专利名称：混合驱动装置的控制装置及其控制方法
技术领域：
本发明涉及一种配置有两种原动力作为驱动车辆的动力源的混合驱动装置，尤其涉及一种混合驱动装置的控制装置，其中第二原动力通过变速器连接到输出部件，同时动力从第一原动力传送到该输出部件。
背景技术：
这种类型的混合驱动装置的控制装置的一个例子如JP-A-2002-225578中所公开的那样。在这个公布中，描述了发动机和第一电动发电机通过合成/分配机构相连的混合驱动装置，该合成/分配机构由单个齿轮型行星齿轮机构组成，同时输出部件以转矩传递方式与合成/分配机构相连，并且第二电动发电机通过变速机构与输出部件相连。
因此，根据该公布中所描述的混合驱动装置，输出轴上有依照单个齿轮型行星齿轮机构、由发动机输出转矩和第一电动发电机的转矩的合成转矩；发动机转速可由第一电动发电机来控制。因此，发动机可能以最佳燃油消耗而被驱动，从而提高了车辆的燃油经济性。此外，当发动机以最佳燃油消耗而被驱动时，通过由第一电动机发电(也就是，能量再生)从而由产生的电力驱动第二电动发电机，能够将转矩施加到输出轴上。因此，可以在燃油消耗变差的情况下获得充分的驱动力。此外，通过使由变速器设置的传动比大于“1”，由第二电动发电机输出的转矩可以被提高并传送到输出轴。倘若传动比下降(如，倘若变速器设置为高速阶段)，那么第二电动发电机的转速下降，从而第二电动发电机可以转变为低功率型或小型化。
前述混合驱动装置是所谓的“机械式分配型”，JP-A-2002-295709也公开了同种类型的混合驱动装置。在这个公布中所公开的装置构造为，当变速器执行变速时，该装置控制各个电动发电机的转矩。
同样，JP-A-6-319210公开了电动机输出转矩通过变速器传送到输出轴的电机驱动车辆。如该公布所公开的车辆中，通过判断变速时的状态，控制变速时电动机转矩和离合器的施加压力。
此外，在JP-A-2000-295720中，描述了一种所谓“串联式混合驱动装置”，其中电动机由发电机产生的电力来驱动。在该装置中，车辆行驶于坡度比预定值陡的下坡时禁止变速。
再者，在JP-A-9-9414中，描述了构造为根据电池的残余量SOC(也就是，充电状态)改变变速点的混合驱动装置。同样，在JP-A-9-233606中描述的混合驱动装置中，在充电量SOC充分剩余时，由电机降低传动比来驱动车辆；相反，充电量SOC没有充分剩余时，由发动机增大传动比来驱动车辆。
在上述所谓“机械式分配型”混合驱动装置中，如JP-A-225578所描述的，第二电动发电机通过变速器连接到输出轴。因此，倘若在第二电动发电机把运行控制为动力模式或再生模式的情况下进行变速，变速操作中的变速器的变速转矩下降。由此，改变了输出轴的转矩，并会引起冲击。另一方面，这种混合驱动装置构造为，当转矩被输出时，由行星齿轮机构合成发动机输出转矩和第一电动发电机转矩，从而输出轴转矩由第一电动发电机控制。因此，可以考虑到控制第一电动发电机、从而抑制或阻止变速时变速器的这种转矩变化。
因为第一电动发电机和发动机通过行星齿轮机构相连，如上所述，例如当为了升高输出轴转矩而改变第一电动发电机的转矩时，作为反作用施加在发动机上的转矩被改变。当发动机停止时车辆由第二电动发电机的转矩驱动，此时发动机不输出转矩。因此，如果第一电动发电机的转矩改变、从而抑制变速器变速时输出轴转矩的下降，则使发动机反向转动的转矩可能作用在发动机上。因为毕竟不希望发动机反向转动，当车辆在所谓“EV行驶”时，此时车辆由第二电动发电机的转矩驱动，因此不可能抑制伴随变速器变速时可能出现的输出轴转矩的下降。
另一方面，上述第一电动发电机和第二电动发电机可以作为电动机或发电机运行，所以当车辆使用这些电动发电机行驶时，能够通过控制这些电动发电机的转矩在变速器变速时的变化，来抑制输出轴转矩的下降。然而，如果增大正转矩，该正转矩将由这些电动发电机中的任何一个输出，则不得不增大蓄电装置例如电池的输出。相反，为了增大负转矩，蓄电装置必须接受所产生的电能。
具体地，蓄电装置参与电动发电机的转矩控制，但是蓄电装置的容量被限制。因此，当所储存的电量(充电量)低时，蓄电装置不能驱动电动发电机或增大其输出转矩。相反，当所储存的电量(充电量)几乎是满的时，蓄电装置不能接受电能，从而不能增大由电动发电机的再生控制引起的负转矩。这种由蓄电装置引起的对电动发电机的控制的限制，可能不仅由所储存的电量(充电量)引起，而且可能由温度等引起。毕竟，电动发电机的控制依照作为电动发电机能量源的蓄电装置的状态而收到限制，即使不存在电动发电机的故障。结果，变速器变速时输出轴转矩的改变不可能被抑制，这不可能防止冲击中引起的恶化。
发明内容
本发明着眼于上述技术问题，其目的是提供一种混合驱动装置的控制装置，该控制装置能够抑制或防止伴随变速器变速时或乘坐舒适性变差时的冲击，即使在限制了第一原动力或第二原动力中任何一个的转矩控制的情况，该原动力能够将转矩施加到输出部件上。
为了实现上述目的，本发明的特征结构为，改变变速点，从而使伴随变速器变速时的转矩波动很小。具体地，根据本发明，提供一种混合动力车的控制装置，其中输出部件与第一原动力相连，第二原动力通过变速器与输出部件相连，该第二原动力能够输出正转矩和负转矩中的至少一个，该控制装置包括运行限制判断装置或判断器，判断第一原动力和第二原动力中的至少一个的运行控制受到限制；变速点变换装置或变换器，改变变速点，其中当运行判断装置或判断器判断到运行控制受到限制时、变速器的变速决定被满足，不同于运行控制不受限制时的变速点。
因此，根据本发明的控制装置，在第一原动力或第二原动力中的运行控制受到限制的情况下，与运行控制不受限制的情况相比，改变用以决定变速器变速的变速点。结果，在适合于输出部件上产生的转矩的时间，执行变速器变速，减轻或防止了伴随变速的冲击。
此外，本发明控制装置进一步包括一个蓄能器，把能量输出到所述第一原动力或第二原动力上，或者储存由任何一个原动力产生的能量；其中所述运行限制判断装置或判断器包括一个用于根据蓄能器的状况判断驱动限制的装置或判断器。
因此，在本发明的控制装置中，根据蓄能器的状态判断对所述运行控制的限制，该蓄能器把能量输出到任何一个原动力上，并接受由任何一个原动力产生的能量。所以，在能量不能充分被输出或不能接受能量的情况下改变变速点，从而减轻或防止冲击。
此外，在本发明的控制装置中，所述第一原动力或第二原动力中的至少一个使能量再生；所述驱动限制判断装置或判断器包括一个装置或判断器，用于在所述蓄能器的接受容量小于预定值时判断对所述运行控制的限制；所述变速点变换装置或变换器包括一个装置或变换器，用于在判断对所述运行控制进行限制的情况下，当所述混合动力车的要求载荷相对较低时改变所述变速点。
因此，在本发明的控制装置中，在蓄能器不能接受任何一个原动力再生的能量的情况下，或接受任何一个原动力再生的能量受到限制的情况下，判断对原动力的运行控制进行限制。在这种情况下，决定变速器变速的变速点变化到相对较低载荷的一侧。因此，在变速器变速时的输出转矩变化不能由再生转矩充分抑制的情况下，在相对较低的载荷状态下执行变速。结果，可能伴随变速产生的转矩变化变得很小，以致于转矩本身的波动很小，因而，即使再生转矩很小时，也能够抑制输出转矩的改变以便不引起冲击。
此外，在本发明的控制装置中，所述第一原动力包括用于能量再生的再生机构；还配置有输出转矩修正装置或修正器，用于通过在变速时改变所述再生机构的再生量，把从第一原动力传送到所述输出部件上的转矩向升高侧修正。
因此，在本发明的控制装置中，变速器变速时，由第一原动力的再生机构进行能量再生。与此有关的，改变作用在输出部件上的转矩，从而抑制变速时输出部件转矩的变化。然而，即使由于对第一原动力的运行控制进行限制，更具体地，对再生机构的再生控制进行限制，因而再生转矩的变化很小的情况，也在相对较低的载荷情况下执行变速。因此，可能抑制或防止冲击。
根据本发明，另一方面，提供一种控制装置，其中所述蓄能器的状态是作为能量大小的容许输出量和用于能量的所述蓄能器的接受容量中的至少一种，该容许输出量可能由所述蓄能器输出；所述运行限制判断装置或判断器包括一个装置或判断器，用于在所述容许输出量或接受容量低于预定值时，判断对所述运行控制的限制；所述变速点变换装置或变换器包括一种装置或变换器，用于在判断对所述运行控制进行限制时，使所述变速点变化到相对的低速侧。
因此，在本发明的控制装置中，如果任何一种原动力的运行控制被蓄能器的容许输出量或接受容量所限制，则决定变速器变速时的变速点被改变到相对的低速侧。因此，在任何一种原动力不能被充分地控制以便抑制变速时输出转矩地改变的情况下，此时的变速发生在低速状态。结果，变速所需的时间缩短，所以由于在任何一种原动力不能被充分控制的状态下的变速引起的转矩改变在短时间内结束，并且可能伴随变速的冲击变得很难感觉到或很轻微。除此以外，倘若通过互换摩擦接合装置的作用/脱开状态而进行变速，则由摩擦部件吸收的能量大小变得很小。这有利于改善耐久性。
此外，根据本发明，提供一种控制装置，其中所述蓄能器的状态是作为能量大小的容许输出量，该容许输出量可能由所述蓄能器输出；所述运行限制判断装置或判断器包括一种装置或判断器，用于在所述容许输出量低于预定值时，判断对所述运行控制进行限制；所述变速点变换装置或变换器包括一种装置或变换器，用于在所述混合驱动装置的要求载荷相对较小时，使所述变速点变化到低载荷侧。
因此，在本发明的控制装置中，倘若在变速器变速时可能由蓄能器输出到任一原动力的能量大小受到限制，那么决定变速器变速的变速点变化到相对较低载荷侧。因此，伴随变速器变速时的输出转矩的变化很小，从而很难发生冲击。此外，也通过限制任一原动力的运行控制而抑制输出转矩的变化。因此，在此方面也防止或缓和了冲击。
此外，根据本发明，提供了一种控制装置，其中任何所述原动力是所述第二原动力，该第二原动力包括用于通过接收所述蓄能器的能量来输出转矩的驱动装置，还包括一个驱动控制装置或控制器，用于在变速器变速时从所述驱动装置输出转矩。
因此，根据本发明的控制装置，变速时可能由第二原动力输出的转矩，通过对运行控制进行限制变小。然而，在低载荷状态发生变速，从而即使输出转矩为第二原动力的小修正转矩，也能够抑制输出转矩的变化。结果，防止或缓和了冲击。
此外，根据本发明，提供了一种控制装置，其中所述蓄能器的状态是作为能量大小的容许输出量和用于能量的所述蓄能器的接受容量中的至少一种，该容许输出量可能由所述蓄能器输出；所述运行限制判断装置或判断器包括一个装置或判断器，用于在所述容许输出量或接受容量低于预定值时，判断对所述运行控制进行限制，还包括一个传动比固定装置或仪器，用于在判断对所述运行控制进行限制的情况下，从具有所述混合驱动装置的车辆起动时、固定所述变速器的传动比。
因此，根据本发明的控制装置，倘若任一原动力的运行控制被蓄能器的容许输出量或接受容量所限制，那么保持车辆起动时的传动比，以至于不引起变速器的变速。因此，在由任一原动力的转矩修正不能被充分执行的状态下，不发生变速，从而冲击不会恶化。
此外，根据本发明，提供一种控制装置，其中所述第二原动力包括电动机，用于把驱动车辆的动力输出到所述输出部件，同时第一原动力停止，还包括一个变速调整装置或调整器，用于当车辆由所述电动机输出的动力行驶时，在所述变速器变速时调整变速。
因此，根据本发明的控制装置，在车辆通过经由变速器连接到输出部件的第二原动力行驶的状态下，调整变速器的变速。因此，在输出转矩不能由第一原动力进行所谓“补偿”的状态下，不会引起变速和伴随的转矩波动，或调整波动，从而抑制或防止了冲击。
此外，根据本发明，提供了一种控制装置，还包括一个变速时转矩修正装置或修正器，用于把所述变速器变速时从所述第一原动力输出的转矩向升高侧修正。
因此，根据本发明的控制装置，在由第一原动力输出并升高转矩的情况下，第一原动力的输出转矩在变速器变速时向升高侧被修正。因此，在变速器变速操作过程中输出部件的转矩由第一原动力补偿，并且防止或抑制了在变速时的输出转矩的下降、或者可能由输出转矩下降而引起的冲击。
另外，本发明的控制方法由上述独立控制装置执行。因此，根据本发明的控制方法，在限制任一原动力的运行控制的情况下，通过改变变速器的变速点，防止或抑制了不舒适的感觉，如冲击等。
参照附图，从以下详细的描述中可以更充分地理解本发明的以上和另外的目的和新颖特点。然而，这是为了便于清楚地理解，附图仅仅为了说明，而不是旨在限制本发明。
图1所示的流程示意图，用以解释本发明控制装置的一个控制范例；图2所示的图表，用以示意与正常变速线的比较，把变速线改变至低载荷侧；图3所示的流程示意图，用以解释本发明控制装置的另一控制范例；图4所示的流程示意图，用以解释本发明控制装置的又一控制范例；图5所示的流程示意图，用以解释一个控制范例，该控制范例中根据油温选择传动比固定控制和正常变速控制；图6所示的流程示意图，用以解释一个控制范例，该控制范例通过本发明构造的控制设备，将变速点改变至低速侧；图7所示的图表，用以示意与正常变速线的比较，将变速线改变至低速侧；图8所示的时间图，用以解释通过将变速点改变至低速侧，缩短变速时间；图9所示的流程图，用以解释一个控制范例，该控制范例通过本发明构造的控制设备，在EV行驶时刻禁止变速；图10所示的框图，用以表示混合驱动装置的一个范例，本发明应用于该混合驱动装置；图11所示的框架图，用以更明确的表示混合驱动装置；图12A为图11中所示的单齿轮型行星齿轮机构的列线图表；图12B为图11中所示的Ravignaux型行星齿轮机构的列线图表；和图13所示的流程示意图，用以解释混合驱动装置进行全面控制的范例，本发明应用于该混合驱动装置。
具体实施例方式
本发明将结合其特例描述。首先描述的是一个混合驱动装置，本发明将应用于该装置上。例如，将混合驱动装置或者本发明的应用对象安装在车辆上。如图10所示，主原动力1的转矩传递给输出部件2，从这里该输出部件转矩通过差速器3传递给驱动车轮4。另一方面，提供有一个辅助原动力5，可以进行动力控制以输出驱动力用于驱动，以及进行能量再生控制来恢复能量。该辅助原动力5通过变速器6连接到输出部件2。因此，在辅助原动力5和输出部件2之间，传递转矩的能力将根据变速器6所设置的传动比而增大/减小。
该变速器6可以被构造成，设置把传动比等于“1”或者更高。使用这种结构，在辅助原动力5用以输出转矩的动力运行时间内，该转矩可以输出到输出部件2，这样辅助原动力5被制成具有较小容量或者较小尺寸。无论如何，优选的是辅助原动力5的运行效率要保持在一个满意的状态。例如，输出部件2的速度根据车速而上升的情况下，传动比要降低以减小辅助原动力5的速度。另一方面，输出部件2的速度下降的情况下，传动比也可以提高。
对前述混合驱动装置将进行更详细的说明。如图11所示，主原动力1的主要结构包括内燃机(也称为“发动机”)10，电动发电机(暂时称为“第一电动发电机”或者“MG 1”)11，以及行星齿轮机构12，该行星齿轮机构用以合成或者分配发动机10和第一电动发电机11间的转矩。发动机10是大家熟知的动力单元，例如汽油机或者柴油机，它们通过燃烧燃油来输出动力，并且具有如下结构，其运行状态，例如节气门开度(或者空气进气量)、燃油供给量或者点火正时，可以进行电子控制。例如，该控制由电子控制单元(E-ECU)13执行，电控单元主要由微处理器组成。
另一方面，第一电动发电机11以同步电机为例，其结构具有电动机和发电机的功能。第一电动发电机11通过变换器14与蓄电设备15例如电池连接在一起。并且，通过控制变流器14，第一电动发电机11的输出转矩或者再生转矩得到适当的设置。为了进行该控制，提供了一个电子控制单元(MG1-ECU)16，该单元主要由微处理器组成。
此外，行星齿轮机构12是众所周知的用来形成差速运动的机构，具有三个旋转元件太阳齿轮17或者外啮合齿轮；齿圈18或者内啮合齿轮，与太阳齿轮17为同心排列；支架19，用以保持小齿轮与太阳齿轮17、齿圈18进行啮合，这样小齿轮可以绕着自己的轴线转动，并且绕着支架19旋转。发动机10的输出轴通过减震器20和支架19连接在一起，作为第一旋转元件。换句话说，支架19用作输入元件。
另一方面，第一电动发电机11作为第二旋转元件和太阳齿轮17连接在一起。因此，该太阳齿轮17是所谓的“反作用元件”，作为第三旋转元件的齿圈18是输出部件。并且，该齿圈18连接到输出部件(即输出轴)2。
另一方面，在图11所示的例子中，变速器6的结构是一套Ravignaux型行星齿轮机构。这些行星齿轮机构分别配备有外啮合齿轮，即，第一太阳齿轮21和第二太阳齿轮，在该机构中第一太阳齿轮21和短齿轮23啮合，齿轮23和轴向较长的长齿轮24啮合，齿轮24又和齿圈25啮合，齿圈25与独立的太阳齿轮21和22同心排列。这里，独立的小齿轮23和24被支撑在支架26上，以绕着它们的轴线转动，并围绕着支架26旋转。此外，第二太阳齿轮22和长齿轮24啮合。这样，第一太阳齿轮21和齿圈25所构成的机构，相当于带有独立小齿轮23和24的双齿轮型行星齿轮机构；第二太阳齿轮22和齿圈25所构成的机构，相当于带有长齿轮24的单齿轮型行星齿轮机构。
还提供第一制动器B1用以有选择地固定第一太阳齿轮21，和第二制动器B2用以有选择的固定齿圈25。这些制动器B1和B2就是所谓的“摩擦接合装置”，用以通过摩擦力建立接合力，可以采用多盘接合装置或者带型接合装置。制动器B1和B2构造为，根据由油压或者电磁力所充当的接合力，连续地改变它们的转矩容量。此外，前述辅助原动力5连接到第二太阳齿轮22，支架26连接到输出轴2。
因此，在上文描述的变速器6中，第二太阳齿轮22就是所谓的“输入元件”，支架26是输出部件。变速器6构造为，通过使用第一制动器B1，设置传动比大于“1”的高变速阶段；通过使用第二制动器B2代替第一制动器B1，设置低变速阶段，该变速阶段的传动比高于那些较高变速阶段的传动比。在这些独立的变速阶段间执行变速操作，是基于行驶状态执行的，例如车速或者驱动命令(或者加速器的开度)。具体来说，通过作为图表(或者变速图)预先设定的变速阶段范围，以及通过根据检测到的行驶状态设定变速阶段中的任一种，来控制这些变速操作。为了进行这些控制，提供一个电子控制单元(T-ECU)27，其主要是由微处理器组成。
这里在图11所示的例子中，采用电动发电机(暂时称为“第二电动发电机”或者“MG2”) 作为辅助原动力5，具有动力模式以输出转矩，以及再生模式以收回能量。该第二电动发电机5通过变流器28与电池29连接在一起。此外，电动发电机5的结构，通过用主要组成为微处理器的电子控制单元(MG2-ECU)30来控制变流器28，控制动力模式、再生模式以及各自模式下的转矩。这里，电池29和电子控制单元30也可以与变流器14和电池(蓄电设备)15整合在一起，用于前述第一电动发电机11。
用作前面提及的转矩合成/分配机构的单齿轮型行星齿轮机构12的列线图，在图12A中表示。当第一电动发动机11的反作用转矩输入到太阳齿轮17，以阻止发动机10输出的输入到支架19的转矩，这样作为输出部件的齿圈18上产生一个转矩，该转矩大于从发动机10输入的转矩。在这种情况下，第一电动发电机11起到发电机的功能。另一方面，当齿圈18的速度(或者输出速度)保持恒定，通过增加/减小第一电动发电机11的速度，可以使发动机10的速度连续(或者没有阶跃)变化。具体的说，通过控制第一电动发电机11，可以进行控制，将发动机10的速度设定在一个最佳燃油经济型的值。这里，这种混合的类型称为“机械分配型”或者“分离型”。
另一方面，构成变速器6的Ravignaux型行星齿轮机构的列线图，在图12B中表示。当齿圈25被第二制动器B2固定住时，低变速阶段L被设置使得从第二电动发电机5输出的转矩可以根据传动比进行放大，并提供给输出轴2。另一方面，当第一太阳齿轮21被第一制动器B1固定住时，设置高变速阶段H，该变速阶段的传动比小于低变速阶段L的传动比。高变速阶段的传动比高于“1”，这样第二电动发电机5输出的转矩根据传动比而增大，并提供给输出轴2。
这里，独立的变速阶段L和H进行稳定的设置的情况下，提供给输出轴2的转矩是根据传动比从第二电动发电机5的输出转矩开始增大得到的。不管怎样，在变速过程状态，转矩受到独立制动器B1和B2的转矩容量的影响，以及受到伴随速度变化所产生的惯性转矩的影响。另一方面，提供给输出轴2的转矩在第二电动发电机5驱动状态为正向，而在被驱动状态为反向。
所描述的混合驱动装置具有两个原动力，即主原动力1和辅助原动力5，这样利用这些原动力，车辆行驶时具有较低的燃油消耗和较低的排放。甚至在发电机10被驱动时，通过第一电动发电机11控制发动机10的速度以得到最佳燃油消耗。此外，在滑行时间的车辆惯性能也被再生为电能。当第二电动发电机5驱动产生辅助转矩时，在车速较低的状态下，变速器6设置在低变速阶段L以提高加在输出轴2上的转矩。而车速上升的状态下，变速器6设置在高变速阶段H以相对降低第二电动发电机5的速度，以便减小损失。这样的结果，转矩辅助得到有效执行。
控制上文提及的混合驱动装置的基本范例在图13中以流程图的形式表示。图13所示的范例中，首先，检测变速位置(步骤S1)。该变速位置是变速单元(未表示出)所选择的每一种状态，例如停车位置P，用以保持车辆处于停止状态；倒车位置R，用以向后行驶；空挡位置N，用于空挡状态；驱动位置D用以向前行驶；发动机制动位置S，在滑行时间内通过保持发动机速度相对高于输出轴2的速度，以增加驱动转矩或者增大制动力。在步骤S1中，检测用于倒车、驱动和发动机制动位置的各独立变速位置。
然后，决定驱动命令(步骤S2)。根据车辆行驶状态的信息，例如变速点、加速器开度或者车速，并根据预先存储在例如驱动力图表中的信息，然后决定驱动命令。
此外，决定行驶模式(步骤S3)。行驶模式是指第二电动发电机5作为原动力的行驶模式(称为“EV行驶”)，以及发动机10作为主原动力的行驶模式(称为“发动机行驶”)。除了驱动命令外，该行驶模式的决定(即，选择)还要考虑到上文提及的电池15和29的充电电量(即，残余充电量)SOC；每个部分的温度，例如电池15和29，以及电动发电机5和11；以及操作状态，例如混合驱动装置整体发生失效。
此外，根据前述步骤S2决定的驱动命令，决定变速阶段(步骤S4)。具体为，上文提及的变速器6中设置的变速阶段，确定为低变速阶段L或者高变速阶段H。
判断变速是否处于变速器6设置变速阶段的过程中(步骤S5)。这一判断是为了判断变速是否被执行。在步骤S4所决定的变速阶段和当时设定的变速阶段不同的情况下，步骤S4的结论是肯定。
S5的结论是肯定的情况下，控制油压(步骤S6)以执行变速来设定由步骤S4决定的变速阶段。该油压就是由前述独立制动器B1和B2提供。油压进行这样的低压辅助控制，快速注入之后，制动器在作用端保持预定的低水平制动以提高油压，主要目的是将状态恢复到应用之前，并在制动器在脱开端逐步降低油压使之达到预定水平，然后根据第二电动发动机5的速度降低油压以逐步脱开。
通过这样控制独立制动器B1和B2所使用的压力，在第二电动发电机5和输出轴2之间传递的转矩将受到限制，以致输出转矩降低到起动状态。这种转矩的降低与变速器6内的制动器B1和B2的转矩容量相符合，这样就可以估算制动转矩(步骤S7)。这种制动转矩的估算可以根据独立制动器B1和B2的油压命令来进行。
估算的制动转矩和输出转矩的减小相对应，这样可以确定转矩补偿控制量(或者MG1的目标速度)，该控制量是由主原动力1提供用以补偿输出转矩的减少(步骤S8)。在图11所示的混合驱动装置中，主原动力1的结构包括发动机10，第一电动发电机11和行星齿轮机构12，这样变速时的转矩可以通过控制第一电动发电机11的转矩而得到补偿。因此，在步骤S8中，第一电动发电机11的补偿控制量可以确定。
正如上文所述，变速器6的变速操作是通过改变独立制动器B1和B2的作用/脱开状态来执行的，并且输出轴转矩在变速操作中可能会下降。因此，在该过程中，第二电动发电机5的输出转矩暂时上升以补偿第二电动发电机5的输出轴转矩的下降。因此，除了进行第一电动发电机11的修正控制量的计算之外，还要确定第二电动发电机5的转矩修正量(步骤S9)。
然后，这样确定得到的独立控制量或者修正量被输出。具体说，被输出的有指令信号(步骤10)，以控制步骤S6确定的制动油压；控制指令(步骤S11)，用以设置步骤S8确定的MG1的目标速度；以及控制指令(步骤S12)，用以设置步骤S9确定的第二电动发电机5的转矩。
另一方面，因为没有变速而在步骤S5得到结论为否定的情况下，在稳定行驶时(不是变速时)计算制动油压(步骤S13)。制动油压用以设置转矩容量，使之与第二电动发电机5和输出轴2之间所传递的转矩一致，这可以根据第二电动发电机5和输出轴2之间需要传递的转矩计算得到。
此外，在稳定行驶时计算第二电动发电机5的转矩(步骤S14)。在该稳定行驶时，控制发动机10以得到满意的燃油消耗，并且通过第二电动发电机5，对该状态下用于满足驱动要求的主原动力1输出所出现的过剩或者短缺进行补偿。因此，基于发动机10和第一电动发电机11的输出转矩、以及所需转矩，可以计算出第二电动发电机5的转矩。
如上所述，发动机10的速度可以通过第一电动发电机11进行控制，并且发动机10运行在稳定行驶状态以得到最佳燃油消耗。因此，作为第一电动发电机11的速度，计算得到使得发动机10实现最佳燃油消耗的速度(步骤15)，并以此作为第一电动发电机11的速度目标。
在这之后，程序从步骤S10执行到步骤12，将进行详细描述。在这些步骤中，都有独立的输出用于设置制动油压的指令信号，在步骤S13确定；用于设置第二电动发电机5转矩的指令信号，在步骤S14确定；用于设置第一电动发电机11速度的指令信号，在步骤S15计算。
如上文所述，在变速器6的变速时，输出轴的转矩通过第一电动发电机11进行补偿，第二电动发电机5的转矩得到修正。为了进行这些转矩的控制，前述电池15和29都由电能进行充电，或者输出电能。例如，从前面提及的图12A可以看到，通过提高第一电动发电机11的发电，来提高施加到太阳齿轮17的负转矩，以达到补偿输出轴转矩下降的目的。因此，通过电池15接受电能来执行充电。此外，将第二电动发电机5的速度升高到同步速度的情况下，需要升高第二电动发电机5的转矩。因此，电能从电池29输出。
因此，可能出现下面的状况，第一电动发电机11和第二电动发电机5的运行控制受到电池15和29的操作状态的限制，即，这些电池充电状态(SOC)的充电电量和温度。换句话说，在变速时的转矩补偿和转矩修正的控制可能受到电池15和29的条件的限制，电池15和29对应于蓄能器。本发明的控制设备的结构可以执行下文将描述的这些控制，以防止伴随变速可能出现的冲击进一步恶化，甚至是运行控制受到限制。
图1所示的范例为第一电动发电机11的运行控制受到限制的情况，判断电能大小，即，接受限制值(或者接受电能)Win是否大于预定值，即，接受限制安全值WinG(步骤21)。该电能来自第一电动发电机11，被充入电池15，以补偿变速时的输出轴转矩。
步骤S21的结论为肯定的情况下，具体为，如果电池15可以充分地接受由第一电动发电机11输出的负转矩所产生的电能，则变速时的正常运行控制成为可能，并且程序因此不再进行任何特殊控制即返回。与之相反，步骤S21的结果为否定的情况下，电池15不能充分地接受第一电动发电机11所产生的电能，第一电动发电机11不能输出必需的负转矩以补偿输出轴转矩。因此，决定由变速器6执行的变速的变速点将发生变化(步骤S22)。具体为，计算得到变速点。对于独立的接受限制值Win，执行变速点的计算或改变。
步骤S22的控制改变了正常的变速点，相对于用虚线表示的低载荷侧如图2中实线所示。这里，图2所示的变速图以车速V作为横坐标，以加速器开度等的表示的载荷Acc作为纵坐标。一条降速线将降速点从高变速阶段H连接到低变速阶段L，一条升速线将升速点从低变速阶段L连接到高变速阶段H，并且这两种变速线可以改变。通过预备的公式，该公式以载荷和车速作为变量，并通过设置由该公式确定的变速点，可以改变变速点。其他可供选择的是，通过预备的代表公式的图表值，以及使用该图表值设置变速点，可以改变变速点。
然后，变速器6的变速是根据那时刻的载荷和车速、以及所改变的变速点来决定(步骤S23)。在变速的决定没有满足的情况下，步骤S23的结论为否定，程序不执行任何特殊控制即返回。与之相反，因为满足了变速决定，步骤S23的结论为肯定的情况下，输出变速指令(步骤S24)。这里，例如，基于车速V和载荷Acc确定的行驶状态与前述升速线或者降速线相交情况下，满足变速决定。
正如上文所提及，通过脱开第一制动器B1和第二制动器B2中任一个而让另一个制动器接合，以执行变速操作。通过控制第一电动发电机11，暂时升高从主原动力1输出到输出轴2的转矩，以抑制或者消除在变速操作过程中出现的输出轴转矩下降。在该情况下，当前述步骤S21的结论为肯定，接受限制值Win小于安全值WinG，这样第一电动发电机11的运行控制受到限制。结果，用以补偿输出轴转矩下降所需要的转矩很小或者变为零。
但是，变速点被改变到低载荷侧，在低载荷状态下执行变速操作，这样随着变速而可能产生的输出轴转矩下降很小，并且通过较小的补偿转矩就可以消除或者减小输出轴转矩的下降。因此，在步骤S24中通过输出变速指令在变速器6执行变速操作时，输出轴转矩的下降或者波动变得很小，冲击因此被消除或者抑制。此外，作用到各个制动器B1和B2的转矩，或者由这些制动器吸收的能量大小，也将相对的下降。因此，提高了制动器B1和B2的耐久性。
这里，前述范例具有如下结构，变速点可以连续改变，或者通过图表值进行多种方式的改变。无论采用哪种方法，该结构都可以被修改为，选择正常情况、或者运行控制受限制时的变速点。范例在图3中表示。具体为，因为电池15接受限制值Win小于安全值WinG，步骤S21的结论为否定的情况下，选择用于运行控制受限制时的变速点(步骤S22-1)。另一方面，在步骤S21的结论为肯定的情况下，接受限制值Win大于安全值WinG，选择用于正常情况的变速点(步骤S22-2)。这里，例如，正常情况的变速点是图2中用实线表示的变速点。此外，运行控制受限制时的变速点是图2中用虚线表示的变速点。并且相对于正常情况的变速点，变速点将向低载荷侧变化。
此外，简而言之，如果变速的时刻发生改变，按照本发明变速点的改变已经足够。因此，该结构可以修改为，基于通过将被检测参数进行预先修正而确定的值，而不用改变变速图中所设置的变速点，而决定变速，其中所述参数例如作为变速决定因素的载荷和车速。
这里，混合驱动装置所具有的结构如图11所示，变速器6的变速阶段从低速段L变速到高速段H的情况下，第二电动发电机5进行动力控制使输出轴转矩在变速操作过程中的下降得到抑制。在该情况下，需要从电池29输出电能给第二电动发电机5。但是，电池29充电量SOC下降的情况下，或者因为温度低电能不能充分输出的情况下，第二电动发电机5不能充分的进行动力控制。因此，根据本发明的控制设备，在动力控制受到电池29条件限制的情况下，变速点相对改变到低载荷侧。
具体为，电池29的电能输出限制值(即，电池29能够输出的电能)Wout小于预定值的情况下，根据预先的计算或者图表值确定升速点和降速点，或者通过选择预先设置的用于运行控制受限制时的变速点，以此来改变变速点。为了根据电能输出限制值Wout判断运行控制受到限制，将预定的电能输出限制值WoutG和该时刻的电能输出限制值Wout进行比较。在电能输出限制值Wout大于安全值WoutG的情况下，可以充分地输出电能，这样采用正常的变速点。与之相反，在电能输出限制值Wout小于安全值WinG的情况下，不能够充分地输出电能，这样就设置运行控制受限制时的正常变速点。这些变化控制在图1和图3中所示的控制范例中一致。
因此，既然根据电池29输出的电能所受的限制对变速点改变所进行的控制，通常和根据前述接受限制值Win将变速点改变至相对低载荷侧所进行的控制一致，所以电能输出限制值Wout和安全值WoutG之间的比较包括在图1和图3的步骤S2 1中。
变速时用以对第二电动发动机5执行动力控制的运行控制，受到电池29的条件限制的情况下，变速器6的变速将在相对较低载荷的状态下执行。因此，在变速操作过渡状态下，输出轴转矩本身的下降较小，这样减轻了变速冲击。另外，从第二电动发电机5可能输出的转矩有效地作用以抑制输出轴转矩的下降，即使转矩下降很小。因此，在这点上，抑制或者防止了变速冲击。
电动发电机11和5中任一个所进行的输出轴转矩补偿或者转矩修正，在变速器6变速时受到限制的情况下，如上文所述，输出轴转矩的下降增大，并且如果照常执行变速，变速冲击将出现恶化。为了避免这一不利情况，将进行下文所述的控制，用以代替上文提及的变速点变化。
图4是简化的流程图，用以表示该控制的范例。首先，判断车速V是否低于低变速阶段L(L模式)的最高限制车速VLG(步骤S31)。最高限车速VLG是预先设定的车速，以避免发动机10或者各电动发电机11和5出现超速等情况。
步骤S31的结论为肯定的情况下，判断先前提及的接受限制值Win是否大于它的安全值WinG，或者判断输出限制值Wout是否大于其安全值WoutG(步骤S32)。接受限制值Win和输出限制值Wout中任一值小于它们的安全值WinG和WoutG的情况下，步骤S32的结论为否定。在该情况下，可以选择高变速阶段H和低变速阶段L中任一个(步骤S33)。
在步骤S33中对变速阶段的选择，是根据车辆在该时刻的行驶状态而执行，该车辆安装有前述混合驱动装置。例如，在车速较低而需要大转矩的情况下，选择低变速阶段L。与之相反，在不需要大转矩但是需要立即升高油温等情况下，选择高变速阶段H。选择变速阶段的操作可以通过驾驶员手动进行，或者通过控制装置自动进行。
固定所选择的变速阶段(步骤S34)。具体为，保持起动时的变速阶段，即使行驶状态发生改变，例如载荷或者车速发生改变。这样的结果是，第二电动发电机5不进行输出轴转矩补偿和转矩修正的情况下，变速器6不进行变速。因此，冲击不会恶化。
另一方面，步骤S31的结论为否定的情况下，执行正常变速控制(步骤S35)。前述各电动发电机11和5的运行控制不被限制的情况下，通过根据预定的变速点所决定的变速，该正常变速控制执行变速。因此，在前述步骤S32的结论为肯定的情况下，具体为，在接受限制值Win和输出限制值Wout都大于各自的安全值WinG和WoutG的情况下，也执行正常变速控制。
这里，执行固定变速阶段(传动比)的控制可以促使混合驱动装置升温。在图5中所表示的是一个范例的流程图。首先，判断混合驱动装置的温度(即，油温)THo是否低于预定的参考值ThoG(步骤S41)。步骤S41的结论为肯定的情况下，因为混合驱动装置的温度较低并且油的粘性较高，动力损失较大或者油压的可控性降低。因此，在该情况下，变速器6被设置并固定到暖机促进模式(变速阶段)(步骤S42)。该暖机促进模式和图4所示的前述步骤S33所选择的变速阶段一致，是根据该时刻的运行状态选择高变速阶段H或者低变速阶段L。另一方面，因为油温THo高于参考值ThoG，步骤S41的结论为否定的情况下，执行正常变速控制(步骤S43)。
因此，根据图5所示的控制，油压的可控性较差的条件下，避免变速并且因此防止冲击恶化。此外，混合驱动装置内的油温迅速上升，这样油的粘性降低。结果，伴随着油的搅动的动力损失降低，燃油消耗得到改善。
在前述电动发电机11和5中的任一个运行控制受到限制的状态下，为了抑制伴随变速可能产生的冲击，代替上文提及的将变速点改变至低载荷侧，或者固定传动比，而将变速点改变到低速侧也是有效的。该范例在图6中以流程图表示出。
在图6所示的控制范例中，首先，判断前述接受限制值Win是否高于其安全值WinG，或者输出限制值Wout是否高于其安全值WoutG(步骤S51)。接受限制值Win和输出限制值Wout中任一个小于它们的安全值WinG和WoutG的情况下，步骤S51的结论为否定。在该情况下，与正常条件所决定的变速的变速点相比较，决定变速器6中变速的变速点相对改变至低速侧(步骤S52)。该范例在图7的变速图中表示。
对于各自接受限制值Win和输出限制值Wout，执行这种变速点的改变。此外，新的变速点根据公式或者预先设定的图表来确定。可供选择的还有，通过选择预先设定的运行控制受限制时的变速点，执行变速点的改变。具体为，改变变速点的过程和先前提及的将变速点改变至低载荷侧的情况一致。
然后，根据该时刻的载荷和车速、以及被改变的变速点，判断变速器6的变速(步骤S53)。变速的决定没有满足的情况下，步骤S53的结论为否定，在该情况下程序不做任何特殊控制即返回。与之相反，因为满足变速决定，步骤S53的结论为肯定的情况下，输出变速指令(步骤S54)。这里，步骤S51的结论为肯定的情况下，设置正常情况的变速点(步骤S55)。
如上所述，通过脱开第一制动器B1和第二制动器B2中的任一个并使另一个接合，来执行变速操作。通过控制第一电动发电机11，暂时升高由主原动力1输出到输出轴2的转矩，以便在变速操作过程中抑制或者避免输出轴转矩的下降。可供选择的还有，升高第二电动发电机5的输出转矩。
在该情况下，当步骤S51的结论为肯定时，接受限制值Win或者输出限制值Wout小于它们的安全值WinG和WoutG，电动发电机11和5中任一个的运行控制将被限制。结果，用于补偿输出轴转矩下降的转矩，或者第二电动发电机5的转矩修正会变小或者变为零。
无论如何，变速点被改变到低速侧并且变速所需要的时间周期变短，这样在升速和降速的变速操作中，伴随变速可能出现的冲击将被防止或者减小。具体为，图8中所示为从低变速阶段L变速到高变速阶段H变速情况下的时间图。在时刻t1开始实际的变速操作，输出轴转矩或者作用于变速器6到输出轴2上的转矩将降低。转矩相持续到时刻t2，惯性相在时刻t2开始。因此，第二电动发电机5的速度开始减小，并且因此伴随有惯性转矩出现在输出轴2上，从而逐渐增加输出轴转矩。此外，用于设置高速段H的第一制动器B1的施加压力(油压)也增大。
速度发生改变直到第二电动发电机5的速度在变速后达到同步速度，也就是，由于变速点改变至低速侧，变速前后的速度差变小。因此，速度在时刻t3达到同步速度，并且变速操作结束。另一方面，正常变速操作中变速点不改变至低速侧的情况下，变速前后的第二电动发电机5的速度差很大。因此，需要在至少比时刻t3更迟的时刻t4，速度才能达到同步速度，变速操作结束。
变速点设置在低速侧的情况下，可能相对地增大制动器B1施加压力的上升斜率，以便在变速之后设置高变速阶段，如图8所示。这样的结果，变速所需要的时间周期将缩短。因此，在变速的过程中输出轴转矩的下降将变小，因此抑制或防止转矩波动，即，变速过程中的冲击。此外，参与变速的摩擦接合装置，即，制动器B1，所吸收的能量大小将减小，使得其耐久性得到提高。
这里，没有特别增加应用压力的上升斜率，变速前后的速度差很小，并且变速时间将因此很短。但是，除此之外，施加压力的上升斜率没有特别增大的情况下，变速结束时刻的输出轴转矩的超调量将很小。在这方面，伴随变速而可能产生的冲击也可以被抑制或者防止。
接下来，所谓的“EV(电动车)行驶”的变速控制将在下文描述，该行驶是指车辆行驶过程使用第二电动发电机5作为原动力。如上所述，图11中所示构造的混合驱动装置包括第二电动发电机5，该第二电动发电机5通过变速器6连接到输出轴2，这样从第二电动发电机5输出的转矩经变速器6放大后可以被传送给输出轴2。因此，车辆单独使用第二电动发电机5作为原动力来行驶成为可能。这种行驶模式就是EV行驶(电动汽车行驶)模式。在该情况下，当变速器6执行变速的时候，第二电动发电机5和输出轴2之间传送的转矩下降。此外，如果发电机10没有被驱动，输出轴转矩不能通过来自主原动力1一侧的转矩进行补偿。因此，控制EV行驶模式下的变速操作将在下文说明。
图9是用以解释该控制范例的流程图。首先，判断混合驱动装置的油温是否高于预先设定的预定值(步骤S61)。该判断用以判断混合驱动装置的升温是否完成，在变速器6中执行变速能否和预想的一致。因此，如果步骤S61的结论是肯定，则判断车辆是否处于EV行驶(步骤S62)。
这里，“处于EV行驶”是指车辆通过第二电动发电机5输出的动力行驶，而发动机10不处于起动控制或者停止控制的状态。因为车辆处于EV行驶模式，步骤S2的结论为肯定的情况下，判断车速是否低于预定车速(步骤S63)。步骤S63的结论为肯定的情况下，禁止变速操作(步骤S64)。具体为，变速禁止标志变为ON。
EV行驶是车辆通过第二电动发电机5的动力进行行驶的行驶模式。因此，当变速器6中执行变速时，该变速器6连接着第二电动发电机5和输出轴2，转矩不能从第二电动发电机5传送到输出轴2，这样输出轴转矩的变化，即，变速冲击将增大。因此，禁止变速操作可以避免这种情况。具体为，不会产生自身冲击现象。
另一方面，因为车速低于预定车速，步骤S63的结论为肯定的情况下，判断驱动要求的绝对值是否小于预先设定的预定要求(步骤S65)。具体为，判断滑行状态下的加速要求或者再生制动力是否小于预定值。步骤S65的结论为否定的情况下，要求第二电动发电机5输出更大的转矩，或者产生更大的再生制动力。因此，在该情况下，保持第二电动发电机5和输出轴2的连接状态，以使第二电动发电机5执行所要求的驱动和制动功能，即使在车速很低的时候。具体为，禁止变速操作(步骤S64)。
与之相反，步骤S65的结论为肯定的情况下，换句话说，车速较低并且正或者负驱动要求小于预定值的情况下，允许变速操作(步骤S66)。具体为，变速禁止标志变为OFF。因为变速器6中伴随变速而可能出现的输出轴转矩的变化，以及伴随出现的冲击都很小。
然后，判断变速器6是否实际上执行了变速控制(在步骤S67)。如果由于变速控制步骤S67为肯定的判断，则禁止停止发动机10(在步骤S68)。具体地，发动机10保持运行状态，以便避免变速时输出轴转矩的波动。因此，如果没有进行变速控制步骤S67为否定判断，则允许停止发动机10(在步骤S69)。
这里，如果由于低油温步骤S61作出否定判断，则程序前进到步骤S64并禁止变速操作。
此外，如果由于车辆不在EV行驶状态而步骤S62作出否定判断，则执行正常控制。具体地，首先判断发动机10是否在起动控制状态中(步骤S70)。如果步骤S70为否定判断，则判断在行星齿轮机构12中是否发生突然变速，该行星齿轮机构12合成或分配发动机10和第一电动发电机11之间的原动能(在步骤S71)。例如，可以判断发动机10转速的变化ΔNe是否超过预定值。
如果由于转速的平缓变化步骤S71为否定判断，则程序前进到上述步骤S66并允许变速操作。相反，如果由于转速的迅速变化或由于发动机10在起动控制下，步骤S71为肯定判断，则判断是否满足变速决定，具体地，判断存在变速决定(步骤S72)。
如果由于已经作出变速决定，步骤S72为肯定判断，则取消变速的决定并停止变速操作(在步骤S73)。此后，禁止变速操作(在步骤S74)。此外，如果由于没有变速决定，步骤S72为否定判断，则程序立即前进到步骤S74并禁止变速操作。
由于这种执行如图9所示的控制的构造，在EV行驶过程中不引起变速，所以提前防止了冲击。此外，由在变速器6变速时控制发动机10或第一电动发电机11的转矩，可以抑制在变速过渡时期的输出轴转矩的波动。如图13所示，这是上述步骤S8、S9、S11和S12的控制。
这里将简要描述上述具体例子和本发明之间的关系。执行上述步骤S21、S31和S51的装置相当于本发明的运行限制判断装置或判断器；图11所示的电池15和29相当于本发明的蓄能器；第一电动发电机11相当于本发明的能量再生机构；图13所示的执行步骤S8的装置相当于本发明的输出转矩修正装置或修正器和变速时的转矩修正装置或修正器。此外，第二电动发动机5相当于本发明的驱动机构；如图13所示的执行步骤S9的装置相当于本发明的驱动控制装置或控制器；执行步骤S34的装置相当于本发明的传动比固定装置或设备；执行步骤S64的装置相当于本发明的传动比调整装置或调整器。
这里，本发明应该不仅限于上述具体例子。所谓的“机械式分配型混合驱动装置”是混合驱动装置的一个适当的例子，其中内燃机转矩和第一电动发电机(或电动机)的转矩是通过如图11所示的、主要由行星齿轮机构组成的合成分配机构被传送到输出部件的；第二电动发电机(或电动机)的转矩是通过变速器被传送到输出部件的。然而，本发明的混合驱动装置也可以为其他的构造。简而言之，所需条件为第二原动力通过变速器连接到输出部件上。此外，关于本发明的蓄能器，简而言之，充分地充入车辆行驶的惯性能量。因而，除了电池，还可使用电容器、飞轮等，这些设备能够充满能量而无论是何种形式的能量。因此，能量再生机构不限于电动发电机。本发明的变速器除了具有高低两个变速阶段构造的变速器，也可能是多步型变速器或连续变化的变速器。
这里将综合描述由本发明得到的优点。根据本发明，在由于运行控制的限制而不能执行所谓“转矩补偿”的情况下，变速器的变速在适合于输出部件上所产生的转矩的时刻执行。因此，可能减轻或防止伴随变速的冲击。
此外，根据本发明，在蓄能器不能充分输出能量或不能接受能量时改变变速点，从而减轻或防止了冲击。
此外，根据本发明，在不能由能量再生转矩充分抑制变速器变速时的转矩变化的情况下，在相对较低的载荷状态下执行变速。因此，伴随变速的转矩变化变得很小，以致转矩波动本身很小。因而，输出转矩的变化可以被抑制，以便不引起冲击，即使能量再生转矩很小时。
此外，根据本发明，在相对较低的载荷状态下执行变速，即使当由于对第一原动力的能量再生机构的再生控制进行限制而使能量再生转矩的变化很小时。因此，可能抑制或防止冲击。
根据本发明，另一方面，在任一原动力不能被充分控制以抑制变速时输出转矩的变化的情况，此时的变速在相对低速的状态下引起。由此，变速所需的时间缩短，从而由于任一原动力不能被充分控制的状态下的变速而引起的转矩变化在短时间内结束。除此以外，在由摩擦接合装置执行变速的情况下，由摩擦部件吸收的能量大小变小。因此，可能提高摩擦接合装置的耐久性。
此外，根据本发明，决定变速器变速的变速点变化到相对低载荷侧。因此，伴随变速器变速时的输出转矩的变化变小，从而冲击很难发生。此外，输出转矩的变化也通过被限制的任一原动力的运行控制而被抑制。因此，在这方面也防止或缓和了冲击。
此外，根据本发明，在任一原动力的运行控制被蓄能器的可容许输出量或接受容量限制的情况下，保持车辆起动时的传动比，以便不引起变速器的变速。因此，在不能充分执行任一原动力转矩的修正的状态下，不会引起变速，所以可能防止冲击恶化。
此外，根据本发明，在车辆由通过变速器连接到输出部件的第二原动力而行驶的状态下，调整变速器的变速。因此，在输出转矩不能由第一原动力进行所谓“补偿”的状态下，不引起变速和伴随的转矩波动，或者调整波动，从而抑制或防止冲击。
此外，根据本发明，在转矩能够从与输出部件相连第一原动力输出的状态下，第一原动力的输出转矩被修正到变速器变速时的升高侧；转矩能够被升高。因此，变速器变速操作过程中的输出部件的转矩，通过第一原动力的转矩被补偿；能够防止或抑制变速时输出转矩的下降或由输出转矩下降而可能导致的冲击。
权利要求
1.一种混合驱动装置的控制装置，其中一个输出部件(2)连接到一个第一原动力(1)，能够输出正转矩和负转矩中至少一种的第二原动力(5)通过变速器(6)连接到所述输出部件上，该控制装置包括一个运行限制判断装置(16，30)，判断所述第一原动力(1)和所述第二原动力(5)中的至少一个的运行控制受到限制；一个变速点变换装置(27)，改变变速点，其中当运行判断装置(16，30)判断到所述运行控制受到限制时，所述变速器(6)的变速决定被满足，该变速点不同于运行控制不受限制时的变速点。
2.如权利要求1所述的混合驱动装置的控制装置，还包括一个蓄能器(15，29)，把能量输出到所述第一原动力(1)或第二原动力(5)上，或者充入由任何一个所述原动力再生的能量；其中所述运行限制判断装置(16，30)包括一个用于根据所述蓄能器(15，29)的状况判断所述驱动限制的装置。
3.如权利要求2所述的混合驱动装置的控制装置，其中，所述第一原动力(1)和第二原动力(5)中的至少一个再生能量；所述运行限制判断装置(16，30)包括一个装置，在用于能量的所述蓄能器(15，29)的接受容量小于预定值时，判断对所述运行控制的限制；所述变速点变换装置(27)包括一个装置，在判断对所述运行控制进行限制的情况下，当对应所述混合驱动装置的要求载荷相对较低时，把所述变速点改变到低载荷侧。
4.如权利要求3所述的混合驱动装置的控制装置，其中所述第一原动力(1)包括用于能量再生的再生机构(11)；还包括一个输出转矩修正装置(16)，通过在所述变速时改变所述再生机构(11)的能量再生量，把从所述第一原动力(1)传送到所述输出部件(2)上的转矩向升高侧修正。
5.如权利要求2所述的混合驱动装置的控制装置，其中所述蓄能器(15，29)的状态是作为能量大小的容许输出量和用于能量的所述蓄能器(15，29)的接受容量中的至少一种，该容许输出量可能由所述蓄能器(15，29)输出；所述运行限制判断装置(16，30)包括一个装置，在所述容许输出量或接受容量小于预定值时，判断对所述运行控制的限制；所述变速点变换装置(27)包括一种装置，在判断对所述运行控制进行限制的情况下，使所述变速点变化到相对的低速侧。
6.如权利要求2所述的混合驱动装置的控制装置，其中所述蓄能器(15，29)的状态是可能由所述蓄能器(15，29)输出的能量大小；所述运行限制判断装置(16，30)包括一种装置，在所述容许输出量小于预定值的情况下，判断对所述运行控制的限制；所述变速点变换装置(27)包括一种装置，在对应所述混合驱动装置的要求载荷相对较小时，使所述变速点变化到相对的低载荷侧。
7.如权利要求6所述的混合驱动装置的控制装置，其中任何所述原动力是所述第二原动力(5)，该第二原动力(5)包括用于通过接收所述蓄能器(15，29)的能量来输出转矩的驱动机构(5)；还包括一个驱动控制装置(30)，在变速器(6)变速时从所述驱动机构(5)中输出转矩。
8.如权利要求2所述的混合驱动装置的控制装置，其中所述蓄能器(15，29)的状态是作为能量大小的容许输出量和用于能量的所述蓄能器的接受容量中的至少一种，该容许输出量可能由所述蓄能器(15，29)输出；所述运行限制判断装置(16，30)包括一个装置，在所述容许输出量或接受容量小于预定值的情况下，判断对所述运行控制的限制；还包括一个传动比固定装置(27)，在判断对所述运行控制进行限制的情况下，从具有所述混合驱动装置的车辆起动时、固定所述变速器(6)的传动比。
9.如权利要求1所述的混合驱动装置的控制装置，其中所述第二原动力(5)包括一个电动机(5)，把驱动车辆的动力输出到所述输出部件(2)，同时所述第一原动力(1)停止；还包括一个变速调整装置(27)，在车辆由所述电动机(5)输出的动力驱动而行驶的情况下，调整所述变速器(6)的变速。
10.如权利要求9所述的混合驱动装置的控制装置，还包括一个变速时转矩修正装置(13，16)，把所述变速器(6)变速时从所述第一原动力(1)输出的转矩向升高侧修正。
11.如权利要求1所述的混合驱动装置的控制装置，其中所述第一原动力(1)包括一个内燃机(10)；一个电动发电机(11)；和一个齿轮机构(12)，该齿轮机构执行差动作用，以便把所述内燃机(10)的输出转矩分配到所述电动发电机(11)和所述输出部件(12)。
12.如权利要求11所述的混合驱动装置的控制装置，其中所述齿轮机构(12)包括一个行星齿轮机构，该行星齿轮机构具有一个所述内燃机(10)的转矩输入到其上的输入元件(19)；一个与所述电动发电机(11)相结合的反作用元件(17)；和一个与所述输出部件(2)相结合的输出元件(18)。
13.如权利要求11所述的混合驱动装置的控制装置，其中所述齿轮机构(12)包括一个单齿轮型行星齿轮机构，该行星齿轮机构具有一个所述内燃机(10)的转矩输入到其上的太阳齿轮(19)；一个与所述电动发电机(11)相结合的齿轮支架(17)；一个与所述输出部件(2)相结合的齿圈(18)。
14.如权利要求1所述的混合驱动装置的控制装置，其中所述变速器(6)包括一个能够在至少高和低两种传动比之间相互交换的机构。
15.如权利要求14所述的混合驱动装置的控制装置，其中所述机构包括一个Ravignaux型行星齿轮机构。
16.如权利要求1所述的混合驱动装置的控制装置，其中所述变速器(6)包括一个选择地固定的第一太阳齿轮(21)；一个与所述第一太阳齿轮(21)同心布置的齿圈(25)；一个与所述第一太阳齿轮(21)相啮合的第一小齿轮(23)；一个与所述齿圈(25)相啮合的第二小齿轮(24)；一个支撑这些小齿轮(23，24)并与所述输出部件(2)相结合的齿轮支架(26)；一个与所述第二小齿轮(24)相啮合并与所述第二原动力(5)相结合的第二太阳齿轮(22)。
17.一种混合驱动装置的控制方法，其中输出部件(2)与第一原动力(1)相连，第二原动力(5)通过变速器(6)与输出部件(2)相连，该第二原动力(5)能够输出正转矩和负转矩中的至少一个，该控制方法包括判断步骤，用于判断所述第一原动力(1)和所述第二原动力(5)中的至少一个的运行控制受到限制；变速点变换步骤，用于改变变速点，其中当运行判断步骤判断所述运行控制受到限制时，所述变速器(6)的变速决定被满足，该变速点不同于运行控制不受限制时的变速点。
18.如权利要求17所述的混合驱动装置的控制方法，其中所述判断步骤根据所述蓄能器(15，29)的状况判断所述运行限制，所述蓄能器(15，29)把能量输出到所述第一原动力(1)或第二原动力(5)上，或者充入由任何一个所述原动力再生的能量。
19.如权利要求18所述的混合驱动装置的控制方法，其中，所述第一原动力(1)和第二原动力(5)中的至少一个再生能量；在用于能量的所述蓄能器(15，29)的接受容量小于预定值的情况下，在所述判断步骤，判断对所述运行控制的限制；在判断对所述运行控制进行限制的情况下，当对应所述混合驱动装置的要求载荷相对较低时，在所述变速点变换步骤，把所述变速点改变到低载荷侧。
20.如权利要求19所述的混合驱动装置的控制方法，其中，所述第一原动力(1)包括用于能量再生的再生机构(11)；还包括一个输出转矩修正步骤，用于通过在所述变速时改变所述再生机构(11)的能量再生量，把从所述第一原动力(1)传送到所述输出部件(2)上的转矩向升高侧修正。
21.如权利要求18所述的混合驱动装置的控制方法，其中，所述蓄能器(15，29)的状态是作为能量大小的容许输出量和用于能量的所述蓄能器(15，29)的接受容量中的至少一种，该容许输出量可能由所述蓄能器(15，29)输出；在所述容许输出量或接受容量低于预定值的情况下，在所述判断步骤，判断对所述运行控制的限制；在判断对所述运行控制进行限制的情况下，在所述变速点变换步骤，使所述变速点变化到相对的低速侧。
22.如权利要求18所述的混合驱动装置的控制方法，其中，所述蓄能器(15，29)的状态是可能由所述蓄能器(15，29)输出的能量大小；在所述容许输出量小于预定值的情况下，在所述判断步骤，判断对所述运行控制的限制；在对应所述混合驱动装置的要求载荷相对较小时，在所述变速点变换步骤，使所述变速点变化到相对的低载荷侧。
23.如权利要求18所述的混合驱动装置的控制方法，其中，所述蓄能器(15，29)的状态是作为能量大小的容许输出量和用于能量的所述蓄能器(15，29)的接受容量中的至少一种，该容许输出量可能由所述蓄能器(15，29)输出；在所述容许输出量或接受容量小于预定值的情况下，在所述判断步骤，判断对所述运行控制的限制；还包括传动比固定步骤，用于在判断对所述运行控制进行限制的情况下，从具有所述混合驱动装置的车辆起动时、固定所述变速器(6)的传动比。
24.如权利要求17所述的混合驱动装置的控制方法，其中，所述第二原动力(5)包括一个电动机(5)，把驱动车辆行驶的动力输出到所述输出部件(2)，同时所述第一原动力(1)停止；还包括变速调整步骤，用于在车辆由所述电动机(5)输出的动力驱动而行驶的情况下，调整所述变速器(6)的变速。
25.如权利要求24所述的混合驱动装置的控制方法，还包括变速时转矩修正步骤，用于把所述变速器(6)变速时从所述第一原动力(1)输出的转矩向升高侧修正。
全文摘要
一种混合驱动装置的控制装置，其中输出部件与第一原动力相连，第二原动力通过变速器与输出部件相连，该第二原动力能够输出正转矩和负转矩中的至少一个，该控制装置包括运行限制判断装置，判断所述第一原动力和所述第二原动力中的至少一个的运行控制受到限制；和变速点变换装置，改变变速点，其中当运行判断装置判断运行控制受到限制时，所述变速器的变速决定被满足，该变速点不同于运行控制不受限制时的变速点。
文档编号F16H61/684GK1513690SQ20031011302
公开日2004年7月21日 申请日期2003年12月25日 优先权日2002年12月25日
发明者尾关 哉, 尾关竜哉, 淳, 远藤弘淳, 小岛昌洋, 洋, 杉山正隆, 隆 申请人:丰田自动车株式会社