2015年7月1日提交的日本专利申请No.2015-132770的包括说明书、附图和摘要在内的公开内容以其整体通过引用并入本申请中。
技术领域
本发明涉及一种用于混合动力车辆的控制装置，发动机和电动发电机设置在所述混合动力车辆上作为驱动源。
背景技术：
一种混合动力车辆是本身已知的，其中在第一电动发电机MG1的转子轴和混合变速驱动桥的外壳C之间设置有爪形离合器DC3和单向离合器OC3，并且其中爪形离合器DC3的一个接合部件与单向离合器OC3连接，而爪形离合器DC3的另一接合部件固定在外壳C上(参见日本专利No.5120650(JP-B-5120650))。对于这种类型的混合动力车辆，通过在高速行驶期间将爪形离合器DC3控制为处于其接合状态，建立了这样一种状态，在该状态下，由于单向离合器OC3，阻止第一电动发电机MG1的正旋转，同时容许第一电动发电机MG1的负旋转。由于因此实现了作为与高速段(Hi)并行的模式的Hi挡位锁定模式，所以相应地可以提高高速行驶期间的能量效率。
此外，一种可选择的单向离合器是本身已知的，其能够选择锁定模式或自由模式，在所述锁定模式中，在旋转期间，其容许两个部件之间仅在预定的一个旋转方向上的转矩传递，而在所述自由模式下，在旋转期间，其切断这两个部件之间在两个方向上的转矩传递(例如，参照日本专利申请公报No.2011-169344(JP-A-2011-169344))。此外，可认为日本专利申请公报No.2004-345527与本发明有一定关联。
由于这种可选择的单向离合器被赋予这种功能，因此可以利用作为单一装置的该可选择的单向离合器来替换JP-B-5120650的上述混合动力车辆的爪形离合器DC3和单向离合器OC3。具体而言，可以通过将其两个部件中的一个部件固定在外壳C上——外壳C因而用作固定部件——同时将两个部件中的另一个部件与第一电动发电机MG1的转子轴连接——所述转子轴因而用作旋转部件——来以与JP-B-5120650的驱动装置相似的方式实现这种可选择的单向离合器功能。
在其中已进行上述替换的混合动力车辆中，可选择的单向离合器的旋转部件接收并承受由发动机输出的发动机转矩的反作用转矩。由此，当可选择的单向离合器处于锁定模式并因而处于旋转部件的正旋转被阻止的状态时，转矩沿正方向作用在旋转部件上的状态继续。
然而，当该混合动力车辆在凹凸不平周期性地重复的路面如所谓的“波状道路”上行驶时，输出部上的转矩由于从驱动轮输入的转速的反复上升和下降而准周期性地改变。由于该周期性的变化，当车轮的转速下降时，输出部的转矩沿使发动机转速下降的方向作用，并且发动机转速下降。接下来，当车轮的转速上升时，尽管输出部的转矩沿使发动机转速上升的方向作用，但由于发动机的惯性，发动机转速不会立即上升。因此，有时发生这样的情况：作用在可选择的单向离合器的旋转部件上的转矩消除而使得可选择的单向离合器的接合暂时被释放且其反向旋转，并且当此后发动机转速上升时，已暂时被释放的该接合发生再接合。由此，根据该再接合期间的发动机转矩值，存在可选择的单向离合器的某些构件在其再接合在比通常转速高的转速下发生时劣化的可能性。此外，存在由于棘轮效应的发生而产生磨损或异常噪音的可能性，所述棘轮效应是这样一种现象，即在暂时被释放的接合未恰当地再接合的情况下，旋转部件沿正旋转方向旋转，所述正旋转方向是本来不容许的旋转方向。
因此，本发明的一个目的是提供一种用于混合动力车辆的控制装置，该控制装置在输出部的转矩由于从供车辆行驶的路面到驱动轮的变化的输入而周期性地改变的行驶状态下能够抑制由于棘轮效应的发生而引起的可选择的单向离合器的构件的劣化和磨损或异常噪音的产生。
技术实现要素：
根据本发明的用于混合动力车辆的控制装置适用于混合动力车辆，所述混合动力车辆包括：发动机；电动发电机；输出部，所述输出部向驱动轮输出转矩；差动机构，所述差动机构具有能相对于彼此差动地旋转的多个旋转元件，所述发动机与所述多个旋转元件中的一个旋转元件连结，所述电动发电机与所述多个旋转元件中的另一个旋转元件连结，并且所述输出部与所述多个旋转元件中的又一个旋转元件连结；和可选择的单向离合器，所述可选择的单向离合器包括能接收所述发动机的反作用转矩并设置在所述差动机构上的旋转部件，并且能在锁定模式和自由模式之间切换，在所述锁定模式中，在接收所述反作用转矩的状态下，它阻止所述旋转部件的正旋转，同时容许所述旋转部件沿与所述正旋转相反的方向进行的负旋转，而在所述自由模式中，在接收所述反作用转矩的状态下，它容许所述旋转部件的所述正旋转和所述负旋转两者；其中，如果所述混合动力车辆的行驶状态是其中由于从供所述车辆正在行驶的路面到所述驱动轮的输入而作用在所述输出部上的转矩的变化超过基准值在预定时间间隔内已发生了多次的特定行驶状态，则当所述可选择的单向离合器处于所述锁定模式时，其切换至所述自由模式，并且当所述可选择的单向离合器处于所述自由模式时，其保持处于所述自由模式。
根据该控制装置，如果车辆的当前行驶状态是其中作用在输出部上的转矩的变化超过基准值在预定时间间隔内已发生多次的特定行驶状态，则当可选择的单向离合器处于锁定模式时，其切换至自由模式，而当可选择的单向离合器处于自由模式时，其保持处于自由模式。因此，可以避免发生特定行驶状态在可选择的单向离合器处于锁定模式时继续的事态。由此，可以抑制单向离合器的构件由于再接合的发生而劣化(如果不是这样则在特定行驶状态期间可能发生这种情况)，并且可以抑制由于棘轮效应的发生而引起的磨损和异常噪音的产生。
作为本发明的控制装置的一个方面，还可包括行驶状态判定装置，所述行驶状态判定装置基于所述输出部的转速的变化来作出所述车辆的当前行驶状态是否为所述特定行驶状态的判定。可由输出部的转速的变化来确定作用在输出部上的转矩的变化。由此，即使未设置任何用于检测输出部的转矩的装置，也可以基于输出部的转速的变化来确定作用在输出部上的转矩的变化。而且，由此，可以判定车辆的当前行驶状态是否为所述特定行驶状态。
在本发明的该方面中，所述行驶状态判定装置可计算所述输出部的当前转速和其当前平均转速的存储值之差，并且可在在所述预定时间间隔内已多次检测出该差的绝对值已变得在一阈值以上的情况下判定为所述车辆的当前行驶状态为所述特定行驶状态。这种情况下，通过设定用于判定车辆的当前行驶状态是否为所述特定行驶状态的阈值和预定时间间隔，能以精确的方式判别当前行驶状态是否为输出部的转矩的变化在预定时间间隔内已多次超过基准值的特定行驶状态。
所述特定行驶状态也可以是其中所述车辆正在未铺装道路上行驶的状态，或其中所述车辆正在已人工地形成了凹凸的路面上行驶的状态。例如，根据本发明的另一个方面，所述特定行驶状态可以是其中所述车辆正在波状道路上行驶的状态，所述波状道路具有凹凸周期性地重复的路面。可由作用在输出部上的转矩或基于输出部的转速的变化来判定车辆是否正在波状道路上行驶。此外，可基于支承驱动轮之一的悬架单元的行程来判定车辆是否正在波状道路上行驶。
差动机构的结构并不特别地仅限于包括与发动机、电动发电机和输出部分别连结的多个旋转元件。例如，根据本发明的另一个方面，所述差动机构可设置有四个旋转元件，其中所述电动发电机与所述四个旋转元件中的第一旋转元件连结，所述可选择的单向离合器的所述旋转部件与所述四个旋转元件中的第二旋转元件连结，所述发动机与所述四个旋转元件中的第三旋转元件连结，且所述输出部与所述四个旋转元件中的第四旋转元件连结；并且，当这四个旋转元件被配置在速度线图上时，它们可按以下次序出现：所述第一旋转元件、所述第二旋转元件、所述第三旋转元件和所述第四旋转元件。
此外，根据本发明的又一个方面，所述差动机构可设置有三个旋转元件，其中所述电动发电机和所述可选择的单向离合器的所述旋转部件与所述三个旋转元件中的第一旋转元件连结，所述发动机与所述三个旋转元件中的第二旋转元件连结，且所述输出部与所述三个旋转元件中的第三旋转元件连结；并且，当这三个旋转元件被配置在速度线图上时，它们可按以下次序出现：所述第一旋转元件、所述第二旋转元件和所述第三旋转元件。
在上述本发明的任一方面中，与发动机连结的旋转元件和与可选择的单向离合器的旋转部件连结的旋转元件在速度线图上彼此相邻。因此，当发动机正在输出转矩并且此外可选择的单向离合器处于锁定模式时，可选择的单向离合器的旋转部件开始接收发动机的反作用转矩。而且，与输出部连结的旋转元件和与发动机连结的旋转元件在速度线图上在与可选择的单向离合器的旋转部件连结的旋转元件的相反侧彼此相邻。由此，由于可选择的单向离合器被操作为其锁定模式并且旋转部件的正旋转由此被阻止，输出部相对于发动机转速的变速比可以处于固定状态下。
附图说明
图1是示出已应用了根据本发明的第一实施方式的控制装置的混合动力车辆的结构的示意图；
图2是示出设置在图1的混合动力车辆上的可选择的单向离合器的图；
图3是示出该可选择的单向离合器的结构元件的示意图；
图4是示出该单向离合器的保持板的一部分的图；
图5是在离合器处于锁定模式时示出的沿图2的结构的线V-V截取的剖视图；
图6是在离合器处于自由模式时示出的沿图2的结构的线V-V截取的剖视图；
图7是示出根据第一实施方式的动力分割机构的速度线图的图；
图8是在特定行驶状态下在速度线图上示出了车辆各部的状态变化的图；
图9是示出根据第一实施方式的控制例程的一个示例的流程图；
图10是示出图9的控制例程的子程序的一个示例的流程图；
图11是示出已应用了根据本发明的第二实施方式的控制装置的混合动力车辆的结构的示意图；以及
图12是示出根据该第二实施方式的动力分割机构的速度线图的图。
具体实施方式
实施方式#1
如图1所示，车辆1A被构成为应用了针对根据本发明的第一实施方式的混合动力车辆的控制装置的混合动力车辆。该车辆1A包括用作发动机(ENG)的火花点火式内燃发动机2、用作差动机构的动力分割机构5以及两个电动发电机7(MG1)和8(MG2)。动力分割机构5、电动发电机7和8以及各种动力传递元件接纳在外壳10内。
动力分割机构5被构成为单小齿轮型的两个行星齿轮机构3和4的组合。第一行星齿轮机构3的太阳齿轮S1和第二行星齿轮机构4的太阳齿轮S2连结在一起以便一体地旋转，并且第一行星齿轮机构3的行星架C1和第二行星齿轮机构4的齿圈R2连结在一起以便一体地旋转。由此，在动力分割机构5内限定出了相对于彼此差动地旋转的四个旋转元件。内燃发动机2的曲轴2a与行星架C1连结。第一电动发电机7与太阳齿轮S2连结，而第二电动发电机8与齿圈R1连结。为了向驱动轮Dw输出转矩，包括图中未示出的齿轮系等的输出部11与齿圈R1连结。
在该第一实施方式中，太阳齿轮S2(和太阳齿轮S1)对应于权利要求的“第一旋转元件”，行星架C2对应于权利要求的“第二旋转元件”，行星架C1(和齿圈R2)对应于权利要求的“第三旋转元件”，而齿圈R1对应于权利要求的“第四旋转元件”。如从图7的速度线图将显而易见的，当这四个旋转元件配置在该速度线图上时，它们按以下次序出现：对应于第一旋转元件的太阳齿轮S2(和太阳齿轮S1)；对应于第二旋转元件的行星架C2；对应于第三旋转元件的行星架C1(和齿圈R2)；和对应于第四旋转元件的齿圈R1。
在车辆1A上设置有可选择的单向离合器(以下简称为“离合器”)12。该离合器12介设在动力分割机构5的行星架C2和外壳10之间，并且用作制动器。如图2所示，离合器12的动作模式可以在以下模式之间选择：锁定模式，在该锁定模式中，当行星架C2的旋转方向为正旋转方向Ra时，离合器12容许转矩从行星架C2传递到外壳10以使得行星架C2处于固定状态，而当旋转方向为相反的负旋转方向Rb时，离合器12切断该转矩传递以使得行星架C2处于释放状态；和自由模式，在该自由模式中，无论行星架C2的旋转方向是正旋转方向Ra还是负旋转方向Rb，离合器12都切断从行星架C2到外壳10的转矩传递，从而保持行星架C2处于释放状态。
如图2和图3所示，离合器12包括：保持板20，该保持板设置在固定于外壳10上的固定轴15上并且处于它不能围绕轴线Ax旋转的状态；旋转板21，该旋转板用作旋转部件并且在它围绕轴线Ax与行星架C2一体地旋转的状态下设置在行星架C2上；和选择板22，该选择板配置在保持板20和旋转板21之间并且可围绕轴线Ax旋转。
如图2、4和5所示，在保持板20中形成有多个保持室25，并且这些保持室向保持板20的与旋转板21对向的一侧开口并且沿其周向布置。在这些保持室25中的每个保持室上都设置有一个有能接合在旋转板21中的爪部件26。每个爪部件26的基端部26a经由沿保持板20的径向延伸的支承轴P安装在保持板20上以使得爪部件26能围绕轴线Ax1旋转，此外，各爪部件26由弹簧27沿朝向旋转板21突出的方向偏压。由此，各爪部件26能在它朝保持板20退回并收纳在保持室25中以使得它从保持板20的突出被限制的状态和它从保持板20朝旋转板21突出的状态之间作动。换言之，各爪部件26以使得它能够从保持板20突出的方式设置在保持板20上。
如图2和5所示，在旋转板21中形成有多个凹部30，并且这些凹部向旋转板21的与保持板20对向的一侧开口并沿其周向布置。这些凹部30中的每个凹部都具有壁部30a，当爪部件26突出并与旋转板21接合时，爪部件26的末端部26b可与该壁部30a靠接。虽然这些特征在图中未被示出，但凹部30的数量大于爪部件26的数量，而且，凹部30的位相和爪部件26的位相互不相同(参照图5)。因此，多个爪部件26中的一部分(但不是全部)爪部件在它们突出时可以接合在多个凹部30中的一部分(但不是全部)凹部中。
选择板22形成有多个孔洞31，这些孔洞围绕选择板22的周向布置并且爪部件26的一部分在它们突出时能从这些孔洞通过，并且这些孔洞与爪部件26同相。选择板22的旋转位置能在图5所示的锁定位置和图6所示的释放位置之间切换，在所述锁定位置，爪部件26从选择板22中的孔洞31通过并且能够与旋转板21的凹部30中的一个或多个凹部接合，而在所述释放位置，全部爪部件26的突出由于爪部件26的末端部26b与选择板22的未形成孔洞31的非形成部位22a靠接而被限制。由此，能选择性地实现离合器12的上述锁定模式或自由模式。
如图2所示，在选择板22上设置有沿径向延伸的操作臂29，并且选择板22的旋转位置通过该操作臂29由驱动装置40驱动而切换。驱动装置40包括致动器41和将致动器41的动作传递到选择板22的操作臂29的传递机构42。致动器包括固定在外壳10上的主体43和能相对于主体43向前和向后移动而且与操作臂29结合连接的驱动杆44。而且，传递机构42包括固定在外壳10上并引导致动器41的驱动杆44的导引部件45、固定在驱动杆44上的弹簧座46以及安装在导引部件45与弹簧座46之间以便能够被压缩在其间的回位弹簧47。
图2中用实线示出的状态是这样的状态，即在该状态下，由于驱动装置40的致动器41作动，驱动杆44已抵抗回位弹簧47的弹力从主体43突出，并且选择板22已切换至其锁定位置。在此状态下，离合器12处于上述锁定模式。另一方面，当驱动装置40的致动器41从图2中用实线示出的状态切换为非作动时，驱动杆44由于回位弹簧47的弹力而朝主体43退回，并且操作臂29移动到其用双点划虚线表示的位置，使得选择板22被切换至其释放位置。由此，离合器12被置于自由模式下。
在图5所示的锁定模式期间，当旋转板21的旋转方向是正旋转方向Ra时，至少一个爪部件26的末端部26b与凹部30之一的壁部30a靠接。因此，该爪部件26与旋转板21的该凹部30接合，并且保持板20和旋转板21联接在一起，使得它们之间的转矩传递可以进行并且行星架C2相对于外壳10固定。另一方面，当旋转板21的旋转方向为负旋转方向Rb时，由于爪部件26变成朝负旋转方向Rb倾斜，因此，即使爪部件26确实在一定程度上与旋转板21的凹部30干涉，爪部件26也仅仅是由旋转板21朝保持板20回压。由此，爪部件26不与凹部30接合。因此，如果离合器12处于锁定模式，则当旋转板21的旋转方向为负旋转方向Rb时，保持板20和旋转板21之间的转矩传递被切断，并且旋转板21被释放。
另一方面，在图6所示的自由模式期间，全部爪部件26的突出受选择板22限制，并且爪部件26被保持在朝保持板20回推的状态下，使得它们不会到达旋转板21的凹部30。因此，不论旋转板21的旋转方向是正旋转方向Ra还是负旋转方向Rb，从旋转板21到保持板20的转矩传递都被切断，使得旋转板21被释放。图6所示的该自由模式状态由于上述回位弹簧37的弹力而被维持。
车辆1A的运行模式通过离合器12的动作模式在锁定模式和自由模式之间切换而在固定变速模式和无级变速模式之间切换。在固定变速模式期间，离合器12被控制为处于锁定模式下，而且第一电动发电机7被控制为处于其关停状态下，在关停状态下其停止用作电动机和发电机且其能空转。另一方面，在无级变速模式期间，离合器12被控制为处于自由模式下，而且第一电动发电机7的电机转矩和电机转速被控制成使得内燃发动机2在高效率动作点运转。
如图7中用实线所示，当离合器12处于锁定模式时，由于接收内燃发动机2的反作用转矩的旋转板21被阻止沿正旋转方向Ra旋转，因此，假如发动机转矩正沿正方向从内燃发动机2输出，则在沿正旋转方向Ra的该转矩正作用在旋转板21上的状态下转速变成零。由此，如从图7显而易见的，输出部11相对于内燃发动机2的转速的变速比由动力分割机构5的传动比唯一地决定，使得该变速比处于固定状态。另一方面，如图7中用虚线所示，当离合器12处于自由模式时，由于无论旋转板21的旋转方向是正旋转方向Ra还是负旋转方向Rb，旋转板21都被释放，因此，通过控制电动发电机7的电机转矩和电机转速，可以以无级或连续的方式改变输出部11相对于内燃发动机2的转速的变速比。
如图1所示，车辆1A的运行模式的切换由包括控制车辆1A各部的计算机的电子控制装置(即ECU)50经由对离合器12的控制来实施。来自为了控制车辆1A而采用的各种传感器的输出信号输入给该ECU 50。例如，来自输出对应于内燃发动机2的曲柄角的信号的曲柄角传感器51、来自输出对应于车辆1A的速度的信号的车速传感器52、来自输出对应于加速器踏板(图中未示出)被踏压的量的信号的加速器开度传感器53等的输出信号可输入给ECU 50。
ECU 50通过参照车速传感器52和加速器开度传感器53的输出信号来计算车辆1A当前要求的功率，并在针对该当前要求的功率适当地切换车辆1A的运行模式的同时控制车辆1A。例如，在内燃发动机2的热效率不良的低速区域中，ECU 50可切换至内燃发动机2的运转停止并且采用第一电动发电机7和/或第二电动发电机8作为驱动力源的电动车辆模式。此外，在热效率在仅通过发动机功率供给要求功率的情况下将下降的条件或类似条件下，ECU 50可切换至采用内燃发动机2和第二电动发电机8两者作为驱动力源的混合动力模式。
在混合动力模式期间，根据各种条件预先设定选择固定变速模式和无级变速模式中的哪一者，所述条件例如为车辆1A的行驶状态、内燃发动机2的运转状态、第一电动发电机7的温度、图中未示出的电池的蓄电率等。例如，在固定变速模式的实施期间，当满足某一预定条件——例如可能会期待车辆1A的系统效率的改善等——时，ECU 50可决定切换至无级变速模式而不是继续固定变速模式，且然后ECU 50将离合器12从自由模式切换至锁定模式。由此，车辆1A的运行模式从固定变速模式切换至无级变速模式。
如上所述，当离合器12处于锁定模式时，发动机的反作用转矩由旋转板21接收和承受。由此，当离合器12处于锁定模式时，在沿正旋转方向Ra的旋转被阻止的状态下，转矩沿正方向作用的状态继续。换言之，离合器12的爪部件26与凹部30的接合被维持。然而，当车辆1A正在凹凸周期性地重复的路面如波状道路上行驶时，由于来自驱动轮Dw的输入而作用在输出部11上的转矩随着驱动轮Dw的转速的上升和下降反复地发生而周期性地改变。由此，有时发生诸如以下的现象。
图8示出当车辆1A处于特定行驶状态例如沿波状道路等行驶时各部的状态变化的推移。应理解，图8示出不实施如下文所述的根据本发明的控制时的示例。状态(1)是与通常相同的状态，在该状态下，在离合器12处于锁定模式的情况下，发动机的反作用转矩正由旋转板21接收和承受。此后，在状态(2)中，输出部11的转速由于从驱动轮Dw输入的强制力Ta而暂时下降。由于该强制力Ta，发动机转速也暂时下降，并且处于沿负旋转方向Rb空转的关停状态的第一电动发电机7的转速也暂时下降。换句话说，在状态(2)中，发动机转速暂时下降，其中离合器12的旋转板21在图中的作用类似于支点。应理解，可认为输出部11的转速与驱动轮Dw的转速成正比。
接着，在状态(3)中，系统由于在状态(2)中暂时减速的输出部11输入沿反方向的强制力Tb而变成转速上升，且因此系统回到状态(1)的转速。但即使转矩由于该强制力Tb而沿使发动机转速上升的方向作用在内燃发动机2上，由于内燃发动机2的惯性，发动机转速也不会立即上升。由此，作用在离合器12的旋转板21上的转矩消除，并且旋转板21沿负旋转方向Rb旋转。换言之，在状态(3)中，旋转板21沿负旋转方向Rb的转速上升，其中内燃发动机2在图中的作用类似于支点。由于负旋转方向Rb是解除离合器12的爪部件26和旋转板21的凹部30之间的接合的方向，因此爪部件26和凹部30之间的接合暂时被释放。
当输出部11的转速上升在发动机转速上升而回到状态(1)的转速的状态下延迟时，暂时被释放的离合器12的接合发生再接合，如状态(4)中那样。根据该再接合期间的发动机转矩，再接合可以在比通常转速高的转速下发生，且因此存在离合器12的构件劣化的风险。此外，根据各种条件，在一些情况下，可能发生无一爪部件26能与任意凹部30接合的情况，使得可能发生旋转板21继续沿正旋转方向Ra旋转的棘轮效应，虽然这本来是不容许的。由于在爪部件26和旋转板21之间的这种棘轮效应期间产生强摩擦力，因此这些部件可能严重磨损，而且可能由于爪部件26和旋转板21之间的接触而产生异常噪音。
因此，为了避免发生这种特定行驶状态在离合器12处于锁定模式时继续的事态并因而抑制图8所示的现象，如果车辆1A的行驶状态是诸如沿波状道路等行驶的状态的特定行驶状态，则ECU 50在离合器12处于锁定模式时将离合器12切换为自由模式，而在离合器12处于自由模式时保持其处于自由模式。
ECU 50例如通过执行图9的控制例程来执行上述控制。用于图9的控制例程的程序存储在ECU 50中，并被适时读出且以预定时间间隔重复执行。首先，在图9的步骤S1中，ECU 50实施行驶状态判定处理，其中作出关于当前行驶状态是否为特定行驶状态的判定。
该行驶状态判定处理在图10中被详细示出。在步骤S11中，ECU 50基于车速传感器52的输出信号而取得输出部11的转速Rs，并反复地存储它已取得的该转速Rs。然后，在步骤S12中，ECU 50计算输出部11的转速从预定的先前时点、例如5秒之前到当前时点的平均值，并存储该平均值作为平均转速的存储值Rsm。每次执行步骤S12时重复更新该存储值Rsm。然后，在步骤S13中，ECU 50计算平均转速的当前存储值Rsm和转速Rs的当前值Rsp之差的绝对值Δrsa。然后，在步骤S14中，ECU 50作出关于已在前一步骤S13中计算出的该绝对值Δrsa是否在预定阈值Th以上的判定。这样一来，判定了输出部11的转速变化是否已超过基准值，并且还扩展地判定了输出部11的转矩变化是否已超过基准值。如果绝对值Δrsa在阈值Th以上，则控制流程进行至步骤S15，而如果情况不是这样，则跳过步骤S15并且控制流程转移至步骤S16。
在步骤S15中，ECU 50将用于管理绝对值Δrsa已变成在阈值Th以上的次数的变量N的值更新为N+1。而且，在步骤S16中，ECU 50作出关于是否已经过预定时间间隔T(例如，3秒)的判定，该时间间隔T是用于判定当前行驶状态是否为特定行驶状态的基准间隔。如果已经过预定时间间隔T，则控制流程进行至步骤S17。但如果预定时间间隔T尚未经过，则ECU 50使控制流程回到步骤S11的处理，并重复从步骤S11到步骤S15的处理，直至预定时间间隔T经过。
在步骤S17中，ECU 50作出关于绝对值Δrsa已变成在阈值Th以上的次数是否在作为多次(且例如可以是两次)的基准次数Ns以上的判定。换言之，ECU 50作出关于变量N的值是否在基准次数Ns以上的判定。这样一来，作出了关于输出部11的转矩变化已超过基准值的事实是否已在预定时间间隔T内发生多次的判定。如果变量N的值在基准次数N以上，则控制流程进行至步骤S18，而如果情况不是这样，则控制流程转移至步骤S19。
在步骤S18中，ECU将用于管理行驶状态的管理标记F设定为“1”，其意味着当前行驶状态为特定行驶状态。另一方面，在步骤S19中，ECU将管理标记F设定为“0”，其意味着当前行驶状态不是特定行驶状态。然后，在步骤S20中，ECU 50清除变量N的值，并且控制流程返回图9的主例程。
在图9的下一个步骤S2中，ECU 50参照管理标记F的值，并且作出关于当前管理状态是否为特定行驶状态的判定。如果当前管理状态为特定行驶状态，则控制流程进行至步骤S3。但如果当前管理状态不是特定行驶状态，则控制流程转移至步骤S4。
在步骤S3中，ECU 50设定锁定模式禁止要求，以禁止离合器12切换至锁定模式。当该锁定模式禁止要求已被设定时，如果离合器12的当前动作模式为自由模式，则维持该自由模式。换言之，当已设定了这种锁定模式禁止要求时，即使满足切换至锁定模式的条件，在锁定模式禁止要求解除之前也禁止从自由模式切换至锁定模式。此外，如果在锁定模式禁止要求被设定的时点离合器12的动作模式的状态为锁定模式，则执行从锁定模式向自由模式的切换。因此，离合器12从锁定模式禁止要求被设定的时点直到锁定模式禁止要求被解除的时点保持在自由模式下。
另一方面，在步骤S4中，ECU 50解除锁定模式禁止要求。当图9的控制例程已这样在步骤S3中设定锁定模式禁止要求时，在判定为当前行驶状态不是特定行驶状态的时点，锁定模式禁止要求在步骤S4中立即被解除。然而，也可以在锁定模式禁止要求已被设定之后的预定时间不解除其设定，而是仅在这样的时点解除锁定模式禁止要求，即在已经过该预定时间之后在该时点已判定为当前行驶状态不是特定行驶状态。
根据该第一实施方式，如果当前行驶状态为特定行驶状态，则离合器12在其处于锁定模式时切换至自由模式，且此外离合器12在其处于自由模式时保持处于自由模式。因此，可以避免发生特定行驶状态在离合器12处于锁定模式时继续的事态。由此，可以抑制离合器12的构件由于再接合的发生而劣化(如果不是这样则在特定行驶状态期间可能发生这种情况)，并且可以抑制由于棘轮效应的发生而引起的磨损和异常噪音的产生。
在图10的处理中，基于可能发生上述离合器12的暂时释放和再接合的条件而适当设定用于判定当前行驶状态是否为特定行驶状态的阈值Th和预定时间间隔T。可根据基于使用实际的车辆设备进行的测试或基于模拟等而得出的车辆特性来指定这些条件。这样一来，能以精确的方式判别输出部11的转矩变化超过基准值是否在预定时间间隔内发生了多次。
通过ECU 50执行如在图9的步骤S1中定义的图10的处理，它用作权利要求的“行驶状态判定装置”。
实施方式#2
现在将参照图11和12说明本发明的第二实施方式。图11是示出已应用了根据本发明的该第二实施方式的控制装置的混合动力车辆1B的结构的示意图。该车辆1B与第一实施方式的车辆1A的不同之处在于它具有不同的用于动力分割机构60的结构、不同的从动力分割机构60到驱动轮Dw的结构和不同的用于离合器12的装设位置。由于该车辆1B的其它结构元件与车辆1A的相应结构元件相同，因此该车辆1B和车辆1A共有的结构在图11中将用相同的附图标记表示，并且将省略其详细说明。
动力分割机构60被构成为单小齿轮型的行星齿轮机构，并且包括作为外齿齿轮的太阳齿轮S、作为内齿齿轮的齿圈R以及自转并且还可旋转地承载与这些齿轮S和R啮合的小齿轮P的行星架C。太阳齿轮S、齿圈R和行星架C用作相对于彼此差动地旋转的三个旋转元件。第一电动发电机7和后述的离合器12的旋转板21与太阳齿轮S连结，内燃发动机2与行星架C连结，并且用于向驱动轮Dw输出转矩的包括图中未示出的齿轮系等的输出部61与齿圈R连结。在该第二实施方式中，太阳齿轮S对应于权利要求的“第一旋转元件”，行星架C对应于权利要求的“第二旋转元件”，而齿圈R对应于权利要求的“第三旋转元件”。如从图12的速度线图将显而易见的，当这三个旋转元件配置在该速度线图上时，它们按以下次序出现：对应于第一旋转元件的太阳齿轮S；对应于第二旋转元件的行星架C；和对应于第三旋转元件的齿圈R。
在该第二实施方式的情形中，设置在车辆1B上的离合器12用作介设在太阳齿轮S和外壳10之间的制动器，其中离合器12的旋转板21设置在太阳齿轮S上。以与第一实施方式中的情形相似的方式，该离合器12的动作模式可以在以下模式之间选择：锁定模式，在该锁定模式中，当太阳齿轮S的旋转方向为正旋转方向Ra时，离合器12容许从太阳齿轮S到外壳10的转矩传递以使得太阳齿轮S处于固定状态，而当旋转方向为相反的负旋转方向Rb时，该转矩传递被切断并且太阳齿轮S切换至释放状态；和自由模式，在该自由模式中，无论太阳齿轮S的旋转方向是正旋转方向Ra还是负旋转方向Rb，从太阳齿轮S到外壳10的转矩传递都被切断并且太阳齿轮被保持在释放状态下。
在该车辆1B中，运行模式通过离合器12的动作模式在锁定模式和自由模式之间切换而在电机锁定模式和电机自由模式之间切换。这两种运行模式之间的切换由ECU 50以与第一实施方式中执行该切换的方式相似的方式实施。在电机锁定模式期间，离合器12被控制为处于锁定模式，而且第一电动发电机7作为电动机和作为发电机的功能停止并且第一电动发电机7被控制为处于它能空转的关停状态。由此，在可以避免第一电动发电机7的过热等的同时，还可以避免会使系统效率恶化的动力再循环。另一方面，在电机自由模式期间，离合器12被控制为处于自由模式，而且第一电动发电机7的电机转矩和电机转速被控制成使得内燃发动机2在高效率的动作点运转。
如图12中用实线所示，由于接收内燃发动机2的反作用转矩的旋转板21沿正旋转方向Ra的旋转在离合器12处于锁定模式时被阻止，因此，除非正从内燃发动机2沿正方向输出发动机转矩，否则转矩沿正旋转方向Ra作用在旋转板21上的状态下的转速变成零。由此，输出部61相对于发动机转速的变速比变成由动力分割机构60的传动比唯一地决定，并且该变速比变成处于固定状态。另一方面，如图12中用虚线所示，当离合器12处于自由模式时，由于旋转板21无论其旋转方向是正旋转方向Ra还是负旋转方向Rb都被释放，因此可以通过控制第一电动发电机7的电机转矩和电机转速来以无级方式改变输出部61相对于发动机转速的变速比。
在该第二实施方式中，同样，如果在电机锁定模式期间车辆1B的行驶状态为特定行驶状态，则会出现与在第一实施方式的情形中遇到的问题相似的问题。由此，如果当前行驶状态为特定行驶状态，则ECU 50在离合器12处于锁定模式时将其切换至自由模式，并且也在离合器12处于自由模式时保持其处于自由模式。该第二实施方式中由ECU 50实施的控制例程与第一实施方式的图9和10的控制例程相同。
由于根据该第二实施方式，以与第一实施方式的情形相似的方式，如果车辆1B的当前行驶状态为特定行驶状态，则离合器12在其处于锁定模式时切换至自由模式，且此外离合器12在其处于自由模式的情况下保持处于自由模式，因此可以避免发生特定行驶状态在离合器12处于锁定模式时继续的事态。由此，可以避免由于离合器12的再接合而引起的构件劣化(如果不是这样则在特定行驶状态期间可能发生这种情况)，并且还可以抑制由于棘轮效应的发生而引起的磨损和/或异常噪音。
本发明并不限于上述实施方式；本发明可以在其范围内采用各种不同方式来实施。在上述实施方式中实行的图10的处理中，注意力集中在以下事实上：可以通过输出部的转速的变化来确定其转矩的变化，并且基于输出部的转速来作出关于当前行驶状态是否为特定行驶状态的判定，在所述特定行驶状态下输出部的转矩变化的大小超过基准值的现象在预定时间间隔内发生多次。
然而，例如，也可以在输出部中所包括的驱动轴等(图中未示出)上安装变形计，并通过基于该变形计的输出测量输出部的转矩来作出关于当前行驶状态是否为特定行驶状态的判定。此外，也可以通过利用行程传感器检测支承驱动轮之一的图中未示出的悬架的行程来作出关于当前行驶状态是否为特定行驶状态的判定。
虽然特定行驶状态的典型示例为车辆正沿着路面的凹凸周期性地重复的波状道路行驶，但特定行驶状态也可以是车辆处于正在未铺装道路上行驶的状态，或车辆处于正在已形成了人工凹凸的路面上行驶的状态。
应当理解，如果ECU通过参照例如在导航系统中登记的道路信息而获得车辆正在行驶的路面的状态，则也可以基于已预先针对波状道路或未铺装道路登记的道路信息通过将在波状道路上或在未铺装道路上行驶的状态视为特定行驶状态来执行上述控制。由于在ECU参照该类型道路信息的实施方式的情形中可以预先确定特定行驶状态，因此存在可以可靠地避免由于再接合的发生而引起的构件劣化(其在特定行驶状态期间可能发生)并且还可以抑制由于棘轮效应的发生而引起的磨损和异常噪音的产生的有利方面。