混合动力车辆的动力传递装置及混合动力系统的制作方法

混合动力车辆的动力传递装置及混合动力系统的制作方法
【专利摘要】具备：变速装置(20)，具有与发动机旋转轴(11)连接的行星轮架(C1)；差动装置(30)，具有与变速装置(20)的齿圈(R1)、MG1旋转轴(12)、MG2旋转轴(13)及驱动轮(W)分别连接的多个旋转要素；变速调整装置(40)，具有接合部，该接合部能够将变速装置(20)控制成在行星轮架(C1)与齿圈(R1)之间不能进行动力传递的空档状态或在行星轮架(C1)与齿圈(R1)之间能够进行动力传递的状态；及HVECU(90)，在EV行驶中使发动机(ENG)起动的情况下，具有使第一旋转电机(MG1)的转速下降的第一工序、将空档状态的变速装置(20)控制成能够进行动力传递的状态的第二工序及使第一旋转电机(MG1)的转速增加的第三工序。
【专利说明】混合动力车辆的动力传递装置及混合动力系统

【技术领域】
[0001]本发明涉及使用发动机和旋转电机作为动力源的混合动力车辆的动力传递装置及混合动力系统。

【背景技术】
[0002]以往，作为这种混合动力系统，已知有具备发动机、两个旋转电机及动力分配机构(行星齿轮机构)的结构。在该混合动力系统中，在动力分配机构的各个旋转要素上连接有发动机的旋转轴、第一旋转电机的旋转轴、第二旋转电机的旋转轴及驱动轮。在下述的专利文献I中公开了一种在该发动机的旋转轴与动力分配机构的旋转要素之间夹设有由一对第一及第二行星齿轮机构构成的差动装置、离合器及两个制动器的混合动力系统。该差动装置被使用为使发动机的旋转变速的变速装置。离合器将一方接合部与发动机的旋转轴和第一行星齿轮机构的行星轮架连接，并将另一方接合部与第一行星齿轮机构的齿圈连接。在该第一行星齿轮机构中，行星轮架和太阳轮分别与第二行星齿轮机构的太阳轮和齿圈连接。该第一行星齿轮机构的太阳轮和第二行星齿轮机构的齿圈与动力分配机构的行星轮架连接。第一制动器能够使第一行星齿轮机构的齿圈和离合器的另一方接合部的旋转停止。第二制动器能够使第二行星齿轮机构的行星轮架的旋转停止。在该混合动力系统中，通过离合器的接合及各制动器的分离而成为中负载和高负载时的减速驱动模式(UD模式)，通过离合器和第二制动器的分离及第一制动器的接合而成为轻负载时的超速驱动模式(0D模式)，通过离合器和第一制动器的分离及第二制动器的接合而成为后退模式。
[0003]专利文献
[0004]专利文献1:日本特开2009-190694号公报


【发明内容】

[0005]发明要解决的课题
[0006]然而，在以往的混合动力系统中，利用发动机和第二旋转电机作为动力源，但第一旋转电机的输出不传给驱动轮。因而，为了分别使用发动机和两个旋转电机作为动力源，优选形成为适合的结构。然而，无论该结构如何，在仅使用了旋转电机的输出的电动车(EV)行驶中使发动机起动的情况下，在该起动时可能会产生振动(变速冲击)。
[0007]因此，本发明目的在于改善上述现有例具有的不良情况，提供能够进行抑制了振动的发生的EV行驶中的发动机起动的混合动力车辆的动力传递装置及混合动力系统。
[0008]用于解决课题的方案
[0009]为了实现上述目的，本发明的混合动力车辆的动力传递装置的特征在于，具备:变速装置，具有与发动机的旋转轴连接的第一动力传递要素；差动装置，具有与所述变速装置的第二动力传递要素、第一旋转电机的旋转轴、第二旋转电机的旋转轴及驱动轮分别连接的能够差动旋转的多个旋转要素；变速调整装置，具有接合部，所述接合部能够将所述变速装置控制成在所述第一动力传递要素与所述第二动力传递要素之间不能进行动力传递的空档状态或在该第一动力传递要素与该第二动力传递要素之间能够进行动力传递的状态；及控制装置，在将所述第一旋转电机和第二旋转电机中的至少一个旋转电机的动力传给所述驱动轮的EV行驶中使所述发动机起动的情况下，具有使所述第一旋转电机的转速下降的第一工序、将空档状态的所述变速装置控制成在所述第一动力传递要素与所述第二动力传递要素之间能够进行动力传递的状态的第二工序及使所述第一旋转电机的转速增加的第三工序。
[0010]另外，为了实现上述目的，本发明的混合动力车辆的动力传递装置的特征在于，具备:差动装置，具有包含与发动机的旋转轴连接的第一旋转要素和与第一旋转电机的旋转轴连接的第二旋转要素在内的能够差动旋转的多个旋转要素；变速装置，具有与所述差动装置的第三旋转要素连接的第一动力传递要素和与第二旋转电机的旋转轴及驱动轮连接的第二动力传递要素；变速调整装置，具有接合部，该接合部能够将所述变速装置控制成在所述第一动力传递要素与所述第二动力传递要素之间不能进行动力传递的空档状态或在该第一动力传递要素与该第二动力传递要素之间能够进行动力传递的状态；及控制装置，在将所述第一旋转电机及第二旋转电机中的至少一个旋转电机的动力传给所述驱动轮的EV行驶中使所述发动机起动的情况下，具有使所述第一旋转电机的转速下降的第一工序、将空档状态的所述变速装置控制成在所述第一动力传递要素与所述第二动力传递要素之间能够进行动力传递的状态的第二工序及使所述第一旋转电机的转速增加的第三工序。
[0011]在此，优选的是，在所述接合部的接合部件间的转速差小于第一预定值时，并行地实施所述第一工序和所述第二工序。
[0012]优选的是，所述转速差越小，则使所述第一工序和所述第二工序的并行处理越易于实施。
[0013]另外，优选的是，在所述接合部的接合部件间的转速差大于第二预定值时，并行地实施所述第一工序和所述第二工序。
[0014]优选的是，所述转速差越大，则使所述第一工序和所述第二工序的并行处理越易于实施。
[0015]另外，为了实现上述目的，本发明的混合动力系统的特征在于，具备:发动机；第一旋转电机；第二旋转电机；变速装置，具有与所述发动机的旋转轴连接的第一动力传递要素；差动装置，具有与所述变速装置的第二动力传递要素、所述第一旋转电机的旋转轴、所述第二旋转电机的旋转轴及驱动轮分别连接的能够差动旋转的多个旋转要素；变速调整装置，具有接合部，在将所述第一旋转电机及第二旋转电机中的至少一个旋转电机的动力传给所述驱动轮而进行EV行驶的情况下，该接合部将所述变速装置控制成在所述第一动力传递要素与所述第二动力传递要素之间不能进行动力传递的空档状态，在该EV行驶中使所述发动机起动的情况下，该接合部将所述变速装置控制成在所述第一动力传递要素与所述第二动力传递要素之间能够进行动力传递的状态；及旋转电机控制装置，在所述EV行驶中使所述发动机起动的情况下，在将所述变速装置向所述能够进行动力传递的状态进行控制之前或向该状态进行控制的过程中，所述旋转电机控制装置使所述第一旋转电机的转速下降，且，在所述变速装置被控制成所述能够进行动力传递的状态之后，所述旋转电机控制装置使所述第一旋转电机的转速增加。
[0016]另外，为了实现上述目的，本发明的混合动力系统的特征在于，具备:发动机;第一旋转电机；第二旋转电机；差动装置，具有包含与所述发动机的旋转轴连接的第一旋转要素和与所述第一旋转电机的旋转轴连接的第二旋转要素在内的能够差动旋转的多个旋转要素；变速装置，具有与所述差动装置的第三旋转要素连接的第一动力传递要素和与所述第二旋转电机的旋转轴及驱动轮连接的第二动力传递要素；变速调整装置，具有接合部，在将所述第一旋转电机及第二旋转电机中的至少一个旋转电机的动力传给所述驱动轮而进行EV行驶的情况下，该接合部将所述变速装置控制成在所述第一动力传递要素与所述第二动力传递要素之间不能进行动力传递的空档状态，在该EV行驶中使所述发动机起动的情况下，该接合部将所述变速装置控制成在所述第一动力传递要素与所述第二动力传递要素之间能够进行动力传递的状态；及旋转电机控制装置，在所述EV行驶中使所述发动机起动的情况下，在将所述变速装置向所述能够进行动力传递的状态进行控制之前或向该状态进行控制的过程中，所述旋转电机控制装置使所述第一旋转电机的转速下降，且，在所述变速装置被控制成所述能够进行动力传递的状态之后，所述旋转电机控制装置使所述第一旋转电机的转速增加。
[0017]发明效果
[0018]本发明的混合动力车辆的动力传递装置及混合动力系统在EV行驶中使发动机起动的情况下，利用第一旋转电机的转速的下降控制，在缩小接合部的接合部件间的转速差后使变速装置变速成能够进行动力传递的状态，利用第一旋转电机的转速的增加控制来提高发动机的转速，因此能够抑制与接合相伴的接合部的耐久性的下降、变速冲击。因此，该混合动力车辆的动力传递装置及混合动力系统在使该接合部接合时能够简化耐久性的下降、变速冲击的发生的对策，因此能实现该接合部的接合控制的容易化。

【专利附图】

【附图说明】
[0019]图1是表示本发明的混合动力车辆的动力传递装置及混合动力系统的结构的概要图。
[0020]图2是实施例的输入输出关系图。
[0021]图3是表示实施例的混合动力车辆的动力传递装置及混合动力系统的工作接合表的图。
[0022]图4是单马达EV模式的共线图。
[0023]图5是双马达EV模式的共线图。
[0024]图6是HV高模式的共线图。
[0025]图7是HV低模式的共线图。
[0026]图8是表示理论传递效率线的图。
[0027]图9是说明EV行驶区域和HV行驶区域的图。
[0028]图10是说明转速差的降低控制的实施范围的图。
[0029]图11是说明实施例的EV行驶中的发动机起动时的动作的流程图。
[0030]图12是说明实施例的EV行驶中的发动机起动时的动作的时间图。
[0031]图13是利用第一旋转电机的旋转来提高发动机转速时的共线图。
[0032]图14是说明执行转速差的降低控制和变速装置的变速控制的并行处理时的转速差的降低控制的实施比例的图。
[0033]图15是表示变形例2的混合动力车辆的动力传递装置及混合动力系统的结构的概要图。

【具体实施方式】
[0034]以下，基于附图，详细说明本发明的混合动力车辆的动力传递装置及混合动力系统的实施例。另外，本发明没有限定于该实施例。
[0035][实施例]
[0036]基于图1至图15，说明本发明的混合动力车辆的动力传递装置及混合动力系统的实施例。
[0037]图1的附图标记1-1表示本实施例的混合动力系统。而且，图1的附图标记100表不搭载有该混合动力系统1-1的混合动力车辆。
[0038]混合动力系统1-1具备发动机ENG、第一旋转电机MGl、第二旋转电机MG2作为动力源。
[0039]发动机ENG是从发动机旋转轴(曲轴)11输出机械性的动力(发动机转矩)的内燃机或外燃机等发动机。该发动机ENG的动作由图2所示的作为发动机控制装置的电子控制装置(以下，称为“发动机ECU”)91控制。该发动机ECU91例如进行电子节气门的开度控制、基于点火信号的输出的点火控制、燃料的喷射控制等，来控制发动机ENG的输出转矩(以下，称为“发动机转矩”)。
[0040]第一旋转电机MGl和第二旋转电机MG2是具有作为牵引驱动时的电动机(马达)的功能和再生驱动时的发电机(发电机)的功能的电动发电机(马达/发电机)。上述第一及第二旋转电机MG1、MG2的动作由图2所示的作为旋转电机控制装置的电子控制装置(以下，称为“MGE⑶”)92控制。第一及第二旋转电机MG1、MG2经由逆变器(未图示)而与二次电池(未图示)连接，将输入到各个旋转轴(MGl旋转轴12、MG2旋转轴13)的机械能(旋转转矩)转换成电能，而能够向二次电池蓄电。而且，第一及第二旋转电机MGl、MG2将从二次电池供给的电能或另一方旋转电机(第二及第一旋转电机MG2、MGl)生成的电能转换成机械能(旋转转矩)，并能够从各个旋转轴(MGl旋转轴12、MG2旋转轴13)作为机械性的动力(输出转矩)而输出。MGECU92例如调整对第一旋转电机MG1、第二旋转电机MG2供给的电流值，从而控制第一旋转电机MGl的输出转矩(以下，称为“MG1转矩”)、第二旋转电机MG2的输出转矩(以下，称为“MG2转矩”)。另外，在此，将第一旋转电机MG1、第二旋转电机MG2向正旋转方向的转速的变化称为转速的增加，将向负旋转方向的转速的变化称为转速的下降。
[0041]而且，在该混合动力系统1-1设有能够进行该各动力源的相互之间的动力传递、并且在各个动力源与驱动轮W之间进行动力传递的动力传递装置。该动力传递装置具备直列连接的变速装置20和差动装置30。该例示的混合动力系统l-ι是将发动机旋转轴11和MGl旋转轴12同心配置且相对于发动机旋转轴11和MGl旋转轴12隔开间隔地平行配置有MG2旋转轴13的多轴式的结构。该混合动力系统1-1在发动机ENG侧配置有变速装置20且在第一旋转电机MGl侧配置有差动装置30。
[0042]变速装置20能够对从发动机ENG输入的旋转进行变速而向差动装置30侧传递或者对从差动装置30输入的旋转进行变速而向发动机ENG传递。该变速装置20具有:与发动机ENG连接并承担与该发动机ENG之间的动力传递的第一动力传递要素；与差动装置30连接并承担与该差动装置30之间的动力传递的第二动力传递要素。该第一动力传递要素是指与发动机ENG连接的旋转轴(第一旋转轴)或后述的旋转要素。而且，第二动力传递要素是指与差动装置30连接的旋转轴(第二旋转轴)或后述的旋转要素。
[0043]在此例示的变速装置20具备由能够差动旋转的多个旋转要素构成的行星齿轮机构。作为该行星齿轮机构，可以适用单小齿轮型的结构、双小齿轮型的结构、腊文瑙(ravigneaux)型的结构等。该例示的变速装置20是具备一个单小齿轮型的行星齿轮机构的差动装置，具有作为其旋转要素的太阳轮S1、齿圈R1、多个小齿轮Pl及行星轮架Cl。在该变速装置20中，该太阳轮S1、齿圈R1、行星轮架Cl中的I个与发动机ENG连接，其余中的I个与差动装置30连接。在该例示中，将发动机ENG与行星轮架Cl连接。该行星轮架Cl以能够与发动机旋转轴11成为一体地旋转的方式经由旋转轴(第一旋转轴)21而连接于该发动机旋转轴11。因此，在该例示中，该行星轮架Cl或旋转轴21成为第一动力传递要素。而且，在该例示中，将差动装置30与齿圈Rl连接。该齿圈Rl是上述的第二动力传递要素，相对于差动装置30的各旋转要素中的I个(在此如后述那样为行星轮架C2)以能够成为一体地旋转的方式连接。
[0044]在混合动力系统1-1设有变更该变速装置20的变速比或变速级的变速调整装置40。在此例示的变速装置20是具有高低两级的变速级的结构，由该变速调整装置40进行高速侧与低速侧的变速级的切换、向空档状态的切换。因此，该变速调整装置40具备下述的两个接合装置作为调整变速装置20中的预定的旋转要素的旋转状态、停止状态的接合部。在该例示中，设有离合器CLl和制动器BKl作为接合装置。该离合器CLl和制动器BKl的接合动作或分离动作由后述的HVECU90控制。
[0045]离合器CLl是使太阳轮SI与行星轮架Cl连接或分离的离合器装置。该离合器CLl只要是构成为例如摩擦接合式的所谓摩擦离合器装置或啮合式的离合器装置即可。该离合器CLl通过液压驱动或电动而进行接合动作或分离动作，具有与太阳轮SI成为一体而旋转的第一接合部件和与行星轮架Cl成为一体而旋转的第二接合部件。在此例示的离合器CLl通过液压调整装置(未图示)调整后的供给液压而动作。
[0046]该离合器CLl将第一接合部件和第二接合部件控制成接合状态，由此使太阳轮SI与行星轮架Cl连接。半接合状态的离合器CLl在使第一接合部件与第二接合部件滑动的同时不使它们一体旋转的范围内容许太阳轮SI与行星轮架Cl的相对旋转。完全接合状态的离合器CLl使太阳轮SI与行星轮架Cl 一体化，并使它们相互之间不能相对旋转。因此，通过将该离合器CLl控制成完全接合状态，能够禁止变速装置20中的行星齿轮机构的差动动作。另一方面，该离合器CLl通过将第一接合部件和第二接合部件控制成分离状态，而将太阳轮SI与行星轮架Cl的连接切离，从而容许它们相对旋转。因此，通过将该离合器CLl控制成分离状态，能够容许变速装置20的各旋转要素的差动旋转。
[0047]制动器BKl是对太阳轮SI的旋转进行限制的制动装置。该制动器BKl与离合器CLl同样地只要构成为摩擦接合式的结构或啮合式的结构即可。该制动器BKl通过液压驱动或电动而进行接合动作或分离动作，具有与太阳轮SI成为一体而旋转的第一接合部件和固定于车身侧(例如动力传递装置的壳体等)的第二接合部件。在此例示的制动器BKl通过液压调整装置(未图示)调整后的供给液压而动作。
[0048]该制动器BKl通过将弟一接合部件和弟_■接合部件控制成接合状态，而将太阳轮SI与车身侧连接，从而限制太阳轮SI的旋转。半接合状态的制动器BKl在使第一接合部件相对于第二接合部件滑动的同时不使太阳轮SI的旋转停止的范围内进行限制。完全接合状态的制动器BKl禁止太阳轮SI的旋转。另一方面，该制动器BKl通过将第一接合部件和第二接合部件控制成分离状态，而将太阳轮SI与车身侧的连接切离，从而容许太阳轮SI的旋转。
[0049]变速装置20在该离合器CLl和制动器BKl均处于分离状态时成为空档状态。该空档状态是指在该例示的变速装置20的输入输出间即第一旋转轴21与第二旋转轴之间(即行星轮架Cl与齿圈Rl之间)不进行动力传递的状态。在该空档状态下，将发动机ENG与差动装置30切断，成为它们之间的动力传递被隔断的状态。
[0050]另一方面，在该变速装置20中，使离合器CLl和制动器BKl中的任一方接合，由此成为能够进行行星轮架Cl与齿圈Rl之间(发动机ENG与差动装置30之间)的动力传递的连接状态。因此，在使离合器CLl和制动器BKl中的一方接合时，能够进行发动机ENG与驱动轮W之间的动力传递，因此能够进行使用了发动机ENG的动力的行驶，而且，能够产生发动机制动。
[0051]例如，该变速装置20使离合器CLl分离并使制动器BKl接合，由此进行太阳轮SI被固定(旋转停止)的状态下的差动旋转。此时，该变速装置20使输入到行星轮架Cl的发动机ENG的旋转增速而从齿圈Rl输出。即，该变速装置20通过离合器CLl的分离和制动器BKl的接合，而成为变速比小于I的超速驱动(OD)状态。
[0052]相对于此，该变速装置20使离合器CLl接合并使制动器BKl分离，由此成为全部旋转要素成为一体而旋转的差动旋转的禁止状态，输入输出之间(行星轮架Cl与齿圈Rl之间)成为直接连接状态。此时，该变速装置20的变速比为1，输入到行星轮架Cl的发动机ENG的旋转既不会增速也不会减速，而以等速从齿圈Rl输出。
[0053]这样一来，在该变速装置20中，通过离合器CLl的分离和制动器BKl的接合而构成高速侧的变速级(高速级)，通过离合器CLl的接合和制动器BKl的分离而构成低速侧的变速级(低速级)。在该混合动力系统1-1中，变速装置20的变速比为I以下，因此无需实现第一旋转电机MGl的高转矩化。
[0054]差动装置30具有能够差动旋转的多个旋转要素，且具备由该各个旋转要素构成的行星齿轮机构。作为该行星齿轮机构，可以适用单小齿轮型的结构、双小齿轮型的结构、腊文瑙(ravigneaux)型的结构等。该例示的差动装置30具备一个单小齿轮型的行星齿轮机构，具有作为其旋转要素的太阳轮S2、齿圈R2、多个小齿轮P2及行星轮架C2。在该差动装置30中，该太阳轮S2、齿圈R2、行星轮架C2中的I个经由变速装置20而与发动机ENG连接，其剩余中的I个与第一旋转电机MGl连接，最后的I个与第二旋转电机MG2和驱动轮W连接。在该例示中，将变速装置20的齿圈Rl与行星轮架C2连接，将第一旋转电机MGl与太阳轮S2连接，将第二旋转电机MG2和驱动轮W与齿圈R2连接。在此，行星轮架C2是以能够与变速装置20的齿圈Rl成为一体而旋转的方式与该齿圈Rl连接的旋转要素，构成与变速装置20之间的动力传递要素。而且，太阳轮S2是以能够与MGl旋转轴12成为一体而旋转的方式连接的旋转要素，构成与第一旋转电机MGl之间的动力传递要素。而且，齿圈R2是经由下述的齿轮组等而与第二旋转电机MG2、驱动轮W连接的旋转要素，构成与第二旋转电机MG2、驱动轮W之间的动力传递要素。
[0055]在该差动装置30的齿圈R2上连接有同心配置的能够一体旋转的中间轴驱动齿轮51。该中间轴驱动齿轮51与具有平行错开配置的旋转轴的中间轴主动齿轮52处于啮合状态。中间轴主动齿轮52与具有平行错开配置的旋转轴的减速齿轮53处于啮合状态。该减速齿轮53固定在MG2旋转轴13的轴上。因此，在中间轴主动齿轮52与第二旋转电机MG2之间，经由该减速齿轮53进行动力传递。例如，减速齿轮53的直径比中间轴主动齿轮52的直径小，对第二旋转电机MG2的旋转进行减速而传给中间轴主动齿轮52。
[0056]另外，中间轴主动齿轮52固定在中间轴54的轴上。在此，该例示的混合动力车辆100 假定为 FF(Front engine Front drive)车、RR(Rear engine Rear drive)车、或者 FF车或RR车底座的四轮驱动车。因此，在该中间轴54的轴上，固定有驱动小齿轮55。中间轴主动齿轮52和驱动小齿轮55经由中间轴54能够成为一体地旋转。该驱动小齿轮55与差动装置56的差速器齿圈57处于啮合状态。差动装置56经由左右的驱动轴58而与驱动轮W连接。例如，该混合动力系统1-1通过将该驱动小齿轮55和差速器齿圈57 (即差动装置56)配置在第二旋转电机MG2与减速齿轮53之间，能够实现紧凑化。
[0057]在该混合动力系统1-1的动力传递装置中，根据变速装置20的变速比和差动装置30的变速比来决定整体的变速比(所谓混合动力系统1-1的系统变速比)。该系统变速比是由变速装置20和差动装置30构成的I个动力传递装置中的输入输出间之比，表示该动力传递装置的输入侧转速与输出侧转速之比(减速比)。在该例示中，变速装置20的行星轮架Cl的转速与差动装置30的齿圈R2的转速之比成为系统变速比。因此，在该动力传递装置中，与仅由差动装置30构成作为变速器的功能相比，变速比的范围扩大。
[0058]在该混合动力系统1-1中，如图2所示，设有对发动机E⑶91和MGE⑶92进行集中控制并进行系统的综合控制的综合ECU(以下，称为“讯^(^”)90，由此构成本系统的控制装置。
[0059]在HVE⑶90连接有车速传感器、加速器开度传感器、MGl转速传感器、MG2转速传感器、输出轴转速传感器、蓄电池传感器等各种传感器。该HVECU90通过该各种传感器，取得车速、加速器开度、第一旋转电机MGl的转速(MGl转速)、第二旋转电机MG2的转速(MG2转速)、动力传递装置的输出轴(例如差动装置30的齿圈R2的旋转轴)的转速、二次电池的 SOC (State of Charge)等。
[0060]HVE⑶90基于所取得的信息，算出对混合动力车辆100的要求驱动力、要求动力、要求转矩等。该HVECU90例如基于算出的要求车辆驱动力，来算出要求发动机转矩、要求MGl转矩及要求MG2转矩。HVECU90将该要求发动机转矩向发动机ECU91发送而向发动机ENG输出，并将要求MGl转矩及要求MG2转矩向MGE⑶92发送而向第一旋转电机MGl及第二旋转电机MG2输出。
[0061]另外，该HVE⑶90基于后述的行驶模式等而进行离合器CLl和制动器BKl的控制。此时，HVECU90将对离合器CLl的供给液压的指令值(PbCLl)和对制动器BKl的供给液压的指令值(PbBKl)向液压调整装置输出。液压调整装置进行与各指令值PbCLUPbBKl对应的供给液压的控制，使离合器CLl和制动器BKl进行接合动作或分离动作。
[0062]在该混合动力系统1-1中，设定电动车(EV)行驶模式和混合动力(HV)行驶模式，能够以其中任一行驶模式使混合动力车辆100行驶。
[0063]EV行驶模式是将第一及第二旋转电机MGl、MG2中的至少一个的动力传给驱动轮W的行驶模式。HV行驶模式是能够进行仅将发动机ENG的动力传给驱动轮W的行驶和除了发动机ENG的动力之外还将第二旋转电机MG2的动力也传给驱动轮W的行驶的行驶模式。
[0064]图3表不该各行驶模式的混合动力系统1-1的工作接合表。在该工作接合表的离合器CLl的栏和制动器BKl的栏中，圆形标记表示接合状态，空栏表示分离状态。而且，三角形标记表示若离合器CLl为接合状态则制动器BKl为分离状态、且若离合器CLl为分离状态则制动器BKl为接合状态的情况。在该工作接合表的第一旋转电机MGl的栏和第二旋转电机MG2的栏中，“G”表示以作为发电机的工作状态为主的情况，“M”表示以作为电动机的工作状态为主的情况。
[0065][EV行驶模式]
[0066]EV行驶模式分为仅以第二旋转电机MG2为动力源的单马达EV模式和以第一及第二旋转电机MG1、MG2双方为动力源的双马达EV模式。在该混合动力系统1_1中，例如，在低负载运转时选择单马达EV模式，当与其相比要求高负载运转时，选择双马达EV模式。
[0067][单马达EV模式]
[0068]在单马达EV模式中，基于SOC而二次电池能够充电的情况下，HVE⑶90不需要基于发动机制动的电力消耗，因此将离合器CLl和制动器BKl —起分离。由此，变速装置20的行星齿轮机构成为空档状态，成为各旋转要素能够进行差动旋转的状态。在这种情况下，HVE⑶90对于MGE⑶92向第二旋转电机MG2以正旋转输出与要求车辆驱动力对应的正的MG2转矩，由此使混合动力车辆100产生前进方向的车辆驱动力。正旋转是前进时的MG2旋转轴13、差动装置30的齿圈R2的旋转方向。图4表示该前进时的共线图。
[0069]在此，在该单马达EV模式(不需要发动机制动)的前进时，与中间轴主动齿轮52的旋转联动而使齿圈R2正旋转，因此伴随着差动装置30的差动旋转而第一旋转电机MGl可能会发生拖曳损失。因此，HVE⑶90通过使第一旋转电机MGl作为发电机工作，而实现拖曳损失的降低。具体而言，HVECU90向第一旋转电机MGl施加些许的转矩而发电，将该MGl转速反馈控制成O旋转，由此降低第一旋转电机MGl的拖曳损失。而且，在即使向第一旋转电机MGl施加转矩也能够将该第一旋转电机MGl维持成O旋转时，只要不向第一旋转电机MGl施加转矩而实现该第一旋转电机MGl的拖曳损失的降低即可。而且，为了降低第一旋转电机MGl的拖曳损失，可以利用该第一旋转电机MGl的齿槽转矩或d轴锁定，将第一旋转电机MGl形成为O旋转。d轴锁定是指产生将转子固定那样的磁场的电流从逆变器向第一旋转电机MGl供给，由此将该第一旋转电机MGl控制成O旋转。
[0070]另外，在该前进时，变速装置20的齿圈Rl也与行星轮架C2—起正旋转。此时，变速装置20成为使离合器CLl和制动器BKl分离的空档状态，因此太阳轮SI以负旋转进行空转，并且行星轮架Cl停止，发动机ENG以保持O旋转的状态而不会牵连旋转。因此，在该前进时，能够较大地取得第一旋转电机MGl的再生量。而且，在该前进时，能够进行使发动机ENG停止的状态下的行驶。而且，在该前进时，不会产生与EV行驶中的发动机ENG的旋转相伴的拖曳损失，因此能够提高燃油经济性(电力消耗率)。
[0071]另外，在后退时，若能够进行二次电池的充电，则使离合器CLl和制动器BKl —起分离，向第二旋转电机MG2以负旋转输出与要求车辆驱动力对应的负的MG2转矩，由此使混合动力车辆100产生后退方向的驱动力。此时，HVECU90也与前进时同样地降低第一旋转电机MGl的拖曳损失。
[0072]另一方面，在该单马达EV模式下，在禁止SOC比预定值大的二次电池的充电的情况下，为了使该二次电池放电，只要在上述的驱动时的状态下并用发动机制动即可。因此，在这种情况下，如图3所示，仅使离合器CLl和制动器BKl中的任一方接合，由此发动机ENG形成为牵连旋转状态，产生发动机制动。此时，HVE⑶90通过第一旋转电机MGl的控制而使发动机转速上升。
[0073][双马达EV模式]
[0074]在双马达EV模式下，HVE⑶90使离合器CLl和制动器BKl —起接合。由此，在变速装置20中，伴随着离合器CLl的接合而禁止行星齿轮机构的差动旋转，且伴随着制动器BKl的接合而禁止太阳轮SI的旋转，因此行星齿轮机构的全部旋转要素停止。因此，发动机ENG的转速为O。而且，由于齿圈Rl停止，因此在差动装置30中，与该齿圈Rl连接的行星轮架C2也停止，该行星轮架C2被锁定为O旋转。图5表示此时的共线图。
[0075]HVE⑶90向第一旋转电机MGl和第二旋转电机MG2输出与要求车辆驱动力对应的MGl转矩和MG2转矩。在此，此时的行星轮架C2由于被禁止其旋转，因此能够取得对MGl转矩的反力。因此，在差动装置30中，能够将MGl转矩从齿圈R2输出。在前进时，向第一旋转电机MGl以负旋转输出负的MG2转矩，由此能够从齿圈R2输出正旋转的转矩。另一方面，在后退时，向第一旋转电机MGl以正旋转输出正的MG2转矩，由此能够从齿圈R2输出负旋转的转矩。
[0076]另外，在后退时，若能够进行二次电池的充电，则也可以使离合器CLl和制动器BKl 一起接合，将变速装置20的行星轮架Cl固定，由此以第一旋转电机MGl和第二旋转电机MG2双方的动力来行驶。
[0077][HV行驶模式]
[0078]在HV行驶模式下，以第一旋转电机MGl取得反力，并仅将发动机转矩或者将发动机转矩和MG2转矩传给驱动轴58进行行驶。此时传给驱动轴58的发动机转矩被称为所谓发动机直达转矩，不经由电气路径而从发动机ENG机械性地传给驱动轴58。该HV行驶模式分为变速装置20被切换成高速级的行驶模式(以下，称为“HV高模式”)和变速装置20被切换成低速级的行驶模式(以下，称为“HV低模式”)。在该例示的混合动力系统1-1中，在高车速行驶时，选择能够降低动力循环的HV高模式，在与之相比以中低车速行驶时，选择HV低模式。图6表示HV高模式的共线图。而且，图7表示HV低模式的共线图。在该HV行驶模式中，基本上处于差动装置30进行差动旋转的状态，通过控制离合器CLl和制动器BKl的状态(接合状态或分离状态)来进行变速装置20的变速级的切换。
[0079]在HV高模式下，HVE⑶90使离合器CLl分离并使制动器BKl接合，由此将变速装置20切换为高速级，以使发动机ENG的旋转增速而输出的方式进行控制。另一方面，在HV低模式下，HVE⑶90使离合器CLl接合，并使制动器BKl分离，由此将变速装置20切换成低速级，以将发动机ENG的旋转保持为等速的状态下输出的方式进行控制。
[0080]在后退时，使用HV低模式。在该后退时,使第一旋转电机MGl作为发电机并使第二旋转电机MG2作为电动机进行动作，使该第二旋转电机MG2向与前进时相反的方向旋转。[0081 ] HVE⑶90在进行该HV高模式与HV低模式的切换时，执行使变速装置20和差动装置30同时变速的协调变速控制。在该协调变速控制中，使变速装置20和差动装置30中的任一方的变速比增大并使另一方的变速比减小。
[0082]具体而言，在从HV高模式切换成HV低模式的情况下，HVECU90以将切换过程中的系统变速比保持为恒定的方式，与变速装置20向低速级的变速同步地使差动装置30的变速比向高速齿轮侧变化。相对于此，在从HV低模式切换为HV高模式的情况下，HVECU90以将切换过程中的系统变速比保持为恒定的方式，与变速装置20向高速级的变速同步地使差动装置30的变速比向低速齿轮侧变化。这样一来，在该混合动力系统1-1中，能抑制或降低系统变速比的不连续的变化，因此与变速相伴的发动机转速的调节量减小，或者不需要与变速相伴的发动机转速的调节。
[0083]在向HV低模式切换后，HVE⑶90例如通过差动装置30的变速比控制而使系统变速比向低速齿轮侧连续变化。另一方面，在向HV高模式切换后，HVECU90例如通过差动装置30的变速比控制而使系统变速比向高速齿轮侧连续变化。该差动装置30的变速比控制例如通过第一旋转电机MGl、第二旋转电机MG2的转速的控制来进行。在该混合动力系统1-1中，由变速装置20、差动装置30、第一旋转电机MG1、离合器CL1、制动器BKl构成系统整体的变速系统。因此，上述结构对第一旋转电机MGl的旋转进行电气性控制，由此能够作为系统变速比连续变化的电气性无级变速器进行动作。
[0084]图8是表示HV行驶模式的理论传递效率线的图，表示切换HV高模式与HV低模式时的理论传递效率线。在本图中，横轴表示系统变速比，纵轴表示HV行驶模式的理论传递效率。在HV行驶模式下，使用该理论传递效率线，例如若为同一变速比，则选择HV高模式和HV低模式中的高效率的行驶模式。
[0085]在向该动力传递装置输入的动力不经由电气路径而以机械性的传递全部传给中间轴驱动齿轮51的情况下，理论传递效率成为最大效率1.0。HV低模式的理论传递效率的系统变速比为变速比Y I且成为最大效率1.0。该变速比Y I是超速驱动侧的系统变速比(Yl〈l)。而且，HV高模式的理论传递效率的系统变速比为变速比Y 2且成为最大效率1.0。与变速比Y I相比，该变速比Y 2是高速齿轮侧的变速比U2〈Yl)。在系统变速比为变速比Y I或变速比Y 2时，第一旋转电机MGl (太阳轮S2)的转速为O。因此，在系统变速比为变速比Y I或变速比Y 2时，第一旋转电机MGl受到反力而产生的电气路径为0，仅通过机械性的动力传递就能够从发动机ENG向中间轴驱动齿轮51传递动力。以下，将该变速比Y I也称为“第一机械传递变速比Y I”。而且，将变速比Y 2也称为“第二机械传递变速比Y 2”。
[0086]从图8可知，该HV行驶模式的理论传递效率随着系统变速比与第一机械传递变速比YI相比成为低速齿轮侧的值而下降。而且，该理论传递效率随着系统变速比与第二机械传递变速比Y2相比成为高速齿轮侧的值而下降。而且，该理论传递效率在第一机械传递变速比YI与第二机械传递变速比Y2之间的变速比的区域向低效率侧弯曲。
[0087]这样一来，该混合动力系统1-1的动力传递装置的系统变速比在与I相比靠高速齿轮侧具有两个机械点(第一机械传递变速比Y I和第二机械传递变速比Y 2)。并且，在该动力传递装置中，通过具有变速装置20、离合器CLl及制动器BKl，与发动机ENG直接连接于差动装置30的行星轮架C2的情况下的机械点(第一机械传递变速比Yl)相比，能够在高速齿轮侧产生另一机械点(第二机械传递变速比Y 2)。因此，在该混合动力系统1-1中，在HV行驶模式下，能够提高以高速齿轮动作时的传递效率，能够提高高车速行驶时的燃油经济性。
[0088]在此，图9表示车速、要求车辆驱动力、行驶模式的对应关系的一例。在该混合动力系统1-1中，如该图9所示，主要在低车速且要求车辆驱动力为低负载时进行EV行驶。但是，根据第一旋转电机MGl、第二旋转电机MG2的输出特性，车速越高，则到负载更低的位置为止而EV行驶的区域越窄。相反，在高车速且要求车辆驱动力为低负载时，通过离合器CLl的分离和制动器BKl的接合而将变速装置20控制成超速驱动状态(高速级)，以HV行驶来提高燃油经济性。在剩余的区域(即，在无论车速如何而要求车辆驱动力为中负载及高负载时、在中车速且要求车辆驱动力为低负载时)，通过离合器CLl的接合和制动器BKl的分离而将变速装置20控制成直接连接状态(低速级)进行HV行驶。另外，即使为高车速且要求车辆驱动力为低负载，也是车速越下降则越将变速装置20控制成直接连接状态。
[0089]在从EV行驶模式向HV行驶模式切换时，HVE⑶90使停止中的发动机ENG起动。例如，在判断为伴随着要求车辆驱动力的增大、车速的上升等而需要从EV行驶模式向HV行驶模式切换的情况下，HVECU90对发动机ECU91进行发动机ENG的起动要求。
[0090]并且，在该混合动力系统1-1中，当基于车速、要求车辆驱动力而决定切换后的HV行驶模式(HV高模式或HV低模式)时，决定与该HV行驶模式对应的发动机起动完成后的变速装置20的目标变速级(目标变速比)。在向HV高模式切换的情况下，作为发动机起动完成后的变速装置20的目标变速级(目标变速比)而要求离合器CLl的分离和制动器BKl的接合所产生的高速级(超速驱动状态)(图9的箭头a、b)。而且，在向HV低模式切换的情况下，作为发动机起动完成后的变速装置20的目标变速级(目标变速比)而要求离合器CLl的接合和制动器BKl的分离所产生的低速级(直接连接状态)(图9的箭头c、d)。
[0091]在当前的EV行驶为单马达EV模式(不需要发动机制动)的情况下，变速装置20在现状下成为空档状态，因此向与切换后的HV行驶模式对应的目标变速级(目标变速比)进行变速。而且，在当前的EV行驶为发动机制动并用时的单马达EV模式的情况下，变速装置20在现状下成为高速级或低速级，因此在当前的变速级与切换后的HV行驶模式所对应的目标变速级(目标变速比)不同的情况下，向该目标变速级(目标变速比)进行变速。而且，在当前的EV行驶为双马达EV模式的情况下，变速装置20成为离合器CLl和制动器BKl均接合的状态，因此向切换后的HV行驶模式所对应的目标变速级(目标变速比)进行变速。
[0092]这样一来，在该混合动力系统1-1中，在进行从EV行驶模式向HV行驶模式的切换的情况下，有时要求变速装置20的变速。并且，在对空档状态的变速装置20要求变速的情况下，需要将目标变速级(目标变速比)所对应的接合控制对象的离合器CLl或制动器BKl控制成接合状态。在此，在空档状态的变速装置20中，离合器CLl和制动器BKl成为分离状态，在该离合器CL1、制动器BKl中有时会产生转速差ΛΝ。该转速差ΛΝ是该离合器CL1、制动器BKl的第一接合部件与第二接合部件之间的转速之差。因此，在利用该接合控制对象的离合器CLl或制动器BKl而转速差Λ N增大的情况下，在使该离合器CLl或制动器BKl接合时，可能会使该离合器CLl或制动器BKl的耐久性下降，而且，也可能会发生变速冲击。因此，在要求本实施例的HVECU90从EV行驶模式向HV行驶模式的切换而在EV行驶中使发动机ENG起动的情况下，在使变速装置20向发动机起动后的目标变速级(目标变速比)变速时，使该目标变速级所对应的接合控制对象的离合器CLl或制动器BKl的转速差ΛΝ降低。即，通过使该HVE⑶90的转速差Λ N降低，能抑制接合控制对象的离合器CLl或制动器BKl的耐久性的下降、变速冲击的发生。
[0093]在此，在EV行驶中驾驶员、车辆要求紧急加速的情况下，要求向HV行驶模式的快速的切换，因此会发生转速差ΛΝ的降低控制的实施所引起的模式切换响应性的下降。因此，在HVECU90要求紧急加速的情况下，优选不执行转速差△ N的降低控制而提高变速装置20的到变速完成为止的响应性。然而，无论怎样要求紧急加速，在接合控制对象的离合器CLl或制动器BKl的转速差Λ N大时之前若不执行转速差Λ N的降低控制，则可能会产生该离合器CLl或制动器BKl的耐久性的下降、变速冲击。另一方面，在该转速差ΛΝ小时，SP便使接合控制对象的离合器CLl或制动器BKl接合，也难以引起这样的耐久性的下降、变速冲击。即，在转速差Λ N小时，不需要执行转速差Λ N的降低控制。
[0094]因此，HVE⑶90若接合控制对象的离合器CLl或制动器BKl的转速差Λ N大，则无论有无紧急加速的要求都执行转速差ΛΝ的降低控制，能抑制耐久性的下降、变速冲击的发生。而且，即使在该HVE⑶90的转速差ΛΝ小且没有紧急加速要求时，也能执行转速差Λ N的降低控制，并抑制耐久性的下降、变速冲击的发生。另一方面，若该HVECU90的转速差Λ N小且存在紧急加速要求，则不执行转速差Λ N的降低控制而提高变速装置20的到变速完成为止的响应性。图10表示上述的转速差ΛΝ的降低控制的实施范围的一例。在此，基于加速器开度变化率△ θ/t来观察是否进行紧急加速。
[0095]以下，关于在EV行驶中使发动机ENG起动时的运算处理动作，基于图11的流程图和图12的时间图进彳丁说明。
[0096]该例示的混合动力车辆100如图12的时间图所示，仅第二旋转电机MG2以正旋转输出正的MG2转矩，且离合器CLl的控制液压(CLl液压)和制动器BKl的控制液压(BKl液压)为O而离合器CLl和制动器BKl均成为分离状态，因此利用空档状态的变速装置20且以第二旋转电机MG2的动力的单马达EV模式进行行驶(图4的共线图)。另外，第一旋转电机MGl为了承受此时的反力，而以O旋转产生负的MGl转矩。
[0097]HVE⑶90在其EV行驶中，判定是否需要发动机ENG的起动(步骤STl)。
[0098]在该步骤STl中，在要求从EV行驶模式向HV行驶模式的切换的情况下，判定为需要发动机ENG的起动，在未要求该切换的情况下，判定为不需要发动机ENG的起动。S卩，该判定基于加速器开度Θ等的驾驶员的加速器踏下量、驾驶员的加速操作或自动行驶控制时(定速控制等的执行中)的驱动要求所对应的节气门开度等，或者基于这些加速器踏下量、节气门开度所对应的要求车辆驱动力而执行。在未判定需要发动机ENG的起动的情况下，进入到步骤ST9，HVE⑶90使EV行驶继续。
[0099]HVECU90利用该步骤STl的判定所使用的值(上述的加速器踏下量、要求车辆驱动力等)，设定发动机起动后(行驶模式切换后)的变速装置20的目标变速级。该设定例如只要与步骤STl的判定一起执行即可。在图12的时间图中，例示出从单马达EV模式(图4的共线图)向HV高模式(图6的共线图)的切换。因此，在该例示中，制动器BKl成为使变速装置20向目标变速级变速时的接合控制对象。
[0100]另外，在此设定的目标变速级是临时设定的变速级，有时根据下述的加速器开度变化率△ θ/t而被变更。例如，在加速器开度变化率△ θ/t小时，可认为是下述情况的可能性低:与目标变速级的最初的设定时相比，加速器开度Θ大幅增大，要求车辆驱动力与是否需要发动机ENG的起动的判定时相比较大地增加。相对于此，在加速器开度变化率Δ θ/t大时，可认为是下述情况的可能性高:与目标变速级的最初的设定时相比，加速器开度Θ大幅增大，要求车辆驱动力与是否需要发动机ENG的起动的判定时相比较大地增力口。并且，例如在图9的箭头a的切换的情况下，要求车辆驱动力与目前相比大幅增加，由此可能必须将发动机起动后的变速装置20的目标变速级从超速驱动状态的高速级变更为直接连接状态的低速级。因此，在该例示中，也可以基于该加速器开度变化率△ θ/t，判断发动机起动后的变速装置20的目标变速级仍保持为在是否需要发动机ENG的起动的判定时所设定的状态是否为好。此时，该加速器开度变化率△ θ/t优选算出至少判定为需要发动机ENG的起动的时刻起的最新的值。
[0101]在判定为需要发动机ENG的起动的情况下，HVECU90判定目标变速级所对应的接合控制对象的离合器CLl或制动器BKl的转速差Λ N是否大于预定值NI (步骤ST2)。处于分离状态的离合器CLl或制动器BKl在其转速差△ N越大时，通过接合动作引起耐久性的下降、变速冲击的可能性越高。该步骤ST2在该离合器CLl或制动器BKl保持当前的转速差Λ N的状态接合时，判定是否存在产生该离合器CLl或制动器BKl的耐久性的下降、变速冲击的可能性。换言之，该步骤ST2判定是否可以使该离合器CLl或制动器BKl以当前的转速差ΛΝ的状态接合，即是否可以在当前的离合器CLl或制动器BKl的状态下使变速装置20向目标变速级变速。因此，关于预定值NI，只要预先设定即便原封不动地接合而在耐久性、变速冲击的观点上也不会产生问题的转速差△ N的最大值或使该最大值具有校正值的值即可。该校正值是用于将转速差ΛN的检测误差等加入考虑的值。另外，不产生问题时是指完全不会产生耐久性的下降、变速冲击时、虽然耐久性的下降、变速冲击发生但是处于能容许的范围内时的情况。在图12的时间图中，制动器BKl成为接合控制对象，因此进行与该制动器BKl的转速差ΛΝ的比较判定。
[0102]在判定为该转速差Λ N大于预定值NI的情况下，HVE⑶90以使该转速差Λ N比当前减小的方式控制第一旋转电机MGl的转速(步骤ST3)。在该例示的结构中，使第一旋转电机MGl的转速下降。该第一旋转电机MGl的转速的下降控制用于抑制与目标变速级所对应的接合控制对象的离合器CLl或制动器BKl的接合相伴的耐久性的下降，且抑制与该离合器CLl或制动器BKl的接合相伴的变速冲击的发生。因此，该第一旋转电机MGl的转速只要以转速差ΛΝ至少成为预定值NI以下的方式进行控制即可，更优选以使转速差ANSO或大致O的微小转速差Ν2 (〈NI)的方式进行控制。即，该步骤ST3也可以称为转速差ΛΝ的降低控制。在此，以设定该微小转速差Ν2作为预定值并使转速差ΛΝ小于预定值Ν2的方式进行第一旋转电机MGl的转速的下降控制。这是因为，在将转速差ΛΝ控制成O或大致O的情况下，耐久性的提高余量大，而且，也能够大致消除变速冲击。
[0103]在图12的时间图中，示出了制动器BKl的转速差Λ N大于预定值NI的情况。在该例示中，以使该转速差ΛΝ大于预定值Ν2的方式进行第一旋转电机MGl的转速的下降控制，由此使该制动器BKl的第一接合部件与第二接合部件之间的转速同步。该第一旋转电机MGl的转速的下降控制在与需要发动机ENG的起动的判定大致同时开始。具体而言，为了缩小制动器BKl的转速差△ N，使第一旋转电机MGl的转速向负旋转方向下降，且使负的MGl转矩向负旋转方向增大。
[0104]HVE⑶90判定该转速差Λ N是否小于预定值Ν2 (步骤ST4)。
[0105]HVE⑶90若转速差ΛN不小于预定值N2，则继续步骤ST3的第一旋转电机MGl的转速的下降控制。
[0106]在判定为转速差Λ N小于预定值Ν2的情况下，HVE⑶90结束转速差Λ N的降低控制(步骤ST5)。在该步骤ST5中，以维持该判定时的转速和MGl转矩的方式进行第一旋转电机MGl的控制。S卩，该步骤ST5使为了缩小转速差Λ N而进行的第一旋转电机MGl的转速的下降控制结束。在该转速差ΛΝ降低而第一接合部件与第二接合部件的转速的同步完成时，成为与图5的共线图所示的双马达EV模式相同的状态，EV行驶仍继续。
[0107]然后，HVE⑶90执行变速装置20向目标变速级的变速(步骤ST6)。在该步骤ST6中，基于目标变速级，以使离合器CLl或制动器BKl中的仅任一方成为接合状态的方式开始控制。在图12的时间图中，进行从空档状态向超速驱动状态的变速，因此通过开始BKl液压的增加而开始变速装置20的变速控制。此时，在BKl液压超过预定值时，制动器BKl的接合部件彼此实际开始接合，因此伴随着该接合而变速装置20的变速动作实际开始。该BKl液压增加至制动器BKl成为完全接合状态为止。
[0108]HVE⑶90在离合器CLl或制动器BKl成为完全接合状态而结束变速装置20向目标变速级的变速时，执行发动机ENG的起动控制(步骤ST7)。在该步骤ST7中，为了提升停止中的发动机ENG的转速而再次控制第一旋转电机MGl的转速，以第一旋转电机MGl的旋转使发动机ENG的转速上升至能够点火的转速之后，对该发动机ENG进行起动控制。此时，HVE⑶90对应于发动机ENG的转速的上升而通过第一旋转电机MGl取得反力。而且，该HVECU90为了避免在输出侧(例如驱动轮W、差动装置30的齿圈R2)发生转矩变动，也使第二旋转电机MG2获取反力。
[0109]在图12的时间图中，若变速装置20的变速完成，则在该变速完成时将成为负旋转的第一旋转电机MGl切换为正旋转，使该第一旋转电机MGl的转速增加，由此将该旋转经由差动装置30和变速装置20传给发动机旋转轴11，提升发动机ENG的转速。图13表示以第一旋转电机MGl的旋转来提升发动机ENG的转速时的共线图。此状态成为HV高模式，因此制动器BKl处于接合状态。在该提升时，为了使第一旋转电机MGl和第二旋转电机MG2获取反力，向第一旋转电机MGl输出正的MGl转矩，并使正的MG2转矩增大反力量。然后，在发动机转速上升至能够点火的预定转速时，HVECU90使发动机ENG点火，并且为了抑制与发动机转矩的发生相伴的车辆驱动力的变动，而调整MGl转矩和MG2转矩。在此，使MGl转速以发动机点火时的转速停止，使该MGl转矩降低至0，并使第二旋转电机MG2的MG2转矩在保持正的状态下降低。
[0110]另外，在步骤ST2中判定为转速差Λ N为预定值NI以下的情况下，HVE⑶90判定加速器开度变化率△ θ/t是否小于预定值A(步骤ST8)。该步骤ST8用于判定是否要求紧急加速，若加速器开度变化率△ θ/t小于预定值Α，则判定为未要求紧急加速，若加速器开度变化率Λ θ/t为预定值A以上，则判定为要求紧急加速。该预定值A只要设定产生紧急加速的加速度的上升的加速器开度变化率△ Θ/t的最小值或使该最小值具有校正值的值即可。该校正值用于将加速器开度变化率Λ θ/t的检测误差等加入考虑。而且，该校正值若想要容易判定为紧急加速，则只要形成为比该最小值小的值即可，若想要难以判定为紧急加速，则只要形成为比该最小值大的值即可。另外，是否进行紧急加速根据驾驶员的感性、嗜好等而变化。因此，预定值A优选例如对应于车辆的购买层的感性、嗜好等而适当决定。在该步骤ST8中，也可以取代加速器开度变化率△ θ/t而以加速器踏下操作速度、节气门开度变化率进行判定。
[0111]在此，在判定为加速器开度变化率λ Θ /t小于预定值A的情况下，可以说未要求紧急加速要求时那样的从EV行驶模式向HV行驶模式切换的响应性。因此，在这种情况下，在进入到步骤ST3而使转速差Λ N降低之后，如上述那样执行变速装置20的变速控制、发动机ENG的起动控制。即，在这种情况下，产生接合控制所引起的离合器CLl或制动器BKl的耐久性的下降、变速冲击的可能性低，但是为了实现进一步的耐久性的下降、变速冲击的抑制，在实施转速差△ N的降低控制后进行变速装置20的变速控制、发动机ENG的起动控制。
[0112]相对于此，在判定为加速器开度变化率Λ Θ /t是预定值A以上的情况下，驾驶员要求紧急加速。而且，若为自动行驶控制中(定速控制等的执行中)，则在判定为节气门开度变化率是预定值(相当于预定值A的值)以上的情况下，可以说从车辆侧要求紧急加速。并且，在要求紧急加速时，与未要求紧急加速时相比，即使稍微发生变速冲击，也优选快速完成从EV行驶模式向HV行驶模式的切换。因此，要求紧急加速时的HVECU90进入到步骤ST6，执行变速装置20向目标变速级的变速，进入到步骤ST7，执行发动机ENG的起动控制。
[0113]这样一来,在该混合动力系统1-1及动力传递装置中，在与目标变速级对应的接合控制对象的离合器CLl或制动器BKl的转速差△ N大的情况下，无论有无紧急加速要求，利用第一旋转电机MGl的转速的下降控制缩小该转速差ΛΝ后，执行变速装置20向目标变速级的变速控制和发动机ENG的起动控制。而且，在该混合动力系统1-1及动力传递装置中，即使在该转速差ΛΝ小且无紧急加速要求时，也利用第一旋转电机MGl的转速的下降控制来缩小该转速差△ N后，执行变速装置20向目标变速级的变速控制和发动机ENG的起动控制。由此，该混合动力系统1-1及动力传递装置能够避免与该接合控制对象的离合器CLl或制动器BKl的接合相伴的耐久性的下降，而且，能够较小地抑制与该离合器CLl或制动器BKl的接合相伴的变速冲击。因此，该混合动力系统1-1及动力传递装置在使接合控制对象的离合器CLl或制动器BKl接合时，能够简化这样的耐久性的下降、变速冲击的发生的对策(CLl液压或BKl液压的大小、输出时间的调整等)，因此能实现该离合器CLl或制动器BKl的接合控制的容易化。
[0114]另外，在该混合动力系统1-1及动力传递装置中，在该转速差Λ N小且存在紧急加速要求的情况下，不执行转速差ΛΝ的降低控制，而执行变速装置20向目标变速级的变速控制和发动机ENG的起动控制，因此与执行了该转速差ΛΝ的降低控制的情况相比，能够响应性良好地从EV行驶模式向HV行驶模式切换。即，该混合动力系统1-1及动力传递装置在这种情况下，即使稍微发生变速冲击，也能够快速地完成从EV行驶模式向HV行驶模式的切换。因此，该混合动力系统1-1及动力传递装置与执行了转速差ΛΝ的降低控制的情况相比，能够以紧急加速要求所对应的上升加速度使混合动力车辆100加速。
[0115][变形例I]
[0116]在上述的实施例中，在利用第一旋转电机MGl的转速的下降控制实施了转速差ΔN的降低控制之后，进行变速装置20的变速动作，在该变速装置20成为能够进行动力传递之后再次利用第一旋转电机MGl的转速的增加控制来提升发动机转速。此时，依次观察图4、5、13的共线图可知，第一旋转电机MGl为了转速差Λ N的降低控制而暂时使该转速成为负旋转之后，为了发动机起动控制而将该转速切换成正旋转使其增加。因此，在实施了转速差ΛΝ的降低控制的情况下，与未实施该降低控制的情况相比，存在到发动机起动完成为止的响应性变差的可能性。转速差Λ N越大，则该发动机起动的响应延迟越容易发生。
[0117]因此，本变形例的HVE⑶90并行地实施基于第一旋转电机MGl的转速的下降控制的转速差△ N的降低控制和变速装置20的变速控制。
[0118]在此，该转速差Λ N的降低控制和变速装置20的变速控制的并行处理在提高到发动机起动完成为止的响应性方面有用，但是在转速差Δ N缩小至目标转速差之前，目标变速级所对应的接合控制对象的离合器CLl或制动器BKl有时也会开始接合，因此存在发生变速冲击的可能性。因此，在本变形例中，只要将发动机起动的响应延迟与变速冲击进行比较，在优先消除哪个的观点上来决定是否执行并行处理即可。
[0119]图14表示执行该并行处理时的转速差Λ N的降低控制的实施比例R。该实施比例R例如使用接合控制对象的离合器CLl或制动器BKl的转矩容量Tl和用于进行第一旋转电机MGl的转速的下降控制的旋转同步转矩Τ2，能够通过下式I求出。
[0120]R = Τ1/(Τ1+Τ2)...(I)
[0121]在该例示中，如图14所示，在转速差Ν3和转速差Ν4的范围内将实施比例R形成为0，不实施并行处理。在该并行处理的不实施范围内，结束转速差ΛΝ的降低控制后进行变速装置20的变速控制。该并行处理的不实施范围基于发动机ENG的起动响应性、变速冲击的大小等，通过实验、模拟求出。例如，该不实施范围(尤其是转速差Ν3和转速差Ν4)只要设定处于使变速冲击的抑制比发动机起动的响应延迟的消除优先的状态的转速差ΛΝ或使该转速差ΛΝ具有校正值的值即可。该校正值是用于将转速差ΛΝ的检测误差等加入考虑的值。
[0122]在该例示中，将上述的转速差Ν3设定为预定值(第一阈值)。在转速差Λ N比预定值Ν3小时，与并行处理的不实施范围相比，提高实施比例R并实施并行处理，由此来消除发动机起动的响应延迟。这是因为，转速差ΛΝ越小则越难以发生变速冲击。随着转速差Λ N减小而变速冲击减小，因此转速差ΛΝ越小则此时的实施比例R越大。即，在该变形例中，转速差Λ N越小则越容易实施并行处理。
[0123]另外，在该例示中，将上述的转速差Ν4设定为预定值(第二阈值)。在转速差ΔΝ大于预定值Ν4时，与并行处理的不实施范围相比，提高实施比例R并实施并行处理，由此消除发动机起动的响应延迟。这是因为，转速差ΔΝ越大则到发动机起动完成为止的响应性变差。随着转速差Δ N增大而发动机起动的响应延迟增大，因此转速差Δ N越大则此时的实施比例R越大。即，在该变形例中，转速差Λ N越大则越容易实施并行处理。
[0124][变形例2]
[0125]以上所示的实施例及变形例I的技术在以下的图15所示的混合动力系统1-2中也能够适用，能够得到与该实施例及变形例I同样的效果。该图15的附图标记101表示搭载有该混合动力系统1-2的混合动力车辆。
[0126]混合动力系统1-2与混合动力系统1-1同样地具备作为动力源的发动机ENG、第一旋转电机MGl及第二旋转电机MG2，还具备动力传递装置，该动力传递装置具有变速装置20、差动装置30及变速调整装置40。各动力源与混合动力系统1-1相同。另一方面，动力传递装置相对于混合动力系统1-1的动力传递装置而具有以下那样的结构上的差异。
[0127]混合动力系统1-2的动力传递装置的直列连接的变速装置20和差动装置30的配置、它们的连接方式等不同。
[0128]变速装置20具备由能够差动旋转的多个旋转要素构成的行星齿轮机构(具体而言是单小齿轮型的行星齿轮机构)。在该例示中，太阳轮SI也与变速调整装置40的制动器BKl连接。而且，在该例示中，在太阳轮SI与行星轮架Cl之间也夹设有变速调整装置40的尚合器CLl。
[0129]但是，在该混合动力系统1-2中，行星轮架Cl成为与差动装置30连接且承担与该差动装置30之间的动力传递的第二动力传递要素。在该混合动力系统1-2中，发动机ENG与差动装置30连接，因此该行星轮架Cl也作为承担与发动机ENG之间的动力传递的第一动力传递要素发挥功能。而且，在该混合动力系统1-2中，变速装置20的齿圈Rl成为由变速装置20及差动装置30构成的动力传递装置的输出，并经由中间轴驱动齿轮51等而与第二旋转电机MG2和驱动轮W连接。该齿圈Rl与中间轴驱动齿轮51成为一体地旋转。
[0130]差动装置30具备由能够差动动作的多个旋转要素构成的行星齿轮机构(具体而言是单小齿轮型的行星齿轮机构)。在该例示中，太阳轮S2也与MGl旋转轴12连接。
[0131 ] 但是，在该混合动力系统1-2中，行星轮架C2与发动机ENG连接，能够使行星轮架C2与发动机旋转轴11成为一体地旋转。而且，在该混合动力系统1-2中，齿圈R2与变速装置20的行星轮架Cl连接，能够使该齿圈R2与行星轮架Cl成为一体地旋转。
[0132]该混合动力系统1-2的工作接合表与前述的图3的情况相同。
[0133][单马达EV模式]
[0134]在二次电池能够充电的情况下，使离合器CLl和制动器BKl —起分离，将变速装置20控制成空档状态。在该单马达EV模式(不需要发动机制动)下，与混合动力系统1-1同样地不实施发动机制动而能够得到再生电力，因此燃油经济性(电力消耗率)提高。另一方面，在禁止二次电池的充电的情况下，通过使离合器CLl和制动器BKl中的仅任一方接合，使发动机ENG成为牵连旋转状态，产生发动机制动。在这种情况下，HVE⑶90也与混合动力系统1-1同样地通过第一旋转电机MGl的控制而使发动机转速上升。
[0135]在后退时，若二次电池能够充电，则可以使离合器CLl与制动器BKl —起分离，仅通过第二旋转电机MG2的动力来行驶，也可以使离合器CLl与制动器BKl —起接合，将变速装置20的行星轮架Cl固定，由此利用第一旋转电机MGl和第二旋转电机MG2双方的动力来行驶。
[0136][HV行驶模式]
[0137]该混合动力系统1-2与混合动力系统1-1同样地根据车速而分开使用为HV高模式和HV低模式。因此，在该混合动力系统1-2中，机械点也成为2个，因此在该HV行驶模式下，能够提高以高速齿轮动作时的传递效率，能够提高高车速行驶时的燃油经济性。
[0138]在HV高模式下，使离合器CLl分离并使制动器BKl接合，由此将变速装置20切换成高速级，以使发动机ENG的旋转增速而输出的方式进行控制。另一方面，在HV低模式下，使离合器CLl接合并使制动器BKl分离，由此将变速装置20切换成低速级，以使发动机ENG的旋转在保持等速的状态下输出的方式进行控制。在该混合动力系统1-2中，在HV高模式与HV低模式之间切换时，也执行使变速装置20和差动装置30同时变速的协调变速控制。因此，该混合动力系统1-2电气性地控制第一旋转电机MGl的旋转，由此能够作为使系统变速比连续变化的电气性无级变速器进行动作。
[0139]在后退时，以HV低模式使第一旋转电机MGl作为发电机、并使第二旋转电机MG2作为电动机动作，使该第二旋转电机MG2向与前进时相反的方向旋转。
[0140]然而，在前述的实施例及变形例1-2中虽然例示了两级的变速装置20，但是该变速装置20可以具有三级以上的变速级，也可以是无级变速器。在有级变速器的情况下，变速装置20例如可以由多个行星齿轮机构的组合和接合装置(制动器、离合器)构成多个变速级，也可以是所谓一般的有级的自动变速器。在无级变速器的情况下，变速装置20例如可以是带式的结构，也可以是行星球式的结构。变速装置20无论适用何种方式的结构，其输入输出轴都分别成为第一动力传递要素和第二动力传递要素。
[0141]另外，在前述的实施例及变形例1-2中，例示了通过利用了发动机ENG的动力等的再生运转进行充电的混合动力车辆100、101，但是该实施例及变形例1-2中说明的技术也可以适用于能够进行外部电源的充电的插电式混合动力车辆。
[0142]附图标记说明
[0143]1-1、1-2混合动力系统
[0144]11发动机旋转轴
[0145]12 MGl 旋转轴
[0146]13 MG2 旋转轴
[0147]20变速装置
[0148]21旋转轴
[0149]30差动装置
[0150]40变速调整装置
[0151]100、101混合动力车辆
[0152]90 HVECU (综合 ECU)
[0153]91 发动机 ECU
[0154]92 MGECU
[0155]Kl制动器
[0156]CLl离合器
[0157]C1、C2行星轮架
[0158]ENG发动机(发动机)
[0159]MGl第一旋转电机
[0160]MG2第二旋转电机
[0161]P1、P2 小齿轮
[0162]R1、R2 齿圈
[0163]S1、S2 太阳轮
[0164]W驱动轮
【权利要求】
1.一种混合动力车辆的动力传递装置，其特征在于，具备: 变速装置，具有与发动机的旋转轴连接的第一动力传递要素； 差动装置，具有与所述变速装置的第二动力传递要素、第一旋转电机的旋转轴、第二旋转电机的旋转轴及驱动轮分别连接的能够差动旋转的多个旋转要素； 变速调整装置，具有接合部，所述接合部能够将所述变速装置控制成在所述第一动力传递要素与所述第二动力传递要素之间不能进行动力传递的空档状态或在该第一动力传递要素与该第二动力传递要素之间能够进行动力传递的状态；及 控制装置，在将所述第一旋转电机和第二旋转电机中的至少一个旋转电机的动力传给所述驱动轮的EV行驶中使所述发动机起动的情况下，具有使所述第一旋转电机的转速下降的第一工序、将空档状态的所述变速装置控制成在所述第一动力传递要素与所述第二动力传递要素之间能够进行动力传递的状态的第二工序及使所述第一旋转电机的转速增加的第三工序。
2.一种混合动力车辆的动力传递装置，其特征在于，具备: 差动装置，具有包含与发动机的旋转轴连接的第一旋转要素和与第一旋转电机的旋转轴连接的第二旋转要素在内的能够差动旋转的多个旋转要素； 变速装置，具有与所述差动装置的第三旋转要素连接的第一动力传递要素和与第二旋转电机的旋转轴及驱动轮连接的第二动力传递要素； 变速调整装置，具有接合部，所述接合部能够将所述变速装置控制成在所述第一动力传递要素与所述第二动力传递要素之间不能进行动力传递的空档状态或在该第一动力传递要素与该第二动力传递要素之间能够进行动力传递的状态；及 控制装置，在将所述第一旋转电机及第二旋转电机中的至少一个旋转电机的动力传给所述驱动轮的EV行驶中使所述发动机起动的情况下，具有使所述第一旋转电机的转速下降的第一工序、将空档状态的所述变速装置控制成在所述第一动力传递要素与所述第二动力传递要素之间能够进行动力传递的状态的第二工序及使所述第一旋转电机的转速增加的第三工序。
3.根据权利要求1或2所述的混合动力车辆的动力传递装置，其中， 在所述接合部的接合部件间的转速差小于第一预定值时，并行地实施所述第一工序和所述第二工序。
4.根据权利要求3所述的混合动力车辆的动力传递装置，其中， 所述转速差越小，则使所述第一工序和所述第二工序的并行处理越易于实施。
5.根据权利要求1、2、3或4所述的混合动力车辆的动力传递装置，其中， 在所述接合部的接合部件间的转速差大于第二预定值时，并行地实施所述第一工序和所述第二工序。
6.根据权利要求5所述的混合动力车辆的动力传递装置，其中， 所述转速差越大，则使所述第一工序和所述第二工序的并行处理越易于实施。
7.—种混合动力系统,其特征在于,具备: 发动机； 第一旋转电机； 第二旋转电机； 变速装置，具有与所述发动机的旋转轴连接的第一动力传递要素； 差动装置，具有与所述变速装置的第二动力传递要素、所述第一旋转电机的旋转轴、所述第二旋转电机的旋转轴及驱动轮分别连接的能够差动旋转的多个旋转要素； 变速调整装置，具有接合部，在将所述第一旋转电机及第二旋转电机中的至少一个旋转电机的动力传给所述驱动轮而进行EV行驶的情况下，所述接合部将所述变速装置控制成在所述第一动力传递要素与所述第二动力传递要素之间不能进行动力传递的空档状态，在该EV行驶中使所述发动机起动的情况下，所述接合部将所述变速装置控制成在所述第一动力传递要素与所述第二动力传递要素之间能够进行动力传递的状态；及 旋转电机控制装置，在所述EV行驶中使所述发动机起动的情况下，在将所述变速装置向所述能够进行动力传递的状态进行控制之前或向该状态进行控制的过程中，所述旋转电机控制装置使所述第一旋转电机的转速下降，且，在所述变速装置被控制成所述能够进行动力传递的状态之后，所述旋转电机控制装置使所述第一旋转电机的转速增加。
8.—种混合动力系统,其特征在于,具备: 发动机； 第一旋转电机； 第二旋转电机； 差动装置，具有包含与所述发动机的旋转轴连接的第一旋转要素和与所述第一旋转电机的旋转轴连接的第二旋转要素在内的能够差动旋转的多个旋转要素； 变速装置，具有与所述差动装置的第三旋转要素连接的第一动力传递要素和与所述第二旋转电机的旋转轴及驱动轮连接的第二动力传递要素； 变速调整装置，具有接合部，在将所述第一旋转电机及第二旋转电机中的至少一个旋转电机的动力传给所述驱动轮而进行EV行驶的情况下，所述接合部将所述变速装置控制成在所述第一动力传递要素与所述第二动力传递要素之间不能进行动力传递的空档状态，在该EV行驶中使所述发动机起动的情况下，所述接合部将所述变速装置控制成在所述第一动力传递要素与所述第二动力传递要素之间能够进行动力传递的状态；及 旋转电机控制装置，在所述EV行驶中使所述发动机起动的情况下，在将所述变速装置向所述能够进行动力传递的状态进行控制之前或向该状态进行控制的过程中，所述旋转电机控制装置使所述第一旋转电机的转速下降，且，在所述变速装置被控制成所述能够进行动力传递的状态之后，所述旋转电机控制装置使所述第一旋转电机的转速增加。
【文档编号】B60W10/08GK104395121SQ201280074067
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2012年6月19日 优先权日:2012年6月19日
【发明者】加藤春哉, 田端淳, 今村达也, 松原亨, 北畑刚, 熊崎健太, 日浅康博, 盐入广行, 柴田宽之 申请人:丰田自动车株式会社