CN102470745B - 车辆的控制装置 - Google Patents

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Abstract

一种车辆的控制装置，所述车辆包括：动力分配机构(40)，其具有被传递发动机(10)或第一电动发电机(20)的输出转矩而旋转的多个旋转元件，并根据该多个旋转元件的卡合状态来切换变速模式；和离合器(50)，其具有相互间具有旋转方向的间隙的第一卡合部件(51)和第二卡合部件(52)，通过使第二卡合部件(52)与连结在各个旋转元件中的一个上的第一卡合部件(51)卡合而将变速模式设为固定变速比模式，并且通过解除该卡合而将变速模式设为无级变速比模式；其中，当施加在第一卡合部件(51)与第二卡合部件(52)间的旋转转矩的方向反转时，减小该反转的旋转转矩的大小。

Description

车辆的控制装置
技术领域
本发明涉及具有多个动力源的车辆的控制装置。
背景技术
以往，公知有如下的混合动力车辆，其包括：用作动力源的发动机；作为发电机进行工作的第一电动发电机(MG1)；作为电动机进行工作的用作另一个动力源的第二电动发电机(MG2)；具有连接发动机和第一电动发电机的行星齿轮机构的动力传递单元；以及使第一电动发电机的旋转停止的单元(MG1锁定单元)。该动力传递单元还具有作为对发动机进行输出的变速机构的功能，被构成为能够在变速比无级地变化的无级变速比模式和变速比固定的固定变速比模式之间进行切换。当控制为无级变速比模式时，MG1锁定单元使第一电动发电机处于自由旋转的状态，通过控制该第一电动发电机的转数来改变发动机的转数。另一方面，当控制为固定变速比模式时，MG1锁定单元使第一电动发电机的旋转停止。即，MG1锁定单元具有作为变速模式变更单元的功能。例如，这种混合动力车辆被记载在下述的专利文献1中。对于该专利文献1的混合动力车辆来说，当第一电动发电机的转数变为预先确定的范围时(比转数允许值小时)，将作为MG1锁定单元的制动器或者离合器卡合而使第一电动发电机的旋转停止。
这里，下述的专利文献2中公开有以发动机的输出驱动前轮、以电动电动机的输出经由电磁离合器驱动后轮的驱动装置。该电磁离合器中配有凸轮机构。为此，在该驱动装置中，为了防止在车辆的前后行驶方向变更时产生的、凸轮机构中由于两个凸轮部件的反转而引起的异响，当该凸轮机构的每个凸轮部件反转时，将电磁离合器的耦合临时断开，而在解除了各个凸轮部件的反转之后，再次将电磁离合器耦合。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利文献特开平9－156387号公报
专利文献2:日本专利文献特开2003－312283号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
然而，作为变速模式变更单元(MG1锁定单元)，例如有爪式离合器等那样的具有相对旋转的两个卡合部件的类型，通过使一个卡合部件相对于另一个卡合部件相对旋转而形成卡合状态，通过使这些各卡合部件一体地旋转而停止第一电动发电机的旋转。在这种变速模式变更单元中，设置有能够使各个卡合部件相对旋转的游隙(所谓间隙)，在该间隙消失的位置之前，通过使各卡合部件相对旋转而形成卡合状态。这里，在具有该间隙的变速模式变更单元中，当作用在卡合部件上的旋转转矩反转时，各个卡合部件一边相对旋转一边最多移动该间隙大小的量而成为卡合状态。当其卡合时，该变速模式变更单元中有可能会产生震动或异响。例如，如果是爪式离合器，由于卡合部件彼此碰撞，因此存在产生震动或异响的可能性。
因此，本发明目的在于提供一种车辆的控制装置，其可改善所述现有事例中具有的不当，并当具有旋转方向的间隙的变速模式变更单元(MG1锁定单元)中作用在旋转元件上的旋转转矩的方向发生了反转时，可抑制或缓和由于该间隙被填满而引起的震动或异响的产生。
用于解决技术问题的手段
为实现上述目的，本发明中提供一种混合动力车辆的控制装置，所述混合动力车辆包括：变速机构，该变速机构具有被传递多个动力源的输出转矩而旋转的多个旋转元件，并根据该多个旋转元件的卡合状态来切换变速模式；和变速模式变更单元，该变速模式变更单元具有相互间具有旋转方向的间隙的第一卡合部件和第二卡合部件，通过使所述第二卡合部件与连结在各个所述旋转元件中的一个上的所述第一卡合部件卡合而将所述变速模式设为固定变速比模式，并且通过解除该卡合而将所述变速模式设为无级变速比模式；所述混合动力车辆的控制装置的特征在于，当施加在所述第一卡合部件与所述第二卡合部件间的旋转转矩的方向反转时，直到由于所述反转而所述间隙最终填满为止，产生减小所述反转的旋转转矩的大小的旋转抑制转矩。
这里，当施加在所述第一卡合部件和所述第二卡合部件间的旋转转矩的方向反转时，对该反转的旋转转矩所作用的卡合部件施加减小该旋转转矩的大小的旋转抑制转矩。
所述旋转抑制转矩可利用各个所述动力源中的至少一个动力源的输出转矩而产生。当作为所述动力源而包括电动机，发电机或者电动发电机时，所述旋转抑制转矩可利用所述电动机，发电机或者电动发电机的输出转矩而产生。
此外，也可以是：在该变速模式变更单元包括通过电磁吸引力而使第二卡合部件的旋转停止的电磁吸引力产生单元的情况下，当施加在第一卡合部件上的旋转转矩的方向反转时，减弱电磁吸引力产生单元的电磁吸引力而允许第二卡合部件旋转。
此外，为实现上述目的，在本发明提供一种车辆的控制装置，所述车辆包括：变速机构，该变速机构具有被传递多个动力源的输出转矩而旋转的多个旋转元件，并根据该多个旋转元件的卡合状态来切换变速模式；和变速模式变更单元，该变速模式变更单元具有相互间具有旋转方向的间隙的第一卡合部件和第二卡合部件，通过使所述第二卡合部件与连结在各个所述旋转元件中的一个上的所述第一卡合部件卡合而将所述变速模式设为固定变速比模式，并且通过解除该卡合而将所述变速模式设为无级变速比模式；所述车辆的控制装置的特征在于，当施加在所述第一卡合部件和所述第二卡合部件间的旋转转矩的方向反转时，对该反转的旋转转矩所作用的卡合部件施加旋转禁止转矩，所述旋转禁止转矩与所述旋转转矩的方向相反并且比所述旋转转矩大，当所述反转的旋转转矩的方向进一步反转时，在经过了预定时间后使所述旋转禁止转矩逐渐降低。
这里，所述旋转禁止转矩可利用各个所述动力源中的至少一个动力源的输出转矩而产生。此外，当作为所述动力源而包括电动机，发电机或者电动发电机时，所述旋转禁止转矩可利用所述电动机，发电机或者电动发电机的输出转矩而产生。
此外，为实现上述目的，在本发明中提供一种车辆的控制装置，所述车辆包括：变速机构，该变速机构具有被传递多个动力源的输出转矩而旋转的多个旋转元件，并根据该多个旋转元件的卡合状态来切换变速模式；和变速模式变更单元，该变速模式变更单元具有相互间具有旋转方向的间隙的第一卡合部件和第二卡合部件，通过使所述第二卡合部件与连结在各个所述旋转元件中的一个上的所述第一卡合部件卡合而将所述变速模式设为固定变速比模式，并且通过解除该卡合而将所述变速模式设为无级变速比模式；所述车辆的控制装置的特征在于，当施加在所述第一卡合部件和所述第二卡合部件间的旋转转矩的方向反转时，根据油门踏板的返回速度或者油门开度的减速度，在第一控制或第二控制，与第三控制之间进行切换，所述第一控制是对所述反转的旋转转矩所作用的卡合部件施加减小该旋转转矩的大小的旋转抑制转矩的控制，所述第二控制是当所述反转的旋转转矩作用于所述第一卡合部件时减弱使所述第二卡合部件的旋转停止的，电磁吸引力产生单元的电磁吸引力，而允许所述第二卡合部件旋转的控制，所述第三控制是对所述反转的旋转转矩所作用的卡合部件施加与所述旋转转矩方向相反并且比所述旋转转矩大的旋转禁止转矩的控制。
在进行该切换时，当油门踏板的返回速度或者油门开度的减速度比阈值大时，执行所述第三控制，当之后没有所述油门踏板的踩压操作且经过了预定时间时，或者进行了制动操作时，执行所述第一控制或所述第二控制。
发明效果
根据本发明中的车辆的控制装置，当进行固定变速比模式和无级变速比模式的切换的变速模式变更单元在旋转方向上具有间隙，而作用在该变速模式变更单元的旋转元件(第一卡合部件或者第二卡合部件)上的旋转转矩的方向反转时，通过对该反转的旋转转矩所作用的卡合部件施加减小该旋转转矩的大小的旋转抑制转矩，来减小该反转的旋转转矩的大小。为此，由于缓慢地填满了该间隙，因此该控制装置能够抑制或者缓和由于该间隙缩小而引起的震动或异响的产生。此外，根据本发明中的车辆的控制装置，当产生这样的旋转转矩的方向反转时，对该反转的旋转转矩所作用的卡合部件施加与该旋转转矩方向相反并且大小比该旋转转矩大的旋转禁止转矩。为此，该控制装置不缩小该间隙而保持反转前的状态，因此能够抑制由于该间隙缩小而引起的震动或异响的产生。此外，当该反转的旋转转矩作用与第一卡合部件上时，本发明中的车辆的控制装置减弱使第二卡合部件的旋转停止的电磁吸引力产生单元的电磁吸引力，而允许第二卡合部件旋转。为此，当由于旋转转矩的方向反转而导致间隙缩小时，能够通过第一卡合部件的旋转转矩使得第二卡合部件旋转，由此第一卡合部件的旋转转矩对第二卡合部件施加的力得以逃逸，从而该控制装置能够抑制或缓和震动或异响的产生。
附图说明
图1是将作为本发明中的车辆的控制装置的应用对象的车辆的一个例子的示意图；
图2是电磁式的凸轮离合器以图1的Ｘ－Ｘ截切所得的截面图；
图3是电磁式的凸轮离合器的要部的示意图；
图4是电磁式的凸轮离合器的工作方式的示意图；
图5是驱动状态中的发动机、第一电动发电机和第二电动发电机的共线图；
图6是被驱动状态中的发动机、第一电动发电机和第二电动发电机的共线图；
图7是实施例1的滑行行驶时的间隙猛缩抑制控制的时序图的一个例子；
图8是示出实施例1的滑行行驶时的间隙猛缩抑制控制中的离合器的状态的图；
图9是实施例1的滑行行驶时的间隙猛缩抑制控制执行过程中的被驱动状态下的共线图；
图10是实施例1的介入动作时的间隙猛缩抑制控制的时序图的一个例子；
图11是示出实施例1的介入动作时的间隙猛缩抑制控制中的离合器的状态的图；
图12是实施例1的介入动作时的间隙猛缩抑制控制执行过程中的驱动状态下的共线图；
图13是实施例2的滑行行驶时的间隙猛缩抑制控制的时序图的一个例子；
图14是示出实施例2的滑行行驶时的间隙猛缩抑制控制中的离合器的状态的图；
图15是实施例2的介入动作时的间隙猛缩抑制控制的时序图的一个例子；
图16是示出实施例2的介入动作时的间隙猛缩抑制控制中的离合器的状态的图；
图17是对本发明中的车辆的控制装置的控制动作进行说明的流程图；
图18是实施例3的间隙缩小禁止控制的时序图的一个例子；
图19是示出实施例3的间隙缩小禁止控制中的离合器的状态的图；
图20是实施例3的间隙缩小禁止控制解除时的时序图的一个例子；
图21是示出实施例3的间隙缩小禁止控制的解除时的离合器的状态的图；
图22是示出作为可用的其他离合器的爪式离合器的图；
图23是示出作为可用的其他离合器的齿动式离合器的图。
具体实施方式
以下，根据附图对本发明的车辆的控制装置的实施例进行详细说明。此外，本发明不受该实施例的限制。
实施例
(实施例1)
根据图1至图12对本发明中的车辆的控制装置的实施例1进行说明。
这里，作为以该控制装置为控制对象的车辆，例举了混合动力车辆。该混合动力车辆包括：用作动力源的发动机；作为发电机进行工作的第一电动发电机(MG1)；作为电动机进行工作的用作另一个动力源的第二电动发电机(MG2)；连接发动机和第一电动发电机的具有行星齿轮机构的动力传递单元；以及使第一电动发电机的旋转停止的MG1锁定单元。在该混合动力车辆中，该动力传递单元还具有作为对发动机进行输出的变速机构的功能，其被构成为能够在无级变速比模式和固定变速比模式之间切换，所述无级变速比模式是通过对第一电动发电机的转数进行控制而改变发动机的转数，由此使变速比无级地变化的模式，所述固定变速比模式是通过由MG1锁定单元使第一电动发电机的旋转停止而固定变速比的模式。下面对该混合动力车辆的一个具体例子进行说明。
如图1所示，这里例示的混合动力车辆1中配有发动机10、第一电动发电机(MG1)20、以及第二电动发电机(MG2)30。此外，该混合动力车辆1中设置有：配有上述行星齿轮机构的动力分配机构40、作为MG1锁定单元(变速模式变更单元)发挥功能的离合器50、第二电动发电机30的变速单元(以下称为“MG2变速单元”)60、以及配有差动机构的最终减速器70。这里，将该动力分配机构40、离合器50、MG2变速单元60、以及配有差动机构的最终减速器70视为动力传递单元。
发动机10例如是使燃料在燃烧室内燃烧，并将由此产生的热能转换为机械能的内燃机等热机，通过图中未示出的活塞的往复运动而从输出轴(曲柄轴)11输出机械动力。该输出轴11的一端上连接有飞轮12，该飞轮12经由减震器机构13而与动力传递单元的输入轴81连结。该输入轴81被连接在动力分配机构40上，将发动机10的输出转矩(发动机转矩)传递给该动力分配机构40。
动力分配机构40是将发动机10的输出转矩分配给第一电动发电机20和动力传递单元的输出轴82的机构，用于在这三者之间进行差动动作。此外，该动力分配机构40还具有作为变速机构的功能，该变速功能将变速模式在无级变速比模式与固定变速比模式之间进行切换。针对该动力分配机构40，将在后面与离合器50一同进行详细叙述。
例如，如果车辆是FR(前置发动机、后轮驱动)车，则该输出轴82经由传动轴83与最终减速器70连接。此外，该最终减速器70经由内部的差动机构而连结到左右的驱动轴DL、DR上，进而经由该驱动轴DL、DR而与左右各个车轮(驱动轮)WL、WR连结。因此，从该输出轴82输出的动力(旋转转矩)被以最终减速器70的最终减速比减速，并且被分配给左右各个驱动轴DL、DR，作为驱动力而传至各驱动轮WL、WR。
该发动机10中设置有图中未示出的电子控制式的节流阀装置、燃料喷射装置以及点火装置等，这些节流阀装置等的动作受作为发动机10用的电子控制装置的发动机ECU 101控制。该发动机ECU 101包括：图中未示出的CPU(中央运算处理装置)、预先存储有燃烧控制等的预定的发动机控制程序等的ROM(Read Only Memory，只读存储器)、临时存储该CPU的运算结果的RAM(Random Access Memory，随即存取存储器)、存储预先准备的信息等的备份RAM等。例如，该发动机ECU 101中设置的发动机控制单元将节流阀装置控制为与驾驶员的油门操作量相应的节流阀开度，并且对燃料喷射装置的燃料喷射量或燃料喷射正时、点火装置的点火正时等进行控制，来调节从发动机10的输出轴11输出的输出转矩的大小。此外，此时发动机10如果配有图中未示出的电子控制式的进气阀和排气阀的驱动装置，则该发动机控制单元进行该进气阀或排气阀的开闭正时控制、或升程量控制，从而对输出转矩的大小进行调整。
第一和第二电动发电机20、30例如被构成为永磁铁型交流同步电动机，其分别具有：被从逆变器91供应三相的交流电力而形成旋转磁场的定子21、31；以及被该旋转磁场吸引而旋转的作为旋转元件的转子22、32。此外，该各转子22、32上连结有在同心圆上成为一体并旋转的旋转轴23、33。这些第一和第二电动发电机20、30经由逆变器91被连接到图中未示出的二次电池上，与该二次电池间进行电力的交互。
该逆变器91被构成为能够将来自二次电池的直流电力转换为交流电力并供应给各个第一和第二电动发电机20、30。第一和第二电动发电机20、30通过被供应该交流电力而作为电动机进行工作，从而能够从各个转子22、32的旋转轴23、33输出机械动力(电动机转矩(即马达转矩))。
另一方面，第一和第二电动发电机20、30在转子22、32的旋转轴23、33上被输入了旋转转矩时，分别将该输入转矩转换为交流电力。即，第一和第二电动发电机20、30随着旋转转矩的输入而作为发电机工作。此时，逆变器91能够接收被各个第一和第二电动发电机20、30变换的交流电力，转换为直流电力后回收到二次电池中(即进行电力的再生)。
逆变器91的动作受作为第一和第二电动发电机20、30用的电子控制装置的电动发电机ECU(以下称为“MGECU”)102控制。即，第一和第二电动发电机20、30被构成为：通过由设置在MGECU 102中的电动发电机控制单元控制逆变器91的动作，进行马达控制或者再生控制，进而进行马达转矩或再生转矩的控制。该MGECU 102分别包括：图中未示出的CPU(中央运算处理装置)、预先存储了使第一和第二电动发电机20、30作为电动机和发电机中的哪一个进行动作等的预定的控制程序等的ROM、临时存储该CPU的运算结果的RAM、以及存储预先准备的信息等的备份RAM等。
在这些第一和第二电动发电机20、30中，分别设置有对转子22、32的旋转角位置进行检测的旋转传感器(旋转变压器24、34)，各旋转变压器24、34将检测信号发送给MGECU 102(省略了图示)。
第一电动发电机20的旋转轴23与动力分配机构40的后述的太阳齿轮41相连接。该旋转轴23是相对于输入轴81被配置在同心圆上，并配置成可使该输入轴81在其内部相对旋转的中空轴。该第一电动发电机20通过被该动力分配机构40分配的发动机10的输出转矩的一部分而作为发电机进行工作。该输出转矩的一部分经由动力分配机构40的太阳齿轮41而被输入到旋转轴23。然后，第一电动发电机20将其转换为其输入转矩交流电力而送给逆变器91。该交流电力也可以回收到二次电池中，也可以直接用作第二电动发电机30作为电动机进行工作时电力。
此外，由于该动力分配机构40进行差动动作，因此通过对第一电动发电机20的转数进行控制，能够使得发动机10的转数连续地变化。由此，动力分配机构40变为无级变速比模式而工作，因此发动机10的输出转矩被无级地变速并被分配给输出轴82。MGECU 102根据旋转变压器24的检测信号来检测第一电动发电机20的转数，经由逆变器91对该转数进行控制。
此外，第一电动发电机20还能够用作发动机10的起动用电动机。此时，第一电动发电机20的电动机转矩经由动力分配机构40而被传递至发动机10的输出轴11。
如此，第一电动发电机20以作为利用发动机10的一部分动力的发电机的功能为主，但并不仅限于此，也能够发挥作为将生成的电力向第二电动发电机30供电的电力源的功能、或者作为起动发动机10时的发动机起动用电动机的功能。
第二电动发电机30被用于对车辆的驱动力或者制动力进行辅助。该第二电动发电机30的旋转轴33是相对于输出轴82被配置在同心圆上、并被配置成使得该输出轴82可在其内部相对旋转的中空轴。
例如，当仅利用发动机10的输出转矩会使得车辆的驱动力不足时，该第二电动发电机30经由逆变器91供应二次电池的电力、或者供应由第一电动发电机20发电生成的电力，作为电动机进行工作，由此来弥补驱动力的不足部分。该第二电动发电机30的电动机转矩经由MG2变速单元60被输出至输出轴82。MGECU 102根据旋转变压器34的检测信号来检测第二电动发电机30的转数，并经由逆变器91对该转数进行控制，由此产生不足部分的驱动力。
此外，当车辆减速时或车辆停止时等的车辆制动时，经由MG2变速单元60从驱动轮WL、WR侧向该第二电动发电机30的旋转轴33输入旋转转矩。该输入转矩被作为发电机工作的第二电动发电机30转换成交流电力而被输送至逆变器91。此时，能够进行上述那样的电力再生，并且在驱动轮WL、WR上施加制动力(再生制动力)，进行再生制动。
MG2变速单元60是例如在高速级和低速级之间进行切换的2级变速式的减速机构。尽管图中未示出，但该MG2变速单元60具有：相对于输出轴82或第二电动发电机30的旋转轴33被配置在同心圆上的外齿齿轮的第一太阳齿轮；相对于该第一太阳齿轮被配置在同心圆上并且在车辆前后方向上偏移配置的、直径比第一太阳齿轮大的外齿齿轮的第二太阳齿轮；相对于该第一太阳齿轮被配置在同心圆上的内齿齿轮的环形齿轮；与该第一太阳齿轮啮合的多个短齿齿轮；与该第二太阳齿轮和短齿齿轮啮合并且与环形齿轮啮合的多个长齿齿轮；以及将该各个短齿齿轮和各个长齿齿轮保持为自转且公转自如的齿轮架；其中，该第一太阳齿轮、第二太阳齿轮、环形齿轮以及齿轮架作为旋转元件，被构成为进行差动作用的行星齿轮机构。
此外，该MG2变速单元60中设置有：允许或限制第一太阳齿轮相对于第二电动发电机30的旋转轴33相对旋转的第一制动器；以及允许或限制环形齿轮的旋转的第二制动器。作为这些第一和第二制动器，例如使用了通过油压而工作的多板离合器等的摩擦卡合装置。在MG2变速单元60中，通过对该第一和第二制动器的动作进行控制，进行高速级与低速级的切换。这些第一和第二制动器受作为MG2变速单元60用的电子控制装置的变速ECU 103控制。该变速ECU 103包括：图中未示出的CPU(中央运算处理装置)；预先存储有预定的变速控制程序等的ROM；临时存储该CPU的运算结果的RAM；以及存储预先准备的信息等的备份RAM等。设置在该变速ECU 103中的变速控制单元根据预先准备的映射数据(变速线状图)来进行变速级的选择。该映射数据例如被设定成：从车辆起步时开始到预定车速之前选择低速级，而当车速超过了该预定车速时向高速级切换。
动力分配机构40由两个行星齿轮机构构成。第一行星齿轮机构具有：相对于输入轴81或第一电动发电机20的旋转轴23被配置在同心圆上的外齿齿轮的太阳齿轮41；相对于该太阳齿轮41被配置在同心圆上的内齿齿轮的环形齿轮42；与该太阳齿轮41啮合并且与环形齿轮42啮合的多个小齿轮43；以及将这些各个小齿轮43保持为自转且公转自如的齿轮架44。第二行星齿轮机构具有：相对于输出轴82被配置在同心圆上的外齿齿轮的太阳齿轮45；相对于该太阳齿轮45被配置在同心圆上的内齿齿轮的环形齿轮46；与该太阳齿轮45啮合并且与环形齿轮46啮合的多个小齿轮47；以及将这些各个小齿轮47保持为自转且公转自如的齿轮架48。
第一行星齿轮机构的齿轮架44上连结有输入轴81。另外，该齿轮架44保持的各小齿轮43与第二行星齿轮机构的环形齿轮46连结。这里，该输入轴81、齿轮架44、小齿轮43以及环形齿轮46构成四个旋转元件内的第一旋转元件。该四个旋转元件通过被传递动力源的驱动控制转矩(发动机10的输出转矩、第一电动发电机20的输出转矩)而旋转。
第一行星齿轮机构的太阳齿轮41上连结有第一电动发电机20的旋转轴23。这里，该太阳齿轮41与第一电动发电机20的转子22构成第二旋转元件。
第一行星齿轮机构的环形齿轮42与第二行星齿轮机构的齿轮架48相连结。另外，这些环形齿轮42和齿轮架48上连结有输出轴82。这里，该环形齿轮42、齿轮架48以及输出轴82构成第三旋转元件。
第二行星齿轮机构的太阳齿轮45与离合器50连结。该太阳齿轮45构成第四旋转元件。
这里，对该离合器50进行说明。该离合器50作为变速机构(动力分配机构40)中的进行变速模式的切换的致动器而发挥功能。该离合器50通过形成下述的离合器卡合状态而将变速模式切换为固定变速比模式，并通过形成下述的离合器解除状态而将变速模式切换为无级变速比模式。
此处例示的离合器50是具有凸轮机构的电磁离合器，被称为所谓电磁式的凸轮离合器，其通过给电磁线圈通电或不通电而形成离合器卡合状态和离合器解除状态。如图2和图3所示，该离合器50包括：第一和第二卡合部件51、52，其具有被配置成平面彼此面对并且可相互相对旋转的一对环状部；以及凸轮53，其由被配置在第一和第二卡合部件51、52之间的多个球体构成。此外，该离合器50能够配置在输出轴82上，将该输出轴82作为旋转轴。图2是沿图1的Ｘ－Ｘ线截切该离合器50而得的截面图。此外，图3是表示作为该离合器50的要部的一部分的简图。
第一卡合部件51与作为第四旋转元件的第二行星齿轮机构的太阳齿轮45连结，与该太阳齿轮45成为一体而旋转。此外，该第一卡合部件51可相对于输出轴82进行相对旋转。另一方面，第二卡合部件52也能够相对于输出轴82进行相对旋转。
这里，第一卡合部件51和第二卡合部件52中，在各个相面对的环状平面上与凸轮53的数量相一致而形成有多个凸轮槽54。该凸轮53以可在第一和第二卡合部件51、52各个凸轮槽54间移动的状态被保持，通过在第一卡合部件51和第二卡合部件52之间产生相对旋转，而如图4所示被各个凸轮槽54夹持。
例如，假设第一卡合部件51相对于输出轴82相对旋转，而第二卡合部件52相对于输出轴82在可自由相对旋转的状态下停止。此时，第一卡合部件51相对于第二卡合部件52相对旋转，通过各个凸轮槽54夹持凸轮53。由此，该离合器50中，第一卡合部件51经由各个凸轮53而卡住第二卡合部件52，该第二卡合部件52与第一卡合部件51成为一体而旋转。此外，当该状态下例如太阳齿轮45的旋转方向改变、第一卡合部件51开始反转时，第一卡合部件51与第二卡合部件52的卡住状态被解除，在第一卡合部件51和第二卡合部件52之间发生与上述情况反方向的相对旋转。由此，在该离合器50中，凸轮53在各个凸轮槽54中的与上述相反的位置处被夹持，第一卡合部件51与第二卡合部件52成为一体而反向旋转。
在该离合器50中，将第一卡合部件51与第二卡合部件52通过凸轮53形成一体、相对于图中未示出的壳体相对旋转的状态称为离合器解除状态(离合器卡合解除状态)。与之相反，向成为一体的第一卡合部件51和第二卡合部件52的旋转相对于壳体停止的状态称为离合器卡合状态。
如上所述，该离合器50包括在将变速模式向无级变速比模式或者固定变速比模式切换时进行工作的、如图3所示的电磁线圈55，通过给该电磁线圈55通电而形成离合器卡合状态，通过不给该电磁线圈55通电而形成离合器解除状态。该电磁线圈55被配置在第二卡合部件52的与凸轮槽54的相反侧，并能够相对于该第二卡合部件52相对旋转。该电磁线圈55被埋入设置在具有与输出轴82同心的环状部的保持单元56中，通过通电而产生磁场，将第二卡合部件52吸引固定到保持单元56上。该保持单元56被固定于壳体的内壁，因此成为一体的第一卡合部件51和第二卡合部件52的停止旋转，与该第一卡合部件51连结的太阳齿轮45相对于壳体停止旋转。即，该电磁线圈55和保持单元56作为离合器50的制动器而发挥功能。给该电磁线圈55通电和不通电由MGECU 102控制。
当设为无级变速比模式时，MGECU 102通过不给电磁线圈55通电而将离合器50控制为离合器解除状态。此时，在动力分配机构40的第一行星齿轮机构中，在齿轮架44上作用发动机10的输出转矩，并且在太阳齿轮41上作用基于第一电动发电机20的与发动机10反方向的转矩(以下称为“反力转矩”)，因此环形齿轮42向与该发动机10相同的方向旋转。由此，输出轴82向与发动机10相同的方向旋转，并且离合器50处于离合器解除状态，因而第二行星齿轮机构的太阳齿轮45也向与发动机10相同的方向旋转。因此，能够通过对第一电动发电机20的转数进行控制而使发动机10的转数变化，从而能够实现无级变速。
在该无级变速比模式中，由于是通过调节第一电动发电机20的转数而形成无级变速状态，因此例如在高速稳定运转时会有电效率恶化的担心。因此，为了改善所述不良状况，有时会机械地阻止第一电动发电机20的旋转，而将变速模式设为固定变速比模式。
当设为该固定变速比模式时，MGECU 102给电磁线圈55通电，将离合器50控制为离合器卡合状态。由此，第二行星齿轮机构的太阳齿轮45被固定，因此在动力分配机构40中，相对于发动机10的输出转矩引起的各旋转元件的旋转而作用反力转矩。此时，由于太阳齿轮45被固定从而第一电动发电机20的旋转停止，被固定为由该动力分配机构40所确定的变速比。
在本实施例1中，设置有对发动机ECU 101、MGECU 102以及变速ECU 103进行综合控制的综合ECU(以下称为“HVECU”)104，由此来构成车辆的控制装置。
该HVECU 104包括：图中未示出的CPU(中央运算处理装置)；预先存储有预定的控制程序等的ROM；临时存储该CPU的运算结果的RAM；以及存储预先准备的信息等的备份RAM等。该HVECU 104在其与发动机ECU 101、MGECU 102及变速ECU 103之间进行控制指令或者控制要求值、各种传感器的检测信号等的交互，来执行车辆驱动力控制、车辆制动力控制或变速控制等。
然而，当驾驶员将脚离开图中未示出的油门踏板而停止油门操作时(油门开度＝0)，车辆开始滑行行驶而从驱动状态切换至被驱动状态。此外，当该滑行行驶状态下驾驶员踩压油门踏板而进行油门操作时(即进行介入动作时)，车辆从被驱动状态切换至驱动状态。
这里所说的驱动状态，是指随着驱动源的输出而作用到驱动轮WL、WR上的车轮驱动转矩比来自路面的阻力转矩大的状态，例如发动机转矩比由于该阻力转矩而作用于输出轴11的旋转转矩大的状态。以下，将该状态时的发动机转矩称为正状态的发动机转矩。另一方面，所谓被驱动状态，是指该车轮驱动转矩比来自路面的阻力转矩小的状态，例如发动机转矩比由于该阻力转矩而作用在输出轴11上的旋转转矩大的状态。以下，将该状态时的发动机转矩称为负状态的发动机转矩。即，从驱动状态切换到被驱动状态，指发动机转矩从正状态变为负状态时的状况(图5的状态→图6的状态)。此外，从被驱动状态切换到驱动状态，指发动机转矩从负状态变为正状态时的状况(图6的状态→图5的状态)。
在此处例示的混合动力车辆1中，当从驱动状态切换到被驱动状态时或者从被驱动状态切换到驱动状态时，作用在第二行星齿轮机构的太阳齿轮45上的旋转转矩的方向反转，作用在与该太阳齿轮45连结的离合器50的第一卡合部件51上的旋转转矩的方向也反转。
这里，由于本实施例1的离合器50采用了上述的凸轮机构，因此在第一卡合部件51与第二卡合部件52经由凸轮53而被卡住之前，凸轮53在凸轮槽54内能以离合器50的旋转轴为中心在圆周方向上移动。即，在该离合器50中，该凸轮53的移动距离被设为游隙(即图2所示的间隙)。换句话说，该离合器50在第一卡合部件51和第二卡合部件52之间、严格来说在第一卡合部件51、第二卡合部件52及凸轮53之间具有旋转方向上的间隙。为此，当从驱动状态切换到被驱动状态时或者从被驱动状态切换到驱动状态时，第一卡合部件51与旋转转矩的方向反转了的太阳齿轮45一起相对于第二卡合部件52开始相对移动，与之相应地，凸轮53也开始移动，从而间隙被逐渐填满。在该离合器50中，随着间隙被填满，最终第一卡合部件51、凸轮53及第二卡合部件52在相邻的部件间碰撞，第一卡合部件51与第二卡合部件52之间的相对旋转再次通过凸轮53而停止。此外，此时随着太阳齿轮45的旋转，第一电动发电机(MG1)20也旋转该间隙的量(图5的状态→图6的状态，或图6的状态→图5的状态)。
该驱动状态与被驱动状态之间的切换是遵循驾驶员的油门操作的意思的动作，因而即使在离合器50处于离合器卡合状态、第二卡合部件52经由电磁线圈55和保持单元56被固定在壳体上的固定变速比模式的状态下也可发生。因此，在该离合器50中，当该状态下第一卡合部件51与凸轮53及第二卡合部件52相撞时(所谓产生了间隙猛缩时)，由于从第一卡合部件51和凸轮53作用在第二卡合部件52上的推压力无法逃逸，因而存在产生震动或异响的可能性。此外，进行介入动作而从被驱动状态切换到驱动状态时的转矩变动所引起的震动被称为所谓的介入震动。
因此，在本实施例1中设置间隙猛缩抑制单元和间隙猛缩抑制控制单元，通过逐渐填满间隙、使第一卡合部件51与凸轮53以及第二卡合部件52缓慢地接触，以实现对间隙猛缩的抑制。
[滑行行驶时的间隙猛缩抑制控制]
首先，说明在固定变速比模式下进行滑行行驶时的间隙猛缩抑制控制。
首先，当固定变速比模式下驾驶员处于油门操作中时，如图7的时序图所示，发动机转矩变为正状态。此外，由于离合器50处于离合器卡合状态，此时的第一电动发电机20在MG1锁定状态下停止旋转(MG1转数＝0)，并且旋转转矩(MG1转矩)变为0。此外，由于该第一电动发电机20不旋转，因而旋转方向的相位(MG1相位)没有变化。
如果这种状态下驾驶员停止油门操作(油门开度＝0)，则发动机转矩开始降低而变为滑行行驶状态。但是，当停止了油门操作时，由于依然保持正状态的发动机转矩，因而作用在太阳齿轮45和第一卡合部件51上的旋转转矩的方向不发生变化，离合器50的状态与进行油门操作时差不多(图8的上图)。此外，此时由于变速模式也保持固定变速比模式，因而第一电动发电机20的MG1转数＝0、MG1转矩＝0、MG1相位＝0。图8的上图的状态持续到发动机转矩变为0为止，即，持续到从驱动状态变为被驱动状态的前一刻为止。此外，严格来说，随着发动机转矩的降低，作用在第一卡合部件51上的旋转转矩的方向保持不变而大小逐渐变小。
这里，在该图8中，箭头A表示作用在第一卡合部件51上的旋转转矩的方向，箭头B表示作用在第二卡合部件52上的旋转转矩的方向。此外，在该图8中，箭头A的线越细，则表示作用在第一卡合部件51上的旋转转矩越小。此外，该图8的箭头C表示后述的间隙猛缩抑制旋转转矩Tcmg1。该图8的a～d以时序的方式示出了离合器50的状态，分别对应于图7的a～d。
当滑行行驶过程中发动机转矩从正状态变为负状态时(即，从驱动状态变为被驱动状态时)，作用在太阳齿轮45和第一卡合部件51上的旋转转矩的方向反转。如果保持不变，则与负状态的发动机转矩的变化相应，作用在第一卡合部件51上的旋转转矩会增大，从而具有产生间隙猛缩的可能性。为此，设置有间隙猛缩抑制单元，其不改变反转后的作用在第一卡合部件51上的旋转转矩的方向，而减小该旋转转矩，逐渐填满间隙，由此抑制间隙猛缩的产生。
该间隙猛缩抑制单元向第一卡合部件51施加旋转抑制转矩(以下称为“间隙猛缩抑制旋转转矩”)Tcmg1，所述旋转抑制转矩的方向是与根据发动机转矩和来自路面的阻力转矩而作用在第一卡合部件51上的反转后的旋转转矩相对抗的反方向，并且绝对值比该旋转转矩小。
这里，例如能够预先通过实验或仿真求出能够抑制间隙猛缩的作用在第一卡合部件51上的旋转转矩Tctgt的大小，根据该旋转转矩Tctgt、通过发动机转矩而作用在第一卡合部件51上的旋转转矩Tceng、以及通过来自路面的阻力转矩而作用在第一卡合部件51上的旋转转矩Tcr，由下述的式1求出该间隙猛缩抑制旋转转矩Tcmg1。基于该发动机转矩的旋转转矩Tceng可以根据实际的、或估计出的、亦或是所要求的发动机转矩与动力分配机构40的齿轮比而求出。此外，基于来自路面的阻力转矩的旋转转矩Tcr可以根据驱动轮WL、WR的车轮速度或车轮转数、和最终减速器70中的最终减速比与动力分配机构40的齿轮比而求出。
|Tcmg1|＝|Tcr|－|Tceng|－|Tctgt|     …(1)
此外，该间隙猛缩抑制旋转转矩Tcmg1的大小只要能够抑制间隙猛缩即可，也可以预先将其设定为固定的值。
此外，该间隙猛缩抑制单元用于直接或者间接地向第一卡合部件51作用间隙猛缩抑制旋转转矩Tcmg1，例如可考虑将电动致动器或液压致动器等用作该单元。该电动致动器有：只要作为电动机工作、但如果需要也能够作为发电机工作的电动机；只要作为发电机工作、但如果需要也能够作为电动机工作的发电机；以及根据控制方式而作为电动机或发电机中的任一者进行工作的电动发电机等。此外，液压致动器有油压电动机等。在本实施例1中，由于已经存在用于对作用在该第一卡合部件51上的旋转转矩进行调整的第一电动发电机20，因此将该第一电动发电机20用作间隙猛缩抑制单元。因此，此时的间隙猛缩抑制控制单元包括HVECU 104和MGECU 102。
当在以固定变速比模式行驶过程中检测到从驱动状态变为被驱动状态后，HVECU 104计算为产生间隙猛缩抑制旋转转矩Tcmg1所需的第一电动发电机20的要求MG1转矩。该要求MG1转矩使与基于发动机转矩的旋转转矩Tceng相同方向的旋转转矩作用在第一卡合部件51上，是使第一电动发电机20作为电动机工作时的电动机转矩。该HVECU 104求出用于产生该要求MG1转矩的要求MG1转数(这里是负方向的旋转)，将这些信息发送给MGECU 102。由此，在从驱动状态变为被驱动状态之后，MGECU 102将第一电动发电机20的MG1转数调整为要求MG1转数(换句话说是使MG1相位偏移)，通过图9所示的MG1转矩(电动机转矩)对第一卡合部件51产生间隙猛缩抑制旋转转矩Tcmg1。
例如，当从驱动状态变为被驱动状态时，发动机转矩临时变为0之后变为负状态，因此如图8的从上往下的第二个图所示，作用在第一卡合部件51上的旋转转矩的方向反转。此时的第一卡合部件51上作用有：基于负状态的发动机转矩的旋转转矩Tceng；基于来自路面的阻力转矩的旋转转矩Tcr；以及方向与将这两个旋转转矩Tceng、Tcr合成所得的旋转转矩的方向相反并且绝对值比该旋转转矩小的间隙猛缩抑制旋转转矩Tcmg1。为此，作用在第一卡合部件51上的最终的旋转转矩(＝旋转转矩Tctgt)即使方向与将两个旋转转矩Tceng、Tcr合成所得的旋转转矩的方向相同，也比该旋转转矩小。因此，第一卡合部件51开始相对于第二卡合部件52缓慢地相对旋转，从而凸轮槽54难以从凸轮53分离。
该第一卡合部件51的凸轮槽54马上在与刚才相反的一侧再次与凸轮53接触(图8的从上往下的第三个图)。由于作用在自身上的旋转转矩通过间隙猛缩抑制旋转转矩Tcmg1的作用而被抑制得较小，因此该第一卡合部件51缓慢地与凸轮53接触。为此，在其接触时，抑制了震动或异响的产生，或者缓和了该震动等。在本实施例1中，将要求MG1转数设定成使得在该接触之后，如图7所示MG1转矩(电动机转矩)固定。此时的MG1转数向0靠近。在此期间，第一卡合部件51通过间隙猛缩抑制旋转转矩Tcmg1的作用，相对于第二卡合部件52缓慢地相对旋转，同时以凸轮槽54推动凸轮53。
之后，该凸轮53与第二卡合部件52的凸轮槽54抵接。该凸轮53被由于间隙猛缩抑制旋转转矩Tcmg1的作用而被抑制得较小的第一卡合部件51的旋转转矩(＝旋转转矩Tctgt)推动，因此缓慢地与第二卡合部件52的凸轮槽54接触。然后，在其接触时HVECU 104将要求MG1转数设为0，因此如图7所示，MGECU 102进行控制以使得MG1转数为0，并使MG1转矩为0。由此，由于间隙猛缩抑制旋转转矩Tcmg1也为0，因此在第一卡合部件51上作用基于负状态的发动机转矩的旋转转矩Tceng、以及基于来自路面的阻力转矩的旋转转矩Tcr(图8的下图)。此时，由于变速模式维持在固定变速比模式，因此保持接触状态的第一卡合部件51经由凸轮53而卡住第二卡合部件52，第一电动发电机20再次停止，变为MG1锁定状态。如此，该间隙猛缩抑制控制通过间隙猛缩抑制旋转转矩Tcmg1，使第一卡合部件51、凸轮53以及第二卡合部件52缓慢地接触，与该接触大致同时地将MG1转矩控制为0，并使间隙猛缩抑制旋转转矩Tcmg1为0。为此，该间隙猛缩抑制控制能够抑制第一卡合部件51和凸轮53之间以及该凸轮53与第二卡合部件52之间的震动或异响的产生、或者缓和该震动等。
[介入动作时的间隙猛缩抑制控制]
接着，对以固定变速比模式进行滑行行驶的过程中驾驶员进行油门操作(介入动作)时的间隙猛缩抑制控制进行说明。
当以固定变速比模式行驶的过程中驾驶员停止油门操作时，如图10的时序图所示，发动机转矩变为负状态。另一方面，由于离合器50处于离合器卡合状态，因而此时的第一电动发电机20变为与前述的滑行行驶时相同的状态。
如果在这种状态下驾驶员进行油门操作(油门开度＞0)，则发动机转矩开始増加，负状态的发动机转矩开始向0靠近。但是，当开始油门操作时，由于仍然保持负状态的发动机转矩，因而作用在太阳齿轮45和第一卡合部件51上的旋转转矩的方向不变，离合器50的状态与停止了油门操作时差不多(图11的上图)。此外，由于此时变速模式还保持固定变速比模式，因此第一电动发电机20的MG1转数＝0、MG1转矩＝0、MG1相位＝0。该图11的上图的状态持续到发动机转矩变为0为止，即，持续到从被驱动状态变为驱动状态的前一刻。此外，严格来说，随着发动机转矩的増加，作用在第一卡合部件51上的旋转转矩的方向保持不变而大小逐渐变小。
这里，该图11中的箭头A、B、C表示的含义与图8相同。此外，该图11的a～d以时序的方式示出了离合器50的状态，分别对应于图10的a～d。
当发动机转矩由于介入动作而从负状态变为正状态时(即，从被驱动状态变为驱动状态时)，作用在太阳齿轮45和第一卡合部件51上的旋转转矩的方向反转。如保持不变，则与正状态的发动机转矩的増加相应地，作用在第一卡合部件51上的旋转转矩增大，从而存在产生间隙猛缩的可能性。为此，使用间隙猛缩抑制单元来逐渐填满间隙，抑制间隙猛缩的产生。
该间隙猛缩抑制单元与上述滑行行驶时的例示一样，向第一卡合部件51施加间隙猛缩抑制旋转转矩Tcmg1，该间隙猛缩抑制旋转转矩Tcmg1的方向和根据发动机转矩与来自路面的阻力转矩而作用在第一卡合部件51上的反转后的旋转转矩的方向相反并且绝对值比该旋转转矩小。这里，也将第一电动发电机20用作该间隙猛缩抑制单元。这里的间隙猛缩抑制旋转转矩Tcmg1能够由下述的式2求出。
|Tcmg1|＝|Tceng|－|Tcr|－|Tctgt|     …(2)
当检测到从被驱动状态变为驱动状态后，HVECU 104计算为产生间隙猛缩抑制旋转转矩Tcmg1所需的第一电动发电机20的要求MG1转矩。该要求MG1转矩使方向与基于发动机转矩的旋转转矩Tceng相反的旋转转矩作用在第一卡合部件51上，是使第一电动发电机20作为发电机工作时的发电机转矩。该HVECU 104求出用于产生该要求MG1转矩的要求MG1转数(这里是正方向的旋转)，将该信息发给MGECU 102。由此，在从被驱动状态变为驱动状态后，MGECU 102将第一电动发电机20的MG1转数调整为要求MG1转数(换句话说是偏移MG1相位)，通过图12所示的MG1转矩(发电机转矩)对第一卡合部件51产生间隙猛缩抑制旋转转矩Tcmg1。
例如，当从被驱动状态变为驱动状态时，由于发动机转矩临时变为0再变为正状态，因此如图11的从上往下的第二个图所示，作用在第一卡合部件51上的旋转转矩的方向反转。此时的第一卡合部件51上作用有：基于正状态的发动机转矩的旋转转矩Tceng；基于来自路面的阻力转矩的旋转转矩Tcr；以及方向与将这两个旋转转矩Tceng、Tcr合成所得的旋转转矩的方向相反并且绝对值比该旋转转矩小的间隙猛缩抑制旋转转矩Tcmg1。为此，作用在第一卡合部件51上的最终的旋转转矩(＝旋转转矩Tctgt)即使方向与将两个旋转转矩Tceng、Tcr合成所的旋转转矩的方向相同，大小也比该旋转转矩小。因此，第一卡合部件51相对于第二卡合部件52开始缓慢地相对旋转，从而凸轮槽54难以从凸轮53分离。
该第一卡合部件51的凸轮槽54马上在与刚才相反的一侧再次与凸轮53接触(图11的从上往下的第三个图)。由于作用在自身上的旋转转矩通过间隙猛缩抑制旋转转矩Tcmg1的作用而被抑制得较小，因此该第一卡合部件51缓慢地与凸轮53接触。为此，在其接触时，抑制了震动或异响的产生，或者缓和了该震动等。在本实施例1中，将要求MG1转数设定成使得在该接触之后，如图10所示MG1转矩(发电机转矩)固定。此时的MG1转数向0靠近。在此期间，第一卡合部件51通过间隙猛缩抑制旋转转矩Tcmg1的作用，相对于第二卡合部件52缓慢地相对旋转，同时以凸轮槽54推动凸轮53。
之后，该凸轮53与第二卡合部件52的凸轮槽54抵接。该凸轮53被由于间隙猛缩抑制旋转转矩Tcmg1的作用而被抑制的较小的第一卡合部件51的旋转转矩(＝旋转转矩Tctgt)推动，因此缓慢地与第二卡合部件52的凸轮槽54接触。然后，在其接触时HVECU 104将要求MG1转数设为0，因此如图10所示，MGECU 102进行控制以使得MG1转数为0，并使MG1转矩为0。由此，由于间隙猛缩抑制旋转转矩Tcmg1也为0，因此在第一卡合部件51上作用基于正状态的发动机转矩的旋转转矩Tceng、以及基于来自路面的阻力转矩的旋转转矩Tcr(图11的下图)。此时，由于变速模式维持在固定变速比模式，因而保持接触状态的第一卡合部件51经由凸轮53而卡住第二卡合部件52，第一电动发电机20再次停止，变为MG1锁定状态。如此，该间隙猛缩抑制控制通过间隙猛缩抑制旋转转矩Tcmg1，使第一卡合部件51、凸轮53以及第二卡合部件52缓慢地接触，并与该接触大致略同时地将MG1转矩控制为0，并使间隙猛缩抑制旋转转矩Tcmg1为0。为此，该间隙猛缩抑制控制在介入动作时也能够抑制第一卡合部件51与凸轮53之间以及该凸轮53与第二卡合部件52之间的震动或异响的产生，或者缓和该震动等。
如上所述，在本实施例1的车辆的控制装置中，当以固定变速比模式行驶的过程中发生了从驱动状态向被驱动状态的切换或者从被驱动状态向驱动状态的切换时，对第一电动发电机20的转数进行调整(换句话说是偏移第一电动发电机20的旋转相位)，由此产生间隙猛缩抑制旋转转矩Tcmg1而执行将离合器50的间隙逐渐填满的间隙猛缩抑制控制。为此，该控制装置由于能够抑制离合器50中的间隙猛缩的产生，因此能够抑制第一卡合部件51与凸轮53之间以及该凸轮53与第二卡合部件52之间的震动或异响的产生，或者缓和该震动等。
[实施例2]
下面根据图13至图16对本发明中的车辆的控制装置的实施例2进行说明。
本实施例2中的车辆的控制装置是在上述实施例1的控制装置中改变了间隙猛缩抑制控制的方式而得到的。
根据本实施例2的间隙猛缩抑制控制，当以固定变速比模式行驶的过程中发生了从驱动状态向被驱动状态的切换或者从被驱动状态向驱动状态的切换时，将离合器50控制为半卡合状态直至间隙被填满为止，由此可得到第二卡合部件52相对于保持单元56滑动并可同时相对旋转的状态。根据该间隙猛缩抑制控制，在间隙被填满的瞬间，第一卡合部件51经由凸轮53推动第二卡合部件52，它们成为一体而相对于保持单元56进行相对旋转，从而在间隙填满时从第一卡合部件51和凸轮53作用到第二卡合部件52上的力能够逃逸。为此，该间隙猛缩抑制控制能够抑制离合器50中的间隙猛缩的产生，从而能够抑制第一卡合部件51与凸轮53之间以及该凸轮53与第二卡合部件52之间的震动或异响的产生，或者缓和该震动等。因此，在本实施例2中，利用离合器50作为间隙猛缩抑制单元，将HVECU 104和MGECU 102用作间隙猛缩抑制控制单元。
[滑行行驶时的间隙猛缩抑制控制]
首先，对以固定变速比模式滑行行驶时的间隙猛缩抑制控制进行说明。
当固定变速比模式下驾驶员进行油门操作中时，发动机10或第一电动发电机20如图13的时序图所示，处于与图7所示的实施例1的时候相同的状态。此外，由于此时离合器50处于离合器卡合状态，因此如图13的时序图所示，电磁线圈55上被施加有能够使其成为该离合器卡合状态的电流值(离合器卡合电流值)的离合器卡合电流。
当这种状态下驾驶员停止油门操作(油门开度＝0)、而变为滑行行驶状态时，发动机10或第一电动发电机20也会如图13的时序图所示，处于与实施例1的时候相同的状态(图14的上图)。并且，该图14的上图的状态持续到发动机转矩变为0为止，即，持续到从驱动状态变为被驱动状态的前一刻。此外，严格来说，随着发动机转矩的降低，作用在第一卡合部件51上的旋转转矩的方向保持不变但大小逐渐变小。
此外，在从驾驶员停止油门操作开始到发动机转矩变为0为止的期间内，向电磁线圈55持续施加与上述大小相同的离合器卡合电流，将离合器50保持在离合器卡合状态，因而第二卡合部件52不旋转。因此，在此期间内作用到第二卡合部件52上的旋转转矩与油门操作过程中相同，相当于作用在第一卡合部件51上的旋转转矩的反力。
这里，该图14中的箭头A、B与实施例1中相同。另外，该图14中的箭头D表示与离合器卡合电流值的大小相应的、电磁线圈55对第二卡合部件52的电磁吸引力。在该图14中，上图和下图的状态下离合器卡合电流值最大，第二卡合部件52上作用有最大的电磁吸引力。对此，该图14中从上往下第二个图的状态下，离合器卡合电流值最小，因此第二卡合部件52上作用有最小的电磁吸引力。该第二个图的状态下的离合器卡合电流值比能够吸引并固定第二卡合部件52的最小电流值小。此外，从上往下第三个图中的箭头D表示使离合器卡合电流值从上述最小值变为最大值时的电磁吸引力、即逐渐増加的电磁吸引力。该图14的a～d以时序的方式表示离合器50的状态，分别对应于图13的a～d。
当滑行行驶过程中发动机转矩从正状态变为负状态时(即从驱动状态变为被驱动状态时)，作用在太阳齿轮45和第一卡合部件51上的旋转转矩的方向反转。在本实施例2中，此时HVECU 104对MGECU 102发出指令，以将离合器50控制为半卡合状态(第二卡合部件52和保持单元56能够一边滑动一边相对旋转的状态)。接到该指令的MGECU 102将施加在作为电磁吸引力产生单元的电磁线圈55上的离合器卡合电流值如图13所示降低，将离合器50控制为半卡合状态。由此，如图14的从上往下的第二个图所示，对停止了旋转的第二卡合部件52的电磁吸引力降低，该第二卡合部件52能够相对于保持单元56一边滑动一边进行相对旋转。该状态一直持续到第一卡合部件51的凸轮槽54在与刚才相反的一侧再次与凸轮53接触，进而凸轮53与第二卡合部件52的凸轮槽54接触为止。此期间内，如图13所示，第一电动发电机20在负旋转方向上使MG1转数上升，逐渐偏移MG1相位。
当被推压在第一卡合部件51上的凸轮53与第二卡合部件52的凸轮槽54接触时，该第二卡合部件52上经由凸轮53而作用来自第一卡合部件51的推压力。该推压力对第二卡合部件52作用与第一卡合部件51相同方向的旋转转矩(图14的从上往下的第三个图)。为此，由于电磁吸引力的降低而被允许旋转的第二卡合部件52相对于保持单元56一边滑动，一边与第一卡合部件51及凸轮53一起开始相对旋转。
此外，与该接触同时，HVECU 104向MGECU 102发出使离合器卡合电流值増加的指令。如图13所示，离合器卡合电流逐渐增加至原来的离合器卡合电流值。为此，直到离合器卡合电流值变为能够吸引并固定第二卡合部件52的最小电流值为止，成为一体的第一卡合部件51、凸轮53和第二卡合部件52相对于保持单元56的相对旋转得以持续。这里，在第一卡合部件51中，与由该接触引起的第二卡合部件52的质量増加、或离合器卡合电流值的増加相应的第二卡合部件52和保持单元56间的滑动动作成为阻力，作用在自身上的旋转转矩减少。因此，该相对旋转的旋转速度逐渐降低，如图13所示，MG1转数逐渐降低。最终，当离合器卡合电流值变为上述最小的电流值时，由于第二卡合部件52被固定在保持单元56上，离合器50从半卡合状态再次变为离合器卡合状态，因此MG1转数变为0，MG1相位的偏移结束，MG1转矩变为0。例如在油门操作中的离合器卡合电流值被设定为最小的电流值的情况下，如图13所示，当离合器卡合电流值返回原来的大小时，离合器50从半卡合状态变为离合器卡合状态(图14的下图)。此外，在该图14的下图的状态下，与作用于第一卡合部件51上的旋转转矩的反力相当的旋转转矩对第二卡合部件52产生作用。
根据本实施例2的间隙猛缩抑制控制，由于通过产生相对旋转来分流并吸收第二卡合部件52上的推压力，因此间隙猛缩被抑制，从而能抑制第一卡合部件51与凸轮53之间以及该凸轮53与第二卡合部件52之间的震动或异响的产生，或者缓和该震动等。
[介入动作时的间隙猛缩抑制控制]
接着，对以固定变速比模式进行滑行行驶过程中驾驶员进行油门操作(介入动作)时的间隙猛缩抑制控制进行说明。
当在以固定变速比模式行驶的过程中驾驶员停止油门操作时，发动机10或第一电动发电机20如图15的时序图所示，处于与实施例1时相同的状态。此外，此时的电磁线圈55上被施加有使离合器50成为离合器卡合状态的大小的离合器卡合电流。
当在这种状态下驾驶员进行油门操作时(油门开度＞0)，发动机10或第一电动发电机20也会如图15的时序图所示，处于与实施例1时相同的状态(图16的上图)。并且，该图16的上图的状态持续到发动机转矩变为0为止，即持续到从被驱动状态变为驱动状态的前一刻。此外，严格来说，随着发动机转矩的増加，作用在第一卡合部件51上的旋转转矩的方向保持不变而大小逐渐变小。
此外，在从驾驶员开始油门操作开始到发动机转矩变为0为止的期间内，由于对电磁线圈55持续施加与上述大小相同的离合器卡合电流，将离合器50保持在离合器卡合状态，因而第二卡合部件52不旋转。因此，此期间内作用在第二卡合部件52上的旋转转矩与停止了油门操作的时候相同，相当于作用在第一卡合部件51上的旋转转矩的反力。
这里，该图16中的箭头A、B、C表示与图14等同的含义。此外，该图16的a～d以时序的方式示出了离合器50的状态，分别对应于图15的a～d。
当通过介入动作而使得发动机转矩从负状态变为正状态时(即，从被驱动状态变为驱动状态时)，作用在太阳齿轮45和第一卡合部件51上的旋转转矩的方向反转。此时，与上述滑行行驶时一样，将离合器卡合电流值如图15所示降低，将离合器50控制为半卡合状态。由此，如图16的从上往下的第二个图所示，对第二卡合部件52的电磁吸引力降低，该第二卡合部件52能够相对于保持单元56一边滑动一边相对旋转。该状态持续到第一卡合部件51的凸轮槽54在与刚才相反的一侧再次与凸轮53接触，进而凸轮53与第二卡合部件52的凸轮槽54接触为止。此期间，第一电动发电机20如图15所示，在正旋转方向上使MG1转数上升，同时使MG1相位偏移。
当被推压在第一卡合部件51上的凸轮53与第二卡合部件52的凸轮槽54接触时，与上述滑行行驶时一样，该第二卡合部件52上经由凸轮53而作用来自第一卡合部件51的推压力。该推压力对第二卡合部件52作用与第一卡合部件51相同方向的旋转转矩(图16的从上往下的第三个图)。为此，该第二卡合部件52相对于保持单元56一边滑动，一边与第一卡合部件51和凸轮53一起开始相对旋转。
此外，与该接触同时，HVECU 104向MGECU 102发出与滑行行驶时同样的使离合器卡合电流值増加的指令。为此，当离合器卡合电流值变为能够吸引并固定第二卡合部件52的最小的电流值时，第二卡合部件52被固定在保持单元56上，再次变为离合器卡合状态(图16的下图)，如图15所示，MG1转数逐渐降低至0。由此，在第一电动发电机20中，MG1相位的偏移结束，MG1转矩变为0。如此，在介入动作时，也通过产生这样的相对旋转来分流并吸收第二卡合部件52上的推压力。为此，根据本实施例2的间隙猛缩抑制控制，间隙猛缩被抑制，从而能抑制第一卡合部件51与凸轮53之间以及该凸轮53与第二卡合部件52之间的震动或异响的产生，或者缓和该震动等。
如上所述，在本实施例2的车辆的控制装置中，当以固定变速比模式行驶的过程中发生了从驱动状态向被驱动状态的切换或者从被驱动状态向驱动状态的切换时，将离合器50从离合器卡合状态控制为半卡合状态，得出第二卡合部件52一边滑动一边可相对于保持单元56进行相对旋转的状态。为此，该控制装置能够使被第一卡合部件51推动的凸轮53与第二卡合部件52接触时的推压力逃逸，抑制离合器50中的间隙猛缩的产生，因此能抑制第一卡合部件51与凸轮53之间以及该凸轮53与第二卡合部件52之间的震动或异响的产生，或者缓和该震动等。此外，该控制装置不会如实施例1那样积极地调整第一电动发电机20的转数，因此特别在产生电动机转矩时不消耗二次电池的电力也可以。另外，该控制装置使离合器卡合电流值降低。因此，该控制装置与实施例1相比，燃油经济性优异。
然而，本实施例2的间隙猛缩抑制控制尽管可以如上述例示的那样构成，但也可以将其与上述实施例1的间隙猛缩抑制控制的内容组合起来。
[实施例3]
下面根据图17至图21对本发明中的车辆的控制装置的实施例3进行说明。
作为自动变速器的一个控制方式，以前公知有所谓的滑行降档控制，即：当驾驶员停止油门操作而进行滑行行驶时，将变速级降档至低速级侧或者将变速比降档至高变速比侧。在本实施例3中，构成变速ECU 103等以使混合动力车辆的变速机构执行该滑行降档控制。例如，当检测到滑行降档控制要求时，将变速模式设为无级变速比模式而增高变速比。
这里，驾驶员在停止油门操作时有时会进行快速送回油门踏板的油门急闭操作，还有时会在该油门急闭操作后立即踩压油门踏板。当重复进行这种油门踏板的开闭时，如果不对自动变速器进行适当控制，则自动变速器会变成重复进行升档和降档的所谓频繁换档状态，从而可能会导致驱动能力的恶化。例如，有时不管转弯半径如何，在进入弯道前进行油门急闭操作，却又在紧随其后到来的爬坡开始地点进行油门操作而在弯道中进行爬坡。此时，随着油门急闭操作而自动变速器升档，当通过之后的油门操作而进行降档时，存在无法获得稳定的转弯操作感的可能性。为此，作为自动变速器中的另一控制方式，，以往公知有频繁换档抑制控制，即：当检测到油门急闭操作时判断为存在进行频繁换档的可能性，并防止该频繁换档的产生。该频繁换档抑制控制例如是：当进行了油门急闭操作时禁止升档，并保持当前的变速比，由此防止频繁换档。在本实施例3中，构成HVECU 104或变速ECU 103等以使得至少执行判断是否存在频繁换档的可能性和频繁换档抑制控制中的前者。例如，当存在频繁换档抑制控制要求时，将变速模式设为固定变速比模式，保持变速比。
但是，在本实施例3的混合动力车辆中，即使执行了该频繁换档抑制控制，由于离合器50中存在间隙，因此当进行了油门急闭操作时，并且之后进行了油门操作时，还会存在伴随着间隙的缩小而产生震动或异响的可能。
因此，在本实施例3中，当判定为存在进行频繁换档的可能性(以下称为“频繁换档判定”)时，禁止第一卡合部件51相对于第二卡合部件52的相对旋转，不缩小离合器50的间隙，由此抑制间隙猛缩。另一方面，当判定为有滑行降档控制的要求(以下称为“滑行降档判定”)时，执行所述实施例1或实施例2中的间隙猛缩抑制控制。
至于是频繁换档判定还是滑行降档判定，可根据油门踏板的返回速度或者油门开度的减速度来判断。例如，对于作为该判断的基准的阈值，可将其设为与以往的频繁换档判定中使用的值同等的值。因此，在HVECU104中，当油门踏板的返回速度或者油门开度的减速度比该阈值大时进行频繁换档判定，当油门踏板的返回速度或者油门开度的减速度为阈值以下时进行滑行降档判定。此外，对于该油门踏板的返回速度或者油门开度的减速度来说，例如使用对油门踏板的移动量进行检测的踏板位置传感器等图1所示的油门移动量检测单元95来进行把握。
以下，根据图17的流程图对各判定结果的每一个的控制进行说明。
首先，HVECU 104判定是否是离合器50变为离合器卡合状态而第一电动发电机20处于MG1锁定状态，即判定变速机构的变速模式是否变为固定变速比模式(步骤ST1)。
这里，当判定为不是固定变速比模式时，临时结束本控制动作而返回到步骤ST1。
另一方面，当判定为是固定变速比模式时，HVECU 104接着判定是否发生了从驱动状态向被驱动状态的切换(步骤ST2)。例如，该判定可以利用实施例1所示的基于发动机转矩的旋转转矩Tceng的绝对值、和基于来自路面的阻力转矩的旋转转矩Tcr的绝对值来进行。即，如果基于发动机转矩的旋转转矩Tceng的绝对值比基于来自路面的阻力转矩的旋转转矩Tcr的绝对值大，则此时能够判断出其变为驱动状态。相反，如果其大小关系反过来，则此时能够判断为其变为被驱动状态。为此，在HVECU104中，当其大小关系颠倒时，可判定为发生了从驱动状态向被驱动状态的切换、或者发生了从被驱动状态向驱动状态的切换。
当在该步骤ST2中判定为没有发生从驱动状态向被驱动状态的切换时，HVECU 104临时结束本控制动作而返回到步骤ST1。
与此相反，当判定为发生了从驱动状态向被驱动状态的切换时，HVECU 104根据基于驾驶员的油门踏板的返回速度或者油门开度的减速度和阈值，来判断是频繁换档判定还是滑行降档判定(步骤ST3)。
然后，当该HVECU 104判断为是滑行降档判定时，执行实施例1或者实施例2中的滑行行驶时的间隙猛缩抑制控制(步骤ST4)。
在通过执行该间隙猛缩抑制控制而抑制了滑行行驶过程中离合器50的震动或异响的产生、或者缓和了该震动等之后，HVECU 104判定是否由于驾驶员的油门操作(介入动作)而发生了从被驱动状态向驱动状态的切换(步骤ST5)。
当在该步骤ST5中判定为没有发生从被驱动状态向驱动状态的切换、即驾驶员依然停止油门操作而被驱动状态持续时，HVECU 104向MGECU102发生指令，使变速机构的变速模式从固定变速比模式切换为无级变速比模式(步骤ST6)。此时，MGECU 102将离合器50控制为离合器解除状态，将变速模式改变为无级变速比模式。接着，HVECU 104向变速ECU 103发出指令，使变速机构降档至比当前高的变速比(步骤ST7)。由此，在该滑行行驶过程中执行滑行降档。如此，根据本实施例3的车辆的控制装置，能够在抑制了离合器50中的震动或异响的产生、或者缓和了该震动等的情况下进行滑行降档。
另一方面，当在上述步骤ST5中判定为发生了从被驱动状态向驱动状态的切换时、即驾驶员进行了介入动作时，HVECU 104执行实施例1或者实施例2中的介入动作时的间隙猛缩抑制控制(步骤ST8)。如此，根据本实施例3的车辆的控制装置，当滑行行驶过程中进行了介入动作时，能通过执行间隙猛缩抑制控制来抑制离合器50中的震动或异响的产生、或者缓和该震动等。
此外，当在上述步骤ST3中判断为频繁换档判定时，HVECU 104执行间隙缩小禁止控制(步骤ST9)。
下面对该间隙缩小禁止控制进行说明。此外，如图18的时序图和图19所示，驱动状态(发动机转矩为正状态)下的第一电动发电机20处于与滑行行驶时的间隙猛缩抑制控制时相同的状态(图7、图8)。该图19中的箭头A、B表示与图8相同的含义。另一方面，该图19的箭头E表示后述的间隙缩小禁止旋转转矩Tcmg2。此外，该图19的a～d以时序的方式示出了离合器50的状态，分别对应于图18的a～d。
当判定为是频繁换档判定并且发生了从驱动状态向被驱动状态的切换时，基于来自路面的阻力转矩的旋转转矩Tcr变得比基于发动机转矩的旋转转矩Tceng大，作用在太阳齿轮45和第一卡合部件51上的旋转转矩的方向反转。为此，此时为了抑制离合器50的间隙猛缩，使第一卡合部件51相对于第二卡合部件52不相对旋转，禁止离合器50的间隙缩小。
在该间隙缩小禁止控制中，在第一卡合部件51上作用旋转禁止转矩(以下称为“间隙缩小禁止旋转转矩”)Tcmg2，该Tcmg2的方向与根据发动机转矩和来自路面的阻力转矩而作用在第一卡合部件51上的反转后的旋转转矩的方向相反，且绝对值比该旋转转矩大(|Tcmg2|＞|Tcr|－|Tceng|)。该间隙缩小禁止旋转转矩Tcmg2是作用在第一卡合部件51上的向凸轮53和第二卡合部件52的推压转矩，用于使凸轮机构保持卡住状态不动。本实施例3的混合动力车辆1中设置有用于产生该间隙缩小禁止旋转转矩Tcmg2的间隙缩小禁止单元、和计算该间隙缩小禁止旋转转矩Tcmg2等的间隙缩小禁止控制单元。
该间隙缩小禁止单元用于对第一卡合部件51直接或者间接地作用间隙缩小禁止旋转转矩Tcmg2，例如可考虑电动机等电动致动器或液压(油压)致动器等。在本实施例3中，由于作为对作用在该第一卡合部件51上的旋转转矩进行调整的装置已经存在第一电动发电机20，因此将该第一电动发电机20用作间隙缩小禁止单元。因此，此时的间隙缩小禁止控制单元由HVECU 104和MGECU 102构成。
当HVECU 104判定为频繁换档判定并且发生了从驱动状态向被驱动状态的切换时，求出间隙缩小禁止旋转转矩Tcmg2，计算用于产生该间隙缩小禁止旋转转矩Tcmg2所需的第一电动发电机20的要求MG1转矩。该要求MG1转矩用于使方向与基于发动机转矩的旋转转矩Tceng相同的旋转转矩作用在第一卡合部件51上，是使第一电动发电机20作为电动机工作时的电动机转矩。该HVECU 104将该要求MG1转矩的信息发送给MGECU 102。由此，在从驱动状态变为被驱动状态之后，MGECU 102将第一电动发电机20的MG1转数调整为要求MG1转数，通过此时的MG1转矩(电动机转矩)防止第一卡合部件51相对于第二卡合部件52的相对旋转，从而禁止离合器50的间隙缩小。
这里，HVECU 104如图18的时序图所示，使MG1转矩(要求MG1转矩)逐渐增大后，将其保持为固定值(图18、19的b～c～d)。该要求MG1转矩的固定值例如可设为即使来自路面的阻力转矩发生变动也会使得间隙缩小的禁止状态继续的大小，优选预先进行实验等来确定。此外，由于此时的变速模式是固定变速比模式，因此MG1转数＝0，MG1相位没有变化。
该间隙缩小禁止控制继续，直至下述的间隙缩小禁止控制的解除条件成立为止。
HVECU 104在执行了间隙缩小禁止控制后，判定是否由于油门操作(介入动作)而产生了从被驱动状态向驱动状态的切换，即判定间隙缩小禁止控制的解除条件是否成立(步骤ST10)。然后，当判定了发生了从被驱动状态向驱动状态的切换时，该HVECU 104执行间隙缩小禁止控制的解除动作(步骤ST11)。
下面针对该间隙缩小禁止控制的解除动作进行说明。此外，如图20的时序图和图21所示，在切换至驱动状态之前，发动机10和第一电动发电机20继续保持与上述间隙缩小禁止控制时相同的状态。该图21中的箭头A、B、E表示与图19相同的含义。此外，该图21的a～d以时序的方式示出了离合器50的状态，分别对应于图20的a～d。
当判定为在间隙缩小禁止控制的执行过程中发生了从被驱动状态向驱动状态的切换时，基于发动机转矩的旋转转矩Tceng变得比基于来自路面的阻力转矩的旋转转矩Tcr大，作用在太阳齿轮45和第一卡合部件51上的旋转转矩的方向反转。为此，即使中止间隙缩小禁止控制而在第一卡合部件51上不作用间隙缩小禁止旋转转矩Tcmg2，该第一卡合部件51相对于第二卡合部件52也不会相对旋转，因此能够抑制离合器50中的震动或异响的产生。
但是，当来自路面的阻力转矩发生了变动时，存在基于发动机转矩的旋转转矩Tceng与基于来自路面的阻力转矩的旋转转矩Tcr间的大小关系再次颠倒的可能性。因此，优选在它们的旋转转矩的差扩大之后，即在正状态的发动机转矩增大了某种程度后，再中止间隙缩小禁止控制。例如，HVECU 104如图20的时序图所示，当判定为产生了从被驱动状态向驱动状态的切换后，例如在经过了数毫秒左右的预定时间后再降低要求MG1转矩(电动机转矩)(图20、21的c～d)。由此，间隙缩小禁止旋转转矩Tcmg2逐渐降低，间隙缩小禁止控制被开始解除。然后，该要求MG1转矩(电动机转矩)逐渐变为0，间隙缩小禁止控制的解除动作在该时刻结束。此时，对于要求MG1转矩(电动机转矩)来说，由于如果一口气降到0会存在由于间隙缩小禁止旋转转矩Tcmg2急速降低而引起震动等的可能性，因此使其逐渐降低。
在结束该间隙缩小禁止控制的解除动作的时刻，由于急于发动机转矩的旋转转矩Tceng变得比基于来自路面的阻力转矩的旋转转矩Tcr大。为此，在混合动力车辆1中，由于离合器50的凸轮机构与间隙缩小禁止控制执行时相同而继续保持卡住状态，因此在结束间隙缩小禁止控制的解除动作的同时，开始以与发动机转矩相应的固定变速比模式进行行驶。
如此，当被判定为频繁换档、并且发生了从被驱动状态向驱动状态的切换时，HVECU 104进行间隙缩小禁止控制以使得离合器50的凸轮机构保持卡住状态而不动。为此，根据本实施例3的车辆的控制装置，即使从被驱动状态切换到驱动状态，也不会发生间隙猛缩，因此在离合器50中不会产生震动或异响。另外，即使停止油门操作后立即踩压油门踏板，在间隙缩小禁止控制解除后，该控制装置也能够在使得不产生震动或异响的情况下使车辆恢复到以固定变速比模式进行行驶。另外，该控制装置由于在判定为频繁换档后保持固定变速比模式不变而不进行变速比的变更，因此还能避免频繁换档的产生。
如上所述，间隙缩小禁止控制的解除以驾驶员的油门操作(介入动作)为契机而进行。但是，驾驶员有时在被判定为频繁换档后也不会进行油门操作。例如，虽想要立即进行油门操作使车辆加速而进行了油门急闭操作，但考虑到行驶道路的状况或周围车辆等的状况，有时需要滑行行驶或者基于制动操作的减速等。此时，在上述步骤ST10中，判定没有发生从被驱动状态向驱动状态的切换。
这里，当开始间隙缩小禁止控制后经过了某种程度的时间时，不能说先前驾驶员对油门踏板的返回操作引发了频繁换档。此外，当在油门踏板的返回操作后进行了制动操作时，不会导致频繁换档。
为此，在判定为没有发生从被驱动状态向驱动状态的切换后，HVECU104判定从开始间隙缩小禁止控制起是否经过了预定时间(步骤ST12)。该预定时间例如可设定为比引起频繁换档的油门踏板的开闭操作间隔稍长的时间。
当在该步骤ST12中判定为没有经过预定时间时，HVECU 104判定驾驶员有无制动操作(步骤ST13)。然后，当在该步骤ST13中判定为没有制动操作时，该HVECU 104返回到上述步骤ST10并重复同样的判定。
另一方面，当在该步骤ST12中判定为经过了预定时间时，或者在步骤ST13中判定为有制动操作时，HVECU 104将换档判定结果修正为滑行降档判定，解除间隙缩小禁止控制(步骤ST14)，进入上述步骤ST4。对于该间隙缩小禁止控制的解除动作来说，只要与上述同样地进行即可。如此，在本实施例3的车辆的控制装置中，由于修正换档判定结果而解除间隙缩小禁止控制，因此能够停止为进行该间隙缩小禁止控制而向第一电动发电机20的电力供应，从而能够抑制无益的二次电池的电力消耗。
在以上示出的本实施例3中，当进行步骤ST3的换档判定时，使用了预先设定的阈值。但是，油门踏板的返回速度(油门开度的减速度)根据每位驾驶员而不同，因此尽管驾驶员是希望滑行降档而闭合油门踏板，也可能被判定为频繁换档。因此，HVECU 104中，当判定为频繁换档时，对油门踏板的返回速度(或者油门开度的减速度)进行测量，并且还测量从闭合油门踏板开始到再次将其打开为止的时间。然后，优选该HVECU104根据对这些信息的统计，将阈值更新为适当的值。此外，也可以将该各个信息编入映射数据中，每当获得新信息时即对映射数据进行更新。由此，换档判定的判定精度得以提高。为此，例如能够减少原本被误判定为滑行降档判定而引起的间隙缩小禁止控制的解除动作，从而能够抑制由于执行无用的间隙缩小禁止控制而导致二次电池无意义的电力消耗。
然而，上述各实施例1～3中以具有凸轮机构的离合器50为例进行了例举，但作为离合器，只要具有间隙并且由于该间隙的缘故使得工作时可获得游隙的构造即可，可以是各种形式的结构。
例如，另一方式的离合器有如图22所示的爪式离合器150，其爪式齿间在旋转方向上具有间隙。该爪式离合器150具有一对第一爪式齿151和第二爪式齿152。第一和第二爪式齿151、152相对于输出轴82被配置在同心圆上，相对于该输出轴82进行相对旋转。第一爪式齿(第一卡合部件)151与作为第四旋转元件的第二行星齿轮机构的太阳齿轮45连结，与该太阳齿轮45一体地旋转。另一方面，第二爪式齿(第二卡合部件)152的旋转轴153与制动器160连结，可在轴线方向(箭头A、B)上移动。在该爪式离合器150中，通过该第二爪式齿152向箭头A的方向移动而与第一爪式齿151卡合，由此形成离合器卡合状态，该第一和第二爪式齿151、152一体地旋转。此外，在该爪式离合器150中，通过该第二爪式齿152向箭头B的方向移动而从第一爪式齿151分离，由此形成离合器解除状态(离合器卡合解除状态)，该第一和第二爪式齿151、152进行相对旋转。该第二爪式齿152的移动是通过驱动作为具有电磁线圈的线圈单元的离合器驱动单元154来执行的。MGECU 102控制致动器驱动电路155，使该离合器驱动单元154动作。
制动器160在爪式离合器150处于离合器卡合状态时固定第二行星齿轮机构的太阳齿轮45，该制动器工作状态被用在将变速模式从无级变速比模式设为固定变速比模式的时候。该制动器160包括：与第二爪式齿152的旋转轴153一体地旋转的旋转部件161；被固定在壳体的内壁上的保持部件162；使旋转部件161与保持部件162卡合或者解除该卡合的制动器工作单元163。该制动器工作单元163例如被设为与离合器驱动单元154同样的线圈单元，由致动器驱动电路155驱动。该制动器160通过使旋转部件161与保持部件162卡合而形成制动器工作状态，使爪式离合器150相对于输出轴82的相对旋转停止，使该爪式离合器150的第一爪式齿151上连结的第二行星齿轮机构的太阳齿轮45旋转也停止。MGECU 102控制致动器驱动电路155，而使该制动器160的制动器工作单元163动作。
当设为无级变速比模式时，MGECU 102将爪式离合器150控制为离合器解除状态并且将制动器160控制为制动器不工作状态。另一方面，当设为固定变速比模式时，MGECU 102将爪式离合器150控制为离合器卡合状态并且将制动器160控制为制动器工作状态。
当将该爪式离合器150应用于各实施例1～3中时，将这些各实施例1～3中的第一和第二の卡合部件51、52分别叫做第一和第二爪式齿151、152。此外，由电磁线圈55和保持单元56构成的制动器的动作则替换为制动器160和离合器驱动单元154的动作。
此外，作为又一个方式的离合器，可考虑图23所示的齿动式离合器250，其相卡合的齿轮的齿面间具有间隙，尽管该间隙很微小。该齿动式离合器250包括：相对于输出轴82被配置在同心圆上的第一齿轮251(第一卡合部件)；以及与该第一齿轮251的齿面卡合的作为减速齿轮的第二齿轮252(第二卡合部件)。该第一齿轮251相对于该输出轴82进行相对旋转，并且与作为第四旋转元件的第二行星齿轮机构的太阳齿轮45相连结，与该太阳齿轮45一体地旋转。另一方面，第二齿轮252的旋转轴253与离合器或者制动器等固定单元260连结，与该固定单元260的动作相对应，以该旋转轴253为中心而自如旋转，或者停止旋转。该固定单元260的动作受MGECU 102控制。
该齿动式离合器250中，通过停止第二齿轮252的旋转，第一齿轮251的旋转也停止，从而形成离合器卡合状态，阻止第二行星齿轮机构的太阳齿轮45的旋转。与之相反，在该齿动式离合器250中，通过使第二齿轮252自如地旋转而形成离合器解除状态(离合器卡合解除状态)，使第一齿轮251与太阳齿轮45一起一体地旋转。通过将该齿动式离合器250控制为离合器卡合状态，变速模式变为固定变速比模式，通过控制为离合器解除状态，变速模式变为无级变速比模式。
当将该齿动式离合器250应用于各实施例1～3中时，将这些各实施例1～3中的第一和第二卡合部件51、52分别叫做第一和第二齿轮251、252。此外，由电磁线圈55和保持单元56构成的制动器的动作则替换为固定单元260的动作。
此外，在上述各实施例1～3的控制装置中，构成为用于对施加在第一卡合部件51上的旋转转矩的方向反转时由于离合器50的间隙缩小而引起的震动或异响的产生进行抑制或缓和。但是，根据离合器(变速模式变更单元)的构造的不同，第二卡合部件52上也可能会作用旋转转矩，该旋转转矩的方向反转也可能会引起离合器50的间隙缩小。例如，有时第二卡合部件52上连结了某些动力源。此时，当施加在第一卡合部件51和第二卡合部件52之间的旋转转矩的方向反转时，实施例1的控制装置在该反转的旋转转矩所作用的卡合部件(第一卡合部件51和第二卡合部件52中的至少一个)上施加间隙猛缩抑制旋转转矩Tcmg1，减小该旋转转矩的大小即可。此外，当施加在第一卡合部件51和第二卡合部件52之间的旋转转矩的方向反转时，实施例2的控制装置使与该反转的旋转转矩所作用的卡合部件(第一卡合部件51或者第二卡合部件52中的任一个)不同的卡合部件上作用的电磁吸引力减弱即可。此外，当施加在第一卡合部件51和第二卡合部件52之间的旋转转矩的方向反转时，实施例3的控制装置对该反转的旋转转矩所作用的卡合部件(第一卡合部件51和第二卡合部件52中的至少一个)施加间隙缩小禁止旋转转矩Tcmg2，抑制第一卡合部件51和第二卡合部件52之间的旋转即可。
此外，在上述各实施例1～3的控制装置中，利用第一电动发电机20的输出转矩(电动机转矩或者发电机转矩)来产生间隙猛缩抑制旋转转矩Tcmg1或间隙缩小禁止旋转转矩Tcmg2。但是，该间隙猛缩抑制旋转转矩Tcmg1或间隙缩小禁止旋转转矩Tcmg2也可以利用发动机10的输出转矩来产生，或者也可以与第一电动发电机20的输出转矩一同产生。
此外，上述各实施例1～3的控制装置中以混合动力车辆1为例进行了例示，但这些控制装置例如也可以有效地应用在将发动机10替换成电动机、发电机或者电动发电机的电动汽车上。此外，这些控制装置也可以应用在从各实施例1～3例示的混合动力车辆1中省略了第二电动发电机30的车辆中，即，尽管可将第一电动发电机20用作动力源，但无论如何是以仅在无级变速时的变速比的变更时使用为前提的车辆中。
产业上的可利用性
如上所述，当进行固定变速比模式和无级变速比模式的切换的机构在旋转方向上具有间隙，并且作用在该机构的旋转元件上的旋转转矩的方向反转时，本发明中的车辆的控制装置作为抑制或者缓和由于该间隙被缩小而引起的震动或异响的产生的技术非常有用。
符号说明
1   混合动力车辆
10  发动机
20  第一电动发电机
30  第二电动发电机
40  动力分配机构
50  离合器
51  第一卡合部件
52  第二卡合部件
53  凸轮
54  凸轮槽
55  电磁线圈
91  逆变器
95  油门移动量检测单元
150 爪式离合器
151 第一爪式齿(第一卡合部件)
152 第二爪式齿(第二卡合部件)
154 离合器驱动单元
155 致动器驱动电路
160 制动器
161 旋转部件
162 保持部件
163 制动器工作单元
250 齿动式离合器
251 第一齿轮(第一卡合部件)
252 第二齿轮(第二卡合部件)
260 固定单元
101 发动机ECU
102 MGECU
103 变速ECU
104 HVECU
WL，WR 驱动轮

Claims (7)

1.一种车辆的控制装置，所述车辆包括：
变速机构，该变速机构具有被传递多个动力源的输出转矩而旋转的多个旋转元件，变速模式根据各个所述旋转元件的卡合状态进行切换；和
变速模式变更单元，该变速模式变更单元具有相互间具有旋转方向的间隙的第一卡合部件和第二卡合部件，通过使所述第二卡合部件与连结在各个所述旋转元件中的一个上的所述第一卡合部件卡合而将所述变速模式设为固定变速比模式，并且通过解除该卡合而将所述变速模式设为无级变速比模式；
所述车辆的控制装置的特征在于，
当施加在所述第一卡合部件的旋转转矩的方向反转时，直到由于所述反转而所述间隙最终填满为止，利用各个所述动力源中的至少一个动力源的输出转矩对所述第一卡合部件产生旋转抑制转矩，所述旋转抑制转矩的方向是与作用到所述第一卡合部件的反转后的旋转转矩相对抗的反方向，并且所述旋转抑制转矩的绝对值比所述旋转转矩小。
2.如权利要求1所述的车辆的控制装置，其中，
当作为所述动力源而包括电动机、发电机或者电动发电机时，所述旋转抑制转矩是利用所述电动机、发电机或者电动发电机的输出转矩而产生的。
3.如权利要求1或2所述的车辆的控制装置，其中，
在所述变速模式变更单元包括通过电磁吸引力而使所述第二卡合部件的旋转停止的电磁吸引力产生单元的情况下，当施加在所述第一卡合部件上的旋转转矩的方向反转时，减弱所述电磁吸引力产生单元的电磁吸引力而允许所述第二卡合部件旋转。
4.一种车辆的控制装置，所述车辆包括：
变速机构，该变速机构具有被传递多个动力源的输出转矩而旋转的多个旋转元件，变速模式根据各个所述旋转元件的卡合状态进行切换；和
变速模式变更单元，该变速模式变更单元具有相互间具有旋转方向的间隙的第一卡合部件和第二卡合部件，通过使所述第二卡合部件与连结在各个所述旋转元件中的一个上的所述第一卡合部件卡合而将所述变速模式设为固定变速比模式，并且通过解除该卡合而将所述变速模式设为无级变速比模式；
所述车辆的控制装置的特征在于，
当施加在所述第一卡合部件的旋转转矩的方向反转时，利用各个所述动力源中的至少一个动力源的输出转矩对所述第一卡合部件产生旋转禁止转矩，所述旋转禁止转矩的方向是与作用到所述第一卡合部件的反转后的旋转转矩相对抗的反方向，并且所述旋转禁止转矩的绝对值比所述旋转转矩大，当所述反转的旋转转矩的方向进一步反转时，在经过了预定时间后使所述旋转禁止转矩逐渐降低。
5.如权利要求4所述的车辆的控制装置，其中，
当作为所述动力源而包括电动机、发电机或者电动发电机时，所述旋转禁止转矩是利用所述电动机、发电机或者电动发电机的输出转矩而产生的。
6.一种车辆的控制装置，所述车辆包括：
变速机构，该变速机构具有被传递多个动力源的输出转矩而旋转的多个旋转元件，变速模式根据各个所述旋转元件的卡合状态进行切换；和
变速模式变更单元，该变速模式变更单元具有相互间具有旋转方向的间隙的第一卡合部件和第二卡合部件，通过使所述第二卡合部件与连结在各个所述旋转元件中的一个上的所述第一卡合部件卡合而将所述变速模式设为固定变速比模式，并且通过解除该卡合而将所述变速模式设为无级变速比模式；
所述车辆的控制装置的特征在于，
当施加在所述第一卡合部件的旋转转矩的方向反转时，根据油门踏板的返回速度或者油门开度的减速度，在第一控制与第三控制之间进行切换、或者在第二控制与第三控制之间进行切换，所述第一控制是利用各个所述动力源中的至少一个动力源的输出转矩对所述第一卡合部件产生旋转抑制转矩的控制，所述旋转抑制转矩的方向是与作用到所述第一卡合部件的反转后的旋转转矩相对抗的反方向，并且所述旋转抑制转矩的绝对值比所述旋转转矩小，所述第二控制是当所述反转的旋转转矩作用于所述第一卡合部件时减弱电磁吸引力产生单元的使所述第二卡合部件的旋转停止的电磁吸引力而允许所述第二卡合部件旋转的控制，所述第三控制是利用各个所述动力源中的至少一个动力源的输出转矩对所述第一卡合部件产生旋转禁止转矩的控制，所述旋转禁止转矩的方向是与作用到所述第一卡合部件的反转后的旋转转矩相对抗的反方向，并且所述旋转禁止转矩的绝对值比所述旋转转矩大。
7.如权利要求6所述的车辆的控制装置，其中，
当油门踏板的返回速度或者油门开度的减速度比阈值大时，执行所述第三控制，当之后没有所述油门踏板的踩压操作且经过了预定时间时、或者进行了制动操作时，执行所述第一控制或所述第二控制。
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