CN112703123B - 车辆用的动力传递装置 - Google Patents

Abstract

本发明的动力传递装置具有：发电机，其通过内燃机的动力而被驱动；行驶用电动机，其通过由发电机发电得到的电力而被驱动，对驱动轮进行驱动；以及驱动轮，其通过内燃机的动力或者行驶用电动机的动力而被驱动。动力传递装置具有：第1动力传递路径，其在行驶用电动机与驱动轮之间传递动力；以及第1离合器机构，其将第1动力传递路径的动力传递切断或者连接。

Description

车辆用的动力传递装置

技术领域

本发明涉及一种车辆用的动力传递装置。

背景技术

已知一种串联式混合动力车辆，其将由内燃机驱动的发电机发电产生的电力直接或者经由电池供给至行驶用电动机，通过行驶用电动机对驱动轮进行驱动而行驶。另外，JP2012-197077A公开了一种串联式混合动力车辆，其具有将内燃机的动力直接传递至驱动轮的动力传递路径、和将该动力传递路径的动力传递切断或者连接的离合器。上述文献公开了如下内容，即，例如在如高速行驶时那样内燃机的效率高于行驶用电动机的效率的区域中，通过内燃机的动力直接对驱动轮进行驱动。

发明内容

但是，上述文献的串联式混合动力车辆，在通过内燃机的动力直接对驱动轮进行驱动的行驶模式下，成为伴随着驱动轮的旋转而行驶用电动机被带动旋转的结构。如果行驶用电动机被带动旋转，则产生感应电动势，行驶用电动机的发电阻力作为妨碍驱动轮的旋转的摩擦起作用。即，在上述文献的串联式混合动力车辆中，在通过内燃机的动力直接对驱动轮进行驱动的行驶模式下，存在产生由行驶用电动机被带动旋转而引起的能量损耗的问题。

因此，本发明的目的在于提供一种能够对通过内燃机的动力直接对驱动轮进行驱动的行驶模式下的能量损耗进行抑制的动力传递装置。

本发明的一个方式所涉及的动力传递装置是车辆用的动力传递装置，其具有：发电机，其通过内燃机的动力而被驱动；行驶用电动机，其通过由发电机发电得到的电力而被驱动，对驱动轮进行驱动；以及驱动轮，其通过内燃机的动力或者行驶用电动机的动力而被驱动。动力传递装置具有：第1动力传递路径，其在行驶用电动机与驱动轮之间传递动力；以及第1离合器机构，其将第1动力传递路径的动力传递切断或者连接。

附图说明

图1是车辆用的动力传递装置的概略结构图。

图2是表示串联混合动力模式下的动力传递状态的图。

图3是表示内燃机直接连结模式下的动力传递状态的图。

图4是表示用于对内燃机直接连结模式执行中的行驶用电动机的转速进行控制的控制程序的流程图。

图5是对每个运转区域的行驶模式进行了设定的对应图。

图6是对目标离合器转速差进行了设定的对应图。

图7是表示用于从串联混合动力模式向内燃机直接连结模式的切换的控制程序的流程图的一部分。

图8是表示用于从串联混合动力模式向内燃机直接连结模式的切换的控制程序的流程图的另一部分。

图9是表示用于从串联混合动力模式向内燃机直接连结模式的切换的控制程序的流程图的又一部分。

图10是伴随着第1离合器机构的分离而从串联混合动力模式向内燃机直接连结模式切换的情况下的时序图。

图11是不伴随着第1离合器机构的分离而从串联混合动力模式向内燃机直接连结模式切换的情况下的时序图。

图12是伴随着第1离合器机构的分离而从内燃机直接连结模式向串联混合动力模式切换的情况下的时序图。

图13是不伴随着第1离合器机构的分离而从内燃机直接连结模式向串联混合动力模式切换的情况下的时序图。

具体实施方式

下面，参照附图等对本发明的实施方式进行说明。

(第1实施方式)

参照图1至图6对第1实施方式进行说明。

图1是本实施方式所涉及的车辆用的动力传递装置的概略结构图。车辆1具有内燃机3、发电用电动机4、电池5、行驶用电动机2以及控制器7。

内燃机3可以是汽油发动机或者柴油发动机中的任一种。

发电用电动机4通过内燃机3的动力而被驱动，由此进行发电。另外，发电用电动机4还具有通过利用后述电池5的电力进行动力运行而对内燃机3进行电动机驱动的功能。

向电池5充电由发电用电动机4发电得到的电力和由后述行驶用电动机2再生得到的电力。

行驶用电动机2通过电池5的电力而被驱动，对驱动轮6进行驱动。另外，行驶用电动机2还具有通过在减速时等与驱动轮6的旋转相伴地被带动旋转而将减速能量作为电力进行再生的所谓再生功能。

控制器7进行行驶用电动机2、内燃机3以及发电用电动机4的控制。

此外，控制器7由具有中央运算装置(CPU)、只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)以及输入输出接口(I/O接口)的微型计算机构成。也能够由多个微型计算机构成控制器7。

另外，车辆1具有：第1动力传递路径24，其在行驶用电动机与驱动轮6之间传递动力；第2动力传递路径25，其在内燃机3与驱动轮6之间传递动力；以及第3动力传递路径26，其在内燃机3与发电用电动机4之间传递动力。

第1动力传递路径24由在行驶用电动机2的旋转轴2A设置的第1减速齿轮8、与第1减速齿轮8啮合的第2减速齿轮9、在差速器壳体11设置的差动齿轮12、以及与第2减速齿轮9设置于同轴上并且与差动齿轮12啮合的第3减速齿轮10构成。另外，在第1动力传递路径24设置有第1离合器机构19，该第1离合器机构19对第1减速齿轮8相对于旋转轴2A能够相对旋转的状态和不能相对旋转的状态进行切换。第1离合器机构19是由以能够在轴向上滑动的方式支撑于旋转轴2A的第1套筒20、和在第1减速齿轮8设置的卡合部8A构成的所谓牙嵌式离合器。即，第1套筒20向第1减速齿轮8的方向移动，以向卡合部8A的方向凸出的方式在第1套筒20设置的多个凸部与以向第1套筒20的方向凸出的方式在卡合部8A设置的多个凸部在旋转方向上交错地配置而啮合，由此，成为接合状态。从该状态起，第1套筒20向与第1减速齿轮8相反的方向移动，两者的凸部的啮合被解除，由此成为分离状态。此外，第1套筒20的移动能通过电动致动器进行。

如果第1离合器机构19是接合状态，则行驶用电动机2的动力传递至驱动轮6。另一方面，如果第1离合器机构19是分离状态，则行驶用电动机2的旋转轴2A的旋转不传递至第1减速齿轮8，因此从行驶用电动机2向驱动轮6的动力传递被切断。

第2动力传递路径25由在内燃机3的输出轴3A设置的第4减速齿轮16、与第4减速齿轮16啮合的第5减速齿轮17、在差速器壳体11设置的差动齿轮12、以及与第5减速齿轮17设置于同轴上并与差动齿轮12啮合的第6减速齿轮18构成。另外，在第2动力传递路径设置有第2离合器机构21，该第2离合器机构21对第4减速齿轮16相对于输出轴3A能够相对旋转的状态和不能相对旋转的状态进行切换。第2离合器机构21是由以能够在轴向上滑动的方式支撑于输出轴3A的第2套筒22和在第4减速齿轮16设置的卡合部16A构成的所谓牙嵌式离合器。即，第2套筒22向第4减速齿轮16的方向移动，以向卡合部16A的方向凸出的方式在第2套筒22设置的多个凸部与以向第2套筒22的方向凸出的方式在卡合部16A设置的多个凸部在旋转方向上交错地配置而啮合，由此，成为接合状态。从该状态起，第2套筒22向与第4减速齿轮16相反的方向移动，两者的凸部的啮合被解除，从而成为分离状态。此外，第2套筒22的移动能通过电动致动器进行。

如果第2离合器机构21是接合状态，则内燃机3的动力传递至驱动轮6。在下面的说明中，也将该状态称为内燃机直接连结状态。另一方面，如果第2离合器机构21是分离状态，则内燃机3的输出轴3A的旋转不传递至第4减速齿轮16，因此从内燃机3向驱动轮6的动力传递被切断。

第3动力传递路径26由在内燃机3的输出轴3A设置的第7减速齿轮13、与第7减速齿轮13啮合的第8减速齿轮14、以及在发电用电动机4的旋转轴4A设置的第9减速齿轮15构成。第3动力传递路径26不具有切断动力传递的要素。即，第3动力传递路径26始终处于传递动力的状态。

第1离合器机构19以及第2离合器机构21的接合、分离动作由控制器7控制。

上述结构的车辆1能够对通过第1动力传递路径24将动力传递至驱动轮6来行驶的串联混合动力模式、和设为内燃机直接连结状态而通过第2动力传递路径25将动力传递至驱动轮6来行驶的内燃机直接连结模式进行切换。控制器7与运转状态相应地、具体而言是与车速和驱动力相应地，对串联混合动力模式和内燃机直接连结模式进行切换。

图2是表示串联混合动力模式下的动力传递状态的图。在串联混合动力模式下，通过第1动力传递路径24将动力传递至驱动轮6。即，在串联混合动力模式下，通过使第1离合器机构19成为接合状态，从而将行驶用电动机2所产生的动力传递至驱动轮6。此时，第2离合器机构21成为分离状态。

另外，在串联混合动力模式下，内燃机3的动力也经由第3动力传递路径26而被传递至发电用电动机4，发电用电动机4进行发电，发电得到的电力被充电至电池5。但是，是否由发电用电动机4发电是与电池5的充电量相应地确定的，在不需要对电池5充电的情况下，内燃机3停止。

图3是表示内燃机直接连结模式下的动力传递状态的图。在内燃机直接连结模式下，通过第2动力传递路径25将动力传递至驱动轮6。即，在内燃机直接连结模式下，通过使第2离合器机构21成为接合状态，从而将内燃机3产生的动力传递至驱动轮6。

在内燃机直接连结模式下，第1离合器机构19成为分离状态。假设如果在内燃机直接连结模式下使第1离合器机构19成为接合状态，则伴随着驱动轮6的旋转而行驶用电动机2被带动旋转，产生感应电动势。在电池5的充电容量有富余的情况下，通过将产生的电力充电至电池5而再生能量。但是，在电池5的充电容量没有富余的情况下，发电阻力成为妨碍驱动轮6的旋转的摩擦力，成为燃油效率降低的主要原因。与此相对，在本实施方式中，在内燃机直接连结模式中，第1离合器机构19成为分离状态，因此能够抑制上述的行驶用电动机2的被带动旋转而引起的燃油效率的降低。

但是，作为本实施方式的第1离合器机构19和第2离合器机构21而使用的牙嵌式离合器，在从分离状态切换为接合状态时需要使卡合要素与被卡合要素旋转同步。例如，在从内燃机直接连结模式向串联混合动力模式切换时，需要使作为卡合要素的套筒20与作为被卡合要素的第1减速齿轮8旋转同步。而且，旋转同步所需的时间越长，行驶模式的切换所需的时间越长，运转性降低。

因此，在本实施方式中，通过在内燃机直接连结模式执行中预先使行驶用电动机2旋转，从而实现旋转同步所需的时间的缩短化。下面，对内燃机直接连结模式执行中的行驶用电动机2的转速的控制进行说明。

图4是表示用于对内燃机直接连结模式执行中的行驶用电动机2的转速进行控制的控制程序的流程图。该控制程序由控制器7编程。

在步骤S100中，控制器7判定当前的行驶模式是否是内燃机直接连结模式，在是内燃机直接连结模式的情况下执行步骤S110的处理，在是串联混合动力模式的情况下结束本次的程序。控制器7通过使用当前的车速以及驱动力对图5的对应图进行检索，从而判断是否是内燃机直接连结模式。

图5是横轴为车速、纵轴为驱动力的运转区域对应图。图中实线所示的加速器全开驱动力表示加速踏板开度为全开的状态。如图5所示，车速大于或等于V1且驱动力小于或等于F1的区域是内燃机直接连结模式区域，除此以外是串联混合动力模式区域。

车速V1是在对通过内燃机3的动力而行驶的情况和通过行驶用电动机2的动力而行驶的情况进行了比较时，通过内燃机3的动力而行驶的情况与通过行驶用电动机2的动力而行驶的情况相比能量效率更高的下限车速。具体而言，车速V1是与所使用的内燃机3以及行驶用电动机2的规格相应地确定的。此外，车速能够由未图示的车速传感器检测。

驱动力F1是内燃机3的最大输出。此外，由于驱动力与加速器开度有相关关系，因此，对应图检索所使用的当前的驱动力是基于当前加速器开度计算的。加速器开度能够由未图示的加速器开度传感器检测。

在步骤S110中，控制器7对目标离合器转速差进行计算。具体而言，控制器7通过使用当前的车速以及电池5的充电量(SOC：State Of Charge)检索图6的对应图来进行计算。目标离合器转速差是指第1离合器机构19中的套筒20与第1减速齿轮8的转速差的目标值。

图6是横轴为车速、纵轴为目标离合器转速差的对应图。车速越高，目标离合器转速差越小。其理由如下所述。车速越高，则被驱动轮6带动旋转的第1减速齿轮8的转速越高。而且，在转速差相同的情况下，与第1减速齿轮8的转速低相比，第1减速齿轮8的转速高使得旋转同步所需的电力即为了使行驶用电动机2的转速追上第1减速齿轮8的转速所需的电力变大。因此，为了使旋转同步所需的电力与车速无关而保持恒定，车速越高则使目标离合器转速差越小。

另外，电池5的SOC越多，目标离合器转速差越大。这是因为电池SOC越多，能够用于旋转同步的电力越有富余。

控制器7如果在步骤S110中计算出目标离合器转速差，则在步骤S120中计算行驶用电动机2的目标转速。具体而言，控制器7将从第1减速齿轮8的转速减去目标离合器转速差得到的值作为行驶用电动机2的目标转速。第1减速齿轮8的转速能够基于第1动力传递路径24中与第1离合器机构19相比靠驱动轮6侧的任一旋转部件的转速来计算。在本实施方式中，控制器7基于对驱动轮6的转速进行检测的车速传感器(未图示)的检测值和差动齿轮12、第3减速齿轮10、第2减速齿轮9以及第1减速齿轮8的各齿轮的齿数，来计算第1减速齿轮8的转速。

在步骤S130中，控制器7基于在步骤S120中计算出的目标转速对行驶用电动机2的转速进行控制。

下面，总结本实施方式的效果。

本实施方式的动力传递装置具有：发电用电动机4(发电机)，其通过内燃机3的动力而被驱动；行驶用电动机2，其通过由发电用电动机4发电得到的电力而被驱动，对驱动轮6进行驱动；以及驱动轮6，其通过内燃机3的动力或者行驶用电动机2的动力而被驱动。动力传递装置还具有：第1动力传递路径24，其在行驶用电动机2与驱动轮6之间传递动力；以及第1离合器机构19，其将第1动力传递路径24的动力传递切断或者连接。由此，在以内燃机直接连结模式行驶的情况下，通过使第1离合器机构19分离，能够减少由于伴随着驱动轮6的旋转而行驶用电动机2被带动旋转所导致的能量损耗。

本实施方式的动力传递装置还具有：第2动力传递路径25，其将内燃机3的动力机械地传递至驱动轮6；以及第2离合器机构21，其将第2动力传递路径25的动力传递切断或者连接。由此，在车辆高速行驶等时，如果使第1离合器机构19分离并且使第2离合器机构21接合，则能够不进行电力转换地将内燃机3的动力直接传递至驱动轮6，能够改善燃油效率。

在本实施方式的动力传递装置中，内燃机3与发电用电动机4之间的第3动力传递路径26始终处于传递动力的状态。由此，在以内燃机直接连结模式行驶中产生了驱动力的增大请求的情况下，如果使发电用电动机4动力运行则立即开始驱动力的辅助，因此能够迅速地应对增大请求。

本实施方式的动力传递装置还具有对行驶用电动机2、第1离合器机构19以及第2离合器机构21进行控制的控制器7(控制部)，控制器7在第1离合器机构19为分离状态且第2离合器机构21为接合状态下通过内燃机3的动力对驱动轮6进行驱动的内燃机直接连结模式的执行中，使行驶用电动机2旋转驱动。在使第1离合器机构19接合时，需要使接合要素(这里是第1套筒20和卡合部8A)的转速同步，但如果在内燃机直接连结模式中预先使行驶用电动机2旋转，则能够缩短同步所需的时间。其结果，缩短了从内燃机直接连结模式向串联混合动力模式的切换所需的时间。

在本实施方式中，控制器7在第1离合器机构19的行驶用电动机侧的转速低于第1离合器机构19的驱动轮侧的转速的范围，对内燃机直接连结模式的执行中的行驶用电动机2的转速进行控制。由此，能够对维持行驶用电动机2的旋转所需的电力进行抑制。更详细地说，控制器7只要在将行驶用电动机侧的转速提高至驱动轮侧的转速所需的时间能够容许的范围，对行驶用电动机侧的转速与驱动轮侧的转速之差即目标离合器转速差进行设定即可。

在本实施方式中，控制器7与车速相应地对内燃机直接连结模式的执行中的行驶用电动机2的转速进行控制。由此，能够使第1离合器机构19的旋转同步所需的时间与车速无关地保持恒定。

在本实施方式中，控制器7与电池的充电状态相应地对内燃机直接连结模式的执行中的行驶用电动机2的转速进行控制。由此，不管能够用于第1离合器机构19的旋转同步的电池5的电量如何，都能够在容许时间内使旋转同步结束。

在本实施方式的动力传递装置中，第1离合器机构19以及第2离合器机构21是牙嵌式离合器。牙嵌式离合器与摩擦式离合器相比，在分离状态下没有拖曳阻力，相应地效率高。另外，牙嵌式离合器与摩擦式离合器相比，不需要用于维持接合状态的液压等，相应地能够降低成本。

(第2实施方式)

参照图7至图13对第2实施方式进行说明。

本实施方式所涉及的车辆用的动力传递装置的结构与在第1实施方式中说明的图1的结构相同。

另外，关于车辆1与运转状态相应地对串联混合动力模式和内燃机直接连结模式进行切换而行驶这一点，也与第1实施方式相同。但是，为了缩短从内燃机直接连结模式向串联混合动力模式切换时的第1离合器机构19的旋转同步所需的时间，在第1实施方式中，在内燃机直接连结模式的执行中始终使行驶用电动机2旋转，但在本实施方式中使用其他方法。下面，以与第1实施方式的不同点为中心进行说明。

图7至图9是表示用于从串联混合动力模式向内燃机直接连结模式切换的控制程序的流程图。该控制程序由控制器7编程。

在本控制程序中，在向串联混合动力模式返回时的第1离合器机构19的旋转同步所需的时间长至损害驾驶性的程度的情况下、或者在短时间向串联混合动力模式返回的可能性高的情况下，在内燃机直接连结模式执行中也使第1离合器机构19保持接合。在内燃机直接连结模式执行中使第1离合器机构19分离的情况下，接着图7的控制程序而执行图8的控制程序，在使第1离合器机构19保持接合的情况下，接着图7的控制程序而执行图9的控制程序。下面，按照各步骤进行说明。

在步骤S200中，控制器7判定是否向内燃机直接连结模式进行切换。具体而言，控制器7通过使用加速器开度和车速对图5所示的对应图进行检索来进行判定。在以串联混合动力模式行驶中加速器开度发生变化、由与变化后的加速器开度相当的驱动力以及车速确定的运转状态进入内燃机直接结合模式区域的情况下，判定为向内燃机直接结合模式进行切换。

控制器7在步骤S200的判定结果是yes的情况下执行步骤S210的处理，在是no的情况下反复执行步骤S200的处理。

在步骤S210中，控制器7判定车速是否高于预先设定的阈值。在本步骤中使用的阈值是使得从内燃机直接连结模式向串联混合动力模式切换时的第1离合器机构19的旋转同步能够在可容许时间内完成的车速的下限值。如上所述，车速越高，旋转同步所需的时间越长。因此，从抑制由于模式切换所需的时间变长而导致的运转性降低的观点出发，设定旋转同步所需的时间的容许值，基于该容许值对车速的阈值进行设定。具体而言，阈值是与应用本实施方式的车辆1的规格相应地适当设定的。

在步骤S210的判定结果是yes的情况下，即，在向串联混合动力模式返回时的第1离合器机构19的旋转同步所需的时间长至损害运转性的程度的情况下，执行后述的图9的步骤S320的处理。另一方面，在步骤S210的判定结果是no的情况下，执行步骤S220的处理。

在步骤S220中，控制器7判定加速器操作频率是否高于预先设定的阈值。加速器操作频率例如是最近几分钟内的每单位时间的加速器操作次数。在本步骤中，基于最近的加速器操作频率，判定此后加速器开度发生变化的可能性，即判定在切换为内燃机直接连结模式之后立即返回至串联混合动力模式的可能性。在本步骤中使用的阈值是基于通过实验等得到的加速器操作频率的统计数据而设定的。

在步骤S220的判定结果是yes的情况下，即，立即返回至串联混合动力模式的可能性高的情况下，执行后述的图9的步骤S320的处理。另一方面，在步骤S220的判定结果是no的情况下，执行步骤S230的处理。

在步骤S230中，控制器7判定运动模式开关是否为ON。在判定结果是yes的情况下，即在运动模式开关为ON的情况下，加速器开度发生变化的可能性高，因此，执行后述的图9的步骤S320的处理。另一方面，在判定结果是no的情况下，执行图8的步骤S240的处理。此外，在车辆1不具有运动模式开关的情况下，可以省略本步骤。

首先，对图8的控制程序进行说明。

在步骤S240中，控制器7决定在内燃机直接连结模式中使第1离合器机构19分离。

在步骤S250中，控制器7向发电用电动机4发出旋转同步指令。这是为了通过使发电用电动机4动力运行而使第2离合器机构21的第2套筒22的转速与第4减速齿轮16的转速同步。具体而言，控制器7将比第4减速齿轮16的转速低了判定用转速差的转速设定为发电用电动机4的目标转速，基于该目标转速对发电用电动机4进行控制。将目标转速设定为低了判定用转速差是为了抑制过冲。判定用转速差能够在不妨碍牙嵌式离合器的接合的范围任意地设定。第4减速齿轮16的转速基于由未图示的车速传感器检测出的驱动轮6的转速和差动齿轮12、第6减速齿轮18、第5减速齿轮17以及第4减速齿轮16的齿数来计算。发电用电动机4的目标转速基于第4减速齿轮16的转速和第7减速齿轮13、第8减速齿轮14以及第9减速齿轮15的齿数来计算。

在步骤S260中，控制器7判定旋转同步是否完成。具体而言，如果发电用电动机4达到目标转速并且该状态持续了预先设定的判定时间，则判定为旋转同步完成。控制器7反复执行本步骤直至旋转同步完成，如果旋转同步完成则执行步骤S270的处理。此外，判定时间是能够任意地设定的时间，但考虑到防止误判定和防止模式切换完成的延迟，在本实施方式中设为0.1秒左右。

在步骤S270中，控制器7使第2离合器机构21的接合开始。

在步骤S280中，控制器7判定第2离合器机构21的接合是否完成。具体而言，如果通过对第2套筒22的位置进行检测的行程传感器(未图示)检测到第2套筒22已移动至与第4减速齿轮16卡合的位置，则判定为接合完成。控制器7反复进行本步骤直至接合完成，如果接合完成则执行步骤S290的处理。

在步骤S290中，控制器7向行驶用电动机2以及内燃机3发出扭矩替换指令，在步骤S300中，控制器7向第1离合器机构19发出分离指令。此外，控制器7可以在步骤S290之前执行步骤S300，也可以同时执行步骤S290和步骤S300。

这里所说的扭矩替换是如下操作，即，在将传递至驱动轮6的扭矩维持恒定的同时，减小行驶用电动机2的产生扭矩，增大内燃机3的产生扭矩，最终仅设为内燃机3的产生扭矩。在本实施方式中，行驶用电动机2的产生扭矩的减小速度以及内燃机3的产生扭矩的增大速度设定为例如使得扭矩替换在0.2秒左右的短时间结束。此外，也可以预先设定扭矩替换时的行驶电动机2的产生扭矩的减小速度以及内燃机3的产生扭矩的增大速度。

控制器7在步骤S310中判定第1离合器机构19是否成为分离状态，如果成为分离状态则结束本程序。

下面，对图9的控制程序进行说明。

在步骤S320中，控制器7决定在内燃机直接连结模式中不使第1离合器机构19分离。

步骤S330至步骤S370的处理与图8的步骤S250至S290的处理相同，因此省略说明。如果步骤S370的处理结束，则控制器7结束本程序。

图10以及图11中示出了执行上述控制程序的情况下的时序图。

图10是在从串联混合动力模式(图中的HEV)向内燃机直接连结模式(图中的ENG)切换时使第1离合器机构19分离的情况下、即执行图8的控制程序的情况下的时序图。此外，实际转速的图中的行驶用电动机2以及发电用电动机4的转速是基于各减速齿轮的减速比换算成驱动轮6的车轴(输出轴)的转速得到的值。另外，第1离合器机构19以及第2离合器机构21的图中的纵轴分别是第1套筒20以及第2套筒22的行程。并且，在以串联混合动力模式行驶中，内燃机3停止。

控制器7如果决定伴随着向内燃机直接连结模式的切换而使第1离合器机构19分离(S240)，则在定时(timing)T1向发电用电动机4发出旋转同步指令(S250)。由此，发电用电动机4的转速上升。

然后，如果发电用电动机4的转速与输出轴的转速之差成为判定转速差，且该状态持续判定时间(S260中是yes)，则控制器7在定时T2向第2离合器机构21发出接合指令(S270)。将从上述的定时T1至定时T2为止称为旋转同步阶段。此外，控制器7在旋转同步阶段使内燃机3起动。起动后的内燃机3在旋转同步阶段期间维持怠速运转状态。

在定时T2接收到接合指令的第2离合器机构21开始接合动作。即，第2套筒22开始移动。然后，第2离合器机构21在定时T3成为接合状态(S280中是yes)。将从上述的定时T2至定时T3为止称为离合器接合阶段。

此外，在离合器接合阶段，第2离合器机构21阶段性地接近接合状态。这是因为具有：直至第2套筒22与第4减速齿轮16接触为止的阶段、从接触起直至第2套筒22的凸部与卡合部16A的凸部成为能够啮合的状态为止的阶段、以及能够啮合而第2套筒22进一步向第4减速齿轮16的方向前进的阶段。

如果离合器接合阶段结束，则控制器7开始扭矩替换和第1离合器机构19的分离动作(S290、S300)。由此，行驶用电动机2的扭矩和内燃机3的扭矩的合计扭矩(图中的车辆行驶扭矩)保持恒定，行驶用电动机2的扭矩减小，内燃机3的扭矩增大。将从定时T3至行驶用电动机2的扭矩成为零的定时T4为止称为扭矩替换阶段。

此外，在定时T3，控制器7向第1离合器机构19发出分离指令，但第1离合器机构19保持接合，直至扭矩替换阶段的最后阶段。这是因为，由于施加有行驶用电动机2的扭矩，因此第1套筒20不会从第1减速齿轮8的卡合部8A脱离。

在第1套筒20移动至不与卡合部16A接触的位置的定时T5，控制器7判定为第1离合器机构19的分离完成(S310)。将从上述的定时T3至定时T5为止称为离合器分离阶段。如果离合器分离阶段结束，则从串联混合动力模式向内燃机直接连结模式的切换结束。

图11是在从串联混合动力模式(图中的HEV)向内燃机直接连结模式(图中的ENG)切换时，在不使第1离合器机构19分离的情况下、即执行图9的控制程序的情况下的时序图。此外，实际转速的图中的行驶用电动机2以及发电用电动机4的转速是基于各减速齿轮的减速比换算成驱动轮6的车轴(输出轴)的转速得到的值。另外，第1离合器机构19以及第2离合器机构21的图中的纵轴分别是第1套筒20以及第2套筒22的行程。并且，在以串联混合动力模式行驶中，内燃机3停止。

图11的时序图与图10的时序图的不同在于离合器分离阶段的有无。即，在图11中，由于不使第1离合器机构19分离，因此不存在离合器分离阶段。因此，图11直至定时T4与图10是相同的，如果在定时T4扭矩替换阶段结束，则从串联混合动力模式向内燃机直接结合模式的切换结束。

这里，参照图12以及图13的时序图说明从内燃机直接连结模式向串联混合动力模式切换的情况。

图12是在以第1离合器机构19为分离状态的内燃机直接连结模式行驶中，加速器踏板被踩踏而向串联混合动力模式切换的情况下的时序图。

切换期间由旋转同步阶段、离合器分离阶段、扭矩替换阶段以及离合器分离阶段构成这一点与图10的相同。但是，在旋转同步阶段使行驶用电动机2的转速同步，在离合器分离阶段使第1离合器机构19接合，在离合器分离阶段使第2离合器机构21分离。下面，对各阶段进行说明。

在定时T1，如果开始旋转同步阶段，则控制器7使行驶用电动机2的转速上升。而且，在行驶用电动机2的转速成为比输出轴的转速低了判定转速差的转速且该状态持续了判定时间后的定时T2，旋转同步阶段结束。判定转速差以及判定时间与从串联混合动力模式向内燃机直接连结模式的切换相同。

在离合器接合阶段，控制器7将第1离合器机构19从分离状态切换为接合状态。此时，接合状态与从串联混合动力模式向内燃机直接连结模式的切换同样地阶段性地进行。

在扭矩替换阶段，控制器7使行驶用电动机2的扭矩增大，另一方面，使发电用电动机4的扭矩减小而产生发电阻力。此时，控制器7将内燃机3的扭矩维持为恒定。由于发电用电动机4的发电阻力变大，由此，即使内燃机3的扭矩保持恒定，从内燃机3向驱动轮6传递的扭矩也减小。然后，在行驶用电动机2的扭矩达到车辆行驶扭矩的定时T4，扭矩替换阶段结束。

在离合器分离阶段，与从串联混合动力模式向内燃机直接连结模式的切换同样地，第2套筒22在施加有扭矩的期间不从卡合部16A脱离，在扭矩的替换结束后开始移动。然后，如果在定时T5第2套筒22从卡合部16A离开，则离合器分离阶段结束。

图13是在以第1离合器机构19为接合状态的内燃机直接连结模式(图中的ENG)行驶中，加速器踏板被踩踏而向串联混合动力模式(图中的HEV)切换的情况下的时序图。

在该情况下，在内燃机直接连结模式中第1离合器机构19被接合，因此不需要旋转同步阶段以及离合器接合阶段。即，切换期间由扭矩替换阶段和使第2离合器机构21分离的离合器分离阶段构成。而且，扭矩替换阶段以及离合器分离阶段的内容与图12中的这些阶段的内容相同。

下面，总结本实施方式的效果。

在本实施方式中，除了具有在第1实施方式中说明的第1离合器机构19所产生的效果之外，还得到下面的效果。

本实施方式的动力传递装置还具有对第1离合器机构19以及第2离合器机构21进行控制的控制器7(控制部)，控制器7在使第2离合器机构21接合而通过内燃机3的动力对驱动轮6进行驱动的内燃机直接连结模式的执行中，原则上使第1离合器机构19分离，在规定条件成立的情况下使第1离合器机构接合。这里所说的规定条件成立的情况是指需要立即向串联混合动力模式切换的可能性高的情况。根据本实施方式，在内燃机直接结合模式持续一段时间的可能性高的情况下，第1离合器机构19分离，因此行驶用电动机2的被带动旋转消失。另一方面，在规定条件成立的情况下，第1离合器机构19保持接合，因此与从第1离合器机构19分离后的状态切换的情况相比，从内燃机直接连结模式向串联混合动力模式切换所需的时间变短。

在本实施方式中，控制器7基于车速对规定条件是否成立进行判断。例如，如果在高车速状态下使第1离合器机构19分离，则在再次切换为串联混合动力模式时，第1离合器机构19的旋转同步耗费时间，不能进行迅速的切换。因此，在高车速状态下判断为规定条件成立，不使第1离合器机构19分离。另一方面，如果是低车速状态，则第1离合器机构19的旋转同步在短时间结束。因此，在低车速状态下判断为规定条件不成立，按照原则使第1离合器机构19分离。如上所述，通过基于车速对规定条件是否成立进行判断，能够抑制从内燃机直接连结模式向串联混合动力模式的切换时间延长。

在本实施方式中，控制器7基于加减速请求的状态对规定条件是否成立进行判断。例如，在频繁地发生加速请求的情况下判断为规定条件成立。在这样的情况下，即使在内燃机直接连结模式下，通过使第1离合器机构19保持接合，也能够迅速地向串联混合动力节点切换。

在本实施方式中，控制器7基于加速器操作状态对加减速请求的状态进行判断。加速器操作状态是指例如加速器操作频率，即每单位时间的加速器操作次数。由此，能够适当地判断向串联混合动力模式返回的可能性。

在本实施方式中，控制器7基于行驶模式切换开关的状态对加减速请求的状态进行判断。例如，在通过行驶模式开关选择了运动模式的情况下，驾驶员意图积极的加减速的可能性高。因此，在选择了运动模式的情况下，控制器7判断为规定条件成立。由此，能够适当地判断向串联混合动力模式返回的可能性。

以上，对本发明的实施方式进行了说明，但上述实施方式表示的只不过是本发明的应用例的一部分，并不旨在将本发明的技术范围限定于上述实施方式的具体结构。

Claims (4)

1.一种车辆用的动力传递装置，其具有：

发电机，其通过内燃机的动力而被驱动；

行驶用电动机，其通过由所述发电机发电得到的电力而被驱动，对驱动轮进行驱动；以及

所述驱动轮，其通过所述内燃机的动力或者所述行驶用电动机的动力而被驱动，

在所述车辆用的动力传递装置中，具有：

第1动力传递路径，其在所述行驶用电动机与所述驱动轮之间传递动力；

第1牙嵌式离合器机构，其将所述第1动力传递路径的动力传递切断或者连接；

第2动力传递路径，其将所述内燃机的动力机械地传递至所述驱动轮；

第2牙嵌式离合器机构，其将所述第2动力传递路径的动力传递切断或者连接；以及

控制部，其对所述行驶用电动机、所述第1牙嵌式离合器机构以及所述第2牙嵌式离合器机构进行控制，

所述控制部在所述第1牙嵌式离合器机构为分离状态且所述第2牙嵌式离合器机构为接合状态下通过所述内燃机的动力对所述驱动轮进行驱动的内燃机直接连结模式的执行中，使所述行驶用电动机在所述第1牙嵌式离合器机构的行驶用电动机侧转速低于所述第1牙嵌式离合器机构的驱动轮侧转速的范围旋转驱动，在结束所述内燃机直接连结模式而切换为串联混合动力模式时，在从所述内燃机直接连结模式的结束至所述串联混合动力模式的开始为止的切换期间使所述行驶用电动机侧转速旋转同步为所述驱动轮侧转速，在所述串联混合动力模式下，所述第1牙嵌式离合器机构为接合状态且所述第2牙嵌式离合器机构为分离状态，并利用所述行驶用电动机的动力行驶。

2.根据权利要求1所述的车辆用的动力传递装置，其中，

所述内燃机与所述发电机之间的第3动力传递路径始终处于传递动力的状态。

3.根据权利要求2所述的车辆用的动力传递装置，其中，

所述控制部与车速相应地，对所述内燃机直接连结模式的执行中的所述行驶用电动机的转速进行控制。

4.根据权利要求2所述的车辆用的动力传递装置，其中，

所述控制部与电池的充电状态相应地，对所述内燃机直接连结模式的执行中的所述行驶用电动机的转速进行控制。