CN108216193B - 混合动力车辆的控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供混合动力车辆的控制装置。在自动变速器的接通动力降挡时，防止或者抑制因变速的进展停滞引起的或因发动机的转速瞬时加速引起的、给驾驶员带来的不协调感。在有级变速部(20)的接通动力降挡时，在MG1转矩Tg处于限制状态的情况下，将发动机转矩Te限制为规定转矩Tef以下，因此，承受发动机转矩Te的第一旋转机(MG1)的反力转矩Tgrf减少。由此，能够相对于第一旋转机(MG1)确保变速进展用转矩Tgsh。由此，在有级变速部(20)的接通动力降挡时，能够防止或者抑制因变速的进展停滞引起的或因发动机转速ωe瞬时加速引起的、给驾驶员带来的不协调感。

Description

混合动力车辆的控制装置
技术领域
本发明涉及串联地具备差动机构和自动变速器的混合动力车辆的控制装置。
背景技术
公知有如下的混合动力车辆的控制装置，该混合动力车辆具备：发动机；具有分别供上述发动机、第一旋转机以及中间传动部件连结的三个旋转构件的差动机构；以能够传递动力的方式与上述中间传动部件连结的第二旋转机；以及自动变速器，构成上述中间传动部件与驱动轮之间的动力传递路径的一部分，并且通过多个接合装置选择性地接合来执行变速。例如专利文献1所记载的混合动力车辆即是如此。在该专利文献1中公开了如下内容：在自动变速器的变速时，基于发动机的转矩与自动变速器的转矩容量来控制第一旋转机的转矩和第二旋转机的转矩，以便第二旋转机的角加速度与发动机的角加速度成为各自的目标值。
专利文献1：日本特开2014－223888号公报
然而，在自动变速器的接通动力降挡时，在第一旋转机的输出转矩被限制的状态下，存在第一旋转机无法除了产生承受发动机的输出转矩的反力转矩之外、还产生为了进行变速而使自身的转速下降的转矩(即变速的进展所需的转矩)的情况。在这样的情况下，存在如下的可能性：变速的进展停滞，或者随着因自动变速器的降挡引起的中间传动部件的转速的上升而发动机的转速例如相比变速后的同步转速瞬时加速，给驾驶员带来不协调感。
发明内容
本发明是以上述状况为背景而提出的，其目的在于提供一种混合动力车辆的控制装置，在自动变速器的接通动力降挡时，防止或者抑制因变速的进展停滞引起的或因发动机的转速瞬时加速引起的、给驾驶员带来的不协调感。
第一发明的主旨在于，提供一种混合动力车辆的控制装置，(a)该混合动力车辆具备：发动机；差动机构，该差动机构具有以能够传递动力的方式与上述发动机连结的第一旋转构件、以能够传递动力的方式与第一旋转机连结的第二旋转构件、以及与中间传动部件连结的第三旋转构件；第二旋转机，该第二旋转机以能够传递动力的方式与上述中间传动部件连结；以及自动变速器，该自动变速器构成上述中间传动部件与驱动轮之间的动力传递路径的一部分，并通过使多个接合装置选择性地接合从而执行变速，上述混合动力车辆的控制装置包括：(b)混合动力控制部，在上述自动变速器的变速时，上述混合动力控制部基于上述发动机的输出转矩与上述接合装置的传递转矩来控制上述第一旋转机的输出转矩与上述第二旋转机的输出转矩，以使得上述第二旋转机的角加速度与上述发动机的角加速度成为各自的目标值；(c)限制状态判定部，该限制状态判定部判定上述第一旋转机的输出转矩是否处于与规定负荷相比而被限制的限制状态，上述规定负荷能够确保上述自动变速器的接通动力降挡的进展所需的变速进展用转矩；以及(d)输出限制部，在上述自动变速器的接通动力降挡时，在上述第一旋转机的输出转矩处于限制状态的情况下，上述输出限制部将上述发动机的输出转矩限制为规定转矩以下。
并且，关于第二发明，在上述第一发明所记载的混合动力车辆的控制装置中，上述限制状态判定部基于上述自动变速器的变速的种类、车速、以及上述自动变速器的接通动力降挡时的上述发动机的转速的变化量中的至少一个来设定上述规定负荷。
并且，关于第三发明，在上述第一发明或第二发明所记载的混合动力车辆的控制装置中，上述规定转矩是能够利用上述第一旋转机的输出转矩实现对承受上述发动机的输出转矩的反力转矩加上上述变速进展用转矩而得的转矩的、成为上限的上述发动机的输出转矩，上述输出限制部基于上述第一旋转机的输出转矩的限制值、上述自动变速器的变速的种类、车速、以及上述自动变速器的接通动力降挡时的上述发动机的转速的变化量中的至少一个来设定上述规定转矩。
并且，关于第四发明，在上述第一发明至第三发明中的任一项所记载的混合动力车辆的控制装置中，上述输出限制部使上述发动机的输出转矩的限制在上述发动机的输出转矩处于稳定地输出的状态时开始。
并且，关于第五发明，在上述第一发明至第四发明中的任一项所记载的混合动力车辆的控制装置中，上述输出限制部使上述发动机的输出转矩的限制在上述自动变速器的接通动力降挡完毕时、或者在上述接通动力降挡的进展程度达到了规定进展程度时、或者从上述接通动力降挡的控制开始时起经过了规定时间时、或者从伴随上述接通动力降挡而产生的上述自动变速器的输入旋转部件的转速的变化开始时起经过了第二规定时间时结束。
并且，关于第六发明，在上述第一发明至第五发明中的任一项所记载的混合动力车辆的控制装置中，当通过在上述发动机的输出转矩的限制中切换至切断动力而作为切断动力降挡来使降挡进展的情况下，上述输出限制部解除上述发动机的输出转矩的限制。
根据上述第一发明，在自动变速器的接通动力降挡时，在第一旋转机的输出转矩处于限制状态的情况下，将发动机的输出转矩限制为规定转矩以下，因此能够减少承受发动机的输出转矩的第一旋转机的反力转矩。由此，相对于第一旋转机，能够确保为了进行变速而使自身的转速下降的转矩(即接通动力降挡的进展所需的变速进展用转矩)，既能够防止或者抑制变速的进展停滞或者发动机的转速瞬时加速，又能够执行接通动力降挡。由此，在自动变速器的接通动力降挡时，能够防止或者抑制因变速的进展停滞引起的或因发动机的转速瞬时加速引起的、给驾驶员带来的不协调感。
另外，根据上述第二发明，基于自动变速器的变速的种类、车速、以及自动变速器的接通动力降挡时的发动机的转速的变化量中的至少一个来设定规定负荷，因此能够适当地判定第一旋转机的输出转矩是否处于限制状态。
另外，根据上述第三发明，基于第一旋转机的输出转矩的限制值、自动变速器的变速的种类、车速、以及自动变速器的接通动力降挡时的发动机的转速的变化量中的至少一个来设定规定转矩(能够利用第一旋转机的输出转矩实现对承受发动机的输出转矩的反力转矩加上变速进展用转矩而得的转矩的、成为上限的发动机的输出转矩)，因此，既能够防止或者抑制变速的进展停滞或者发动机的转速瞬时加速，又能够适当地执行接通动力降挡。
另外，根据上述第四发明，发动机的输出转矩的限制在发动机的输出转矩处于稳定地输出的状态时开始，因此，即便发动机的输出转矩被限制，也难以使发动机的工作变得不稳定。
另外，根据上述第五发明，发动机的输出转矩的限制在自动变速器的接通动力降挡完毕时、或者在接通动力降挡的进展程度达到了规定进展程度时、或者从接通动力降挡的控制开始时起经过了规定时间时、或者从伴随接通动力降挡而产生的自动变速器的输入旋转部件的转速的变化开始时起经过了第二规定时间时结束，因此，当存在变速的进展停滞或者发动机的转速瞬时加速的可能性的期间，能够适当地限制发动机的输出转矩。换言之，若变速的进展停滞或者发动机的转速瞬时加速的可能性低，则容易按照要求的那样输出发动机的输出转矩。
另外，根据上述第六发明，当通过在发动机的输出转矩的限制中切换至切断动力而作为切断动力降挡来使降挡进展的情况下，发动机的输出转矩的限制被解除，因此能够适当地执行与切断动力降挡相匹配的控制。
附图说明
图1是说明应用本发明的车辆所具备的车辆用驱动装置的简要结构的图，且是说明车辆中的用于进行各种控制的控制功能以及控制系统的主要部分的图。
图2是说明图1中示例出的机械式有级变速部的变速工作和所使用的接合装置的工作的组合之间的关系的工作图表。
图3是表示电动式无级变速部和机械式有级变速部中的各旋转构件的转速的相对关系的共线图。
图4是说明将多个模拟排挡分配至多个AT排挡的排挡分配表的一个例子的图。
图5是在与图3相同的共线图上示例出有级变速部的AT排挡和变速器的模拟排挡的图。
图6是说明在多个模拟排挡的变速控制中使用的模拟排挡变速设定表的一个例子的图。
图7是示出基于MG1温度来限制MG1转矩的一个例子的图。
图8是示出用于对有级变速部的通常的接通动力降挡控制进行说明的共线图的一个例子的图。
图9是说明电子控制装置的控制工作的主要部分、即在有级变速部的接通动力降挡时防止或者抑制因变速的进展停滞引起的或因发动机转速瞬时加速引起的、给驾驶员带来的不协调感的控制工作的流程图。
图10是示出用于对执行了图9的流程图所示的控制工作的情况下的有级变速部的接通动力降挡控制进行说明的共线图的一个例子的图。
图11是用于对MG1转矩被限制时的有级变速部的接通动力降挡控制(比较例)进行说明的共线图的一个例子的图。
具体实施方式
在本发明的实施方式中，旋转部件(例如上述的发动机、第一旋转机、第二旋转机、差动机构的各旋转构件、中间传动部件、自动变速器的各旋转构件等)的转速ω与旋转部件的角速度对应，并且，旋转部件的角加速度dω/dt是转速ω的时间变化率即时间微分、是转速ω的变化速度，在数式中，有时也用ω带一点来表示角加速度dω/dt。
以下，参照附图对本发明的实施例进行详细说明。
【实施例】
图1是说明应用本发明的车辆10所具备的车辆用驱动装置12的简要结构的图，且是说明车辆10中的用于进行各种控制的控制系统的主要部分的图。在图1中，车辆用驱动装置12串联地具备：作为动力源发挥功能的发动机14；电动式无级变速部18(以下称作无级变速部18)，其在安装于车身的作为非旋转部件的变速器箱16(以下称作箱体16)内配设在共同的轴心上，直接或者经由未图示的阻尼器等而间接地与发动机14连结；以及与无级变速部18的输出侧连结的机械式有级变速部20(以下称作有级变速部20)。并且，车辆用驱动装置12具备与有级变速部20的输出旋转部件亦即输出轴22连结的差动齿轮装置24、以及与差动齿轮装置24连结的一对车轴26等。在车辆用驱动装置12中，从发动机14、后述的第二旋转机MG2输出的动力(在不特别区分的情况下，转矩、力也为相同意思)向有级变速部20传递，并从该有级变速部20经由差动齿轮装置24等向车辆10所具备的驱动轮28传递。车辆用驱动装置12例如优选应用于车辆10中的纵置FR(前置发动机、后轮驱动)型车辆。此外，无级变速部18、有级变速部20等构成为相对于发动机14等的旋转轴心(上述共同的轴心)大致对称，图1中省略了该旋转轴心的下半部分。
发动机14是车辆10的行驶用的动力源，是汽油发动机、柴油发动机等公知的内燃机。对于该发动机14，通过利用后述的电子控制装置80控制节气门开度或者进气量、燃料供给量、点火正时等运转状态来控制发动机14的输出转矩亦即发动机转矩Te。在本实施例中，发动机14以不经由变矩器、液力耦合器等流体式传动装置的方式与无级变速部18连结。
无级变速部18具备：第一旋转机MG1；将发动机14的动力朝第一旋转机MG1以及无级变速部18的输出旋转部件亦即中间传动部件30机械分配的、作为动力分配机构的差动机构32；以及以能够传递动力的方式与中间传动部件30连结的第二旋转机MG2。无级变速部18是通过控制第一旋转机MG1的运转状态来控制差动机构32的差动状态的电动式无级变速器。第一旋转机MG1相当于差动用旋转机(差动用电动机)，并且第二旋转机MG2是作为动力源发挥功能的旋转机(电动机)，相当于行驶驱动用旋转机。车辆10是作为行驶用的动力源具备发动机14以及第二旋转机MG2的混合动力车辆。
第一旋转机MG1以及第二旋转机MG2是具有作为电动机(马达)的功能以及作为发电机(generator)的功能的旋转电力机械，是所谓的电动发电机。第一旋转机MG1以及第二旋转机MG2分别经由车辆10所具备的逆变器50而与车辆10所具备的作为蓄电装置的电池52连接，通过利用后述的电子控制装置80控制逆变器50来控制第一旋转机MG1以及第二旋转机MG2各自的输出转矩(动力运行转矩或者再生转矩)亦即MG1转矩Tg以及MG2转矩Tm。电池52是相对于第一旋转机MG1以及第二旋转机MG2分别授受电力的蓄电装置。
差动机构32由单小齿轮型的行星齿轮装置构成，具备太阳轮S0、行星架CA0以及齿圈R0。发动机14经由连结轴34以能够传递动力的方式与行星架CA0连结，第一旋转机MG1以能够传递动力的方式与太阳轮S0连结，第二旋转机MG2以能够传递动力的方式与齿圈R0连结。在差动机构32中，行星架CA0作为输入构件发挥功能，太阳轮S0作为反力构件发挥功能，齿圈R0作为输出构件发挥功能。
有级变速部20是构成中间传动部件30与驱动轮28之间的动力传递路径的一部分的有级变速器。中间传动部件30也作为有级变速部20的输入旋转部件发挥功能。由于第二旋转机MG2与中间传动部件30以一体旋转的方式连结，或者由于发动机14与无级变速部18的输入侧连结，因此，有级变速部20是构成动力源(第二旋转机MG2或者发动机14)与驱动轮28之间的动力传递路径的一部分的有级变速器。有级变速部20例如是具备第一行星齿轮装置36和第二行星齿轮装置38的多组行星齿轮装置、以及离合器C1、离合器C2、制动器B1、制动器B2的多个接合装置(以下，在不特别区分的情况下简单称作接合装置CB)的公知的行星齿轮式的自动变速器。
接合装置CB是由利用液压促动器按压的多板式或者单板式离合器或制动器、利用液压促动器进行收紧的带式制动器等构成的液压式的摩擦接合装置。接合装置CB借助从车辆10所具备的液压控制回路54内的电磁阀SL1－SL4等分别输出的被调压后的各接合液压PRcb来使各自的转矩容量(也称作接合转矩、离合器转矩)Tcb变化，由此来分别切换工作状态(接合、释放等状态)。为了不使接合装置CB滑动(即不使接合装置CB产生转速差)地在中间传动部件30与输出轴22之间传递转矩(例如输入至有级变速部20的输入转矩亦即AT输入转矩Ti)，相对于该转矩，需要能够获得需由接合装置CB分别承担的传递转矩(也称作接合传递转矩、离合传递转矩)的量(即接合装置CB的分担转矩)的接合转矩Tcb。但是，在能够获得传递转矩量的接合转矩Tcb，即便使接合转矩Tcb增加，传递转矩也不会增加。也就是说，接合转矩Tcb相当于接合装置CB能够传递的最大转矩，传递转矩相当于接合装置CB实际传递的转矩。因而，当在接合装置CB产生转速差的状态下，接合转矩Tcb与传递转矩为相同意思。在本实施例中，用接合转矩Tcb表示(即用传递转矩Tcb表示)在有级变速部20的变速过渡中产生了转速差的状态下(例如惯性阶段中)的接合装置CB的传递转矩。此外，除供给例如接合装置CB的接合接触(パック詰め)所需要的接合液压PRcb的区域之外，接合转矩Tcb(或者传递转矩)与接合液压PRcb大致成比例关系。
对于有级变速部20，第一行星齿轮装置36以及第二行星齿轮装置38的各旋转构件(太阳轮S1、S2、行星架CA1、CA2、齿圈R1、R2)直接、或者经由接合装置CB或单向离合器F1间接(或者选择性)地一部分相互连结，或者与中间传动部件30、箱体16或输出轴22连结。
有级变速部20通过接合装置CB中的规定的接合装置的接合来形成变速比(齿速比)γat(＝AT输入转速ωi/AT输出转速ωo)不同的多个变速挡(排挡)中的任一个排挡。也就是说，有级变速部20通过使接合装置CB选择性地接合来切换排挡(即执行变速)。在本实施例中，将由有级变速部20形成的排挡称作AT排挡。AT输入转速ωi是有级变速部20的输入旋转部件的转速(角速度)亦即有级变速部20的输入转速，与中间传动部件30的转速为相同值，并且与第二旋转机MG2的转速亦即MG2转速ωm为相同值。AT输入转速ωi能够由MG2转速ωm表示。AT输出转速ωo是有级变速部20的输出转速亦即输出轴22的转速，也是将无级变速部18和有级变速部20组合在一起而成的整体的变速器40的输出转速。
有级变速部20例如如图2的接合工作表所示作为多个AT排挡而形成有AT1挡排挡(图中的“1st”)－AT4挡排挡(图中的“4th”)的四挡前进用的AT排挡。AT1挡排挡的变速比γat最大，越是高车速侧(高速侧的AT4挡排挡侧)则变速比γat越小。图2的接合工作表汇总了各AT排挡与接合装置CB的各工作状态(在各AT排挡中分别接合的接合装置亦即规定的接合装置)之间的关系，“○”表示接合，“△”表示在发动机制动时或有级变速部20的滑行降挡时接合，空栏表示释放。在使AT1挡排挡成立的制动器B2并列地设有单向离合器F1，因此，在起步时(加速时)不需要使制动器B2接合。有级变速部20的滑行降挡是在根据因驱动要求量(例如加速器开度θacc)的减少或加速器不工作(加速器开度θacc为零或者近似零)所引起的减速行驶中的车速关联值(例如车速V)的降低而判断为(要求)降挡的切断动力降挡中，保持加速器不工作的减速行驶状态不变而要求的降挡。此外，接合装置CB均释放，由此有级变速部20成为不形成任何排挡的空挡状态(即切断动力传递的空挡状态)。
对于有级变速部20，通过利用后述的电子控制装置80(尤其是执行有级变速部20的变速控制的后述的AT变速控制部82)根据驾驶员的加速操作或车速V等对接合装置CB中的(即形成变速前的AT排挡的规定的接合装置中的)释放侧接合装置的释放和接合装置CB中的(即形成变速后的AT排挡的规定的接合装置中的)接合侧接合装置的接合进行控制，所形成的AT排挡进行切换(即选择性地形成多个AT排挡)。也就是说，在有级变速部20的变速控制中，例如通过接合装置CB中任一个的夹紧切换(即通过接合装置CB的接合与释放的切换)来执行变速，即执行所谓的离合器对离合器变速。例如，在从AT2挡排挡朝AT1挡排挡的降挡(表示为2→1降挡)中，如图2的接合工作表所示，成为释放侧接合装置的制动器B1被释放，并且使成为接合侧接合装置的制动器B2接合。此时，对制动器B1的释放过渡液压、制动器B2的接合过渡液压进行调压控制。
图3是表示无级变速部18和有级变速部20中的各旋转构件的转速的相对关系的共线图。图3中，与构成无级变速部18的差动机构32的三个旋转构件对应的三条纵线Y1、Y2、Y3从左侧起依次是表示与第二旋转构件RE2对应的太阳轮S0的转速的g轴、表示与第一旋转构件RE1对应的行星架CA0的转速的e轴、表示与第三旋转构件RE3对应的齿圈R0的转速(即有级变速部20的输入转速)的m轴。并且，有级变速部20的四条纵线Y4、Y5、Y6、Y7从左起依次分别是表示与第四旋转构件RE4对应的太阳轮S2的转速的轴、表示与第五旋转构件RE5对应的相互连结的齿圈R1以及行星架CA2的转速(即输出轴22的转速)的轴、表示与第六旋转构件RE6对应的相互连结的行星架CA1以及齿圈R2的转速的轴、表示与第七旋转构件RE7对应的太阳轮S1的转速的轴。纵线Y1、Y2、Y3相互之间的间隔根据差动机构32的齿速比(齿数比)ρ0确定。并且，纵线Y4、Y5、Y6、Y7的相互之间的间隔根据第一、第二行星齿轮装置36、38的各齿数比ρ1、ρ2确定。在共线图的纵轴间的关系中，若将太阳轮与行星架之间设为对应于“1”的间隔，则行星架与齿圈之间成为对应于行星齿轮装置的齿数比ρ(＝太阳轮的齿数Zs/齿圈的齿数Zr)的间隔。
若使用图3的共线图来表现，在无级变速部18的差动机构32中，在第一旋转构件RE1连结有发动机14(参照图中的“ENG”)，在第二旋转构件RE2连结有第一旋转机MG1(参照图中的“MG1”)，在与中间传动部件30一体旋转的第三旋转构件RE3连结有第二旋转机MG2(参照图中的“MG2”)，构成为经由中间传动部件30向有级变速部20传递发动机14的旋转。在无级变速部18中，利用横穿纵线Y2的直线L0来表示太阳轮S0的转速与齿圈R0的转速之间的关系。
并且，在有级变速部20中，第四旋转构件RE4经由离合器C1而与中间传动部件30选择性地连结，第五旋转构件RE5与输出轴22连结，第六旋转构件RE6经由离合器C2而与中间传动部件30选择性地连结、且经由制动器B2而与箱体16选择性地连结，第七旋转构件RE7经由制动器B1而与箱体16选择性地连结。在有级变速部20中，根据接合装置CB的接合释放控制，利用横穿纵线Y5的各直线L1、L2、L3、L4来表示输出轴22的“1st”、“2nd”、“3rd”、“4th”的各转速。
图3中的实线所示的直线L0以及直线L1、L2、L3、L4表示在能够进行至少以发动机14作为动力源而行驶的发动机行驶的混合动力行驶模式中、进行前进行驶时的各旋转构件的相对速度。在该混合动力行驶模式中，在差动机构32中，若相对于被输入至行星架CA0的发动机转矩Te，第一旋转机MG1所产生的负转矩亦即反力转矩以正转的方式输入至太阳轮S0，则在齿圈R0以正转的方式显现出成为正转矩的发动机直达转矩Td(＝Te/(1+ρ)＝－(1/ρ)×Tg)。而且，根据要求驱动力，发动机直达转矩Td和MG2转矩Tm的合计转矩作为车辆10的前进方向的驱动转矩，经由形成有AT1挡排挡－AT4挡排挡中的任一个AT排挡的有级变速部20向驱动轮28传递。此时，第一旋转机MG1作为以正转的方式产生负转矩的发电机发挥功能。第一旋转机MG1的发电电力Wg被充电至电池52，或由第二旋转机MG2消耗。第二旋转机MG2使用发电电力Wg的全部或一部分、或者除了发电电力Wg之外还使用来自电池52的电力，输出MG2转矩Tm。
图3中虽未图示，但在能够进行使发动机14停止且以第二旋转机MG2作为动力源而行驶的马达行驶的马达行驶模式的共线图中，在差动机构32中，行星架CA0被设为不旋转，向齿圈R0以正转的方式输入有成为正转矩的MG2转矩Tm。此时，与太阳轮S0连结的第一旋转机MG1成为无负荷状态而以反转的方式空转。也就是说，在马达行驶模式中，发动机14不进行驱动，发动机14的转速亦即发动机转速ωe被设为零，MG2转矩Tm(此处是正转的动力运行转矩)作为车辆10的前进方向的驱动转矩，经由形成有AT1挡排挡－AT4挡排挡中的任一个AT排挡的有级变速部20向驱动轮28传递。并且，在车辆10的后退行驶中，例如在马达行驶模式中，向齿圈R0以反转的方式输入有成为负转矩的MG2转矩Tm，该MG2转矩Tm作为车辆10的后退方向的驱动转矩，经由形成有前进用的AT1挡排挡的有级变速部20向驱动轮28传递。
在车辆用驱动装置12中具备差动机构32，该差动机构32具有三个旋转构件，即：以能够传递动力的方式与发动机14连结的作为第一旋转构件RE1的行星架CA0、以能够传递动力的方式与第一旋转机MG1连结的作为第二旋转构件RE2的太阳轮S0、以及与中间传动部件30连结的(换言之，是以能够传递动力的方式与第二旋转机MG2连结的)作为第三旋转构件RE3的齿圈R0，构成通过控制第一旋转机MG1的运转状态来控制差动机构32的差动状态的、作为电动式变速机构(电动式差动机构)的无级变速部18。也就是说，具有以能够传递动力的方式与发动机14连结的差动机构32和以能够传递动力的方式与差动机构32连结的第一旋转机MG1，构成通过控制第一旋转机MG1的运转状态来控制差动机构32的差动状态的无级变速部18。无级变速部18作为使连结轴34的转速(即发动机转速ωe)相对于中间传动部件30的转速亦即MG2转速ωm的变速比γ0(＝ωe/ωm)变化的电动式的无级变速器工作。
例如，在混合动力行驶模式中，相对于因在有级变速部20中形成有AT排挡而受到驱动轮28的旋转的约束的齿圈R0的转速，若通过对第一旋转机MG1的转速进行控制来使太阳轮S0的转速上升或者下降，则使行星架CA0的转速(即发动机转速ωe)上升或者下降。因而，在发动机行驶中，能够使发动机14在效率良好的运转点工作。也就是说，利用形成有AT排挡的有级变速部20和作为无级变速器工作的无级变速部18，作为串联地配置有无级变速部18(差动机构32也为相同意思)和有级变速部20的变速器40整体能够构成无级变速器。
并且，由于也能够使无级变速部18如有级变速器那样变速，因此能够利用形成有AT排挡的有级变速部20和如有级变速器那样变速的无级变速部18而使变速器40整体如有级变速器那样变速。也就是说，在变速器40中，能够以使发动机转速ωe相对于输出转速ωo的变速比γt(＝ωe/ωo)不同的多个排挡(称作模拟排挡)选择性地成立的方式控制有级变速部20和无级变速部18。变速比γt是由串联配置的无级变速部18和有级变速部20形成的总变速比，是无级变速部18的变速比γ0和有级变速部20的变速比γat相乘所得的值(γt＝γ0×γat)。
模拟排挡例如被分配为：根据有级变速部20的各AT排挡和一种或多种无级变速部18的变速比γ0的组合，相对于有级变速部20的各AT排挡，分别使一种或者多种模拟排挡成立。例如，图4是排挡分配(排挡分割)表的一个例子，预先确定为：相对于AT1挡排挡使模拟1挡排挡－模拟3挡排挡成立，相对于AT2挡排挡使模拟4挡排挡－模拟6挡排挡成立，相对于AT3挡排挡使模拟7挡排挡－模拟9挡排挡成立，相对于AT4挡排挡使模拟10挡排挡成立。
图5是在与图3相同的共线图上示例出有级变速部20的AT排挡和变速器40的模拟排挡的图。图5中，实线示例出在有级变速部20为AT2挡排挡时，使模拟4挡排挡－模拟6挡排挡成立的情况。在变速器40中，通过以成为相对于输出转速ωo实现规定的变速比γt的发动机转速ωe的方式控制无级变速部18，在某AT排挡使不同的模拟排挡成立。并且，虚线示例出在有级变速部20为AT3挡排挡时使模拟7挡排挡成立的情况。在变速器40中，通过与AT排挡的切换相配合地控制无级变速部18来切换模拟排挡。
返回图1，车辆10还具备作为控制器的电子控制装置80，该电子控制装置80包括与发动机14、无级变速部18以及有级变速部20等的控制关联的车辆10的控制装置。因而，图1是示出电子控制装置80的输入输出系统的图，且是说明电子控制装置80的控制功能的主要部分的功能块线图。电子控制装置80例如构成为包括具备CPU、RAM、ROM、输入输出接口等的所谓微型计算机，CPU利用RAM的暂时存储功能同时根据预先存储于ROM的程序进行信号处理，由此来执行车辆10的各种控制。电子控制装置80根据需要而分别构成为发动机控制用、变速控制用等。
向电子控制装置80分别供给：基于车辆10所具备的各种传感器等(例如发动机转速传感器60、MG1转速传感器62、MG2转速传感器64、输出转速传感器66、加速器开度传感器68、节气门开度传感器70、G传感器72、挡位传感器74、电池传感器76、MG1温度传感器78等)的检测值的各种信号等(例如发动机转速ωe、第一旋转机MG1的转速亦即MG1转速ωg、AT输入转速ωi亦即MG2转速ωm、与车速V对应的输出转速ωo、表示驾驶员的加速操作的大小的驾驶员的加速器操作量(即加速踏板的操作量)亦即加速器开度θacc、电子节气门的开度亦即节气门开度θth、车辆10的前后加速度G、车辆10所具备的作为换挡操作部件的换挡杆56的操作位置(操作挡位)POSsh、电池52的电池温度THbat或电池充放电电流Ibat或电池电压Vbat、第一旋转机MG1的温度亦即MG1温度Thg等)。并且，从电子控制装置80向车辆10所具备的各装置(例如节气门促动器、燃料喷射装置、点火装置等发动机控制装置58、逆变器50、液压控制回路54等)分别输出各种指令信号(例如用于控制发动机14的发动机控制指令信号Se、用于控制第一旋转机MG1以及第二旋转机MG2的旋转机控制指令信号Smg、用于控制接合装置CB的工作状态的(即用于控制有级变速部20的变速的)液压控制指令信号Sat等)。该液压控制指令信号Sat例如是用于驱动对朝接合装置CB的各个液压促动器供给的各接合液压PRcb进行调压的各电磁阀SL1－SL4等的指令信号(驱动电流)，向液压控制回路54输出。此外，电子控制装置80设定用于获得接合装置CB的目标接合转矩Tcb的、与朝各液压促动器供给的各接合液压PRcb的值对应的液压指令值(也称作指示压)，并输出与该液压指令值对应的驱动电流。
电子控制装置80例如基于电池充放电电流Ibat以及电池电压Vbat等计算电池52的充电状态(充电容量)SOC。并且，电子控制装置80例如基于电池温度THbat以及电池52的充电容量SOC，计算规定电池52的电量亦即电池动力Pbat的可使用范围的(即规定电池52的输入电力的限制的可充电电力(可输入电力)Win、以及规定电池52的输出电力的限制的可放电电力(可输出电力)Wout)可充放电电力Win、Wout。可充放电电力Win、Wout例如在电池温度THbat比常用区域低的低温区域随着电池温度THbat降低而变小，并且在电池温度THbat比常用区域高的高温区域随着电池温度THbat变高而变小。并且，可充电电力Win例如在充电容量SOC大的区域随着充电容量SOC变大而变小。并且，可放电电力Wout例如在充电容量SOC小的区域随着充电容量SOC变小而变小。
电子控制装置80具备作为变速控制单元的AT变速控制单元亦即作为变速控制部的AT变速控制部82、以及混合动力控制单元亦即混合动力控制部84，以便实现车辆10中的各种控制。
AT变速控制部82使用预先通过实验或者通过设计而求出并存储的(即预先确定的)关系(例如AT排挡变速设定表)来进行有级变速部20的变速判断，并且向液压控制回路54输出用于利用电磁阀SL1－SL4切换接合装置CB的接合释放状态的液压控制指令信号Sat，以便根据需要执行有级变速部20的变速控制从而自动地切换有级变速部20的AT排挡。上述AT排挡变速设定表例如是在将输出转速ωo(此处，车速V等也为相同意思)以及加速器开度θacc(此处，要求驱动转矩Tdem、节气门开度θth等也为相同意思)作为变量的二维坐标上具有用于判断有级变速部20的变速的变速线(升挡线以及降挡线)的规定关系。
混合动力控制部84包括控制发动机14的工作的作为发动机控制单元即发动机控制部的功能、和经由逆变器50控制第一旋转机MG1以及第二旋转机MG2的工作的作为旋转机控制单元即旋转机控制部的功能，利用上述控制功能来执行基于发动机14、第一旋转机MG1以及第二旋转机MG2的混合动力驱动控制等。混合动力控制部84通过对预先确定的关系(例如驱动力设定表)应用加速器开度θacc以及车速V来计算要求驱动动力Pdem(换言之是此时的车速V下的要求驱动转矩Tdem)。混合动力控制部84考虑电池52的可充放电电力Win、Wout等，输出控制发动机14、第一旋转机MG1以及第二旋转机MG2的指令信号(发动机控制指令信号Se以及旋转机控制指令信号Smg)，以便实现要求驱动动力Pdem。发动机控制指令信号Se例如是输出此时的发动机转速ωe下的发动机转矩Te的发动机14的动力亦即发动机动力Pe的指令值。旋转机控制指令信号Smg例如是输出发动机转矩Te的反力转矩(此时的MG1转速ωg下的MG1转矩Tg)的第一旋转机MG1的发电电力Wg的指令值，且是输出此时的MG2转速ωm下的MG2转矩Tm的第二旋转机MG2的耗电量Wm的指令值。
对于混合动力控制部84，例如在使无级变速部18作为无级变速器工作而使变速器40整体作为无级变速器工作的情况下，考虑发动机最佳油耗点等，以成为能够获得实现要求驱动动力Pdem的发动机动力Pe的发动机转速ωe和发动机转矩Te的方式控制发动机14且控制第一旋转机MG1的发电电力Wg，由此执行无级变速部18的无级变速控制从而使无级变速部18的变速比γ0变化。作为该控制的结果，作为无级变速器工作的情况下的变速器40的变速比γt被控制。
对于混合动力控制部84，例如在使无级变速部18如有级变速器那样变速而使变速器40整体如有级变速器那样变速的情况下，使用预先确定的关系(例如模拟排挡变速设定表)进行变速器40的变速判断，并与AT变速控制部82所进行的有级变速部20的AT排挡的变速控制协作，以使多个模拟排挡选择性地成立的方式执行无级变速部18的变速控制。对于多个模拟排挡，能够通过以能够维持各自的变速比γt的方式与输出转速ωo对应地利用第一旋转机MG1对发动机转速ωe进行控制而使之成立。各模拟排挡的变速比γt不需要遍及输出转速ωo的整个区域为恒定值，可以在规定范围变化，也可以根据各部的转速的上限、下限等施加限制。
上述模拟排挡变速设定表与AT排挡变速设定表同样是以输出转速ωo以及加速器开度θacc作为参数而预先确定的。图6是模拟排挡变速设定表的一个例子，实线是升挡线，虚线是降挡线。通过根据模拟排挡变速设定表切换模拟排挡，作为串联配置有无级变速部18和有级变速部20的变速器40整体，能够获得与有级变速器相同的变速感。对于使变速器40整体如有级变速器那样变速的模拟有级变速控制，例如可以仅在由驾驶员选择了运动行驶模式等重视行驶性能的行驶模式的情况下、要求驱动转矩Tdem比较大的情况下，优先地执行使变速器40整体作为无级变速器工作的无级变速控制，但也可以在除规定的执行限制时之外基本上都执行模拟有级变速控制。
混合动力控制部84所进行的模拟有级变速控制与AT变速控制部82所进行的有级变速部20的变速控制协作执行。在本实施例中，相对于AT1挡排挡－AT4挡排挡这四种AT排挡，分配模拟1挡排挡－模拟10挡排挡这十种模拟排挡。这样，当进行模拟3挡排挡与模拟4挡排挡之间的变速(表示为模拟
Figure BDA0001512266720000151
变速)时，进行AT1挡排挡与AT2挡排挡之间的变速(表示为
Figure BDA0001512266720000152
变速)，并且当进行模拟
Figure BDA0001512266720000153
变速时进行
Figure BDA0001512266720000154
变速，并且当进行模拟
Figure BDA0001512266720000155
变速时进行
Figure BDA0001512266720000156
变速(参照图4)。因此，以在与模拟排挡的变速正时相同的正时进行AT排挡的变速的方式，确定AT排挡变速设定表。具体而言，图6中的模拟排挡的“3→4”、“6→7”、“9→10”的各升挡线与AT排挡变速设定表的“1→2”、“2→3”、“3→4”的各升挡线一致(参照图6中记载的“AT1→2”等)。并且，图6中的模拟排挡的“3←4”、“6←7”、“9←10”的各降挡线与AT排挡变速设定表的“1←2”、“2←3”、“3←4”的各降挡线一致(参照图6中记载的“AT1←2”等)。或者，也可以基于根据图6的模拟排挡变速设定表进行的模拟排挡的变速判断，对AT变速控制部82输出AT排挡的变速指令。这样，在有级变速部20的升挡时进行变速器40整体的升挡，另一方面，在有级变速部20的降挡时进行变速器40整体的降挡。AT变速控制部82在模拟排挡被切换时进行有级变速部20的AT排挡的切换。由于在与模拟排挡的变速正时相同的正时进行AT排挡的变速，因此伴随发动机转速ωe的变化而进行有级变速部20的变速，即便存在伴随该有级变速部20的变速的冲击，驾驶员也难以感到不协调。
作为行驶模式，混合动力控制部84根据行驶状态而使马达行驶模式或者混合动力行驶模式选择性地成立。例如，混合动力控制部84在要求驱动动力Pdem处于比预先确定的阈值小的马达行驶区域的情况下使马达行驶模式成立，另一方面，在要求驱动动力Pdem处于预先确定的阈值以上的发动机行驶区域的情况下使混合动力行驶模式成立。并且，即便在要求驱动动力Pdem处于马达行驶区域时，在电池52的充电容量SOC小于预先确定的阈值的情况下，混合动力控制部84使混合动力行驶模式成立。
混合动力控制部84基于MG1温度THg来限制MG1转矩Tg。图7是示出基于MG1温度THg来限制MG1转矩Tg的一个例子的图。在图7中，关于第一旋转机MG1，在MG1温度THg高的区域中，随着MG1温度THg变大，使MG1转矩Tg的限制率Rres(也称作MG1转矩限制率Rres)从最大的100[％]开始逐渐变小。即，关于MG1转矩Tg的输出所被允许的上限值，在MG1温度THg高的区域中，MG1温度THg越大则该上限值越小。通过在MG1温度THg高的区域中限制第一旋转机MG1的负荷，能够抑制第一旋转机MG1的进一步过热、和由以过热为起因的退磁等导致的不可逆的输出降低。此外，限制率Rres是表示例如在将额定值设为100[％]时允许多少负荷的数值，相当于被允许的负荷率。
此处，对伴随有级变速部20的变速时的变速器40的模拟有级变速控制进行详细说明。混合动力控制部84在AT变速控制部82所进行的有级变速部20的变速时(尤其是在变速过渡的惯性阶段中)执行变速时基本控制，基于发动机转矩Te和接合装置CB的传递转矩Tcb(即有级变速部20的释放侧接合装置以及接合侧接合装置中的使变速进展的一侧的变速进展侧接合装置的传递转矩Tcb)来控制MG1转矩Tg和MG2转矩Tm，以便第二旋转机MG2的角加速度亦即MG2角加速度dωm/dt和发动机14的角加速度亦即发动机角加速度dωe/dt分别成为各自的目标值。通过相对于发动机转矩Te的MG1转矩Tg所产生的反力转矩而在齿圈R0显现的发动机直达转矩Td与MG2转矩Tm的合计转矩成为朝有级变速部20输入的AT输入转矩Ti，因此，控制MG1转矩Tg和MG2转矩Tm意味着控制该AT输入转矩Ti。
在有级变速部20的变速控制中，存在接通动力升挡、切断动力升挡、接通动力降挡以及切断动力降挡等各种变速模式(变速样式)。接通动力的情况下的变速例如是因加速器开度θacc的增大、维持加速器工作的状态下的车速V的上升而判断出的变速，切断动力的情况下的变速例如是因加速器开度θacc的减少、维持加速器不工作的状态下的车速V的降低而判断出的变速。假设在变速中形成为在释放侧接合装置以及接合侧接合装置中均未产生传递转矩Tcb的状态，则在接通动力的情况下AT输入转速ωi自然地上升，而在切断动力情况下AT输入转速ωi自然地降低。因此，在并不自然地使AT输入转速ωi朝变速后的同步转速ωisyca(＝ωo×变速后的变速比γata)变化的接通动力升挡、切断动力降挡中，优选通过使形成变速后的AT排挡的接合侧接合装置产生传递转矩Tcb来使变速进展。另一方面，在自然地使AT输入转速ωi朝变速后的同步转速ωisyca变化的切断动力升挡、接通动力降挡中，优选通过使形成变速前的AT排挡的释放侧接合装置的传递转矩Tcb降低来使变速进展。因而，接通动力升挡、切断动力降挡中的变速进展侧接合装置是接合侧接合装置，另一方面，切断动力升挡、接通动力降挡中的变速进展侧接合装置是释放侧接合装置。
具体而言，混合动力控制部84使用预先确定的下式(1)，基于MG2角加速度dωm/dt和发动机角加速度dωe/dt的各自的目标值、发动机转矩Te以及AT传递转矩Tat，计算MG1转矩Tg和MG2转矩Tm。混合动力控制部84向逆变器50输出用于分别获得计算出的MG1转矩Tg和MG2转矩Tm的各旋转机控制指令信号Smg。下式(1)是基于如下式而导出的式子：例如在无级变速部18的g轴、e轴以及m轴(参照图3)的各轴的每一个中成立的由惰性(惯性)、角加速度以及轴上的转矩表示的运动方程式；以及因无级变速部18是两自由度(即若确定各轴中的两个轴的各转速则剩余的一个轴的转速就也确定的两自由度)而规定的相互之间的关系式。因而，下式(1)中的2×2的各矩阵中的各值a11、…、b11、…、c22分别成为由构成无级变速部18的各旋转部件的惰性、差动机构32的齿数比ρ0等的组合构成的值。
【式1】
Figure BDA0001512266720000181
对于上述式(1)中的MG2角加速度dωm/dt和发动机角加速度dωe/dt的各自的目标值，例如根据有级变速部20的变速是各种变速模式中的哪个变速模式、是哪个AT排挡间的变速、以及是哪个模拟排挡间的变速等预先确定。并且，上述式(1)中的发动机转矩Te是例如能够获得实现要求驱动动力Pdem的发动机动力Pe(也称作要求发动机动力Pedem)的、此时的发动机转速ωe时的发动机转矩Te(也称作要求发动机转矩Tedem)。
并且，上述式(1)中的AT传递转矩Tat是在有级变速部20的变速时将需由接合装置CB分别承担的各传递转矩换算至中间传动部件30(即m轴上)后的各换算值的合计值(即将有级变速部20所传递的传递转矩换算至中间传动部件30上后的值)。由于上述式(1)是使有级变速部20的变速进展时的模型式，因此，在本实施例中，为便于说明，将上述式(1)中的AT传递转矩Tat设为成为使变速进展的主体的变速进展侧接合装置的传递转矩Tcb。在上述式(1)中，作为变速进展侧接合装置的传递转矩Tcb的值而赋予前馈值。因此，电子控制装置80设定变速进展侧接合装置的传递转矩Tcb。在电子控制装置80所进行的变速进展侧接合装置的传递转矩Tcb的设定中，例如使用按照有级变速部20的变速模式、或者是哪个AT排挡间的变速等不同的变速种类的每一种而预先确定的关系，设定与基于实现要求驱动动力Pdem的要求发动机动力Pedem的AT输入转矩Ti对应的变速进展侧接合装置的传递转矩Tcb的值，以便实现有级变速部20的变速冲击、变速时间等的平衡。
图8是示出用于对有级变速部20的通常的接通动力降挡控制进行说明的共线图的一个例子的图。图8相当于图3的共线图中的无级变速部18的部分。在图8中，在有级变速部20的接通动力降挡中，例如通过使用了上述式(1)的控制(反馈控制)，由第一旋转机MG1产生承受发动机转矩Te(参照A部黑色箭头)的反力转矩(也称作反力转矩Tgrf)(参照B部黑色箭头)，并输出接通动力降挡的进展所需的变速进展用转矩(也称作变速进展用转矩Tgsh)(参照C部空心箭头)，从而自身的转速(MG1转速ωg)下降(参照D部箭头)。由此，进行控制，以使MG2角加速度dωm/dt与发动机角加速度dωe/dt成为目标值(即，将AT输入转速ωi(＝MG2转速ωm)与发动机转速ωe朝目标转速进行控制)(参照E部箭头)。
然而，关于第一旋转机MG1，如图7所示，存在MG1转矩Tg被限制的情况。在有级变速部20的接通动力降挡时，若MG1转矩Tg被限制，则存在第一旋转机MG1无法除了产生反力转矩Tgrf之外还充分地产生变速进展用转矩Tgsh的情况。
图11是示出用于对MG1转矩Tg被限制时的有级变速部20的接通动力降挡控制(与后述的本实施例不同的比较例)进行说明的共线图的一个例子的图。图11相当于图8的共线图。在图11中，在有级变速部20的接通动力降挡中，与图8中示出的通常的接通动力降挡控制同样，利用第一旋转机MG1产生反力转矩Tgrf并输出变速进展用转矩Tgsh。此时，在MG1转矩Tg被限制的状态下，存在第一旋转机MG1无法充分地产生变速进展用转矩Tgsh，无法使自身的转速(MG1转速ωg)向目标的变速状态(参照虚线)下降的情况(参照A部箭头)。在这样的情况下，存在如下的可能性：降挡的进展停滞、或者被因降挡导致的AT输入转速ωi(＝MG2转速ωm)的上升(参照B部箭头)拖曳而发动机转速ωe相比作为目标的降挡后的同步转速ωesyca(＝ωo×变速后的变速器40的变速比γta)瞬时加速(参照C部箭头)，给驾驶员带来不协调感。
因此，电子控制装置80在有级变速部20的接通动力降挡时，在MG1转矩Tg处于限制状态的情况下，预先对要求发动机动力Pedem(此处，要求发动机转矩Tedem也为相同意思)进行限制。由此，在有级变速部20的接通动力降挡时，即便在MG1转矩Tg被限制时，第一旋转机MG1也能够除了产生反力转矩Tgrf之外，还产生需要的量的变速进展用转矩Tgsh。
具体而言，电子控制装置80还具备车辆状态判定单元即车辆状态判定部86、限制状态判定单元即限制状态判定部88、以及输出限制单元即输出限制部90，以便实现上述的预先限制要求发动机动力Pedem的控制功能。
在车辆10正行驶时，车辆状态判定部86例如基于液压控制指令信号Sat来判定是否处于有级变速部20的接通动力降挡中。并且，车辆状态判定部86例如基于AT输入转速ωi是否已开始朝降挡后的同步转速ωisyca上升来判定在有级变速部20的接通动力降挡的变速过渡中是否惯性阶段已开始。并且，车辆状态判定部86例如基于液压控制指令信号Sat来判定有级变速部20的接通动力降挡是否已完毕。
在由车辆状态判定部86判定出处于有级变速部20的接通动力降挡中的情况下，限制状态判定部88判定MG1转矩Tg是否处于与规定负荷Loadf相比而被限制的限制状态，其中，规定负荷Loadf能够确保有级变速部20的接通动力降挡的进展所需的变速进展用转矩Tgsh。规定负荷Loadf例如是在第一旋转机MG1中能够输出反力转矩Tgrf与变速进展用转矩Tgsh的MG1转矩限制率Rres的下限值。即，规定负荷Loadf是在第一旋转机MG1中输出反力转矩Tgrf与变速进展用转矩Tgsh所需的MG1转矩限制率Rres。限制状态判定部88使用图7所示的MG1温度THg与MG1转矩限制率Rres的预先决定的关系(设定表)，基于MG1温度THg来计算实际的MG1转矩限制率Rres(也称作实际MG1转矩限制率Rres)。限制状态判定部88基于实际MG1转矩限制率Rres是否比规定负荷Loadf小来判定MG1转矩Tg是否处于限制状态。
根据是有级变速部20的哪个AT排挡间的接通动力降挡的不同的变速种类，接通动力降挡前后的AT输入转速ωi的变化量Δωi(＝降挡后的同步转速ωisyca－降挡前的同步转速ωisycb(＝ωo×变速前的变速比γatb))不同。认为该AT输入转速ωi的变化量Δωi越大，则在接通动力降挡中需要越大的MG1转速ωg的下降幅度而需要越大的变速进展用转矩Tgsh。或者，若输出转速ωo(车速V也为相同意思)高，则该AT输入转速ωi的变化量Δωi大。或者，认为有级变速部20的接通动力降挡前后的发动机转速ωe的变化量Δωe(＝降挡后的同步转速ωesyca－降挡前的同步转速ωesycb(＝ωo×变速前的变速器40的变速比γtb))越小，则在接通动力降挡中需要越大的MG1转速ωg的下降幅度而需要越大的变速进展用转矩Tgsh。变速进展用转矩Tgsh越大，则规定负荷Loadf越大。这样，限制状态判定部88基于有级变速部20的变速的种类、输出转速ωo(或者车速V)、以及有级变速部20的接通动力降挡时的发动机转速ωe的变化量Δωe中的至少一个参数，设定规定负荷Loadf。
更优选地，限制状态判定部88具有(即存储有)以有级变速部20的变速的种类、输出转速ωo(或者车速V)、以及有级变速部20的接通动力降挡时的发动机转速ωe的变化量Δωe中的至少一个为参数，而预先决定变速进展用转矩Tgsh的关系(变速进展用转矩设定表)。限制状态判定部88使用该变速进展用转矩设定表并基于上述参数来计算变速进展用转矩Tgsh，并基于承受当前的发动机转矩Te的反力转矩Tgrf和上述计算出的变速进展用转矩Tgsh来设定规定负荷Loadf。
优选要求发动机动力Pedem的限制并不是在降挡的进展停滞、或者产生发动机转速ωe的瞬时加速之后执行，而是在此之前预先(提前)执行。因此，限制状态判定部88判定：直至伴随有级变速部20的接通动力降挡产生的AT输入转速ωi的变化开始前为止(即直至惯性阶段的开始前为止)，MG1转矩Tg是否处于限制状态。优选限制状态判定部88从有级变速部20的接通动力降挡的开始时起判定MG1转矩Tg是否处于限制状态。
在有级变速部20的接通动力降挡时，当由限制状态判定部88判定出MG1转矩Tg不处于限制状态的情况下，混合动力控制部84执行通常时控制，在该通常时控制中，在不限制要求发动机动力Pedem的状态下执行变速时基本控制。
在有级变速部20的接通动力降挡时，当由限制状态判定部88判定出MG1转矩Tg处于限制状态的情况下，输出限制部90向混合动力控制部84输出将发动机动力Pe限制为规定动力Pef以下(即，将发动机转矩Te限制为规定转矩Tef以下)的指令。混合动力控制部84在有级变速部20的接通动力降挡时，基于输出限制部90的指令，在对要求发动机动力Pedem进行了限制的状态下执行变速时基本控制。
规定动力Pef是能够利用MG1转矩Tg实现对承受发动机转矩Te的反力转矩Tgrf加上变速进展用转矩Tgsh而得的转矩的、成为上限的发动机动力Pe，并且是用于使得能够实现有级变速部20的接通动力降挡时所需的变速进展用转矩Tgsh的要求发动机动力Pedem的限制值(上限值)。规定转矩Tef是能够利用MG1转矩Tg实现对承受发动机转矩Te的反力转矩Tgrf加上变速进展用转矩Tgsh而得的转矩的、成为上限的发动机转矩Te，并且是用于使得能够实现有级变速部20的接通动力降挡时所需的变速进展用转矩Tgsh的要求发动机转矩Tedem的上限值。
如上所述，有级变速部20的变速的种类、输出转速ωo(或者车速V)、以及有级变速部20的接通动力降挡时的发动机转速ωe的变化量Δωe中的至少一个参数与所需的变速进展用转矩Tgsh的值相关。并且，作为MG1转矩Tg的限制值的实际MG1转矩限制率Rres越小，则从能够输出的MG1转矩Tg减去所需的变速进展用转矩Tgsh而得的、能够作为反力转矩Tgrf输出的转矩的量越小，能够由反力转矩Tgrf承受的发动机转矩Te越小。这样，输出限制部90基于实际MG1转矩限制率Rres、有级变速部20的变速的种类、输出转速ωo(或者车速V)、以及有级变速部20的接通动力降挡时的发动机转速ωe的变化量△ωe中的至少一个参数来设定规定动力Pef(即，设定规定转矩Tef)。规定动力Pef(规定转矩Tef)例如可以基于有级变速部20的接通动力降挡开始时(或者由限制状态判定部88判定为MG1转矩Tg处于限制状态的判定时刻)的上述至少一个参数来设定，并在接通动力降挡中使用一样的值。或者，规定动力Pef(规定转矩Tef)也可以基于有级变速部20的接通动力降挡中的上述至少一个参数来设定，并在接通动力降挡中可变。
更优选为，输出限制部90具有(即存储有)以实际MG1转矩限制率Rres、有级变速部20的变速的种类、输出转速ωo(或者车速V)、以及有级变速部20的接通动力降挡时的发动机转速ωe的变化量Δωe中的至少一个为参数，预先决定用于使得能够实现有级变速部20的接通动力降挡时所需的变速进展用转矩Tgsh的发动机动力Pe(在设定规定转矩Tef的情况下为发动机转矩Te)的上限值的关系(限制值设定表)。输出限制部90使用该限制值设定表，并基于上述参数来设定规定动力Pef(即，设定规定转矩Tef)。
要求发动机动力Pedem的限制只要从由限制状态判定部88判定出MG1转矩Tg处于限制状态的时刻起执行即可，但例如也可以至少在惯性阶段开始后的变速过渡期间执行。即，输出限制部90使发动机动力Pe的限制(即发动机转矩Te的限制)例如在伴随有级变速部20的接通动力降挡而产生的AT输入转速ωi的变化开始时开始(即，在利用车辆状态判定部86判定出在有级变速部20的接通动力降挡的变速过渡中惯性阶段已开始的情况下开始)。
并且，优选通过限制发动机动力Pe来避免发动机14的工作(燃烧)变得不稳定这一情况。因此，输出限制部90使发动机动力Pe的限制(即发动机转矩Te的限制)在发动机动力Pe(发动机转矩Te)处于稳定地输出的状态时开始。例如，输出限制部90在发动机14的燃烧变得稳定时执行发动机动力Pe的限制。
并且，优选持续执行要求发动机动力Pedem的限制，直至惯性阶段的结束时刻为止(即，直至AT输入转速ωi与降挡后的同步转速ωisyca同步的接通动力降挡的完毕时刻为止)。因而，输出限制部90使发动机动力Pe的限制(即发动机转矩Te的限制)例如在由车辆状态判定部86判定出有级变速部20的接通动力降挡已完毕的情况下结束。或者，可以持续执行要求发动机动力Pedem的限制，直至降挡的进展停滞的可能性、或者发动机转速ωe产生瞬时加速的可能性变低为止。因而，输出限制部90使发动机动力Pe的限制(即发动机转矩Te的限制)例如在有级变速部20的接通动力降挡完毕时、或者在该接通动力降挡的进展程度Rpro达到了规定进展程度Rprof时、或者从该接通动力降挡的控制开始时起经过了规定时间TMdsf时、或者从伴随该接通动力降挡而产生的AT输入转速ωi的变化开始时(即惯性阶段的开始时)起经过了第二规定时间TMinaf时结束。接通动力降挡的进展程度Rpro是表示接通动力降挡已进展到何种程度的度量，作为该进展程度Rpro，例如使用实际的AT输入转速ωi与降挡后的同步转速ωisyca之间的转速差Dωi(＝ωisyca－ωi)、实际的AT输入转速ωi相对于同步转速ωisyca的比例Rωi(＝ωi/ωisyca)等。规定进展程度Rprof、规定时间TMdsf、以及第二规定时间TMinaf分别是预先决定的阈值，例如用于使得能够判断出即使解除要求发动机动力Pedem的限制，降挡的进展停滞的可能性、或者发动机转速ωe产生瞬时加速的可能性也低或者不存在该可能性。
并且，若在有级变速部20的接通动力降挡的过渡中切换至切断动力，则存在变速进展侧接合装置从释放侧接合装置向接合侧接合装置切换，MG1转矩Tg或MG2转矩Tm的转矩控制、变速进展侧接合装置的液压控制等从接通动力降挡朝向与切断动力降挡相对应的控制切换的情况。在这样的情况下，在接通动力降挡时且在要求发动机动力Pedem的限制处于执行中时，优选解除该限制。或者，通过切换至切断动力，要求发动机动力Pedem减少，因此无需限制要求发动机动力Pedem。由此，当通过在发动机动力Pe的限制中(即，发动机转矩Te的限制中)切换至切断动力从而作为切断动力降挡来使降挡进展的情况下，输出限制部90解除发动机动力Pe的限制(即，解除发动机转矩Te的限制)。
图9是说明电子控制装置80的控制工作的主要部分、即在有级变速部20的接通动力降挡时防止或者抑制因变速的进展停滞引起的或因发动机转速ωe瞬时加速引起的、给驾驶员带来的不协调感的控制工作的流程图，例如在行驶中反复执行。图10是示出用于对执行了图9的流程图所示的控制工作的情况下的有级变速部20的接通动力降挡控制进行说明的共线图的一个例子的图。图10相当于图8的共线图。
在图9中，首先，在对应于车辆状态判定部86的功能的步骤(以下，省略步骤二字)S10中，判定是否处于有级变速部20的接通动力降挡中。在该S10的判断为否定的情况下结束本程序。在该S10的判断为肯定的情况下，在对应于限制状态判定部88的功能的S20中，判定MG1转矩Tg是否处于与规定负荷Loadf相比被限制的限制状态，其中，规定负荷Loadf能够确保有级变速部20的接通动力降挡的进展所需的变速进展用转矩Tgsh。在该S20的判断为否定的情况下，在对应于混合动力控制部84的功能的S30中，执行通常的有级变速部20的接通动力降挡时的控制(即，在未对要求发动机动力Pedem进行限制的状态下执行变速时基本控制的通常时控制)(参照图8)。在上述S20的判断为肯定的情况下，在对应于输出限制部90以及混合动力控制部84的功能的S40中，将发动机动力Pe限制为规定动力Pef以下，在限制了要求发动机动力Pedem的状态下执行变速时基本控制。接着，在对应于车辆状态判定部86的功能的S50中，判定有级变速部20的接通动力降挡是否完毕(结束)。在该S50的判断为否定的情况下，执行上述S40。在该S50的判断为肯定的情况下，在对应于输出限制部90以及混合动力控制部84的功能的S60中，结束(解除)要求发动机动力Pedem的限制。
在图10中，在有级变速部20的接通动力降挡中，与图8所示的通常的接通动力降挡控制相同，利用第一旋转机MG1产生反力转矩Tgrf并输出变速进展用转矩Tgsh。此时，在MG1转矩Tg处于限制状态的情况下，预先减少要求发动机动力Pedem(要求发动机转矩Tedem)(参照A部黑色箭头)，以形成能够使第一旋转机MG1输出变速的进展所需的变速进展用转矩Tgsh并确保反力转矩Tgrf的发动机转矩Te。由此，利用变速进展用转矩Tgsh使MG1转速ωg适当地下降并使变速进展(参照B部箭头)，MG2转速ωm与发动机转速ωe被朝作为目标的转速控制(参照C部箭头)。
如上所述，根据本实施例，在有级变速部20的接通动力降挡时，在MG1转矩Tg处于限制状态的情况下，将发动机动力Pe限制为规定动力Pef以下(即，将发动机转矩Te限制为规定转矩Tef以下)，因此能够减少承受发动机转矩Te的第一旋转机MG1的反力转矩Tgrf。由此，相对于第一旋转机MG1，能够确保为了进行变速而使自身的转速(MG1转速ωg)下降的转矩(即接通动力降挡的进展所需的变速进展用转矩Tgsh)，既能够防止或者抑制变速的进展停滞或发动机转速ωe瞬时加速，又能够执行接通动力降挡。由此，在有级变速部20的接通动力降挡时，能够防止或者抑制因变速的进展停滞引起的或因发动机转速ωe瞬时加速引起的、给驾驶员带来的不协调感。
另外，根据本实施例，基于有级变速部20的变速的种类、输出转速ωo(或者车速V)、以及有级变速部20的接通动力降挡时的发动机转速ωe的变化量Δωe中的至少一个参数来设定规定负荷Loadf，因此能够适当地判定MG1转矩Tg是否处于限制状态。
另外，根据本实施例，基于实际MG1转矩限制率Rres、有级变速部20的变速的种类、输出转速ωo(或者车速V)、以及有级变速部20的接通动力降挡时的发动机转速ωe的变化量Δωe中的至少一个参数来设定规定动力Pef(即，设定规定转矩Tef)，因此，既能够防止或者抑制变速的进展停滞或发动机转速ωe瞬时加速，又能够适当地执行接通动力降挡。
另外，根据本实施例，发动机动力Pe的限制(即发动机转矩Te的限制)在发动机动力Pe(发动机转矩Te)处于稳定地输出的状态时开始，因此，即便发动机动力Pe(发动机转矩Te)被限制，也难以使发动机14的工作变得不稳定。
另外，根据本实施例，发动机动力Pe的限制(即发动机转矩Te的限制)在有级变速部20的接通动力降挡完毕时、或者在该接通动力降挡的进展程度Rpro达到了规定进展程度Rprof时、或者从该接通动力降挡的控制开始时起经过了规定时间TMdsf时、或者从伴随该接通动力降挡而产生的AT输入转速ωi的变化开始时(即惯性阶段的开始时)起经过了第二规定时间TMinaf时结束，因此，当存在变速的进展停滞或发动机转速ωe瞬时加速的可能性的期间，能够适当地限制发动机动力Pe(发动机转矩Te)。换言之，若变速的进展停滞或发动机转速ωe瞬时加速的可能性低，则容易按照要求的那样输出发动机动力Pe(发动机转矩Te)。
另外，根据本实施例，当通过在发动机动力Pe的限制中(即，发动机转矩Te的限制中)切换至切断动力而作为切断动力降挡来使降挡进展的情况下，发动机动力Pe的限制被解除(即，发动机转矩Te的限制被解除)，因此能够适当地执行与切断动力降挡相对应的控制。
以上，基于附图对本发明的实施例进行了详细的说明，但本发明也能够应用于其它方式。
例如，在上述的实施例中，利用MG1转矩限制率Rres对规定负荷Loadf、MG1转矩Tg的限制值进行了规定，但并不限于该方式。例如，也可以利用MG1转矩Tg对规定负荷Loadf、MG1转矩Tg的限制值进行规定。在这样的情况下，规定负荷Loadf例如是在第一旋转机MG1中能够输出反力转矩Tgrf和变速进展用转矩Tgsh的MG1转矩Tg的下限值(即，在第一旋转机MG1中输出反力转矩Tgrf与变速进展用转矩Tgsh所需的MG1转矩Tg)。并且，MG1转矩Tg的限制值是在第一旋转机MG1中允许输出的MG1转矩Tg的上限值。
并且，上述的实施例中的变速器40的变速时基本控制(例如使用了上述式(1)的变速控制)除能够应用于伴随有级变速部20的变速时的变速器40的模拟有级变速控制时之外，还能够应用于使变速器40整体作为无级变速器工作时的有级变速部20的变速控制时。
并且，在上述的实施例中，有级变速部20是形成有前进四挡的各AT排挡的行星齿轮式的自动变速器，但并不限于该实施方式。例如，有级变速部20可以是通过多个接合装置选择性地接合来执行变速的自动变速器。作为这样的自动变速器，可以是有级变速部20那样的行星齿轮式的自动变速器，或者也可以是公知的DCT(Dual Clutch Transmission，双离合变速器)等自动变速器，其中，DCT是同步啮合型平行两轴式自动变速器，且是如下的形式的变速器：具备两组输入轴，在各组输入轴分别连接有接合装置(离合器)、且分别与偶数挡和奇数挡相连。在为DCT的情况下，规定的接合装置相当于与两组的各输入轴分别连接的接合装置。
并且，在上述的实施例中，在使变速器40整体如有级变速器那样变速的情况下，使用模拟排挡变速设定表来切换模拟排挡，但并不限于该实施方式。例如，也可以根据驾驶员利用换挡杆56、升降挡开关等作出的变速指示来切换变速器40的模拟排挡。
并且，在上述的实施例中，示例出相对于四种AT排挡分配十种模拟排挡的实施方式，但并不限于该实施方式。优选地，模拟排挡的挡位数只要为AT排挡的挡位数以上即可，也可以与AT排挡的挡位数相同，但优选比AT排挡的挡位数多，例如两倍以上是适当的。进行AT排挡的变速以便将中间传动部件30、与该中间传动部件30连结的第二旋转机MG2的转速保持在规定的转速范围内，并且，进行模拟排挡的变速以便将发动机转速ωe保持在规定的转速范围内，二者的各自的挡位数能够适当确定。
并且，在上述的实施例中，差动机构32形成为具有三个旋转构件的单小齿轮型的行星齿轮装置的结构，但并不限于该实施方式。例如，差动机构32也可以是通过多个行星齿轮装置相互连结而具有四个以上旋转构件的差动机构。并且，差动机构32也可以是双小齿轮式的行星齿轮装置。并且，差动机构32也可以是在被发动机14驱动而旋转的小齿轮、和与该小齿轮啮合的一对锥齿轮分别连结有第一旋转机MG1以及中间传动部件30的差动齿轮装置。
此外，上述的说明只不过是一个实施方式，本发明能够以基于本领域技术人员的知识施加了各种变更、改进后的实施方式加以实施。
附图标记说明
10：车辆(混合动力车辆)；14：发动机；20：机械式有级变速部(自动变速器)；28：驱动轮；30：中间传动部件(自动变速器的输入旋转部件)；32：差动机构；CA0：行星架(第一旋转构件)；S0：太阳轮(第二旋转构件)；R0：齿圈(第三旋转构件)；80：电子控制装置(控制装置)；84：混合动力控制部；88：限制状态判定部；90：输出限制部；CB：接合装置；MG1：第一旋转机；MG2：第二旋转机。

Claims (17)

1.一种混合动力车辆的控制装置，该混合动力车辆(10)具备：
发动机(14)；
差动机构(32)，该差动机构具有以能够传递动力的方式与所述发动机连结的第一旋转构件(CA0)、以能够传递动力的方式与第一旋转机(MG1)连结的第二旋转构件(S0)、以及与中间传动部件(30)连结的第三旋转构件(R0)；
第二旋转机(MG2)，该第二旋转机以能够传递动力的方式与所述中间传动部件连结；以及
自动变速器(20)，该自动变速器构成所述中间传动部件与驱动轮(28)之间的动力传递路径的一部分，并通过使多个接合装置(CB)选择性地接合从而执行变速，
所述混合动力车辆的控制装置(80)的特征在于，包括：
混合动力控制部(84)，在所述自动变速器的变速时，所述混合动力控制部基于所述发动机的输出转矩Te与所述接合装置的传递转矩Tcb来控制所述第一旋转机的输出转矩Tg与所述第二旋转机的输出转矩Tm，以使得所述第二旋转机的角加速度dωm/dt与所述发动机的角加速度dωe/dt成为各自的目标值；
限制状态判定部(88)，该限制状态判定部判定所述第一旋转机的输出转矩是否处于与规定负荷Loadf相比而被限制的限制状态，所述规定负荷能够确保所述自动变速器的接通动力降挡的进展所需的变速进展用转矩Tgsh；以及
输出限制部(90)，在所述自动变速器的接通动力降挡时，在所述第一旋转机的输出转矩处于限制状态的情况下，所述输出限制部将所述发动机的输出转矩限制为规定转矩Tef以下。
2.根据权利要求1所述的混合动力车辆的控制装置，其特征在于，
所述限制状态判定部基于所述自动变速器的变速的种类、车速V、以及所述自动变速器的接通动力降挡时的所述发动机的转速ωe的变化量△ωe中的至少一个来设定所述规定负荷。
3.根据权利要求1或2所述的混合动力车辆的控制装置，其特征在于，
所述规定转矩是能够利用所述第一旋转机的输出转矩实现对承受所述发动机的输出转矩的反力转矩Tgrf加上所述变速进展用转矩而得的转矩的、成为上限的所述发动机的输出转矩，
所述输出限制部基于所述第一旋转机的输出转矩的限制值Rres、所述自动变速器的变速的种类、车速V、以及所述自动变速器的接通动力降挡时的所述发动机的转速ωe的变化量△ωe中的至少一个来设定所述规定转矩。
4.根据权利要求1或2所述的混合动力车辆的控制装置，其特征在于，
所述输出限制部使所述发动机的输出转矩的限制在所述发动机的输出转矩处于稳定地输出的状态时开始。
5.根据权利要求3所述的混合动力车辆的控制装置，其特征在于，
所述输出限制部使所述发动机的输出转矩的限制在所述发动机的输出转矩处于稳定地输出的状态时开始。
6.根据权利要求1或2所述的混合动力车辆的控制装置，其特征在于，
所述输出限制部使所述发动机的输出转矩的限制在所述自动变速器的接通动力降挡完毕时、或者在所述接通动力降挡的进展程度Rpro达到了规定进展程度Rprof时、或者从所述接通动力降挡的控制开始时起经过了规定时间TMdsf时、或者从伴随所述接通动力降挡而产生的所述自动变速器的输入旋转部件(30)的转速ωi的变化开始时起经过了第二规定时间TMinaf时结束。
7.根据权利要求3所述的混合动力车辆的控制装置，其特征在于，
所述输出限制部使所述发动机的输出转矩的限制在所述自动变速器的接通动力降挡完毕时、或者在所述接通动力降挡的进展程度Rpro达到了规定进展程度Rprof时、或者从所述接通动力降挡的控制开始时起经过了规定时间TMdsf时、或者从伴随所述接通动力降挡而产生的所述自动变速器的输入旋转部件(30)的转速ωi的变化开始时起经过了第二规定时间TMinaf时结束。
8.根据权利要求4所述的混合动力车辆的控制装置，其特征在于，
所述输出限制部使所述发动机的输出转矩的限制在所述自动变速器的接通动力降挡完毕时、或者在所述接通动力降挡的进展程度Rpro达到了规定进展程度Rprof时、或者从所述接通动力降挡的控制开始时起经过了规定时间TMdsf时、或者从伴随所述接通动力降挡而产生的所述自动变速器的输入旋转部件(30)的转速ωi的变化开始时起经过了第二规定时间TMinaf时结束。
9.根据权利要求5所述的混合动力车辆的控制装置，其特征在于，
所述输出限制部使所述发动机的输出转矩的限制在所述自动变速器的接通动力降挡完毕时、或者在所述接通动力降挡的进展程度Rpro达到了规定进展程度Rprof时、或者从所述接通动力降挡的控制开始时起经过了规定时间TMdsf时、或者从伴随所述接通动力降挡而产生的所述自动变速器的输入旋转部件(30)的转速ωi的变化开始时起经过了第二规定时间TMinaf时结束。
10.根据权利要求1或2所述的混合动力车辆的控制装置，其特征在于，
当通过在所述发动机的输出转矩的限制中切换至切断动力而作为切断动力降挡来使降挡进展的情况下，所述输出限制部解除所述发动机的输出转矩的限制。
11.根据权利要求3所述的混合动力车辆的控制装置，其特征在于，
当通过在所述发动机的输出转矩的限制中切换至切断动力而作为切断动力降挡来使降挡进展的情况下，所述输出限制部解除所述发动机的输出转矩的限制。
12.根据权利要求4所述的混合动力车辆的控制装置，其特征在于，
当通过在所述发动机的输出转矩的限制中切换至切断动力而作为切断动力降挡来使降挡进展的情况下，所述输出限制部解除所述发动机的输出转矩的限制。
13.根据权利要求5所述的混合动力车辆的控制装置，其特征在于，
当通过在所述发动机的输出转矩的限制中切换至切断动力而作为切断动力降挡来使降挡进展的情况下，所述输出限制部解除所述发动机的输出转矩的限制。
14.根据权利要求6所述的混合动力车辆的控制装置，其特征在于，
当通过在所述发动机的输出转矩的限制中切换至切断动力而作为切断动力降挡来使降挡进展的情况下，所述输出限制部解除所述发动机的输出转矩的限制。
15.根据权利要求7所述的混合动力车辆的控制装置，其特征在于，
当通过在所述发动机的输出转矩的限制中切换至切断动力而作为切断动力降挡来使降挡进展的情况下，所述输出限制部解除所述发动机的输出转矩的限制。
16.根据权利要求8所述的混合动力车辆的控制装置，其特征在于，
当通过在所述发动机的输出转矩的限制中切换至切断动力而作为切断动力降挡来使降挡进展的情况下，所述输出限制部解除所述发动机的输出转矩的限制。
17.根据权利要求9所述的混合动力车辆的控制装置，其特征在于，
当通过在所述发动机的输出转矩的限制中切换至切断动力而作为切断动力降挡来使降挡进展的情况下，所述输出限制部解除所述发动机的输出转矩的限制。
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