CN101063484A - 用于车辆驱动设备的控制设备和控制方法 - Google Patents

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Abstract

扭矩控制选择装置(90)基于车辆状况选择第一扭矩控制装置(84)和第二扭矩控制装置(88)中的一个作为控制从自动变速器(20)输出的扭矩的控制装置。第一扭矩控制装置(84)通过控制用于第一离合器(C1)或第二离合器(C2)的接合压力来控制输出扭矩。第二扭矩控制装置(88)通过控制当允许变速机构(10)中的动力传输时由第一马达(M1)承受的反作用扭矩来控制输出扭矩。

Description

用于车辆驱动设备的控制设备和控制方法
技术领域
本发明涉及用于车辆驱动设备的控制设备和控制方法，所述车辆驱动设备包括：电差动部，其包括能够实现差动作用的差动机构；动力传输部，其设置在从差动部至驱动轮的动力传输路径中；以及接合装置，其能够在动力传输允许状态和动力传输中断状态之间切换动力传输路径的状态。当动力传输路径处于动力传输允许状态时，允许动力传输。当动力传输路径处于动力传输中断状态时，中断动力传输。更具体地，本发明涉及一种控制动力传输部的扭矩输出的技术。
背景技术
用于车辆驱动设备的控制设备是可获得的。所述车辆驱动设备包括：差动部，其包括将发动机的输出分配至第一马达和传输构件的差动机构；动力传输部，其设置在从差动部至驱动轮的动力传输路径中；以及接合装置，其能够在动力传输允许状态和动力传输中断状态之间切换动力传输路径的状态。所述控制设备控制从动力传输部输出至驱动轮的扭矩。
日本专利申请公报2005-351459号(JP-A-2005-351459)描述了这种用于车辆驱动设备的控制设备的一个示例。车辆驱动设备包括差动部、动力传输部和液压摩擦接合装置。差动部包括差动机构和第二马达，差动机构包括行星齿轮单元，第二马达可操作地连接到传输构件。动力传输部包括有级式自动变速器。液压摩擦接合装置在动力传输允许状态和动力传输中断状态之间选择性地切换从差动部至动力传输部的动力传输路径的状态。当动力传输路径处于动力传输中断状态时，控制设备使用第一马达和/或第二马达执行同步控制，使得作为差动部的输出构件的传输构件的转速等于基于车速和自动变速器的速比确定的值。因此，即使当接合装置快速接合而将动力传输路径从动力传输中断状态切换到动力传输允许状态时，接合冲击也受到抑制。
然而，例如，当车辆处于不能使用第一马达和/或第二马达执行同步控制的状态下时，从动力传输部输出的扭矩无法受到充分控制。这会增加接合冲击。
例如，当车辆因蓄电池的充电状态(SOC)下降而处于无法使用第一马达和/或第二马达充分地执行对传输构件的转速的同步控制的状态下时，由接合装置连接的构件之间的转速差没有降低。因此，当接合装置快速接合而将动力传输路径的状态从动力传输中断状态切换到动力传输允许状态时，接合冲击会增加。
相反，即使没有执行减少由接合装置连接的构件之间的转速差的同步控制，也可使用逐渐增加接合压力的接合压力控制来控制动力传输部的扭矩输出，由此在接合装置接合时抑制冲击。然而，例如，当车辆处于用来操作接合装置的液压流体的温度极低的状态下时，由于液压流体的高粘度，将难以精确执行接合压力控制。这会增加冲击。
发明内容
本发明的目的是提供在车辆驱动设备中不管车辆的状态如何都会适当地控制动力传输部的输出扭矩的控制设备和控制方法，所述车辆驱动设备包括：用作电差动装置的差动机构；设置在从差动部至驱动轮的动力传输路径中的动力传输部；以及可在动力传输允许状态和动力传输中断状态之间切换动力传输路径的状态的接合装置。
本发明的第一方面涉及一种用于车辆驱动设备的控制设备，所述车辆驱动设备包括：差动部，其包括将发动机的输出分配至第一马达和传输构件的差动机构；动力传输部，其设置在从差动部至驱动轮的动力传输路径中；以及接合装置，其能够在动力传输允许状态和动力传输中断状态之间切换动力传输路径的状态。当动力传输路径处于动力传输允许状态时，动力传输路径中允许动力传输。当动力传输路径处于动力传输中断状态时，动力传输路径中中断动力传输。所述控制设备控制从动力传输部输出至驱动轮的扭矩。所述控制设备包括：第一扭矩控制装置，用于通过控制接合装置的接合压力来控制从动力传输部输出至驱动轮的扭矩；第二扭矩控制装置，用于通过控制动力传输路径处于动力传输允许状态时由第一马达承受的反作用扭矩来控制从动力传输部输出至驱动轮的扭矩；以及扭矩控制选择装置，所述扭矩控制选择装置基于车辆状态来选择第一扭矩控制装置和第二扭矩控制装置之一作为用于控制从所述动力传输部输出的扭矩的控制装置。
在上述方面中，扭矩控制选择装置基于车辆状态来选择第一扭矩控制装置和第二扭矩控制装置之一作为用于控制从所述动力传输部输出的扭矩的控制装置。第一扭矩控制装置通过控制接合装置的接合压力来控制从动力传输部输出至驱动轮的扭矩。第二扭矩控制装置通过控制动力传输路径处于动力传输允许状态时由第一马达承受的反作用扭矩来控制从动力传输路径输出到驱动轮的扭矩。因此，不管车辆状态如何，都能适当地控制从动力传输部输出的扭矩。
根据第一方面的控制设备还可包括液压流体温度判定装置，所述液压流体温度判定装置用于判定用来操作接合装置的液压流体的温度是否低于预定值。当所述液压流体温度判定装置判定液压流体温度低于预定温度时，扭矩控制选择装置可选择第二扭矩控制装置。
在上述方面中，当车辆处于由于液压流体的高粘度而使第一扭矩控制装置难以精确控制接合装置的接合压力、进而无法适当控制从动力传输部输出的扭矩的状态时，选择第二扭矩控制装置。由此，从动力传输部输出的扭矩受到适当控制。
上述方面的控制设备可包括切换装置，其位置在使用接合装置将动力传输路径的状态切换至动力传允许状态的驱动位置和使用接合装置将动力传输路径的状态切换至动力传输中断状态的非驱动位置之间选择性切换。当切换装置的位置在驱动位置和所述非驱动位置之间切换时，扭矩控制选择装置可选择第一扭矩控制装置和第二扭矩控制装置之一。
在上述方面中，当切换装置的位置在驱动位置和非驱动位置之间切换时，从动力传输部输出的扭矩受到适当控制。由此，切换冲击受到抑制。
上述方面的控制设备还可包括：第二马达，其以可操作的方式连接到传输构件；同步控制装置，用于使用第一马达和第二马达至少其中之一来减少通过接合装置连接的构件之间的转速差。当切换装置的位置从非驱动位置切换到驱动位置且同步控制装置无法减少构件之间的转速差时，扭矩控制选择装置选择第一扭矩控制装置。
在上述方面中，当车辆处于例如由于电力储存装置的充电状态下降而使同步控制装置无法使用马达执行减少由接合装置连接的构件之间的转速差的同步控制的状态下时，即，接合装置需要接合而由接合装置连接的构件处于非同步状态的状态下时，选择第一扭矩控制装置。由此，接合装置的接合压力受到精确控制，并且从动力传输部输出的扭矩受到适当控制。
在上述方面的控制设备中，当切换装置的位置从非驱动位置切换到驱动位置且同步控制装置能够减少构件之间的转速差时，扭矩控制选择装置选择第二扭矩控制装置。在同步控制装置已经减少了构件之间的转速差时通过接合所述接合装置将动力传输路径的状态切换到动力传输允许状态之后，第二扭矩控制装置可通过控制由第一马达承受的反作用扭矩来控制从动力传输部输出的扭矩。
在上述方面中，当接合装置快速接合而将动力传输路径的状态从动力传输中断状态切换到动力传输允许状态时，接合冲击受到抑制。此外，在接合装置接合之后，通过控制由第一马达承受的反作用扭矩而控制从动力传输部输出的扭矩的增加。由此，从动力传输部输出的扭矩受到适当控制。
在上述方面中，差动机构可以是行星齿轮单元，所述行星齿轮单元包括连接到发动机的第一元件、连接到第一马达的第二元件和连接到传输构件的第三元件。第一元件可以是行星齿轮单元的托架。第二元件可以是行星齿轮单元的恒星齿轮。第三元件可以是行星齿轮单元的齿圈。利用此构造，差动机构沿轴向的尺寸得以减少。此外，使用一个行星齿轮单元容易地构造了差动机构。
在上述方面中，行星齿轮单元可以是单级小齿轮行星齿轮单元。利用此构造，差动机构沿轴向的尺寸得以减少。此外，使用一个单级小齿轮行星齿轮单元容易地构造了差动机构。
在上述方面中，动力传输部可包括自动变速器。车辆驱动设备的总速比可基于自动变速器的速比和差动部的速比确定。利用此构造，能够使用自动变速器的速比获得不同级别的驱动力。当自动变速器的速比大于1并且自动变速器作为减速变速器操作时，从第二马达输出的扭矩小于从自动变速器输出的扭矩。这减小了第二马达的尺寸。
在上述方面中，动力传输部可以是有级式自动变速器。利用此构造，通过组合用作电动CVT的差动部和有级式自动变速器而形成无级变速器。在此情况下，驱动扭矩可平滑改变。此外，当差动部的速比被控制为恒定时，通过组合差动部和有级式自动变速器部而大体形成了有级式变速器。在此情况下，车辆驱动装置的总速比以有级方式改变，并且可快速地获得驱动扭矩。
本发明的第二方面涉及一种用于车辆驱动设备的控制方法，所述车辆驱动设备包括：差动部，所述差动部包括将发动机的输出分配至第一马达和传输构件的差动机构；动力传输部，所述动力传输部设置在从差动部至驱动轮的动力传输路径中；以及接合装置，所述接合装置能够在动力传输允许状态和动力传输中断状态之间切换动力传输路径的状态。当动力传输路径处于动力传输允许状态时，动力传输路径中允许动力传输。当动力传输路径处于动力传输中断状态时，动力传输路径中中断动力传输。所述控制方法控制从动力传输部输出至驱动轮的扭矩。所述控制方法包括：基于车辆状态选择是通过控制接合装置的接合压力来控制从动力传输部输出至驱动轮的扭矩，还是当动力传输路径处于动力传输允许状态时通过控制由第一马达承受的反作用扭矩来控制从动力传输部输出至驱动轮的扭矩。
附图说明
从下面参照附图对示例实施方式的描述中，本发明的上述和/或其它目的、特征和优点将更为清楚，附图中相同或相应的部分标以相同的附图标记，其中：
图1是说明根据本发明实施方式的用于混合式车辆的驱动设备的构造的示意图；
图2是说明用于图1中的驱动设备的变速操作的液压摩擦接合装置的操作的组合的操作表；
图3是说明图1中的驱动设备的每个档位的相对转速的列线图；
图4是说明输入到图1中的驱动设备中所设置的电控单元的信号以及由其输出的信号的图示；
图5是涉及在液压控制回路中控制用于离合器和制动器的液压致动器的线性电磁阀的回路图；
图6示出了包括换档杆的换档操作装置的示例，操作所述换档操作装置以在多个位置之间选择档位；
图7是说明通过图4中的电控单元执行的控制操作的主要部分的功能框图；
图8示出了在驱动设备的变速控制中使用的变速图的示例；
图9示出了燃料效率映射的示例，其中虚线是最优燃料效率曲线；
图10是说明由图4中的电控单元执行的控制操作的流程图，所述控制操作即当换档杆从位置N(P)移动到位置D(R)时用于适当地控制从自动变速部输出的扭矩的控制操作；
图11是说明图10中的流程图所示的控制操作的时序图，其示出了在车辆处于发动机驱动模式下当换档杆从位置N移动到位置D(R)时执行对接合装置的同步控制的情况；
图12示出了在图11示出的情况下当车辆起步时输出扭矩的增加；
图13是说明图10中的流程图所示的控制操作的时序图，其出了在车辆处于发动机驱动模式下当换档杆从位置N移动到位置D(R)时未执行对接合装置的同步控制的情况；
图14是说明图10中的流程图所示的控制操作的时序图，其示出了当换档杆从位置N移动到位置D(R)时车辆在马达驱动模式下受到驱动的情况；
图15是说明由图4中的电控单元执行的控制操作的流程图，所述控制操作即当换档杆从位置D(R)移动到位置N(P)时用于适当地控制从自动变速部输出的扭矩的控制操作，图15与图10相对应；
图16是说明图15中的流程图所示的控制操作的时序图，其示出了在车辆处于发动机驱动模式下当换档杆从位置D(R)移动到位置N时液压流体温度适当的情况；
图17是说明图15中的流程图所示的控制操作的时序图，其示出了在车辆处于发动机驱动模式下当换档杆从位置D(R)移动到位置N时液压流体温度极低的情况；
图18是说明根据本发明另一实施方式的用于混合式车辆的驱动设备的构造的示意图，图18与图1相对应；
图19是说明用于图18中的驱动设备的变速操作的液压摩擦接合装置的操作的组合的操作表，图19与图2相对应；以及
图20是说明图18中的驱动设备的每个档位的相对转速的列线图，图20与图3相对应。
具体实施方式
在下文中将参照附图详细说明本发明的实施方式。
i.第一实施方式
图1是说明变速机构10的示意图，所述变速机构构成应用本发明的混合式车辆的驱动设备的一部分。在图1中，变速机构10包括沿共同轴线串联设置在变速箱(下文简称“箱”)12内的输入轴14、差动部11、自动变速部20和输出轴22。作为非旋转构件的变速箱12安装到车体上。输入轴14是输入旋转构件。作为CVT部的差动部11直接连接到输入轴14或者通过脉动吸收阻尼器(即，减振装置)等间接连接到输入轴14。自动变速部20是动力传输部。自动变速部20设置在差动部11和驱动轮34(参见图7)之间的动力传输路径之间，并且通过传输构件(传输轴)18直接连接到差动部11。作为输出旋转构件的输出轴22连接到自动变速部20。例如，变速机构10设置在其中发动机纵向设置的前置发动机后轮驱动式车辆中。变速机构10设置在例如汽油发动机或柴油发动机等内燃机(下文简称“发动机”)8和一对驱动轮34之间的动力传输路径中。发动机8是用于驱动车辆的驱动力源，其直接连接到输入轴14或者通过脉动吸收阻尼器(未示出)间接连接到输入轴14。变速机构10通过构成动力传输路径的一部分的差动齿轮单元(最终减速器)32(参照图7)、一对轴等将动力从发动机8传输到一对驱动轮34。
由此，在此实施方式中，发动机8直接连接到变速机构10中的差动部11。即，发动机8连接到差动部11而没有在发动机8和差动部11之间设置例如变矩器或液力耦合器等的流体传动装置。例如，当发动机8通过上述脉动吸收阻尼器连接到差动部11时，视为发动机8直接连接到差动部。因为变速机构10的构造相对于其轴线对称，在图1的示意图中省略了变速机构10的下部。类似地，在示出后述另一实施方式的图18中，变速机构100的下部省略。
差动部11包括第一马达M1、动力分配机构16和第二马达M2。动力分配机构16是机械地分配发动机8的输出的机械机构，其输入到输入轴14。即，动力分配机构16是将发动机8的输出分配到第一马达M1和传输构件18的差动机构。第二马达M2以可操作的方式连接到传输构件18，从而第二马达M2与传输构件18一体转动。在此实施方式中，第一马达M1和第二马达M2中的每一个都是具有产生电力的功能(发电功能)的所谓的电动机发动机(motor-generator)。第一马达M1至少具有用于承受反作用力的发电功能。第二马达M2至少具有用于输出驱动力的马达功能，作为驱动力源。
动力分配机构16主要包括第一行星齿轮单元24。第一行星齿轮单元24是单级小齿轮类型，并且具有预定的传动比ρ1，所述传动比例如接近0.418。第一行星齿轮单元24包括第一恒星齿轮S1、第一行星齿轮P1、第一托架CA1和第一齿圈R1，它们为旋转元件(元件)。第一托架CA1支撑第一行星齿轮P1，从而第一行星齿轮P1绕其轴线旋转并且绕着第一恒星齿轮S1运动。第一齿圈R1通过第一行星齿轮P1与第一恒星齿轮S1接合。传动比ρ1等于ZS1/ZR1。在此等式中，ZS1表示第一恒星齿轮S1的齿数，而ZR1表示第一齿圈R1的齿数。
在动力分配机构16中，第一托架CA1连接到输入轴14，即发动机8。第一恒星齿轮S1连接到第一马达M1。第一齿圈R1连接到传输构件18。当第一行星齿轮单元24的三个元件，即第一恒星齿轮S1、第一托架CA1和第一齿圈R1，可相对于彼此转动时，具有上述构造的动力分配机构16以其中可实现差动作用的差动模式设置，即实现差动作用。由此，将发动机8的输出分配到第一马达M1和传输构件18。此外，使用分配到第一马达M1的发动机8输出部分、通过第一马达M1产生电能，并且将所产生的电能积聚或者用来转动第二马达M2。由此，差动部11(动力分配机构16)用作电差动装置。由此，例如，差动部11设置于所谓的无级变速(CVT)模式(电CVT模式)。即，不管发动机8的转速如何，差动部11连续改变传输构件18的转速。即，当动力分配机构16设置于差动模式时，差动部11也设置于差动模式。由此，差动部11用作电CVT，其中速比γ0(输入轴14的转速NIN/传输构件18的转速N18)从最小值γ0min至最大值γ0max连续变化。
自动变速部20包括单级小齿轮型的第二行星齿轮单元26、单级小齿轮型的第三行星齿轮单元28、单级小齿轮型的第四行星齿轮单元30。自动变速部20用作有级式自动变速器。即，自动变速部20是具有多种速度的行星齿轮型自动变速器。第二行星齿轮单元26包括第二恒星齿轮S2、第二行星齿轮P2、第二托架CA2和第二齿圈R2。第二托架CA2支撑第二行星齿轮P2，从而第二行星齿轮P2绕其轴线旋转并且绕着第二恒星齿轮S2运动。第二齿圈R2通过第二行星齿轮P2与第二恒星齿轮S2接合。第二行星齿轮单元26具有预定的传动比ρ2，所述传动比例如接近0.562。第三行星齿轮单元28包括第三恒星齿轮S3、第三行星齿轮P3、第三托架CA3和第三齿圈R3。第三托架CA3支撑第三行星齿轮P3，从而第三行星齿轮P3绕其轴线旋转并且绕着第三恒星齿轮S3运动。第三齿圈R3通过第三行星齿轮P3与第三恒星齿轮S3接合。第三行星齿轮单元28具有预定的传动比ρ3，所述传动比例如接近0.425。第四行星齿轮单元30包括第四恒星齿轮S4、第四行星齿轮P4、第四托架CA4和第四齿圈R4。第四托架CA4支撑第四行星齿轮P4，从而第四行星齿轮P4绕其轴线旋转并且绕着第四恒星齿轮S4运动。第四齿圈R4通过第四行星齿轮P4与第四恒星齿轮S4接合。第四行星齿轮单元30具有预定的传动比ρ4，所述传动比例如接近0.421。传动比ρ2等于ZS2/ZR2。在此等式中，ZS2表示第二恒星齿轮S2的齿数，而ZR2表示第二齿圈R2的齿数。传动比ρ3等于ZS3/ZR3。在此等式中，ZS3表示第三恒星齿轮S3的齿数，而ZR3表示第三齿圈R3的齿数。传动比ρ4等于ZS4/ZR4。在此等式中，ZS4表示第四恒星齿轮S4的齿数，而ZR4表示第四齿圈R4的齿数。
在自动变速部20中，彼此一体连接的第二恒星齿轮S2和第三恒星齿轮S3通过第二离合器C2选择性地连接到传输构件18。此外，第二恒星齿轮S2和第三恒星齿轮S3通过第一制动器B1选择性地连接到箱12。第二托架CA2通过第二制动器B2选择性地连接到箱12。第四齿圈R4通过第三制动器B3选择性地连接到箱12。彼此一体连接的第二齿圈R2、第三托架CA3和第四托架CA4连接到输出轴22。彼此一体连接的第三齿圈R3和第四恒星齿轮S4通过第一离合器C1选择性地连接到传输构件18。
由此，自动变速部20通过用于选择自动变速部20的齿轮的第一离合器C1或第二离合器C2选择性地连接到差动部11(传输构件18)。换言之，第一离合器C1和第二离合器C2中的每一个都用作接合装置，用于切换传输构件18与自动变速部20之间的动力传输路径的状态，所述动力传输路径即从差动部11(传输构件18)至驱动轮34之间的动力传输路径。动力传输路径的状态选择性地在动力传输允许状态和动力传输中断状态之间切换。当动力传输路径处于动力传输允许状态时，允许动力传输。当动力传输路径处于动力传输中断状态时，中断动力传输。即，当第一离合器C1和第二离合器C2中至少一个接合时，动力传输路径置于动力传输允许状态。当第一离合器C1和第二离合器C2分离时，动力传输路径置于动力传输中断状态。
当需要分离的液压摩擦接合装置(下文称为“分离侧的接合装置”)分离并且需要接合的液压摩擦接合装置(下文称为“接合侧的接合装置”)接合在自动变速部20中时，执行离合器至离合器的变速。由此，选择第一档至第四档、倒档以及空档中的其中一个档位。由此，获得每个档位上的速比γ(＝传输构件18的转速N18/输出轴22的输出轴转速NOUT)。速比γ基本上以几何方式改变。如图2中的接合操作表所示，例如，当变速机构10用作有级式变速器时，通过接合第一离合器C1和第三制动器B3选择速比γ1设定为最大值(例如接近3.357)的第一档。通过接合第一离合器C1和第二制动器B2选择速比γ2设定为小于速比γ1的值(例如接近2.180)的第二档。通过接合第一离合器C1和第一制动器B1选择速比γ3设定为小于速比γ2的值(例如接近1.424)的第三档。通过接合第一离合器C1和第二离合器C2选择速比γ4设定为小于速比γ3的值(例如接近1.000)的第四档。通过接合第二离合器C2和第三制动器B3选择速比γR设定为介于速比γ1和γ2之间的值的(例如接近3.209)的“倒档”。通过分离第一离合器C1、第二离合器C2、第一制动器B1、第二制动器B2和第三制动器B3选择空档“N”。如图2中的接合操作表所示，在第四档和第五档，离合器C1和离合器C2均接合在自动变速部20中。
第一离合器C1、第二离合器C2、第一制动器B1、第二制动器B2和第三制动器B3(除非需要从其它离合器或其它制动器中区分特定离合器和特定制动器，下文统称为“离合器C”和“制动器B”)是通常用于传统自动变速器的液压摩擦接合装置。每个离合器C和制动器B可以是湿式多盘型离合器和制动器，其中多个叠置的摩擦板由液压致动器施压。每个制动器B可以是带式制动器，其中一根或两根带绕着旋转的鼓的外周表面卷绕，并且一根或两根带的端部由液压致动器紧固。每个离合器C和制动器B均选择性地连接设置在其两侧的构件。
在具有上述构造的变速机构10中，CVT通过结合用作CVT的差动部11和自动变速部20而形成。当差动部11的速比受控而保持恒定时，有级式变速器通过结合差动部11和自动变速部20而基本形成。
更具体地，当差动部11用作CVT并且串联到差动部11的自动变速部20用作有级式变速器时，连续地改变在自动变速部20的至少一个档位M输入到自动变速器20的转速(下文称为“用于自动变速器20的输入转速”)，即传输构件18的转速(下文称为“传输构件转速N18”)。由此，速比在所述至少一个档位M处、在一定范围内连续地改变。由此，变速机构10的总速比γT(＝输入轴14的转速NIN/输出轴22的转速NOUT)连续改变。由此，在变速机构10中形成CVT。变速机构10的总速比γT基于差动部11和速比γ0和自动变速部20的速比γ而确定。
例如，传输构件转速N18在图2中的接合操作表示出的自动变速部20的第一档至第四档和倒档的每一档位处都连续改变。由此，速比在第一档至第四档和倒档的每一档位处均在一定范围内连续改变。由此，速比在第一档第二档之间、第二档和第三档之间以及第三档和第四档之间连续改变。由此，整个变速机构10的总速比γT连续改变。一个档位处的速比与相邻的高档位处的速比的比(即，级差)在图2中的“级差”栏示出。如图2中的“总计”栏所示，第一档的速比与第五档的速比的比为4.76。
当差动部11的速比受到控制而保持恒定并且离合器C和制动器B选择性地接合而选择第一档至第四档和倒档中任一档位时，获得整个变速机构10在每个档位的总速比γT。总速比γT大体以几何方式改变。因此，在变速机构10中基本形成有级式变速器。
例如，当差动部11的速比γ0受到控制而固定为“1”时，获得了变速机构10在自动变速部20的第一档至第四档和倒档中每一档位处的变速机构10的总速比γT，如图2中接合操作表所示。当差动部11的速比γ0在自动变速部20的第四档固定为小于“1”的值(例如，接近0.7)时，总速比γT在第四档被设定为小于“1”的值，例如接近“0.705”。即，获得了在第五档的总速比γT，如图2中接合操作表所示。
图3是列线图，其中直线表示包括差动部11和自动变速部20的变速机构10中的旋转元件的转速之间的相对关系。各旋转元件在各档位处于连接状态或者分开状态。图3中的列线图是二维坐标系。在图3中的列线图中，水平轴线表示行星齿轮单元24、26、28和30的传动比ρ之间的关系，竖直轴线表示相对转速。在三条水平线中的水平线X1表示转速为“0”。水平线X2表示转速为“1.0”，即，连接到输入轴14的发动机8的转速NE。水平线XG表示传输构件18的转速。
三条竖直线Y1、Y2和Y3表示构成差动部11的动力分配机构16的三个旋转元件的相对转速。即，竖直线Y1表示第一恒星齿轮S1的相对转速，所述第一恒星齿轮S1视为第二旋转元件(第二元件)RE2。竖直线Y2表示第一托架CA1的相对转速，所述第一托架CA1视为第一旋转元件(第一元件)RE1。竖直线Y3表示第一齿圈R1的相对转速，所述第一齿圈R1视为第三旋转元件(第三元件)RE3。在竖直线Y1和Y2之间以及在竖直线Y2和Y3之间的间隔基于第一行星齿轮单元24的传动比ρ1设定。此外，五条竖直线Y4、Y5、Y6、Y7和Y8表示自动变速部20的旋转元件的相对转速。即，竖直线Y4表示彼此连接且视为第四旋转元件(第四元件)RE4的第二恒星齿轮S2和第三恒星齿轮S3的相对转速。竖直线Y5表示第二托架CA2的相对转速，第二托架CA2视为第五旋转元件(第五元件)RE5。竖直线Y6表示第四齿圈R4的相对转速，第四齿圈R4视为第六旋转元件(第六元件)RE6。竖直线Y7表示彼此连接且视为第七旋转元件(第七元件)RE7的第二齿圈R2、第三托架CA3和第四托架CA4的相对转速。竖直线Y8表示彼此连接且视为第八旋转元件(第八元件)RE8的第三齿圈R3和第四恒星齿轮S4的相对转速。竖直线之间的间隔基于第二行星齿轮单元26的传动比ρ2、第三行星齿轮单元的传动比ρ3以及第四行星齿轮单元的传动比ρ4设定。在列线图中，恒星齿轮和托架之间的间隔设定为表示“1”。托架和齿圈之间的间隔设定为表示传动比ρ。即，在差动部11中，竖直线Y1和Y2之间的间隔设定为表示“1”，竖直线Y2和Y3之间的间隔设定为表示传动比ρ1。在自动变速部20中，第二行星齿轮单元26、第三行星齿轮单元28和第四行星齿轮单元30每一个中的恒星齿轮和托架之间的间隔设定为表示“1”。第二行星齿轮单元26、第三行星齿轮单元28和第四行星齿轮单元30每一个中的托架和齿圈之间的间隔设定为表示传动比ρ。
如图3中列线图所示，在此实施方式的变速机构10中的动力分配机构16(差动部11)中，第一旋转元件RE1(第一托架CA1)连接到输入轴14——即，发动机8，第二旋转元件RE2连接到第一马达M1，并且第三旋转元件(第一齿圈R1)RE3连接到传输构件18和第二马达M2。由此，输入轴14的转动通过传输构件18传输(输入)到自动变速部20。在此情况下，穿过线Y2和X2的交叉点的倾斜直线L0表示在第一恒星齿轮S1的转速和第一齿圈R1的转速之间的关系。
例如，差动部11可置于差动模式，使得第一旋转元件RE1至第三旋转元件RE3可相对于彼此转动，并且第一齿圈R1的转速可基本恒定。在此情况下，当通过控制第一马达M1的转速增加或降低第一恒星齿轮S1的转速时，第一托架CA1的转速(即发动机速度NE)增加或降低。第一齿圈R1的转速由直线L0和竖直线Y3的交点表示并且取决于车速V。第一恒星齿轮S1的转速由直线L0和竖直线Y1的交点表示。第一托架CA1的转速由直线L0和竖直线Y2的交点表示。
当通过控制第一马达M1的转速使得差动部11的速比γ0固定为“1”而使第一恒星齿轮S1的转速等于发动机速度NE时，直线L0与水平线X2相吻合。从而，传输构件18转动，使得第一齿圈R1的转速等于发动机速度NE。当通过控制第一马达M1的转速使得差动部11的速比γ0固定为小于“1”的值(例如接近0.7)而使第一恒星齿轮S1的转速为0时，直线L0如图3所示设定。由此，传输构件以高于发动机速度NE的传输构件转速N18转动。
在自动变速部20中，第四旋转元件RE4通过第二离合器C2选择性地连接到传输构件18，并且通过第一制动器B1选择性地连接到箱12。第五旋转元件RE5通过第二制动器B2选择性地连接到箱12。第六旋转元件RE6通过第三制动器B3选择性地连接到箱12。第七旋转元件RE7连接到输出轴22。第八旋转元件RE8通过第一离合器C1选择性地连接到传输构件18。
当在差动部11中直线L0与水平线X2吻合并且等于发动机速度NE的转速从差动部11输入第八旋转元件RE8时，在自动变速部20中输出轴22在第一档的转速由倾斜直线L1和竖直线Y7的交点表示，如图3所示。直线L1通过接合第一离合器C1和第三制动器B3设定。直线L1经过表示第八旋转元件RE8的转速的竖直线Y8和水平线X2的交点以及表示第六旋转元件RE6的转速的竖直线Y6和水平线X1的交点。竖直线Y7表示连接到输出轴22的第七旋转元件RE7的转速。类似地，输出轴22在第二档的转速由倾斜直线L2和竖直线Y7的交点表示。直线L2通过接合第一离合器C1和第二制动器B2设定。输出轴22在第三档的转速由倾斜直线L3和竖直线Y7的交点表示。直线L3通过接合第一离合器C1和第一制动器B1设定。输出轴22在第四档的转速由倾斜直线L4和竖直线Y7的交点表示。直线L4通过接合第一离合器C1和第二离合器C2设定。
当直线L0在图3中的差动部11中设定并且高于发动机速度NE的转速从差动部11输入到第八旋转元件RE8时，输出轴22在第五档的转速由水平直线L5和竖直线Y7的交点表示。直线L5通过接合第一离合器C1和第二离合器C2设定。
图4示出了本实施方式中用于控制变速机构的输入到电控单元80的信号以及从电控单元80输出的信号。电控单元80包括所谓的微型计算机，微型计算机包括CPU、ROM、RAM和输入/输出接口。电控单元80根据预先存储在ROM中的程序、使用RAM的暂存功能来处理信号，由此执行与发动机8以及第一和第二马达M1和M2相关的混合动力驱动控制以及包括自动变速部20的变速控制的驱动控制。
如图4所示，电控单元80从传感器和开关接收信号。即，电控单元80接收指示发动机冷却剂温度TEMPW的信号、指示换档杆52(参照图6)所处换档位置PSH的信号、指示换档杆52在位置“M”处操作的次数的信号、指示作为发动机8的转速的发动机速度NE的信号；指示传动比系列设定值的信号、提供用于手动模式(M-模式)的指令的信号、指示空调器的操作的信号、指示依赖于输出轴22的转速NOUT的车速V的信号、指示自动变速部20中的液压油的温度的信号、指示动力模式的设定(ECT开关的输出)的信号、指示紧急制动器的操作的信号、指示脚制动器的操作的信号、指示催化剂温度的信号、指示根据驾驶员所要求的输出量的加速器踏板操作量(即加速器踏板操作量Acc)的信号、指示凸轮角的信号、指示雪天模式的设定的信号、指示纵向加速度G的信号、指示自动巡航模式的信号、指示车辆重量的信号、指示每个车轮的车轮速度的信号、指示第一马达M1的转速NM1(下文称为“第一马达转速NM1”)的信号、指示第二马达M2的转速NM2(下文称为“第二马达转速NM2”)的信号、指示电力存储装置56(参见图7)的充电状态SOC的信号，等等。
电控单元80向控制发动机8的输出的发动机输出控制装置58(参见图7)输出控制信号。例如，电控单元80向节气门致动器64输出用以控制设置在发动机8的进气管60内的电子节气门62的节气门打开量θTH的驱动信号、控制燃料喷射装置66向进气管60或发动机8的气缸供应的燃料量的燃料供应量信号以及提供点火装置68点燃发动机8内的燃料的时间的指令的点火信号。电控单元80还输出调节增压压力的增压压力调节信号、操作电空调器的电空调器驱动信号、提供用于马达M1和M2的操作的指令的指令信号、操作换档指示器的换档位置(操作位置)的指示信号、使传动比指示器指示传动比的传动比指示信号、使雪天模式指示器指示已经选择雪天模式的雪天模式指示信号、操作防止车轮在制动时打滑的ABS(防抱死制动系统)致动器的ABS操作信号、使M-模式指示器指示已选择M-模式的M-模式指示信号、操作液压控制回路70(参见图5和图7)中的电磁阀(线性电磁阀)以控制用于差动部11和自动变速部20中的液压摩擦接合装置的液压致动器的阀指示信号、操作电液压泵用来供应在使用设置在液压控制回路70中的调节阀调节管线压力PL时作为基础压力的液压力的驱动指示信号、驱动电加热器的信号、用于在巡航控制中使用的计算机的信号，等等。
图5是涉及液压控制回路70中的线性电磁阀SL1至SL5的回路简图。线性电磁阀SL1至SL5控制分别用于离合器C1和C2以及制动器B1至B3的液压致动器(液压缸)AC1、AC2、AB1、AB2和AB3的操作。
在图5中，根据来自电控单元80的指令信号，线性电磁阀SL1至SL5使用管线压力PL分别调节接合压力PC1、PC2、PB1、PB2和PB3。然后，接合压力PC1、PC2、PB1、PB2和PB3分别直接供应到致动器AC1、AC2、AB1、AB2和AB3。例如，使用由电动油泵(未示出)或发动机8转动的机械油泵所产生的液压力作为基础压力，减压调节阀将管线压力PL调节到对应加速器踏板操作量或节气门开度所表示的发动机负载等的值。
线性电磁阀SL1至SL5基本上具有相同构造。电控单元80独立地开启/切断线性电磁阀SL1至SL5。由此，独立调节用于液压致动器AC1、AC2、AB1、AB2和AB3的液压力。因此，用于离合器C1至C4以及制动器B1和B2的接合压力PC1、PC2、PB1、PB2和PB3独立地受到控制。在自动变速部20中，通过接合预定的接合装置选择各个档位，例如如图2中的接合操作表所示。在自动变速部20的变速控制中，例如，涉及变速的离合器C和制动器B的接合与分离同时受到控制，即，执行所谓的离合器至离合器变速。
图6是示出换档操作装置50的图示的示例。换档操作装置50是根据驾驶员执行的操作而在多个位置中切换换档位置PSH的切换装置。换档操作装置50例如设置在驾驶员座椅那一侧。换档操作装置50包括换档杆52，所述换档杆52以在多个位置中选择换档位置PSH的方式操作。
换档杆52手动地移动到下列位置之一：停车位置“P(停车)”、倒档位置“R(倒档)”、空档位置“N(空档)”、自动变速前进位置“D(驱动)”和手动变速前进位置“M(手动)”。当换档杆52处于位置“P(停车)”时，变速机构10(即，自动变速部20)中的动力传输路径中的动力传输中断，从而变速机构10处于空档状态，并且自动变速部20的输出轴被锁定。当换档杆52处于位置“R(倒档)”时，车辆后退。当换档杆52处于位置“N(空档)”时，变速机构10中的动力传输路径中的动力传输中断，从而变速机构10处于空档状态。当换档杆52处于位置“D(驱动)”时，选择自动变速模式，从而执行自动变速控制以在总速比γT所能够改变的范围内选择变速机构10的总速比γT。总速比γT基于每个档位的自动变速部20的速比和差动部11的速比而确定。差动部11的速比在一定范围内连续改变。自动变速部20的档位通过自动变速控制在第一档至第四档之间选择。当换档杆52处于位置“M(手动)”时，选择手动变速模式(手动模式)以通过限制自动变速部20的高档位的使用而设定所谓的变速范围。
当换档杆52手动地移动到上述位置中的换档位置PSH时，例如，电切换液压控制回路70的状态而选择图2的接合操作表中示出的倒档位置“R”、空档位置“N”、处于前进档的档位“D”等之一。
在位置“P”至“M”中，位置“P”和“N”都是非行驶位置，选择该位置而使车辆停止行驶。换档杆52处于位置“P”或“N”时，例如，第一离合器C1和第二离合器C2均分离，如图2的接合操作表所示。即，位置“P”和“N”都是用于通过分离第一离合器C1和第二离合器C2将自动变速部20中的动力传输路径的状态切换到动力传输中断状态而使动力传输路径中的动力传输中断并且使车辆无法被驱动的非驱动位置。位置“R”、“D”和“M”都是行驶位置，选择该位置而使车辆行驶。当换档杆52处于位置“R”、“D”和“M”时，例如，如图2的接合操作表所示，第一离合器C1和第二离合器C2中至少一个接合。即，位置“R”、“D”和“M”都是用于通过接合第一离合器C1和/或第二离合器C2将自动变速部20中的动力传输路径的状态切换到动力传输允许状态而在动力传输路径中允许动力传输并且使车辆可被驱动的驱动位置。
更具体地，当将换档杆52从位置“P”或“N”手动移动到位置“R”时，通过接合第二离合器C2将自动变速部20中的动力传输路径的状态从动力传输中断状态切换到动力传输允许状态。当将换档杆52从位置“N”手动移动到位置“D”时，通过接合至少第一离合器C1将自动变速部20中的动力传输路径的状态从动力传输中断状态切换到动力传输允许状态。当将换档杆52从位置“R”手动移动到位置“P”或“N”时，通过分离第二离合器C2将自动变速部20中的动力传输路径的状态从动力传输允许状态切换到动力传输中断状态。当将换档杆52从位置“D”手动移动到位置“N”时，通过分离第一离合器C1和第二离合器C2将自动变速部20中的动力传输路径的状态从动力传输允许状态切换到动力传输中断状态。
图7是说明由电控单元80执行的控制操作的主要部分的功能框图。在图7中，有级式变速控制装置82使用预先存储的变速图(即变速关系或变速映射)、基于由实际车速V和自动变速部20输出的所需扭矩TOUT指示的车辆状态来判定自动变速部20是否应该进行变速，其中，所述变速图以车速V和输出扭矩TOUT为参数且提供有升档线(实线)和降档线(虚线)，如图8所示。即，有级式变速控制装置82使用变速图、基于车辆状态来判定自动变速部20应换到的档位。然后，有级式变速控制装置82执行自动变速控制，使自动变速部20换到预定档位。
此时，有级式变速控制装置82向液压控制回路70提供指令(即，变速输出指令或液压力指令)以接合和/或分离与自动变速部20的变速相关的液压摩擦接合装置，使得自动变速部20根据例如图2所示的接合操作表换到指定档位。即，有级式变速控制装置82向液压控制回路70输出指令以分离与自动变速部20的变速相关的分离侧接合装置、接合与自动变速部20的变速相关的接合侧接合装置，由此执行离合器至离合器的变速。根据指令，例如，液压控制回路70通过操纵液压控制回路70中的线性电磁阀SL而操作与变速相关的液压摩擦接合装置的液压致动器。由此，与变速相关的分离侧接合装置分离，并且与变速相关的接合侧接合装置接合，从而自动变速部20换到指定档位。
混合控制装置86有效地操作发动机8，并且通过优化发动机8提供的驱动力和第二马达M2提供的驱动力之间的比率以及优化第一马达M1产生电力时由第一马达M1承受的反作用力而控制用作电CVT的差动部11的速比γ0。例如，混合控制装置86基于指示驾驶员所需的输出量的加速器踏板操作量计算用于驱动车辆的目标(所需)输出；基于用于驱动车辆的目标输出和用于为电力存储装置56充电所需的输出计算总的目标输出；考虑到传输损失、辅助机器的负载、由第二马达M2提供的辅助扭矩等计算目标发动机输出，从而可获得总的目标输出；以及控制发动机速度NE和发动机8的发动机扭矩TE以获得与目标发动机输出相匹配的发动机输出，并且控制由第一马达M1产生的电力的量。
混合控制装置86考虑自动变速部20的档位而执行混合控制以改善动力性能和燃料效率。在此混合控制过程中，差动部11用作电CVT以调整发动机速度NE和车速V以及传输构件18的转速，其中发动机速度NE和车速V以使发动机8高效工作的方式设定，传输构件18的转速通过自动变速部20的档位设定。即，混合控制装置86设定变速机构10的总速比γT的目标值，使得发动机8根据图9中以虚线指示的最优燃料效率曲线(即燃料效率映射、关系图)工作。最优燃料效率曲线事先通过实验在由发动机速度NE和发动机8输出的扭矩TE(即发动机扭矩TE)构成的二维坐标系中获得，使得当在CVT模式下驱动车辆时，获得高的可驱动性和高的燃料效率。存储该最优燃料效率曲线。例如，混合控制装置86设定变速机构10的总速比γT的目标值以控制发动机扭矩TE和发动机速度NE，从而获得与目标输出(即总目标输出或所需的驱动力)相匹配的发动机输出。然后，混合控制装置86考虑自动变速部20的档位而控制差动部11的速比γ0，由此将总速比γT控制在总速比γT所能够改变的范围内。
此时，混合控制装置86通过逆变器54向电力存储装置56和第二马达M2供应由第一马达M1产生的电能。因此，尽管发动机8输出的动力的主要部分被机械地传输到传输构件18，但发动机8输出的部分动力由第一马达M1消耗而产生电力。即，发动机8输出的部分动力在第一马达M1中转换为电能。电能通过逆变器54供应到第二马达M2，进而驱动第二马达M2。由此，机械能从第二马达M2传输到传输构件18。涉及电力产生到电力在第二马达M2中消耗的过程的装置构成了电气路径，在该电气路径中，发动机8输出的部分动力转换为电能，进而电能转换为机械能。
混合控制装置86可通过使用差动部11的电CVT功能以及通过控制第一马达转速NM1和/或第二马达转速NM2将发动机速度NE维持在基本恒定的值或者将发动机速度NE控制为任意给定值，而无论车辆是停止还是受到驱动。换言之，混合控制装置86可将第一马达转速NM1和/或第二马达转速NM2控制在任意给定值，同时将发动机速度NE维持在基本恒定的值或者将发动机速度NE控制在任意给定值。
例如，如图3中的列线图所示，当在车辆受到驱动的情况下发动机速度NE需要增加时，混合控制装置86增加第一马达转速NM1且同时根据车速V(驱动轮34的转速)将第二马达转速NM2维持在基本恒定的值。当发动机速度NE在自动变速部20的变速过程中需要维持在基本恒定的值时，若第二马达转速NM2由自动变速部20的变速而降低，则混合控制装置86增加第一马达转速NM1，若第二马达转速NM2由自动变速部20的变速而增加，则混合控制装置86降低第一马达转速NM1，同时将发动速度NE维持在基本恒定的值。
此外，混合控制装置86功能上包括发动机输出控制装置，用于通过向发动机输出控制设备58输出如下至少一个指令来执行发动机8的输出控制，使发动机8产生所需的输出，所述指令为：用于使用节气门致动器64控制电子节气门62的打开/关闭的指令、用于控制通过燃料喷射装置66喷射的燃料量以及由燃料喷射装置66喷射燃料的时间的指令以及控制燃料通过诸如点火器的点火装置68点燃的时间的指令。
例如，混合控制装置86基本上根据预先存储的关系(未示出)、基于加速器踏板操作量Acc执行节气门控制以驱动节气门致动器60。即，混合控制装置86基本上以随着加速器踏板操作量Acc增加而增加节气门开度θTH的方式执行节气门控制。发动机输出控制设备58根据混合控制装置86提供的指令、例如通过使用节气门致动器64控制电子节气门62的打开/关闭、控制通过燃料喷射装置66执行的燃料喷射以及控制燃料通过诸如点火器的点火装置68点燃的时间来控制发动机扭矩。
此外，混合控制装置86可使用差动部11的电CVT功能(差动作用)在马达驱动模式下驱动车辆，而不管发动机8是停止还是空转。例如，混合控制装置86在低输出扭矩TOUT区域或低车辆速度区域以马达驱动模式驱动车辆，所述低输出扭矩TOUT区域即发动机效率通常低于高扭矩区域中的发动机效率的区域，低车速区域即车速V较低区域，即低负载区域。当车辆在马达驱动模式下受到驱动时，混合控制装置86执行控制来抑制被停止的发动机8的拖曳以及提高燃料效率。即，当车辆在马达驱动模式下受到驱动时，混合控制装置86使用差动部11的电CVT功能(差动动作)控制马达M1，使得第一马达转速NM1为负值，例如，第一马达M1空转，由此利用差动部11的差动作用将发动机速度NE根据需要维持在零或大体为零。
即使当车辆在发动机驱动模式下受到驱动时，混合控制装置86也可通过从第一马达M1经由电气路径和/或从电力存储装置56向第二马达M2供应电能以及通过驱动第二马达M2而向驱动轮34施加扭矩来执行所谓的扭转辅助操作以辅助发动机8。
此外，混合控制装置86通过中断从电力存储装置56经由逆变器58向第一马达M1供应的驱动电流而将第一马达M1置于无负载状态。当第一马达M1置于无负载状态时，允许第一马达M1空转，进而扭矩无法在差动部11中传输。即，动力传输在差动部11中的动力传输路径中基本上中断，进而差动部11没有产生输出。即，通过将第一马达M1置于无负载状态，混合控制装置86将差动部11置于空档状态，从而动力传输在差动部11中的动力传输路径中电中断。
当换档操作装置50的换档杆52从位置“N”(“P”)移动到位置“D”(“R”)，即档位PSH从位置“N”(“P”)切换到位置“D”(“R”)，由此变速机构10中的动力传输路径的状态从动力传输中断状态切换到动力传输允许状态时，混合控制装置86最小化要由应当通过有级式变速控制装置82接合的离合器C1或离合器C2连接的构件之间的转速差，从而抑制接合冲击。混合控制装置86通过利用差动部11的差动作用以及通过使用第一马达M1和/或第二马达M2而最小化构件之间的转速差。即，混合控制装置86用作同步控制装置，用于控制传输构件的转速N18使其趋向于自动变速部20的输入转速(＝输出轴转速NOUT×自动变速部20的速比γ)，自动变速部的输入转速取决于车速V。例如，当在车辆的发动机驱动模式下第一离合器C1或第二离合器C2根据换档杆52从位置N(P)至位置D(R)的运动与有级式变速控制装置82接合时，混合控制装置86将第一马达M1置于无负载状态，并且控制第二马达转速NM2(即，传输构件转速N18)使其趋向于自动变速部20的输入转速，自动变速部的输入转速取决于车速V(当车辆停止时，自动变速部20的输入转速为零)。
有级式变速控制装置82包括第一扭矩控制装置84，用于通过控制用于第一离合器C1或第二离合器C2的接合压力控制从自动变速部20输出到驱动轮34的扭矩TOUT。
例如，当在车辆的发动机驱动模式下变速机构10中的动力传输路径的状态根据换档杆52从位置“N”(“P”)至位置“D”(“R”)的移动而切换到动力传输允许状态时，第一扭矩控制装置84向液压控制回路70输出用于逐渐增加应当接合的第一离合器C1或第二离合器C2的接合压力的指令，而不是向第一离合器C1或第二离合器C2快速施加接合压力的指令，从而自动变速部20输出的扭矩TOUT逐渐增加，进而冲击受到抑制。根据指令，液压控制回路70操作线性电磁阀SL以逐渐增加应当接合的第一离合器C1或第二离合器C2的接合压力。由此，即使是在混合控制装置86没有减少要通过应当接合的离合器C1或第二离合器C2连接的构件之间的转速差时，接合冲击也受到抑制。
例如，当在车辆的发动机驱动模式下变速机构10中的动力传输路径的状态根据换档操作装置50的换档杆52从位置“D”(“R”)至位置“N”(“P”)的移动而从动力传输允许状态切换到动力传输中断状态时，第一扭矩控制装置84向液压控制回路70输出用于逐渐降低应当分离的第一离合器C1或第二离合器C2的接合压力的指令，而不是快速地从第一离合器C1或第二离合器C2消除接合压力的指令，从而自动变速部20输出的扭矩TOUT逐渐减少，冲击受到抑制。
混合控制装置86包括第二扭矩控制装置88，用于当第一离合器C1和第二离合器C2至少其中之一接合且由此动力传输路径处于动力传输允许状态时通过控制由第一马达M1承受的反作用扭矩来控制自动变速部20输出的扭矩TOUT。
例如，当车辆处于发动机驱动模式时，变速机构10中的动力传输路径的状态可根据换档杆52从位置“N”(“P”)至位置“D”(“R”)的移动而切换到动力传输允许状态。在此情况下，当混合控制装置86已经减小了要由第一离合器C1或第二离合器C2连接的构件之间的转速差时，有级式变速控制装置82接合第一离合器C1或第二离合器C2以将动力传输路径的状态切换到动力传输允许状态。然后，第二扭矩控制装置88逐渐增加由第一马达M1承受的反作用扭矩，从而自动变速部20输出的扭矩TOUT逐渐增加，冲击受到抑制。
此外，当车辆处于发动机驱动模式时，变速机构10中的动力传输路径的状态可根据换档操作装置50的换档杆52从位置“D”(“R”)至位置“N”(“P”)的移动而从动力传输允许状态切换到动力传输中断状态。在此情况下，当扭矩通过应当由有级式变速控制装置82分离的第一离合器C1或第二离合器C2传输时，即，当变速机构10中的动力传输路径维持在动力传输允许状态时，第二扭矩控制装置88逐渐减少由第一马达M1承受的反作用扭矩，从而自动变速部20输出的扭矩TOUT逐渐减少，冲击受到抑制。
当车辆处于自动变速部20的液压流体的温度TOIL极低的状况下时，液压流体(AT流体)的粘度高。因此，第一扭矩控制装置84会难以控制用于第一离合器C1或第二离合器C2的接合压力。由此，无法适当控制自动变速部20输出的扭矩TOUT，进而冲击会增加。
当处于受到控制而操作作为电CVT的差动部11的至少其中一个电气装置(诸如马达)的机能劣化的车辆状况时，混合控制装置86使用第一马达M1和/或第二马达M2无法充分地减少要由应当接合的第一离合器C1或第二离合器C2连接的构件之间的转速差。此外，第二扭矩控制装置88会难以控制由第一马达M1承受的反作用扭矩。因此，无法适当控制自动变速部20输出的扭矩TOUT，进而会增加冲击。
由此，扭矩控制选择装置90基于车辆的状况选择第一扭矩控制装置84或第二扭矩控制装置88作为控制自动变速部20输出的扭矩TOUT的控制装置。除非换档杆52从位置N(P)移动到位置D(R)或从位置D(R)移动到位置N(P)，自动变速部20输出的扭矩TOUT无需由第一扭矩控制装置84或第二扭矩控制装置88控制。因此，扭矩控制选择装置90不选择控制装置。此外，当发动机8停机且车辆停止时，要由应当接合的第一离合器C1或第二离合器C2连接的构件处于同步状态，并且没有扭矩8由发动机8产生且没有扭矩需要从发动机8传输到驱动轮34。因此，在此情况下，扭矩控制选择装置90同样不选择控制装置。
更具体地，换档操作判定装置92基于换档位置PSH判定换档杆52是从位置N(P)移动到位置D(R)或是从位置D(R)移动到位置N(P)。
发动机驱动判定装置94基于从混合控制装置86输出到发动机输出控制装置58的指令(例如，指示要供应的燃料量的信号)判定发动机8是否工作，即，车辆是否处于发动机驱动模式下。
当根据换档杆52从位置N(P)至位置D(R)的移动而由变速控制装置82接合第一离合器C1或第二离合器C2时，同步控制判定装置96判定混合控制装置86是否可执行使要由第一离合器C1和第二离合器C2连接的构件之间的转速差最小化的同步控制。同步控制判定装置96判定混合控制装置86是否可执行同步控制，例如，基于与第一马达M1和/或第二马达M2的操作相关的至少其中一个电气装置的使液压控制装置86能够执行同步控制的机能是否下降来进行判定。即，同步控制判定装置96例如基于第一马达M1、第二马达M2、逆变器54、电力存储装置56以及连接这些装置的传输路径的至少其中之一是否有故障或者至少一个电气装置的机能是否由于低温、电力存储装置56的充电状态(SOC)的下降等而下降来判定混合控制装置86是否可执行同步控制。
液压流体温度判定装置98判定液压流体温度TOIL是否高于预定温度Temp1。预定温度Temp1是这样一个值：该值用来判定液压流体温度是否低到使第一扭矩控制装置84由于液压流体的高粘度而难以控制用于第一离合器C1或第二离合器C2的接合压力。预定温度Temp1通过实验获得并且预先存储。例如，预定温度Temp1设定为-20℃。
当换档操作判定装置92判定换档杆52从位置N(P)移动到位置D(R)或者从位置D(R)移动到位置N(P)并且发动机驱动判定装置94判定车辆处于发动机驱动模式时，扭矩控制选择装置90基于车辆状况选择第一扭矩控制装置84或第二扭矩控制装置88来控制输出扭矩TOUT。
当换档操作判定装置92判定换档杆52从位置N(P)移动到位置D(R)时，扭矩控制选择装置90执行下述控制。当同步控制判定装置96判定混合控制装置86可执行使要通过第一离合器C1或第二离合器C2连接的构件之间的转速差最小化的同步控制时，扭矩控制选择装置90选择第二扭矩控制装置88。当同步控制判定装置96判定混合控制装置86不能执行同步控制时，如果有级式变速控制装置82执行控制而将接合压力快速施加到第一离合器C1或第二离合器C2，则会发生冲击或者接合装置的耐久性会降低。因此，扭矩控制选择装置90选择第一扭矩控制装置84以避免冲击和耐久性的降低。
当液压流体温度判定装置98判定液压流体温度TOIL高于预定温度Temp1时，扭矩控制选择装置90选择第一扭矩控制装置84。当液压流体温度判定装置98判定液压流体温度TOIL等于或低于预定温度Temp1时，由于液压流体的高粘度，第一扭矩控制装置84会难以控制第一离合器C1或第二离合器C2。因此，会增加冲击。由此，扭矩控制选择装置90选择第二扭矩控制装置88，以抑制冲击。
图10是流程图，说明了由电控单元80执行的主要控制操作，即，当换档杆52从位置N(P)移动到位置D(R)时用于适当地控制自动变速部20输出的扭矩TOUT的控制操作。该程序在例如在数毫秒(msec)至数十毫秒的极短周期内执行，并且该程序重复执行。
图11、12、13和14是说明图10中的流程图示出的控制操作的时序图。图11示出了在车辆处于发动机驱动模式下当换档杆52从位置N移动到位置D(R)时执行接合装置的同步控制的情况。图12示出了在图11示出的情况下输出扭矩TOUT在车辆起步时的增加。图13示出了在车辆处于发动机驱动模式下当换档杆52从位置N移动到位置D(R)时未执行接合装置的同步控制的情况。图14示出了当换档杆52从位置N移动到位置D(R)时车辆处于马达驱动模式下的情况。
在图10中，首先，在对应于换档操作判定装置92的步骤SA1中，基于换档位置PSH判定换档杆52是否从位置N(P)移动到位置D(R)。
当在步骤SA1中做出否定判断后，在步骤SA11中执行除控制自动变速部20输出扭矩TOUT之外的其它控制，或者程序结束。
当在步骤SA1中做出肯定判断后，在对应于发动机判定装置94的步骤SA2中，基于输出到发动机输出控制装置58的指令(例如指示要供应的燃料量的信号)判定发动机8是否工作，即，车辆是否处于发动机驱动模式。
当在步骤SA2中做出肯定判断后，在对应于同步控制判定装置96和扭矩控制选择装置90的步骤SA3中，例如基于电气装置至少其中之一的机能是否由于电力存储装置56的充电状态(SOC)的下降等而下降来判定是否能够执行如下同步控制，即最小化要由根据换档杆52从位置N(P)至位置D(R)的移动而应当接合的第一离合器C1或第二离合器C2连接的构件之间的转速差。
当判定能够执行同步控制时，选择第二扭矩控制装置88以控制输出扭矩TOUT。当判定不能执行同步控制时，如果执行控制而向应当接合的第一离合器C1或第二离合器C2快速地施加接合压力，会发生例如冲击等问题。因此，选择第一扭矩控制装置84来控制输出扭矩TOUT。
当在步骤SA3中做出肯定判断时，在对应于混合控制装置86的步骤SA4中，利用差动部11的差动作用并且使用第一马达M1和/或第二马达M2最小化要由应当接合的第一离合器C1或第二离合器C2连接的构件之间的转速差。即，控制传输构件转速N18使其趋向于自动变速部20的输入转速，自动变速部20的输入转速取决于车速V(当车辆停止时用于自动变速部20的输入转速为零)。
随后，在对应于有级式变速控制装置82的步骤SA5中，执行控制而向当换档杆52从位置N(P)移动到位置D(R)时应当接合的第一离合器C1和第二离合器C2快速施加接合压力。由此，从差动部11的输出构件至驱动轮34的构件彼此机械连接。即，变速机构10中的动力传输路径置于动力传输允许状态。
此外，在对应于第二扭矩控制装置88的步骤SA6中，由第一马达M1承受的反作用扭矩逐渐增加，从而自动变速部20输出的扭矩TOUT逐渐增加，进而冲击得以抑制。即，在步骤SA4至SA6中，当最小化要通过应当接合的第一离合器C1和第二离合器C2连接的构件之间的转速差之后，接合压力快速增加。然后，控制第一马达M1的扭矩，使发动机扭矩TE逐渐传输到第一齿圈R1(传输构件18)。由此，传输到驱动轮34的输出扭矩TOUT受到控制。第二马达M2的扭矩(辅助扭矩)可使用从第一马达M1通过电气路径供应的电力逐渐增加。
在图11中，在时间点t1之前，在车辆停止并且发动机8空转的同时，第一马达M1和第二马达M2处于无负载状态而使得第一马达M1和第二马达M2空转。在时间点t1，在车辆停止并且发动机8空转的同时，换档杆52从位置N移动到位置D(R)。在从时间点t1至时间点t2期间，执行同步控制以控制第二马达转速NM2(传输构件转速N18)使其趋向于零。在时间点t2之后，要由第一离合器C1或第二离合器C2连接的构件处于同步状态。若换档杆52在时间点t1从位置N移动到位置D，执行控制以在从时间点t2至时间点t3期间向第一离合器C1快速施加接合压力。在时间点t3之后，当第一马达M1承受对应于发动机扭矩TE的反作用扭矩时，第一齿圈R1(传输构件18)开始产生扭矩。由第一齿圈R1(传输构件18)产生的扭矩和由第二马达M2产生的辅助扭矩之和最终通过第一离合器C1传输到驱动轮34。
在图12中的时间点t3之后，通过控制由第一马达M1承受的反作用扭矩并使用由第二马达M2产生的辅助扭矩，在车辆起步时刻逐渐增加输出扭矩TOUT。如图12所示，车辆向前运动时(即，当换档杆52移动到位置“D”时)的输出扭矩TOUT的增加特性不同于车辆后退时(即，当换档杆52移动到位置“R”时)的输出扭矩TOUT的增加特性。例如，当车辆向前移动时，扭矩TOUT比当车辆后退时增加得快。例如，在由双点划线指示的加速器踏板快速下压的情况下，与由实线指示的情况相比，输出扭矩TOUT快速增加。
当在步骤SA3中做出否定判断后，在对应于混合控制装置86的步骤SA7中，尽管在步骤SA7中没有执行在步骤SA4中执行的完全同步控制，但在电气装置能够发挥作用的范围内减小要由应当接合的第一离合器C1或第二离合器C2连接的构件之间的转速差。换言之，包括第一马达M1、第二马达M2和发动机8的输入系统的转速最小化以降低输入系统的惯性。例如，当车辆停止时，根据换档杆52从位置N(P)至位置D(R)的移动控制传输构件转速N18使其趋向于零。因此，第二马达转速NM2得以最小化。第二马达转速NM2可通过直接控制第二马达M2而降低。可选地，第二马达转速NM2可通过增加第一马达转速NM1而降低。
随后，在对应于第一扭矩控制装置84的步骤SA8中，用于逐渐增加应当接合的第一离合器C1或第二离合器C2的接合压力的指令被输出到液压控制回路70，而不是用于向第一离合器C1或第二离合器C2快速施加接合压力的指令被输出到液压控制回路70，从而自动变速部20输出的扭矩TOUT逐渐增加，进而冲击得以抑制。
在图13中，在时间点t1之前，在车辆停止并且发动机8空转的同时，第一马达M1和第二马达M2处于无负载状态而使得第一马达M1和第二马达M2空转。在时间点t1，在车辆停止并且发动机8空转的同时，换档杆52从位置N移动到位置D(R)。在时间点t2之前，不执行用于第一离合器C1的接合压力的控制。在时间点t1至时间点t2期间，尽管未执行使用第一马达M1和第二马达M2的完全同步控制，但最小化第二马达转速NM2(传输构件转速N18)使其趋向于作为同步转速的零值。由此，第一离合器C1的耐久性的下降受到抑制。然后，在时间点t2至时间点t3期间，执行接合压力控制以逐渐增加用于第一离合器C1的接合压力，而不是向第一离合器C1快速施加接合压力。由此，第二马达转速NM2减至零。若在时间点t2至时间点t3期间执行接合压力控制时改变输入到第一离合器C1的扭矩，则难以执行接合压力控制。因此，由第一马达M1承受的反作用扭矩尽可能保持恒定。此外，由于输出扭矩TOUT在完成第一离合器C1的接合的同时需要快速增加，第一马达M1在第一离合器C1完成接合之前开始承受反作用扭矩。即，如果输出扭矩TOUT在换档杆52从位置N移动到位置D(R)之后缓慢增加，驾驶员会感到不适。因此，第一马达M1在第一离合器C1完成接合之前就开始承受反作用扭矩以防止驾驶员感到不适。
当发动机8未工作并且车速V为零时，无需执行在步骤SA4中执行的同步控制。因此，当在步骤SA2中做出否定判断时，在对应于有级式变速控制装置82的步骤SA9中，执行控制以向根据换档杆52从位置N(P)至位置D(R)的移动而应当接合的第一离合器C1或第二离合器C2快速施加接合压力。由此，从差动部11的输出构件至驱动轮34的构件彼此机械连接。即，在变速机构10中的动力传输路径切换到动力传输允许状态。
随后，在对应于混合控制装置86的步骤SA10中，在第一马达M1空转并且利用差动部11的差动作用根据需要将发动机速度NE维持在零或接近零的情况下，根据驾驶员所需的输出量，例如加速器踏板操作量，通过增加第二马达M2的扭矩而在车辆起步时增加输出扭矩TOUT，从而使车辆在马达驱动模式下受到驱动。
在图14中，在时间点t1之前，在车辆停止并且发动机8停止的情况下，第一马达M1和第二马达M2处于无负载状态，进而，第一马达M1的转速和第二马达M2的转速均为零。在时间点t1，在车辆停止并且发动机8停止情况下，换档杆52从位置N移动到位置D(R)。由于车速V为零，要由第一离合器C1或第二离合器C2连接的构件的转速同步。因此，如果在时间点t1换档杆52从位置N移动到位置D，在时间点t2至时间点t3期间，执行控制而向第一离合器C1快速施加接合压力。在t3时间点之后，输出扭矩TOUT通过增加第二马达M2的扭矩而增加，使得车辆在马达驱动模式下受到驱动。当车辆在马达驱动模式下被驱动时，第一马达M1空转并且第一马达转速NM1为负值，从而利用差动部11的差动作用将发动机速度NE维持在零或接近零。如图14所示，在由双点划线所示的加速器踏板被快速压下的情况下，与实线所示的情况相比，输出扭矩TOUT快速增加。
图15是流程图，其说明由电控单元80执行的主控制操作，即，当换档杆52从位置D(R)移动到位置N(P)时用于适当地控制自动变速部20输出的扭矩TOUT的控制操作。该程序在例如从数毫秒(msec)至数十毫秒的极短周期内执行，并且该程序重复执行。
图16和17是说明图15示出的流程的控制操作的时序图。图16示出了当车辆处于发动机驱动模式下换档杆52从位置D(R)移动到位置N时液压流体温度适当的情况。图17示出了当车辆处于发动机驱动模式下换档杆52从位置D(R)移动到位置N时液压流体温度极低的情况。
在图15中，首先，在对应于换档操作判定部92的步骤SB1中，基于换档位置PSH判定换档杆52是否从位置D(R)移动到位置N(P)。
当在步骤SB1中做出否定判断时，在步骤SB8中执行除控制自动变速部20输出的扭矩TOUT之外的其它控制，或结束程序。
当在步骤SB1中做出肯定判断时，在对应于发动机驱动判定装置94的步骤SB2中，基于输出到发动机输出控制装置58的指令(例如，指示要供应的燃料量的信号)判定发动机是否工作，即，车辆是否处于发动机驱动模式。
当在步骤SB2中做出肯定判断时，在对应于液压流体温度判定装置98和扭矩控制选择装置90的步骤SB3中判定液压流体温度TOIL是否高于预定温度Temp1。
当判定液压流体温度TOIL高于预定温度Temp1时，选择第一扭矩控制装置84来控制输出扭矩TOUT。当判定液压流体温度TOIL等于或低于预定温度Temp1时，由于液压油的高粘度，第一扭矩控制装置84会难以控制第一离合器C1或第二离合器C2的接合压力。由此，会发生问题，例如，冲击会增加。因此，选择第二扭矩控制装置88以控制输出扭矩TOUT。
当在步骤SB3中做出肯定判断后，在对应于第一扭矩控制装置84的步骤SB4中，用于逐渐降低应当分离的第一离合器C1或第二离合器C2的接合压力的指令被输出到液压控制回路70，而不是用于从第一离合器C1或第二离合器快速消除接合压力的指令被输出到液压控制回路70，从而自动变速部20输出的扭矩TOUT逐渐减少，进而冲击得以抑制。
在图16中，在时间点t1，在液压流体温度TOIL高于预定温度Temp1并且发动机8空转的情况下，换档杆52从位置D(R)移动到位置N。在时间点t1至时间点t2期间，执行接合压力控制以逐渐降低用于第一离合器C1的接合压力，而不是从第一离合器C1快速消除接合压力。该接合压力控制的执行方式与考虑到变速冲击和变速响应性进行离合器至离合器的变速时执行的众所周知的接合压力控制的执行方式相同。在时间点t2，第一离合器C1基本上分离，并且输出扭矩TOUT基本上为零。在时间点t2至时间点t3期间，快速完成使用第一马达M1对应于发动机扭矩TE的反作用扭矩控制。在此情况下，由于液压流体温度适当，在使用接合压力控制输出扭矩的可控性方面不存在问题。由此，可使用接合压力控制适当地控制输出扭矩TOUT。
当第二扭矩控制装置88控制输出扭矩TOUT时，扭矩通过应当分离的第一离合器C1或第二离合器C2传输。因此，当在步骤SB3中做出否定判断时，在对应于有级式变速控制装置82的步骤SB5中，用于从应当分离的第一离合器C1或第二离合器C2缓慢地(逐渐地)消除接合压力的指令输出到液压控制回路70，从而第二扭矩控制装置88可执行对输出扭矩TOUT的控制。
随后，在对应于第二扭矩控制装置88的步骤SB6中，当变速机构10中的动力传输路径维持在动力传输允许状态时，由第一马达M1承受的反作用扭矩逐渐减少，从而自动变速部20输出的扭矩TOUT逐渐减少，进而冲击得以抑制。由此，传输到驱动轮34的输出扭矩TOUT受到控制。当从第二马达M2输出辅助扭矩时，第二马达M2的扭矩也逐渐减少。这避免了传输到驱动轮34的输出扭矩TOUT的急剧减少。
在图17中，在时间点t1，在液压流体温度TOIL等于或低于预定温度Temp1并且发动机8空转的情况下，换档杆52从位置D(R)移动到位置N。在时间点t1至时间点t2期间，在扭矩通过缓慢地(逐渐地)从第一离合器C1消除接合压力而经由第一离合器C1传输的同时，由第一马达M1承受的反作用扭矩逐渐减少。由此，传输到驱动轮34的输出扭矩TOUT受到控制。在时间点t2之后，由于第一马达M1承受的反作用扭矩的减少，使得输出扭矩TOUT大致为零。在时间点t2至时间点t3期间，用于第一离合器C1的接合压力比在时间点t1至时间点t2期间减少得更快。在此情况下，尽管液压流体温度低，由于输出扭矩TOUT不依赖于接合压力控制而受到控制，在控制输出扭矩TOUT的可控性方面没有问题。由此，通过控制由第一马达M1承受的反作用扭矩，输出扭矩TOUT受到适当控制。
当在步骤SB2中做出否定判定时，在对应于有级式变速控制装置82的步骤SB7中，用于在冲击没有增加情况下降低应当分离的第一离合器C1和第二离合器C2的接合压力的指令输出到液压控制回路70。
如上所述，在此实施方式中，控制选择装置90基于车辆状况选择第一扭矩控制装置84或第二扭矩控制装置88作为控制自动变速部20输出的扭矩TOUT的控制装置。第一扭矩控制装置84通过控制用于第一离合器C1或第二离合器C2的接合压力来控制输出扭矩TOUT。当变速机构10中的动力传输路径处于动力传输允许状态时，第二扭矩控制装置88通过控制由第一马达M1承受的反作用扭矩来控制输出扭矩TOUT。由此，不管车辆状况如何，输出扭矩TOUT都得到适当地控制。
此外，在此实施方式中，当液压流体温度判定装置98判定液压流体温度TOIL等于或低于预定温度Temp1时，扭矩控制选择装置90选择第二扭矩控制装置88。因此，当车辆处于液压流体温度TOIL极低的状况下时，即，液压流体温度TOIL等于或低于预定温度Temp1，由于液压流体的高粘度，第一扭矩控制装置84会难以准确地控制用于第一离合器C1或第二离合器C2的接合压力，扭矩控制选择装置90选择第二扭矩控制装置88。由此，输出扭矩TOUT得到适当地控制。
此外，在此实施方式中，当换档操作判定装置92判定换档杆52从位置N(P)移动到位置D(R)或从位置D(R)移动到位置N(P)时，扭矩控制选择装置90选择第一扭矩控制装置84或第二扭矩控制装置88。因此，当换档操作装置50的换档杆52在驱动位置和非驱动位置之间移动时，输出扭矩TOUT得到适当地控制，进而冲击得以抑制。
此外，在此实施方式中，当换档操作判定装置92判定换档杆52从位置N(P)移动到位置D(R)并且同步控制判定装置96判定混合控制装置86不能执行最小化要由第一离合器C1或第二离合器C2连接的构件之间的转速差的同步控制时，扭矩控制选择装置90选择第一扭矩控制装置84。因此，当车辆例如由于电力存储装置56的充电状态(SOC)的下降而处于无法执行使用马达M1和M2的同步控制的状况、因而第一离合器C1或第二离合器C2需要接合且同时要由第一离合器C1或第二离合器C2连接的构件处于非同步状态时，选择第一扭矩控制装置84。由此，用于第一离合器C1或第二离合器C2的接合压力得到准确控制，并且输出扭矩TOUT得到适当控制。
此外，在此实施方式中，当换档操作判定装置92判定换档杆52从位置N(P)移动到位置D(R)并且同步控制判定装置96判定混合控制装置86可执行最小化要由第一离合器C1或第二离合器C2连接的构件之间的转速差的同步控制时，扭矩控制选择装置90选择第二扭矩控制装置88。由此，当混合控制装置86已经减少了要由第一离合器C1或第二离合器C2连接的构件之间的转速差时，有级式变速控制装置82接合第一离合器C1或第二离合器C2而将动力传输路径的状态切换到动力传输允许状态。然后，第二扭矩控制装置88逐渐增加由第一马达M1承受的反作用扭矩。由此，输出扭矩TOUT得到控制。因此，当第一离合器C1或第二离合器C2快速接合而将动力传输路径的状态从动力传输中断状态切换到动力传输允许状态时，接合冲击受到抑制。此外，在第一离合器C1或第二离合器C2接合之后通过控制由第一马达M1承受的反作用扭矩，输出扭矩TOUT的增加受到控制。由此，输出扭矩TOUT得到适当地控制。
接下来，将描述本发明的另一实施方式。在下列描述中，与上述实施方式相同或相对应的部分标以相同的参考标号。
ii.第二实施方式
图18是说明根据本发明另一实施方式的变速机构100的构造的示意图。图19是示出在变速机构100的变速操作中使用的液压摩擦接合装置的操作组合的接合表。图20是说明变速机构100的变速操作的列线图。
如以上实施方式所述，变速机构100包括差动部11和具有向前的三个档位的自动变速部102。差动部包括第一马达M1、动力分配机构16和第二马达M2。自动变速部102设置在差动部11和输出轴22之间并且经由传输构件18串联连接到差动部11。动力分配机构16包括第一行星齿轮单元24。第一行星齿轮单元24是单级小齿轮类型，并且具有例如接近“0.418”的预定传动比ρ1。自动变速部102包括第二行星齿轮单元26和第三行星齿轮单元28。第二行星齿轮单元26是单级小齿轮类型，并且具有例如接近“0.532”的预定传动比ρ2。第三行星齿轮单元28是单级小齿轮类型，并且具有例如接近“0.418”的预定传动比ρ3。彼此一体连接的第二行星齿轮单元26的第二恒星齿轮S2和第三行星齿轮单元28的第三恒星齿轮S3通过第二离合器C2选择性地连接到传输构件18。此外，第二恒星齿轮S2和第三恒星齿轮S3通过第一制动器B1选择性地连接到箱12。彼此一体连接的第二行星齿轮单元26的第二托架CA2和第三行星齿轮单元28的第三齿圈R3连接到输出轴22。第二齿圈R2通过第一离合器C1选择性地连接到传输构件18。第三托架CA3通过第二制动器B2选择性地连接到箱12。
由此，自动变速部102通过用于选择自动变速部102的档位的第一离合器C1或第二离合器C2选择性地连接到差动部11(传输构件18)。换言之，第一离合器C1和第二离合器C2中每一个都用作接合装置，该接合装置选择性地切换传输构件18和自动变速部102之间的动力传输路径的状态，即，从差动部11(传输构件18)至驱动轮34的动力传输路径的状态。动力传输路径的状态在动力传输允许状态和动力传输中断状态之间选择性地切换。当动力传输路径处于动力传输允许状态时，允许动力传输。当动力传输路径处于动力传输中断状态时，动力传输中断。即，当第一离合器C1和第二离合器C2中至少一个接合时，动力传输路径置于动力传输允许状态。当第一离合器C1和第二离合器C2分离时，动力传输路径置于动力传输中断状态。
当分离侧接合装置分离并且接合侧接合装置接合在自动变速部102中时，执行离合器至离合器的变速。由此，选择第一档至第三档、倒档以及空档中任一档位。由此，获得了在每个档位的速比γ(＝传输构件转速N18/输出轴转速NOUT)。速比γ基本上以几何方式改变。例如，如图19中的接合操作表所示，速比γ1设定为最大值(例如接近“2.804”)的第一档通过接合第一离合器C1和第二制动器B2而选择。速比γ2设定为小于速比γ1的值(例如接近“1.531”)的第二档通过接合第一离合器C1和第一制动器B1而选择。速比γ3设定为小于速比γ2的值(例如接近“1.000”)的第三档通过接合第一离合器C1和第二离合器C2而选择。速比γR设定为介于速比γ1和γ2之间的值(例如接近“2.393”)倒档通过接合第二离合器C2和第二制动器B2而选择。通过分离第一离合器C1、第二离合器C2、第一制动器B1和第二制动器B2而选择空档“N”。如图19中的接合操作表所示，离合器C1和C2既在第四档接合也在第三档接合。
在如上所述构造的变速机构100中，CVT通过结合用作CVT的差动部11以及自动变速部102而形成。当差动部11的速比控制为恒定时，有级式变速器通过结合差动部11和自动变速部102而基本形成。
更具体地，当差动部11用作CVT且以串联方式连接到差动部11的自动变速部102用作有级式变速器时，在自动变速部102的至少一个档位M处连续改变输入到自动变速器的转速(下文称作“用于自动变速器102的输入转速”)，即传输构件18的转速。由此，速比在至少一个档位M处、在一定范围内连续改变。因此，变速机构100的总速比γT连续改变。由此，在换档机构100中形成CVT。一个档位处的速比与相邻的高档位处的速比的比(即，级差)在图19中的“级差”栏示出。如图19中“总计”栏所示，第一档的速比与第四档的速比的比为3.977。
例如，传输构件转速N18在自动变速部102的第一档至第三档以及倒档的每个档位连续改变，如图19中的接合操作表所示。即，速比在第一档至第三档的每个档位处、在一定范围内连续改变。由此，速比在第一档和第二档之间以及在第二档和第三档之间连续改变。因此，整个变速机构100的总速比γT连续改变。
当差动部11的速比控制为恒定并且离合器C和制动器B选择性地接合以选择第一档至第三档以及倒档中的任一档位时，获得整个变速机构100在每个档位处的总速比γT。总速比γT基本上以几何方式改变。因此，在变速机构100中基本形成有级式变速器。
例如，当差动部11的速比γ0受到控制而固定为“1”时，获得了变速机构100在自动变速部102的第一档至第三档以及倒档的每个档位处的总速比γT，如图19中的接合操作表所示。当在自动变速部102的第三档处差动部11的速比γ0固定为小于“1”的值(例如接近0.7)时，总速比γT在第三档处设定为小于“1”的值，例如，接近“0.705”。即，获得了在第五档处的总速比γT，如图19中的接合操作表所示。
图20是列线图，其中直线表示在包括差动部11和自动变速部102的变速机构100中的旋转元件的转速之间的相对关系。各旋转元件在各档位处于连接状态或分离状态。
在图20中的自动变速部102中，竖直线Y4表示第二恒星齿轮S2和第三恒星齿轮S3的相对转速，第二恒星齿轮S2和第三恒星齿轮S3彼此连接并且被视为第四旋转元件(第四元件)RE4。竖直线Y5表示第三托架CA3的相对转速，第三托架CA3被视为第五旋转元件(第五元件)RE5。竖直线Y6表示第二托架CA2和第三齿圈R3的相对转速，第二托架CA2和第三齿圈R3彼此连接并且被视为第六旋转元件(第六元件)RE6。竖直线Y7表示第二齿圈R2的相对转速，第二齿圈R2被视为第七旋转元件(第七元件)RE7。在自动变速部102中，第四旋转元件RE4通过离合器C2选择性地连接到传输构件18。此外，第四旋转元件RE4通过第一制动器B1选择性地连接到箱12。第五旋转元件RE5通过第二制动器B2选择性地连接到箱12。第六旋转元件RE6连接到自动变速部102的输出轴22。第七旋转元件RE7通过第一离合器C1选择性地连接到传输构件18。
当在差动部11中直线L0与水平线X2相吻合并且等于发动机速度NE的转速从差动部11输入到第七旋转元件RE7时，输出轴22在第一档的转速由倾斜直线L1和竖直直线Y6在自动变速部102中的交点表示，如图20所示。直线L1通过接合第一离合器C1和第二制动器B2设定。直线L1经过表示第七旋转元件RE7(R2)的转速的竖直线Y7与水平线X2的交点以及表示第五旋转元件RE5(CA3)的转速的竖直线Y5与水平线X1的交点。竖直线Y6表示连接到输出轴22的第六旋转元件RE6(CA2，R3)的转速。类似地，输出轴22在第二档的转速由倾斜直线L2与竖直线Y6的交点表示。直线L2通过接合第一离合器C1和第一制动器B1设定。输出轴22在第三档的转速由倾斜直线L3与竖直线Y6的交点表示。直线L3通过接合第一离合器C1和第二离合器C2设定。
当直线L0如图20所示的设定在差动部11中并且高于发动机速度NE的转速从差动部11输入到第七旋转元件RE7时，输出轴22在第四档的转速由水平线L4与竖直线Y6的交点表示。直线L4通过接合第一离合器C1和第二离合器C2设定。
同样在此实施方式中，由于变速机构100包括差动部11和自动变速部102，这样能够获得与上述实施方式所获得效果相同的效果。
已经参照附图描述了本发明的实施方式。然而，本发明可以采用其它实施方式实现。
例如，在每个上述实施方式中，液压控制回路70以根据由第一扭矩控制装置84提供的用于逐渐增加(或逐渐降低)接合压力的指令来逐渐增加(或逐渐降低)用于应当接合的第一离合器C1或第二离合器C2的接合压力的方式操作液压控制回路70中的线性电磁阀SL。然而，除了线性电磁阀，也可以使用蓄能器来逐渐增加(或逐渐降低)接合压力。
此外，在上述各实施方式中的动力分配机构16中，第一托架CA1连接到发动机8，第一恒星齿轮S1连接到第一马达M1，并且第一齿圈R1连接到传输构件18。然而，连接关系不一定限于此。发动机8、第一马达M1和传输构件18中每一个都可连接到第一行星齿轮单元24的三个元件CA1、S1和R1中的任一个。
在上述各实施方式中，发动机8直接连接到输入轴14。然而，例如，发动机8可通过齿轮、带等以可操作的方式连接到输入轴14。发动机8和输入轴14不一定设置在共同的轴线上。
在上述各实施方式中，第一马达M1和第二马达M2与输入轴14同轴设置，第一马达M1连接到第一恒星齿轮S1，并且第二马达M2连接到传输构件18。然而，第一马达M1和第二马达M2不一定以这种方式设置。例如，第一马达M1可通过齿轮、带、减速器等以可操作的方式连接到第一恒星齿轮S1，并且第二马达可通过齿轮、带、减速器等以可操作的方式连接到传输构件18。
在上述各实施方式中，诸如第一离合器C1和第二离合器C2等的液压摩擦接合装置每一个都可以是诸如磁粉离合器等的磁粉接合装置、诸如电磁离合器等的电磁接合装置或者诸如啮合爪式离合器等机械离合器。例如，当使用电磁离合器时，液压控制回路70不是切换油路的阀门装置。代之的是，液压控制回路70可以是切换装置、电磁切换装置等，其切换向电磁离合器提供电指令信号的电指令信号回路的状态。
在上述各实施方式中，能够在动力传输允许状态和动力传输中断状态之间切换动力传输路径的状态的接合装置是用来选择自动变速部20或102的档位的第一离合器C1或第二离合器C2。然而，切换动力传输路径的状态的装置可设置在从差动部11至自动变速部20或102的动力传输路径中或者从自动变速部20或102至驱动轮34的动力传输路径中。本发明也可应用于这种情况。
在上述各实施方式中，自动变速部20或102设置在作为差动部11的输出构件(即动力分配机构16)的传输构件18和驱动轮34之间的动力传输路径中。然而，可以在动力传输路径中设置其它类型的动力传输部(变速器)。例如，可以设置无级变速器(CVT)，其为自动变速器的一种，即，其中使用选择缸和换档缸自动选择档位的常啮合式平行双轴型自动变速器；或者可以设置手动选择档位的同步啮合式手动变速器。当独立于动力传输路径中的自动变速部20或102设置其它类型的动力传输部时，能够在动力传输允许状态和动力传输中断状态之间切换动力传输路径的状态的接合装置设置在从差动部11至动力传输部的动力传输路径中或者从动力传输部至驱动轮34的动力传输路径中。
在上述各实施方式中，自动变速部20或102通过传输构件18以串联方式连接到差动部11。然而，输入轴14可设置成平行于副轴(countershaft)，并且自动变速部20或102可同轴设置在该副轴上。在此情况下，差动部11连接到自动变速部20或102，从而动力能够通过一传输构件组进行传输，该传输构件组包括副轴齿轮(counter gear)对、链齿轮和链条并且起传输构件18的作用。
在上述各实施方式中，起差动机构作用的动力分配机构16可以是差动齿轮单元，该差动齿轮单元包括由发动机转动的小齿轮和与小齿轮啮合的一对锥齿轮。在此情况下，差动齿轮单元选择性地连接到第一马达M1和第二马达M2。
在上述各实施方式中，动力分配机构16包括一个行星齿轮单元。然而，动力分配机构16可包括至少两个行星齿轮单元。当动力分配机构16处于非差动模式(速比固定模式)下时，动力分配机构16可用作具有至少三个档位的变速器。至少两个行星齿轮单元中每一个都不限于单级小齿轮型行星齿轮单元，其可以是双小齿轮型行星齿轮单元。
在上述各实施方式中，换档操作装置50包括换档杆52，操作换档杆52以在多个位置之间选择换档位置PSH。除了换档杆52，也可设置其它装置。例如，可以设置：能够在多个位置之间选择换档位置PSH的开关，例如按钮开关或滑动开关；能够响应驾驶员的声音而不是手动操作在多个位置之间切换换档位置PSH的装置；或者能够根据脚的操作在多个位置之间切换换档位置PSH的装置。此外，在上述各实施方式中，通过将换档杆52移动到位置“M”，设定变速范围。然而，在各变速范围中的最高档位可设定为这样档位。在此情况下，选择此档位，进而自动变速部20或102切换到所选择的档位。例如，当换档杆52手动移动到位置“M”中的升档位置“+”或降档位置“-”时，根据换档杆52的移动在自动变速部20中选择第一档至第四档的其中之一。
由此，已经在说明书中公开的本发明的实施方式在各个方面都应当视为解释性的而不是限制性的。基于本领域的技术人员的知识，可对上述实施方式做出多种改变和改进。

Claims (11)

1.一种用于车辆驱动设备的控制设备，该车辆驱动设备包括：差动部(11)，该差动部包括将发动机(8)的输出分配至第一马达(M1)和传输构件(18)的差动机构(16)；动力传输部(20；102)，该动力传输部设置在从所述差动部(11)至驱动轮(34)的动力传输路径中；以及接合装置(C1，C2)，该接合装置能够在动力传输允许状态和动力传输中断状态之间切换动力传输路径的状态，其中，当所述动力传输路径处于动力传输允许状态时，所述动力传输路径中允许动力传输，而当所述动力传输路径处于动力传输中断状态时，所述动力传输路径中中断动力传输，所述控制设备控制从所述动力传输部(20；102)输出至所述驱动轮(34)的扭矩(Tout)，所述控制设备的特征在于包括：
第一扭矩控制装置(84)，用于通过控制所述接合装置(C1，C2)的接合压力来控制从所述动力传输部(20；102)输出至所述驱动轮(34)的扭矩(Tout)；
第二扭矩控制装置(88)，用于通过控制所述动力传输路径处于所述动力传输允许状态时由所述第一马达(M1)承受的反作用扭矩来控制从所述动力传输部(20；102)输出至所述驱动轮(34)的扭矩(Tout)；以及
扭矩控制选择装置(90)，该扭矩控制选择装置基于车辆状态来选择所述第一扭矩控制装置(84)和所述第二扭矩控制装置(88)之一作为用于控制从所述动力传输部(20；102)输出的扭矩(Tout)的控制装置。
2.如权利要求1所述的用于车辆驱动设备的控制设备，其特征在于还包括：
液压流体温度判定装置(98)，该液压流体温度判定装置用于判定用来操作所述接合装置(C1，C2)的液压流体的温度是否低于预定值，其中，当该液压流体温度判定装置(98)判定液压流体温度低于预定温度时，所述扭矩控制选择装置(90)选择所述第二扭矩控制装置(88)。
3.如权利要求1或2所述的用于车辆驱动设备的控制设备，其特征在于还包括：
切换装置(50)，其位置在使用所述接合装置(C1，C2)将所述动力传输路径的状态切换至所述动力传输允许状态的驱动位置(D，R)和使用所述接合装置(C1，C2)将所述动力传输路径的状态切换至所述动力传输中断状态的非驱动位置(N，P)之间选择性切换，其中，当所述切换装置(50)的位置在所述驱动位置(D，R)和所述非驱动位置(N，P)之间切换时，所述扭矩控制选择装置(90)选择所述第一扭矩控制装置(84)和所述第二扭矩控制装置(88)之一。
4.如权利要求3所述的用于车辆驱动设备的控制设备，其中：
所述车辆驱动设备还包括第二马达(M2)，该第二马达以可操作的方式连接到所述传输构件(18)；
所述控制设备还包括同步控制装置(96)，用于使用所述第一马达(M1)和所述第二马达(M2)至少其中之一来减少通过所述接合装置(C1，C2)连接的构件之间的旋转速度差；以及
当所述切换装置(50)的位置从所述非驱动位置(N，P)切换到所述驱动位置(D，R)且所述同步控制装置(96)不能减少所述构件之间的旋转速度差时，所述扭矩控制选择装置(90)选择所述第一扭矩控制装置(84)。
5.如权利要求4所述的用于车辆驱动设备的控制设备，其中：
当所述切换装置(50)的位置从所述非驱动位置(N，P)切换到所述驱动位置(D，R)且所述同步控制装置(96)能够减少所述构件之间的旋转速度差时，所述扭矩控制选择装置(90)选择所述第二扭矩控制装置(88)；以及
在所述同步控制装置(96)已经减少了所述构件之间的旋转速度差时通过接合所述接合装置(C1，C2)将所述动力传输路径的状态切换到所述动力传输允许状态之后，所述第二扭矩控制装置(88)通过控制由所述第一马达(M1)承受的反作用扭矩来控制从所述动力传输部(20；102)输出的扭矩(Tout)。
6.如权利要求1所述的用于车辆驱动设备的控制设备，其中，所述差动机构(16)是行星齿轮单元(16)，该行星齿轮单元包括连接到所述发动机(8)的第一元件(RE1)、连接到所述第一马达(M1)的第二元件(RE2)和连接到所述传输构件(18)的第三元件(RE3)。
7.如权利要求6所述的用于车辆驱动设备的控制设备，其中所述第一元件(RE1)是所述行星齿轮单元(16)的托架(CA1)，所述第二元件(RE2)是所述行星齿轮单元(16)的恒星齿轮(S1)，而所述第三元件(RE3)是所述行星齿轮单元(16)的齿圈(R1)。
8.如权利要求6或7所述的用于车辆驱动设备的控制设备，其中，所述行星齿轮单元(16)是单级小齿轮型行星齿轮单元(16)。
9.如权利要求1所述的用于车辆驱动设备的控制设备，其中：
所述动力传输部(20；102)包括自动变速器(20；102)；并且
所述车辆驱动设备的总速比基于所述自动变速器(20；102)的速比和所述差动部(11)的速比确定。
10.如权利要求9所述的用于车辆驱动设备的控制设备，其中，所述动力传输部(20；102)是有级式自动变速器(20；102)。
11.一种用于车辆驱动设备的控制方法，该车辆驱动设备包括：差动部(11)，该差动部包括将发动机(8)的输出分配至第一马达(M1)和传输构件(18)的差动机构(16)；动力传输部(20；102)，该动力传输部设置在从所述差动部(11)至驱动轮(34)的动力传输路径中；以及接合装置(C1，C2)，该接合装置能够在动力传输允许状态和动力传输中断状态之间切换动力传输路径的状态，其中，当所述动力传输路径处于动力传输允许状态时，所述动力传输路径中允许动力传输，而当所述动力传输路径处于动力传输中断状态时，所述动力传输路径中中断动力传输，所述控制方法控制从所述动力传输部(20；102)输出至所述驱动轮(34)的扭矩(Tout)，所述控制方法的特征在于包括：
基于车辆状态选择是通过控制所述接合装置(C1，C2)的接合压力来控制从所述动力传输部(20；102)输出至所述驱动轮(34)的扭矩(Tout)，还是当所述动力传输路径处于动力传输允许状态时通过控制由所述第一马达(M1)承受的反作用扭矩来控制从所述动力传输部(20；102)输出至所述驱动轮(34)的扭矩(Tout)。
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