CN106183776A - 混合动力车辆 - Google Patents

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rotating
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铃木晴久
河本笃志
今村达也
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16H3/00—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
    • F16H3/44—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion
    • F16H3/72—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion with a secondary drive, e.g. regulating motor, in order to vary speed continuously
    • F16H3/727—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion with a secondary drive, e.g. regulating motor, in order to vary speed continuously with at least two dynamo electric machines for creating an electric power path inside the gearing, e.g. using generator and motor for a variable power torque path
    • F16H3/728—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion with a secondary drive, e.g. regulating motor, in order to vary speed continuously with at least two dynamo electric machines for creating an electric power path inside the gearing, e.g. using generator and motor for a variable power torque path with means to change ratio in the mechanical gearing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2520/00—Input parameters relating to overall vehicle dynamics
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2540/00—Input parameters relating to occupants
    • B60W2540/10—Accelerator pedal position
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2710/00—Output or target parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2710/06—Combustion engines, Gas turbines
    • B60W2710/0666—Engine torque
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2710/00—Output or target parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2710/08—Electric propulsion units
    • B60W2710/083—Torque
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H37/00—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00
    • F16H37/02—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings
    • F16H37/06—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts
    • F16H37/08—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts with differential gearing
    • F16H37/0833—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts with differential gearing with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts, i.e. with two or more internal power paths
    • F16H37/084—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts with differential gearing with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts, i.e. with two or more internal power paths at least one power path being a continuously variable transmission, i.e. CVT
    • F16H2037/0866—Power split variators with distributing differentials, with the output of the CVT connected or connectable to the output shaft
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16H37/08—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts with differential gearing
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Abstract

本发明涉及一种混合动力车辆，其控制装置执行包括如下步骤的控制处理，所述步骤为，在串联并联(Lo)模式时且存在向并联(Hi)模式的切换要求(在S10中为是)的情况下，在当前变速比与Lo旋转同步变速比相比而靠增速侧时(在S11中为是)，经由非同步切换的串联模式而将行驶模式切换为并联(Hi)的步骤(S12)、以及在当前变速比与Lo旋转同步变速比相比而靠减速侧时(在S11中为否)，经由同步切换的串联模式而将行驶模式切换为并联(Hi)的步骤(S13)。

Description

混合动力车辆
技术领域
本发明涉及一种混合动力车辆，尤其涉及一种包括第一旋转电机以及第二旋转电机和变速部的混合动力车辆。
背景技术
在混合动力车辆中，已知一种具有如下结构的混合动力车辆，即，除了具备发动机、两个旋转电机和动力分配机构以外，在发动机与动力分配机构之间还具有变速部。
发明内容
国际公开第2013/114594中所公开的车辆采用了串联并联混合动力方式。在串联并联混合动力方式的车辆中，将发动机的动力向第一电动发电机(第一MG)传递并用于发电，另一方面，也将发动机的动力的一部分通过动力分配机构而向驱动轮传递。
在混合动力车辆中，还已知一种实施如下的串联行驶的结构(串联混合动力方式)，所述串联行驶为，通过发动机的动力而实施发电，并利用所发出的电力而使电机驱动。在该串联混合动力方式中，发动机的动力不会向驱动轮传递。
上述文献中所公开的车辆成为如下的结构，即，由于发动机的动力向第一电动发电机(第一MG)传递时通过动力分配机构而也向驱动轮传递，因此无法实施串联行驶。
在串联并联混合动力方式中，在低车速时等的情况下，由于发动机的转矩变动而有可能会使被设置在发动机与驱动轮之间的驱动装置中的齿轮机构中产生齿轮撞击声，从而需要以避免产生该齿轮撞击声的方式来选择发动机的工作点，由此也存在使其在从耗油率的角度来看并不是最佳的工作点进行工作的情况，从而在改善耗油率的方面还存在余地。
另一方面，在串联方式中，由于发动机与被设置在驱动装置中的齿轮机构完全断开，因此也可以不用过多考虑这种齿轮撞击声。但是，由于在将发动机的转矩暂时全部转换为电力之后通过电机而再次转换回驱动轮的转矩，因此在发动机的运转效率较好的速度区域中，与串联并联混合动力方式相比耗油率较差。
这样，由于与串联混合动力方式相比串联并联混合动力方式一方也具有优点，因此，如果能够以根据车辆的情况而对串联行驶与串联并联行驶进行选择的方式来构成，则较为理想。
然而，在使用离合器等卡合元件来切换串联行驶和串联并联行驶的情况下，在行驶模式的切换时有时除了离合器的卡合控制还要执行变速部的变速控制。以此方式，当在实施行驶模式的切换的同时所控制的控制对象增加时，存在行驶模式的切换控制复杂化的情况。
本发明的目的在于，提供一种恰当地执行行驶模式的切换时的离合器的卡合控制和变速部的变速控制的混合动力车辆。
本发明的某一方面所涉及的混合动力车辆具备：内燃机；第一旋转电机；第二旋转电机，其被设置成能够向驱动轮输出动力；变速部，其具有被输入来自内燃机的动力的输入元件以及将被输入至输入元件的动力输出的输出元件，该变速部被构成为，能够切换为在输入元件与输出元件之间以低速级与高速级中的任意一方的变速级来传递动力的非空档状态、和在输入元件与输出元件之间不传递动力的空档状态；差动部，其具有与第一旋转电机连接的第一旋转元件、与第二旋转电机以及驱动轮连接的第二旋转元件、以及与输出元件连接的第三旋转元件，该差动部被构成为，当第一旋转元件至第三旋转元件中的任意两个元件的转速被确定时，剩余的一个元件的转速被确定。混合动力车辆被构成为，能够通过第一路径和第二路径中的至少任意一方的路径来进行内燃机的动力传递，其中，所述第一路径为从内燃机经由变速部以及差动部而向第一旋转电机传递动力的路径，所述第二路径为与第一路径不同的、从内燃机向第一旋转电机传递动力的路径。混合动力车辆具备离合器，所述离合器被设置在第二路径上，且该离合器能够切换为实施从内燃机向第一旋转电机的动力传递的卡合状态、和截断从内燃机向第一旋转电机的动力传递的释放状态。混合动力车辆的行驶模式包括串联并联行驶模式、并联行驶模式以及串联行驶模式，所述串联并联行驶模式为，将离合器设为释放状态并且将变速部设为非空档状态的模式；所述并联行驶模式为，将离合器设为卡合状态并且将变速部设为非空档状态的模式；所述串联行驶模式为，将离合器设为卡合状态并且将变速部设为空档状态的模式。混合动力车辆还具备控制装置，所述控制装置在于串联并联行驶模式与并联行驶模式之间切换行驶模式、并且于低速级与高速级之间切换变速级的情况下，经由串联行驶模式来切换行驶模式以及变速级。
以此方式，通过在于串联并联行驶模式与并联行驶模式之间切换行驶模式、并且于低速级与高速级之间切换变速级的情况下，经由串联行驶模式来切换行驶模式，从而与切换行驶模式和变速级的情况相比，由于抑制了同时被控制的控制元件的增加，因此能够实现变速控制的容易化。
优选为，在从于串联并联行驶模式下形成低速级的变速级的状态起经由串联行驶模式而切换为于并联行驶模式下形成高速级的变速级的状态的情况下，而且在当前的行驶模式为串联并联行驶模式，且形成了低速级的变速级，并且当前的变速部的输入元件和差动部的第二旋转元件的转速比与于并联行驶模式下形成低速级的变速级的情况下的第一转速比相比而靠减速侧的情况下，控制装置执行在切换为串联行驶模式之前使转速比与第一转速比同步的控制、以及在切换为串联行驶模式之后使转速比与于并联行驶模式下形成高速级的变速级的情况下的第二转速比同步的控制。
以此方式，通过在切换为串联行驶模式之前使转速比与第一转速比同步的控制和在切换为串联行驶模式之后使转速比与第二转速比同步的控制，从而能够流畅地执行行驶模式以及变速级的切换。
更优选为，在从于串联并联行驶模式下形成高速级的变速级的状态起经由串联行驶模式而切换为于并联行驶模式下形成低速级的变速级的状态的情况下，而且在当前的行驶模式为串联并联行驶模式，且形成了高速级的变速级，并且当前的变速部的输入元件和差动部的第二旋转元件的转速比与于并联行驶模式下形成高速级的变速级的情况下的第一转速比相比而靠增速侧的情况下，控制装置执行在切换为串联行驶模式之前使转速比与第一转速比同步的控制、以及在切换为串联行驶模式之后使转速比与于并联行驶模式下形成低速级的变速级的情况下的第二转速比同步的控制。
以此方式，通过在切换为串联行驶模式之前使转速比与第一转速比同步的控制、和在切换为串联行驶模式之后使转速比与第二转速比同步的控制，从而能够流畅地执行行驶模式以及变速级的切换。
更优选为，在从于串联并联行驶模式形成高速级的变速级的状态起经由串联行驶模式而切换为于并联行驶模式下形成低速级的变速级的状态的情况下，而且在当前的行驶模式为串联并联行驶模式，且形成了高速级的变速级，并且当前的变速部的输入元件和差动部的第二旋转元件的转速比与于并联行驶模式下形成高速级的变速级的情况下的第一转速比相比而靠增速侧的情况下，控制装置执行在切换为串联行驶模式之前使转速比与第一转速比同步的控制、以及在切换为串联行驶模式之后使转速比与于并联行驶模式形成低速级的变速级的情况下的第二转速比同步的控制。
以此方式，通过在切换为串联行驶模式之前使转速比与第一转速比同步的控制、和在切换为串联行驶模式后使转速比与第二转速比同步的控制，从而能够流畅地执行行驶模式以及变速级的切换。
更优选为，在从于串联并联行驶模式下形成低速级的变速级的状态起经由串联行驶模式而切换为于并联行驶模式下形成高速级的变速级的状态的情况下，而且在当前的行驶模式为串联并联行驶模式，且形成了低速级的变速级，并且当前的变速部的输入元件和差动部的第二旋转元件的转速比与于并联行驶模式下形成低速级的变速级的情况下的第一转速比相比而靠增速侧的情况下，控制装置在切换为串联行驶模式之前不执行使转速比与第一转速比同步的控制的条件下，将行驶模式从串联并联行驶模式切换为串联行驶模式。
以此方式，能够抑制在行驶模式的切换时转速比的增减。因此，能够抑制车辆的操控性的恶化。
更优选为，在从于串联并联行驶模式下形成高速级的变速级的状态起经由串联行驶模式而切换为于并联行驶模式下形成低速级的变速级的状态的情况下，而且在当前的行驶模式为串联并联行驶模式，且形成了高速级的变速级，并且当前的变速部的所述输入元件和差动部的第二旋转元件的转速比与于并联行驶模式下形成高速级的变速级的情况下的第一转速比相比而靠减速侧的情况下，控制装置在切换为串联行驶模式之前不执行使转速比与所述第一转速比同步的控制的条件下，将行驶模式从串联并联行驶模式切换为串联行驶模式。
以此方式，能够抑制在行驶模式的切换时转速比的增减。因此，能够抑制车辆的操控性的恶化。
更优选为，在从于并联行驶模式下形成低速级的变速级的状态起经由串联行驶模式而切换为于串联并联行驶模式下形成高速级的变速级的状态的情况下，而且在当前的行驶模式为并联行驶模式，且形成了低速级的变速级，并且变速部的输入元件和差动部的第二旋转元件的转速比的目标值与于并联行驶模式下形成高速级的变速级的情况下的第一转速比相比而靠增速侧的情况下，控制装置执行在经由串联行驶模式的过程中使转速比与第一转速比同步的控制、以及在切换为串联并联行驶模式之后使转速比变化为目标值的控制。
以此方式，通过在经由串联行驶模式的过程中使转速比与第一转速比同步的控制、以及在切换为串联并联行驶模式之后使转速比变化为目标值的控制，从而能够流畅地执行行驶模式以及变速级的切换。
更优选为，在从于并联行驶模式下形成高速级的变速级的状态起经由串联行驶模式而切换为于串联并联行驶模式下形成低速级的变速级的状态的情况下，而且在当前的行驶模式为并联行驶模式，且形成了高速级的变速级，并且变速部的输入元件和差动部的第二旋转元件的转速比的目标值与于并联行驶模式下形成低速级的变速级的情况下的第一转速比相比而靠减速侧的情况下，控制装置执行在经由串联行驶模式的过程中使转速比与第一转速比同步的控制、以及在切换为串联并联行驶模式之后使转速比变化为目标值的控制。
以此方式，通过在经由串联行驶模式的过程中使转速比与第一转速比同步的控制、以及在切换为串联并联行驶模式之后使转速比变化为目标值的控制，从而能够流畅地执行行驶模式以及变速级的切换。
更优选为，在从于并联行驶模式下形成低速级的变速级的状态起经由串联行驶模式而切换为于串联并联行驶模式下形成高速级的变速级的状态的情况下，而且在当前的行驶模式为并联行驶模式，且形成了低速级的变速级，并且变速部的所述输入元件和差动部的第二旋转元件的转速比的目标值与并联行驶模式下形成高速级的变速级的情况下的第一转速比相比而靠减速侧的情况下，控制装置在经由串联行驶模式的过程中不执行使转速比与第一转速比同步的控制的条件下从串联行驶模式切换为串联并联行驶模式。
以此方式，能够抑制在行驶模式的切换时转速比的增减。因此，能够抑制车辆的操控性的恶化。
更优选为，在从于并联行驶模式下形成高速级的变速级的状态起经由串联行驶模式而切换为于串联并联行驶模式下形成低速级的变速级的状态的情况下，而且在当前的行驶模式为并联行驶模式，且形成了高速级的变速级，并且变速部的输入元件和差动部的第二旋转元件的转速比的目标值与于并联行驶模式下形成低速级的变速级的情况下的第一转速比相比而靠增速侧的情况下，控制装置在经由串联行驶模式的过程中不执行使转速比与第一转速比同步的控制的条件下从串联行驶模式切换为串联并联行驶模式。
以此方式，能够抑制在行驶模式的切换时转速比的增减。因此，能够抑制车辆的操控性的恶化。
本发明的上述以及其它目的、特征、情况以及优点，能够根据与附图关联而理解的本发明所涉及的以下的详细说明而明确。
附图说明
图1表示具备本发明的实施方式中的驱动装置的混合动力车辆的整体结构的图。
图2简要地表示图1中的车辆的各结构元件的动力传递路径的框图。
图3为表示图1中的车辆的控制装置100的结构的框图。
图4为表示各行驶模式、各行驶模式中的变速部40的离合器C1以及制动器B1的控制状态的图。
图5为EV单电机行驶模式中的列线图。
图6为EV双电机行驶模式中的列线图。
图7为HV行驶(串联)模式中的列线图。
图8为HV行驶(并联Lo)模式中的列线图。
图9为HV行驶(并联Hi)模式中的列线图。
图10为HV行驶(串联并联Lo)模式中的列线图。
图11为HV行驶(串联并联Hi)模式中的列线图。
图12为对混合动力车辆主要以燃料作为能源而行驶的情况下的行驶模式进行确定的模式判断映射图。
图13为对混合动力车辆主要以被充电至蓄电池中的电力作为能源而行驶的情况下的行驶模式进行确定的模式判断映射图。
图14为表示切换前的行驶模式与切换后的行驶模式的控制对象的变化的图。
图15为表示在向并联(Hi)模式切换时所执行的切换控制的处理的流程图。
图16为表示在向串联并联(Lo)模式的切换时所执行的切换控制的处理的流程图。
图17为表示在执行同步控制并且切换行驶模式的情况下的变速比的变化的图(其1)。
图18为用于对随着同步控制的执行而向并联(Hi)模式的切换时所执行的、伴随有同步控制的切换控制进行说明的时序图。
图19为表示在不执行同步控制而切换行驶模式的情况下的变速比的变化的图(其1)。
图20为用于对未伴随有同步控制而向并联(Hi)模式切换时所执行的切换控制进行说明的时序图。
图21为表示在执行同步控制并且切换行驶模式的情况下的变速比的变化的图(其2)。
图22为表示在不执行同步控制而切换行驶模式的情况下的变速比的变化的图(其2)。
图23为用于根据车辆负载而对同步控制的执行的有无进行确定的映射图。
具体实施方式
以下，参照附图，对本发明的实施方式进行说明。另外，在以下的实施方式中，对于相同或相当的部分标记相同的参照符号，并且不重复进行其说明。
混合动力车辆的整体结构
图1为表示具备本发明的实施方式中的驱动装置的混合动力车辆的整体结构的图。
参照图1，混合动力车辆1(以下，也记载为车辆1)包括：发动机10、驱动装置2、驱动轮90、控制装置100。驱动装置2包括：第一电动发电机(以下，称之为“第一MG”)20、第二电动发电机(以下，称之为“第二MG”)30、变速部40、差动部50、离合器CS、输入轴21、输出轴(副轴)70、差速器80、液压回路500。
混合动力车辆1为使用发动机10、第一MG20以及第二MG30中的至少任意一个的动力而行驶的FF(前置发动机前轮驱动)方式的混合动力车辆。混合动力车辆1也可以为能够通过外部电源而对未图示的车载蓄电池进行充电的插电式混合动力车辆。
发动机10为，例如汽油发动机或者柴油发动机等的内燃机。
第一MG20以及第二MG30为，例如具有被埋设了永久磁铁的转子的永磁同步电动机。驱动装置2为，第一MG20被设置在与发动机10的曲轴(输出轴)同轴的第一轴12上、而第二MG30被设置在与第一轴12不同的第二轴14上的多轴式的驱动装置。第一轴12以及第二轴14相互平行。
在第一轴12上还设置有变速部40、差动部50以及离合器CS。变速部40、差动部50、第一MG20以及离合器CS按照所列举的顺序而从靠近发动机10的一侧起依次排列。
第一MG20被设置成能够输入来自发动机10的动力。更加具体而言，在发动机10的曲轴上连接有驱动装置2的输入轴21。输入轴21沿着第一轴12而向远离发动机10的方向延伸。输入轴21在从发动机10延伸出的顶端处与离合器CS连接。第一MG20的旋转轴22沿着第一轴12而呈筒状地延伸。输入轴21在与离合器CS连接的近前处穿过旋转轴22的内部。输入轴21经由离合器CS而与第一MG20的旋转轴22连接。
离合器CS被设置在从发动机10向第一MG20传递动力的动力传递路径上。离合器CS为能够对输入轴21与第一MG20的旋转轴22进行连结的液压式的摩擦卡合元件。当离合器CS被设为卡合状态时，输入轴21与旋转轴22被连结，从而容许从发动机10向第一MG20进行动力传递。当离合器CS被设为释放状态时，输入轴21与旋转轴22的连结被解除，从而切断从发动机10经由离合器CS而向第一MG20的动力传递。
变速部40对来自发动机10的动力进行变速并向差动部50输出。变速部40具有：包括太阳齿轮S1、小齿轮P1、内啮合齿轮R1以及行星齿轮架CA1在内的单小齿轮式的行星齿轮机构；离合器C1；制动器B1。
太阳齿轮S1以使第一轴12成为其旋转中心的方式而设置。内啮合齿轮R1与太阳齿轮S1处于同轴上、且被设置在太阳齿轮S1的径向外侧处。小齿轮P1被配置在太阳齿轮S1以及内啮合齿轮R1之间，并与太阳齿轮S1以及内啮合齿轮R1相啮合。小齿轮P1以能够旋转的方式被行星齿轮架CA1支承。行星齿轮架CA1与输入轴21连接，并且与输入轴21一体地进行旋转。小齿轮P1被设置为，能够以第一轴12作为中心而进行旋转(公转)并且能够绕小齿轮P1的中心轴而进行旋转(自转)。
太阳齿轮S1的转速、行星齿轮架CA1的转速(即，发动机10的转速)以及内啮合齿轮R1的转速，如后文所述的图5至图11所示，成为在列线图上由直线连结的关系(即，当任意两个旋转元件的转速被确定时，剩余的一个旋转元件的转速也被确定的关系)。
在本实施方式中，行星齿轮架CA1作为输入来自发动机10的动力的输入元件而设置，内啮合齿轮R1作为将输入至行星齿轮架CA1的动力输出的输出元件而设置。通过包括太阳齿轮S1、小齿轮P1、内啮合齿轮R1以及行星齿轮架CA1在内的行星齿轮机构，从而对被输入至行星齿轮架CA1的动力进行变速并从内啮合齿轮R1输出。
离合器C1为能够对太阳齿轮S1与行星齿轮架CA1进行连结的液压式的摩擦卡合元件。当离合器C1被设为卡合状态时，太阳齿轮S1与行星齿轮架CA1被连结从而一体地进行旋转。当离合器C1被设为释放状态时，太阳齿轮S1与行星齿轮架CA1的一体旋转将被解除。
制动器B1为能够对太阳齿轮S1的旋转进行限制(锁止)的液压式的摩擦卡合元件。当制动器B1被设为卡合状态时，太阳齿轮S1被固定在驱动装置的壳体上，从而太阳齿轮S1的旋转会被限制。当制动器B1被设为释放(非卡合)状态时，太阳齿轮S1与驱动装置的壳体分离，从而容许太阳齿轮S1的旋转。
变速部40的变速比(作为输入元件的行星齿轮架CA1的转速与作为输出元件的内啮合齿轮R1的转速之比，具体而言为，行星齿轮架CA1的转速/内啮合齿轮R1的转速)，其根据离合器C1以及制动器B1的卡合以及释放的组合而被切换。当离合器C1被卡合且制动器B1被释放时，将形成变速比成为1.0(直接连结状态)的低齿轮级Lo。当离合器C1被释放且制动器B1被卡合时，将形成变速比成为小于1.0的值(例如0.7，所谓的超速状态)的高齿轮级Hi。另外，当离合器C1被卡合且制动器B1被卡合时，由于太阳齿轮S1以及行星齿轮架CA1的旋转会被限制，因此内啮合齿轮R1的旋转也会被限制。
变速部40被构成为，能够切换为传递动力的非空档状态与不传递动力的空档状态。在本实施方式中，上述的直接连结状态以及超速状态对应于非空档状态。另一方面，当离合器C1以及制动器B1均被释放时，成为行星齿轮架CA1能够以第一轴12为中心而进行空转的状态。由此，可获得从发动机10被传递至行星齿轮架CA1的动力不会从行星齿轮架CA1向内啮合齿轮R1进行传递的空档状态。
差动部50具有包括太阳齿轮S2、小齿轮P2、内啮合齿轮R2以及行星齿轮架CA2在内的单小齿轮式的行星齿轮机构；以及副轴驱动齿轮51。
太阳齿轮S2以使第一轴12成为其旋转中心的方式而设置。内啮合齿轮R2与太阳齿轮S2处于同轴上、且被设置在太阳齿轮S2的径向外侧处。小齿轮P2被配置在太阳齿轮S2与内啮合齿轮R2之间，并与太阳齿轮S2以及内啮合齿轮R2相啮合。小齿轮P2以能够旋转的方式被行星齿轮架CA2支承。行星齿轮架CA2与变速部40的内啮合齿轮R1连接，并与内啮合齿轮R1一体地进行旋转。小齿轮P2被设置为能够以第一轴12为中心而进行旋转(公转)、且能够绕小齿轮P2的中心轴而进行旋转(自转)。
在太阳齿轮S2上连接有第一MG20的旋转轴22。第一MG20的旋转轴22与太阳齿轮S2一体地进行旋转。在内啮合齿轮R2上连接有副轴驱动齿轮51。副轴驱动齿轮51为与内啮合齿轮R2一体地进行旋转的差动部50的输出齿轮。
太阳齿轮S2的转速(即，第一MG20的转速)、行星齿轮架CA2的转速以及内啮合齿轮R2的转速如后文所述的图5至图11所示，成为在列线图上以直线而连结的关系(即，当任意两个旋转元件的转速确定时，剩余的一个旋转元件的转速也被确定的关系)。因此，在行星齿轮架CA2的转速为预定值的情况下，通过对第一MG20的转速进行调节，从而能够无级地对内啮合齿轮R2的转速进行切换。
另外，在本实施方式中，对差动部50由行星齿轮机构构成的情况进行了说明。但是，差动部50并不限定于此，只需以当三个旋转元件之中的任意两个旋转元件的转速确定时，剩余的一个旋转元件的转速也被确定的方式而构成即可，例如，也可以由差速器构成。
输出轴(副轴)70以与第一轴12以及第二轴14平行的方式而延伸。输出轴(副轴)70被配置为与第一MG20的旋转轴22以及第二MG30的旋转轴31平行。在输出轴(副轴)70上设置有从动齿轮71以及驱动齿轮72。从动齿轮71与差动部50的副轴驱动齿轮51啮合。即，发动机10以及第一MG20的动力经由差动部50的副轴驱动齿轮51而向输出轴(副轴)70传递。
另外，变速部40以及差动部50在从发动机10至输出轴(副轴)70的动力传递路径上被串联连接。因此，来自发动机10的动力在于变速部40以及差动部50中被实施了变速之后，向输出轴(副轴)70传递。
从动齿轮71与被连接于第二MG30的旋转轴31上的减速齿轮32相啮合。即，第二MG30的动力经由减速齿轮32而向输出轴(副轴)70进行传递。
驱动齿轮72与差速器80的差速器环形齿轮81相啮合。差速器80经由左右驱动轴82而分别与左右驱动轮90连接。即，输出轴(副轴)70的旋转经由差速器80而向左右驱动轴82传递。
通过采用设置有离合器CS的上述那样的结构，从而混合动力车辆1能够以串联并联模式进行工作，并且还能够以串联模式进行工作。关于这一点，使用图2的示意图而对在各个模式下来自发动机的动力如何传递进行说明。
图2为简略地表示图1中的车辆的各结构元件的动力传递路径的框图。参照图2，车辆1具备发动机10、第一MG20、第二MG30、变速部40、差动部50、蓄电池60、离合器CS。
第二MG30被设置为，能够向驱动轮90输出动力。变速部40具有：输入来自发动机10的动力的输入元件、和将被输入至输入元件的动力输出的输出元件。变速部40被构成为，能够切换为在该输入元件与输出元件之间传递动力的非空档状态、和在输入元件与输出元件之间不传递动力的空档状态。
蓄电池60在电动机驱动时向第一MG20以及第二MG30供给电力，并且对由第一MG20以及第二MG30在再生时进行发电而产生的电力进行存储。
差动部50具有被连接于第一MG20的第一旋转元件、被连接于第二MG30以及驱动轮90的第二旋转元件、被连接于变速部40的输出元件的第三旋转元件。差动部50被构成为，例如如行星齿轮机构等那样，当第一至第三旋转元件中的任意两个旋转元件的转速确定时，剩余的一个旋转元件的转速也被确定。
混合动力车辆1被构成为，能够通过传递动力的两个路径K1、K2中的至少任意一个路径而从发动机10向第一MG20传递动力。路径K1为，从发动机10经由变速部40以及差动部50而向第一MG20传递动力的路径。路径K2为，与路径K1不同的、从发动机10向第一MG20传递动力的路径。离合器CS被设置在路径K2上，并能够切换为从发动机10向第一MG20传递动力的卡合状态、与将从发动机10向第一MG20的动力传递切断的释放状态。
在使发动机运转的HV行驶模式下，当将离合器C1或者制动器B1中的任意一方设为卡合状态而将另一方设为释放状态，从而将变速部40控制为非空档状态时，通过路径K1而使动力从发动机10向第一MG20传递。与此同时，当将CS离合器设为释放状态，并将路径K2切断时，车辆能够以串联并联模式进行动作。
另一方面，在使发动机运转的HV行驶模式下，当通过CS离合器而将发动机10与第一MG20直接连结从而通过路径K2来实施动力传递，并且将离合器C1与制动器B1均设为释放状态而将变速部40控制为空档状态从而将路径K1切断时，车辆能够以串联模式进行动作。此时，差动部50中，由于与变速部40连接的旋转元件成为能够旋转自如(自由)，因此其他两个旋转元件也能够互不影响地旋转。因此，能够独立地实施如下的动作，即，通过发动机10的旋转而使第一MG20旋转从而实施发电的动作、和使用通过发电而产生的电力或被充电至蓄电池60中的电力而使第二MG30驱动从而使驱动轮旋转的动作。
另外，变速部40并非必须为能够对变速比进行变更的部件，只要为能够对路径K1的发动机10与差动部50的动力传递进行切断的结构，则也可以为单纯的离合器那样的部件。
图3为表示图1中的车辆的控制装置100的结构的框图。参照图3，控制装置100包括：HVECU(Electric Control Unit：电子控制单元)150、MGECU160、发动机ECU170。HVECU150、MGECU160、发动机ECU170分别为，以包含计算机的方式而构成的电子控制单元。另外，ECU的个数并不限定为三个，也可以作为整体而统一成一个ECU，还可以分割为两个或者四个以上的数量。
MGECU160对第一MG20以及第二MG30进行控制。MGECU160例如对向第一MG20供给的电流值进行调节，从而对第一MG20的输出转矩进行控制，并且，对向第二MG30供给的电流值进行调节，从而对第二MG30的输出转矩进行控制。
发动机ECU170对发动机10进行控制。发动机ECU170例如执行发动机10的电子节气门的开度的控制、通过输出点火信号而实施的发动机的点火控制、针对发动机10的燃料的喷射控制等。发动机ECU170通过电子节气门的开度控制、喷射控制、点火控制等来对发动机10的输出转矩进行控制。
HVECU150对车辆整体进行综合控制。在HVECU150上连接有车速传感器、加速器开度传感器、MG1转数传感器、MG2转数传感器、输出轴转数传感器、蓄电池传感器等。HVECU150通过这些传感器而取得车速、加速器开度、第一MG20的转数(在以下的说明中也会记载为转速)、第二MG30的转数、动力传递装置的输出轴70的转数、蓄电池状态SOC等。
HVECU150根据所取得的信息来计算对于车辆的要求驱动力或要求功率、要求转矩等。HVECU150根据所计算的要求值来确定第一MG20的输出转矩(以下也会记载为“MG1转矩”)、第二MG30的输出转矩(以下也会记载为“MG2转矩”)以及发动机10的输出转矩(以下，也会记载为“发动机转矩”)。HVECU150向MGECU160输出MG1转矩的指令值以及MG2转矩的指令值。此外，HVECU150向发动机ECU170输出发动机转矩的指令值。
HVECU150根据后文所述的行驶模式等而对离合器C1、CS以及制动器B1进行控制。HVECU150分别向图1的液压回路500输出针对于离合器C1、CS的供给液压的指令值(PbC1、PbCS)以及针对于制动器B1的供给液压的指令值(PbB1)。此外，HVECU150向图1的液压回路500输出控制信号NM以及控制信号S/C。
图1的液压回路500根据各指令值PbC1、PbB1来控制针对于离合器C1以及制动器B1的供给液压，并且通过控制信号NM而对电动油泵进行控制，并通过控制信号S/C而对离合器C1、制动器B1以及离合器CS的同时卡合的容许/禁止进行控制。
混合动力车辆的控制模式
以下，使用工作卡合表与列线图而对混合动力车辆1的控制模式进行详细说明。
图4为表示各行驶模式和各行驶模式下的变速部40的离合器C1以及制动器B1的控制状态的图。
控制装置100以“电机行驶模式(以下称之为“EV行驶模式”)”或者“混合动力行驶模式(以下称之为“HV行驶模式”)”而使混合动力车辆1行驶。EV行驶模式是指，使发动机10停止并通过第一MG20或者第二MG30中的至少一方的动力而使混合动力车辆1行驶的控制模式。HV行驶模式是指，通过发动机10以及第二MG30的动力而使混合动力车辆1行驶的控制模式。另外，在这些控制模式下，也可以追加在不使用第一MG20以及第二MG30的条件下通过发动机10的驱动力而使车辆行驶的发动机行驶模式。在EV行驶模式以及HV行驶模式中的各自的模式中，控制模式进一步被细化。
在图4中，“C1”、“B1”、“CS”、“MG1”、“MG2”分别表示离合器C1、制动器B1、离合器CS、第一MG20、第二MG30。C1、B1、CS的各栏中的圆形(○)标记表示“卡合”，×标记表示“释放”，三角(△)标记表示在发动机制动时使离合器C1以及制动器B1中的某一方卡合。此外，MG1栏以及MG2栏中的“G”表示主要作为发电机而进行工作的情况，“M”表示主要作为电机而进行工作的情况。
在EV行驶模式中，控制装置100根据用户的要求转矩等而选择性地对通过第二MG30单独的动力而使混合动力车辆1行驶的“单电机行驶模式”与通过第一MG20以及第二MG30双方的动力而使混合动力车辆1行驶的“双电机行驶模式”进行切换。
在驱动装置2的负载为低负载的情况下，使用单电机行驶模式，当负载成为高负载时则转移至双电机行驶模式。
如图4的E1栏所示，在通过EV单电机行驶模式而驱动混合动力车辆1(前进或者后退)的情况下，控制装置100通过使离合器C1释放且使制动器B1释放从而将变速部40设为空档状态(不传递动力的状态)。此时，控制装置100使第一MG20主要作为使太阳齿轮S2固定为零的固定单元而进行工作，并使第二MG30主要作为电机而进行工作(参照后文所述的图5)。为了使第一MG20作为固定单元而进行工作，也可以以使第一MG20的转速成为零的方式将转速进行反馈而对第一MG20的电流进行控制，在即便转矩为零也能够将转速维持为零的情况下，也可以不施加电流而是利用齿槽效应转矩。另外，由于当将变速部40设为空档状态时，在实施再生制动时发动机10不会被带动旋转，因此能减少对应于该量的损失，从而能够回收较大的再生电力。
如图4的E2栏所示，在通过EV单电机行驶模式而对混合动力车辆1进行制动的情况下且需要实施发动机制动的情况下，控制装置100使离合器C1以及制动器B1中的某一方卡合。例如，在仅通过再生制动而制动力不足的情况下，将发动机制动与再生制动并用。此外，例如，由于在蓄电池60的SOC接近充满电状态的情况下，无法使用再生电力进行充电，因此可以考虑设为发动机制动状态。
通过使离合器C1以及制动器B1中的某一方卡合，从而成为驱动轮90的旋转被传递至发动机10进而发动机10旋转的、所谓的发动机制动状态。此时，控制装置100使第一MG20主要作为电机而进行动作，使第二MG30主要作为发电机而进行动作。
另一方面，如图4的E3栏所示，在通过EV双电机行驶模式而对混合动力车辆1进行驱动(前进或者后退)的情况下，控制装置100使离合器C1卡合且使制动器B1卡合，从而对变速部40的内啮合齿轮R1的旋转进行限制(锁止)。由此，由于与变速部40的内啮合齿轮R1连结的差动部50的行星齿轮架CA2的旋转也会被限制(锁止)，因此差动部50的行星齿轮架CA2被维持在停止状态(发动机转速Ne＝0)。而且，控制装置100使第一MG20以及第二MG30主要作为电机而进行动作(参照后文所述的图6)。
并且，对EV行驶模式的E4、E5栏进行说明。虽然这些模式也与E3栏相同地为双电机行驶模式，但在如下这一点上有所不同，即，即使在发动机转速Ne不为零的点上也能够进行动作(图4中记载为“Ne自由”)。
HV行驶模式能够分为串联并联模式、串联模式、并联模式这三种。在串联并联模式以及串联模式下，控制装置100使第一MG20作为发电机而进行工作，使第二MG30作为电机而进行工作。此外，在并联模式下，控制装置100仅使第二MG30作为电机而进行工作(单电机)，或者使第一MG20、第二MG30均作为电机而进行工作(双电机)。
在HV行驶模式中，控制装置100将控制模式设定为串联并联模式、串联模式、并联模式中的任意一个。
在串联并联模式下，发动机10的动力的一部分被用于对驱动轮90进行驱动，剩余部分被用作通过第一MG20而实施发电的动力。第二MG30使用通过第一MG20进行发电而得到的电力来对驱动轮90进行驱动。在串联并联模式下，控制装置100根据车速而对变速部40的变速比进行切换。
在中低速区域中使混合动力车辆1前进的情况下，如图4的H2栏所示，控制装置100通过使离合器C1卡合且使制动器B1释放，从而形成低齿轮级Lo(参照后文所述的图10)。另一方面，在高速区域中使混合动力车辆1前进的情况下，如图4的H1栏所示，控制装置100通过使离合器C1释放且使制动器B1卡合，从而形成高齿轮级Hi(参照后文所述的图11)。在高齿轮级形成时与低齿轮级形成时，变速部40与差动部50都整体作为无级变速器而进行工作。
在使混合动力车辆1后退的情况下，如图4的H3栏所示，控制装置100使离合器C1卡合且使制动器B1释放。而且，控制装置100在蓄电池的SOC较为充足的情况下，使第二MG30单独地反向旋转，另一方面，在蓄电池的SOC不充足的情况下，该控制装置使发动机10运转并通过第一MG20而实施发电，并且使第二MG30反向旋转。
在串联模式下，发动机10的动力全部被用为通过第一MG20而实施发电的动力。第二MG30使用通过第一MG20进行发电而得到的电力来对驱动轮90进行驱动。在串联模式下，在使混合动力车辆1前进的情况下或者使混合动力车辆1后退的情况下，如图4的H4栏以及H5栏所示，控制装置100使离合器C1以及制动器B1均释放，且使离合器CS卡合(参照后文所述的图7)。
并且，在HV行驶模式的H6至H9栏中表示并联模式的控制状态。虽然这些模式也为HV行驶模式，但第一MG20不会作为发电机而进行工作。在HV(并联)行驶模式且双电机行驶模式下，第一MG20作为电机而进行动力运转工作，并输出使驱动轮旋转的转矩，这一点与串联并联模式或串联模式大为不同。在并联模式下，离合器C1、制动器B1中的某一方被卡合而另一方被释放，且离合器CS被卡合。在后文中使用图8以及图9的列线图而对这些模式进行详细叙述。
并且，车辆1也能够通过不使用第一MG20以及第二MG30而进行行驶的发动机行驶模式来进行行驶。在车辆的行驶状态与使发动机的效率较高的转速以及转矩一致时，不使发动机的动力使用于发电等中而是直接使用于驱动轮的旋转中则效率较高。
以下，使用列线图，针对图4所示的动作模式中的代表性的模式而对各旋转元件的状态进行说明。
图5为EV单电机行驶模式下的列线图。图6为EV双电机行驶模式下的列线图。图7为HV行驶(串联)模式下的列线图。图8为HV行驶(并联Lo)模式下的列线图。图9为HV行驶(并联Hi)模式下的列线图。图10为HV行驶(串联并联Lo)模式下的列线图。图11为HV行驶(串联并联Hi)模式下的列线图。
图5至图11所示的“S1”、“CA1”、“R1”分别表示变速部40的太阳齿轮S1、行星齿轮架CA1、内啮合齿轮R1，“S2”、“CA2”、“R2”分别表示差动部50的太阳齿轮S2、行星齿轮架CA2、内啮合齿轮R2。
使用图5，对EV单电机行驶模式(图4：E1)中的控制状态进行说明。在EV单电机行驶模式下，控制装置100使变速部40的离合器C1、制动器B1以及离合器CS释放并且使发动机10停止，并使第二MG30主要作为电机而进行工作。因此，在EV单电机行驶模式中，混合动力车辆1使用第二MG30的转矩(以下，称为“第二MG转矩Tm2”)而行驶。
此时，控制装置100对第一MG20的转矩(以下，称为“第一MG转矩Tm1”)进行反馈控制以使太阳齿轮S2的转速成为0。因此，太阳齿轮S2不会旋转。然而，由于变速部40的离合器C1以及制动器B1被释放，因此差动部50的行星齿轮架CA2的旋转不会被限制。因此，差动部50的内啮合齿轮R2、行星齿轮架CA2以及变速部40的内啮合齿轮R1会与第二MG30的旋转联动，从而向与第二MG30的旋转方向相同的方向旋转(空转)。
另一方面，由于发动机10停止，从而变速部40的行星齿轮架CA1被维持在停止状态。变速部40的太阳齿轮S1与内啮合齿轮R1的旋转联动，从而向与内啮合齿轮R1的旋转方向相反的方向旋转(空转)。
另外，为了在EV单电机行驶模式下实施减速，除了使用了第二MG30而进行的再生制动之外，还能够使发动机制动发挥作用。在该情况(图4：E2)下，由于通过使离合器C1或者制动器B1中的任意一方卡合，从而在从驱动轮90侧驱动行星齿轮架CA2时发动机10也会旋转，因此发动机制动发挥作用。
接下来，参照图6而对EV双电机行驶模式(图4：E3)中的控制状态进行说明。在EV双电机行驶模式下，控制装置100使离合器C1以及制动器B1卡合且使离合器CS释放，并且使发动机10停止。因此，变速部40的太阳齿轮S1、行星齿轮架CA1、内啮合齿轮R1的旋转被限制成转速为零。
由于变速部40的内啮合齿轮R1的旋转受到限制，从而差动部50的行星齿轮架CA2的旋转也被限制(锁止)。在该状态下，控制装置100使第一MG20以及第二MG30主要作为电机而进行工作。具体而言，将第二MG转矩Tm2设为正转矩而使第二MG30正向旋转，并且将第一MG转矩Tm1设为负转矩而使第一MG20负向旋转。
通过使离合器C1卡合而对行星齿轮架CA2的旋转进行限制，从而第一MG转矩Tm1以行星齿轮架CA2作为支点而向内啮合齿轮R2传递。向内啮合齿轮R2传递的第一MG转矩Tm1(以下称之为“第一MG传递转矩Tm1c”)在正方向上发挥作用，并向副轴70传递。因此，在EV双电机行驶模式下，使用MG1传递转矩Tm1c与第二MG转矩Tm2而使车辆1行驶。控制装置100以通过第一MG传递转矩Tm1c与第二MG转矩Tm2的总计来满足用户要求转矩的方式而对第一MG转矩Tm1与第二MG转矩Tm2的分担比率进行调节。
参照图7，对HV行驶(串联)模式(图4：H4)中的控制状态进行说明。在HV行驶(串联)模式下，控制装置100使离合器C1以及制动器B1释放，并且使离合器CS卡合。因此，通过使离合器CS卡合，从而差动部50的太阳齿轮S2以与变速部40的行星齿轮架CA1相同的转速进行旋转，并且发动机10的旋转以相同的转速从离合器CS向第一MG20传递。由此，能够实施以发动机10为动力源的由第一MG20所实施的发电。
另一方面，由于离合器C1以及制动器B1均被释放，因此变速部40的太阳齿轮S1、内啮合齿轮R1、差动部50的行星齿轮架CA2的旋转不会被限制。即，由于变速部40成为空档状态，差动部50的行星齿轮架CA2的旋转不会被限制，因此成为第一MG20的动力以及发动机10的动力不会传递至副轴70的状态。因此，向副轴70传递第二MG30的第二MG转矩Tm2。因此，在HV行驶(串联)模式中，实施以发动机10作为动力源的由第一MG20实施的发电，并使用该发电而得到的电力的一部分或者全部而以第二MG转矩Tm2来使混合动力车辆1行驶。
由于能够实现串联模式，因此在低车速时或者背景噪声较低的车辆状态下，能够忽视在串联并联模式下需要引起注意的由发动机转矩变动所引起的齿轮机构的齿轮撞击声，而对发动机10的工作点进行选择。由此，增加了能够同时实现车辆的安静性以及耗油率的改善的车辆状态。
参照图8，对HV行驶(并联Lo)模式(图4：H8以及H9)中的控制状态进行说明。
在HV行驶(并联)模式下且低齿轮级Lo形成时，控制装置100使离合器C1以及离合器CS卡合，并且使制动器B1释放。因此，差动部50的旋转元件(太阳齿轮S1、行星齿轮架CA1、内啮合齿轮R1)会一体地进行旋转。由此，变速部40的内啮合齿轮R1也以与行星齿轮架CA1相同的转速进行旋转。此外，由于离合器CS被卡合，因此差动部50的太阳齿轮S2以与变速部40的行星齿轮架CA1相同的转速进行旋转，从而发动机10的旋转以相同的转速从离合器CS向第一MG20传递。由此，差动部50的旋转元件与变速部40的旋转元件(太阳齿轮S2、行星齿轮架CA2、内啮合齿轮R2)全部以相同的转数而进行旋转。即，发动机10的转速与内啮合齿轮R2的转速差(变速比)被固定为第一变速比。
参照图9，对HV行驶(并联Hi)模式(图4：H6以及H7)中的控制状态进行说明。
在HV行驶(并联)模式下且高齿轮级Hi形成时，控制装置100使制动器B1以及离合器CS卡合，并且使离合器C1释放。由于制动器B1被卡合，因此太阳齿轮S1的旋转被限制。由此，输入至变速部40的行星齿轮架CA1的发动机10的旋转被增速，并从变速部40的内啮合齿轮R1向差动部50的行星齿轮架CA2传递。另一方面，由于离合器CS被卡合，因此差动部50的太阳齿轮S2以与变速部40的行星齿轮架CA1相同的转速旋转，发动机10的旋转以相同的转速从离合器CS向第一MG20传递。由此，由于行星齿轮架CA2的转速与太阳齿轮S2的转速被发动机转数限制，因此发动机10的转速与内啮合齿轮R2的转速差(变速比)被固定为第二变速比。另外，第二变速比为与第一变速比相比而靠增速侧的值(小于第一变速比的值)。
另外，由于在HV行驶(并联：有级)且双电机行驶模式(图4的H7、H9)下，能够将发动机10的转矩Te(以下称之为“发动机转矩Te”)、MG1转矩Tm1、MG2转矩Tm2全部用于驱动轮的前进方向的旋转转矩，因此在驱动轮要求较大的转矩的情况下尤其有效。此外，HV行驶(并联：有级)且单电机行驶模式(图4的H6、H8)的控制状态相当于在图8以及图9中设为Tm1＝0的情况。此外，也能够在HV行驶(并联：有级)模式下设为Tm1＝0、Tm2＝0，从而仅通过发动机转矩而进行行驶。
参照图10，对HV行驶(串联并联Lo)模式(图4：H2)中的控制状态进行说明。
在HV行驶(串联并联)模式下且低齿轮级Lo形成时，控制装置100使离合器C1卡合，并且使制动器B1以及离合器CS释放。因此，旋转元件(太阳齿轮S1、行星齿轮架CA1、内啮合齿轮R1)一体旋转。由此，变速部40的内啮合齿轮R1也以与行星齿轮架CA1相同的转速进行旋转，发动机10的旋转以相同的转速从内啮合齿轮R1向差动部50的行星齿轮架CA2传递。即，被输入至变速部40的行星齿轮架CA1的发动机转矩Te从变速部40的内啮合齿轮R1向差动部50的行星齿轮架CA2传递。另外，低齿轮级Lo形成时从内啮合齿轮R1输出的转矩(以下称之为“变速部输出转矩Tr1”)与发动机转矩Te大小相同(Te＝Tr1)。
被传递至差动部50的行星齿轮架CA2上的发动机10的旋转通过太阳齿轮S2的转速(第一MG20的转速)而被无级地变速，并向差动部50的内啮合齿轮R2传递。此时，控制装置100基本上使第一MG20作为发电机而进行工作，并使第一MG转矩Tm1向负方向作用。由此，由第一MG转矩Tm1来承受用于将被输入至行星齿轮架CA2上的发动机转矩Te向内啮合齿轮R2进行传递的反力。
被传递至内啮合齿轮R2的发动机转矩Te(以下称之为“发动机传递转矩Tec”)从副轴驱动齿轮51向副轴70传递，并作为混合动力车辆1的驱动力而发挥作用。
此外，在HV行驶(串联并联Lo)模式下，控制装置100使第二MG30主要作为电机而进行工作。第二MG转矩Tm2从减速齿轮32向副轴70进行传递，并作为混合动力车辆1的驱动力而发挥作用。即，在HV行驶(串联并联Lo)模式下，使用发动机传递转矩Tec与第二MG转矩Tm2来使混合动力车辆1进行行驶。
参照图11，对HV行驶(串联并联Hi)模式(图4：H1)中的控制状态进行说明。
在HV行驶(串联并联)模式下且高齿轮级Hi形成时，控制装置100使制动器B1卡合，并且使离合器C1以及离合器CS释放。由于制动器B1被卡合，因此太阳齿轮S1的旋转被限制。由此，被输入至变速部40的行星齿轮架CA1的发动机10的旋转被增速，并从变速部40的内啮合齿轮R1向差动部50的行星齿轮架CA2进行传递。因此，在高齿轮级Hi形成时，变速部输出转矩Tr1小于发动机转矩Te(Te＞Tr1)。
使用各控制模式的状況
图12为用于对混合动力车辆1主要将燃料作为能源而行驶的情况下的行驶模式进行确定的模式判断映射图。该模式判断映射图被使用于混合动力汽车进行通常行驶的情况，或者插电式混合动力汽车在对蓄电池的蓄电状态进行维持的CS模式下进行行驶的情况。在图12中，重叠地图示了分界线由虚线表示的映射图与分界线由实线表示的映射图。分界线由虚线表示的映射图为，在蓄电池60的输入输出动力不受到限制的情况下通常所使用的映射图。另一方面，分界线由实线表示的映射图为，由于SOC或温度等各条件而使蓄电池60的输入输出动力被限制了的情况下所使用的映射图。
首先，对分界线由虚线表示的映射图的车辆负载为正的区域进行说明。在车速接近零并且车辆负载较小的区域中，使用EV单电机行驶模式。设为单电机行驶而非双电机行驶是为了在突然踏下加速踏板时能够使发动机立刻启动。然后，在车速增高或者车辆负载增大时，使用串联并联(Lo)模式。在车辆负载进一步变大从而在串联并联(Lo)模式下转矩不足的情况下，通过并联(Lo)模式而将发动机转矩全部向驱动轮输出，且执行还使用了MG1转矩或者MG2转矩的电机辅助。另外，也可以在油门开启降档(power-ondownshift)时使用该模式。
接下来，对分界线由虚线表示的映射图的车辆负载为负的区域进行说明。在车速接近零且车辆负载较小的区域中，使用EV单电机行驶模式。当车速增加时，使用串联模式。车辆负载为负的情况与车辆负载为正的情况相比，EV单电机行驶模式的区域变广，这是因为，由于使发动机10启动的模式为串联模式，因此可以不设置与用于使发动机启动时的振动减小的反力转矩相对应的余量。
接下来，对分界线由实线表示的映射图的车辆负载为正的区域进行说明。在车辆负载为正且低车速时实施串联模式。串联模式为对防止第二MG30与差速器齿轮之间的由松动撞击而引起的噪音(所谓的松动音)较为有效的动作模式。
随着车速的上升，工作模式从串联模式起按照并联(Hi)模式、串联并联(Hi)模式的顺序而进行转换。由于并联(Hi)模式为固定齿轮比，因此，因发动机10容易从将燃料消耗设为最小的工作点偏离，从而使用区域成为比较狭窄的带状。
此外，当车辆负载增大时，从串联模式向串联并联Lo模式转换。串联并联Lo模式为，在驱动力为优先的区域中较为有效的工作模式。
接下来，对分界线由实线表示的映射图的车辆负载为负的区域进行说明。在车辆负载为负的情况下，无论车速如何均使用串联模式。由于在串联模式下能够在同一车速下任意对发动机转速进行控制，因此能够产生对应于驾驶员的要求的发动机制动转矩。由于使第一MG20克服发动机制动转矩而旋转，因此第一MG20进行电动机驱动运转。因此，由于通过第一MG20来消耗由第二MG30通过再生制动而产生的再生电力，因此即使在蓄电池60无法接受再生电力的情况下，也能够通过第二MG30而进行再生制动。并且，由于第一MG20的转速与发动机转速相同，因此与其他的模式相比，由于不易受到由第一MG20的转速上限所导致的发动机转速的制约，从而能够使发动机制动转矩的绝对值增大。
图13为对混合动力车辆1主要以被充电至蓄电池60中的电力作为能源而行驶的情况下的行驶模式进行确定的模式判断映射图。该模式判断映射图用于混合动力汽车以EV行驶的情况、或者插电式混合动力汽车以消耗蓄电池的蓄电状态的CD模式进行行驶的情况。
参照图13，在正负的低负载区域中，使用单电机行驶的EV行驶模式。在CD模式下，由于基本上也可以不假定发动机10的启动，因此不需要伴随于发动机10的启动的反力补偿转矩，并能够将较广的区域分配给单电机行驶的EV行驶模式。
在高负载区域中，由于在单电机行驶中转矩不足，因此选择双电机行驶模式。即，在车速小于预定值的情况下且负载的大小较小的区域中，选择单电机行驶的EV行驶模式，而当负载的大小大于预定值时选择双电机行驶的EV模式。
在双电机行驶模式且车速超过预定值V1的情况下，由于第一MG20或小齿轮的转速存在上限，因此车辆的状态从发动机转速Ne为零的双电机行驶向Ne不为零的双电机行驶进行变化。
当车速超过V2时，由于存在以蓄电池的电力而进行行驶时的能量效率将会恶化的倾向，因此选择串联并联(Lo)、串联并联(Hi)、串联中的任意一个HV行驶模式。在图13中，在车速与V2相比而较高的区域中，如果车辆负载为负，则选择串联模式，在车辆负载为正的情况下，在低负载下选择串联并联(Hi)模式，在高负载下选择串联并联(Lo)模式。
在具有以上的结构的车辆1中，在实施伴随着离合器CS的卡合控制以及变速部40的变速控制的行驶模式的切换的情况下，存在由于同时控制的控制对象增加而造成与其它的行驶模式的切换控制相比使行驶模式的切换控制复杂化的情况。
在图14中图示了与切换前的行驶模式和切换后的行驶模式的组合对应的控制对象(离合器C1，制动器B1，离合器CS以及第一MG20的输出转矩Tg)的变化、所变化的控制对象的个数、行驶模式的切换前的同步是否可能。如图14所示，切换前的行驶模式包括(A)串联模式、(B)串联并联(Lo)模式、(C)串联并联(Hi)模式、(D)并联(Lo)模式、(E)并联(Hi)模式。切换后的行驶模式也同样地包括(a)串联模式、(b)串联并联(Lo)模式、(c)串联并联(Hi)模式、(d)并联(Lo)模式、(e)并联(Hi)模式。
图14的“C1”、“B1”以及“CS”分别表示离合器C1、制动器B1以及离合器CS的卡合状态有无变化。具体而言，各栏中所记载的圆形(○)标记表示处于卡合状态，×标记表示处于释放状态。即，图14的“○→×”表示从卡合状态向释放状态进行变化。图14的“×→○”表示从释放状态向卡合状态进行变化。图14的“○”表示维持卡合状态。图14的“×”表示维持释放状态。
图14的“Tg”表示第一MG20的输出转矩Tg的变化的有无。具体而言，圆形(○)标记表示存在转矩输出(不为零)，×标记表示转矩输出为零。即，图14的“○→×”表示从具有输出转矩的状态变化为转矩输出成为零的状态。图14的“×→○”表示从转矩输出成为零的状态变化为具有转矩输出的状态。图14的“○→○”表示虽然均保持在具有转矩输出的状态，但是所输出的转矩的大小上存在变化。图14的“×”表示维持转矩输出成为零的状态。
图14的“sum”表示进行变化的控制对象的个数。另外，图14的“○→○”，由于所输出的转矩的大小产生变化，因此也被包含于进行变化的控制对象的个数之中。
图14的“同步”表示，行驶模式的切换前变速部40以及差动部50的卡合元件(离合器C1以及离合器CS的至少任意一个)的转速的同步是否可能。图14的“可”表示能够实施行驶模式的切换前的同步，图14的“不可”表示不能够实施行驶模式的切换前的同步。
例如，在切换前的行驶模式为串联并联(Lo)模式且切换后的行驶模式为并联(Hi)模式的情况下(图14中的(B)-(e)的组合)，由于图14的“C1”为“○→×”，因此离合器C1从卡合状态变化为释放状态。由于图14的“B1”为“×→○”，因此制动器B1从释放状态变化为卡合状态。由于图14的“CS”为“×→○”，因此离合器CS从释放状态变化为卡合状态。由于图14的“Tg”为“○→×”，因此从具有转矩输出的状态变化为转矩输出成为零的状态。
由于变化的控制对象为“C1”，“B1”，“CS”以及“Tg”这四个，因此在图14的“sum”中显示“4”。此外，由于并联(Hi)模式下的变速比(在本实施方式中表示变速部40的行星齿架CA1的转速与差动部50的内啮合齿轮R2的转速的转速比)不被包含在串联并联(Lo)中能够改变的变速比的范围内，因此图14的“同步”被显示为“不可”。
另外，关于图14的切换前的行驶模式与切换后的行驶模式的其它组合的变化，由于如上文所述的图14所示，因此不重复其详细的说明。
如图14的虚线框所示，在图14所示的切换前的行驶模式与切换后的行驶模式的组合中的、由串联并联(Lo)模式和并联(Hi)模式的组合(图14的(B)-(e)以及图14的(E)-(b)的组合)而实施行驶模式的切换以及由串联并联(Hi)模式和并联(Lo)模式组合(图14的(C)-(d)以及图14的(D)-(c)的组合)而实施行驶模式的切换时，进行变化的控制对象的个数与其它组合相比而较多且为4个，因此“同步”成为不可。其原因在于，除了串联并联模式和并联模式之间的行驶模式的切换，还有必要在变速部40中进行低速级(离合器C1卡合，制动器B1释放)和高速级(制动器B1卡合，离合器C1释放)之间的变速级的切换。
如此，存在以下情况，即，由于行驶模式的切换前的同步为不可，并且在行驶模式的切换时的同时进行变化的控制对象较多而造成行驶模式的切换控制复杂化。
因此，本实施方式的特征在于，控制装置100在串联并联模式和并联模式之间切换行驶模式、且切换变速级的情况下，经由串联模式而切换行驶模式以及变速级。
如果采用此方式，则由于通过向串联模式的切换或者从串联模式的切换而进行变化的控制对象的个数与通过在串联并联模式和并联模式之间实施行驶模式的切换和变速级的切换而进行变化的控制对象的个数相比而较少，因此能够通过经由串联模式而切换行驶模式来抑制行驶模式的切换控制的复杂化。
此外，在本实施方式中，在从于串联并联模式下形成低速级与高速级中的任意一方的变速级的状态起经由串联模式而切换为于并联模式下形成另一方的变速级的状态的情况下，控制装置100在切换为串联模式之前执行使变速比与于并联模式下形成一方的变速级的情况下的变速比同步的第一同步控制，并且在切换为串联模式之后执行使变速比与于并联模式下形成另一方的变速级的情况下的变速比同步的第二同步控制。
另外，在变速比由于上述的第一同步控制而变化的方向与变速比由于上述的第二同步控制而变化的方向成为相反方向的情况下，控制装置100在不执行第一同步控制的条件下从串联并联行驶模式切换为串联行驶模式。
并且，在从于并联模式下形成低速级与高速级中的任意一方的变速级的状态经由串联模式而切换为于串联并联模式下形成另一方的变速级的状态的情况下，控制装置100执行在串联模式的过程中执行使变速比与于并联模式下形成另一方的变速级的情况下的变速比同步的第一控制，并且在切换为串联并联模式之后执行使变速比变化为目标值的第二控制。
另外，在变速比由于上述的第一同步控制而变化的方向与变速比由于上述的第二同步控制而变化的方向成为相反方向的情况下，控制装置100在不执行第一控制的条件下从串联模式切换为串联并联模式。
以下，参照图15，对本实施方式中在从串联并联(Lo)模式向并联(Hi)模式的行驶模式的切换时由控制装置100所执行的控制处理进行说明。
在步骤(以下，将步骤记载为S)10中，控制装置100对是否存在向并联(Hi)模式的切换要求进行判断。控制装置100根据车速和车辆负载与上述的图12以及图13所示的映射图而对是否存在向并联(Hi)模式的切换要求进行判断。在判断为存在向并联(Hi)模式的切换要求的情况下(在S10中为是)，处理转移至S11。在否定的情况下(在S10中为否)，处理转移至S14。
在S11中，控制装置100对当前变速比是否与Lo旋转同步变速比相比而靠增速侧进行判断。控制装置100根据例如发动机10的转速和差动部50的内啮合齿轮R2的转速而对当前变速比进行计算。Lo旋转同步变速比为选择并联(Lo)模式的情况下的变速比(第一变速比)。另外，控制装置100也可以根据例如第二MG30的转速而对差动部50的内啮合齿轮R2的转速进行计算。在判断为当前变速比与Lo旋转同步变速比相比而靠增速侧的情况下(在S11中为是)，处理转移至S12。在否定的情况下(在S11中为否)，处理转移至S13。
在S12中，控制装置100将行驶模式经由非同步切换的串联模式而从串联并联(Lo)模式向并联(Hi)模式切换。具体而言，控制装置100无需执行后述的同步控制，并将行驶模式从串联并联(Lo)模式向串联模式切换(参照图14的(B)-(a)所示的组合)。控制装置100在将行驶模式切换为串联模式之后将行驶模式从串联模式向并联(Hi)模式切换(参照图14的(A)-(e)所示的组合)。
在S13中，控制装置100将行驶模式经由同步切换的串联模式而从串联并联(Lo)模式向并联(Hi)模式切换。
具体而言，控制装置100执行使当前变速比与于并联(Lo)模式下的第一变速比同步的第一同步控制。控制装置100在与第一变速比同步的定时将行驶模式切换为串联模式。控制装置100在切换为串联模式之后执行使变速比与于并联(Hi)模式下的第二变速比同步的第二同步控制。控制装置100在与第二变速比同步的定时将行驶模式切换为并联(Hi)模式。
在S14中，控制装置100不执行将行驶模式经由串联模式向并联(Hi)模式切换。
接下来，参照图16，对在本实施方式中将行驶模式从并联(Hi)模式向串联并联(Lo)模式切换时由控制装置100所执行的控制处理进行说明。
在S20中，控制装置100对是否存在向串联并联(Lo)模式的切换要求进行判断。控制装置100根据车速和车辆负载与图12以及图13所示的映射图而对是否存在向串联并联(Lo)模式的切换要求进行判断。在判断为存在向串联并联(Lo)模式的切换要求的情况下(在S20中为是)，处理转移至S21。在否定的情况下(在S20中为否)，处理转移至S24。
在S21中，控制装置100对目标变速比是否在Lo旋转同步变速比相比而靠增速侧进行判断。控制装置100根据例如切换后的行驶模式和混合动力车辆1的行驶状态而对目标变速比进行确定。在判断为目标变速比与Lo旋转同步变速比相比靠增速侧的情况下(在S21中为是)，处理转移至S22。在否定的情况下(在S21中为否)下，处理转移至S23。
在S22中，控制装置100经由非同步切换的串联模式而将行驶模式从并联(Hi)模式向串联并联(Lo)模式切换。具体而言，控制装置100不执行后述的同步控制，并将行驶模式从并联(Hi)模式向串联模式切换(参照图14的(E)-(a)所示的组合)。控制装置100在将行驶模式切换为串联模式之后将行驶模式从串联模式向串联并联(Lo)模式切换(参照图14的(A)-(b)所示的组合)。
在S23中，控制装置100经由同步切换的串联模式而将行驶模式从并联(Hi)模式向串联并联(Lo)模式切换。
具体而言，控制装置100在将行驶模式从并联(Hi)模式向串联模式切换之后执行使当前变速比与于并联(Lo)模式下的第一变速比同步的第一控制。控制装置100在与第一变速比同步的定时将行驶模式切换为串联并联(Lo)模式。控制装置100在切换为串联并联(Lo)模式之后执行对第一MG20进行控制以使当前变速比成为目标变速比的第二控制。
在S24中，控制装置100不执行将行驶模式经由串联模式向串联并联(Lo)模式切换。
参照图17至图22，对基于以上的结构以及流程图的本实施方式的控制装置100的工作进行说明。
图17为表示经由同步控制的串联模式而在串联并联(Lo)模式与并联(Hi)模式之间切换行驶模式的情况下的变速比的变化。图17中的横轴表示变速比。在图17中，与串联并联(Lo)模式对应的矩形区域(A)表示在串联并联(Lo)模式的选择时能够改变的变速比的范围。在图17中，与串联模式对应的矩形区域(B)表示在串联模式的选择时能够改变的变速比的范围。在图17中，与串联并联(Hi)模式对应的矩形区域(C)表示在串联并联(Hi)模式的选择时能够改变的变速比的范围。在图17中，与并联(Lo)模式对应的矩形区域(D)表示在并联(Lo)模式下的第一变速比(Lo旋转同步变速比)。在图17中，与并联(Hi)模式对应的矩形区域(E)表示在并联(Hi)模式下的第二变速比(Hi旋转同步变速比)。
如图17所示，在串联并联(Lo)模式中能够改变的变速比的范围内虽然包含并联(Lo)模式下的第一变速比，但是并不包含并联(Hi)模式下的第二变速比。同样地，在串联并联(Hi)模式下能够改变的变速比的范围内虽然包含并联(Hi)模式下的第二变速比，但是并不包含并联(Lo)模式下的第一变速比。另一方面，在串联模式中能够改变的变速比的范围内包含并联(Lo)模式下的第一变速比以及并联(Hi)模式下的第二变速比的双方。
例如假定如下的情况，即，当前的行驶模式为串联并联(Lo)模式，并且当前的变速比与Lo旋转同步变速比相比靠减速侧的A(0)。
当根据车辆负载和车速与图12以及图13所示的映射图而判断为存在行驶模式向并联(Hi)模式的切换要求(在S10中为是)时，由于当前的变速比与Lo旋转同步变速比相比而靠减速侧(在S11中为否)，因此执行将行驶模式经由同步切换的串联模式向并联(Hi)模式切换(S13)。
在执行将行驶模式经由同步切换的串联模式向并联(Hi)模式切换的情况下，控制装置100沿着图17的虚线的箭头所示的路径而使变速比变化。具体而言，首先，控制装置100使变速比与Lo旋转同步变速比同步。控制装置100在变速比与Lo旋转同步变速比同步的定时将行驶模式从串联并联(Lo)模式切换为串联模式。控制装置100在将行驶模式切换为串联模式之后使变速比与Hi旋转同步变速比同步。控制装置100在变速比与Hi旋转同步变速比同步的定时将行驶模式从串联模式切换为并联(Hi)模式。
以下，使用图18，对在执行将行驶模式经由同步切换的串联模式向并联(Hi)模式的切换的情况下的各旋转元件的动作、各卡合元件的动作以及各动力源的输出转矩的变化进行说明。另外，为了便于说明，假定了加速器开度为固定的情况。
图18的上部的曲线表示各旋转元件(第一MG20的旋转轴、发动机10的输出轴以及第二MG30的旋转轴)的转速的时间变化的时序图。图19的上部的曲线的纵轴表示转速，横轴表示时间。
图18的中部的曲线表示向各卡合元件(离合器C1、制动器B1以及离合器CS)供给的液压的时间变化的时序图。图19的中部的曲线的纵轴表示液压，横轴表示时间。
图18的下部的曲线表示各动力源(发动机10、第一MG20以及第二MG30)的输出转矩的时间变化的时序图。图19的下部的曲线的纵轴表示转矩，横轴表示时间。
当判断为在时间t1处存在有从串联并联(Lo)模式向并联(Hi)模式切换的切换要求时，在时间t2处开始实施从串联并联(Lo)模式向串联模式的切换。此时，由于第一MG20转矩(负转矩)向负方向增加，从而发动机10的转速会降低。由于通过发动机10的转速的降低而使惯性转矩向驱动轮90侧释放，因此第二MG30转矩会减小。通过使发动机10的转速降低，从而使变速比以接近Lo旋转同步变速比的方式进行变化。
在时间t3处，由于在变速比与Lo旋转同步变速比同步的定时第一MG20转矩向正方向被减少，从而维持了同步状态。此时，使供给至离合器C1的液压下降以使离合器C1成为释放状态，并且使供给至离合器CS的液压增加以使离合器CS成为卡合状态。
在时间t4处，由于离合器CS的液压增加至上限值，从而完成了向串联模式的转变。当向串联模式的转变完成时，开始执行向并联Hi模式的切换。当开始向并联(Hi)模式的切换时，通过使第一MG20的负转矩向负方向增加从而使发动机10的转速进一步降低。因此，变速比以接近Hi旋转同步变速比的方式进行变化。此时，由于发动机10的输出轴从驱动轮90分离，因此惯性转矩不会被释放。
在时间t5处，由于在变速比与Hi旋转时变速比同步的定时第一MG20的负转矩向正方向被减少，从而维持了同步状态。此时，使供给至制动器B1的液压增加以使制动器B1成为卡合状态。然后，在时间t6处完成向并联(Hi)模式的切换。
图19表示经由非同步控制的串联模式而在串联并联(Lo)模式与并联(Hi)模式之间切换行驶模式的情况下的变速比的变化。由于图19所示的横轴以及各矩形区域(A)至(E)与图17相同，因此不重复进行其详细说明。
例如假定如下的情况，即，当前的行驶模式为串联并联(Lo)模式，并且当前的变速比为与Lo旋转同步变速比相比而靠增速侧的A(1)。
当根据车辆负载和车速与图12以及图13所示的映射图而判断为存在将行驶模式向并联(Hi)模式切换的切换要求时(在S10中为是)，由于当前的变速比与Lo旋转同步变速比相比而靠增速侧(在S11中为是)，因此执行将行驶模式经由非同步切换的串联模式向并联(Hi)模式切换(S12)。
在执行将行驶模式经由非同步切换的串联模式向并联(Hi)模式切换的情况下，如图19的实线的箭头所示，控制装置100无需使当前的变速比与Lo旋转同步变速比同步，并将Hi旋转同步变速比作为目标变速比而将行驶模式从串联并联(Lo)模式切换为串联模式。控制装置100在将行驶模式切换为串联模式之后将行驶模式从串联模式切换为并联(Hi)模式。
以下，使用图20，对在执行将行驶模式经由非同步切换的串联模式向并联(Hi)模式切换的情况下的各旋转元件的动作、各卡合元件的动作以及各动力源的输出转矩的变化进行说明。另外，为了便于说明，假定了加速器开度为恒定的情况。此外，由于通过图20的上部的曲线、中部的曲线以及下部的曲线而显示的动作的对象分别与通过图18的上部的曲线、中部的曲线以及下部的曲线而显示的动作的对象相同，因此不重复进行其详细说明。
在时间t11处，当判断为存在从串联并联(Lo)模式向并联(Hi)模式切换的要求时，在时间t12处，开始从串联并联(Lo)模式向串联模式的切换。此时，在以离合器C1成为半卡合状态的方式而使向离合器C1供给的液压降低至预定的液压之后，在此后液压缓慢降低。此外，与离合器C1的液压的降低一并开始离合器CS的液压的供给。在离合器C1的液压缓慢地降低的期间内，使离合器CS的液压缓慢地增加。
在时间t13处，通过使第一MG20的转矩(负转矩)向负方向增加，从而使发动机10的转速降低。由于通过发动机10的转速的降低而使惯性转矩向驱动轮90侧释放，因此第二MG30的转矩与第一MG20的转矩的负方向的增加相对应地减少。
在时间t14处，在从时间t13起经过了预定的时间的情况下，或者在发动机10的转速和与Hi旋转同步变速比对应的转速之间的差的大小与阈值相比而较小的情况下，使离合器CS的液压增加与时间t14之前的液压的变化量相比而较大的变化量。
在时间t15处，通过使离合器CS的液压增加至上限值而结束向串联模式的转变。当向串联模式的转变完成时，开始向并联(Hi)模式的切换。当开始向并联(Hi)模式的切换时，以使制动器B1成为卡合状态的方式而增加向制动器B1供给的液压。并且，在时间t16处，向并联(Hi)模式的切换完成。
接下来，例如假定了当前的行驶模式为并联(Hi)模式的情况。当根据车辆负载和车速与图12以及图13所示的映射图而判断为存在将行驶模式向串联并联(Lo)模式切换的切换要求时(在S20中为是)，在切换为串联并联(Lo)模式之后的目标变速比与Lo旋转同步变速比相比而靠减速侧的情况下(在S21中为否)，执行将行驶模式经由同步切换的串联模式而从并联(Hi)模式向串联并联(Lo)模式切换(S23)。
在执行将行驶模式经由同步切换的串联模式向并联(Hi)模式切换的情况下，控制装置100沿着图17的虚线的箭头所示的路径而改变变速比。具体而言，首先，控制装置100在从并联(Hi)模式切换为串联模式之后，执行第一控制，并使变速比与Lo旋转同步变速比同步。控制装置100在变速比与Lo旋转同步变速比同步的定时将行驶模式从串联模式切换为串联并联(Lo)模式。控制装置100在将行驶模式切换为串联并联(Lo)模式之后，执行第二控制，并使变速比变化至目标变速比。
另一方面，在切换为串联并联(Lo)模式之后的目标变速比与Lo旋转同步变速比相比而靠增速侧的情况下(在S21中为是)，执行将行驶模式经由非同步切换的串联模式而从并联(Hi)模式向串联并联(Lo)模式切换(S22)。
在执行将行驶模式经由非同步切换的串联模式而向并联(Hi)模式切换的情况下，如图19的实线的箭头所示，控制装置100在从并联(Hi)模式切换为串联模式之后不执行第一控制，而在将行驶模式从串联模式切换为串联并联(Lo)模式之后执行第二控制，并使变速比变化至目标变速比。
如上所述，根据本实施方式所涉及的混合动力车辆，在串联并联行驶模式与并联行驶模式之间切换行驶模式的情况下，并且在低速级与高速级之间切换变速级的情况下，通过经由串联行驶模式而切换行驶模式，从而与切换行驶模式和变速级的情况相比，由于抑制了同时所控制的控制元件的增加，因此能够实现变速控制的容易化。因此，能够提供一种在行驶模式的切换时恰当地执行离合器的卡合控制与变速部的变速控制的混合动力车辆。
此外，在从于串联并联模式下形成低速级与高速级中的任意一方的变速级的状态起经由串联模式而切换为于并联模式下形成另一方的变速级的状态的情况下，控制装置100通过执行第一同步控制与第二同步控制，从而能够流畅地执行行驶模式以及变速级的切换(参照图17的虚线箭头)。
并且，在转速比由于第一同步控制而变化的方向与转速比由于第二同步控制而变化的方向为相反方向的情况下(参照图19的虚线箭头)，由于控制装置100在不执行第一同步控制的条件下从串联并联模式切换为串联模式，因此能够抑制在行驶模式的切换时变速比增减的情况。因此，能够抑制车辆的操控性的恶化。
此外，在从于并联模式下形成低速级与高速级的任意一方的变速级的状态起经由串联模式而切换为于串联并联模式下形成另一方的变速级的状态的情况下，控制装置100通过执行第一控制与第二控制，从而能够流畅地执行行驶模式以及变速级的切换(参照图17的虚线箭头)。
并且，在转速比由于第一控制而变化的方向与转速比由于第二控制而变化的方向为相反方向的情况(参照图19的虚线箭头)下，由于控制装置100在不执行第一控制的条件下从串联行驶模式切换为串联并联行驶模式，因此能够抑制在行驶模式的切换时变速比的增减。因此，能够抑制车辆的操控性的恶化。
以下，对改变例进行说明。
在本实施方式中，虽然将在串联并联(Lo)模式与并联(Hi)模式之间切换行驶模式的情况作为一个示例而进行了说明，但是由于在串联并联(Hi)模式与并联(Lo)模式之间切换行驶模式的情况下也同样经由串联模式，因此抑制了同时进行控制的控制元件的增加，从而能够实现变速控制的容易化。
图21为表示在经由同步控制的串联模式而在串联并联(Hi)模式与并联(Lo)模式之间切换行驶模式的情况下的变速比的变化。由于图21所示的横轴以及各矩形区域(A)至(E)与图17相同，因此不重复进行其详细说明。
如图21所示，在串联并联(Lo)模式中能够改变的变速比的范围内虽然包含并联(Lo)模式下的第一变速比，但是并未包含并联(Hi)模式下的第二变速比。同样地，在串联并联(Hi)模式中能够改变的变速比的范围内虽然包含并联(Hi)模式下的第二变速比，但是并未包含并联(Lo)模式下的第一变速比。另一方面，在串联模式下能够改变的变速比的范围内包含并联(Lo)模式下的第一变速比以及并联(Hi)模式下的第二变速比的双方。
例如，假定了当前的行驶模式为串联并联(Hi)模式，并且当前的变速比与Hi旋转同步变速比相比而靠增速侧的A(2)的情况。
当根据车辆负载和车速与图12以及图13所示的映射图而判断为存在将行驶模式向并联(Lo)模式切换的切换要求时，由于当前的变速比与Hi旋转同步变速比相比而靠增速侧，因此执行将行驶模式经由同步切换的串联模式而向并联(Lo)模式切换。
在执行经由同步切换的串联模式而将行驶模式向并联(Lo)模式切换的情况下，控制装置100沿着图21的虚线的箭头所示的路径而使变速比变化。具体而言，首先，控制装置100使变速比与Hi旋转同步变速比同步。控制装置100在变速比与Hi旋转同步变速比同步的定时将行驶模式从串联并联(Hi)模式切换为串联模式。控制装置100在将行驶模式切换为串联模式之后使变速比与Lo旋转同步变速比同步。控制装置100在变速比与Lo旋转同步变速比同步的定时将行驶模式从串联模式切换为并联(Lo)模式。以此方式，能够流畅地执行行驶模式以及变速级的切换。
图22为表示在经由非同步控制的串联模式而在串联并联(Hi)模式与并联(Lo)模式之间切换行驶模式的情况下的变速比的变化。由于图22所示的横轴以及各矩形区域(A)至(E)与图17相同，因此不重复进行其详细的说明。
例如，假定了当前的行驶模式为串联并联(Hi)模式，并且当前的变速比为与Hi旋转同步变速比相比而靠减速侧的A(3)的情况。
当根据车辆负载和车速与图12以及图13所示的映射图而判断为存在将行驶模式向并联(Lo)模式切换的切换要求时，由于当前的变速比与Hi旋转同步变速比相比而靠减速侧，因此执行将行驶模式经由非同步切换的串联模式而向并联(Lo)模式切换。
在执行将行驶模式经由非同步切换的串联模式而向并联(Lo)模式切换的情况下，如图22的实线的箭头所示，控制装置100无需使当前的变速比与Hi旋转同步变速比同步，并将Lo旋转同步变速比作为目标变速比而将行驶模式从串联并联(Hi)模式向串联模式切换。控制装置100在将行驶模式切换为串联模式后将行驶模式从串联模式向并联(Lo)模式切换。以此方式，能够抑制在行驶模式的切换时变速比的增减(参照图22的虚线的箭头以及实线的箭头)。因此，能够抑制车辆的操控性的恶化。
接下来，例如假定了当前的行驶模式为并联(Lo)模式的情况。当根据车辆负载和车速与图12以及图13所示的映射图而判断为存在将行驶模式向串联并联(Hi)模式切换的切换要求时，在切换为串联并联(Hi)模式之后的目标变速比与Hi旋转同步变速比相比而靠增速侧的情况下，执行将行驶模式经由同步切换的串联模式而从并联(Lo)模式向串联并联(Hi)模式切换。
在执行将行驶模式经由同步切换的串联模式而向串联并联(Hi)模式切换的情况下，控制装置100沿着图21的虚线的箭头的路径而改变变速比。具体而言，首先，控制装置100在从并联(Lo)模式切换为串联模式之后使变速比与Hi旋转同步变速比同步。控制装置100在变速比与Hi旋转同步变速比同步的定时将行驶模式从串联模式切换为串联并联(Hi)模式。控制装置100在将行驶模式切换为串联并联(Hi)模式之后使变速比变化至目标变速比。
另一方面，在切换为串联并联(Hi)模式之后的目标变速比与Hi旋转同步变速比相比而靠减速侧的情况下，执行将行驶模式经由非同步切换的串联模式而从并联(Lo)模式向串联并联(Hi)模式切换。以此方式，能够流畅地执行将行驶模式向串联并联(Hi)模式切换。
在执行将行驶模式经由非同步切换的串联模式而向串联并联(Hi)模式切换的情况下，如图22的实线的箭头所示，控制装置100在从并联(Lo)模式切换为串联模式之后，无需执行与Hi旋转同步变速比同步的控制，并在将行驶模式从串联模式切换为串联并联(Hi)模式之后，使变速比变化至目标变速比。以此方式，如图22的虚线的箭头所示，能够抑制在行驶模式向串联并联(Hi)模式切换时变速比的增加。
并且，在本实施方式中，在行驶模式的切换为上述预定的组合的情况下，对根据当前变速比或者目标变速比而经由同步切换的串联模式来切换行驶模式，或者经由非同步切换的串联模式而切换行驶模式进行确定的情况进行了说明，但是例如也可以采用如下方式，即，在车辆负载与根据热损失而设定出的阈值相比而较高的情况下，控制装置100经由同步切换的串联模式来切换行驶模式，在车辆负载与阈值相比而较低的情况下，经由非同步切换的串联模式来切换行驶模式。
经由同步切换的串联模式所执行的行驶模式的切换与经由非同步切换的串联模式所执行的行驶模式的切换相比，由于电流所流经的路径较多，因此电热损失较大。另一方面，经由非同步切换的串联模式所执行的行驶模式的切换由于使卡合元件滑动而会产生机械性的热损失。该机械性的热损失具有车辆负载较高则越增大的倾向。因此，通过将阈值设定为机械性的热损失超过电热损失的值，从而能够抑制行驶模式的切换时的热损失的增加。
另外，控制装置100也可以例如根据如图23所示的映射图与车辆负载和车速而对经由同步切换的串联模式而切换行驶模式，或者经由非同步切换的串联模式而切换行驶模式进行确定。图23的纵轴表示车辆负载，横轴表示车速。在图23中设定有相对于车速而线形变化的阈值。另外，图23所示的阈值为一个示例，但是并不限定于线形，例如也可以为非线形。如图23所示，阈值以车速越高而值越小的方式设定。
或者，控制装置100也可以在选择了驾驶者要求较高的驱动力的响应性的情况下被选择的运动模式等控制模式的情况下，经由非同步切换的串联模式而切换行驶模式。
由于经由同步切换的串联模式所执行的行驶模式的切换必须依次实施变速比的同步和改变卡合元件的卡合状态，因此存在从开始切换起至结束为止的时间与经由非同步切换的串联模式所执行的行驶模式的切换相比而较长的情况。因此，在选择了运动模式等控制模式的情况下，通过执行经由非同步切换的串联模式所执行的行驶模式的切换，从而能够迅速地实施行驶模式的切换。因此，能够抑制驱动力的响应性的恶化。
或者，控制装置100也可以在选择了驾驶者要求比较安静的车辆的行驶的情况下被选择的舒适模式等控制模式的情况下，经由同步切换的串联模式而切换行驶模式。
由于经由非同步切换的串联模式所执行的行驶模式的切换与经由同步切换的串联模式所执行的行驶模式的切换相比，使液压控制的卡合元件滑动而切换行驶模式，因此存在在车辆中产生振动等的情况。因此，在选择了舒适模式等控制模式的情况下，通过经由同步切换的串联模式而切换行驶模式，从而能够抑制振动等的产生。
或者，控制装置100也可以在油温低于阈值的情况下，经由同步切换的串联模式而切换行驶模式。
在作为卡合元件而使用了液压式多片离合器的情况下，有时在低温环境下控制性能会恶化。因此，在使卡合元件滑动的情况下，有时在车辆中会产生振动等。因而，在油温为低于阈值从而会使控制性能发生恶化的温度区域的情况下，能够通过经由同步切换串联模式而切换行驶控制模式进行来对振动等的产生进行抑制。
或者，控制装置100也可以在车辆负载与根据第一MG20的额定输出而设定的阈值相比而较高的情况下，经由非同步切换的串联模式而切换行驶模式。
经由同步切换的串联模式所执行的行驶模式的切换与经由非同步切换的串联模式所执行的行驶模式的切换相比，第一MG20的输入输出动力有时会增大。因此，在车辆负载为超过第一MG20的额定输出的值的情况下，通过经由非同步切换的串联模式而切换行驶模式，从而能够抑制第一MG20以超出额定输出的方式而进行工作的情况。
或者，控制装置100可以在第一MG20的温度或者使第一MG20驱动的逆变器的温度高于阈值的情况下，经由非同步切换的串联模式来切换行驶模式。或者，控制装置100也可以在离合器C1、制动器B1以及离合器CS之中的至少任意一个的温度高于阈值的情况下，经由同步切换的串联模式来切换行驶模式。以此方式，能够抑制用于控制模式的切换的设备成为高温。
此外，在经由同步切换的串联模式而切换行驶模式的情况下，且发动机10的转速增减的情况下，在发动机10的转速增减的期间(或者为，从行驶模式的切换开始至结束为止的期间内)内，控制装置100也可以使被设置在驾驶席上的仪表所显示的发动机10的转速的变化仅表示朝向增加以及减少中的任意一侧变化，或者也可以使从设置在驾驶席的扬声器输出预定的工作音，以使得听起来为发动机10的工作声音的变化仅朝向发动机10的转速的增加以及减少中的任意一侧变化。以此方式，通过使驾驶者难以识别发动机10的转速的增减，从而能够抑制驾驶者对于车辆的运行状况所产生的不适感。
虽然对本发明的实施方式进行了说明，但是应当认为所有的内容点均为示例而并非限制性的内容。本发明的范围通过专利权利要求书来表示，其意图包括与权利要求书等同的内容以及范围内的全部的变更。

Claims (9)

1.一种混合动力车辆，具备，
内燃机；
第一旋转电机；
第二旋转电机，其被设置成能够向驱动轮输出动力；
变速部，其具有被输入来自所述内燃机的动力的输入元件以及将被输入至所述输入元件的动力输出的输出元件，该变速部被构成为，能够切换为在所述输入元件与所述输出元件之间以低速级与高速级中的任意一方的变速级来传递动力的非空档状态、和在所述输入元件与所述输出元件之间不传递动力的空档状态；
差动部，其具有与所述第一旋转电机连接的第一旋转元件、与所述第二旋转电机以及驱动轮连接的第二旋转元件、以及与所述输出元件连接的第三旋转元件，该差动部被构成为，当所述第一旋转元件至第三旋转元件中的任意两个元件的转速被确定时，剩余的一个元件的转速被确定，
所述混合动力车辆被构成为，能够通过第一路径和第二路径中的至少任意一方的路径来进行所述内燃机的动力传递，其中，所述第一路径为从所述内燃机经由所述变速部以及所述差动部而向所述第一旋转电机传递动力的路径，所述第二路径为与所述第一路径不同的、从所述内燃机向所述第一旋转电机传递动力的路径，
所述混合动力车辆具备离合器，所述离合器被设置在所述第二路径上，且该离合器能够切换为实施从所述内燃机向所述第一旋转电机的动力传递的卡合状态、和截断从内燃机向所述第一旋转电机的动力传递的释放状态，
所述混合动力车辆的行驶模式包括串联并联行驶模式、并联行驶模式以及串联行驶模式，所述串联并联行驶模式为，将所述离合器设为所述释放状态并且将所述变速部设为所述非空档状态的模式；所述并联行驶模式为，将所述离合器设为所述卡合状态并且将所述变速部设为所述非空档状态的模式；所述串联行驶模式为，将所述离合器设为所述卡合状态并且将所述变速部设为所述空档状态的模式，
所述混合动力车辆还具备控制装置，所述控制装置在于所述串联并联行驶模式与所述并联行驶模式之间切换所述行驶模式、并且于所述低速级与所述高速级之间切换所述变速级的情况下，经由所述串联行驶模式来切换所述行驶模式以及所述变速级。
2.如权利要求1所述的混合动力车辆，其中，
在从于所述串联并联行驶模式下形成所述低速级的变速级的状态起经由所述串联行驶模式而切换为于所述并联行驶模式下形成所述高速级的变速级的状态的情况下，而且在当前的行驶模式为所述串联并联行驶模式，且形成了所述低速级的变速级，并且当前的所述变速部的所述输入元件和所述差动部的所述第二旋转元件的转速比与于所述并联行驶模式下形成所述低速级的变速级的情况下的第一转速比相比而靠减速侧的情况下，
所述控制装置执行在切换为所述串联行驶模式之前使所述转速比与所述第一转速比同步的控制、以及在切换为所述串联行驶模式之后使所述转速比与于所述并联行驶模式下形成所述高速级的变速级的情况下的第二转速比同步的控制。
3.如权利要求1所述的混合动力车辆，其中，
在从于所述串联并联行驶模式下形成所述高速级的变速级的状态起经由所述串联行驶模式而切换为于所述并联行驶模式下形成所述低速级的变速级的状态的情况下，而且在当前的行驶模式为所述串联并联行驶模式，且形成了所述高速级的变速级，并且当前的所述变速部的所述输入元件和所述差动部的所述第二旋转元件的转速比与于所述并联行驶模式下形成所述高速级的变速级的情况下的第一转速比相比而靠增速侧的情况下，
所述控制装置执行在切换为所述串联行驶模式之前使所述转速比与所述第一转速比同步的控制、以及在切换为所述串联行驶模式之后使所述转速比与于所述并联行驶模式下形成所述低速级的变速级的情况下的第二转速比同步的控制。
4.如权利要求1所述的混合动力车辆，其中，
在从于所述串联并联行驶模式下形成所述低速级的变速级的状态起经由所述串联行驶模式而切换为于所述并联行驶模式下形成所述高速级的变速级的状态的情况下，而且在当前的行驶模式为所述串联并联行驶模式，且形成了所述低速级的变速级，并且当前的所述变速部的所述输入元件和所述差动部的所述第二旋转元件的转速比与于所述并联行驶模式下形成所述低速级的变速级的情况下的第一转速比相比而靠增速侧的情况下，
所述控制装置在切换为所述串联行驶模式之前不执行使所述转速比与所述第一转速比同步的控制的条件下，将所述行驶模式从所述串联并联行驶模式切换为所述串联行驶模式。
5.如权利要求1所述的混合动力车辆，其中，
在从于所述串联并联行驶模式下形成所述高速级的变速级的状态起经由所述串联行驶模式而切换为于所述并联行驶模式下形成所述低速级的变速级的状态的情况下，而且在当前的行驶模式为所述串联并联行驶模式，且形成了所述高速级的变速级，并且当前的所述变速部的所述输入元件和所述差动部的所述第二旋转元件的转速比与于所述并联行驶模式下形成所述高速级的变速级的情况下的第一转速比相比而靠减速侧的情况下，
所述控制装置在切换为所述串联行驶模式之前不执行使所述转速比与所述第一转速比同步的控制的条件下，将所述行驶模式从所述串联并联行驶模式切换为所述串联行驶模式。
6.如权利要求1所述的混合动力车辆，其中，
在从于所述并联行驶模式下形成所述低速级的变速级的状态起经由所述串联行驶模式而切换为于所述串联并联行驶模式下形成所述高速级的变速级的状态的情况下，而且在当前的行驶模式为所述并联行驶模式，且形成了所述低速级的变速级，并且所述变速部的所述输入元件和所述差动部的所述第二旋转元件的转速比的目标值与于所述并联行驶模式下形成所述高速级的变速级的情况下的第一转速比相比而靠增速侧的情况下，
所述控制装置执行在经由所述串联行驶模式的过程中使所述转速比与所述第一转速比同步的控制、以及在切换为所述串联并联行驶模式之后使所述转速比变化为所述目标值的控制。
7.如权利要求1所述的混合动力车辆，其中，
在从于所述并联行驶模式下形成所述高速级的变速级的状态起经由所述串联行驶模式而切换为于所述串联并联行驶模式下形成所述低速级的变速级的状态的情况下，而且在当前的行驶模式为所述并联行驶模式，且形成了所述高速级的变速级，并且所述变速部的所述输入元件和所述差动部的所述第二旋转元件的转速比的目标值与于所述并联行驶模式下形成所述低速级的变速级的情况下的第一转速比相比而靠减速侧的情况下，
所述控制装置执行在经由所述串联行驶模式的过程中使所述转速比与所述第一转速比同步的控制、以及在切换为所述串联并联行驶模式之后使所述转速比变化为所述目标值的控制。
8.如权利要求1所述的混合动力车辆，其中，
在从于所述并联行驶模式下形成所述低速级的变速级的状态起经由所述串联行驶模式而切换为于所述串联并联行驶模式下形成所述高速级的变速级的状态的情况下，而且在当前的行驶模式为所述并联行驶模式，且形成了所述低速级的变速级，并且所述变速部的所述输入元件和所述差动部的所述第二旋转元件的转速比的目标值与所述并联行驶模式下形成所述高速级的变速级的情况下的第一转速比相比而靠减速侧的情况下，
所述控制装置在经由所述串联行驶模式的过程中不执行使所述转速比与所述第一转速比同步的控制的条件下从所述串联行驶模式切换为所述串联并联行驶模式。
9.如权利要求1所述的混合动力车辆，其中，
在从于所述并联行驶模式下形成所述高速级的变速级的状态起经由所述串联行驶模式而切换为于所述串联并联行驶模式下形成所述低速级的变速级的状态的情况下，而且在当前的行驶模式为所述并联行驶模式，且形成了所述高速级的变速级，并且所述变速部的所述输入元件和所述差动部的所述第二旋转元件的转速比的目标值与于所述并联行驶模式下形成所述低速级的变速级的情况下的第一转速比相比而靠增速侧的情况下，
所述控制装置在经由所述串联行驶模式的过程中不执行使所述转速比与所述第一转速比同步的控制的条件下从所述串联行驶模式切换为所述串联并联行驶模式。
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