CN101296832B - 车辆驱动装置的控制系统 - Google Patents

Abstract

对具有无级变速部和有级变速部的驱动装置，利用基于手动变速的发动机制动来在良好的响应性下进行变速器的变速，同时确保充足的发动机制动力。因此，车辆驱动装置的控制系统可以选择基于车辆的行驶状态设定由无级变速部和有级变速部的变速比决定的总体变速比的第一变速模式，或基于用于实施动力源制动的信号设定总体变速比的第二变速模式。该控制系统包括：档位限制装置，该档位限制装置用于在选择了第二变速模式时减少有级变速部的可设定档位的数量，使得有级变速部的可设定档位的数量与在第一变速模式时相比更少。在选择了第二变速模式的情况下，根据由档位限制装置设定的有级变速部的变速比以及无级变速部的变速比来设定总体变速比。

Description

车辆驱动装置的控制系统

技术领域

本发明涉及一种具有电控制式变速部和机械控制式变速部的车辆驱动装置，更具体地，涉及一种用于控制车辆的变速比的系统。

背景技术

日本专利特开2003-127681号公报公开了这种车辆驱动装置。在日本专利特开2003-127681号公报中公开的该发明的目的是抑制电动机的大型化，以及获得相应于不同车速的驱动力。在日本专利特开2003-127681号公报所教导的混合动力车辆驱动系统中，内燃机与行星齿轮机构的行星架相连接，第一电动机/发电机与行星齿轮结构的太阳齿轮相连接，变速器的输入侧的部件与齿圈相连接。变速器是诸如自动变速器之类的有级变速器。该变速器的输出侧的部件与传动轴相连接，第二电动机/发电机与该传动轴相连接。因此，根据该混合动力车辆驱动系统，行星齿轮机构构成了用于将发动机的动力分配至第一电动机/发电机和变速器的分配机构，并且通过改变第一电动机/发电机的转速来连续地改变齿圈的转速，即与齿圈连接的变速器的输入转速。也就是说，行星齿轮机构和第一电动机/发电机相当于无级变速器。因此，混合动力车辆驱动系统的总体变速比由相当于无级变速器的行星齿轮机构的变速比以及设置在行星齿轮机构输出侧的变速器的变速比来决定。

除了控制变速比外，车辆驱动装置的一个主要目的是通过执行能量的再生来整体上提高燃料经济性。然而，对于车辆，不仅要求良好的燃料经济性和低排放，还要求极好的诸如驱动性能和制动性能之类的行驶性能，以及良好的控制响应。日本专利特开2003-127681号公报公开的混合动力车辆驱动系统能够改善车辆的燃料经济性。但是，在日本专利特开2003-127681号公报公开的混合动力车辆驱动系统中，通过无级变速部的变速比和有级变速部的档位(变速级，gear stage)来设定总体变速比。因此，在增大变速比来实施发动机制动(动力源制动)的情况下，必须伴随有级变速器的诸如离合器等接合装置的切换操作来执行变速。因此，必须执行复杂的液压控制，从而导致变速的延迟。特别是在通过手动操作执行降档的情况下，这种变速延迟可能会带来不适感。

发明内容

本发明是注意到上述技术问题而设计出的，其目的是在对具有电控制式变速部和机械控制式变速部的车辆驱动装置实施动力源制动的变速模式下，提高变速响应性。

为了实现上述目的，根据本发明，在选择了实施动力源制动的变速模式的情况下，优先地执行无级变速部的变速。更具体地，本发明适用于车辆驱动装置的控制系统：所述车辆驱动装置具有电控制式变速部和机械控制式变速部，所述电控制式变速部电控制由输入转速和输出转速决定的变速比，所述机械控制式变速部机械地改变由输入转速和输出转速决定的档位；在所述车辆驱动装置中，可以从第一变速模式和第二变速模式中选择变速模式，在所述第一变速模式中，基于车辆的行驶状态设定由所述电控制式变速部的变速比和所述机械控制式变速部的档位决定的总体变速比，在所述第二变速模式中，基于实施动力源制动的信号设定所述总体变速比。根据本发明，上述用于车辆驱动装置的控制系统的特征在于包括档位限制装置，所述档位限制装置用于在选择了所述第二变速模式的情况下减少所述机械控制式变速部的可设定的档位的数量；其特征还在于在选择了所述第二变速模式的情况下，根据由所述档位限制装置设定的所述机械控制式变速部的档位和所述电控制式变速部的变速比来设定所述总体变速比。所述机械控制式变速部和所述电控制式变速部可以串联连接，以便将从所述变速部中的任意一个变速部输出的动力输入至另一个变速部。

根据本发明的控制系统，所述电控制式变速部包括具有发电功能的电动机，并且所述档位限制装置包括档位选择装置，所述档位选择装置用于在当选择了所述第二变速模式时输出用于增大所述总体变速比的降档信号来实施所述动力源制动的情况下，选择所述机械控制式变速部的档位以将所述电动机的热载荷限制在预定的容许范围内。

根据本发明，所述用于车辆驱动装置的控制系统还包括：蓄电装置，所述蓄电装置以电力的形式储存由车辆的行驶产生的机械能；另一个电动机，电力从所述蓄电装置供给至所述另一个电动机，并且所述另一个电动机输出用于行驶的动力；充电状态判断装置，所述充电状态判断装置用于在输出用于增大所述总体变速比的降档信号来实施所述动力源制动的情况下，判断所述蓄电装置的充电状态；充电促进装置，所述充电促进装置用于在所述充电状态判断装置判断出所述蓄电装置的充电容量低的情况下，设定所述机械控制式变速部的高速侧的档位；其特征在于，在所述充电状态判断装置判断出所述充电容量高的情况下，根据由所述档位限制装置设定的所述机械控制式变速部的档位以及所述电控制式变速部的变速比来设定所述总体变速比，以便使所述蓄电装置的充电量和放电量相等。

除了以上所述，所述车辆驱动装置的控制系统还包括：温度检测装置，所述温度检测装置用于检测所述机械控制式变速部的温度；以及档位约束装置，所述档位约束装置用于在所述温度检测装置检测出所述机械控制式变速部的极低温度状态的情况下，约束所述机械控制式变速部的预定档位。

根据本发明，所述电控制式变速部包括变速比连续地变化的无级变速机构，并且所述机械控制式变速部包括档位阶段性地变化的有级变速机构。

此外，所述档位限制装置包括用于在选择了所述第二变速模式的情况下，与选择了所述第一变速模式的情况相比，减少所述机械控制式变速部的可设定的档位的数量的装置。

另外，根据本发明，所述驱动装置包括混合动力驱动装置，所述混合动力驱动装置包括多个动力源(原动机)，并且在所述混合动力驱动装置中，从所述动力源输出的动力被分配或合成以便被输出。

所述电控制式变速部可以由例如包括太阳齿轮、齿圈和行星架作为旋转元件的单小齿轮型行星齿轮机构和双小齿轮型行星齿轮机构等能够执行差动作用的齿轮机构构成。在这种情况下，行星架可以与发动机相连接，太阳齿轮可以与第一电动机相连接，齿圈可以与所述机械控制式变速部的输入轴相连接。此外，第二电动机也可以与所述机械控制式变速部的输入轴相连接。

另外，根据本发明，所述机械控制式变速部可以由多个行星齿轮机构或多个齿轮对构成。所述机械控制式变速部适于设定六个前进档。

如上所述，根据本发明，在实施动力源制动的第二变速模式下，在机械控制式变速部中可设定的档位的数量被限制在较少的数量。在第二变速模式下执行变速来实施动力源制动的情况下，通过可设定的档位的数量受限制的机械控制式变速部的档位以及电控制式变速部的变速比来设定驱动装置的总体变速比，即综合变速比。在这种情况下，无法由机械控制式变速部设定的总体变速比可以通过改变电控制式变速部的变速比来设定。即，在固定机械控制式变速部的档位时，由电控制式变速比执行变速操作。也就是说，优先地执行电控制式变速部的变速操作。电控制式变速部的变速操作也就是通过连续地改变变速比来将变速比设定为目标值的变速操作。这意味着，与机械控制式变速部的变速操作相比，电控制式变速部的变速操作能够更快地执行。结果，能够改善在实施动力源制动的变速模式下的变速操作的响应。

电控制式变速部的变速操作是通过控制电动机来执行的，并且电动机的热载荷根据机械控制式变速部的档位而改变。因此，在被限制的档位中，选出电动机的热载荷在允许范围内的机械控制式变速部的档位。结果，电动机的热载荷能够相对减小，并能够提高燃料经济性和电动机的耐久性。

如果当实施动力源制动时蓄电装置的充电容量较低(即充电量少)，则设定机械控制式变速部的高速侧的档位。因此，由车辆行驶产生的电量增加，从而促进蓄电装置充电。相反地，在蓄电装置的充电容量较高(即充电量大)的情况下，各变速部的变速比被设定为由所述另一个电动机消耗由车辆行驶产生的电力。因此，能够充分地实施动力源制动，并能够提高充电性能。

此外，根据本发明，在机械控制式变速部的温度极低的情况下，禁止机械控制式变速部向高速侧的档位变速。即，在机械控制式变速部中设定低速侧的档位，并改变电控制式变速部的变速比来获得目标总体变速比。因此，构成机械控制式变速部的旋转元件的相对转速，或机械控制式变速部的绝对转速增大。从而，油温迅速升高。另外，可以通过仅起动一个诸如单向离合器之类的摩擦接合装置来实现设定低速侧的档位的变速操作。在这种情况下，油的粘性对液压控制的影响相对较少，因而能够防止或最小化冲击的恶化。

此外，根据本发明，在包括无级变速部和有级变速部的驱动装置中能够取得上述效果。

此外，根据本发明，由于与其他变速模式相比，在实施动力源制动的变速模式下机械控制式变速部的档位的数量减少，所以能够改善实施动力源制动的响应性。

此外，根据本发明，在混合动力驱动装置中能够取得上述效果。

附图说明

图1是说明由本发明的控制系统执行的变速控制的一个示例的流程图。

图2是在通过将变速器的档位限制为第一档和第三档来实施发动机制动的情况下，图7中示出的驱动装置的共线图。

图3是分别示出第一档至第六档下对应于车速的发动机制动力的图。

图4是说明根据电动发电机的热载荷限制档位的控制例的流程图。

图5是说明根据蓄电装置的充电状态限制档位的控制例的流程图。

图6是根据油温或变速器温度约束档位的控制例的流程图。

图7是示出本发明所适用的车辆驱动装置的一个示例的原理图。

图8是示出变速装置的各变速位置的排列的图。

具体实施方式

下面将结合具体示例说明本发明。首先，以下将说明本发明的控制系统所适用的车辆驱动装置的一个示例。图7示出了设置在FR(即发动机前置后轮驱动)型混合动力车辆(下文中称为“车辆”)Ve中的控制系统的示例。图7中示出的驱动装置包括两种具有不同的动力产生原理的动力源。在该实施例中，发动机1和电动发电机2(MG2)被用作动力源，设置有动力传动系和动力传递路径以将从发动机1和电动发电机2输出的动力一同传递至(后)车轮3。相当于车辆Ve的动力源的发动机1是通过燃烧燃料将热能转换为动能的动力装置。内燃机和外燃机均可用作发动机1，但是，这里将说明使用内燃机作为发动机1的示例。内燃机可以是例如汽油机、柴油机以及LPG发动机等。发动机1包括诸如电子节气门(图中未示出)、燃料喷射装置(图中未示出)、点火定时控制装置(图中未示出)等输出控制装置。可以通过控制所述装置中的至少一个装置来控制发动机输出。

另一方面，作为另一个动力源的电动发电机2容纳于壳体4的内部，其可用作将电能转换为动能的电动机，还可用作将动能转换为电能的发电机。电动发电机2包括转子5和定子6，定子6与壳体4固定在一起。在从发动机1和电动发电机2至车轮3的动力传递路径上设有变速器7，在从发动机1至变速器7的动力传递路径上设有动力分配机构8。图7中示出的动力分配机构8主要由单小齿轮型行星齿轮机构构成。具体地，动力分配机构8包括：太阳齿轮10，太阳齿轮10与发动机1的输出轴9同轴地设置；齿圈11，齿圈11与太阳齿轮10同轴地设置；以及行星架13，行星架13以可自转和可公转的方式保持与太阳齿轮10和齿圈11相啮合的多个小齿轮12。

太阳齿轮10、齿圈11和行星架13设置为相互差动地旋转。具体地，行星架13和输出轴9以可传递动力的方式连接，也就是说，连接成一体地旋转。同时，在输出轴9的轴线方向上在发动机1和动力分配机构8之间设有电动发电机(MG1)14。此电动发电机14可用作将电能转换为动能的电动机，还可用作将动能转换为电能的发电机。电动发电机4包括转子15和定子16，定子16与壳体4固定在一起。转子15和太阳齿轮10以可传递动力的方式连接，具体地，相连接成一体地旋转。

变速器7能够改变(即控制)用输入转速除以输出转速而得到的变速比。在此示例中，机械控制式变速部或有级变速器被用作变速器7。具体地，这里将说明使用包括行星齿轮机构的有级变速器的示例。为了在构成行星齿轮机构的旋转元件之间切换动力传递路径，并控制旋转元件的旋转和停止，变速器7设有诸如离合器和制动器之类的摩擦接合装置。这里，可以使用液压式和电磁式两种类型的摩擦接合装置，但是，在此示例中使用了液压式摩擦接合装置。通过控制这些摩擦接合装置的接合和分离，可以在驱动(D)位置在第一档至第六档范围内选择变速器7的档位，而在倒档(R)位置档位是固定的。在选择了驱动位置的情况下，可以在六个档位中选择性地、阶段性地改变档位。这里，档位设置得越大，变速器7的变速比越小。因此，变速器7相当于本发明的有级变速部(即AT部)。

在变速器7的输入侧连接有输入旋转部件29，在变速器7的输出侧连接有输出旋转部件30。输入旋转部件29的另一侧与动力分配机构8的齿圈11相连接以与其一体地旋转，电动发电机2的转子5也与输入旋转部件29相连接。输出旋转部件30是传动轴，其与差动器31的驱动小齿轮轴(图中未示出)相连接。另外，驱动轴32与差动器31的侧齿轮(半轴齿轮，图中未示出)及车轮3相连接。

设有能够与电动发电机2交换电力的蓄电装置33，并且在电动发电机2和蓄电装置33之间的回路上设有逆变器34。另外，设有能够与电动发电机14交换电力的蓄电装置35，并且在电动发电机14和蓄电装置35之间的回路上设有逆变器36。二次电池，更具体地，电池、电容器等，可以被用作蓄电装置33和35。此外，形成有连接逆变器34和36的电路39，以使得既能够在蓄电装置33和35之间交换电力，又可以不经过蓄电装置33和35而在电动发电机2和14之间交换电力。

为了控制变速器7，设有液压控制装置37。例如，液压控制装置37执行用于切换以驱动位置、倒档位置、空档位置和手动位置为示例的变速位置的控制，并且在选择了驱动位置的情况下，执行变速器7的档位的自动变速控制。液压控制装置37包括诸如液压回路、手动阀、电磁阀和压力控制阀之类的已知元件。液压控制装置37适用于切换前述变速位置，并适用于控制前述摩擦接合装置的接合及分离。

另外，设有用于选择变速位置的换档装置42。图8示出了与后述的电子控制装置38相连接的换档装置42中变速位置的排列。在换档装置42中，用于保持车辆停止的驻车(P)、倒档(R)、空档(N)和驱动(D)位置在车辆的前后方向上呈直线地排列。手动位置(M)设置为在车辆宽度方向上与驱动位置(D)邻接，在手动位置的上方和下方设有升档位置(+)和降档位置(-)。这些变速位置通过引导变速杆43的导向槽44相连接。即通过沿着导向槽44移动变速杆43来任意选择变速位置，并且所选择位置的变速位置信号被输入至电子控制装置38。

在选择了驱动位置的情况下，执行前述第一变速模式。另一方面，在变速杆43从手动位置移动至升档位置或降档位置的情况下，在前述第二变速模式下执行变速。具体地，在选择了升档位置的情况下，设定小于当前总体变速比并且能够实施动力源制动的预定的总体变速比。相反地，在选择了降档位置的情况下，设定大于当前的总体变速比的预定的总体变速比来实施动力源制动。

接下来，下文中将说明控制系统。设有电子控制装置38，来自变速位置传感器、车速传感器、加速要求检测传感器、制动要求检测传感器、发动机转速传感器、用于检测蓄电装置33和35的充电量的传感器、用于检测电动发电机2和14的转速的传感器、用于检测电动发电机2和14的温度的传感器、用于检测输入旋转部件29和输出旋转部件30的转速的传感器、用于检测车辆Ve行驶于其上的道路的坡度的传感器、用于检测车辆Ve的加速度的传感器等的信号被输入至电子控制装置38。另一方面，从电子控制装置38输出用于控制发动机1的信号、用于控制电动发电机2和14(或逆变器34和36)的信号、用于控制液压控制装置37的信号等。

在图7所示的车辆Ve中，当驱动发动机1以使得发动机转矩被传递至动力分配机构8的行星架13时，由电动发电机14建立的反力转矩和发动机转矩被传递至齿圈11。传递至齿圈11的转矩然后被依次传递至输入旋转部件29、变速器7、输出旋转部件30和差动器31，从而最终驱动车轮3。动力分配机构8能够通过由太阳齿轮10、行星架13和齿圈11实现的差动作用来控制作为输入元件的行星架13和作为输出元件的齿圈11之间的变速比。更具体地，可以通过控制建立反力转矩的电动发电机14的输出来无阶段地(即连续地)控制发动机1的转速。即，动力分配机构8具有电动无级变速器(即电动CVT部)的功能，因此相当于本发明的电控制式变速部。

因此，在由电动发电机14建立反力转矩的情况下，基于各种情况，电动发电机14的旋转方向可选择地向正向和反向切换，或者电动发电机14停止。例如，在电动发电机14正向旋转来建立反力转矩的情况下，电动发电机14被控制为起发电机的作用。由电动发电机14产生的电力可以储存在蓄电装置35中。或者，可以将由电动发电机14产生的电力经逆变器34和36供给至电动发电机2，从而使电动发电机2作为电动机工作。即，电动发电机2作为电动机被驱动，其转矩经输入旋转部件29、变速器7和差动器31被传递至车轮3。相反地，在电动发电机14反向旋转来建立反力转矩的情况下，电动发电机14被控制为起电动机的作用。在这种情况下，可以将电力从蓄电装置35或电动发电机2供给至电动发电机14。这意味着，还可以通过将电动发电机2用作发电机来经逆变器34和36供给电力至电动发电机14。

这里将说明动力分配机构8的变速比的控制概念。该控制的目的是通过协调地控制发动机1的运转状态和动力分配机构8的变速比来改善燃料消耗。因此，例如，基于加速要求(即加速器的开度)和车速获得车辆Ve的驱动要求。可以通过例如预先准备好的脉谱图来获得此驱动要求。然后，基于所获得的驱动要求和车速来计算发动机1的输出要求，利用脉谱图获得为了以最小燃料消耗来输出该输出要求的目标发动机转速。此外，电动发电机14的输出(即转矩×转速)被控制为令实际发动机转速接近于燃料消耗良好时的目标发动机转速。同时，发动机1的电子节气门的开度等被控制为令实际的发动机输出接近于目标发动机输出。因此，可以通过控制动力分配机构8的变速比，沿最佳燃料经济性曲线控制发动机1的运转状态。

如上所述，还可以执行通过驱动电动发电机2作为电动机来将电动发电机2的转矩经变速器7传递至车轮3的控制。即在通过向车轮3传递转矩来产生驱动力的情况下，可以将发动机1的转矩和电动发电机2的转矩中的至少一个传递至车轮3。因此，基于输入至电子控制装置38的信号和数据，判断向车轮3传递哪个动力源的转矩，或两个转矩都被传递至车轮3。

另一方面，在车辆Ve滑行的情况下，车辆Ve的动能经变速器7和动力分配机构8被传递至发动机1。从而，建立了发动机制动。还可以通过将当车辆Ve滑行时被传递至输入旋转部件29的动能的一部分传递至电动发电机2，利用电动发电机2产生再生制动力。所产生的电能可以储存在蓄电装置33中。还可以通过增大手动模式下的(总体)变速比来实施发动机制动(即动力源制动)。

如上所述，根据诸如车速和输出要求(即加速器的开度)等车辆Ve的行驶状态来设定变速器7的档位。当车辆Ve在任意档位下行驶时，利用用作无级变速部的动力分配机构8控制发动机1的转速来优化燃料消耗。具体地，通过控制用作电动机或发电机的第一电动发电机14的转速来执行这种控制。在输出了要求发动机制动的信号的情况下，更具体地，当基于行驶状态执行变速比的这种控制时(即第一变速模式)，在通过手动操作输出降档信号的情况下，执行以下所述的变速控制(即第二变速模式)。

图1是说明上述控制的一个示例的流程图。首先，判断变速位置是否处于驱动位置(D)(步骤S1)。如果步骤S1的回答为是，则执行根据车辆Ve的行驶状态的所谓的自动变速控制，所以，不执行图1中所示的控制，例程返回。相反地，如果步骤S1的回答为否，则判断是否选择了顺序模式(即第二变速模式)(步骤S2)。顺序模式是通过手动操作执行升档和降档的变速模式。即，顺序模式相当于手动模式。可以基于通过将换档装置42的变速杆43移动至手动位置(M)输出的信号来作出该判断。

如果步骤S2的回答为否，则不执行任何特殊控制，例程返回。相反地，选择顺序模式以使步骤S2的回答为是，执行降档判断(步骤S3)。即，判断是否执行降档操作。可以基于通过将换档装置42的变速杆43移动至降档位置输出的信号来作出该判断。如果不执行降档操作，使得步骤S3的回答为否，则不执行任何特殊控制，例程返回。相反地，如果执行降档操作，使得步骤S3的回答为是，则判断变速器(即AT部)7中设定的档位是否高于第三档(步骤S4)。

如果变速器7的当前档位低于第三档，即如果步骤S4的回答为否，则变速器7变换至第一档(步骤S5)，例程返回。也就是说，基于在顺序模式下降档信号的输出而不考虑车辆Ve的行驶状态，执行该变速。因此，在该步骤中，变速器7的档位被限制在第一档。相反地，如果变速器7的当前的档位高于第三档，使得步骤S4的回答为是，则判断降档信号所要求的档位(即总体变速比)是否高于第三档(步骤S6)。

如果步骤S6的回答为否，则例程前进至前述的步骤S5，以通过将档位变换至第一档来限定变速器7的档位。相反地，如果要求档位高于第三档，使得步骤S6的回答为是，则变速器7的档位被设定为第三档(步骤S7)。也就是说，在顺序模式下可设定的变速器7的档位被限制为第一档和第三档。在步骤S5和S7中执行任何控制后，无级变速部(即电动CVT部)11的变速比被设定为令总体变速比接近手动操作所要求的变速比(步骤S8)。

图2是将图1中的控制应用于图7中示出的驱动装置的情况的共线图。如上所述，根据行驶状态，更具体地，根据车辆Ve的速度，变速器7(即AT部)的档位被限制在第一和第三档。图2的右侧中的两条实线表示在输入部件的转速恒定的情况下的档位。另一方面，阶段式地控制动力分配机构(即电动CVT部)8的变速比来设定六个前进档位的总体变速比。这六个档位用图2的左侧中的六条虚线表示。这里，图2示出一个示例，在该示例中，通过接合制动器B1来设定第一档，通过接合制动器B2来设定第二档，在第三档的变速比为“1”。

在实施发动机制动的变速模式下，对与变速器7的输入元件相连接的齿圈11，在停止其转动的方向上施加转矩。即，第二电动发电机(MG2)2被用作发电机来对旋转部件29施加负转矩，第一电动发电机(MG1)14通过从第二电动发电机(MG2)2或蓄电装置33供给电力而被用作电动机。

图3示出动力源制动力(即发动机制动力)。在图3中，线Eb1、Eb2、Eb3、Eb4、Eb5和Eb6表示在变速器7的六个前进档位处的发动机制动力，参考数字表示档位。根据由本发明的控制系统执行的上述变速控制，尽管在实施发动机制动的变速模式下的变速器7的档位被限制在第一和第三档，通过控制动力分配机构8的变速比来为总体变速比设定六个前进档位。这些变速比与通过令变速器7的档位在第一和第三档之间切换而设定的总体变速比相同。这意味着将得到的发动机制动力也相同。

因此，根据由本发明的控制系统执行的变速控制，变速器7的档位只在第一档和第三档之间切换。因此，可以减少与诸如离合器和制动器之类的摩擦接合装置的切换操作相关联的变速操作的频率。也就是说，可以减少复杂的变速控制的频率。而且，由于可以通过控制动力分配机构8的变速比来设定所期望的变速比，所以可以改善变速操作的响应性。特别是在要求发动机制动的情况下，可以消除或最小化在发动机制动的初始阶段的延迟。结果，可以消除手动降档时的不适感。

如上所述，在实施发动机制动的变速模式下，限制变速器7的档位的数量。因此，电动发电机2和14的转速和转矩增加，使得热载荷增加。所以，可以根据电动发电机2和14的热载荷来改变变速控制的内容。图4的流程图中示出了一个控制示例。根据图4中所示的示例，首先，判断是否选择了驱动位置(步骤S11)。该步骤S11是与图1中的步骤S1相同的判断步骤。因此，如果步骤S11的回答为是，则例程返回。相反地，如果步骤S11的回答为否，则判断是否选择了顺序模式(步骤S12)。该步骤S12是与图1中的步骤S2相同的判断步骤。因此，如果步骤S12的回答为否，则例程返回。相反地，如果步骤S12的回答为是，则执行降档判断(步骤S13)。

该步骤S13是与图1中的步骤S3相同的判断步骤。因此，如果步骤S13的回答为否，则例程返回。相反地，如果步骤S13的回答为是，则判断在作为AT部的变速器7中设定的档位是否高于第三档(步骤S14)。如果步骤S14的回答为是，则判定电动发电机(MG1和MG2)2和14的热载荷(步骤S15)。具体地，在步骤S15，判断如果在当前的行驶状态(即当前的车速)下变速器7的档位被变换至第三档的情况下，施加于电动发电机2和14上的热载荷是否在电动发电机2和14设计上的热定额范围内。可以基于车速、第三档的变速比等来计算热载荷。

如果步骤S15的回答为是，则电动发电机2和14上的热载荷在容许的范围内。因此，变速器7的档位被变换至第三档(步骤S16)。相反地，如果电动发电机2和14上的任何热载荷超出容许范围，使得步骤S15的回答为否，则通过由容许的热载荷逆向计算最佳变速比(档位)来选择变速器7的最佳档位(步骤S17)。

在前述步骤S16和S17之后，判断所要求的档位是否高于第三档(步骤S18)。如果步骤S18的回答为是，则执行作为电动CVT部的动力分配机构8的变速操作来设定所要求的总体变速比(步骤S19)。具体地，控制第一电动发电机14的转速。

相反地，如果步骤S14的回答为否，即如果变速器7的当前档位低于第三档，则判断如果在当前的行驶状态下变速器7被变换至第一档，电动发电机(MG1和MG2)2和14上的热载荷是否在容许的范围内(步骤S20)。即，电动发电机2和14上的热载荷在容许的范围内是在变速器7中设定第一档的条件。可以用与前述步骤S15相同的方法执行步骤S20的判断。因此，如果步骤S20的回答为是，则变速器7的档位被变换至第一档(步骤S21)。然后，例程进行至步骤S19以执行动力分配机构8的变速。

相反地，在如果变速器7的档位被变换至第一档则电动发电机2和14上的热载荷将超出容许的范围从而使得步骤S20的回答为否的情况下，通过由容许的热载荷逆向计算最佳变速比(档位)来选择变速器7的最佳档位(步骤S22)。在该步骤中执行的控制与在前述步骤S17中执行的控制相同。然后，例程进行至步骤S19以执行动力分配机构8的变速。

因此，根据图4中的控制，当在实施发动机制动的手动模式下执行降档时，限制变速器7的档位的数量。在这种情况下，选择档位来防止电动发电机2和14上的热载荷超出容许的范围。因此，可以避免电动发电机2和14的能量损失和耐久性的恶化。

这里，车辆驱动装置的一个优点是，当车辆Ve减速时能够通过再生能量来提高燃料经济性。在由本发明的控制系统执行的控制中，也可以利用该优点。在图5的流程图中示出的控制示例中，如前述控制示例，顺序地执行用于判断是否选择了驱动位置的判断(步骤S31)，以及用于判断是否选择了顺序模式的判断(步骤S32)。也就是说，如果选择了驱动位置或者没有选择顺序模式，则不执行任何特殊控制，例程返回。

如果选择了顺序模式，使得步骤S32的回答为是，则执行当执行变速器7的换档操作时固定动力分配机构8中的第一电动发电机(MG1)14的转速，并允许改变发动机1的转速的控制(步骤S33)。这是由驾驶员手动执行的变速操作。因此，例如由变速操作引起的发动机转速的变化等行为的变化将不会带来任何不适感。另外，如后面将说明的，能量的再生量增加。

然后，执行降档判断(步骤S34)。该步骤S34是与前述的步骤S3和S13相同的判断步骤。因此，如果步骤S34的回答为否，则例程返回，不执行任何特殊控制。相反地，如果步骤S34的回答为是，则执行电池的可接受性判断(步骤S35)。具体地，当实施发动机制动时，第二电动发电机2用作发电机，因此，判断蓄电装置33是否能够接受来自与其相连接的第二电动发电机2的电力。可以通过检测蓄电装置33的充电状态(SOC)来执行该判断。

如果步骤S35的回答为是，则判断变速器7的当前档位是否高于第三档(步骤S36)。如果变速器7的档位高于第三档，使得步骤S36的回答为是，则判断所要求的档位是否高于第三档(步骤S37)。如果步骤S37的回答为是，则变速器(即AT部)7的档位被变换至第四档(步骤S38)。即档位被向上变换至更高档。

结果，与变速器7相连接的齿圈11的转速降低。在这种情况下，如果第一电动发电机14的转速被固定，则发动机1的转速降低从而发动机1的制动力减小。因此，执行用作电动CVT部的动力分配机构8的变速控制，以便在蓄电装置33的容许范围内通过增加第二电动发电机2的转矩来确保发动机制动力，并且还通过增加再生量来对蓄电装置33充电(步骤S39)。这里，蓄电装置33中所储存的电力是从第二电动发电机2供给至第一电动发电机14的剩余电力。

相反地，如果变速器7的当前档位低于第三档，使得步骤S36的回答为否，则变速器7的档位被变换至第二档(步骤S40)。如上所述，在实施发动机制动的手动模式下，如果当前档位低于第三档，则变速器7的档位基本上被变换至第一档。因此，在对蓄电装置33充电的情况下，档位被变换至高一档的档位。然后，在这种状态下，例程进行至步骤S39，由动力分配机构8执行变速控制。结果，通过增大第二电动发电机2的转矩来确保发动机制动力，并在容许范围内对蓄电装置33充电。

如果上述步骤S35的回答为否，具体地，如果蓄电装置33不能接受电力，则执行图1所示的步骤S4至S7的控制(步骤S41)。然后执行相当于无级变速部(即电动CVT部)的动力分配机构8的变速操作，以达到所要求的总体变速比(步骤S42)。

具体地，根据车辆Ve当前的行驶状况、所要求的档位等，将变速器7设定至第一档或第三档。而且，第二电动发电机2起进行能量再生以及与发动机1一起产生制动力的发电机的作用。此外，由第二电动发电机2产生的电力被供给至第一电动发电机14，从而第一电动发电机14作为电动机工作。结果，起电动机作用的第一电动发电机14产生降低动力分配机构8的齿圈11的转速的效果。

因此，在图5所示的控制中，也限制相当于有级变速部的变速器7的档位的数量。因此，在要求降档以实施发动机制动的情况下，能够以良好的响应性执行变速操作。此外，可以减少执行复杂控制的频率，具体地，摩擦接合装置的接合和分离操作的频率。此外，将获得的发动机制动力与在不限制档位数量的情况下获得的制动力相当。

众所周知，油温影响有级变速器的换档操作的响应性。所以，根据本发明，除了前述控制外，还可以执行基于变速器7的温度的控制。图6是示出这种控制的一个示例的流程图，与前述示例相同，顺序地执行驱动位置的判断(步骤S51)、顺序模式的判断(步骤S52)以及降档的判断(步骤S53)。如果选择了驱动模式、没有选择顺序模式或者没有执行降档，则不执行任何特殊控制，例程返回。

如果在用于通过手动操作执行降档和升档的顺序模式下执行降档操作，使得步骤S53的回答为是，则判断变速器7的温度或油温是否是低于预定基准温度的极低温度(步骤S54)。基准温度是油的粘性开始影响换档操作时的温度，可以由实验等预先确定。

如果步骤S54的回答为是，则禁用变速器7的预定的档位(步骤S55)。这里，预定的档位是换档操作比较困难的档位，具体地，通过同时控制多个摩擦接合装置执行变速而达到的档位。在变速器7中，通过这种所谓的“离合器-离合器”式换档获得的档位是第三和第四档。因此，在图6所示的示例中禁用第三和第四档。如在禁用第三和第四档的情况下，最可能设定诸如第二档的低速侧档位。在低速侧档位下，变速器7的诸如齿轮等旋转部件的转速或相对转速增大。结果，由旋转部件之间的摩擦和油的搅拌促进油温上升。因此，可以迅速地解除对档位的禁止。

在前述步骤S55中，禁用预定的档位，从而设定预定档位以外的档位。在这种状态下，执行用作电动CVT部的动力分配机构8的变速操作(步骤S56)。另一方面，如果所测得的温度高于基准温度，使得步骤S54的回答为否，则执行图1中所示的步骤S4至S7的前述控制(步骤S57)。然后执行用作无级变速部(或电动CVT部)的动力分配机构8的变速控制(步骤S56)。

这里将简要说明前述具体示例和本发明之间的关系。用于执行前述步骤S5、S7、S16、S21、S38和S40的控制的功能装置相当于本发明的档位限制装置；用于执行前述步骤S38和S40的控制的功能装置相当于本发明的档位选择装置；用于执行前述步骤S35的控制的功能装置相当于本发明的充电状态判断装置；用于执行前述步骤S38和S40的控制的功能装置相当于本发明的充电促进装置；用于执行前述步骤S54的控制的功能装置相当于本发明的温度检测装置；用于执行前述步骤S55的控制的功能装置相当于本发明的高速档禁止装置(档位约束装置)。

本发明不应限定为上述具体示例。前述的电控制式变速部可以是能够电动控制变速比的装置；无级变速部不应当限定为具有用于执行差动作用的齿轮机构的装置，其可以是能够连续地改变变速比的装置。此外，机械控制式变速部可以是能够机械地变换档位的装置；有级变速部可以是能够阶段性地设定多个档位的装置，例如主要由多个行星齿轮机构构成的变速装置，以及由多个齿轮对构成并且通过选择齿轮对来设定档位的变速装置。

工业实用性

本发明可以应用于诸如汽车等车辆的制造和修理领域，以及车辆零部件的制造和加工领域。

Claims (13)

1.一种车辆驱动装置的控制系统，所述车辆驱动装置具有蓄电装置、第一电动机、电控制式变速部和机械控制式变速部，所述蓄电装置以电力的形式储存由所述车辆的行驶产生的机械能，电力从所述蓄电装置供给至所述第一电动机，并且所述第一电动机输出用于行驶的动力，所述电控制式变速部电控制由输入转速和输出转速决定的变速比，所述机械控制式变速部机械地改变由输入转速和输出转速决定的档位；在所述车辆驱动装置中，可以从第一变速模式和第二变速模式中选择变速模式，在所述第一变速模式中，基于车辆的行驶状态设定由所述电控制式变速部的变速比和所述机械控制式变速部的档位决定的总体变速比，在所述第二变速模式中，基于实施动力源制动的信号设定所述总体变速比，其特征在于：

包括档位限制装置，所述档位限制装置用于在选择了所述第二变速模式的情况下减少所述机械控制式变速部的可设定的档位的数量；并且

在选择了所述第二变速模式的情况下，根据由所述档位限制装置设定的所述机械控制式变速部的档位和所述电控制式变速部的变速比来设定所述总体变速比，

包括充电状态判断装置，所述充电状态判断装置用于在输出用于增大所述总体变速比的降档信号来实施所述动力源制动的情况下，判断所述蓄电装置的充电状态；

包括充电促进装置，所述充电促进装置用于在所述充电状态判断装置判断出所述蓄电装置的充电容量低的情况下，设定所述机械控制式变速部的高速侧的档位；并且

在所述充电状态判断装置判断出所述充电容量高的情况下，根据由所述档位限制装置设定的所述机械控制式变速部的档位以及所述电控制式变速部的变速比来设定所述总体变速比，以便使所述蓄电装置的充电量和放电量相等。

2.根据权利要求1所述的车辆驱动装置的控制系统，其特征在于：

所述机械控制式变速部和所述电控制式变速部串联连接，以便将从所述变速部中的任意一个变速部输出的动力输入至另一个变速部。

3.根据权利要求1所述的车辆驱动装置的控制系统，其特征在于：

所述电控制式变速部包括具有发电功能的第二电动机；并且

所述档位限制装置包括档位选择装置，所述档位选择装置用于在所述第二变速模式下输出用于增大所述总体变速比的降档信号来实施所述动力源制动的情况下，选择所述机械控制式变速部的档位以将所述第二电动机的热载荷限制在预定的容许范围内。

4.根据权利要求1所述的车辆驱动装置的控制系统，其特征在于还包括：

温度检测装置，所述温度检测装置用于检测所述机械控制式变速部的温度；以及

档位约束装置，所述档位约束装置用于在所述温度检测装置检测出所述机械控制式变速部的极低温度状态的情况下，约束所述机械控制式变速部的预定档位。

5.根据权利要求1所述的车辆驱动装置的控制系统，其特征在于：

所述电控制式变速部包括变速比连续地变化的无级变速机构，并且

所述机械控制式变速部包括档位阶段性地变化的有级变速机构。

6.根据权利要求1所述的车辆驱动装置的控制系统，其特征在于：

所述档位限制装置包括用于在选择了所述第二变速模式的情况下，与选择了所述第一变速模式的情况相比，减少所述机械控制式变速部的可设定的档位的数量的装置。

7.根据权利要求1所述的车辆驱动装置的控制系统，其特征在于：

所述驱动装置包括混合动力驱动装置，所述混合动力驱动装置包括多个动力源，并且在所述混合动力驱动装置中，从所述动力源输出的动力被分配或合成以便被输出。

8.根据权利要求1所述的车辆驱动装置的控制系统，其特征在于：

所述电控制式变速部包括能够通过三个旋转元件执行差动作用的齿轮机构。

9.根据权利要求8所述的车辆驱动装置的控制系统，其特征在于：

所述齿轮机构包括行星齿轮机构，所述行星齿轮机构包括太阳齿轮、齿圈和行星架作为旋转元件。

10.根据权利要求9所述的车辆驱动装置的控制系统，其特征在于还包括：

发动机，所述发动机与所述行星架相连接；

第二电动机，所述第二电动机与所述太阳齿轮相连接；并且

其中，所述机械控制式变速部的输入轴与所述齿圈相连接。

11.根据权利要求9所述的车辆驱动装置的控制系统，其特征在于：

所述第一电动机与所述机械控制式变速部的输入轴相连接。

12.根据权利要求1所述的车辆驱动装置的控制系统，其特征在于：

所述机械控制式变速部由多个行星齿轮机构或多个齿轮对构成。

13.根据权利要求1所述的车辆驱动装置的控制系统，其特征在于：

所述机械控制式变速部包括能够选择性地设定六个前进档位的变速器。

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