CN105934382A - 用于混合动力车辆的控制装置和混合动力车辆 - Google Patents

Abstract

混合动力车辆包括：发动机(1)；第一马达(2)；输出部件(20)和差动机构(3)，经由差动机构联接发动机、第一马达和输出部件；第二马达(23)，第二马达被构造成施加转矩到输出部件(20)；和接合机构(6，SOWC)，接合机构被构造成使发动机(1)的输出轴的旋转停止，或使联接到发动机的输出轴的规定旋转部件的旋转停止。电子控制单元被构造成(i)当混合动力车辆通过第二马达(23)的驱动力或第一马达(2)和第二马达(23)的驱动力倒退行驶时，接合该接合机构(6，SOWC)，并且(ii)当混合动力车辆通过第二马达(23)的驱动力或第一马达(2)和第二马达(23)的驱动力向前行驶时，使该接合机构脱离。

Description

用于混合动力车辆的控制装置和混合动力车辆

技术领域

本发明涉及一种控制混合动力车辆的装置和一种混合动力车辆，该混合动力车辆包括发动机和马达作为驱动力源。本发明特别涉及一种用于混合动力车辆的控制装置，该控制装置被构造成使得发动机和具有发电功能的第一马达被联接到具有差动功能的动力分配机构，并且由第一马达生成的电力被供应到生成用于行驶的驱动力的第二马达和混合动力车辆。

背景技术

在日本专利申请公开No.8-295140(JP8-295140A)和日本专利申请公开No.2013-141959(JP2013-141959A)中描述了这种类型的混合动力车辆的示例。这种混合动力车辆的构造将被简要地描述。单小齿轮型的行星齿轮机构被设置作为动力分配机构，发动机被联接到其行星架，并且第一电动发电机被联接到其太阳齿轮。环齿轮用作输出元件并且经由规定的传动系被联接到差动机构。然后，第二电动发电机被联接到其输出轴，并且在第一电动发电机中生成的电力被供应到该第二电动发电机。

此外，设置单向离合器，单向离合器被接合以抑制发动机、与其联接的行星架或连接发动机和行星架的发动机轴的反向旋转(负旋转)。该单向离合器通过接收结合第一电动发电机的负旋转生成的反作用力抑制发动机、行星架或发动机轴的旋转。结果，第一电动发电机的输出转矩作为正旋转方向上的转矩被传递到环齿轮。换句话说，被构造成在向前行驶期间，所谓的两马达EV行驶被执行，其中第一和第二电动发电机用作行驶马达。注意，JP8-295140A描述了如下示例，其中设置制动器代替单向离合器。

发明内容

如上所述，当可以通过第一和第二电动发电机用作行使马达执行所谓的两电机EV行驶时，在作为电动车辆的行驶(EV行驶)期间的驱动转矩可以增加。同时，在每个上述专利文献中描述的驱动装置被构造成使得第二电动发电机用作用于倒退行驶的马达。如果在倒退行驶期间第一电动发电机用作行驶马达以增加驱动转矩，则第一电动发电机向前旋转。在这种情况下，与向前旋转结合地，在向前旋转方向上的转矩作用在行星架上。由于上述单向离合器被构造成抑制发动机、行星架或发动机轴的在负旋转方向上的旋转，所以单向离合器不能抑制发动机、行星架或发动机轴的向前旋转，或不能向其施加反作用力。因此，在上述构造中，不能执行由两个马达实现的所谓的倒退行驶。

注意，在JP8-295140A中描述的使用制动器代替单向离合器的构造中，在其中车速为30km/h或更低并且加速踏板开度为80％或更高的所谓的低车速高转矩状态下，制动器停止发动机的旋转。在这种情况下，第二电动发电机的输出被同时设定为最大值。换句话说，被构造成在通过一个马达的所谓的向前行驶期间接合制动器，并且不被构造成，两个电动发电机在倒退行驶期间用作驱动力源。另外，当通过在最大输出的第二电动发电机的向前行驶期间，由于道路状况、驾驶员的操作等存在来自输出轴侧的大的输入(所谓的反向输入)时，反向输出由于制动器的接合作用在制动器上。这可能导致制动器的耐久性劣化。

本发明的目的是，在可以通过马达行驶的混合动力车辆中，增加倒退行驶期间的驱动转矩，同时避免或抑制过大的转矩作用在接合机构或其旋转被接合机构停止的部件上，在车辆的向前行驶期间该接合机构停止发动机、联接到发动机的旋转部件或发动机轴的旋转。

本发明的第一方面是用于混合动力车辆的控制装置。该混合动力车辆包括：发动机；第一马达；输出部件；差动机构，经由差动机构联接发动机、第一马达和输出部件；第二马达，第二马达被构造成施加转矩到输出部件；和接合机构，接合机构被构造成使发动机的输出轴的旋转停止，或使联接到发动机的输出轴的规定旋转部件的旋转停止。控制装置包括电子控制单元。电子控制单元被构造成当混合动力车辆通过第二马达的驱动力或第一马达和第二马达的驱动力倒退行驶时，使该接合机构接合。电子控制单元被构造成当混合动力车辆通过第二马达的驱动力或第一马达和第二马达的驱动力向前行驶时，使接合机构脱离。

根据上述方面，第二马达作为用于倒退行驶的驱动力源操作。在这种情况下，由于接合机构停止发动机的输出轴或者与其联接的旋转部件的旋转，所以由第一马达输出的转矩可以用作用于倒退行驶的驱动转矩。结果，两个马达可以作为用于倒退行驶的驱动力源操作，并且因而可以获得大的驱动力。此外，在向前行驶的情况下，接合机构被脱离，并且发动机的输出轴或者与其联接的旋转部件可以旋转。因此，当由于通过突然制动或行驶阻力的重复变化引起的共振等来自驱动轮侧的所谓的反向输入变大时，能够防止或抑制作用在接合机构或其旋转通过该接合机构被停止的旋转部件上的转矩变得过大。

在上述方面中，电子控制单元可以被构造成，当在倒退行驶状态下接合该接合机构时，操作第一马达和第二马达作为用于倒退行驶的驱动力源。

在上述方面中，混合动力车辆可以包括驻车制动机构和驱动轮或构造成将转矩传递到驱动轮的部件。驻车制动机构可以被构造成在车辆的停止状态下使驱动轮的旋转或部件的旋转停止。电子控制单元可以被构造成，当在驻车制动机构被操作并且车辆被停驻在下坡上的状态下选择倒退行驶状态时，自选择倒退行驶状态开始已经经过预定的规定时间段之后，使该接合机构接合。

根据上述方面，其中驻车制动机构被接合并且车辆被停驻的状态在下坡时被切换到倒退行驶状态。在这种情况下，由于驻车制动机构被切换到脱离状态，所以由于重力加速度而作用在驻车制动机构上的负荷被取消，并且与此相结合，车辆移动一个与动力传动机构中不可避免地存在的齿隙对应的距离。然后，接合机构被切换到接合状态。因此，能够防止或抑制与驻车制动机构的脱离相结合生成的临时转矩作用在接合机构或其旋转通过该接合机构被停止的旋转部件上。

在上述方面中，电子控制单元可以被构造成，当电子控制单元预测在接合机构中在倒退行驶状态下或者在通过接合机构抑制其旋转的规定旋转部件中在倒退行驶状态下生成过大转矩时，使接合机构脱离。

根据上述方面，当接合机构被接合并且车辆倒退行驶时，并且当预测大的转矩作用在接合机构或其旋转被接合机构停止的旋转部件上时，接合机构被脱离，并且旋转部件的旋转被允许。因此，当大的转矩作用时，旋转部件旋转并且接收转矩。因此，避免了过大的转矩作用在接合机构或旋转部件上。

在上述方面中，电子控制单元可以被构造成，当针对倒退行驶要求的驱动力等于或高于预定基准驱动力时，接合该接合机构并通过第一马达和第二马达生成驱动力。电子控制单元可以被构造成，当针对倒退行驶要求的驱动力低于预定基准驱动力时，脱离该接合机构并通过第二马达生成驱动力。

根据上述方面，如果被构造成仅在倒退行驶状态下要求高驱动力的情况下，例如在上坡道路的情况下，或在车辆驶过台阶的情况下，接合机构被接合并且通过第一和第二马达两者生成驱动力，则接合机构被接合的机会受到限制。因此，能够抑制过大的转矩作用在接合机构或其旋转通过该接合机构被停止的部件上。

本发明的第二方面是一种混合动力车辆。该混合动力车辆包括：发动机；第一马达；输出部件；差动机构，经由差动机构联接发动机、第一马达和输出部件；第二马达，第二马达被构造成施加转矩到输出部件；接合机构，接合机构被构造成使发动机的输出轴的旋转停止，或使联接到发动机的输出轴的规定旋转部件的旋转停止；和电子控制单元。电子控制单元被构造成当混合动力车辆通过第二马达的驱动力或第一马达和第二马达的驱动力倒退行驶时，接合该接合机构。电子控制单元被构造成当混合动力车辆通过第二马达的驱动力或第一马达和第二马达的驱动力向前行驶时，脱离该接合机构。

在上述方面中，接合机构可以是可选择单向离合器。可选择单向离合器可以被构造成在接合状态和脱离状态之间进行选择。接合状态可以是在发动机的旋转方向上发动机的旋转被停止并且在与发动机的旋转方向相反的方向上发动机的旋转被允许的状态。脱离状态可以是在发动机的旋转方向上发动机的旋转和在与发动机的旋转方向相反的方向上发动机的旋转被允许的状态。

根据上述方面，接合机构由可选择单向离合器构成。因此，在倒退行驶期间在接合机构维持被接合并且其操作状态不被切换的状态下，车辆可以仅通过使用第二马达倒退行驶。在这种情况下，如果可选择单向离合器被切换到脱离状态，则可选择单向离合器的所谓的拖动可以得到解决。而且，可选择单向离合器不仅在转矩在规定方向作用在其上时以均匀的方式维持接合状态，而且可以在转矩在规定方向作用在其上时切换到在规定方向上的旋转被允许的脱离状态。因此，视需要，诸如当预测过大的转矩时，可选择单向离合器被控制在脱离状态。因此，可以抑制可选择单向离合器的耐久性的劣化等。

附图说明

下面将参考附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业意义，其中相同的附图标记表示相同的元件，并且其中：

图1是用于示出通过根据本发明的控制装置执行的控制的示例的流程图；

图2是用于示出通过根据本发明的控制装置执行的控制的另一示例的流程图；

图3是用于示出通过根据本发明的控制装置执行的控制的又一示例的流程图；

图4是用于示出当SOWC被切换到脱离状态时第一电动发电机的转矩控制的示例的流程图；

图5是用于示出在车辆被停驻在坡道上的状态下当换档位置从停车位置切换到倒车位置时控制的示例的流程图；

图6是示意性示出本发明的混合动力车辆的动力传动系的示例的示意图；

图7A和图7B是示意性地示出可以在本发明中使用的可选择单向离合器的示例的示意图；及

图8A和图8B是构成动力分配机构的行星齿轮机构上的共线图。

具体实施方式

本发明是一种用于混合动力车辆的控制装置，并且混合动力车辆包括作为驱动力源的内燃机(发动机)和具有发电功能的马达。本发明特别包括至少两个马达。混合动力车辆是所谓的双马达型，其中第一马达和发动机被联接到包括差动机构的动力分配机构，其中由用作发电机的第一马达生成的电力被供应到第二马达，并且其中动力从第二马达输出到输出部件。在图6中示意性示出这样的混合动力车辆的示例。

发动机(ENG)1和第一电动发电机(MG1)2被联接到动力分配机构3。第一电动发电机(MG1)2是本发明的第一马达的示例。动力分配机构3被构造成例如通过使用三个旋转元件来执行差动作用。作为示例，动力分配机构3包括行星齿轮机构。发动机1被联接到动力分配机构3中的第一旋转元件，例如行星架。此外，第一电动发电机2被联接到动力分配机构3中的第二旋转元件，诸如太阳齿轮。此外，动力分配机构3中的第三旋转元件，例如环齿轮，用作输出元件。可选择单向离合器(以下被描述为SOWC)6被设置在该动力分配机构3和发动机1之间。SOWC 6可以使发动机1的输出轴4或联接到发动机1的部件(输入轴5或上述行星架)的向前旋转停止。在此，向前旋转指的是在发动机1的自维持旋转状态下在输出轴4的旋转方向上的旋转。

如US2013/0062151A中所述，SOWC 6是单向离合器，单向离合器可以在规定方向上的转矩在两个部件之间传递的接合状态(操作状态)和转矩不在向前方向或反向旋转上传递的脱离状态(非操作状态)之间切换。图7A和图7B中示意性示出SOWC 6的示例。相对于彼此旋转的袋状板7和凹口板8被布置在同一轴线上以彼此面对。选择器板9被布置这些板7、8之间，使得选择器板9可在图7A和图7B中的水平方向上相对于袋状板7和凹口板8移动。凹形段(袋状部)10被设置在袋状板7的面对凹口板8的表面中。支杆11被容纳在袋状部10中。支杆11是与凹口板8接合以传递转矩的部件。支杆11被形成为比袋状部10的深度薄的板形。通过设置在袋状板7中的销12可摆动地附接支杆11的一端。此外，支杆11的另一端设有支杆弹簧13，其将该端朝向端部凹口板8侧按压。

同时，凹口14被设置在对应于袋状部10的位置处，并被设置在凹口板8的面对袋状板7的表面中。凹口14是凹形段，该凹形段在凹口板8的厚度方向上凹进且支杆11的尖端进入该凹形段中。

布置在袋状板7和凹口板8之间的选择器板9设有打开或关闭袋状部10的开口的通孔15。该通孔15被设置成与袋状部10的开口形状大致相同的形状。设置螺线管16作为致动器，其使该选择器板9相对于袋状板7相对地移动。另外，设置回复弹簧17以使螺线管16回复到非操作状态(OFF状态)。注意，行程传感器18检测选择器板9的位移或螺线管16的操作量，并基于检测结果，判定SOWC 6的接合状态或脱离状态。

袋状板7被联接到固定段19诸如壳体。凹口板8被联接到发动机1的输出轴4或动力分配机构3的输入轴5。图7A示出SOWC 6的脱离状态。图7B示出SOWC 6的接合状态。当螺线管16被通电并且在图7B所示的状态下操作时，选择器板9在图7A和图7B中的左方向上移动，其通孔15相对于袋状部10被移位，并且袋状部10由此被选择器板9闭合。结果，支杆11被封闭在袋状部10中，并且袋状板7和凹口板8被带入脱离状态。当从图7A所示的状态阻断螺线管16的通电，并且因而螺线管16被带入非操作状态时，选择器板9通过回复弹簧17在图7A和图7B中的右方向上移动，并且其贯通孔15大致对应于袋状部10。结果，支杆11的尖端被支杆弹簧13推动并突出到凹口板8侧。当凹口板8相对于袋状板7旋转到凹口14在这种状态下大致对应于袋状部10的位置时，支杆11的尖端进入凹口14。因此，当转矩在支杆11的尖端邻接凹口14的内表面的方向上作用时，支杆11的尖端邻接其内表面。因此，袋状板7和凹口板8之间的进一步的相对旋转被抑制。注意，当转矩作用的方向与上述情况相反时，支杆11的背面(图7A中的上表面)被凹口14的开口端(图7A中凹口14的左端)推动，并且从而支杆11塌陷到袋状板7侧。因此，袋状板7和凹口板8之间的相对旋转变得可能。

输出部件20，例如输出齿轮，被联接到上述动力分配机构3中的输出元件。该输出部件20被联接到将转矩传递到驱动轮21的差动机构22。然后，第二电动发电机(MG2)23被联接到从输出部件20到差动机构22的动力传递路径。第二电动发电机(MG2)23是本发明的第二马达的示例。

此外，设置驻车制动机构24，驻车制动机构24维持车辆的停车状态。这种驻车制动机构24具有与常规已知的驻车制动机构相同的构造，并且被构造成联接到驱动轮21并且使与驱动轮21共同旋转的部件例如输出部件20的旋转停止。更具体地，在车辆的停车状态下旋转应被停止的部件设有停车齿轮，并且它被构造成停车齿轮与停车锁定杆啮合。停车锁定杆被联接到换档装置25。当换档装置25选择停车位置时，停车锁定杆被构造成转动到停车齿轮侧并与停车齿轮啮合。

第二电动发电机23和上述第一电动发电机2被彼此电连接，以便经由控制器单元允许彼此之间的电力供应和接收，控制器单元包括逆变器、电池等(它们中每一个都未示出)。然后，设置电子控制单元(ECU)26，其执行发动机1的输出、起动和停止、SOWC 6的接合和脱离、每个电动发电机2、23的转矩等的控制。该ECU 26主要由微计算机构成。该ECU 26被构造成基于各种类型的输入数据、预先存储的数据等执行计算，并且将计算结果作为控制指令信号输出到发动机1、SOWC 6、每个电动发电机2、23的控制器等。在该ECU 26中输入的数据(检测信号)的示例包括车速、电池的荷电状态(SOC)、通过换档装置25选择的换档位置、加速踏板操作量、制动器信号、路面摩擦系数(路面μ)以及上坡道路和下坡道路之间的路面坡度或差异。

在上述混合动力车辆中，能够在发动机1和第二电动发电机23被用作驱动力源的混合动力行驶模式(HV模式)和车辆通过利用电池的电力驱动至少第二电动发电机23来行驶的马达行驶模式(EV模式)。可以在向前行驶的情况下和在倒退行驶的情况下选择EV模式。在倒退行驶期间，可以设定仅第二电动发电机23被用作驱动力源的单马达模式或第一和第二电动发电机2、23被用作驱动力源的双马达模式。在EV模式下向前行驶期间，车辆可以不仅通过第二电动发电机23，而且通过使用第一和第二电动发电机2、23作为驱动力源来行驶。在这种情况下，如上述JP2013-141959A中所描述的，例如，当额外设置防止或抑制发动机1的负旋转的单向离合器时，车辆在向前行驶期间也可以通过使用第一和第二电动发电机2、23行驶。可替代地，可以被构造成SOWC 6设有防止或抑制发动机1的负旋转的功能。

在HV模式下的操作状态将被描述。图8A是构成上述动力分配机构3的行星齿轮机构的共线图。在此示出的示例中，第一电动发电机2被联接到太阳齿轮S，发动机1被联接到行星架C，环齿轮R用作输出元件，并且第二电动发电机23的转矩被施加到联接到输出元件的输出部件20。由于车辆在HV模式下向前行驶，所以SOWC 6被控制成处于脱离状态，发动机1向前旋转，并且由此在向前旋转方向的转矩作用在行星架C上。在这种状态下，第一电动发电机2用作发电机，并且在负旋转方向(反向旋转方向)上生成转矩。结果，环齿轮R基于第一电动发电机2的转矩在向前旋转方向上生成驱动力。同时，由第一电动发电机2生成的电力被供应到第二电动发电机23，第二电动发电机23用作马达，并且其转矩被传递到输出部件20。换句话说，由动力分配机构3分配的发动机1的动力中的一些从动力分配机构3传递到输出部件20。发动机1的动力的其余部分通过第一电动发电机2转换为电力，然后通过第二电动发电机23重新转换为机械动力，并传递到输出部件20。

在EV模式下，电力从电池供应到第二电动发电机23，并且第二电动发电机23用作马达。当车辆向前行驶时，第二电动发电机23向前旋转。当车辆倒退行驶时，第二电动发电机23反向旋转。每个这些情况对应于所谓的单马达模式。在倒退行驶的情况下，设定双马达模式，其中除第二电动发电机23之外，第一电动发电机2也用作驱动力源。在这种情况下，SOWC 6被接合，使得通过驱动第一电动发电机2所生成的反作用力被行星架C接收。图8B中示出这样的状态。更具体地，当SOWC 6被带入接合状态中时，发动机1的输出轴4或联接到发动机1的部件在向前方向上的旋转被抑制。因此，当第一电动发电机2在向前旋转方向上旋转时，其转矩被传递到环齿轮R并且呈现为在反向旋转方向上的转矩。因此，由第一电动发电机2和第二电动发电机23中的每一个生成的在倒退行驶方向上的转矩被传递到输出部件20，并且混合动力车辆可以通过由这两个电动发电机2、23产生的大的转矩倒退行驶。

上述SOWC 6用于抑制发动机1的输出轴4、与其联接的输入轴5或上述行星架C在向前方向上的旋转。因此，存在如下可能性，即由于混合动力车辆的行驶状态的变化，过大的转矩至少暂时施加到这些部件中的任一部件。鉴于此，根据本发明的控制装置根据混合动力车辆的行驶状态控制SOWC 6，这将在下面进行描述，并且也选择行驶模式。图1是用于示出这种控制的示例的流程图，并且当混合动力车辆在EV模式下行驶时，以规定的短时间间隔重复执行该控制。首先，判断倒退行驶状态(Rev)是否被选择或倒退行驶状态是否已被选择(步骤S1)。该判断可以基于从换档装置25输入的换档位置信号作出。因此，在本发明中的“车辆倒退行驶的情况”下，车辆可以停止(静止)或行驶。换句话说，换档位置只需要是倒车位置。如果倒退行驶状态已被选择并且因此在步骤S1中的判断是肯定的，则判断电池的荷电状态(SOC)是否超过规定的基准状态α(步骤S2)。该基准状态α对应于预定为维持电池等的耐久性的荷电状态的下限值。注意，如果在步骤S1中的判断是否定的，则过程返回。在这种情况下，例如选择与此时的车速、加速踏板操作量等对应的行驶模式。

如果在该步骤S2的判断是肯定的，则SOWC 6被接合(ON)(步骤S3)。更具体地说，执行将SOWC 6操作到图7B所示的状态中的控制，即，通过SOWC 6停止发动机1的输出轴4或动力分配机构3中的行星架C的向前旋转的控制。在此状态下，在第一电动发电机2的向前旋转方向上的转矩可以充当在环齿轮R的反向旋转方向上的转矩。因此，其中第一和第二电动发电机2、23作为马达被操作的双马达模式被设定为在倒退行驶期间的行驶模式(步骤S4)。在步骤S4中执行的控制是标记转变为ON以开始对双马达模式的控制的控制、开始对双马达模式的子例程的控制等。然后，过程返回。

同时，如果电池的荷电状态(SOC)等于或低于规定的基准状态α并且因此在步骤S2中的判断是否定的，则SOWC 6被控制处于脱离(OFF)状态下(步骤S5)。更具体地，执行在图7A中所示的状态下操作SOWC 6的控制。即，控制被执行使得发动机1的输出轴4或动力分配机构3中的行星架C可在向前方向或反向方向上旋转。在这种情况下，在EV行驶模式下仅第二电动发电机23用作马达并且车辆通过其动力行驶的单马达模式被设定(步骤S6)。在该步骤S6执行的控制是其中标记转变为ON以开始对单马达模式的控制的控制、开始单马达模式的子例程的控制等。然后，过程返回。

如上所述，通过根据本发明的控制装置，SOWC 6仅在倒退行驶期间被接合，SOWC 6是抑制发动机1的输出轴4、与其联接的输入轴5或行星架C的向前旋转的接合机构。因此，可以设定双马达模式，其中第一电动发电机2和第二电动发电机23作为马达操作，并且因此可以在倒退行驶期间获得大的驱动力。同时，在车辆仅通过使用第二电动发电机23作为驱动力源向前行驶的EV行驶模式的情况下，作为本发明的接合机构的示例的SOWC 6被脱离。因此，即使当动力分配机构3接收来自驱动轮21侧的大的转矩时，行星架C、输入轴5或发动机1的输出轴4也可旋转。因此，在很可能生成大的转矩的向前行驶期间，可以预先防止或抑制过大的转矩作用在这些部件中的任何一个或SOWC 6中上。

当混合动力车辆倒退行驶时，根据本发明的控制装置基本上使SOWC 6接合，并选择双马达模式。然而，根据本发明的控制装置可以被构造成当规定条件不被满足时将SOWC 6控制成脱离状态。图2是用于图示这种控制的示例的流程图。在控制系统为ON，即混合动力车辆的电源开关为ON等的情况下，该图中所示的例程以短的时间间隔被重复执行。

首先，即使在车速为零的状态下也判断车辆是否倒退行驶(Rev)或换档位置是否处于倒挡(R)(步骤S11)。在图2中所示的例程用于在倒退行驶期间选择驱动模式。因此，如果未设定或选择倒退行驶状态，并因此在步骤S11中的判断是否定的，则不执行特定的控制，并且程序返回。与此相反，如果在步骤S11中的判断是肯定的，则判断荷电状态是否超过规定值β(步骤S12)。此规定值β是被限定为电池的荷电状态的容许下限值的设计值。因此，当荷电状态等于或低于该规定值β时，这种情况可以认为是，每个电动发电机2、23不生成期望量的转矩，或者由于在双马达模式下的行驶使得荷电状态突然降低并且电池的耐久性从而劣化。

鉴于上述情况，如果在步骤S12中的判断是否定的，即，如果荷电状态等于或低于规定值β，上述SOWC 6被控制在脱离状态下(OFF)(步骤S13)。换句话说，发动机1的输出轴4、与其联接的输入轴5等的向前旋转被允许。然后，已停止的发动机1被起动(步骤S14)。该起动控制可以是常规已知的控制。例如，可以通过将第一电动发电机2作为马达操作并且由此通过第一电动发电机2的转矩引起发动机1的电起动(起动)来执行该控制。当设置起动器时，起动器可以引起发动机1的电起动(起动)。

然后，在完成发动机1的起动后，发动机1被用于驱动第一电动发电机2作为发电机，并通过第一电动发电机2生成电力。该电力被用于操作第二电动发电机23作为马达并引起倒退(Rev)行驶(步骤S15)。然后，过程返回。

同时，如果在步骤S12中的判断是肯定的，即，如果荷电状态超过规定值β，则判断车速V是否低于基准车速V₀(步骤S16)。如果在SOWC 6被控制处于接合状态的状态下车辆在波状道路上行驶，则存在可能性，即大的转矩从驱动轮21输入并作用在SOWC 6上。波状道路是在其上凹陷和凸起重复形成的路面。当混合动力车辆HV在波状道路上行驶时，从路面施加到驱动轮21的行驶阻力重复变化，并且这种变化的频率对应于路面的颠簸程度。相反，从发动机1到第一电动发电机2的混合动力车辆HV的动力传递系统构成振动系统，并具有规定的共振频率。因此，当混合动力车辆HV以规定车速在波状道路上行驶时，在动力传递系统中可能发生共振。这样的车速是在共振车速范围内的车速。当这样的共振发生时，振动造成的大的转矩可通过发动机1的输出轴4、与其联接的输入轴5等作用在SOWC 6上。在上述步骤S16中，判断车辆是否以导致这种情况的车速行驶。基准车速V₀优选地是共振车速范围内的最低车速，并且当共振车速范围例如是30km/h至40km/h时是30km/h。

如果在步骤S16中的判断是否定的，则存在高的可能性，即车速V已经落在共振车速范围内或落在共振车速范围内。因此，为了避免大的转矩作用在输入轴5、输出轴4、SOWC 6等上，SOWC 6被控制在脱离(OFF)状态下(步骤S17)。因此，步骤S16是判断大的转矩作用在发动机1的输出轴4、与其联接的输入轴5、SOWC 6等上的条件的建立的控制步骤之一。如果SOWC 6被脱离，则仅第二电动发电机23作为驱动力源被操作，并且车辆通过使用该驱动力倒退行驶(步骤S18)。换句话说，单马达倒退模式被设定。

如果车速V是低于基准车速V₀的车速，并且从而在步骤S16中的判断是肯定的，则判断在车辆在其上行驶的路面是否为摩擦系数(μ)较高的高μ道路(步骤S19)。是否是高μ道路的判断可以通过常规已知的各种方法作出。例如，当通过使用车体的减速度(减速度G)以及基于车体速度和车轮速度获得的轮胎滑移率来估计路面摩擦系数，并且路面摩擦系数等于或高于预定的规定值时，路面可以被判断为高μ道路。此外，当通过导航系统获得积雪道路信息时，路面可以被判断为低μ道路(不是高μ道路)。因此，步骤S19可以是如下判断步骤，其中判断所估计的路面摩擦系数是否至少等于预定的规定值，或其中判断由导航系统获得的路面信息诸如积雪道路信息是否存在。如果在步骤S19中判断是否定的，即，如果判断车辆在其上行驶的路面不是高μ道路，则过程前进到步骤S17到步骤S18。换句话说，SOWC 6被脱离，并且单马达倒退模式被设定。如果路面摩擦系数低于估计值，则可以认为驾驶员突然压下制动踏板(未示出)。制动踏板的突然压下导致与驱动轮21突然接收负转矩的状态相同的状态，并且因此大的反向转矩作用在动力分配机构3上。如果行星架C、与其一体的输入轴5、发动机1的输出轴4等的旋转在该状态下停止，则过大的转矩作用在这些部件中的任一部件上，例如，SOWC 6上。为了预先消除这样的情况，如果在步骤S19中的判断是否定的，则SOWC 6被带入脱离状态。因此，步骤S19是判断过大的转矩作用在发动机1的输出轴4、与其联接的输入轴5等上的条件的建立的控制步骤之一。

如果在步骤S19中的判断是肯定的，则判断加速器是否为ON(步骤S20)。反过来，在该步骤S20中，判断驾驶员是否将执行制动操作。如果驾驶员执行制动操作，则取决于操作的方式或操作的量可能导致突然制动，并可能进一步导致与上述所谓低μ道路中的制动相同的情况。结果，大的转矩可能作用在行星架C、与其联接的输入轴5等上。因此，如果在步骤S20中的判断是否定的，则过程前进到步骤S17到步骤S18，这与在步骤S19中的判断是否定的情况相同。换句话说，SOWC 6被脱离，并且单马达倒退模式被设定。因此，步骤S20是判断过大的转矩作用在发动机1的输出轴4、与其联接的输入轴5等上的条件的建立的控制步骤之一。注意到，在步骤S20中，代替判断加速器是否为ON，可以判断制动踏板是否为OFF。

如果在步骤S20中的判断是肯定的，则存在低的可能性，即过大的转矩作用在发动机1的输出轴4、与其联接的输入轴5、行星架C等上，这些中的任一个的耐久性劣化等，即使当SOWC 6被接合并且这些轴4、5中的任一个等的向前旋转在倒退行驶期间被停止也是如此。因此，SOWC 6被接合(ON)(步骤S21)。接着，第一和第二电动发电机2、23用作行驶马达，并且这些电动发电机用作驱动力源的倒退行驶状态(双马达倒退模式)被设定(步骤S22)。在该步骤S22中的控制是其中标记转变为ON以开始对双马达倒退模式的控制的控制、开始双马达倒退模式的子例程的控制等。然后，过程返回。

在此，将进一步描述作为抑制SOWC 6在倒退行驶状态中的接合并设定单马达模式的条件的车速。如果在步骤S16中判断车速V等于或高于基准车速V₀时，则SOWC 6被脱离。这意味着SOWC 6仅在车速低于基准车速V₀的倒退行驶状态下接合，并且在除上述情况之外的情况下，即当车辆以基准车速V₀或更高车速倒退行驶时或当车辆向前行驶时，SOWC 6被控制在脱离状态下。刚刚所描述的控制将被描述为关于车速的控制。即，当在倒退行驶期间接合SOWC 6时，最大车速被限制为低于基准车速V₀。在除上述以外的EV行驶模式下，最大车速被设定为比基准车速V₀高的车速。

当将根据本发明的控制装置被构造成执行图2中所示的控制时，可以通过在倒退行驶期间在规定条件下使用两个电动发电机2、23作为驱动力源来获得大的驱动力。另外，在可以在所谓的双马达模式下预测其中过大的转矩作用在其向前旋转被SOWC 6停止的部件上的预定状态发生的情况下(当在步骤S16、S19、S20中每一个的判断都是否定的时)，SOWC 6被脱离，并且上述部件的向前旋转被允许。因此，能够预先防止过大的转矩作用在这些部件上，并且因此，能够防止或抑制其耐久性的劣化等。

根据本发明的控制装置可被构造成使得仅当在倒退行驶期间要求大的驱动力时接合SOWC 6。图3中的流程图中示出这种控制的示例。这种类型的控制可以与上述图1和图2中所示的控制组合的方式执行。可替代地，这种类型的控制可以与这些控制示例独立且单独地执行。在控制系统为ON时，诸如当混合动力车辆的电源开关为ON时，将在本文中描述的例程以规定的短时间间隔重复执行。首先，判断车辆是否倒退(Rev)行驶或换档位置是在在倒挡(R)(步骤S31)。这是与上述图2中所示的步骤S11相同的判断步骤。如果该步骤S31中的判断是否定的，则不执行特定的控制，并且该过程终止。另一方面，如果选择倒退行驶状态并且因此在步骤S31中的判断是肯定的，则判断要求驱动力Fr是否大于预定的基准驱动力F₀(步骤S32)。该基准驱动力F₀是等于或略小于可以由第二电动发电机23输出的驱动力的上限值的驱动力，并且可以在设计上适当地确定。其中要求驱动力Fr变得大于基准驱动力F₀的示例包括车辆在上坡道路上倒退行驶的情况和车辆驶过路面上的台阶的情况。因此，在步骤S32中的判断可以基于加速踏板操作量、节气门开度、加速度传感器的检测值、第二电动发电机23的电流值、转矩指令值和加速度等之间的关系等作出。

如果在该步骤S32中的判断是肯定的，则SOWC 6被接合(ON)(步骤S33)。另外，第一和第二电动发电机2、23用作马达，并且这些电动发电机被用作驱动力源的倒退行驶状态(双马达倒退模式)被设定(步骤S34)。在该步骤S34中的控制是其中标记转变为ON以开始对双马达倒退模式的控制、开始双马达倒退模式的子例程的控制等。然后，过程返回。这些类型的控制与图2中所示的步骤S21和步骤S22中的那些上述控制相同的控制。同时，如果在步骤S32中的判断是否定的，则SOWC 6被控制在脱离(OFF)状态(步骤S35)。另外，仅第二电动发电机23被操作为驱动力源的单马达倒退模式被设定(步骤S36)。在该步骤S36中的控制是其中标记转变为ON以开始对单马达倒退行驶的控制的控制、开始单马达倒退行驶的子例程的控制等。这些类型的控制是与图2中所示的步骤S17和步骤S18中的那些上述控制相同的控制。

因此，在构造成执行图3所示的控制的情况下，仅当倒退行驶期间要求大的驱动力时接合SOWC 6并且设定双马达模式。因此，存在较小的机会，即发动机1的输出轴4、动力分配机构3的输入轴5、行星架C等的向前旋转被抑制。当转矩的量由于突然制动等而突然变化时，存在高的可能性，即SOWC 6被脱离。因此，能够预先避免或抑制过大的转矩作用在SOWC 6或其向前旋转被SOWC 6停止的部件上。

顺便提及，上述SOWC 6是所谓的啮合型的单向离合器。与转矩的量对应的摩擦力在其啮合部分，即，支杆11的尖端和凹口14之间的接触部分中生成。刚刚所述的转矩是由第一电动发电机2生成的在向前旋转方向上的转矩。因此，当估计或判断大的载荷作用在SOWC 6上时，并且当SOWC 6从接合状态切换至脱离状态时，优选的是降低作用在SOWC 6上的转矩以平稳或立即地使SOWC 6脱离。

这种控制的示例被示出为图4中的流程图。这种类型的控制可以与图1至图3中所示的上述控制示例组合的方式执行。可替代地，这种类型的控制可以独立地与这些控制示例单独地执行，或者可以通过以其更换图2或图3中所示的控制来执行。在控制系统为ON时，诸如当混合动力车辆的电源开关为ON时在本文中示出的例程以规定的短时间间隔重复执行。首先，判断两个电动发电机2、23用作马达的倒退行驶状态，即，双马达倒退模式是否已被设定(步骤S41)。这可以基于来自控制器单元的用于上述控制器的控制指令信号的内容或用于电动发电机2、23的控制指令信号的内容判断。如果在该步骤S41中的判断是否定的，则不执行特定的控制，并且过程返回。相反，如果在步骤S41中的判断是肯定的，则判断使得SOWC 6脱离的要求是否存在(步骤S42)。如上所述，在根据本发明的控制装置中，当存在如下可能性，即在SOWC 6被接合并且车辆倒退行驶的状态下过大的转矩作用在SOWC 6上时，使得SOWC 6脱离。因此，在步骤S42，可以对这样的可能性是否存在作出判断。可替代地，可以对荷电状态是否被减小作出判断。

如果在步骤S42中的判断是否定的，则不执行特定的控制，并且过程返回。相反，如果在步骤S42中的判断是肯定的，则生成在向前旋转方向上用于倒退行驶的转矩的第一电动发电机2的转矩被减少(步骤S43)。转矩的减少不仅包括用于倒退行驶的转矩减少，还包括在反向旋转方向上的转矩的增加。当生成在反向旋转方向上的转矩时，转矩被限制为防止发动机1的反向旋转的转矩。通过这样的控制，作用在SOWC 6上的转矩减少，并且凹口14的内表面和支杆11之间的上述摩擦力减少。因此，当上述选择器板9在图7B中的左方向上移动时，支杆11被平稳地从凹口14移走，并且由此SOWC 6能够切换到脱离状态。因此，在步骤S43之后，执行将SOWC 6切换到脱离(OFF)状态的控制(步骤S44)，并且仅第二电动发电机23被用作用于倒退行驶的驱动力源的单马达倒退模式被设定(步骤S45)。在该步骤S45中的控制是其中标记转变为ON以开始对单马达倒退模式进行控制的控制、开始单马达倒退模式的子例程的控制等。

如果被构造成执行在图4中示出的上述的控制，则SOWC 6可以平稳地或立即从接合状态切换至脱离状态。因此，可以避免或抑制过大的转矩作用在SOWC 6或由于延迟脱离从而作用在其向前旋转被SOWC 6抑制的部件上的情况或冲击发生的情况。这样的操作和效果可以通过适当地切换SOWC 6的接合状态和脱离状态来获得。

同时，当SOWC 6被接合时，优选地执行与混合动力车辆的状态对应的接合控制。这种接合控制的示例将被进行描述。图5是在车辆被停驻在上坡或下坡道路上的状态下接合SOWC 6的情况的示例的流程图。这种类型的控制可以与图1至图4中所示的上述控制示例组合的方式执行。可替代地，这种类型的控制可以与这些控制示例单独地执行，或者可以以其更换图2或图4中所示的控制来执行。在图5所示的控制示例中，在混合动力车辆停止的状态下获得来自加速度传感器(G传感器)的信息(步骤S51)。在混合动力车辆停驻在坡道上的状态下，生成与倾斜角对应的向前/反向加速度，并且这被包含在加速度传感器的信息中。因此，能够基于加速度传感器的信息对坡道作出判断。注意，可以基于紧接混合动力车辆停止之前的制动力和向前/反向加速度之间的关系等对坡道作出判断。

接着，基于G传感器的值Gs判断坡道是否是下坡道路(步骤S52)。例如，判断G传感器的值Gs是否大于预定的基准值G₀。如果混合动力车辆停驻在下坡上，则由于重力加速度而检测与向下坡度对应的加速度Gs。相反，如果混合动力车辆停在上坡上，则检测与向上坡度对应的加速度Gs。注意，当使用从固定电极和移动电极之间的相对距离上的变化检测加速度的半导体G传感器时，在停车期间对应于向下坡度的加速度与在平坦道路上行驶期间的减速度对应。此外，在停车期间对应于向上坡度的加速度与在平坦道路上行驶期间的加速度对应。用于判断加速度是否高于或低于平坦道路上的减速度的值被预先以所使用的基准值G₀设定。因此，当G传感器的值Gs超过基准值时，可以判断车辆停驻在其上的路面是下坡。注意，在步骤S52中，向下倾斜角可以使用常规已知的方法基于G传感器的值Gs计算，并可以判断向下倾斜角是否大于预定的规定值。如果在步骤S52中的判断是否定的，则车辆停驻在其上的路面是平坦道路、上坡或具有小坡度的下坡。在这种情况下，SOWC 6的脱离状态被维持(步骤S53)。然后，过程返回。

与此相反，如果车辆停驻在其上的路面是下坡道路，G传感器的值Gs大于基准值G₀，并且由此在步骤S52中的判断是肯定的，则判断换档位置是否从停车(P)切换到倒挡(R)(步骤S54)。该判断可以基于来自换档装置25的上述换档位置信号作出。如果在该步骤S54中的判断是否定的，则没有特定的必要来停止发动机1的输出轴4、动力分配机构3的输入轴5等的向前旋转。因此，过程前进到步骤S53，SOWC 6的脱离状态被维持，并且过程返回。相反，如果换档位置从停车位置切换到倒车位置，并且由此在步骤S54中判断是肯定的，则判断自换档位置被切换的时刻开始是否已经过规定的时间段(步骤S55)。该控制被执行以松弛转矩对SOWC 6的作用，当车辆在向前行驶方向上移动一个与驻车制动机构24到脱离状态的切换相结合地、与在动力传递系统中不可避免地存在的齿隙(间隙)对应的距离时生成该转矩，然后齿隙被取消以使车辆停止。因此，可以考虑旋转部件中的任一个通过该转矩而旋转所需的时间、将转矩引起的振动处理到一定程度所需的时间等预先限定该规定时间段。

如果在该步骤S55中的判断是肯定的，则SOWC 6被接合(步骤S56)，并且过程返回。这是因为上述齿隙在已经经过规定时间段的时刻被取消，并且车轮的制动器或换档机构接收载荷以使车辆停止。因此，即使当SOWC 6在该状态下接合时，大的负荷也不作用在SOWC 6上。相反，如果在步骤S55中的判断是否定的，则过程前进到步骤S53，SOWC 6的脱离状态被维持，并且过程返回。因此，能够防止由移动与齿隙对应的该距离引起的过大的转矩作用在SOWC 6上。这种操作和效果可通过适当地切换SOWC 6的接合状态和脱离状态获得。

在上述的示例中，其中过大的转矩作用在SOWC 6或其向前旋转通过SOWC 6被停止的部件上并且其已被提出的状态包括：在倒退行驶期间车速V超过基准车速V₀的状态，车辆在其上行驶的道路是具有小的路面摩擦系数μ的所谓的低μ道路的状态，加速踏板未被压下并且因此加速器为OFF的状态，或制动踏板被压下并且因而制动器为ON的状态。本发明不限制于示例。作为过大的转矩作用在SOWC 6或向前旋转通过SOWC 6被停止的部件上的状态，可以视需要设定各种状态。此外，本发明中的接合机构并不限制于上述SOWC 6，但也可以是在向前旋转方向或反向旋转方向上选择性地接合的所谓的双向离合器，或者在向前方向和反向方向两者上传递转矩的摩擦离合器或啮合离合器。此外，本发明中的接合机构可以是由这些接合机构中的任一个构成以使旋转停止的制动器。

Claims (11)

1.一种用于混合动力车辆的控制装置，所述混合动力车辆包括：

发动机，

第一马达，

输出部件，

差动机构，所述发动机、所述第一马达和所述输出部件经由所述差动机构被联接起来，

第二马达，所述第二马达被构造成将转矩施加到所述输出部件，和

接合机构，所述接合机构被构造成使所述发动机的输出轴的旋转停止，或者使被联接到所述发动机的输出轴的规定旋转部件的旋转停止，所述控制装置包括：

电子控制单元，所述电子控制单元被构造成：

(i)当所述混合动力车辆通过所述第二马达的驱动力或所述第一马达和所述第二马达的驱动力倒退行驶时，使所述接合机构接合，并且

(ii)当所述混合动力车辆通过所述第二马达的驱动力或所述第一马达和所述第二马达的驱动力向前行驶时，使所述接合机构脱离。

2.根据权利要求1所述的控制装置，其中：

所述电子控制单元被构造成当在倒退行驶状态中使所述接合机构接合时，操作作为用于倒退行驶的驱动力源的所述第一马达和所述第二马达。

3.根据权利要求1或2所述的控制装置，其中：

所述混合动力车辆包括驻车制动机构和驱动轮或被构造成将转矩传递到所述驱动轮的部件，所述驻车制动机构被构造成在所述车辆的停止状态下使所述驱动轮的旋转停止或者使所述部件的旋转停止，并且

所述电子控制单元被构造成当在所述驻车制动机构被操作并且所述车辆被停驻在下坡上的状态下选择所述倒退行驶状态时，在从选择所述倒退行驶状态时起已经过预定的规定时间段后，使所述接合机构接合。

4.根据权利要求1或3中的任一项所述的控制装置，其中：

所述电子控制单元被构造成当所述电子控制单元预测在所述倒退行驶状态下在所述接合机构中或者在所述倒退行驶状态下在所述规定旋转部件中生成过大转矩时，使所述接合机构脱离，其中，所述规定旋转部件的旋转通过所述接合机构受到抑制。

5.根据权利要求1或4中的任一项所述的控制装置，其中：

所述电子控制单元被构造成：

(i)当针对所述倒退行驶要求的驱动力等于或高于预定基准驱动力时，使所述接合机构接合并且通过所述第一马达和所述第二马达生成驱动力，并且

(ii)当针对所述倒退行驶要求的驱动力低于所述预定基准驱动力时，使所述接合机构脱离并且通过所述第二马达生成驱动力。

6.一种混合动力车辆，包括：

发动机；

第一马达；

输出部件；

差动机构，所述发动机、所述第一马达和所述输出部件经由所述差动机构被联接起来；

第二马达，所述第二马达被构造成将转矩施加到所述输出部件；

接合机构，所述接合机构被构造成使所述发动机的输出轴的旋转停止，或者使被联接到所述发动机的输出轴的规定旋转部件的旋转停止；和

电子控制单元，所述电子控制单元被构造成：

(i)当所述混合动力车辆通过所述第二马达的驱动力或所述第一马达和所述第二马达的驱动力倒退行驶时，使所述接合机构接合，并且

(ii)当所述混合动力车辆通过所述第二马达的驱动力或所述第一马达和所述第二马达的驱动力向前行驶时，使所述接合机构脱离。

7.根据权利要求6所述的混合动力车辆，其中：

所述电子控制单元被构造成当在倒退行驶状态下使所述接合机构接合时，操作作为用于倒退行驶的驱动力源的所述第一马达和所述第二马达。

8.根据权利要求6或7所述的混合动力车辆，其中：

所述接合机构是可选择单向离合器，所述可选择单向离合器被构造成在接合状态和脱离状态之间进行选择，所述接合状态是在所述发动机的旋转方向上的所述发动机的旋转被停止并且在与所述发动机的所述旋转方向相反的方向上的所述发动机的旋转被允许的状态，并且所述脱离状态是在所述发动机的所述旋转方向上的所述发动机的旋转和在与所述发动机的所述旋转方向相反的方向上的所述发动机的旋转被允许的状态。

9.根据权利要求6至8中的任一项所述的混合动力车辆，其中：

所述混合动力车辆包括驻车制动机构和驱动轮或被构造成将转矩传递到所述驱动轮的部件，所述驻车制动机构被构造成在所述车辆的停止状态下使所述驱动轮的旋转停止或者在所述车辆的停止状态下使所述部件的旋转停止，并且

所述电子控制单元被构造成当在所述驻车制动机构被操作并且所述车辆被停驻在下坡上的状态下选择倒退行驶状态时，在从选择所述倒退行驶状态时起已经过预定的规定时间段之后，使所述接合机构接合。

10.根据权利要求6至9中的任一项所述的混合动力车辆，其中：

所述电子控制单元被构造成当所述电子控制单元预测在倒退行驶状态下在所述接合机构中或者在所述倒退行驶状态下在所述规定旋转部件中生成过大转矩时，使所述接合机构脱离，其中，所述规定旋转部件的旋转通过所述接合机构受到抑制。

11.根据权利要求6至10中的任一项所述的混合动力车辆，其中：

所述电子控制单元被构造成：

(i)当针对倒退行驶要求的驱动力等于或高于预定基准驱动力时，使所述接合机构接合并且通过所述第一马达和所述第二马达生成驱动力，并且

(ii)当针对所述倒退行驶要求的驱动力低于所述预定基准驱动力时，使所述接合机构脱离并且通过所述第二马达生成驱动力。