CN101284534A - 用于混合动力车辆驱动装置的控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于混合动力车辆驱动装置的控制装置。当自动变速部分(20)中的动力传递路径被中断时，执行C0锁止控制以允许将差速部分(11)置于旋转元件(RE1，RE2，RE3)保持一起旋转的非差速状态或接近非差速状态。因而，发动机(8)、第一电动机(M1)和第二电动机(M2)以相同或几乎相同的速度旋转。然后，为了将第二电动机(M2)控制在低于允许转速的转速，在监控发动机转速、第一电动机转速和第二电动机转速中任一个的同时，在降低相关转速的方向上驱动第一电动机(M1)和第二电动机(M2)，这可能就足够了。这使得容易进行这样的控制，由此防止第二电动机到达高速旋转。

Description

用于混合动力车辆驱动装置的控制装置
技术领域
本发明涉及一种用于混合动力车辆驱动装置的控制装置，更具体地，涉及一种在具有能够执行差速作用的差速机构的混合动力车辆驱动装置中适当限制电动机转速的技术。
背景技术
目前已经尝试提供一种四轮驱动车辆，其中前轮和发电机用发动机驱动，而后轮直接用电动机在接收从发电机供应的电力时经由离合器接合装置驱动。目前已知一种用于这种四轮驱动车辆的驱动控制装置，其中当分离离合器接合装置以将四轮驱动状态切换到前轮驱动状态时，执行两个操作，即分离离合器接合元件以及在执行电动机的场电流切断控制的同时中断对这种电动机的电力供应。例如，专利文献1(日本专利申请公报No.2004-266958A)公开了一种代表上述驱动控制装置的驱动控制装置。目前还已知一种在专利文献2(日本专利申请公报No.2005-172044A)中公开的驱动控制装置。
本发明相关的混合动力车辆驱动装置包括电控差速部分，该电控差速部分具有：差速机构，其包括在驱动力传递状态中连接到发动机的第一旋转元件、在驱动力传递状态中连接到第一电动机的第二旋转元件、和与通向驱动轮的动力传递路径相连的第三旋转元件；连接到动力传递路径的第二电动机；以及形成动力传递路径一部分并用作自动变速器的自动变速部分。利用这种混合动力车辆驱动装置，例如，如果车辆驾驶员操作变速杆以断开从第二电动机到驱动轮的动力传递路径，则差速机构执行差速作用，因此控制第二电动机的转速变得复杂。这导致第二电动机可能以超过允许转速的高速旋转。在第二电动机以这样的高速旋转时，有可能导致第二电动机的耐久性下降。
为了解决这个问题，即使应用专利文献1中公开的发明以便与动力传递路径的断开同步地中断对第二电动机的电力供应，在此复杂控制下第二电动机的转速也保持不变。这是因为第二电动机的转速由于上述差速作用而取决于发动机转速和第一电动机转速。于是，在第二电动机被施加来自发动机的高转矩并以在允许转速附近的速度旋转的情况下，在防止第二电动机高速旋转方面遇到了困难。
发明内容
考虑到上述情况完成本发明，本发明的目的是提供一种用于混合动力车辆驱动装置的控制装置，该驱动装置具有可工作以执行差速作用的差速机构和电动机，该控制装置可以防止出现电动机的高速旋转。
为实现上述目的，本发明的第一方面的特征在于，在用于混合动力车辆驱动装置的控制装置中，(a)所述混合动力车辆驱动装置包括电控差速部分，所述电控差速部分包括：差速机构，所述差速机构在驱动力传递状态中连接到发动机，通过控制第一电动机的工作状态来控制所述差速机构的差速状态；第二电动机，所述第二电动机连接成使得动力能够在驱动轮与所述第二电动机之间传递；以及变速部分或接合元件，所述变速部分或接合元件形成动力传递路径的一部分；(b)所述差速机构包括限制所述差速机构的差速作用的差速作用限制装置；并且(c)当所述变速部分被置于空档状态从而所述动力传递路径被中断时，所述控制装置工作以使所述差速作用限制装置限制所述差速机构的差速作用。
本发明的第二方面的特征在于，当车速处于超过给定车速判定值的高车速时，所述控制装置使所述差速作用限制装置限制所述差速机构的差速作用。
本发明的第三方面的特征在于，所述给定车速判定值是所述变速部分的速比的函数。
本发明的第四方面的特征在于，当从所述发动机输送的输出转矩处于超过给定发动机转矩判定值的高转矩时，所述控制装置使所述差速作用限制装置限制所述差速机构的差速作用。
本发明的第五方面的特征在于，当所述第二电动机的转速处于超过给定第二电动机转速判定值的高转速时，所述控制装置使所述差速作用限制装置限制所述差速机构的差速作用。
本发明的第六方面的特征在于，当所述变速部分的输入轴的转速处于超过给定输入轴转速判定值的高转速时，所述控制装置使所述差速作用限制装置限制所述差速机构的差速作用。
本发明的第七方面的特征在于，当所述变速部分中所包含的接合元件的转速处于超过给定接合元件转速判定值的高转速时，所述控制装置使所述差速作用限制装置限制所述差速机构的差速作用。
本发明的第八方面的特征在于，(a)所述混合动力车辆驱动装置包括电控差速部分，所述电控差速部分包括：差速机构，所述差速机构在驱动力传递状态中连接到发动机，通过控制第一电动机的工作状态来控制所述差速机构的差速状态；第二电动机，所述第二电动机连接成使得动力能够在驱动轮与所述第二电动机之间传递；以及驱动力连接/断开装置，所述驱动力连接/断开装置可工作以连接和断开动力传递路径；(b)所述差速机构包括限制所述差速机构的差速作用的差速作用限制装置；并且(c)当所述驱动力连接/断开装置断开所述动力传递路径时，所述控制装置工作以使所述差速作用限制装置限制所述差速机构的差速作用。
本发明的第九方面的特征在于，所述差速机构包括在驱动力传递状态中连接到所述发动机的第一旋转元件、在驱动力传递状态中连接到所述第一电动机的第二旋转元件以及在驱动力传递状态中连接到所述驱动轮的第三旋转元件；并且所述差速作用限制装置抑制所述第一旋转元件至第三旋转元件中的至少两个旋转元件的相对旋转，以限制所述差速机构的差速作用。
本发明的第十方面的特征在于，所述电控差速部分通过控制所述第一电动机的工作状态而作为无级变速器工作。
根据本发明的第一方面，当变速部分处于空档状态时，使差速作用限制装置限制差速机构的差速作用。因此，这种差速作用的限制导致与差速机构相连的发动机向第二电动机提供旋转阻力，以防止第二电动机转速增大，同时容易控制第二电动机以低于允许(即容许)转速的速度旋转。这导致防止第二电动机到达高速旋转的能力。
随着经动力传递路径连接到驱动轮的第二电动机的转速的增大，车速增大。在此方面，根据本发明的第二方面，如果车速到达超过给定车速判定值的高车速，则使差速作用限制装置工作以限制差速机构的差速作用。因此，这种差速作用的限制导致与差速机构相连的发动机向第二电动机提供旋转阻力，以防止第二电动机转速增大，同时容易控制第二电动机以低于允许(即容许)转速的速度旋转。这导致防止第二电动机到达高速旋转的能力。
存在以下可能性：即使车速保持不变，第二电动机的转速也根据变速部分的速比而变化。根据本发明的第三方面，给定车速判定值是变速部分的速比的函数。因此，在即使在差速机构中不执行限制差速作用时第二电动机也可以容易控制在低于允许转速的速度的情况下，不限制差速机构的差速作用。在需要时执行这种受限制的差速作用。这防止了第二电动机到达高速旋转。
发动机和第二电动机通过差速机构彼此连接。因此，在变速部分置于空档状态的情况下，如果发动机的输出转矩很大，则使第二电动机转速容易增大，导致第二电动机容易以高速旋转的状态旋转的可能性。于是，根据本发明的第四方面，当发动机的输出转矩到达超过给定发动机转矩判定值的高转矩时，可使差速作用限制装置工作以限制差速机构的差速作用。因此，这种差速作用的限制导致与差速机构相连的发动机向第二电动机提供旋转阻力，以防止第二电动机转速增大，同时容易控制第二电动机以低于允许(即容许)转速的速度旋转。这导致防止第二电动机到达高速旋转的能力。
根据本发明的第五方面，当第二电动机的转速到达超过给定第二电动机转速判定值的高转速时，可使差速作用限制装置工作以限制差速机构的差速作用。因此，这种差速作用的限制导致与差速机构相连的发动机向第二电动机提供旋转阻力，以防止第二电动机转速增大，同时容易控制第二电动机以低于允许(即容许)转速的速度旋转。这导致防止第二电动机到达高速旋转的能力。
第二电动机和变速部分的输入轴彼此连接，并且第二电动机的转速随着输入轴转速的增大而增大。于是，根据本发明的第六方面，当该输入轴的转速到达超过给定输入轴转速判定值的高转速时，可使差速作用限制装置工作以限制差速机构的差速作用。因此，这种差速作用的限制导致与差速机构相连的发动机向第二电动机提供旋转阻力，以防止第二电动机转速增大，同时容易控制第二电动机以低于允许(即容许)转速的速度旋转。这导致防止第二电动机到达高速旋转的能力。
第二电动机和变速部分彼此连接，并且第二电动机的转速随着变速部分中所包含的离合器接合元件的转速的增大而增大。于是，根据本发明的第七方面，当变速部分中所包含的离合器接合元件的转速到达超过给定接合元件转速判定值的高转速时，可使差速作用限制装置工作以限制差速机构的差速作用。因此，这种差速作用的限制导致与差速机构相连的发动机向第二电动机提供旋转阻力，以防止第二电动机转速增大，同时容易控制第二电动机以低于允许(即容许)转速的速度旋转。这导致防止第二电动机到达高速旋转的能力。
根据本发明的第八方面，在驱动力连接/断开装置中断动力传递路径的情况下，使差速作用限制装置工作以限制差速机构的差速作用。因此，这种差速作用的限制导致与差速机构相连的发动机向第二电动机提供旋转阻力，以防止第二电动机转速增大，同时容易控制第二电动机以低于允许(即容许)转速的速度旋转。这导致防止第二电动机到达高速旋转的能力。
根据本发明的第九方面，差速机构包括连接到发动机以具有驱动力传递能力的第一旋转元件、连接到第一电动机以具有驱动力传递能力的第二旋转元件、以及与驱动轮所连接到的动力传递路径相连接的第三旋转元件。差速作用限制装置抑制所述第一旋转元件至第三旋转元件中的至少两个旋转元件的相对旋转，由此执行限制所述差速机构的差速作用的工作。
所以，在执行这种工作以限制差速作用时，使第一至第三旋转元件进入一起旋转或接近一起旋转的状态。这使得与第一旋转元件相连的发动机的旋转阻力抑制第二电动机转速增大，或容易控制第二电动机以低于允许(即容许)转速的速度旋转。这导致防止第二电动机到达高速旋转的能力。
根据本发明的第十方面，所述电控差速部分通过控制第一电动机的工作状态而作为无级变速器工作。这允许电控差速部分和变速部分构成无级变速器，使得驱动转矩能够平滑变化。此外，电控差速部分可以不仅具有在连续改变速比时用作电控无级变速器的功能，而且具有在按级改变速比时用作有级变速器的功能。
优选地，在车辆行驶期间当所述变速部分进入空档状态时，基于所述发动机的输出转矩和所述第二电动机的转速来进行是否使所述差速作用限制装置限制所述差速机构的差速作用的判定。利用这种操作，在即使不限制差速作用时第二电动机也可以容易控制在低于允许转速的速度的情况下，不执行差速作用的限制，而在需要时执行这种差速作用的限制。这防止了第二电动机到达高速旋转。
优选地，在车辆行驶期间当变速部分进入空档状态时，在下述情况下使差速作用限制装置工作以限制差速作用。第一种情况对应于以下情形，其中所述第二电动机的转速超过用于判定是否使所述差速作用限制装置限制所述差速作用的给定第一电动机转速判定值。第二种情况对应于以下情形，其中所述第二电动机的转速超过比所述给定第一电动机转速判定值更低的给定第二电动机转速判定值，并且所述发动机的输出转矩超过给定发动机转矩判定值。利用这种操作，在即使不限制差速作用时第二电动机也可以容易控制在低于允许转速的速度的情况下，不执行差速作用的限制，而在需要时执行这种差速作用的限制。这防止了第二电动机到达高速旋转。
附图说明
图1是表示本发明的控制装置所应用的混合动力车辆驱动装置的结构的示意图。
图2是接合工作表，示出将图1所示混合动力车辆驱动装置置于无级或有级变速状态的变速操作与液压式摩擦接合装置的组合操作之间的关系。
图3是示出当使图1所示混合动力车辆驱动装置在有级变速状态下工作时各个不同档位下旋转元件的相对转速的共线图。
图4的视图示出输入到图1所示混合动力车辆驱动装置中所包含的电子控制装置的输入信号和从其输出的输出信号。
图5的视图示出设有操作来选择多种变速位置之一的变速杆的变速操作装置的一个示例。
图6的功能框图示出由图4所示与第一实施例相关的电子控制装置执行的主要控制功能。
图7的视图表示：按照包括车速和输出转矩的参数在二维坐标系统上绘出的预先存储的变速图的一个示例，基于该变速图来执行是否在自动变速部分中进行变速的操作；基于其来切换变速机构的变速状态的预先存储的图的一个示例；以及预先存储的驱动力源切换图的一个示例，该图具有位于发动机驱动区域和电动机驱动区域之间的边界线，基于该图来切换发动机驱动模式和电动机驱动模式；
图8的概念图示出无级控制区域和有级控制区域之间涉及边界线的预先存储的关系，其适合于映射图7中虚线所示的无级控制区域和有级控制区域之间的边界。
图9是示出在有级变速器中实施升档时发动机转速波动的曲线图。
图10是一个共线图，示出在切换离合器保持在分离状态下时发动机以及第一和第二电动机的相对转速之间的关系，其示出从图3所示共线图取出的与所示差速部分相对应的特征部分。
图11的流程图示出主要控制工作的基本序列，该主要控制工作即由与第一实施例相关的图4所示电子控制装置执行的控制工作，用于在车辆行驶期间将自动变速部分的动力传递路径从动力传递状态切换到动力切断即中断状态。
图12是一个共线图，示出在切换离合器保持在接合状态下时发动机以及第一和第二电动机的相对转速之间的关系，其示出从图3所示共线图取出的与所示差速部分相对应的特征部分。
图13是对应于图6的功能框图，示出由图4所示且与第二实施例相关的电子控制装置执行的主要控制功能。
图14是示出用于判定是否执行C0锁止控制的工作模式的一个示例的视图，其在按照包括车速V或第二电动机转速NM2以及发动机转矩TE的参数在二维坐标系统上绘出。
图15的流程图示出主要控制工作的基本序列，该主要控制工作即由与第二实施例相关的图4所示电子控制装置执行的控制工作，用于在车辆行驶期间将自动变速部分的动力传递路径从动力传递状态切换到动力切断即中断状态。
具体实施方式
下面将参照附图详细说明本发明的各个实施例。
<实施例1>
图1是示出形成根据本发明一个实施例的控制装置所应用的混合动力车辆驱动装置一部分的变速机构10的示意图。如图1中所示，变速机构10包括全都配置在用作连接安装在车身上的非旋转部件的变速器壳体12(下文简称为壳体12)中的以下部件：作为输入旋转部件的输入轴14；直接连接至输入轴14或通过未示出的脉冲吸收阻尼器(减振装置)间接连接至输入轴14的差速部分11；自动变速部分20，其经由动力传递部件(动力传递轴)18通过差速机构11和驱动轮38(参见图6)之间的动力传递路径串联连接以用作有级变速器；以及连接至自动变速部分20作为输出旋转部件的输出轴22。
变速机构10优选可应用于FR(发动机前置后轮驱动)车辆，并且配置在纵向安装的发动机8和一对驱动轮38(图6)之间，该发动机8是诸如汽油发动机或柴油发动机的内燃机，并用作直接连接至输入轴14或通过脉冲吸收阻尼器间接连接至输入轴14的驱动力源。这允许车辆驱动力顺序通过差速齿轮装置36(末级减速齿轮)和一对驱动半轴传递至左右两侧的一对驱动轮38。
在本实施例的变速机构10中，发动机8和差速部分11彼此直接连接。这里所用的术语“直接连接”可以指其间没有布置诸如变矩器或流体联接器之类的任何流体式传递装置而建立的连接，该连接包括利用减振装置建立的连接。变速机构10的上半部和下半部相对于变速机构10的轴线对称构造，因此在图1的示意图中省略了下半部。
差速部分11在工作方面可以认为是利用第一电动机改变差速状态的电控差速部分。差速部分11包括：第一电动机M1；用作类似于差速机构的机械机构的动力分配机构16，输入到输入轴14的发动机8的输出通过该动力分配机构16传递至第一电动机M1和动力传递部件18；以及可与动力传递部件18一起旋转的第二电动机M2。
另外，第二电动机M2可以配置在从动力传递部件18延伸至驱动轮38的动力传递路径的任何部分处。而且，第一电动机M1和第二电动机M2是每个都具有作为发电机的功能的所谓电动/发电机。第一电动机M1至少具有用作产生反作用力的发电机的功能，而第二电动机M2至少具有用作产生使车辆行驶的驱动力的驱动力源的电动机的功能。
对应于本发明的差速机构的动力分配机构16主要包括具有例如约0.418的给定传动比ρ0的单个小齿轮类型的差速部分行星齿轮单元24、切换离合器C0以及切换制动器B0。差速部分行星齿轮单元24包括旋转元件，例如：差速部分太阳齿轮S0；差速部分行星齿轮P0；支承差速部分行星齿轮P0使其可以绕自身轴线旋转并且可绕差速部分太阳齿轮S0的轴线旋转的差速部分行星架CA0；以及经差速部分行星齿轮P0与差速部分太阳齿轮S0啮合的差速部分齿圈R0。在差速部分太阳齿轮S0和差速部分齿圈R0的齿数分别由ZS0和ZR0表示的情况下，传动比ρ0由ZS0/ZR0表示。
在这种结构的动力分配机构16中，差速部分行星架CA0连接至输入轴14，即连接至发动机8；差速部分太阳齿轮S0连接至第一电动机M1；而差速部分齿圈R0连接至动力传递部件18。切换制动器B0配置在差速部分太阳齿轮S0和壳体12之间，而切换离合器C0配置在差速部分太阳齿轮S0和差速部分行星架CA0之间。在切换离合器C0和切换制动器B0都分离的情况下，动力分配机构16可工作以使得形成差速部分行星齿轮单元24三个元件的差速部分太阳齿轮S0、差速部分行星架CA0和差速部分齿圈R0相对于彼此可旋转，从而能够在差速作用即差速状态下工作，在该差速状态下实现差速作用。
于是，发动机8的输出被分配到第一电动机M1和动力传递部件18，分配到第一电动机M1的发动机输出的一部分被用来产生电能，该电能将被储存在电池中或者用来驱动旋转第二电动机M2。这使得差速部分11(动力分配机构16)用作电控差速装置。于是，将差速部分11置于所谓的无级变速状态(电控CVT状态)下，其中动力传递部件18的转速以连续方式变化而不受在给定转速下工作的发动机8的约束。
就是说，当动力分配机构16置于差速状态时，差速部分11也置于差速状态下。在此情况下，差速部分11被置于无级变速状态下而用作电控无级变速器，其速比γ0(驱动装置输入轴14的转速对动力传递部件18的转速的比值)在从最小值γ0min到最大值γ0max的范围中连续变化。
在此状态下，当切换离合器C0或制动器B0被接合时，禁止动力分配机构16执行差速作用，即将其置于不实现差速作用的非差速状态。具体地，当接合切换离合器C0而将差速部分太阳齿轮S0和差速部分行星架CA0成一体地彼此联接时，动力分配机构16被置于锁止(锁定)状态下，在此状态下使作为差速部分行星齿轮单元24三个元件的差速部分太阳齿轮S0、差速部分行星架CA0和差速部分齿圈R0一起旋转，即处于其中不实现差速作用的非差速状态下的成一体旋转状态。于是，差速部分11被置于非差速状态。因此，发动机8和动力传递部件18的转速彼此相等，从而差速部分11(动力分配机构16)被置于固定变速状态，即用作具有固定为1的速比γ0的变速器的有级变速状态。
然后，如果切换制动器B0代替切换离合器C0被接合以将差速部分太阳齿轮S0与壳体12连接，则动力分配机构16被置于锁止状态。于是，差速部分太阳齿轮S0被置于不启动差速作用的非差速状态下的不可旋转状态，使得差速部分11被置于非差速状态。
由于差速部分齿圈R0的转速高于差速部分行星架CA0的转速，所以动力分配机构16用作增速机构。于是，差速部分11(动力分配机构16)被置于固定变速状态，即用作增速变速器的有级变速状态，其中增速变速器的速比γ0固定为小于1(例如约0.7)的值。考虑到上述操作，可以认为可工作以将差速部分太阳齿轮S0和差速部分行星架CA0彼此成一体联接的切换离合器C0对应于本发明的差速作用限制装置。
在本实施例中，切换离合器C0和切换制动器B0将差速部分11(动力分配机构16)的变速状态选择性地置于差速状态(即非锁止状态)或非差速状态(即锁止状态)。就是说，切换离合器C0和切换制动器B0用作将差速部分11(动力分配机构16)选择性地切换到无级变速状态和固定变速状态之一的差速状态切换装置。
无级变速状态可工作以执行电控无级变速操作，在此状态下差速部分11(动力分配机构16)置于差速状态(联接状态)中，以执行作为可工作以用作无级变速器的电控差速装置的功能，该无级变速器的变速比例如可连续变化。在固定变速状态中，差速部分11(动力分配机构16)置于禁止电控无级变速工作功能的变速状态，例如禁止无级变速器功能的锁止状态，其中不执行无级变速工作而将速比锁定在固定水平。
在锁止状态下，使差速部分11(动力分配机构16)作为具有1个或多于2个速比的单级或多级变速器在固定变速状态(非差速状态)下工作，而禁止电控无级变速工作，在该状态下差速部分11(动力分配机构16)用作速比保持在固定水平的单级或多级变速器。
自动变速部分20包括单个小齿轮式第一行星齿轮单元26、单个小齿轮式第二行星齿轮单元28以及单个小齿轮式第三行星齿轮单元30。具有例如约0.562的传动比ρ1的第一行星齿轮单元26包括：第一太阳齿轮S1；第一行星齿轮P1；第一行星架CA1，其支承第一行星齿轮P1使之可以绕自身轴线旋转并且可绕第一太阳齿轮S1的轴线旋转；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。具有例如约0.425的传动比ρ2的第二行星齿轮单元28包括：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使之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。
具有例如约0.421的传动比ρ3的第三行星齿轮单元30包括：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使之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。在第一太阳齿轮S1、第一齿圈R1、第二太阳齿轮S2、第二齿圈R2、第三太阳齿轮S3和第三齿圈R3的齿数分别由ZS1、ZR1、ZS2、ZR2、ZS3和ZR3表示的情况下，传动比ρ1、ρ2和ρ3分别由ZS1/ZR1、ZS2/ZR2和ZS3/ZR3表示。
在自动变速部分20中，第一太阳齿轮S1和第二太阳齿轮S2成一体地彼此连接，并通过第二离合器C2选择性地连接至动力传递部件18，同时通过第一制动器B1选择性地连接到壳体12。第一行星架CA1通过第二制动器B2选择性地连接到壳体12，并且第三齿圈R3通过第三制动器B3选择性地连接到壳体12。第一齿圈R1、第二行星架CA2和第三行星架CA3一体地彼此连接并还连接到输出轴22。第二齿圈R2和第三太阳齿轮S3一体地彼此连接并通过第一离合器C1选择性地连接到动力传递部件18。
因而，自动变速部分20和动力传递部件18通过用于建立自动变速部分20中的档位的第一离合器C1或第二离合器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C2一起用作切换动力传递部件18和自动变速部分20的工作的接合装置。就是说，这种接合装置将差速部分11(传递部件18)和驱动轮38之间的动力传递路径选择性地切换到允许通过动力传递路径的动力传递的动力传递状态和中断通过动力传递路径的动力传递的动力中断状态。就是说，在第一离合器C1和第二离合器C2中至少一个接合时，动力传递路径被置于动力传递状态。相反，在第一离合器C1和第二离合器C2两者都分离时，动力传递路径被置于动力中断状态。
切换离合器C0、第一离合器C1、第二离合器C2、切换制动器B0、第一制动器B1、第二制动器B2和第三制动器B3是相关现有技术的车辆有级式自动变速器中使用的液压式摩擦接合装置。摩擦接合装置的示例包括：湿式多片摩擦接合装置，其包括多个由液压致动器彼此压紧的叠置摩擦片；或者包括转鼓的带式制动器，在转鼓的外周表面上缠绕一条带或两条带以在一端由液压致动器张紧，从而允许转鼓置于其间的相关部件选择性地彼此连接。
在这种结构的变速机构10中，如图2的接合工作表所示，切换离合器C0、第一离合器C1、第二离合器C2、切换制动器B0、第一制动器B1、第二制动器B2和第三制动器B3在工作中被选择性地接合。这就选择性地建立第一档位(第一速位置)至第五档位(第五速位置)中之一或者倒车档位(向后驱动变速位置)和空档位置之一，其速比γ(输入轴转速NIN/输出轴转速NOUT)对于各个档位几乎成相等比例变化。
具体地，对于本实施例，动力分配机构16包括切换离合器C0和切换制动器B0，其中任一个在工作中被接合。这使得可以将差速部分11置于允许作为无级变速器工作的无级变速状态中，同时建立允许变速器将速比保持在固定水平而工作的固定变速状态。所以，在切换离合器C0和切换制动器B0中任一个在工作中被接合时，差速部分11被置于固定变速状态，以与自动变速部分20协作来允许变速机构10作为置于有级变速状态的有级变速器工作。在切换离合器C0和切换制动器B0两者都在工作中被分离时，差速部分11被置于无级变速状态，以与自动变速部分20协作来允许变速机构10作为置于无级变速状态的电控无级变速器工作。
换言之，在切换离合器C0和切换制动器B0中任一个接合时变速机构10被切换到有级变速状态，而在切换离合器C0和切换制动器B0都分离时变速机构10被切换到无级变速状态。此外，可以认为差速部分11是也可以切换到有级变速状态和无级变速状态的变速器。
例如，如图2所示，当使变速机构10用作有级变速器时，接合切换离合器C0、第一离合器C1和第三制动器B3导致具有例如约3.357的最高速比γ1的一档。接合切换离合器C0、第一离合器C1和第二制动器B2导致具有小于一档速比的、例如约2.180的速比γ2的二档。
接合切换离合器C0、第一离合器C1和第一制动器B1导致具有小于二档速比的、例如约1.424的速比γ3的三档。接合切换离合器C0、第一离合器C1和第二离合器C2导致具有小于三档速比的、例如约1.000的速比γ4的四档。
在第一离合器C1、第二离合器C2和切换制动器B0被接合的情况下，建立具有小于四档速比的、例如约0.705的速比γ5的五档。另外，在第二离合器C2和第三制动器B3被接合的情况下，建立具有介于一档速比和二档速比之间的、例如约3.209的速比γR的倒档。例如，为建立空档状态“N”，所有的离合器和制动器C0、C1、C2、B0、B1、B2和B3都被分离。此外，在自动变速部分20中所包含的离合器和制动器C1、C2、B1、B2和B3用作使得从差速部分11到驱动轮38的动力传递路径连接或断开的离合器接合元件。所以，这些部件一起对应于动力断开装置。于是，可以认为自动变速部分20也用作这样的动力断开装置。
但是，为使变速机构10用作无级变速器，如图2的接合工作表所示，切换离合器C0和切换制动器B0被分离。利用这样的操作，使差速部分11可工作以用作无级变速器，而使与其串联连接的自动变速部分20可工作以用作有级变速器。这使得输入到自动变速部分20的转速，即动力传递部件18的转速，对于一档、二档、三档和四档中的每个都连续变化。这使得能够以无级可变的变速比建立各个不同档位。所以，速比可以在相邻档位之间连续变化，使得变速机构10整体上可以获得无级可变的总速比(整体速比)γT。
图3示出用直线绘出的共线图，其可以表示各个旋转元件的转速之间的关系，这些旋转元件可用于根据变速机构10的档位实现不同模式下的离合器接合状态，变速机构10由用作无级变速部分或第一变速部分的差速部分11和用作有级变速部分或第二变速部分的自动变速部分20构成。图3的共线图是二维坐标系统，其横轴表示行星齿轮单元24、26、28、30建立的传动比ρ之间关系，而纵轴表示旋转元件的相对转速。三条水平线中最下方的直线X1表示值为0的转速。靠上的水平线X2表示值为1.0的转速，即与输入轴14相连的发动机8的转速NE。最上方的水平线XG表示动力传递部件18的转速。
与形成差速部分11的三个元件对应的三条竖直线Y1、Y2和Y3从左到右分别表示与第二旋转元件(第二元件)RE2对应的差速部分太阳齿轮S0、与第一旋转元件(第一元件)RE1对应的差速部分行星架CA0和与第三旋转元件(第三元件)RE3对应的差速部分齿圈R0的相对转速。竖直线Y1、Y2和Y3中相邻竖直线之间的距离根据差速部分行星齿轮单元24的传动比ρ0确定。
用于自动变速部分20的五条竖直线Y4、Y5、Y6、Y7和Y8从左到右分别表示彼此连接且对应于第四旋转元件(第四元件)RE4的第一太阳齿轮S1和第二太阳齿轮S2、对应于第五旋转元件(第五元件)RE5的第一行星架CA1、对应于第六旋转元件(第六元件)RE6的第三齿圈R3、彼此连接且对应于第七旋转元件(第七元件)RE7的第一齿圈R1及第二行星架CA2和第三行星架CA3、以及彼此连接且对应于第八旋转元件(第八元件)RE8的第二齿圈R2和第三太阳齿轮S3的相对转速。这些竖直线Y4至Y8中相邻竖直线之间的距离基于第一、第二和第三行星齿轮单元26、28、30的传动比ρ1、ρ2和ρ3确定。
在共线图上的竖直线之间的关系中，如果太阳齿轮和行星架之间的间距对应于值“1”的距离，则行星架和齿圈之间的间距对应于行星齿轮单元的传动比ρ的距离。就是说，对于差速部分11，竖直线Y1和Y2之间的间距对应于值“1”的距离，而竖直线Y2和Y3之间的间距对应于传动比ρ的距离。另外，对于自动变速部分20中的第一、第二和第三行星齿轮单元26、28、30中的各个，太阳齿轮和行星架之间的间距对应于值“1”的距离，而行星架和齿圈之间的间距对应于传动比ρ的距离。
使用图3的共线图表示结构，本实施例的变速机构10采用包括动力分配机构16(无级变速部分11)的结构形式。对于动力分配机构16，差速部分行星齿轮单元24具有：第一旋转元件RE1(差速部分行星架CA0)，其连接到输入轴14即连接到发动机8，同时通过切换离合器C0选择性地连接到第二旋转元件RE2(差速部分太阳齿轮S0)；第二旋转元件RE2，其连接到第一电动机M1，同时通过切换制动器B0选择性地连接到壳体12；以及第三旋转元件RE3(差速部分齿圈R0)，其连接到动力传递部件18和第二电动机M2。于是，输入轴14的旋转通过动力传递部件18传递(输入)到自动变速部分(有级变速部分)20。经过线Y2和X2之间交点的倾斜直线L0表示差速部分太阳齿轮S0和差速部分齿圈R0的转速之间的关系。
例如，当切换离合器C0和切换制动器B0分离时，变速机构10被切换到无级变速状态(差速状态)。在此情况下，控制第一电动机M1的转速使得由直线L0和竖直线Y1之间交点表示的差速部分太阳齿轮S0的转速升高或降低。在这种状态下，如果受车速V限制的差速部分齿圈R0的转速保持在几乎固定水平，则由直线L0和竖直线Y2表示的差速部分行星架CA0的转速升高或降低。
在切换离合器C0被接合以将差速部分太阳齿轮S0和差速部分行星架CA0彼此接合时，动力分配机构16进入非差速状态，其中使三个旋转元件作为一个单元成一体地旋转。于是，直线L0匹配水平线X2，使得动力传递部件18以与发动机转速NE相同的转速旋转。
相反，在切换制动器B0被接合以停止差速部分太阳齿轮S0的旋转时，动力分配机构16进入非差速状态以用作增速机构。于是，直线L0呈现如图3所示的状态，在该状态下由直线L0和竖直线Y3之间交点表示的差速部分齿圈R0的旋转(即动力传递部件18的旋转)在高于发动机转速NE的转速下被输入到自动变速部分20。
在自动变速部分20中，第四旋转元件RE4通过第二离合器C2选择性地连接至动力传递部件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，而第六旋转元件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，而第八旋转元件RE8通过第一离合器C1选择性地连接至动力传递部件18。
如图3所示，对于自动变速部分20，在第一离合器C1和第三制动器B3接合时，一档下输出轴22的转速由倾斜直线L1和表示连接到输出轴22的第七旋转元件RE7转速的竖直线Y7之间的交点表示。在此，倾斜直线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。
类似地，二档下输出轴22的转速由在第一离合器C1和第二制动器B2接合时确定的倾斜直线L2和表示连接到输出轴22的第七旋转元件RE7转速的竖直线Y7之间的交点表示。三档下输出轴22的转速由在第一离合器C1和第一制动器B1接合时所确定的倾斜直线L3和表示连接到输出轴22的第七旋转元件RE7转速的竖直线Y7之间的交点表示。四档下输出轴22的转速由第一离合器C1和第二离合器C2接合时所确定的水平直线L4和表示连接到输出轴22的第七旋转元件RE7转速的竖直线Y7之间的交点表示。
对于一档至四档，切换离合器C0保持接合。因此，驱动力从差速部分11(即动力分配机构16)施加到以与发动机转速NE相同的转速旋转的第八旋转元件RE8。但是，如果切换制动器B0代替切换离合器C0被接合，则驱动力从差速部分11施加到以高于发动机转速NE的转速旋转的第八旋转元件RE8。于是，水平线L5和竖直线Y7之间的交点表示五档下输出轴22的转速。在此，水平线L5在第一离合器C1、第二离合器C2和切换制动器B0接合时确定，而竖直线Y7表示连接到输出轴22的第七旋转元件RE7的转速。
图4示例性示出了施加到电子控制装置40的各种输入信号以及从电子控制装置40获得的各种输出信号，该电子控制装置40用作控制形成根据本发明的混合动力车辆驱动装置一部分的变速机构10的控制装置。电子控制装置40包括具有CPU、ROM、RAM和输入/输出接口的所谓微计算机。在微计算机利用RAM的临时数据存储功能根据预先存储在ROM中的程序来执行信号处理时，进行混合动力驱动控制以控制发动机8以及第一电动机M1和第二电动机M2，同时进行诸如自动变速部分20的变速控制之类的驱动控制。
对电子控制装置40施加来自图4中所示的各种传感器和开关的各种输入信号。这些输入信号包括：表示发动机冷却水温度TEMPW的信号；表示所选变速位置PSH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；表示发动机8的转速的发动机转速NE的信号；表示传动比列的设定值的信号；指示M模式(手动变速驱动模式)的信号；以及表示空调等工作的空调信号。
除上述输入信号外，还对电子控制装置40施加各种其它输入信号。这些输入信号包括：表示与输出轴22转速NOUT相对应的车速V的信号；表示自动变速部分20的工作油温度的工作油温度信号；表示驻车制动器被操作的信号；表示脚踏制动器被操作的信号；表示催化剂温度的催化剂温度信号；表示与驾驶员所需输出需求值相对应的加速踏板位移值Acc的加速器开度信号；凸轮角度信号；表示所设定雪地模式的雪地模式设定信号；表示车辆的纵向加速度的加速度信号；表示车辆在自动巡航模式下行驶的自动巡航信号；表示车辆重量的车辆重量信号；表示各驱动轮的轮速的驱动轮速度信号；表示发动机8的空燃比A/F的信号；以及表示节气门开度θTH的信号等。
电子控制装置40产生施加到发动机输出控制设备43(参见图6)的各种控制信号，以控制发动机输出。这些控制信号包括例如：施加到节气门致动器97以控制配置在发动机8进气歧管95中的节气门96的开度θTH的驱动信号、施加到燃料喷射装置98以控制供应到发动机8的各个气缸的燃料量的燃料供应量信号、施加到点火装置99以指示发动机8的点火正时的点火信号、用于调节增压器压力水平的增压器压力调节信号；用于致动电动空调的电动空调驱动信号；以及用于指示第一电动机M1和第二电动机M2工作的指令信号。
除上述控制信号之外，电子控制装置40产生各种输出信号。这些输出信号包括：用于激活变速指示器的变速位置(所选操作位置)显示信号；用于提供传动比显示的传动比显示信号；提供雪地模式工作下的显示的雪地模式显示信号；用于致动防止驱动轮在制动作用期间打滑的ABS致动器的ABS致动信号；用于显示M模式被选择的M模式显示信号；用于致动液压控制回路42(参见图6)中所包含的电磁阀以控制差速部分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的阀指令信号；用于致动用作液压控制回路42的液压源的液压泵的驱动指令信号；用于驱动电动加热器的信号；以及施加到巡航控制计算机等的信号等。
图5的视图示出作为切换装置的变速操作装置48的一个示例，其可手动操作以选择多个变速位置PSH中的一个。变速操作装置48包括变速杆49，该变速杆例如安装在驾驶员座椅旁边以被手动地操作来选择多个变速位置中的一个。
变速杆49的结构布置成选择性地在手动操作中变速，以设定到以下位置之一：驻车位置P(驻车)，在此位置下将变速机构10(即，自动变速部分20)置于空档状态下以中断变速机构10(即自动变速部分20)的动力传递路径；反向驱动行驶位置R(倒档)，用于使车辆在反向驱动模式下行驶；空档位置N(空档)，用于建立中断变速机构10的动力传递路径的空档状态；向前驱动自动变速位置D(驱动)，用于在可以利用变速机构10变速的总速比γT的变化范围内执行自动变速控制；以及向前驱动手动变速位置M(手动)，在此位置下建立手动变速行驶模式(手动模式)以设定所谓的变速范围，其限制在执行自动变速控制期间高速范围中的变速档位。
例如，与变速杆49被手动操作到各个变速位置PSH相关联，电气切换液压控制回路42以建立图2的接合工作表中所示的各个档位，例如反向驱动位置R、空档位置N和向前驱动位置D。
在覆盖P到M位置的各个变速位置PSH之中，P和N位置表示在不希望车辆行驶时所选择的非行驶位置。为选择P和N位置，例如如图2的接合工作表中所示，第一离合器C1和第二离合器C2都分离，并选择非驱动位置以将动力传递路径置于动力切断(即中断)状态。这导致自动变速部分20的动力传递路径被中断，从而禁止车辆被驱动。
R、D和M位置表示在使车辆行驶时所选择的行驶位置。这些变速位置还表示当将动力传递路径切换到动力传递状态时所选择的驱动位置，在该动力传递状态下，例如如图2的接合工作表中所示，第一离合器C1和第二离合器C2中至少一个被接合。在选择了这些变速位置的情况下，自动变速部分20的动力传递路径被连接以使得车辆能够被驱动。
更具体而言，在变速杆49从P位置或N位置手动操作到R位置时，第二离合器C2接合，使得自动变速部分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49从N位置手动操作到D位置时，至少第一离合器C1接合，使得自动变速部分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49从R位置手动操作到P位置或N位置时，第二离合器C2分离，使得自动变速部分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49从D位置手动操作到N位置时，第一离合器C1和第二离合器C2分离，使得自动变速部分20的动力传递路径从动力传递状态切换到动力切断状态。
图6是示出由电子控制装置40执行的控制功能的主要部分的功能框图。在图6中，有级变速控制装置54用作使自动变速部分20变速的变速控制装置。例如，有级变速控制装置54基于由车速V和自动变速部分20的需求输出转矩TOUT所表示的车辆状况，参考预先存储在存储装置56中如图7中所示用实线和单点划线所绘出的关系(包括变速图和变速映射)，来判断是否执行自动变速部分20的变速。
就是说，有级变速控制装置54判断自动变速部分20应该换至的变速位置，由此使自动变速部分20进行变速以获得所判断出的变速位置。当这发生时，有级变速控制装置54输出指令(变速输出指令)到液压控制回路42以接合和/或分离除切换离合器C0和切换制动器B0之外的液压操作摩擦接合装置，从而按照例如图2所示接合工作表实现期望的变速位置。
在变速机构10的无级变速状态即差速部分11的差速状态下，混合动力控制装置52使发动机8在高效率工作区域中运行。同时，混合动力控制装置52使发动机8和第二电动机M2以变化的分配比例输送驱动力，并使第一电动机M1以变化的比例产生电力从而以优化值产生反作用力，由此控制布置在电控无级变速器中的差速部分11的速比γ0。
例如，在车辆以当前车速行驶时，混合动力控制装置52参考一起表示驾驶员所期望的输出需求值的加速踏板位移量Acc和车速V来计算车辆的目标(需求)输出。然后，混合动力控制装置52基于该目标输出和车辆的充电请求值来计算需求总目标输出。为了获得总目标输出，混合动力控制装置52在考虑动力传递损失、作用在辅机上的负载以及第二电动机M2的辅助转矩等的情况下，计算目标发动机输出。然后，混合动力控制装置52控制发动机8以提供能够获得目标发动机输出的发动机转速NE和发动机转矩TE，同时控制第一电动机M1来以合适的动力比例产生电力。
混合动力控制装置52在考虑自动变速部分20的档位的同时执行混合动力控制，以获得动力性能和改进的燃料消耗。在这种混合动力控制期间，使差速部分11用作电控无级变速器，以使为发动机8高效工作而确定的发动机转速NE与基于车速V和自动变速部分20的所选择档位所确定的动力传递部件18的转速相匹配。
为此，混合动力控制装置52中预先存储有在实验基础上预先确定的发动机8的最优燃料经济性曲线(包括燃料经济性映射和相关关系)，从而当车辆在无级变速状态下行驶时，在以包括例如发动机转速NE和发动机8的输出转矩(发动机转矩)TE为参数的二维坐标上具有折中的驱动性和燃料经济性性能。
为了使发动机8在这种最优燃料经济性曲线上工作，确定变速机构10的总速比γT的目标值以获得产生需求发动机输出的发动机转矩TE和发动机转速NE，从而满足例如目标输出(总目标输出和需求驱动力)。为实现这样的目标值，混合动力控制装置52控制差速部分11的速比γ0，同时将总速比γT控制在例如从13到0.5的可变变速范围内。
在这样的混合动力控制中，混合动力控制装置52使得由第一电动机M1产生的电能能够经逆变器58供应到电池60和第二电动机M2。这使得从发动机8输送的驱动力的主要部分被机械地传递到动力传递部件18，而发动机驱动力的其余部分被输送到第一电动机M1并被其消耗以转换成电力。所得到的电能经逆变器58供应到第二电动机M2，从而第二电动机M2被驱动以提供将要输送到动力传递部件18的驱动力。在产生电能的操作和使第二电动机M2消耗电能的操作中涉及的设备建立一个电气路径，其中将从发动机8输送的驱动力的一部分转换成电能，该电能又被转换成机械能。
混合动力控制装置52在功能上包括发动机输出控制装置，用于执行发动机8的输出控制以提供需求发动机输出。该发动机输出控制装置使得节气门致动器97能够执行节气门控制以可控地打开或关闭电子节气门96。此外，该发动机输出控制装置输出指令到发动机输出控制设备43以使燃料喷射装置98控制燃料喷射量和燃料喷射正时来执行燃料喷射控制，同时允许点火装置99(例如点火器等)控制点火正时以进行点火正时控制。这些指令以单一模式或组合模式输出。例如，混合动力控制装置52基本上参考未示出的预先存储的关系响应于加速器开度信号Acc来驱动节气门致动器97，以执行节气门控制，使得加速器开度Acc越大，节气门开度θTH就越大。
图7中所示实线A表示发动机驱动区域和电动机驱动区域之间的边界线，以选择性地切换发动机8和电动机(例如第二电动机M2)作为驱动力源来使车辆起动/行驶(以下称为“行驶”)。换言之，该边界线用于切换所谓的发动机驱动模式和所谓的电动机驱动模式，在前一模式中使用发动机8作为使车辆行驶的行驶驱动力源，在后一模式中使用第二电动机M2作为使车辆行驶的驱动力源。
具有用于在发动机驱动区域和电动机驱动区域之间切换的图7中所示的边界线(实线A)的预先存储的关系表示二维坐标系上形成的驱动力源切换图(驱动力源映射)的一个示例，该二维坐标系包括诸如车速V和代表驱动力相关值的输出转矩TOUT的参数。存储装置56预先存储此驱动力源切换图以及例如由图7中的实线和单点划线表示的变速图(变速映射)。
混合动力控制装置52参考例如图7中所示驱动力源切换图基于由车速V和需求转矩输出TOUT表示的车辆状况来确定应该选择电动机驱动区域和发动机驱动区域中的哪一个区域，由此执行电动机驱动模式或发动机驱动模式。于是，从图7清楚可见，混合动力控制装置52在较低输出转矩TOUT即低发动机转矩TE时执行电动机驱动模式，此时一般认为发动机效率低于高转矩区域或者车速V相对较低车速范围(即在低负载区域下)的效率。
在这样的电动机驱动模式期间，混合动力控制装置52使差速部分11执行电控CVT功能(差速功能)以控制第一电动机转速NM1为负转速(或怠速)，以将发动机转速NE保持为零或接近于零的水平，由此最小化保持在停机状态下的发动机8的拖滞以提供改进的燃料经济性。
混合动力控制装置52包括发动机起动停止控制装置66，该发动机起动停止控制装置66将发动机8的工作状态在驱动状态和停止状态之间切换，以选择发动机驱动模式和电动机驱动模式之一。这里所使用的术语“切换”指起动或停止发动机8工作的操作。当混合动力控制装置52参考例如图7所示的驱动力源切换图基于车辆状况进行工作以确定需要切换电动机驱动模式和发动机驱动模式时，发动机起动停止控制装置66工作以起动或停止发动机8。
如果加速踏板在工作中被压下而导致需求发动机输出转矩TOUT增大，则车辆状况如图7中实线B上点“a”→点“b”所示的变化而从电动机驱动区域变到发动机驱动区域。当这发生时，发动机起动停止控制装置66打开第一电动机M1以提高第一电动机转速NM1。就是说，使第一电动机M1作为起动机工作。这使得发动机8能够在发动机转速NE增大的情况下起动。在这种操作期间，发动机起动停止控制装置66使点火装置99在给定的发动机转速NE′处(例如在允许自主旋转的发动机转速NE处)开始点火，之后混合动力控制装置52将电动机驱动模式切换到发动机驱动模式。
在这种操作期间，发动机起动停止控制装置66可以使第一电动机转速NM1立即升高以增大发动机转速NE直到给定发动机转速NE′。这可以立即避免从保持在公知怠速转速NEIDLE之下的发动机转速区域的谐振区域的出现，由此抑制发动机8在其起动时振动的可能性。
如果松开加速踏板而使需求发动机输出转矩TOUT降低，则车辆状况如图7中实线B上点“b”→点“a”所示的另一变化而从发动机驱动区域变到电动机驱动区域。当这发生时，发动机起动停止控制装置66使燃料喷射装置98中断对发动机8的燃料供应。就是说，执行燃料切断操作以停止发动机8。这样，混合动力控制装置52将发动机驱动模式切换到电动机驱动模式。在这种操作期间，发动机起动停止控制装置66可以进行工作来立即降低第一电动机转速NM1，以立即将发动机转速NE降低到零或接近于零的水平。这立即避免发动机8进入谐振区域，由此抑制发动机8在其起动时振动的可能性。
作为替代，发动机起动停止控制装置66可以在进行降低第一电动机转速NM1的工作时停止发动机8，以在为了在给定发动机转速NE′处实现燃料切断操作而执行的燃料切断操作之前的阶段降低发动机转速NE。
另外，即使在发动机驱动区域中，混合动力控制装置52也可以进行工作以使得能够向第二电动机M2供应由第一电动机M1产生的电能和/或经由上述电气路径从电池60输送的电能。这导致第二电动机M2被驱动来执行转矩辅助操作以辅助发动机8的驱动力。于是，对于所示实施例，术语“发动机驱动模式”可以指组合覆盖发动机驱动模式和电动机驱动模式的工作。
另外，混合动力控制装置52可以使差速部分11执行电控CVT功能，通过该功能可以将发动机8保持在工作状态下，而不受车辆处于停止状态或低速状态的约束。例如，如果在车辆静止期间电池60的充电状态SOC降低从而需要第一电动机M1产生电力，则发动机8的驱动力驱动第一电动机M1以在第一电动机M1转速增大的状态下产生电力。于是，即使由车速V唯一确定的第二电动机转速NM2由于车辆的静止状态而为零(接近于零)，动力分配机构16也执行差速作用，这使得发动机转速NE保持在超出自主转速之上的水平。
混合动力控制装置52进行工作来使差速部分11执行电控CVT功能，以控制第一电动机转速NM1和第二电动机转速NM2来将发动机转速NE保持在任意水平，而不受车辆保持在停止或行驶状态下的约束。从图3所示共线图将理解到，例如，当升高发动机转速NE时，混合动力控制装置52进行工作来将受车速V限制的第二电动机转速NM2保持在几乎固定的水平，同时提高第一电动机转速NM1。
在将变速机构10置于有级变速状态时，增速档位判定装置62判定切换离合器C0和切换制动器B0中哪一个应当被接合。为此，增速档位判定装置62基于例如车辆状况并且根据预先存储在存储装置56中的图7所示变速图进行工作，以判定变速机构10应当换到的档位是否是增速档位(例如五档)。
切换控制装置50基于车辆状况切换差速状态切换装置(切换离合器C0和切换制动器B0)的接合/分离状态，由此在无级变速状态和有级变速状态之间，即在差速状态和锁止状态之间，选择性地进行切换。例如，切换控制装置50基于由车速V和需求输出转矩TOUT表示的车辆状况并参考预先存储在存储装置56中且在图7中由虚线和双点划线示出的关系(变速图和变速映射)来进行工作，由此判定是否应该切换变速机构10(差速部分11)的变速状态。
就是说，进行工作以判定处于将变速机构10置于无级变速状态的无级变速控制区域还是处于将变速机构10置于有级变速状态的有级变速控制区域。这允许进行工作以确定待在变速机构10中切换的变速状态，由此将变速状态选择性地切换到无级变速状态和有级变速状态之一。
更具体而言，如果判定出变速机构10处于有级变速控制区域，则切换控制装置50输出信号到混合动力控制装置52以禁止或中断混合动力控制或者无级变速控制，同时允许有级变速控制装置54执行用于预先确定的有级变速操作的变速。当这发生时，有级变速控制装置54允许自动变速部分20根据例如预先存储在存储装置56中且如图7所示的变速图进行自动变速。
例如，图2所示预先存储在存储装置56中的接合工作表表示在这种变速操作中选择的液压操作摩擦接合装置(即离合器C0、C1、C2以及制动器B0、B1、B2和B3)的工作组合。就是说，变速机构10(即差速部分11和自动变速部分20)整体上用作所谓的有级自动变速器，由此根据图2所示的接合工作表来建立档位。
例如，如果增速档位判定装置62判定出应选择第五档位，则变速机构10整体上可以获得在整体上具有低于1.0速比的增速档位上的所谓超速档位。为此，切换控制装置50输出指令到液压控制回路42以分离切换离合器C0并接合切换制动器B0，从而使差速部分11用作具有固定速比γ0(例如等于0.7的速比γ0)的辅助动力变速器。
如果增速档位判定装置62判定出不应选择第五档位，则变速机构10整体上可以获得具有1.0或更大速比的减速档位。为此，切换控制装置50输出另一指令到液压控制回路42以接合切换离合器C0并分离切换制动器B0，从而使差速部分11用作具有固定速比γ0(例如等于1的速比γ0)的辅助动力变速器。
因而，切换控制装置50将变速机构10切换到有级变速状态，在该有级变速状态下进行工作以将两种档位选择性地切换到任一个档位。在使差速部分11用作辅助动力变速器，并使与差速部分11串联连接的自动变速部分20用作有级变速器的情况下，变速机构10整体上用作所谓的有级自动变速器。
相反，如果切换控制装置50判定出变速机构10保持在需要切换到无级变速状态的无级变速控制区域中，则变速机构10整体上可以获得无级变速状态。为此，切换控制装置50输出指令到液压控制回路42以分离切换离合器C0和切换制动器B0两者，以便将差速部分11置于无级变速状态，从而能够执行无级变速操作。同时，切换控制装置50输出信号到混合动力控制装置52以允许执行混合动力控制，同时输出给定信号到有级变速控制装置54。这里所使用的术语“给定信号”指将变速机构10固定到用于预定无级变速状态的档位的信号，或者允许自动变速部分20根据例如预先存储在存储装置56中的图7中所示变速图进行自动变速的信号。
在此情况下，有级变速控制装置54在执行图2的接合工作表中所示的除了接合切换离合器C0和切换制动器B0的操作之外的操作时，进行自动变速。这使得切换控制装置50将差速部分11切换到无级变速状态而用作无级变速器，同时使与差速部分11串联连接的自动变速部分20用作有级变速器。这使得能够获得具有合适大小的驱动力。同时，输入到自动变速部分20的转速(即动力传递部件18的转速)对于自动变速部分20的一档、二档、三档和四档中每个档位连续地改变，从而能够在无级变化速比范围中获得相应档位。因此，由于速比在相邻档位上可连续变化，所以变速机构10整体上可以获得无级变化模式下的总速比γT。
现在，将更详细说明图7。图7的视图示出预先存储在存储装置56中的关系(变速图和变速映射)，基于该关系确定自动变速部分20的变速，该视图示出在二维坐标系上绘制的变速图的一个示例，该二维坐标系具有包括车速V和表示驱动力相关值的需求输出转矩TOUT的参数。在图7中，实线表示升档线，而单点划线表示降档线。
在图7中，虚线表示用于由切换控制装置50判定有级控制区域和无级控制区域的判定车速V1和判定输出转矩T1。就是说，虚线表示：高车速判定线，其形成表示用于判定混合动力车辆的高速行驶状态的预定高速驱动判定线的一系列判定车速V1；以及高输出驱动判定线，其形成表示预定高输出驱动判定线的一系列判定输出转矩T1，该预定高输出驱动判定线用于判定与混合动力车辆的驱动力相关的驱动力相关值。这里所用的术语“驱动力相关值”指为确定自动变速部分20的高输出驱动以在高输出下提供输出转矩而预设的判定输出转矩T1。
如图7的双点划线所示，与虚线不同地，提供了对于有级变速控制区域和无级变速控制区域进行判定的滞后。就是说，图7表示按照包括车速V和输出转矩TOUT(包括判定车速V1和判定输出转矩T1)的参数的预先存储的变速图(切换图和关系)，切换控制装置50基于该变速图对于变速机构10属于有级变速控制区域和无级变速控制区域中哪一个区域进行判定。
存储装置56可以预先存储包括这种变速图的变速映射。而且，变速图可以是包括判定车速V1和判定输出转矩T1中至少一个的类型，并且可以包括取车速V和输出转矩TOUT中的任一个作为参数的预先存储的变速图。
变速图、切换图或驱动力源切换图等可以不以映射的形式存储，而以在当前车速V与判定车速V1之间进行比较的判定公式以及在输出转矩TOUT与判定输出转矩T1之间进行比较的另一判定公式等存储。在此情况下，当车辆状况例如实际车速超过判定车速V1时，切换控制装置50将变速机构10置于有级变速状态。此外，当车辆状况例如自动变速部分20的输出转矩TOUT超过判定输出转矩T1时，切换控制装置50将变速机构10置于有级变速状态。
当用于使差速部分11作为电控无级变速器工作的诸如电动机等之类的电子控制设备中出现故障或功能降低时，切换控制装置50可以构造成优先将变速机构10置于有级变速状态，从而即使变速机构10保持在无级控制区域中仍确保车辆行驶。这里所用的术语“电子控制设备中出现故障或功能降低”指以下车辆状况：在与从第一电动机M1产生电能的工作和将这样的电能转换成机械能的工作中涉及的电气路径相关联的设备中出现功能降低；就是说，在第一电动机M1、第二电动机M2、逆变器58、电池60和将这些部件互连的传递路径中出现由损坏或低温引起的故障或功能降低。
这里所用的上述术语“驱动力相关值”指与车辆的驱动力以一对一的关系相对应的参数。这样的参数可以不仅包括输送到驱动轮38的驱动转矩或驱动力，也可以是：自动变速部分20的输出转矩TOUT；发动机输出转矩TE；车辆加速度值；基于例如加速器操作量或节气门开度θTH(或进气量、空燃比或燃料喷射量)和发动机转速NE计算出的实际值(例如发动机输出转矩TE)；或者基于由驾驶员致动的加速踏板位移值或节气门开度计算出的估计值(例如发动机输出转矩TE或需求车辆驱动力)等。此外，驱动转矩可以参考输出转矩TOUT等考虑差速比和各驱动轮38的半径计算出，或者可以由转矩传感器等直接检测出。这对于上述其它转矩都是适用的。
例如，在车辆以高速行驶期间变速机构10在无级变速状态下工作会导致燃料经济性的恶化。为解决这样的问题，将判定车速V1确定为在车辆高速行驶时可以使得变速机构10在有级变速状态下工作的值。另外，将判定转矩T1确定为防止第一电动机M1的反作用转矩在车辆以高输出行驶期间覆盖发动机高输出区域的值。就是说，根据例如第一电动机M1的特性将判定转矩T1确定为可能使最大电能输出减小从而使第一电动机M1小型化的值。
图8表示预先存储在存储装置56中的切换图(切换映射和关系)，该切换图具有边界线形式的发动机输出线，以允许切换控制装置50使用包括发动机转速NE和发动机转矩TE的参数判定基于有级控制区域和无级控制区域的区域。切换控制装置50可以参考图8所示的切换图代替图7所示的切换图，基于发动机转速NE和发动机转矩TE来工作。就是说，切换控制装置50可以判定由发动机转速NE和发动机转矩TE表示的车辆状况是处于有级控制区域还是处于无级控制区域。
另外，图8也是概念图，基于该图产生如图7中所示的虚线。换言之，图7中的虚线也是基于图8所示关系图(映射)在按照包括车速V和输出转矩TOUT的参数的二维坐标系上重绘的切换线。
如图7所示关系示出的，将有级控制区域设定为位于其中输出转矩TOUT大于预定的判定输出转矩T1的高转矩区域中，或者其中车速V大于预定的判定车速V1的高车速区域中。因此，在发动机8在较高转矩下运行的高驱动转矩区域中或车速保持在较高车速区域时实施有级变速驱动模式。另外，在发动机8在较低转矩下运行的低驱动转矩区域中或车速保持在较低车速区域时，即在发动机8在通常使用的输出区域中工作期间，实施无级变速驱动模式。
类似地，在图8所示的关系中，有级控制区域被设定为位于其中发动机转矩TE超过预定的给定值TE1的高转矩区域、其中发动机转速NE超过预定的给定值NE1的高转速区域、或者其中基于发动机转矩TE和发动机转速NE计算出的发动机输出大于给定值的高输出区域中。因此，在发动机8的较高转矩、较高转速或较高输出下实施有级变速驱动模式。在发动机8的较低转矩、较低转速或较低输出下，即在发动机8的通常使用的输出区域中，实施无级变速驱动模式。图8中所示的有级控制区域和无级控制区域之间的边界线对应于作为一系列高车速判定值的高车速判定线和作为一系列高输出行驶判定值的高输出行驶判定线。
利用这样的边界线，例如当车辆在低/中速和低/中输出下行驶期间，将变速机构10置于无级变速状态以确保车辆具有改进的燃料经济性能。在实际车速V超出判定车速V1的车辆高速行驶期间，将变速机构10置于作为有级变速器工作的有级变速状态。此时，发动机8的输出主要经机械动力传递路径传递到驱动轮38。这抑制了当使变速机构10用作电控无级变速器时所产生的驱动力与电能之间的转换损失，从而改善了燃料消耗。
当车辆在诸如输出转矩TOUT等之类的驱动力相关值超出判定转矩T1的高输出驱动模式下行驶期间，变速机构10被置于用作有级变速器的有级变速状态。此时，发动机8的输出主要经机械动力传递路径传递到驱动轮38。在此情况下，在车辆的低/中速行驶区域和低/中输出行驶区域中使电控无级变速器工作。这使得能够减小由第一电动机M1产生的电能的最大值，即减小由第一电动机M1传递的电能，由此使第一电动机M1自身或包括这种部件的车辆驱动装置在结构上进一步小型化。
另外，根据另一观点，当车辆在这种高输出驱动模式下行驶时，驾驶员更多地关注对驱动力的需求而较少关注对燃料消耗的需求，由此将变速机构10切换到有级变速状态(固定变速状态)，而不是无级变速状态。利用这样的切换操作，驾驶员能够享受发动机转速NE的波动，即由例如如图9所示有级自动变速行驶模式中的升档引起的发动机转速NE的节奏性变化。
这样，本实施例的差速部分11(变速机构10)可以选择性地切换到无级变速状态和有级变速状态(固定变速状态)之一。切换控制装置50基于车辆状况来判定差速部分11待切换到的变速状态，由此使得变速状态选择性地切换到无级变速状态和有级变速状态中的任一个。对于第一实施例，发动机起动停止控制装置66起动或停止发动机8，使得混合动力控制装置52可以基于车辆状况工作以切换发动机驱动模式和电动机驱动模式。
图10是一个共线图，示出在切换离合器C0保持分离时发动机8、第一电动机M1和第二电动机M2的相对转速之间的关系。另外，图10是示出从图3所示取出的与差速部分11相对应的特征部分的视图。在此，如果在车辆行驶期间车辆驾驶员将变速杆49操纵到N位置，则自动变速部分20被置于空档状态，其中从第二电动机M2到驱动轮38的动力传递路径被中断。在这种情况下，第一离合器C1和第二离合器C2被分离。
现在，描述以下操作，执行该操作来控制第二电动机M2，以将由于释放由第二电动机M2承载的驱动负载而增大的转速NM2抑制到低于在空档状态下第二电动机M2的允许转速NPM2(例如6000rpm)的值。如图10中的箭头AR1所示，需要在升高转速NM1的方向上驱动第一电动机M1，而如图10中的箭头AR2所示，需要在降低转速NM2的方向上驱动第二电动机M2。就是说，第一电动机转速NM1、第二电动机转速NM2、第一电动机M1的输出转矩TM1和第二电动机M2的输出转矩TM2需要同时控制。
但是，这种控制太复杂，使得第二电动机转速NM2增大到超出允许转速NPM2，而可能使第二电动机M2到达高速旋转。特别是，当第二电动机转速NM2处于高水平且发动机转矩处于大水平时，第二电动机M2很可能到达高速旋转。此外，即使当适当获得第一电动机转矩TM1或第二电动机转矩TM2时，第二电动机M2也很可能相似地到达高速旋转。
下面，描述在车辆行驶期间变速杆49例如从D位置切换到N位置的情况下，执行用于防止第二电动机M2到达高速旋转的控制工作。“从D位置切换到N位置”的表述表示在车辆行驶期间自动变速部分20的动力传递路径从动力传递状态切换到动力切断(即中断)状态。
回到图6，设置空档状态判定装置80以判定在车辆行驶期间自动变速部分20的动力传递路径是否从动力传递状态切换到动力切断状态。更具体地，空档状态判定装置80基于利用变速位置传感器110检测到的变速位置PSH是否保持在N位置而工作，由此判定自动变速部分20是否处于空档状态，即空档条件。
代替获得变速位置PSH，空档状态判定装置80可以基于从有级变速控制装置54输送的变速信息而工作，以判定自动变速部分20是否处于空档状态。如果判定出自动变速部分20处于空档状态，则空档状态判定装置80得到肯定判定。如果相反，则得到否定判定。
差速作用限制第一条件判定装置82判定利用第二电动机转速传感器112检测到的第二电动机转速NM2是否增大到超过允许(即容许)转速NPM2而到达超过预定第一转速判定值NLMT1(例如6000rpm)的高速旋转。这里所用的术语“第一转速判定值NLMT1”指一个阈值，通过该阈值判定在第二电动机M2的转速由于第二电动机M2高速旋转而超过第二电动机转速NM2的情况下，需要执行C0锁止控制以接合切换离合器C0。否则，无法将第二电动机转速NM2控制到低于允许转速NPM2的水平。此外，在变速位置PSH处于D位置的情况下，有可能第二电动机M2到达超出空档状态的允许转速NPM2的转速。
差速作用限制第二条件判定装置84判定是否满足下述两个条件：(a)第一个条件，其中利用第二电动机转速传感器112检测到的第二电动机转速NM2处于超出第二转速判定值NLMT2的高速旋转状态，该第二转速判定值NLMT2预设到例如4000rpm的值；和(b)第二个条件，其中利用节气门开度传感器114检测到的节气门开度θTH超过预设到例如60％的值的节气门开度判定值θLMT。如果判定这两个条件都满足，则差速作用限制第二条件判定装置84得到肯定判定。如果不是，则得到否定判定。
这里所用的术语“第二转速判定值NLMT2”指一个低于第一转速判定值NLMT1的阈值。在由于第二电动机M2高速旋转的原因而使施加到第二电动机M2的发动机转矩TE增大的情况下，如果第二电动机转速NM2和节气门开度θTH分别超过第二转速判定值NLMT2和节气门开度判定值θLMT，则需要执行C0锁止控制。否则，无法将第二电动机转速NM2控制到低于允许转速NPM2的水平。这些参数在实验基础上获得。
差速作用限制第二条件判定装置84可以使用发动机转矩TE代替节气门开度θTH来执行判定。此外，可以不进行判定与第二电动机转速NM2相关的第一个条件(a)的工作，而仅仅进行判定与节气门开度θTH相关的条件(b)的工作。另外，在紧接着自动变速部分20的动力传递路径被中断之后的阶段的极短时间间隔内平稳地执行C0锁止控制。于是，在通常实践中，在执行C0锁止控制期间车速V未出现显著波动。
可以基于车速V和自动变速部分20的速比计算第二电动机转速NM2。于是，差速作用限制第一条件判定装置82和差速作用限制第二条件判定装置84可以使用车速V来代替第二电动机转速NM2执行判定。此外，表示用于判定车速V是否到达高速的阈值的车速判定值可以是自动变速部分20的速比的函数。
第二电动机M2经由用作自动变速部分20输入轴的动力传递部件18联接到用作自动变速部分20接合元件的离合器和制动器。因此，差速作用限制第一条件判定装置82和差速作用限制第二条件判定装置84可以使用动力传递部件18的转速来代替第二电动机转速NM2或者使用离合器或制动器(例如第一离合器C1或第二离合器C2)的转速执行判定。
当差速作用限制第一条件判定装置82或差速作用限制第二条件判定装置84得到肯定判定时，在空档状态判定装置80执行肯定判定的情况下，差速作用限制装置86允许切换控制装置50执行C0锁止控制。这抑制了第一旋转元件RE1和第二旋转元件RE2之间的相对旋转，由此限制了动力分配机构16的差速作用。
于是，从图3所示共线图将理解到，接合切换离合器C0使得差速部分11置于非差速状态或接近这样的状态，其中旋转元件RE1至RE3一起旋转即成一体地运动。因而，使发动机8(RE1)、第一电动机M1(RE2)和第二电动机M2(RE3)以相同或几乎相同的转速旋转。
而且，执行C0锁止控制以防止第二电动机M2高速旋转。为此，使用发动机8允许向第二电动机M2施加旋转负载而非行驶负载。因此，不必要在切换离合器C0保持在完全接合条件下执行C0锁止控制，而是切换离合器C0可以保持在半接合(打滑)状态下。
当差速作用限制第二条件判定装置84得到否定判定时，差速作用限制装置86允许切换控制装置50执行C0释放控制以释放或分离切换离合器C0。另外，执行C0锁止控制导致对第二电动机转速NM2增大的抑制。此时，由于在变速操作装置48变到N位置之后已经经过了一定时间段，差速作用限制第一条件判定装置82和差速作用限制第二条件判定装置84都得到否定判定。之后，执行C0释放控制。换言之，即使执行C0锁止控制，差速作用限制装置86也允许切换离合器C0分离，除非是在紧接着变速操作装置48变到N位置之后的一定时间段。
图11是示出电子控制装置40执行的主要控制工作的流程图。对车辆行驶期间自动变速部分20的动力传递路径从动力传递状态切换到动力切断状态时执行的控制工作进行描述。这种序列以在例如几毫秒或几十毫秒量级上的极短循环时间重复执行。
在车辆行驶期间，首先在对应于空档状态判定装置80的步骤(以下将省略“步骤”二字)SA1中，判定自动变速部分20的动力传递路径是否从动力传递状态切换到动力切断状态。更具体地，基于利用变速位置传感器110检测到的变速位置PSH是否处于N位置来执行操作，以判定自动变速部分20是否处于空档状态，即空档条件。
如果判定出自动变速部分20处于空档状态，则得到肯定判定，否则得到否定判定。如果在SA1中得到肯定定判定，则工作进行到SA2；相反，如果在SA1中得到否定判定，则工作进行到SA7。
在对应于差速作用限制第一条件判定装置82的SA2中，判定第二电动机转速NM2是否处于超过预定第一转速判定值NLMT1的高速旋转状态中。如果此判定是否定的，则工作进行到SA3，而如果此判定是肯定的，则工作进行到SA5。
在SA3中，判定是否满足上述条件(a)，即利用第二电动机转速传感器112检测到的第二电动机转速NM2是否到达超出预定第二转速判定值NLMT2的高速旋转状态。如果在SA3中得到肯定判定，则工作进行到SA4，而如果在SA3中得到否定判定，则工作进行到SA6。
在SA4中，判定是否满足条件(b)，即利用节气门开度传感器114检测到的节气门开度θTH是否超过节气门开度判定值θLMT。如果在SA4中得到肯定判定，则工作进行到SA5，而如果在SA4中得到否定判定，则工作进行到SA6。此外，判定是否满足两个条件(a)和(b)的SA3和SA4一起对应于差速作用限制第二条件判定装置84。
在SA5中执行C0锁止控制，而在SA6中执行C0分离控制。此外，执行C0锁止控制和C0分离控制的SA5和SA6一起对应于差速作用限制装置86。
如果在SA1中得到否定判定，即当变速位置PSH不处于N位置而处于D位置等时(自动变速部分20的动力传递路径保持在动力传递状态下)，则执行SA7中的工作。在SA7中，执行其他控制，例如自动变速部分20的变速控制。
实施例1的电子控制装置40具有下述有利效果(1)至(14)。
(1)在自动变速部分20中断从动力分配机构16到驱动轮38的动力传递路径的情况下，即在自动变速部分20的空档状态中，执行C0锁止控制以允许差速部分11(动力分配机构16)限制差速作用。于是，这种差速作用的限制使得第二电动机M2以低于允许转速NPM2的转速旋转，并使来自发动机8的旋转阻力在防止第二电动机转速NM2增大的方向上作用。这样，可以防止第二电动机M2高速旋转。
(2)在第二电动机M2的第二电动机转速NM2到达超过第一转速判定值NLMT1的高速旋转的情况下，执行C0锁止控制。于是，动力分配机构16的受限制的差速作用容易控制第二电动机M2在低于允许转速NPM2的转速旋转，并使来自发动机8的旋转阻力在防止第二电动机转速NM2增大的方向上作用。这样，可以防止第二电动机M2高速旋转。
(3)在差速作用限制第一条件判定装置82和差速作用限制第二条件判定装置84的判定工作中，可以采用车速V来代替第二电动机转速NM2。如果车速V处于超过给定车速判定值的高速，则执行C0锁止控制。于是，动力分配机构16的受限制的差速作用容易控制第二电动机M2在低于允许转速NPM2的转速旋转，并使来自发动机8的旋转阻力在防止第二电动机转速NM2增大的方向上作用。这样，可以防止第二电动机M2高速旋转。
(4)在采用车速V代替第二电动机转速NM2的情况下，表示用于判定车速V是否处于高速的阈值的车速判定值可以是自动变速部分20的速比的函数。在即使未执行C0锁止控制也可以容易控制第二电动机M2以低于允许转速NPM2的速度旋转的情况下，不执行C0锁止控制，但是可以在需要时执行C0锁止控制。这样，可以防止第二电动机M2高速旋转。
(5)在差速作用限制第二条件判定装置84的判定工作中，可以采用发动机转矩TE代替节气门开度θTH。在发动机转矩TE处于超过给定发动机转矩判定值的高转矩的情况下，执行C0锁止控制。于是，动力分配机构16的受限制的差速作用容易控制第二电动机M2在低于允许转速NPM2的转速旋转，并使来自发动机8的旋转阻力在防止第二电动机转速NM2增大的方向上作用。这样，可以防止第二电动机M2高速旋转。
(6)在差速作用限制第一条件判定装置82和差速作用限制第二条件判定装置84的判定工作中，第二电动机转速NM2可以由用作自动变速部分20输入轴的动力传递部件18的转速代替。如果动力传递部件18的转速处于超过给定输入轴转速判定值的高速，则执行C0锁止控制。于是，动力分配机构16的受限制的差速作用容易控制第二电动机M2在低于允许转速NPM2的转速旋转，并使来自发动机8的旋转阻力在防止第二电动机转速NM2增大的方向上作用。这样，可以防止第二电动机M2高速旋转。
(7)在差速作用限制第一条件判定装置82和差速作用限制第二条件判定装置84的判定工作中，第二电动机转速NM2可以由形成自动变速部分20离合器接合元件的离合器或制动器的转速代替。使用诸如第一离合器C1和第二离合器C2之类的离合器或制动器的转速允许在离合器或制动器的转速到达超过给定接合元件转速判定值的高速旋转状态时执行C0锁止控制。于是，动力分配机构16的受限制的差速作用容易控制第二电动机M2在低于允许转速NPM2的转速旋转，并使来自发动机8的旋转阻力在防止第二电动机转速NM2增大的方向上作用。这样，可以防止第二电动机M2高速旋转。
图12是示出在切换离合器C0保持接合的情况下发动机8、第一电动机M1和第二电动机M2的相对转速之间关系的共线图。在图12中，对应于差速部分11的部分从图3中取出，图12的竖直线Y1至Y3彼此相同。
对于本实施例，如果在自动变速部分20的动力传递路径中断的情况下执行C0锁止控制，则将差速部分11置于非差速状态或接近非差速状态，其中如图12所示旋转元件RE1、RE2和RE3一起旋转。于是，发动机8、第一电动机M1和第二电动机M2以相同或几乎相同的转速旋转。
于是，为了将第二电动机M2控制在低于允许转速NPM2的转速，在监控发动机转速NE、第一电动机转速NM1和第二电动机转速NM2的同时，如图12中的箭头AR3所示在降低转速NM1的方向上驱动第一电动机M1，这可能就足够了。因而，第二电动机M2如图12中的箭头AR4所示在降低转速NM2的方向上被充分驱动，导致更容易控制性能。另外，来自发动机8的旋转阻力在防止第二电动机转速NM2增大的方向上作用。这样，可以防止第二电动机M2高速旋转。
(9)在执行工作来控制差速部分太阳齿轮S0所连接到的第一电动机M1的工作状态的情况下，使差速部分11可用作无级变速器。因此，差速部分11和自动变速部分20构成无级变速器，由此连续改变驱动转矩。另外，连续改变速比使得差速部分11可用作电控无级变速器。此外，控制第一电动机M1的工作状态可以按级改变差速部分11的速比，由此使差速部分可用作有级变速器。
(10)在车辆行驶期间自动变速部分20的动力传递路径被中断的情况下，基于可以在图11的SA2和SA4中得到发动机转矩TE的节气门开度θTH和第二电动机转速NM2，判定是否执行用于限制差速部分11(动力分配机构16)的差速作用的C0锁止控制。因此，在即使不执行C0锁止控制也可以容易控制第二电动机M2以将转速降低到低于允许转速NPM2的情况下，不执行C0锁止控制，但是可以在需要时执行C0锁止控制。这样，可以防止第二电动机M2高速旋转。
(11)在自动变速部分20的动力传递路径被中断的情况下，当在SA2中判定出第二电动机转速NM2到达超过第一转速判定值NLMT1的高速旋转时，执行C0锁止控制。作为替代，执行SA3和SA4中的工作以对于以下两个条件进行肯定判定：(a)转速NM2到达超过允许转速NPM2的高速旋转；以及(b)节气门开度θTH超过节气门开度判定值θLMT。在这两个条件都满足的情况下，执行C0锁止控制。因而，在即使不执行C0锁止控制也可以容易控制第二电动机M2以将转速降低到低于允许转速NPM2的情况下，不执行C0锁止控制。可以在需要时执行C0锁止控制，从而可以防止第二电动机M2高速旋转。
(12)本实施例并不意图一致地降低发动机8和第二电动机M2的转速。在执行C0锁止控制的情况下，将差速部分11置于非差速状态或接近非差速状态下，其中旋转元件RE1、RE2和RE3保持为一起旋转。这允许将第二电动机转速NM2(即自动变速部分20的输入转速)保持在符合车速V和自动变速部分20速比的一定水平的高速旋转。这导致在变速操作装置48随后从N位置变到诸如D位置之类的驱动位置时响应性增加。
(13)在执行C0锁止控制的情况下，将差速部分11置于非差速状态或接近非差速状态下，其中旋转元件RE1、RE2和RE3保持为一起旋转。这允许将第二电动机转速NM2保持在发动机8的燃料切断转速，即降低到低于阈值(约6000rpm)的水平或者几乎低于中断或最小化燃料供应的这种值的水平。这样，可以防止第二电动机M2高速旋转。
(14)于是，防止第二电动机M2到达高速旋转，由此防止连接到第二电动机M2的第一离合器C1和第二离合器C2的高速旋转。另外，第二电动机M2连接到差速部分齿圈R0，并且差速部分行星齿轮P0的转速与差速部分齿圈R0相对于差速部分行星架CA0的转速成比例。因此，执行C0锁止控制以将差速部分11置于非差速状态或接近非差速状态下(其中旋转元件RE1、RE2和RE3一起旋转)也防止差速部分行星齿轮P0高速旋转。
接着，下面将说明根据本发明的另一实施例。在以下说明中，对各个实施例共同的零部件用相似标号表示并省略多余的描述。
<实施例2>
第二实施例是第一实施例的修改形式，其中以电子控制装置116代替图4所示电子控制装置40(参见图4)。图13的功能框图示出由第二实施例的电子控制装置116执行的控制功能的主要部分，并示出对应于图6所示结构的另一实施例。第一和第二实施例都包括空档状态判定装置80和差速作用限制装置86。用下面描述的差速作用限制条件判定装置88代替图6中所示的差速作用限制第一条件判定装置82和差速作用限制第二条件判定装置84。下面，将主要针对与第一实施例不同之处进行描述。
图14是示出判定是否执行C0锁止控制的工作的一个示例的视图，其中按照车速或第二电动机转速NM2以及发动机转矩TE绘制二维坐标系。工作分为两个区域，即其中在发动机转矩TE低且车速或第二电动机转速NM2低的情况下不执行C0锁止控制的非锁止区域，以及其中在发动机转矩TE高且车速或第二电动机转速NM2高的情况下执行C0锁止控制的锁止区域。
差速作用限制条件判定装置88中存储有利用节气门开度传感器114检测到的电子节气门开度θTH、利用发动机转速传感器118检测到的发动机转速NE、以及发动机转矩TE之间的关系。在收到存储的电子节气门开度θTH和发动机转矩TE时，差速作用限制条件判定装置88判定基于车速或第二电动机转速NM2与发动机转矩TE之间关系所获得的坐标属于图14所示锁止区域或非锁止区域中哪一个。
在空档状态判定装置80得到肯定判定的情况下，当差速作用限制条件判定装置88判定出该坐标属于锁止区域时，则差速作用限制装置86允许切换控制装置50执行C0锁止控制。相反，当差速作用限制条件判定装置88判定出该坐标属于非锁止区域时，则差速作用限制装置86允许切换控制装置50执行C0分离控制。
此外，由于与第一实施例相同的原因，代替第二电动机转速NM2，可以采用动力传递部件18的转速；并且可以采用自动变速部分20中包括的离合器或制动器(例如第一离合器C1和第二离合器C2)的转速。作为替代，在图14中的水平线上采用车速V的情况下，锁止区域和非锁止区域之间的边界可以根据自动变速部分20的速比而改变。
图15是示出电子控制装置116的主要控制工作的流程图。就是说，图15示出在车辆行驶期间自动变速部分的动力传递路径从动力传递状态切换到动力切断状态时执行的控制工作。该序列以在例如几毫秒或几十毫秒量级上的极短循环时间重复执行。图15示出与图11所示相对应的本实施例的流程图。图15中所示SB1、SB3至SB5代表对应于图11中的SA1、SA3至SA7的步骤。下面，将主要针对与图11所示步骤不同之处进行描述。
如果在步骤SB1中得到肯定判定，则在对应于差速作用限制条件判定装置88的SB2中，基于电子节气门开度θTH和发动机转速NE通过参考预先根据实验获得的给定关系得到发动机转矩TE。这里所用的术语“给定关系”指利用节气门传感器114检测到的电子节气门开度θTH、利用发动机转速传感器118检测到的发动机转速NE、以及发动机转矩TE之间的关系。
对于图14中所划分的锁止区域和非锁止区域，执行工作以判定基于车速V或第二电动机转速NM2与发动机转矩TE之间的关系获得的坐标属于图14所示锁止区域和非锁止区域中哪一个。如果判定坐标属于锁止区域，则工作进行到SB3。如果判定坐标属于非锁止区域，则工作进行到SB4。
对于第二实施例，执行工作以基于图14判定是否执行C0锁止控制，在图14中按照在坐标轴上绘制的车速V或第二电动机转速NM2与发动机转矩TE将坐标平面划分为锁止区域和非锁止区域。这使得与单独基于车速V或第二电动机转速NM2以及发动机转矩TE判定是否执行C0锁止控制所实现的相比，能够以更加合适的方式进行工作来判定是否执行C0锁止控制。此外，第二实施例的电子控制装置116构造成基于图14所示改变的判定标准而工作，以与上述第一实施例的电子控制装置40中执行的工作不同地判定是否执行C0锁止控制。于是，第二实施例也具有与第一实施例的(1)至(10)和(12)至(14)相同的有利效果。
虽然上面已经参照各个实施例描述了本发明，但是所述各个实施例仅仅用于说明本发明的示例。本发明可以考虑到本领域技术人员的知识以各种修改或改进来实现。
例如，差速部分11被描述为具有用作电控无级变速器的功能，其速比γ0能够在从最小值γ0min到最大值γ0max的范围中连续变化。例如，在利用差速作用时，差速部分11的速比γ0不连续变化而是有级变化就足够了。
虽然上面参考发动机8和差速部分彼此直接连接的结构描述了变速机构10，但是发动机8经由诸如离合器之类的离合器接合元件连接到差速部分11就足够了。
当执行C0锁止控制时，可以执行操作以与这种控制同步地降低发动机转矩TE。利用这种操作，执行C0锁止控制允许发动机8(RE1)和第二电动机M2(RE3)以相同或几乎相同的速度旋转，由此防止了第二电动机M2高速旋转。
自动变速部分20可以用作自动变速器。但是，在自动变速部分20用作动力连接/断开装置的情况下，在自动变速部分20中速比不会改变。所以，自动变速部分20不必具有作为变速器的功能。
尽管自动变速部分20在邻近差速部分11的位置处连接到从发动机8延伸至驱动轮38的动力传递路径，但是差速部分11可以顺序连接到自动变速部分20的输出处。
在图1所示结构中差速部分11和自动变速部分20彼此串联连接。但是，本发明可以应用于以下结构，其中即使差速部分11和自动变速部分20彼此机械独立，但只要整个变速机构10具有实现电控差速作用以使差速状态能够电控改变的功能、以及在与电控差速作用的功能不同的原理上执行变速的功能就可以。虽然动力分配机构16在上文中被描述为单行星齿轮式，但也可以是双行星齿轮式。
上面已经参考以下结构描述了各个实施例，其中发动机8连接到差速部分行星齿轮单元24的第一旋转元件RE1用于具有驱动力传递能力，第一电动机M1连接到第二旋转元件RE2用于具有驱动力传递能力，且用于驱动轮38的动力传递路径连接到第三旋转元件RE3。但是，本发明可以应用于包括例如两个行星齿轮单元的结构，其中形成这些行星齿轮单元的部分旋转元件彼此连接。利用这样的结构，发动机、电动机和驱动轮连接到行星齿轮单元的旋转元件以用于具有驱动力传递能力，使得与行星齿轮单元的旋转元件相连的离合器或制动器可以被控制来在有级变速模式和无级变速模式之间切换变速模式。
上面参考直接连接到动力传递部件18的结构描述的第二电动机M2可以经由变速器等间接连接到动力传递部件18。另外，作为替代，第二电动机M2可以经由诸如离合器等的离合器接合元件连接到动力传递部件18以具有动力连接或动力断开能力。
虽然自动变速部分20在上文中被描述为具有用作有级自动变速器的功能，但其可以包括无级CVT或用作手动操作变速器的变速部分。
第一和第二实施例可以在提供例如优先级顺序的情况以相互组合的形式实现。

Claims (13)

1.一种用于混合动力车辆驱动装置的控制装置，其中所述混合动力车辆驱动装置包括电控差速部分(11)，所述电控差速部分包括：差速机构(16)，所述差速机构在驱动力传递状态中连接到发动机(8)，通过控制第一电动机(M1)的工作状态来控制所述差速机构的差速状态；第二电动机(M2)，所述第二电动机连接成使得动力能够在驱动轮与所述第二电动机之间传递；以及变速部分(20)或接合元件(C，B)，所述变速部分或接合元件形成动力传递路径的一部分；
所述控制装置的特征在于：
所述差速机构(16)包括限制所述差速机构的差速作用的差速作用限制装置(C0)；并且
当所述变速部分被置于空档状态从而所述动力传递路径被中断时，所述控制装置(40)工作以使所述差速作用限制装置限制所述差速机构的差速作用。
2.根据权利要求1所述的用于混合动力车辆驱动装置的控制装置，其中，当车速处于超过给定车速判定值的高车速时，所述控制装置(40)使所述差速作用限制装置(C0)限制所述差速机构(16)的差速作用。
3.根据权利要求2所述的用于混合动力车辆驱动装置的控制装置，其中，所述给定车速判定值是所述变速部分(20)的速比的函数。
4.根据权利要求1所述的用于混合动力车辆驱动装置的控制装置，其中，当从所述发动机(8)输送的输出转矩处于超过给定发动机转矩判定值的高转矩时，所述控制装置(40)使所述差速作用限制装置(C0)限制所述差速机构(16)的差速作用。
5.根据权利要求1所述的用于混合动力车辆驱动装置的控制装置，其中，当所述第二电动机(M2)的转速处于超过给定第二电动机转速判定值的高转速时，所述控制装置(40)使所述差速作用限制装置(C0)限制所述差速机构(16)的差速作用。
6.根据权利要求1所述的用于混合动力车辆驱动装置的控制装置，其中，当所述变速部分(20)的输入轴(14)的转速处于超过给定输入轴转速判定值的高转速时，所述控制装置(40)使所述差速作用限制装置(C0)限制所述差速机构(16)的差速作用。
7.根据权利要求1所述的用于混合动力车辆驱动装置的控制装置，其中，当所述变速部分(20)中所包含的接合元件(C，B)的转速处于超过给定接合元件转速判定值的高转速时，所述控制装置(40)使所述差速作用限制装置(C0)限制所述差速机构(16)的差速作用。
8.一种用于混合动力车辆驱动装置的控制装置，其中所述混合动力车辆驱动装置包括电控差速部分(11)，所述电控差速部分包括：差速机构(16)，所述差速机构在驱动力传递状态中连接到发动机(8)，通过控制第一电动机(M1)的工作状态来控制所述差速机构的差速状态；第二电动机(M2)，所述第二电动机连接成使得动力能够在驱动轮(38)与所述第二电动机之间传递；以及驱动力连接/断开装置(C，B)，所述驱动力连接/断开装置可工作以连接和断开动力传递路径；
所述控制装置的特征在于：
所述差速机构(16)包括限制所述差速机构(16)的差速作用的差速作用限制装置(C0)；并且
当所述驱动力连接/断开装置(C，B)断开所述动力传递路径时，所述控制装置(40)工作以使所述差速作用限制装置(C0)限制所述差速机构(16)的差速作用。
9.根据权利要求1或8所述的用于混合动力车辆驱动装置的控制装置，其中，所述差速机构(16)包括在驱动力传递状态中连接到所述发动机(8)的第一旋转元件(RE1)、在驱动力传递状态中连接到所述第一电动机(M1)的第二旋转元件(RE2)以及在驱动力传递状态中连接到所述驱动轮(38)的第三旋转元件(RE3)；并且
所述差速作用限制装置(C0)抑制所述第一旋转元件至第三旋转元件(RE1至RE3)中的至少两个旋转元件的相对旋转，以限制所述差速机构(16)的差速作用。
10.根据权利要求1或8所述的用于混合动力车辆驱动装置的控制装置，其中，所述电控差速部分(11)通过控制所述第一电动机(M1)的工作状态而作为无级变速器工作。
11.根据权利要求1或8所述的用于混合动力车辆驱动装置的控制装置，其中，在车辆行驶期间当所述变速部分(20)处于空档状态时，基于所述发动机(8)的输出转矩和所述第二电动机(M2)的转速来进行是否使所述差速作用限制装置(C0)限制所述差速机构(16)的差速作用的判定。
12.根据权利要求1或8所述的用于混合动力车辆驱动装置的控制装置，其中，在车辆行驶期间所述变速部分(20)的空档状态中，当所述第二电动机(M2)的转速超过用于判定是否使所述差速作用限制装置限制所述差速作用的给定第一电动机转速判定值时，所述差速作用限制装置(C0)工作以限制所述差速作用。
13.根据权利要求12所述的用于混合动力车辆驱动装置的控制装置，其中，在车辆行驶期间所述变速部分(20)的空档状态中，当所述第二电动机(M2)的转速超过比所述给定第一电动机转速判定值更低的给定第二电动机转速判定值，并且所述发动机的输出转矩超过给定发动机转矩判定值时，所述差速作用限制装置(C0)工作以限制所述差速作用。
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