CN112922974A - 动力传递装置的控制装置 - Google Patents

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CN112922974A
CN112922974A CN202011411824.XA CN202011411824A CN112922974A CN 112922974 A CN112922974 A CN 112922974A CN 202011411824 A CN202011411824 A CN 202011411824A CN 112922974 A CN112922974 A CN 112922974A
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CN
China
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engagement mechanism
torque
motor
power
engaged
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Withdrawn
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CN202011411824.XA
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今村达也
江渊弘章
盐入广行
远藤隆人
永井秀和
勇阳一郎
吉野弘绍
安井宏树
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
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    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/10—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of change-speed gearings
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
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    • F16H61/0403—Synchronisation before shifting
    • 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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    • F16H63/08—Multiple final output mechanisms being moved by a single common final actuating mechanism
    • F16H63/16—Multiple final output mechanisms being moved by a single common final actuating mechanism the final output mechanisms being successively actuated by progressive movement of the final actuating mechanism
    • F16H63/18—Multiple final output mechanisms being moved by a single common final actuating mechanism the final output mechanisms being successively actuated by progressive movement of the final actuating mechanism the final actuating mechanism comprising cams
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Abstract

本发明涉及动力传递装置的控制装置，谋求动力传递装置的小型/轻量化，所述动力传递装置具备多个无级变速模式，通过切换至少两个啮合式接合机构的接合和释放的状态来切换无级变速模式。在从第一无级变速模式切换至第二无级变速模式的情况下，执行使第二被动齿与第二驱动齿的转速差ΔN降低的同步控制(步骤S2)，转速差ΔN降低至预先设定的转速以下，由此，通过所述致动器使引导构件向使第二被动齿与第二驱动齿啮合的方向移动(步骤S4)，在第二接合机构接合后，通过致动器使引导构件向第一被动齿与所述第一驱动齿脱离啮合的方向移动(步骤S7)。

Description

动力传递装置的控制装置
技术领域
本发明涉及一种动力传递装置用的控制装置，所述控制装置被配置为通过切换至少两个啮合式接合机构的接合或释放的状态来执行能连续地改变输入构件与输出构件的转速之比的无级变速模式的切换。
背景技术
以往，已知有能设定通过马达连续地改变发动机的转速的无级变速状态的装置。专利文献1中记载了一种混合动力驱动装置，设有：第一离合器机构，将连结有发动机和第一马达(MG1)的第一行星齿轮机构的输出元件连结于第二行星齿轮机构的反作用力元件，在该第二行星齿轮机构的输出元件连结输出齿轮等输出构件，进而将该第二行星齿轮机构的输入元件选择性地连结于发动机或第一行星齿轮机构中的输入元件；以及第二离合器机构，以使第二行星齿轮机构的整体一体化的方式选择性地进行接合。这些离合器机构被认为可以是牙嵌式离合器(dog clutch)等啮合式接合机构。在该混合动力驱动装置中，能通过在接合了任一离合器机构的状态下改变第一马达的转速来改变发动机转速，因此能通过第一马达连续地改变作为发动机转速与输出构件的转速之比的变速比，作为无级变速器发挥功能。
此外，另一方面，专利文献2中记载有使无级变速器、自动变速器等动力传递装置中的离合器、制动器等接合机构进行切换动作的装置。专利文献2中记载的装置是被配置为通过换挡拨叉切换设有多个的同步装置的接合/释放的状态来执行变速的装置，各换挡拨叉经由换挡杆连结有换挡鼓。在换挡鼓的外周面形成有与换挡杆相同数量的换挡槽。各换挡杆经由嵌合于其换挡槽的辊和保持该辊使其在所述换挡鼓的外周侧自由旋转地嵌合的筒体连结于分别对应的换挡槽。因此，专利文献2中记载的装置被配置为：使换挡鼓旋转，由此，换挡杆和装配于该换挡杆的换挡拨叉前后移动，将同步装置切换至接合或释放的状态来执行变速。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2017－7437号公报
专利文献2：日本特开平7－127670号公报
专利文献1中未公开使第一和第二离合器机构动作的所谓的操作机构或致动器。另一方面，专利文献2中记载的换挡鼓、换挡杆等是用于接合或释放用于设定变速级的接合机构或同步装置等的机构，因此，考虑采用由该换挡鼓、换挡杆等构成的机构作为用于使专利文献1中记载的离合器机构进行切换动作的机构。然而，专利文献2中记载的换挡杆、换挡拨叉或换挡鼓等机构是使同步装置动作的机构，因此，在专利文献1中记载的离合器机构由牙嵌式离合器构成，采用专利文献2中记载的机构作为该切换用的装置的情况下，无法顺畅地进行牙嵌式离合器的接合、释放而不实用。即，专利文献2中记载的机构是使同步装置进行切换动作的机构，因此，如果单纯使换挡鼓旋转来使换挡杆、换挡拨叉前后动作，则能通过同步装置来达成相互啮合的构件彼此的同步，执行接合动作，而不会特别产生故障。然而，使牙嵌式离合器等的接合齿相互啮合的啮合式接合机构不具有同步功能，因此，在通过专利文献2中记载的换挡鼓等机构使一方的接合齿向另一方的接合齿仅仅进行移动时，会发生接合齿的顶端彼此碰撞而不啮合的情况。此外，即使偶然啮合，也是转矩急剧改变而产生冲击的可能性很高。而且，即使为了释放而通过换挡杆和换挡拨叉使另一方的接合齿后退，也会因啮合的接合齿的齿面上产生的摩擦力而不脱离啮合的可能性很高，或者急剧脱离啮合而转矩骤变，这可能会导致冲击。如此，即使设为通过专利文献2中记载的换挡拨叉、换挡鼓等来切换啮合式接合机构，也会发生上述的各种技术问题，无法顺利地进行切换动作而不实用。此外，作为专利文献2中记载的切换对象构件的同步装置是一种由同步器闭锁环等多个零件构成的装置，不但需要用于设置的空间，而且造价高，不适于驱动装置或换挡装置的小型轻量化、低成本化。
发明内容
本发明是着眼于上述的技术问题而完成的，其目的在于提供一种控制装置，所述控制装置能顺畅地进行动力传递装置中的所述无级变速模式的切换，并且能简化作为动力传递装置的整体的构成，所述动力传递装置具有啮合式接合机构，所述啮合式接合机构为了设定或切换分别能无级地或连续地变更变速比的多个无级变速模式，而进行接合和释放。
用于解决问题的方案
为了达成上述的目的，本发明提供一种动力传递装置的控制装置，所述动力传递装置具备：输入构件；输出构件，输出从所述输入构件传递的转矩；第一接合机构，以设定能连续地改变作为所述输入构件与所述输出构件的转速比的变速比的第一无级变速模式的方式进行接合；以及第二接合机构，以设定能连续地改变作为所述输入构件与所述输出构件的转速比的变速比并且与所述第一无级变速模式不同的第二无级变速模式的方式进行接合，所述控制装置的特征在于，所述第一接合机构由具有第一被动齿和与所述第一被动齿啮合以传递转矩的第一驱动齿的啮合式接合机构构成，所述第二接合机构由具有第二被动齿和与所述第二被动齿啮合以传递转矩的第二驱动齿的啮合式接合机构构成，所述动力传递装置还具备：引导构件，通过向不同于以下各方向的方向动作来产生推力，所述各方向是所述第一被动齿和所述第一驱动齿中的任一方相对于另一方移动至啮合位置和脱离啮合的位置的方向以及所述第二被动齿和所述第二驱动齿中的任一方相对于另一方移动至啮合位置和脱离啮合的位置的方向，所述推力是使所述第一被动齿和所述第一驱动齿中的任一方相对于另一方移动至啮合位置和脱离啮合的位置的推力以及使所述第二被动齿和所述第二驱动齿中的任一方相对于另一方移动至啮合位置和脱离啮合的位置的推力；以及致动器，使所述引导构件动作，所述控制装置具有控制器，所述控制器进行如下控制：将所述第一接合机构从传递转矩的接合状态切换至切断转矩的释放状态，并且将所述第二接合机构从切断转矩的释放状态切换至传递转矩的接合状态，由此从所述第一无级变速模式切换至所述第二无级变速模式，所述控制器被配置为：在从所述第一无级变速模式切换至所述第二无级变速模式的情况下，执行使所述第二被动齿与所述第二驱动齿的转速差降低的同步控制，所述转速差降低至预先设定的转速以下，由此，通过所述致动器使所述引导构件向使所述第二被动齿与所述第二驱动齿啮合的方向移动，在所述第二接合机构接合后，通过所述致动器使所述引导构件向使所述第一被动齿与所述第一驱动齿脱离啮合的方向移动。
在本发明中，也可以设为，所述控制器还被配置为：在所述第二接合机构接合后，并且在通过所述致动器使所述引导构件向所述第一被动齿与所述第一驱动齿脱离啮合的方向动作前，使施加于所述第一接合机构的转矩降低。
在本发明中，也可以是，所述引导构件具备：所述第一接合机构用的第一凸轮面；所述第二接合机构用的第二凸轮面；第一凸轮随动件，通过沿所述第一凸轮面移动，产生将所述第一接合机构切换至所述接合状态和所述释放状态的所述推力；以及第二凸轮随动件，通过沿所述第二凸轮面移动，产生将所述第二接合机构切换至所述接合状态和所述释放状态的所述推力。
此外，在本发明中，也可以是，所述引导构件具有通过所述致动器进行旋转的截面为圆形的旋转体，所述第一凸轮面由形成于所述旋转体的外周面的第一凸轮槽构成，所述第二凸轮面由形成于所述旋转体的外周面的第二凸轮槽构成。
在本发明中，也可以是，在所述第一凸轮随动件与第一被动齿或所述第一驱动齿之间设有传递所述推力的第一弹性构件，在所述第二凸轮随动件与第二被动齿或所述第二驱动齿之间设有传递所述推力的第二弹性构件。
在本发明中，也可以是，所述动力传递装置具备：第一差动机构，通过从发动机经由所述输入构件传递转矩的第一输入元件、连结有具有发电功能的第一旋转电机的第一反作用力元件以及第一输出元件来实现差动作用；第二差动机构，通过与所述第一输出元件连结的第二反作用力元件、连结有所述输出构件的第二输出元件以及第二输入元件来实现差动作用；以及第二旋转电机，从所述第一旋转电机被供给电力从而输出转矩，所述第一接合机构和所述第二接合机构中的任一方的接合机构被配置为选择性地使所述输入构件或所述第一输入元件与所述第二输入元件连结，所述第一接合机构和所述第二接合机构中的任一方的另一方的接合机构被配置为选择性地使所述第二输入元件、所述第二输出元件以及所述第二反作用力元件中的至少任意两个元件连结。
在本发明中，也可以构成为，所述控制器在启动所述发动机时或停止所述发动机时维持所述第一接合机构和所述第二接合机构的接合状态或释放状态。
而且，在本发明中，也可以构成为，所述控制器被配置为：在释放所述第一接合机构和所述第二接合机构中的任一方的接合机构的情况下，在使所述第一接合机构和所述第二接合机构中的任一方的另一方的接合机构接合后释放所述任一方的接合机构。
发明效果
本发明的控制装置通过切换作为啮合式接合机构的第一接合机构和第二接合机构的接合和释放的状态来在第一无级变速模式与第二无级变速模式之间切换变速模式。无级变速模式是能无级或连续地改变输入构件与输出构件的转速之比的动力或转矩的传递状态。在从第一无级变速模式切换至第二无级变速模式的情况下，使处于释放状态的第二接合机构接合，并且使处于接合状态的第一接合机构释放。在该情况下，在切换前的第一无级变速模式下，能连续地改变上述的转速比，因此，利用该功能来执行使应接合的第二接合机构中的第二被动齿与第二驱动齿的转速差降低的同步控制。在该转速差为预先设定的转速以下的情况下，使致动器动作并通过引导构件使第二被动齿与第二驱动齿啮合。因此，能使第二接合机构顺畅地接合。此外，即使第二被动齿与第二驱动齿啮合而产生转速的变化，也会通过同步控制来降低转速差，因此，伴随接合的转速的变化量较少，能避免或抑制冲击等。如此，在第二接合机构接合后，第一接合机构被释放。与使第二接合机构接合的情况同样，通过致动器使引导构件动作来进行该第一接合机构的释放。因此，在本发明中，能通过单个致动器和引导构件来进行无级变速模式的切换，因此，无需与接合机构的数量相应的致动器、引导构件，因此，能通过减少构成零件数、削减设置空间等，使动力传递装置的整体构成小型化、简化，进而低成本化。
在本发明中，在使第一接合机构释放的情况下，第一被动齿与第一驱动齿脱离啮合。即使第一接合机构处于接合的状态，无级变速模式也成立，因此，能连续地改变转速、转矩，能利用该功能来降低在使第一接合机构释放的情况下施加于第一接合机构的转矩、即施加于第一被动齿与第一驱动齿的齿面的载荷。通过如此设定，能容易且可靠地使第一被动齿与第一驱动齿脱离啮合。此时，所谓的释放力可以较小，因此，致动器、引导构件能采用小型且低容量的构件，在这点上，也能使动力传递装置的整体构成小型化、简化，进而低成本化。
而且，在本发明中，在设有将由引导构件和凸轮随动件产生的推力传递至任一被动齿或驱动齿的弹性构件的情况下，在上述的转速差较大的状态下以被动齿与驱动齿啮合的方式进行动作的情况下，压缩弹性构件，被动齿和驱动齿中的一方相对于另一方回弹，避免了啮合。此外，即使在被动齿和驱动齿相对旋转的状态下，被该弹性构件按压而使被动齿与驱动齿啮合，在该时间点，也是转速差变小，因此能不会特别产生冲击、异常噪声等地进行接合。
而且，在本发明中，有时会启动发动机或使驱动中的发动机停止，在该情况下，不会切换各接合机构的接合或释放的状态。因此，由发动机引起的转矩的变动和由无级变速模式的切换引起的转矩的变动不会叠加，因此能避免或抑制冲击等。
附图说明
图1是用于说明在本发明中作为对象的动力传递装置的一个例子的概略图。
图2是示意性地示出离合器机构的一个例子和用于使离合器机构进行切换动作的机构的一个例子的示意图。
图3是用于说明电子控制装置(ECU)的构成的框图。
图4是归纳示出各行驶模式下的离合器机构、制动器机构的接合和释放的状态、马达的运转状态、发动机的驱动的有无的图表。
图5是用于说明HV-Hi模式下的动作状态的共线图。
图6是用于说明HV-Lo模式下的动作状态的共线图。
图7是用于说明直接连结模式下的动作状态的共线图。
图8是用于说明本发明的实施方式的控制例的流程图。
图9是用于说明伴随无级变速模式的切换而限制功率的控制的一个例子的流程图。
图10是用于说明伴随第二马达的转矩的限制地进行从Hi模式向Lo模式的切换控制的情况下的转矩、转速、功率等的变化的时间图。
附图标记说明：
1 动力传递装置；
2 发动机；
3 第一马达；
4 第二马达；
6 动力分配机构；
7 分配部；
8 变速部；
14 输入轴；
19 输出齿轮；
20 第一被动齿；
21 第一驱动齿；
23 第二被动齿；
24 第二驱动齿；
25 引导构件；
26 换挡鼓；
27 凸轮随动件；
28 凸轮随动件；
29 第一凸轮槽；
30 第二凸轮槽；
31、32 弹簧；
33 致动器；
43 第一功率控制装置；
44 第二功率控制装置；
45 蓄电装置；
46 电子控制装置(ECU)；
CL1 第一离合器机构；
CL2 第二离合器机构。
具体实施方式
首先，对作为本发明的实施方式的控制对象的动力传递装置1的一个例子进行说明。图1示出搭载于车辆Ve的动力传递装置1的一个例子，在此示出的例子是被配置为混合动力驱动装置的例子。因此，在该动力传递装置1连结有作为内燃机的发动机2、具有发电功能的两个马达3、4，作为驱动力源。这两个马达3、4中的一方的马达(以下有时记载为第一马达。)3相当于本发明的实施方式的第一旋转电机，另一方的马达(以下有时记载为第二马达。)4相当于本发明的实施方式的第二旋转电机，作为一个例子，这些马达3、4是具有发电功能的马达(马达/发电机)，采用永磁铁式的同步电动机。
动力传递装置1被配置为伴随有功率转换或不伴随功率转换地将发动机2输出的动力传递至驱动轮5，还通过各马达3、4中的任一方驱动驱动轮5。在图1所示的例子中，动力传递装置1具备动力分配机构6，该动力分配机构6由主要用作将发动机2输出的转矩分配给第一马达(MG1)3侧和输出侧的功能的分配部7、主要用作变更由该分配部7分配的转矩的分配率的功能的变速部8构成。
分配部7只要是通过三个旋转元件实现差动作用的构成即可，能采用行星齿轮机构。在图1所示的例子中，由单小齿轮(single pinion)型的行星齿轮机构(第一差动机构)构成。图1所示的分配部7具有：太阳轮9、作为相对于太阳轮9配置于同心圆上的内齿轮的齿圈10、配置于这些太阳轮9与齿圈10之间并与太阳轮9和齿圈10啮合的小齿轮11以及保持小齿轮11使其能自转和公转的齿轮架12。
被配置为将发动机2输出的转矩输入至齿轮架12。即，在发动机2的输出轴13连结有相当于本发明的实施方式的输入构件的输入轴14，该输入轴14连结于齿轮架12。因此，齿轮架12相当于本发明的实施方式的第一输入元件。此外，在太阳轮9连结有第一马达3。如后文所述，第一马达3对发动机转矩施加反作用力，因此，太阳轮9相当于本发明的实施方式的第一反作用力元件。需要说明的是，也可以经由齿轮机构等传动机构(未图示)连结齿轮架12与输入轴14来代替直接连结齿轮架12与输入轴14的结构。此外，也可以在该输出轴13与输入轴14之间配置阻尼器机构、变矩器等机构(未图示)。而且，也可以经由齿轮机构等传动机构(未图示)来连结第一马达3与太阳轮9来代替直接连结第一马达3与太阳轮9的结构。
变速部8与构成上述的分配部7的行星齿轮机构一同构成复合行星齿轮机构，在图1所示的例子中，由单小齿轮型的行星齿轮机构构成。即，变速部8与上述的分配部7同样，具有：太阳轮15、作为相对于太阳轮15配置于同心圆上的内齿轮的齿圈16、配置于这些太阳轮15与齿圈16之间并与这些太阳轮15和齿圈16啮合的小齿轮17以及保持小齿轮17使其能自转和公转的齿轮架18。因此，变速部8为通过太阳轮15、齿圈16以及齿轮架18这三个旋转元件实现差动作用的差动机构(第二差动机构)。在该变速部8中的太阳轮15连结有分配部7中的齿圈10。因此，齿圈10相当于本发明的实施方式的第一输出元件，太阳轮15相当于本发明的实施方式的第二反作用力元件。此外，变速部8中的齿圈16相当于本发明的实施方式的第二输出元件，连结有输出齿轮19。因此，该输出齿轮19相当于本发明的实施方式的输出构件。
设有第一离合器机构(第一接合机构)CL1，以使上述的分配部7和变速部8构成复合行星齿轮机构。第一离合器机构CL1用于将变速部8中的齿轮架18选择性地连结于分配部7中的齿轮架12或输入轴14。因此，该齿轮架18相当于本发明的实施方式的第二输入元件。形成有复合行星齿轮机构，其中，通过使该第一离合器机构CL1接合来连结分配部7中的齿轮架12和变速部8中的齿轮架18，而将这些作为输入元件，还将分配部7中的太阳轮9作为反作用力元件，进而将变速部8中的齿圈16作为输出元件。因此，该复合行星齿轮机构为所谓的四元件的复合行星齿轮机构。在此，“四元件”是指发动机2、第一马达3或输入轴14或输出齿轮19等的能对齿轮机构连结外部的旋转构件的旋转元件有四个的意思。
而且，设有用于使变速部8的整体一体化的第二离合器机构(第二接合机构)CL2。该第二离合器机构CL2用于连结变速部8中的齿轮架18和齿圈16或太阳轮15、或者连结太阳轮15和齿圈16等的至少任意两个旋转元件。在图1所示的例子中，第二离合器机构CL2被配置为连结变速部8中的齿轮架18和齿圈16。通过使该第二离合器机构CL2接合来使构成变速部8的各旋转元件呈一体地旋转。因此，将分配部7中的齿轮架12作为输入元件，还将分配部7中的太阳轮9作为反作用力元件，进而将变速部8中的齿圈16作为输出元件。
本发明的实施方式的各离合器机构(接合机构)由啮合式接合机构构成。该啮合齿可以形成于旋转构件的外周面，或者也可以形成于在轴线方向上相互对置的面。在图2中示出在轴线方向上相互对置的面上设置啮合齿的例子。
第一离合器机构CL1具有通过相互啮合来传递转矩的第一被动齿20和第一驱动齿21。需要说明的是，在此，“被动”和“驱动”不表示动力的传递的关系，仅是不同的构件的意思，因此，可以将两个构件中任一个设为“被动”或“驱动”。这些第一被动齿20和第一驱动齿21均具有：在同一轴线上相互对置地配置的基板部20a、21a和在这些基板部20a、21a的相互对置的面上向对方侧突出形成的相互啮合的接合齿20b、21b。而且，任一方(例如第一被动齿20)装配于上述的齿轮架18，任一方的另一方(例如第一驱动齿21)以朝向任一方在所述轴线上前后移动的方式装配于例如与输入轴14一体的轮毂22等。
第二离合器机构CL2具有通过相互啮合来传递转矩的第二被动齿23和第二驱动齿24。需要说明的是，在此，“被动”和“驱动”不表示动力的传递的关系，仅是不同的构件的意思，因此，可以将两个构件中任一个设为“被动”或“驱动”。这些第二被动齿23和第二驱动齿24均具有：在同一轴线上相互对置地配置的基板部23a、24a和在这些基板部23a、24a的相互对置的面上向对方侧突出形成的相互啮合的接合齿23b、24b。而且，任一方(例如第二被动齿23)装配于上述的齿轮架18，任一方的另一方(例如第二驱动齿24)以朝向任一方在所述轴线上前后移动的方式装配于例如齿圈16或输出齿轮19。
对用于使上述的第一驱动齿21和第二驱动齿24分别相对于第一被动齿20和第二被动齿23前后移动的引导构件25进行说明，图2所示的引导构件25被配置为通过凸轮机构产生使上述的第一驱动齿21和第二驱动齿24前后移动的推力。凸轮面可以是在各驱动齿21、24前后移动的方向上蛇行(曲折)而成的引导面，在图1所示的例子中，形成于换挡鼓26的外周面。设有作为沿该引导面移动的可动构件的至少两个凸轮随动件27、28。
换挡鼓26是具有与各驱动齿21、24前后移动的方向(上述的各行星齿轮机构的中心轴线朝向的方向)平行的旋转中心轴线的截面为圆形的旋转体，在其外周面沿圆周向并且在轴线方向上蛇行地形成有两条凸轮槽29、30。在各凸轮槽29、30松弛地嵌入有凸轮随动件27、28，凸轮随动件27、28沿凸轮槽29、30的内侧面滑动，由此被配置为凸轮随动件27、28沿凸轮槽29、30的蛇行形状前后移动。因此，形成凸轮槽29、30的内侧面成为凸轮面。
需要说明的是，本发明的实施方式的凸轮机构不限于通过上述的凸轮槽29、30产生前后两个方向的推力的所谓的确动凸轮。例如，也可以是将转盘的正面形成在凹凸上，事先以弹簧等弹性构件的弹性力将凸轮随动件按压在该凹凸面上，该凹凸面旋转，由此使凸轮随动件沿该凹凸前后移动的所谓的正面凸轮等凸轮机构。此外，凸轮面也可以形成于平板的正面，在该情况下通过使平板移动来使凸轮随动件前后移动。
在上述的第一驱动齿21和与之对应设置的凸轮随动件27之间配置有将使第一驱动齿21前后移动的推力从凸轮随动件27传递至第一驱动齿21的弹簧(第一弹性构件)31。同样，在上述的第二驱动齿24和与之对应设置的凸轮随动件28之间配置有将使第二驱动齿24前后移动的推力从凸轮随动件28传递至第二驱动齿24的弹簧(第二弹性构件)32。这些弹簧31、32用于以下情况：即使在凸轮随动件27、28向各驱动齿21、24侧移动的情况下，也会使各驱动齿21、24向凸轮随动件27、28侧相对后退，而不与各被动齿20、23啮合。
需要说明的是，在此，对上述的凸轮槽29、30的形状进行说明，各凸轮随动件27、28保持各驱动齿21、24使其仅在接近或离开各被动齿20、23的方向前后移动，凸轮槽29、30相对于凸轮随动件27、28相对移动，由此，成为使凸轮随动件27、28如上所述地前后移动的形状。具体而言形成为如下形状：在图2的向左方向凸出的部分，使凸轮随动件27、28向作为图2的左侧的接合侧移动，在图2的向右方向凸出的部分，使凸轮随动件27、28向作为图2的右侧的释放侧移动。而且，各凸轮槽29、30的凹凸位置(作为换挡鼓26的绕旋转中心的旋转角的相位)在换挡鼓26的旋转方向上相互错开，各凸轮槽29、30的形状成为将各凸轮随动件27、28拉回释放侧的位置、将任一方的凸轮随动件27(28)按压至接合侧并且将另一方拉回至释放侧的位置以及将两方的凸轮随动件27、28按压至接合侧的位置交替排列而成的形状。
设有使换挡鼓26动作的致动器(ACT)33。该致动器33用于控制换挡鼓26的旋转角，例如能由步进电机、伺服马达等能适当控制旋转角度的马达构成。需要说明的是，可以在致动器33与换挡鼓26之间设置使致动器33的输出转矩增大的减速机构等。需要说明的是，在将各凸轮槽29、30形成于平板体等平面的情况下，致动器采用使该平板体等直线往复运动的构成。
图1所示的动力传递装置1还设有选择性地停止发动机2的输出轴13的旋转的制动器机构34作为接合机构。该制动器机构34设于输出轴13与壳体等的固定部35之间，由摩擦式制动器、使楔块(sprag)等转动元件啮入的单向离合器等构成。在设置单向离合器的情况下，该单向离合器被配置为禁止输出轴13、输入轴14向与发动机2的驱动时旋转的方向相反的方向旋转。
设有从上述的输出齿轮19向驱动轮5传递转矩，还将通过所述第一马达3转换为电力的动力转换为机械式动力并传递至驱动轮的机构，对该机构进行说明。在图1所示的例子中，与上述的发动机2、分配部7或变速部8的旋转中心轴线平行地配置有副轴36。与所述输出齿轮19啮合的从动齿轮37装配于该副轴36。此外，在副轴36装配有驱动齿轮38，该驱动齿轮38与作为终减速器的差动齿轮单元39中的齿圈40啮合。需要说明的是，在图1所示的例子中，设有停止从动齿轮37的旋转来禁止驱动轮5的旋转的驻车锁定机构P。
而且，在所述从动齿轮37啮合有装配于第二马达4中的转子轴4a的驱动齿轮41。因此，被配置为在上述的从动齿轮37的部分将第二马达4所输出的动力或转矩加于从所述输出齿轮19输出的动力或转矩。被配置为将如此合成的动力或转矩从差动齿轮单元39输出至左右的驱动轴42，将该动力、转矩传递至驱动轮5。需要说明的是，第二马达4例如也可以配置为能以能传递转矩的方式与驱动齿轮38连结，能变更该驱动齿轮38的转矩。
在第一马达3连接有具备逆变器、转换器等的第一功率控制装置43，在第二马达4连接有具备逆变器、转换器等的第二功率控制装置44，这些各功率控制装置43、44电连结于由锂离子电池、电容器、全固体电池等构成的蓄电装置45。此外，也可以配置为上述第一功率控制装置43和第二功率控制装置44能相互授受电力而不经由蓄电装置45。具体而言，可以配置为在第一马达3通过输出反作用力转矩来作为发电机发挥功能的情况下，能将通过第一马达3发电的电力供给至第二马达4，而不经由蓄电装置45。
设有用于控制上述的各功率控制装置43、44、发动机2、各马达3、4以及致动器33的电子控制装置(ECU)46。该ECU46相当于本发明的实施方式的“控制器”，被配置为以微型计算机为主体。图3是用于说明ECU46的结构的一个例子的框图。在图3所示的例子中，由HV-ECU47、MG-ECU48、发动机ECU49以及离合器ECU50构成ECU46。
HV-ECU47被配置为被从搭载于车辆Ve的各种传感器输入数据，基于该输入的数据和预先存储的映射图、运算式等来向MG-ECU48、发动机ECU49以及离合器ECU50输出指令信号。在图3中示出了输入至HV-ECU47的数据的一个例子，车速、加速器开度、第一马达(MG1)3的转速、第二马达(MG2)4的转速、发动机2的输出轴13的转速(发动机转速)、作为变速部8中的齿圈16或副轴36的转速的输出转速、第一驱动齿21的行程量、第二驱动齿24的行程量、第一马达3的温度、第二马达4的温度、蓄电装置45的剩余电量(SOC)、蓄电装置45的温度、润滑油(ATF)的温度、换挡鼓26的旋转角等数据被输入至HV-ECU47。
然后，基于输入至HV-ECU47的数据等求出第一马达3的输出转矩、第二马达4的输出转矩，将这些求出的数据作为指令信号输出至MG-ECU48。同样，基于输入至HV-ECU47的数据等求出发动机2的输出转矩，将该求出的数据作为指令信号输出至发动机ECU49。进而，基于输入至HV-ECU47的数据等来判断是使第一离合器机构CL1和第二离合器机构CL2接合还是释放，将该判断出的接合状态或释放状态的指令信号输出至离合器ECU50。
MG-ECU48基于如上所述地从HV-ECU47输入的数据来求出应向各马达3、4通电的电流值，并向各马达3、4输出指令信号。各马达3、4是交流马达，因此，上述的指令信号包括应通过逆变器生成的电流的频率、应通过转换器升压的电压值等。
发动机ECU49基于如上所述地从HV-ECU47输入的数据来求出用于确定电子节气门的开度的电流、用于在点火装置中点燃燃料的电流、用于确定EGR(Exhaust GasRecirculation：废气再循环)阀的开度的电流、用于确定吸气阀、排气阀的开度的电流值等，并向各阀、装置输出指令信号。即，发动机ECU49将用于控制发动机转矩的指示信号输出至控制发动机2的输出转矩的各装置。
离合器ECU50基于如上所述地从HV-ECU47输入的各离合器机构CL1、CL2的接合状态和释放状态的信号来求出用于使这些接合状态和释放状态成立的致动器33的旋转角，并向致动器33输出指令信号，以便形成该旋转角。需要说明的是，ECU46不限于综合进行所有的控制的单个机构，也可以按每个发动机2、各马达3、4以及致动器33分别设置。
上述的动力传递装置1能设定从发动机2输出驱动转矩进行行驶的HV行驶模式和不从发动机2输出驱动转矩而从第一马达3、第二马达4输出驱动转矩进行行驶的EV行驶模式。而且，在HV行驶模式下，能设定在从发动机2输出规定的转矩的情况下传递至变速部8的齿圈16(或输出齿轮19)的转矩相对较大的HV-Lo模式、该转矩相对较小的HV-Hi模式以及不改变发动机2的转矩地直接传递至变速部8的齿圈16的直接连结模式(固定级模式)。
此外，而且，在EV行驶模式下，能设定从第一马达3和第二马达4输出驱动转矩的双重模式和不从第一马达3输出驱动转矩而仅从第二马达4输出驱动转矩的单一模式(分离模式)。而且，在双重模式下，能设定从第一马达3输出的转矩的放大率较大的EV-Lo模式和从第一马达3输出的转矩的放大率比EV-Lo模式小的EV-Hi模式。需要说明的是，在单一模式下，能在接合了第一离合器机构CL1的状态下仅从第二马达4输出驱动转矩进行行驶、在接合了第二离合器机构CL2的状态下仅从第二马达4输出驱动转矩进行行驶、或者在释放了各离合器机构CL1、CL2的状态下仅从第二马达4输出驱动转矩进行行驶。
这些各行驶模式通过控制发动机2、各马达3、4以及各离合器机构CL1、CL2来设定。在图4中以图表的形式示出这些行驶模式和各行驶模式下的第一离合器机构CL1、第二离合器机构CL2、单向离合器(制动器机构)34的接合和释放的状态、第一马达3和第二马达4的运转状态、来自发动机2的驱动转矩的输出的有无的一个例子。图中的“●”符号表示接合的状态，“－”符号表示释放的状态，“G”符号是主要作为发电机运转的意思，“M”符号是主要作为马达运转的意思，空栏是不作为马达和发电机发挥功能或第一马达3、第二马达4不参与驱动的状态的意思，“接通(ON)”表示从发动机2输出驱动转矩的状态，“断开(OFF)”表示未从发动机2输出驱动转矩的状态。
在图5至图7中示出用于说明在设定了HV-Hi模式、HV-Lo模式、直接连结模式的情况下的动力分配机构6的各旋转元件的转速以及发动机2、各马达3、4的转矩的方向的共线图。共线图是隔开齿轮比的间隔并相互平行地绘出表示动力分配机构6中的各旋转元件的直线，将距与这些直线正交的基线的距离作为各旋转元件的转速示出的图，在表示各旋转元件的直线上通过箭头表示转矩的方向，并且通过箭头的长度表示其大小。
如图5所示，在HV-Hi模式下，从发动机2输出驱动转矩，接合第二离合器机构CL2，并且从第一马达3输出反作用力转矩。此外，如图6所示，在HV-Lo模式下，从发动机2输出驱动转矩，接合第一离合器机构CL1，并且从第一马达3输出反作用力转矩。
在设定了HV-Hi模式的情况和设定了HV-Lo模式的情况下，能维持发动机转速和第一马达3的转速的第一马达3的反作用力转矩的大小以及从发动机2传递至齿圈16的转矩的大小不同。具体而言，在将发动机2的输出转矩设为Te时，在设定了HV-Lo模式的情况下，在第一马达3要求的反作用力转矩的大小为(ρ1·ρ2/(1－ρ1·ρ2))Te，传递至齿圈16的转矩的大小为(1/(1－ρ1·ρ2))Te。此外，在设定了HV-Hi模式的情况下，在第一马达3要求的反作用力转矩的大小为(ρ1/(1+ρ1))Te，传递至齿圈16的转矩的大小为(1/(1+ρ1))Te。即，在设定了HV-Lo模式的情况和设定了HV-Lo模式的情况下，从发动机2传递至齿圈16(或驱动轮5)的转矩的放大率不同。在此，“ρ1”为分配部7的齿轮比(齿圈10的齿数与太阳轮9的齿数的比率)，“ρ2”为变速部8的齿轮比(齿圈16的齿数与太阳轮15的齿数的比率)。需要说明的是，ρ1和ρ2是小于“1”的值。
而且，当从第一马达3输出比上述的反作用力转矩大的转矩时，该所增加的量的转矩起到使发动机转速降低的作用，与之相反，当从第一马达3输出比上述的反作用力转矩小的转矩时，发动机转矩的一部分起到使发动机转速增大的作用。即，能通过控制第一马达3的转矩来控制发动机转速。换言之，以发动机转速成为目标转速的方式控制第一马达3的转矩。需要说明的是，发动机转速例如控制在发动机2的耗油率良好的转速，或者控制在作为考虑到第一马达3的驱动效率等的动力传递装置1整体的效率(将能量消耗量除以驱动轮5的能量总量而得到的值)最好的转速。
在通过如上所述地从第一马达3输出反作用力转矩使第一马达3作为发电机发挥功能的情况下，发动机2的动力的一部分通过第一马达3转换成电能。然后，从发动机2的动力除去通过第一马达3转换成电能的动力的量之后的动力被传递至变速部8中的齿圈16。需要说明的是，通过第一马达3转换成的电力可以供给至第二马达4，用于驱动第二马达4，也可以供给至蓄电装置，用于使蓄电装置的剩余电量增加。
在直接连结模式下，各离合器机构CL1、CL2被接合，由此，如图7所示，动力分配机构6中的各旋转元件以同一转速旋转。即，发动机2的所有动力从动力分配机构6输出。换言之，发动机2的动力的一部分通过第一马达3转换成电能，而且该电能不会通过第二马达4重新转换成机械能。因此，没有伴随这样的能量转换而产生的以焦耳损耗等为主要原因的损失，因此能提高动力的传递效率。
在设定了上述的HV-Lo模式和HV-Hi模式中的任一方的行驶模式的情况下，在要求驱动力、车速改变而向另一方的行驶模式的切换判定成立时，原则上经由直接连结模式切换至另一方的行驶模式。换言之，在行驶模式的切换判定成立的时间点使释放中的离合器机构接合，之后，在行驶模式的切换判定成立的时间点使接合中的离合器机构释放。或者，使接合中的离合器机构释放，之后，使与应设定的行驶模式相应的离合器机构接合。即，与HV-Lo模式、HV-Hi模式的切换经由固定级模式和分离模式中的任一方的行驶模式。需要说明的是，如图4所示，在HV-Lo模式与EV-Lo模式以及HV-Hi模式与EV-Hi模式下，虽然发动机2和第一马达3的运转状态会改变，但是第一离合器机构CL1和第二离合器机构CL2的接合状态或释放状态是相同的。
因此，图1所示的动力传递装置1按照HV-Hi模式、直接连结模式、HV-Lo模式、EV-Lo模式、分离模式、EV-Hi模式、HV-Hi模式的顺序或与其相反侧的顺序切换行驶模式。即，如果以第一离合器机构CL1和第二离合器机构CL2的状态表示，则按照仅接合了第二离合器机构CL2的状态、接合了第一离合器机构CL1和第二离合器机构CL2的状态、仅接合了第一离合器机构CL1的状态、释放了第一离合器机构CL1和第二离合器机构CL2的状态的顺序或与之相反侧的顺序变化。
因此，形成为通过换挡鼓26或致动器33旋转，凸轮随动件27、28相对于各凸轮槽29、30在圆周向上相对移动，由此，各离合器机构CL1、CL2根据换挡鼓26的旋转角按上述顺序进行动作。
在切换行驶模式的情况下，如上所述地进行调换离合器机构CL1、CL2的接合和释放的状态的切换控制。这些离合器机构CL1、CL2是如上所述地使接合齿20b、21b、23b、24b啮合来传递转矩的啮合式接合机构，因此，即使仅使换挡鼓26旋转来使凸轮随动件27、28产生推力，有时也无法使离合器机构CL1、CL2接合或释放，而且，有时会产生冲击、异常噪声。即，如果接合时接合齿20b、21b、23b、24b的顶端彼此碰撞，即使通过换挡鼓26的旋转和与之相伴的凸轮随动件27、28的前进而施加推力，接合齿20b、21b、23b、24b也不会啮合。此外，相反在释放时接合齿20b、21b、23b、24b牢固地啮合而各齿面上的接触压力大的情况下，即使使换挡鼓26旋转来使凸轮随动件27、28后退，齿面上的摩擦力胜过由凸轮随动件27、28得到的拉回方向的推力，接合齿20b、21b、23b、24b也不会脱离啮合。
因此，本发明的实施方式中的控制装置被配置为：利用在动力传递装置1中设定的模式为能无级或连续地改变作为输入构件与输出构件的转速比的变速比的无级变速模式，能够实现连续地改变发动机2等的转速而不特别改变车速的控制，来进行顺利地切换行驶模式的控制。参照图8的流程图，对该控制的一个例子进行说明。图8所示的控制例是在伴随要求驱动力(加速器开度)、车速等车辆的行驶状态的改变而从Hi模式切换至Lo模式的情况下的控制的例子，通过上述的ECU46来执行。
首先，判断是否有从Hi模式切换至Lo模式的请求(步骤S1)。在该步骤S1中判断为否定的情况下，不特别进行控制，暂时结束图8的例程。与之相反，在步骤S1中判断为肯定的情况下，执行使应接合的离合器机构中的转速差降低的控制(步骤S2)。在此说明的行驶模式的变更是从Hi模式向Lo模式的切换，因此，使第一离合器机构CL1接合，并且使第二离合器机构CL2释放。因此，在此说明的例子中，第一离合器机构CL1相当于本发明的实施方式的第二接合机构，第二离合器机构CL2相当于本发明的实施方式的第一接合机构。
在步骤S2中，执行使处于释放状态的第一离合器机构CL1中的转速差ΔN降低的控制。在此，转速差ΔN是指相互啮合的接合齿彼此的转速之差，在第一离合器机构CL1中为第一被动齿20与第一驱动齿21的转速之差，在图1所示的轮系中为各齿轮架12、18的转速之差。Hi模式下的动作状态如图5中的共线图所示，因此，为了使第一离合器机构CL1的转速差ΔN降低，使第一马达3的转速向正旋转方向(发动机2旋转的方向)增大。
通过执行使转速差ΔN降低的控制(所谓的同步控制)来判断第一离合器机构CL1中的旋转同步是否成立(步骤S3)。旋转同步是指转速差ΔN为“0”或转速差ΔN为预先设定的规定值α以下。该步骤S3中的判断能基于发动机转速、车速、各行星齿轮机构中的齿轮比等来进行。在步骤S3中判断为否定的情况下继续步骤S2的控制。与之相反，在步骤S3中判断为肯定的情况下，执行使第一离合器机构CL1接合的控制(步骤S4)。该控制是使第一离合器机构CL1中的第一驱动齿21向第一被动齿20前进的控制，更具体而言，是通过致动器33使换挡鼓26向规定的方向旋转，使凸轮随动件27沿第一凸轮槽29向第一被动齿20侧前进的控制。
在如此使第一离合器机构CL1接合的情况下，有时各接合齿20b、21b的顶端会彼此碰撞而不啮合。在该情况下，弹簧31被压缩而吸收第一驱动齿21与凸轮随动件27的间隔的减少。而且，通过各接合齿20b、21b彼此的相位(旋转角度)稍微错开，第一驱动齿21被弹簧31向第一被动齿20按压，各接合齿20b、21b啮合。在该时间点，第一离合器机构CL1的转速差ΔN为接近“0”的小的转速差，因此几乎不会产生由啮合引起的冲击。此外，执行上述的旋转同步的控制，因此，接合齿20b、21b的顶端不会彼此抵接，接合齿20b、21b彼此啮合的频度增高，结局是能顺畅且可靠地使离合器机构接合。
接着，执行使施加于要释放的第二离合器机构CL2的转矩(CL2转矩)降低的控制(步骤S5)。即，在使第二离合器机构CL2中的第二驱动齿21向释放方向移动前，使转矩降低。需要说明的是，在该情况下，可以设为进行第一离合器机构CL1的接合是否完成的判断，在该判断结果为肯定的情况下执行步骤S5的控制。该接合完成的判断可以基于从接合控制的开始经过的时间来进行，或者也可以基于规定的旋转构件的转速来进行。即，在本发明的实施方式中，按照规定的顺序进行切换动作，不同时对各离合器机构CL1、CL2进行切换动作。该步骤S5中的转矩的降低控制通过使第一马达3和第二马达4的转矩改变来执行。更具体而言，在步骤S5中，如后文所述，以使第一马达3的正旋转方向的转矩(驱动转矩)与第二马达4的负旋转方向的转矩(再生转矩)之和为“0”或规定值以下的方式控制各马达3、4的转矩。需要说明的是，在此，第二马达4的转矩是指将第二马达4的转子轴的转矩通过齿轮机构的变速比来换算成变速部8中的转矩后的转矩。
通过执行步骤S5的控制来判断施加于第二离合器机构CL2的转矩(负载转矩)是否充分降低(步骤S6)。具体而言，判断负载转矩是否为“0”或预先设定的规定的转矩β以下。或者判断从负载转矩的降低开始经过的时间是否达到了预先设定的时间。在该步骤S6中判断为否定的情况下继续步骤S5的控制。与之相反，在步骤S6中判断为肯定的情况下，执行使第二离合器机构CL2释放的控制(步骤S7)，之后，暂时结束图8的例程。
步骤S7的控制是使第二离合器机构CL2中的第二驱动齿24以离开第二被动齿23的方式后退的控制，更具体而言，其是通过致动器33使换挡鼓26进一步向规定的方向旋转，使凸轮随动件28沿第二凸轮槽30以远离第二被动齿23的方式后退的控制。在使第二离合器机构CL2释放的情况下，能如上所述地使施加于第二离合器机构CL2的转矩充分降低，使作用于齿面的压力降低，因此能充分减小接合中的齿面上的摩擦力，因此，能顺畅地释放。此外，为了释放而所需的推力可以较小，因此，能使用于致动器33、换挡鼓26等的释放/接合的操作机构小型化、小容量化。而且，在上述的本发明的实施方式中，能通过单个的致动器33、换挡鼓26来进行第一离合器机构CL1的接合和第二离合器机构CL2的释放这两个切换动作。因此，能减少行驶模式的切换所需的设备或构成零件的数量，能简化作为动力传递装置1的整体的构成，还能使其小型/轻量化。
需要说明的是，上述的行驶模式的切换不限于从Hi模式向Lo模式的切换，在与之相反的从Lo模式向Hi模式的切换的情况下也能同样地执行。在任一情况下，都能在无级变速状态下改变第一马达3、第二马达4的转速、转矩，因此，任一马达的发电量、功率消耗改变都会引起功率收支的变动。在该情况下，优选的是，以避免或抑制针对蓄电装置45的过充电、来自蓄电装置45的过放电等的方式进行控制。接着对用于此的控制的一个例子进行说明。
图9是用于说明该控制例的流程图，图9所示的控制例是具有第一马达3输出反作用力转矩Tg的状态下的从HV-Hi模式或HV-Lo模式向直接连结模式的切换请求的情况下执行的控制例。更具体而言，在使第一离合器机构CL1或第二离合器机构CL2接合的判断成立后，执行图9所示的控制。需要说明的是，也经由直接连结模式来如上所述地执行从HV-Hi模式向HV-Lo模式的切换、从HV-Lo模式向HV-Hi模式的切换，因此，在这样的情况下也执行该流程图。
在此，为便于说明，举出如下例子进行说明：具有从HV-Hi模式向作为行驶模式的切换过渡状态的直接连结模式的切换请求，由此执行图9所示的控制。在图9所示的例子中，首先，预测在当前时间点释放中的第一离合器机构CL1的构成元件的转速之差ΔN，即，齿轮架12或输入轴14与齿轮架18的转速之差(步骤S11)。在各接合齿20b、21b、23b、24b施加有倒角(chamfer)以便促进啮合，因此，即使转速差ΔN不为“0”也能接合，能接合的转速差会影响倒角的大小。此外，步骤S11中的转速之差ΔN例如能以基于加速器踏板的踩踏速度等来运算出所容许的行驶模式的切换时间，在与各接合齿20b、21b、23b、24b的形状相应的转速的容许差的范围内能满足该切换时间的方式进行确定。
接着，预测在产生步骤S11中预测出的转速差ΔN的状态下接合了第一离合器机构CL1的情况下的功率的变化量ΔW(步骤S12)。在该步骤S12中，能通过将在当前时间点从第一马达3输出的转矩Tg乘以在步骤S11中预测出的转速差ΔN来预测。在该情况下，也可以考虑铜损耗、铁损耗等能量消耗量来进行预测。需要说明的是，也可以在步骤S12中预先以映射图的形式准备在步骤S11中预测出的转速差ΔN与功率的变化量ΔW的关系，并根据在步骤S11中预测出的转速差ΔN和映射图来预测功率的变化量ΔW。
接着，计算出当前时间点的蓄电装置45能输入的上限功率(以下记载为充电上限功率)Win和能输出的上限功率(以下记载为放电上限功率)Wout(步骤S13)。如上所述，充电上限功率Win、放电上限功率Wout是基于蓄电装置45的特性而预先设定的，根据温度、剩余电量而变动。因此，在步骤S13中，根据蓄电装置45的温度、剩余电量等的影响充电上限功率Win、放电上限功率Wout的各种参数来计算出充电上限功率Win、放电上限功率Wout。需要说明的是，在以下的说明中，将从蓄电装置45输出的功率设为“正”的值，将输入至蓄电装置45的功率设为“负”的值。
上述的充电上限功率Win、放电上限功率Wout设定为蓄电装置45的固有值，与第一马达3的功率消耗、发电功率的上限值不同。因此，第一马达3可能会超出充电上限功率Win进行发电或消耗超出放电上限功率Wout的功率。因此，在该控制例中，被配置为在接合啮合式的离合器机构前限制发电功率、功率消耗，以便不会因伴随接合啮合式的离合器机构的第一马达3的功率消耗、发电功率的急变，而使超出充电上限功率Win、放电上限功率Wout的功率作用于蓄电装置45。
具体而言，首先，计算出在当前时间点能消耗的上限功率(以下记载为容许消耗功率)Wl和能发电的上限功率(以下记载为容许发电功率)Wg(步骤S14)。该容许消耗功率Wl和容许发电功率Wg例如能通过从步骤S13中计算出的充电上限功率Win、放电上限功率Wout中减去步骤S12中预测出的功率的变化量ΔW来计算出。在此，将由第一马达3消耗的功率设为“正”的值，将由第一马达3发电的功率设为“负”的值。需要说明的是，在步骤S14中，例如可以预先准备映射图，并基于该映射图来求出容许消耗功率Wl和容许发电功率Wg，所述映射图用于根据步骤S12中预测出的功率的变化量ΔW与步骤S13中计算出的充电上限功率Win、放电上限功率Wout的关系，求出容许消耗功率Wl和容许发电功率Wg。
而且，判断在当前时间点消耗或发电的实际功率Wact是否超过了容许消耗功率Wl和容许发电功率Wg(步骤S15)，在实际功率Wact超过了容许消耗功率Wl和容许发电功率Wg由此在步骤S15中判定为肯定的情况下，将容许消耗功率Wl和容许发电功率Wg设定为限制值(步骤S16)。需要说明的是，第一离合器机构CL1接合的时间点上的旋转元件彼此的转速之差可能会以传感器的误差、接合延迟等为主要原因而与意图的转速之差不同，因此，可以从步骤S14中计算出的容许消耗功率Wl和容许发电功率Wg中减去考虑到该误差等的裕度来设定限制值。
接着，以使实际的功率消耗或发电功率(实际功率Wact)处于容许消耗功率Wl和容许发电功率Wg的范围的方式限制第一马达3的转矩Tg(步骤S17)。例如，在以Lo模式行驶且第一马达3向正方向旋转而发电的状态下，当为了行驶模式的切换而接合第一离合器机构CL1时，第一马达3的转速增大。因此，在这样的情况下，发电功率增大，因此，在步骤S16中，将容许发电功率Wg设定为比充电上限功率Win的绝对值小的值。其结果是，第一马达3的转矩Tg被限制，以便成为容许发电功率Wg以下的发电功率，换言之，第一马达3的转矩Tg降低。
另一方面，当从将发动机转速Ne维持在目标转速的状态使第一马达3的转矩Tg降低时，发动机转速增加。此外，第一马达3的转矩Tg越小该增加率越大。因此，当在步骤S17中使第一马达3的转矩Tg降低时，发动机转速Ne可能会过度增加，或该增加率可能会比目标增加率高。因此，在步骤S17中，根据第一马达3的转矩Tg的限制量来限制发动机2的输出转矩Te。即，在使第一马达3的转矩Tg降低的情况下，使发动机2的输出转矩Te降低。
然后，判断第一离合器机构CL1是否完全接合(步骤S18)。该步骤S18的判断能基于转速差ΔN来进行，或者可以稍微改变第一马达3的转矩Tg，并基于第一马达3的转速是否变动等来判断。
在第一离合器机构CL1尚未接合由此在步骤S18中判断为否定的情况下，返回步骤S11，与之相反，在第一离合器机构CL1接合由此在步骤S18中判定为肯定的情况下，解除对容许消耗功率Wl和容许发电功率Wg的限制，并且解除第一马达3的转矩Tg和发动机2的转矩Te的限制(步骤S19)。即，返回到在步骤S16中判断为肯定之前的状态。
另一方面，在实际功率Wact未超过容许消耗功率Wl和容许发电功率Wg由此在步骤S15中判断为否定的情况下，即使接合第一离合器机构CL1而第一马达3的转速急变，也不超过放电上限功率Wout、充电上限功率Win，因此，不进行步骤S16和步骤S17中的容许消耗功率Wl和容许发电功率Wg的限制以及第一马达3和发动机2的转矩Tg、Te的限制，进入步骤S18。需要说明的是，在步骤S15中判断为否定的情况下，执行步骤S16、步骤S17，即使进行容许消耗功率Wl和容许发电功率Wg的限制以及第一马达3和发动机2的转矩Tg、Te的限制，发动机2、第一马达3的转矩Te、Tg也不会发生变化，因此，可以不执行步骤S16，执行步骤S17、步骤S18，而进行容许消耗功率Wl和容许发电功率Wg的限制以及第一马达3和发动机2的转矩Tg、Te的限制。
接着，在图10中以时间图的形式示出同时并行执行用于行驶模式的切换的图8所示的转矩、转速的控制和用于此时的功率、转矩的限制的图9所示的控制的情况下的行为的变化。图10是用于说明以下内容的时间图：在通过限制第二马达4的转矩而将实际功率Wact设为容许消耗功率Wl以下的情况下的各离合器机构CL1、CL2的接合状态和释放状态的变化、发动机2、第一马达3以及第二马达4的转矩Te、Tg、Tm的变化、发动机2、第一马达3以及第二马达4的转速Ne、Ng、Nm的变化、第一马达3的功率Wmg1、第二马达4的功率Wmg2、放电上限功率Wout和充电上限功率Win以及容许消耗功率Wl和容许发电功率Wg的变化、实际功率Wact的变化。需要说明的是，在图10中，为了便于说明，将第二马达4的转矩Tm、转速Nm示出为与输出齿轮19或齿圈16的转矩相同。
在图10所示的例子中，在t10时间点设定HV-Hi模式，在车辆Ve要求的所有的行驶能量从发动机2输出。此外，在该t10时间点，第一马达3向与发动机2相反的方向旋转，并且第一马达3的反作用力转矩Tg的方向向使第一马达3的转速Ng增大的方向输出。因此，第一马达3作为马达发挥功能。即，负荷有在车辆Ve要求的能量以上的能量。因此，第二马达4为了再生剩余能量而作为发电机发挥功能。就是说，第二马达4以使该转速Nm降低的方式输出转矩(负转矩)Tm。
在该t10时间点，当请求从HV-Hi模式向HV-Lo模式的切换时，为了使第一离合器机构CL1的转速差ΔN降低，换言之，为了使齿轮架12与齿轮架18的转速之差降低，而控制第一马达3。在此示出的例子中，在t10时间点，第一马达3向与发动机2相反的方向旋转，为了降低第一离合器机构CL1的转速差ΔN，在使该旋转方向反转后(t11时间点后)，使转速Ng增大。需要说明的是，追随第一马达3的转速Ng的变化，发动机2的转速Ne增加。
此外，当如上所述地以使发动机转速Ne增大的方式控制第一马达3的转矩Tg时，在发动机2产生的能量的一部分被用作使发动机2和第一马达3的转速Ne、Ng增大的能量，因此，上述的剩余能量减少，与之相伴地从第二马达4输出的负转矩Tm逐渐降低，在比t11时间点稍早的t12时间点，第二马达4的转矩Tm成为“0”，之后，第二马达4的转矩Tm的方向反转，第二马达4的转矩Tm逐渐增大。在该情况下，从t10时间点到后述的t13时间点的期间，作为由第一马达3消耗或发电的功率Wmg1和由第二马达4消耗或发电的功率Wmg2的合计值的实际功率Wact维持为固定。
而且，在此示出的例子中，在发动机转速Ne、第一马达3的转速Ng以及第二马达4的转速Nm一致的t13时间点，接合第一离合器机构CL1的判断成立，其结果是执行图9所示的流程图。在该t13时间点，第一马达3的转速Ng和第二马达4的转速Nm为高转速，因此，由第一马达3发电的功率Wmg1和由第二马达4消耗的功率Wmg2均为较高的值。由第一马达3发电的功率Wmg1是比由第二马达4消耗的功率Wmg2稍小的值，其结果是，从蓄电装置45输出功率。在该t13时间点，第一离合器机构CL1的转速差ΔN几乎为“0”。因此，在t13时间点，未限制容许消耗功率Wl和容许发电功率Wg。
另一方面，在图10所示的例子中，在t13时间点以后，第一马达3的转速也增大。这是因为第一马达3的转速过冲(overshoot)，或是因为根据接合齿的形状以比第一被动齿20更高的转速使第一驱动齿21接合等的各种主要原因引起的。即，在t13时间点以后，第一离合器机构CL1的转速差ΔN逐渐增大，因此，随着经过该时间而接合第一离合器机构CL1的时间点上的第一马达3的发电功率Wmg1逐渐增大。与之相对，第二马达4以消耗伴随第一马达3的转速Ng的增加的再生能量的方式在t13时间点以后转矩Tm也持续增大。因此，在t13时间点以后，在图9中的步骤S12中预测的功率的变化量ΔW逐渐变大，其结果是，从t13时间点起容许消耗功率Wl被限制。
另一方面，在t13时间点以后实际功率Wact也保持为固定，因此，容许消耗功率Wl降低，由此，在t14时间点，实际功率Wact与容许消耗功率Wl一致。在此示出的例子中，伴随接合第一离合器机构CL1，第一马达3的发电或功率消耗Wmg1改变，通过改变第二马达4的消耗或发电功率Wmg2来限制蓄电装置45变为过充电或过放电。因此，在t14时间点限制第二马达4的转矩Tm。具体而言，预测因接合第一离合器机构CL1而降低的第一马达3的发电功率Wmg1，以使第二马达4的功率消耗降低该预测出的功率的量的方式限制第二马达4的转矩Tm。
而且，在t15时间点，第一离合器机构CL1开始接合，由此，第一马达3的转速Ng和发动机转速Ne开始降低，在t16时间点，第一离合器机构CL1完全接合，由此，发动机转速Ne、第一马达3的转速Ng以及第二马达4的转速Nm一致。即，在t16时间点设定为直接连结模式。因此，虽然在t15时间点，第一马达3的发电功率Wmg1降低，与之相伴，实际功率急剧增大，但是，使第二马达4的功率消耗Wmg2降低该发电功率Wmg1的变化量的量，因此，在t16时间点，实际功率Wact为放电上限功率Wout以下。
在t16时间点以后，为了使作用于第二离合器机构CL2的转矩降低，使第一马达3和第二马达4的转矩Tg、Tm降低，一方的转矩为驱动转矩(正转矩)，另一方为再生转矩(负转矩)，由此，在这些转矩Tg、Tm之和几乎为“0”的t17时间点使第二离合器机构CL2释放。即，进入HV-Lo模式。因此，在t17时间点以后，以使HV-Lo模式下的发动机转速Ne成为目标转速的方式控制第一马达3的转速Ng。
如上所述，在动力传递装置中，通过接合啮合式接合机构来切换行驶模式，所述接合啮合式接合机构能在通过用于从差动机构输出发动机转矩的输出反作用力转矩的马达来控制转速的旋转元件和其他的旋转元件相对旋转的状态下接合，在所述动力传递装置中，在该啮合式接合机构接合以前，预测伴随由啮合式接合机构接合引起的马达的转速的变动的功率消耗、发电功率，而限制马达的功率消耗、发电功率输入或输出蓄电装置。即，啮合式接合机构接合，由此，即使马达的功率消耗、发电功率增加，也以不超过蓄电装置的输入功率、输出功率的方式限制马达的功率消耗、发电功率，或者不将已发电的功率输入蓄电装置，而与其他的装置通电来进行消耗。因此，即使在接合了啮合式接合机构的时间点马达的功率消耗、发电功率变动，也能抑制从蓄电装置过度输出功率、向蓄电装置输入过剩的功率，能抑制蓄电装置的耐久性降低。
以上，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明不限于上述的例子，可以在达成本发明的目的的范围内适当地变更。例如，不限于在驱动发动机的混合动力行驶模式的状态下切换无级变速模式的情况，也可以设为在混合动力行驶模式与马达行驶模式之间切换行驶模式时，或者在该切换前后切换无级变速模式的情况下进行上述的控制。在该情况下，进行停止或启动发动机的控制，在本发明中，按预先设定的规定的顺序执行这些切换控制，而不同时进行发动机的停止或启动和离合器机构的接合和释放的状态的切换。即，离合器机构的接合和释放的状态维持为从前的状态。这是为了避免或抑制由转矩的急变引起的冲击。
此外，在本发明中，能配置为：为了切换无级变速模式，变更三个以上的啮合式接合机构的接合和释放的状态。此外，作为控制的对象的动力传递装置可以是与图1所示的轮系不同的结构，重要的是，能设定多个无级变速模式，并且配置为通过调换两个以上的啮合式接合机构的接合和释放的状态来切换无级变速模式即可。而且，在上述的图2中，将第一驱动齿21和第二驱动齿24的移动方向设为同一方向，但这些移动方向也可以彼此不同。

Claims (8)

1.一种动力传递装置的控制装置，所述动力传递装置具备：输入构件；输出构件，输出从所述输入构件传递的转矩；第一接合机构，以设定能连续地改变作为所述输入构件与所述输出构件的转速比的变速比的第一无级变速模式的方式进行接合；以及第二接合机构，以设定能连续地改变作为所述输入构件与所述输出构件的转速比的变速比并且与所述第一无级变速模式不同的第二无级变速模式的方式进行接合，所述控制装置的特征在于，
所述第一接合机构由具有第一被动齿和与所述第一被动齿啮合以传递转矩的第一驱动齿的啮合式接合机构构成，
所述第二接合机构由具有第二被动齿和与所述第二被动齿啮合以传递转矩的第二驱动齿的啮合式接合机构构成，
所述动力传递装置还具备：引导构件，通过向不同于以下各方向的方向动作来产生推力，所述各方向是所述第一被动齿和所述第一驱动齿中的任一方相对于另一方移动至啮合位置和脱离啮合的位置的方向以及所述第二被动齿和所述第二驱动齿中的任一方相对于另一方移动至啮合位置和脱离啮合的位置的方向，所述推力是使所述第一被动齿和所述第一驱动齿中的任一方相对于另一方移动至啮合位置和脱离啮合的位置的推力以及使所述第二被动齿和所述第二驱动齿中的任一方相对于另一方移动至啮合位置和脱离啮合的位置的推力；以及致动器，使所述引导构件动作，
所述控制装置具有控制器，所述控制器进行如下控制：将所述第一接合机构从传递转矩的接合状态切换至切断转矩的释放状态，并且将所述第二接合机构从切断转矩的释放状态切换至传递转矩的接合状态，由此从所述第一无级变速模式切换至所述第二无级变速模式，
所述控制器被配置为：
在从所述第一无级变速模式切换至所述第二无级变速模式的情况下，执行使所述第二被动齿与所述第二驱动齿的转速差降低的同步控制，
所述转速差降低至预先设定的转速以下，由此，通过所述致动器使所述引导构件向使所述第二被动齿与所述第二驱动齿啮合的方向移动，
在所述第二接合机构接合后，通过所述致动器使所述引导构件向所述第一被动齿与所述第一驱动齿脱离啮合的方向移动。
2.根据权利要求1所述的动力传递装置的控制装置，其特征在于，
所述控制器还被配置为：在所述第二接合机构接合后，并且在通过所述致动器使所述引导构件向所述第一被动齿与所述第一驱动齿脱离啮合的方向动作前，使施加于所述第一接合机构的转矩降低。
3.根据权利要求1或2所述的动力传递装置的控制装置，其特征在于，
所述引导构件具备：所述第一接合机构用的第一凸轮面；所述第二接合机构用的第二凸轮面；第一凸轮随动件，通过沿所述第一凸轮面移动，产生将所述第一接合机构切换至所述接合状态和所述释放状态的所述推力；以及第二凸轮随动件，通过沿所述第二凸轮面移动，产生将所述第二接合机构切换至所述接合状态和所述释放状态的所述推力。
4.根据权利要求3所述的动力传递装置的控制装置，其特征在于，
所述引导构件具有通过所述致动器进行旋转的截面为圆形的旋转体，
所述第一凸轮面由形成于所述旋转体的外周面的第一凸轮槽构成，
所述第二凸轮面由形成于所述旋转体的外周面的第二凸轮槽构成。
5.根据权利要求3或4所述的动力传递装置的控制装置，其特征在于，
在所述第一凸轮随动件与第一被动齿或所述第一驱动齿之间设有传递所述推力的第一弹性构件，
在所述第二凸轮随动件与第二被动齿或所述第二驱动齿之间设有传递所述推力的第二弹性构件。
6.根据权利要求1～5中的任一项所述的动力传递装置的控制装置，其特征在于，
所述动力传递装置具备：
第一差动机构，通过从发动机经由所述输入构件传递转矩的第一输入元件、连结有具有发电功能的第一旋转电机的第一反作用力元件以及第一输出元件来实现差动作用；
第二差动机构，通过与所述第一输出元件连结的第二反作用力元件、连结有所述输出构件的第二输出元件以及第二输入元件来实现差动作用；以及
第二旋转电机，从所述第一旋转电机被供给电力从而输出转矩，
所述第一接合机构和所述第二接合机构中的任一方的接合机构被配置为选择性地使所述输入构件或所述第一输入元件与所述第二输入元件连结，
所述第一接合机构和所述第二接合机构中的任一方的另一方的接合机构被配置为选择性地使所述第二输入元件、所述第二输出元件以及所述第二反作用力元件中的至少任意两个元件连结。
7.根据权利要求6所述的动力传递装置的控制装置，其特征在于，
所述控制器在启动所述发动机时或停止所述发动机时维持所述第一接合机构和所述第二接合机构的接合状态或释放状态。
8.根据权利要求1～7中的任一项所述的动力传递装置的控制装置，其特征在于，
所述控制器被配置为：在释放所述第一接合机构和所述第二接合机构中的任一方的接合机构的情况下，在使所述第一接合机构和所述第二接合机构中的任一方的另一方的接合机构接合后释放所述任一方的接合机构。
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