CN101224747A - 用于混合动力车辆的控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于混合动力车辆的控制装置。该控制装置设置有特性改变装置(88)，该特性改变装置基于是否设定了EV运行模式而工作并改变在参考加速器开度(Acc)来确定变速机构(10)的要求输出转矩(TOUTt)时使用的给定特性。这抑制了发动机起动的发生，以满足启动EV运行模式的要求。特性改变装置(88)改变给定特性，使得在EV运行模式打开状态，基于加速器开度(Acc)确定的要求输出转矩(TOUTt)的值小于在EV运行模式关闭状态设定的值。即，这使得基于加速器开度(Acc)确定的要求输出转矩(TOUTt)的敏感度下降。由此，抑制了在EV运行模式中由于加速踏板的下压操作而引发的发动机起动的发生。

Description

用于混合动力车辆的控制装置
技术领域
本发明涉及一种用于具有发动机和电动机的混合动力车辆的控制装置，更具体而言，涉及一种用于实施电机运行模式和发动机运行模式之间的切换的混合动力车辆用控制装置。
背景技术
已知一种包括发动机和电动机从而能够在电机运行模式和发动机运行模式之间切换的混合动力车辆用控制装置，电机运行模式依赖于仅由电动机构成的驱动力源，发动机运行模式依赖于主要由发动机构成的另一个驱动力源。
例如，专利公报1(日本专利申请公报No.2005-304201)公开了一种具有上述结构的控制装置的混合动力车辆。专利公报1公开了如下的技术，其中驱动力源包括发动机和电动机，并且在EV运行模式(EV运行模式)过程中，当要求转矩(所需转矩)指令值小于给定的EV驱动允许基准值时继续进行电机运行模式，而当要求转矩指令值超过给定的EV驱动允许基准值时发动机被起动以执行发动机运行模式。
除了上述，已经公知以下文献中所公开的各种技术：专利公报2(日本专利申请公报No.2005-271618)，专利公报3(日本专利申请公报No.2006-180626)，专利公报4(日本专利申请公报No.2001-105932)和专利公报5(日本专利申请公报No.2005-178626)。
同时，在车辆在居民区附近等的道路上行驶的情况下，考虑到令人烦躁的发动机声音，对在尽可能长的时间段上持续进行电机运行模式有强烈需要。但是，如果即使至少临时地压下加速踏板，则在电机运行模式过程中要求转矩指令值增加。在这种情况下，很可能发生发动机起动，而不论是否对继续电机运行模式存在强或弱的需求。
发明内容
考虑到上述而完成了本发明，并且本发明的一个目的是提供一种用于具有发动机和电动机的混合动力车辆的控制装置，其能够抑制发动机起动的发生，以满足继续电机运行模式的需求。
为了实现这样的目的，本发明的第一方面提供了一种用于混合动力车辆的控制装置，(a)所述混合动力车辆包括发动机和电动机且建立仅所述电动机用作驱动力源的电机运行状态，并且如果在所述电机运行状态中车辆所要求的要求驱动力相关值超过给定值，则所述混合动力车辆被切换到使所述发动机能够用作主驱动力源以使所述车辆运行的发动机运行状态，(b)所述控制装置包括特性改变装置，所述特性改变装置用于通过参考是否设定了所述电机运行状态所要求的电机运行模式，根据驾驶员施加的输出要求操作量来改变在确定所述要求驱动力相关值时使用的给定特性。
根据这样的结构，通过参考是否设定了电机运行状态所要求的电机运行模式，特性改变装置根据驾驶员施加的输出要求操作量来改变在确定要求驱动力相关值时使用的给定特性。这抑制了发动机起动的发生，以满足对启动电机运行模式的需求。
例如，当设定了电机运行模式时，给定特性可以被改变以允许基于驾驶员施加的输出要求操作量所确定的要求驱动力相关值被改变到比当未设定电机运行模式时出现的值低的值。这使得可以降低基于输出要求操作量所确定的驱动力相关值的敏感度。结果，这使得能够抑制在电机运行模式中由输出要求操作量的增加所引起的发动机起动。
优选地，本发明的第二方面的特征在于，在第一方面所述的用于混合动力车辆的控制装置中，所述特性改变装置可工作以改变所述给定特性，使得当设定了所述电机运行模式时基于所述驾驶员的输出要求操作量确定的所述要求驱动力相关值是比当未设定电机运行模式时的值小的值。这样的结构抑制了在电机运行模式中由输出要求操作量的增加所引起的发动机起动的发生。
优选地，本发明的第三方面的特征在于，在第二方面所述的用于混合动力车辆的控制装置中，当设定了所述电机运行模式时，所述特性改变装置根据车速相关值来改变所述给定特性。这样的结构抑制了响应于由车速相关值所代表的运行状况而发生的发动机起动。例如，这允许改变给定特性，使得基于驾驶员的输出要求操作量所确定的要求驱动力相关值随着车速相关值的减小而减小。在车辆低速运行在居住区等并且考虑到令人烦躁的发动机声音而对继续进行电机运行模式有强烈需求的情况下，这抑制了在电机运行模式中发动机起动的发生。
优选地，本发明的第四方面的特征在于，在第三方面所述的用于混合动力车辆的控制装置中，所述特性改变装置改变所述给定特性，使得基于所述驾驶员的输出要求操作量确定的所述要求驱动力相关值随着所述车速相关值的减小而减小。在车辆低速运行在居住区等并且考虑到令人烦躁的发动机声音而对继续进行电机运行模式有强烈需求的情况下，这样的结构抑制了在电机运行模式中发动机起动的发生。
优选地，本发明的第五方面的特征在于，在第四方面所述的用于混合动力车辆的控制装置中，所述特性改变装置改变所述给定特性，使得随着所述车速相关值的增大，基于所述输出要求操作量确定的所述要求驱动力相关值接近于当未设定电机运行模式时所述要求驱动力相关值的值。
根据这样的结构，即使在车辆以中高速运行并且对获得动力性能有强烈需求的过程中设定了电机运行模式，也可以获得与未设定电机运行模式时一样水平的动力性能。就是说，可以按照驾驶员的需要在低车速时继续进行电机运行模式，而不会牺牲车辆在中高车速运行时的动力性能。
优选地，这里所使用的用于“要求驱动力相关值”的术语“驱动力相关值”是指与在所述驱动轮作用在路面上的状态下的车辆驱动力(以下称作“驱动力”)成一一对应(1∶1)关系的相关值(等同值)，并且该驱动力用作驱动力相关值。除了以上所述，例如可以使用车轴的转矩、车辆的输出、公知变速器的输出转矩以及传动轴的转矩，其中该公知变速器可以将驱动力源的驱动力传递到驱动轮。
优选地，这里所用的术语“输出要求操作量”是指“驾驶员的要求”，例如基于所述要求来确定所述要求驱动力相关值。为此，使用诸如加速踏板或开关之类的加速装置的操作量。
优选地，这里所用的术语“车速相关值”是指例如与表示所述车辆的速度的车速成一一对应(1∶1)关系的相关值(等同值)。当然，不仅车速可以用于表示车速相关值，而且也可以使用其他参数。这些参数例如可以包括变速器的输出转速、车轴的转速、传动轴的转速以及差动齿轮装置的输出转速等。
附图说明
图1的骨架图示出用在混合动力车辆中的根据本发明一个实施例的驱动系统的结构。
图2的工作图表示出在图1所示车辆驱动系统中，用于进行变速工作的液压操作摩擦接合装置的工作组合。
图3的共线图示出图1所示车辆驱动系统中各个档位下的相对转速。
图4示出设置在图1所示的车辆驱动系统中的电子控制单元以及与其相关的输入和输出信号。
图5是与线性电磁阀相关的回路图，该线性电磁阀用于控制液压控制回路的离合器C1、C2以及制动器B1至B3的各个液压致动器的工作。
图6示具有变速杆的变速操作装置的一个示例，该变速杆可以被操作以选择多种的多个变速位置中的一个。
图7的功能性框图示出图4的电子控制单元的主要控制功能。
图8示出用于进行驱动系统的变速控制的变速脉谱图的一个示例。
图9示出燃料消耗脉谱图的一个示例，其中虚线表示发动机的最佳燃料消耗曲线。
图10示出基于实验预先获得并存储的要求输出转矩脉谱图，其表示在基于加速器开度来确定变速机构的要求输出转矩时使用的给定特性的一个示例。
图11示出灵敏度函数与车速之间的灵敏度函数脉谱图的一个示例，其是基于实验预先获得并存储的。
图12A示出要求输出转矩脉谱图的一个示例，其中车速保持在比给定车速低的低车速范围内；图12B的视图示出另一要求输出转矩脉谱图的一个示例，其中车速保持在比给定车速大的中高车速范围内。
图13的流程图示出由图4所示的电子控制单元所执行的控制工作的基本顺序，也就是为了满足EV运行请求而抑制发生发动机起动的控制工作的基本顺序。
图14的骨架图示出用在混合动力车辆中的根据本发明另一实施例的驱动系统的结构。
图15是对应于图2的工作图表，其示出在图14所示的车辆驱动系统中，用于进行变速工作的液压操作摩擦接合装置的工作组合。
图16是对应于图3的共线图，其示出在图14所示的车辆驱动系统中，各个档位下的相对转速。
具体实施方式
以下，将参照附图详细说明根据本发明的各个实施例。
<实施例1>
将参考图1至图13来说明第一实施例。图1的骨架图示出变速机构(即换档机构)10，其构成可以应用本发明的混合动力车辆的驱动系统的一部分。如图1所示，变速机构10包括：变速器壳体(以下称作“壳体”)，其安装在车体上作为非旋转构件；输入轴14，其共轴布置在壳体12内作为输入旋转构件；电控差动部分11(以下称作“差动部分11”)，其直接或者经由未示出的脉动吸收阻尼器(减振装置)间接共轴地连接到输入轴14，并用作无级变速部分；自动变速部分(即变速部分)20，其经动力传递构件18串连在差动部分11与驱动轮34(见图7)之间的动力传递路径中；以及输出轴22，其连接到自动变速部分20并用作输出旋转构件。
变速机构10可优选地应用于例如FR车辆(发动机前置后轮驱动)车辆，并且布置在发动机8与一对驱动轮34之间。发动机8包括诸如汽油发动机或柴油发动机之类的内燃机并用作驱动力源，其直接串连到输入轴12或者经未示出的脉动吸收阻尼器(减振装置)间接串连到输入轴12。这允许车辆驱动力依次经差动齿轮装置32(最终减速齿轮)(见图7)和一对驱动轴将车辆驱动力从发动机8传递至该对驱动轮34。
在本实施例的变速机构10中，发动机8和差动部分11彼此直接连接。这里使用的术语“彼此直接连接”是指如下的结构：在没有流体操作动力传递装置(例如变矩器或流体接合装置等)的情况下在相关的部件之间建立直接连接，例如包括脉动吸收阻尼器的连接布置包含在这样的直接连接的含义中。因为变速机构10包括沿着中心轴线形成为彼此对称关系的上半部和下半部，因此图1的骨架图中省略了其下半部。对于下文说明的本发明的其他实施例也是如此。
差动部分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是用作差动机构的机械机构的形式，施加到输入轴14上的发动机输出经动力分配机构16机械地分配到第一电动机M1和动力传递构件18，第二电动机M2可操作地连接到动力传递构件18以与其一体地旋转。在图示的实施例中，第一电动机M1和第二电动机M2都由所谓的电动机/发电机构成，每个都具有发电功能。第一电动机M1至少具有作为用于产生反作用力的发电机(以产生电能)的功能。第二电动机M2至少具有作为电机(电动机)的功能，以作为运行驱动力源来输出车辆驱动力。
动力分配机构16主要包括单小齿轮式的第一行星齿轮组24，其具有例如大约“0.418”量级的给定传动比ρ1。单小齿轮式的第一行星齿轮组24具有以下旋转元件(以下称作“元件”)：太阳齿轮S1；第一行星齿轮P1；第一行星架CA1，其可旋转地支承行星齿轮使得第一行星齿轮P1中的各个可以绕自身轴线旋转并且同时进行轨道运动；以及经第一行星齿轮P1与第一太阳齿轮S1啮合的第一齿圈R1。在第一太阳齿轮S1和第一齿圈R1的齿数分别由ZS1和ZR1表示的情况下，传动比ρ1由ZS1/ZR1表示。
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，而第一齿圈R1连接至动力传递构件18。根据这种结构的动力分配机构16，第一行星齿轮组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，布置成可彼此相对旋转以能够工作从而启动差动作用，即，启动其中差动作用被启动的差动状态。
这允许发动机8的输出被分配到第一电动机M1和动力传递构件18。然后，被分配的一部分发动机输出驱动第一电动机M1以产生电能，该电能的一部分被储存在电池中，另一部分被用于驱动第二电动机M2旋转。因而，差动部分11(动力分配机构16)用作电控差动装置，使得例如差动部分11置于所谓的无级变速状态(电气建立的CVT状态)，以使动力传递构件18以连续变化状态旋转，而不受发动机8以给定转速工作的约束。就是说，差动部分11用作电控无级变速器，以提供可以从最小值γ0min到最大值γ0max连续变化的速比γ0(输入轴14的转速NIN/动力传递构件18的转速N18)。
由单小齿轮式的第二行星齿轮组26、单小齿轮式的第三行星齿轮组28和单小齿轮式的第四行星齿轮组30构成的自动变速部分20是行星齿轮式多级变速器，其可作为有级自动变速器工作。第二行星齿轮组26具有：第二太阳齿轮S2；第二行星齿轮P2；第二行星架CA2，其支承第二行星齿轮P2使得第二行星齿轮P2中的各个可以绕自身轴线旋转并且可绕第二太阳齿轮S2的轴线旋转；以及经第二行星齿轮P2与第二太阳齿轮S2啮合的第二齿圈R2。例如，第二行星齿轮组26具有约“0.562”的给定传动比ρ2。
第三行星齿轮组28具有：第三太阳齿轮S3；第三行星齿轮P3；第三行星架CA3，其支承第三行星齿轮P3使得第三行星齿轮P3中的各个可以绕自身轴线旋转并且可绕第三太阳齿轮S3的轴线旋转；以及经第三行星齿轮P3与第三太阳齿轮S3啮合的第三齿圈R3。例如，第三行星齿轮组28具有约“0.425”的给定传动比ρ3。第四行星齿轮组30具有：第四太阳齿轮S4；第四行星齿轮P4；第四行星架CA4，其支承第四行星齿轮P4使得第四行星齿轮P4中的各个可以绕自身轴线旋转并且可绕第四太阳齿轮S4的轴线旋转；以及经第四行星齿轮P4与第四太阳齿轮S4啮合的第四齿圈R4。例如，第四行星齿轮组30具有例如约“0.421”的给定传动比ρ4。
在第二太阳齿轮S2、第二齿圈R2、第三太阳齿轮S3、第三齿圈R3、第四太阳齿轮S4和第四齿圈R4的齿数分别由ZS2、ZR2、ZS3、ZR3、ZS4和ZR4表示的情况下，上述传动比ρ2、ρ3和ρ4分别由ZS2/ZR2、ZS3/ZR3和ZS4/ZR4表示。
在自动变速部分20中，第二太阳齿轮S2和第三太阳齿轮S3彼此一体地连接，经第二离合器C2选择性地连接至动力传递构件18，并且经第一制动器B1选择性地连接到壳体12。第二行星架CA2经第二制动器B2选择性地连接到壳体12，第四齿圈R4经第三制动器B3选择性地连接到壳体12。第二齿圈R2、第三行星架CA3和第四行星架CA4一体地彼此连接并且连接到输出轴22。第三齿圈R3和第四太阳齿轮S4一体地彼此连接，并且经第一离合器C1选择性地连接至动力传递构件18。
因而，自动变速部分20和差动部分11(动力传递构件18)经被用于在自动变速部分20中建立各个档位(齿轮变速位置)的第一离合器C1或者第二离合器C2而选择性地彼此连接。换言之，第一离合器C1和第二离合器C2用作联接装置也就是接合装置，其可工作以将动力传递构件18与自动变速部分20之间的动力传递路径，也就是差动部分11(动力传递构件18)与驱动轮34之间的动力传递路径，选择性地置于动力传递状态和动力切断状态之一，在动力传递状态下能够经动力传递路径传递车辆驱动力，在动力切断状态下不能经动力传递路径传递车辆驱动力。就是说，在第一离合器C1和第二离合器C2中的至少一个被接合的状态下，动力传递路径被置于动力传递状态。相反，第一离合器C1和第二离合器C2都松开时，动力传递路径被置于动力切断状态。
在变速部分20中，使松开侧接合装置松开同时使接合侧接合装置接合允许执行所谓的“离合器对离合器(clutch-to-clutch)”变速动作，用于选择性地建立多个档位中的一个。这允许对各个档位以几乎相等的比率获得速比γ(表示动力传递构件18的转速N18与输出轴22的转速NOUT之比)。例如，如图2中的接合工作表所示，第一离合器C1和第三制动器B3的接合允许建立具有例如约“3.357”的速比γ1的第一档位。第一离合器C1和第二制动器B2的接合允许建立具有小于第一档位速比值的、例如约“2.180”的速比γ2的第二档位。
在第一离合器C1和第一制动器B1被接合的状态下，建立了具有小于第二档位速比值的、例如约“1.424”的速比γ3的第三档位。第一离合器C1和第二离合器C2的接合允许建立具有小于第三档位速比值的、例如约“1.000”的速比γ4的第四档位。
第二离合器C2和第三制动器B3的接合建立了具有例如约“3.209”的速比γR的反向驱动档位(反向驱动变速位置)，速比γR的值介于第一档位的速比与第二档位的速比之间。另外，第一和第二离合器C1、C2以及第一至第三制动器B1至B3的松开导致建立空档状态“N”。此外，对于图2的工作图表上表示的第五档位，自动变速部分20对接合装置进行与针对第四档位的接合操作相同的接合操作。
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(除非特别指明，以下一起称作“离合器C”和“制动器B”)由液压操作的摩擦接合装置构成，它们通常用在现有技术的车辆自动变速部分中。这些摩擦接合装置中的各个可以包括湿式多片离合器或者带式制动器，所述多片离合器具有适于通过液压致动器彼此压靠的多个彼此重叠的摩擦片，所述带式制动器包括具有外周表面的旋转鼓，一个或两个带缠绕在该外周表面上，带的端部适于通过液压致动器拉紧。由此，各个摩擦接合装置用于在这样的接合装置置于其间的相关的两个部件之间选择性地提供驱动连接。
根据具有这种结构的变速机构10，自动变速部分20和用作无级变速器的差动部分11整体构成为无级变速器。此外，将差动部分11控制在固定的速比下使得差动部分11和自动变速部分20能够提供与有级变速器等同的结构。
更具体而言，差动部分11用作无级变速器，与差动部分11串连的自动变速部分20用作有级变速器，由此对于至少一个档位“M”，连续地改变输入到自动变速部分20的转速(以下称作“自动变速部分20的输入转速”)，也就是动力传递构件18的转速(以下称作“传递构件转速N18”)。这使得档位“M”能够具有速比连续变化的范围。由此，变速机构10在可连续变化范围上提供了整体速比γT(表示输入轴14的转速NIN与输出轴22的转速NOUT之比)。因而，变速机构10能够建立无级变速器。变速机构10的整体速比γT是变速机构10作为整体的总速比γT，其是根据差动部分11的速比γ0和自动变速部分20的速比γ来建立的。
对于各个档位，例如图2中的接合工作表所示的自动变速部分20的第一档位至第四档位以及反向驱动档位，动力传递构件转速N18可连续变化，使得各个档位是在速比可连续变化的范围内获得的。由此，相邻档位之间的速比变得无限且连续可变，使得能够在将变速机构10作为整体的情况下在无限可变的范围内获得总速比γT。
将差动部分11控制在固定速比γ0并选择性地接合离合器C和制动器B使得能够选择性地建立第一至第四档位或反向驱动档位(反向驱动变速位置)中的任意一个。这允许变速机构10的整体速比γT对于各个档位以几乎相同的比率变化。因而，变速机构10可以建立与有级变速器相同的状态。
例如，如果差动部分11被控制成将速比γ0设置为固定值“1”，则针对自动变速部分20的第一至第四档位以及反向驱动档位中的各个，变速机构10提供如图2的接合工作表所示的总速比γT。此外，如果在自动变速部分20的第四档位下使差动部分11被控制成具有比值“1”小的、例如大约“0.7”的固定速比γ0，则如图2的接合工作表中的第五档位所示，变速机构10的总速比γT例如大约为比第四档位速比值小的“0.705”。
图3是用于包括差动部分11和自动变速部分20的变速机构10的共线图，其中用直线表示在各档位下处于不同接合状态的各个旋转元件的转速之间的关系。图3的共线图采用直角二维坐标系统的形式，其中行星齿轮组24、26、28、30的传动比ρ被取为沿着横轴绘制，而旋转元件的相对转速被取为沿着纵轴绘制。三条横线中较低的一条，即横线X1，表示零水平的转速；而靠上的一条，即横线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。横线XG表示动力传递构件18的转速。
与形成差动部分11的动力分配机构16的三个元件相关的三条竖直线Y1至Y3从左到右分别表示与第二旋转元件(第二元件)RE2对应的第一太阳齿轮S1、与第一旋转元件(第一元件)RE1对应的第一行星架CA1以及与第三旋转元件(第三元件)RE3对应的第一齿圈R1的相对转速。相邻竖直线之间的距离基于第一行星齿轮组24的传动比ρ1来确定。
此外，用于自动变速部分20的五条竖直线Y4至Y8从左到右分别表示以下元件之间的相对转速：与第四旋转元件(第四元件)RE4相对应并彼此连接的第二和第三太阳齿轮S2、S3；与第五旋转元件(第五元件)RE5对应的第二行星架CA2；与第六旋转元件(第六元件)RE6对应的第四齿圈R4；与第七旋转元件(第七元件)RE7对应并彼此连接的第二齿圈R2、第三行星架CA3和第四行星架CA4；以及与第八旋转元件(第八元件)RE8相对应并彼此相连的第三齿圈R3和第四太阳齿轮S4。相邻竖直线之间的距离基于第二、第三和第四行星齿轮组26、28、30的传动比ρ2、ρ3和ρ4确定。
在共线图的竖直线之间的关系中，当太阳齿轮和行星架之间的距离设定为对应于值“1”的距离时，行星架和齿圈之间的距离对应于行星齿轮组的传动比“ρ”。就是说，对于差动部分11，竖直线Y1和Y2之间的距离被设置为对应于值“1”的间隔，而竖直线Y2和Y3之间的间隔被设置为对应于传动比ρ1的距离。此外，对于自动变速部分20，对于第二、第三和第四行星齿轮组26、28、30中的各个，太阳齿轮和行星架之间的距离被设置为对应于值“1”的距离，而行星架和齿圈之间的距离被设置为对应于传动比ρ的距离。
将参考图3的共线图描述变速机构10，对于动力分配机构16(差动部分11)，第一行星齿轮组24的第一旋转元件RE1(第一行星架CA1)连接至输入轴14，也就是发动机8。第二旋转元件RE2连接至第一电动机M1。第三旋转元件RE3(第一齿圈R1)连接至动力传递构件18和第二电动机M2。由此，变速机构10被构造成允许输入轴14经动力传递构件18向自动变速部分20传递(输入)旋转运动。根据这样的结构，第一太阳齿轮S1和第一齿圈R1的转速之间的关系由经过线Y2与X2之间交点的倾斜直线L0表示。
现在，将说明例如差动部分11置于差动状态的情况，其中第一至第三旋转元件RE1至RE3能够相对于彼此旋转，并且由直线L0和竖直线Y3之间的交点表示的第一齿圈R1的转速受到车速V的限制并基本保持在恒定的水平。在这种情况下，当第一电动机M1的转速被控制为使由直线L0与竖直线Y1之间的交点表示的第一太阳齿轮S1的转速升高或降低时，由直线L0和竖直线Y2之间的交点表示的第一行星架CA1的转速(也就是发动机转速NE)升高或降低。
通过控制第一电动机M1的转速以使差动部分11的速比γ0固定在“1”，第一太阳齿轮S1以与发动机转速NE相同的速度旋转。从而，直线L0与水平线X2对准，并且第一齿圈R1也就是动力传递构件18以与发动机转速NE相同的速度旋转。相反，如果第一电动机M1的转速被控制为允许差动部分11的速比γ0为比“1”小的值，例如“0.7”，这使得第一太阳齿轮S1的转速为零。从而，直线L0呈现图3所示的状态，其中动力传递构件转速N18增加至比发动机转速NE高的水平。
在自动变速部分20中，第四旋转元件RE4经第二离合器C2选择性地连接至动力传递构件18，并且经第一制动器B1选择性地连接到壳体12。第五旋转元件RE5经第二制动器B2选择性地连接到壳体12。第六旋转元件RE6经第三制动器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，而第八旋转元件RE8经第一离合器C1选择性地连接至动力传递构件18。
在自动变速部分20中，差动部分11处于其中直线L0与水平线X2一致的状态。此时，差动部分11以与发动机转速NE相同的速度将车辆驱动力传递到第八旋转元件RE8。从而，当第一离合器C1和第三制动器B3接合时，针对第一档位表示输出轴22的转速。如图3所示，该转速由倾斜直线L1与竖直线Y7之间的交点表示，倾斜直线L1经过表示第八旋转元件RE8转速的竖直线Y8与水平线X2之间的交点以及表示第六旋转元件RE6转速的竖直线Y6与水平线X1之间的交点，竖直线Y7表示连接到输出轴22上的第七旋转元件RE7的转速。
类似地，第二档位下输出轴22的转速由通过第一离合器C1和第二制动器B2的接合所确定的倾斜直线L2与表示连接到输出轴22上的第七旋转元件RE7转速的竖直线Y7之间的交点表示。第三档位下输出轴22的转速由通过第一离合器C1和第一制动器B1的接合所确定的倾斜直线L3与表示连接到输出轴22上的第七旋转元件RE7转速的竖直线Y7之间的交点表示。第四档位下输出轴22的转速由通过第一离合器C1和第二离合器C2的接合所确定的水平直线L4与表示连接到输出轴22上的第七旋转元件RE7转速的竖直线Y7之间的交点表示。
对于差动部分11，如果直线L0呈现图3所示的位置，则差动部分11以比发动机转速NE高的转速向第八旋转元件RE8传递旋转运动。在这种状态下，如图3所示，第五档位下输出轴22的转速由通过第一和第二离合器C1、C2的接合所确定的水平直线L5与表示连接到输出轴22上的第七旋转元件RE7转速的竖直线Y7之间的交点表示。
图4示出可工作以控制本发明的变速机构10的电子控制单元(电子控制装置)80，该电子控制单元80可以被施加各种输入信号并且响应于所述输入信号输出各种信号。电子控制单元80包括具有CPU、ROM、RAM和输入/输出接口的所谓微计算机。微计算机通过利用RAM的临时数据存储功能根据存储在ROM中的程序来进行信号处理，由此实施发动机8以及电动机M的混合动力驱动控制，同时执行诸如自动变速部分20的变速控制之类的驱动控制。
与图4所示的各种传感器和开关相连的电子控制单元80接收各种信号，这些信号包括：表示发动机冷却剂温度TEMPW的信号；表示变速位置PSH的信号和表示变速杆52(见图6)处于“M”位置时触发的操作数量的信号；表示代表发动机8的转速的发动机转速NE的信号；表示是否存在用于设定电机驱动(EV驱动)模式的切换操作的信号；表示齿轮系预设值的信号；指令M模式(手动变速运行模式)的信号；表示空调被打开的信号；表示与输出轴22的转速(以下称作“输出轴转速”)NOUT对应的车速V的信号；表示自动变速部分20的工作油的温度TOIL的信号；表示驻车制动器处于工作状态的信号；表示脚踏制动器处于工作状态的信号；以及表示脚踏制动器被致动的信号。
各种信号还包括：表示催化剂温度的信号；表示加速器开度Acc的信号，其代表与驾驶员期望的输出要求操作量相对应的加速踏板操作行程；表示凸轮角度的信号；表示雪地模式被设定的信号；表示车辆的纵向加速度值G的信号；表示自动巡航运行模式的信号；表示车辆的重量(车重)的信号；表示各个驱动轮的车轮速度的信号；表示第一电动机M1的转速NM1(以下称作“第一电机转速NM1”)的信号；表示第二电动机M2的转速NM2(以下称作“第二电机转速NM2”)的信号；以及表示电池60(见图7)的充电状态(荷电状态)SOC的信号。
同时，电子控制单元80产生各种控制信号并将这些信号施加到用于控制发动机8输出的发动机输出控制装置58(见图7)。例如，这些输出信号包括：施加到节气门致动器64以控制设置在发动机8的进气歧管60中的电子节气门62的节气门开度θTH的驱动信号；施加到燃料喷射装置66以控制喷射到进气歧管60或发动机8的气缸中的燃料量的燃料供应量信号；以及施加到点火装置68以控制发动机8的点火正时的点火信号。
所述输出信号例如还包括：调节发动机8的增压器压力的增压器压力调节信号；用于指令电动机M的工作的指令信号；为设定了EV运行模式提供显示的EV运行模式显示信号；用于致动变速范围指示器的变速位置(操作位置)显示信号；用于显示传动比的传动比显示信号；以及用于显示处于雪地模式的雪地模式显示信号。
此外，所述输出信号例如包括：用于致动ABS致动器以在制动阶段防止驱动轮打滑的ABS致动信号；用于显示选择了M模式的M模式显示信号；用于致动电磁阀(线性螺线管阀)的阀指令信号，该电磁阀包含在液压控制单元(液压控制回路)70(见图5和7)中，用于控制差动部分11和自动变速部分20的液压操作摩擦接合装置的液压致动器；用于使包含在液压控制单元70中的调节阀(压力调节阀)调节管线压力PL的信号；用于致动电动液压泵的驱动指令信号，该电动液压泵作为用于待调节管线压力PL的液压原始压力源；被施加到巡航控制计算机的信号；以及用于驱动电动空调的电动空调驱动信号等。
图5的回路框图与混合动力控制单元70的线性电磁阀SL1至SL5相关，线性电磁阀SL1至SL5用于控制离合器C1、C2及制动器B1至B3各自的液压致动器(液压缸)AC1和AC2及AB1至AB3的工作。
在图5中，管线压力PL施加到分别与液压致动器AC1和AC2及AB1至AB3的各个线性电磁阀SL1至SL5。这些线性电磁阀响应于从电子控制单元80传输的指令信号而被控制，由此将管线压力PL调节入各个离合器接合压力PC1和PC2及PB1至PB3，这些压力又直接供应到各个液压致动器AC1和AC2及AB1至AB3。取决于以加速器开度或者节气门开度表示的发动机8的负载等，例如通过溢流式(卸压式，relief-type)压力调节阀来调节由电动油泵(未示出)或者由发动机30驱动旋转的机械油泵所产生的原始液压力，以调节管线压力PL。
基本上形成为相同结构的线性电磁阀SL1至SL5由电子控制单元80独立地通电或断电。这允许液压致动器AC1和AC2及AB1至AB3独立且可控地调节各自的液压，由此对离合器C1、C2及制动器B1至B3控制离合器接合压力PC1和PC2及PB1至PB3。
对于自动变速部分20，预定的接合装置例如以图2的接合工作表所示的方式接合，由此建立各个档位。此外，在自动变速部分20的变速控制中，执行所谓的离合器对离合器变速，以同时控制与变速工作相关的离合器C和制动器B的接合或者松开状态。
图6示出用作切换装置的变速操作装置50的一个示例，其可工作以选择手动操作情况下多种变速位置PSH中的一个。该变速操作装置50例如安装在驾驶员座椅的横向侧区域，并包括可被操作以选择多个变速位置PSH之一的变速杆52。
变速杆52的结构能够手动选择驻车位置“P(驻车)”、反向驱动位置“R(反向)”、向前驱动自动运行位置“D(驱动)”和向前驱动手动变速位置“M(手动)”中的一个。在驻车位置，变速机构10的内部(也就是自动变速部分20内部的动力传递路径)被切断处于空档状态，也就是自动变速部分20的输出轴22保持在锁定状态下的空档状态。在空档位置“N(空档)”，变速机构10内部的动力传递路径被切断。
在驱动位置，基于自动变速部分20的第一档位至第四档位的范围以及在建立自动变速模式时在差动部分11的无限可变速比范围内进行的自动变速操作，在用由此获得的各个档位获得的变速机构10的可变总速比γT的变化范围内启动自动变速模式。在手动位置，建立手动变速运行模式(手动模式)，以在自动变速部分20在自动变速控制下工作的过程中设定所谓的变速范围以限制高速范围上的变速档位。
例如，当变速杆52被变换到各个变速位置PSH时，与变速杆52的手动操作相结合，液压控制单元70被电气地切换，由此建立反向驱动档位“R”、空档位置“N”和向前驱动档位“D”的各个档位。
在由“P”至“M”位置表示的各个变速位置PSH中，“P”和“N”位置表示非运行位置，当不意图使车辆运行时选择这些位置，此时第一离合器C1和第二离合器C2都松开，如图2的接合工作表所示。就是说，非运行位置表示非驱动位置，这使得第一和第二离合器C1和C2能够被选择为将动力传递路径置于动力切断状态，使得自动变速部分20的动力传递路径被切断从而不能驱动车辆。
“R”、“D”和“M”位置表示运行位置，当意图使车辆运行时选择这些位置。就是说，第一离合器C1和第二离合器C2中的至少一个被接合，如图2的接合工作表所示。就是说，这些运行位置表示驱动位置，此时选择第一离合器C1和/或第二离合器C2以将动力传递路径切换到动力传递状态，使得自动变速部分20的动力传递路径被连接，从而能够驱动车辆。
更具体而言，变速杆52从“P”位置或“N”位置手动变换到“R”位置。这使得第二离合器C2被接合，以使自动变速部分20的动力传递路径从动力切断状态切换到动力传递状态。通过变速杆52从“N”位置到“D”位置的手动变换，至少第一离合器C1被接合，以将自动变速部分20的动力传递路径从动力切断状态切换到动力传递状态。
在变速杆52从“R”位置手动变换到“P”位置或“N”位置时，第二离合器C2被松开以将自动变速部分20的动力传递路径从动力传递状态切换到动力切断状态。在变速杆52从“D”位置手动变换到“N”位置时，第一和第二离合器C1、C2被松开，以将自动变速部分20的动力传递状态从动力传递状态切换到动力切断状态。
图7的功能性框图示出由电子控制单元80执行的主要控制功能。在图7中，有级变速控制装置82通过参考图8所示的关系(变速线和变速脉谱图)基于车辆状况来判定自动变速部分20中是否应执行变速，即，待变速到的档位。然后，使自动变速部分20执行自动变速控制，以建立从该判定中得到的档位。另外，图8示出升档线(以实线表示)和降档线(以单点划线表示)，它们以诸如车速V和自动变速部分20的输出转矩TOUT之类的参数被预先存储。车辆状况用实际车速V和变速机构10的要求输出转矩TOUT来表示。
当这发生时，有级变速控制装置82向液压控制回路70输出指令(变速输出指令和液压指令)，用于操作连接(也就是接合)和/或松开(也就是断开或者释放)状态的液压操作摩擦接合装置(自动变速部分20的变速中所涉及的接合装置)，以根据图2所示的接合工作表来建立档位。这些指令包括用于使与自动变速部分20的变速相关的松开侧接合装置松开的指令和用于使接合侧接合装置接合的指令，以执行离合器对离合器变速。在接收到这样的指令时，液压控制回路70致动液压控制回路70的线性电磁阀SL，以例如使与自动变速部分20的变速相关的松开侧接合装置松开，同时使接合侧接合装置接合，由此执行自动变速部分20的变速。
混合动力控制装置84控制作为电控无级变速器工作的差动部分11的速比γ0。就是说，混合动力控制装置84使发动机8以高效率在工作范围内工作，同时使发动机8和第二电动机M2的驱动力以最优的比例分配，并使第一电动机M1在其发电工作过程中的反作用力最优地改变。在车辆运行过程中在车速V处，例如，混合动力控制装置84基于加速器开度Acc(表示驾驶员期望的输出要求操作量)来计算车辆的目标(要求)输出，由此基于车辆的目标输出和电池充电要求值来计算要求的总目标输出。此时，考虑动力传递的损耗、辅助单元的负载、第二电动机M2的辅助转矩等来计算目标发动机输出，以获得总目标输出。然后，混合动力控制装置84控制发动机8，同时控制驱动第一电动机M1以产生电力的比例，从而获得发动机转速NE和发动机转矩TE使得获得目标发动机输出。
例如，从提高动力性能并改进燃料消耗的角度出发考虑自动变速部分20的档位，混合动力控制装置84执行这样的控制。在这样的混合动力控制过程中，使差动部分11用作电控无级变速器，使得发动机转速NE和车速V(被确定为使发动机8以高效率在工作范围内工作)与动力传递构件18的转速(用车速V和自动变速部分20的档位来确定)相匹配。
就是说，混合动力控制装置84确定变速机构10的总速比γT的目标值，以使发动机8以发动机8的最佳燃料效率曲线(燃料效率脉谱图和关系)工作，如图9中的虚线所示。在用发动机转速NE和发动机8的输出转矩(发动机转矩)TE建立的二维坐标上，最佳燃料效率曲线是基于实验预先获得的，并被预存储以在车辆在无级变速模式下运行的过程中在驾驶性和燃料消耗之间提供折衷。
例如，确定变速机构10的总速比γT的目标值，以将发动机转矩TE和发动机转速NE获得为产生用于满足目标输出(总目标输出和要求驱动力)所需的发动机输出的值。为了获得这些目标值，差动部分11的速比γ0是考虑自动变速部分20中的档位而被控制的，由此将总速比γT控制在可变速变化范围内。
当这发生时，混合动力控制装置84允许由第一电动机M1产生的电力经逆变器54供应到电池(蓄电装置)56和第二电动机M2。由此，发动机8的驱动力的主要部分机械地传递到动力传递构件18。但是，发动机8的驱动力的剩余部分由第一电动机M1消耗以产生用于转换成电能的电力。所产生的电能经逆变器54供应到第二电动机M2，由此第二电动机M2被驱动以产生传递到动力传递构件18上的驱动力。因而，通过与包括产生电力的步骤到使第二电动机M2消耗所产生电能的步骤的工作相关的设备来建立电气路径，其中发动机8的驱动力的一部分被转换成电能，该电能又被转换成机械能。
混合动力控制装置84允许差动部分11执行电控CVT功能，以例如控制第一电机转速NM1。这使得发动机转速NE保持在几乎固定的水平或者控制在任意转速，而不受车辆保持在停止状态或运行状态的约束。换言之，混合动力控制装置84将发动机转速NE保持在几乎固定的水平或者将其控制为任意转速，同时将第一电机转速NM1可旋转地控制在任意转速。
例如，当在车辆运行过程中升高发动机转速NE时，混合动力控制装置84升高第一电机转速NM1，同时将第二电机转速NM2保持在由车速V(由驱动轮34的轮速表示)限定的几乎固定的水平，如图3中的共线图所示。此外，为了在自动变速部分20的变速过程中将发动机转速NE保持在几乎固定的水平，在自动变速部分20的变速过程中，混合动力控制装置84在与第二电机转速NM2改变的方向相反的方向上改变第一电机转速NM1，同时将发动机转速NE保持在几乎固定的水平。
混合动力控制装置84功能性地包括发动机输出控制器件，用于执行发动机8的输出控制以使其产生要求发动机输出。具体而言，混合动力控制装置84使节气门致动器64可控制地打开或关闭电子节气门62，以进行节气门控制。此外，混合动力控制装置84向发动机输出控制装置58单独或者组合输出指令。这使得燃料喷射装置66控制燃料喷射量和燃料喷射正时以进行燃料喷射控制，同时允许诸如点火器之类的点火装置68控制点火正时，以进行点火正时控制。
混合动力控制装置84能够执行电机驱动(EV驱动)模式，在该模式下，发动机8的工作停止，第二电动机M2由从电池56输送的电力驱动，并作为仅由第二电动机M2构成的驱动力源。
例如，混合动力控制装置84包括要求驱动力相关值计算装置86，用于通过参考给定特性基于实际的加速器开度Acc来计算要求输出转矩TOUTt，所述给定特性用于根据加速器开度Acc来确定变速机构10的要求输出转矩TOUTt。这里所用的术语“给定特性”是指例如图10中所示的加速器开度Acc(基于实验预先获得并被预存储)与要求输出转矩TOUTt之间的关系(要求输出转矩脉谱图)。
当由要求驱动力相关值计算装置86计算出的要求输出转矩TOUTt小于给定值TOUT1时，执行EV运行模式。相反，如果在EV运行模式中要求输出转矩TOUTt超过给定值TOUT1，则EV运行模式被切换到发动机运行模式。在这种情况下，使车辆以主要由发动机8构成的驱动力源来运行。这里所使用的术语“给定值TOUT1”是指EV驱动允许值，其是基于实验预先确定的，用于在考虑例如第二电动机M2的输出转矩的情况下判定是否执行从电机运行模式到发动机运行模式的切换。
在图10中，阴影区域表示EV运行区域，用于在要求输出转矩TOUTt保持小于给定值TOUT1的情况下执行EV运行模式。阴影区域以上的空白区域表示发动机运行区域，用于在要求输出转矩TOUTt超过给定值TOUT1的情况下使发动机8起动以开始发动机运行区域。由此，混合动力控制装置84以较低的输出转矩TOUT(即低发动机转矩TE)执行EV运行模式，此时，发动机8的发动机效率被认为小于在高转矩范围内工作的发动机8的效率。从另一个角度来看，混合动力控制装置84在第二电动机M2能够被驱动的范围内执行EV运行模式。
例如，混合动力控制装置84将第一电动机M1置于用于空转的无负载状态，同时根据需要使差动部分11启动电控CVT功能(差动作用)，使得发动机转速NE为零或者接近于零。这是因为这样的控制将保持在停止状态的发动机8的拖滞(drag)最小化，由此在EV运行模式中改进了燃料消耗。
为了在发动机运行模式和电机运行模式之间进行切换，混合动力控制装置84功能性地包括发动机起动停止控制装置，其使得发动机8的工作状态在工作状态和停止状态(即发动机8的起动或停止)之间进行切换。
现在，描述如下的状况，其中加速踏板被深深地压下超过给定的加速器开度Acc1(见图10)，并且要求输出转矩TOUT超过给定值TOUT1。在这样的状况下，车辆状态从EV运行区域变化到发动机运行区域。在这种情况下，发动机起动停止控制装置判定为车辆状态从EV运行区域切换到发动机运行区域。这对应于确定了发动机起动(启动)的状况。
在这种情况下，混合动力控制装置84打开第一电动机M1以升高第一电机转速NM1，使得第一电动机M1作为起动机工作。这使得发动机转速NE增加至超过给定转速NE’的值，使得能够进行完全燃烧。同时，在发动机转速NE超过给定转速NE’也就是例如在自主可旋转的发动机转速NE超过怠速转速的情况下，燃料喷射装置66将燃料供应(喷射)到燃烧室中。之后，点火装置68点燃燃烧室内的空气-燃料混合物，使发动机8起动。由此，车辆状态从EV运行模式切换到发动机运行模式。
另一方面，如果加速踏板被释放到比给定加速器开度Acc1(图10)小的水平并且要求输出转矩TOUT变得小于给定值TOUT1，则混合动力控制装置84以如下的方式工作。在这样的状况下，车辆状态从EV运行区域切换到发动机运行区域，并且混合动力控制装置84判定为车辆状态从EV运行模式转换到发动机运行模式。这对应于确定了发动机停止的情况。在这种情况下，混合动力控制装置84允许燃料喷射装置66停止燃料供应，也就是切断燃料供应。这导致发动机8停止，由此使车辆状态从发动机运行模式切换到EV运行模式。
在发动机运行模式下，混合动力控制装置84建立电气路径，从第一电动机M1输送的电能和/或从电池56输送的电能通过该电气路径供应至第二电动机M2。这使得第二电动机M2被驱动，由此向驱动轮34提供转矩。这使得可以实施所谓的转矩辅助，用于辅助发动机8的驱动动力。因此，在图示的实施例中，发动机运行模式涉及覆盖发动机运行模式和EV运行模式两者的阶段。
混合动力控制装置84使得第一电动机M1在无负载状态下不工作，由此允许自由旋转也就是空转工作。这使得差动部分11具有与禁止转矩传递的状态相同的状态，也就是自动变速部分20的动力传递路径被中断从而没有输出从差动部分11传输的状态。就是说，在使第一电动机M1在无负载状态下不工作时，混合动力控制装置84使得可以将差动部分11置于空档状态(空档位置)，其中动力传递路径被电气地中断。
在车辆在居住区等关注令人烦躁的发动机声音的区域运行的情况下，可以认为对尽可能地继续EV运行模式有强烈需求。但是，在EV运行模式下，如果即使在临时的时间段上加速踏板被压下，导致要求输出转矩TOUT增加至超过给定值TOUT1，也可能使得发动机8起动，而不论是否对继续EV运行模式有强烈需求。这里所用的表述“对继续EV运行模式有强烈需求的情况”应当被认为例如包括驾驶员打开用以设定EV运行模式的EV运行模式开关72(见图4)从而要求启动EV运行模式的情况。
为此，本实施例的控制装置包括依赖于是否设定了EV运行模式而工作的特性改变装置88，该装置改变在基于加速器开度Acc确定变速机构10的要求输出转矩TOUTt时所使用的给定特性。
更具体而言，EV运行模式判定装置90基于例如EV运行模式开关72是否被打开而工作，由此判定是否设定了EV运行模式。
在图示的实施例中，认为EV运行模式打开状态对应于其中EV运行模式判定装置90判定为设定了EV运行模式的阶段。类似地，EV运行模式关闭状态被认为对应于其中EV运行模式判定装置90判定为未设定EV运行模式的阶段。
特性改变装置88改变给定特性，使得对于EV运行模式打开状态，基于加速器开度Acc确定的要求输出转矩TOUTt的值小于针对EV运行模式关闭状态设定的值。例如，即使在相同的加速器开度Acc下，改变用于EV运行模式打开状态的要求输出转矩脉谱图，如图10所示，使得要求输出转矩TOUTt减小到比针对EV运行模式关闭状态时低的水平。因此，即使对于EV运行模式打开状态和EV运行模式关闭状态以相同的方式压下加速器踏板，针对EV运行模式打开状态基于加速器开度Acc确定的要求输出转矩TOUTt的敏感度小于针对EV运行模式关闭状态的要求输出转矩TOUTt的敏感度。这导致抑制了发动机起动的发生。
此外，特性改变装置88可以基于车速V来改变用于EV运行模式打开状态的给定特性。例如，特性改变装置88改变给定特性，使得随着车速V的减小，减小基于加速器开度Acc确定的要求输出转矩TOUTt。例如，即使在相同的加速器开度Acc下，特性改变装置88改变用于EV运行模式打开状态的要求输出转矩脉谱图，使得随着车速V的下降，要求输出转矩TOUTt也下降，如图10所示。
因而，在非常需要在进一步考虑令人烦躁的发动机声音的区域中启动EV运行模式的情况下，即使在EV运行模式下针对EV运行模式打开状态以相同的方式压下加速踏板，基于加速器开度Acc确定的要求输出转矩TOUTt的敏感度也可以随着车速的下降而下降。这导致抑制了发动机起动的发生。
认为在车辆以中高速运行的区域中，对于发动机声音的考虑较少而对动力性能的考虑较多。考虑到此，给定特性可以被改变，使得基于加速器开度Acc确定的要求输出转矩TOUTt可以与用于EV运行模式关闭状态的要求输出转矩TOUTt具有相同的敏感度。就是说，特性改变装置88改变给定特性，使得随着车速V的增加，基于加速器开度Acc确定的要求输出转矩TOUTt接近于用于EV运行模式关闭状态的要求输出转矩TOUTt。
例如，图10所示的要求输出转矩脉谱图被改变，使得对于EV运行模式打开状态，随着车速V增加，相同加速器开度Acc下的要求输出转矩TOUTt接近于用于EV运行模式关闭状态的要求输出转矩TOUTt。根据这种改变，即使处于EV运行模式打开状态，也可以按照驾驶员的需要在低车速范围内继续进行EV运行模式，而不会牺牲中高车速范围内的动力性能。
图11的视图示出敏感度函数ρ与车速V之间的关系(敏感度函数脉谱图)的一个示例，其基于实验预先获得并被存储。该敏感度函数用于通过将用于EV运行模式关闭状态的要求输出转矩TOUTt乘以敏感度函数来获得用于EV运行模式打开状态的要求输出转矩TOUTt。这是因为，对于EV运行模式打开状态，基于加速器开度Acc确定的要求输出转矩TOUTt需要具有比用于EV运行模式关闭状态的要求输出转矩TOUTt低的敏感度。
在图11中，敏感度脉谱图被设定成随着车速减小而减小敏感度函数ρ，使得基于加速器开度Acc确定的要求输出转矩TOUTt的敏感度随着车速降低而降低。在车速V超过给定车速V’的情况下，敏感度函数被设定为“1”的值。这是因为基于加速器开度Acc确定的要求输出转矩TOUTt对于EV运行模式打开状态和EV运行模式关闭状态处于相同的值。这里所用的术语“给定车速V’”是指基于实验预先获得的判定车速，其表示这样的车速，在该车速下，基于加速器开度Acc确定的用于EV运行模式打开状态的要求输出转矩TOUTt等于用于EV运行模式关闭状态的要求输出转矩TOUTt。这是因为对于EV运行模式打开状态，对发动机声音的考虑相对较少，而对动力性能的考虑相对较多。
图12A和12B的视图示出与图10所示类似的要求输出转矩脉谱图。图12A示出用于在其中车速V属于较低车速区域即比给定车速V’低的情况下的要求输出转矩脉谱图的一个示例。图12B示出用于在其中车速V属于中高车速区域即比给定车速V’高的情况下的要求输出转矩脉谱图的另一个示例。
在图12A中，实线表示用于EV运行模式关闭状态的要求输出转矩脉谱图，该EV运行模式关闭状态具有例如与图10所示要求输出转矩脉谱图等同的特性。此外，双点划线表示用于EV运行模式打开状态的要求输出转矩脉谱图，该EV运行模式打开状态具有通过将用于EV运行模式关闭状态的要求输出转矩脉谱图乘以如图11所示的敏感度函数ρ(也就是例如用于车速V1的敏感度函数ρ1)获得的特性。
从图12A可以看出，例如如果在EV运行模式下压下加速踏板，并且加速器开度Acc处于给定的加速器开度Acc1，则要求输出转矩TOUT处于用于EV运行模式关闭状态的给定值TOUT1。此时，使得车辆状态从EV运行区域变化到发动机运行区域以起动发动机8。相反，在EV运行模式打开状态，要求输出转矩TOUT变得小于给定值TOUT1，车辆状态保持在EV运行区域不变。因此，发动机8不会起动并且可以保持EV运行模式。
在图12B中，实线表示用于EV运行模式关闭状态的要求输出转矩脉谱图，其与图12A所示的要求输出转矩脉谱图类似。但是，在车速V增加超过给定车速V’的状况下，即使在EV运行模式打开状态时，特性改变装置88也使用与用于EV运行模式关闭状态相同的要求输出转矩脉谱图。因此，在车速V超过给定车速V’的中高车速区域，驱动系统确保与EV运行模式关闭状态下相同的动力性能。
在EV运行模式打开状态，例如，如果车速判定装置92判定为车速V小于给定车速V’，则特性改变装置88通过参考图11所示的敏感度函数脉谱图基于实际车速V来计算敏感度函数ρ。将用于EV运行模式关闭状态的要求输出转矩脉谱图乘以敏感度函数ρ允许要求输出转矩脉谱图被设定为用于EV运行模式打开状态。
要求驱动力相关值计算装置86通过参考用于EV运行模式打开状态的要求输出转矩脉谱图基于实际加速器开度Acc来计算要求输出转矩TOUT。
相反，在EV运行模式关闭状态或者EV运行模式打开状态，如果车速判定装置92判定为车速V高于给定车速V’，则要求驱动力相关值计算装置86通过参考用于EV运行模式关闭状态的要求输出转矩脉谱图基于实际加速器开度Acc来计算要求输出转矩TOUT。
如果由要求驱动力相关值计算装置86计算出的要求输出转矩TOUT小于给定值TOUT1从而车辆状态保持在EV运行区域，则混合动力控制装置84仅驱动第二电动机M2以获得相关的要求输出转矩TOUT，由此执行EV运行模式。相反，如果由要求驱动力相关值计算装置86计算出的要求输出转矩TOUT超过给定值TOUT1从而车辆状态保持在发动机运行区域，则混合动力控制装置84允许发动机8起动，以获得相关的要求输出转矩TOUT，由此执行发动机运行模式。
图13的流程图示出由电子控制单元80执行的主要控制工作的基本顺序，也就是为了抑制发动机起动的发生以满足对EV运行模式的请求而执行的控制工作的基本顺序。该顺序以例如大约几毫秒至几十毫秒量级的极短周期重复执行。
首先，在与EV运行模式判定装置90相对应的步骤(以下将省略“步骤”二字)S1中，进行工作以例如基于EV运行模式开关72是否保持在打开状态来判定是否设定了EV运行模式。
如果S1中的判定为肯定，则在与车速判定装置92相对应的S2中，判定车速V是否小于给定车速V’。
如果S2中的判定为肯定，则在与特性改变装置88相对应的S3中，通过参考例如图11所示的敏感度函数脉谱图基于实际车速V来计算敏感度函数ρ。将例如图12所示的用于EV运行模式关闭状态的要求输出转矩脉谱图乘以敏感度函数ρ允许设定用于EV运行模式打开状态的要求输出转矩脉谱图。
在S3之后，在与要求驱动力相关值计算装置86相对应的S4中，计算要求输出转矩TOUT。在S1中的判定为否定或者S2中的判定为否定的情况下同样如此。例如，如果S1和S2中的判定都为肯定，则通过参考在S3中设定的用于EV运行模式打开状态的要求输出转矩脉谱图基于实际加速器开度Acc来计算要求输出转矩TOUT。
相反，如果S1和S2中的判定都为否定，则通过参考如图12A和12B所示的用于EV运行模式关闭状态的要求输出转矩脉谱图基于实际加速器开度Acc来计算要求输出转矩TOUT。
如果S4中计算出的要求输出转矩TOUT小于给定值TOUT1从而车辆状态保持在EV运行区域，则在与混合动力控制装置84相对应的接下来步骤S5中，仅第二电动机M2被驱动以执行EV运行模式。这允许获得相关的要求输出转矩TOUT。相反，如果S4中计算出的要求输出转矩TOUT超过给定值TOUT1，并且车辆状态从EV运行区域过渡到发动机运行区域，则使发动机8起动以执行发动机运行模式。由此，获得相关的要求输出转矩TOUT。
在图示的实施例中，如上所述，根据是否设定了EV运行模式，特性改变装置88改变在基于加速器开度Acc来确定变速机构10的要求输出转矩TOUTt时使用的给定特性。这使得能够抑制发动机起动的发生，以与对EV运行模式的请求相符。例如，在EV运行模式打开状态，特性改变装置88改变给定特性，使得基于加速器开度Acc确定的用于EV运行模式打开状态的要求输出转矩TOUT位于比EV运行模式关闭状态时低的水平。就是说，这使得基于加速器开度Acc确定的要求输出转矩TOUT的敏感度下降。这导致抑制了在EV运行模式中由于加速踏板的压下操作而可能引发的发动机起动的发生。
在图示的实施例中，在EV运行模式打开状态，特性改变装置88能够基于车速V来改变给定特性。这使得能够取决于车速V来抑制发动机起动的发生。例如，特性改变装置88改变给定特性，使得随着车速V减小，基于加速器开度Acc确定的要求输出转矩TOUTt减小。在车辆低速运行在居住区等从而需要考虑令人烦躁的发动机声音并且因此对EV运行模式有强烈需求的情况下，这抑制了在EV运行模式中发动机起动的发生。
在图示的实施例中，特性改变装置88能够改变给定特性，使得随着车速V增加，基于相同的加速器开度Acc确定的要求输出转矩TOUTt接近于用于EV运行模式关闭状态的要求输出转矩TOUT。因此，即使在EV运行模式打开状态，在车辆以中高速运行从而对动力性能有更强烈需求的情况下，能够使得相关的动力性能接近于在EV运行模式关闭状态获得的优异动力性能。就是说，可以按照驾驶员的需要在低车速区域继续EV运行模式，而不会牺牲中高车速区域中的动力性能。
接下来，将描述根据本发明的另一个实施例。在以下的描述中，用在各个实施例中的相同的部件使用类似的附图标记，并省略其说明。
<实施例2>
将参考图14至16来说明第二实施例。图14的骨架图示出根据本发明的另一个实施例的变速机构100的结构。图15的接合工作图表示在变速机构100的变速工作中使用的液压操作摩擦接合装置的工作组合。图16的共线图表示变速机构100的变速工作。
类似于第一实施例，变速机构100包括差动部分11和向前驱动三级自动变速部分102，差动部分11包括第一电动机M1、动力分配机构16和第二电动机M2，自动变速部分102经由动力传递构件18串连在差动部分11与输出轴22之间。动力分配机构16包括单小齿轮式的第一行星齿轮组24(其具有例如大约“0.418”的给定传动比ρ1)。自动变速部分102包括单小齿轮式的第二行星齿轮组26(其具有例如大约“0.532”的给定传动比ρ2)和单小齿轮式的第三行星齿轮组28(其具有例如大约“0.418”的给定传动比ρ3)。
第二行星齿轮组26的太阳齿轮S2和第三行星齿轮组28的太阳齿轮S3彼此一体连接，并且分别经由第二离合器C2和第一制动器B1选择性地连接至动力传递构件18和壳体12。第二行星齿轮组26的第二行星架CA2和第三行星齿轮组28的第三齿圈R3彼此一体连接，并连接至输出轴22。第二齿圈R2经由第一离合器C1连接至动力传递构件18，第三行星架CA3经由第二制动器B2选择性地连接到壳体12。
由此，自动变速部分102和差动部分11(动力传递构件18)的内部部件经由第一和第二离合器C1和C2选择性地彼此连接，用于使自动变速部分102建立档位。换言之，第一和第二离合器C1和C2用作接合装置，用于使动力传递构件18与自动变速部分102之间的动力传递路径，也就是差动部分11(动力传递构件18)与驱动轮34之间的动力传递路径，选择性地切换到动力传递状态和动力切断(即中断)状态之一。就是说，在接合第一和第二离合器C1和C2中的至少一个时，动力传递路径处于动力传递状态。相反，在第一和第二离合器C1和C2都松开时，动力传递路径处于动力切断状态。
对于自动变速部分102，使松开侧接合装置松开同时使接合侧接合装置接合允许执行离合器对离合器变速，用于选择性地建立各个档位(齿轮变速位置)。这使得对于各个档位能够以几乎相等的比率获得速比γ(＝传递构件转速N18/输出轴转速NOUT)。例如，如图15中的接合工作表所示，第一离合器C1和第二制动器B2的接合允许建立具有最大值例如为约“2.804”的速比γ1的第一档位。第一离合器C1和第一制动器B1的接合允许建立具有小于第一档位速比值的、例如约“1.531”的速比γ2的第二档位。第一离合器C1和第二离合器C2的接合允许建立具有小于第二档位速比值的、例如约“1.000”的速比γ3的第三档位。
第二离合器C2和第二制动器B2的接合允许建立具有例如约“2.393”的速比γR的反向驱动档位(反向驱动变速位置)，速比γR的值介于第一档位的速比与第二档位的速比之间。此外，第一和第二离合器C1、C2以及第一和第二制动器B1和B2的松开允许建立空档状态“N”。此外，如图15的接合工作表所示，在与用于建立第三档位的接合装置的接合工作相同的接合工作下，自动变速部分20的接合装置工作以建立第四档位。
根据具有上述结构的变速机构100，自动变速部分102和用作无级变速器的差动部分11构成无级变速器。此外，控制差动部分11以将速比保持在固定水平使得差动部分11和自动变速部分102能够形成与有级变速器等同的状态。
更具体而言，差动部分11用作无级变速器，与差动部分11串连的自动变速部分102用作有级变速器。这允许对于自动变速部分102的至少一个变速位置M，转速(以下称作自动变速部分102的输入转速)即动力传递构件18的转速以无级也就是连续变化的速率输入到自动变速部分102。这使得变速位置M在变速中具有连续变化的速比。由此，变速机构100在无限可变范围上提供了整体速比γT，使得变速机构100形成无级变速器。
因而，对于自动变速部分102的第一档位至第三档位以及反向驱动档位中的各个，使动力传递构件转速N18可连续变化。这使得各个档位的速比连续变化，例如图15的接合工作表所示。由此，在相邻档位之间的中间位置速比无级或者连续可变，使得变速机构100整体上具有在无限可变范围内的总速比γT。
通过将差动部分11控制在固定速比并选择性地接合离合器C和制动器B的操作，能够选择性地建立第一至第三档位或反向驱动档位(反向驱动变速位置)中的任意一个。当这发生时，变速机构100的总速比γT对于各个档位以几乎相同的比率(也就是几何地)变化。由此，变速机构100可以建立与有级变速器等同的状态。
在差动部分11被控制成使速比γ0为固定值“1”的状态下，例如，针对自动变速部分102的第一至第三档位以及反向驱动档位中的各个，变速机构100具有如图15的接合工作表所示的总速比γT。此外，在自动变速部分102处于第三档位的情况下，如果差动部分11被控制成使速比γ0为比值“1”小的固定值例如大约“0.7”，则变速机构100的总速比γT例如大约为比第三档位速比值小的“0.705”，如图15的接合工作表中的第四档位所示。
图16示出用于由差动部分11和自动变速部分102构成的变速机构100的共线图，其中用直线表示在各档位下处于不同接合状态的各个旋转元件的转速之间的相对运动关系。
从左至右，四条竖直线Y4至Y7表示：与第四旋转元件(第四元件)RE4对应并彼此连接的第二和第三太阳齿轮S2、S3的转速；与第五旋转元件(第五元件)RE5对应的第三行星架CA3的转速；与第六旋转元件(第六元件)RE6对应并彼此连接的第二行星架CA2和第三齿圈R3的转速；以及与第七旋转元件(第七元件)RE7对应的第二齿圈R2的转速。
对于自动变速部分102，第四旋转元件RE4分别经由第二离合器C2和第一制动器B1选择性地连接到动力传递构件18和壳体12。第五旋转元件RE5经由第二制动器B2选择性地连接到壳体12。第六旋转元件RE6连接到自动变速部分102的输出轴22，第七旋转元件RE7经由第一离合器C1选择性地连接到动力传递构件18。
在自动变速部分102中，如果直线L0与差动部分11中的水平线X2匹配，并且差动部分11以与发动机转速NE相同的转速向第七旋转元件RE7输入旋转运动，则第一离合器C1和第二制动器B2如图16所示被接合。在这种情况下，对于第一档位，输出轴22的转速由斜线L1与竖直线Y6之间的交点表示，斜线L1经过表示第七旋转元件RE7(R2)转速的竖直线Y7与水平线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与水平线X1之间的交点，竖直线Y6表示与输出轴22相连的第六旋转元件RE6(CA2和R3)的转速。
类似地，第二档位下输出轴22的转速由在第一离合器C1和第一制动器B1被接合的状态下确定的倾斜直线L2与表示与输出轴22相连的第六旋转元件RE6转速的竖直线Y6之间的交点表示。第三档位下输出轴22的转速由在第一离合器C1和第二离合器C2被接合的状态下确定的水平线L3与表示与输出轴22相连的第六旋转元件RE6转速的竖直线Y6之间的交点表示。
在差动部分11中，如果直线L0处于图16所示的状态，差动部分11以比发动机转速NE高的转速向第七旋转元件RE7输入旋转运动，则第四档位下输出轴22的转速由在第一离合器C1和第二离合器C2被接合的状态下确定的水平线L4与表示与输出轴22相连的第六旋转元件RE6转速的竖直线Y6之间的交点表示，如图6所示。
即使在所示的第二实施例中，变速机构100由差动部分11和自动变速部分102构成，其具有与第一实施例相同的有利效果。
在前述中，已经参考附图所示的实施例描述了本发明，但是应当理解，本发明可以以各种实施例的组合以及其他变型来实现。
例如，在图示的实施例中，如果在EV运行模式打开状态下车速V低于给定车速V’，则通过将用于EV运行模式关闭状态的要求输出转矩脉谱图乘以随车速变化的敏感度函数ρ来设定用于EV运行模式打开状态的要求输出转矩脉谱图。但是，也可以以车速V作为参数，基于实验预先获得并存储用于EV运行模式打开模式的要求输出转矩脉谱图，使得随着车速下降，要求输出转矩TOUT下降。在这种情况下，不需要通过参考敏感度函数脉谱图来计算敏感度函数ρ，并且本身不需要敏感度函数脉谱图。
在以上讨论的图示实施例中，将本发明可以应用于其上的混合动力车辆实现为具有变速机构10。但是，本发明不限于这样的构思，并且驱动力源可以用于使车辆被驱动，并包括基于电能而工作的电动机和基于燃料燃烧而工作的发动机。本发明可以应用到具有如下结构的混合动力车辆，其中可以基于车辆状态例如要求输出转矩等来操作车辆，由此车辆状态在基于仅由电动机构成的驱动力源的EV运行模式和基于主要包括发动机的另一个驱动力源的发动机运行模式之间切换。
在上述所示的实施例中，差动部分11(动力分配机构16)被构造成用作无级变速器，其中速比γ0可从最小值γ0min到最大值γ0max连续变化。但是，本发明可以应用于其中差动部分11的速比γ0不连续变化而是利用差动作用貌似有级变化的情况。
在上述所示的实施例中，差动部分11可以是包括差动作用限制装置的类型，该差动作用限制装置包含在动力分配机构16中，用于限制差动作用，以至少能够作为向前的两级有级变速器。
根据所示实施例的动力分配机构16，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，第一齿圈R1连接到动力传递构件18。但是，本发明并不限于这样的连接布置，发动机8、第一电动机M1和动力传递构件18可以连接到第一行星齿轮组24的三个元件CA1、S1和R1中的任意一个上。
尽管在所示的实施例中，发动机8直接连接到输入轴14，但是其可以通过例如齿轮、带等可操作地连接，这些部件不必然共轴布置。
在所示的实施例中，第一电动机M1和第二电动机M2与输入轴14共轴配置，第一电动机M1连接到第一太阳齿轮S1，第二电动机M2连接到动力传递构件18。但是，这些部件不是必须配置成这样的连接布置。例如，第一电动机M1可以通过齿轮、带等连接到第一太阳齿轮S1，第二电动机M2可以连接到动力传递构件18。
在所示的实施例中，诸如第一和第二离合器C1和C2之类的液压操作摩擦接合装置可以包括磁粉式、电磁式或者机械式的接合装置，例如粉末(磁粉)离合器、电磁离合器和啮合式牙嵌离合器。例如，在采用电磁离合器的情况下，液压控制回路70可以不包括用于切换液压通道的阀装置，并可以用能够切换用于电磁离合器的电指令信号回路的切换装置或者电磁操作切换装置来代替。
在所示的实施例中，自动变速部分20和102布置在动力传递构件18与驱动轮34之间的动力传递路径中，动力传递构件18用作差动部分11(也就是动力分配机构16)的输出构件。但是，动力传递路径可以包括其他类型的动力传递部分(变速器)。例如，其可以包括作为一种自动变速器的无级变速器(CVT)；包括常啮合式平行轴变速器(公知为手动变速器)并包括由选择缸和变速缸构成以自动切换档位的自动变速器的自动变速器等；以及手动变换档位的同步啮合式的手动变速器等。
在所示的实施例中，自动变速部分20和102均经由动力传递构件18串连到差动部分11。但是，可以设置与输入轴14平行的副轴，并且自动变速部分20和102均可以共轴布置在该副轴的轴线上。在这种情况下，差动部分11和自动变速部分20和102中的每个可以经由一组传递构件(例如由用作动力传递部件18的副齿轮对、链轮与链条构成)彼此连接以具有动力传递能力。
在所示的实施例中，用作差动机构的动力分配机构16可以包括例如差动齿轮组，其中由发动机驱动旋转的小齿轮以及与小齿轮保持啮合的一对斜齿轮可操作地连接到第一电动机M1和动力传递构件18(第二电动机M2)。
所示实施例的动力分配机构16如上所述包括一组行星齿轮单元。但是，动力分配机构16可以包括两组或更多组行星齿轮单元，它们被布置成在非差动状态(固定速比状态)下用作具有三个或更多档位的变速器。此外，行星齿轮单元不限于单小齿轮式，其可以是双小齿轮式。
已经描述了图示实施例的变速操作装置50，其中变速杆52被操作用于选择多种变速位置PSH之一。但是，可以用其他类型的开关或装置来代替变速杆52。这些例如可以包括：诸如挤压式开关和滑动式开关之类的选择开关，其能够选择多个变速位置PSH之一；不是响应于手的操作而是响应于驾驶员声音的操作工作以切换到多个变速位置PSH之一的装置；以及响应于脚的操作而工作以切换到多个变速位置PSH之一的装置。
类似于以上所述的实施例，将变速杆52变换到“M”位置允许设定变速位置，也就是代替设定变速范围，设定用于各个变速范围的最高档位。在这种情况下，自动变速部分20和102中的每个允许切换变速位置用于执行变速动作。例如，在“M”位置，当变速杆52被手动操作到升档位置“+”或降档位置“-”时，自动变速部分20允许根据变速杆52的操作位置来设定第一档位至第四档位中的任何一个。
上述仅是实施例的示例，用于说明本发明的原理。应当理解，本领域技术人员能够根据本公开的全部教导来得到这些细节的各种变型和替代。

Claims (11)

1.一种用于混合动力车辆的控制装置，所述混合动力车辆包括发动机(8)和电动机(M)且建立仅所述电动机用作驱动力源的电机运行状态，并且如果在所述电机运行状态中车辆所要求的要求驱动力相关值超过给定值，则所述混合动力车辆被切换到使所述发动机能够用作主驱动力源以使所述车辆运行的发动机运行状态，
所述控制装置(80)的特征在于包括特性改变装置(88)，所述特性改变装置(88)用于通过参考是否设定了所述电机运行状态所要求的电机运行模式，根据驾驶员施加的输出要求操作量来改变在确定所述要求驱动力相关值时使用的给定特性。
2.根据权利要求1所述的用于混合动力车辆的控制装置，其中，所述特性改变装置(88)可工作以改变所述给定特性，使得当设定了所述电机运行模式时基于所述驾驶员的输出要求操作量确定的所述要求驱动力相关值是比当未设定电机运行模式时的值小的值。
3.根据权利要求1所述的用于混合动力车辆的控制装置，其中，当设定了所述电机运行模式时，所述特性改变装置(88)根据车速相关值来改变所述给定特性。
4.根据权利要求3所述的用于混合动力车辆的控制装置，其中，所述特性改变装置(88)改变所述给定特性，使得基于所述驾驶员的输出要求操作量确定的所述要求驱动力相关值随着所述车速相关值的减小而减小。
5.根据权利要求4所述的用于混合动力车辆的控制装置，其中，所述特性改变装置(88)改变所述给定特性，使得随着所述车速相关值的增大，基于所述输出要求操作量确定的所述要求驱动力相关值接近于当未设定电机运行模式时所述要求驱动力相关值的值。
6.根据权利要求1所述的用于混合动力车辆的控制装置，其中，用于所述要求驱动力相关值的驱动力相关值是与在所述驱动轮作用在路面上的状态下的车辆驱动力成一一对应关系的相关值。
7.根据权利要求1所述的用于混合动力车辆的控制装置，其中，所述输出要求操作量是驾驶员的要求，基于所述要求来确定所述要求驱动力相关值。
8.根据权利要求3所述的用于混合动力车辆的控制装置，其中，所述车速相关值是与表示所述车辆的速度的车速成一一对应关系的相关值。
9.根据权利要求1所述的用于混合动力车辆的控制装置，其中，所述给定特性是加速器开度与要求输出转矩之间的关系。
10.根据权利要求1所述的用于混合动力车辆的控制装置，其中，基于驾驶员的操作来确定所述电机运行模式的设定。
11.根据权利要求10所述的用于混合动力车辆的控制装置，其中，用于设定所述电机运行模式的所述驾驶员的操作是电机运行模式开关的打开。
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