CN101195377B - 用于车辆用驱动装置的控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于车辆用驱动装置的控制装置。所述车辆用驱动装置包括发动机(8)和电动机(M)，用于车辆用驱动装置的控制装置在确定所述发动机(8)的工作点和所述电动机(M)的工作点时抑制电动机噪声和/或齿轮噪声的发生。当基于系统效率确定的所述电动机(M)的工作点处于噪声发生区域(N)时，噪声区域避免装置(86)改变所述电动机(M)的工作点，以便所述电动机(M)的工作点避免所述噪声发生区域(N)。因此，能够避免在电动机(M)的特定工作点处明显发生噪声。

Description

用于车辆用驱动装置的控制装置
技术领域
本发明涉及一种用于包括发动机和电动机的车辆用驱动装置的控制装置。更具体地，本发明涉及一种基于车辆用驱动装置的特性确定发动机的工作点和电动机的工作点的技术。
背景技术
一种用于包括发动机和电动机的车辆用驱动装置的控制装置是可用的。该控制装置基于车辆用驱动装置的特性确定发动机的工作点和电动机的工作点。
这样一种用于车辆用驱动装置的控制装置的示例在日本专利申请公布文献No.9-98516(JP-A-9-98516)中说明。该车辆用驱动装置包括由存储在蓄电装置中的电能操作的电动机，以及通过燃烧燃料操作的发动机，以作为驱动车辆的动力源。该控制装置基于车辆用驱动装置的特性(例如整个驱动装置的系统效率，包括电动机的能量转换效率和发动机的燃料消耗)确定发动机的工作点和电动机的工作点，以提高可驱动性和燃料效率两者。
但是，当确定发动机的工作点和电动机的工作点时，没有考虑以下事实，即当执行动力行驶控制或动力产生控制时由于电动机的旋转而发生(出现)电动机噪声，或者对于啮合来传递动力的驱动系统的齿轮发生齿轮噪声，例如由于构成驱动装置一部分的行星齿轮单元中齿轮的啮合而发生齿轮噪声。因此，可能会出现新的问题，即在发动机的特定工作点或电动机的特定工作点处明显发生电动机噪声或齿轮噪声。
发明内容
本发明提供了一种用于包括发动机和电动机的车辆用驱动装置的控制装置，其在确定发动机的工作点和电动机的工作点时，抑制发生电动机噪声和/或齿轮噪声。
本发明的第一方面涉及一种用于车辆用驱动装置的控制装置，所述车辆用驱动装置包括发动机和电动机。所述控制装置基于所述车辆用驱动装置的特性确定所述发动机的工作点和所述电动机的工作点。在所述控制装置中，当所述电动机的工作点处于电动机噪声发生区域和齿轮噪声发生区域中的至少一个中时，所述电动机的工作点被改变，以便所述电动机的工作点避免所述电动机噪声发生区域和所述齿轮噪声发生区域中的所述至少一个。
在上述用于车辆用驱动装置的控制装置中，当基于所述车辆用驱动装置的特性确定的所述电动机的工作点处于电动机噪声发生区域和齿轮噪声发生区域中的至少一个中时，所述电动机的工作点被改变，以便所述电动机的工作点避免所述电动机噪声发生区域和所述齿轮噪声发生区域中的所述至少一个。因此，可以抑制在发动机的特定工作点处明显发生的电动机噪声和/或齿轮噪声。
本发明的另一方面涉及一种用于车辆用驱动装置的控制装置，所述车辆用驱动装置包括发动机和电动机。所述控制装置基于所述车辆用驱动装置的特性确定所述发动机的工作点和所述电动机的工作点。在所述控制装置中，当所述发动机的工作点处于电动机噪声发生区域和齿轮噪声发生区域中的至少一个中时，所述发动机的工作点被改变，以便所述发动机的工作点避免所述电动机噪声发生区域和所述齿轮噪声发生区域中的所述至少一个。
在上述用于车辆用驱动装置的控制装置中，当基于所述车辆用驱动装置的特性确定的所述发动机的工作点处于电动机噪声发生区域和齿轮噪声发生区域中的至少一个中时，所述发动机的工作点被改变，以便所述发动机的工作点避免所述电动机噪声发生区域和所述齿轮噪声发生区域中的所述至少一个。因此，可以抑制在发动机的特定工作点处明显发生的电动机噪声和/或齿轮噪声。
本发明的另一方面涉及一种用于车辆用驱动装置的控制装置，所述车辆用驱动装置包括发动机、电动机以及变速器。所述控制装置基于所述车辆用驱动装置的特性确定所述发动机的工作点、所述电动机的工作点以及所述变速器的变速比。在所述控制装置中，当车辆状态处于电动机噪声发生区域和齿轮噪声发生区域中的至少一个中时，通过改变所述变速器的变速比使所述车辆状态改变，以便所述车辆状态避免所述电动机噪声发生区域和所述齿轮噪声发生区域中的所述至少一个。
在上述用于车辆用驱动装置的控制装置中，当基于所述车辆用驱动装置的特性确定的车辆状态处于电动机噪声发生区域和齿轮噪声发生区域中的至少一个中时，通过改变所述变速器的变速比使所述车辆状态改变，以便所述车辆状态避免所述电动机噪声发生区域和所述齿轮噪声发生区域中的所述至少一个。因此，可以抑制在变速器的特定工作点处明显发生的电动机噪声和/或齿轮噪声。而且，通过改变变速器的变速比，改变电动机的工作点和发动机的工作点中至少一个，以使电动机的工作点和发动机的工作点中所述至少一个避免所述电动机噪声发生区域和所述齿轮噪声发生区域中的所述至少一个。因此，可以抑制在电动机的特定工作点和/或发动机的特定工作点处明显发生的电动机噪声和/或齿轮噪声。
在所述用于车辆用驱动装置的控制装置中，所述变速器可以是根据预定变速图实行变速的自动变速器，所述预定变速图包括用于判定所述自动变速器需要变速的变速点。可以通过将所述变速点从通常变速点改变为噪声避免变速点，由此改变所述自动变速器的变速比，使所述车辆状态改变，以便所述车辆状态避免所述电动机噪声发生区域和所述齿轮噪声发生区域中的所述至少一个。利用该配置，容易避免电动机噪声发生区域和齿轮噪声发生区域中的至少一个。
在所述用于车辆用驱动装置的控制装置中，当判定为通过改变所述变速点不会改变所述自动变速器的变速比时，可以将所述变速点从所述噪声避免变速点改变为所述通常变速点。利用该配置，可以避免以下情况，其中例如执行降档并且由于将变速点改变为通常变速点而突然产生冲击，从而乘客感觉不舒适。
所述用于车辆用驱动装置的控制装置可以包括用于判定是否需要避免所述电动机噪声发生区域和所述齿轮噪声发生区域中的至少一个的噪声区域避免判定装置。当所述噪声区域避免判定装置判定为需要避免所述电动机噪声发生区域和所述齿轮噪声发生区域中的至少一个时，避免所述电动机噪声发生区域和所述齿轮噪声发生区域中的所述至少一个。利用该配置，可以抑制车辆用驱动装置的特性例如车辆用驱动装置的系统效率的恶化，由此与一直避免所述电动机噪声发生区域和所述齿轮噪声发生区域中的至少一个的情况相比提高可驱动性和燃料效率。
在所述用于车辆用驱动装置的控制装置中，所述噪声区域避免判定装置可以基于电动机噪声水平和齿轮噪声水平中的至少一个是否比背景噪声水平高出至少预定值，判定是否需要避免所述电动机噪声发生区域和所述齿轮噪声发生区域中的至少一个。利用该配置，仅仅当电动机噪声水平和齿轮噪声水平中的至少一个比背景噪声水平高出至少预定值时，才避免所述电动机噪声发生区域和所述齿轮噪声发生区域中的至少一个。因此，可以抑制车辆用驱动装置的特性例如车辆用驱动装置的系统效率的恶化，由此提高可驱动性和燃料效率。
在所述用于车辆用驱动装置的控制装置中，当电动机噪声水平和齿轮噪声水平中的至少一个保持比背景噪声水平高出至少所述预定值达预定时间时，所述噪声区域避免判定装置可以判定需要避免所述电动机噪声发生区域和所述齿轮噪声发生区域中的至少一个。利用该配置，防止用于避免所述电动机噪声发生区域和所述齿轮噪声发生区域中的至少一个的避免控制在短时间内反复执行和停止。因此，使车辆状态稳定。
在所述用于车辆用驱动装置的控制装置中，车辆用驱动装置可以包括差动部，该差动部可以包括差动机构。差动机构包括与发动机相连接的第一元件、与第一电动机相连接的第二元件以及与传递部件相连接的第三元件。差动机构将来自发动机的输出分配到第一电动机和传递部件。
利用该配置，例如当传递部件的转速依赖于车速时，使用差动机构的差动作用改变第一电动机的工作点和/或发动机的工作点，而不改变传递部件的转速。
在所述用于车辆用驱动装置的控制装置中，车辆用驱动装置可以包括差动部，该差动部可以包括差动机构。差动机构包括与发动机相连接的第一元件、与第一电动机相连接的第二元件以及与第二电动机和传递部件相连接的第三元件。差动机构将来自发动机的输出分配到第一电动机和传递部件。变速器可以设置在从传递部件到驱动轮的动力传递路径中。
利用该配置，可以通过改变变速器的变速比来改变第二电动机的工作点。在此情况下，只有变速器的变速比可以改变。或者，可以同时改变变速器的变速比和差动部的变速比，使得基于车辆用驱动装置的特性确定的发动机的工作点保持不变。
就是说，在车辆用驱动装置中，车辆用驱动装置的总变速比基于差动部的变速比和变速器的变速比确定。因此，可以通过改变变速器的变速比来改变第二电动机的工作点和发动机的工作点。通过改变差动部的变速比和变速器的变速比而使总变速比不变，可以不改变发动机的工作点而改变第一电动机的工作点和第二电动机的工作点。而且，通过仅仅改变差动部的变速比，可以不改变第二电动机的工作点而改变第一电动机的工作点和发动机的工作点。
差动机构可以是行星齿轮单元。第一元件可以是行星齿轮单元的行星架。第二元件可以是行星齿轮单元的太阳齿轮。第三元件可以是行星齿轮单元的齿圈。
利用该配置，可以通过改变发动机的工作点和/或电动机的工作点来抑制行星齿轮单元中发生齿轮噪声。
变速器可以是例如具有多个档位(例如两个前向档位或者三个或更多前向档位)的各种行星齿轮式变速器中之一，其中至少一个行星齿轮单元的旋转元件通过接合装置而选择性接合以选择多个档位之一。
利用该配置，可以通过改变变速器的档位(变速比)来抑制行星齿轮单元中发生齿轮噪声。
当车辆处于其中允许车辆用驱动装置的特性(例如车辆用驱动装置的系统效率)降低的车辆状态中时，可以避免电动机噪声发生区域和齿轮噪声发生区域中的至少一个。
利用该配置，车辆可靠地继续行驶。例如，当向电动机供应电能的蓄电装置的充电容量(充电状态)超过预定值时，车辆可以处于其中允许车辆用驱动装置的特性降低的车辆状态中，因此即使动力产生效率和充电效率下降或者蓄电装置未用电力充电，也可以没有问题地驱动电动机。
在该车辆用驱动装置中，从发动机到驱动轮的动力传递路径的状态可以在动力传递允许状态和动力传递中断状态之间切换。车辆用驱动装置可以还包括切换装置，该切换装置选择性地在将动力传递路径的状态切换到动力传递允许状态的驱动位置和将动力传递路径的状态切换到动力传递中断状态的非驱动位置之间切换。当切换装置处于预定位置时，可以避免电动机噪声发生区域和齿轮噪声发生区域中的至少一个。
利用该配置，以按照预定位置的方式避免电动机噪声发生区域和齿轮噪声发生区域中的至少一个。当将切换装置切换到驱动位置时，例如当车辆向前行驶时，执行控制以在蓄电装置的充电容量超过预定值的情况下避免电动机噪声发生区域和齿轮噪声发生区域中的至少一个。当将切换装置切换到非驱动位置时，例如当车辆驻车时，如果蓄电装置用通过发动机的动力操作的电动机所产生的电力充电，则避免电动机噪声发生区域和齿轮噪声发生区域中的至少一个。
附图说明
通过结合附图阅读对于本发明实施例的以下详细说明，将更好地理解本发明的上述和/或其它特征、优点以及技术和工业重要性，且附图中：
图1是解释根据本发明第一实施例的用于混合动力车辆的驱动装置的构造的示意图；
图2是一工作表，解释图1的驱动装置的变速操作中使用的液压摩擦接合装置的工作组合；
图3是解释在图1的驱动装置的各个档位下的相对转速的共线图；
图4是解释设置在图1驱动装置中的电子控制单元的输入和输出信号的视图；
图5是液压控制回路中与控制离合器C1和C2以及制动器B1至B3的液压致动器的线性电磁阀相关的回路图；
图6示出包括变速杆并可操作在多个位置中选择一个变速位置的变速操作装置示例；
图7是解释图4电子控制单元执行的控制操作的主要部分的功能框图；
图8示出驱动装置的变速控制中使用的变速图的示例，以及在驱动力源切换控制中使用的驱动力源切换图的示例，该驱动力源切换控制将驱动模式在发动机驱动模式和电动机驱动模式之间切换，并且图8还示出变速图与驱动力源切换图之间的关系；
图9示出燃料效率图的示例，其中虚线是最优燃料效率曲线；
图10是通过经验限定并预先存储的电动机图的示例，其中使用电动机转速和电动机转矩作为参数，曲线P是示出从电动机输出的不变动力值的恒定动力线P的示例，点A是电动机的工作点的示例，该点基于电动机的驱动效率设定，阴影圆圈部分N是噪声发生区域的示例；
图11是与图10中的燃料效率图相同的燃料效率图，其中曲线P是示出从发动机输出的不变动力值的恒定动力线P的示例，点A是发动机的工作点的示例，该点基于发动机的燃料效率设定，阴影圆圈部分N是噪声发生区域的示例；
图12是解释将噪声水平与背景噪声水平比较的情况的视图，作为判定是否需要避免噪声发生区域N的一个示例；
图13是解释由图4的电子控制单元所执行的控制操作的流程图，该控制操作即当确定发动机的工作点和电动机的工作点时抑制噪声发生的控制操作；
图14是解释图13的流程图中所示的控制操作的时间图，示出这样的示例，其中因为背景噪声的水平降低，改变工作点以使得工作点避免噪声发生区域N；
图15是根据本发明第二实施例的变速图，其对应于图8中根据第一实施例的变速图，其中阴影圆圈部分N是噪声发生区域N的示例，虚线是通过改变用于从一档到二档的升档的通常升档线来设定的用于从一档到二档的升档的噪声避免升档线，双点划线是通过改变用于从二档到一档的降档的通常降档线来设定的用于从二档到一档的降档的噪声避免降档线；
图16是根据第二实施例解释由图4所示电子控制单元执行的控制操作的主要部分的流程图，该控制操作即当确定发动机的工作点和电动机的工作点时抑制噪声发生的控制操作，图16对应于图13中的流程图；
图17是根据第二实施例的解释图16的流程图中所示的控制操作的时间图，示出这样的示例，其中背景噪声的水平增大，因此通过改变变速线以停止避免噪声发生区域N，图17对应于图14；
图18是解释用于混合动力车辆的驱动装置的构造的示意图，根据本发明第三实施例的用于车辆用驱动装置的驱动装置应用于该混合动力车辆，图18对应于图1；
图19是解释在图18的驱动装置的变速操作中使用的液压摩擦接合装置的工作组合的工作表，图19对应于图2；以及
图20是解释在图18的驱动装置的各个档位下的相对转速的共线图，图20对应于图3。
具体实施方式
在以下说明和附图中，将参照实施例更详细说明本发明。
首先，将说明根据第一实施例的用于车辆用驱动装置的控制装置。图1是解释构成本发明所应用的混合动力车辆的驱动装置一部分的变速机构10的示意图。在图1中，变速机构10包括串联设置在变速器壳体12(下文简称为壳体12)中的共同轴线上的输入轴14、差动部11、自动变速部20和输出轴22。变速器壳体12作为非旋转部件装配至车身。输入轴14是输入旋转部件。作为CVT部分的差动部11直接或通过脉冲吸收阻尼器(即减振装置；未示出)等间接连接至输入轴14。自动变速部20是动力传递部分。自动变速部20配置在差动部11和驱动轮34(参照图7)之间的动力传递路径中，并经由传递部件(传递轴)18直接连接至差动部11。作为输出旋转部件的输出轴22连接至自动变速部20。例如，该变速机构10设置在发动机纵向布置的发动机前置后轮驱动车辆。变速机构10配置在诸如汽油发动机或柴油发动机之类的内燃机(以下简称为发动机)8和一对驱动轮34之间。发动机8是直接或通过脉冲吸收阻尼器(未示出)间接连接至输入轴14的用于驱动车辆的驱动力源。变速机构10通过构成动力传递路径一部分的差动齿轮单元(末级减速器)32(参照图7)、一对车轴等将动力从发动机8传递至该对驱动轮34。
于是在第一实施例的变速机构10中，发动机8直接连接到差动部11。就是说，发动机8连接到差动部11，且在发动机8和差动部11之间没有布置诸如变矩器或流体耦合器之类的流体变速装置。例如，当发动机8通过上述脉冲吸收阻尼器连接到差动部11时，认为发动机8直接连接到差动部11。因为变速机构10的构造相对于其轴线对称，所以在图1的示意图中省略了变速机构10的下半部。在后面示出根据第三实施例的驱动装置的图18的示意图中，变速机构100的下半部类似地省略了。
差动部11包括第一电动机M1、动力分配机构16和第二电动机M2。动力分配机构16是机械地分配输入到输入轴14的来自发动机8的生产的机械机构。就是说，动力分配机构16是将发动机8的输出分配至第一电动机M1和传递部件18的差动机构。第二电动机M2与传递部件18可操作连接，使得第二电动机M2与传递部件18成一体旋转。第一实施例中的第一电动机M1和第二电动机M2每个都是具有产生电力功能(发电功能)的所谓电动/发电机。第一电动机M1具有至少用于承受反作用力的发电功能。第二电动机M2具有至少用于输出驱动力以作为驱动力源的电机功能。在本说明书中，当不将第一电动机M1和第二电动机M2彼此区分时，第一电动机M1和第二电动机M2可以统一称为“电动机M”。
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是具有例如约0.418的预定齿数比ρ1的单小齿轮型。第一行星齿轮单元24包括作为旋转元件的第一太阳齿轮S1、第一行星齿轮P1、第一行星架CA1和第一齿圈R1。第一行星架CA1支承第一行星齿轮P1使得第一行星齿轮P1在其轴线上旋转并且绕第一太阳齿轮S1运动。第一齿圈R1通过第一行星齿轮P1与第一太阳齿轮S1啮合。齿数比ρ1等于ZS1/ZR1。在此等式中，ZS1表示第一太阳齿轮S1的齿数，ZR1表示第一齿圈R1的齿数。
在动力分配机构16中，第一行星架CA1连接至输入轴14，即连接至发动机8。第一太阳齿轮S1连接至第一电动机M1。第一齿圈R1连接至传递部件18。当第一行星齿轮单元24的三个元件即第一太阳齿轮S1、第一行星架CA1和第一齿圈R1可以相对于彼此旋转时，具有上述构造的动力分配机构16被置于其中可以实现差动作用的差动模式，即实现差动作用。于是，发动机8的输出被分配到第一电动机M1和传递部件18。而且，由第一电动机M1使用分配到第一电动机M1的一部分发动机8输出来产生电能，所产生的电能被存储或者用来转动第二电动机M2。因此，差动部11(动力分配机构16)用作电动差动装置。所以，例如将差动部11置于所谓的无级变速器(CVT)模式(电控CVT模式)下。就是说，差动部11连续改变传递部件18的转速而无论发动机8的转速如何。就是说，当动力分配机构16被置于差动模式时，差动部11也被置于差动模式下。于是，差动部11用作变速比γ0(输入轴14的转速NIN/传递部件18的转速N18)从最小值γ0min到最大值γ0max连续变化的电控CVT。
自动变速部20包括单个小齿轮式第二行星齿轮单元26、单个小齿轮式第三行星齿轮单元28和单个小齿轮式第四行星齿轮单元30。自动变速部20用作有级自动变速器。就是说，自动变速部20是具有多个档位的行星齿轮式自动变速器。第二行星齿轮单元26包括第二太阳齿轮S2、第二行星齿轮P2、第二行星架CA2和第二齿圈R2。第二行星架CA2支承第二行星齿轮P2使得第二行星齿轮P2在其轴线上旋转并且绕第二太阳齿轮S2运动。第二齿圈R2通过第二行星齿轮P2与第二太阳齿轮S2啮合。例如，第二行星齿轮单元26具有约0.562的预定齿数比ρ2。第三行星齿轮单元28包括第三太阳齿轮S3、第三行星齿轮P3、第三行星架CA3、第三齿圈R3。第三行星架CA3支承第三行星齿轮P3使得第三行星齿轮P3在其轴线上旋转并且绕第三太阳齿轮S3运动。第三齿圈R3通过第三行星齿轮P3与第三太阳齿轮S3啮合。例如，第三行星齿轮单元28具有约0.425的预定齿数比ρ3。第四行星齿轮单元30包括第四太阳齿轮S4、第四行星齿轮P4、第四行星架CA4、第四齿圈R4。第四行星架CA4支承第四行星齿轮P4使得第四行星齿轮P4在其轴线上旋转并且绕第四太阳齿轮S4运动。第四齿圈R4通过第四行星齿轮P4与第四太阳齿轮S4啮合。例如，第四行星齿轮单元30具有约0.421的预定齿数比ρ4。齿数比ρ2等于ZS2/ZR2。在此等式中，ZS2表示第二太阳齿轮S2的齿数，而ZR2表示第二齿圈R2的齿数。齿数比ρ3等于ZS3/ZR3。在此等式中，ZS3表示第三太阳齿轮S1的齿数。ZR3表示第三齿圈R3的齿数。齿数比ρ4等于ZS4/ZR4。在此等式中，ZS4表示第四太阳齿轮S4的齿数。ZR4表示第四齿圈R4的齿数。
在自动变速部20中，一体地彼此连接的第二太阳齿轮S2和第三太阳齿轮S3通过第二离合器C2选择性地连接至传递部件18。而且，第二太阳齿轮S2和第三太阳齿轮S3通过第一制动器B1选择性地连接到壳体12。第二行星架CA2通过第二制动器B2选择性地连接到壳体12。第四齿圈R4通过第三制动器B3选择性地连接到壳体12。一体地彼此连接的第二齿圈R2、第三行星架CA3和第四行星架CA4连接到输出轴22。一体地彼此连接的第三齿圈R3和第四太阳齿轮S4通过第一离合器C1选择性地连接到传递部件18。
因而，自动变速部20和差动部11(传递部件18)通过用于选择自动变速部20各档位的第一离合器C1或第二离合器C2而选择性地连接。换言之，各个第一离合器C1和第二离合器C2用作选择性切换传递部件18和自动变速部20之间的动力传递路径的状态的接合装置，该路径即从差动部11(传递部件18)到驱动轮34的动力传递路径。动力传递路径的状态选择性地在动力传递允许状态和动力传递中断状态之间切换。当动力传递路径处于动力传递允许状态时，允许动力传递。当动力传递路径处于动力传递中断状态时，中断动力传递。就是说，当第一离合器C1和第二离合器C2中的至少一个接合时，动力传递路径被置于动力传递允许状态。当第一离合器C1和第二离合器C2分离时，该动力传递路径被置于动力传递中断状态。
当分离需要分离的液压摩擦接合装置(以下称为“分离侧接合装置”)和接合需要接合的液压摩擦接合装置(以下称为“接合侧接合装置”)时，进行离合器至离合器变速。结果，选择一档至四档中之一、或者倒档或者空档。于是实现各个档位下的变速比γ(＝传递部件18的转速N18/输出轴22的输出轴转速NOUT)。变速比γ基本上成几何级数变化。如图2中的接合工作表所示，例如当变速机构10用作有级变速器时，通过接合第一离合器C1和第三制动器B3选择具有例如约3.357的最高变速比γ1的一档。通过接合第一离合器C1和第二制动器B2选择具有小于变速比γ1的、例如约2.180的变速比γ2的二档。通过接合第一离合器C1和第一制动器B1选择具有小于变速比γ2的、例如约1.424的变速比γ3的三档。通过接合第一离合器C1和第二离合器C2选择具有小于变速比γ3的、例如约1.000的变速比γ4的四档。如图2所示，通过接合第一离合器C1和第二离合器C2两者选择五档。通过接合第二离合器C2和第三制动器B3选择具有在变速比γ1和γ2之间的、例如约3.209的变速比γR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选择空档状态N。
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(下文中统称为离合器C和制动器B，除非需要将一个特定离合器或特定制动器与另一离合器或另一制动器区分开来)是传统车辆自动变速器中通常使用的液压摩擦接合装置。各个离合器C和制动器B都可以是由包括多个由液压致动器压紧的堆叠摩擦盘的湿式多片离合器和制动器。各个制动器B可以是带式制动器，其中一条带或两条带缠绕在转鼓的外周表面上并且其端部由液压致动器张紧。各个离合器C和制动器B选择性地连接设置在其两侧上的部件。
在如上所述构造的变速机构10中，通过组合用作CVT的差动部11和自动变速部20来形成CVT。当控制差动部11的变速比不变时，通过组合差动部11和自动变速部20来基本形成有级变速器。
更具体地，当差动部11用作CVT而串联连接到差动部11的自动变速部20用作有级变速器时，输入到置于自动变速部20的至少一个档位M下的自动变速部20的转速(以下称为“自动变速部20的输入转速”)即传递部件18的转速(以下称为“传递部件转速N18”)连续改变。结果在该至少一个档位M下，变速比在特定范围中无级变化。所以，变速机构10的总变速比γT(＝输入轴14的转速NIN/输出轴22的转速NOUT)无级变化。于是，在变速机构10中形成CVT。变速机构10的总变速比γT基于差动部11的变速比γ0和自动变速部20的变速比γ确定。
例如，在图2的接合工作表所示自动变速部20的一至四档和倒档中每个下，传递部件转速N18无级变化。于是，在一至四档和倒档中每个下，变速比在特定范围中无级变化。结果，变速比在一档和二档之间、二档和三档之间，以及三档和四档之间无级变化。所以，变速机构10的总变速比γT无级变化。在图2中的部分“步进比”中示出在一个档位下的变速比与相邻较高档位下的变速比的比值(即步进比)。如图2中的部分“总幅”所示，一档下的变速比与四档下的变速比的比值是3.36。
当控制差动部11的变速比γ0不变，而离合器C和制动器B选择性接合以建立一至四档和倒档中任一个时，实现每个档位下整个变速机构10的总变速比γT。总变速比γT基本上按几何级数有级变化。于是，在变速机构10中，基本上形成有级变速器。
例如，当差动部11的变速比γ0控制固定为1时，如图2的接合工作表所示，实现在自动变速部20的一至四档和倒档中的每个下变速机构10的总变速比γT。当在自动变速部20的四档下将差动部11的变速比γ0固定为小于1的值例如约0.7时，总变速比γT在四档下被设定为小于1的值，例如约0.7。就是说，如图2的接合工作表所示，实现五档处的总变速比γT。
图3是共线图，其中直线表示在包括差动部11和自动变速部20的变速机构10中旋转元件的转速之间的相对关系。在各个档位下各个旋转元件处于连接状态或断开状态。图3的共线图是二维坐标系统。在图3的共线图中，横轴表示行星齿轮单元24、26、28、30的齿数比ρ(ρ1、ρ2、ρ3、ρ4)之间的关系，而纵轴表示相对转速。三条水平线中的水平线X1表示0的转速。水平线X2表示1.0的转速，即连接至输入轴14的发动机8的转速NE。水平线XG表示传递部件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。就是说，竖直线Y1表示作为第二旋转元件(第二元件)RE2的第一太阳齿轮S1的相对转速。竖直线Y2表示作为第一旋转元件(第一元件)RE1的第一行星架CA1的相对转速。竖直线Y3表示作为第三旋转元件(第三元件)RE3的第一齿圈R1的相对转速。竖直线Y1和Y2之间，以及竖直线Y2和Y3之间的间距基于第一行星齿轮单元24的齿数比ρ1确定。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。就是说，竖直线Y4表示作为第四旋转元件(第四元件)RE4的彼此连接的第二太阳齿轮S2和第三太阳齿轮S3的相对转速。竖直线Y5表示作为第五旋转元件(第五元件)RE5的第二行星架CA2的相对转速。竖直线Y6表示作为第六旋转元件(第六元件)RE6的第四齿圈R4的相对转速。竖直线Y7表示作为第七旋转元件(第七元件)RE7的彼此连接的第二齿圈R2、第三行星架CA3和第四行星架CA4的相对转速。竖直线Y8表示作为第八旋转元件(第八元件)RE8的彼此连接的第三齿圈R3与第四太阳齿轮S4的相对转速。竖直线之间的间距基于第二、第三和第四行星齿轮单元26、28、30的齿数比ρ2、ρ3和ρ4确定。在共线图中，太阳齿轮和行星架之间的间距设定为表示“1”。行星架和齿圈之间的间距设定为表示齿数比ρ(ρ1、ρ2、ρ3或ρ4)。就是说，在差动部11中，竖直线Y1和Y2之间的间距设定为表示“1”，而竖直线Y2和Y3之间的间距设定为表示齿数比ρ1。在自动变速部20中，第二、第三和第四行星齿轮单元26、28、30中每一个的太阳齿轮和行星架之间的间距设定为表示“1”。第二、第三和第四行星齿轮单元26、28、30中每一个的行星架和齿圈之间的间距设定为表示齿数比ρ(ρ2、ρ3或ρ4)。
如图3的共线图所示，在第一实施例的变速机构10的动力分配机构16(差动部11)中，第一旋转元件RE1(第一行星架CA1)连接到输入轴14即连接到发动机8)，并且第二旋转元件RE2连接到第一电动机M1，而第三旋转元件RE3(第一齿圈R1)连接到传递部件18和第二电动机M2。于是，输入轴14的旋转运动通过传递部件18传递(输入)到自动变速部20。在此情况下，经过线Y2和X2之间交点的倾斜直线L0表示第一太阳齿轮S1和第一齿圈R1转速之间的关系。
例如，差动部11可以被置于差动模式下，使得第一旋转元件RE1至第三旋转元件RE3相对于彼此可旋转，并且取决于车速V的第一齿圈R1的转速可以基本不变。在此情况下，当通过控制第一电动机M1的转速而升高或降低第一太阳齿轮S1的转速时，第一行星架CA1的转速即发动机转速NE升高或降低。第一齿圈R1的转速由直线L0和竖直线Y3之间交点表示并取决于车速V。第一太阳齿轮S1的转速由直线L0和竖直线Y1之间交点表示。第一行星架CA1的转速由直线L0和竖直线Y2之间交点表示。
当通过控制第一电动机M1的转速使得差动部11的变速比γ0固定为1，从而使第一太阳齿轮S1的转速等于发动机转速NE时，直线L0与水平线X2对准。由此传递部件18旋转，使得第一齿圈R1的转速等于发动机转速NE。当通过控制第一电动机M1的转速使得差动部11的变速比γ0固定为小于1的值例如0.7，使得第一太阳齿轮S1的转速为零时，如图3所示设定直线L0。于是，传递部件18以高于发动机转速NE的传递部件转速N18旋转。
在自动变速部20中，第四旋转元件RE4通过第二离合器C2选择性地连接至传递部件18，并且通过第一制动器B1选择性地连接到壳体12。第五旋转元件RE5通过第二制动器B2选择性地连接到壳体12。第六旋转元件RE6通过第三制动器B3选择性地连接到壳体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选择性地连接至传递部件18。
当直线L0对准差动部11中的水平线X2，将等于发动机转速NE的转速从差动部11输入到第八旋转元件RE8时，一档下自动变速部20的转速由倾斜直线L1与自动变速部20中的竖直线Y7之间的交点表示，如图3所示。通过接合第一离合器C1和第三制动器B3来设定直线L1。直线L1经过表示第八旋转元件RE8转速的竖直线Y8和水平线X2之间的交点以及表示第六旋转元件RE6转速的竖直线Y6和水平线X1之间的交点。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，二档中输出轴22的转速由倾斜直线L2和竖直线Y7之间的交点表示。通过接合第一离合器C1和第二制动器B2设定直线L2。三档中输出轴22的转速由倾斜直线L3和竖直线Y7之间的交点表示。通过接合第一离合器C1和第一制动器B1设定直线L3。四档中输出轴22的转速由水平直线L4和竖直线Y7之间的交点表示。通过接合第一离合器C1和第二离合器C2设定直线L4。
图4示出输入到电子控制单元80的信号以及从电子控制单元80输出以控制实施例中变速机构10的信号。此电子控制单元80包括结合了CPU、ROM、RAM和输入/输出接口的所谓微型计算机。电子控制单元80通过利用RAM的临时数据存储功能根据预先存储在ROM中的程序来处理这些信号，实现与发动机8以及第一和第二电动机M1和M2相关的混合动力驱动控制，以及包括用于自动变速部20的变速控制的驱动控制。
电子控制单元80从图4所示的传感器和开关接收信号。就是说，电子控制单元80接收：表示发动机冷却剂温度TEMPW的信号；表示变速杆52(参照图6)所在变速位置PSH的信号；表示变速杆52在位置“M”下工作的次数的信号；表示作为发动机8转速的发动机转速NE的信号；表示齿数比系设定值的信号；提供手动模式(M模式)的指令的信号；表示空调操作的信号；表示取决于输出轴22转速NOUT的车速V的信号；表示自动变速部20中液压油温度TOIL的信号；表示动力模式设置(来自ECT开关的输出)的信号；表示紧急制动器(驻车制动器)操作的信号；表示脚踏制动器操作的信号；表示催化剂温度的信号；表示取决于驾驶员所需输出量的加速踏板的操作量(即加速踏板操作量Acc)的信号；表示凸轮角度的信号；表示雪地模式设置的信号；表示纵向加速度G的信号；表示自动巡航模式的信号；表示车重的信号；表示每个车轮的轮速的信号；表示第一电动机M1的转速NM1(下文称作“第一电动机转速NM1”)的信号；表示第二电动机M2的转速NM2(下文称作“第二电动机转速NM2”)的信号；表示蓄电装置56(参照图7)中的充电状态SOC的信号。
电子控制单元80向控制来自发动机8输出的发动机输出控制装置58(参照图7)输出控制信号。例如，电子控制单元80输出：驱动信号到节气门致动器64以控制配置在发动机8进气岐管60中的电子节气门62的节气门开度θTH；控制由燃料喷射装置66供应到发动机8的进气岐管60或气缸中的燃料量的燃料供应量信号；提供点火装置68点燃发动机8中燃料的正时指令的点火信号。电子控制单元80还输出：调节增压压力的增压压力调节信号；操作电动空调的电动空调驱动信号；提供用于操作电动机M1和M2的指令的指令信号；操作变速指示器的变速位置(操作位置)指示信号；使齿数比指示器指示齿数比的齿数比指示信号；使雪地模式指示器指示雪地模式的选择的雪地模式指示信号；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M模式的选择的M模式指示信号；操作液压控制回路70(参照图5和图7)中的电磁阀(线性电磁阀)以控制差动部11和自动变速部20的液压摩擦接合装置的液压致动器的阀指令信号；操作电动液压泵以供应液压的驱动指令信号，当使用液压控制回路70中的调节阀调节管路压力PL时，该液压被用作基础压力；驱动电动加热器的信号；用于巡航控制计算机的信号等等。
图5是与液压控制回路70中的线性电磁阀SL1-SL5相关的回路图。线性电磁阀SL1-SL5控制分别用于离合器C1、C2和制动器B1-B3的液压致动器(液压缸)AC1、AC2、AB1、AB2和AB3的操作。
在图5中，根据来自电子控制单元80的指令信号，线性电磁阀SL1-SL5使用管路压力PL分别调节接合压力PC1、PC2、PB1、PB2和PB3。然后，分别将节接合压力PC1、PC2、PB1、PB2和PB3直接供应到液压致动器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作为基础压力，泄压调节阀将管路压力PL调节到根据由加速踏板操作量或节气门开度表示的发动机负荷等的一个值。
线性电磁阀SL1-SL5基本上具有相同的构造。电子控制单元80独立地激励/去激励(关闭)线性电磁阀SL1-SL5。于是，独立地调节用于液压致动器AC1、AC2、AB1、AB2和AB3的液压。所以，用于离合器C1-C4和制动器B1、B2的接合压力PC1、PC2、PB1、PB2和PB3被独立控制。在自动变速部20中，每个档位通过接合预定的接合装置来选择，例如如图2的接合工作表所示。例如，在用于自动变速部20的变速控制中，与变速相关的离合器C和制动器B的接合和分离被同时控制，即进行所谓的“离合器至离合器”变速。
图6是示出变速操作装置50的视图示例。变速操作装置50是根据驾驶员进行的操作在多个位置之中切换变速器位置PSH的切换装置。变速操作装置50设置在例如驾驶员座椅的一侧。变速操作装置50包括变速杆52，该变速杆被操作以在多个位置之中选择变速位置PSH。
变速杆52被手动移动到以下位置之一：驻车位置“P(驻车)”、倒档位置“R(倒档)”、空档位置“N(空档)”、自动变速向前行驶位置“D(驱动)”、和手动变速向前行驶位置“M(手动)”。当变速杆52位于位置“P(驻车)”时，在变速机构10即在自动变速部20中的动力传递路径中中断动力传递，使得变速机构10处于空档状态下，并且自动变速部20的输出轴22被锁止。当变速杆52位于位置“R(倒档)”时，车辆后退。当变速杆52位于位置“N(空档)”时，在变速机构10中的动力传递路径中中断动力传递，使得变速机构10处于空档状态下。当变速杆52位于位置“D(驱动)”时，执行自动变速控制以在总变速比γT可以变化的范围中选择变速机构10的总变速比γT。在每个档位下，总变速比γT基于差动部11的变速比和自动变速部20的变速比确定。差动部11的变速比在特定范围中无级变化。自动变速部20的变速比通过自动变速控制而在一至四档中选择。当变速杆52位于位置“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控制中使用的自动变速部20较高档位的使用而设定所谓的变速范围。
例如，当变速杆52手动移动到上述多个位置之中的变速位置PSH时，将液压控制回路70的状态电气切换到图2的接合工作表中所示的倒档“R”、空档状态“N”、前进档位“D”中的档位等中所选择的一个。
在位置“P”至“M”之中，各个位置“P”和“N”是选择来停止车辆行驶的非行驶位置。例如，当变速杆52处于位置“P”和“N”时，第一离合器C1和第二离合器C2两者被分离，如图2中的接合工作表所示。就是说，各个位置“P”和“N”是非驱动位置，用于通过分离第一离合器C1和第二离合器C2而将自动变速部20中的动力传递路径的状态切换到动力传递中断状态，从而在动力传递路径中中断动力的传递并且车辆无法被驱动。各个位置“R”、“D”和“M”是选择来使车辆行驶的行驶位置。例如，当变速杆52处于位置“R”、“D”和“M”时，第一离合器C1和第二离合器C2中至少一个被接合，如图2中的接合工作表所示。就是说，各个位置“R”、“D”和“M”是驱动位置，用于通过接合第一离合器C1和/或第二离合器C2而将自动变速部20中的动力传递路径的状态切换到动力传递允许状态，从而在动力传递路径中允许动力的传递并且车辆可以被驱动。
更具体而言，当变速杆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中的动力传递路径从动力传递中断状态切换到动力传递允许状态。当变速杆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中的动力传递路径从动力传递中断状态切换到动力传递允许状态。当变速杆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中的动力传递路径从动力传递允许状态切换到动力传递中断状态。当变速杆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中的动力传递路径从动力传递允许状态切换到动力传递中断状态。
图7是解释由电子控制单元80执行的控制操作的主要部分的功能框图。在图7中，有级变速控制装置82基于由实际车速V和从自动变速部20输出的需求转矩TOUT所表示的车辆状况，利用其中如图8所示使用车速V和输出转矩TOUT作为参数并提供升档线(实线)和降档线(点划线)的预先存储的变速图(即变速关系或变速图)，判定自动变速部20是否应当变速。就是说，有级变速控制装置82基于车辆状况使用变速图判定自动变速部20应该换至哪个档位。然后，有级变速控制装置82执行自动变速控制，使得自动变速部20变速到所判定的档位。
此时，有级变速控制装置82向液压控制回路70提供指令(即，用于变速的输出指令，或者液压指令)，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，从而使自动变速部20根据例如图2所示接合工作表变速到所确定的档位。就是说，有级变速控制装置82输出指令到液压控制回路70，以分离与自动变速部20的变速相关的分离侧接合装置并接合与自动变速部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变速。例如，根据该指令，液压控制回路70通过操作液压控制回路70中的线性电磁阀SL，而操作用于与变速相关的液压摩擦接合装置的液压致动器。于是，分离与变速相关的分离侧接合装置并接合与变速相关的接合侧接合装置，从而使自动变速部20变到所确定档位。
混合动力控制装置84通过最优化由发动机8提供的驱动动力和由第二电动机M2提供的驱动动力的比例，并最优化在第一电动机M1产生电力时第一电动机M1所承受的反作用力，而有效操作发动机8，并控制作为电控CVT工作的差动部11的变速比γ0。例如，混合动力控制装置84基于指示驾驶员所需输出量的加速踏板操作量Acc和车速V计算用于驱动车辆的目标(需求)输出；基于用于驱动车辆的目标输出和用于对蓄电装置56充电的需求输出来计算目标总输出；在考虑传递损失、辅助机器的负荷、由第二电动机M2提供的辅助转矩等的情况下，计算目标发动机输出以获得总目标输出；并控制发动机8的发动机转速NE和发动机转矩TE，以获得匹配目标发动机输出的发动机输出，并且控制由第一电动机M1产生的电能量。
例如，混合动力控制装置84在考虑自动变速部20的档位的情况下实施混合动力控制，以提高动力性能和燃料效率。在此混合动力控制期间，差动部11用作电控CVT，以协调为发动机8高效工作设定的发动机转速NE和车速V与由自动变速部20的档位设定的传递部件18的转速。也就是说，混合动力控制装置84设定变速机构10的总变速比γT的目标值，使得发动机8根据如图9中的虚线所示的最优燃料效率曲线(即燃料效率图、关系图)而运行。最高燃料效率曲线通过实验而在由发动机转速NE和从发动机8输出的转矩TE(即，发动机转矩TE)构成的二维坐标系统中预先获得，使得当车辆在CVT模式下被驱动时实现高可驱动性和高燃料效率。存储最优燃料效率曲线。例如，混合动力控制装置84设定变速机构10的总变速比γT的目标值，以控制发动机转矩TE和发动机转速NE来获得匹配目标输出(即，总目标输出或需求驱动动力)的发动机输出。然后，混合动力控制装置84考虑自动变速部20的档位控制差动部11的变速比γ0，由此控制总变速比γT在总变速比γT可以改变的范围内。于是，基于变速机构10的特性，例如基于变速机构10的系统效率，设定发动机8的工作点、第一电动机M1和第二电动机M2的工作点，以及自动变速部20的变速比γ。
此时，混合动力控制装置84将由第一电动机M1产生的电能经逆变器54供应到蓄电装置56和第二电动机M2。因此，尽管从发动机8输出的大部分动力被机械地传递到传递部件18，但是从发动机8输出的一部分动力被第一电动机M1消耗以产生电力。就是说，将从发动机8输出的部分动力转换成第一电动机M1中的电能。该电能经逆变器54供应到第二电动机M2，从而驱动第二电动机M2。于是，将机械能从第二电动机M2传递到传递部件18。与从电力产生到电力在第二电动机M2中的消耗的过程相关的装置构成电气路径，在该路径中将从发动机8输出的部分动力转换成电能，并将此电能转换成机械能。
无论车辆是静止还是行驶，混合动力控制装置84都可以通过使用例如差动部11的电控CVT功能来控制第一电动机转速NM1和/或第二电动机转速NM2，而将发动机转速NE保持在基本不变的值，或将发动机转速NE控制到任何给定值。换言之，混合动力控制装置84能够控制第一电动机转速NM1和/或第二电动机转速NM2到任何给定值，同时使发动机转速NE保持基本不变的值，或将发动机转速NE控制到任何给定值。
例如，如图3的共线图所示，当需要在驱动车辆时提高发动机转速NE时，混合动力控制装置84提高第一电动机转速NM1，同时将取决于车速V(驱动轮34的转速)的第二电动机转速NM2保持到基本不变的值。当在自动变速部20的变速期间需要使发动机转速NE保持基本不变时，混合动力控制装置84在第二电动机转速NM2由于自动变速部20的变速和车速V的改变而降低的情况下增大第一电动机转速NM1，并在第二电动机转速NM2由于自动变速部20的变速和车速V的改变而增大的情况下降低第一电动机转速NM1，同时保持发动机转速NE在基本不变的值。
而且，混合动力控制装置84具有执行发动机8的输出控制的功能，使得发动机8产生需求输出，这通过向发动机输出控制装置58输出以下指令中至少之一来进行：用于使用节气门致动器64控制打开/关闭电子节气门62的指令，用于控制由燃料喷射装置66喷射的燃料量和由燃料喷射装置66喷射燃料的正时的指令，以及用于控制由诸如点火器之类的点火装置68点燃燃料的正时的指令。
例如，混合动力控制装置84基本基于加速踏板操作量Acc并根据预先存储的关系(未示出)执行节气门控制来驱动节气门致动器64。就是说，混合动力控制装置84基本执行节气门控制来随着加速踏板操作量Acc的增大而增大节气门开度θTH。例如，发动机输出控制装置58根据由混合动力控制装置84提供的指令，使用节气门致动器64控制打开/关闭电子节气门62，控制燃料喷射装置66进行的燃料喷射，并控制由诸如点火器之类的点火装置68点燃燃料的正时，而控制发动机转矩。
而且，不论发动机8停机还是怠速，混合动力控制装置84都能够通过利用差动部11的电控CVT功能(差动作用)而在电动机驱动模式下驱动车辆。
例如，混合动力控制装置84基于由实际车速V和从自动变速部20输出的需求转矩TOUT所表示的车辆状况，利用如图8所示的预先存储的关系图(驱动力源切换图，驱动力源图)，判定车辆状况处于电动机驱动区域还是发动机驱动区域。在该关系图中，使用车速V和从自动变速部20输出的需求转矩TOUT作为参数。图8所示关系图包括发动机驱动区域和电动机驱动区域的边界线，该边界线用于在发动机8和第二电动机M2之间切换用于启动并驱动车辆的驱动力源。然后，混合动力控制装置84在电动机驱动模式或发动机驱动模式下驱动车辆。例如，由图8中的实线A所示驱动力源切换图与由图8中的实线和点划线所示的变速图一起预先存储。例如，从图8很清楚，在低输出转矩TOUT区域中，即在其中发动机效率一般低于高转矩区域的低发动机转矩TE区域中，或者在车速V较低的低车速区域即低负载区域中，混合动力控制装置84在电动机驱动模式下驱动车辆。
当在电动机驱动模式下驱动车辆时，混合动力控制装置84执行控制以抑制停机的发动机8的拖滞(drag)并提高燃料效率。就是说，当在电动机驱动模式下驱动车辆时，混合动力控制装置84控制第一电动机M1使得第一电动机转速NM1是负值，例如混合动力控制装置84将第一电动机M1置于非加载状态使得第一电动机M1怠速，从而按需要利用差动部11的电控CVT功能(差动作用)将发动机转速NE保持为零或基本为零。
即使当在发动机驱动模式下驱动车辆时，混合动力控制装置84也可以通过从第一电动机M1和/或从蓄电装置56经由电气路径向第二电动机M2供应电能，并通过驱动第二电动机M2以对驱动轮34施加转矩，来执行所谓的转矩辅助操作以辅助发动机8。
而且，混合动力控制装置84可以将第一电动机M1置于无负载状态下以允许第一电动机M1怠速。在此情况下，在差动部11中无法传递转矩，即在差动部11的动力传递路径中基本中断动力的传递，并且从差动部11不会产生输出。就是说，混合动力控制装置84可以通过将第一电动机M1置于无负载状态下，而将差动部11置于空档状态下，使得在差动部11的动力传递路径中电气中断动力的传递。
在变速机构10中，由于在执行动力行驶控制或动力产生控制时第一电动机M1和第二电动机M2的旋转而发生噪声，或者由于彼此啮合以传递动力的第一行星齿轮单元24、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中齿轮啮合而发生齿轮噪声。电动机噪声和齿轮噪声中的每个都在特定频带中具有峰值。在在发动机8的特定工作点和/或电动机M的特定工作点处可能明显发生电动机噪声和/或齿轮噪声。下面可以将电动机噪声和/或齿轮噪声简称为“噪声”。
图10是示出通过经验限定并预先存储的电动机特性(电动机图)的示例的视图。在该电动机图中，使用电动机转速NM和电动机转矩TM作为参数。在图10中，曲线P是示出从电动机M输出的不变动力值的恒定动力线P的示例。点A是电动机M的工作点的示例，该点基于电动机M的驱动效率设定并由电动机转速NM和电动机转矩TM限定。阴影圆圈部分N是噪声明显发生的噪声发生区域N的示例。噪声发生区域N通过经验限定并预先存储。
图11与图9所示燃料效率图相同。曲线P是示出从发动机8输出的不变动力值的恒定动力线P的示例。点A是发动机8的工作点的示例，该点基于发动机8的燃料效率(最优燃料效率)设定并由发动机转速NE和发动机转矩TE限定。阴影圆圈部分N是噪声发生区域N的示例。
如图10和11所示，基于变速机构10的特性(例如，变速机构10的系统效率)设定的电动机M的工作点和/或发动机8的工作点可以处于噪声发生区域N中。取决于噪声的水平，乘客可能会由于这种噪声而感到不适等。于是，在考虑增加的对于减小噪声的需求以及噪声对乘客舒适的不利影响的情况下，期望即使系统效率稍稍降低，也最小化噪声的水平。
所以，在第一实施例中，设置噪声区域避免装置86。当电动机M的工作点处于噪声发生区域N中时，噪声区域避免装置86改变电动机M的工作点，以使得电动机M的工作点避免噪声发生区域N。当发动机8的工作点处于噪声发生区域N中时，噪声区域避免装置86也改变发动机8的工作点，以使得发动机8的工作点避免噪声发生区域N。
例如，通过改变电动机转速NM和电动机转矩TM，将电动机M的工作点从图10中的恒定动力线P上的工作点A改变到工作点B，以使得工作点A避免噪声发生区域N。而且，例如，通过改变发动机转速NE和发动机转矩TE，将发动机8的工作点从图11中的恒定动力线P上的工作点A改变到工作点B，以使得工作点A避免噪声发生区域N。于是，可以在继续提供需求动力的同时避免噪声发生区域N。
下面，将详细说明改变第一电动机M1、第二电动机M2和发动机8的工作点的具体装置。
例如，噪声区域避免装置86输出工作点改变命令V到混合动力控制装置84，以通过利用差动部11的差动作用控制第一电动机M1来改变第一电动机转速NM1并改变发动机转速NE，而改变第一电动机M1的工作点和发动机8的工作点，以使得第一电动机M1的工作点和发动机8的工作点避免相应噪声发生区域N。就是说，输出工作点改变命令V，以通过仅仅改变差动部11的变速比γ0，来改变第一电动机M1的工作点和发动机8的工作点。
而且，因为变速机构10避免自动变速部20，所以噪声区域避免装置86输出工作点改变命令X到有级变速控制装置82，以通过执行自动变速部20的变速控制来改变第二电动机转速NM2，而改变第二电动机M2的工作点，以使得第二电动机M2的工作点避免噪声发生区域N。就是说，输出工作点改变命令X，以通过改变自动变速部20的变速比γ，来改变第二电动机M2的工作点。当输出工作点改变命令X时，第一电动机转速NM1和发动机转速NE也同时改变，由此第一电动机M1的工作点和发动机8的工作点也改变。
但是，当除了输出工作点改变命令X之外还改变差动部11的变速比γ0时，第一电动机转速NM1和发动机转速NE中的一个可以不改变，由此第一电动机M1的工作点和发动机8的工作点中的一个可以不改变。
例如，除了向有级变速控制装置82输出工作点改变命令X之外，噪声区域避免装置86还输出工作点改变命令Y到混合动力控制装置84，以通过在将发动机转速NE保持在基本不变值的同时控制第一电动机M1来改变第一电动机转速NM1，而改变第一电动机M1的工作点，以使得在发动机8的工作点不变的同时第一电动机M1的工作点避免噪声发生区域N。就是说，输出工作点改变命令Y，以通过按照自动变速部20的变速比γ的变化改变差动部11的变速比γ0而使总变速比γT不变，在发动机8的工作点不变的同时改变第一电动机M1的工作点，从而实现最优燃料效率。
而且，除了向有级变速控制装置82输出工作点改变命令X之外，噪声区域避免装置86向混合动力控制装置84输出工作点改变命令Z，以通过控制第一电动机M1来将第一电动机转速NM1保持在基本不变值下并控制发动机来改变发动机转速NE，而改变发动机8的工作点，使得发动机8的工作点避免噪声发生区域N，同时第一电动机M1的工作点不变。就是说，输出工作点改变命令Z，以通过按照自动变速部20的变速比γ的变化改变差动部11的变速比γ0，而改变第一电动机M1的工作点，使得发动机8的工作点不变。
于是，在第一实施例中，当电动机M的工作点或发动机8的工作点处于噪声发生区域N中时，电动机M的工作点或发动机8的工作点改变，使得电动机M的工作点或发动机8的工作点避免噪声发生区域N。但是，即使电动机M的工作点或发动机8的工作点处于噪声发生区域N中，在某些情况下电动机M的工作点或发动机8的工作点也不需要改变，就是说在某些情况下不需要避免噪声发生区域N。因此，一直避免噪声发生区域N可能对于系统效率是不利的。
所以，还设置噪声区域避免判定装置88。噪声区域避免判定装置88判定是否需要避免噪声发生区域N。当噪声区域避免判定装置88判定为需要避免噪声发生区域N时，噪声区域避免装置86可以执行用于避免噪声发生区域N的避免控制。在此情况下，与一直避免噪声发生区域N的情况相比，抑制了系统效率的恶化。
图12是解释将噪声水平与背景噪声水平比较的情况的视图，作为判定是否需要避免噪声发生区域N的一个示例。圆α表示齿轮噪声发生区域中的齿轮噪声的水平。圆β表示电动机噪声发生区域中电动机噪声的水平。点划线表示频率-电动机噪声特性。圆β还表示在特定频带中的上述峰值。
当如图12中圆β所示的电动机噪声和背景噪声I之间的关系所示噪声在背景噪声中消失时，或者当噪声水平比背景噪声的水平仅仅高出很小的量时，噪声是不明显的，就是说，噪声水平并不显著高于背景噪声的水平，因此不需要避免噪声发生区域N。相反，当如圆α所示的齿轮噪声和背景噪声I/II之间的关系或圆β所示电动机噪声和图12中的背景噪声II之间的关系所示噪声未在背景噪声中消失时，或者当噪声水平比背景噪声的水平高出大于预定量的量时，噪声是明显的，就是说，噪声水平显著高于背景噪声的水平，因此需要避免噪声发生区域N。
上述背景噪声可以避免例如与空调运行相关的噪声(下面称为“空调噪声”)、与音频系统运行相关的噪声(下面称为“音频系统噪声”)、与发动机运行相关的噪声(下面称为“发动机噪声”)、与窗户打开/关闭相关的噪声，以及道路噪声。
更具体地，背景噪声检测装置90检测或推定背景噪声的水平。例如，当车辆在不变速度下行驶而使得工作点不在噪声发生区域N中时，背景噪声检测装置90按需要使用麦克风(参照图4)等检测背景噪声的实际水平。或者，背景噪声检测装置90按需要通过以下这样来推定背景噪声的水平：基于表示空调运行的信号、用于电动空调的驱动信号等，根据通过经验限定并预先存储的与空调运行相关的信号和空调噪声之间的关系(即空调噪声图)，推定空调噪声的水平；基于表示音频系统开关的开/关状态的信号、用于调节扬声器音量的信号等，根据通过经验限定并预先存储的与音频系统运行相关的信号和音频噪声之间的关系(即音频系统噪声图)，推定音频系统噪声的水平；基于表示发动机的开/关状态的信号、发动机转速NE等，根据通过经验限定并预先存储的与发动机运行相关的信号和发动机噪声之间的关系(即发动机噪声运行图)，推定发动机噪声的水平。
噪声区域避免判定装置88基于实际车辆状态，根据通过经验限定并预先存储的车辆状态(例如发动机8的工作点和电动机M的工作点)和噪声水平之间的关系(即噪声图)，判定噪声水平。此外，噪声区域避免判定装置88根据通过经验限定并设定的判定准则，判定噪声的推定水平是否显著高于由背景噪声检测装置90检测或推定的背景噪声的水平。然后，噪声区域避免判定装置88基于该判定结果判定是否需要避免噪声发生区域N。
当噪声水平保持显著高于背景噪声水平达预定时间段T时，噪声区域避免判定装置88可以判定需要避免噪声发生区域N。这防止噪声区域避免装置86在短时间内反复执行和停止用于避免噪声发生区域N的避免控制。预定时间段T是通过经验限定并预先存储的判定时间段T。使用预定时间段T来可靠判定噪声水平显著高于背景噪声的水平。例如，当噪声水平比背景噪声水平高出至少预定值时，即当噪声水平等于或高于通过将预定值加到背景噪声水平而获得的值时，噪声水平显著高于背景噪声的水平。该预定值通过经验预先设定，并用于判定噪声水平显著高于背景噪声的水平。
当车辆处于允许系统效率降低的车辆状态中时，噪声区域避免装置86可以执行避免控制以避免噪声控制。例如，可以设置判定蓄电装置56的充电状态SOC是否超过预定值Q的充电状态判定装置92，并且当充电状态判定装置92判定为充电状态SOC超过预定值Q时，噪声区域避免装置86可以执行避免控制以避免噪声控制。预定值Q是通过经验限定并预先存储的判定值。使用预定值Q来判定即使动力产生效率和充电效率降低，或者蓄电装置56未用电力充电，例如当车辆在电动机驱动模式下驱动时，或者当第二电动机M2辅助发动机8时，是否有足够的电力量用于使第二电动机M2输出足够的转矩。当充电状态SOC超过预定值Q，并由此第二电动机M2可以没有问题地驱动时，车辆处于允许系统效率降低的车辆状态。
但是，即使当蓄电装置56的充电状态SOC等于或低于预定值Q时，如果变速杆52处于位置“P”，噪声区域避免装置86也可以执行用于避免噪声发生区域N的避免控制。这是因为当变速杆52处于位置“P”时不需要考虑电动机M2的驱动。而且，当变速杆52处于位置“P”时并且充电状态SOC等于或低于预定值Q时，需要避免噪声发生区域N，因此用通过发动机8的动力运行的第一电动机M1所产生的电力为蓄电装置56充电。所以，当变速杆52处于诸如位置“D”或位置“R”之类的行驶位置时，在充电状态SOC超过预定值Q的情况下避免噪声发生区域N。当变速杆52处于位置“P”时，即使充电状态SOC等于或低于预定值Q，也避免噪声发生区域N。
就是说，设置变速位置判定装置94。变速位置判定装置94基于表示变速杆52所置于的变速位置PSH的信号，判定变速杆52是否处于预定位置。噪声区域避免装置86以按照预定位置的方式执行用于避免噪声发生区域N的避免控制。例如，当变速位置判定装置94判定为变速杆52处于作为预定位置的位置“D”时，在充电状态判定装置92判定为充电状态SOC超过预定值Q的情况下，噪声区域避免装置86执行用于避免噪声发生区域N的避免控制。当变速位置判定装置94判定为变速杆52处于作为预定位置的位置“P”时，无论充电状态判定装置92所进行的判定结果如何，噪声区域避免装置86都执行用于避免噪声发生区域N的避免控制。
图13是解释由电子控制单元80执行的控制操作的主要部分的流程图，该控制操作即当确定发动机8的工作点和电动机M的工作点时抑制噪声发生的控制操作。该控制操作以例如约几毫秒到约几十毫秒的极短循环时间执行并重复执行。图14是解释图13的流程图中所示的控制操作的时间图。图14示出这样的示例，其中因为背景噪声的水平降低，改变工作点以使得工作点避免噪声发生区域N。
在图13中，首先，在对应于变速位置判定装置94的步骤S1中，基于表示变速杆52所置于的变速位置PSH的信号，判定变速杆52是否处于位置“D”。
当在步骤S1得到肯定判定时，在对应于充电状态判定装置92的步骤S2中，判定蓄电装置56的充电状态SOC是否超过预定值Q。例如，当车辆在电动机驱动模式下驱动时，判定是否有足够的电力量用于使第二电动机M2输出足够的转矩。
当在步骤S1得到否定判定时，或当在步骤S2得到否定判定时，不执行用于避免噪声发生区域N的避免控制，而在对应于噪声区域避免装置86、有级变速控制装置82和混合动力控制装置84的步骤S7中，基于变速机构10的系统效率设定通常工作点，即发动机8的工作点、第一电动机M1和第二电动机M2的工作点，并设定自动变速部20的变速比γ。于是，将车辆置于其中按照燃料消耗实现最优系统效率的车辆状态。
当在步骤S2得到肯定判定时，在对应于背景噪声检测装置90的步骤S3中，检测或推定背景噪声的水平。
接着，在对应于例如噪声区域避免判定装置88的步骤S4中，基于实际车辆状态，根据通过经验限定并预先存储的噪声图，推定噪声水平。此外，根据通过经验限定并设定的判定准则，判定噪声的推定水平是否显著高于在步骤S3中检测或推定的背景噪声的水平。然后，例如基于噪声水是否保持显著高于背景噪声水平达预定时间段T，判定是否需要避免噪声发生区域N。
当在步骤S4得到肯定判定时，在对应于噪声区域避免装置86、有级变速控制装置82和混合动力控制装置84的步骤S5中避免噪声发生区域N。例如，当如图10中的工作点A所示电动机M的工作点处于噪声发生区域N中时，将电动机M的工作点从工作点A改变到工作点B，以使得电动机M的工作点避免噪声发生区域N。例如，当如图11中的工作点A所示发动机8的工作点处于噪声发生区域N中时，将发动机8的工作点从工作点A改变到工作点B，以使得发动机8的工作点避免噪声发生区域N。这使得噪声与背景噪声相比不明显。
当在步骤S4得到否定判定时，即使工作点处于噪声发生区域N中也不执行用于避免噪声发生区域N的避免控制，而在对应于噪声区域避免装置86、有级变速控制装置82和混合动力控制装置84的步骤S6中，基于变速机构10的系统效率设定通常工作点，即发动机8的工作点、第一电动机M1和第二电动机M2的工作点，并设定自动变速部20的变速比γ。于是，将车辆置于其中按照燃料消耗实现最优系统效率的车辆状态。
在图14中，在时间点t1后，背景噪声降低，在时间点t2处判定为噪声水平显著高于背景噪声水平。然后一直判定为噪声水平显著高于背景噪声水平达预定时间段T直到时间点t3，并在时间点t3处改变工作点。在时间点t3处，例如作为克服第二电动机M2的噪声的措施，通过使自动变速部20从一档升档到二档来减小第二电动机转速NM2而改变第二电动机M2的工作点，使得第二电动机M2的工作点避免噪声发生区域N。或者，作为克服齿轮噪声的措施，通过使自动变速部20升档或改变差动部11的变速比γ0来减小发动机转速NE而改变发动机8的工作点，使得发动机8的工作点避免噪声发生区域N。发动机8的工作点的改变在在时间点t4处完成。尽管在第一实施例中执行升档，但是可以执行降档来避免噪声发生区域N。在此情况下，发动机转速NE增大并发动机噪声(背景噪声)的水平增大。因此，可以获得由于增大的发动机噪声而使齿轮噪声更加不明显的附加有利效果。
如上所述，在第一实施例中，当基于系统效率确定的电动机M的工作点处于噪声发生区域N中时，噪声区域避免装置86改变电动机M的工作点以使得电动机M的工作点避免噪声发生区域N。因此，可以抑制在特定电动机M的工作点处明显的噪声的发生。
在第一实施例中，当基于系统效率确定的发动机8的工作点处于噪声发生区域N中时，噪声区域避免装置86改变发动机8的工作点以使得发动机8的工作点避免噪声发生区域N。因此，可以抑制在特定发动机8的工作点处明显的噪声的发生。
在第一实施例中，当基于系统效率确定的车辆状态处于噪声发生区域N中时，噪声区域避免装置86通过改变自动变速部20的变速比γ，改变电动机M的工作点和/或发动机8的工作点以使得电动机M的工作点和/或发动机8的工作点避免噪声发生区域N。因此，可以抑制在特定电动机M的工作点和/或特定发动机8的工作点处明显的噪声的发生。
在第一实施例中，当噪声区域避免判定装置88判定需要避免噪声发生区域N时，噪声区域避免装置86执行用于避免噪声发生区域N的避免控制。因此，可以抑制系统效率的恶化，由此与一直避免噪声发生区域N的情况相比提高了可驱动性和燃料效率。
在第一实施例中，噪声区域避免判定装置88基于噪声水平是否显著高于背景噪声的水平，来判定是否需要避免噪声发生区域N。于是，仅仅当噪声水平显著高于背景噪声的水平时，才避免噪声发生区域N。因此，可以可以抑制系统效率的恶化，由此提高了可驱动性和燃料效率。
在第一实施例中，当噪声水平保持显著显著高于背景噪声的水平达预定时间段时，噪声区域避免判定装置88判定为需要避免噪声发生区域N。因此，可以防止在短时间内反复执行和停止用于避免噪声发生区域N的避免控制。于是，使车辆状态稳定。
接着，将说明本发明的第二实施例。在以下说明中，与第一实施例中相同和相应的部分将用相同标记表示，并将省略其说明。
接着将说明第二实施例。在第一实施例中，执行避免控制以避免在如图10所示电动机图上预先定义的噪声发生区域N或者在如图11所示燃料效率图上预先定义的噪声发生区域N。在第二实施例中，避免在变速图上预先定义的噪声发生区域N。就是说，根据工作点改变命令X，使用变速图执行自动变速部20的变速控制以避免噪声发生区域N。
图15与图8所示变速图相同。阴影圆圈部分N是噪声发生区域N的示例。虚线是设定来避免噪声发生区域N的用于从一档到二档的升档的噪声避免升档线。用于从一档到二档的升档的噪声避免升档线通过改变基于系统效率设定的用于从一档到二档的升档的通常升档线来设定。双点划线是设定来避免噪声发生区域N的用于从二档到一档的降档的噪声避免降档线。用于从二档到一档的降档的噪声避免降档线通过改变基于系统效率设定的用于从二档到一档的降档的通常降档线来设定。
当由实际车速V和从自动变速部20输出的需求转矩TOUT所表示的车辆状况处于噪声发生区域N中时，噪声区域避免装置86通过将升档/降档线从通常升档/降档线改变到噪声避免升档/降档线而改变自动变速部20的变速比γ。每条升档/降档线都表示用于判定自动变速部20是否需要升档/降档的一系列变速点。
在噪声区域避免判定装置88判定为在用于避免噪声发生区域N的避免控制期间不需要避免噪声发生区域N的情况下，当判定为自动变速部20的变速比γ不会通过将升档/降档线改变到通常升档/降档线而改变时(即当判定为自动变速部20将不会通过将升档/降档线改变到通常升档/降档线而变速时)，噪声区域避免装置86将升档/降档线从噪声避免升档/降档线改变到通常升档/降档线。这避免了以下情况，其中例如执行降档并且由于将升档/降档线改变为通常升档/降档线而突然产生冲击，从而乘客感觉不舒适。
图16是解释由电子控制单元80执行的控制操作的主要部分的流程图，该控制操作即当确定发动机8的工作点和电动机M的工作点时抑制噪声发生的控制操作。该控制操作以例如约几毫秒到约几十毫秒的极短循环时间执行并重复执行。图16是根据第二实施例的流程图，其对应于根据第一实施例的图13中的流程图。图16中的流程图与图13的流程图的不同主要在于将图13的流程图中的步骤S5至S7变成步骤S5′至S7′。下面将说明作为图16流程图特征的步骤S5′至S7′。图17是解释图16的流程图中所示的控制操作的时间图。图17示出这样的示例，其中背景噪声的水平增大，因此通过改变变速线以停止避免噪声发生区域N。
在图16中，当在步骤S1得到否定判定时，或当在步骤S2得到否定判定时，不执行用于避免噪声发生区域N的避免控制，而在对应于噪声区域避免装置86、有级变速控制装置82和混合动力控制装置84的步骤S7′中，基于变速机构10的系统效率设定通常变速点，即通常升档/降档线。于是，将车辆置于其中按照燃料消耗实现最优系统效率的车辆状态。
当在步骤S4得到肯定判定时，在对应于噪声区域避免装置86、有级变速控制装置82和混合动力控制装置84的步骤S5′中避免噪声发生区域N。例如，当如图15所示车辆状态处于噪声发生区域N中时，通过将升档/降档线从通常升档/降档线改变到噪声避免升档/降档线以改变自动变速部20的变速比γ，而改变车辆状态，以使得车辆状态避免噪声发生区域N。
当在步骤S4得到否定判定时，即使车辆状态处于噪声发生区域N中也不执行用于避免噪声发生区域N的避免控制，而在对应于噪声区域避免装置86、有级变速控制装置82和混合动力控制装置84的步骤S6′中，基于变速机构10的系统效率设定通常变速点，即通常升档线和通常降档线。于是，将车辆置于其中按照燃料消耗实现最优系统效率的车辆状态。
在图17中，在时间点t1后，背景噪声增大，并在时间点t2处判定为噪声水平并不显著高于背景噪声水平。然后一直判定噪声水平不显著高于背景噪声水平达预定时间段T直到时间点t3。当在时间点t3处判定为通过将变速线从噪声避免变速线改变到通常变速线将不会改变自动变速部20的变速比γ(即，当基于噪声避免变速线所选择的自动变速部20的档位与基于通常变速线所选择的档位相同时)，在时间点t3处将变速线从噪声避免变速线改变到通常变速线(即改变变速模式)。因为当判定为在时间点t3处通过改变变速线不会改变自动变速部20的变速比γ时在时间点t3处将变速线改变到通常变速线，所以自动变速部20不会变速。当在时间点t3处判定为通过将变速线从噪声避免变速线改变到通常变速线将会改变自动变速部20的变速比γ(即，当基于噪声避免变速线所选择的自动变速部20的档位与基于通常变速线所选择的档位不同时)，在时间点t3处不将变速线从噪声避免变速线改变到通常变速线。在此情况下，当判定为在时间点t4处执行变型之后自动变速部20的变速比γ将不改变时，在时间点t5处将变速线从噪声避免变速线改变到通常变速线。考虑从在时间点t4处输出变速命令时直到当变速完成时的时间段，设定从时间点t4到时间点t5的时间段。于是，当判定为通过将变速线从噪声避免变速线改变到通常变速线将不会改变自动变速部20的变速比γ时，将变速线从噪声避免变速线改变到通常变速线。因此，具体可以避免以下情况，其中由于执行降档而突然产生冲击，从而乘客感觉不舒适。
如上所述，在第二实施例中，当基于系统效率确定的车辆状态处于噪声发生区域N中时，噪声区域避免装置86改变自动变速部20的变速比γ以使得车辆状态避免噪声发生区域N。因此，可以抑制在自动变速部20的特定变速比γ处明显的噪声的发生，如上述第一实施例中一样。
在第二实施例中，噪声区域避免装置86通过将变速线从通常变速线改变到噪声避免变速线而改变自动变速部20的变速比γ。因此，可以容易避免噪声发生区域N。
在第二实施例中，当判定为通过改变变速线自动变速部20的变速比γ将不会改变时，噪声区域避免装置86将变速线从噪声避免变速线改变到通常变速线。因此，可以避免以下情况，其中例如执行降档并且由于将变速线改变为通常变速线而突然产生冲击，从而乘客感觉不舒适。
接着，将说明第三实施例。图18是解释根据本发明第三实施例的变速机构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工作组合的接合表。图20是解释变速机构100的变速操作的共线图。
如同第一实施例，变速机构100包括差动部11和具有三个前向档位的自动变速部102。差动部包括第一电动机M1、动力分配机构16和第二电动机M2。自动变速部102配置在差动部11和输出轴22之间，并经由传递部件18串联连接至差动部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是具有例如约0.418的预定齿数比ρ1的单小齿轮型。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是具有例如约0.532的预定齿数比ρ2的单小齿轮型。第三行星齿轮单元28是具有例如约0.418的预定齿数比ρ3的单小齿轮型。一体地彼此连接的第二行星齿轮单元26的第二太阳齿轮S2和第三行星齿轮单元28的第三太阳齿轮S3通过第二离合器C2选择性地连接至传递部件18。而且，第二太阳齿轮S2和第三太阳齿轮S3通过第一制动器B1选择性地连接到壳体12。一体地彼此连接的第二行星齿轮单元26的第二行星架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选择性地连接到传递部件18。第三行星架CA3通过第二制动器B2选择性地连接到壳体12。
因而，自动变速部102和差动部11(传递部件18)通过用于选择自动变速部102档位的第一离合器C1或第二离合器C2而选择性地连接。换言之，各个第一离合器C1和第二离合器C2用作选择性切换传递部件18和自动变速部102之间的动力传递路径的状态的接合装置，该路径即从差动部11(传递部件18)到驱动轮34的动力传递路径。动力传递路径的状态选择性地在动力传递允许状态和动力传递中断状态之间切换。当动力传递路径处于动力传递允许状态时，允许动力传递。当动力传递路径处于动力传递中断状态时，中断动力传递。就是说，当第一离合器C1和第二离合器C2中的至少一个接合时，动力传递路径被置于动力传递允许状态。当第一离合器C1和第二离合器C2分离时，该动力传递路径被置于动力传递中断状态。
当在自动变速部102中分离分离侧接合装置和接合接合侧接合装置时，进行离合器至离合器变速。结果，选择一档至三档中之一、或者倒档或者空档。于是实现各个档位下的变速比γ(＝传递部件转速N18/输出轴转速NOUT)。变速比γ基本上成几何级数变化。例如，如图19中的接合工作表所示，通过接合第一离合器C1和第二制动器B2选择具有例如约2.804的最高变速比γ1的一档。通过接合第一离合器C1和第一制动器B1选择具有小于变速比γ1的、例如约1.531的变速比γ2的二档。通过接合第一离合器C1和第二离合器C2选择具有小于变速比γ2的、例如约1.000的变速比γ3的三档。通过接合第二离合器C2和第二制动器B2选择具有在变速比γ1和γ2之间的、例如约2.393的变速比γR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和第二制动器B2选择空档状态N。如图19中的接合工作表所示，在四档以及三档下接合离合器C1和C2。
在如上所述构造的变速机构100中，通过组合用作CVT的差动部11和自动变速部102来形成CVT。当控制差动部11的变速比不变时，通过组合差动部11和自动变速部102来基本形成有级变速器。
更具体地，当差动部11用作CVT而串联连接到差动部11的自动变速部102用作有级变速器时，在自动变速部102的至少一个档位M下，输入到自动变速部102的转速(以下称为“自动变速部102的输入转速”)即传递部件18的转速连续改变。结果在该至少一个档位M下，变速比在特定范围中无级变化。所以，变速机构100的总变速比γT无级变化。于是，在变速机构100中形成CVT。变速机构10的总变速比γT基于差动部11的变速比γ0和自动变速部102的变速比γ确定。在图18所示的部分“步进比”中示出在一个档位下的变速比与相邻较高档位下的变速比的比值(即步进比)。如图18中的部分“总幅”所示，一档下的变速比与四档下的变速比的比值是3.977。
例如，在图19的接合工作表所示自动变速部102的一至三档和倒档中每个下，传递部件转速N18无级变化。就是说，在一至三档中每个下，变速比在特定范围中无级变化。结果，变速比在一档和二档之间以及二档和三档之间无级变化。所以，变速机构100的总变速比γT无级变化。
当控制差动部11的变速比不变，而离合器C和制动器B选择性接合以建立一至三档和倒档中任一个时，实现每个档位下整个变速机构100的总变速比γT。总变速比γT基本上按几何级数有级变化。于是，在变速机构100中，基本上形成有级变速器。
例如，当差动部11的变速比γ0控制固定为1时，如图19的接合工作表所示，实现在自动变速部102的一至三档和倒档中的每个下变速机构100的总变速比γT。当在自动变速部102的三档下将差动部11的变速比γ0固定为小于1的值例如约0.7时，总变速比γT在三档下被设定为小于1的值，例如约0.705。就是说，如图19的接合工作表所示，实现五档处的总变速比γT。
图20是共线图，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中旋转元件的转速之间的相对关系。在各个档位下各个旋转元件处于连接状态或断开状态。
在图20的自动变速部102中，竖直线Y4表示作为第四旋转元件(第四元件)RE4的彼此连接的第二太阳齿轮S2和第三太阳齿轮S3的相对转速。竖直线Y5表示作为第五旋转元件(第五元件)RE5的第三行星架CA3的相对转速。竖直线Y6表示作为第六旋转元件(第六元件)RE6的彼此连接的第二行星架CA2和第三齿圈R3的相对转速。竖直线Y7表示作为第七旋转元件(第七元件)RE7的第二齿圈R2的相对转速。在自动变速部102中，第四旋转元件RE4通过离合器C2选择性地连接至传递部件18。而且，第四旋转元件RE4通过第一制动器B1选择性地连接到壳体12。第五旋转元件RE5通过第二制动器B2选择性地连接到壳体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选择性地连接至传递部件18。
当直线L0对准差动部11中的水平线X2，将等于发动机转速NE的转速从差动部11输入到第七旋转元件RE7时，一档下输出轴22的转速由倾斜直线L1与自动变速部102中的竖直线Y6之间的交点表示，如图20所示。通过接合第一离合器C1和第二制动器B2来设定直线L1。直线L1经过表示第七旋转元件RE7(R2)转速的竖直线Y7和水平线X2之间的交点以及表示第五旋转元件RE5(CA3)转速的竖直线Y5和水平线X1之间的交点。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，二档中输出轴22的转速由倾斜直线L2和竖直线Y6之间的交点表示。通过接合第一离合器C1和第一制动器B1设定直线L2。三档中输出轴22的转速由倾斜直线L3和竖直线Y6之间的交点表示。通过接合第一离合器C1和第二离合器C2设定直线L3。
当如图20所示在差动部11中设定直线L0，并将高于发动机转速NE的转速从差动部11输入到第七旋转元件RE7时，四档下输出轴22的转速由水平直线L4与竖直线Y6之间的交点表示。通过接合第一离合器C1和第二离合器C2来设定直线L4。
同样在第三实施例中，因为变速机构100包括差动部11和自动变速部102，可以获得与第一实施例中相同的效果。
已经参照附图详细说明了本发明的实施例。但是，本发明可以在上述实施例的组合以及在其它实施例中实现。
例如，在每个上述实施例中，当噪声区域避免装置86改变发动机8的工作点时，噪声区域避免装置86将发动机8的工作点改变到恒定动力线P上的一个点，使得发动机8的工作点避免噪声发生区域N。但是，噪声区域避免装置86可以沿着最优燃料效率曲线改变发动机8的工作点。在此情况下，改变来自发动机8的输出(由发动机8提供的动力)。因此，例如当发动机8提供的动力降低时，增大由第二电动机M2提供的转矩量。当发动机8提供的动力增加时，减小由第二电动机M2提供的转矩量。
在每个上述实施例中，变速机构10或100用作本发明所应用的车辆用驱动装置。但是，本发明并不限于变速机构10或100。本发明可以应用于以下各种车辆用驱动装置，其包括通过电能运行的电动机和通过燃料燃烧运行的发动机作为驱动车辆的动力源，并且其中基于系统效率确定发动机的工作点和电动机的工作点。
而且，在上述每个实施例的动力分配机构16中，第一行星架CA1连接到发动机8，第一太阳齿轮S1连接到第一电动机M1，而第一齿圈R1连接到传递部件18。但是，连接关系并不一定限于此。发动机8、第一电动机M1和传递部件18中的每个可以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。
在每个上述实施例中，发动机8直接连接到输入轴14。但是，例如发动机8可以操作性地通过齿轮、带等连接到输入轴14。发动机8和输入轴14并不一定需要设置在共同轴线上。
在每个上述实施例中，第一电动机M1和第二电动机M2与输入轴14共轴布置，第一电动机M1连接到第一太阳齿轮S1，而第二电动机M2连接到传递部件18。但是，第一电动机M1和第二电动机M2并不一定需要这样设置。例如，第一电动机M1可以操作性地通过齿轮、带、减速器等连接到第一太阳齿轮S1，而第二电动机M2可以操作性地通过齿轮、带、减速器等连接到传递部件18。
在每个上述实施例中，各个液压摩擦接合装置例如第一离合器C1和第二离合器C2可以是例如磁粒子离合器的磁粒子接合装置、例如电磁离合器的电磁接合装置、或者例如啮合式牙嵌离合器的机械离合器。例如，当采用电磁离合器时，液压控制回路70不是切换油通道的阀装置。相反，液压控制回路70可以是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的切换装置、电磁切换装置等。
在每个上述实施例中，自动变速部20或102设置在作为差动部11(动力分配机构16)输出部件的传递部件18与驱动轮34之间的动力传递路径中。但是，其它类型的动力传递部(变速器)可以设置在动力传递路径中。例如，可以设置作为一种自动变速器的无级变速器(CVT)，或者手动选择档位的同步啮合手动变速器。或者，可以设置其中使用选择缸和变速缸而自动地选择档位的常啮合型的平行双轴自动变速器(尽管常啮合型的平行双轴手动变速器是公知的)。本发明也可以应用于这些情形。
在每个上述实施例中，自动变速部20或102通过传递部件18串联连接到差动部11。但是，输入轴14可以设置与副轴平行，并且自动变速部20或102可以共轴设置在该副轴上。在此情况下，差动部11通过传递部件组连接到自动变速部20或102以可以传递动力，该传递部件组包括一对副轴齿轮、链轮和链条并用作传递部件18。
在每个上述实施例中，用作差动机构的动力分配机构16可以是一个差动齿轮单元，其包括由发动机旋转的小齿轮以及与该小齿轮啮合的一对斜齿轮。在此情况下，该差动齿轮单元可操作地连接至第一电动机M1和第二电动机M2。
在每个上述实施例中，动力分配机构16包括一个行星齿轮单元。但是，动力分配机构16可以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(固定变速比模式)时，动力分配机构16可以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的每个都不限于单小齿轮型行星齿轮单元，而可以是双小齿轮型行星齿轮单元。
在每个上述实施例中，变速操作装置50包括变速杆52，操作该变速杆52以在多个位置之中选择变速位置PSH。可以设置其它装置来代替变速杆52。例如，可以设置诸如按钮开关或滑动开关之类的能在多个位置之中选择变速位置PSH的开关，能够代替手动操作响应于驾驶员的语音而在多个位置之中切换变速位置PSH的装置，或者能够根据脚的操作而在多个位置之中切换变速位置PSH的装置。而且，在上述实施例中，通过将变速杆52移动到位置“M”来设定变速范围。但是，每个变速范围中的最高档位可以设定为档位。在此情况下，选择档位，并且自动变速部20或102变速到所选档位。例如，当将变速杆52手动移动到位置“M”中的升档位置“+”或降档位置“-”时，根据变速杆52的移动在自动变速部20或102中选择一档到四档中之一。
虽然已经参照其示例性实施例说明了本发明，但是应当理解本发明并不限于这些示例性实施例或结构。相反，本发明意欲覆盖各种修改和等同布置。此外，虽然以各种组合和构造示出了示例性实施例的各个元件，但是包括更多、更少或仅仅单个元件的其它组合和构造也在本发明的精神和范围内。

Claims (4)

1.一种用于车辆用驱动装置的控制装置，所述车辆用驱动装置包括发动机(8)和电动机(M1，M2)，其中所述控制装置基于所述车辆用驱动装置的特性确定所述发动机(8)的工作点和所述电动机(M1，M2)的工作点，其特征在于，
当所述电动机(M1，M2)的工作点处于电动机噪声发生区域和齿轮噪声发生区域中的至少一个中时，所述电动机(M1，M2)的工作点被改变，以便所述电动机(M1，M2)的工作点避免所述电动机噪声发生区域和所述齿轮噪声发生区域中的所述至少一个。
2.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于包括，
用于判定是否需要避免所述电动机噪声发生区域和所述齿轮噪声发生区域中的至少一个的噪声区域避免判定装置(88)，其中，当所述噪声区域避免判定装置(88)判定需要避免所述电动机噪声发生区域和所述齿轮噪声发生区域中的至少一个时，避免所述电动机噪声发生区域和所述齿轮噪声发生区域中的所述至少一个。
3.根据权利要求2所述的控制装置，其特征在于，所述噪声区域避免判定装置(88)基于电动机噪声水平和齿轮噪声水平中的至少一个是否比背景噪声水平高出至少预定值，判定是否需要避免所述电动机噪声发生区域和所述齿轮噪声发生区域中的至少一个。
4.根据权利要求3所述的控制装置，其特征在于，当电动机噪声水平和齿轮噪声水平中的至少一个保持比所述背景噪声水平高出至少所述预定值达预定时间(T)时，所述噪声区域避免判定装置(88)判定需要避免所述电动机噪声发生区域和所述齿轮噪声发生区域中的至少一个。 
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