可以围绕它们自己的轴和围绕行星架CA旋转。动力分割机构14被配置为使用太阳齿轮S、环形齿轮R和行星架CA作为旋转元件而进行差动作用的行星齿轮机构。

引擎12的曲柄轴(输出轴)12a与行星架CA耦接。第一旋转电机MG1的旋转轴与太阳齿轮S耦接。第二旋转电机MG2的旋转轴与环形齿轮R耦接。动力分割机构14使三个元件互相机械地耦接，并且使用这三个元件中的一者作为能够在其它两个元件之间传送动力的反作用力元件，这三个元件为该曲柄轴12a、第一旋转电机MG1的旋转轴和第二旋转电机MG2的旋转轴。在车辆通过使用从引擎12输出的动力和从第二旋转电机MG2输出的动力而行驶的混合动力行驶期间，第一旋转电机产生电力，动力分割机构14根据太阳齿轮S侧与环形齿轮R侧之间的齿轮比，将来自引擎12的被输入至行星架CA的动力分配至太阳齿轮S侧和环形齿轮R侧。输出至环形齿轮R的动力经由第二旋转电机MG2的旋转轴、变速器16、驱动轴28和差动齿轮而从环形齿轮R的旋转轴输出至车轮。

第一旋转电机MG1和第二旋转电机MG2中的每一者都是公知的同步发电电动机，其可以被驱动作为发电机也可以被驱动作为电动机。第一旋转电机MG1主要用作发电机，第二旋转电机MG2主要用作电动机。然而，应注意，当引擎12被起动时，第一旋转电机MG1用作通过从电池22被供以电力而被驱动的电动机(起动电动机)。

第一旋转电机MG1和第二旋转电机MG2经由逆变器18和20而与电池22交换电力。将逆变器18和20连接至电池22的电力线包括由各个逆变器18和20共用的正极母线和负极母线。由此，由第一旋转电机MG1和第二旋转电机MG2中的一个产生的电力可以被另一个旋转电机消耗。因此，使用来自第一旋转电机MG1和第二旋转电机MG的电力或者不足的电力对电池22充电/放电。另外，当通过第一旋转电机MG1和第二旋转电机MG2保持电力的平衡时，不对电池22充电/放电。

第一旋转电机MG1和第二旋转电机MG2二者都由ECU 24驱动控制。对于第一旋转电机MG1和第二旋转电机MG2的这种驱动控制，将各种传感器(未示出)检测到的参数输入至ECU 24，这些参数为例如各个旋转电机的转速、施加至各个旋转电机的电流值、旋转电机的温度、逆变器18和20的温度、用于冷却旋转电机的冷却介质的温度等。ECU 24基于这些参数而产生并且输出逆变器18和20的开关控制信号。

变速器16为被设置在第二旋转电机MG2与驱动轴28之间的有级变速器，并且可以在多个级中改变速度比。变速器16由例如两个行星齿轮、多个离合器和多个制动器构成。然后，可以通过所述多个离合器和所述多个制动器的状态(啮合状态或释放状态)转换而改变速度比。基于来自ECU24的控制信号而进行该变速器16的变速。为了进行该变速器16的变速控制，将车速V和加速器开度Acc输入至ECU 24。此外，如稍后将描述的，ECU 24参考提前存储的变速图而进行变速器16的变速控制。然而，为了选择和转换要参考的变速图，第一旋转电机MG1和第二旋转电机MG2的温度等也被输入至ECU 24。

电池22为被充以电力和使电力从其中放电的二次电池。该电池22由ECU 24管理。管理电池22所需要的信号——例如跨电池22的端子的电压、电池22的充电/放电电流、电池22的温度等——被输入至ECU 24。ECU 24还基于由电流传感器检测到的充电/放电电流的累积值而计算剩余容量(SOC)以管理电池22。

如到目前为止所描述的，ECU 24用作电子控制单元，该电子控制单元控制引擎12、第一旋转电机MG1、第二旋转电机MG2、变速器16等的驱动，并且管理电池22。ECU 24具有CPU、存储器等。另外，在本发明的本实施例中，ECU 24被描述为单个区域。然而，ECU 24可以由多个单元构成。例如，ECU 24可以由单独的ECU——即，主要控制引擎12的驱动的引擎ECU、主要控制第一旋转电机MG1和第二旋转电机MG2的驱动的电动机ECU、主要管理电池22的电池ECU、以及控制多个这些ECU的驱动的混合ECU——构成。

如上所述配置的混合动力车辆10的行驶模式包括混合行驶模式、电动机行驶模式、引擎直接转矩行驶模式等。在混合行驶模式下，为了使车辆行驶，引擎12和第二旋转电机MG2二者都被驱动，并且通过使用来自引擎12的动力的一部分，由第一旋转电机MG1产生电力。在电动机行驶模式下，使引擎12停止运转，并且使车辆通过来自第二旋转电机MG2的动力而行驶。在引擎直接转矩行驶模式下，使第二旋转电机MG2停止运转，并且在使第一旋转电机MG1负责引擎转矩的反作用力的同时，使车辆仅通过经由动力分割机构14从引擎12直接传送至环形齿轮R的旋转轴的转矩(该转矩也被称为引擎直接传送转矩)而行驶。

接下来，将描述变速器16的变速控制。如已经描述的，在根据本发明的本实施例的混合动力车辆10中，变速器16被设置在第二旋转电机MG2与驱动轴28之间。ECU 24根据用于所检测的车速V的加速器开度Acc而控制变速器16的变速。为了进行该变速控制，提前将变速图存储在ECU 24中，在所述变速图中，记录作为在进行降档时用于车速V的加速器开度Acc的下基准值和作为在进行升档时用于车速V的加速器开度Acc的上基准值。

图2是示出示例性变速图的图。在图2中，横轴代表车速V，纵轴代表加速器开度Acc。在图2中，每条粗线(粗实线、粗虚线和粗的长短交替线)中都是代表在进行升档(减小变速器16的速度比)时的加速器开度Acc的值(即，上基准值)的线。像这些粗线的代表上基准值的线在下文中将被称为“上行线”。此外，每条细线(细实线、细虚线和细的长短交替线)都是代表在进行降档(增大变速器16的速度比)时的加速器开度Acc的值(即，下基准值)的线。像这些细线的代表下基准值的线在下文中将被称为“下行线”。

ECU 24以预定时间间隔监视实际车速V和实际加速器开度Acc，并且将通过所获得的车速V和加速器开度Acc的检测值而确定的工作点与该变速图进行对照(collate)。然后，当由于用于车速V的加速器开度Acc的减小而使工作点跨过与当前齿轮级对应的上行线(达到上基准值)时，ECU 24进行变速器16的升档。例如，在第二速度(second speed)被选为变速器16的齿轮级的情况下，当由车速V和加速器开度Acc确定的工作点从点P1向点P2和点P3移动并且跨过用于第二速度的上行线(粗虚线)时，ECU 24将变速器16的齿轮级从第二速度提高至第三速度。

同样，当由于用于车速V的加速器开度Acc的增大而使工作点跨过与当前齿轮级对应的下行线(达到下基准值)时，ECU 24进行变速器16的降档。例如，在第四速度被选为变速器16的齿轮级的情况下，当由车速V和加速器开度Acc确定的工作点从点P4向点P5和点P6移动并且跨过与第三速度对应的下行线(细的长短交替线)时，ECU 24将变速器16的齿轮级从第四速度降至第三速度。

图3是示出该变速控制的流程的流程图。如图3所示，ECU 24监视车速V和加速器开度Acc以控制变速器16(S10)。当获得车速V和加速器开度Acc时，ECU 24随后确认由车速V和加速器开度Acc确定的工作点是否已跨过与当前齿轮级对应的下行线(S12)。具体地，如果在当前采样时指定(specify)的工作点跨过对应的下行线而位于在上次采样时指定的工作点的另一侧(在左侧或上侧)，则判定工作点已跨过下行线。如果工作点已跨过下行线，则ECU 24进行降档以将变速器16的速度比降低一级(S14)。另一方面，如果工作点未跨过下行线，则ECU 24确认工作点是否已跨过与当前齿轮级对应的上行线(S16)。具体地，如果在当前采样时指定的工作点跨过对应的上行线而位于在上次采样时指定的工作点的另一侧(在右侧或下侧)，则判定工作点已跨过上行线。然后，如果工作点已跨过上行线，则ECU 24进行升档以将变速器16的速度比提升一级(S18)。另一方面，如果工作点既没有跨过上行线也没有跨过下行线(S12和S16中的“否”)，则ECU 24在保持当前齿轮级的同时返回至步骤S10。之后ECU 24重复相同的处理。如上所述，ECU 24将车速V和加速器开度Acc与提前存储的变速图进行对照，使变速器16变速。

此外，已知第一旋转电机MG1和第二旋转电机MG2根据其驱动而产生热并且使温度上升。具体地，当车辆在高齿轮级长时间持续以高速行驶，或者重复以超车方式或爬坡行驶时，向第一旋转电机MG1和第二旋转电机MG2中的每一者施加大的负荷。结果，第一旋转电机MG1和第二旋转电机MG2中的每一者可达到过高的温度。当第一旋转电机MG1和第二旋转电机MG2中的每一者以这种方式达到过高的温度时，第一旋转电机MG1和第二旋转电机MG2中的每一者的寿命被缩短，或者使其中的每一者受到损伤。由此，通常建议当第一旋转电机MG1的温度Dg或第二旋转电机MG2的温度Dm超过规定的限制开始温度D3时，限制车辆的输出并且防止第一旋转电机MG1和第二旋转电机MG2的温度上升。然而，根据该技术，可以防止第一旋转电机MG1和第二旋转电机MG2达到过高的温度，但车辆的动力性能下降，并且驱动性能下降。

由此，在本发明的该实施例中，为了在不使车辆的动力性能下降的情况下防止第一旋转电机MG1和第二旋转电机MG2达到过高的温度，根据第一旋转电机MG1和第二旋转电机MG2的温度而在变速图之间进行转换，从而使降档可能发生。将参考图4至6对此进行描述。图4和5是混合动力车辆10的驱动机构的共线图，图6是示出示例性变速图的图。

如图4所示，构成动力分割机构14的太阳齿轮S的转速(第一旋转电机MG1的转速Ng)、行星架CA的转速(引擎12的转速Ne)和环形齿轮R的转速(第二旋转电机MG2的转速Nm)建立这样的关系，以在共线图上通过直线而互相连接。也就是说，如果确定旋转元件中的任何两者的转速，则另一个旋转元件的转速也被确定。此外，驱动轴28的转速No为通过将环形齿轮R的转速(Nm)乘以变速器16的减速比而获得的值。

在该驱动机构中，为了降低第一旋转电机MG1和第二旋转电机MG2的温度，建议进行降档以降低变速器16的齿轮级。也就是说，一般而言，驱动轴28的转速No在变速前后保持不变。因此，当进行降档时，环形齿轮R(第二旋转电机MG2)的转速Nm增大。此外，一般而言，引擎12的转速Ne也在变速前后保持不变。因此，当进行降档时，如图4所示，第一旋转电机MG1的转速Ng降低。也就是说，通过进行降档，第二旋转电机MG2的转速Nm升高，并且第一旋转电机MG1的转速Ng降低。

以这种方式，由于第二旋转电机MG2的转速Nm升高而抑制第二旋转电机的温度上升。此外，在第一旋转电机MG1的情况下，当其转速Ng的绝对值减小时，抑制其温度上升。将描述其原因。旋转电机的温度上升的主要起因为由损耗产生的热。因此，为了防止旋转电机的温度上升，建议降低损耗。由旋转电机引起的主要损耗包括由线圈的电阻分量引起的铜损耗、由于芯部的物理性质而引起的铁损耗，以及当转子旋转时引起的诸如旋转摩擦等的机械损耗。在这些损耗当中，铜损耗为依赖于电流的损耗。当流过线圈的电流减小时，铜损耗也减小。此外，一般而言，电流依赖于转矩。因此，当旋转电机的输出转矩变小时，铜损耗也变小。铁损耗和机械损耗为依赖于旋转电机的转速的损耗。当转速的绝对值减小时，铁损耗和机械损耗也减小。因此，在其中抑制第一旋转电机MG1和第二旋转电机MG2的温度上升的情况下，需要降低旋转电机中的每一者的转矩和转速绝对值中的至少一者。

由此，将考虑在降档前后的第一旋转电机MG1和第二旋转电机MG2的转矩和转速。输出至驱动轴28的功率Po由下面示出的表达式1表示。另外，在表达式1中，Tep表示被传送至变速器16的输入轴26的引擎直接传送转矩，Np表示变速器16的输入轴26的转速，No表示驱动轴28的转速，并且Grp表示变速器16的减速比Gat的倒数。

Po＝Tep×Np+Tm×No×Gap＝Tep×Np+Tm×Np (表达式1)

在此应注意，变速器16的输入轴的转速Np等于第二旋转电机MG2的转速Nm(Np＝Nm)。此外，当ρ表示动力分割机构14的速度比并且Te表示引擎12的输出转矩时，引擎直接传送转矩Tep被表示为Tep＝1/(1+ρ)×Te。因此，表达式1可以被表示为下面示出的表达式2。此外，表达式2可以像表达式3那样被展开。另外，Pm表示第二旋转电机MG2的输出功率。

Po＝1/(1+ρ)×Te×Nm+Tm×Nm＝1/(1+ρ)×Te×Nm+Pm (表达式2)

在此应注意，在表达式2中，无论变速器16的齿轮级如何，动力分割机构14的速度比ρ总是恒定的。此外，到驱动轴28的输出功率Po和引擎12的输出转矩Te在长时段内波动。然而，在降档前后的短时段内，到驱动轴28的输出功率Po和引擎12的输出转矩Te可以被视为没有波动的恒定值。因此，当第二旋转电机MG2的转速Nm由于进行降档而变高时，表达式2的右侧中的第一项(1/(1+ρ)×Te×Nm)变大。此外，表达式2的右侧中的第二项Pm是通过从基本为恒定值的输出功率Po减去(1/(1+ρ)×Te×Nm)而获得的值。因此，当第二旋转电机MG2的转速Nm由于进行降档而变高时，表达式2的右侧中的第二项Pm变小。也就是说，当第二旋转电机MG2的转速Nm由于进行降档而变高时，第二旋转电机MG2的输出功率Pm变小。然后，当第二旋转电机MG2的转速Nm由于进行降档而变高时，通过将该输出功率Pm除以转速Nm而获得的输出转矩Tm也变小。

也就是说，当第二旋转电机MG2的转速Nm由于进行降档而变高时，第二旋转电机MG2的输出功率Pm和转矩Tm都减小。然后，当第二旋转电机MG2的转矩Tm减小时，第二旋转电机MG2的铜损耗也相应地减小。因此，可以抑制第二旋转电机MG2的温度上升。另外，当进行降档时，第二旋转电机MG2的转矩Tm和铜损耗减小，但转速Nm提高。因此，铁损耗和机械损耗增大。然而，一般而言，在其中主要使用第二旋转电机MG2的低旋转、大转矩工作范围内，铜损耗比铁损耗和机械损耗更占主导地位。铁损耗和机械损耗充分地小于铜损耗。因此，即使当铁损耗和机械损耗由于转速Nm提高而在某种程度上增大时，铜损耗的减小量也等于或大于铁损耗和机械损耗的增大量。因此，有效地抑制了第二旋转电机MG2的温度上升。

接下来，将考虑第一旋转电机MG1。第一旋转电机MG1的转矩Tg和转速Ng可以分别由下面示出的表达式3和表达式4表示。

Tg＝-ρ/(1+ρ)×Te (表达式3)

Ng＝(1+ρ)/ρ×Ne-1/ρ×Nm (表达式4)

在此应注意，如上所述，动力分割机构14的速度比ρ总是恒定的，并且引擎12的转矩Te在降档前后基本恒定。因此，显然地，由表达式3表示的第一旋转电机MG1的转矩Tg也在降档前后基本恒定。当转矩Tg恒定时，可以安全地假设铜损耗也基本恒定。

另一方面，如从表达式4和图4中显而易见的，当第二旋转电机MG2的转速Nm由于进行降档而提高时，第一旋转电机MG1的转速Ng降低。于是，铁损耗和机械损耗也由于转速Ng降低而变化。更具体地，如图4所示，当第一旋转电机MG1的转速Ng为正的(Ng>0)并且该转速的绝对值|Ng|由于进行降档而减小时，仅第一旋转电机MG1的铁损耗和机械损耗减小而其铜损耗不变。因此，抑制了第一旋转电机MG1的温度上升。

然而，应注意，如图5所示，当第一旋转电机MG1的转速Ng为负的(Ng<0)并且该转速的绝对值|Ng|由于进行降档而增大时，仅第一旋转电机MG1的铁损耗和机械损耗增大而其铜损耗不变。在这种情况下，第一旋转电机MG1的温度上升而不是被抑制上升。

如上所述，在混合动力车辆10的驱动机构中，可以通过进行降档以使第二旋转电机MG2的转速增大并且使第一旋转电机MG1的转速的绝对值减小，来抑制旋转电机的温度上升。由此，在本发明的本实施例中，当第二旋转电机MG2的温度为高的和/或第一旋转电机MG1的温度为高的，并且第一旋转电机MG1的转速的绝对值由于进行降档而减小时，向下修改所选择的变速图中的变速线以使降档可能发生。将参考图6对此进行描述。

在本发明的本实施例中，ECU 24存储两个变速图，即，标准变速图和高温变速图。标准变速图是如图2所示的变速图，并且当既不满足稍后将描述的电动机条件也不满足发电机条件时被使用。另一方面，高温变速图是与标准变速图相比向下修改变速线的变速图。图6是示出变速线的向下修改的例子的图。在图6中，虚线指示从第四速度至第三速度的下行线，实线指示从第三速度至第四速度的上行线。此外，在图6中，粗线指示在标准变速图中的变速线，并且细线指示在高温变速图中的变速线。

如图6所示，高温变速图中的下行线(细虚线)指示与标准变速图中的下行线(粗虚线)相比，用于车速V的加速器开度Acc被向下修改。因此，如果基于高温变速图而进行变速控制，则即使在与当基于标准变速图进行变速控制时相比，加速器开度Acc较小或车速较高的情况相比，也进行降档。结果，根据高温变速图，与在标准变速图的情况下相比，发生降档的可能性更大。于是，通过进行降档，减小第一旋转电机MG1和第二旋转电机MG2的损耗，因此，抑制了其温度上升。

此外，在仅向下修改下行线并且未向下修改上行线的情况下，两者之间的滞后变小，因此以相对高的频率变换齿轮。这种高频率齿轮变换为不利的，因为引起驱动性能劣化等。由此，在高温变速图中，向下修改上行线以及下行线。也就是说，如图6所示，高温变速图中的上行线(细实线)指示与标准变速图中的上行线(粗实线)相比，用于车速V的加速器开度Acc被向下修改。由此，可以减小齿轮变换的频率，并且可以提高驱动性能。

ECU 24存储这两个变速图，并且根据情况转换要在变速控制中参考的图。具体地，当满足电动机条件和发电机条件中的至少一者时，ECU 24参考高温变速图而进行变速控制，并且当既不满足电动机条件也不满足发电机条件时，ECU 24参考标准变速图而进行变速控制。在此应注意，电动机条件为：第二旋转电机MG2的温度Dm等于或高于规定的基准温度D2。此外，发电机条件为：第一旋转电机MG1的温度Dg等于或高于基准温度D2，并且第一旋转电机MG1的转速的绝对值|Ng|由于进行降档而减小。另外，基准温度D2为在本申请中记载的第一基准温度和第三基准温度中的每一者的一个例子。该基准温度D2是这样的温度：该温度能够防止由于温度上升而限制车辆的输出。也就是说，在本发明的本实施例中，当第一旋转电机MG1和第二旋转电机MG2的温度变得等于或高于限制开始温度D3时，第一旋转电机MG1和第二旋转电机MG2开始限制整个车辆的输出。基准温度D2被设定为低于该限制开始温度D3的值。

图7是示出变速图选择处理的流程的流程图。在混合动力行驶期间，ECU 14并行地执行图3所示的变速控制和图7所示的变速图选择处理。将描述该变速图选择处理。ECU 24首先确认第二旋转电机MG2的温度Dm是否等于或高于规定的基准温度D2(S20)。另外，在本发明的本实施例中，基于由在第二旋转电机MG2中设置的传感器检测到的第二旋转电机MG2的温度本身而判定是否Dm≥D2。然而，可以基于其它参数做出此判定。例如，如果用于冷却第二旋转电机MG2的冷却介质的温度等于或高于规定的冷却介质基准温度，则可以判定Dm≥D2。第二旋转电机MG2的温度可以根据电流值等而被推定。关于稍后也将详细描述的Dm<D1、Dg≥D2和Dg<D1的判定步骤(S22、S26和S28)，可以基于其它参数而做出判定，或者可以根据其它参数而推定旋转电机的温度。

如果Dm≥D2，则可以判定第二旋转电机MG2的温度Dm接近限制开始温度D3，并且判定需要限制第二旋转电机MG2的温度上升。因此，在这种情况下，做出向步骤S24的转变，并且选择高温变速图作为要在变速控制中使用的变速图。

另一方面，如果Dm<D2，则ECU 24前进至步骤S22，并且确认是否满足这样的条件：第一旋转电机MG1的温度Dg等于或高于基准温度D2，并且|Ng|由于进行降档而减小。基于由在旋转电机MG2中设置的传感器检测到的第二旋转电机MG2的温度本身而判定是否Dm≥D2。然而，可以基于其它参数做出该判定。例如，如果用于冷却旋转电机MG2的冷却介质的温度等于或高于规定的冷却介质基准温度，则可以判定Dm≥D2。如果Dg≥D2，则可以判定第一旋转电机MG1的温度Dm接近限制开始温度D3，并且判定需要限制第一旋转电机MG1的温度上升。此外，如果|Ng|由于进行降档而减小，则可以判定能够通过进行降档而降低第一旋转电机MG1的损耗(铁损耗和机械损耗)。因此，如果在步骤S22中的判定结果为“是”，则ECU 24前进至步骤S24，并且选择高温变速图作为要在变速控制中使用的变速图。另一方面，如果在步骤S20中的判定结果和在步骤S22中的判定结果均为否，则ECU 24前进至步骤S30，并且选择标准变速图作为变速图。

如果在步骤S24中选择高温变速图，则降档可能发生，并且第一旋转电机MG1和第二旋转电机MG2的损耗可能降低。然后，作为结果，可以抑制第一旋转电机和第二旋转电机的温度上升。在选择高温变速图之后，ECU 24保持其中选择高温变速图的状态，直至满足预定条件。具体地，在选择高温变速图之后，ECU 24监视第二旋转电机的温度Dm是否低于规定的基准温度D1(S26)。基准温度D1是在本申请中记载的第二基准温度和第四基准温度中的每一者的一个例子。该基准温度D1是低于基准温度D2的温度。如果Dm≥D1，则ECU 24继续保持其中选择高温变速图的状态。另一方面，如果Dm<D1，则ECU 24随后前进至步骤S28，并且监视是否满足这样的条件：第一旋转电机MG1的温度Dg低于基准温度D1，或者|Ng|由于进行降档而减小。然后，如果Dg≥D1并且|Ng|由于进行降档而减小，则ECU 24返回到步骤S26，并且继续保持其中选择高温变速图的状态。另一方面，如果Dg<D1或者|Ng|由于进行降档而增大，则ECU 24前进至步骤S30，并且使变速图返回至标准变速图。然后，ECU24在之后重复相同的处理。

如上所述，根据本发明的本实施例，当第一旋转电机MG1和第二旋转电机MG2的温度高时，在进行变速时用于车速V的加速器开度Acc的值(变速线)被向下修改。由此，降档可能发生。然后，由于降档的发生，所以在不降低向驱动轴输出的功率Po的情况下，可以降低第一旋转电机MG1和第二旋转电机MG2的损耗，并且可以抑制其温度上升。

另外，根据图7的流程图，如果第二旋转电机MG2的温度Dm等于或高于基准温度D2(S20中的“是”)，则即使在|Ng|由于进行降档而增大的情况下，也选择高温变速图。在这种情况下，通过进行降档而减小第二旋转电机MG2的铜损耗，但是第一旋转电机MG1的铁损耗和机械损耗增加。结果，第二旋转电机MG2的温度Dm由于进行降档而可被降低，但是第一旋转电机MG1的温度Dg上升。然而，如已经描述的，旋转电机中的铁损耗和机械损耗一般小于铜损耗。因此，即使在进行降档时|Ng|增大的情况下，也推定第一旋转电机MG1的温度的上升速度为相对低的，并且推定影响为小的。另一方面，当转速Nm为低的并且转矩Tm保持为大的时，第二旋转电机MG2的温度的上升速度为高的，并且第二旋转电机MG2可能在相对短的时间内达到限制开始温度D3。由此，如果Dm≥D2并且|Ng|由于进行降档而增大，则第二旋转电机MG2的温度优先降低，并且选择高温变速图而使得可能进行降档。也就是说，直至Dm<D1，在步骤S26中的判定结果为“否”，因此保持高温变速图的选择。

另外，到此为止描述的配置为一个例子。只要当满足发电机条件和/或电动机条件时，在进行降档时的用于车速V的加速器开度Acc的值从标准值被向下修改，就可以适当地更改配置的其它细节。例如，在本发明的上述实施例中，将第一旋转电机MG1的温度和第二旋转电机MG2的温度都考虑在内而选择变速图。然而，可以在不考虑这些温度中的一者的情况下选择变速图。也就是说，可以根据图8、9、10和11所示的流程图而选择变速图。

由此，将描述本发明的本实施例的第一变型例。图8是示出在选择变速图的情况下的第一变型例的控制的流程图。在该控制中，在考虑到第二旋转电机MG2的温度Dm，但不考虑第一旋转电机MG1的温度Dg的情况下选择变速图。如图8所示，在这种情况下，如果第二旋转电机MG2的温度Dm等于或高于基准温度D2，则选择高温变速图(S42、S44)。如果第二旋转电机MG2的温度Dm变得低于基准温度D1，则选择标准变速图(S46、S48)。例如，当第二旋转电机MG2的温度可能变得高于第一旋转电机MG1的温度时，当第二旋转电机MG2的容许温度低于第一旋转电机MG1的容许温度时等等，该处理为有效的。

接下来将描述本发明的本实施例的第二变型例。在上述第一变型例的描述中，作为电动机条件，仅提到第二旋转电机MG2的温度Dm等于或高于基准温度D2。然而，电动机条件可以进一步包括第二旋转电机MG2的转矩Tm等于或大于基准转矩Ta。也就是说，在第二变型例的控制中，如图9所示，当执行变速图选择处理时，首先确认第二旋转电机MG2的转矩Tm是否等于或大于基准转矩Ta(S40)。然后，如果Tm<Ta，则即使在Dm≥D2的情况下，也可以选择标准变速图。基于下面的理由而添加该步骤S40。当第二旋转电机MG2的转矩Tm小时，铜损耗对整个第二旋转电机MG2的损耗的比通常也为小的。在这种情况下，即使当通过降档而使转矩Tm减小且从而使铜损耗降低时，该转矩Tm以及由此铜损耗的降低也被推定为几乎不对温度降低作出贡献。也就是说，在转矩Tm为小的情况下，即使当进行降档时，温度降低也被推定为不可能的。因此，在这种情况下，建议在不向下修改变速线的情况下基于标准变速图而进行变速控制。以此方式，电动机条件还包括转矩Tm等于或大于基准转矩Ta，因此，可以防止变速线被不必要地修改，从而能够做出更适当的变速控制。

接下来，将描述本发明的本实施例的第三变型例。图10是示出在选择变速图的情况下的第三变型例的控制的流程图。在该控制中，在考虑到第一旋转电机MG1的温度Dg，但不考虑第二旋转电机MG2的温度Dm的情况下选择变速图。如图10所示，在这种情况下，如果第一旋转电机MG1的温度Dg等于或高于基准温度D2并且|Ng|由于进行降档而减小，则选择高温变速图(S52、S54)。此外，如果在选择高温变速图之后，第一旋转电机MG1的温度Dg低于基准温度D1或者|Ng|由于进行降档而增大，则选择标准变速图(S56、S58)。例如，当第一旋转电机MG1的温度可能变得高于第二旋转电机MG2的温度时，当第一旋转电机MG1的容许温度低于第二旋转电机MG2的容许温度时等等，该处理为有效的。

此外，在上述第一至第三变型例的描述中，与第一旋转电机MG1的温度Dg比较的基准温度D1和D2分别等于与第二旋转电机MG2的温度Dm比较的基准温度D1和D2。然而，用于比较的基准温度的值可以根据第一旋转电机MG1和第二旋转电机MG2的温度特性等而被适当地更改。也就是说，在图7中，在步骤S20和S22中，旋转电机的温度与基准温度D2进行比较。然而，例如，在步骤S20中，温度Dm可以与电动机基准温度D2_m进行比较，并且在步骤S22中，温度Dg可以与发电机基准温度D2_g进行比较(注意，D2_g≠D2_m)。此外，在步骤S26中，温度Dm可以与电动机基准温度D1_m进行比较，并且在步骤S28中，温度Dg可以与发电机基准温度D1_g进行比较(注意，D1_g≠D1_m)。

接下来，将描述本发明的本实施例的第四变型例。在上述第三变型例的描述中，作为发电机条件，提到第一旋转电机MG1的温度Dg等于或高于基准温度D2并且|Ng|由于进行降档而减小。然而，除了这些条件之外，发电机条件可以进一步包括车速V等于或高于基准值。例如，如图11所示，当执行变速图选择处理时，首先确认车速V是否等于或高于基准车速Va(S50)。如果V<Va，则即使在Dg≥D2的情况下，也可以选择标准变速图。

基于下面的理由而添加该步骤S50。当车速V低时，第一旋转电机MG1的转速Ng也很可能为低的。在这种情况下，即使当进行降档时，第一旋转电机MG1的温度也不降低。或者，即使当第一旋转电机MG1的温度降低时，温度的降低速度也被推定为极低的。因此，当车速V低时，可以在不向下修改变速线的情况下进行基于标准变速图的变速控制。以此方式，发电机条件还包括车速V等于或高于基准车速Va，因此，可以防止变速线被不必要地修改，并且能够作出更适当的变速控制。

此外，在前述描述中，仅使用单个高温变速图。然而，可以根据是否满足发电机条件或电动机条件而使用不同的高温变速图(具有从标准值开始的不同的向下修改量的下行线)中的一个。例如，当仅满足发电机条件时，可以选择具有相对小的向下修改量的高温变速图，而当满足至少电动机条件时，可以选择具有大的向下修改量的高温变速图。此外，在本发明的上述实施例中，在进行降档时用于车速V的加速器开度Acc的值(下基准值和上基准值)被存储为图。然而，下基准值和上基准值可以以其它形式被存储，而非被存储为图。例如，下基准值和上基准值可以以表、函数等的形式被存储。

Claims (13)

1.一种混合动力车辆，其特征在于包括：

引擎；

发电机；

电动机；

驱动轴，其被配置为将驱动力传送至车轮；

有级变速器，其被设置在所述电动机与所述驱动轴之间；

动力分割机构，其被配置为(i)使三个元件互相机械地耦接，所述三个元件为所述电动机的旋转轴、所述引擎的输出轴和所述发电机的旋转轴，以及(ii)使用所述三个元件中的一者作为在其它两个元件之间传送动力的反作用力元件；以及

电子控制单元，其被配置为：

(i)控制所述引擎、所述发电机、所述电动机和所述有级变速器的驱动，

(ii)当用于车速的加速器开度的检测值达到下基准值时，进行所述有级变速器的降档，

(iii)当满足规定的发电机条件时，将所述下基准值修改为低于规定的标准值以使所述降档可能发生，所述发电机条件为至少这样的条件：所述发电机的温度等于或高于规定的第一基准温度，以及

(iv)通过进行降档而减小所述发电机的转速的绝对值，

所述电子控制单元被配置为，当在所述下基准值被向下修改的状态下所述发电机的温度降为低于第二基准温度时，使所述下基准值返回至所述标准值，所述第二基准温度低于所述第一基准温度。

2.根据权利要求1所述的混合动力车辆，其特征在于：

所述电子控制单元被配置为，当在所述下基准值被向下修改的状态下所述发电机的转速的绝对值由于进行所述降档而增大时，使所述下基准值返回至所述标准值。

3.根据权利要求1所述的混合动力车辆，其特征在于：

所述电子控制单元被配置为，当满足所述发电机条件和规定的电动机条件中的至少一者时，将所述下基准值修改为低于所述规定的标准值以使所述降档可能发生，所述电动机条件为至少这样的条件：所述电动机的温度等于或高于规定的第三基准温度。

4.根据权利要求3所述的混合动力车辆，其特征在于：

所述电子控制单元被配置为，当在所述下基准值被向下修改的状态下第一条件和第二条件都被满足时，使所述下基准值返回至所述标准值，所述第一条件为这样的条件：所述发电机的温度降为低于第二基准温度，所述第二基准温度低于所述第一基准温度，并且所述第二条件为这样的条件：所述电动机的温度降为低于第四基准温度或者所述发电机的转速的绝对值由于进行所述降档而增大，所述第四基准温度低于所述第三基准温度。

5.根据权利要求3所述的混合动力车辆，其特征在于：

所述电子控制单元被配置为，当在所述下基准值被向下修改的状态下第一条件和第二条件都被满足时，使所述下基准值返回至所述标准值，所述第一条件为这样的条件：所述发电机的温度降为低于第二基准温度，所述第二基准温度低于所述第一基准温度，并且所述第二条件为这样的条件：所述发电机的转速的绝对值由于进行所述降档而增大。

6.根据权利要求3至5中任一项所述的混合动力车辆，其特征在于：

当满足所述发电机条件时设定的所述下基准值等于当满足所述电动机条件时设定的所述下基准值。

7.根据权利要求3至5中任一项所述的混合动力车辆，其特征在于：

所述电动机条件进一步包括这样的条件：所述电动机的输出转矩等于或大于预定值。

8.根据权利要求3至5中任一项所述的混合动力车辆，其特征在于：

所述电子控制单元被配置为，与当所述电动机的温度低于规定的限制开始温度时相比，当所述电动机的温度变得等于或高于所述限制开始温度时更限制所述电动机的输出，以及

所述第三基准温度低于所述限制开始温度。

9.根据权利要求1至5中任一项所述的混合动力车辆，其特征在于：

所述发电机条件进一步包括这样的条件：所述车速等于或高于预定值。

10.根据权利要求1至5中任一项所述的混合动力车辆，其特征在于：

所述电子控制单元被配置为，与当所述发电机的温度低于规定的限制开始温度时相比，当所述发电机的温度变得等于或高于所述限制开始温度时更限制所述发电机的输出，以及

所述第一基准温度低于所述限制开始温度。

11.一种混合动力车辆，其特征在于包括：

引擎；

发电机；

电动机；

驱动轴，其被配置为将驱动力传送至车轮；

有级变速器，其被设置在所述电动机与所述驱动轴之间；

动力分割机构，其被配置为：(i)使三个元件相互机械地耦接，所述三个元件为所述电动机的旋转轴、所述引擎的输出轴和所述发电机的旋转轴，以及(ii)使用所述三个元件中的一者作为在其它两个元件之间传送动力的反作用力元件；以及

电子控制单元，其被配置为：(i)控制所述引擎、所述发电机、所述电动机和所述有级变速器的驱动，(ii)当用于车速的加速器开度的检测值达到下基准值时，进行所述有级变速器的降档，以及(iii)当满足规定的电动机条件时，将所述下基准值修改为低于规定的标准值以使所述降档可能发生，所述电动机条件为至少这样的条件：所述电动机的温度等于或高于规定的第三基准温度，

所述电子控制单元被配置为，当在所述下基准值被向下修改的状态下所述电动机的温度降为低于第四基准温度时，使所述下基准值返回至所述标准值，所述第四基准温度低于所述第三基准温度。

12.根据权利要求11所述的混合动力车辆，其特征在于：

所述电动机条件进一步包括这样的条件：所述电动机的输出转矩等于或大于预定值。

13.根据权利要求12所述的混合动力车辆，其特征在于：

所述电子控制单元被配置为，与当所述电动机的温度低于规定的限制开始温度时相比，当所述电动机的温度变得等于或高于所述限制开始温度时更限制所述电动机的输出，以及

所述第三基准温度低于所述限制开始温度。