CN104125903A - 混合动力车辆的驱动装置 - Google Patents

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Abstract

驱动装置(1)在应对离合器(31)或驻车机构(30)进行操作的条件在发动机(2)的运转中成立的情况下，执行使发动机(2)停止的发动机停止控制而成为发动机(2)的转速能够看作是0的状态后，操作第一电动发电机(3)来控制动力分配机构(6)的内齿轮(Ri)的转速。

Description

混合动力车辆的驱动装置
技术领域
本发明涉及设置有内燃机和电动机作为行驶用动力源的混合动力车辆的驱动装置。
背景技术
已知如下的车辆的驱动装置：发动机与行星齿轮机构的行星齿轮架连结、第一电动发电机与太阳齿轮连结、输出轴与内齿轮连结，并且，第二电动发电机与输出轴连结，上述车辆的驱动装置具有夹设在行星齿轮机构和第二电动发电机之间以使输出轴的动力传递断续的离合器、以及能够对与输出轴连结的内齿轮的固定和其释放进行切换的制动器(专利文献1)。该驱动装置通过适当操作离合器以及制动器，可以在串联混合动力模式和串联并联混合动力模式之间切换驱动模式，在所述串联混合动力模式中，利用第一电动发电机将发动机的全部动力转换为电力来驱动第二电动发电机，在所述串联并联混合动力模式中，将发动机的动力由行星齿轮机构一分为二，利用第一电动发电机将一方的动力转换为电力来驱动第二电动发电机，并且，将另一方的动力传递到输出轴。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特许3402236号公报
发明内容
发明要解决的课题
专利文献1的驱动装置在串联混合动力模式中执行车辆的后退。因此，例如在自选择了驱动挡位且执行了串联并联混合动力模式的状态、作为换挡操作而选择了倒车挡位的情况下，需要自串联并联混合动力模式向串联混合动力模式转移驱动模式。串联并联混合动力模式通过将制动器操作到释放状态且将离合器操作到卡合状态来实现。串联混合动力模式通过将制动器操作到卡合状态且将离合器操作到释放状态来实现。因此，在自串联并联混合动力模式向串联混合动力模式切换驱动模式的情况下，需要分别将制动器自释放状态操作到卡合状态、将离合器自卡合状态操作到释放状态。另外，在与上述情况相反地切换驱动模式的情况下，需要分别将制动器自卡合状态操作到释放状态、将离合器自释放状态操作到卡合状态。
在将制动器或离合器自释放状态操作到卡合状态的情况下，有时在相互结合的构件间的转速差成为0的过程中产生工作噪音。在专利文献1的驱动装置的情况下，通过控制与行星齿轮机构的行星齿轮架连结的发动机，也可以控制作为制动器或离合器的结合对象的内齿轮的转速。但是，由于发动机的转速变动，因此，难以通过发动机的控制来精确地控制内齿轮的转速。因此，在通过发动机的控制来降低制动器或离合器的工作噪音这方面存在限度。
于是，本发明的目的在于提供一种可以抑制在操作离合器等时产生的工作噪音的车辆的驱动装置。
用于解决课题的方案
本发明的车辆的驱动装置具有：发动机；第一电动发电机；输出轴，所述输出轴用于使驱动力自车辆的驱动轮输出；第二电动发电机，所述第二电动发电机能够向所述输出轴传递动力；动力分配机构，所述动力分配机构具有相互能够差动旋转的第一旋转构件、第二旋转构件以及第三旋转构件，所述发动机与所述第一旋转构件连结，所述第一电动发电机与所述第二旋转构件连结；离合器，所述离合器在卡合状态和释放状态之间进行动作，所述卡合状态是所述动力分配机构的所述第三旋转构件和所述输出轴被连结的状态，所述释放状态是所述第三旋转构件和所述输出轴被断开的状态；锁定机构，所述锁定机构在将所述动力分配机构的所述第三旋转构件锁定在不能旋转的状态的锁定状态、和解除该锁定的解除状态之间进行动作；以及转速控制机构，在对所述离合器或所述锁定机构进行操作之前，所述转速控制机构控制所述第三旋转构件的转速，在应对所述离合器或所述锁定机构进行操作的条件在所述发动机的运转中成立的情况下，所述转速控制机构执行使所述发动机停止的发动机停止控制而成为所述发动机的转速能够看作是0的状态后，操作所述第一电动发电机来控制所述第三旋转构件的转速。
根据该驱动装置，在离合器处于卡合状态且锁定机构处于解除状态的情况下，发动机的动力由动力分配机构一分为二。由动力分配机构分配而得到的一方的动力，通过与第二旋转构件连结的第一电动发电机被转换为电力，该进行转换而得到的电力用于第二电动发电机的驱动。由动力分配机构分配而得到的另一方的动力经由第三旋转构件被传递到输出轴。即，在离合器处于卡合状态且锁定机构处于解除状态的情况下，执行串联并联混合动力模式。另外，在离合器处于释放状态且锁定机构处于锁定状态的情况下，第三旋转构件不能旋转地被固定，因此，发动机的全部动力通过第一电动发电机被转换为电力，该电力用于第二电动发电机的驱动。第二电动发电机的动力被传递到与第三旋转构件断开的输出轴。即，在离合器处于释放状态且锁定机构处于锁定状态的情况下，执行串联混合动力模式。因此，该驱动装置通过适当操作离合器以及锁定机构的每一个，可以在串联并联混合动力模式和串联混合动力模式之间切换驱动模式。
另外，在为了切换驱动模式而应对离合器或锁定机构进行操作的条件在发动机的运转中成立的情况下，该驱动装置执行使发动机停止的发动机停止控制，在该执行后，通过第一电动发电机的操作来控制第三旋转构件的转速。通常，电动发电机像发动机那样容易不伴随旋转变动地控制转速。因此，在对离合器或锁定机构进行操作之前，可以由第一电动发电机精确地控制第三旋转构件的转速。由此，可以精确地控制由离合器或锁定机构相互结合的构件间的转速差。因此，可以抑制在分别将离合器从释放状态操作到卡合状态或将锁定机构从解除状态操作到锁定状态的过程中产生的工作噪音。
作为本发明的驱动装置的一方式，还具有：换挡挡位选择机构，所述换挡挡位选择机构设定有包括驻车挡位、倒车挡位、空挡挡位以及驱动挡位在内的多个换挡挡位，并接受由选择所述多个换挡挡位的各换挡挡位的驾驶员进行的换挡操作；以及换挡控制机构，在所述换挡挡位选择机构接受了选择所述驻车挡位的所述换挡操作的情况下，所述换挡控制机构分别将所述锁定机构操作到所述锁定状态、将所述离合器操作到所述卡合状态，在所述换挡挡位选择机构接受了选择所述倒车挡位的所述换挡操作的情况下，所述换挡控制机构分别将所述锁定机构操作到所述锁定状态、将所述离合器操作到所述释放状态，在所述换挡挡位选择机构接受了选择所述驱动挡位的所述换挡操作的情况下，所述换挡控制机构分别将所述锁定机构操作到解除状态、将所述离合器操作到所述卡合状态。
在上述方式中，也可以构成为，在所述发动机的运转中，在自选择了所述驱动挡位或所述驻车挡位的状态、作为所述换挡操作而选择了所述倒车挡位的情况下，所述条件成立，所述转速控制机构执行所述发动机停止控制而成为所述发动机的转速能够看作是0的状态后，操作所述第一电动发电机来执行使所述第三旋转构件的转速接近于0的零旋转控制，并且，所述换挡控制机构在所述零旋转控制结束后将所述锁定机构自所述解除状态向所述锁定状态操作。根据上述结构，在响应于由驾驶员进行的换挡操作而将锁定机构自解除状态操作到锁定状态之前，通过第一电动发电机的操作来进行精确的零旋转控制。在进行该零旋转控制后将锁定机构自解除状态操作到锁定状态，因此，可以抑制在该操作过程中产生的工作噪音。
在上述方式中，也可以构成为，在所述发动机的运转中，在自选择了所述倒车挡位的状态、作为所述换挡操作而选择了所述驱动挡位或所述驻车挡位的情况下，所述条件成立，所述转速控制机构执行所述发动机停止控制而成为所述发动机的转速能够看作是0的状态后，操作所述第一电动发电机来控制所述第三旋转构件的转速以执行将由所述离合器结合的构件间的转速差收敛在容许范围内的同步控制，并且，所述换挡控制机构在所述同步控制结束后将所述离合器自所述释放状态向所述卡合状态操作。根据上述结构，在响应于由驾驶员进行的换挡操作而将离合器自释放状态操作到卡合状态之前，通过第一电动发电机的操作进行精确的同步控制。在进行该同步控制后将离合器自释放状态操作到卡合状态，因此，可以抑制在该操作过程中产生的工作噪音。
在上述方式中，也可以构成为，所述离合器作为啮合式离合器而构成，在所述发动机的运转中，在自选择了所述驻车挡位的状态、作为所述换挡操作而选择了所述倒车挡位的情况下，所述换挡控制机构在由所述转速控制机构进行的所述发动机停止控制之前，将所述锁定机构自所述锁定状态操作到所述解除状态。
在选择了驻车挡位的情况下，分别将离合器操作到卡合状态、将锁定机构操作到锁定状态。另一方面，在选择了倒车挡位的情况下，分别将离合器操作到释放状态、将锁定机构操作到锁定状态。因此，在进行了从选择了驻车挡位的状态选择倒车挡位的换挡操作的情况下，也能够在不对锁定机构进行操作而将锁定机构维持在锁定状态的同时，将离合器自卡合状态操作到释放状态。但是，例如，在像在上坡路停车的情况那样转矩自驱动轮侧被输入到驱动装置的情况下，该输入转矩被锁定机构以及离合器挡住。在离合器是啮合式离合器的情况下，作用于离合器的转矩越大，啮合力越增强。因此，作用于离合器的转矩越大，将啮合式离合器自卡合状态操作到释放状态时的操作力越增大。如上所述，在自选择了驻车挡位的状态、作为换挡操作而选择了倒车挡位的情况下将锁定机构自锁定状态操作到解除状态时，作用于离合器的转矩被释放。因此，与在将锁定机构维持在锁定状态不变的状态下将离合器自卡合状态操作到释放状态的情况相比，该操作所需的操作力降低。另外，针对锁定机构的该解除操作在选择了倒车挡位的情况下进行，而且，发动机处于运转中。因此，即便通过从在上坡路停车的状况下选择了驻车挡位的状态选择倒车挡位而将锁定机构操作到解除状态，也不会因作用于离合器的转矩的释放而给驾驶员带来不适感。
在上述方式中，也可以构成为，在作为所述换挡操作而选择了所述空挡挡位的情况下，即便所述发动机处于运转中，所述转速控制机构仍保留所述发动机停止控制的执行，所述换挡控制机构将所述锁定机构以及所述离合器各自的状态维持在与所述空挡挡位被选择之前的换挡挡位对应的状态。根据上述结构，与独自设定对应于空挡挡位的离合器以及锁定机构各自的状态的情况相比，控制模式简化。
在上述方式中，也可以构成为，所述离合器作为啮合式离合器而构成，所述换挡控制机构在将所述离合器自所述卡合状态向所述释放状态操作之前，操作所述第一电动发电机来执行使作用于所述离合器的转矩降低的转矩降低控制。根据上述结构，在将离合器自卡合状态操作到释放状态之前，通过转矩降低控制使得作用于离合器的转矩降低。因此，与不进行转矩降低控制的情况相比，可以降低将离合器自卡合状态操作到释放状态时的操作力。
另外，只要未特别说明，本发明中的“连结”意思是能够从某构件向其他构件传递动力的状态。因此，某构件与其他构件被“连结”了的状态不仅包括某构件与其他构件直接且以机械方式结合而未夹设别的构件的状态，而且也包括在某构件与其他构件之间夹设单个或多个别的构件的状态。
附图说明
图1是概略地表示本发明的一实施方式的驱动装置的整体结构的图。
图2是表示图1的驱动装置的动作卡合表的图。
图3是表示选择了驻车挡位的情况下的驻车机构以及离合器的状态及动力传递的说明图。
图4是表示选择了倒车挡位的情况下的驻车机构以及离合器的状态及动力传递的说明图。
图5是表示选择了驱动挡位的情况下的驻车机构以及离合器的状态及动力传递的说明图。
图6是表示在自选择了驱动挡位的状态、作为换挡操作而选择了倒车挡位的情况下执行的控制程序的一例的流程图。
图7A是选择了驱动挡位的情况下的驱动装置的共线图。
图7B是从图7A的状态实施了发动机停止控制的情况下的共线图。
图7C是离合器从图7B的状态***作到释放状态的情况下的共线图。
图7D是从图7C的状态实施了零旋转控制的情况下的共线图。
图7E是驻车机构从图7D的状态***作到锁定状态的情况下的共线图。
图7F是从图7E的状态实施了发动机的再起动以及发电的情况下的共线图。
图8是表示在自选择了倒车挡位的状态、作为换挡操作而选择了驱动挡位的情况下执行的控制程序的一例的流程图。
图9A是选择了倒车挡位的情况下的驱动装置的共线图。
图9B是从图9A的状态实施了发动机停止控制的情况下的共线图。
图9C是驻车机构从图9B的状态***作到解除状态的情况下的共线图。
图9D是从图9C的状态实施了同步控制的情况下的共线图。
图9E是离合器从图9D的状态***作到卡合状态的情况下的共线图。
图10是表示在自选择了倒车挡位的状态、作为换挡操作而选择了驻车挡位的情况下执行的控制程序的一例的流程图。
图11A是选择了倒车挡位的情况下的驱动装置的共线图。
图11B是从图11A的状态实施了发动机停止控制的情况下的共线图。
图11C是驻车机构从图11B的状态***作到解除状态的情况下的共线图。
图11D是从图11C的状态实施了同步控制的情况下的共线图。
图11E是离合器从图11D的状态***作到卡合状态的情况下的共线图。
图11F是驻车机构从图11E的状态***作到锁定状态的情况下的共线图。
图12是表示在自选择了驻车挡位的状态、作为换挡操作而选择了倒车挡位的情况下执行的控制程序的一例的流程图。
图13A是选择了驻车挡位的情况下的驱动装置的共线图。
图13B是驻车机构从图13A的状态***作到解除状态的情况下的共线图。
图13C是从图13B的状态实施了发动机停止控制的情况下的共线图。
图13D是离合器从图13C的状态***作到释放状态的情况下的共线图。
图13E是从图13D的状态实施了零旋转控制的情况下的共线图。
图13F是驻车机构从图13E的状态***作到锁定状态的情况下的共线图。
图13G是从图13E的状态实施了发动机的再起动以及发电的情况下的共线图。
具体实施方式
图1所示的驱动装置1搭载于车辆而被使用。搭载有驱动装置1的车辆作为混合动力车辆发挥作用。驱动装置1具有：内燃机(以下称为发动机)2、第一电动发电机3、用于使驱动力自车辆的驱动轮Dw输出的输出轴4、能够向输出轴4传递动力的第二电动发电机5、以及分配发动机2的动力的动力分配机构6。
内燃机2作为火花点火式多缸内燃机而构成，其动力经由输入轴7被传递到动力分配机构6。在输入轴7和内燃机2之间，夹设有未图示的减振器，由该减振器吸收内燃机2的转矩变动。另外，在输入轴7的端部连结有油泵8。油泵8经由动力分配机构6由内燃机2或第一电动发电机3驱动。借助油泵8的驱动，油被压送到驱动装置1的各部分。
第一电动发电机3和第二电动发电机5具有相同的结构，兼具有作为电动机的功能和作为发电机的功能。第一电动发电机3具有被固定于外壳10的定子12、以及同轴地配置在该定子12的内周侧的转子13。第二电动发电机5也同样地，具有被固定于外壳10的定子14、以及同轴地配置在该定子14的内周侧的转子15。第一电动发电机3和第二电动发电机5经由未图示的蓄电池、变换器等电气设备电连接。
在输出轴4和第二电动发电机5之间夹设齿轮系17。第二电动发电机5的动力经由齿轮系17被传递到输出轴4。齿轮系17包括：被固定在与第二电动发电机5的转子15一体旋转的转子轴15a上的驱动齿轮18、以及与该驱动齿轮18啮合且被固定在输出轴4上的从动齿轮19。被传递到了输出轴4的动力，自被固定在输出轴4的端部的输出齿轮20输出。输出齿轮20与搭载于车辆的差动机构21的内齿轮22啮合。经由内齿轮22传递的动力由差动机构21分配到左右的驱动轮Dw。
动力分配机构6作为具有相互能够差动旋转的三个旋转构件的单个小齿轮型的行星齿轮机构而构成。动力分配机构6具有：作为外齿齿轮的太阳齿轮Su、相对于该太阳齿轮Su同轴地配置的作为内齿齿轮的内齿轮Ri、以及将与这些齿轮S、R啮合的小齿轮Pi自转且公转自如地保持的行星齿轮架Ca。在本实施方式中，内燃机2经由输入轴7与行星齿轮架Ca连结、第一电动发电机3与太阳齿轮Su连结。因此，行星齿轮架Ca相当于本发明的第一旋转构件、太阳齿轮Su相当于本发明的第二旋转构件，剩下的旋转构件即内齿轮Ri相当于本发明的第三旋转构件。
在输出轴4的外周，中空状的中空轴25以相对于输出轴4能够相对旋转的状态同轴地配置。在动力分配机构6与中空轴25之间夹设齿轮系27。自动力分配机构6输出的动力经由齿轮系27被传递到中空轴25。齿轮系27包括与动力分配机构6的内齿轮Ri一体旋转的驱动齿轮28、以及与该驱动齿轮28啮合且被固定在中空轴25上的从动齿轮29。
驱动装置1为了在串联并联混合动力模式与串联模式之间切换驱动模式，还具有驻车机构30和离合器31。驻车机构30具有与众所周知的机构相同的结构。即，驻车机构30具有与内齿轮Ri一体旋转的驻车齿轮32、以及与该驻车齿轮32啮合的驻车杆33。虽省略详细的图示，但驻车杆33以能够在与驻车齿轮32啮合的啮合位置和自驻车齿轮32离开的避让位置之间进行动作的方式与外壳10连结。若驻车齿轮32和驻车杆33啮合，则驻车齿轮32以及内齿轮Ri不能旋转地被锁定。另一方面，若它们的啮合被解除而使得驻车杆33自驻车齿轮32离开，则驻车齿轮32以及内齿轮Ri能够自由地旋转。即，驻车机构30在将内齿轮Ri不能旋转地锁定的锁定状态和解除该锁定的解除状态之间进行动作。因此，驻车机构30相当于本发明的锁定机构。
离合器31作为众所周知的啮合式离合器而构成。离合器31具有与输出轴4一体旋转的第一毂部35、与中空轴25一体旋转的第二毂部36、以及花键嵌合在第一毂部35的外周的套筒37。第一毂部35以及第二毂部36的外径尺寸相同，在它们的周缘部形成有能够与在套筒37的内周形成的花键槽啮合的花键齿。套筒37相对于第一毂部35的相对旋转被阻止，并且向旋转轴线方向(图1的左右方向)的移动被允许。因此，在套筒37自图1的位置向右方移动而与第一毂部35以及第二毂部36两者啮合时，第一毂部35以及第二毂部36的转速差成为0。即，固定有第一毂部35的输出轴4和固定有第二毂部36的中空轴25相互连结。由此，内齿轮Ri成为以夹设有齿轮系27以及中空轴25的状态与输出轴4连结的状态。该状态相当于离合器31的卡合状态。另一方面，在套筒37自与第一毂部35以及第二毂部36两者啮合的状态返回到图1的位置时，成为内齿轮Ri和输出轴4被断开的状态。该状态相当于离合器31的释放状态。因此，离合器31在内齿轮Ri和输出轴4被连结的卡合状态、以及内齿轮Ri和输出轴4被断开的释放状态之间进行动作。
在驱动装置1设置有作为设定有多个换挡挡位的换挡挡位选择机构的选择器35。选择器35设置于搭载有驱动装置1的车辆的车室。选择器35包括由驾驶员操作的选择器操作杆36，可以接受驾驶员经由选择器操作杆36进行的换挡操作。选择器35输出与当前所选择的换挡挡位、即当前的选择器操作杆36的位置相应的换挡挡位信号。在驱动装置1，作为多个换挡挡位而设置有驻车挡位P、倒车挡位R、空挡挡位N以及驱动挡位D。
如图2所示，驱动装置1中的驻车机构30以及离合器31的各工作状态与上述换挡挡位的每一个相对应。而且，基本上，串联并联混合动力模式对应于驱动挡位D的情况，串联混合动力模式对应于倒车挡位R的情况。另外，在驱动挡位D的情况下，也有时根据车辆的运转状态、蓄电池的充电状态，自串联并联混合动力模式切换到串联混合动力模式。需要说明的是，图中的“锁定/卡合”意思是驻车机构30的锁定状态或离合器31的卡合状态。另外，图中的“解除/释放”意思是驻车机构30的解除状态或离合器31的释放状态。
如图3所示，在选择了驻车挡位P的情况下，驻车机构30***作到锁定状态、离合器31***作到卡合状态。因此，自驱动轮Dw侧被输入的转矩由驻车机构30以及离合器31挡住。而且，发动机2的动力按照图3的箭头线所示的动力传递路径被传递到第一电动发电机3，因此，能够由第一电动发电机3进行发电。
如图4所示，在选择了倒车挡位R的情况下，驻车机构30***作到锁定状态、离合器31***作到释放状态。由此，动力分配机构6的内齿轮Ri不能旋转地被固定且输出轴4和中空轴25被断开。因此，驱动装置1的驱动模式成为图4的箭头线所示的动力传递路径的串联混合动力模式。即，发动机2的动力全部利用第一电动发电机3转换为电力EP，利用该电力EP来驱动第二电动发电机5。第二电动发电机5的动力经由输出轴4以及差动机构21自左右的驱动轮Dw输出。
如图5所示，在选择了驱动挡位D的情况下，驻车机构30***作到解除状态、离合器31***作到卡合状态。由此，动力分配机构6的内齿轮Ri的约束被解除且输出轴4和中空轴25相互连结。因此，驱动装置1的驱动模式成为图5的箭头线所示的动力传递路径的串联并联混合动力模式。即，发动机2的动力由动力分配机构6一分为二，一方的动力被传递到第一电动发电机3，另一方的动力被传递到输出轴4。被传递到了第一电动发电机3的动力，被转换为电力EP，该电力EP被供给到第二电动发电机5。第二电动发电机5的动力被传递到输出轴4。被传递到了输出轴4的这些动力，经由差动机构21自左右的驱动轮Dw输出。
另外，在图2中也已示出，在选择了空挡挡位N的情况下，驻车机构30以及离合器31被维持在与该选择前的换挡挡位对应的状态。例如，在自选择了驱动挡位D的状态选择了空挡挡位N的情况下，被维持在与驱动挡位D对应的状态。即，在该情况下，驻车机构30被维持在解除状态、离合器31被维持在卡合状态。
如图1所示，在驱动装置1，设置有与选择上述换挡挡位的驾驶员的换挡操作相应地操作驻车机构30以及离合器31的电子控制装置(ECU)40。ECU40作为计算机而构成。ECU40除进行驻车机构30以及离合器31的操作之外，也进行内燃机2、第一电动发电机3以及第二电动发电机5的动作控制。例如，ECU40根据由驾驶员踩踏的未图示的加速踏板的踩踏量计算要求驱动力，并与驱动模式相匹配地控制内燃机2、第一电动发电机3以及第二电动发电机5的动作，以便自驱动轮Dw输出该要求驱动力。ECU40进行的控制涉及多方面，但在此将说明限定于各种控制中的与本发明相关联的控制。
为了取得驱动装置1的运转状态，来自各种传感器的信号被输入到ECU40。换挡挡位信号自上述选择器35被输入到ECU40。作为与本发明相关联的传感器，输出与发动机2的转速相应的信号的曲轴转角传感器45、输出与输出轴4的转速相应的信号的第一分解器46、输出与中空轴25的转速相应的信号的第二分解器47、输出与作用于离合器31的转矩相应的信号的转矩传感器48、以及输出与未图示的蓄电池的充电状态相应的信号的SOC传感器49，与ECU40电连接。
本实施方式的特征在于在切换换挡挡位的过程中ECU40进行的控制。以下，参照附图分别说明如下情况：(1)自选择了驱动挡位D的状态、作为换挡操作而选择了倒车挡位R的情况、(2)自选择了倒车挡位R的状态、作为换挡操作而选择了驱动挡位D的情况、(3)自选择了倒车挡位R的状态、作为换挡操作而选择了驻车挡位P的情况、以及(4)自选择了驻车挡位P的状态、作为换挡操作而选择了倒车挡位R的情况。
另外，在图7A～图7F、图9A～图9E、图11A～图11F以及图13A～图13G的各共线图中，“Eng”表示发动机2、“MG1”表示第一电动发电机3、“MG2”表示第二电动发电机5、“Out”表示输出轴4、“P”表示驻车机构30、“C”表示离合器31。
(1)D→R的情况(图6以及图7A～图7F)
在该情况下，驱动模式从串联并联混合动力模式向串联混合动力模式切换(参照图2)。图6的控制程序在已选择驱动挡位D的情况下开始。
在步骤S101中，ECU40判定是否自选择了驱动挡位D的状态、作为换挡操作而选择了倒车挡位R。ECU40通过参照选择器35的换挡挡位信号来实施该判定。在判定为选择了倒车挡位R的情况下，ECU40使处理进入步骤S102。另一方面，在判定为倒车挡位R未被选择的情况下，ECU40跳过以后的处理而结束本次的程序。
在步骤S102中，ECU40判定发动机2的转速Ne是否比规定值Ne1大。ECU40参照曲轴转角传感器45的信号而取得发动机2的转速Ne。考虑发动机2的旋转变动来确定规定值Ne1。在发动机2的转速Ne与规定值Ne1相同或比其小的情况下，发动机2的转速能够看作是0。在发动机2的转速Ne比规定值Ne1大的情况下，ECU40使处理进入步骤S103来实施发动机停止控制。发动机停止控制是中止发动机2的燃料喷射以及火花点火的控制。该发动机停止控制继续进行直至发动机2的转速Ne变得与规定值Ne1相同或比其小。换言之，发动机停止控制继续进行直至发动机2的转速能够看作是0。通过进行发动机停止控制，驱动装置1的共线图自图7A的状态变化到图7B的状态。
在步骤S104中，ECU40判定作用于离合器31的转矩Tc是否比规定值Tc1小。ECU40参照转矩传感器48的信号而取得转矩Tc。在转矩Tc与规定值Tc1相同或比其大的情况下，ECU40使处理进入步骤S105来实施转矩降低控制。转矩降低控制是操作第一电动发电机3以使作用于离合器31的转矩降低的控制。转矩降低控制继续进行直至转矩Tc变得比规定值Tc1小。另外，规定值Tc1结合离合器31的性能在能够充分得到该操作力的降低效果的范围内适当确定就行了。
在步骤S106中，ECU40将离合器31自卡合状态向释放状态操作。该操作在进行步骤S105的转矩降低控制之后实施。因此，与不进行转矩降低控制的情况相比，离合器31的操作力降低。通过将离合器31自卡合状态向释放状态操作，驱动装置1的共线图自图7B的状态向图7C的状态变化，由离合器31切断动力传递。
在步骤S107中，ECU40操作第一电动发电机3来进行使动力分配机构6的内齿轮Ri的转速Nr接近于0的零旋转控制。首先，ECU40参照第二分解器47的信号来计算中空轴25的转速Nrx，接着，将齿轮系27的齿数比与该转速Nrx相乘来计算内齿轮Ri的转速Nr。
在步骤S108中，ECU40判定内齿轮Ri的转速Nr是否比规定值Nr1小。规定值Nr1与通过驻车机构30的操作能够不出问题地将内齿轮Ri操作到锁定状态的容许范围的上限值相当。在转速Nr与规定值Nr1相同或比其大的情况下，ECU40使处理回到步骤S107而继续进行零旋转控制直至转速Nr变得比规定值Nr1小。由此，如图7D所示，内齿轮Ri的转速接近0。由于规定值Nr1越小，零旋转控制越精确，因此，通过适当确定规定值Nr1，可以抑制在驻车机构30的操作过程中产生的工作噪音。由于第一电动发电机3的转速控制与发动机2的转速控制相比为高精度，因此，与操作发动机2来进行零旋转控制的情况相比，可以减小规定值Nr1。
在步骤S109中，ECU40将驻车机构30自解除状态操作到锁定状态。由此，如图7E所示，内齿轮Ri成为不能旋转的状态。即，内齿轮Ri的转速被固定于0。其结果是，驱动模式自串联并联混合动力模式转移到串联混合动力模式。通过驱动第二电动发电机5，可以使车辆后退。
在步骤S110中，ECU40参照SOC传感器49的信号而取得蓄电池的充电状态，并判定当前的充电状态是否是需要由第一电动发电机3进行发电的状态。在需要对蓄电池充电的情况下，ECU40使处理进入步骤S111。在不需要对蓄电池充电的情况下，ECU40保留处理。
在步骤S111中，ECU40使在步骤S103中进行了停止控制的发动机2再起动。接着，如图7F所示，ECU40利用再起动了的发动机2的动力来驱动第一电动发电机3，使第一电动发电机3发电。借助第一电动发电机3的发电，发动机2的动力被转换为电力，该电力被充电到蓄电池中并且被供给到第二电动发电机5。
(2)R→D的情况(图8以及图9A～图9E)
在该情况下，驱动模式自串联混合动力模式向串联并联混合动力模式切换。图8的控制程序在已选择倒车挡位R的情况下开始。
在步骤S201中，ECU40判定是否自选择了倒车挡位R的状态、作为换挡操作而选择了驱动挡位D。ECU40参照选择器35的换挡挡位信号来实施该判定。在判定为选择了驱动挡位D的情况下，ECU40使处理进入步骤S202。另一方面，在判定为未选择驱动挡位D的情况下，ECU40跳过以后的处理而结束本次的程序。
在步骤S202中，ECU40判定发动机2的转速Ne是否比规定值Ne1大。ECU40参照曲轴转角传感器45的信号而取得发动机2的转速Ne。规定值Ne1使用与图6的程序相同的值。在发动机2的转速Ne比规定值Ne1大的情况下，ECU40使处理进入步骤S203来实施发动机停止控制。发动机停止控制继续进行直至发动机2的转速能够看作是0。通过执行发动机停止控制，驱动装置1的共线图自图9A的状态变化到图9B的状态。
在步骤S204中，ECU40将驻车机构30自锁定状态操作到解除状态。由此，如图9C所示，内齿轮Ri的约束被释放而成为能够旋转的状态。
在步骤S205中，ECU40操作第一电动发电机3而开始同步控制。该同步控制是如下的控制：如图9D所示，操作第一电动发电机3来控制内齿轮Ri的转速，从而使中空轴25的转速Nrx与输出轴4的转速No相匹配。该同步控制如参照接下来的步骤S206所清楚的那样，继续进行直至由离合器31相互结合的中空轴25以及输出轴4之间的转速差Nrx-No变得比规定值δ小。规定值δ相当于转速差的容许范围的上限值。因此，反复执行步骤S205直至转速差Nrx-No变得比规定值δ小，从而将该转速差Nrx-No收敛在容许范围内。容许范围是能够不出问题地操作离合器31的范围。规定值δ越小，同步控制越精确，因此，通过适当确定规定值δ，可以抑制在离合器31的操作过程中产生的工作噪音。第一电动发电机3的转速控制与发动机2的转速控制相比为高精度，因此，与操作发动机2来进行同步控制的情况相比，可以减小规定值δ。
在步骤S207中，ECU40将离合器31自释放状态操作到卡合状态。由此，如图9E所示，中空轴25和输出轴4成为一体旋转的状态。其结果是，驱动模式自串联混合动力模式转移到串联并联混合动力模式。
(3)R→P的情况(图10以及图11A～图11F)
该情况相当于在后退行驶过程中的车辆在串联混合动力模式下停车的过程中选择了驻车挡位的情况。图10的控制程序在已选择倒车挡位R的情况下开始。
在步骤S301中，ECU40判定是否自选择了倒车挡位R的状态、作为换挡操作而选择了驻车挡位P。ECU40参照选择器35的换挡挡位信号来实施该判定。在判定为选择了驻车挡位P的情况下，ECU40使处理进入步骤S302。另一方面，在判定为未选择驻车挡位P的情况下，ECU40跳过以后的处理而结束本次的程序。
在步骤S302中，ECU40判定发动机2的转速Ne是否比规定值Ne1大。ECU40参照曲轴转角传感器45的信号而取得发动机2的转速Ne。规定值Ne1使用与图6的程序相同的值。在发动机2的转速Ne比规定值Ne1大的情况下，ECU40使处理进入步骤S303来实施发动机停止控制。发动机停止控制继续进行直至发动机2的转速能够看作是0。通过执行发动机停止控制，驱动装置1的共线图自图11A的状态变化到图11B的状态。
在步骤S304中，ECU40将驻车机构30自锁定状态操作到解除状态。由此，如图11C所示，内齿轮Ri的约束被释放而成为能够旋转的状态。
在步骤S305中，ECU40操作第一电动发电机3而开始同步控制。该同步控制与图8的控制相同。即，ECU40如图11D所示操作第一电动发电机3来控制内齿轮Ri的转速，从而使中空轴25的转速Nrx与输出轴4的转速No相匹配。接着，继续进行直至由离合器31相互结合的中空轴25以及输出轴4之间的转速差Nrx-No变得比规定值δ小(步骤S306)。规定值δ与图8的控制相同。因此，通过适当确定规定值δ，可以减小操作离合器31时产生的工作噪音。
在步骤S307中，ECU40将离合器31自释放状态操作到卡合状态。由此，如图11E所示，中空轴25和输出轴4成为一体旋转的状态。
在步骤S308中，ECU40保留处理直至内齿轮Ri的转速Nr变得比规定值Nr1小。该规定值Nr1与图6的步骤S8相同。执行图10的控制的情况是在车辆的停车过程中选择了驻车挡位的情况。因此，发动机2停止且第一电动发电机3的驱动停止，从而使得内齿轮Ri的转速Nr1顺其自然地接近于0。因此，积极地操作第一电动发电机3的上述零旋转控制是不需要的。
在步骤S309中，ECU40将驻车机构30自解除状态向锁定状态操作。由此，如图11E所示，由于离合器31处于卡合状态且驻车机构30成为锁定状态，因此，驱动装置1成为被锁定了的状态，使得车辆即便倾斜等也不会移动。
(4)P→R的情况(图12以及图13A～图13G)
该情况相当于自选择了驻车挡位P的状态、作为换挡操作而选择了倒车挡位R的情况。图11的控制程序在已选择驻车挡位P的情况下开始。
在步骤S401中，ECU40判定是否自选择了驻车挡位P的状态、作为换挡操作而选择了倒车挡位R。ECU40参照选择器35的换挡挡位信号来实施该判定。在判定为选择了倒车挡位R的情况下，ECU40使处理进入步骤S402。另一方面，在判定为未选择倒车挡位R的情况下，ECU40跳过以后的处理而结束本次的程序。
在步骤S402中，ECU40将驻车机构30自锁定状态操作到解除状态。由此，驱动装置1的共线图自图13A的状态变化到图13B的状态而成为内齿轮Ri能够自由旋转的状态。在选择了驻车挡位P的情况下，离合器31***作到卡合状态、驻车机构30***作到锁定状态。另一方面，在选择了倒车挡位R的情况下，离合器31***作到释放状态、驻车机构30***作到锁定状态。因此，在进行了自选择了驻车挡位P的状态选择倒车挡位R的换挡操作的情况下，也能够在不对驻车机构30进行操作而将驻车机构30维持在锁定状态的同时，将离合器31自卡合状态操作到释放状态。但是，例如，在像在上坡路停车的情况那样转矩自驱动轮Dw侧被输入到驱动装置1的情况下，该输入转矩被驻车机构30以及离合器31挡住。由于离合器31是啮合式离合器，因此，作用于离合器31的转矩越大，啮合力越增强。因此，作用于离合器31的转矩越大，将离合器31自卡合状态操作到释放状态时的操作力越增大。
当在步骤S402中驻车机构30自锁定状态***作到解除状态时，作用于离合器的转矩被释放。因此，与在将驻车机构30维持在锁定状态不变的状态下将离合器31自卡合状态操作到释放状态的情况相比，该操作所需的操作力降低。另外，步骤S402的解除操作在选择了倒车挡位R的情况下进行，而且，发动机2处于运转中。因此，即便通过从在上坡路停车的状况下选择了驻车挡位P的状态选择倒车挡位R而将驻车机构30操作到解除状态，也不会因作用于离合器31的转矩的释放而给驾驶员带来不适感。
在步骤S403中，ECU40判定发动机2的转速Ne是否比规定值Ne1大。ECU40参照曲轴转角传感器45的信号而取得发动机2的转速Ne。规定值Ne1使用与图6的程序相同的值。在发动机2的转速Ne比规定值Ne1大的情况下，ECU40使处理进入步骤S404来实施发动机停止控制。发动机停止控制继续进行直至发动机2的转速能够看作是0。通过进行发动机停止控制，驱动装置1的共线图自图13B的状态变化到图13C的状态。
在步骤S405中，ECU40判定作用于离合器31的转矩Tc是否比规定值Tc1小。ECU40参照转矩传感器48的信号而取得转矩Tc。在转矩Tc与规定值Tc1相同或比其大的情况下，ECU40使处理进入步骤S406来实施转矩降低控制。转矩降低控制是操作第一电动发电机3而使作用于离合器31的转矩降低的控制。转矩降低控制继续进行直至转矩Tc变得比规定值Tc1小。规定值Tc1与在图6的控制程序中使用的值相同。
在步骤S407中，ECU40将离合器31自卡合状态向释放状态操作。该操作在进行步骤S406的转矩降低控制之后实施。因此，与不进行转矩降低控制的情况相比，离合器31的操作力降低。通过将离合器31自卡合状态向释放状态操作，驱动装置1的共线图自图13C的状态向图13D的状态变化，由离合器31切断动力传递。
在步骤S408中，ECU40操作第一电动发电机3来进行使动力分配机构6的内齿轮Ri的转速Nr接近于0的零旋转控制。内齿轮Ri的转速Nr的计算方法以及零旋转控制的内容与图6的控制程序的情况相同。
在步骤S409中，ECU40判定内齿轮Ri的转速Nr是否比规定值Nr1小。规定值Nr1与在图6的控制程序中使用的值相同。在转速Nr与规定值Nr1相同或比其大的情况下，ECU40使处理返回步骤S408而继续进行零旋转控制直至转速Nr变得比规定值Nr1小。由此，如图13E所示，内齿轮Ri的转速接近于0。
在步骤S410中，ECU40将驻车机构30自解除状态操作到锁定状态。由此，如图13F所示，内齿轮Ri成为不能旋转的状态。即，内齿轮Ri的转速被固定于0。其结果是，驱动模式转移到串联混合动力模式，通过驱动第二电动发电机5，可以使车辆后退。
在步骤S411中，ECU40通过参照SOC传感器49的信号而取得蓄电池的充电状态，并判定当前的充电状态是否是需要由第一电动发电机3进行发电的状态。在需要对蓄电池充电的情况下，ECU40使处理进入步骤S412。在不需要对蓄电池充电的情况下，ECU40保留处理。
在步骤S412中，ECU40使在步骤S404中进行了停止控制的发动机2再起动。接着，如图13G所示，ECU40利用再起动了的发动机2的动力来驱动第一电动发电机3，使第一电动发电机3发电。借助第一电动发电机3的发电，发动机2的动力被转换为电力，该电力被充电到蓄电池中并且被供给到第二电动发电机5。
(空挡挡位N的选择)
接着，除上述的换挡挡位的切换方式之外，对自驻车挡位、倒车挡位、空挡挡位或驱动挡位转移到空挡挡位的情况进行说明。在该情况下，ECU40基于选择器35的换挡挡位信号，对选择了空挡挡位的情况进行检测。而且，即便发动机处于运转中，ECU40也保留发动机停止控制的执行，并将驻车机构30以及离合器31各自的状态维持在与空挡挡位被选择之前的换挡挡位对应的状态。根据上述结构，与独自设定对应于空挡挡位的驻车机构30以及离合器31各自的状态的情况相比，控制模式简化。
在以上方式中，ECU40通过执行图6、图8、图10或图12的控制程序而作为本发明的转速控制机构以及换挡控制机构发挥作用。但是，本发明并不限于上述实施方式，可以在本发明的主旨范围内以各种方式来实施。在上述实施方式中，作为本发明的锁定机构，使用了以驻车杆与驻车齿轮啮合的方式构成的驻车机构，但作为锁定机构，可以使用能够将旋转构件不能旋转地锁定的各种机构。例如，可以将啮合式或摩擦式的制动器用作本发明的锁定机构。另外，关于离合器也一样。即，不仅可以将上述实施方式的啮合式的离合器，而且可以将其他形式的例如摩擦式离合器用作本发明的离合器。同步控制、零旋转控制容易发挥降低啮合式离合器和锁定机构的工作噪音的效果。但是，即便是其他形式的离合器或锁定机构，通过进行同步控制、零旋转控制，也可以降低工作噪音。
在上述实施方式中，作为多个换挡挡位，设定有驻车挡位、倒车挡位、空挡挡位以及驱动挡位，但除这些换挡挡位之外，也可以追加其他挡位。总之，选择特定的换挡挡位这种情况只要是锁定机构或离合器的动作符合必要条件之一的情况即可。
在上述实施方式中，作为本发明的动力分配机构，使用了单个小齿轮型的行星齿轮机构，但也可以将双个小齿轮型的行星齿轮机构用作本发明的动力分配机构。另外，作为动力分配机构，也可以使用例如具有不是齿轮的摩擦轮(辊)作为旋转构件的行星辊机构。

Claims (7)

1.一种混合动力车辆的驱动装置，其特征在于，具有：
发动机；
第一电动发电机；
输出轴，所述输出轴用于使驱动力自车辆的驱动轮输出；
第二电动发电机，所述第二电动发电机能够向所述输出轴传递动力；
动力分配机构，所述动力分配机构具有相互能够差动旋转的第一旋转构件、第二旋转构件以及第三旋转构件，所述发动机与所述第一旋转构件连结，所述第一电动发电机与所述第二旋转构件连结；
离合器，所述离合器在卡合状态和释放状态之间进行动作，所述卡合状态是所述动力分配机构的所述第三旋转构件和所述输出轴被连结的状态，所述释放状态是所述第三旋转构件和所述输出轴被断开的状态；
锁定机构，所述锁定机构在将所述动力分配机构的所述第三旋转构件锁定在不能旋转的状态的锁定状态、和解除该锁定的解除状态之间进行动作；以及
转速控制机构，在对所述离合器或所述锁定机构进行操作之前，所述转速控制机构控制所述第三旋转构件的转速，
在应对所述离合器或所述锁定机构进行操作的条件在所述发动机的运转中成立的情况下，所述转速控制机构执行使所述发动机停止的发动机停止控制而成为所述发动机的转速能够看作是0的状态后，操作所述第一电动发电机来控制所述第三旋转构件的转速。
2.如权利要求1所述的混合动力车辆的驱动装置，其特征在于，还具有：
换挡挡位选择机构，所述换挡挡位选择机构设定有包括驻车挡位、倒车挡位、空挡挡位以及驱动挡位在内的多个换挡挡位，并接受由选择所述多个换挡挡位的各换挡挡位的驾驶员进行的换挡操作；以及
换挡控制机构，在所述换挡挡位选择机构接受了选择所述驻车挡位的所述换挡操作的情况下，所述换挡控制机构分别将所述锁定机构操作到所述锁定状态、将所述离合器操作到所述卡合状态，在所述换挡挡位选择机构接受了选择所述倒车挡位的所述换挡操作的情况下，所述换挡控制机构分别将所述锁定机构操作到所述锁定状态、将所述离合器操作到所述释放状态，在所述换挡挡位选择机构接受了选择所述驱动挡位的所述换挡操作的情况下，所述换挡控制机构分别将所述锁定机构操作到解除状态、将所述离合器操作到所述卡合状态。
3.如权利要求2所述的混合动力车辆的驱动装置，其特征在于，
在所述发动机的运转中，在自选择了所述驱动挡位或所述驻车挡位的状态、作为所述换挡操作而选择了所述倒车挡位的情况下，所述条件成立，所述转速控制机构执行所述发动机停止控制而成为所述发动机的转速能够看作是0的状态后，操作所述第一电动发电机来执行使所述第三旋转构件的转速接近于0的零旋转控制，并且，所述换挡控制机构在所述零旋转控制结束后将所述锁定机构自所述解除状态向所述锁定状态操作。
4.如权利要求2所述的混合动力车辆的驱动装置，其特征在于，
在所述发动机的运转中，在自选择了所述倒车挡位的状态、作为所述换挡操作而选择了所述驱动挡位或所述驻车挡位的情况下，所述条件成立，所述转速控制机构执行所述发动机停止控制而成为所述发动机的转速能够看作是0的状态后，操作所述第一电动发电机来控制所述第三旋转构件的转速以执行将由所述离合器结合的构件间的转速差收敛在容许范围内的同步控制，并且，所述换挡控制机构在所述同步控制结束后将所述离合器自所述释放状态向所述卡合状态操作。
5.如权利要求2所述的混合动力车辆的驱动装置，其特征在于，
所述离合器作为啮合式离合器而构成，
在所述发动机的运转中，在自选择了所述驻车挡位的状态、作为所述换挡操作而选择了所述倒车挡位的情况下，所述换挡控制机构在由所述转速控制机构进行的所述发动机停止控制之前，将所述锁定机构自所述锁定状态操作到所述解除状态。
6.如权利要求2所述的混合动力车辆的驱动装置，其特征在于，
在作为所述换挡操作而选择了所述空挡挡位的情况下，即便所述发动机处于运转中，所述转速控制机构仍保留所述发动机停止控制的执行，所述换挡控制机构将所述锁定机构以及所述离合器各自的状态维持在与所述空挡挡位被选择之前的换挡挡位对应的状态。
7.如权利要求1或2所述的混合动力车辆的驱动装置，其特征在于，
所述离合器作为啮合式离合器而构成，
所述换挡控制机构在将所述离合器自所述卡合状态向所述释放状态操作之前，操作所述第一电动发电机来执行使作用于所述离合器的转矩降低的转矩降低控制。
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