CN101318508A - 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，其在与电机驱动行驶模式相关的连续行驶距离LM超过给定的连续行驶距离判定值L1的情况下执行内燃机旋转控制以使发动机输出轴(94)旋转。发动机输出轴(94)的旋转导致加快发动机(8)的润滑的效果。一旦发动机输出轴(94)旋转，实际上发动机(8)便没有组成部件在该旋转之前和之后具有完全相同的姿态。这避免了发动机(8)的组成部件在经受电机驱动行驶模式下的行驶振动时以相同的姿态始终保持相互接触，从而将由于在电机驱动模式下产生的行驶振动所引起的对发动机(8)耐久性的不利影响减到最小。

Description

用于混合动力车辆驱动装置的控制装置
技术领域
本发明涉及能够在内燃机保持处于停止状态的情况下用电动机使车辆行驶的用于混合动力车辆驱动装置的控制装置。更具体地，本发明涉及一种将对内燃机(发动机)耐久性的不利影响减到最小的技术，所述不利影响是在发动机停止期间由发动机所经受的行驶振动引起的。
背景技术
传统上，已知一种用于包括差动机构的混合动力车辆驱动装置的控制装置，所述差动机构具有与内燃机相连的第一旋转元件、与第一电动机相连的第二电动机以及与第二电动机和动力传递路径相连的第三旋转元件。例如，专利公开文献1(日本专利申请公报No.2005-264762)公开了这样一种用于混合动力车辆驱动装置的控制装置。该用于混合动力车辆驱动装置的控制装置配置成执行电机驱动行驶模式以在内燃机保持处于停止状态的情况下使用第二电动机的输出来使车辆行驶。
在电机驱动行驶模式期间，在内燃机保持处于停止状态时内燃机经受由车辆行驶所引起的行驶振动。在这种情况下，更具体地，内燃机的组成部件以相同的姿态始终保持相互接触，并且在内燃机中没有润滑油循环。如果这种状况持续发生，则认为行驶振动会对内燃机的耐久性产生不利的影响。
然而，尽管专利公开文献1所公开的用于混合动力车辆驱动装置的控制装置能够起动电机驱动行驶模式，却未考虑在电机驱动行驶模式期间行驶振动可能对保持停止的内燃机产生不利影响。
发明内容
考虑到上述情况而完成了本发明，本发明的目的在于提供一种能够在内燃机保持停止的情况下使用电动机使车辆行驶的用于混合动力车辆驱动装置的控制装置，该控制装置将在内燃机停止期间由于作用在内燃机上的行驶振动所引起的对内燃机耐久性产生不利影响的可能性减到最小。
为了实现上述目的，在本发明的第一方面中，(a)所述混合动力车辆驱动装置包括内燃机和电动机，所述电动机连接到延伸至驱动轮的动力传递路径，可采用电机驱动行驶模式以在所述内燃机保持为停止状态的情况下使用所述电动机使车辆行驶；并且(b)在与所述电机驱动行驶模式有关的连续行驶距离超过给定值的情况下，所述控制装置工作以执行用于使所述内燃机的输出轴旋转的内燃机旋转控制。
在本发明的第二方面中，(a)所述混合动力车辆驱动装置包括内燃机和电动机，所述电动机连接到延伸至驱动轮的动力传递路径，可采用电机驱动行驶模式以在所述内燃机保持为停止状态的情况下使用所述电动机使车辆行驶；并且(b)在与所述电机驱动行驶模式有关的连续行驶时间超过给定值的情况下，所述控制装置工作以执行用于使所述内燃机的输出轴旋转的内燃机旋转控制。
在本发明的第三方面中，(a)所述混合动力车辆驱动装置包括内燃机和电动机，所述电动机连接到延伸至驱动轮的动力传递路径，可采用电机驱动行驶模式以在所述内燃机保持为停止状态的情况下使用所述电动机使车辆行驶；并且(b)在与所述电机驱动行驶模式有关的车速超过给定值的情况下，所述控制装置工作以执行用于使所述内燃机的输出轴旋转的内燃机旋转控制。
在本发明的第四方面中，在所述内燃机旋转控制中所述输出轴的转速根据所述内燃机的冷却液温度而被改变。
在本发明的第五方面中，在所述内燃机旋转控制中所述输出轴的转速根据环境温度而被改变。
在本发明的第六方面中，在所述内燃机旋转控制中使所述输出轴旋转的执行时间根据所述内燃机的冷却液温度而被改变。
在本发明的第七方面中，在所述内燃机旋转控制中使所述输出轴旋转的执行时间根据环境温度而被改变。
在本发明的第八方面中，(a)所述混合动力车辆驱动装置还包括以动力可传递状态连接到所述内燃机的动力传递装置；并且(b)所述动力传递装置包括：电控差动部分，所述电控差动部分包括差动机构和以动力可传递状态连接到所述差动机构的差动作用电动机，所述电控差动部分工作以在控制所述差动作用电动机的工作状态时控制所述差动机构的差动状态；和变速部分，所述变速部分形成所述动力传递路径的一部分。
在本发明的第九方面中，所述变速部分是有级变速器。
在本发明的第十方面中，所述电控差动部分是多于两个的电动机以及行星齿轮组。
根据本发明的第一方面，如果与电机驱动行驶模式有关的连续行驶距离超过给定值，则执行内燃机旋转控制以使内燃机的输出轴旋转。这使得输出轴的旋转可加快内燃机的润滑。这也避免了在内燃机停止期间内燃机的组成部件以相同的姿态始终保持相互接触，从而将在电机驱动行驶模式期间引起的由于行驶振动而对内燃机耐久性产生的不利影响减到最小。
优选地，在内燃机旋转控制期间，内燃机输出轴的旋转并不用来使内燃机起动。因而，在内燃机中并不进行点火。
优选地，在内燃机旋转控制中内燃机输出轴的旋转以给定时间间隔(长度)或给定旋转次数进行。
在内燃机的转速范围内常常存在谐振区域，其中由内燃机的旋转所引起的内燃机振动在内燃机的特定转速范围内被显著放大。在这种情况下，优选地，内燃机旋转控制使得内燃机输出轴的转速可低于谐振区域(的转速)。
根据本发明的另一方面，如果与电机驱动行驶模式相关的连续行驶时间超过给定值，则执行内燃机旋转控制。这使得输出轴的旋转可加快内燃机的润滑。此外，这也避免了在内燃机停止期间内燃机的组成部件以相同的姿态始终保持相互接触。这样，在电机驱动行驶模式期间引起的由于行驶振动而对内燃机耐久性产生的不利影响被减到最小。
通常，随着车速增大，构成车辆的内燃机所经受的振动的大小也增大。在这方面，通过本发明的第三方面，在与电机驱动行驶模式相关的车速超过给定值时执行内燃机旋转控制。这使得输出轴的旋转可加快内燃机的润滑。此外，这也避免了在行驶振动增大期间内燃机始终保持为停止状态，从而将在电机驱动行驶模式期间引起的由于行驶振动而对内燃机耐久性产生的不利影响减到最小。
通常，随着内燃机的冷却液温度改变，内燃机中的润滑油的温度和粘度也发生变化。这样，即使内燃机在给定的转速下工作给定的时间间隔，加快内燃机润滑的效果也会有所不同。
在这方面，通过本发明的第四方面，执行内燃机旋转控制以根据内燃机的冷却液温度来改变输出轴的转速。这样，内燃机旋转控制能抑制在加快内燃机润滑的效果上的差异的增大。优选地，在内燃机旋转控制中输出轴的转速改变为使得内燃机的冷却液温度越低，则输出轴的转速越高。
通常，随着环境温度改变，内燃机中的润滑油的温度和粘度也发生变化。这样，即使内燃机在给定的转速下工作给定的时间间隔，加快内燃机润滑的效果也会有所不同。在这方面，通过本发明的第五方面，内燃机旋转控制根据环境温度来改变输出轴的转速。这样，内燃机旋转控制能抑制由于环境温度的差异而导致的在加快内燃机润滑的效果上的差异的增大。优选地，在内燃机旋转控制中输出轴的转速改变为使得环境温度越低，则输出轴的转速越高。
通过本发明的第六方面，在内燃机旋转控制中使输出轴旋转的执行时间根据内燃机的冷却液温度而改变。这能抑制由于冷却液温度的差异而导致的在加快内燃机润滑的效果上的差异的增大。优选地，在内燃机旋转控制中使输出轴旋转的执行时间改变为使得内燃机的冷却液温度越低，则执行时间越长。
通过本发明的第七方面，在内燃机旋转控制中使输出轴旋转的执行时间根据环境温度而改变。这能抑制由于环境温度的差异而导致的在加快内燃机润滑的效果上的差异的增大。优选地，在内燃机旋转控制中使输出轴旋转的执行时间改变为使得环境温度越低，则执行时间越长。
通过本发明的第八方面，动力传递装置包括电控差动部分和变速部分，所述电控差动部分包括差动机构和可传递动力地连接到该差动机构的差动作用电动机，并且工作以在控制差动作用电动机的工作状态时控制差动机构的差动状态，所述变速部分形成动力传递路径的一部分。这样，电控差动部分和变速部分能够整体上形成无级变速器。此外，电控差动部分不仅能工作以连续改变变速比即速比，而且能逐级地改变变速比。
优选地，所述混合动力车辆驱动装置包括可工作以限制所述差动机构的差动作用的差动作用限制装置，所述差动作用限制装置在限制所述差动机构的差动作用时使所述内燃机的输出轴旋转。通过这种操作，所述内燃机的输出轴能旋转而不驱动所述差动作用电动机来控制所述差动机构的差动状态。
通过本发明的第九方面，所述变速部分包括有级变速器，使得所述变速部分能够提供在宽范围内可变的变速比。
通过本发明的第十方面，所述电控差动部分包括多于两个的电动机以及行星齿轮组。通过这种结构，控制电动机的工作状态使得所述电控差动部分能够连续地增大或减小输出转速。
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的视图示出设有用于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，基于该变速图来判定是否在自动变速部分中进行变速。图7的视图还表示基于其来判定变速机构的变速状态的是否切换的预先存储的切换图的一个示例；以及预先存储的驱动力源切换图的一个示例，该驱动力源切换图具有位于发动机驱动区域和电机驱动区域之间的边界线，并被用于切换发动机驱动模式和电机驱动行驶模式；图7的视图还同时示出这些示例之间的关系。
图8的概念图示出涉及无级控制区域和有级控制区域之间边界线的预先存储的关系，其适用于映射图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的流程图示出由图4所示电子控制装置执行的主要控制工作的基本序列，即用于将电机驱动行驶模式下引起的由于行驶振动而对发动机耐久性产生的不利影响减到最小所执行的主要控制工作的基本序列。
图10是示出图9的流程图所示的控制工作的时序图，其中当与电机驱动行驶模式相关的连续行驶距离超过给定的连续行驶距离判定值时执行内燃机旋转控制。
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>
本发明的控制装置所应用的混合动力车辆驱动系统包括用作动力传递装置的变速机构10，以及发动机8。图1是示出形成混合动力车辆驱动系统一部分的变速机构10的示意图。在图1中，变速机构10包括：作为输入旋转部件配置在变速器壳体12(下文中称为“壳体12”)中的输入轴14，所述壳体12与输入轴14具有公共轴线且作为非旋转部件安装在车体上；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的差动部分11；自动变速部分20，其经由动力传递部件(传递轴)18串联连接至差动机构11和驱动轮38(见图6)之间的动力传递路径；以及连接至自动变速部分20的输出旋转部件22，所有这些部件都串联连接。
变速机构10优选可应用于FR型(发动机前置后轮驱动型)车辆，并且配置在发动机8和一对驱动轮38(图6)之间，该发动机8由行驶驱动力源例如像汽油发动机或柴油发动机之类的内燃机构成，并且直接连接至输入轴14或通过脉冲吸收阻尼器间接连接至输入轴14。这允许从发动机8输送的驱动力顺序通过差动齿轮装置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。
对于本实施例的变速机构10，发动机8和差动部分11彼此直接连接。更具体地，用作发动机8的输出轴的发动机输出轴94和变速机构10的输入轴14彼此直接连接。本文所用的术语“直接连接”是指其间没有布置诸如变矩器、流体联接器等的任何流体式传递装置而建立的连接，该连接包括使用例如减振装置建立的连接。变速机构10具有相对于变速机构10的轴线对称布置的上半部和下半部，因此在图1的示意图中省略了下半部。
就用于改变差动状态的第一电动机而言可认为是电控差动部分的差动部分11设置有动力分配机构16，动力分配机构16包括两个电动机和对应于所要求的(权利要求书中的)行星齿轮单元的差动部分行星齿轮单元24。具体地，差动部分11包括对应于所要求的差动作用起动电动机M1、动力分配机构16和第二电动机M2。动力分配机构16包括机械式机构，发动机8的输入到输入轴14的输出通过该机械式机构被机械地分配，该机械式机构用作将发动机8的输出分配至第一电动机M1和动力传递部件18的差动机构。第二电动机M2是经动力传递路径连接到驱动轮38以与动力传递部件18成一体地旋转的电动机。
此外，第一电动机M1和第二电动机M2是均具有执行作为发电机的操作的功能的所谓电动/发电机。第一电动机M1至少具有产生反作用力的发电机的功能，而第二电动机M2至少具有用作电动机以用作产生驱动力的驱动力源的功能。
对应于所要求的差动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动部分行星齿轮单元24、切换离合器C0以及切换制动器B0。差动部分行星齿轮单元24包括旋转元件，例如：差动部分太阳齿轮S0；差动部分行星齿轮P0；支承差动部分行星齿轮P0以使它们可绕自身轴线旋转并且绕差动部分太阳齿轮S0运动的差动部分行星架CA0；以及经差动部分行星齿轮P0与差动部分太阳齿轮S0保持啮合的差动部分齿圈R0。假定差动部分太阳齿轮S0和差动部分齿圈R0的齿数分别为ZS0和ZR0，则传动比ρ0由ZS0/ZR0表示。
在这种动力分配机构16中，差动部分行星架CA0连接至输入轴14，即连接至发动机8；差动部分太阳齿轮S0连接至第一电动机M1；而差动部分齿圈R0连接至动力传递部件18。切换制动器B0配置在差动部分太阳齿轮S0和壳体12之间，而切换离合器C0配置在差动部分太阳齿轮S0和差动部分行星架CA0之间。
在切换离合器C0和切换制动器B0都分离时，动力分配机构16工作以使得一起构成差动部分行星齿轮单元24的三个元件的差动部分太阳齿轮S0、差动部分行星架CA0和差动部分齿圈R0相对于彼此旋转。这使得动力分配机构16工作以执行差动作用，即处于实现差动作用的差动状态。此时，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。
发动机8的被分配的输出中的一部分使第一电动机M1产生电能，该电能储存在电池中，同时可驱动地使第二电动机M2旋转。这使得差动部分11(动力分配机构16)工作以用作电控差动装置。这样，差动部分11被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的转速连续变化而与在给定转速下工作的发动机8无关。
也就是说，当动力分配机构16置于差动状态时，差动部分11也置于差动状态下。此时，控制第一电动机M1的工作状态允许动力分配机构16被控制。在这种控制下，差动部分11被置于无级变速状态下而用作电控无级变速器。这使得变速比γ0(输入轴14的转速/动力传递部件18的转速)的值在从最小值γ0min到最大值γ0max的范围中连续变化。
在这样的状态下，如果切换离合器C0或切换制动器B0接合，则动力分配机构16被置于差动作用被禁止即不实现差动作用的非差动状态。具体地，当接合切换离合器C0而使差动部分太阳齿轮S0和差动部分行星架CA0成一体地彼此联接时，差动部分行星齿轮单元24的包括差动部分太阳齿轮S0、差动部分行星架CA0和差动部分齿圈R0在内的三个元件一起旋转，即处于成一体旋转状态。这使得动力分配机构16被置于其中不实现差动作用的非差动状态下的锁止(锁定)状态。于是，差动部分11进入非差动状态。此外，这导致发动机8的转速与动力传递部件18的转速相匹配的状态。这样，差动部分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的变速比γ0的变速器的有级变速状态。
然后，如果代替切换离合器C0的接合而接合切换制动器B0，则差动部分太阳齿轮S0与壳体12联接。在这种情况下，动力分配机构16被置于锁止状态，其中差动部分太阳齿轮S0在不实现差动作用的非差动状态下进入非旋转状态。这也使得差动部分11被置于非差动状态。此外，差动部分齿圈R0以比差动部分行星架CA0高的转速旋转，因此动力分配机构16用作增速机构。于是，差动部分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，其中增速变速器的变速比γ0固定为小于“1”即例如约为0.7的值。
在本实施例中，切换离合器C0和切换制动器B0将差动部分11(动力分配机构16)的变速状态选择性地置于差动状态即非锁止状态和非差动状态即锁止状态。也就是说，变速状态在一个阶段被切换至差动状态，其中差动部分11(动力分配机构16)在无级变速状态下作为电控差动装置工作。在这样的变速状态下，差动部分11作为例如变速比连续变化的无级变速器工作。
在另一阶段，变速状态被切换至不执行电控无级变速操作的另一变速状态，即差动部分11不作为无级变速器工作的锁止状态。这禁止无级变速器的操作以使变速比锁定在固定值。也就是说，差动部分11被置于固定变速状态(非差动状态)。
这样，不执行电控无级变速操作而使差动部分11无法作为具有一种或多于两种变速比的单级或多级变速器工作。换句话说，差动部分11被置于固定变速状态而作为变速比固定的单级变速器或多级变速器工作。于是，切换离合器C0和切换制动器B0用作选择性地切换上述变速状态的差动状态切换装置。
对应于所要求的变速部分的自动变速部分20是有级变速器，其工作以逐级地改变变速比(＝动力传递部件18的转速N18/输出旋转部件22的转速NOUT的比)。自动变速部分20用作作为自动变速器起作用的变速部分，所述自动变速器具有自动进行变速的能力。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。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使它们可绕自身轴线旋转并且可绕第一太阳齿轮S1运动；以及经第一行星齿轮P1与第一太阳齿轮S1保持啮合的第一齿圈R1。这样，第一行星齿轮单元26具有例如约“0.562”的传动比ρ1。
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使它们可绕自身轴线旋转并且可绕第二太阳齿轮S2运动；以及经第二行星齿轮P2与第二太阳齿轮S2保持啮合的第二齿圈R2，第二行星齿轮单元28具有例如约“0.425”的给定传动比ρ2。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CA4，其支承第三行星齿轮P3使它们可绕自身轴线旋转并且可绕第三太阳齿轮S3运动；以及经第三行星齿轮P3与第三太阳齿轮S3保持啮合的第三齿圈R3，第三行星齿轮单元30具有例如约“0.421”的给定传动比ρ3。
假定第一太阳齿轮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，则传动比ρ1、ρ2和ρ3分别表示为ZS1/ZR1、ZS2/ZR2和ZS3/ZR3。
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，并且可通过第二离合器C2选择性地连接至动力传递部件18，同时可通过第一制动器B1选择性地连接到壳体12。第一行星架CA1可通过第二制动器B2选择性地连接到壳体12，并且第三齿圈R3可通过第三制动器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成一体地彼此连接并还连接到输出旋转部件22。第二齿圈R2和第三太阳齿轮S3成一体地彼此连接并可通过第一离合器C1选择性地连接到动力传递部件18。这样，自动变速部分20和动力传递部件18可通过用于供自动变速部分20建立档位的第一离合器C1或第二离合器C2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。也就是说，这种接合装置将差动部分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。也就是说，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变速式自动变速器中使用的液压操作的摩擦接合装置。摩擦接合装置的一个示例包括：湿式多片接合装置，其具有多个由液压致动器彼此压紧的叠置摩擦片。另一个示例包括由转鼓构成的带制动式接合装置，在转鼓的外周表面上缠绕有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可选择性地彼此连接。
在形成为这种结构的变速机构10中，如图2所示的接合工作表所示，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。这允许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)中的任一个或者倒车档位(向后驱动变速位置)和空档位置之一。这样，变速机构10可具有对于各个档位几乎成相等比例变化的变速比γ(＝输入轴转速NIN/输出轴转速NOUT)。
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。这使得可将差动部分11构造成不仅建立允许作为无级变速器工作的无级变速状态，还建立允许差动部分11用作变速比保持在固定水平的变速器的固定变速状态。
因此，对于变速机构10，切换离合器C0和切换制动器B0中的任一个在工作时接合使得被置于固定变速状态差动部分11和自动变速部分20建立有级变速状态以作为有级变速器工作。反之，切换离合器C0和切换制动器B0两者都在工作中分离使得被置于无级变速状态的差动部分11和自动变速部分20建立无级变速状态以作为电控无级变速工作。
换言之，切换离合器C0和切换制动器B0中的任一个在工作时接合使得差动部分11可被切换到有级变速状态。反之，切换离合器C0和切换制动器B0两者在工作时都分离使得差动部分11可被切换到无级变速状态。此外，可认为差动部分11是工作以切换到有级变速状态和无级变速状态之一的变速器。
例如，如图2所示，在变速机构10用作有级变速器的情况下，接合切换离合器C0、第一离合器C1和第三制动器B3。这导致具有最大值例如约为“3.357”的变速比γ1的一档被建立。接合切换离合器C0、第一离合器C1和第二制动器B2导致具有小于一档变速比的、例如约“2.180”的变速比γ2的二档被建立。接合切换离合器C0、第一离合器C1和第一制动器B1导致具有小于二档变速比的、例如约“1.424”的变速比γ3的三档被建立。
接合切换离合器C0、第一离合器C1和第二离合器C2导致具有小于三档变速比的、例如约“1.000”的变速比γ4的四档被建立。接合第一离合器C1、第二离合器C2和切换制动器可建立具有小于四档变速比的、例如约“0.705”的变速比γ5的五档。此外，接合第二离合器C2和第三制动器B3可建立具有介于一档变速比和二档变速比之间的值的、例如约“3.209”的变速比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。
但是，为使变速机构10用作无级变速器，如图2所示的接合工作表所示，切换离合器C0和切换制动器B0均被分离。通过这种分离，使差动部分11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无限变化，从而以连续可变的变速比建立各个不同档位。所以，变速比可以在相邻档位之间无限地和连续地变化，使得变速机构10整体上可以获得连续可变的总变速比(整体变速比)γT。
图3为共线图，其中为在变速机构10中建立各个不同档位而联接成不同状态的各个旋转元件的转速之间的关系用直线示出。该变速机构10包括工作以用作无级变速部分或第一变速部分的差动部分11和工作以用作有级变速部分或第二变速部分的自动变速部分20。图3的共线图绘制在二维坐标系统上，其横轴表示由行星齿轮单元24、26、28和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。在三条水平线中，下侧的水平线X1表示位于“0”的转速，而上侧的水平线X2表示位于“1.0”的转速，即与输入轴14相连的发动机8的转速NE。水平线XG表示动力传递部件18的转速。
从左开始依次算起，与形成差动部分11的动力分配机构16的三个元件对应的三条竖直线Y1至Y3分别表示与第二旋转元件(第二元件)RE2对应的差动部分太阳齿轮S0、与第一旋转元件(第一元件)RE1对应的差动部分行星架CA0和与第三旋转元件(第三元件)RE3对应的差动部分齿圈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动部分行星齿轮单元24的传动比ρ0确定。
从左开始依次算起，用于自动变速部分20的五条竖直线Y4、Y5、Y6、Y7和Y8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。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和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被指派为对应于“1”的距离，则行星架和齿圈之间的间距被设定为对应于行星齿轮单元的传动比ρ的距离。也就是说，对于差动部分11，竖直线Y1和Y2之间的间距被设定为对应于“1”的距离，而竖直线Y2和Y3之间的间距被设定为对应于“ρ0”的距离。另外，对于自动变速部分20的第一至第三行星齿轮单元26、28和30中的各个，太阳齿轮和行星架之间的间距被设定为对应于“1”的距离，而行星架和齿圈之间的间距被设定为对应于“ρ”的距离。
使用图3所示的共线图表示这些距离，本实施例的变速机构10采用包括动力分配机构16(差动部分11)的结构形式。对于动力分配机构16，差动部分行星齿轮单元24具有第一旋转元件RE1(差动部分行星架CA0)，其连接到输入轴14即连接到发动机8，同时可通过切换离合器C0选择性地连接到第二旋转元件RE2(差动部分太阳齿轮S0)。第二旋转元件RE2连接到第一电动机M1，同时可通过切换制动器B0选择性地连接到壳体12，并且第三旋转元件RE3(差动部分齿圈R0)连接到动力传递部件18和第二电动机M2。通过这种结构，经过线Y2和X2之间交点的倾斜直线L0表示差动部分太阳齿轮S0和差动部分齿圈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在工作中分离时，变速机构10被切换到无级变速状态(差动状态)。在这种状态下，控制第一电动机M1的转速使得由直线L0和竖直线Y1之间交点表示的差动部分太阳齿轮S0的转速升高或降低。在这种情况下，如果受车速V限制的差动部分齿圈R0的转速保持在几乎固定的水平，则由直线L0和竖直线Y2之间交点表示的差动部分行星架CA0的转速升高或降低。
在切换离合器C0接合而使差动部分太阳齿轮S0和差动部分行星架CA0彼此连接时，动力分配机构16进入非差动状态，其中使三个旋转元件成一体地旋转。于是，直线L0与水平线X2一致，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，接合切换制动器B0导致差动部分太阳齿轮S0停止旋转。在这种情况下，差动部分11被置于非差动状态，其中动力分配机构16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之间交点表示的差动部分齿圈R0的旋转(即动力传递部件18的旋转)在高于发动机转速NE的增大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可通过第二离合器C2选择性地连接至动力传递部件18，并且可通过第一制动器B1选择性地连接到壳体12。第五旋转元件RE5可通过第二制动器B2选择性地连接到壳体12，而第六旋转元件RE6可通过第三制动器B3选择性地连接到壳体12。第七旋转元件RE7连接到输出旋转部件22，而第八旋转元件RE8可通过第一离合器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，第一离合器C1和第三制动器B3在工作时接合。在这种情况下，倾斜直线LF1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。这样，一档下输出旋转部件22的转速由倾斜直线LF1和表示连接到输出旋转部件22的第七旋转元件RE7转速的竖直线Y7之间的交点表示。
类似地，在第一离合器C1和第二制动器B2接合时确定倾斜直线LF2。这样，二档下输出旋转部件22的转速由倾斜直线LF2和表示连接到输出旋转部件22的第七旋转元件RE7转速的竖直线Y7之间的交点表示。在第一离合器C1和第一制动器B1接合时确定倾斜直线LF3。这样，三档下输出旋转部件22的转速由倾斜直线LF3和表示连接到输出旋转部件22的第七旋转元件RE7转速的竖直线Y7之间的交点表示。在第一离合器C1和第二离合器C2接合时确定倾斜直线LF4。这样，四档下输出旋转部件22的转速由倾斜直线LF4和表示连接到输出旋转部件22的第七旋转元件RE7转速的竖直线Y7之间的交点表示。
由于切换离合器C0对于一档至四档保持接合，因而差动部分11即动力分配机构16允许驱动力施加到与发动机转速NE具有相同转速的第八旋转元件RE8。
但是，如果切换制动器B0代替切换离合器C0被接合，则驱动力从差动部分11施加到转速比发动机转速NE高的第八旋转元件RE8。在这种情况下，在第一离合器C1、第二离合器C2和切换制动器B0接合时确定水平直线LF5。这样，五档下输出旋转部件22的转速由水平直线LF5和表示连接到输出旋转部件22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发送的各种输出信号，该电子控制装置40用作控制形成关于本发明的车辆用混合动力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而进行工作时，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；指示电机驱动(EV行驶)模式的信号；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；表示用转速传感器44(见图1)如转速计检测的第二电动机M2的转速NM2(下文称作“第二电动机转速NM2”)同时表示相关的旋转方向的信号；表示代表发动机8的转速的发动机转速NE的信号；表示传动比的设定值的信号；指示“M”模式(手动变速驱动模式)的信号；表示空调工作的空调信号；表示与用车速传感器46(见图1)检测到的输出旋转部件22的转速NOUT相对应的车速V及车辆行驶方向的信号。
这些输入信号还包括：表示自动变速部分20的工作油温度的工作油温度信号；表示驻车制动器工作的信号；表示脚踏制动器被下压操作的信号；表示催化剂温度的催化剂温度信号；表示与驾驶员所需的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。此外，转速传感器44和车速传感器46包括这样的传感器，所述传感器分别工作以不仅检测转速还检测旋转方向，并且当自动变速部分20在车辆行驶期间保持在空档位置时，车速传感器检测车辆的行驶方向。
电子控制装置40输出要传送到发动机输出控制装置43(参见图6)的各种信号如控制信号，以控制发动机输出。这些控制信号包括：施加到节气门致动器97以控制包括在发动机8的进气歧管95中的电子节气门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；用于指示第一电动机M1和第二电动机M2工作的指令信号；以及用于激活变速指示器的变速位置(所选操作位置)显示信号。
这些控制信号还包括：用于提供所选传动比显示的传动比显示信号；用于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操作期间打滑的ABS致动器的ABS致动信号；用于显示M模式被选定的M模式显示信号；用于致动液压操作控制回路42(见图6)中所包含的电磁阀以控制差动部分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的阀指令信号；用于致动用作液压操作控制回路42的液压源的液压泵的驱动指令信号；用于驱动电加热器的信号；和施加到巡航控制计算机的信号等。
图5的视图示出用作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种变速位置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所述多种变速位置中的一个。
变速杆49选择性地被手动变换，以被设定到以下位置之一：驻车位置“P”(驻车)；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)；向前驱动自动变速位置“D”(驱动)；或向前驱动手动变速行驶位置“M”(手动)。在驻车位置“P”，变速机构10即自动变速部分20被置于空档状态或空档条件下，其中动力传递路径被中断，并且自动变速部分20的输出旋转部件22被锁止。在空档位置“N”，变速机构10的动力传递路径在空档状态下被中断。
在向前驱动自动变速位置“D”，在可利用变速机构10变速的总变速比γT的变化范围内执行自动变速控制。在向前驱动手动变速行驶位置“M”，建立手动变速行驶模式(手动模式)以设定所谓的变速范围，其规定了在执行自动变速控制期间高速范围中的档位。
例如，与变速杆49被手动操作以选择各个变速位置PSH相关联，电气地切换液压控制回路42。这建立图2所示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”。
在从变速位置“P”到“M”位置的各个变速位置PSH之中，“P”和“N”位置表示在不使车辆行驶时所选择的非行驶位置。这些位置表示用于将动力传递路径选择性地切换到由第一离合器C1和第二离合器C2导致的动力中断状态，以禁止车辆的驱动的非驱动位置。在这种状态下，自动变速部分20的动力传递路径被置于中断状态，其中例如如图2的接合工作表所示，第一离合器C1和第二离合器C2都分离。
“R”、“D”和“M”位置表示为使车辆行驶而选择的行驶位置。这些变速位置还表示当利用第一离合器C1和第二离合器C2将动力传递路径选择性地切换到动力传递状态而使车辆能够驱动时所选择的驱动位置。在这种状态下，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中的至少一个被接合。
更具体地，在变速杆49从“P”位置或“N”位置被手动操作到“R”位置时，第二离合器C2接合。这样，自动变速部分20的动力传递路径从动力中断状态切换到动力传递状态。在变速杆49从“N”位置被手动操作到“D”位置时，至少第一离合器C1接合。因此，自动变速部分20的动力传递路径从动力中断状态切换到动力传递状态。
在变速杆49从“R”位置被手动操作到“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的动力传递路径可从动力传递状态切换到动力中断状态。在变速杆49从“D”位置被手动操作到“N”位置时，第一离合器C1和第二离合器C2分离，从而使得自动变速部分20的动力传递路径可从动力传递状态切换到动力中断状态。
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进行变速的变速控制装置。例如，有级变速控制装置54判断是否使自动变速部分20进行变速。该判断是参考预先存储在存储装置56中如图7所示用实线和单点划线绘出的关系(包括变速图和变速映射)、基于由车速V和自动变速部分20所需的需求输出转矩TOUT所表示的车辆状况而作出的。也就是说，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向液压控制回路42输出指令(变速输出指令)以接合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。这样，按照例如图2所示的接合工作表建立了期望的变速位置。
在变速机构10的无级变速状态即差动部分11的差动状态下，混合动力控制装置52使发动机8在高效率工作区域中工作。同时，混合动力控制装置52使发动机8和第二电动机M2以最佳的分配比例输送驱动力，并使第一电动机M1以变化的比率产生电力从而以最佳值产生反作用力。这允许差动部分11作为电控无级变速器工作以控制变速比γ0。
例如，在车辆以当前车速行驶期间，混合动力控制装置52参考表示驾驶员所期望的输出需求值的加速踏板位移值Acc和车速V来计算车辆的目标(需求)输出值。然后，混合动力控制装置52基于车辆所需的该目标输出值和充电需求值来计算需求总目标输出。为了获得该总目标输出，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从第二电动机M2获得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以提供用于获得目标发动机输出的发动机转速NE和发动机转矩TE，同时控制要由第一电动机M1产生的电力的比率。
混合动力控制装置52在考虑自动变速部分20所选档位的情况下执行这种控制，以获得期望的动力性能和改进的燃料消耗。在这种混合动力控制期间，使差动部分11作为电控无级变速器工作。这使得为发动机8工作在高效范围内而确定的发动机转速NE和车速V可与基于自动变速部分20所选档位而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在其中预先存储有发动机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)。这是在实验的基础上预先确定的，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驱动性和燃料经济性性能之间的折衷。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的总变速比γT的目标值，以获得产生满足例如目标输出(总目标输出和需求驱动力)所需的发动机输出的发动机转矩TE和发动机转速NE。为实现这样的目标值，差动部分11的变速比γ0被控制，从而将无级变速范围内的总变速比γT控制在例如从13到0.5的值。
当这发生时，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。在这种情况下，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。发动机驱动力的其余部分被输送到第一电动机M1以被消耗而转换成电力。该电能经逆变器58供应到第二电动机M2，第二电动机M2进而被驱动以提供要输送到动力传递部件18的驱动力。从产生电能到用第二电动机M2消耗电能所涉及的设备建立一电气路径，其中从发动机8输送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52在功能上包括发动机输出控制器件，用于执行发动机8的输出控制以提供需求发动机输出。发动机输出控制器件致动电子节气门96以可控地打开或关闭节气门致动器97而进行节气门控制，同时单独地或组合地向发动机输出控制装置43输出指令。发动机输出控制装置43使燃料喷射装置98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。这允许执行发动机8的输出控制以提供期望的发动机输出。
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，以将驱动力源选择性地切换为发动机8和电动机(即例如第二电动机M2)之一来使车辆起动/行驶(以下称为“行驶”)。换言之，这允许在所谓的发动机驱动模式和所谓的电机驱动行驶模式之间进行切换，在发动机驱动模式中发动机8用作使车辆起动/行驶(以下称为“行驶”)的行驶驱动力源，在电机驱动行驶模式中第二电动机M2用作使车辆行驶的驱动力源。
具有用于切换发动机驱动模式和电机驱动行驶模式的图7所示的边界线(实线A)的预先存储的关系表示在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所示的驱动力源切换图基于由车速V和需求转矩输出TOUT表示的车辆状况在确定要选择电动机驱动区域和发动机驱动区域中的哪一个区域后执行电机驱动行驶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下(此时一般认为发动机效率低于高转矩区域的效率)或者在车速V的较低速度范围内(即在低负载区域下)执行电机驱动行驶模式。
在这样的电机驱动行驶模式期间，混合动力控制装置52执行操作以抑制发动机8在其停止期间的拖滞，同时改进燃料消耗。为此，混合动力控制装置52使差动部分11工作以执行电控CVT功能(差动作用)。这使得第一电动机转速NM1被控制为负转速(即处于怠速状态)，从而差动部分11执行差动作用以将发动机转速NE保持为零或接近于零的水平。
从在发动机驱动模式和电机驱动行驶模式之间进行切换的观点看，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工作以将发动机8的工作状态切换至工作状态和停止状态之一。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判定是否切换电机驱动行驶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。
例如，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“a”→“b”的变化所示的那样从电动机驱动区域变到发动机驱动区域。当这发生时，混合动力控制装置52将电机驱动行驶模式切换到发动机驱动模式。为此，发动机起动/停止控制装置66打开第一电动机M1以升高第一电动机转速NM1，使第一电动机M1工作而用作起动机。这使得点火装置99可在给定的发动机转速NE′下，即例如在使得发动机8能够自主旋转而起动的发动机转速NE下开始点火，从而增大发动机转速NE。
在这种操作期间，发动机起动/停止控制装置66可使第一电动机转速NM1立即升高以将发动机转速NE快速增大到给定发动机转速NE′。这可立即避免在公知的怠速转速NEIDLE之下的发动机转速区域内的谐振区域，由此防止发动机8在其起动时振动。
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“b”→“a”的另一变化所示的那样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。也就是说，开始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机驱动行驶模式。在这种操作期间，发动机起动/停止控制装置66可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。这立即避免了发动机8进入谐振区域，由此防止发动机8在其起动时振动。或者，发动机起动/停止控制装置66可在进行降低第一电动机转速NM1的工作时工作以停止发动机8，以在为了在给定发动机转速NE′下实现燃料切断操作而开始燃料切断操作之前的阶段降低发动机转速NE。
即使是在发动机驱动区域，混合动力控制装置52也可进行工作以使得能够经由上述电气路径向第二电动机M2供应来自第一电动机M1的电能和/或电池60的电能。这导致第二电动机M2被驱动，从而执行转矩辅助操作以辅助发动机8的驱动力。于是，术语“发动机驱动模式”也可覆盖发动机驱动模式和电机驱动行驶模式的组合。
另外，混合动力控制装置52可使差动部分11执行电控CVT功能，用于将发动机8保持在工作状态下而与车辆处于停止状态或低速状态无关。例如，在车辆停止期间，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。在这种情况下，发动机8向第一电动机M1输出驱动力以在增大第一电动机M1转速的同时产生电力。于是，即使基于车速V唯一确定的第二电动机转速NM2由于车辆的停止状态而为零(接近于零)，动力分配机构16也执行差动作用，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进行工作来使差动部分11执行电控CVT功能，以控制第一电动机转速NM1和/或第二电动机转速NM2来将发动机转速NE保持在任意转速，而与车辆保持在停止或行驶状态下无关。从图3所示的共线图将理解到，例如，当升高发动机转速NE时，混合动力控制装置52使得受车速V限制的第二电动机转速NM2可保持在几乎固定的水平，同时进行工作以升高第一电动机转速NM1。
在将变速机构10置于有级变速状态时，为了判定切换离合器C0和切换制动器B0中哪一个将被接合，增速档位判定装置62基于例如车辆状况、根据图7所示且预先存储在存储装置56中的变速图进行工作。这可判定在变速机构10中要切换到的档位是否为增速侧的档位，即例如五档。
切换控制装置50基于车辆状况切换差动状态切换装置(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动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50参考预先存储在存储装置56中且在图7中用虚线和双点划线示出的关系(变速图和变速映射)、基于由车速V和需求输出转矩TOUT表示的车辆状况来进行工作。
这样，对是否应切换变速机构10(差动部分11)的变速状态进行判定。也就是说，对变速机构10是处于要被置于无级变速状态的无级变速控制区域还是处于要被置于有级变速状态的有级变速控制区域进行判定。这样，基于在变速机构10中待切换的不同变速状态，进行工作以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。
更具体地，如果判定为变速机构10处于有级变速控制区域，则切换控制装置50向混合动力控制装置52输出信号。在这种情况下，禁止或中断混合动力控制或无级变速控制，同时使有级变速控制装置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，如图2所示且预先存储在存储装置56中的接合工作表表示在这样的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。也就是说，变速机构10(即差动部分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判定为选择第五档位，则切换控制装置50进行工作以使变速机构10整体上获得增速档位，即具有低于1.0的变速比的所谓超速档位。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同时接合切换制动器B0，从而使差动部分11工作以用作具有固定变速比γ0(即例如等于0.7的变速比γ0)的辅助变速器。
此外，如果增速档位判定装置62判定为不应选择第五档位，则切换控制装置50进行工作以使变速机构10整体上获得具有为1.0或更大变速比的减速档位。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同时分离切换制动器B0，从而使差动部分11工作以用作具有固定变速比γ0(即例如等于1的变速比γ0)的辅助变速器。
这样，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两种档位被选择性地切换到任一个档位。在使差动部分11工作以用作辅助动力变速器同时使与差动部分11串联连接的自动变速部分20工作以用作有级变速器的情况下，变速机构10整体上工作以用作所谓的有级自动变速器。
相反，如果切换控制装置50判定为变速机构10保持在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，以便将差动部分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。此外，切换控制装置50输出信号到有级变速控制装置54，使得变速机构10被固定到为无级变速状态预设的档位。或者，另一信号被输出到有级变速控制装置54以允许自动变速部分20根据例如预先存储在存储装置56中的如图7所示的变速图进行自动变速。在此情况下，有级变速控制装置54允许在执行图2所示的接合工作表中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。
这样，切换控制装置50将差动部分11切换到无级变速状态而用作无级变速器，同时使与差动部分11串联连接的自动变速部分20工作而用作有级变速器。这使得能以最佳的动力比例获得驱动力。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、三档和四档中的各个档位无限变化。这能够在无级变化变速比范围中获得相应的档位。因此，变速比在相邻档位上可连续变化，并且变速机构10整体上可获得无级变化模式下的总变速比γT。
现在将更详细地说明图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)，基于该关系执行操作以确定自动变速部分20的变速。图7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，虚线表示供切换控制装置50判定有级控制区域和无级控制区域的判定车速Vx和判定输出转矩Tx。也就是说，虚线表示高车速判定线和高输出驱动判定线。高车速判定线包括表示为了判定混合动力车辆是否处于高速行驶状态而预设的高速驱动判定值的一系列判定车速V1。高输出驱动判定线包括表示为了判定与混合动力车辆的驱动力相关的驱动力相关值(即自动变速部分20在高输出下提供输出转矩TOUT的高输出驱动)而预设的高输出驱动判定值的一系列判定输出转矩Tx。如图7的双点划线所示，与虚线相比，提供了用于判定有级控制区域和无级控制区域的滞后。
也就是说，图7表示为了在区域上判定变速机构10将被置于有级变速控制区域还是无级变速控制区域而预先存储的切换图(切换映射和关系)。该判定是基于包括车速V和输出转矩TOUT(包括判定车速Vx和判定输出转矩Tx)的参数作出的。此外，存储装置56可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Vx和判定输出转矩Tx中至少一个的类型，或者可以包括取车速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不以映射的形式存储，而以在当前车速V与判定车速Vx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Tx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Vx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Tx时，切换控制装置50将变速机构10置于有级变速状态。
在车辆在无级变速控制区域内行驶时遭遇功能缺陷(defectivefunction)的情况下，为了确保车辆的行驶，切换控制装置50可优先将变速机构10置于有级变速状态。功能缺陷在用于使差动部分11作为电控无级变速器工作的诸如电动机等之类的电气线路控制设备中出现故障或功能降低时产生。例如，功能缺陷在与第一电动机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所涉及的电气路径相关联的设备中出现。也就是说，功能缺陷包括在第一电动机M1、第二电动机M2、逆变器58、电池60和将这些组成部件互连的信号传递线路中出现的故障，和由损坏或低温引起的功能降低。
本文所用的上述术语“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。这样的参数可不仅包括出现在驱动轮38处的驱动转矩或驱动力，也可包括其它因素。
例如，这些因素可包括：自动变速部分20的输出转矩TOUT；发动机转矩TE；车辆加速度值；基于例如加速器开度或节气门开度θTH(进气量、空燃比或燃料喷射量)和发动机转速NE计算出的发动机转矩TE的实际值；基于由驾驶员下压的加速踏板位移行程或节气门开度等计算出的需求(目标)发动机输出转矩TE；自动变速部分20所需的需求(目标)输出转矩TOUT；和需求驱动力的估计值等。此外，驱动转矩可以参考输出转矩TOUT等考虑差动比和各驱动轮38的半径计算出，或者可以使用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。
如果在车辆以高速行驶期间变速机构10被置于无级变速状态下，则车辆的燃料消耗会变差。为解决该缺陷，将判定车速Vx确定为在车辆以这样的高速行驶时使变速机构10在有级变速状态下工作。另外，通过防止第一电动机M1的反作用转矩在车辆以高输出行驶期间覆盖发动机的高输出区域，可使第一电动机M1小型化。为此，将判定转矩Tx确定为例如与构造和安装在车辆上而以减小的最大额定功率产生电能的第一电动机M1的特性相符的值。
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来进行工作。这样，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，基于该图绘出如图7中所示的虚线。换言之，图7中的虚线也是基于图8所示的关系图(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Tx的高转矩区域中，或者其中车速V大于预定的判定车速Vx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下，或车速保持在较高车速时，实施有级变速驱动模式。另外，在发动机8在较低转矩下运行或车速保持在较低车速的低驱动转矩下，即在发动机8在常用的输出下工作的阶段内，实施无级变速驱动模式。
类似地，如图8所示的关系所示，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TEH的高转矩区域，和其中发动机转速NE超过预定的给定值NEH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的常用的输出下，实施无级变速驱动模式。图9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由一系列高车速判定值构成的高车速判定线和由一系列高输出驱动判定值构成的高输出驱动判定值。
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，变速机构10被置于无级变速状态以确保车辆具有改进的燃料经济性能。相反，在实际车速V超出判定车速Vx的车辆高速行驶期间，变速机构10被置于有级变速状态以用作有级变速器。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Tx的高输出驱动模式下行驶期间，变速机构10被置于有级变速状态以用作有级变速器。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，使变速机构10工作以用作电控无级变速器的区域位于车辆的低/中速行驶区域和低/中输出行驶区域中。这使得能够减小由第一电动机M1产生的电能的最大单位功率，即减小从第一电动机M1输送的电能，由此使第一电动机M1自身或包括这种组成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，驾驶员较多地关注对驱动力的需求而较少关注对燃料消耗的需求。因而，变速机构10被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，本实施例的差动部分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。于是，基于车辆状况进行工作以判定差动部分11中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。此外，对于本实施例，混合动力控制装置52基于车辆状况进行工作以进行电机驱动行驶模式和发动机驱动模式之间的切换。为了切换电机驱动行驶模式和发动机驱动模式，发动机起动/停止控制装置66工作以起动或停止发动机8。
当车辆在电机驱动行驶模式下行驶期间，发动机8基本上保持为停止状态。更具体地，发动机8的组成部件以相同的姿态保持停止不动而始终保持相互接触，其中在长时间内没有润滑油流过发动机8。在电机驱动行驶模式下，保持在上述停止状态下的发动机8经受由车辆行驶所引起的行驶振动而对发动机8的耐久性产生不利影响。为解决该问题，执行适当的控制以将由在电机驱动行驶模式下出现的行驶振动所引起的对发动机8耐久性的不利影响减到最小。下面，将详细说明这种控制工作。
回到图6，行驶状态判定装置80判定第二电动机M2是否执行电机驱动行驶模式而使车辆在发动机8的停止状态下行驶，即判定是否使车辆在上述电机驱动行驶模式下行驶。例如，在车辆行驶期间，如图7所示，即使车辆保持在偏离电机驱动行驶区域的状态下而处于发动机驱动行驶区域，车辆乘员也可打开EV开关92以命令执行电机驱动(EV行驶)行驶模式。也就是说，如果EV开关92被操作，则输出命令电机驱动(EV行驶)模式起动的信号。在此情况下，行驶状态判定装置80判定为车辆处于电机驱动行驶模式下。相反，在发动机驱动行驶模式下，由于并非处在电机驱动行驶状态下，所以行驶状态判定装置80判定为不处于电机驱动行驶状态。
执行条件判定装置82判定与电机驱动行驶模式相关的连续行驶距离LM是否超过给定的连续行驶距离判定值L1。本文所用的术语“与电机驱动行驶模式相关的连续行驶距离LM”是指与电机驱动行驶模式相关的累计行驶距离。即使间断地执行电机驱动行驶模式，行驶距离也会持续累计。但是，如果发动机驱动行驶模式开始而使代表发动机8的输出轴的发动机输出轴94旋转，则连续行驶距离LM被重置为零。这样，当在后续阶段的初始步骤中执行电机驱动行驶模式时，与电机驱动行驶模式相关的行驶距离开始累计。
连续行驶距离判定值L1是一阈值。如果与电机驱动行驶模式相关的连续行驶距离LM超过连续行驶距离判定值L1，则基于其判定为，为了维持发动机8的耐久性，发动机8不应当继续保持在停止状态下。该阈值是例如为20km的给定值，其根据试验等获得并预先存储在执行条件判定装置82中。
此外，执行条件判定装置82判定与电机驱动行驶模式相关的连续行驶时间TM是否超过给定的连续行驶时间判定值T1。本文所用的术语“与电机驱动行驶模式相关的连续行驶时间TM”是指与电机驱动行驶模式相关的累计行驶时间。即使间断地执行电机驱动行驶模式，行驶时间也持续累计。但是，如果发动机驱动行驶模式开始而使代表发动机8的输出轴的发动机输出轴94旋转，则连续行驶时间TM被重置为零。这样，当在后续阶段的初始步骤中执行电机驱动行驶模式时，与电机驱动行驶模式相关的行驶时间开始累计。
连续行驶时间判定值T1是一阈值。如果与电机驱动行驶模式相关的连续行驶时间TM超过连续行驶时间判定值T1，则基于其判定为，为了维持发动机8的耐久性，发动机8不应当继续保持在停止状态下。该阈值是例如为1.5小时的给定值，其根据试验等获得并预先存储在执行条件判定装置82中。
另外，执行条件判定装置82判定车速V是否超过给定的车速判定值V1。通常，存在这样的趋势，即随着车速V增大，行驶振动也增大且行驶振动对发动机8耐久性的不利影响增大。这样，给定的车速判定值V1用作一阈值，基于该阈值，在电机驱动行驶模式下，如果车速V超过给定的车速判定值V1，则判定为，为了维持发动机8的耐久性，发动机8不应当继续保持在停止状态下。该阈值是例如为100km/h的给定值，其根据试验等获得并预先存储在执行条件判定装置82中。
在行驶状态判定装置80判定为车辆在电机驱动行驶模式下行驶的情况下，执行条件判定装置82执行多种判定之一。这些判定包括：判定与电机驱动行驶模式相关的连续行驶距离LM超过连续行驶距离判定值L1；判定与电机驱动行驶模式相关的连续行驶时间TM超过连续行驶时间判定值T1；和判定车速V超过给定的车速判定值V1。如果这些判定中的任一个被作出，则旋转起动装置86执行内燃机旋转控制以使代表内燃机的发动机8的发动机输出轴94旋转。
更具体地，在执行内燃机旋转控制时，第一电动机转速NM1以与第二电动机转速NM2升高的方向相同的方向升高。这使得表示发动机输出轴94转速的发动机转速NE可升高到预定的目标转速NE1，即例如400rpm。这样，发动机输出轴94的旋转被维持预定的目标旋转时间TE1，即例如两秒，而不进行发动机点火。发动机输出轴94的旋转使得连续行驶距离LM和连续行驶时间TM被重置为零。
此外，预定的目标转速NE1和预定的目标旋转时间TE1表示为了维持发动机8耐久性而确定出的用于润滑发动机8内部的给定值。这样，所希望的是，只要可实现该目的，则为了改善燃料消耗，发动机输出轴94以低转速旋转短时间。为了使发动机输出轴94旋转期间的振动最小以防止产生不适，预定的目标转速NE1被确定成小于例如发动机转速区域内的共振区域。
存在这样的趋势，即随着用于润滑发动机8的润滑油的温度降低，相关的粘度升高并且难以实现发动机8在其旋转期间的润滑。因而，在执行内燃机旋转控制时的目标转速NE1即发动机输出轴94的旋转可被确定或改变成，使得发动机8的温度越低，即用于冷却发动机8的冷却液的温度越低或者环境温度越低，则目标转速NE1越高。此外，在执行内燃机旋转控制时的目标旋转时间TE1即使发动机输出轴94旋转的执行时间可被确定或改变成，使得发动机8的温度越低或者环境温度越低，则目标旋转时间TE1越长。
图9的流程图示出由电子控制装置40执行的控制工作的主要部分，即用于将由电机驱动行驶模式下产生的行驶振动所引起的对发动机8耐久性的不利影响减到最小的控制工作。这些控制工作以极短的例如约数毫秒或数十毫秒的时间周期重复执行。另外，图9的流程图所示的控制工作在车辆行驶期间执行。
首先，在步骤(下文中省略术语“步骤”)SA1中，在车辆行驶期间执行操作以判定EV开关92是否打开。也就是说，执行操作以判定是否输出了通过打开EV开关92来命令执行电机驱动行驶模式的信号。如果该判定的结果是肯定的，即如果EV开关92在车辆行驶期间打开，则判定为当前处于电机驱动行驶模式下并且程序转到步骤SA3。反之，如果该判定的结果是否定的，则程序转到SA2。
在SA2中，执行操作以判定当前是否处于发动机驱动行驶模式。如果该判定的结果是肯定的，即当前处于发动机驱动行驶模式时，图9的控制工作终止。反之，如果该判定的结果是否定的，则当前为电机驱动行驶模式并且程序转到SA3。另外，SA1和SA2共同对应于行驶状态判定装置80。
在SA3中，执行操作以判定与电机驱动行驶模式相关的连续行驶距离LM是否超过给定的连续行驶距离判定值L1。连续行驶距离LM例如基于由车速传感器46检测出的变速机构10的输出旋转部件22的转速来获得。如果该判定的结果是肯定的，即当与电机驱动行驶模式相关的连续行驶距离LM超过连续行驶距离判定值L1时，程序转到SA6。反之，如果该判定的结果是否定的，则程序转到SA4。
此外，与电机驱动行驶模式相关的连续行驶距离LM是与电机驱动行驶模式相关的累计行驶距离，其被认为即使电机驱动行驶模式被间断地执行也加以累计。如果由于发动机驱动行驶模式的执行而使发动机输出轴94旋转，则连续行驶距离LM被重置为零。当在后续阶段的初始步骤中执行电机驱动行驶模式时，开始与电机驱动行驶模式相关的行驶时间的累计。
在SA4中，执行操作以判定与电机驱动行驶模式相关的连续行驶时间TM是否超过给定的连续行驶时间判定值T1。如果该判定的结果是肯定的，即当与电机驱动行驶模式相关的连续行驶时间TM超过连续行驶时间判定值T1时，工作转到SA6。反之，如果该判定的结果是否定的，则工作转到SA5。
此外，与电机驱动行驶模式相关的连续行驶时间TM是与电机驱动行驶模式相关的累计行驶距离，其被认为即使电机驱动行驶模式被间断地执行也加以累计。如果由于发动机驱动行驶模式的执行而使发动机输出轴94旋转，则连续行驶时间TM被重置为零。当在后续阶段的初始步骤中执行电机驱动行驶模式时，开始与电机驱动行驶模式相关的行驶时间的累计。
在SA5中，执行操作以判定车速V是否超过给定的车速判定值V1。如果该判定的结果是肯定的，即当车速V超过给定车速判定值V1时，工作转到SA6。反之，如果该判定的结果是否定的，则图9中的控制工作终止。另外，SA3至SA5共同对应于执行条件判定装置82。
在对应于旋转起动装置86的SA6中，执行内燃机旋转控制以起动发动机输出轴94的旋转。更具体地，在执行内燃机旋转控制时，第一电动机转速NM1以与第二电动机转速NM2升高的方向相同的方向升高。这使得发动机转速NE可升高到预定的目标转速NE1。这样，发动机输出轴94的旋转被维持预定的目标旋转时间TE1，其间不进行发动机点火。也就是说，在发动机8中在不进行点火的情况下操作第一电动机M1时暂时升高发动机转速NE。此外，随着内燃机旋转控制被执行，发动机输出轴94旋转，使得连续行驶距离LM和连续行驶时间TM被重置为零。
图10是示出图9的流程图所示的控制工作的时序图，并且表示当与电机驱动行驶模式相关的连续行驶距离LM超过给定的连续行驶距离判定值L1时执行内燃机旋转控制的情形。
图10中的时刻tA1表示为了维持发动机8的耐久性而在电机驱动行驶模式下判定为将执行内燃机旋转控制。特别地，时刻tA1表示在SA3中对与电机驱动行驶模式相关的连续行驶距离LM超过给定的连续行驶距离判定值L1作出了肯定的判定。
图10中的时刻tA2表示内燃机旋转控制开始。在时刻tA2，第一电动机转速NM1升高且第一电动机转速NM1增大，且动力分配机构16的差动作用使得发动机转速NE伴随着第一电动机转速NM1升高到目标转速NE1。
时刻tA3表示内燃机旋转控制完成。因此，第一电动机M1的打开完成并且第一电动机M1进入可自由旋转的状态。由于发动机8的旋转阻力，发动机转速NE从目标转速NE1减速而在时刻tA3重置为零。此外，在时刻tA3，发动机转速NE被重置为零。这样，由于由第二电动机M2和动力分配机构16实现的差动作用，第一电动机M1重新以与第二电动机M2相反的方向旋转。
在执行内燃机旋转控制时，使发动机输出轴94旋转并且与电机驱动行驶模式相关的连续行驶距离LM被重置为零。尽管在图10中未示出，与电机驱动行驶模式相关的连续行驶时间TM也被重置为零。此外，时刻tA2和时刻tA3之间的执行内燃机旋转控制的时间间隔表示目标旋转时间TE1。
本发明的电子控制装置40具有下述有利效果。
(1)在与电机驱动行驶模式相关的连续行驶距离LM超过给定的连续行驶距离判定值L1的情况下，执行内燃机旋转控制以使发动机输出轴94旋转。然后，发动机输出轴94的旋转加快发动机8中的润滑。此外，一旦发动机输出轴94旋转，在发动机输出轴94旋转之前和之后的阶段，发动机8的组成部件实际上便不再保持为完全相同的姿态。这样，在发动机8的组成部件经受电机驱动行驶模式下的行驶振动期间，不会有发动机8的组成部件以与发动机8停止时相同的姿态保持相互接触。这能防止在电机驱动行驶模式下发生的行驶振动对发动机8的耐久性产生不利影响。
(2)与内燃机旋转控制相关的目标转速NE1被确定成小于发动机转速区域内的共振区域。如此确定的参数能够减小在发动机输出轴94旋转期间会损害车辆乘员舒适感的振动。
(3)在与电机驱动行驶模式相关的连续行驶时间TM超过给定的连续行驶时间判定值T1的情况下，执行内燃机旋转控制。然后，发动机输出轴94的旋转加快发动机8中的润滑。此外，即使在发动机8经受电机驱动行驶模式下的行驶振动的阶段，也可避免停止的发动机8的组成部件有区域以相同的姿态保持相互接触。这能防止在电机驱动行驶模式下发生的行驶振动对发动机8的耐久性产生不利影响。
(4)通常，随着车速增大，作用在形成车辆的发动机8等上的振动也增大。有关于此，对于本实施例，在车速超过给定的车速判定值V1的情况下，执行内燃机旋转控制。然后，发动机输出轴94的旋转加快发动机8中的润滑。此外，在发动机8经受增大的行驶振动的阶段，可避免发动机8的停止状态持续。这能防止在电机驱动行驶模式下发生的行驶振动对发动机8的耐久性产生不利影响。
(5)通常，随着用于润滑发动机8的润滑油的温度降低，相关的粘度增大，导致往往难以实现发动机8因其旋转而进行的润滑。有关于此，对于本实施例，在执行内燃机旋转控制时的目标转速NE1即发动机输出轴94的转速可改变成，使得用于冷却发动机8的冷却液的温度越低，则目标转速NE1越高。在这种情况下，在执行内燃机旋转控制时，能抑制由于发动机8的冷却液的低温和发动机8的润滑油的低温而损害对发动机8润滑的加速。
(6)对于本实施例，在执行内燃机旋转控制时的目标转速NE1即发动机输出轴94的转速可改变成，使得环境温度越低，则目标转速NE1越高。在这种情况下，在执行内燃机旋转控制时，能抑制由于低的环境温度和发动机8的润滑油的低温而损害对发动机8润滑的加速。
(7)对于本实施例，在执行内燃机旋转控制时的目标旋转时间TE1也就是使发动机输出轴94旋转的执行时间可改变成，使得用于冷却发动机8的冷却液的温度越低，则目标旋转时间TE1越长。在这种情况下，在执行内燃机旋转控制时，能抑制由于发动机8的冷却液的低温和发动机8的润滑油的低温而损害对发动机8润滑的加速。
(8)对于本实施例，在执行内燃机旋转控制时的目标旋转时间TE1也就是使发动机输出轴94旋转的执行时间可改变成，使得环境温度越低，则目标旋转时间TE1越长。在这种情况下，在执行内燃机旋转控制时，能抑制由于低的环境温度和发动机8的润滑油的低温而损害对发动机8润滑的加速。
(9)形成动力传递装置的变速机构10包括差动部分11和自动变速部分20，在差动部分11中控制连接至动力分配机构16的第一电动机M1的工作状态使得动力分配机构16的差动状态可被控制，自动变速部分20形成从发动机8或差动部分11延伸至驱动轮38的动力传递路径的一部分。这使得差动部分11和自动变速部分20可整体上构造成无级变速器，从而使变速机构10的输出转矩能够平滑地改变。
(10)作为有级变速器的自动变速部分20提供了在宽范围内改变的变速比。
(11)差动部分11包括多于两个的电动机(即用作动力分配机构16的差动作用电动机的第一电动机M1，和作为与延伸至驱动轮38的动力传递路径相连的电动机的第二电动机M2)，以及差动部分行星齿轮单元24。这样，在控制第一电动机M1的工作状态时，即使在发动机转速NE变化的情况下，也能使表示差动部分11的输出转速的动力传递部件18的转速N18连续增大或减小。
在上文中已参照附图所示的实施例描述了本发明。但是，所述实施例仅仅用于说明本发明的示例，并且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，在执行本实施例的内燃机旋转控制时，使用第一电动机M1来升高发动机转速NE。但是，可使切换离合器C0或切换制动器B0进入完全接合或半接合(打滑状态)以限制动力分配机构16的差动作用，从而使发动机输出轴94旋转。换言之，这意味着不必一定用第一电动机M1来使发动机输出轴94旋转。实际上，变速机构10包括第二电动机M2即至少一个电动机就足够了。
在使用切换离合器C0或切换制动器B0使发动机输出轴94旋转时，可不用第一电动机M1的驱动而使发动机输出轴94旋转。在执行内燃机旋转控制时，驱动轮38在车辆行驶期间向发动机8输送反向驱动转矩。如果该反向驱动转矩处于起动发动机输出轴94的旋转所需的充分高的水平，则第二电动机M2可不必提供输出转矩。此外，切换离合器C0或切换制动器B0是能限制形成差动机构的动力分配机构16的差动作用的接合元件。因而，这些组成元件可被认为是动力分配机构16的差动作用限制装置。
在所示实施例中，变速机构10包括用作差动机构的动力分配机构16，和第一电动机M1。但是，包括既不具有第一电动机M1也不具有动力分配机构16的混合动力车辆就足以，其中发动机8、离合器、用作与延伸至驱动轮38的动力传递路径相连的电动机的第二电动机M2、以及自动变速部分20串联连接。在用这种结构执行内燃机旋转控制时，例如，允许介于发动机8和第二电动机M2之间的离合器进入完全接合或半接合(打滑状态)使得从驱动轮38传递的反向驱动力和第二电动机转矩TM2能够使发动机输出轴94旋转。
本实施例的变速机构具有包括至少一条机械路径(机械动力传递路径)的结构形式，在所述机械路径中从发动机8输出的机械能不转换成电能和传递到驱动轮38。但是，本发明也可应用于所谓的串联混合动力型的混合动力车辆。这种类型的混合动力具有这样的结构形式，其中发动机8不机械地连接到驱动轮38，并且所述结构形式包括相互电连接的具有发电机(电力产生)功能和电机(电动机)功能的两个电动机。在这些电动机之中，一个电动机机械地连接到发动机8，而另一个电动机配置在延伸至驱动轮38的动力传递路径上。一个电动机将从发动机8输出的机械能转换为电能，该电能又由另一个电动机转换为机械能以使车辆行驶。
在电机驱动行驶模式下在车速V超过给定的车速判定值V1的情况下，执行内燃机旋转控制。如果发生在电机驱动行驶模式下车速V持续超过给定的车速判定值V1的状态，则内燃机旋转控制能以给定的时间间隔间断地执行，而不必使发动机输出轴94在内燃机旋转控制中持续旋转。此外，在电机驱动行驶模式下在车速V始终超过给定的车速判定值V1达给定时间间隔的情况下，行驶状态可从电机驱动行驶模式切换至发动机驱动行驶模式。
在内燃机旋转控制执行时，发动机输出轴94的旋转持续目标旋转时间TE1。但是，发动机输出轴94的旋转不必按时间来限制，而是也可充分地起动以例如实现给定的转数。换言之，可使发动机输出轴94旋转一圈。
发动机8的冷却剂的成分不受限制，而可以是水或油，只要是能够冷却发动机8的液体即可。差动部分11(动力分配机构16)用作传动比γ0从最小值γ0min连续变化到最大值γ0max的电控无级变速器。但是，在利用差动作用时差动部分11的变速比γ0可有级变化而非连续变化。
在上述变速机构10中，发动机8和差动部分11直接连接，但是发动机8也可经由诸如离合器等之类的接合元件连接到差动部分11。
在上述变速机构10中，第一电动机M1和第二旋转元件RE2直接连接，并且第二电动机M2和第三旋转元件RE3直接连接。但是，第一电动机M1可经由诸如离合器等之类的接合元件连接到第二旋转元件RE2，并且第二电动机M2可经由诸如离合器等之类的接合元件连接到第三旋转元件RE3。
在从发动机8延伸至驱动轮38的动力传递路径上，自动变速部分20配置在差动部分11之后，但是差动部分11也可配置在自动变速部分20之后。总之，自动变速部分20适当地配置以形成从发动机8到驱动轮38的动力传递路径的一部分。
在图1所示的结构中，差动部分11和自动变速部分20直接连接。但是，本发明可应用于这样的结构，即只要变速机构10具有能够整体上电气地改变其变速状态的功能和执行在原理上不同于电差动功能的变速的功能即可。在这种情况下，不需要差动部分11和自动变速部分20之间的机械独立性。
在本实施例中由单行星齿轮单元构成的动力分配机构16也可由双行星齿轮单元构成。
在差动部分行星齿轮单元24中，发动机8以动力可传递状态连接到第一旋转元件RE1，第一电动机M1以动力可传递状态连接到第二旋转元件RE2，并且延伸至驱动轮38的动力传递路径连接到第三旋转元件RE3。但是，当两个行星齿轮单元由形成它们的旋转元件的一部分彼此连接时，本发明可应用于这样的结构，其中在发动机、电动机和驱动轮以动力可传递状态分别连接到各行星齿轮单元的旋转元件的情况下，与行星齿轮单元的旋转元件相连的离合器或制动器被控制成改变结构而成为有级变速状态或无级变速状态。
在本实施例中由自动变速部分20(由有级自动变速器形成)构成的变速部分可以是无级CVT或用作手动变速器的变速部分。
在本实施例中，第二电动机M2直接连接到传递部件18。但是，连接方式不限于此。也就是说，第二电动机M2可直接与从发动机8或传递部件18延伸至驱动轮38的动力传递路径相连，或者可经由变速器、行星齿轮单元、接合单元等间接地连接到所述动力传递路径。
在上述动力分配机构16中，差动部分行星架CA0连接到发动机8，差动部分太阳齿轮S0连接到第一电动机M1，并且差动部分齿圈R0连接到传递部件18。但是，它们的连接关系不限于此。也就是说，发动机8、第一电动机M1和传递部件18可连接到差动部分行星齿轮单元24的三个元件CA0、S0或R0中的任一者。
在本实施例中直接连接到输入轴14的发动机8可经由齿轮、带等可操作地连接。发动机8不必与输入轴14同轴配置。
在本实施例中，第一电动机M1和第二电动机M2与输入轴14同轴配置成使得前者连接到差动部分太阳齿轮S0而后者连接到传递部件18。但是，这种配置和连接方式并不重要。也就是说，第一电动机M1和第二电动机M2可经由齿轮、带、减速器等可操作地分别连接到差动部分太阳齿轮S0和传递部件18。
在本实施例中，自动变速部分20经传递部件18串联连接到差动部分11。但是，通过配置平行于输入轴14的中间轴，自动变速部分20可与所述中间轴同轴配置。在这种情况下，差动部分11和自动变速部分20经传递部件18(如成对的中间齿轮或包括链轮和链的一组传递部件)以动力可传递状态相互连接。
在本实施例中，动力分配机构16由成对的差动部分行星齿轮单元24构成。但是，其也可由用作在非差动状态(固定变速状态)下具有三个或多个档位的变速器的三个或多个行星齿轮单元构成。
第二电动机M2与从发动机8延伸至驱动轮38的动力传递路径相连。这样，除连接到动力传递路径之外，第二电动机M2还经由接合元件如离合器等连接到动力分配机构16。因此，变速机构10可具有这样的结构，其中使用第二电动机M2代替第一电动机M1来控制动力分配机构16的差动状态。

Claims (13)

1.一种用于混合动力车辆驱动装置的控制装置，其特征在于：
所述混合动力车辆驱动装置包括内燃机(8)和电动机(M2)，所述电动机(M2)连接到延伸至驱动轮(38)的动力传递路径，可采用电机驱动行驶模式以在所述内燃机保持为停止状态的情况下使用所述电动机使车辆行驶；并且
在与所述电机驱动行驶模式有关的连续行驶距离超过给定值的情况下，所述控制装置(40)工作以执行用于使所述内燃机(8)的输出轴(94)旋转的内燃机旋转控制。
2.一种用于混合动力车辆驱动装置的控制装置，其特征在于：
所述混合动力车辆驱动装置包括内燃机(8)和电动机(M2)，所述电动机(M2)连接到延伸至驱动轮(38)的动力传递路径，可采用电机驱动行驶模式以在所述内燃机保持为停止状态的情况下使用所述电动机使车辆行驶；并且
在与所述电机驱动行驶模式有关的连续行驶时间超过给定值的情况下，所述控制装置(40)工作以执行用于使所述内燃机(8)的输出轴(94)旋转的内燃机旋转控制。
3.一种用于混合动力车辆驱动装置的控制装置，其特征在于：
所述混合动力车辆驱动装置包括内燃机(8)和电动机(M2)，所述电动机(M2)连接到延伸至驱动轮(38)的动力传递路径，可采用电机驱动行驶模式以在所述内燃机保持为停止状态的情况下使用所述电动机使车辆行驶；并且
在与所述电机驱动行驶模式有关的车速超过给定值的情况下，所述控制装置(40)工作以执行用于使所述内燃机(8)的输出轴(94)旋转的内燃机旋转控制。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的用于混合动力车辆驱动装置的控制装置，其中，在所述内燃机旋转控制中所述输出轴(94)的转速根据所述内燃机(8)的冷却液温度而被改变。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的用于混合动力车辆驱动装置的控制装置，其中，在所述内燃机旋转控制中所述输出轴(94)的转速根据环境温度而被改变。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的用于混合动力车辆驱动装置的控制装置，其中，在所述内燃机旋转控制中使所述输出轴(94)旋转的执行时间根据所述内燃机的冷却液温度而被改变。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的用于混合动力车辆驱动装置的控制装置，其中，在所述内燃机旋转控制中使所述输出轴(94)旋转的执行时间根据环境温度而被改变。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的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还包括以动力可传递状态连接到所述内燃机(8)的动力传递装置(10)；并且
所述动力传递装置包括(i)电控差动部分(11)，所述电控差动部分包括差动机构(16)和以动力可传递状态连接到所述差动机构的差动作用电动机(M1)，所述电控差动部分工作以在控制所述差动作用电动机的工作状态时控制所述差动机构的差动状态，和(ii)变速部分(20)，所述变速部分形成所述动力传递路径的一部分。
9.根据权利要求8所述的用于混合动力车辆驱动装置的控制装置，其中，所述变速部分(20)是有级变速器。
10.根据权利要求8所述的用于混合动力车辆驱动装置的控制装置，其中，所述电控差动部分(11)是多于两个的电动机(M1和M2)以及行星齿轮组(24)。
11.根据权利要求1至3中任一项所述的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还包括限制差动机构(16)的差动作用的差动作用限制装置(C0，B0)，所述差动作用限制装置在限制所述差动机构的差动作用时使所述内燃机(8)的所述输出轴(94)旋转。
12.根据权利要求1至3中任一项所述的用于混合动力车辆驱动装置的控制装置，其中，所述控制装置(40)包括行驶状态判定装置(80)、执行条件判定装置(82)和旋转起动装置(86)。
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，(a)所述行驶状态判定装置(80)判定所述电动机(M2)是否执行所述电机驱动行驶模式以使所述车辆在所述内燃机(8)的停止状态下行驶；(b)所述执行条件判定装置(82)判定以下条件中的至少一个是否成立：(i)与所述电机驱动行驶模式相关的连续行驶距离LM超过给定的连续行驶距离判定值L1，(ii)与所述电机驱动行驶模式相关的连续行驶时间TM超过给定的连续行驶时间判定值T1，和(iii)车速V超过给定的车速判定值V1；并且(c)所述旋转起动装置(86)执行所述内燃机旋转控制以使所述输出轴(94)旋转。
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