CN101240846B - 动力传达机构及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种动力传达机构以及对之进行控制的方法。当到第二换档部分的供给液压的降低被检测到时，产生C0离合器的接合指令，使得动力分割装置(电气差动部分)被引入闭锁状态。在闭锁状态中，恒星齿轮、由发动机旋转的齿轮架以及由第二MG旋转的环形齿轮一体化旋转，由此增大惯性。因此，可防止对应于第二换档部分输入轴的传动元件的高速旋转。

Description

动力传达机构及其控制方法

本非临时性申请基于2007年2月5日提交的日本专利申请No.2007-025658，其整体内容并入此处作为参考。

技术领域

本发明涉及动力传达机构(powertrain)及其控制方法，特别涉及对用于这样的车辆的动力传达机构进行控制的技术：该车辆具有作为动力源的发动机与旋转电机。

背景技术

传统而言，具有作为动力源的内燃机和旋转电机的混合动力车是已知的。在这样的混合动力车中，根据车辆的行驶状态使用内燃机与旋转电机中的至少一个。例如，内燃机主要用于高速行驶，旋转电机主要用于中速或低速行驶。一种这样的混合动力车被构成为允许发动机和旋转电机耦合于其上的差动机构(differential mechanism)作为连续可变传动机构运行。

例如，日本特开No.2006-046487和2006-017232公开了一种车辆驱动设备，该设备经由两个换档(shift)机构将驱动力源的输出传输到驱动轮，所述换档机构为：由前面提到的差动机构构成的连续换档部分；设置在连续换档部分后面的级中的分级换档部分。

特别地，日本特开No.2006-046487提供了一种控制设备，该设备在两个换档机构中有一个已进入不能进行正常运行的故障状态时改变另一换档机构的齿轮比，使得在刚好在所述一个换档机构故障前的值中达到基于连续换档部分的齿轮比与分级换档部分的齿轮比实现的总齿轮比。采用这种控制设备，即使两个换档机构中的一个发生故障，可保证车辆的行驶性能。

日本特许No.2006-017232公开了当用于允许差动机构作为换档机构运行的电动机已经进入不能进行正常运行的状态时将连续换档部分的运行切换到分级换档状态，由此保证车辆的适当的行驶性能。

根据日本特开No.2006-046487和2006-017232公开的动力传达机构，换档机构被构成为包含由液压致动器接合或解除接合的多个接合元件(离合器和制动器)。相应地，在车辆的高负载行驶中，也就是说，当作为动力源的发动机或旋转电机正在输出转矩时，如果发生了到分级换档部分的供给液压减小的情况，各接合元件被解除接合，由此，各旋转元件高速旋转。因此，换档机构的组成部件或电机的耐久性可能劣化。当换档机构也由CVT(连续可变传动机构)构成时，类似地发生与供给液压降低相关联的旋转元件高速旋转的问题。

发明内容

本发明的目的在于当发生到换档机构的供给液压的降低时防止各旋转元件的高速旋转，由此防止耐久性的劣化。

本发明被指向一种动力传达机构，其包含：电气差动部分，具有耦合到第一电动机以便能够传输动力的行星齿轮的恒星齿轮、耦合到输入轴的行星齿轮的齿轮架以及耦合到输出轴的行星齿轮的环形齿轮，所述电气差动部分被构成为，通过控制所述第一电动机的运行状态，使得所述输入轴的输入旋转速度与所述输出轴的输出旋转速度的差动操作受到控制；换档部分，其包含接合元件，接合元件通过接收供给液压使得动力能从所述电气差动部分传送到驱动轮；差动状态切换机构，其被构成为在差动被执行的差动状态与该差动不被执行的闭锁状态之间切换所述电气差动部分；控制设备，其被构成为，当能被供到所述接合元件的液压降低，存在旋转元件以过高速度旋转的可能时，通过所述差动状态切换机构将所述电气差动部分切换到所述闭锁状态，其中，所述电气差动部分被配置为，在所述闭锁状态中，所述恒星齿轮至所述环形齿轮一体化地旋转，而在所述差动状态中，允许所述恒星齿轮至所述环形齿轮的相对旋转。

本发明被指向一种控制动力传达机构的方法，所述动力传达机构包含：电气差动部分，具有耦合到第一电动机以便能够传输动力的行星齿轮的恒星齿轮、耦合到输入轴的行星齿轮的齿轮架以及耦合到输出轴的行星齿轮的环形齿轮，所述电气差动部分被构成为，通过控制所述第一电动机的运行状态，使得所述输入轴的输入旋转速度与所述输出轴的输出旋转速度的差动操作受到控制；换档部分，包含接合元件，接合元件通过接收供给液压使得动力能从所述电气差动部分传送到驱动轮；差动状态切换机构，其被构成为在差动被执行的差动状态与差动不被执行的闭锁状态之间切换所述电气差动部分，所述方法包含以下步骤：对能被供到所述接合元件的液压的降低进行检测；当检测出所述液压的降低并存在旋转元件以过高速度旋转的可能时，通过所述差动状态切换机构将所述电气差动部分切换到所述闭锁状态，其中，所述电气差动部分被配置为，在所述闭锁状态中，所述恒星齿轮至所述环形齿轮一体化地旋转，而在所述差动状态中，允许所述恒星齿轮至所述环形齿轮的相对旋转。

优选为，电气差动部分被构成为通过其运行状态受到控制的电动机(第一电动机)来作为连续换档机构运行。或者，进一步提供被构成为通过接合元件的接合与解除接合的组合作为分级自动换档部分运行的换档部分。进一步优选的是，电气差动部分包含行星齿轮。

根据这种动力传达机构和对之进行控制的方法，通过在检测出到接合元件的供给液压降低时将电气差动部分切换到闭锁状态，可增大旋转元件的惯性，由此，抑制了旋转速度的增加。结果，即使是在构成动力传输路径一部分的接合元件被解除接合时，防止构成换档机构的旋转元件以过高速度旋转，因此，能够避免其耐久性的劣化。

优选为，包含在电气差动部分中的多个旋转元件中的一个被耦合到发动机。控制设备被构成为当存在到接合元件的供给液压的降低时附加地进行发动机输出转矩的降低。或者，在控制动力传达机构的方法中，在切换到闭锁状态的步骤中，附加地进行发动机输出转矩的降低。具体而言，控制设备通过燃料中断、延迟点火定时和停止部分汽缸中的燃烧中的一种来进行发动机输出转矩的降低。

采用这样的配置，发动机输出转矩的降低可进一步可靠地防止电气差动部分的输出轴高速旋转。结果，可进一步可靠地防止当存在到接合元件的供给液压的降低时换档机构构成部件的耐久性的劣化。

进一步优选的是，控制设备包含判断部分。如果并非为电气差动部分与换档部分(其被构成为包含接合元件)中的至少一个所包含的旋转元件在供给液压降低的条件下可能以高旋转速度旋转的车辆情况，通过基于装有动力传达机构的车辆的状态的判断，判断部分强制地使得闭锁控制即使是在存在到接合元件的供给液压的降低时不能执行，其中，闭锁控制用于通过差动状态切换机构将电气差动部分切换到闭锁状态。具体而言，判断部分在车辆加速器踏板位置低于规定水平时或车辆的车轮速度不大于规定值时强制地使得闭锁控制不能执行。或者，判断部分根据当前选择的换档位置或范围强制地使得闭锁控制不能执行。

采用这样的配置，仅在各旋转元件可能在存在到接合元件的供给液压降低的条件下高速旋转的车辆情况下，能够执行将电气差动部分强制切换到闭锁状态的闭锁控制(单独执行，或附加地进行发动机转矩输出的降低)。

或者，优选为，控制设备被构成为当控制设备已经根据到接合元件的供给液压的降低将电气差动部分切换到闭锁状态时禁止或限制换档部分(其被构成为包含接合元件)中的齿轮比的切换。

采用这样的配置，换档部分中各接合元件的解除接合/接合状态在供给液压降低的状态下没有大的改变，因此，可防止旋转速度的附加的非预期波动。

优选为，在电气差动部分的差动状态下，允许电力在第一电动机与被耦合到电气差动部分输出轴的第二电动机之间被发送和接收，而在电气差动部分的闭锁状态下，不在第一电动机与第二电动机之间发送和接收电力。

或者，优选为，动力传达机构还包含与差动状态切换机构分立地设置的切换机构，用于将电气差动部分切换到闭锁状态，且通过差动状态切换机构处于闭锁状态的电气差动部分的齿轮比高于通过切换机构处于闭锁状态的齿轮比。

优选为，在高车速区域中，电气差动部分被差动状态切换机构切换到闭锁状态。或者，在高负载区域中，电气差动部分被差动状态切换机构切换到闭锁状态。

相应地，本发明的主要优点在于通过防止动力传达机构中到接合元件的供给液压降低时各旋转元件的高速旋转来防止耐久性的劣化。

结合附图，可由下面对本发明的详细介绍明了本发明的上述以及其他目的、特征、实施形态和优点。

附图说明

图1为一框图，其示出了装有根据本发明一实施例的动力传达机构的混合动力车的原理性构造；

图2为一概略图，其示出了图1所示传动机构的示例性构造；

图3为图2所示传动机构的操作表(operation table)；

图4为换档图(shift map)；

图5为一外视图，其示出了图1所示换档操作部分的示例性构造；

图6示出了向各接合元件供给和疏散液压的液压控制设备的构造；

图7为一功能框图，其示出了根据本发明该实施例的动力传达机构的控制构造；

图8为一概念图，其示出了根据供给液压降低程度的高速旋转防止控制；

图9为一流程图，其示出了由ECU执行的程序的控制结构的第一实例；

图10为一流程图，其示出了由ECU执行的程序的控制结构的第二实例；

图11为一概略图，其示出了图1所示传动机构的另一示例性构造；

图12为图11所示传动机构的操作表；

图13为一概念图，其示出了在连续换档状态与分级换档状态之间切换控制的另一实例。

具体实施方式

下面参照附图详细介绍本发明一实施例。在下面的介绍中，相同或对应的部分用同样的参考标号表示，且基本上不重复对其进行介绍。

参照图1，将介绍装有根据本发明该实施例的动力传达机构的混合动力车。尽管混合动力车被示为图1中的FR(前发动机后驱动)车辆，本发明适用于FR车辆以外的任何混合动力车。

混合动力车包含发动机100、传动机构200、推进轴500、差动齿轮600、作为驱动轮的后轮700、ECU(电子控制单元)800。控制根据本实施例的动力传达机构的方法通过执行记录在ECU 800的ROM(只读存储器)802中的程序实现。动力传达机构100包含发动机100和传动机构200。

发动机100为燃烧空气和由喷射器102喷射的燃料的空气-燃料混合物的内燃机，其在汽缸的燃烧室的内部。汽缸内的活塞由燃烧推下，且曲轴被旋转。

传动机构200被耦合到发动机100。如下所述，传动机构200包含第一换档部分300和第二换档部分400。来自传动机构200的转矩输出经由推进轴500和差动齿轮600被传输到右和左后轮700。

经由电气配线或类似物连接到ECU 800的是设置到换档操作部分804的换档杆805的位置开关806、加速器踏板808的加速器踏板位置传感器810、制动踏板812的制动开关814、电子节流阀816的节流阀位置传感器818、发动机速度传感器820、输入轴旋转速度传感器822、输出轴旋转速度传感器824、油温传感器826、水温传感器828。注意，在本实施例中，术语“旋转速度”意味着每单位时间旋转数(典型地为[rpm])。

换档杆805的位置由位置开关806进行检测，表示检测结果的信号被传送到ECU 800。对应于换档杆805的位置，一范围被选择，且传动机构200中的换档根据该范围自动实现。

加速器踏板位置传感器810检测加速器踏板808的位置，并将表示检测结果的信号传送到ECU 800。制动开关814检测制动操作(驾驶者进行的制动踏板812的操作)，并将表示检测结果的信号传送到ECU 800。

节流阀位置传感器818检测电子节流阀816(其位置由致动器调节)的位置，并将表示检测结果的信号传送到ECU 800。被引入发动机100的空气量(发动机100的输出)受到电子节流阀816的调节。

注意，代替电子节流阀816或作为补充的是，进气阀(未示出)或排气阀(未示出)可使其提升量(lift amount)或打开/关闭相(opening/closingphase)受到改变，使得被引入发动机100的空气的量受到调节。

发动机速度传感器820检测发动机100的输出轴(曲轴)的旋转速度，并将表示检测结果的信号传送到ECU 800。输入轴旋转速度传感器822检测第二换档部分400的输入轴旋转速度NI，并将表示检测结果的信号传送到ECU 800。输出轴旋转速度传感器824检测传动机构200(第二换挡部分400)的输出轴旋转速度NO，并将表示检测结果的信号传送到ECU 800。

油温传感器826检测用于传动机构200的润滑或致动的油(自动传动机构液，ATF)的温度(油温)，并将表示检测结果的信号传送到ECU 800。

水温传感器828检测发动机100的冷却剂的温度(水温)，并将表示检测结果的信号传送到ECU 800。

基于传送自位置开关806、加速器踏板位置传感器810、制动开关814、节流阀位置传感器818、发动机速度传感器820、输入轴旋转速度传感器822、输出轴旋转速度传感器824、油温传感器826、水温传感器828等等的信号以及存储在ROM 802中的图和程序，ECU 800提供对多种装置的控制，使得车辆达到希望的行驶状态。

接下来，使用图2，介绍图1所示传动机构200的详细构造。

参照图2，包含在同轴布置在容器(case)202(其为安装在车体上的非旋转元件)中的传动机构200中的是：输入轴204，其作为输入旋转元件；第一换档部分300，其直接或经由阻尼器(未示出)耦合到输入轴204；第二换挡部分400，其经由传动元件(transmission member)(传动轴206)串联耦合在第一换档部分300与后轮700之间的动力传输路径中；输出轴208，其为耦合到第二换档部分400的输出旋转元件。

传动机构200被构成为关于其轴线对称。因此，传动机构200的下部在图2中在示出传动机构200的部分中省略。

第一换档部分300包含动力分割装置310、第一MG(电动发电机)311、第二MG 312。第一换档部分300进一步包含C0离合器314和B0制动器316的两个接合元件。

动力分割装置310为第一MG 311和传动元件206对被输入到输入轴204的发动机100输出进行分割。动力分割装置310由行星齿轮320构成。

行星齿轮320包含恒星齿轮322、游星齿轮324、对游星齿轮324进行支撑使其能在其自身的轴线上旋转并绕着恒星齿轮322公转的齿轮架326、经由游星齿轮324与恒星齿轮322啮合的环形齿轮328。

在动力分割装置310中，齿轮架326被耦合到输入轴204，即到发动机100。恒星齿轮322被耦合到第一MG 311。环形齿轮328经由传动元件206被耦合到第二MG 312。

通过恒星齿轮322、齿轮架326、环形齿轮328的相对旋转，动力分割装置310作为差动设备运行。通过动力分割装置310的差动功能，将发动机100的输出对于第一MG 311以及对于传动元件206进行分割。

第一MG 311使用所分割的发动机100的输出的一部分产生电力，和/或第二MG 312使用由第一MG 311产生的电力旋转，由此，动力分割装置310作为连续可变传动机构运行。

第一MG 311和第二MG 312为三相交流旋转电机(电动机)。第一MG 311被耦合到动力分割装置310的恒星齿轮322。第二MG 312被设置为使得转子与传动元件206一体化地旋转。

第一MG 311和第二MG 312受到控制，以便满足传动机构200的目标输出转矩(其是由例如加速器踏板位置和车辆速度计算得到的)，并实现发动机100中的最优燃料效率。

C0离合器314被设置为耦合恒星齿轮322与齿轮架326。B0制动器316被设置为将恒星齿轮322耦合到容器202。

第二换挡部分400包含三个单游星型行星齿轮411-413以及C1离合器421、C2离合器422、B1制动器431、B2制动器432、B3制动器433的五个接合元件。如同将在下面详细介绍的那样，通过接合元件的接合与解除接合的组合，第二换挡部分400作为分级自动换档传动机构(分级自动换挡部分)运行。第二换档部分400对应于本发明中的“换档部分”。

通常用于传统车用自动传动机构的液压摩擦接合设备(湿多盘型、带式制动型等等)被典型地用作C0离合器314、C1离合器421、C2离合器422、B0制动器316、B1制动器431、B2制动器432、B3制动器433。注意，除了摩擦接合设备以外的任何接合设备可被用作这种接合元件(离合器和制动器)。

通过图3的操作表所示组合中第一换档部分300与第二换档部分400的接合元件的接合，在传动机构200中执行连续换挡状态与分级换挡状态之间的切换以及第一到第五齿轮的五个前向齿轮的选择。

当C0离合器314和B0制动器316处于解除接合状态时，允许恒星齿轮322、齿轮架326、环形齿轮328的相对旋转。在这种状态下，动力分割装置310作为连续可变机构运行。也就是说，传动机构200进入连续换挡状态。在这种情况下，通过控制第一MG 311的运行状态(例如旋转速度或转矩)，电气控制输入轴204与传动元件206(对应于第一换档部分300的输出轴)的差动操作。

另一方面，当C0离合器314处于接合状态时，恒星齿轮322、齿轮架326、环形齿轮328一体化地接合，且齿轮的相对旋转被禁止。在这种状态下，动力分割装置310处于“闭锁状态”，其中，三个齿轮一体化地旋转，差动动作被禁用。因此，动力分割装置310不作为连续可变机构运行。也就是说，建立起齿轮比在传动机构200中分级变化的分级换挡状态。C0离合器314能够通过其解除接合/接合来控制作为“电气差动部分”的动力分割装置310应当处于连续换挡状态(差动状态)(进行电气差动)还是闭锁状态(差动状态被如上所述地闭锁)，其对应于本发明中的“差动状态切换机构”。在闭锁状态下，与差动状态下不同，不执行如上所述的电力在第一MG 311与第二MG 312之间的传送和接收。

当B0制动器316处于接合状态中时，恒星齿轮322被固定到容器202。在这种状态下，动力分割装置310不作为连续可变传动机构运行。也就是说，传动机构200进入分级换挡状态。

因此，与C0离合器314分立设置的B0制动器316也能将动力分割装置310切换到闭锁状态。由图3可以明了，通过C0离合器314处于闭锁状态的齿轮比高于通过B0制动器316处于闭锁状态的齿轮比。

注意，即使在C0离合器314和B0制动器316处于解除接合状态中时，通过控制第一MG 311的运行状态(例如旋转速度或转矩)将输入轴204和传动元件206之间的旋转速度比控制为规定值，可以允许动力分割装置310作为分级换挡机构运行。

如图3所示，在处于C0离合器314或B0制动器316接合的分级换挡状态的传动机构200中，在第一齿轮(1ST)中，通过C0离合器314、C1离合器421、B3制动器433的接合，达到例如大约“3.357”的最大齿轮比。通过C0离合器314、C1离合器421、B2制动器432的接合，建立齿轮比小于第一齿轮(1ST)中的(例如大约“2.180”)的第二齿轮(2ND)。

类似地，在处于分级换挡状态的传动机构200中，通过C0离合器314、C1离合器421、B1制动器431的接合，建立起第三齿轮(3RD)，其中，齿轮比小于第二齿轮(2ND)中的，例如大约“1.424”。通过C0离合器314、C1离合器421、C2离合器422的接合，建立起第四齿轮(4TH)，其中，齿轮比小于第三齿轮(3RD)中的，例如大约“1.000”。通过C1离合器421、C2离合器422、B0制动器316的接合，建立起第五齿轮(5TH)，其中，齿轮比小于第四齿轮(4TH)中的，例如大约“0.705”。

通过C2离合器422与B3制动器433的接合，建立起齿轮比为第一齿轮与第二齿轮之间的中间值(例如大约“3.209”)的回动齿轮(R)。

另一方面，在处于C0离合器314与B0制动器316解除接合的连续换挡状态的传动机构200中，第一换档部分300作为连续换挡机构运行，串联连接到第一换档部分300的第二换挡部分400作为分级传动机构运行，其中，根据图3的操作表选择第一到第五齿轮中的一个。也就是说，对于第二换档部分400中的齿轮(第一到第五齿轮中的一个)，第二换挡部分400的输入轴旋转速度NI——即传动元件206的旋转速度——连续变化，由此，可连续地为各个齿轮获得齿轮比宽度。因此，获得连续可变而在各齿轮之间没有分级的齿轮比，由此，能够以连续的方式获得对于整个传动机构200的总齿轮比。

当P(停车)位置或N(空档)位置通过换档操作部分804被选择时，所有的接合元件被切换到解除接合状态。因此，传动机构200进入其不能向车轮传输转矩的状态。在此状态中，环形齿轮328不能接收输出自发动机100的驱动力的反作用力。

基于例如图4所示的换档图对传动机构200中的换挡(包括连续换挡状态与分级换挡状态之间的切换)自动进行控制。本实施例中的换档图被确定为具有由加速器踏板位置和/或车辆速度计算得到的目标输出转矩以及车辆速度的参数。注意，换挡图的参数不限于此。

在图4中，实线表示升档线，虚线表示降档线。图4中的粗实线框住的范围表示车辆仅使用第二MG 312的驱动力而不使用发动机100的驱动力行驶的范围。图4中的长短交替虚线为从连续换档状态切换到分级换挡状态的切换线。图4中的一长二短交替虚线是从分级换档状态切换到连续换档状态的切换线。从图4可以明了，传动机构200在相对较高负载区域和/或相对较高车速区域被切换到分级换档状态。

或者，图1所示的换档操作部分804可被构成为如图5所示，使得传动机构200中的换档能通过驾驶者的手动操作进行。

参照图5，换挡操作部分804例如沿着车辆的前后方向被布置在车辆中驾驶者座位旁的地板上。由驾驶者操作的换档杆805被设置到换档操作部分804。

驾驶者可通过向前与向后滑动换档杆805来选择多种换档位置(范围)。换档位置被从前侧以停车(P)、回动(N)、空档(N)、行驶(D)的顺序布置。当停车(P)、回动(R)、空档(N)被选择时，各接合元件的接合/解除接合如图3所示。

当行驶(D)被选择时，根据图4的换档图，自动控制连续换挡状态/分级换档状态的切换以及第一到第五齿轮的选择。

如图5所示，驾驶者可通过从行驶(D)位置向旁边滑动换档杆805将手动(M)选择为换档位置(范围)。当手动(M)被选择时，传动机构200被设置为处于分级换档状态，且第一到第五齿轮中的一个根据驾驶者对换档杆805的操作被选择。

当换档杆805处于手动(M)位置时，在驾驶者将手抬离换档杆805的状态下，换档杆805处于M位置的中间位置，当前前向齿轮被保持。另一方面，当驾驶者操作换档杆805从中间位置向后侧(-侧)倾斜时，前向齿轮从当前齿轮被降档。当驾驶者操作换档杆805从中间位置向前侧(+侧)倾斜时，前向齿轮从当前齿轮被升档。这里，换档杆805不连续沿前后方向滑动，而是部分地移动。也就是说，换档杆805将处于中间位置状态、向前倾斜状态、向后倾斜状态的三种状态中的一种。当驾驶者减小换档杆805上的力时，换档杆805立即返回到中间位置。也就是说，手动(M)被选择时前向齿轮根据换档杆805在前后方向上的操作的数量分级变化。

当如上所述地在传动机构200中进行换档时，C0离合器314、B0制动器316、C1离合器421、C2离合器422、B1制动器431、B2制动器432、B3制动器433由液压致动。

如图6所示，在本实施例中，设置液压控制设备900，其向各接合元件馈送以及从各接合元件耗用液压，从而控制各接合元件以便接合以及解除接合。液压控制设备900包含机械油泵910、电动机驱动油泵920以及液压线路930，该线路将油泵910与920上产生的液压调节为管路压力，将该管路压力用作初始压力以提供调节后的液压并向各接合元件馈送以及从各接合元件耗用调节后的液压，还向适当的部分供给油以便进行润滑。

机械油泵910为由发动机100驱动以产生液压的泵。机械油泵910被布置为与齿轮架326同轴，并从发动机100接收转矩以便运行。也就是说，齿轮架326的旋转驱动机械油泵910，液压被产生。

形成对比的是，电动机驱动油泵920为由电动机(未示出)驱动的泵。电动机驱动油泵920被附着在适当的位置，例如容器202的外部。电动机驱动油泵920被ECU 800控制，以产生所希望的液压。例如，电动机驱动油泵920的旋转速度等等受到反馈控制。

电动机驱动油泵920由经由DC/DC转换器944供自电池942的电力致动。除电动机驱动油泵920外，电池942的电力被供到第一MG 311和第二MG 312。

液压线路930包含多个螺线管阀、开关阀或压力调节阀(均未示出)，并被构成为能够电气控制压力调节以及被馈送和耗用的液压。其受到ECU800的控制。

注意，油泵910和920在其相应的排放侧设置有检查阀912和922，检查阀由在油泵910与920排放时分别产生的压力打开，并对于与该压力相反的方向关闭。油泵910和920相对于液压线路930彼此并联连接。另外，调节管路压力的阀(未示出)被构成为将管路压力控制为具有两种状态。具体而言，其增加排放量并因此提供增大的管路压力，相反，减小排放量并因此提供减小的管路压力。

液压线路930具有液压传感器940，该传感器被布置为至少能够检测到作为第二换档部分400中的接合元件的C1离合器421、C2离合器422、B1制动器431、B2制动器432、B3制动器433的供给液压。液压传感器940所检测到的液压Pol被传送到ECU 800。其被构成为使得当油泵910、920中发生故障时，相应的故障检测信号SP1、SP2被传送到ECU 800。

在传动机构200中，如果能从液压控制设备900供到各接合元件的液压(下面也称为供给液压)由于故障等等而极度降低，各接合元件不能被保持在接合状态。因此，所有的接合元件可能被解除接合。如果发生这样的现象，构成传动机构200的各旋转元件可能被释放，并可能以高速旋转。这将不利地影响各部件的耐久性。因此，在本实施例中的动力传达机构中，在这样的现象发生之前的阶段对供给液压的降低进行检测，以便提供防止各旋转元件高速旋转的适当的控制。

图7为一功能框图，其示出了根据本发明的实施例的动力传达机构的控制构造。图7所示各个块元件由ECU 800的软件处理或硬件实现。

参照图7，当来自液压线路930的供给液压降低时，判断部分1050基于车辆状态判断是否为构成第一换档部分300和第二换档部分400的各旋转元件以过高速度旋转的车辆情况。如果此为这样的车辆情况，判断部分1050将标志FL0设置为开启，否则将标志FL0设置为关闭。

例如，基于未示出的车轮速度传感器的输出，判断部分1050在车轮速度等于或大于规定值时将标志FL0设置为开启，否则将标志FL0设置为关闭。或者，判断部分1050可基于加速器踏板位置在加速器踏板开启时将标志FL0设置为开启，并可在加速器踏板关闭或加速器踏板位置低于规定水平时将标志FL0设置为关闭。

另外，判断部分1050可基于发动机状态在发动机处于高负载状态(例如输出等于或大于规定值的转矩)时将标志FL0设置为开启，否则将标志FL0设置为关闭。或者，判断部分1050可基于换档位置(范围)在P位置(范围)或N位置(范围)被选择时将标志FL0设置为关闭，在其他位置(范围)被选择时将标志FL0设置为开启。另外，判断部分1050可基于上面提到的车轮速度、加速器踏板位置、发动机状态以及换档位置的部分或全部的组合将标志FL0设置为开启/关闭。

如上所述，标志FL0在这样的车辆情况下由判断部分1050设置为关闭：判断为即使是在到各接合元件的供给液压降低的情况下，传动机构200中的旋转元件以过高速度旋转的可能性不大，且防止高速旋转的控制(将在下文介绍)没有必要。另一方面，在如果供给液压降低则传动机构200中的旋转元件可能以过高速度旋转的车辆情况下，标志FL0被设置为开启。

典型地基于由液压传感器940检测到的检测液压Pol，液压降低判断部分1100控制液压降低标志FL1的开启/关闭。例如，液压降低标志FL1在检测液压Pol等于或小于规定判断值时被设置为开启，否则被设置为关闭。注意，判断值被设置为各接合元件接合状态不能保持的供给液压水平与正常供给液压水平之间的中间值。

或者，标志FL1可基于检测液压Pol的与时间相比的变化率(微分值)在检测液压Pol连续降低时被设置为开启。或者，响应于根据机械油泵910与电动机驱动油泵920中的故障检测被设置为开启的故障检测信号SP1、SP2，液压降低标志FL1可作为供给液压实际降低之前的预警被设置为开启。

作为另一配置实例，液压降低判断部分1100可基于当前齿轮比(其根据第二换档部分400的各接合元件的接合/解除接合的当前组合)与旋转速度比(其是由旋转速度传感器822与824检测到的第二换档部分400的输入轴旋转速度NI与输出轴旋转速度NO之间的)之间的差控制液压降低标志FL1的开启/关闭。

高速旋转防止控制部分1200在液压降低标志FL1被设置为开启时产生C0离合器314的接合指令，并将接合指令发送到液压线路930。因此，当供给液压中的降低被检测到时，差动操作在第一换档部分300中被切换到闭锁状态，故恒星齿轮322、齿轮架326、环形齿轮328一体化旋转。这能增大由发动机转动的齿轮架326的惯性以及由第二MG 312转动的环形齿轮328的惯性，由此防止与第二换档部分400的输入轴对应的传动元件326高速旋转。结果，能防止构成第二换档部分400的各旋转元件以过高速度旋转，并由此防止各构成部件耐久性的劣化。

另外，高速旋转防止控制部分1200可被构成为当液压降低标志FL1开启时产生到发动机控制部分1300的转矩下降指令，以便减小发动机100的输出转矩。发动机控制部分1300对来自高速旋转防止控制部分1200的转矩下降指令做出响应地产生用于限制发动机100输出转矩(例如停止燃料喷射(燃料中断)、延迟点火定时、停止部分汽缸中的燃烧或限制节流阀开度)的控制指令。

如图8所示，高速旋转防止控制部分1200的高速旋转防止控制的细节可根据供给液压降低程度有选择地使用。例如，当液压降低标志FL1被开启时，液压降低判断部分1100基于检测液压Pol等判断液压降低程度是“大”还是“小”。于是，当液压降低程度为“大”时，高速旋转防止控制部分1200既进行差动闭锁控制，也通过产生C0离合器314的接合指令进行发动机转矩下降控制(控制等级2)。另一方面，当液压降低程度为“小”时，高速旋转防止控制部分1200仅仅指示差动闭锁控制，不进行发动机转矩下降控制(控制等级1)。当液压不存在降低时，也就是说，当液压降低标志FL1关闭时，既不执行差动闭锁控制，也不执行发动机转矩下降控制(控制等级0)。

采用这样的控制构造，当供给液压降低程度大时，电气差动部分(动力分割装置310)被闭锁，发动机输出转矩被减小，由此，优先防止第一换档部分300与第二换档部分400中旋转元件的过高速度旋转的发生。另一方面，当供给液压降低程度小时，发动机100的输出转矩不被限制，故可以执行使用发动机输出在极低速度下的待避(pull-over)行驶。

再度参照图7，当液压降低标志FL1被设置为开启时，高速旋转防止控制部分1200可被构成为在执行高速旋转防止控制时进一步产生用于禁止或限制第二换档部分400的换档的控制指令。因此，第二换档部分400中的各接合元件的解除接合/接合状态在供给液压降低的状态下没有大的变化，因此，可防止旋转速度中附加的非预期波动。

优选控制构造为：当判断部分1050将标志FL0设置为关闭时，液压降低标志FL1被固定为关闭，或者，即使在FL1被设置为开启的情况下，高速旋转防止控制部分1200所执行的高速旋转防止控制不被执行。因此，在传动机构200中的各旋转元件即使在供给液压降低的条件下不会以高速旋转的车辆情况下，可防止高速旋转防止控制的不必要的执行。

图9为一流程图，其示出了当根据本发明的动力传达机构中液压降低时的控制结构。基于图9和10的流程图的控制过程通过以规定的周期执行预先存储在ECU 800中的程序来实现。

参照图9，ECU 800在步骤S100中判断是否为当供给液压存在降低时必须考虑防止传动机构200中的构成部件(旋转元件)的高速旋转的车辆情况。也就是说，步骤S100中的处理对应于图7中的判断部分1050的功能。

当在步骤S100中为是时，也就是说，当标志FL0开启时，ECU 800在步骤S110中判断从液压控制设备900到各接合元件的供给液压是否存在降低。如上面所介绍的那样，步骤S110中的处理对应于图7中的液压降低判断部分1100的功能。基于液压传感器940的检测液压Pol或其对于时间的微分值、油泵910与920的故障检测信号SP1与SP2或输入轴旋转速度NI与输出轴旋转速度NO之间的旋转速度比，判断供给油压中是否存在降低。

当存在液压降低标志FL1被设置为开启的供给液压降低时，也就是说，当步骤S110中为是时，ECU 800在步骤S130中执行传动机构200的高速旋转防止控制。如同上面介绍的那样，作为高速旋转防止控制，执行通过产生C0离合器314的接合指令的电气差动部分闭锁控制，或者，作为对其的补充，执行发动机转矩降低控制。

另外，在步骤S140中，ECU 800向驾驶者发出存在传动机构200中的供给液压降低的报警，附加地，ECU 800存储诊断代码。诊断代码的输出将使故障细节以及故障位置能在进行修理时容易地指出。

另一方面，当为不必考虑防止传动机构200中的构成部件(旋转元件)的高速旋转的车辆情况时(步骤S100中的否)，或当供给液压不存在降低时(步骤S110中的否)，ECU 800执行步骤S120中的正常换档控制。这里，通过由驾驶者对换档位置的选择或根据图4所示的换档图，设置传动机构200的适当的齿轮比(齿轮)。各接合元件的解除接合/接合根据图3受到控制，故所选择的齿轮得到实现。

或者，如图10所示，当存在供给液压的降低时，ECU 800可在步骤S130与S140后面的步骤S150中进行控制，使得第二换档部分400中的换档被禁止或被限制。注意，步骤S130-150中的过程对应于图7中的高速旋转防止控制部分1200的功能。

如上所述，根据本发明的动力传达机构以及对之进行控制的方法，当存在到构成传动机构200的第二换档部分400的供给液压的降低时，通过在第一换档部分300中将电气差动部分切换到闭锁状态，或者，作为对其的补充地通过降低发动机100的输出转矩，对应于第二换档部分400的输入轴的传动元件206的高速旋转能够得到防止。结果，即使是在供给液压极度下降且构成传动机构200(特别是第二换档部分400)的各旋转元件被释放时，能够防止这种旋转元件的过高速度旋转。因此，即使是在由于液压供给设备故障而存在供给液压降低时，能够防止传动机构200中各构成部件的耐久性的劣化。

应当注意，为了在存在供给液压降低时进一步确定地将C0离合器314切换到接合状态并将电气差动部分切换到闭锁状态，可使用这样的构造：其中，用于防止液压降低的蓄积器(accumulator)945被布置在液压线路930中到C0离合器314的液压路径中(图6)。

代替允许在传动机构200中实现五个前向齿轮的是，可允许在传动机构200中实现第一到第四的四个前向齿轮。当传动机构200被构成为能够如图11所示实现四个前向齿轮时，第二换档部分400包含两个单游星型行星齿轮441与442以及C1离合器451、C2离合器452、B1制动器461、B2制动器462的四个接合元件。通过图11中的接合元件以图12的操作表所示的组合的接合，能够实现第一到第四齿轮的四个前向齿轮。

代替基于换档图所规定的切换线在连续换档状态与分级换档状态之间切换的是，还可以基于这样的图在连续换档状态与分级换档状态之间切换：其具有作为参数的发动机100的输出转矩以及发动机速度NE，如图13所示。

尽管在本实施例中第二换档部分400被示例性地介绍为分级换档部分，本发明可类似地解决与供给液压降低相关联的旋转元件高速旋转的问题，即使是在第二换档部分400由CVT(连续可变传动机构)构成的时候。也就是说，未被特别限制的第二换挡部分400可具有任何构造，只要其为旋转元件根据供给液压降低高速旋转的机构。

尽管详细介绍和示出了本发明，可以明了，其仅仅是说明性和示例性的，而不作为限制。本发明的范围由权利要求书的条款解释。

Claims (17)

1.一种动力传达机构，其包含：

电气差动部分，具有耦合到第一电动机以便能够传输动力的行星齿轮的恒星齿轮、耦合到输入轴的行星齿轮的齿轮架以及耦合到输出轴的行星齿轮的环形齿轮，所述电气差动部分被构成为，通过控制所述第一电动机的运行状态，使得所述输入轴的输入旋转速度与所述输出轴的输出旋转速度的差动操作受到控制，

换档部分，其包含接合元件，接合元件通过接收供给液压使得动力能从所述电气差动部分传送到驱动轮；

差动状态切换机构，其被构成为在差动被执行的差动状态与该差动不被执行的闭锁状态之间切换所述电气差动部分；以及

控制设备，其被构成为，当能被供到所述接合元件的液压降低，存在旋转元件以过高速度旋转的可能时，通过所述差动状态切换机构将所述电气差动部分切换到所述闭锁状态，其中，

所述电气差动部分被配置为，在所述闭锁状态中，所述恒星齿轮至所述环形齿轮一体化地旋转，而在所述差动状态中，允许所述恒星齿轮至所述环形齿轮的相对旋转。

2.根据权利要求1的动力传达机构，其中：

齿轮架被耦合到发动机，且

所述控制设备被构成为当存在所述的液压降低时，附加地进行所述发动机的输出转矩的降低。

3.根据权利要求1的动力传达机构，其中：

所述控制设备包含：

判断部分，其通过基于装有所述动力传达机构的车辆的状态的判断，即使在存在所述的液压降低时，如果并非为所述电气差动部分与被构成为包含所述接合元件的换档部分的至少一个之中所包含的旋转元件在存在所述的液压降低的条件下可能以高的旋转速度旋转的车辆情况，强制使得闭锁控制不能执行，所述闭锁控制用于通过所述差动状态切换机构将所述电气差动部分切换到所述闭锁状态。

4.根据权利要求3的动力传达机构，其中：

当所述车辆的加速器踏板位置低于规定程度时，所述判断部分强制使得所述闭锁控制不能执行。

5.根据权利要求3的动力传达机构，其中：

当所述车辆的车轮速度不大于规定值时，所述判断部分强制使得所述闭锁控制不能执行。

6.根据权利要求3的动力传达机构，其中：

根据当前选择的换档位置或范围，所述判断部分强制使得所述闭锁控制不能执行。

7.根据权利要求3的动力传达机构，其中：

当所述发动机的输出转矩不大于规定值时，所述判断部分强制使得所述闭锁控制不能执行。

8.根据权利要求1的动力传达机构，其中：

所述控制设备被构成为：当所述控制设备已根据所述的液压降低将所述电气差动部分切换到所述闭锁状态时，禁止或限制被构成为包含所述接合元件的换档部分中的齿轮比的切换。

9.根据权利要求1的动力传达机构，其中：

所述电气差动部分被构成为通过其运行状态受到控制的所述第一电动机作为连续换档机构运行。

10.根据权利要求1的动力传达机构，其还包含：

换档部分，其被构成为通过多个所述接合元件的接合与解除接合的组合作为分级自动换档部分运行。

11.根据权利要求2的动力传达机构，其中：

所述控制设备通过燃料中断、延迟点火定时和停止部分汽缸中的燃烧中的一种来进行所述发动机的输出转矩的降低。

12.根据权利要求1的动力传达机构，其中：

在所述电气差动部分的所述差动状态下，允许电力在所述第一电动机与被耦合到所述电气差动部分的输出轴的第二电动机之间被传送和接收；而在所述电气差动部分的所述闭锁状态下，所述电力不在所述第一电动机与所述第二电动机之间被传送和接收。

13.根据权利要求1的动力传达机构，其还包含：

切换机构，其与所述差动状态切换机构分立地设置，用于将所述电气差动部分切换到所述闭锁状态；其中，

通过所述差动状态切换机构处于所述闭锁状态的所述电气差动部分的齿轮比高于通过所述切换机构处于所述闭锁状态的所述电气差动部分的齿轮比。

14.根据权利要求1的动力传达机构，其中：

在车辆速度等于或大于规定值的区域中，所述电气差动部分被所述差动状态切换机构切换到所述闭锁状态。

15.根据权利要求1的动力传达机构，其中：

在发动机输出等于或大于规定值的转矩的区域中，所述电气差动部分被所述差动状态切换机构切换到所述闭锁状态。

16.一种控制动力传达机构的方法，所述动力传达机构包含：

电气差动部分，具有耦合到第一电动机以便能够传输动力的行星齿轮的恒星齿轮、耦合到输入轴的行星齿轮的齿轮架以及耦合到输出轴的行星齿轮的环形齿轮，所述电气差动部分被构成为，通过控制所述第一电动机的运行状态，使得所述输入轴的输入旋转速度与所述输出轴的输出旋转速度的差动操作受到控制，

换档部分，包含接合元件，接合元件通过接收供给液压使得动力能从所述电气差动部分传送到驱动轮；

差动状态切换机构，其被构成为在差动被执行的差动状态与差动不被执行的闭锁状态之间切换所述电气差动部分，所述方法包含以下步骤：

对能被供到所述接合元件的液压的降低进行检测；以及

当检测出所述液压的降低并存在旋转元件以过高速度旋转的可能时，通过所述差动状态切换机构将所述电气差动部分切换到所述闭锁状态，其中，

所述电气差动部分被配置为，在所述闭锁状态中，所述恒星齿轮至所述环形齿轮一体化地旋转，而在所述差动状态中，允许所述恒星齿轮至所述环形齿轮的相对旋转。

17.根据权利要求16的控制动力传达机构的方法，其中：

齿轮架被耦合到发动机，且

在切换到所述闭锁状态的所述步骤中，附加地进行所述发动机的输出转矩的降低。

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