专利名称：驱动设备、配备有驱动设备的机动车辆以及驱动设备和机动车辆的控制方法
技术领域：
本发明涉及驱动设备、配备有驱动设备的机动车辆以及驱动设备和机 动车辆的控制方法。
背景技术：
一种已经提出的驱动设备使用第一 电动发电机和动力分配行星齿轮机 构以将发动机的动力输出到驱动轴，同时通过变速器的变速来转换第二电 动发电机的动力并将转换的动力传递到驱动轴(例如，见日本专利早期公
开No. 2002-225578)。
在具有变速器的驱动设备中，润滑介质(润滑油)通常用于润滑变速 器的动力传递机构，例如齿轮机构。为了维护配备有这种驱动设备的机动 车辆，可以将一定量的润滑油注入机动车辆。润滑油的体积和粘度受温度 变化的影响。因此期望在注入以前将润滑油的温度提高到预设温度范围。 为了更好的工作性，需要将润滑油快速地升高到预设温度范围。于是，需 要热交换装置以能够通过与变速器中的润滑油进行热交换而对润滑油进行 快速的温度升高。在通过变速器中的变速来转换发动机的动力并将转换的 动力输出到驱动轴的传统汽油发动机式车辆中，利用发动机的热和由附装 到发动机输出轴的变矩器产生的热来提高润滑油的温度。在传统的汽油发 动机式车辆中，还利用发动机的运行来使得润滑油的流动循环并加速润滑 油的温度升高。
发明内容
在具有发动机的机动车辆中，例如，在配备有变速器的电动车辆中， 发动机的热和通过变矩器的旋转产生的热不能用于润滑油的温度升高。在
使用第一电动发电机和行星齿轮机构以将发动机的动力输出至驱动轴同时 将第二电动发电机的动力经由变速器输出至驱动轴的混合动力车辆中，通 常在车辆停止期间发动机停止。发动机因此不能使润滑油的流动循环并加 速润滑油的温度升高。
本发明的技术可应用于包括变速器的驱动设备、配备有这种驱动设备 的机动车辆、以及驱动设备和机动车辆的控制方法，以将用于变速器润滑 的润滑介质的温度快速地提高到预设温度范围。
为了获得以上和其他相关目的的至少一部分，本发明的驱动设备、配 备有驱动设备的机动车辆、以及驱动设备和机动车辆的控制方法具有下述 构造。
本发明针对一种驱动设备，所述驱动设备配备有具有动力输入输出能 力的电机，并且所述驱动设备包括换档变速器组件，其具有动力传递机 构并通过变速来转换所述电机的输出动力，并将转换的动力输出至驱动 轴；润滑结构，其存储并使用润滑介质来至少润滑所述换档变速器组件的 所述动力传递机构，并被设置成能够在所述润滑介质的至少一部分与所述
电机之间进行热交换；和基于请求控制模组，其根据一定请求来驱动并控
制所述电机来增强所述润滑介质与所述电机之间的热交换，并从而加速所 述润滑介质的温度升高。
本发明的第一驱动设备根据一定请求来增强润滑介质与电机之间的热 交换，并从而加速润滑介质的温度升高。该"一定请求"可以是操作者的 用于设定维护模式的特定操作。可以在将一定量的润滑油注入驱动设备以 维护驱动设备的处理中执行电机的这种驱动控制。第一驱动设备的这种设 置增强了与被驱动以产生热的电机的热交换，并从而确保了润滑介质的快
速温度升高。
在本发明的一个优选实施例中，所述第一驱动设备还可以包括蓄电 单元，其将电力传输到所述电机，并从所述电机传输电力。所述基于请求 控制模组在所述蓄电单元的输出限制内驱动并控制所述电机。此设置有效 地防止了蓄电单元的过放电。
在本发明的第一驱动设备中，所述基于请求控制模组驱动并控制所述
电机以加速由所述电机进行的热产生。这确保了润滑介质的快速温度升 咼°
在本发明的另一个优选实施例中，所述第一驱动设备还可以包括锁 止机构，其将所述驱动轴锁止在不可旋转状态。所述基于请求控制模组驱 动控制所述电机和所述锁止机构，在将所述驱动轴锁止在所述不可旋转状 态下通过与所述电机的热交换来加热所述润滑介质。此设置有利地防止了 不期望的通过电机的运行从驱动轴输出动力。
在本发明的第一驱动设备的一个优选结构中，所述换档变速器组件具 有与所述电机的旋转一起运动的运动部分和将基于摩擦的啮合力施加到所 述运动部分的啮合部分。所述基于请求控制模组驱动控制所述电机和所述 换档变速器组件，以驱动所述电机并使所述换档变速器组件的所述啮合部 分处于半啮合状态。利用由换档变速器组件的啮合部分的半啮合引起的热 产生来获得润滑介质的更快速的温度升高。与换档变速器组件的啮合部分 的非啮合状态相比，啮合部分的半啮合状态能够将反作用力施加到电机。 这进一步加速了由电机进行的热产生，并确保了润滑介质的更快温度升
本发明针对一种第二驱动设备，其与内燃机组合使用并配备有具有动 力输入输出能力的电机。所述第二驱动设备包括换档变速器组件，其具 有动力传递机构并通过变速来转换所述电机的输出动力，并将转换的动力 输出至驱动轴；润滑结构，其存储并使用润滑介质来至少润滑所述换档变 速器组件的所述动力传递机构，被设置成能够在所述润滑介质的至少一部 分与所述电机之间进行热交换，并接收所述内燃机的输出动力以使所述润
滑介质循环；和基于请求控制模组，其根据一定请求来驱动并控制所述电
机来增强所述润滑介质与所述电机之间的热交换，并从而加速所述润滑介 质的温度升高，同时启动所述内燃机以使所述润滑介质循环。
根据一定请求，本发明的第二驱动设备驱动并控制电机来增强润滑介 质与电机之间的热交换，并从而加速润滑介质的温度升高，同时启动内燃 机以使润滑介质循环。该"一定请求"可以是操作者的用于设定维护模式 的特定操作。可以在将一定量的润滑油注入驱动设备以维护驱动设备的处
理中执行电机的这种驱动控制。第二驱动设备的这种设置增强了与被驱动 以产生热的电机的热交换，并从而确保了润滑介质的快速温度升高，同时 利用内燃机的输出动力来使润滑介质循环。润滑介质的循环能够实现润滑 介质的有效且均匀的温度升高。
所述第二驱动设备还可以包括锁止机构，其将所述驱动轴锁止在不 可旋转状态。所述基于请求控制模组驱动控制所述电机和所述锁止机构， 在将所述驱动轴锁止在所述不可旋转状态下通过与所述电机的热交换来加 热所述润滑介质。此设置有利地防止了不期望的通过电机的运行从驱动轴 输出动力。
在本发明的第二驱动设备的优选结构中，所述换档变速器组件具有与 所述电机的旋转一起运动的运动部分和将基于摩擦的啮合力施加到所述运 动部分的啮合部分。所述基于请求控制模组驱动控制所述电机和所述换档 变速器组件，以驱动所述电机并使所述换档变速器组件的所述啮合部分处 于半啮合状态。利用由换档变速器组件的啮合部分的半啮合引起的热产生 来获得润滑介质的更快速的温度升高。与换档变速器组件的啮合部分的非 啮合状态相比，啮合部分的半啮合状态能够将反作用力施加到电机。这进 一步加速了由电机进行的热产生，并确保了润滑介质的更快温度升高。
所述第二驱动设备还可以包括电力机械动力输入输出机构，其连接 到所述内燃机的输出轴和所述驱动轴，并通过电力和机械动力的输入输出 将所述内燃机的输出动力的至少一部分输出到所述驱动轴；和蓄电单元， 其将电力传输到所述电力机械动力输入输出机构和所述电机，并从所述电 力机械动力输入输出机构和所述电机传输电力。在第二驱动设备中，所述 基于请求控制模组可以在所述蓄电单元的输出限制内驱动所述电力机械动 力输入输出机构和所述电机。
本发明针对一种第一机动车辆，包括电机，其能够输入和输出动 力；换档变速器组件，其具有动力传递机构并通过变速来转换所述电机的 输出动力，并将转换的动力输出至车轴；润滑结构，其存储并使用润滑介 质来至少润滑所述换档变速器组件的所述动力传递机构，并被设置成能够
在所述润滑介质的至少一部分与所述电机之间进行热交换；和基于请求控
制模组，其根据一定请求来驱动并控制所述电机来增强所述润滑介质与所 述电机之间的热交换，并从而加速所述润滑介质的温度升高。本发明的第一机动车辆根据一定请求来增强润滑介质与电机之间的热 交换，并从而加速润滑介质的温度升高。该"一定请求"可以是操作者的 用于设定维护模式的特定操作。可以在将一定量的润滑油注入驱动设备以 维护驱动设备的处理中执行电机的这种驱动控制。第一机动车辆的这种设 置增强了与被驱动以产生热的电机的热交换，并从而确保了润滑介质的快 速温度升高。本发明还针对一种第二机动车辆，包括内燃机；电机，其能够输入 和输出动力；换档变速器组件，其具有动力传递机构并通过变速来转换所 述电机的输出动力，并将转换的动力输出至驱动轴；润滑结构，其存储并 使用润滑介质来至少润滑所述换档变速器组件的所述动力传递机构，被设 置成能够在所述润滑介质的至少一部分与所述电机之间进行热交换，并接 收所述内燃机的输出动力以使所述润滑介质循环；和基于请求控制模组， 其根据一定请求来驱动并控制所述电机来增强所述润滑介质与所述电机之 间的热交换，并从而加速所述润滑介质的温度升高，同时启动所述内燃机 以使所述润滑介质循环。根据一定请求，本发明的第二机动车辆驱动并控制电机来增强润滑介 质与电机之间的热交换，并从而加速润滑介质的温度升高，同时启动内燃 机以使润滑介质循环。该"一定请求"可以是操作者的用于设定维护模式 的特定操作。可以在将一定量的润滑油注入驱动设备以维护驱动设备的处 理中执行电机的这种驱动控制。第二机动车辆的这种设置增强了与被驱动 以产生热的电机的热交换，并从而确保了润滑介质的快速温度升高，同时 利用内燃机的输出动力来使润滑介质循环。润滑介质的循环能够实现润滑 介质的有效且均匀的温度升高。本发明针对一种驱动设备的控制方法，所述驱动设备配备有电机，其 能够输入和输出动力的电机；换档变速器组件，其具有动力传递机构并通 过变速来转换所述电机的输出动力，并将转换的动力输出至驱动轴；和润 滑结构，其存储并使用润滑介质来至少润滑所述换档变速器组件的所述动 力传递机构，并被设置成能够在所述润滑介质的至少一部分与所述电机之 间进行热交换。根据一定请求，所述控制方法驱动并控制所述电机来增强 所述润滑介质与所述电机之间的热交换，并从而加速所述润滑介质的温度 升高。本发明的驱动设备的控制方法根据一定请求驱动并控制电机来增强润 滑介质与电机之间的热交换，并从而加速润滑介质的温度升高。该"一定 请求"可以是操作者的用于设定维护模式的特定操作。可以在将一定量的 润滑油注入驱动设备以维护驱动设备的处理中执行电机的这种驱动控制。 驱动设备的控制方法的这种设置增强了与被驱动以产生热的电机的热交 换，并从而确保了润滑介质的快速温度升高。本发明针对一种机动车辆的控制方法，所述机动车辆配备有内燃机；电机，其能够输入和输出动力；换档变速器组件，其具有动力传递机构并 通过变速来转换所述电机的输出动力，并将转换的动力输出至车轴；和润 滑结构，其存储并使用润滑介质来至少润滑所述换档变速器组件的所述动 力传递机构，被设置成能够在所述润滑介质的至少一部分与所述电机之间 进行热交换，并接收所述内燃机的输出动力以使所述润滑介质循环。根据 一定请求，所述控制方法驱动并控制所述电机来增强所述润滑介质与所述 电机之间的热交换，并从而加速所述润滑介质的温度升高，同时启动所述 内燃机以使所述润滑介质循环。根据一定请求，本发明的机动车辆的控制方法驱动并控制电机来增强 润滑介质与电机之间的热交换，并从而加速润滑介质的温度升高，同时启 动内燃机以使润滑介质循环。该"一定请求"可以是操作者的用于设定维 护模式的特定操作。可以在将一定量的润滑油注入驱动设备以维护驱动设 备的处理中执行电机的这种驱动控制。机动车辆的控制方法的这种设置增 强了与被驱动以产生热的电机的热交换，并从而确保了润滑介质的快速温 度升高，同时利用内燃机的输出动力来使润滑介质循环。润滑介质的循环 能够实现润滑介质的有效且均匀的温度升高。
图1示意性地图示了在本发明的一个实施例中装备由驱动设备的混合动力车辆的构造；图2示出了安装在本实施例的混合动力车辆上的变速器的结构；图3是示出由安装在本实施例的混合动力车辆上的电子控制单元执行 的油温升高处理例程的流程图；图4示意性地图示了在一个修改示例中的另一种混合动力车辆的构造；图5示意性地图示了在另一个修改示例中的另一种混合动力车辆的构 造；并且图6示意性地图示了作为另一个修改方案的电动车辆的构造。
具体实施方式
以下将参考附图描述实现本发明的一个模式作为优选实施例。图1示 意性地图示了在本发明的一个实施例中配备有驱动设备的混合动力车辆20 的构造。如图所示，本实施例的混合动力车辆20包括消耗燃料(例如， 汽油)以输出动力的发动机22、经由减振器28连接到发动机22的曲轴 26或输出轴的三轴式动力分配集成机构30、连接到动力分配集成机构30 并具有发电能力的电机MG1、经由变速器60连接到动力分配集成机构30 的电机MG2、提供润滑油的供给以用于润滑和冷却动力分配集成机构 30、电机MG1和MG2以及变速器60的机械部件的机械油泵35和电油泵 36、控制整个混合动力车辆20的运行的电子控制单元70、以及显示与混 合动力车辆20相关的各种信息而且允许并接收操作者的各种输入的多显 示部分89。图1中的粗箭头示出了由机械油泵35和电油泵36供应的润滑 油的流动。本实施例的驱动设备主要由动力分配集成机构30、电机MG1 和MG2、变速器60、机械油泵35、电油泵36、电子控制单元70和多显 示部分89构成。动力分配集成机构30包括作为外齿轮的太阳轮31、作为与太阳轮31 同心布置的内齿轮的齿圈32、与太阳轮31和齿圈32啮合的多个行星齿轮 33、以及保持多个行星齿轮33以允许它们公转和绕其轴的自转两者的行星轮架34。动力分配集成机构30的行星轮架34、太阳轮31和齿圈32分 别连接到发动机22的曲轴26、连接到电机MG1和经由齿圈轴32a或驱动 轴连接到变速器60。当电机MG1用作发电机时，经由行星轮架34输入的 发动机22的动力根据其速比被分配到太阳轮31和齿圈32。在另一方面， 当MG1用作电动机时，经由行星轮架34输入的发动机22的动力与经由 太阳轮31输入的电机MG1的动力集成，并被输入到齿圈32。输出到齿圈 轴32a的动力最终经由齿轮机构90传递到混合动力车辆的驱动轮49a和 49b。齿轮机构90与驻车锁止机构91耦合。驻车锁止机构91包括附装到 齿轮机构90的末端齿轮90a的驻车齿轮92和与驻车齿轮92啮合以锁止并 停止驻车齿轮92的旋转的驻车锁止销93。驻车锁止销93例如响应于驾驶 员将换档杆81切换到驻车(P)位置的换挡操作，根据从CPU 72发送的 命令而沿着其轴线上下移动。驻车锁止销93的竖直运动使驻车锁止销93 与驻车齿轮92啮合和松开以实现和释放驻车锁止。齿轮机构90的末端齿 轮90a机械地连接到齿圈轴32a或驱动轴。驻车锁止机构91因此间接地锁 止齿圈轴32a或驱动轴。机械油泵35具有与连接到曲轴26的行星轮架34连接的转轴。机械油 泵35由行星轮架34的旋转驱动以将油盘37中存储的润滑油供应到动力分 配集成机构30和其他相关组件。电油泵36利用从辅助设备电池(未示 出)供应的电力来驱动以将油盘37中存储的润滑油供应到动力分配集成 机构30和其他相关组件。由电子控制单元70驱动并控制电油泵36。电机MG1和MG2被构造为公知的同步电动发电机，其能够被致动为 发电机和电动机两者。电机MG1和MG2经由逆变器41和42将电力传输 到电池50并从电池50传输电力。将电池50与逆变器41和42连接的电线 54构造为由逆变器41和42共用的通用正极总线和负极总线。这样的连接 能够使得由电机MG1和MG2之一产生的电力被另一个电机MG1或MG2 消耗。电机MG1和MG2两者都由电机电子控制单元40 (此后称作电机 ECU 40)驱动并控制。电机ECU40输入为驱动和控制电机MG1和MG2 所需的各种信号，例如，来自旋转位置检测传感器43和44的表示电机 MG1和MG2中转子的旋转位置的信号、以及来自电流传感器(未示出) 的表示施加到电机MG1和MG2的相电流的信号。电机ECU 40将切换控 制信号输出到逆变器41和42。电机ECU 40与电子控制单元70建立通 信。电池50处于电池电子控制单元52 (此后称作电池ECU 52)的管理和 控制之下。电池ECU 52输入用于管理和控制电池50所需的各种信号并与 电子控制单元70建立通信。电池ECU 52还根据由电流传感器(未示出) 测量的充放电电流的累积值来计算电池50的充电状态(SOC)以管理和控 制电池50。变速器60被设计为将电机MG2的中空转轴48与齿圈轴32a连接和断 开。在连接状态下，变速器60以两种不同的减速比减小电机MG2的转轴 48的转速，并将减小的转速传递到齿圈轴32a。图2中示出了一种类型的 变速器60的结构。如图2所示的变速器60具有双级行星齿轮机构60a、 单级行星齿轮机构60b、以及施加基于摩擦的耦合力的两个制动器Bl和 B2。双级行星齿轮机构60a包括作为外齿轮的太阳轮61、作为与太阳轮 61同心布置的内齿轮的齿圈62、与太阳轮61啮合的多个第一行星齿轮 63a、与多个第一行星齿轮63a和齿圈62啮合的多个第二行星齿轮63b、 以及将多个第一行星齿轮63a耦合到多个第二行星齿轮63b以允许它们公 转和绕其轴的自转两者的行星轮架64。制动器Bl的啮合和松开停止和允 许太阳轮61的旋转。单级行星齿轮机构60b包括作为外齿轮的太阳轮 65、作为与太阳轮65同心布置的内齿轮的齿圈66、与太阳轮65和齿圈 66啮合的多个行星齿轮67、以及保持多个行星齿轮67以允许它们公转和 绕其轴自转两者的行星轮架68。太阳轮65和行星轮架68分别连接到电机 MG2的转轴48和连接到齿圈轴32a。制动器B2的啮合和松开停止和允许 齿圈66的旋转。双级行星齿轮机构60a和单级行星齿轮机构60b经由各自 齿圈62和66的连接以及各自行星轮架64和68的连接而互相耦合。在变 速器60中，松开的制动器Bl和B2的组合将电机MG2的转轴48与齿圈 轴32a断开。松开的制动器Bl和啮合的制动器B2的组合以相对高的减速 比使电机MG2的转轴48的旋转减速，并将减速后的旋转传递到齿圈轴 32a。此状态称作Lo档位。啮合的制动器B1和松开的B2的组合以相对低 的减速比使电机MG2的转轴48的旋转减速，并将减速后的旋转传递到齿 圈轴32a。此状态被称为Hi档位。啮合的制动器Bl和B2的组合禁止转轴 48和齿圈轴32a的旋转。制动器B1和B2通过液压回路(未示出)致动。电子控制单元70被构造为微处理器，其包括CPU 72、存储处理程序 的ROM 74、临时存储数据的RAM 76、输入和输出端口 (未示出)、以 及通信端口 (未示出)。电子控制单元70经由其输入端口接收来自附装 至油盘37的温度传感器38的润滑油温度或油温TO、来自油位传感器39 的表示存储在油盘37中的润滑油的水平或油位HO、来自点火开关80的 点火信号、来自换挡位置传感器82的换档杆81的当前设定位置或换挡位 置SP、来自加速踏板位置传感器84的驾驶员对加速踏板83的操作量或加 速器开度Acc、来自制动踏板传感器86的驾驶员对制动踏板85的按压量 或制动踏板位置BP、来自车速传感器88的车速V、以及来自多显示部分 89的各种操作信号。电子控制单元70经由其输出端口将档位改变信号输 出到变速器60、将屏幕显示信号输出到多显示部分89。电子控制单元70 经由线圈所述的其通信端口与发动机ECU 24、电机ECU 40和电池ECU 52建立通信。本说明涉及与具有上述构造的本实施例的混合动力车辆20的运行， 尤其是在将一定量的润滑油注入混合动力车辆20以用于维护的处理中将 润滑油的温度提高到预设温度范围的一系列控制。润滑油的温度影响润滑 油的体积和粘度。因此将润滑油加热到预设温度。图3是示出由电子控制 单元70执行的油温升高处理例程的流程图。由操作者操控多显示部分89 以设定油温升高处理模式来触发此例程。本实施例的混合动力车辆20仅 在换挡位置SP被设定在驻车(P)位置时(即，仅当通过驻车锁止机构91 实现驻车锁止时)才允许设定油温升高处理模式。即，在此油温升高处理 例程的执行期间混合动力车辆20保持停止。在油温升高处理例程中，电子控制单元70的CPU 72首先指示电机 ECU 40和发动机ECU 24使发动机22启动并以用于致动机械油泵35的致 动转速Nd (步骤SIOO)运行，并致动电油泵36 (步骤SllO)。致动转速 Nd表示用于机械油泵35的致动所需的转速，并被设定位略大于发动机22 的怠速转速，例如在600rpm至1000rpm的范围内。机械油泵35和电油泵 36的致动使得润滑油的流动循环，并增强了润滑油的热交换效率。增强的 润滑油的热交换效率能够快速并均匀地提高润滑油的温度。发动机22通 过电机MG1在电机ECU 40的驱动控制下带动。当发动机22的转速Ne达 到预设基准值Nref，例如800rpm或1000rpm时，发动机ECU 24执行燃 料喷射控制和点火控制以启动发动机22。发动机22接着通过发动机ECU 24受到进气流调节、燃料喷射控制和点火控制而以致动转速Nd独立地被 驱动。在通过电机MG1带动发动机22的过程中， 一定水平的转矩经由动 力分配集成机构30输出到齿圈轴32a。但是，无论输出到齿圈轴32a的转 矩，通过驻车锁止机构91实现的驻车锁止使混合动力车辆20保持停止。CPU 72接着控制液压回路以通过电机MG2的选择防止太阳轮61的 固定到机壳，并使制动器Bl处于半啮合状态(步骤S120)。制动器Bl 的半啮合状态增大了来自电机MG2的输出转矩，加速了由电机MG2进行 的热产生并加速了由制动器B1的摩擦热产生。CPU 72随后输入位控制所需的各种数据，即，来自温度传感器38的 油温TO、电机MG2的转速Nm2、和电池50的输出限制Wout (步骤 S130)并判断输入的油温TO是否达到或超过预设基准温度Tref (步骤 S140)。通过电机ECU 40根据由旋转位置检测传感器44检测的电机 MG2中转子的旋转位置来计算电机MG2的转速Nm2，并通过通信从电机 ECU 40接收该转速Nm2。根据电池50的充电状态SOC和其他相关数据 设定电池50的输出限制Wout，并通过通信从电池ECU 52接收该输出限 制Wout。基准温度Tref用作判断润滑油的温度是否升高到预设温度范围 (例如，4(TC到5(TC的温度范围)的标准，并被设定为高于预设温度范围 下限的值，例如43"C或45"C。当油温TO仍然低于预设基准温度Tref时(步骤S140:"否")， CPU 72将预定热产生转速Nh设定为电机MG2的目标转速Nm2* (步骤 S150)，并在电池50的输出限制Wout内设定电机MG2的转矩命令 Tm2*，从而以设定的目标转速Nm2^区动电机MG2 (步骤S160)。油温 升高处理例程将电机MG2的转矩命令Tm2+发送到电机ECU 40 (步骤 S170)并返回步骤S130。热产生转速Nh表示干扰电机MG2的仅一相中 的电流的集中流动的转速，并被设定为例如500rpm至1500rpm的范围 内。设定电机MG2的转矩命令Tm2^勺具体过程是由目标转速Nm2+、当 前转速Nm2以及在此例程的先前循环中设定的先前转矩命令Tm2*，根据 以下给出的等式(1)作为反馈控制的关系表达式来计算电机MG2的暂时 转矩命令Tm2tmp:Tm2tmp二先前Tm2*+kl(Nm2*—Nm2)+k2 i" (Nm2承一Nm2)dt…(1)该过程接着将计算的电机MG2的电机转矩Tm2tmp限制为通过将电池50 的输出限制Wout除以电机MG2的转速Nm2得到的最大转矩限制Tmax， 并因此设定电机MG2的转矩命令Tm2*。在以上给出的等式(1)中，kl 和k2表示常数。响应于接收到从电子控制单元70发送的电机MG2的转 矩命令Tm2、电机ECU40在公知的矢量控制中增大通过'd'轴的电流 的流动(其作为没有转矩贡献的电流分量)，并因此对于所施加电流，相 比标准驱动控制中的输出效率，降低了电机MG2的输出效率。电机ECU 40还执行包括在逆变器42中的开关元件的开关控制，以确保从电机MG2 输出与设定的转矩命令Tm2^目等的转矩。增大通过M'轴的电流加速了 由电机MG2进行的热产生，而不会引起从电机MG2输出的过大转矩。加 速的由电机MG2进行的热产生能够快速的升高润滑油的温度。电机MG2 的运行将转矩输出到齿圈轴32a。但是，无论输出到齿圈轴32a的转矩， 通过驻车锁止机构91实现的驻车锁止使混合动力车辆20保持静止。在步骤S130至S170的重复执行期间，油温TO逐渐升高到或超过预 设基准温度Trcf。当油温TO达到或超过预设基准温度时(步骤S140: "是")，判定润滑油的温度升高到预设温度范围。CPU72因此指示发动 机ECU 24和电机ECU 40以停止发动机22以及电机MG1和MG2的运 行，停止电油泵36的致动、并松开制动器Bl的半啮合状态(步骤 S180)。然后油温升高处理例程结束。如上所述，安装在本实施例的混合动力车辆20上的驱动设备利用由 电机MG2的运行产生的热来快速地升高润滑油的温度。电机MG2以低输 出效率进行的运行加速了由电机MG2进行的热产生，并因此确保了润滑 油的快速温度升高。电机MG2在制动器Bl的半啮合状态下的运行进一步 加速了由电机MG2和由变速器60进行的热产生，并能够更快地进行润滑 油的温度升高。本实施例的驱动设备启动发动机22以致动机械油泵35， 并致动电油泵36，以使润滑油的流动循环。这增强了润滑油的热交换效 率，并因此获得了快速且均匀的润滑油的温度升高。在本实施例的安装在混合动力车辆20上的驱动设备中，驱动控制将 例如在500rpm至1500rpm的范围内的热产生转速Nh设定为电机MG2的 目标转速Nm2、但是，这样的设定不是限制性的，而电机MG2的目标转 速Nm2+可以设定为低于500rpm的转速或者高于1500rpm的转速。安装在本实施例的混合动力车辆20上的驱动设备在矢量控制中增大 作为不具有转矩贡献的电流分离的、通过'd'轴的电流的流动，并因此 对于所施加的电流，与标准驱动控制相比，降低了电机MG2的输出效 率。降低输出效率的程度不受限制，而可以任意确定。可以在矢量控制中 调节该电流分量，以保持电机MG2的与标准驱动控制中的输出效率相当 的、相对高的输出效率。安装在本实施例的混合动力车辆20上的驱动设备在电池50的输出限 制Wout内设定电机MG2的转矩命令Tm2*。电机MG2的转矩命令Tm2* 可以被预先限制为低于电池50的输出限制Wout的限值。当电机MG2的 额定值低于电池50的输出限制Wout时，驱动控制可以不考虑电池50的 输出限制Wout。安装在本实施例的混合动力车辆20上的驱动设备在将制动器Bl设定 为半啮合状态之后驱动电机MG2。该驱动控制的一种可能修改方案可用是 在将制动器B2设定为半啮合状态之后驱动电机MG2。另一种可能的修改 方案可以在对制动器Bl和B2的任一个都不施加任何啮合力的情况下驱动 电机MG2。安装在本实施例的混合动力车辆20上的驱动设备致动机械油泵35和 电油泵36两者以用于润滑油的循环。但是，这不是关键的，而可以仅致 动机械油泵35和电油泵36之一来用于润滑油的循环。驱动设备可以仅具 有机械油泵35和电油泵36之一。在不需要致动机械油泵35的情况下或者
在不具有机械油泵35的结构中，不需要发动机22的运行来用于润滑油的 循环。在上述实施例的混合动力车辆20中，电机MG2的动力通过变速器60 中的变速而被转换并被输出到齿圈轴32a或驱动轴。但是，本发明的技术 不限于此构造，而可以被用于如图4所示的修改构造的混合动力车辆220 中，其中电机MG2的动力通过变速器60中的变速而被转换并被传递到与 连接到齿圈轴32a的车轴(连接到驱动轮49a和49b的车轴)不同的车轴 (连接到车轮49c和49d的车轴)。在本实施例的混合动力车辆20中，发动机22的动力经由动力分配集 成机构30输出到齿圈轴32a或连接到驱动轮49a和49b的驱动轴。但是， 本发明的技术不限于此构造，而还可以应用于如图5所示的另一种修改构 造的混合动力车辆320。图5的混合动力车辆320具有转子对电机330， 其包括连接到发动机22的曲轴26的内转子322和连接到用于将动力输出 到驱动轮49a和4%的外转子334。转子对电机330将发动机22的输出动 力的一部分传递到驱动轴，同时将剩余的发动机输出动力转换为电力。本实施例的混合动力车辆20具有发动机22、两个电机MG1和 MG2、动力分配集成机构30和变速器60。本发明的技术还可以应用于如 图6所示作为另一种可能的修改方案的不具有发动机的电动车轮420的构 造。上述本实施例及其修改方案在全部方面都应认为是解释性的，而非限 制性的。在不偏离本发明主要特征的范围或精神的情况下，可以有许多其 他的修改、改变和替换。意图将落在权利要求的等同方案的含义和范围内 的全部改变都包含在其中。本发明的范围和精神由所附权利要求，而非前 述说明所指明。工业实用性本发明的技术优选地应用于驱动设备和机动车辆的制造工业，驱动设 备和机动车辆的维护和服务工业，以及其他相关工业。
权利要求
1.一种驱动设备，所述驱动设备配备有具有动力输入输出能力的电机，所述驱动设备包括换档变速器组件，其具有动力传递机构并通过换档来转换所述电机的输出动力，并将转换的动力传递至驱动轴；润滑结构，其存储并使用润滑介质来至少润滑所述换档变速器组件的所述动力传递机构，并被设置成能够在所述润滑介质的至少一部分与所述电机之间进行热交换；和基于请求控制模组，其根据一定请求来驱动并控制所述电机以增强所述润滑介质与所述电机之间的所述热交换，并从而加速所述润滑介质的温度升高。
2. 根据权利要求1所述的驱动设备，所述驱动设备还包括 蓄电单元，其将电力传输到所述电机，并从所述电机传输电力； 其中所述基于请求控制模组在所述蓄电单元的输出限制内驱动并控制所述电机。
3. 根据权利要求1所述的驱动设备，其中所述基于请求控制模组驱动 并控制所述电机以加速由所述电机的生热。
4. 根据权利要求1所述的驱动设备，所述驱动设备还包括锁止机构，其将所述驱动轴锁止在不可旋转状态，其中所述基于请求控制模组控制所述电机和所述锁止机构，以在将所 述驱动轴锁止在所述不可旋转状态下时通过与所述电机进行所述热交换来 加热所述润滑介质。
5. 根据权利要求1所述的驱动设备，其中所述换档变速器组件具有与 所述电机的旋转一起运动的运动部分和将基于摩擦的啮合力施加到所述运 动部分的啮合部分，其中所述基于请求控制模组控制所述电机和所述换档变速器组件，以 驱动所述电机并使所述换档变速器组件的所述啮合部分处于半啮合状态。
6. —种驱动设备，其与内燃机组合使用并配备有具有动力输入输出能 力的电机，所述驱动设备包括换档变速器组件，其具有动力传递机构并通过换档来转换所述电机的 输出动力，并将转换的动力传递至驱动轴；润滑结构，其存储并使用润滑介质来至少润滑所述换档变速器组件的 所述动力传递机构，其被设置成能够在所述润滑介质的至少一部分与所述 电机之间进行热交换，且其接收所述内燃机的输出动力以使所述润滑介质 循环；和基于请求控制模组，其根据一定请求来驱动并控制所述电机以增强所 述润滑介质与所述电机之间的所述热交换，并从而加速所述润滑介质的温 度升高，同时起动所述内燃机以使所述润滑介质循环。
7. 根据权利要求6所述的驱动设备，所述驱动设备还包括锁止机构，其将所述驱动轴锁止在不可旋转状态，其中所述基于请求控制模组控制所述电机和所述锁止机构，以在将所 述驱动轴锁止在所述不可旋转状态下时通过与所述电机进行所述热交换来 加热所述润滑介质。
8. 根据权利要求6所述的驱动设备，其中所述换档变速器组件具有与 所述电机的旋转一起运动的运动部分和将基于摩擦的啮合力施加到所述运 动部分的啮合部分，其中所述基于请求控制模组控制所述电机和所述换档变速器组件，以 驱动所述电机并使所述换档变速器组件的所述啮合部分处于半啮合状态。
9. 根据权利要求6所述的驱动设备，所述驱动设备还包括电力机械动力输入输出机构，其连接到所述内燃机的输出轴并连接到 所述驱动轴，并通过电力和机械动力的输入输出将所述内燃机的所述输出动力的至少一部分输出到所述驱动轴；和蓄电单元，其将电力传输到所述电力机械动力输入输出机构和所述电机，并从所述电力机械动力输入输出机构和所述电机传输电力，其中所述基于请求控制模组在所述蓄电单元的输出限制内驱动所述电力机械动力输入输出机构和所述电机。
10. —种机动车辆，包括 电机，其能够输入并输出动力；换档变速器组件，其具有动力传递机构并通过换档来转换所述电机的 输出动力，并将转换的动力传递至车轴；润滑结构，其存储并使用润滑介质来至少润滑所述换档变速器组件的 所述动力传递机构，并被设置成能够在所述润滑介质的至少一部分与所述 电机之间进行热交换；和基于请求控制模组，其根据一定请求来驱动并控制所述电机以增强所 述润滑介质与所述电机之间的所述热交换，并从而加速所述润滑介质的温 度升高。
11. 一种机动车辆，包括 内燃机；电机，其能够输入并输出动力；换档变速器组件，其具有动力传递机构并通过换档来转换所述电机的 输出动力，并将转换的动力传递至驱动轴；润滑结构，其存储并使用润滑介质来至少润滑所述换档变速器组件的 所述动力传递机构，其被设置成能够在所述润滑介质的至少一部分与所述 电机之间进行热交换，且其接收所述内燃机的输出动力以使所述润滑介质 循环；和基于请求控制模组，其根据一定请求来驱动并控制所述电机以增强所 述润滑介质与所述电机之间的所述热交换，并从而加速所述润滑介质的温 度升高，同时起动所述内燃机以使所述润滑介质循环。
12. —种驱动设备的控制方法，所述驱动设备配备有能够输入并输出 动力的电机；换档变速器组件，其具有动力传递机构并通过换档来转换所 述电机的输出动力，并将转换的动力传递至驱动轴；和润滑结构，其存储 并使用润滑介质来至少润滑所述换档变速器组件的所述动力传递机构，并 被设置成能够在所述润滑介质的至少一部分与所述电机之间进行热交换；根据一定请求，所述控制方法驱动并控制所述电机以增强所述润滑介 质与所述电机之间的所述热交换，并从而加速所述润滑介质的温度升高。
13. —种机动车辆的控制方法，所述机动车辆配备有内燃机；其能够 输入并输出动力的电机；换档变速器组件，其具有动力传递机构并通过换 档来转换所述电机的输出动力，并将转换的动力传递至车轴；和润滑结 构，其存储并使用润滑介质以至少润滑所述换档变速器组件的所述动力传 递机构，其被设置成能够在所述润滑介质的至少一部分与所述电机之间进 行热交换，且其接收所述内燃机的输出动力以使所述润滑介质循环；根据一定请求，所述控制方法驱动并控制所述电机以增强所述润滑介 质与所述电机之间的所述热交换，并从而加速所述润滑介质的温度升高， 同时启动所述内燃机以使所述润滑介质循环。
全文摘要
在设定油温升高处理模式中，本发明的驱动控制技术起动发动机以机械油泵，该油泵压力供应润滑油液流用于变速器的机械部分及其他相关部分(步骤S100)，驱动控制技术致动压力供应润滑油液流的电子油泵(步骤S110)，并将变速器中的制动器B1置于半啮合状态(步骤S120)。然后以较低的输出功率驱动邻近变速器布置的电机(步骤S130至S170)。上述设置有效地加速了电机生热并确保了润滑油温度的快速上升。
文档编号B60W10/10GK101151439SQ20068001008
公开日2008年3月26日 申请日期2006年3月31日 优先权日2005年4月4日
发明者一柳润, 伊良波由美, 和久田聪, 小野田将纪, 本池一利, 表贤司, 足立昌俊 申请人:丰田自动车株式会社;爱信艾达株式会社